DE3783521T2

DE3783521T2 - Modulares analysesystem.

Info

Publication number: DE3783521T2
Application number: DE8787305437T
Authority: DE
Inventors: Thomas V Cheon; Orlando Flores; John E Lillig; Patricia A Sisson; Michael J Whelan
Original assignee: Beckman Instruments Inc
Current assignee: Beckman Coulter Inc
Priority date: 1986-07-11
Filing date: 1987-06-19
Publication date: 1993-05-13
Anticipated expiration: 2007-06-20
Also published as: JPS6329254A; EP0252631B1; ES2038178T3; EP0252631A3; EP0252631A2; JP2566416B2; CA1307947C; DE3783521D1

Description

Hintergrund

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der klinischen Chemie und näherhin klinisch-chemische Analysatoren zur Verwendung in Krankenhäusern und kommerziellen Laboratorien.
Nach dem Stande der Technik sind eine Anzahl klinischchemischer Analysatoren verfügbar. Bei derartigen Analysatoren kann es sich von einfachen, im wesentlichen handbetätigten Instrumenten bis zu komplexen, hochautomatisierten Analysatoren handeln.
Jeder derartige Analysator hat jeweils seine eigene spezielle Leistungscharakteristik hinsichtlich der Zahl und dem Menü der unterschiedlichen Tests, die der Analysator durchführen kann, der Anzahl von Proben, die auf den Analysator aufgegeben werden können, und der Anzahl von Proben, die in einer gegebenen Zeitperiode behandelt werden können, d. h. dem "Durchsatz". Häufig bieten Analysatoren, die eine rasche Probenanalyse liefern, nur ein verhältnismäßig begrenztes Menü von Testarten. Umgekehrt können andere, manchmal als Analysatoren mit wahlfreiem Zugriff ('"random access analyzers") bezeichnete Analysatoren zwar ein wesentlich größeres Menü von Tests bieten, haben jedoch einen entsprechend verringerten Probendurchsatz.
Die vorstehend beschriebenen Analysatoren mit hohem Durchsatzvolumen, aber begrenztem Menü, bieten häufig ein Menü, das auf solche Tests oder Reaktionen gerichtet ist, die am häufigsten an Patientenproben durchgeführt werden, wie beispielsweise Tests auf Natrium, Kalium, Glucose, Creatinin, BUN, und dergleichen. Im Vergleich können die für großes Menü bei geringerem Durchsatz ausgelegten Analysatoren auch derartige Testarten, nach denen ein hoher Bedarf besteht, bieten, aber darüber hinaus auch Testarten, die nur verhältnismäßig weniger häufig gefordert werden.
Ein klinisch-chemisches Laboratorium kann beispielsweise einen Analysator für hohen Durchsatz bei begrenztem Menü benötigen und es vorziehen, für selten benötigte Tests sich der Dienste kommerzieller Laboratorien zu bedienen, oder derartige selten benötigte Tests unter Verwendung ergänzender Allzweckinstrumente durchzuführen. Die Bedürfnisse des Laboratoriums können sich jedoch mit der Zeit ändern. Ein anfänglicher Bedarf, nur Tests mit hohem Durchsatz und begrenztem Menü auf einem automatischen Analysator durchzuführen, kann sich erweitern, derart, daß zusätzlich automatische Analysen von nur selten benötigten Tests erforderlich werden, wobei die Kosten oder die Impraktikabilität kommerzieller Laboratorien groß werden oder der Umfang der weniger häufig benötigten Tests die Leistungsfähigkeit von Allzweckinstrumenten übersteigt.
Eine Lösung für dieses Problem besteht darin, daß man einfach einen zweiten gesonderten automatisierten Analysator zur Befriedigung des neuen Bedürfnisses installiert. Ein zusätzlicher Analysator benötigt jedoch zusätzliches Bedienungspersonal, gesonderte Probenvorbereitung und -beschickung, gesonderte Testauswahl und -programmierung, und die vergleichende Auswertung gesonderter Testergebnisse an Proben von dem gleichen Patienten. Diese Nachteile führen sämtlich zu einem Anstieg der Laborbetriebskosten, was angesichts des heute stetig zunehmenden Bewußtseins der Notwendigkeit einer Eindämmung der Kosten des Gesundheitsdienstes ein besonderer Nachteil ist.
In der G. I. T. Fachzeitschrift für das Laboratorium Vol. 13 Nr. 11, November 1969, S. 1164-1169, ist ein modulares Analysatorsystem beschrieben, welches durch eine einzige Sonde zugängliche benachbarte Probenkarussells enthält.

Zusammenfassung der Erfindung

Das System nach Anspruch 1 vermeidet die vorstehend erwähnten Beschränkungen und Nachteile durch Schaffung eines modularen Systems von klinisch-chemischen Analysatoren, deren jeder jeweils besondere Betriebscharakteristiken in Richtung bestimmter Kombinationen von Menü-Umfang und Proben-Durchsatz besitzt. Derartige Analysatoren können einzeln und gesondert betrieben werden, zur Erfüllung spezieller Labor-Anforderungen, oder sie können vorzugsweise zur Bildung eines einzigen Analysators kombiniert werden, der die Attribute der einzelnen Module besitzt. Bei Kombination unter Bildung eines Analysators mit breitem Leistungsspektrum benutzt ein derartiger Analysator ein einziges Probenbeschickungssystem und braucht nur zur Wahl der Tests für eine bestimmte Probe programmiert zu werden, unabhängig davon, welcher Modul die Tests durchführt. Demgemäß wird die Bedienung und Benutzung des Analysators vereinfacht und gestrafft, mit Verringerung der Kosten und unter Einsparung von Stellraum in der Kliniklaboranlage.
Ein System gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt wenigstens einen ersten und einen zweiten Analysator, die jeder jeweils Probenkarussells, Analysiermittel und automatisierte Sondenmittel zur Überführung von Proben von den Probenkarussells zu den Analysiermitteln umfaßt. Jeder der Analysatoren weist ferner Ausricht- und Verbindungsmittel zur genauen Verbindung des ersten und des zweiten Analysators und zur Indexierung der automatisierten Sonde des ersten Analysators bezüglich dem Probenkarussell des zweiten Analysators auf. Steuerungsmittel in einem von dem ersten oder zweiten Analysator synchronisieren und steuern die automatisierte Sondenvorrichtung des ersten Analysators, die automatisierte Sondenvorrichtung des zweiten Analysators und das Probenkarussell des zweiten Analysators derart, daß die automatisierte Sondenvorrichtung sowohl für den ersten wie für den zweiten Analysator Zugang zu Proben erhalten kann, die von dem Probenkarussell des zweiten Analysators aufgenommen und in ihm angeordnet sind. Vorzugsweise wird das Probenkarussell in dem ersten Analysator entfernt und werden die Probenvolumina für den ersten Analysator von dem Probenkarussell des zweiten Analysators erhalten.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht einen ersten modularen Analysator gemäß dem System der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 in perspektivischer Ansicht einen zweiten modularen klinischen Analysator gemäß dem System der vorliegenden Erfindung,
Fig. 3 einen unter Verwendung der Module nach den Fig. 1 und 2 gebildeten klinischen Analysator,
Fig. 3A und 3B jeweils in Seitenansicht Mittel zur Verbindung der Module, wie in Fig. 3 veranschaulicht,
Fig. 4 ein Funktions-Blockdiagramm von elektronischen Interface-Signalen zwischen das System aus Fig. 3 bildenden modularen Analysatoren,
Fig. 5 ein vereinfachtes Waschflüssigkeits-Diagramm für den Analysator aus Fig. 3.

Detaillierte Beschreibung

Wie in Fig. 1 veranschaulicht, ist ein modularer Analysator 10 gemäß der vorliegenden Erfindung ein für hohen Durchsatz mit begrenztem Menü ausgelegter Analysator. Der modulare Analysator 10 umfaßt ein Probenkarussell 12, welches mehrere Probenaufnahmeöffnungen 14 aufweist, die in kreisförmigen konzentrischen Reihen nahe dem Umfang des Karussells 12 angeordnet sind. Das Karussell 12 kann in herkömmlicher Weise zur Beschickung von Proben in die Öffnungen 14 aus dem modularen Analysator 10 herausgenommen werden. Das Probenkarussell 12 weist Mittel zum Drehantrieb, beispielsweise einen Schrittschaltmotor, auf, um die Öffnungen 14 zur Entnahme von Proben hieraus in Stellung zu bringen.
Ein Probenarm oder -hebel 16 ist an seinem einen Ende von einem Verstellmechanismus 18 getragen, mittels welchem der Arm 16 in herkömmlicher Weise angehoben und herabgelassen und um den Mechanismus 18 verdreht werden kann. An dem Probenarm 16 ist eine Sonde 20 gehaltert, welche einen Bogen 22 über die Arbeitsoberfläche des modularen Analysators 10 hin beschreibt. Näherhin verläuft der Bogen 22 über Proben- Aufnahmestationen oberhalb der inneren und äußeren Reihe von Probenaufnahmeöffnungen 14, derart, daß Proben aus Öffnungen in diesen beiden Reihen in die Sonde 20 aufgesogen werden können. Der Bogen 22 verläuft auch über vier Analysemodule 24-30 herkömmlicher Bauart. Die Module 24-30 enthalten jeweils eine Probenaufnahmeöffnung und sind zur Aufnahme von Probenvolumen aus der Sonde 20 und zur Durchführung von Analysen an diesen Proben ausgelegt. Die Module 24-30 können beispielsweise von der Art verschiedener Module sein, wie sie in dem ASTRA-Analysator der Firma Beckman Instruments, Inc., Brea, Kalifornien, enthalten sind.
Der Bogen 22 umfaßt auch eine Schwenkbewegung über eine Probeninjizierzelle 32, die zur Aufnahme von Probenvolumina aus der Sonde 20 und zur Strömungsüberführung derartiger Volumina an einen Strömungsanalysemodul 34 ausgelegt ist, der Analysen von "Elektrolyten" einschließlich Chlorid, Natrium, Kalium und CO2 auszuführen vermag. Der Strömungsanalysemodul 34 kann von gleicher Art wie die Strömungsanalyseverfahren sein, wie sie in dem E4A-Analysator der Firma Beckman Instruments, Inc., Brea, Kalifornien, verwendet sind. Die Probeninjizierzelle 32 umfaßt Mittel, um die Sonde 20 während der Injektion von Probenvolumina aus der Sonde 20 in die Zelle 32 in dieser dicht abzuschließen.
Der modulare Analysator 10 umfaßt weiter auch Stellen entlang dem Bogen 22 für Öffnungen 38 und 40 zur Aufnahme von Eich-Reagentien, die für die Eichung verschiedener der Module 24-30, 34 erforderlich sein können.
Die Arbeitsoberfläche des modularen Analysators 10 ist mittels eines Rahmens 42 gehaltert. Der Rahmen 42 trägt auch einen Elektronikkartenkäfig 44, welcher mehrere Schaltungstafeln 46, einen Disk-Antrieb 47 sowie zugehörige elektronische Schaltungen zur Steuerung des modularen Analysators 10 enthält. FlüSsigkeitsvorratsbehälter 48 enthalten Reagentien zur Verwendung in den Modulen 24-30, 34. Mit der Elektronikschaltung in dem Kartenkäfig 44 ist ein herkömmlicher Computerterminal einschließlich Tastatur und Bildschirm sowie ein (nicht dargestellter) Drucker verbunden, um einerseits dem modularen Analysator 10 Befehle und Instruktionen zuzuführen und andererseits Ergebnisse von ihm zu empfangen, alles in herkömmlicher Art.
Der vorstehend beschriebene modulare Analysator 10 ist somit ein für hohen Durchsatz und ein begrenztes Menü ausgelegter Analysator des nach dem Stande der Technik bekannten Typs zur gleichzeitigen Vornahme paralleler Analysen in den Modulen 24-30, 34 für ein aus dem Probenkarussell 12 aufgenommenes Probenvolumen. Der Betriebszyklus des modularen Analysators 10 umfaßt allgemein das Aufnehmen eines Probenvolumens aus dem Probenkarussell 12 in die Sonde 20, das Verdrehen des Arms 16 zu der Probeninjizierzelle 32 und das Injizieren eines Teils des Probenvolumens in die Zelle 32 zur Analyse in dem Strömungsanalysatormodul 34. Der Arm 16 hebt die Sonde 20 an und verdreht die Sonde 20 entlang dem Bogen 22 zur Abgabe von Teilen des Probenvolumens an die Analysatormodule 24-30 für Einzelanalysen in diesen. Die Sonde 20 wird sodann zu der Zelle 32 bewegt, um die Sondenspitze zu waschen und den Analyse- und Eichzyklus für den Strömungsanalysemodul 34 zu beschließen, wodurch der modulare Analysator für den nächsten Betriebszyklus vorbereitet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der modulare Analysator 10 zum Betrieb als Teil eines Systems von modularen Analysatoren ausgebildet. Näherhin und im besonderen umfaßt der Rahmen 42 eine Reihe von Öffnungen 50, Indexplatten 52, 54 und Löchern 56, 58 in diesen Platten 52, 54. Die Indexplatten 52, 54 sind jeweils genau bezüglich dem Verstellmechanismus 18 und dem von der Sonde 20 beschriebenen Bogen 22 lokalisiert bzw. positioniert. Die Löcher 50 sind in dem Rahmen 42 benachbart einer Seite 59 des modularen Analysators 10 nächst dem Verstellmechanismus 18 angeordnet. Der Teil des Rahmens 42, durch welchen die Löcher 50 führen, definiert eine Ebene, die in einem vorgegebenen Abstand von dem Verstellmechanismus 18 liegt. Des weiteren ist gemäß der vorliegenden Erfindung der Verstellmechanismus 18 so ausgebildet und angeordnet, daß der Bewegungsbogen 22 der Sonde sich über die Seite 59 hinaus bis zu einer außerhalb des Rahmens 42 gelegenen Stelle erstreckt.
In Fig. 2 ist ein für wahlfreien Zugriff ("random access") mit großem Menü ausgelegter klinischer modularer Analysator 60 dargestellt. Der modulare Analysator 60 umfaßt einen Rahmen 62 (Fig. 3A, Fig. 3B), in welchem eine Arbeitsoberfläche 64 gehaltert ist. Die Arbeitsoberfläche 64 umfaßt ein Probenkarussell 66 zur Aufnahme mehrerer Probensektoren 68; in jedem der Sektoren 68 sind jeweils zehn Öffnungen 70 zur Aufnahme eines Probenbechers 72 vorgesehen. Das Probenkarussell 66 ist in an sich bekannter Weise automatisch beispielsweise mittels eines Schrittschaltmotors verdrehbar.
Die Beschickung des modularen Analysators 60 mit den Probensektoren 68 erfolgt auf einem Beschickungstisch bzw. -tablett 74. Der Beschickungstisch 74 umfaßt einen Überführungsmechanismus 76, mittels welchem ein Probensektor 68 von dem Beschickungstisch 74 in eine Überführungsstellung 78 und gleichzeitig ein Probensektor 68 in der Überführungsstellung in den Beschickungstisch 74 überführt werden. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel arbeitet der Überführungsmechanismus 76 in der Weise, daß die Probensektoren 68 auf dem Beschickungstisch 74 und in der Überführungsstellung 78 an- und über die Probensektoren 68 auf dem Probenkarussell 66 hinweggehoben werden. Der Überführungsmechanismus 76 führt dann eine Schrittbewegung um eine Sektorstellung im Uhrzeigersinn (in Fig. 2 von oben gesehen) aus und senkt die Probensektoren wieder auf den Beschickungstisch 74 und auf das Probenkarussell 66 an der Überführungsstellung 78 ab.
Auf der Arbeitsoberfläche 64 ist des weiteren auch ein Reaktionslaufrad bzw. eine Reaktionsdrehscheibe 80 gelagert, die ihrerseits entlang ihrem Umfang mehrere Probenküvetten 82 trägt. Die Reaktionsdrehscheibe 80 ist mittels eines Schrittschaltmotors drehbar, der in Abhängigkeit von der Systemelektronik und der Steuerschaltung gesteuert wird. Ein Blitzphotometer 84 am Umfang der Reaktionsdrehscheibe 80 arbeitet mit dieser in der Weise zusammen, daß bei der Drehung des Reaktionslaufrads bzw. der Drehscheibe 80 Licht durch die Küvetten 82 geleitet wird. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die Reaktionsdrehscheibe 80 achtzig Küvetten 82 tragen und so gesteuert werden, daß sie zeitweise mit etwa 90 U/min rotiert, wobei während dieser Zeit das Blitzphotometer 84 in Tätigkeit ist, um polychromatische kolorimetrische Daten für die in den Küvetten 82 enthaltenen Flüssigkeiten zu erhalten. Eine ebenfalls am Umfang des Reaktionsrads 80 vorgesehene Küvettenwaschstation 85 wäscht die Küvetten 82, um diese für eine weitere Analyse zu säubern und vorzubereiten.
Ein gekühltes Speicherabteil 86 enthält mehrere auf einem Reagenzkarussell 90 angeordnete Reagenzpatronen 88. Die einzelnen Patronen 88 enthalten jeweils drei gesonderte Abteile zur Aufnahme von Reagenzien für einen bestimmten von dem modularen Analysator 60 durchgeführten Test oder Reaktionsvorgang. Die Reagenzpatronen 88 können durch eine Fronttür 92 in dem Behälter 86 auf das Reagenzkarussell 90 eingesetzt bzw. aus ihm entnommen werden. Das Abteil 86 weist einen Drehmechanismus 93 zum Drehantrieb des Reagenzkarussells 90 auf, um jeweils eine der Reagenzpatronen 88 in Stellung unter drei in der Oberseite des Abteils 86 vorgesehene Öffnungen 94-98 zu bringen. Die Öffnungen 94-98 gestatten Zutritt zu den Reaktionspatronen 88 zur Entnahme von Reagenz aus ihnen.
Die Arbeitsoberfläche 64 trägt des weiteren einen Probenüberführungs- und umrührmechanismus 100 und einen Reagenzüberführungs- und -umrührmechanismus 102. Vorzugsweise weist der Probenüberführungs- und -umrührmechanismus 100 ein um einen Schwenkpunkt 106 verschwenkbares Flüssigkeitssondenaggregat 104 auf. Eine von dem Aggregat 104 getragene Sonde 108 ist so ausgebildet, daß ein vorgegebenes Probenvolumen aus einem Probensektor 68 entnommen, die Sonde 108 über dem Probensektor 68 angehoben, die Sonde 108 in eine Probeninjizierstellung oberhalb einer vorgegebenen Küvette 82 auf dem Reaktionsrad 80 verschwenkt, die Sonde 108 sodann in die Küvette 82 abgesenkt und das darin enthaltene vorgegebene Probenvolumen abgegeben werden kann.
Der Mechanismus 100 weist ferner ein Rühraggregat 110 mit einer motorisch angetriebenen Rührstange 112 auf, die in Stellung über die Küvette, in welche die Probe injiziert wurde, verschwenkt werden kann. Das Rühraggregat 110 senkt den Rührstab 112 in die Küvette ab und der Stab wird zum Umrühren des Inhalts der Küvette in Rotation gesetzt.
Entsprechend weist der Reagenzüberführungs- und -rührmechanismus 102 ein Reagenzflüssigkeits-Sondenaggregat und ein Rühraggregat ähnlicher Art wie eben beschrieben auf. Das Reagenzflüssigkeits-Sondenaggregat ist so ausgebildet, daß die Reagenzsonde in einem Bogen über die Öffnungen 94-98 verschwenkt, die Sonde durch die zugehörige Öffnung in eine Reagenzpatrone 88 abgesenkt, Reagenz in die Sonde aufgesogen, die Sonde angehoben und über eine in eine Reaktionsinjektionsstation gebrachte Küvette auf dem Reaktionsrad bewegt, und die Sonde sodann in die Küvette 82 abgesenkt und Reagenz in die Küvette 82 injiziert werden kann.
Sowohl der Proben- wie der Reagenz-Überführungs- und -Rührmechanismus 100 bzw. 102 überstreichen auch Waschstationen zum Waschen der betreffenden Sonden und Rührstäbe. Die Mechanismen 100 und 102 sowie auch die zugehörigen Waschstationen werden automatisch in an sich bei derartigen automatisierten klinischen Analysatoren bekannter Weise gesteuert.
Der modulare Analysator 60 weist ferner einen Kartenkäfig 114 auf, welcher einen Disk-Antrieb 115 und mehrere die Steuer- und Analyseelektronik für den modularen Analysator 60 enthaltende Schaltungstafeln enthält. Ein herkömmlicher Computerterminal mit einer Tastatur und Bildschirm, sowie ein (nicht dargestellter) Drucker sind mit der Steuer- und Analyseelektronik verbunden, zur Lieferung von Test- und Betätigungsinstruktionen an den modularen Analysator 60. Diese Instruktionen können beispielsweise einen Patientennamen, eine Patienten-ID-Nummer, Probensektor-ID- Nummern umfassen sowie die Tests, welche an den von den identifizierten Probensektoren getragenen Proben durchgeführt werden sollen. Dem Terminal und Drucker werden auch die Ergebnisse von durch den modularen Analysator 60 durchgeführten Tests zur Anzeige zugeführt.
Vorstehend wurde ein spezielles Ausführungsbeispiel eines modularen Analysators 60 beschrieben, wobei jedoch dieser modulare Analysator 60 nur ein Beispiel eines für ein großes Menü bei reduziertem Durchsatz ausgelegten klinischen Analysators nach dem Stande der Technik darstellt. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel führt der modulare Analysator 60 wiederholt Betriebszyklen aus, die jeweils eine Proben- und Reagenzzugabe zu Küvetten und Drehungen des Reaktionsrades 80 umfassen, um so serielle Analysen von Proben auf dem Reaktionsrad 80 zu liefern. Kurz gesagt, wird der modulare Analysator 60 so gesteuert, daß Reagenzien in eine Küvette 82 eingebracht werden. Mit wiederholten Betriebszyklen bewirkt das Reaktionsrad 80 einen Vorschub der Küvette 82 um das Reaktionsrad 80, bis eine Probe in die Küvette 82 eingebracht und die Analyse unter Verwendung des Photometers 84 durchgeführt wird, um wie oben beschrieben die Daten zu erhalten. Weitere Betriebszyklen bewirken einen Vorschub der Küvette durch die Waschstation 85 in Vorbereitung für eine weitere Analyse. Die Analysedaten werden durch die Steuer- und Analyseelektronik verarbeitet und so Testergebnisse an das Terminal und/oder den Drucker geliefert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist der Rahmen 62 vier durchgehende Öffnungen bzw. Löcher 118 auf. Die Ausrichtplatten 120 und 122 (Fig. 3B) sind an dem Rahmen 62 nächst seinen vorderen und hinteren vertikalen Rahmenteilen befestigt. Die Ausrichtplatten 120, 122 weisen jeweils durchgehende Öffnungen bzw. Löcher 124, 126 in genauer Positionierung bezüglich dem zentralen Zutritt und der horizontalen Betriebsebene des Probenkarussells 66 auf. Der von den Öffnungen 118 durchsetzte Teil des Rahmens 62 definiert eine Ebene, die in einem vorgegebenen Abstand von der vertikalen Mittelachse des Probenkarussells 66 liegt. Die Lage der Löcher 118 und 124, 136 ist spiegelbildlich bezüglich der Löcher 50 und 56, 58 in dem modularen Analysator 10. Des weiteren ist vorgesehen, daß der Kartenkäfig 114 eine Interface-Karte enthält, die in der weiter unten beschriebenen Weise funktioniert.
Die modularen Analysatoren 10 und 60 können einzeln unabhängig zur Durchführung klinisch-chemischer Tests betrieben werden gemäß bestimmten in klinisch-chemischen Laboratorien bestehenden Anforderungen hinsichtlich Kapazität, Menü und Durchsatzleistung. Vorzugsweise können die Analysatoren 10 und 60 jedoch neuartig zur Bildung eines einzigen klinisch-chemischen Systems 127 (Fig. 3) verbunden werden, das die Eigenschaften beider Analysatoren 10 und 60 besitzt, bei gleichzeitiger beträchtlicher Verringerung des Arbeitsaufwands und der Inanspruchnahme des Bedienungspersonals verglichen mit zwei getrennten Analysatoren.
Im einzelnen können die Seitenwandtafeln 128 und 130 von dem modularen Analysator 10 und entsprechend die Seitenwandtafeln 132 und 134 von dem modularen Analysator 60 abgenommen werden. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, werden die modularen Analysatoren 10 und 60 seitlich nebeneinander angeordnet. Zwischen die Öffnungen 50 und 118 in den modularen Analysatoren 10 und 60 (Fig. 3A) werden Abstandsstücke 136 eingelegt und durch Bolzen 138 und Muttern 140 gehalten. In die Öffnungen 56, 58, 124 und 126 in den entsprechenden Ausrichtplatten 52, 54, 120 und 122 werden Positionierzapfen 142 eingesetzt. Zwischen den modularen Analysatoren 10 und 60 wird eine Hilfs- Seitenwandtafel 143 angeordnet, um einen gesonderten Kühlluftstrom in den betreffenden modularen Analysatoren 10 und 60 aufrechtzuerhalten.
Die Abstandsstücke 136 gewährleisten eine genaue parallele Abstandsrelation zwischen den Ebenen, die von den mit den Löchern 50 und 118 versehenen Rahmen 42 und 62 definiert werden. Die Positionierzapfen 142 gewährleisten eine genaue vertikale und horizontale Ausrichtung der Rahmen 42 und 62.
Infolge der vorgegebenen Lagebeziehung zwischen dem Rahmen 42 und den Indexplatten 52 und 54 relativ bezüglich dem Verstellmechanismus 18 und der Sonde 20 sowie der vorgegebenen Lagebeziehung zwischen dem Rahmen 62, den Platten 120, 122 und dem Probenkarussell 66 kann der Probenarm 16 die Sonde 20 entlang dem Bogenweg 22 aus dem modularen Analysator 10 in den modularen Analysator 60 in ausgewählte Probenaufsaug- oder -aufnahmestellen oberhalb dem Probenkarussell 66 verschwenken. Auf diese Weise kann die Sonde 20 Zutritt zu Proben auf dem Probenkarussell 66 erhalten. Da alle Proben für den modularen Analysator 10 von dem Probenkarussell 66 kommen, wird das Probenkarussell 12 aus dem modularen Analysator 10 entfernt.
Des weiteren sind zwischen den Analysatoren 10 und 60 elektronische, elektrische und Strömungs-Interface- Verbindungen zur Bildung des Systems 127 vorgesehen. In die Kartenkäfige 44 und 114 werden Interface-Schaltungskarten 144 und 146 eingesetzt und durch geeignete Verbindungskabel 147 miteinander verbunden. Der Disk-Antrieb 47 in dem Analysator 10 wird entfernt. Die Interface-Karten bilden geeignete elektronische Interface-Verbindungen zwischen den in den Kartenkäfigen 44 und 114 installierten Elektronikanordnungen. Im einzelnen liefert die Interface-Karte 146 Programm-, Daten- und Zeitsignale über das Kabel 147 an die Karte 144. Wie aus dem Blockschaltbild von Fig. 4 ersichtlich, umfassen die Programm- und Datensignale Betriebsinformation und Befehle, die in den modularen Analysator 60 über den Disk-Antrieb 115 oder das damit verbundene Terminal eingegeben wurden. Beispielsweise umfassen diese Betriebsinformation und Befehle die Identifizierung und Lagebestimmung von Proben auf dem Probenkarussell 66, die eine Analyse durch den modularen Analysator 10 erfordern. Die Datensignale identifizieren auch die an derartigen Proben durchzuführenden Tests und instruieren die Steuerschaltung in dem Kartenkäfig 44 zur Verstellung des Probenarms über das Probenkarussell 66 zur Probenaufnahme. Betriebs-Software für einen oder mehrere Mikroprozessoren in dem modularen Analysator 10 kann aus dem Disk-Antrieb 115 durch die Interface-Karten 146 und 144 in geeignete Speichervorrichtungen in dem modularen Analysator 10 geladen werden.
Die Karten 144 und 146 gestatten auch die Übertragung der Ergebnisse von durch den modularen Analysator 10 durchgeführten Tests an den modularen Analysator 60. Die Ergebnisse können beispielsweise nach Proben-ID- oder Patienten-ID-Nummer sortiert, mit durch den modularen Analysator 60 erzeugten Ergebnissen kombiniert und an dem Terminal angezeigt oder in dem mit dem modularen Analysator 60 verbundenen Drucker ausgedruckt werden. Da die gesamte Test-Identifizierung und Betriebssteuerung für das System 127 über das mit dem modularen Analysator 60 verbundene Terminal und den Drucker erfolgen, können das mit dem modularen Analysator 10 verbundene Terminal und der zugehörige Drucker entfernt werden.
Das von der Karte 146 an die Karte 144 übertragene Zeitsteuersignal synchronisiert die Arbeitsweise des modularen Analysators 10 mit dem modularen Analysator 60. Dem modularen Analysator 10 kann ein Zeitgebersignal zugeführt werden als Anzeige, daß der Probenarm 16 in den modularen Analysator 60 verschwenkt und die Sonde 20 mit Probensubstanz aus einer der Probenaufsaug- oder -aufnehmstellen auf dem Probenkarussell 66 gefüllt werden kann. Ein derartiger Zeitsteuerimpuls zeigt an, daß das Probenkarussell 66 während der Zeit, in der die Sonde 20 Probe aus dem Karussell 66 aufsaugt, stationär bleibt. Der modulare Analysator 60 steuert das Probenkarussell 66 so, daß es während der Aufsaugperiode stationär verbleibt.
Der modulare Analysator 10 kann auch ein Freigabesignal oder einen Zeitgeberimpuls von der Karte 144 an die Karte 146 liefern zur Information an den modularen Analysator 60, daß die Sonde 20 von dem Probenkarussell 66 abgezogen wurde, worauf das Karussell 66 zur Vornahme von Sektorbeschickungs- und -entnahmefunktionen oder Probenaufsaugung durch das Probenflüssigkeits-Sondenaggregat 104 gesteuert werden kann. Vorzugsweise koinzidiert der dem modularen Analysator 10 zur Initiierung des Probenaufsaug-Zyklus zugeführte Zeitimpuls mit einer Zeitperiode, während welcher das Probenkarussell 66 andernfalls untätig während dem Betriebszyklus des modularen Analysators 60 wäre.
Die vorstehend beschriebenen elektronischen Interface- Signale können zwischen den modularen Analysatoren 10 und 60 in herkömmlicher Weise bewirkt werden. Beispielsweise können die modularen Analysatoren 10 und 60 beide die gleiche Mikrocomputer-Bus-Struktur besitzen, die durch die Interface-Karten 144 und 146 miteinander verbunden sind. Auf diese Weise können Software, Betriebsinformation und Befehle, Testergebnisse und die Zeit- und Freigabesignale zwischen dem Mikrocomputer-Bus in jedem der modularen Analysatoren 10 und 60 über die Interface-Karten 144 und 146 übertragen werden. Die Steuer- und Analyse-Elektroniken in dem modularen Analysator 60 können auch direkten Zugang zu dem Mikrocomputer-Bus innerhalb des modularen Analysators 10 für die Übertragung von Daten oder Befehlen haben, alles in herkömmlicher Weise.
Die modularen Analysatoren 10 und 60 teilen sich in eine gemeinsame Quelle für Waschflüssigkeit in dem System 127 (Fig. 4). Konzentrierte Waschlösung aus einem Vorratsbehälter 148 wird über ein Ventil 149 zugeführt und entionisiertes Wasser aus einer geeigneten Quelle einem ähnlichen Elektromagnetventil 150 zugeführt. Die Ausgänge der Ventile sind über eine T-Verbindung mit einem elektromagnetisch gesteuerten Weichenventil 151 verbunden, das verdünnte Waschlösung entweder einem Vorratsbehälter 152 in dem modularen Analysator 10 oder Behältern 154, 156 in dem modularen Analysator 60 zuführt. Ein Flüssigkeitsniveau- Fühler 158 mißt das Waschflüssigkeitsniveau in dem Vorratsbehälter 152. Der Meßfühler ist durch die Hilfs- Seitenwandtafel 143 hindurch über eine Verbindungsleitung 160 mit einem Bus verbunden, der Signale von Niveau- Meßfühlern 160, 162 und 164 auf den Behältern 148, 154 bzw. 156 führt. Die von den Meßfühlern 158-164 gelieferten Signale werden den Steuerelektronikschaltungen in dem Kartenkäfig 114 zugeführt. Die Steuerelektronikschaltungen steuern in Abhängigkeit von den Niveau-Meßfühlern 158-164 die Ventile 149-151 zur Nachfüllung verdünnter Waschlösung in den Behältern 154-158.
Eine Waschflüssigkeits-Abflußleitung 168 ist von dem modularen Analysator 10 durch die Hilfs-Seitenwandung 143 hindurch mit einem Abflußbehälter 170 verbunden, der auch gebrauchte Waschflüssigkeit aus dem modularen Analysator 60 enthält. Ein Meßfühler 172 in dem Behälter 170 überwacht den Flüssigkeitsstand der gebrauchten Waschflüssigkeit in dem Behälter und betätigt eine Pumpe 174 zur Entleerung des Behälters 170 in eine äußere Abflußleitung in dem erforderlichen Ausmaß, um den Flüssigkeitsstand der Waschlösung in dem Behälter 170 unter einem vorgegebenen Niveau zu halten.
Die vorstehend beschriebenen Waschflüssigkeits- und Abflußsysteme vereinigen so Funktionen für beide modularen Analysatoren 10 und 60, derart, daß nur ein einziger Waschflüssigkeitskonzentrat-Behälter 148 von einer Bedienungsperson im Bedarfsfall nachgefüllt zu werden braucht, und sich die Zahl der zur Bedienung des Systems 127 erforderlichen Abflußleitungen weiter verringert.
Im Betrieb werden in Probensektoren 68 enthaltene Proben, die durch das System 127 analysiert werden sollen, auf den Beschickungstisch bzw. das Beschickungstablett 74 aufgegeben. Die Bedienungsperson des Systems 127 instruiert über das mit dem modularen Analysator 60 verbundene Terminal das System 127 hinsichtlich der jeweils an jeder der Proben durchzuführenden Tests. Die Bedienungsperson kann dabei die Tests identifizieren ohne Rücksicht darauf, ob die Tests auf dem modularen Analysator 10 oder auf dem modularen Analysator 60 durchzuführen sind. Der modulare Analysator 60 bewirkt in der oben beschriebenen Weise die Verbringung des Probensektors 68 von dem Beschickungstisch auf das Probenkarussell 66.
Der modulare Analysator 60 sortiert die angeforderten Tests danach, ob diese Tests durch den modularen Analysator 10 oder den modularen Analysator 60 durchzuführen sind. Die Sortierung kann beispielsweise auf der Grundlage vorprogrammierter Instruktionen erfolgen, die automatisch die Durchführung aller Tests, welche auf dem Menü des modularen Analysators 10 enthalten sind, dem modularen Analysator 10 zuweist, oder die Sortierung kann auch nach Maßgabe spezifischer Instruktionen der Bedienungsperson erfolgen. Der modulare Analysator 60 überträgt diese Testinformation, wie auch die Probenaufsaugposition oberhalb dem Probenkarussell 66 über die Interface-Karten 146 und 144 an den modularen Analysator 10. Der modulare Analysator 60 hält dabei die Identität der Proben für Analyse durch den modularen Analysator 10 wie auch die Position derartiger Proben auf dem Probenkarussell 66 fest.
Das von dem modularen Analysator 60 an den modularen Analysator 10 übertragene Zeitsignal gewährleistet die Synchronisation zwischen den modularen Analysatoren 10 und 60. Beispielsweise sind in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel die Gesamtbetriebszyklen der modularen Analysatoren 10 und 60 in der Weise synchronisiert, daß jeweils alle fünfzehn Sekunden eine Probe aus dem Probenkarussell durch die Probenflüssigkeitssonde 108 und alle fünfundvierzig Sekunden durch die Sonde 20 entnommen werden kann. So können jeweils für jeden Betriebszyklus auf dem modularen Analysator 10 drei Betriebszyklen des modularen Analysators 60 ausgeführt werden. Vor dem Zeitsignal positioniert der modulare Analysator 60 das Probenkarussell 66 derart, daß sich die erforderliche Probe unterhalb einer der Probenaufsaugstellen auf dem Probenkarussell 66 befindet. Nach Empfang des Zeitsteuersignals wird der Probenarm 16 in der oben beschriebenen Weise betätigt, derart, daß er sich aus dem modularen Analysator 10 heraus in den modularen Analysator 60 und über das Probenkarussell 66 bewegt. Die Sonde 20 wird in die spezifizierte Probenaufsaugstelle herabgelassen, Probe wird aufgenommen und der Probenarm 16 zurück in den modularen Analysator 10 verschwenkt, um die Probe auf die Analysemodule 24-30, 34 zu verteilen. Sodann setzt sich die Betätigung des Probenkarussells 66 fort, wie von dem modularen Analysator 60 gefordert. Diese synchronisierte Wirkungsweise der modularen Analysatoren 10 und 60 setzt sich fort, wodurch rasche Analysen von Proben für jeden Arbeitszyklus des modularen Analysators 10 und die durch wiederholte Arbeitszyklen des modularen Analysators 60 ausgeführten seriellen Analysen von Proben erhalten werden.
Das System gemäß der vorliegenden Erfindung stellt somit einen bedeutsamen Fortschritt auf dem Gebiet der klinischen Chemie dar und ermöglicht die auf die Bedürfnisse eines klinischen Labors abgestellte Zusammenstellung eines klinisch-chemischen Analysesystems. Ein klinisches Laboratorium kann so, um die Anfangsinvestition möglichst gering zu halten, zu Anfang einen der modularen Analysatoren erwerben und diesen anfänglichen modularen Analysator später in der Zukunft erweitern, und zwar mit mäßigen Kosten und ohne unerwünscht umfangreiche Benutzerschulung oder übermäßige Zunahme des Arbeitsvolumens der Bedienungsperson. Die einzelnen modularen Analysatoren können ähnliche oder gleichartige Betriebsinstruktionen und Befehle haben (einschließlich dem Inhalt der an den Terminals wiedergegebenen "pages" oder "screens" und der Reihenfolge, in welcher derartige "screens" wiedergegeben werden, dem Verfahren, nach welchem die Bedienungsperson die Tests auswählt, und der Art, in welche die Patienten- und Probenidentifikation betreffende Information eingegeben wird), derart, daß eine an einem der modularen Analysatoren geschulte Bedienungsperson sich unschwer an den anderen modularen Analysator anpassen kann.
Vorzugsweise können die modularen Analysatoren zu einem System verbunden werden, das die Attribute beider modularen Analysatoren umfaßt. Die Proben brauchen nur an einer Probenbeschickungsstelle in das System geladen zu werden, und die Instruktionen an das System werden von der Bedienungsperson über ein einziges Terminal eingegeben, welches der Bedienungsperson die Eingabe von Instruktionen für das System als Ganzes ermöglicht, unabhängig davon, welcher Analysatormodul die Tests durchführt. Das Ergebnis sind vereinfachte Bedienung, Vielseitigkeit, verringerte Betriebs- und Schulungskosten sowie ein kompaktes System, das Raum in einem klinischen Laboratorium spart.
In der vorliegenden Beschreibung wurden spezielle Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert, jedoch soll die Erfindung durch derartige Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden, sondern den vollen Schutzumfang gemäß den zugehörigen Ansprüchen genießen.

Claims

1. Klinisch-chemisches Analysatorsystern, umfassend

einen ersten Analysator (10), welcher ein zur Aufnahme mehrerer Proben ausgebildetes, dem ersten Analysator zugeordnetes Probenkarussell (12), Analysatorvorrichtungen zur Analyse der Proben sowie eine dem ersten Analysator zugeordnete automatisierte Probenvorrichtung (20) zur Überführung von Proben von dem Probenkarussell zu den Analysatorvorrichtungen aufweist;

einen zweiten Analysator (60), welcher ein zur Aufnahme mehrerer Proben ausgebildetes, dem zweiten Analysator zugeordnetes Probenkarussell (66), von den Analysatorvorrichtungen des ersten Analysators verschiedene, dem zweiten Analysator zugeordnete Analysatorvorrichtungen in dem zweiten Analysator zur Analyse von Proben, sowie eine dem zweiten Analysator zugeordnete automatisierte Sondenvorrichtung (108) zur Überführung von Proben von dem zweiten Analysatorprobenkarussell zu der Analysatorvorrichtung des zweiten Analysators aufweist,

das genannte System gekennzeichnet durch

dem ersten Analysator (10) und dem zweiten Analysator (60) zugeordnete Ausricht- und Verbindungsmittel (118, 120, 122, 124, 126, 50, 52, 54, 56, 58, 136, 138, 140, 142) zur selektiv-wahlweisen genauen Verbindung des ersten Analysators (10) mit dem zweiten Analysator (60), nachdem der erste Analysator (10) und der zweite Analysator (60) in gegenseitiger Anlage nebeneinander angeordnet sind und zur Ausrichtung der automatisierten Sondenvorrichtung (20) des ersten Analysators bezüglich dem Probenkarussell (66) des zweiten Analysators, sowie Steuervorrichtungen (144, 146) zur Synchronisierung und Steuerung der automatisierten Sondenvorrichtung des ersten Analysators und des Probenkarussells (66) des zweiten Analysators, derart daß die automatisierte Sondenvorrichtung (20) des ersten Analysators auf in dem Probenkarussell (66) des zweiten Analysators aufgenommene und von ihm getragene Proben zugreift, wobei die automatisierte Sondenvorrichtung (20) des ersten Analysators die betreffenden Zugriffs-Proben des Probenkarussells (66) des zweiten Analysators zu den Analysatorvorrichtungen des ersten Analysators überführt, derart daß der genannte erste Analysator (10) und der genannte zweite Analysator (60), die jeweils unabhängig voneinander arbeiten können, ein einziges Analysatorsystem zu bilden vermögen.

2. System nach Anspruch 1, bei weichem das Probenkarussell (12) des ersten Analysators Mittel zur lösbaren Halterung des ersten Analysator Probenkarussells (12) an dem ersten Analysator (10) umfaßt.

3. System nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei welchem die automatisierte Sondenvorrichtung (20) des ersten Analysators an einem um einen Schwenkpunkt verdrehbaren Verstellmechanismus (18) gehaltert ist, und bei welchem der erste Analysator eine Arbeitsoberfläche aufweist, welche wenigstens das Probenkarussell (12) und die Analysatorvorrichtungen umfaßt, und bei welchem der Schwenkpunkt fest mit der Arbeitsoberfläche verbunden ist und der Verstellmechanismus (18) Mittel zur Verstellung der automatisierten Sondenvorrichtung (20) des ersten Analysators um den Schwenkpunkt aufweist, derart daß die automatisierte Sondenvorrichtung (20) des ersten Analysators einen Bogen um den Schwenkpunkt beschreibt, welcher sich über die Arbeitsoberfläche des ersten Analysators (10) hinaus über die in Anlage mit einer Seitenwandung des zweiten Analysators (60) stehende Seite des ersten Analysators (10) erstreckt.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem die Ausrichtmittel der genannten Ausricht- und Verbindungsvorrichtungen Abstandsglieder zwischen dem ersten und dem zweiten Analysator, in den Rahmen (42, 62) des ersten und des zweiten Analysators vorgesehene Öffnungen oder Löcher in genauer Beziehung bezüglich der automatisierten Sondenvorrichtung (20) des ersten Analysators und dem Probenkarussell (66) des zweiten Analysators, sowie in diese Ausnehmungen bzw. Löcher passende Bolzen bzw. Stifte (142) zur Ausrichtung der automatisierten Sondenvorrichtung (20) des ersten Analysators bezüglich dem Probenkarussell (66) des zweiten Analysators umfassen.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem der erste Analysator (10) entweder unabhängig für sich oder als ein erster Analysator in einem einzigen voneinander abhängigen Analysesystem mit ersten und zweiten Analysatoren arbeiten kann, und bei welchem der dem ersten Analysator (10) zugeordnete Teil der Ausricht- und Verbindungsmittel genau bezüglich der automatisierten Sondenvorrichtung (20) des ersten Analysators positioniert ist, derart daß der erste Analysator (10) mit einem zweiten Analysator (60) in dem System ausgerichtet werden kann, wobei die automatisierte Sondenvorrichtung (20) des ersten Analysators genau mit dem zweiten Analysator (60) ausgerichtet ist.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem der erste Analysator (10) ein Analysator für Parallelanalyse mit begrenztem Menu und der zweite Analysator (60) ein Analysator mit breitem Menu und begrenztem Durchsatz ist.

7. System nach einen der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem der erste Analysator (10) entweder unabhängig oder als ein erster Analysator in einem einzigen voneinander abhängigen Analysesystem mit ersten und zweiten Analysatoren arbeiten kann, und bei welchem der dem ersten Analysator (10) zugeordnete Teil der Ausricht- und Verbindungsmittel genau bezüglich dem Probenkarussell (12) des ersten Analysators positioniert ist, derart daß der erste Analysator (10) mit dem zweiten Analysator (60) in dem System ausgerichtet und verbunden werden kann, und das Probenkarussell (12) des ersten Analysators lagemäßig mit dem zweiten Analysator (60) ausgerichtet ist.

8. System nach Anspruch 5, bei welchem die dem ersten Analysator (10) zugeordneten Ausrichtmittel (52, 54, 56, 58) den Rahmen (42) des ersten Analysators, welcher eine im wesentlichen vertikale Ebene in einer vorgegebenen Lage bezüglich der ersten automatisierten Sondenvorrichtung definiert, und mehrere Indexplatten (52, 54) jeweils mit Löchern bzw. Ausnehmungen (56, 58) umfassen, wobei die Platten in einer vorbestimmten Beziehung bezüglich der ersten automatisierten Sondenvorrichtung stehen, und wobei der genannte Rahmen (42) und die genannten Index-Platten (52, 54) an dem Analysator angeordnet sind.

9. System nach Anspruch 7, bei welchem die dem ersten Analysator (10) zugeordneten Ausrichtmittel (52, 54, 56, 58) den Rahmen (42) des ersten Analysators, der eine im wesentlichen vertikale Ebene in einer vorgegebenen Beziehung bezüglich dem ersten Probenkarussell definiert, sowie mehrere Index-Platten (52, 54) jeweils mit Löchern bzw. Ausnehmungen ( 56, 58) umfassen, wobei die Platten in einer vorbestimmten Beziehung bezüglich dem ersten Probenkarussell stehen und der genannte Rahmen (42) und die genannten Indexplatten (52, 54) an dem Analysator angeordnet sind.

10. Analysator (10) zur Verwendung in dem System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend ein Probenkarussell (12), Analysatorvorrichtungen sowie automatisierte Sondenvorrichtungen (20), dadurch gekennzeichnet, daß dem Analysator Ausricht- und Verbindungsvorrichtungen zugeordnet sind, zur genauen Ausrichtung und Verbindung des Analysators mit einem benachbarten, ein Probenkarussell aufweisenden Analysator zur Bildung eines einzigen Analysatorsystems, und daß der Analysator Steuermittel (144, 146) aufweist, zur Synchronisation und Steuerung seiner eigenen automatisierten Sondenvorrichtung (20) und des Probenkarussells des weiteren Analysators, um den Zugang der genannten Sondenvorrichtung zu dem Probenkarussell für die Überführung von Proben von dem weiteren Analysator zu den genannten Analysatorvorrichtungen zu eröffnen.