CN117396745A - 用于在包埋步骤中处理组织学样本的自动化工作站和过程 - Google Patents

Abstract

一种用于操作者的自动化工作站，用于用包埋材料(P)包埋组织学样本，该自动化工作站包括用于操作者的限定工作区域(W)的工作台。在操作者的工作区域(W)的一侧上，布置有输入区域(A)，该输入区域以自动化方式接收和累积包含组织学样本(S)的盒子(2)。第一处理装置(12)从输入区域(A)拾取盒子(2)，并且按照根据与盒子(2)的组织学样本相关联的信息来实时确定的优先顺序，一次一个地将它们进给到工作区域(W)，所述信息是在盒子上所指示的代码上检测到的。对于到达工作区域(W)的每个新盒子(2)，操作者从盒子(2)移除组织学样本(S)、借助于第一分配装置(14)在模具(5)内实现第一层包埋材料的分配、以所选取向将组织学样本(S)放置在模具(5)内，然后将盒子(2)施加在模具上方。转移装置(15)从操作者处一次一个地接收包含定取向的组织学样本(S)的模具(5)。每个新盒子(2)在转移装置(15)上的通过生成指示操作者的工作区域(W)有空间接收来自输入区域(A)的新盒子的信号。第二包埋材料分配装置(16)用一定体积的包埋材料(P)填充每个模具(5)和放置在其上的相关联盒子(2)。布置在转移装置(15)的下游的冷却区域(B)以自动化方式接收模具(5)，每个模具具有由包埋材料覆盖的对应组织学样本，使得包含每个组织学样本(S)的包埋材料(P)形成固化体(7)，组织学样本被包埋在所述固化体中。

Description

用于在包埋步骤中处理组织学样本的自动化工作站和过程

技术领域

本发明涉及一种用于操作者的自动化工作站以及一种用于在包埋步骤中处理组织学样本的过程。

在解剖病理学的领域中，组织学组织在包埋材料(通常为石蜡)中的包埋步骤是在取自患者的手术样本已经过切割(“粗切(grossing)”)、福尔马林固定和处理(“加工”)之后执行的，其中，组织样本在酒精中脱水，然后用二甲苯澄清，以便将组织本身从亲水性转变为疏水性，从而在石蜡中进行第一次浸渍。

现有技术

根据常规技术，在上述的粗切步骤中，生物组织被插入到组织学盒子中，在该组织学盒子内，生物组织在其经历上述加工操作的同时然后将被引导向随后的包埋步骤。常规组织学盒子的一个示例在附图的图1中示出。

参考该图，数字1表示盒子2和盖子3的组件。在一个典型的示例中，由塑料材料制成的盒子2的主体是相对平坦的容器的形式，具有平坦的底壁4和两对相对的壁，所述壁限定了用于组织学样本的容纳空腔，该容纳空腔可以用盖子3封闭。盒子2的底壁4被成形为类似格栅，其原因将在下文中变得清楚。

根据完全手动执行的常规过程，在进行包埋程序之前，操作者将盖子3与盒子2分开，借助于夹具从盒子2取出组织学样本，并且将其放置在用于接收包埋材料并已经布置有第一层包埋材料(通常是处于足以使其保持流体状态的温度下的石蜡)的模具的底部上。模具可以由例如塑料或金属材料构成，并且可以具有根据待接收的样本而变化的尺寸的底部。

附图中的图2示出了常规类型的模具5的一些示例。模具5被配置并确定大小以在它们上方接收盒子2的主体。实际上，在组织学样本已经被定位在模具5的底部上之后，盒子2(与盖子3分开)被施加在模具5的顶部上。仍然参考图2，可以看出，尽管每个模具5的外部尺寸被选择成以这种方式允许将盒子的主体施加在模具上，但是每个模具5具有用于接收组织学样本的底部空腔6，该底部空腔的大小因模具而异，这取决于待接收的组织学样本。

如上所述，在常规程序中，操作者将第一层包埋材料倒在模具5的底部6上，然后将取自盒子的组织学样本插入在模具5的底部6上。该步骤对于确保随后在样本上执行的检查的高可靠性极其重要。事实上，操作者必须注意将组织学样本以最适当的取向放置在模具的底部上，以便保证下一个切片(microtomy)步骤中的最佳结果，其中，包埋在包埋材料块中的样本受到切割。

一旦操作者将组织学样本放置在模具5的底部上，以最适当的方式将其定向，他就将盒子2施加在模具5上方。

一旦执行了该操作，操作者就将包含组织学样本的模具5(其中盒子2被施加在其上方)放置在包埋材料(通常为石蜡)的分配龙头下方，所述包埋材料维持在足以使其处于流体状态的温度。在该步骤中，包埋材料通过重力被倒到模具5中，使其穿过盒子的底壁4的开口。倾倒足够量的流体以填充模具和模具上方的盒子的容纳空间。

一旦模具5已经填充有包埋材料，通过将其放置在温度通常在-5℃和-10℃之间的冷板上，使其冷却，直到包埋材料固化。此时，包埋材料的固化体7和包埋在其中的组织学样本S(图3)与模具5分开。盒子2的主体保持联结到固化体7。

上述常规过程保证了组织学检查的良好可靠性，因为它将组织学样本在模具内部的定取向步骤委托给了操作者。如已经指示的，该步骤对于获得良好的最终结果至关重要，并且需要专业操作者的技能，该专业操作者基于样本的具体特征、形状和大小并且还考虑其预期的分析类型来选择样本的最佳取向。

同时，传统的、完全手动的过程对实验室的生产率有着固有的限制。

完全手动的常规过程的另一个缺点是，它有出错的风险，尽管这种风险很小，但并不为零。包含每个组织学样本的盒子2通常携带与包含在其中的样本相关的信息载体。这允许系统在将样本和与之相关的一系列信息相关联的意义上保持样本的最低水平的可追溯性，其包括患者的身份、对其进行的手术取样的类型以及其预期的测试的类型。在传统的解剖病理学实验室中，每个操作者在工作台上接收多个盒子，该多个盒子各自包含组织学样本，并且对于每个盒子，进行上述操作循环以将组织学样本包埋在包埋材料中。该操作方式自然涉及将样本与彼此交换以及将错误的样本与错误的盒子相关联的风险。

传统过程的另一个缺点在于这样的事实，即操作者实际上无法精确控制倒到模具中的包埋材料的量。这可能涉及在其内部包含组织学样本的包埋材料的主体固化之后，在倾倒的包埋材料的量溢出的情况下，需要对所述主体执行修整，以使其达到适合于将其引入到切片机中的预定尺寸。类似地，模具内的包埋材料的填充不足将需要材料本身的后续倾倒。这些操作涉及时间的大量浪费并导致随之而来的生产率的损失。

文献US2015/198509 A1和JP 6383625 B2描述了一种用于自动进行组织学样本在包埋材料中的包埋操作的系统和过程。根据该提议，组织学样本被布置在专用类型的支撑件内部，该支撑件又被布置在也是专用类型的盒子内。支撑件将组织学组织锁定在适当位置，在组织本身上施加特定的压缩作用，以便维持在先前的粗切步骤期间所设定的样本取向。仍然根据该已知提议，提供了用于样本的至少三种不同类型的支撑件，该支撑件可以根据样本的大小来选择。其中插入有样本的支撑件定位在盒子内部，其在该已知解决方案的情况下实现常规过程的模具的功能。然后，在其内部具有包含样本的支撑件的盒子被放置在自动执行包埋操作的设备内部。

上述现有技术并非没有缺点。首先，在随后被定位在盒子内部的支撑件内制备组织学样本可能涉及在样本上施加过大的压力，使得在随后的切割操作期间，在切片中，可能发生构成支撑件的材料粘到样本或在样本上留下印迹，污染样本，或在任何情况下在实际的有机组织和粘附到组织的材料之间进行必要的随后的清洁和分开的操作，结果造成操作者的时间的损失。在其他情况下，可能发生的情况是，支撑件内的组织的压缩不足以防止样本在支撑件内部移动，失去其被给予的定向，并且还具有从盒子中掉出的风险，特别是在处理步骤期间，其中包含样本的盒子经历通过该过程的不同试剂的各种传递。但是上述已知系统的主要缺点是，在包埋工作站内进行的过程是完全“封闭的”，在这种意义上，它不允许对在工作站内执行的操作进行任何类型的检查。这可能导致错误(例如，样本与样本的识别信息的不正确关联)被检测得太晚，即当包埋在包埋材料中的样本已经到达切片站以便被切割时。例如，当盒子中的样本丢失时，或者当其定向不良并因此不适合于切割时，或者甚至当发现同一支撑件包埋了两个不均匀的样本时，也存在相同的缺点。在样本定向不良的情况下，诊断肯定会受到影响。另一方面，如果样本丢失，则必须开始调查以恢复它，结果需要封锁系统，从生产率的角度来看这有很大的缺点。

本发明的目的

本发明的主要目的是解决已知解决方案的缺点。

特别地，本发明的目的是提供一种用于将组织学样本包埋在包埋材料中的自动化工作站和过程，其一方面在包埋操作期间在组织学样本的定向方面保持高度可靠性并在整个操作期间保持该定向，但是另一方面与常规的完全手动的过程相比，其允许显著提高生产率，还使其实行标准化。

本发明的另一个重要目的是提供一种用于将组织学样本包埋在包埋材料中的自动化工作站和过程，其实现了针对错误风险的非常高度的安全性，因为其涉及组织学样本和与其识别相关的信息的正确关联，并且因为其涉及在整个包埋过程期间对组织学样本的存在和正确定位的控制。

本发明的另一个目的是提供一种用于将组织学样本包埋在包埋材料中的自动化工作站和过程，其在包埋过程的整个实行期间在允许验证检查和必要时的校正干预的意义上是完全“开放的”。

本发明的进一步目的是提供一种用于将组织学样本包埋在包埋材料中的自动化工作站和过程，其允许对分配在模具和相关联盒子内的包埋材料的量的及其精确的控制，还根据由待包埋的组织学样本填充的体积(因情况而异)，结果有可能避免由于包埋材料的固化体的后续修整操作而浪费时间。

本发明的进一步目的是提供一种用于将有机样本包埋在包埋材料中的自动化工作站和过程，其在能够与在常规手动过程中使用的任何已知类型的盒子和模具一起操作而不需要准备专用的盒子或模具的意义上具有高度的灵活性。

本发明的又一个目的是用相对简单的器件并且用小尺寸和低成本实现所有上述目标。

发明内容

为了实现上述目的中的一个或更多个，本发明涉及一种用于操作者的自动化工作站，用于用包埋材料包埋组织学样本，该自动化工作站包括：

-用于操作者的工作台，限定操作者的工作区域，

-用于旨在经历包埋操作的组织学样本的输入区域，该输入区域被放置在操作者的工作区域的一侧上并被配置成以自动化方式从传送系统接收和累积包含组织学样本的盒子，

-其中，每个盒子包括承载信息载体的主体，该信息载体具有与被包含在盒子内的组织学样本相关联的信息，

-第一检测装置，其被布置在所述输入区域内并被配置成检测位于输入区域内的盒子中的每一个中的每个的信息载体的信息，

-第一处理装置，其邻近所述输入区域和操作者的所述工作区域，并且被配置和编程为从所述输入区域拾取包含组织学样本的盒子并将它们一次一个地进给到所述工作区域，

-所述工作站的电子控制器，其被配置和编程为：

-从所述检测装置接收并储存与位于输入区域内的盒子中的每个的组织学样本相关联的信息，

-控制所述第一处理装置，以便根据与盒子的组织学样本相关联的上述信息而实时确定的优先顺序，一次一个地将包含组织学样本的盒子从所述输入区域进给到所述工作区域，

-所述电子控制器仅在接收到指示操作者的工作区域有空间接收新盒子的信号之后才能够将每个新盒子从所述输入区域进给到操作者的所述工作区域，

-其中，操作者的所述工作区域设置有多个包埋模具，使得操作者可以每次根据到达操作者的工作区域的每个新盒子中所包含的组织学样本的大小来挑选合适的模具，

-其中，可以用于在所选模具内分配第一层包埋材料的第一包埋材料分配装置与所述工作区域相关联，

使得，对于到达工作区域的每个新盒子，操作者可以从盒子移除组织学样本、检测组织学样本的体积、随后挑选模具、借助于所述第一分配装置在所选模具内实现第一层包埋材料的分配，从而以所选取向将组织学样本放置在模具内和第一层包埋材料上方，然后将盒子施加在包含如此定取向的组织学样本的模具上方，

所述工作站进一步包括：

-转移装置，其被布置在工作区域的一侧上、在相对于所述输入区域的相对侧上，以将盒子转移到工作区域之外，所述转移装置被配置成从操作者处一次一个地接收包含定取向的组织学样本的模具，每个模具具有施加在其上的对应盒子，

-第二检测装置，其与所述转移装置相关联，并且被布置和配置成检测由所述转移装置传送的每个盒子的信息载体所携带的信息，并向所述电子控制器发送指示每个新盒子在转移装置上通过的信号，这种信号被用作指示操作者的工作区域有空间接收来自输入区域的新盒子的信号，

-第二包埋材料分配装置，其与所述转移装置相关联，并且被配置成以受控的方式用一定体积的包埋材料填充由所述转移装置承载的每个模具和放置在其上的相关联盒子，所述第二分配装置由所述电子控制器基于能够检测模具和相关联盒子内的包埋材料的水平的传感器的信号而被伺服控制，使得当模具和相关联盒子内的包埋材料的预定水平已经被达到时，所述包埋材料的分配被中断，并且

-布置在所述转移装置的下游的冷却区域，该冷却区域被配置成以自动化方式接收和累积来自所述转移装置的模具，每个模具具有由包埋材料覆盖的对应组织学样本和施加在模具上的对应盒子，使得在所述冷却区域中，包含每个组织学样本的包埋材料形成固化体，组织学样本被包埋在该固化体中。

根据本发明的进一步特征，工作站进一步包括第二处理装置，以从转移装置拾取填充有包埋材料的每个模具和相关联盒子，并将它们存放在所述冷却区域处，并且优选地，还包括第三处理装置，其可以由第二处理装置或另一处理装置构成，该第三处理装置被配置和编程为在盒子和粘附到其上的包埋材料的固化体在所述冷却区域处被冷却之后拾取盒子和粘附到其上的包埋材料的固化体以及相关联模具，并且首先将它们进给到用于将每个模具与粘附到盒子的固化体分离的站并在此之后进给到工作站的输出区域，该输出区域被配置成用于将盒子与其中包埋了组织学样本的相关联固化体输送到传送系统。

根据进一步的优选特征，所述工作区域配备有监视器，用于向操作者显示位于工作区域处的盒子的信息载体中所包含的信息。

在进一步的实施例中，工作区域设置有模具进给系统，用于将模具进给到工作区域，并且优选地，所述模具进给系统由所述电子控制器控制，使得基于位于工作区域处的盒子的信息载体中所包含的信息并在检测到位于盒子内的组织学样本的大小之后，挑选适合于待加工的组织学样本的类型的模具并将该模具进给到工作区域。

仍然在进一步的实施例中，工作站包括自动传送系统，用于在模具与包埋材料的对应固化体和相关联盒子分离之后取回模具，并用于将取回的模具进给通过清洁站回到工作区域。

本发明还涉及借助于上述自动化工作站进行的过程。

本发明的优点

由于上述特征，根据本发明的工作站允许获得一系列相关优点。

首先，与常规过程的情况相比，生产率显著提高，因为在模具内放置和定向样本的步骤之前和之后的整个操作循环是以完全自动化的方式进行的。

同时，操作者可以手动执行将组织学样本放置和定向在模具内的步骤，这确保了在该过程期间样本的正确定向和维持这种正确定向的更大可靠性，正如已经看到的，其构成了用于在样本的后续分析中获得最佳结果的关键因素。

此外，根据本发明的工作站即使不能完全消除、也允许大大降低错误的风险，这是因为这样的事实，即当检测到指示在工作区域中在先前盒子上进行的操作的循环结束的信号时，所述工作站被布置成以自动化方式一次一个盒子地进给操作者的工作区域。

根据本发明的工作站的进一步重要优点在于这样的事实，即其是完全“开放的”，在这种意义上，其允许在每个组织学样本所接受的操作的整个循环期间每个组织学样本的可追溯性，可以随时检查特定样本与识别该特定样本的信息的关联以及检查操作的正确执行并在工作期间进行干预以纠正任何检测到的异常。

本发明的进一步相关优点在于这样的事实，即其允许对倒到每个模具中的包埋材料的量的精确控制，该量与组织学样本所占据的体积相关，这提供了通过包埋材料的固化获得不具有多余部分的主体的可能性，因此其不需要任何成形或修整。

根据本发明的工作站的进一步优点是能够适应与已知类型的任何盒子或模具一起使用，以及适应与能够执行先前加工步骤的任何已知装置对接。

优选实施例的详细描述

本发明的进一步的特征和优点将从随后参考附图的描述中清楚，附图仅通过非限制性示例的方式提供，其中：

图1是已知类型的组织学盒子的透视图，该组织学盒子还可以在根据本发明的工作站中使用，

图2示出了一系列已知模具，这些模具还可以在根据本发明的工作站中使用，

图3示出了根据现有技术的过程的一个步骤，其中在其内部包含有机成分并具有与其相关联的盒体的包埋材料的固化体与在其中获得它的模具分开，

图4是根据本发明的工作站的实施例的透视图，

图5是根据本发明的工作站的实施例的主要部件的进一步透视图，

图6以放大透视图示出了在根据本发明的过程的一个步骤中的图5的工作站的细节，以及

图7、图8、图8A和图9-21是示出了用图5的工作站进行的根据本发明的过程的进一步步骤的透视图。

已经参考常规过程描述了图1-3，在常规过程中，将组织学样本S包埋在包埋材料中所需的所有操作都是手动执行的。

图4示出了根据本发明的工作站的第一实施例的透视图，附图标记8表示为整个工作站，该工作站包括工作台9，在该工作台上限定了输入区域A，该输入区域被配置成从传送系统10接收包含组织学样本的盒子2。

在一个特别优选的实施例中，自动化传送系统设置在根据本发明的工作站8的上游和下游。布置在上游的传送系统10将包含待分析的组织学样本的盒子进给，而布置在工作站的下游的传送系统11将组织学样本进给到自动化样本加工线的下一站，每个组织学样本包埋在包埋材料的主体中。附图中的图4示出了一个示例，其中自动化传送系统10、11以气动邮件系统的形式设置在工作站8的上游和下游。优选地，这些系统是根据申请人的意大利专利申请No.102021000009788中描述的内容制成的。传送系统10、11的构造细节在此没有描述，因为它们可以以任何已知的方式制成，并且因为它们单独来看没有落在本发明的范围内。应注意的是，在不太优选且未示出的实施例中，上游和下游传送系统还可以是手动的。

回到图4，工作站8的上游的传送系统向图1中所示类型的盒子2进给一个或更多个组织学样本，该一个或更多个组织学样本自由地排列在盒子内，每个盒子2用对应的盖子3封闭。

根据本发明的工作站的有利特征在于，其能够以完全灵活的方式与任何已知类型的盒子一起操作。

此外，如从以下描述将显而易见的，在根据本发明的过程和工作站中，实现了每个加工过的样本的连续可追溯性的优点，这允许样本在工作站处所执行的所有操作进程中和与其相关的识别信息相关联。

为此目的，在盒子2的主体上提供信息载体，该信息载体携带与盒子中包含的组织学样本相关联的信息。在一个优选的示例中(见图12)，盒子2的主体具有表面2A，该表面很好地暴露于视野，携带信息载体C，该信息载体可以是任何已知类型的代码(例如条形码)，但是该信息载体在该示例中是QR代码。

包含在代码C中的信息可以包括患者识别信息、例如与插入在同一盒子内的样本的数量相关的信息、与样本经历的先前加工步骤相关的信息、与样本的性质相关的信息、样本的宏观图像以及对在输入区域A(图4)的下游的工作区域W中手动执行将每个组织学样本存放在模具中并在模具内定向样本的操作的操作者可能有用的任何进一步信息。

电子控制器E(仅在图4中示意性示出)与工作站8相关联。电子控制器E被配置和编程为控制工作站8的所有自动化装置并帮助在工作区域W中工作的操作者。

被接收在输入区域A中的用对应的盖子3适当封闭的盒子2被任何已知类型的处理装置12拾取并被存放在累积区域13中，如果需要，该累积区域可以设置有将盒子保持在期望温度范围中的系统。

在所示的示例中，处理装置12由任何已知类型的机器人构成，其具有能够沿着正交于彼此的三个轴线X、Y、Z移动的夹持头12A。在图1所示的示例中，头部12A能够在滑动件12B上沿着竖直轴线Z移动，该滑动件在水平梁12C的导向件上沿着水平轴线Y滑动。水平梁12C又从滑动件12D伸出，该滑动件沿着水平轴线X滑动地安装在由固定到工作台9的纵向杆12E承载的导向件上。

在一个优选的示例中，任何已知类型的光学检测装置18可以关联到输入区域A或处理装置12，所述光学检测装置能够检测由每个盒子2携带的代码C，从而允许电子控制器E在盒子通过工作站的整个路径期间追踪盒子。在图4的示例中，光学检测装置18’被布置在输入区域A中的固定位置。处理装置12可以被编程为拾取由传送系统10进给的盒子2并将其呈现在光学检测装置18’的前面，以便允许代码C的读取，然后处理装置12本身可以将盒子临时定位在累积区域13中。

工作站优选地配备有监视器M，电子控制器E在该监视器上显示与工作区域W中不时出现的盒子相关的信息。

本发明的基本特征在于这样的事实，即操作者工作的工作区域W一次仅接收一个盒子。如将在下面更详细地看到的，只有当必须在工作区域W中在特定盒子上执行的操作循环结束时，系统才能够向工作区域W进给新盒子。当指示在位于工作区域W中的盒子上所执行的操作循环完成的信号由电子控制器E接收到时，这最后控制处理装置12从累积区域13拾取特定的盒子并将其进给到工作区域W。

如还将在下面更详细地描述的，电子控制器E被配置和编程为基于与每个盒子相关联的信息来执行必须不时地被进给到工作区域W的盒子的挑选(“分类”)，所述信息借助于位于输入区域A处的光学检测装置18’来检测。

优选地，在将盒子进给到工作区域W之后，根据任何已知的测量或扫描装置，检测盒子2中包含的组织学样本所占据的尺寸以及体积。仍然参考图4，在工作区域W中，操作者然后手动执行以适当定向将组织学样本布置在对应模具内所需的操作。每次盒子2到达工作区域W时，操作者移除盖子3，拾取组织学样本，并在借助于分配装置14预先在模具的底部上倾倒第一层包埋材料(通常为石蜡)之后以适当定向将组织学样本放置在对应模具5的底部6上(见图2、图3)。

特别地，上述模具5可以由操作者基于先前检测到的组织学样本的体积手动选择适当的大小。另一方面，根据优选的解决方案，模具5可以被自动地供应给操作者，同样基于组织学样本的检测到的体积，并且已经根据模具5本身的底部6的大小由分配装置14以自动化的方式用石蜡预填充。

一旦执行了将组织学样本重新定位在模具中的操作，操作者就将盒子2施加在模具5上方并将由此获得的组放置在转移装置15上，其将参考图5-21在下面以及所有以下步骤中更详细地描述。

转移装置15将包含组织学样本的模具5(盒子2的主体施加在其上方)运送到包埋材料分配装置16。在站16中，模具和与其相关联的盒子用维持在流体状态的包埋材料(通常为石蜡)填充。如将在下面详细描述的，包埋材料的分配以受控且精确的方式进行，因为传感器装置与分配装置16相关联，以检测盒子内的包埋材料的水平，其由能够基于电子控制器E从先前步骤已知的一系列参数来校准分配的算法辅助。在分配装置16之前或之后，设置检测站18，该检测站能够检测与由盒子2携带的代码C相关联的信息。

再次参考图4，在转移装置15的下游有冷却区域B，在该冷却区域中，处理装置20用于存放来自转移装置15的模具。所有上述构造细节将在下面参考图5-21描述。

最后，工作站8包括用于在每个模具所携带的包埋材料的固化所需的时间过去之后从冷却区域B拾取模具的系统。如还将在下面详细描述的，工作站包括用于将冷却的模具5与对应盒子2分离的装置，固化的包埋材料保持与每个盒子2相关联。传送装置用于在工作站的输出处或在累积区域中进给具有相关联的包埋材料的主体的盒子2，组织学样本包埋在所述包埋材料的主体内。

图5示出了根据本发明的工作站的进一步实施例。参考该示例，机器的输入处的累积区域13包括支架，处理装置12将到达工作站的输入区域A的盒子2定位在该支架中，盒子仍然由盖子3封闭(总是要考虑的是，盒子2和对应盖子3之间的结合在图中用数字1表示)。

当电子控制器E接收到指示位于工作区域W中的盒子上的操作循环完成的信号时，其能够向工作区域W进给新盒子。在这种状况下，处理装置12将其夹持头12A带到预定位置，以拾取给定的盒子2。

如上所述，电子控制器被配置和编程为进行盒子2的条项操作(“分类”)，以便基于与每个盒子相关联的信息(其在该示例中借助于上述光学检测装置18’被检测)根据预定的顺序一次一个地将盒子从累积区域13进给到工作区域W。因此，在上述示例中，该分类操作是在操作者介入工作区域W之前执行的。

电子控制器定义最适当顺序所遵循的准则可以是各种类型的，并且可以基于例如与盒子相关联的信息和将工作均匀地分配给布置在工作站的下游的切片站的需要。因此，基本上可以基于待执行的分析的性质并基于实验室的组织需要，将组织学样本组织并分配到后续的加工站。

附图中的图6示出了处理装置12的夹持头12A拾取盒子2的步骤，而图7示出了在用于将盒子2进给到工作区域W的斜槽(chute)130的入口处的盒子2的后续转移步骤。

图8示出了在工作区域W中位于到达位置处的盒子2

图8A示出了由操作者在工作区域W中执行的手动操作的开始。操作者将盒子2与盖子3分开并在镊子17的帮助下拾取包含在盒子2中的组织学样本S。仍然参考图2，此时，操作者从设置在工作区域W中的用于进给模具5的系统(未示出)取出图2所示的任何类型的模具5，该模具具有适合于组织学样本的大小和形状的底部6。

在进一步的实施例中，上述用于将模具5进给到工作区域W的系统可以是自动类型的，即由电子控制器E控制，以便借助于上述已知的测量或扫描装置(未示出)基于在该步骤中精确发生的组织学样本S的体积的检测来挑选具有底部6的模具5，该底部的大小适合于待处理的组织学样本S并将其直接进给到工作区域W，使操作者从必须手动选择的任务解脱。特别地，通过这种自动系统读取与模具相关联的信息载体F(见图9)，即识别模具本身的大小的代码(例如，条形码或QR代码)，可以更容易地选择合适的模具5。

然后，借助于布置在工作区域W处的分配装置14(图5)，在模具5的底部6上沉积第一层包埋材料(石蜡)，该包埋材料在足以使其保持流体状态的温度下被分配。优选地，该第一层包埋材料以自动化方式并以可重复的量被被分配在模具5内，该可重复的量由包括在分配装置14(图中未示出)中的包埋材料的水平传感器控制并根据模具的类型(即其底部的大小)被校准。以该方式，一旦该水平传感器接收到指示模具5内的此类第一层包埋材料达到正确预定水平的信号，分配就由电子控制器E中断，并且控制器E为特定的模具保留与所分配的第一层包埋材料的体积相关的信息。水平传感器可以是任何已知类型的光学传感器，例如以反射方式工作，能够测量传感器与石蜡层自由表面的距离。

此时，操作者将组织学样本放置在底部6上，以最适当的方式将其定向。定向是由操作者基于由电子控制器E经由监视器M提供给他的与样本的性质有关的信息、可能借助于样本的宏观照片、考虑到样本必须经历的操作来选择的。特别地，定向将以这样一种方式选择，使得在工作站的下游的切片机处执行的切割操作允许获得对以下分析最佳的样本的断面。

如可以看出的，在根据本发明的工作站中，定向操作留给操作者，因为其对于获得后续实验室分析的最佳结果是至关重要的。同时，在手动定位和样本定向之前和之后的操作的完全自动化允许极大地提高实验室的生产率。如已经指出的，除了这些优点之外，还增加了上面已经讨论过的其他优点，涉及样本通过工作站中的整个路径的可追溯性以及获得包埋材料的极其精确的剂量的可能性，从而避免了包含组织学样本的包埋材料的最终固化体的修整操作。

附图中的图9示出了由操作者在工作区域W中执行的操作的结果。在工作区域W中的操作循环结束时，存在模具5，在该模具的底部6上存在由分配装置14分配的第一层包埋材料，然后操作者将组织学样本放置在其中并将该组织学样本定向。如在图9中可以看出，盒子2的主体作为盖子施加在模具5上方。因此，模具5和盒子2的主体具有适合于此目的的尺寸。如图9中还可见，盒子2的主体限定了用于用包埋材料填充的空腔2B，如先前所述，该空腔的底壁4具有贯穿开口，从而允许倾倒在空腔2B内的包埋材料通过，进到下面的模具5中。如在图9中还可以看出，携带代码C的盒子2的主体的倾斜端部表面2A保持在暴露于视野的位置。

再次参考图5和图10，附图纯粹通过示例的方式示出了转移装置15的实施例，其中这种转移装置包括带式输送机，该带式输送机在水平平面支撑件15A中沿着闭环路径移动，每个支撑件被配置和定大小以在其自身上方接收由包含组织学样本的模具5和施加在其上方的盒子2的相关联主体限定的组G(图9)。

转移装置15将支撑件15A停止在准备接收新组G的位置(图5)。图10示出了一个步骤，在该步骤中，组G已经被定位在处于等待位置的支撑件15A内。此时，电子控制器E控制转移装置15的移动，该转移装置首先将组G移动到检测站18的前面(图11)，用于检测包含在代码C中的信息(图12)，然后移动到用于分配包埋材料的站16下方(图14)。检测站18可以包括任何已知类型的光学检测器。

图13示出了一个步骤，在该步骤中，组G在经过检测站18的前面之后朝向分配装置16转移。

在一个示例中，电子控制器E被编程为当其从工作区域W的下游的检测站18接收到指示由检测站检测到来自位于检测站18的前面的工作区域W的盒子的代码C的信号时，能够通过处理装置12将新盒子进给到工作区域W，并且其充当在工作区域W中在盒子本身上的操作循环完成的信号。自然地，在不损害一次一个地将盒子进给到工作区域W的原理的情况下，用于在工作区域W中进给新盒子的使能信号可以以任何其他方式获得或者由操作者本身激活。

图14示出了一个步骤，在该步骤中，位于分配装置16下方适当位置的盒子2的主体停止在该位置以接收包埋材料P的流动，该包埋材料处于充分的温度下以保持其处于流体状态。分配装置16基本上由电磁阀控制的龙头构成，该电磁阀由工作站的电子控制器E基于与分配装置16相关联的传感器28所发送的反馈信号来控制。传感器28是能够检测包埋材料P的水平的传感器，并且可以是任何已知类型的光学传感器，例如以反射方式工作，能够测量传感器本身相对于倒到盒子2中的包埋材料P的流体的自由表面的距离。由传感器28发出的信号还可以以传感器和包埋材料P的自由表面之间的距离D的数字指示的形式显示在监视器上。在分配步骤期间，距离D逐渐减小，直到达到与包埋材料的正确量相对应的预定值，该正确量是根据盒子2和布置在盒子2下方的模具5的大小预先确定的。因此，电子控制器E能够关闭控制包埋材料的分配的电磁阀，并因此当达到正确量(即盒子2内的材料P的预定水平)时停止材料P的分配。在该分配操作期间，电子控制器E借助于特定的算法考虑其先前具有的关于模具5内的组织学样本S所占据的体积的信息、以及关于模具5本身的底部6的尺寸的信息、然后是关于由分配装置14分配的第一层包埋材料的体积的信息，以便充分地校准适当量的包埋材料P的分配，以达到上述预定水平。如上所述，由于达到了包埋材料P的正确量和自动化处理，在随后的加工步骤中，当包埋材料P已经固化时，所获得的主体必须不被修整，因为其已经具有了正确的大小，然后被接收在下游的切片机中。

基本上，实现了对由分配装置14和16分配的包埋材料的体积的完全控制，直到最后一滴，根据待包埋的组织学样本S的体积并因此根据接收它的模具5的底部6的尺寸来校准一切。本质上，分配正确量的包埋材料的准确性是由两种控制的组合确保的，一种控制是关于待分配的包埋材料的适当体积，另一种控制是关于模具5内(对于第一层包埋材料)和相关联盒子2内(对于包埋材料P)的包埋材料达到预定水平。

回到图5，附图标记20表示任何已知类型的处理装置，例如类似于与输入区域A相关联的处理装置12，用于拾取来自转移装置15的每个组G并用于将其定位在冷却区域B，所述组由模具与现在填充有包埋材料的相关联盒子构成。自然地，处理装置20也由电子控制器E控制。因此，即使在这种情况下，处理装置20可以包括能够在滑动件20B上沿着竖直轴线Z移动的夹持头20A，滑动件在水平方向Y上在梁20C上滑动。梁20C从滑动件20D伸出，该滑动件沿着水平方向X可滑动地安装在固接到工作台9的梁20E上。

自然地，处理装置12和20的配置以及转移装置15的配置可以广泛变化。作为所用示例的替代方案，因此可以采用任何其他已知类型的处理和转移装置。图16示出了一个步骤，在该步骤中，转移装置15在来自包埋材料的分配装置的组G处于等待位置以待被处理装置20的夹持头20A拾取的状况下停止。

图17示出了下一个步骤，在该步骤中，处理装置20将拾取的组G放置在冷却区域B中的冷却金属板上。

图18示出了其中存放有组G的冷却区域B，同时处理装置20将已经冷却的组G运送到站21，在该站处，进行模具5与内部包含组织学样本的包埋材料P的固化体的分离。应注意的是，在未示出的替代实施例中，处理装置可以是相对于处理装置20不同的处理装置。其在任何情况下都是由电子控制器E自然控制的处理装置。

在上述分离之后，模具5落到坑22中，在该坑中，模具被用于取回模具的自动传送系统取回，同时包埋材料的固化体保持粘附到对应盒子2的主体。在所示的示例中，处理装置20的夹持头20A暂时将组G放置在水平支撑壁21A上，在此之后其释放组G。头部20A围绕竖直轴线旋转，以承载总是属于头部20A的夹持装置23，以接合属于组G的包埋材料P的固化体的上表面。借助于夹持装置23，头部20A将组G带到坑22上方，在壁21A的开口25的两侧处由支撑壁21A承载的两个支座24之间。两个支座24具有水平折叠的上边缘。当夹持装置23将组G带到了开口25上方和两个支座24之间时，模具的分离已经可以通过重力自然发生，但是如果需要，夹持装置23使组G略微向上移动，使得模具5的相对边缘由支座24的折叠边缘保持，这使模具5穿过开口25落到坑22中，同时由包埋材料P的固化体7和与之相关联的盒子2构成的组G保持联结到夹持装置23(图19)。在这种情况下，电子控制器E可以控制处理装置20以将组G转移到组G的累积区域26(图20)，或者直接转移到工作站的输出区域U，该输出区域连接到工作站的下游的自动化传送系统11的入口27。在累积区域26中停止的情况下，处理装置20然后用于不时地将组G从累积区域26朝向工作站的输出区域U(即基本上朝向传送系统11的入口27)进给。为了后续目的地的均匀性，通常可以将盒子分组。在任何情况下，还可以在该步骤中执行挑选(“分类”)操作，该操作可以与在工作区域W的上游执行的分类操作相关，并且该操作可以同样地由光学检测装置18”(图4)辅助，该光学检测装置与处理装置20相关联或者布置在工作站的输出区域中的固定位置并且能够检测由每个盒子2携带的代码C。在图4所示的示例中，光学检测装置18”处于固定位置并且能够检测由处理装置20携带在其前面的盒子的代码C。

被接收在坑22中的分离的模具5可以由自动传送系统取回，除非它们是一次性类型的。自动传送系统可以将模具进给通过清洁站，以去除包埋材料的残留物，然后将它们输送回到模具5的进给系统，到达工作区域W。

自然地，本发明的原理保持不变，构造的细节和实施例可以相对于纯粹通过示例的方式描述和示出的那些广泛变化，而不脱离如所附权利要求中定义的本发明的范围。例如，不排除样本在模具内的定向也使用自动化系统来执行。

Claims (15)

1.一种用于操作者的自动化工作站，用于用包埋材料(P)包埋组织学样本(S)，所述工作站包括：

-用于操作者的工作台，其限定操作者的工作区域(W)，

-用于旨在经历包埋操作的组织学样本的输入区域(A)，所述输入区域被放置在操作者的工作区域(W)的一侧上并被配置成以自动化方式从传送系统(10)接收和累积包含组织学样本(S)的盒子(2)，

-其中，每个盒子(2)包括承载信息载体(C)的主体，所述信息载体具有与被包含在所述盒子(2)内的组织学样本(S)相关联的信息，

-第一检测装置(18’)，其被布置在所述输入区域(A)内并被配置成检测位于所述输入区域(A)内的盒子(2)中的每一个的信息载体(C)的信息，

-第一处理装置(12)，其邻近所述输入区域(A)和操作者的所述工作区域(W)，并且被配置和编程为从所述输入区域(A)拾取包含所述组织学样本(S)的盒子(2)并将它们一次一个地进给到所述工作区域(W)，

-所述工作站的电子控制器(E)，其被配置和编程为：

-从所述检测装置(18’)接收并储存与位于所述输入区域(A)内的盒子(2)中的每个的组织学样本相关联的信息，

-控制所述第一处理装置(12)，以便根据与所述盒子(2)的组织学样本(S)相关联的上述信息而实时确定的优先顺序，一次一个地将包含所述组织学样本(S)的盒子(2)从所述输入区域(A)进给到所述工作区域(W)，

-所述电子控制器(E)能够仅在接收到指示操作者的工作区域(W)有空间接收新盒子(2)的信号之后将每个新盒子(2)从所述输入区域(A)进给到操作者的所述工作区域(W)，

-其中，操作者的所述工作区域(W)设置有多个包埋模具(5)，使得操作者可以每次根据到达操作者的工作区域(W)的每个新盒子(2)中所包含的组织学样本的大小来挑选合适的模具(5)，

-其中，能够用于在所选模具(5)内分配第一层包埋材料的第一包埋材料分配装置(14)与所述工作区域相关联，

使得，对于到达工作区域(W)的每个新盒子(2)，操作者能够从所述盒子(2)移除所述组织学样本(S)、检测所述组织学样本的体积、随后挑选模具(5)、借助于所述第一分配装置(14)在所选模具(5)内实现第一层包埋材料的分配，从而以选择的取向将所述组织学样本(S)放置在所述模具(5)内和所述第一层包埋材料(P)上，然后将所述盒子(2)施加在包含这样定取向的组织学样本(S)的模具(5)上，

所述工作站进一步包括：

-转移装置(15)，其被布置在所述工作区域(W)的一侧上、在相对于所述输入区域(A)的相对侧上，以将所述盒子(2)转移到所述工作区域之外，所述转移装置(15)被配置成从操作者处一次一个地接收包含定取向的组织学样本(S)的模具(5)，每个模具具有施加在其上的对应盒子(2)，

-第二检测装置(18)，其与所述转移装置(15)相关联，并且被布置和配置成检测由所述转移装置(15)传送的每个盒子(2)的信息载体(C)所携带的信息，并向所述电子控制器(E)发送指示每个新盒子(2)在所述转移装置(15)上通过的信号，这种信号被用作指示操作者的工作区域(W)有空间接收来自所述输入区域(A)的新盒子的信号，

-第二包埋材料分配装置(16)，其与所述转移装置(15)相关联，并且被配置成以受控的方式用一定体积的包埋材料(P)填充由所述转移装置(15)承载的每个模具(5)和放置在其上的相关联盒子(2)，所述第二分配装置(16)通过所述电子控制器(E)基于能够检测所述模具(5)和所述相关联盒子(2)内的包埋材料(P)的水平的传感器(28)的信号而被伺服控制，使得当所述模具(5)和所述相关联盒子(2)内的包埋材料(P)的预定水平已经被达到时，所述包埋材料(P)的分配被中断，并且

-布置在所述转移装置(15)的下游的冷却区域(B)，所述冷却区域被配置成以自动化方式接收和累积来自所述转移装置(15)的模具(5)，每个模具具有由所述包埋材料覆盖的对应组织学样本和施加在所述模具(5)上的对应盒子(2)，使得在所述冷却区域中，包含每个组织学样本(S)的包埋材料(P)形成固化体(7)，所述组织学样本被包埋在所述固化体中。

2.根据权利要求1所述的工作站，其特征在于，其进一步包括第二处理装置(20)，以从所述转移装置(15)拾取填充有包埋材料(P)的相关联盒子(2)和每个模具(5)并将它们存放在所述冷却区域(B)。

3.根据权利要求2所述的工作站，其特征在于，其包括第三处理装置，所述第三处理装置由所述第二处理装置(20)或由另一处理装置构成，所述第三处理装置被配置和编程为在盒子(2)和与之粘附的包埋材料(P)的固化体(7)在所述冷却区域(B)处被冷却之后拾取所述盒子和与之粘附的包埋材料的固化体以及相关联模具(5)，并且首先将它们进给到用于将每个模具(5)与粘附到所述盒子(2)的固化体(7)分离的站并在此之后进给到所述工作站的输出区域(U)，所述输出区域被配置成用于将所述盒子(2)与其中包埋了所述组织学样本(S)的相关联固化体(7)输送到传送系统(11)。

4.根据权利要求1所述的工作站，其特征在于，所述工作区域(W)配备有监视器(M)，用于向操作者显示位于所述工作区域(W)处的盒子(2)的信息载体(C)中所包含的信息。

5.根据权利要求1所述的工作站，其特征在于，所述工作区域(W)设置有模具进给系统，用于将模具(5)进给到所述工作区域(W)。

6.根据权利要求4所述的工作站，其特征在于，用于进给所述模具(5)的所述模具进给系统由所述电子控制器(E)控制，使得基于位于所述工作区域(W)处的盒子(2)的信息载体(C)中所包含的信息并在检测到位于所述盒子(2)内的组织学样本(S)的大小之后，挑选适合于待加工的组织学样本(S)的类型的模具(5)并将该模具进给到所述工作区域(W)。

7.根据权利要求1所述的工作站，其特征在于，用于在所述模具(5)内分配第一层包埋材料的第一包埋材料分配站(14)由所述电子控制器(E)基于能够检测所述模具(5)内的包埋材料(P)的水平的传感器的信号而被伺服控制，使得当所述模具(5)内的所述第一层包埋材料(P)的预定水平已经被达到时，所述包埋材料(P)的分配被中断。

8.根据权利要求2所述的工作站，其特征在于，其包括自动传送系统，用于在所述模具(5)与包埋材料(P)的对应固化体(7)和相关联盒子(2)分离之后取回所述模具，并用于将取回的模具(5)进给通过清洁站回到所述工作区域(W)。

9.用于将组织学样本(S)包埋在包埋材料(P)中的过程，所述过程包括以下步骤：

-为操作者准备工作台，限定操作者的工作区域(W)，

-在布置于操作者的工作区域(W)的一侧上的输入区域(A)处以自动化方式从传送系统(10)接收和累积包含旨在经历包埋操作的组织学样本(S)的盒子(2)，

-其中，每个盒子(2)包括承载信息载体(C)的主体，所述信息载体具有与被包含在所述盒子(2)内的组织学样本(S)相关联的信息，

-借助于布置在所述输入区域(A)内的第一检测装置(18’)检测位于所述输入区域(A)内的盒子(2)中的每一个的信息载体(C)的信息，

-借助于所述工作站的电子控制器(E)，从所述检测装置(18’)接收并储存与位于所述输入区域(A)内的盒子(2)中的每个的组织学样本相关联的信息，

-借助于所述电子控制器(E)控制所述第一处理装置(12)，以便根据与所述盒子(2)的组织学样本(S)相关联的上述信息而实时确定的优先顺序，一次一个地将包含所述组织学样本(S)的盒子(2)从所述输入区域(A)进给到所述工作区域(W)，

仅在接收到指示操作者的工作区域(W)有空间接收新盒子(2)的信号之后，所述电子控制器(E)才允许每个新盒子(2)由从所述输入区域(A)进给到操作者的所述工作区域(W)，

-其中，操作者的所述工作区域(W)设置有多个包埋模具(5)，使得操作者可以每次根据到达操作者的工作区域(W)的每个新盒子(2)中所包含的组织学样本的大小来挑选合适的模具(5)，

其中，能够用于在所选模具(5)内分配第一层包埋材料的第一包埋材料分配装置(14)与所述工作区域(W)相关联，

其中，对于到达所述工作区域(W)的每个新盒子(2)，操作者能够从所述盒子(2)移除所述组织学样本(S)、检测所述组织学样本的大小、随后挑选模具(5)、借助于所述第一分配装置(14)在所选模具(5)内实现第一层包埋材料的分配，从而以所选取向将所述组织学样本(S)放置在所述模具(5)内和所述第一层包埋材料(P)上，然后将所述盒子(2)施加在包含如此定取向的组织学样本(S)的模具(5)上，

其中，操作者进一步一次一个地将包含定取向的组织学样本(S)的模具(5)存放在位于所述工作区域(W)的一侧上、相对于所述输入区域(A)的相对侧上的转移装置(15)上，每个模具具有施加在其上的对应盒子(2)，所述转移装置将所述盒子(2)转移到所述工作区域之外，

所述过程进一步包括以下步骤：

-借助于与所述转移装置(15)相关联的第二检测装置(18)检测由所述转移装置(15)传送的每个盒子(2)的信息载体(C)所携带的信息，以及

-向所述电子控制器(E)发送指示每个新盒子(2)在所述转移装置(15)上通过的信号，这种信号被用作指示操作者的工作区域(W)有空间接收来自所述输入区域(A)的新盒子的信号，

-借助于所述转移装置(15)将每个模具(5)和放置在其上的相关联盒子(2)传送到第二包埋材料分配装置(16)，其中所述模具(5)和所述相关联盒子(2)以受控的方式用一定体积的包埋材料(P)填充，所述第二分配装置(16)由所述电子控制器(E)基于能够检测所述模具(5)和所述相关联盒子(2)内的包埋材料(P)的水平的传感器(28)的信号而被伺服控制，使得在所述模具(5)和所述相关联盒子(2)内的包埋材料(P)的预定水平已经被达到的情况下，所述包埋材料(P)的分配被中断，并且

-在冷却区域(B)中以自动化方式接收和累积来自所述转移装置(15)的模具(5)，每个模具具有由所述包埋材料覆盖的对应组织学样本和施加在所述模具(5)上的对应盒子(2)，使得包含每个组织学样本(S)的包埋材料(P)形成固化体(7)，所述组织学样本被包埋在所述固化体中。

10.根据权利要求9所述的过程，其特征在于，其进一步包括以下步骤：在所述第二包埋材料分配装置(16)的下游借助于第二处理装置(20)从所述转移装置(15)拾取每个模具(5)和相关联盒子(2)，并将所述模具(5)与所述相关联盒子(2)存放在所述冷却区域(B)处。

11.根据权利要求10所述的过程，其特征在于，其进一步包括以下步骤：

-在盒子和与之粘附的包埋材料的固化体已经在所述冷却区域(B)处被冷却之后，借助于由所述第二处理装置(20)或由另一处理装置构成的第三处理装置，拾取盒子(2)和与之粘附的包埋材料(P)的固化体(7)以及相关联模具(5)，并且首先将它们进给到用于将每个模具(5)与粘附到所述盒子(2)的固化体(7)分离的站，然后进给到输出区域(U)，

-将具有相关联固化体(7)的盒子(2)从所述输出区域(U)输送到传送系统(11)，所述组织学样本(S)包埋所述相关联固化体中。

12.根据权利要求9所述的过程，其特征在于，在所述工作区域(W)，操作者基于位于所述工作区域(W)的盒子(2)的信息载体(C)中所包含的信息挑选将要赋予给放置在所述模具(5)内的组织学样本(S)的定向，该信息能够在所述工作区域(W)配备的监视器(M)上获得。

13.根据权利要求9所述的过程，其特征在于，其包括用于将模具(5)进给到所述工作区域(W)的模具进给系统，所述系统能够基于位于所述工作区域(W)处的盒子(2)的信息载体(C)中所包含的信息并在检测到位于所述盒子(2)内的组织学样本(S)的体积之后，挑选适合于待加工的组织学样本(S)的类型的模具(5)并将该模具进给到所述工作区域(W)。

14.根据权利要求9所述的过程，其特征在于，其包括基于所述模具(5)的大小校准在所述工作区域(W)处加工的模具(5)内的第一层包埋材料的分配操作，并在达到模具(5)内的所述第一层包埋材料的预定水平时中断分配。

15.根据权利要求10所述的过程，其特征在于，在所述模具(5)与包埋材料(P)的对应固化体(7)和相关联盒子(2)分离之后，借助于自动传送系统取回所述模具，所述自动传送系统将取回的模具进给通过清洁站回到所述工作区域(W)。