DE69624065T2

DE69624065T2 - Kompaktes gerät zur kultivierung von blut

Info

Publication number: DE69624065T2
Application number: DE69624065T
Authority: DE
Inventors: W. Berndt; L. Schwarz
Original assignee: Becton Dickinson and Co
Current assignee: Becton Dickinson and Co
Priority date: 1995-06-06
Filing date: 1996-05-21
Publication date: 2003-06-18
Anticipated expiration: 2016-05-22
Also published as: WO1996039482A1; CA2196899C; ES2184874T3; JP3134939B2; JPH09508536A; EP0773988B1; AU713309B2; BR9606430A; CA2196899A1; DE69624065D1; US5518923A; EP0773988A1; AU5867096A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine nicht-invasive Vorrichtung zum Erfassen biologischer Aktivitäten in einer Probe wie beispielsweise Blut. Die Vorrichtung schließt eine Drehscheibe mit einer Vielzahl von konzentrischen Schächten zum Aufnehmen, Halten und Drehen einer Vielzahl von abdichtbaren Behältern ein. Wenn die Behälter auf der Drehscheibe gedreht werden, werden sie Bedingungen ausgesetzt, die es ermöglichen, daß eine Vielzahl von metabolischen, physikalischen und chemischen Veränderungen beim Vorhandensein von Mikroorganismen in der Probe stattfinden, und an einer oder mehreren Sensorstationen vorbei gedreht, die das Wachstum von Mikroorganismen in der Probe überwachen.

2. BESCHREIBUNG DES HINTERGRUNDS

Das Vorhandensein von biologisch aktiven Agenzien, wie beispielsweise Bakterien, in einer Körperflüssigkeit, insbesondere Blut, eines Patienten wird allgemein unter Verwendung von Blutkultur- Behältern bestimmt. Eine geringe Blutmenge wird durch eine umschließende Gummi-Scheidewand in einen sterilen Behälter injiziert, der ein Kulturmedium enthält, und der Behälter wird danach bei 37ºC inkubiert und auf das Wachstum von Mikroorganismen überwacht.
Eine der Techniken, die zum Erfassen des Vorhandenseins von Mikroorganismen angewendet wird, schließt eine Sichtkontrolle ein. Im allgemeinen schließt eine Sichtkontrolle das Überwachen der Trübung oder möglicher Farbveränderungen der flüssigen Suspension von Blut und Kulturmedium ein. Bekannte instrumentelle Verfahren erfassen Veränderungen beim Gehalt der Kulturflaschen an Kohlendioxid, das ein Stoffwechsel-Nebenprodukt des Bakterienwachstums ist. Das Überwachen des Kohlendioxidgehalts kann durch Verfahren erreicht werden, die auf dem Gebiet gut anerkannt sind, wie beispielsweise radiochemische oder Infrarotabsorption an einer Kohlendioxid-Spektrallinie. Bisher haben diese Verfahren invasive Vorgehensweisen erfordert, die zu dem gut bekannten Problem einer Kreuzkontamination zwischen unterschiedlichen Behältern führen. Es ist ebenfalls vorgeschlagen worden, das Wachstum von Mikroorganismen in abdichtbaren Behältern durch das Überwachen positiver und/oder negativer Druckveränderungen zu erfassen.
In jüngster Zeit sind nicht-invasive Verfahren entwickelt worden, die chemische Sensoren einbeziehen, die sich innerhalb der Behälter befinden. Diese Sensoren reagieren auf Veränderungen in der Kohlendioxid-Konzentration dadurch, daß sie ihre Farbe verändern, oder dadurch, daß sie ihre Fluoreszenz- Intensität verändern. Bei bekannten automatisierten nicht-invasiven Blutkultur-Systemen werden einzelne Lichtquellen, spektrale Erregungs-/Emissionsfilter und Photozellendetektoren angrenzend an jeden Behälter angeordnet. Dies führt zu Schwankungen der Stationsempfindlichkeit von einem Behälter zum nächsten. Daher sind umfassende und zeitaufwendige Eichverfahren erforderlich, um solche Systeme zu betreiben. Außerdem sind flexible elektrische Kabel erforderlich, um die einzelnen Quellen und Detektoren mit dem Rest des Instruments zu verbinden. Angesichts der großen Zahl von Lichtquellen, typischerweise 240 oder mehr pro Instrument, kann eine Instandhaltung sehr umständlich und teuer werden, wenn einzelne Lichtquellen beginnen, zu versagen.
Bei bekannten kolorimetrischen oder fluorimetrischen Instrumenten werden lichtemittierende Dioden ("LED") als die einzelnen Lichtquellen verwendet. Diese Quellen haben nur eine verhältnismäßig niedrige Lichtabgabeleistung. Daher ist eine hohe photometrische Erfassungsempfindlichkeit erforderlich, um die Behältersensor-Emissionen zu überwachen. Dies führt zu zusätzlichen und komplizierteren Eingangselektroniken für jeden Photozellendetektor, was die Herstellungskosten erhöht. Um Kosten und Kompliziertheit der Ausrüstung zu verringern, ist vorgeschlagen worden, an jedem Behälter Lichtleitfasern zu verwenden, um das Abgabelicht der Sensoren eines Instruments an einen zentralen Photozellendetektor zu speisen. Ein Nachteil dieser Anordnung ist die Notwendigkeit, eine große Zahl von verhältnismäßig langen Fasern unterschiedlicher Länge innerhalb des Instruments anzuordnen.
Es ist außerdem vorgeschlagen worden, ein Kulturmedium und eine Blutprobe in jeden abdichtbaren Glasbehälter einzubringen, der ein optisches Fühlermittel und ein Strichcode-Etikett hat, eine große Zahl von diesen Behältern radial auf einer rotierenden Trommel innerhalb eines Inkubators anzuordnen und in dem Instrument in einem vorher festgelegten Abstand von der Trommel Sensorstationen anzubringen, so daß während der Drehung der Trommel jeder einzelne Behälter über eine Sensorstation läuft. Bei diesem Typ von System wird der Innenboden jedes Behälters mit einem fluoreszierenden chemischen Sensor bedeckt, und ein lineares Strichcode-Etikett wird an einer Seite jedes Behälters angebracht. Die Behälter werden danach radial auf der rotierenden Trommel innerhalb des Inkubators angeordnet, wobei jeder Behälterhals zur Trommelachse gerichtet ist und sich alle Behälter in Gruppen auf scheibenartigen Segmenten befinden, wobei jeder Behälter nur teilweise in die Trommel hineinreicht, so daß die Strichcode-Etiketten für ein Abtasten zugänglich sind.
Um diese Vorrichtung zu bestücken und zu leeren, muß der Nutzer jedoch jeden Behälter an dessen Basis ergreifen und mit dem Hals zuerst in die Trommel einbringen. Bei bekannten automatisierten nicht-invasiven Blutkultur-Systemen werden die Behälter gebräuchlicherweise in einer aufrechten Ausrichtung zu der automatisierten Blutkultur-Vorrichtung transportiert, daher muß jeder Behälter vor dem Bestücken zweimal ergriffen werden. Die Notwendigkeit, jeden Behälter zweimal zu ergreifen, um jeden Behälter mit dem Hals zuerst in die Trommel einzubringen, erfordert zusätzliche Arbeit. Da das Personal in mikrobiologischen Labors daran gewöhnt ist, Behälter am Hals zu ergreifen, besteht eine Notwendigkeit zur Überwindung der unüblichen Situation, daß Blutkultur-Behälter mit dem Hals zuerst in das System eingebracht werden. Außerdem müssen die Behälter einer nach dem anderen in die Vorrichtung eingebracht werden, was ebenfalls sehr zeitaufwendig ist. Schließlich ist nur ein Teil der Behälter auf einmal zugänglich, wenn die Trommel zum Zweck des Bestückens und Leerens anhält.
US 4250266 beschreibt eine automatisierte Vorrichtung zum Züchten und Erfassen von Kulturen von Mikroorganismen, die eine Vielzahl von in Paaren angeordneten Karusselltabletts einschließt, die ein Behältnis für eine Vielzahl von Kulturflaschen bereitstellen. Die Flaschen schließen jede ein Paar von Elektroden ein, die in die Kulturflüssigkeit eingetaucht sind und durch eine Stirnwand der Flasche verlaufen, um Kontaktpunkte zu bilden. Die Behältnisse schließen ein Paar von elektrischen Federkontakten für jede Flasche ein, um die Elektroden mit einem Meßstromkreis zu verbinden. Die komplementären Sätze der Paare von Karusselltabletts werden in Richtungen gegen die Rotation angetrieben, um ein Bewegen der Kultur während der Inkubation zu gewährleisten und die einzelnen zu einer Zugangspforte in der die zusammengesetzten Karusselltabletts umgebenden Inkubationskammer weiterzuschalten. Es wird bewirkt, daß ein fortgesetzter Luftstrom bei einer gesteuerten Temperatur durch die Inkubationskammer strömt, der zusammen mit dem Bewegen das schnelle Wachstum vom Mikroorganismen in den Kulturflaschen fördert. Der Betrieb des gesamten Systems, einschließlich des Antriebs der Karusselltabletts und des Messens der Wachstumscharakteristika der Mikroorganismen steht unter der Kontrolle eines Mikrocomputers.
US 3322956 stellt ein Verfahren zum Belüften einer Vielzahl von bakteriellen Präparaten bereit, um das Wachstum von Mikroorganismen in denselben zu fördern und solches Wachstum zu messen und aufzuzeichnen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
(a) Bereitstellen einer Quelle von Lichtstrahlen und einer photoelektrischen Zelle in der Bahn der Lichtstrahlen für eine Erregung proportional zur Intensität des zu derselben übermittelten Lichts,
(b) gleichzeitiges Schütteln der Vielzahl von bakteriellen Präparaten in transparenten Behältern für dieselben in zeitlich abgestimmten Abständen, um eine Belüftung derselben zu bewirken,
(c) Positionieren eines der Präparate, während es sich in seinem Behälter befindet und unmittelbar anschließend an das Schütteln desselben, in der Bahn der Lichtstrahlen an einer Position zwischen der Quelle und der Zelle, so daß die Erregung der Zelle proportional zum Umfang des Wachstums der Mikroorganismen in dem Präparat ist,
(d) Messen der Erregung der Zelle,
(e) Aufzeichnen des Umfangs der Erregung der Zelle und
(f) der Reihe nach, nach aufeinanderfolgendem Schütteln der Vielzahl von bakteriellen Präparaten, Wiederholen der Schritte (c), (d) und (e) in Bezug auf jedes der anderen der Vielzahl von bakteriellen Präparaten.
US-A-5219526 legt eine Probenpatrone offen, die eine drehbare Drehscheibe umfaßt, die geometrisch auf der horizontalen Ebene angeordnet ist, wobei sie eine Vielzahl von Schächten zum Aufnehmen einer Patrone hat, bei der jeder Schacht eine Öffnung auf dem Boden umfaßt, um einen Sichtzugang zu der Patrone durch ein Fluorometer bereitzustellen. Ein Bewegen des Inhalts der Behälter wird dadurch erreicht, daß jede Patrone mit Kammern versehen ist, die als Schächte oder Reservoirs zum Aufbewahren und/oder Mischen der in denselben enthaltenen Fluids konfiguriert sind.
US-A-5360741 legt einen Inkubator offen, der eine drehbare Drehscheibe umfaßt, die geometrisch auf der vertikalen Ebene angeordnet ist, wobei sie eine Vielzahl von Schächten zum Aufnehmen eines Behälters hat und eine Öffnung auf der Seitenwand umfaßt, die einen Sichtzugang zu dem Behälter bereitstellt. Ein Bewegen des Inhalts der Behälter wird durch die Schwerkraft einfach dadurch erreicht, daß die Drehscheibe um ihre Mittelachse gedreht wird. Diese Vorrichtung ist jedoch mit keiner Sensorstation versehen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Nach der vorliegenden Erfindung wird eine kompakte Blutkultur-Vorrichtung bereitgestellt, die folgendes umfaßt:
eine Drehscheibe, die um eine Achse drehbar ist, die aus der horizontalen Ebene versetzt ist, wobei die Drehscheibe in einer oberen Fläche eine Vielzahl von Schächten hat, um eine Vielzahl von Behältern aufzunehmen,
einen Mechanismus zum Drehen der Drehscheibe um die Achse, um eine Medium-Blut-Mischung in den Behältern zu bewegen, und
wenigstens eine Sensorstation zum Erfassen des Wachstums von Mikroorganismen in jedem Behälter, wenn die Drehscheibe um die Achse gedreht wird, und bei der jeder der Vielzahl von Schächten eine Öffnung durch den Boden der Drehscheibe einschließt, um einen Sichtzugang zu dem Behälter durch die wenigstens eine Sensorstation bereitzustellen.
Folglich umfaßt die vorliegende Erfindung bei einem, bevorzugten Ausführungsbeispiel eine kompakte Blutkultur-Vorrichtung zum Erfassen biologisch aktiver Agenzien in einer großen Zahl von Blutkultur-Behältern, die einfach ist und mit sehr niedrigen Kosten hergestellt werden kann. Die Vorrichtung verwendet eine Drehscheibe mit einer Vielzahl von Schächten, die sich in konzentrischen Kreisen um eine Mittelachse befinden, wobei jeder Schacht einen von einer Vielzahl von abdichtbaren Behältern aufnimmt und hält, die mit der Basis zuerst eingesetzt werden.
Nach der vorliegenden Erfindung schließt jeder Behälter optische Fühlermittel in demselben, um Mikroorganismen wahrzunehmen, und optional ein Strichcode-Muster für Identifikationszwecke ein. Vor dem Einsetzen jedes Behälters in einen Schacht auf der Drehscheibe werden ein Kulturmedium und eine Blutprobe in den Behälter eingebracht und der Strichcode wird abgetastet, um den Behälter zu identifizieren. Danach, wenn die Behälter auf der Drehscheibe gedreht werden, werden sie Bedingungen ausgesetzt, die es ermöglichen, daß eine Vielzahl von metabolischen, physikalischen und chemischen Veränderungen beim Vorhandensein von Mikroorganismen in der Probe stattfinden, und an eine oder mehreren Sensorstationen vorbei gedreht, welche die optischen Fühlermittel in dem Behälter überwachen, um zu bestimmen, ob innerhalb des Behälters ein Wachstum von Mikroorganismen stattfindet.
Eine solche Vorrichtung gewährleistet niedrige Abweichungen der Systemempfindlichkeit von einem Behälter zum nächsten und erfordert keine elektronischen oder optoelektronischen Bestandteile, elektrischen Drähte oder Lichtleiterfasern auf einen beweglichen Gestell. Im Ergebnis dieser verschiedenen Vorteile gewährleistet sie eine langfristige Zuverlässigkeit während des Betriebs. Außerdem ermöglicht die vorliegende Erfindung, daß das Laborpersonal während des Bestückens und Leerens jeden Behälter am Hals ergreift, bietet während des Bestückens und Leerens einen gleichzeitigen Zugang zu einer großen Zahl von Behältern und hat im Vergleich mit vorhandenen Blutkultur-Systemen eine geringere Standfläche ohne jede Zunahme in der Höhe.
Diese und andere Aspekte, Merkmale und Vorzüge der vorliegenden Erfindung werden offensichtlich aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer kompakten Blutkultur-Vorrichtung zum Erfassen von Mikroorganismen nach der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines in der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung verwendeten abdichtbaren Behälters,
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung,
Fig. 4 zeigt einen Aufriß der Drehscheibe in der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung, und
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer alternativen Drehscheibe für die Verwendung in einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Eine perspektivische Ansicht einer kompakten Blutkultur-Vorrichtung 1, welche die Prinzipien und Konzepte der vorliegenden Erfindung verkörpert, wird in Fig. 1 gezeigt. Eine Vielzahl von Behältern 20, ähnlich demjenigen, der in Fig. 2 gezeigt wird, werden in der Vorrichtung eingeschlossen und während des Experiments durch eine schwenkbare Tür 2 an der Vorderseite der Vorrichtung vor der äußeren Umgebung und dem Umgebungslicht geschützt. Heizmittel (nicht gezeigt) werden in der Vorrichtung bereitgestellt, um die Behälter bei einer Temperatur zu inkubieren, die für den Stoffwechsel von Mikroorganismen förderlich ist, z. B. 37ºC, wenn sich die Tür 2 in einer geschlossenen Position befindet.
Eine Anzeige 3 wird auf der Vorderseite der Vorrichtung in Fig. 1 bereitgestellt, um den Betriebszustand der Vorrichtung anzuzeigen, und eine Schalttafel 4 stellt eine Vielzahl von Schaltern, z. B. zum manuellen Erproben, An- und Ausschalten der Vorrichtung 1 und Steuern des gesamten Betriebs der Vorrichtung 1 bereit. Ein herkömmliches Computer-Plattenlaufwerk 5 wird auf der Vorderseite der Vorrichtung 1 bereitgestellt, um Daten und Programme in die Vorrichtung 1 zu laden und aus derselben abzurufen, und ein Strichcode-Leser 6, der sich auf der Vorderseite der Vorrichtung 1 befindet, wird bereitgestellt, um das Strichcode-Etikett 25 auf jedem Behälter 20 abzutasten und, jeden Behälter 20, der in die Vorrichtung 1 eingesetzt wird, zu identifizieren.
Eine perspektivische Ansicht eines bevorzugten Behälters 20 für die Verwendung mit der vorliegenden Erfindung wird in Fig. 2 gezeigt. Der Behälter 20 schließt einen Halsabschnitt 21 und einen Basisabschnitt 22 ein, wobei der Halsabschnitt 21 einen kleineren Durchmesser hat als der Basisabschnitt 22. Ein Deckel 23 dichtet das offene obere Ende des Halsabschnitts 21 ab und schließt eine Scheidewand 24 ein, die das Einführen einer Nadel in den Behälter 20 zum Injizieren einer Fluidprobe in den Behälter 20 ermöglicht und das offene Ende des Behälters 20 danach wieder abdichtet, wenn die Nadel zurückgezogen wird. Es wird gezeigt, daß der Behälter 20 eine Wachstumsmedium-Blut-Mischung 26 einschließt, die das Wachstum von Bakterien stimuliert, die sich in dem in den Behälter 20 injizierten Fluid befinden können, wenn der Behälter 20 inkubiert und bewegt wird. Außerdem ist es vorzuziehen, daß jeder Behälter 20 ein gesondertes und verschiedenes Strichcode-Etikett 25 auf der Außenseite einer Seitenwand 29 enthält, um ein wirksames Verfolgen jedes Behälters zu gewährleisten und Meldefehler auf ein Minimum zu reduzieren.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird am Boden des Basisabschnitts 22 ein chemischer Fluoreszenzsensor 27 für die nicht-invasive Überwachung der Konzernration von Gasen, wie beispielsweise Sauerstoff oder CO&sub2;, oder solcher Parameter wie des pH-Werts im Behälter 20 angebracht. Wenn in der durch die Scheidewand 24 in den Behälter 20 injizierten Fluidprobe in der Wachstumsmedium-Blut- Mischung 26 Bakterien wachsen, erzeugt der Bakterienstoffwechsel CO&sub2;. Daher zeigt das Erfassen von CO&sub2; im Behälter 20 durch den Sensor 27 an, daß im Behälter 20 Bakterien wachsen. Zusätzlich enthält der Behälter 20 ein optionales Harzmedium 28, um Antibiotika oder Arzneimittel zu absorbieren, die mit der Probe in den Behälter injiziert worden sein können.
Wenn die in jeden Behälter 20 injizierte Fluidprobe Blut ist, stellt die Vorrichtung nach der Erfindung ein nicht-invasives Blutkultur-System bereit, das die Behälter in regelmäßigen Abständen und gleichzeitig überwacht, bewegt und inkubiert. Da jeder Behälter 20 einen chemischen Fluoreszenzsensor 27 enthält, der die Blutkultur im Behälter 20 fortlaufend überwacht, gewährleistet das Blutkultur-System auf der Grundlage der unten beschriebenen Vorrichtung das frühestmögliche Erfassen von bakteriellem Wachstum in jedem Behälter 20. Zusätzlich stellt das System eine fortlaufende Quelle von periodischen Daten bezüglich des Wachstums von Bakterien in der Blutkultur in jedem Behälter 20 dar, die gespeichert und zu einem nachfolgenden Zeitpunkt analysiert werden können. Daher sorgt die Vorrichtung für das gleichzeitige Bewegen und Inkubieren aller Behälter in einer geschlossenen Umgebung, um so eine ideale Umgebung für das Wachstum von Bakterien innerhalb jedes Behälters zu gewährleisten.
Fig. 3 ist ein Querschnitt der Vorrichtung 1, die in Fig. 1 gezeigt wird, und zeigt eine Drehscheibe 30, die eine Vielzahl von Schächten 35 enthält, die von der Vorderseite der Drehscheibe 30 zugänglich sind. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist die Vielzahl von Schächten 35 in drei konzentrischen Kreisen 36, 37 und 38 angeordnet, und jeder Schacht 35 ist geformt, um einen Behälter 20 mit der Basis zuerst aufzunehmen. Jeder Schacht 35 schließt außerdem eine Öffnung 39 in seiner Basis 4() ein, um von hinter der Drehscheibe 30 einen Sichtzugang zu jedem chemischen Fluoreszenzsensor 27 zu ermöglichen. Die Drehscheibe 30 ist auf einer Welle 31 angebracht, die sich in einer Lagerbaugruppe 32 dreht, die auf einer Grundplatte 45 innerhalb der Vorrichtung 1 angebracht und so ausgerichtet ist, daß die Behälter 20 auf der Vorrichtung 1 mit ihren Hälsen 21 zur Tür 2 und versetzt aus der horizontalen Ebene ausgerichtet sind. Bei einer solchen Anordnung bewegt die Schwerkraft wirksam die Medium-Blut-Mischung 26, wenn sich die Drehscheibe 30 dreht. Die Drehscheibe 30 ist außerdem innerhalb eines in Fig. 3 gezeigten Inkubators 34 angeordnet, um das Wachstum von Mikroorganismen innerhalb der Behälter 20 zu fördern. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf eine Vorrichtung mit der in Fig. 3 gezeigten Ausrichtung beschränkt.
Wie in Fig. 4 gezeigt, wird die Drehung der Drehscheibe 30 durch einen Motor 42 erreicht, der mit der Drehscheibe 30 an deren Umfang 33 durch ein Antriebsrad 43 verbunden ist. Selbstverständlich ist die in Fig. 3 und 4 gezeigte Anordnung nur beispielhaft, da andere Mittel verwendet werden könnten, um die Drehscheibe 30 zu drehen, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Eine Vielzahl von Sensorstationen 41 ist an der Grundplatte 45 in der Vorrichtung 1 in einer solchen Entfernung von der Drehscheibe 30 angebracht, daß während der Drehung derselben einzelne Schächte 25, die Behälter 20 halten, über eine Sensorstation 41 laufen derart, so daß jeder chemische Fluoreszenzsensor 27 durch die Öffnung 39 von hinter der Drehscheibe 30 sichtbar ist. Bei dem in Fig. 3 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel werden wenigstens drei Sensorstationen 41 verwendet, wobei eine Sensorstation 41 jeden Behälter 20 in einem konzentrischen Kreis 36, 37 oder 38 auf die Konzentration von einem oder mehreren Typen von Gas oder solche Parameter wie den pH-Wert überprüft, wenn jeder Behälter 20 in diesem Kreis über die Sensorstation 41 läuft. Vorzugsweise schließt jede Sensorstation 41 eine Lichtquelle ein, die Licht erzeugt und durch die Öffnung 39 in den Schacht 35 zu dem chemischen Fluoreszenzsensor 27 in jedem Behälter 20 hin leitet. Der Sensor 27 strahlt danach in Abhängigkeit von der Menge an CO&sub2;, Sauerstoff oder anderen Gasen oder von dem pH-Wert, die von dem Sensor 27 erfaßt wurden, unterschiedliche Lichtmengen aus. Beispielsweise wird von dem Sensor 27 desto mehr Licht ausgestrahlt, je mehr Gas oder je höher der pH-Wert im Behälter 20 ist. Das emittierte Licht wird danach durch die Sensorstation 41 empfangen, die danach zu der Anzeige 3 und dem Plattenlaufwerk 5, die in Fig. 1 gezeigt werden, Signaldaten überträgt, die das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von biologisch aktiven Agenzien, wie beispielsweise Bakterien, in jedem Behälter 20 betreffen. Es sollte sich natürlich von selbst verstehen, daß die Verwendung eines chemischen Fluoreszenzsensors nicht erforderlich ist, um die Erfindung umzusetzen, da andere nicht-invasive Mittel verwendet werden könnten, um Gase innerhalb des Behälters 20 zu überwachen, z. B. eine SPM-Technik (Streuphotonen-Migration). Außerdem könnten auch zwei oder mehrere Erfassungsprinzipien gleichzeitig angewendet werden, aber viele erfordern mehr Sensorstationen 41 für jeden konzentrischen Kreis 36, 37 und 38. Die Drehscheibe 30 enthält keine elektronischen oder optoelektronischen Bestandteile, und es sind keine flexiblen elektrischen Kabel oder Lichtleitfasern erforderlich. Daher kann eine Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit vorhandenen Blutkultur-Instrumenten zu verringerten Kasten hergestellt werden. Das Drehscheibenkonzept ermöglicht außerdem eine hohe Bestückungsdichte.
Fig. 4 zeigt einen Aufriß einer bevorzugten Drehscheibe 30 für die Verwendung in der Vorrichtung 1 und zeigt den äußeren konzentrischen Kreis 36 mit vierundzwanzig (24) Schächten 35, den mittleren konzentrischen Kreis 37 mit achtzehn (18) Schächten 35 und den inneren konzentrischen Kreis 38 mit elf (11) Schächten 35. Ein Schacht 46, 47 und 48 in jedem konzentrischen Kreis 36, 37 bzw. 38 ist für eine Eichampulle oder einen Eichbehälter 50 mit einem Eichmaterial am Boden desselben reserviert, der verwendet wird, um die diesem konzentrischen Kreis 36, 37 oder 38 zugewiesene Sensorstation 41 zu eichen. Daher hält die Drehscheibe 30, wenn sie vollständig bestückt ist, fünfzig (50) Behälter 20 und drei Eichbehälter 50. Selbstverständlich könnten andere Anordnungen und Zahlen von Schächten 35 verwendet werden und würden doch in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällen. Beispielsweise wird in Fig. 5 eine alternative Drehscheibe 100 gezeigt, die eher konkav ist als in einer Ebene zu liegen, um in jedem Behälter 20 eine zusätzliche Bewegung zu gewährleisten, wenn sie gedreht wird.
Wie oben beschrieben, wird die Drehscheibe 30 ohne Anhalten gedreht und die chemischen Fluoreszenzsensoren 27 werden "schnell" abgelesen, während sie an einer oder mehreren Sensorstationen 41 vorbei drehen. Es liegt jedoch ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung, die Drehscheibe 30 anzuhalten, wenn der chemische Fluoreszenzsensor 27 an einer Sensorstation 41 abgelesen wird.
Die vorliegende Erfindung überwindet ebenfalls das Problem der Schnittstelle von Mensch und Maschine, das entsteht, wenn Behälter am Boden ergriffen und mit dem Hals zuerst in das System eingebracht werden müßten, und bietet während des Bestückens und Leerens einen gleichzeitigen Zugang zu allen fünfzig (50) Behältern. Eine Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung hat außerdem den Vorzug, daß die Behälter während des Betriebs nie eine auf dem Kopf stehende Ausrichtung erreichen. Dies ist ein wichtiges Sicherheitsmerkmal mit Blick auf die Möglichkeit von Lecks in der Scheidewand 24. Außerdem kann eine Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung entweder mit einem internen Rechner ausgestattet sein oder an einen externen Rechner angeschlossen werden.
Wie bereits erwähnt worden ist, enthält die Drehscheibe 30 keine elektronischen oder optoelektronischen Bestandteile und nimmt keine elektrischen Kabel oder Lichtleitfasern auf. Dies ermöglicht es, eine bestückte Drehscheibe abzunehmen, nachdem alle Sensoren 27 abgelesen worden sind. Die von dem Instrument abgenommene Drehscheibe könnte danach in einem einfachen Inkubator auf einer langsam drehenden Welle aufbewahrt werden. In der Zwischenzeit könnte eine Reihe von zusätzlichen Drehscheiben 30, bestückt mit anderen Behältern 20, in das Instrument eingesetzt und abgelesen werden. Diese Option würde eine bedeutende Erweiterung des wirksamen Durchsatzes des Instruments zu minimalen Kosten ermöglichen, wenn das erforderlich ist. Für ein leichtes Abnehmen und Wiedereinsetzen werden die Drehscheiben 30 mit einer Schnell-Trennkupplung 49 ausgestattet, wie in Fig. 3 gezeigt.
Die Option der vorliegenden Erfindung für eine Schnell-Trennkupplung ist besonders vorteilhaft für abgelegene Krankenhäuser, die üblicherweise nur ein Instrument mit geringer Kapazität zu niedrigen Kosten benötigen. Wenn jedoch ein saisonbedingter Anstieg bei der Zahl der Proben auftritt, dann kann die Kapazität entsprechend der spezifischen Situation erweitert werden. Diese Option kann ebenfalls nützlich sein, um das Vorhandensein von Mykobakterien zu erfassen. In diesem Fall ist die Frequenz der Ablesungen im Vergleich mit Blutkulturen viel niedriger. Daher erscheint es annehmbar, jede Drehscheibe einmal oder zweimal pro Tag zum Ablesen in das Instrument einzusetzen.

Claims

1. Kompakte Blutkultur-Vorrichtung, die folgendes umfaßt:

eine Drehscheibe, die um eine Achse drehbar ist, die aus der horizontalen Ebene versetzt ist, wobei die Drehscheibe in einer oberen Fläche eine Vielzahl von Schächten hat, um eine Vielzahl von Behältern aufzunehmen,

einen Mechanismus zum Drehen der Drehscheibe um die Achse, wodurch die Schwerkraft eine Medium-Blut-Mischung in den Behältern bewegt, wenn sich die Drehscheibe dreht, und

wenigstens eine Sensorstation zum Erfassen des Wachstums von Mikroorganismen in jedem Behälter, wenn die Drehscheibe um die Achse gedreht wird, und bei der jeder der Vielzahl von Schächten eine Öffnung durch den Boden der Drehscheibe einschließt, um einen Sichtzugang zum Behälter durch die wenigstens eine Sensorstation bereitzustellen.

2. Kompakte Blutkultur-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Drehscheibe eine Vielzahl von konzentrischen Reihen der Vielzahl von Schächten einschließt, bei der jede der konzentrischen Reihen der wenigstens einen Sensorstation zum Erfassen des Wachstums von Mikroorganismen in der in der einen Reihe enthaltenen Vielzahl von Behältern entspricht, wenn jeder der Vielzahl von Behältern in der einen Reihe über die wenigstens eine Sensorstation hinweggeht.

3. Kompakte Blutkultur-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der jeder der Vielzahl von Behältern eine Basis und einen Hals einschließt, und eine Basis jedes der Vielzahl von. Behältern in einem der Schächte in der oberen Fläche der Drehscheibe aufgenommen wird.

4. Kompakte Blutkultur-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Drehscheibe durch einen am Umfang der Drehscheibe angebrachten Motor gedreht wird.

5. Kompakte Blutkultur-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der einer der Vielzahl von Schächten einen Eichbehälter enthält, um die Sensorstation zu eichen.

6. Kompakte Blutkultur-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Drehscheibe an der Achse unter Verwendung einer Schnelltrennkupplung angebracht ist, die es ermöglicht, daß die Drehscheibe von der Vorrichtung entfernt und durch eine andere Drehscheibe ersetzt wird.

7. Kompakte Blutkultur-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Drehung der Drehscheibe durch den Mechanismus in regelmäßigem Abstand angehalten wird, so daß jeder Behälter an der wenigstens einen Sensorstation zum Erfassen des Wachstums von Mikroorganismen im Behälter positioniert wird.

8. Kompakte Blutkultur-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der jeder Behälter die wenigstens eine Sensorstation zum Erfassen des Wachstums von Mikroorganismen im Behälter passiert, wenn die Drehscheibe durch den Mechanismus um die Achse gedreht wird.