DE69714676T2

DE69714676T2 - Blutkultur-Apparat mit Selbstentlade- und Sortiervorrichtung

Info

Publication number: DE69714676T2
Application number: DE69714676T
Authority: DE
Inventors: Klaus W. Berndt
Original assignee: Becton Dickinson and Co
Current assignee: Becton Dickinson and Co
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1997-09-15
Publication date: 2003-03-20
Anticipated expiration: 2017-09-16
Also published as: SG74023A1; MX9707236A; BR9704893A; AU3927697A; JP3131578B2; CA2215767C; JPH10165167A; EP0834553B1; DE69714676D1; AU729874B2; EP0834553A3; EP0834553A2; CA2215767A1; US5817508A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. BEREICH DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen nicht invasiven Apparat für den Nachweis von biologischen Aktivitäten in einer Probe, etwa in Blut, wobei eine Anzahl an Proben mit einem Kulturmedium in eine große Anzahl von verschließbaren Behältern eingeführt wird und solchen Bedingungen ausgesetzt wird, die in der Lage sind, eine vielfältige Bandbreite an metabolischen, physischen und chemischen Veränderungen in der Anwesenheit von Mikroorganismen in der Probe stattfinden zu lassen. Diese Veränderungen werden dann beobachtet unter Verwendung von optischen Sensorinstrumenten, wie kalorimetrische oder fluoreszierende chemische Sensoren, die auf dem inneren Boden einer jeden Flasche einer Blutkultur angeordnet sind, während die Flaschen in einem glockenförmigen drehbaren Zylinder gedreht werden. Nach dem Abschluss der Überwachung vollführt der Apparat eine "Selbstentladung" und eine Sortierung von endgültig negativen und endgültig positiven Flaschen.

2. HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Anwesenheit von biologisch aktiven Wirkstoffen, wie Bakterien, in dem Körperfluid eines Patienten, insbesondere in dem Blut, wird im Allgemeinen bestimmt, indem man Blutkulturflaschen verwendet. Eine kleine Menge Blut wird durch eine umschließende Trennwand aus Gummi in eine sterile Flasche gespritzt, die ein Kulturmedium enthält, und die Flasche wird dann bei 37ºC inkubiert und im Hinblick auf das Wachstum von Mikroorganismen überwacht.
Eine der verwendeten Techniken, um die Anwesenheit von Mikroorganismen nachzuweisen, schließt die Inspektion per Augenschein mit ein. Im Allgemeinen impliziert die Inspektion per Augenschein die Überwachung der Trübung oder eventuell der Farbänderungen der flüssigen Suspension des Blutes und des Kulturmediums. Bekannte instrumentelle Methoden weisen Veränderungen bei dem Gehalt an Kohlendioxid der Kulturflaschen nach, welches ein Nebenprodukt des bakteriellen Wachstums ist. Die Überwachung des Gehalts an Kohlendioxid kann mittels Methoden erreicht werden, die bei dem Stand der Technik auf diesem Gebiet ihren festen Platz haben, wie die radiochemische oder die infrarote Absorption an einer Spektrallinie des Kohlendioxids. Bis jetzt haben diese Methoden invasive Verfahren erfordert, die zu dem gut bekannten Problem der Querverunreinigungen zwischen den verschiedenen Flaschen fahren. Es ist auch vorgeschlagen worden, das Wachstum von Mikroorganismen in verschließbaren Behältern nachzuweisen, indem man positive und/oder negative Druckänderungen beobachtet.
Neuerdings sind nicht invasive Methoden entwickelt worden, die chemische Sensoren mit einbeziehen, die innerhalb der Flasche angeordnet sind. Diese Sensoren sprechen an auf Änderungen des pH-Wertes, der Kohlendioxidkonzentration oder der Sauerstoffkonzentration, indem sie ihre Farbe ändern oder indem sie ihre Fluoreszenzintensität ändern. In bekannten automatisierten nicht invasiven Blutkultursystemen werden individuelle Lichtquellen, spektrale Anregungs-/Emissionsfilter und Photodetektoren in räumlicher Nachbarschaft zu einer jeden Flasche angeordnet. Dies führt zu Änderungen der Empfindlichkeit von einer Flasche zur der nächsten. Zusätzliche Probleme werden durch die Alterungseffekte der Lichtquellen, der Filter und der Photodetektoren verursacht. Gemäss der Tatsache, dass die meisten bekannten Sensoren für Blutkulturen während des bakteriellen Wachstums nur ein mäßiges Kontrastverhältnis bei dem gemessenen Photostrom erzeugen, sind ausgedehnte und zeitraubende Kalibrierungsverfahren und hochentwickelte Nachweisalgorithmen erforderlich, um diese Systeme zu betreiben. Zusätzlich sind wegen der erforderlichen Bewegung der Flaschen flexible elektrische Kabel erforderlich, um die einzelnen Quellen und Detektoren mit dem Rest der Instrumenteneinrichtung zu verbinden. Wegen der großen Zahl der Lichtquellen, typischerweise 240 oder mehr pro Instrument, kann die Wartung sehr schwerfällig und aufwendig werden, wenn einzelne Quellen anfangen fehleranfällig zu werden.
In allen kalorimetrischen oder fluorometrischen Instrumenten werden Licht emittierende Dioden (LEDs) als die individuellen Lichtquellen verwendet. Diese Quellen haben nur eine relativ niedrige optische Ausgangsleistung. Daher ist eine hohe photometrische Nachweisempfindlichkeit erforderlich, um die Emissionen der Flaschensensoren zu überwachen. Im Fall der Fluoreszenzsensoren bedeutet dies einen zusätzlichen Aufwand bei der Eingangselektronik für jeden Photodetektor. Als ein Ergebnis sind die Produktionskosten relativ hoch.
Es ist schon in dem U.S. Patent U.S. No 5516692 mit dem Titel "Compact Blood Culture "Apparatus" vorgeschlagen worden, eine Vielzahl von Flaschen einer Blutkultur auf einem sich drehenden Zylinder anzuordnen mit Sensorstationen, die auf dem Hauptgerüst der Instrumenteneinrichtung in solch einer Entfernung von dem Zylinder befestigt sind, dass während der Drehung des Zylinders einzelne Flaschen an diesen Sensorstationen vorbeiführen. Bei jeder Flasche ist der innere Boden mit einem chemischen Fluoreszenzsensor bedeckt und alle Flaschen in dem Drehzylinder sind in einem Inkubator enthalten. Jede Flasche wird zuerst so in den Zylinderhals eingesetzt, dass die Flaschen radial auf dem Drehzylinder angeordnet sind, mit ihren Flaschenhälsen in der Richtung hin auf die Zylinderachse orientiert. Mit solch einer Orientierung wird das Beladen und Entladen der Flaschen derart vollzogen, dass die Flaschen an ihrem Boden gefasst werden und sie zuerst in den Zylinderhals eingeführt werden. Gemäss der Tatsache, dass die Flaschen gewöhnlich in einer aufrechten Orientierung zu dem automatisierten Apparat der Blutkultur transportiert werden, muss jede Flasche vor der Beladung zweimal erfasst werden. Da dies eine zusätzliche Arbeit erfordert und da das Personal des mikrobiologischen Laboratoriums daran gewöhnt ist, die Flaschen an ihrem Hals zu erfassen, besteht eine Notwendigkeit, die ungewohnte Situation zu überwinden, die darin besteht Blutkulturflaschen zuerst mit dem Hals in das System einzuführen.
Es ist auch in dem U.S. Patent No. 5498543 mit dem Titel "Sub-Compact Blood Culture Apparatus" vorgeschlagen worden, den Zylinder in Abschnitte aufzuteilen, wobei jeder Abschnitt einen Kasten bildet, der aus dem Inneren des Instrumentes entfernt werden kann, wenn er in der niedrigsten Position ist. Auf diese Weise befinden sich die Flaschen in aufrechter Position und können während des Beladens und Entladens an ihrem Hals gefasst werden. Ein Nachteil dieser Lösung besteht in der mechanischen Komplexität und in der sich daraus ergebenden Genauigkeit, die bei der Herstellung erforderlich ist. Folglich besteht noch ein Bedarf an einem mechanisch einfachen Blutkulturapparat, in dem die Flaschen während des Beladens und Entladens an ihren Hälsen ergriffen werden können oder, noch wichtiger, ein Bedarf an einem Blutkulturapparat, der eine "Selbst-Entladung" und eine Sortierung von endgültig negativen und endgültig positiven Flaschen ausführen kann.
Das U.S. Patent No. 4475411 mit dem Titel "Sampling Apparatus" liefert einen Apparat, um bei einer Vielzahl von Behältern aus einem jeden eine Probe einer Flüssigkeit zu entnehmen. Blut oder ähnliche sich absetzende Flüssigkeiten, die ein kontinuierliches Mischen erfordern, werden für nachfolgende Analysen aus den Teströhrchen, die mit Gummi- oder Plastikpfropfen verschlossen werden, für Stichprobenuntersuchungen entnommen. Die Teströhrchen werden entlang der Peripherie einer drehbaren Kassette befestigt, die mit einem Antriebsmotor über ein Getriebe, eine Kupplung und eine Bremse in solch einer Weise verbunden ist, dass sich die Kassette dreht, um die Flüssigkeiten in den Teströhrchen in einem gut durchmischten Zustand zu halten. Die Kassette ist in der Lage, augenblicklich zu stoppen, wenn die Kupplung gelöst wird. Die Kassette wird in einer genauen Position auf der Vorderseite einer Nadel für die Probennahme durch Betätigung der Bremse verriegelt. Die Bremse wird tätig, wenn ein Signal von einem Analyseinstrument den Befehl an einen elektronischen Zahler gibt, die Identität des Teströhrchens, das ausgewählt werden soll, zu bestimmen, und die Kassette wird dann gestoppt. Unmittelbar darauf wird ein pneumatischer Zylinder in Betrieb gesetzt, um einen Greifarm herabzulassen, der das ausgewählte Teströhrchen erfässt. Ein zweiter pneumatischer Zylinder wird ebenfalls in Betrieb gesetzt, um die Nadel für die Probennahme herabzulassen, um den Verschluss zu durchlöchern. Die Nadel für die Probennahme wird auf eine bestimmte Höhe herabgelassen und, nachdem diese Position erreicht worden ist, gibt sie ein Signal an das Analyseinstrument. Als Antwort auf dieses Signal wird eine bestimmte Menge an Flüssigkeit durch die Nadel für die Probennahme hochgezogen, die Nadel wird aus dem Teströhrchen herausgezogen, der Greifarm wird hochgehoben, die Bremse wird gelöst, die Kupplung kommt wieder in Eingriff und die Kassette nimmt ihre Drehung wieder auf.
Gemäss U.S. Patent No. 5304027 mit dem Titel "Buffer Storage Machine for Container Conveyor Line" umfasst eine Pufferspeichermaschine für ein Flaschentransportband einen Zylinder, der drehbar in einem Gerüst mit einem Motor verbunden ist. Eine Anzahl von radialen Streben erstreckt sich von der Ummantelung des Zylinders nach außen und definiert, zusammen mit in Längsrichtung verlaufenden Elementen mit Winkelklammern und mit Linealen, eine Anzahl von sektorförmigen Spalten für die Aufbewahrung einer Reihe von Flaschen. Ein pneumatischer Transportkasten dehnt die Länge der Maschine aus, über die äußerste Reihe hinaus, und er kann angehoben werden, um die Drehung des Zylinders zu ermöglichen. Die Maschine steht zwischen einer Einheit für die Herstellung von Flaschen und einer Einheit für das Füllen von Flaschen, mit der Hälfte der Reihen gefüllt und mit der anderen Hälfte leer, so dass, wenn eine der beiden Einheiten vorübergehend gestoppt wird, die andere Einheit mit dem Betrieb fortfahren kann.
U.S. Patent 5110743 mit dem Titel "Method and Apparatus for Storing and Mixing Blood Samples" sieht einen Apparat vor, der getrennte Speicher- und Mischscheiben aufweist zum Lagern und Mischen von Blutproben in Behältern. Diese Scheiben werden unabhängig angetrieben und sind mit ergänzenden Rinnen versehen. Eine Beladungsvorrichtung lädt die Behälter auf die Speicherscheibe, wo sie zu. einer Transfervorrichtung transportiert werden. Die Transfervorrichtung überträgt die Behälter nacheinander auf eine entgegengesetzt gelegene Rinne der Mischscheibe. Die Mischscheibe mischt die Blutproben über ein Drehen derselben, danach werden die Behälter zu einem Gerät zur Blutentfernung überführt, das jeden Behälter mit seiner Blutprobe über der Längsachse derselben dreht, so dass ein Strichcodelesegerät einen an dem Behälter angebrachten Strichcode lesen kann. Blut wird dann aus dem Behälter entnommen und an einen Blutanalysator übergeben, danach wird der Behälter aus der Mischscheibe durch eine Drehung der Mischscheibe ausgeworfen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäss der vorliegenden Erfindung enthält ein Blutkulturapparat folgende Elemente:
ein Gehäuse;
eine Vielzahl von Flaschen, die einen Boden und einen Flaschenhals aufweisen und die eine Mischung von Kulturmedium und Probe, ein Gas im Kopfraum der Flasche und einen optischen Sensor enthalten;
einen Hohlzylinder, der drehbar nur an einer ersten Seite des Gehäuses befestigt ist und der eine darin angeordnete Achse aufweist, wobei der Zylinder drehbar um diese Achse gelagert ist und eine Vielzahl von Öffnungen auf einer oberen Seite aufweist, um die Vielzahl von Flaschen aufzunehmen, wobei die Flaschen radial angeordnet sind;
einen Mechanismus zum Drehen des Zylinders um die Achse;
ein Erfassungsmittel für die nicht invasive Erfassung von Mikroorganismen innerhalb einer jeden aus der Vielzahl der innerhalb des Zylinders aufgenommen Flaschen, wobei die Flaschen, die Mikroorganismen enthalten, als eine "positive" Flasche und die Flaschen, die keine Mikroorganismen enthalten, als eine "negative" Flasche identifiziert werden; und
eine Einrichtung für das Auswerfen einer ausgewählten Flasche aus ihrer jeweiligen Öffnung in dem Zylinder,
dadurch gekennzeichnet, dass die Böden der Flaschen in die Richtung der Zylinderachse orientiert sind;
dass sich ein Erfassungsmittel in dem Zylinder befindet; und
dass das Mittel für das Auswerfen einer ausgewählten Flasche aus ihrer jeweiligen Öffnung in dem Zylinder die folgenden Elemente umfasst:
einen Kolben zur Durchführung einer Bewegung durch die jeweilige Öffnung, um die ausgewählte Flasche aus ihrer jeweiligen Öffnung zu stoßen; und
einen Aktuator für das Bewegen des Kolbens durch die Öffnung.
Bevorzugte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

EINZELHEITEN DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung liefert einen Blutkulturapparat zum Nachweis von biologisch aktiven Wirkstoffen in einer großen Anzahl von Blutkulturflaschen, Apparat der einfach ist und der mit sehr geringen Kosten hergestellt werden kann, der nur geringe Veränderungen der Systemempfindlichkeit von einer Flaschenstation gegenüber der nächsten ermöglicht, der keine elektronischen oder optoelektronischen Komponenten erfordert, der keine elektrischen Verkabelungen oder optischen Fasern auf dem sich bewegenden Flaschengestell verlangt, der über eine Langzeit-Zuverlässigkeit verfügt, der es einem Nutzer erlaubt, die Flaschen während des Beladens und Entladens an ihrem Flaschenhals zu greifen, der gleichzeitigen Zugang zu einer großen Anzahl von Flaschen während des Beladens und Entladens bietet und der eine geringere Stellfläche, verglichen mit bestehenden Blutkultursystemen, aufweist.
Gemäss der vorliegenden Erfindung werden die obigen Ziele erreicht durch Einführung eines Kulturmediums und der Blutprobe in verschließbare Glasflaschen, die eine optische Sensoreinrichtung auf ihrer inneren Bodenfläche aufweisen, und durch die Anordnung einer großen Anzahl von solchen Flaschen radial auf einem sich drehenden glockenförmigen Hohlzylinder innerhalb eines Inkubators in solch einer Weise, dass ihre Böden in Richtung auf die Zylinderachse orientiert sind. Der glockenförmige Hohlzylinder wird nur an einem Ende mit Sensorstationen innerhalb des Zylinders unterstützt, die an dem Hauptgerüst der Instrumenteneinrichtung befestigt sind in solch einer Entfernung innerhalb des glockenförmigen Zylinders, dass während der Drehung des Zylinders die einzelnen Flaschen an diesen Sensorstationen vorbeigeführt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Achse des glockenförmigen Zylinders horizontal orientiert und liegt parallel zu einer Tür auf der Vorderseite des Inkubators. Die horizontale Orientierung der Achse sorgt für eine maximale Beweglichkeit des flüssigen Kulturmediums, der Blutprobe und des Gases innerhalb einer jeden Blutkulturflasche. Während der Beladungs-/Entladungsoperation ist die Tür geöffnet, um einen gleichzeitigen Zugang auf annähernd ein Drittel der Flaschen zu ermöglichen. Dann wird der Zylinder gedreht bis das nächste Drittel der Flaschen zugänglich wird. Daher sind alle Flaschen in drei Schritten zugänglich.
Bei einer anderen Option der vorliegenden Erfindung ist die Achse des glockenförmigen Zylinders vertikal orientiert, mit einer schwachen Neigung von annähernd 20 Grad fort von der Tür. Indem der Neigungswinkel angepasst wird, kann das Ausmaß der Bewegung geändert werden, wenn dies erforderlich ist.
Noch ein anderer Aspekt der Erfindung ist ein Blutkulturapparat, der als Merkmal eine "Selbstentladung" und eine Sortierfunktion aufweist, wobei endgültig negative und endgültig positive Flaschen aus dem Zylinder ausgeworfen und in einen "negativen" Kasten oder in einen "positiven" Kasten sortiert werden.
Diese und andere Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht des Inneren des Blutkulturapparates für den Nachweis von Mikroorganismen gemäss der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des Inneren des Blutkulturapparates gemäss der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 zeigt eine Vorderansicht des Blutkulturapparates gemäss der vorliegenden Erfindung mit der Tür im geschlossenen Zustand;
Fig. 4 zeigt eine Vorderansicht des Blutkulturapparates gemäss der vorliegenden Erfindung mit der Vordertür im geöffneten Zustand;
Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht des Inneren eines alternativen Blutkulturapparates; und
Fig. 6 zeigt eine Vorderansicht des Inneren des in Fig. 5 gezeigten alternativen Blutkulturapparates.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Gemäss der vorliegenden Erfindung werden ein Kulturmedium und eine Mischung einer Blutprobe 22 in verschließbare Glasflaschen 1 eingeführt, die ein chemisches optisches Sensorhilfsmittel 20 auf ihren inneren Grundflächen 21 mit einschließen. Das chemische optische Sensorhilfsmittel 20 strahlt verschiedene Mengen an Licht aus in Abhängigkeit von der Menge an Gas in der Flasche 1. Zum Beispiel kann das Gas, das von dem chemischen optischen Sensorhilfsmittel 20 erfässt wird, Kohlendioxid, Sauerstoff oder irgendein anderes Gas sein, welches zunimmt oder abnimmt in Abhängigkeit von dem Vorhandensein oder dem Nicht-Vorhandensein des Wachstums von Mikroorganismen in der Flasche 1.
Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt wird eine Vielzahl von solchen Flaschen 1 radial auf einem sich drehenden glockenförmigen Zylinder 2 innerhalb eines Inkubators 5 in solch einer Weise angeordnet, dass die Böden der Flaschen 1 in Richtung auf die Zylinderachse 28 orientiert sind. Der glockenförmige Zylinder 2 ist hohl und wird von einem Schaft 24 getragen, der drehbar an einem Ende in zwei großen Kugellagern 3 und 4 gelagert ist, die an einer ersten Seite 51 eines Hauptgerüstes einer Instrumenteneinrichtung 50 befestigt sind. Um die Information zu lesen, die von einer jeden chemischen optischen Sensoreinrichtung 20 innerhalb der Flaschen 1 her kommt, wird eine lineare Reihe von Sensorstationen 12 innerhalb des glockenförmigen sich drehenden Zylinders 2 an einer zweiten Seite 52 des Hauptgerüstes der Instrumenteneinrichtung 50 in solch einer Entfernung innerhalb des glockenförmigen Zylinders 2 befestigt, dass während der Drehung des Zylinders 2 die einzelnen Flaschen 1 an den jeweiligen Sensorstationen 15 in der Sensorreihe 12 vorbeiführen. Jede Sensorstation 15 der linearen Reihe von Sensorstationen 12 umfasst eine anregende Lichtquelle 11 und ein Sammelende einer optischen Faser 14.
In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist die Achse 28 des glockenförmigen Zylinders 2 horizontal orientiert und parallel zu einer Tür 13, wie in Fig. 2 gezeigt, die auf der Vorderseite des Inkubators 5 angeordnet ist. Die horizontale Orientierung der Achse 28 sorgt für eine maximale Beweglichkeit des flüssigen Kulturmediums und der Mischung der Probe 22 und des Gases innerhalb einer jeden Flasche 1. Während einer Beladungs- oder Entladungsoperation ist die Tür 13 geöffnet, was einen gleichzeitigen Zugang zu annähernd einem Drittel der Flaschen 1 ermöglicht. Dann wird der Zylinder 2 gedreht bis das nächste Drittel der Flaschen 1 zugänglich wird. Alle Flaschen 1 sind in drei Schritten zugänglich.
Alternativ ist die Achse 28 des glockenförmigen Zylinders 2 vertikal orientiert mit einer schwachen Neigung von annähernd 20 Grad fort von der Tür 13. Indem der Neigungswinkel angepasst wird, kann der Umfang der Bewegung geändert werden, wenn dies erforderlich ist, für die Aufrechterhaltung optimaler Wachstumsbedingungen.
Im Betrieb wird der glockenförmigen Zylinders 2 von einem Motor 6 und einem Treibriemen 7 gedreht. Ein kreisförmiges Element 8 und ein Sensor 9 bilden einen Winkelcodierer, der Informationen darüber liefert, welche Reihe von Flaschen 1 an der Sensorstationsreihe 12 vorbei führt. Vorzugsweise ist der Motor 6 ein Schrittmotor, der dem Zylinder 2 erlaubt, sich entweder in einer kontinuierlichen Art und Weise zu drehen oder den Zylinder 2 an geeigneten Winkeln zu stoppen, um von der Sensoreinrichtung 20 innerhalb der Flaschen 1 in einem stationären Betriebszustand auszulesen. Das ganze System wird von einem Steuersystem 10 gesteuert, das innerhalb des Drehzylinders 2 angeordnet ist. Die Ausgangsenden aller optischen Fasern 14 der linearen Reihe von Sensorstationen 12 werden zu einem gemeinsamen Photodetektor (nicht gezeigt) in dem Steuersystem 10 so zugeführt, dass nur eine Lichtanregungsquelle 11 zu einer Zeit angeschaltet zu werden braucht. Das Steuersystem "weiß" daher, von welcher Sensorstation 15, und daher von welcher Flasche 1, das Sensorlicht eingefangen wird.
Der in den Fig. 1 und 2 gezeigte Apparat ist lediglich exemplarisch und enthält 10 Segmente von Blutkulturflaschen 1 mit 36 Flaschen 1 pro Segment. Folglich beträgt die gesamte Kapazität 360 Flaschen. Die Anordnung der Flaschen 1 auf dem Zylinder 2 erlaubt eine relativ hohe Packungsdichte. Die Tabelle 1 zeigt die erforderliche Größe des Zylinders für verschiedene Optionen, die entweder 720, 360, 240 oder 120 Flaschen enthalten. In der Tabelle 1 sind Standardblutkulturflaschen angenommen worden, wie sie von Becton Dickinson Microbiology Systems, Sparks, Maryland, verkauft werden, mit einem äußeren Durchmesser D, der berechnet worden ist mit den eingeschlossenen Flaschen. Tabelle 1 liefert auch Informationen über die Länge L des Zylinders für verschiedene geometrische Wahlformen.
Für Optionen mit 10 oder mehr Segmenten ist es möglich, den glockenförmigen Zylinder an dem offenen Ende durch zwei Rollen zu unterstützen, die am Hauptgerüst der Instrumenteneinrichtung befestigt werden. Auf diese Weise kann jede Verformung des Zylinders vermieden werden.
Die Tiefe der gesamten Instrumenteneinrichtung wird auf Grund der erforderlichen thermischen Gehäuseisolierung ein bisschen größer sein als der in der Tabelle 1 gegebene Zylinderdurchmesser. Die Breite der gesamten Instrumenteneinrichtung wird auf Grund der zwei Kugellager und der erforderlichen Gehäuseisolierung ein bisschen größer sein als die Länge des Zylinders. Man hat geschätzt, dass die Stellfläche eines Apparates gemäss der vorliegenden Erfindung zwischen 72% und 97% der Stellfläche der laufenden Systeme aufweist. Fig. 3 zeigt eine Vorderansicht eines Blutkulturapparates gemäss der vorliegenden Erfindung mit der Tür 13 im geschlossenen Zustand. Fig. 4 zeigt eine Vorderansicht eines 360- Flaschen-Blutkulturapparates gemäss der vorliegenden Erfindung mit der Tür 13 im geöffneten Zustand.
Da der Innenteil des glockenförmigen Zylinders 2 dazu verwendet wird, um das Steuersystem 10 mit seinem gemeinsamen Photodetektor und mit anderen größeren Teilen der Systemelektronik unterzubringen, wird der Raum thermisch von dem Inkubator 5 isoliert und mit einem Zugang von der zweiten Seite 52 des Hauptgerüstes der Instrumenteneinrichtung 50 versehen.
Ein Apparat gemäss der vorliegenden Erfindung hat einen sehr einfachen mechanischen Aufbau. Das einzige bewegliche Teil ist der hohle glockenförmige Zylinder 2. Folglich sind die Produktionskosten niedrig und die erwartete Zuverlässigkeit ist sehr hoch. Auf Grund der Tatsache, dass nur ein Photodetektor gebraucht wird, um alle Sensorstationen 15 auszulesen, können geringe Veränderungen der Empfindlichkeit von einer Flasche zur nächsten erwartet werden, und eine weitere Verminderung der Produktionskosten wird erreicht. Der Apparat erfordert keine elektronischen oder optoelektronischen Komponenten, keine elektrischen Verkabelungen oder optischen Fasern auf dem sich bewegenden Zylinder 2, was die erwartete Langzeitzuverlässigkeit weiter erhöht. Am wichtigsten ist es, dass die mechanische Struktur einem Nutzer erlaubt, die Flaschen während des Beladens und Entladens an ihrem Flaschenhals 23 zu greifen. Der Apparat bietet auch gleichzeitigen Zugang zu einer großen Anzahl von Flaschen 1 während des Beladens und des Entladens.
Fig. 5 und Fig. 6 stellen einen verbesserten, alternativen Apparat dar, der das zusätzliche Merkmal der Selbstentladung negativer rund positiver Blutkulturflaschen 1 in entsprechende Kästen 33 und 35 bietet. Diese Merkmale vermindern die Arbeitsbelastung des Personals des Laboratoriums, was zu einem bedeutenden Merkmal in der heutigen Umgebung der Gesundheitsversorgung wird. Gängige Blutkultursysteme sehen solch ein Merkmal der "Selbstentladung" nicht vor.
Wie in der Seitenansicht in der Fig. 5 gezeigt, ist eine Einheit 26 innerhalb des Zylinders 2 angeordnet. Die Einheit 26 umfasst einen Kolben 27 pro Zylindersegment, der aus der Einheit 26 mittels von Aktuatoren 38 heraus bewegt werden kann. Wenn er aus der Einheit 26 heraus bewegt wird, dann stößt der Kolben 27 eine Blutkulturflasche 1, die auf dem gleichen Radius des Zylinders 2 angeordnet ist wie der Kolben 27, aus dem Zylinder 2 heraus. In dem Apparat der Fig. 5 ist ein Kollektor bzw. ein Sammelbehälter 29 angeordnet, der die Flasche 1 aufnimmt und sie auf ein Förderband 31 lenkt.
Wenn die Flasche 1 von der Systemsteuerung 10 als eine Flasche identifiziert worden ist, die eine endgültig negative Kultur enthält, dann wird das Transportband 31 von der Systemsteuerung 10 aktiviert, um sich in eine erste Richtung zu bewegen. Dann wird, wie in Fig. 5 gezeigt, die Flasche 1 nach rechts transportiert bis sie in einen "negativen" Kasten 33 auf eine Fläche fällt, die von einem weichen Material 32 wie etwa Gummischaum bedeckt ist, und schließlich rollt die Flasche in die Richtung der "negativen" Tür 34.
Wenn die Flasche 1 von der Systemsteuerung 10 als ein Flasche identifiziert worden ist, die eine positive Kultur enthält, dann wird das Transportband 31 von der Systemsteuerung 10 aktiviert, um sich in eine zweite Richtung zu bewegen. Dann wird, wie in Fig. 5 gezeigt, die Flasche 1 nach links transportiert und fällt in einen "positiven" Kasten 35, um in die Richtung der "positiven" Tür 36 zu rollen.
Für ein automatisches Entladen der endgültig negativen und positiven Blutkulturflaschen wird der Zylinder 2 von dem Steuersystem 10 in einer ersten geeigneten Orientierung gestoppt, und die entsprechende endgültig negative oder positive Flasche wird von dem Zylinder 2 ausgeworfen. Dann wird das Steuersystem 10 den Zylinder 2 zu der nächsten geeigneten Orientierung drehen und das gleiche Verfahren wiederholt sich. Dieses Verfahren wird fortgesetzt bis alle endgültig negativen Flaschen und alle positiven Flaschen in die zwei Kästen 33 und 35 entladen worden sind. Daher kann das Steuersystem 10 so programmiert werden, dass am Anfang einer Arbeitsschicht alle endgültig negativen Flaschen entladen sind, so dass neue Flaschen aufgenommen werden können und alle positiven Flaschen in dem Kasten 35 auf weitere biologische und/oder chemische Tests warten.
Fig. 6 ist eine Vorderansicht des Apparats, die deutlich die Klammem 37 und 39 innerhalb des glockenförmigen Zylinders 2 zeigt, die an beiden Enden des Hauptgerüsts 50 der Instrumenteneinrichtung befestigt sind. Diese beiden Klammem 37 und 39 werden verwendet als stabile Plattformen für die lineare Sensorreihe 12 und für die Einheit 26 mit ihren Kolben 27 und Aktuatoren 38. Natürlich kann der Kollektor 29 entweder eine einzelne Einheit sein, wie in Fig. 6 gezeigt, oder er kann aus einzelnen Kollektoren für jedes Zylindersegment zusammengesetzt sein.

Claims

1. Blutkulturapparat, der folgende Elemente enthält:

ein Gehäuse (50);

eine Vielzahl von Flaschen (1), die einen Boden und einen Flaschenhals (23) aufweisen und die eine Mischung von Kulturmedium und Probe, ein Gas im Kopfraum der Flasche und einen optischen Sensor (20) enthalten;

einen Hohlzylinder (2), der drehbar nur an einer ersten Seite (51) des Gehäuses (50) befestigt ist und der eine darin angeordnete Achse (28) aufweist, wobei der Zylinder (2) drehbar um diese Achse (28) gelagert ist und eine Vielzahl von Öffnungen auf einer oberen Seite aufweist, um die Vielzahl von Flaschen aufzunehmen, wobei die Flaschen (1) radial angeordnet sind;

einen Mechanismus (6, 7) zum Drehen des Zylinders (2) um die Achse (28);

ein Erfassungsmittel (20) für die nicht invasive Erfassung von Mikroorganismen innerhalb einer jeden aus der Vielzahl der innerhalb des Zylinders (2) aufgenommen Flaschen (1), wobei die Flaschen (1), die Mikroorganismen enthalten, als eine "positive" Flasche und die Flaschen (1), die keine Mikroorganismen enthalten, als eine "negative" Flasche identifiziert werden; und

eine Einrichtung (26) für das Auswerfen einer ausgewählten Flasche aus ihrer jeweiligen Öffnung in dem Zylinder (2),

dadurch gekennzeichnet, dass die Böden der Flaschen (1) in die Richtung der Zylinderachse (28) orientiert sind;

das Erfassungsmittel (20) sich in dem Zylinder (2) befindet; und

das Mittel für das Auswerfen einer ausgewählten Flasche aus ihrer jeweiligen Öffnung in dem Zylinder die folgenden Elemente umfasst:

einen Kolben (27) zur Durchführung einer Bewegung durch die jeweilige Öffnung, um die ausgewählte Flasche (1) aus ihrer jeweiligen Öffnung zu stoßen; und

einen Aktuator (38) für das Bewegen des Kolbens (27) durch die Öffnung.

2. Blutkulturapparat gemäss Anspruch 1, bei welchem eine jede aus der Vielzahl von Flaschen (1) zuerst so in die Basis des Zylinders (2) eingefügt wird, dass der Flaschenhals (23) sich aus der besagten Öffnung heraus erstreckt.

3. Blutkulturapparat gemäss Anspruch 1, der ferner Positionsmittel für die Identifizierung der Drehposition des Zylinders enthält.

4. Blutkulturapparat gemäss Anspruch 3, bei welchem die Positionsmittel einen Winkeldecoder umfassen, der um die Achse angebracht ist.

5. Blutkulturapparat gemäss Anspruch 1, bei welchem das Erfassungsmittel (20) ein nicht-invasives Erfassungsprinzip verwendet und dasselbe die folgenden Elemente umfasst:

anregende Lichtquellen (11), um anregendes Licht in eine jede aus der Vielzahl von Flaschen (1) in dem Zylinder (2) zu emittieren; und

Lichtkollektoren (14), um Licht aus einer jeden aus der Vielzahl von Flaschen (1) aufzunehmen.

6. Blutkulturapparat gemäss Anspruch 1, der weiter Mittel (10, 31) für das Sortieren einer jeden aus der Vielzahl von Flaschen enthält, weil eine jede derselben durch die Einrichtung für das Auswerfen herausgeworfen wird, je nachdem das nicht invasive Erfassungsmittel eine jede Flasche als eine "positive" oder als eine "negative" Flasche identifiziert hat.

7. Blutkulturapparat gemäss Anspruch 7, bei welchem das Mittel für das Sortieren eine Transportvorrichtung (31) für den Transport aller "positiven" Flaschen in eine erste Richtung und aller "negativen" Flaschen in eine zweite Richtung enthält.

8. Blutkulturapparat gemäss Anspruch 7, bei welchem das Mittel für das Sortieren einen "positiven" Kasten (35) für die Aufnahme aller "positiven" Flaschen enthält und einen "negativen" Kasten (33) für die Aufnahme aller "negativen" Flaschen enthält.