DE69934189T2

DE69934189T2 - Spektrometrische Vorrichtung mit mehreren Leseköpfen

Info

Publication number: DE69934189T2
Application number: DE69934189T
Authority: DE
Inventors: Willis E. Elkhart Howard; Gary E. Elkhart Rehm; Gerald H. Elkhart Shaffer
Original assignee: Bayer Corp
Current assignee: Siemens Healthcare Diagnostics Inc
Priority date: 1998-10-13
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2019-10-01
Also published as: EP0994354A1; ATE347109T1; ES2278427T3; DE69934189D1; AU758263B2; CA2281159A1; AU5358099A; JP2000121443A; EP0994354B1; US6180409B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Durchführung von Tests an einer Körperflüssigkeitsprobe, die analysiert werden soll, und insbesondere ein Spektrophotometer mit mehreren Leseköpfen und ein Verfahren zur Analyse eines Reagenzstreifens unter Verwendung von Mehrfach-Leseköpfen.
Es ist für verschiedene medizinische Diagnosezwecke nützlich, ein Spektrophotometer bei der Analyse von Körperflüssigkeitsproben zu verwenden, beispielsweise um die Farbe des Urins einer Person zu bestimmen. Ein herkömmliches Spektrophotometer bestimmt die Farbe einer Urinprobe, die auf einem weißen, nichtreaktiven Probenkissen aufgebracht ist, durch Beleuchten des Probenkissens und Durchführung mehrerer Reflexionsablesungen am Probenkissen, wobei jede eine Stärke aufweist, die einer unterschiedlichen Wellenlänge des sichtbaren Lichts entspricht. Die Farbe des Urins auf dem Probenkissen kann dann aufgrund der relativen Stärke der roten, grünen und blauen Reflexionssignale bestimmt werden.
Herkömmliche Spektrophotometer können verwendet werden, um eine Reihe von unterschiedlichen Urinanalysetests unter Verwendung eines Reagenzstreifens durchzuführen, auf dem eine Reihe unterschiedlicher Reagenzkissen angeordnet sind. Jedes Reagenzkissen ist mit einem anderen Reagens ausgestattet, das als Reaktion auf die Gegenwart einer bestimmten Art von Bestandteil im Urin, wie z.B. Leukozyten (weiße Blutkörperchen) oder rote Blutkörperchen, zu einer Farbänderung führt. Solch ein Reagenzstreifen kann zehn unterschiedliche Arten von Reagenzkissen aufweisen.
Das US-Patent Nr. 4.689.202 von Khoja et al. offenbart ein Reagenzteststreifen-Ablesegerät mit einem Paar an Leseköpfen, die adaptiert sind, so dass sie Reagenzstreifen optisch prüfen, und einem Beförderungssystem, das die Reagenzstreifen zu den Leseköpfen transportiert. Im System von Khoja et al. sind die Leseköpfe so adaptiert, dass sie verschiedene, im vorhinein bestimmte Abschnitte eines Reagenz streifens lesen. Insbesondere wird, wie in Spalte 11 Zeile 15-21 des Khoja-Patents beschrieben, die Faseroptik zum Ablesen der sieben Testbereiche auf einem Reagenzstreifen mit einer kürzeren Inkubationszeit auf Lesekopf 124 in Position zur Anordnung mit solchen Bereichen befestigt und die Faseroptik zum Ablesen der Reagenztestbereiche mit der längeren relativen Inkubationszeit wird auf Lesekopf 125 in Position zur Anordnung mit diesen Bereichen befestigt.
Zusammenfassung der Erfindung
In einem Aspekt richtet sich die Erfindung auf eine Vorrichtung gemäß der Ansprüche 1,6 und 11.
Die Erfindung richtet sich ebenso auf ein Verfahren gemäß Anspruch 16.
Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den durchschnittlichen Fachmann im Hinblick auf die ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform klar erkenntlich sein, was durch Verweis auf die Zeichnungen erfolgt, von denen eine kurze Beschreibung unten stehend angeführt ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Spektrophotometers, das zur Durchführung verschiedener Tests an einer Körperflüssigkeitsprobe verwendet werden kann, die auf einem Reagenzstreifen aufgebracht ist;
2 ist eine perspektivische Ansicht eines inneren mechanischen Abschnitts des Spektrophotometers aus 1;
3 ist eine perspektivische Ansicht eines inneren mechanischen Abschnitts des Spektrophotometers aus 1;
4 ist eine Draufsicht auf eine Reagenzstreifenstreifenschale, die in 3 perspektivisch dargestellt ist;
5 ist ein Blockschaltbild eines ersten Elektronikabschnitts des Spektrophotometers aus 1;
6 ist ein Blockschaltbild eines zweiten Elektronikabschnitts des Spektrophotometers aus 1;
7 ist ein Flussdiagramm einer Software-Routine zur Kalibrierung, die während des Betriebs des Spektrophotometers durchgeführt wird;
8 ist ein Flussdiagramm einer Software-Routine zur Streifendetektion, die während des Betriebs des Spektrophotometers durchgeführt wird;
9 ist ein Flussdiagramm einer Software-Routine zur Streifenpositionsdetektion, die während des Betriebs des Spektrophotometers durchgeführt wird;
10 ist ein Flussdiagramm einer Software-Hauptroutine, die während des Betriebs des Spektrophotometers durchgeführt wird;
11 ist ein Flussdiagramm einer Software-Initialisierungsroutine, die während des Betriebs des Spektrophotometers durchgeführt wird;
12 ist ein Flussdiagramm einer Software-Routine zur Kalibrierung, die während des Betriebs des Spektrophotometers durchgeführt wird;
13 ist ein Flussdiagramm einer Software-Routine zum Ablesen, die während des Betriebs des Spektrophotometers durchgeführt wird.
Detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
1 zeigt ein Spektrophotometer 10 zur Durchführung verschiedener Tests, wie z.B. Urinanalysetests, auf Reagenzstreifen. Das Spektrophotometer 10 weist einen Aufnahmebereich 12, in dem ein Reagenzstreifen 14 platziert werden kann, und einen Reagenzstreifenprüfbereich auf, der von einem Gehäuseabschnitt 16 abgedeckt ist. Der Reagenzstreifenaufnahmebereich 12 befindet sich zwischen einem seitwärts beweglichen Transportarm 18 und der linken Seite des Gehäuseabschnitts 16. Der Reagenzstreifen 14 wird von einer Reihe relativ dünner Wandabschnitte 20 gelagert, die auf der linken Seite eines Reagenzstreifen-Trägertischs 22 ausgebildet sind.
Um das Spektrophotometer 10 zu betreiben, kann der Reagenzstreifen 14 an einer beliebigen Stelle im Aufnahmebereich 12 platziert werden. Das Spektrophotometer 10 detektiert automatisch das Vorhandensein des Reagenzstreifens 14 und bringt bei einer solchen Detektion den Transportarm 18 dazu, sich in 1 von links nach rechts zu bewegen, wodurch automatisch der Reagenzstreifen 14 vom Aufnahmebereich 12 in den Prüfbereich bewegt wird, der sich innerhalb des Gehäuseabschnitts 16 befindet. Das Spektrophotometer 10 umfasst eine optische Anzeige 23 zur Anzeige verschiedener Meldungen in Bezug auf den Betrieb des Spektrophotometers 10.
Wie in 1, 4 und 6 zu sehen, weisen die im Spektrophotometer 10 verwendeten Reagenzstreifen 14 ein dünnes, nichtreaktives Substrat 24 auf, auf dem eine Reihe von Reagenzkissen 26 fixiert ist. Jedes Reagenzkissen 26 besteht aus einem relativ absorptionsfähigen Material, das mit einem jeweiligen Reagens imprägniert ist, wobei jedes Reagens und jedes Reagenzkissen 26 einem bestimmten durchzuführenden Test zugeordnet ist. Wenn Urinanalysetests durchgeführt werden, können sie beispielsweise einen Test für Leukozyten im Urin, einen Test des pH des Urins, einen Test für Blut im Urin usw. umfassen. Wenn jedes Reagenzkissen 26 mit einer Urinprobe in Kontakt kommt, ändert das Kissen je nach verwendetem Reagenz und Merkmalen der Urinprobe über einen bestimmten Zeitraum seine Farbe. Der Reagenzstreifen 14 kann beispielsweise ein Multistix^®-Reagenzstreifen sein, der von Bayer Corporation vertrieben wird.
Mechanischer Aufbau
2 zeigt eine perspektivische Ansicht des inneren mechanischen Aufbaus des Spektrophotometers 10. Wie in 2 zu sehen, umfasst das Spektrophotometer 10 eine Lichtemissionsvorrichtung 30, die in Form von fünf Leuchtdioden (LEDs) 30a-30e bereitgestellt sein kann, bei denen es sich um im Handel von Hewlett Packard erhältlichen Hochleistungs-LEDs mit einem kleinen Winkel handeln kann. Die LEDs 30a-30e können so voneinander beabstandet sein, dass jedes davon einen separaten Abschnitt des Reagenzstreifensaufnahmebereichs 12 beleuchtet. Das Spektrophotometer 10 umfasst eine Detektionsvorrichtung 32, die in Form von vier Lichtdetektoren 32a-32d vorliegen kann, von denen jeder zwischen zwei der LEDs 30a-30e angeordnet ist. Die Detektoren 32a-32d sind so angeordnet, dass sie Licht detektieren, das sie von Abschnitten des Aufnahmebereichs 12 empfangen, die von den LEDs 30a-30e beleuchtet werden.
Wie im linken Abschnitt von 2 dargestellt, umfasst das Spektrophotometer 10 einen Schwenkarm 34 mit einem zentralen Abschnitt, der mit einer drehbaren Welle 36 verbunden ist, die steuerbar von einem Motor (nicht dargestellt) angetrieben wird. Das Ende des Schwenkarms 34 ist gleitbar in einem vertikalen Schaft angeordnet, der auf der Rückseite eines Transportarm-Trägerelements 38 ausgebildet ist, mit dem der Transportarm 18 verbunden ist (1). Das Transportarm-Trägerelement 38, das eine Aufnahme 40 aufweist, in der ein Ende des Transportarms 38 angeordnet ist, wird gleitbar von einem horizontal angeordneten zylindrischen Stab 42 getragen. Die horizontale Position und Bewegung des Transportarms 18 wird gesteuert, indem der Schwenkarm 34 selektiv zu einer Rotation um die zentrale Welle 36 gebracht wird, um die seitliche Position des Endes des Schwenkarms 34 und somit die seitliche Position des Transportarm-Trägerelements 38 zu verändern.
Wie im rechten Abschnitt in 2 dargestellt, weist das Spektrophotometer 10 einen beweglichen Schlitten 50 auf, der an einer Seite eines von einem Paar Zahnräder 54, 56 getragenen Positionierungsbands 52 befestigt ist. Das Zahnrad 56 ist an einer drehbaren Antriebswelle (nicht dargestellt) befestigt, die steuerbar von einem Motor 58 (6) angetrieben wird, um den beweglichen Schlitten 50 präzise zu bewegen und in einer Richtung parallel zur Länge des Reagenzstreifens 14 (1) zu positionieren. Obwohl ein Positionierungssystem in Form von Zahnrädern 54, 56 und eines Bands 52 dargestellt ist, könnten auch andere Arten von Positionierungssystemen eingesetzt werden, wie z.B. ein oder mehrere Zahnräder, die mit einem linearen Getriebe ineinander greifen, das an den Leseköpfen 60, 62 befestigt ist, oder eine beliebige Art von Positionierungssystem, das ausgebildet ist, um die lineare Position einer Vorrichtung einzustellen.
Der bewegliche Schlitten 50 weist ein Paar Leseköpfe 60, 62 auf. Der Lesekopf 60 umfasst eine Lichtquelle 64 (6), die beispielsweise in Form einer Glühlampe bereitgestellt sein kann, und einen Detektor 66, der in Form von vier Lichtdetektoren 66a-66d bereitgestellt sein kann, von denen jeder ausgebildet ist, um Licht mit einer unterschiedlichen Wellenlänge zu detektieren, z.B. rotes, blaues, grünes und Infrarotlicht. Der Lesekopf 62 umfasst eine Lichtquelle 68 (6), die in Form einer Glühlampe bereitgestellt sein kann, und einen Detektor 70, der in Form von vier Lichtdetektoren 70a-70d bereitgestellt sein kann, von denen ebenfalls jeder ausgebildet ist, um Licht mit einer unterschiedlichen Wellenlänge zu detektieren. Obwohl die Leseköpfe 60, 62 wie im US-Patent Nr. 5.661.563 von Howard et al. geoffenbart konstruiert sein können, wird für die Erfindung dieses bestimmte Design der Leseköpfe 60, 62 als nicht erforderlich angesehen. Die Lichtquellen 64, 68 könnten auch andere Quellen als Glühbirnen sein, und die Detektoren 66, 70 könnten konstruiert sein, um nur Licht einer einzigen Wellenlänge zu detektieren.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Spektrophotometers 10, die eine Reagenzstreifen-Vorschubschale 80 zeigt. Die Vorschubschale 80 weist ein Paar sich nach oben erstreckender Rippen 82, 84 auf. Der obere Abschnitt der Rippe 82 weist eine Vielzahl von Stiften 86 auf, die sich von diesem aus erstrecken, und der obere Abschnitt der Rippe 84 weist eine Vielzahl von Stiften 88 auf, die sich von diesem aus erstrecken. Die Stifte 86, 88 sind in einem Abstand voneinander angeordnet, der etwas größer ist als die Breite des Reagenzstreifens 14, sodass der Abstand zwischen den einzelnen nebeneinander liegenden Paaren von Stiften 86, 88 einen der Reagenzstreifen 14 aufnehmen kann. Wie in 4 dargestellt, können sich die Stifte 86, 88 der Vorschubschale 80 durch ein Paar Schlitze 90, 92 nach oben erstrecken, die im Reagenzstreifen-Trägertisch 22 ausgebildet sind.
Die Reagenzstreifen-Vorschubschale 80 wird von einem Positionierungsmechanismus 100 getragen, der in 2 und 3 dargestellt ist. Der Positionierungsmechanismus 100 weist einen Trägertisch 102 auf, der die Reagenzstreifen-Vorschubschale 80 trägt, und einen Mechanismus zum Bewegen des Trägertischs 102 auf einer im Allgemeinen kreisförmigen Bahn, der ein vertikales Element 104 mit einem Paar darin ausgebildeter, länglicher Schlitze 106, 108 und ein Paar motorbetriebener Stellantriebe 110, 112 umfasst, die in den Schlitzen 106, 108 angebracht sind. Die Rotation der Stellantriebe 110, 112 führt zum Bewegen des vertikalen Elements 104 und des Trägertisches 102 in einer kreisförmigen Bahn, wie im US-Patent 4.689.202 geoffenbart ist.
Die Bewegung des Trägertischs 102 führt dazu, dass die Vorschubschale 80 sich in einer kreisförmigen Bahn bewegt, was wiederum die Stifte 86, 88 bewegt, sodass die zwischen ihnen angeordneten Reagenzstreifen 14 periodisch bewegt oder nach rechts durch das Spektrophotometer 10 weitergeschaltet werden, sodass ein Reagenzstreifen 14 an einer ersten Reagenzstreifenprüfposition unter dem Lesekopf 60 angeordnet und dann an einer zweiten Reagenzstreifenprüfposition unter dem Lesekopf 62 angeordnet wird.
Wie in 4 zu sehen, bewegen sich, wenn die Vorschubschale 80 sich auf einer einzigen kreisförmigen Bahn bewegt, die Stifte 86, 88 von links nach rechts, während sie sich durch den Reagenzstreifen-Trägertisch 22 nach oben erstrecken, wodurch jeder Reagenzstreifen 14 eine Reagenzstreifenposition nach rechts bewegt wird. Während der zweiten Hälfte der Kreisbewegung werden die Stifte 86, 88 nach unten eingefahren, sodass ihre oberen Enden unter der oberen Oberfläche des Trägertischs 22 angeordnet sind und sie von rechts nach links bewegt werden können, ohne die Reagenzstreifen zu bewegen 14. Die spezielle Konstruktion des Systems zur Beförderung der Reagenzstreifen 14 vom Aufnahmebereich 12 zum Prüfbereich in nerhalb des Gehäuses 16 und zur Beförderung des Reagenzstreifens 14 innerhalb des Prüfbereichs ist für die Erfindung nicht erforderlich und auch andere Arten von Beförderungssystemen könnten verwendet werden.
Elektronik
5 ist ein Blockschaltbild der Elektronik und anderer Komponenten des Spektrophotometers 10, die sich auf die automatische Detektion eines Reagenzstreifens 14 im Reagenzstreifenaufnahmebereich 12 beziehen. Wie in 5 zu sehen, wird die automatische Detektion eines Reagenzstreifens 14 von einem Steuerkreis 120 gesteuert, der einen Mikroprozessor 122, einen Direktzugriffspeicher (RAM) 124, einen Programmspeicher 126 und einen Eingabe-/Ausgangsschaltkreis (I/O-Schaltkreis) 128 aufweist, die alle über einen Adressen-/Datenbus 130 verbunden sind.
Der Steuerkreis 120 setzt die LEDs 30a-30e über eine Dekodierschaltung 140 selektiv unter Strom, die mit fünf Treiberschaltungen 142a-142e verbunden ist, von denen jede so angeschlossen ist, dass eine jeweilige LED 30a-30e eingeschaltet wird. Die LEDs 30a-30e können periodisch, eine nach der anderen, eingeschaltet werden, sodass separate überlappende Abschnitte des Reagenzstreifenaufnahmebereichs 12 nacheinander beleuchtet werden.
Die Detektoren 32a-32d werden so positioniert, dass sie Licht von separaten überlappenden Abschnitten des Aufnahmebereichs 12 detektieren, wobei die überlappenden Abschnitte im Allgemeinen das Sichtfeld der Detektionsvorrichtung 32 ausmachen, wie in 5 dargestellt ist. Jeder der Detektoren 32a-32d erzeugt ein Beleuchtungssignal mit einer Größe, die der detektierten Lichtmenge entspricht. Jedes dieser Beleuchtungssignale wird an eine programmierbare Vergleichsschaltung 144 übermittelt, welche die einzelnen Beleuchtungssignale mit einem entsprechenden von acht Schwellenwerten vergleicht, wie nachstehend beschrieben ist, um zu bestimmen, ob ein Reagenzstreifen 14 im Reagenzstreifenaufnahmebereich 12 vor handen ist. Die Schwellenwerte können über eine Leitung 145 zum Vergleicher 144 übermittelt werden.
Der Vergleicher 144 (Komparator) erzeugt acht Ausgangssignale, wobei jedes Ausgangssignal einen Wert aufweist (d.h. eine logische „0" oder logische „1"), der dem entspricht, ob das zugeordnete Beleuchtungssignal größer war als der zugeordnete Schwellenwert. Diese acht Ausgangssignale können einer Auswahlschaltung bereitgestellt werden, die in Form von acht UND-Gattern 146a-146h vorliegen kann, um bestimmte der Ausgangssignale freizugeben und den Rest zu sperren. Es ist immer nur eine der fünf Ausgänge des Dekodierers 140 freigegeben, oder logisch "1", um immer nur genau eine der LEDs 30a-30e einzuschalten. Jede der fünf Ausgänge wird zu entweder einem oder zwei der UND-Gatter 146a-146h übertragen, damit entweder eines oder zwei der UND-Gattern 146a-146h freigeschaltet und der Rest gesperrt ist.
Im Speziellen zwingt ein logisches „0"-Ausgangssignal des Dekodierers 140 das/die UND-Gatter, zu denen es geleitet wird, dazu, einen logischen „0"-Wert zu haben, wodurch verhindert wird, das die zu solchen UND-Gattern geleiteten Detektionssignale die Ausgabe des ODER-Gatters zu einer logischen „1" machen, was die Detektion eines Reagenzstreifens 14 darstellt. Wenn beispielsweise die LED 30a eingeschaltet ist, erlaubt die einzelne logische "1"-Ausgabe, die mit der Treiberschaltung 142a verbunden ist, das Freischalten des UND-Gatters 146a (welches das vom Detektor 32a erzeugte Beleuchtungssignal empfängt), und die anderen vier logischen "0"-Ausgaben des Dekodierers 140 sperren die UND-Gatter 146b-146h effektiv.
Die Ausgangssignale der UND-Gatter 146a-146h werden zu einem ODER-Gatter 148 übertragen, welches ein Streifendetektionssignal zum Steuerkreis 120 weiterleitet, wenn eine der Eingangssignale in das ODER-Gatter 148 eine logische „1" ist, was bedeutet, dass zumindest eines der von den Detektoren 32a-32d erzeugten Beleuchtungssignale größer war als der zugeordnete Schwellenwert.
6 ist ein Blockschaltbild der Elektronik und anderer Komponenten des Spektrophotometers 10, die sich auf die Prüfung von Reagenzstreifen 14 in den Reagenzstreifenprüfpositionen innerhalb des Gehäuseabschnitts 16 beziehen. Wie in 6 zu sehen, wird die Prüfung von Reagenzstreifen 14 von einem Steuerkreis 160 gesteuert, der einen Mikroprozessor 162, einen Direktzugriffspeicher (RAM) 164, einen Programmspeicher 166 und einen Eingabe-/Ausgangsschaltkreis (I/O-Schaltkreis) 168 aufweist, die alle über einen Adressen-/Datenbus 170 verbunden sind.
Der Steuerkreis 160 treibt über eine Treiberschaltung 180 selektiv den Motor 58 an, bei dem es sich um einen Schrittmotor handeln kann, um den Schlitten 50 so zu positionieren, dass jeder der Leseköpfe 60, 62 über jeweils einer der beiden Reagenzstreifenprüfstellen (an der entweder ein oder zwei Reagenzstreifen 14 vorhanden sein können) positioniert ist. Der Steuerkreis 160 schaltet die Lichtquellen 64, 68 in den Leseköpfen 60, 62 selektiv über eine Treiberschaltung 182 ein und empfängt, solange diese Lichtquellen 64, 68 eingeschaltet sind, Beleuchtungssignale von acht Verstärkern 184a-184d, 186a-186d, die jeweils angeschlossen sind, um die Ausgabe von einem der Detektoren 66a-66d, 70a-70d zu empfangen. Diese Beleuchtungssignale werden zu einem Analog-Digital- (A/D-) Umsetzer 190 geleitet, der sie von analogen Signalen in digitale Signale umwandelt und dann zum Steuerkreis 160 weiterleitet, der die Speicherung von davon abhängigen Signalen im RAM 164 veranlasst. Die Beleuchtungssignale können im RAM 164 gespeichert werden, oder alternativ dazu können Reflexionssignale, die von den Beleuchtungssignalen abgeleitet werden, im RAM 164 gespeichert werden.
Automatische Detektion eines Reagenzstreifens
Die automatische Detektion eines Reagenzstreifens 14 an der Reagenzstreifenaufnahmestelle 12 wird von einem Computerprogramm gesteuert, das im Programmspeicher 126 des Steuerkreises 120 gespeichert ist und vom Mikroprozessor 122 ausgeführt wird (5). Dieses Computerprogramm umfasst eine Kalibrierungsroutine 200 (7), die jedes Mal durchgeführt wird, wenn das Spektrophotometer 10 eingeschaltet wird, eine Streifendetektionsroutine 240 (8), die periodisch durch geführt wird, um die Platzierung eines Reagenzstreifens 14 an einem beliebigen Punkt innerhalb des Reagenzstreifenaufnahmebereichs 12 zu detektieren, und eine Softwareroutine 260 (9), die automatisch detektiert, wenn der Reagenzstreifen 14 eine vorbestimmte Position zwischen der Reagenzstreifenaufnahmestelle 12 und dem Reagenzstreifenprüfbereich unter dem Gehäuseabschnitt 16 erreicht.
Kalibrierungsroutine
Ein Flussdiagramm des Kalibrierungsroutine 200 ist in 7 dargestellt. Diese Routine 200 wird durchgeführt, wenn das Spektrophotometer 10 eingeschaltet wird, um die acht Schwellenwerte zu bestimmen, die vom Vergleicher 144 (5) bei der Detektion eines Reagenzstreifens 14 verwendet werden. Wie in 7 zu sehen, kann eine Reihe von einleitenden Schritten 202, 202, 206, 208 verwendet werden, um sicherzustellen, dass der Reagenzstreifen-Trägertisch 22 (1 und 4), der aus dem Spektrophotometer 10 herausnehmbar ist, am Platze ist und dass der Transportarm 18 sich in seiner Ausgangsstellung und außerhalb des Sichtfelds der Detektoren 32a-32d (5) befindet.
Jedes Beleuchtungssignal, das von den vier Detektoren 32a-32d erzeugt und zur Detektion des Vorhandenseins eines Reagenzstreifens 14 verwendet wird, wird mit entweder einem oder zwei Schwellenwerten verglichen, die durch die Routine 200 bestimmt werden. Wenn die am linken Ende der Lichtemissionsvorrichtung 30 befindliche LED 30a eingeschaltet wird, wird das durch seinen benachbarten Detektor (d.h. Detektor 32a) erzeugte Signal mit einem Schwellenwert verglichen. In ähnlicher Weise wird, wenn die am rechten Ende der Lichtemissionsvorrichtung 30 befindliche LED 30e eingeschaltet wird, das durch seinen benachbarten Detektor (d.h. Detektor 32d) generierte Signal mit einem Schwellenwert verglichen.
Wenn eine der zwischen den LEDs 30a und 30e positionierten LEDs 30b-30d eingeschaltet wird, werden die beiden von den zwei neben der eingeschalteten LED angeordneten Detektoren erzeugten Signale mit zwei Schwellenwerten verglichen. Wenn beispielsweise die LED 30c eingeschaltet wird, wird das vom Detektor 32b erzeugte Signal mit einem ersten Schwellenwert verglichen, und das vom Detektor 32c erzeugte Signal wird mit einem zweiten Schwellenwert verglichen. Dies wird durchgeführt, weil ein Reagenzstreifen 14 an zwei möglichen Stellen in Bezug auf die eingeschaltete LED 30c vorhanden sein könnte: 1) an einer ersten Stelle, die in 5 mit durchgehenden Linien dargestellt ist, zwischen der eingeschalteten LED 30c und dem Detektor 32c auf deren rechter Seite und 2) an einer zweiten Stelle, die in 5 gestrichelt dargestellt ist, zwischen der eingeschalteten LED 30c und dem Detektor 32b auf deren rechter Seite. Der Reagenzstreifen 14 wird in der ersten Position am besten vom Detektor 32c detektiert, und in der zweiten Position am besten vom Detektor 32b.
Wie in 7 zu sehen, werden die Schritte 210, 212, 214, 216, 218, 220, 222 und 224 durchgeführt, ohne dass sich ein Reagenzstreifen 14 im Aufnahmebereich 12 befindet, um die acht Schwellenwerte zu bestimmen, die im Reagenzstreifendetektionsvorgang verwendet werden. In Schritt 210 wird beispielsweise der nächste (oder erste) Detektorschwellenwert auf einen Anfangswert gesetzt, wie z.B. 50 % des Maximalbereichs. In Schritt 212 wird die entsprechende LED eingeschaltet, und das vom zugeordneten Detektor erzeugte Beleuchtungssignal wird gelesen, und in Schritt 214 wird die LED abgeschaltet (die LEDs 30a-30e können für sehr kurze Zeitintervalle, z.B. 15 Mikrosekunden) eingeschaltet werden.
Wenn die Detektorablesung größer ist als der in Schritt 216 bestimmte Schwellenwert, geht die Routine zu Schritt 218 über, bei dem der Wert des Schwellenwerts um die Hälfte des vorhandenen Werts erhöht wird; ansonsten geht die Routine zu Schritt 220 über, in dem der Wert des Schwellenwerts um die Hälfte des vorhandenen Werts verringert wird. Die Routine geht dann zu Schritt 222 über, bei dem bestimmt wird, ob der vorhandene Schwellenwert finalisiert wurde. Das könnte beispielsweise durch eine vorbestimmte Anzahl an Wiederholungen der Schritte 212, 214, 216, 218, 220 erreicht werden, beispielsweise eine siebenmalige.
Es gilt anzumerken, dass die Wirkung der wiederholten Durchführung der aufeinander folgenden Schritte 212-220 darauf abzielt, den Schwellenwert ungefähr mit der Größe des vom Detektor beim Fehlen eines Reagenzstreifens 14 erzeugten Beleuchtungssignals gleichzusetzen.
In Schritt 224 wird eine Detektionsabweichung zu dem in den gleichmäßigen Schritten 212-220 bestimmten Schwellenwert addiert. Diese Detektionsabweichung basiert auf dem Unterschied im Beleuchtungssignal, der durch das Vorhandensein eines Reagenzstreifens 14, der weiß ist oder eine relativ helle Farbe aufweist, und die Farbe des Reagenzstreifen-Trägertischs 22, der eine relativ dunkle Farbe aufweist, verursacht wird. In Schritt 226 geht, wenn nicht alle acht Schwellenwerte festgelegt wurden, die Routine zurück zu Schritt 210, um den nächsten Schwellenwert festzusetzen.
In der obigen Routine werden die acht Schwellenwerte festgesetzt, indem die LEDs 30a-30e eingeschaltet und ihre zugeordneten Detektoren 32a-32d wie folgt gelesen werden: 1) Einschalten der LED 30a und Lesen des Detektors 32a; 2) Einschalten der LED 30b und Lesen des Detektors 32a; 3) Einschalten der LED 30b und Lesen des Detektors 32b; 4) Einschalten der LED 30c und Lesen des Detektors 32b; 5) Einschalten der LED 30c und Lesen des Detektors 32c; 6) Einschalten der LED 30d und Lesen des Detektors 32c; 7) Einschalten der LED 30d und Lesen des Detektors 32d; und 8) Einschalten der LED 30e und Lesen des Detektors 32d. Obwohl oben ein spezielles Verfahren zur Kalibrierung des Spektrophotometers 10 beschrieben wurde, wird dieses spezielle Verfahren nicht als notwendig für die Erfindung betrachtet, und auch andere Verfahren (oder kein Kalibrierungsverfahren) können verwendet werden.
Streifendetektionsroutine
8 ist ein Flussdiagramm der Streifendetektionsroutine 240, die periodisch durchgeführt wird, beispielsweise alle 100 Millisekunden, um zu bestimmen, ob ein Reagenzstreifen 14 im Reagenzstreifenaufnahmebereich 12 platziert wurde.
Wie in 8 zu sehen, können einleitende Schritte 242, 244, 246 durchgeführt werden, um die Zeiten einzuschränken, wenn das Spektrophotometer 10 das Vorhandensein eines Reagenzstreifens 14 sucht. Wenn sich das Spektrophotometer 10 im Laufmodus befindet, weist das Spektrophotometer 10 eine vorbestimmte Zykluszeit auf (z.B. eine Dauer von sieben Sekunden), sie sich auf seinen Betrieb bezieht. In Schritt 242, wenn das Spektrophotometer 10 sich nicht im Laufmodus befindet, was bedeutet, dass es nicht gemäß seiner Zykluszeit läuft, geht die Routine zu Schritt 246 über. Wenn sich das Spektrophotometer 10 im Laufmodus befindet, geht die Routine zu Schritt 244 über, in dem sie bestimmt, ob das Spektrophotometer 10 in einem vorbestimmten korrekten Abschnitt der Zykluszeit ist, wobei während dieser Zeit eine Prüfung des Vorhandenseins eines Reagenzstreifens 14 angemessen ist. Diese korrekte Zykluszeit kann Zeitabschnitte umfassen, während derer der Transportarm 18 sich wahrscheinlich nicht bewegt (es ist möglich, dass ein sich bewegender Transportarm 18 mit einem Reagenzstreifen verwechselt wird), und andere Zeitabschnitte ausschließen, wie beispielsweise spätere Abschnitte in einem Zyklus, die dem Benutzer nicht genug Zeit geben würden, einen Reagenzstreifen 14 an der Aufnahmestelle 12 zu platzieren. Wenn der Transportarm 18 sich wie in Schritt 246 spezifiziert bewegt, endet die Routine ohne das Vorhandensein eines Reagenzstreifens 14 zu überprüfen, weil der sich bewegende Transportarm 18 mit einem Reagenzstreifen 14 verwechselt werden könnte.
In Schritt 248 wird das nächste (oder erste) der LEDs 30a-30e eingeschaltet, der eine oder die zwei dieser LED zugeordneten Detektoren 32a-32d werden gelesen (mit Hilfe der oben beschriebenen Elektronik), und die LED wird abgeschaltet. In Schritt 250 wird, wenn das/die vom/von den Detektor(en) erzeugte(n) Beleuchtungssignal(e) größer ist/sind als der/die entsprechende(n) Schwellenwert(e) (bestimmt durch das Detektionssignal auf der Leitung 150, das vom oben beschriebenen ODER-Schaltkreis 148 erzeugt wird), was bedeutet, dass ein Reagenzstreifen 14 detektiert wird, geht die Routine zu Schritt 252 über, in dem ein Flag gesetzt wird, um den Transportarm 18 zu einer automatischen Bewegung von links nach rechts in 1 zu bringen und so den Reagenzstreifen 14 vom Reagenzstreifenaufnahmebereich 12 zum Prüfbereich innerhalb des Gehäuses 16 zu bewegen. Wenn kein Reagenzstreifen 14 detektiert wird, endet die Routine einfach.
Jedes Mal, wenn die Routine 240 durchgeführt wird, wird eine nächste der LEDs 30a-30e eingeschaltet, und der eine oder die zwei benachbarten Detektoren 32 werden gelesen, um zu bestimmen, ob ein Reagenzstreifen 14 vorhanden ist.
Streifenposition-Detektionsroutine
9 ist ein Flussdiagramm einer Reagenzstreifenposition-Detektionsroutine 260, die durchgeführt werden kann, um einen Reagenzstreifen 14 zu detektieren, wenn er vom Aufnahmebereich 12 zum Prüfbereich innerhalb des Gehäuseabschnitts 16 bewegt wird. Die Positionsdetektionsroutine 260 wird periodisch durchgeführt (z.B. alle 3 Millisekunden), während sich der Transportarm 18 bewegt. Da der Transportarm 18 sich nur als Reaktion auf eine frühere Detektion eines Reagenzstreifens 14 im Aufnahmebereich 12 bewegen soll, dient die Routine 260 dazu, das Vorhandensein eines Reagenzstreifens 14 auf der rechten Seite des sich bewegenden Transportarms 18 zu bestätigen, sodass das Vorhandensein eines Reagenzstreifens 14 den Transportarm 18 dazu bringt, sich zu bewegen, und nicht etwa eine ungewünschte Detektion des vorübergehenden Vorhandenseins der Hand einer Person vor einem der Detektoren 32a-32d.
Wie in 9 zu sehen, werden, wenn sich der Transportarm 18 in Schritt 262 in seiner „Ausgangsstellung" (die durch einen herkömmlichen Ausgangsstellungssensor bestimmt werden kann) neben dem rechten Ende des Aufnahmebereichs 12 befindet, die Schritte 264, 266, 268 durchgeführt, um zu bestimmen, ob ein Reagenzstreifen 14 vorhanden ist. In Schritt 264 wird die ganz rechte LED 30e eingeschaltet, der ganz rechte Detektor 32d wird gelesen, und die LED 30e wird wieder abgeschaltet. In Schritt 266 geht, wenn ein Reagenzstreifen 14 detektiert wird (basierend auf einem Vergleich des Beleuchtungssignals mit dem entsprechenden Schwellenwert), die Routine zu Schritt 268 über, wo ein Flag gesetzt wird, um anzuzeigen, dass der Reagenzstreifen 14 detektiert wurde, wodurch das Vorhandensein des Reagenzstrei fens 14 bestätigt wird. Wird kein Streifendetektionsflag gesetzt, nachdem die Routine 260 eine vorgegebene Anzahl oft durchgeführt wurde, während sich der Transportarm 18 in seiner Ausgangsposition befindet, gibt das dem Spektrophotometer 10 an, dass die anfängliche Detektion des Reagenzstreifens 14, die eine Bewegung des Transportarms 18 auslöste, fehlerhaft war.
Prüfung des Reagenzstreifens nach seiner Detektion
Während des Betriebs des Spektrophotometers 10 kann der Benutzer kontinuierlich Reagenzstreifen 14 an der Aufnahmestelle 12 platzieren, und zwar einen nach dem anderen, und solche Reagenzstreifen 14 werden automatisch in das Innere des Gehäuseabschnitts 16 transportiert, wo sie von den Leseköpfen 60, 62 an einer oder beiden der zwei Prüfstellen optisch geprüft werden, wobei eine der Prüfstellen mit dem Lesekopf 60 fluchtend ausgerichtet ist, und die andere Prüfstelle mit dem Lesekopf 62 fluchtend ausgerichtet ist, wie in 6 zu sehen ist.
Die Prüfung des Reagenzstreifens 14 wird von einem Computerprogramm gesteuert, das im Programmspeicher 166 des Steuerkreises 160 gespeichert ist (6) und vom Mikroprozessor 162 ausgeführt wird. Dieses Computerprogramm umfasst eine Hauptroutine 300 (10), die während des Betriebs des Spektrophotometers 10 durchgeführt wird, eine Positionsinitialisierungsroutine 310, die periodisch durchgeführt wird, um die Leseköpfe 60, 62 über einem Paar Kalibrierungschips mit einer bekannten Farbe zu positionieren, eine Kalibrierungsroutine 320, die periodisch durchgeführt wird, während die Leseköpfe 60, 62 über den Kalibrierungschips positioniert sind, und eine Leseroutine 330, die durchgeführt wird, um die Reagenzkissen 26 der Reagenzstreifen 14 an den Prüfstellen zu prüfen.
Hauptroutine
Wie im Flussdiagramm der Hauptroutine 300 in 10 zu sehen ist, endet die Routine, wenn an keiner der in Schritt 302 bestimmten Prüfstellen ein Reagenzstreifen 14 vorhanden ist. Da die Position der Reagenzstreifen 14 vom Steuerkreis 160 über wacht werden kann, wenn die Reagenzstreifen 14 vom Transportarm 18 zugeführt werden, kann das Vorhandensein eines Reagenzstreifens 14 an einer der beiden Prüfstellen vom Steuerkreis 160 bestimmt werden.
Wenn an einer der Prüfstellen ein Reagenzstreifen 14 vorhanden ist (oder an beiden Reagenzstreifen 14 vorhanden sind), wird die Initialisierungsroutine 310 durchgeführt, welche eine Bewegung der Leseköpfe 60, 62 zur Mitte der Kalibrierungschips auslöst. Die Kalibrierungsroutine 320 wird dann durchgeführt, um die Detektoren 66a-66d und 70a-70d der Leseköpfe 60, 62 zu kalibrieren, wonach die Leseroutine 330 dazu führt, dass die Reagenzkissen 26, die entlang der Länge jedes Reagenzstreifens 14 angeordnet sind, nacheinander an einer Prüfstelle geprüft werden, indem die von den Detektoren 66a-66d, 70a-70d erzeugten Beleuchtungssignale gelesen werden, während die einzelnen Reagenzkissen 26 von einer der Lichtquellen 64, 68 beleuchtet werden.
Wie nachstehend in Zusammenhang mit 13 beschrieben, werden die Detektoren 66a-66d, 70a-70d der Leseköpfe 60, 62 in sehr kurzen Intervallen gelesen, beispielsweise alle 0,043 cm (0,017 Zoll). Da die Breite der einzelnen Reagenzkissen 26 auf einem Reagenzstreifen 14 deutlich größer ist als 0,043 cm (0,017 Zoll), werden für jedes Reagenzkissen 26 mehrere Serien von Detektorablesungen erzeugt.
Schritt 332 kann durchgeführt werden, um auszuwählen, welche Serien von Detektorablesungen verwendet werden. Die Detektorablesungen können beispielsweise selektiert werden, indem bestimmt wird, welche Serien von Detektorablesungen in der ungefähren Mitte der einzelnen Reagenzkissen 26 gewonnen wurden. Dies könnte erreicht werden, indem die Position des Längsendes eines Reagenzstreifens 14 detektiert wird (wenn das Reflexionssignal ansteigt, weil sich die Detektoren 66a-66d vom relativ dunklen Tisch 22 zu einem relativ hellen Reagenzstreifen 14 bewegen), und danach nur jene Detektorablesungen ausgewählt werden, die den vorbestimmten Abständen vom Ende des Reagenzstreifens 14 entsprechen (basierend auf den bekannten Breiten und Abständen der Reagenzkissen 26).
Schritt 334 kann durchgeführt werden, um die Rohdaten der Detektorablesungen in Reflexionsdaten umzuwandeln, wobei die nachstehend in Zusammenhang mit 12 beschriebenen Dunkelwerte und Kalibrierungswerte miteinbezogen werden. Beispielsweise könnte das errechnete Reflexionsvermögen („Reflect_Calc") mit Hilfe der folgenden Formel bestimmt werden: ReflectCalc = %Reflexionsvermögen·(Reagenz-dunkel)/(Kalibrierung-dunkel),worin „%Reflexionsvermögen" für den bekannten Reflexionsprozentsatz der Kalibrierungschips steht, „Reagenz" die rohe Detektorablesung eines Reagenzkissens 26 ist und „dunkel" und „Kalibrierung" die nachstehend in Zusammenhang mit 12 beschriebenen Dunkel- und Kalibrierungswerte sind.
Positionsinitialisierungsroutine
Der Zweck der Positionsinitialisierungsroutine 310 (11) ist es, die Detektoren 66a-66d, 70a-70d der Leseköpfe 60, 62 so zu positionieren, dass sie über der jeweiligen Mitte eines Paars von Kalibrierungschips (nicht dargestellt) mit einer bekannten Farbe, die sich auf dem Reagenzstreifen-Trägertisch 22 befinden, angeordnet sind.
Wie in 11 zu sehen, beginnt die Positionsinitialisierungsroutine 310 bei Schritt 340, welcher bestimmt, ob der Reagenzstreifen-Trägertisch 22, der zu Reinigungszwecken aus dem Spektrophotometer 10 herausgenommen werden kann, am Platze ist. Ist das nicht der Fall, wird in Schritt 342 ein Fehler-Flag gesetzt und die Routine endet. Wenn der Tisch 22 am Platze ist, geht die Routine zu Schritt 344 über, wo die Lichtquellen 64, 68 der Leseköpfe 60, 62 eingeschaltet werden, eine vorbestimmte Dauer (z.B. eine halbe Sekunde) gewartet wird, und dann die Detektoren, die eine Infrarot- (IR-) Strahlung detektieren, vom Steuerkreis 160 (6) über den A/D-Umsetzer 190 gelesen werden.
Der Zweck der gleichmäßigen Schritte 346-360 ist, die Leseköpfe 60, 62 so zu positionieren, dass die Detektoren 66a-66d, 70a-70d über der Mitte der jeweiligen Kalib rierungschips (nicht dargestellt) angeordnet sind, welche im Vergleich zur umliegenden Fläche des Reagenzstreifen-Trägertischs 22 eine relativ helle Farbe aufweisen. Wenn die Detektoren 66a-66d als über den Kalibrierungschips positioniert sind, ist das durch die von den Detektoren 66a-66d, 70a-70d erzeugten Signale dargestellte Reflexionsvermögen relativ groß, z.B. über 50 %.
Wenn die Routine 310 beginnt, werden die Detektoren 66a-66d, 70a-70d der Leseköpfe 60, 62 irgendwo über den Kalibrierungschips positioniert. Die exakte Positionierung der Detektoren 66a-66d, 70a-70d über der Mitte der jeweiligen Kalibrierungschips erfolgt durch Schritt 346 und 348, in denen die Leseköpfe 60, 62 in eine Richtung bewegt werden, bis sie die Ränder der Kalibrierungschips passieren (was in Schritt 346 detektiert wird, wenn das prozentuelle Reflexionsvermögen unter einen vorbestimmten Wert, wie z.B. 50 %, sinkt); in Schritt 350 und 352 werden die Leseköpfe 60, 62 zurück in die entgegengesetzte Richtung bewegt, bis sie dieselben Ränder der Kalibrierungschips passieren (was detektiert wird, wenn das prozentuelle Reflexionsvermögen über einen vorbestimmten Wert, wie z.B. 50 %, steigt), und in Schritt 354 werden dann die Leseköpfe 60, 62 eine vorbestimmte Distanz (die der Hälfte der Länge der Kalibrierungschips entspricht) in die gleiche Richtung bewegt, sodass die Detektoren 66a-66d, 70a-70d direkt über der Mitte der Kalibrierungschips positioniert werden.
Schritt 356 prüft auf Fehlerzustände (wenn beispielsweise die Ränder der Kalibrierungschips nach einer Bewegung der Leseköpfe 60, 62 um eine vorbestimmte Distanz nicht detektiert werden), und wenn einer vorhanden ist, dann wird in Schritt 358 ein Fehler-Flag gesetzt, in Schritt 360 werden die in Schritt 344 eingeschalteten Lichtquellen 64, 68 abgeschaltet.
Wenn die obige Positionierungsroutine verwendet wird, kann sie modifiziert werden, indem einer der Leseköpfe 60, 62 in Bezug auf einen der Kalibrierungschips positioniert wird und (da die Leseköpfe 60, 62 in Bezug aufeinander fixiert sind und auch die Kalibrierungschips in Bezug aufeinander fixiert sind) davon ausgegangen wird, dass der andere Lesekopf korrekt über seinem Kalibrierungschip positioniert ist.
Kalibrierungsroutine
Die Kalibrierungsroutine 320 (12) wird durchgeführt, nachdem die Detektoren 66a-66d, 70a-70d der Leseköpfe 60, 62 wie oben beschrieben über der Mitte der Kalibrierungschips angeordnet wurden. Wie in 12 zu sehen, werden in Schritt 370 die Detektoren 66a-66d, 70a-70d mit abgeschalteten Lichtquellen 64, 68 gelesen. In Schritt 372 werden die Lichtquellen 64, 68 eingeschaltet, und in Schritt 374 werden die Detektoren 66a-66d, 70a-70d mit eingeschalteten Lichtquellen 64, 68 gelesen.
Wenn die in Schritt 370 und 374 erhaltenen Detektorablesungen in Schritt 376 als in Ordnung befunden werden (z.B. wenn sie innerhalb erwarteter Bereiche liegen), geht die Routine zu Schritt 378 über, in dem die Ablesungen in einem Speicher gespeichert werden. Die Größen der durch die Detektoren 66a-66d, 70a-70d mit abgeschalteten Lichtquellen 64, 68 erzeugten Signale werden als „Dunkelwerte" bezeichnet, und die Größen der durch die Detektoren 66a-66d, 70a-70d mit eingeschalteten Lichtquellen 64, 68 erzeugten Signale werden als „Kalibrierungswerte" bezeichnet. Wenn die Detektorablesungen in Schritt 376 als nicht akzeptabel bewertet werden, geht die Routine zu Schritt 380 über, in dem ein Fehler-Flag gesetzt wird.
Streifenleseroutine
Nachdem die Dunkelwerte und Kalibrierungswerte wie oben beschrieben bestimmt wurden, werden die Leseköpfe 60, 62 in eine Richtung parallel zur Länge der Reagenzstreifen 14 (oder eines einzelnen Streifens) an den beiden Prüfstellen bewegt, sodass die Detektoren 66a-66d Beleuchtungssignale für jedes der Reagenzkissen 26 erzeugen, die entlang der Länge der einzelnen Reagenzstreifen 14 angeordnet sind.
Dieser Vorgang kann auf die in Zusammenhang mit 13 beschriebene spezielle Weise durchgeführt werden, wenn beispielsweise der für das oben beschriebene Lesekopf-Positionierungssystem verwendete Motor 58 ein Schrittmotor ist, der periodische Eingaben in genau definierten Intervallen erfordert, damit er ruhig läuft. Beim Verfahren aus 13 wird jedes Mal eine Serie von Detektorablesungen für jeden der Leseköpfe 60, 62 vorgenommen, wenn die Leseköpfe 60, 62 sich um eine vorbestimmte Distanz, wie z.B. 0,043 cm (,017 Zoll), bewegen.
Wie in 13 zu sehen, werden in Schritt 390 die Leseköpfe 60, 62 in Bewegung gesetzt, und wenn sie eine gleichbleibende Geschwindigkeit erreicht haben, werden in Schritt 392 zwei der vier Detektoren 66a-66d für den Lesekopf 60 gelesen, und die Signale werden in einem Speicher gespeichert. In Schritt 394 wird ein weiteres Treibersignal zum Motor 58 geleitet, das die Leseköpfe 60, 62 antreibt, in Bewegung zu bleiben. In Schritt 396 werden die beiden anderen Detektoren 66a-66d für den Lesekopf 60 gelesen, und die Signale werden in einem Speicher gespeichert, wonach in Schritt 398 ein weiteres Treibersignal zum Motor 58 geleitet wird, um die Leseköpfe 60, 62 in Bewegung zu halten. Die aufeinander folgenden Schritte 400-406 werden durchgeführt, damit die Detektoren 70a-70d des Lesekopfs 62 gelesen und die zugehörigen Signale in einem Speicher gespeichert werden und damit der Motor 58 für die Leseköpfe 60, 62 angetrieben wird.
In Schritt 408 geht, wenn nicht alle der gewünschten Ablesungen durchgeführt wurden (was durch Überwachung der Distanz bestimmt werden kann, welche die Leseköpfe 60, 62 während der Leseroutine 330 zurückgelegt haben), die Routine zurück zu Schritt 392, um eine weitere Serie von Detektorablesungen vorzunehmen. Wenn alle diese Ablesungen durchgeführt wurden, geht die Routine zurück zu Schritt 410, in dem die Lichtquellen 64, 68 abgeschaltet werden, und dann zu Schritt 412, in dem die Leseköpfe 60, 62 zurück in ihre Ausgangsposition (die sich über den Kalibrierungschips befindet) bewegt werden.
Die spezielle Weise zur Erzeugung der Detektorablesungen, die in Zusammenhang mit 13 beschrieben wurde, wird für die Erfindung nicht als erforderlich betrachtet und auch andere Arten zur Erzeugung der Detektorablesungen könnten verwendet werden.
Dem Fachmann werden aufgrund der angeführten Beschreibung zahlreiche andere Modifikationen und Alternativausführungsformen der Erfindung klar erkenntlich wer den. Diese Beschreibung ist lediglich als Veranschaulichung gedacht und dient dem Zweck, dem Fachmann die beste Art und Weise der Durchführung der Erfindung zu lehren. Die Details des Aufbaus und des Verfahrens können substantiell variiert werden, ohne von der Erfindung abzuweichen und die exklusive Verwendung aller Modifikationen, die in den Umfang der im Anhang befindlichen Ansprüche fallen, ist vorbehalten.

Claims

Vorrichtung zur Prüfung eines Reagenzstreifens (14) mit einer Vielzahl von Reagenzkissen (26), nachdem der Reagenzstreifen (14) mit einer Fluidprobe kontaktiert wurde, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: ein Beförderungssystem (80), das ausgebildet ist, um den Reagenzstreifen (14) von einer ersten Reagenzstreifenprüfstelle zu einer zweiten Reagenzstreifenprüfstelle zu bewegen; einen ersten Lesekopf (60), welcher der ersten Reagenzstreifenprüfstelle zugeordnet ist und ausgebildet ist, um eine Vielzahl von Reagenzkissen (26) des Reagenzstreifens (14) optisch zu prüfen, wobei der erste Lesekopf (60) eine Lichtquelle (64) und einen Lichtdetektor (66) aufweist, die diesem zugeordnet sind, wobei die Lichtquelle (64) ausgebildet ist, um die Reagenzkissen (26) des Reagenzstreifens (14) an der ersten Reagenzstreifenprüfstelle zu beleuchten, und der Lichtdetektor (66) ausgebildet ist, um Licht von den Reagenzkissen (26) des Reagenzstreifens (14) zu detektieren, wenn sich der Reagenzstreifen (14) an der ersten Reagenzstreifenprüfstelle befindet und wenn der Reagenzstreifen (14) von der Lichtquelle (64) beleuchtet wird; und einen zweiten Lesekopf (62), welcher der zweiten Reagenzstreifenprüfstelle zugeordnet ist und ausgebildet ist, um die Reagenzkissen (26) des Reagenzstreifens (14) optisch zu prüfen, wobei der zweite Lesekopf (62) eine Lichtquelle (68) und einen Lichtdetektor (70) aufweist, die diesem zugeordnet sind, wobei die Lichtquelle (68) des zweiten Lesekopfs (62) ausgebildet ist, um die Reagenzkissen (26) des Reagenzstreifens (14) an der zweiten Reagenzstreifenprüfstelle zu beleuchten, und der Lichtdetektor (70) des zweiten Lesekopfs (62) ausgebildet ist, um Licht von den Reagenzkissen (26) des Reagenzstreifens (14) zu detektieren, wenn sich der Reagenzstreifen (14) an der zweiten Reagenzstreifenprüfstelle befindet und wenn der Reagenzstreifen (14) von der Lichtquelle (68) des zweiten Lesekopfs (62) beleuchtet wird; einen Aufnahmebereich (12) und einen Prüfbereich, worin der Reagenzstreifen (14) im Aufnahmebereich (12) platziert werden kann und automatisch vom Aufnahmebereich (12) zum Prüfbereich bewegt wird; gekennzeichnet durch Mittel zur automatischen Detektion der Gegenwart des Reagenzstreifens im Aufnahmebereich (12) und zur automatischen Bewegung des Reagenzstreifens vom Aufnahmebereich (12) zum Prüfbereich bei Detektion der Gegenwart des Reagenzstreifens (14).
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin einer der Lichtdetektoren (66, 70) eine Vielzahl von Detektoren umfasst, wobei jeder der Detektoren zur Detektion von Licht mit einer anderen Wellenlänge ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Lichtdetektoren (66, 70) Beleuchtungssignale erzeugen und worin die Vorrichtung ferner einen Speicher (164) umfasst, in dem Signale in Abhängigkeit von den Beleuchtungssignalen gespeichert werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner ein Positionierungssystem (52, 54, 56) zur Bewegung des ersten und zweiten Lesekopfs (60, 62) in eine Richtung parallel zur Länge des Reagenzstreifens (14) umfasst, sodass die Reagenzkissen (26) nacheinander optisch geprüft werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin das Beförderungssystem (80) ausgebildet ist, um eine Vielzahl von Reagenzstreifen (14) gleichzeitig zu bewegen.
Vorrichtung zur Prüfung von Reagenzstreifen (14) mit jeweils einer Vielzahl von Reagenzkissen (26), nachdem der Reagenzstreifen (14) mit Fluidproben kontaktiert wurde, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: ein Beförderungssystem (80), das ausgebildet ist, um eine Vielzahl der Reagenzstreifen (14) zu einer ersten Reagenzstreifenprüfstelle und eine Vielzahl der Reagenzstreifen (14) zu einer zweiten Reagenzstreifenprüfstelle zu bewegen; einen ersten Lesekopf (60), welcher der ersten Reagenzstreifenprüfstelle zugeordnet ist und ausgebildet ist, um die Reagenzkissen (26) der einzelnen Reagenzstreifen (14) optisch zu prüfen, wobei der erste Lesekopf (60) eine Lichtquelle (64) und einen Lichtdetektor (66) aufweist, die diesem zugeordnet sind, wobei die Lichtquelle (64) ausgebildet ist, um die Reagenzkissen (26) eines ersten der Reagenz streifen (14) an der ersten Reagenzstreifenprüfstelle zu beleuchten, und der Lichtdetektor (66) ausgebildet ist, um Licht von den Reagenzkissen (26) des ersten Reagenzstreifens (14) zu detektieren, wenn sich der erste Reagenzstreifen (14) an der ersten Reagenzstreifenprüfstelle befindet und wenn der erste Reagenzstreifen (14) von der Lichtquelle (64) beleuchtet wird; und einen zweiten Lesekopf (62), welcher der zweiten Reagenzstreifenprüfstelle zugeordnet ist und ausgebildet ist, um die Reagenzkissen (26) der einzelnen Reagenzstreifen (14) optisch zu prüfen, wobei der zweite Lesekopf (62) eine Lichtquelle (68) und einen Lichtdetektor (70) aufweist, die diesem zugeordnet sind, wobei die Lichtquelle (68) des zweiten Lesekopfs (62) ausgebildet ist, um die Reagenzkissen (26) eines zweiten der Reagenzstreifen (14) an der zweiten Reagenzstreifenprüfstelle zu beleuchten, und der Lichtdetektor (70) des zweiten Lesekopfs (62) ausgebildet ist, um Licht von den Reagenzkissen (26) des zweiten Reagenzstreifens (14) zu detektieren, wenn sich der zweite Reagenzstreifen (14) an der zweiten Reagenzstreifenprüfstelle befindet und wenn der zweite Reagenzstreifen (14) von der Lichtquelle (68) des zweiten Lesekopfs (62) beleuchtet wird; einen Aufnahmebereich (12) und einen Prüfbereich, worin der Reagenzstreifen (14) im Aufnahmebereich (12) platziert werden kann und automatisch vom Aufnahmebereich (12) zum Prüfbereich bewegt wird; gekennzeichnet durch Mittel zur automatischen Detektion der Gegenwart des Reagenzstreifens im Aufnahmebereich (12) und zur automatischen Bewegung des Reagenzstreifens vom Aufnahmebereich (12) zum Prüfbereich bei Detektion der Gegenwart des Reagenzstreifens (14).
Vorrichtung nach Anspruch 6, die ferner ein Positionierungssystem (52, 54, 56) zur Bewegung des ersten und zweiten Lesekopfs (60, 62) in eine Richtung parallel zur Länge des Reagenzstreifens (14) umfasst, sodass die Reagenzkissen (26) nacheinander optisch geprüft werden.
Vorrichtung nach Anspruch 6, worin einer der Lichtdetektoren (66, 70) eine Vielzahl von Detektoren umfasst, wobei jeder der Detektoren zur Detektion von Licht mit einer anderen Wellenlänge ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, worin die Lichtdetektoren (66, 70) Beleuchtungssignale erzeugen und worin die Vorrichtung ferner einen Speicher (164) umfasst, in dem Signale in Abhängigkeit von den Beleuchtungssignalen gespeichert werden.
Vorrichtung nach Anspruch 6, worin das Beförderungssystem (80) ausgebildet ist, um eine Vielzahl von Reagenzstreifen (14) gleichzeitig zu bewegen.
Vorrichtung zur Prüfung von Reagenzstreifen (14), nachdem die Reagenzstreifen (14) mit Fluidproben kontaktiert wurden, wobei jeder der Reagenzstreifen (14) eine Länge und eine Vielzahl von entlang dieser Länge angeordneten Reagenzkissen (26) aufweist, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: ein Beförderungssystem (80), das ausgebildet ist, um eine Vielzahl der Reagenzstreifen (14) zu einer ersten Reagenzstreifenprüfstelle und eine Vielzahl der Reagenzstreifen (14) zu einer zweiten Reagenzstreifenprüfstelle zu bewegen; einen ersten Lesekopf (60), welcher der ersten Reagenzstreifenprüfstelle zugeordnet ist, wobei der erste Lesekopf (60) eine Lichtquelle (64) und einen Lichtdetektor (66) aufweist, die diesem zugeordnet sind, wobei die Lichtquelle (64) ausgebildet ist, um einen ersten der Reagenzstreifen (14) an der ersten Reagenzstreifenprüfstelle zu beleuchten, und der Lichtdetektor (66) ausgebildet ist, um Licht vom ersten Reagenzstreifen (14) zu detektieren, wenn sich der erste Reagenzstreifen (14) an der ersten Reagenzstreifenprüfstelle befindet und wenn der erste Reagenzstreifen (14) von der Lichtquelle (64) beleuchtet wird; und einen zweiten Lesekopf (62), welcher der zweiten Reagenzstreifenprüfstelle zugeordnet ist, wobei der zweite Lesekopf (62) eine Lichtquelle (68) und einen Lichtdetektor (70) aufweist, die diesem zugeordnet sind, wobei die Lichtquelle (68) des zweiten Lesekopfs (62) ausgebildet ist, um einen zweiten der Reagenzstreifen (14) an der zweiten Reagenzstreifenprüfstelle zu beleuchten, und der Lichtdetektor (70) des zweiten Lesekopfs (62) ausgebildet ist, um Licht vom zweiten Reagenzstreifen (14) zu detektieren, wenn sich der zweite Reagenzstreifen (14) an der zweiten Reagenzstreifenprüfstelle befindet und wenn der zweite Reagenzstreifen (14) von der Lichtquelle (68) des zweiten Lesekopfs (62) beleuchtet wird; ein Lesekopf-Positionierungssystem (52, 54, 56), das operativ mit dem ersten und zweiten Lesekopf (60, 62) verbunden ist, wobei das Lesekopf-Positionierungssystem (52, 54, 56) ausgebildet ist, um den ersten Lesekopf (60) selektiv zu positionieren, sodass der erste Lesekopf (60) nacheinander eine Vielzahl der Reagenzkissen (26) prüft, die auf dem ersten Reagenzstreifen (14) angeordnet sind, wenn sich der erste Reagenzstreifen (14) an der ersten Prüfstelle befindet, wobei das Lesekopf-Positionierungssystem (52, 54, 56) ausgebildet ist, um den zweiten Lesekopf (62) selektiv zu positionieren, sodass der zweite Lesekopf (62) nacheinander eine Vielzahl der Reagenzkissen (26) prüft, die auf dem zweiten Reagenzstreifen (14) angeordnet sind, wenn sich der zweite Reagenzstreifen (14) an der zweiten Prüfstelle befindet, einen Aufnahmebereich (12) und einen Prüfbereich, worin der Reagenzstreifen (14) im Aufnahmebereich (12) platziert werden kann und automatisch vom Aufnahmebereich (12) zum Prüfbereich bewegt wird; gekennzeichnet durch Mittel zur automatischen Detektion der Gegenwart des Reagenzstreifens im Aufnahmebereich (12) und zur automatischen Bewegung des Reagenzstreifens vom Aufnahmebereich (12) zum Prüfbereich bei Detektion der Gegenwart des Reagenzstreifens (14).
Vorrichtung nach Anspruch 11, worin das Positionierungssystem (52, 54, 56) ausgebildet ist, um den ersten und zweiten Lesekopf (60, 62) gemeinsam zu bewegen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, die ferner einen Speicher (164) umfasst, der Signale in Abhängigkeit von den durch die Lichtdetektoren (66, 70), die dem ersten und zweiten Lesekopf (60, 62) zugeordnet sind, detektierte Lichtmenge speichert.
Vorrichtung nach Anspruch 11, worin einer der Lichtdetektoren (66, 70) eine Vielzahl von Detektoren umfasst, wobei jeder der Detektoren zur Detektion von Licht mit einer anderen Wellenlänge ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, worin das Beförderungssystem (80) ausgebildet ist, um eine Vielzahl von Reagenzstreifen (14) gleichzeitig in Bezug auf den ersten und zweiten Lesekopf (60, 62) zu bewegen.
Verfahren zum automatischen Bearbeiten eines Reagenzstreifens (14), nachdem der Reagenzstreifen (14) mit einer Fluidprobe kontaktiert wurde, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: (a) das Platzieren eines Reagenzstreifens (14) in einem Aufnahmebereich (12), wonach die Gegenwart des Reagenzstreifens im Aufnahmebereich (12) automatisch detektiert und der Reagenzstreifen (14), nach dieser Detektion, automatisch vom Aufnahmebereich (12) zur ersten Reagenzstreifenprüfstelle bewegt wird, (b) das Positionieren des ersten Lesekopfs (60) in Bezug auf den Reagenzstreifen (14), wenn sich der Reagenzstreifen (14) an der ersten Prüfstelle befindet; (c) das Detektieren von Licht, das vom Reagenzstreifen (14) empfangen wird, wenn der Reagenzstreifen (14) an der ersten Prüfstelle beleuchtet wird; (d) das Speichern von Signalen in Abhängigkeit von der Lichtmenge, die vom Reagenzstreifen (14) detektiert wird, wenn sich der Reagenzstreifen (14) an der ersten Prüfstelle befindet, in einem Speicher; (e) das automatische Bewegen des Reagenzstreifens (14) an eine zweite Reagenzstreifenprüfstelle; (f) das Positionieren eines zweiten Lesekopfs (62) in Bezug auf den ersten Reagenzstreifen (14), wenn sich der Reagenzstreifen (14) an der zweiten Prüfstelle befindet; (g) das Detektieren von Licht, das vom Reagenzstreifen (14) empfangen wird, wenn der Reagenzstreifen (14) an der zweiten Prüfstelle beleuchtet wird; und (h) das Speichern von Signalen in Abhängigkeit von der Lichtmenge, die vom Reagenzstreifen (14) detektiert wird, wenn sich der Reagenzstreifen (14) an der zweiten Prüfstelle befindet, in einem Speicher (164).
Verfahren nach Anspruch 16, worin der Reagenzstreifen (14) eine Vielzahl von entlang seiner Länge angeordneten Reagenzkissen (26) aufweist, worin Schritt (b) den Schritt des aufeinander folgenden Positionierens des ersten Lesekopfs (60) über einer Vielzahl von Reagenzkissen (26) des Reagenzstreifens (14) umfasst, worin Schritt (c) den Schritt des Detektierens von Licht umfasst, das von einer Vielzahl von Reagenzkissen (26) des Reagenzstreifens (14) empfangen wird, wenn der Reagenzstreifen (14) in der ersten Prüfstelle beleuchtet wird, und worin Schritt (d) den Schritt des Speicherns von Signalen in Abhängigkeit von der Lichtmenge, die von der Vielzahl von Reagenzkissen (26) des Reagenzstreifens (14) detektiert wird, wenn sich der Reagenzstreifen (14) an der ersten Prüfstelle befindet, in einem Speicher (164) umfasst.