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HINTERGRUND UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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1. Technischer Hintergrund:
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Systeme und Verfahren
zum Analysieren von Proben von Patienten.
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2. Diskussion:
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Spektrophotometrische
Analyse wird oftmals bei Flüssigkeitsproben
angewendet, um ihre Inhalte zu bestimmen. Im allgemeinen bezieht
sich der Ausdruck "spektrophotometrisch" auf das Einfangen
einer spektralen Antwort über
einen Bereich von Wellenlängen
und das Korrelieren einer Antwort für jede der Wellenlänge. Ein
Gerät,
das diese Analyse durchführt,
wird als ein "Spektrophotometer" bezeichnet. Eine
solche spektrophotometrische Analyse ist mit nahinfraroter und benachbarter
sichtbarer Strahlung durchgeführt
worden, die in der Lage ist, Hämoglobin,
Glukose, Albumin, Lipoproteine und viele andere Komponenten des
Serums zu ermitteln.
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Eine
Herausforderung beim Durchführen
der spektrophotometrischen Analyse ist gewesen, daß die Proben
anfangs in einer Vielfalt von primären Patientensammelbehältern erhalten
wurden. Diese Behälter
sind üblicherweise
Rohre mit unterschiedlichen Durchmessern und Längen. In dem Fall einer Blutprobe
des Patienten wird die Flüssigkeit
oftmals zentrifugiert, um das flüssige
Serum oder Plasma von den Zellenphasen zu trennen. Solche Rohre
können einen
den Patienten identifizierenden Aufkleber haben, wobei variierende
und unvorhersagbare enthalten könne
eine relativ große
Menge an Probenflüssigkeit.
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Frühere spektrophotometrische
Analysesysteme erfüllen
ihre Gestaltungskriterien angemessen, und sie teilen im allgemeinen
einen Teil der Probe in einen sekundären Behälter oder ein Rohr entsprechender
Größe ab. Diese
Technik kann Komplexität hinzufügen. und
die Zeit verlängern,
die zum Verarbeiten einer einzigen Probe erforderlich ist. Diese Maßnahme kann
zusätzliche
Kosten für
Apparatur sowie Verzögerungen
bei der Verarbeitung einführen und
kann das spektrophotometrische Abtasten durch den Patientaufkleber
hindurch umfassen.
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Beispiele
erfolgreicher Analysegeräte
mit einer spektrophotometrischen Messung durch die Meßspitze
sind in der (i) dem Patent der
Vereinigten Staaten
mit der Nummer 5,846,492 mit dem Titel "Sample Quality Measurement And/Or Analyte Measurement
In Dispensing Tip Of An Analyzer (Probenqualitätsmessung und/oder Analytenmessung
in der Ausgabespitze eines Analysegerätes)", ausgegeben an Jacobs u. a. am 8. Dezember
1998; und auch in (ii) dem Patent der
Vereinigten
Staaten mit der Nummer 6,013,528 , mit dem Titel "Analyzer Throughput
Featuring Through-The-Tip Analysis (Durchsatz bei einem Analysegerät, das die
Analyse durch die Spitze als Merkmal hat)", ausgegeben an Jacobs u. a. am 11.
Januar 2000 gezeigt. Siehe auch die
EP
0 864 867 , deren Offenbarung die Grundlage für den einleitenden
Teil des hieran angehängten
Anspruchs 1 bildet.
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Viele
klinische Analysegeräte
stellen einen im allgemeinen seriellen oder linearen Weg abhängiger Ereignisse
zum Verarbeiten jeder Probe zur Verfügung. Diese serielle Prozedur
muß im
allgemeinen in einer bestimmten Reihenfolge durchgeführt werden,
und jeder Schritt muß beendet
werden, bevor der nächste
beginnen kann. Zum Beispiel kann ein Prozeß für ein Analysegerät die Schritte
des Probenbehandelns, des Ansaugens eines Teils der Probe in eine
Meßspitze,
des Ausgebens eines Teils der Probe auf ein Testelement oder einen
Träger
und dann das Anordnen der Spitze umfassen. Die Zeit, die erforderlich
ist, eine einzelne Probe vollständig
zu verarbeiten, kann als die Verarbeitungszeit bezeichnet werden,
und jeder Schritt der Gesamtzeit kann als ein Taktzyklus oder der "Herzschlag" bezeichnet werden.
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Ein
derartiges Analysegerät
könnte
verschiedene Komponenten umfassen, einschließlich eines Probenhandhabungsbehälters oder
Magazins zum Halten der primären
Sammelbehälter,
eine Meßsonde
oder einen Rüssel,
die/der sich um die Stationen des Analysegerätes bewegen kann, einen oder
mehreren bevorzugt entsorgbare Spitzen, die an dem Rüssel befestigt
sind, und eine Meßpumpe,
die an dem Rüssel
zum Erzeugen von Teilvakuum oder Partialdruck befestigt ist, um
ausgewählt
eine bestimmte Menge an Probenflüssigkeit
in die Spitze einzusaugen oder aus ihr abzugeben. Zusätzlich umfassen Analysegeräte oftmals
die Komponen ten, die für
ein Dünnfilm-
oder Naßchemikaliensystem
erforderlich sind, so wie einen Vorrat an Testelementen, einen Inkubator,
Reagenz- und Untersuchungsvorräte
usw.
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Es
ist im allgemeinen wünschenswert,
die Menge der Probe, die zur Verwendung in einem Analysegerät erforderlich
ist, zu minimieren, da jedweder Teil der Probe, der für einen
bestimmten Arbeitsgang verwendet wird, später nicht in einem weiteren
Prozeß oder
Arbeitsgang eingesetzt werden kann. Wenn das Analysegerät verwendet
wird, ist die Komponente, die tatsächlich die Flüssigkeit
der Probe berührt, die
Spitze.
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Viele
der Meßspitzen,
die in Analysegeräten verwendet
werden, sind entsorgbar, obwohl die Spitze auch dauerhaft sein kann.
Entsorgbare Spitzen haben im allgemeinen ein relativ enges zylindrisches Ende,
verbunden mit einem kleinen Konus, der wiederum mit einem größeren im
allgemeinen zylindrischen Körper
verbunden ist. Für
die optimale Genauigkeit beim Ablesen und um die notwendige Probenmenge
zu minimieren, ist es wünschenswert,
die spektrophotometrische Messung durch den zwischengeschalteten
Konus der Meßspitze
vorzunehmen.
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Als
ein Beispiel wird die vorliegende Erfindung in bezug auf klinische
Analysegeräte
und Probenqualitätsmessung
beschrieben werden. Es sollte jedoch verstanden werden, daß die vorliegende
Erfindung irgendeine Vorrichtung oder ein Verfahren mit den Merkmalen
der vorliegenden Erfindung betrifft und nicht auf einen bestimmten
Gestaltungstyp beschränkt
ist.
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Ein
Verfahren, die Möglichkeit
der Erfassung einer Probenqualität
in ein Analysegerät
einzubauen, kann darin bestehen, einen Probenqualitätsmeßschritt
zwischen dem Schritt des Ansaugens der Probe in die Spitze und dem
Schritt des Ausgebens der Probe auf das Testelement einzufügen. Jedoch
kann es sein, daß die
Probenqualitätsmessung
so lange dauert wie die Zeit, die Probe auf dem Testelement auszumessen.
Diese bestimmte Verfahren wird daher in nicht wünschenswerter Weise die Länge des Taktzyklus
des Analysegerätes
erhöhen.
Zusätzlich würde dieses
bestimmte Verfahren in unerwünschter Weise
das anfängliche
Ansaugen eines größeren Teiles
der Probe fordern, um den Flüssigkeitspegel
in den zwischengeschalteten Konus der Meßspitze anzuheben. Darüber hinaus
kann diese Technik wesentliche ermöglichende Software erfordern,
um die Meßspitze
an einen neuen Ort für
das Ablesen der Probenintegrität
zu bewegen.
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Demgemäß stellt
die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Analysieren eines Teils
einer Flüssigkeitsprobe
zur Verfügung,
während
die Probe sich in der Meßspitze
befindet, die verwendet wird, um die Probenflüssigkeit anzusaugen und auch,
um sie auf ein Träger-Testelement abzugeben,
wie es in Anspruch 1 definiert ist. Die spektrophotometrische Analyse
geschieht bei der Probenflüssigkeit,
während
sie sich noch in der Spitze befindet. Die Spitze kann in eine Küvette umgewandelt
werden, ohne einen zusätzlichen
Behälter
oder eine Küvette
zu erfordern. Die vorliegende Erfindung kann das Messen der Probenqualität umfassen.
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Ein
möglicher
Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft das Verbessern des Durchsatzes
eines Analysegerätes,
indem eine Probenqualitätsmessung
in einem Prozeß ausgeführt wird,
der parallel zu dem Haupttaktzyklus des Analysegeräts geschieht. Die
Probenqualitätsmessung
kann somit angeordnet werden, nachdem ein Teil der Probe bereits
auf das Testelement ausgegeben worden ist und nachdem die Meßspitze
von einem Rüssel
entfernt worden ist. Dieses neue Verfahren würde eine Notwendigkeit bei dem
Analysegerät
beseitigen, einen Taktzyklus zu erweitern oder zu überspringen
und kann auch das Erfordernis eines zusätzlichen Probenvolumens beseitigen.
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Ein
möglicher
Weg, die spektrophotometrische Messung durchzuführen, nachdem die Meßspitze
von dem Rüssel
entfernt worden ist, besteht darin, zunächst das Ende der Meßspitze
zu dichten oder zu krimpen, wobei spontan eine Küvette zum Halten des verbleibenden
Teiles der Probe während
der Messung gebildet wird.
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Ein
verbesserter Prozeß mit
einem Analysegerät
gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung kann die Schritte des Probenhandhabens, des
Ansaugens eines Teils der Probe in eine Meßspitze und des Ausgebens eines
Teils der Probe auf ein Testelement oder einen Träger umfassen.
Als nächstes
kann sich ein Rüssel,
der die Meßspitze hält, in eine
Spitzenausstoßposition
bewegen. Dann kann ein Positionssensor verwendet werden, um zu erfassen,
daß sich
der Rüssel
und die Meßspitze
in die Spitzenausstoßposition
bewegt haben, und der Sensor kann eine Klammer auslösen, um
die Spitze an ihrem Ort zu halten, während sich der Rüssel weghebt.
Bevorzugt nach einer kurzen Verzögerungszeit, damit
sich das Probenfluid setzen kann, wird eine Spektrophotometerablesung
durch den Konus der Spitze vorgenommen. Die Klammer kann dann gelöst werden,
was es ermöglicht,
daß die
Spitze in einen Abfallbehälter
fällt.
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In
optionalen Schritten kann eine Meßpumpe Probenfluid einen kurzen
Weg hinauf in die Spitze ziehen, um eine kleine Luftblase am Ende
der Spitze zu bilden, und das Ende der Meßspitze kann versiegelt werden,
um eine virtuelle Küvette
zu bilden.
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Ein
weiterer optionaler Schritt der vorliegenden Erfindung kann das
Ansaugen eines ausgewählten
Hilfsvolumens an Probenflüssigkeit
aus der Spitze oder Küvette
nach der Probenqualitätsmessung sowie
das Leiten dieser Hilfsprobe an ein naßchemisches Analysesystem umfassen.
Oder, anstatt an ein naßchemisches
System, kann die Hilfsprobe an ein Verdünnersystem gegeben werden,
wo sie verdünnt und
weiter zu der Probenverarbeitungsvorrichtung geleitet wird, um wenigstens
einen klinischen chemischen Test und eine Analyse bei der verdünnten Flüssigkeit
zu wiederholen.
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Demgemäß umfassen
einige Vorteile des vorliegenden Systems und des Verfahrens den
verbesserten Durchsatz, die Möglichkeit,
viel kleine Volumina an Probenflüssigkeit
zu verwenden, wodurch jedwedes Erfordernis nach einem getrennten
Vorrat an Küvetten
zusätzlich
zu den Meßspitzen
beseitigt wird. Ein zusätzlicher
Vorteil liegt in dem Bereitstellen der Erfassung durch einen Konus
der Meßspitze
anstatt durch irgendein Etikett, das sich auf einem primären Patientensammelbehälter befinden
kann.
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Zusätzliche
Vorteile der vorliegenden Erfindung umfassen das Durchführen einer
spektrophotometrischen Analyse in einer einfacheren und kostengünstigeren
Weise. Ein weiterer Vorteil liegt im Erhalt von Ergebnissen der
spektrophotometrischen Analyse in kürzerer Zeit, ohne das Verlängern oder
Weglassen eines Taktzyklus.
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Bei
den Verfahren der vorliegenden Erfindung wird die Messung der Probenqualität bevorzugt mit
einem Spektrophotometer durchgeführt.
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Weiter
wird der Durchsatz des Analysegerätes bevorzugt auf eine Rate
größer als
bei einem seriellen Verfahren zum Betreiben eines Analysegerätes erhöht.
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Wenigstens
einige der Verfahrensschritte der vorliegenden Erfindung können automatisch
von einem Computer durchgeführt
werden.
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Die
vorliegende Erfindung kann auch den Schritt des Leitens des Hilfsvolumens
an Probenflüssigkeit
zu einem Naßchemie-Analysesystem
aufweisen.
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Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung ermöglicht es auch, daß ein Verfahren
zum Analysieren eines Teils einer Flüssigkeitsprobe in einem klinischen
Analysegerät
durchgeführt
wird, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Bereitstellen
eines oder mehrerer Probenbehälter, die
eine Menge einer Flüssigkeitsprobe
halten, und Bereitstellen eines klinischen Analysegeräts mit einer Proben-Handhabungsvorrichtung,
einem Meßsystem,
einem Vorrat an Reagenzien; und
gleichzeitiges Durchführen wiederholter
Zyklen eines ersten klinischen chemischen Prozesses, wobei klinische
Tests durchgeführt
werden, eines parallelen Spektrophotometrieprozesses, bei dem spektrophotometrische
Analyse durchgeführt
wird, und eines parallelen zweiten klinischen chemischen Prozesses, bei
dem klinische Tests durchgeführt
werden;
wobei wenigstens ein Teil der Probenflüssigkeit
von dem ersten klinischen chemischen Prozeß zu dem spektrophotometrischen
Prozeß geleitet
wird und wenigstens ein Teil der Probenflüssigkeit von dem spektrophotometrischen
Prozeß zu
dem zweiten klinischen chemischen Prozeß geleitet wird.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch ein klinisches Analysegerät zur Verfügung, wie
es in Anspruch 12 definiert ist.
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Diese
und verschiedene weitere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfindung
werden aus der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen deutlich,
wenn sie im Zusammenhang mit den angehängten Zeichnungen betrachtet
werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Analysesystems von außen, das
gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung angeordnet ist;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht eines Teiles eines Analysesystems;
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3–9 sind
schematische Teilansichten von Bereichen eines Analysesystems, die
die Arbeitsweise des Analysegeräts
gemäß einem
Verfahren der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
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10–13 sind
schematische Teilansichten von Bereichen eines Analysesystems, die insbesondere
einen konischen Bereich einer Meßspitze während des Betriebes des Analysegeräts gemäß einem
Verfahren der vorliegenden Erfindung zeigen;
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14 ist
eine perspektivische Teilansicht eines Proben-Handhabungssystems
und eines Probenmeßsystems
eines Analysegeräts;
und
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15 eine
perspektivische Teilansicht eines klinischen chemischen Systems
eines Analysegeräts.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Die
folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
ist in ihren Eigenschaften lediglich veranschaulichend, und somit
beschränkt
sie in keiner Weise die vorliegende Erfindung, ihre Anwendung oder
Einsatzgebiete. Zahlreiche Modifikationen können von den Fachleuten vorgenommen
werden, ohne daß man
sich vom Umfang der Erfindung entfernt, wie sie in den angehängten Ansprüchen definiert
ist.
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Mit
Bezug auf die Zeichnungen sind verschiedene Komponenten eines klinischen
Analysegerätes
veranschaulicht, wobei eine der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung im allgemeinen bei 10 gezeigt ist. Das veranschaulichte Analysegerät 10 ist
natürlich
nur eine von vielen unterschiedlichen Gestaltungen eines Analysegeräts innerhalb
des Umfangs der vorliegenden Erfindung.
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Bei
der veranschaulichten Ausführungsform umfaßt das Analysegerät 10,
das in den Zeichnungen veranschaulicht ist, eine Hauptbetriebseinheit 12 und eine
Bedienersteuereinheit 14. Die Betriebseinheit 12 umfaßt bevorzugt
ein äußeres Gehäuse 16,
ein Proben-Handhabungs- oder
Zufuhrsystem 18 zum Halten und Organisieren einer Anzahl
von primären Patientensammelbehältern 20,
ein Probenmeßsystem 22 zum
Ansaugen und Abgeben von Teilen ein zelner Proben 24 und
zum Bewegen derselben durch die verschiedenen Arbeitsstationen des
Analysegeräts 10 und
ein Probenverarbeitungssystem 26 zum Ausführen der
gewünschten
klinischen Tests bei den und der Analyse der Proben 24.
Die Bedienersteuereinheit 14 umfaßt bevorzugt einen Monitor
und eine Tastatur 28 zum Betreiben 28 des Analysegeräts 10 ebenso
wie den Computer des Analysegeräts 10, einschließlich zum
Beispiel einem Mastercomputer, einem Planungscomputer und Computer
von Untersystemen.
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Die
Auswahl einer bestimmten Gestaltung für das Proben-Handhabungssystem 18 ist
für die vorliegende
Erfindung nicht wichtig, kann jedoch eine Haltefläche oder
ein Becken 30 zum Halten einer Anzahl von Probeablageeinheiten 32 umfassen,
von denen jede mehrere primäre
Patientensammelbehälter 20 hält. Das
Proben-Handhabungssystem kann entlang der Vorgaben des Proben-Handhabungssystems 18,
das in 15 gezeigt ist, angeordnet sein, kann
jedoch natürlich
eine Vielfalt von Gestaltungen aufweisen. Derartige weitere Gestaltungen
können ein
rechtwinkliges Probenbecken, lineare Probenablageeinheiten oder
eine andere geeignete Gestaltung umfassen.
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Der "primäre Patientensammelbehälter" ist ein Behälter, in
den anfangs biologische Flüssigkeit eines
Patienten, üblicherweise
Blut, gebracht wird. Der Behälter
ist im allgemeinen mit einem Etikett versehen und wird als Vorbereitung
für das
Prüfen
bearbeitet. In dem Fall von Gesamtblut umfaßt eine solche Bearbeitung
oftmals die Phasentrennung, bei der flüssiges Serum oder Plasma von
der Zellenphase, die die Blutzellen aufweist, getrennt wird, üblicherweise
mit einer Geltrennungsbarriere.
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Das
Probenmeßsystem
22 kann
bevorzugt entsprechend den Vorgaben angeordnet sein, wie sie in
der
2 gezeigt sind, kann jedoch eine Vielfalt von
Gestaltungen haben. Das Probenmeßsystem
22, das in
2 gezeigt
ist, umfaßt
eine Basis
34, die für die
ausgewählte
Längsbewegung
auf einer horizontalen Schiene
36 angeordnet ist, einen
horizontalen Antriebsmechanismus (nicht gezeigt), einen vertikalen
Schlitten
38, der an einen vertikalen Antriebsmechanismus
40 für die ausgewählte vertikale
Bewegung in Bezug auf die Basis
34 gekoppelt ist, und einen
Rüssel
42,
der an der vertikalen Zahnstange
38 befestigt ist. Im wesentlichen
kann sich der Rüssel
42 in
wenigstens zwei Dimensionen innerhalb einer vertikalen Ebene, die
durch die Schiene
36 definiert ist, bewegen. Ein solches
Meßsteuersystem
22 ist
zum Beispiel in dem Patent der
Vereinigten
Staaten mit der Nummer 4,340,390 beschrieben.
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Wegen
der empfindlichen Beschaffenheit der Probenflüssigkeit 24 ist es
wünschenswert,
das Probenmeßsystem
zu betreiben, ohne daß irgendein
Teil des Rüssels 42 die
Probenflüssigkeit 24 berühren darf.
Demgemäß hat das
Analysegerät 10 bevorzugt einen
Vorrat an rohrförmigen
Meßspitzen 44,
die bevorzugt entsorgbar sind. Die Meßspitzen 44, die in den
Zeichnungen gezeigt sind, können
entfernbar an einem Ende des Rüssels 42 befestigt
sein und haben einen rohrförmigen
Körper 46 und
einen dazwischen liegenden Konus 48 und eine Kapillarspitze 50.
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Eine
Meßpumpe 52 ist
betrieblich mit einem Lumen, das durch den Rüssel 42 und die Meßspitze 44 definiert
ist, zum wahlweisen Erzeugen verschiedener Größen an Teilvakuum und Partialdruck
gekoppelt. Die Meßpumpe
und damit die Meßanordnung 22 ist
in der Lage, ein solches Teilvakuum und einen Partialdruck zu verwenden,
um wahlweise Mengen der Probenflüssigkeit 24 anzusaugen
und abzugeben.
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Wie
es leicht offensichtlich wird, ist das Material der Meßspitzen 44 bevorzugt
so ausgewählt, daß es den
Durchlaß von
nahinfraroter und benachbarter sichtbarer Strahlung erlaubt. Die
Meßspitzen 44 sind
bevorzugt frei von Etiketten, da jedwede Etikettierung ausschließlich auf
den primären
Sammelbehältern 20 vorgenommen
werden kann. Materialien, die für
Meßspitzen 44 zweckmäßig sind,
können Polymere,
so wie Polypropylen und Polyethylen, umfassen.
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Das
Probenverarbeitungssystem 26 hat eine Ausrüstung zum
Durchführen
verschiedener klinischer chemischer Tests, die ein Dünnfilmsystem
mit einem Vorrat an Reagenzien und Testelementträger und/oder Naßchemieapparatur
und irgendein anderes geeignetes Prüfsystem für die klinische Chemie umfassen
kann. Das veranschaulichte Probenverarbeitungssystem 26 hat
einen Vorrat an Dünnfilmträger, einen
sich drehenden Inkubator 56, einen Vorrat 58 an
Refferenzfluid, ein Elektrometer 60, ein System 62 für Immunowaschfluid
und andere Apparatur der klinischen Chemie, die in den Zeichnungen
gezeigt ist. Das Probenverarbeitungssystem 26 kann Apparaturen
umfassen, um potentiometrische, kolorimetrische und andere klinische
chemische Tests auszuführen.
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Das
Analysegerät
10 umfaßt bevorzugt
herkömmliche
klinische Chemie für
verschiedene Untersuchungen, die Testelemente verwenden. Der Ausdruck "Testelement" bedeutet jedwedes
Reaktionsgefäß, in das
wenigstens ein Reagenz vorab eingebracht worden ist, zum Beispiel
Dünnfilm-
oder Trockenträger-Testelemente.
Solche Träger
sind zum Beispiel in dem Patent der
Vereinigten
Staaten mit der Nummer 3,992,158 beschrieben. Ein weiteres Beispiel
eines Testelementes würde
einen Becher oder ein Gefäß mit einem
Hohlraum umfassen, der mit einem oder mehreren Antikörpern vorab
beschichtet worden ist, wie es in dem Patent der
Vereinigten Staaten mit der Nummer 5,441,895 beschrieben
ist.
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Im
Betrieb bewegt sich das Probenmeßsystem 22 um das
Analysegerät 10 zwischen
den verschiedenen Betriebsstationen in einer zyklischen, periodischen
Weise. Zunächst
bewegt sich das Probenmeßsystem 22 aus
einer anfänglichen
oder Heimposition in eine Position oberhalb einer Ablage für entsorgbare
Meßspitzen 44,
aus der sich der Rüssel 42 absenkt
und eine Meßspitze 44 aus
der Ablage für die
Spitzen aufnimmt. Das Probenmeßgerät 22 bewegt
dann den Rüssel 42 über das
Proben-Handhabungssystem 18. Der Rüssel 42 senkt sich
ab und führt
die Meßspitze 44 in
einen primären
Sammelbehälter 20 ein.
Die Meßpumpe 52 erzeugt
ein Teilvakuum und ein Teil der Probe 24 des Patienten
wird in die Spitze 44 eingesaugt.
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Als
nächstes
bewegt sich das Probenmeßsystem 22 über ein
Testelement, die Meßpumpe 50 erzeugt
einen Partialdruck und ein Teil der Probenflüssigkeit 24 in der
Meßspitze 44 wird
auf das Testelement ausgegeben. Danach kann das Testelement zu einem
Inkubator 56 überführt werden,
in dem es bebrütet
wird (möglicherweise
auch mit Drehung des Inkubators), bis es an einer Teststation abgelesen oder
erfaßt
wird. Die Teststation kann im allgemeinen einen kolorimetrischen
oder potentiometrischen Detektor umfassen.
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Zusätzliche
Schritte und Prozesse können von
dem Probenverarbeitungssystem 26 in einer herkömmlichen
Weise durchgeführt
werden. Wenn sie beendet sind, wiederholt sich der Taktzyklus. Die Zeit,
die erforderlich ist, einen derartigen Zyklus zu beenden, definiert
den Herzschlag des Analysegeräts.
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Ein
Vorschlag, Probenqualitätsmessungen zu
dem obigen System hinzuzufügen,
ist es, einfach Messungen der Probenqualität in den Taktzyklus des Analysegerätes in einer
seriellen Weise einzuschalten. Ein derartiger serieller Ansatz würde jedoch
den Taktzyklus unerwünscht
verlängern
oder es erfordern, daß das
Analysegerät
einen Taktzyklus überspringt,
um die Messung der Probenqualität
durchzuführen.
Dieser Ansatz würde
somit eine unerwünschte
Verringerung des Durchsatzes im Analysegerät hervorrufen, da die Probenqualitätsablesung
so viel Zeit in Anspruch nehmen würde, wie das Messen einer Probe
auf einem neuen Testelement.
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Dieser
Ansatz würde
auch wesentliche Modifikationen bei der Software des Analysegerätes erfordern,
um es dem Rüssel 42 und
der der Meßspitze 44 zu
ermöglichen,
sich an einen neuen Ort zu bewegen, an dem der Probenintegritätsleseblock
angeordnet ist. Auch würde
zusätzliches
Probenfluid erforderlich sein, da der Pegel des Probenfluides für ein genaues
Ablesen in dem Konus der Meßspitze
sein muß.
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Demgemäß stellt
das Probenqualitätssystem der
vorliegenden Erfindung statt dessen das neue Konzept zur Verfügung, die
Probenqualitätsmessung in
einem parallelen Prozeß zu
dem herkömmlichen Probenverarbeitungssystem
durchzuführen.
Das Konzept besteht darin, eine Probenqualitätsvorrichtung die Spitze greifen
zu lassen, wenn das Meßsystem
dabei ist, sie auszustoßen.
Dieser parallele Prozeß ermöglicht es
dem Probenqualitätssystem,
mehrere Sekunden zur Verfügung
zu haben, um die Spitze in die Position zu bewegen, die Probenqualitätsablesung
durchzuführen
und die Spitze zu entsorgen, ohne den Taktzyklus oder den Durchsatz
des Analysegerätes
zu stören.
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Ein
Beispiel des neuen Probenqualitätssystems 62 der
vorliegenden Erfindung ist in den Zeichnungen gezeigt. Insbesondere
ist der Betrieb eines Probenqualitätssystems 62 in den 3–13 veranschaulicht.
Die 3–5 zeigen
den Rüssel 42 vor
und nach dem Aufnahmen einer entsorgbaren Meßspitze 44 und dann,
nachdem etwas Flüssigkeitsprobe 24 in
die Spitze 44 eingesaugt worden ist.
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Ein
weiteres neues Merkmal der vorliegenden Erfindung ist in den 6–9 veranschaulicht,
das auftritt, nachdem das Probenverarbeitungssystem 26 die
verschiedenen Arbeitsgänge
und Prüfungen
während
eines normalen Taktzyklus durchgeführt hat und bevor die Spitze 44 von
dem Rüssel 42 entfernt
und schließlich
entsorgt wird. Gemäß diesem
neuen Merkmal wird das Probenqualitätssystem 62 zunächst das
Ende der Spitze 44 krimpen, um zu verhindern, daß Probenfluid
während
und nach dem Prozeß des
Ausstoßens
der Spitze verloren geht. Als ein Ergebnis wird die gekrimpte Spitze
im wesentlichen eine virtuelle Küvette 64 zum
Halten des Probenfluids.
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Das
Probenqualitätssystem 62 kann
dann eine Absorptionsmessung durchführen, während das Probenmeßsystem 22 die
nächste
Spitze 44 aufnimmt und Fluid 24 ansaugt, womit
der Haupttaktzyklus weitergeführt
wird.
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Diese
zusätzlichen
Schritte sind in den 6–9 veranschaulicht.
Zuerst wird die Probenflüssigkeit 24 weiter
auf einen etwas höheren
Pegel in der Meßspitze 44 angesaugt,
was einen Teil der Kapillarspitze 50 frei von Fluid 24 läßt. Irgendein geeigneter
Typ einer geheizten Presse oder Klemme 66 kann verwendet
werden, um einen Teil der Kapillarspitze 50 zu versiegeln.
Anschließend
an das Entfernen der Meßspitze 44 von
dem Rüssel
wird die Meßspitze 44 versiegelt
und wird zu einer Küvette 64, wie
in 8 gezeigt, und die Messung der Probenqualität wird durchgeführt, wie
in 9 gezeigt.
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Die
Messung der Probenqualität
der vorliegenden Erfindung wird mit einem Spektrophotometer 68 durchgeführt. Das
Spektrophotometer 68 ist in den Zeichnungen nur schematisch
gezeigt und wird nicht in allen Einzelheiten beschrieben, da irgendein geeignetes
Spektrophotometer verwendet werden kann, vorausgesetzt, es arbeitet
akzeptabel und spricht bevorzugt auf Strahlung in dem nahinfraroten und
benachbarten sichtbaren Lichtbereich mit ausreichender Präzision an.
Der Ausdruck "nahinfrarote und
benachbarte sichtbare Strahlung" oder
Licht bedeutet Strahlung zwischen ungefähr 400 und 2500 nm, und bevorzugt
zwischen ungefähr
475 und 1075 nm. Zweckmäßige durchscheinende
oder transparente Materialien für
die Meßspitze,
die die gewünschte
spektrale Durchdringung ermöglichen,
sind diejenigen, die üblicherweise
verwendet werden, um entsorgbare Spitzen für klinische Analysegeräte herzustellen,
einschließlich
Polypropylen und Polyethylen.
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Im
Betrieb wird die Küvette 64 an
der Probenqualitätsstation
angeordnet, und ein Strahl aus bevorzugt nahinfraroten und benachbarten
sichtbaren Wellenlängen
wird durch die Küvette 64 und
jedwede darin enthaltene Flüssigkeit
geleitet. Durchgelassene Strahlung wird spektrophotometrisch von dem
Spektrophotometer 68 analysiert. Das Signal, das von dem
Detektor erzeugt wird, wird dann mit der Konzentration der Zielsubstanzen
korreliert.
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Ein
bevorzugter Satz der Zielsubstanzen sind diejenigen, die Probenqualität angeben,
insbesondere diejenigen, die aus der Gruppe bestehend aus Hämoglobin,
Lipiden, Bilirubin und Biliverdin ausgewählt sind. Jedoch kann mit dieser
Erfindung jedwede Zielsubstanz, die durch ihr Absorptionsspektrum
spektrophotometrisch erfaßt
werden kann, korreliert und erfaßt werden. Genauer können nun
bestimmte Untersuchungen, die zuvor auf Träger-Testelementen durchgeführt worden
sind, spektrophotometrisch durch die Spitze durchgeführt werden.
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Zusätzlich zum
Prüfen
der Probenqualität kann
jedwede Zielsubstanz, die spektrophotometrisch analysierbar ist,
bevorzugt, indem nahinfrarote und benachbarte sichtbare Wellenlängen verwendet werden,
von dem Spektrophotometer analysiert werden, während die Patientenprobe in
der Meßspitze ist.
Solche möglichen
Zielsubstanzen umfassen unter anderem Hämoglobin, Albumin und Glukose. Durch
Prüfen
dieser Zielsubstanzen in der Spitze ist es nicht notwendig, weitere
Untersuchungen durchzuführen
(die das Analysegerät
bevorzugt wegläßt), wenn
die Probe während
des normalen Taktzyklus von dem Probenverarbeitungssystem geprüft wird.
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Diese
Technik verbessert den Gesamtdurchsatz des Analysegeräts 10 stark,
da die spektrophotometrische Erfassung in einem parallelen Prozeß zu dem
standardmäßigen Analyseprozeß durchgeführt wird.
Auch benötigt
die spektrophotometrische Messung durch die Spitze 44 nur
ungefähr
vier Sekunden für
alle Zielsubstanzen, verglichen mit ungefähr vier Sekunden für jede getrennte
Untersuchung, die auf einem Träger-Testelement
durchgeführt
wird. Zusätzlich
wird die "Zeit bis
zum Ergebnis" durch
spektrophotometrische Analyse durch die Spitze ebenfalls auf ungefähr 4 Sekunden
für die
Analyse durch die Spitze verbessert, im Vergleich zu ungefähr 5 Minuten
auf einem Träger-Testelement.
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Das
Prüfen
auf diese Weise, während
sich Probenflüssigkeit
in der Meßspitze
befindet, kann auch mit einer Art Temperatursteuerung durchgeführt werden.
Eine solche Temperatursteuerung der Flüssigkeitsprobe kann durch Steuern
der Temperatur an der Teststation geschehen, kann jedoch auch durch Heizen
oder Kühlen
der Flüssigkeitsprobe
in den primären
Behältern
durchgeführt
werden oder während die
Flüssigkeit
in der Meßspitze
ist usw.
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Obwohl
die Test, die von dem Probenverarbeitungssystem 26 durchgeführt werden,
bevorzugt diejenigen spektrophotometrischen Test vermeiden, die
durch die Spitze 44 geschehen, ist es auch möglich, derartige
Untersuchungen während
des primären
Taktzyklus zu wiederholen, um eine Prüfung für ihre Genauigkeit zu erlangen.
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Zusätzlich kann
ein weiterer optionaler Schritt der vorliegenden Erfindung das Ansaugen
eines ausgewählten
Hilfsvolumens an Flüssigkeitsprobe
von der Spitze oder Küvette
nach der Probenqualitätsmessung
und das Weiterleiten dieser Hilfsprobe an ein Naßchemie-Analysesystem umfassen. Darüber hinaus
kann anstatt an ein Naßchemiesystem
die Hilfspro be an ein Verdünnersystem
weitergegeben werden, in dem sie verdünnt und zu der Probenverarbeitungsvorrichtung
geführt
wird, um wenigstens einen klinischen chemischen Test und eine Analyse
bei der verdünnten
Flüssigkeit
zu wiederholen.
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Es
sollte verstanden werden, daß eine
unbegrenzte Anzahl an Ausgestaltungen für die vorliegende Erfindung
realisiert werden könnte.
Die voranstehende Diskussion beschreibt lediglich beispielhafte Ausführungsformen,
die die Grundsätze
der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, deren Umfang in den
folgenden Ansprüchen
angegeben ist. Die Fachleute werden schnell aus der Beschreibung,
den Ansprüchen
und den Zeichnungen erkennen, daß zahlreiche Änderungen
und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne daß man sich
vom Umfang der vorliegenden Erfindung entfernt.