EP1916492A1 - Système de contrôle d'une installation de cryoconservation - Google Patents

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EP1916492A1
EP1916492A1 EP06122896A EP06122896A EP1916492A1 EP 1916492 A1 EP1916492 A1 EP 1916492A1 EP 06122896 A EP06122896 A EP 06122896A EP 06122896 A EP06122896 A EP 06122896A EP 1916492 A1 EP1916492 A1 EP 1916492A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
container
installation
room
refrigerator
data
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06122896A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Matteo Polese
Cristiano AIR LIQUIDE Sanita Serv. GUGLIELMETTI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Liquide Sanita Service SpA
Original Assignee
Air Liquide Sanita Service SpA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Air Liquide Sanita Service SpA filed Critical Air Liquide Sanita Service SpA
Priority to EP06122896A priority Critical patent/EP1916492A1/fr
Priority to PCT/FR2007/052157 priority patent/WO2008050035A2/fr
Priority to CA2662957A priority patent/CA2662957C/fr
Priority to EP07858584A priority patent/EP2084475A2/fr
Priority to US11/923,005 priority patent/US20080104976A1/en
Publication of EP1916492A1 publication Critical patent/EP1916492A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D29/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25D29/001—Arrangement or mounting of control or safety devices for cryogenic fluid systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/07—Remote controls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2500/00—Problems to be solved
    • F25D2500/06—Stock management

Definitions

  • the subject of the present invention relates to a method and a system for controlling and managing, in particular at a distance, a plant for cryopreservation of samples or biological or similar materials.
  • a cryopreservation plant is an installation typically having one or more holding vessels or tanks, and / or one or more mechanical refrigerators, in which one or more are stored in a cooling atmosphere obtained with a cryogenic fluid, such as liquid nitrogen or similar, or by means of a mechanical system, for example by means of mechanical freezers or refrigerators with compressors or other technology, samples or biological products, such as cells, plasma, tissues, organs or other biological, chemical or biochemical and the like.
  • a cryogenic fluid such as liquid nitrogen or similar
  • the vessel or vessel is supplied with cryogenic fluid from, via a suitable line or supply line, a reservoir containing a cryogenic fluid, for example liquid nitrogen.
  • a cryogenic fluid for example liquid nitrogen.
  • one or a plurality of containers is, moreover, disposed in a closed room, in which only the personnel and / or authorized operators have access, including personnel with a key or an electronic access card. (badge) that allows them to enter this room.
  • cryopreservation room there are often present sensors or sensors of ambient conditions, such as temperature, humidity, etc., able to determine whether the conditions prevailing in the room correspond to parameters prefixed so as to have an operation. equipment and to ensure the safety of operators and samples or biological products.
  • sensors or sensors of ambient conditions such as temperature, humidity, etc.
  • alarm instruments such as flashing lights, audible alarms or the like, which are activated or which are activated automatically when a danger situation is detected, for example linked to a bad one. malfunction of a container, or the detection of incorrect or non-compliant ambient parameters.
  • the object of the present invention is therefore to provide an improved method and control system of an installation for cryopreservation of samples or other similar biological products.
  • an object of the invention is to propose such a control system which takes into account the different organs or devices for controlling the cryogenic conservation installations, which are currently independent of each other
  • Another aim is to propose a method and a control system of the aforementioned type which allow a collection and storage of a plurality of data from the various organs or controlled elements of the installation, and a management of these data in automatic mode. to generate an alarm adapted to the gravity of the situation and possibly corrective measures in the installation, when these data do not correspond to prefixed parameters.
  • Another aim is to carry out the control and management of the installation with a high level of security, from the point of view of the communication of the data recorded during the control, the resistance of said control devices to internal malfunctions and the resistance of said storage facility control devices to aggressive agents such as dust, gas or moisture.
  • Another purpose is to provide a high security of data storage, including in case of widespread damage of the installation.
  • Another aim is to propose a method and a control system of the aforementioned type which allow a remote control and / or local control of the cryopreservation installation via several communication systems, such as personal computer PC, cell phones, palm devices or the like.
  • Another aim is to propose a method that crosses all the data relating to the cryopreservation facility to check the quality of the conservation of samples or biological products.
  • Another aim is to propose a control system of the type raised which can be extended to all the apparatus and premises inherent to the cryopreservation installation.
  • FIG. 1 schematically shows a cryopreservation installation according to the invention which comprises a restricted access room A in which cryogenic containers 3 and mechanical freezers 4 are placed in which samples and / or chemical and biochemical products are housed. or biological to keep.
  • samples will be used to designate the different biological, biochemical, chemical or other preserving materials that are stored in the tanks 3 or the refrigerators. samples, after a timely treatment, are stored in the (or) container or tank 3 or freezer 4 until their removal, which can take place after a long period, for example after months or years.
  • each cryogenic container 3 is present a cryogenic fluid, which is usually nitrogen at cryogenic temperature serving to maintain in the container itself an appropriate temperature (eg ⁇ 150 ° C) for the preservation of samples.
  • the cryogenic fluid is stored in at least one tank 1 and is conveyed to the containers 3 via a supply line 2 in cryogenic fluid.
  • freezers 4 In room A, there are also one or more mechanical freezers 4 or refrigerators which allow the conservation of the samples according to another preservation technique usually used in a cryopreservation plant. These freezers 4 can also use cryogenic fluid in case of malfunction of their refrigeration system and, for this reason, they are also connected to line 2 to be supplied with liquid nitrogen from the tank 1.
  • the cryogenic fluid supply of the two types of devices 3, 4 is carried out through the control of a main valve 8 located on the line 2 and an exhaust valve 9 and supply valves 23 located on the lines connection 24 connected, on the one hand, to each container 3 or mechanical freezer 4 and, secondly, to the line 2 of nitrogen supply.
  • this atmosphere is preferably provided with room sensors 6, connected to sound and light alarm devices 5, which are internal and external to room 7, and to a ventilation system of room 7.
  • cryogenic receptacles 3 it must always be possible to control the correct level of liquid nitrogen present therein. This control must be operated in continuous mode and, preferably, without the dedicated personnel entering each room A where the containers 3 and / or the freezers 4 are located, and limiting the opening of the containers to a minimum. 3, in order to avoid the degradation of the biological material therein, to avoid possible contamination of the room A while reducing the management costs of the installation 1 and to prevent access to the room by persons not allowed.
  • the data network 16 is based on Ethernet technology. This allows an optimal connection between the various points of the installation and the control center 11 and allows, among other things, a quick connection and activation of the various members of the system according to the invention with said center 11, a significant simplification remote technical intervention on the various system components, a high flexibility of the installation insofar as new devices (sensors and devices) can be quickly connected to the system without any negative effect on the operation of the system and bodies present beforehand.
  • This network topology also allows a fast connection to an existing intranet network, for example a hospital.
  • the level relative to the field automation 32 and the level relative to the main database 33 represent the logic control center 11 of the entire system according to the invention.
  • Each level is characterized by a plurality of different process algorithms (software), which are detailed below.
  • This logic area takes care of collecting the physical signals from the field or the various sensors (13-15) and control devices 11, and to transform them by means of appropriate logic low level couplers, in intelligible data at the higher logical levels and vice versa, transforming the actions controlled by the higher levels into intelligible signals by the devices and the field actuators.
  • Special low level couplers are used for the management of these automation features which concern the safety of the operators in the installation or which are considered critical according to the proposed objectives of the installation. These are programmed through a logic PLC (Programmable Logic Controller) to ensure their operation also in case of serious malfunction of logic higher level.
  • logic PLC Processmatic Logic Controller
  • Such devices may be, for example, cryogenic tank supervision electronics or refrigerators 4, but also centrifuges or laboratory incubators.
  • the database 49 is the support database connected to this logical area 33. It contains the data read by the CrioFieldManager 47 service by the field devices and the current field configuration.
  • the communication via a logical area CrioDBInterface 41 of the supervisor 100 is a service via internet or network (web service) used by the service CrioFieldManager 47 and CrioLocalExchanger 48 to access the database 40 principal.
  • All the components that make up this area are always redundant: it is therefore always at least two processes of this type for each installation and as many databases 49, among which at least one is active; the other, passive, continuously check the functionality of the active process (s), ready to activate in the event of system failure, while at the same time triggering a malfunction alarm.
  • This logical area 33 collects all the data recorded by the databases 49 and consolidates them in the main database 40 permanently; and vice versa, as mentioned above, restores the usual configuration and the actions commanded by the operator on the database database (s) 49.
  • This database also contains all the commands and actions entered by the user.
  • the communication system via areas 32 and 33 (“Data Collection” 36 in Figure 3) is based on an evolved and asynchronous protocol, ie which guarantees the integrity of data and which also works in case of discontinuity communication via levels 32 and 33.
  • the main interface with the user is web-based and can work through any computer or PC with a standard internet browser.
  • the user interface access policy is based on user profiles: a user authenticates only once and only accesses the features for which they are authorized.
  • PDAs portable devices
  • the logical architecture of the invention described above can be broken down, in various ways, in the devices installed in the cryopreservation plant.
  • the physical configuration of the installation is determined in fact not only by the devices present in the installation but also by the requirements of redundancy and level of service required for the objectives prefixed in the installation itself.
  • FIGs 1 and 2 we see a part of an installation comprising in particular, the containers or tanks 3 and the mechanical freezers 4 in which are disposed the biological materials to be preserved.
  • the containers receive liquid nitrogen from a tank 1 through a feed line 2.
  • Each of said containers 3, tank 1 and line 2 is controlled by the control center 11 so as to maintain, for all the biological material, optimal conditions for its conservation over time (even prolonged).
  • each container or tank 3 is provided with dedicated sensors (not shown) able to record the level of nitrogen inside, the temperature, the state of the lid and the supply solenoid valve of the container.
  • Each container 3 is provided with a control device which is connected to said sensors which collects data from said container and makes them available on a network interface which is typically, but not necessarily, asynchronous serial, which may be connected in cascade to several containers, thus forming a chain.
  • asynchronous serial which may be connected in cascade to several containers, thus forming a chain.
  • couplers At the end of this chain are connected two couplers, the first being the main unit which, while the second (backup) intervenes in the event of damage to the main unit, guarantees the continuity of acquisition of the data that comes from devices.
  • the main coupler In order to allow the filling of the container with nitrogen in the liquid phase, the main coupler also manages the cooling of the nitrogen line 2, being connected to a solenoid valve 23 and to a temperature sensor (not shown) arranged on said line.
  • a container 3 needs a filling of cryogenic fluid
  • the solenoid valve 23 arranged at the end of the supply line, opens allowing gas-phase fluid to escape to the outside atmosphere.
  • the solenoid valve 23 is closed.
  • the system controls the filling of all the devices (3-4) present on the line 2.
  • an A / D (analog / digital) signal acquisition and control station 13 is connected to sensors 6 for oxygen, pressure, temperature and humidity 6. It also makes it possible to control sound and light warning devices 5, control conventional ventilation devices of the room 7 and control the main solenoid valve 8. In particular, the volume percentage of ambient oxygen must be monitored continuously.
  • the system allows the imposition of two alarm thresholds; typically a non-critical alarm threshold (% ⁇ 19%) and a critical alarm (% ⁇ 17%) are imposed.
  • the signal acquisition and control station A / D 13 activates the ventilation device 7 to obtain a maximum replacement of air; and a local, bright or / and audible alarm 5 is activated and alerts the staff.
  • the alarm condition disappears when returning the content to a normal level (greater than 19%).
  • the oxygen content falls below 17%, the high speed ventilation is confirmed and the main liquid nitrogen feed solenoid valve 8 is closed; and a local, bright and audible alarm 5 is activated to warn the personnel.
  • the system continuously records all ambience parameters: each collected data is sent to the control center 11 and then stored in the main database.
  • the couplers are connected to other couplers, via connecting members, and by means of these are connected to a programmable unit for the control of the data of the local A itself connected to the center 11.
  • the system continuously monitors the pressure and the level of the feed tank 1 by means of readings mounted on the tank.
  • the data is sent to the control center 11 via a series of appropriate couplers.
  • an alarm sounds to inform users of the need for filling.
  • This alarm is normally also sent to a cellular device (not shown) responsible for filling the cryogenic fluid of the supply tank 1.
  • the system also activates alarms in case of critical level and pressure values, which are indicative of potential malfunction of the cryogenic fluid distribution system.
  • the system allows a continuous control of the nitrogen level and the temperature of the cryogenic containers and at least the temperature of the containers with mechanical technology and the adequate activation of solenoid valves for filling the cryogenic fluid of the tanks.
  • the level of liquid nitrogen is continuously measured by a dedicated capacitive probe in the cryogenic containers 3. It responds in active mode to any filling levels outside critical values, by activating the automatic filling of the container.
  • Each piece of data collected is sent to the control center 11 and then stored by the main database of the server 12.
  • Suitable level alarms are provided and the system malfunctions with organization of critical level thresholds, which will have the filling function for the automatic filling system.
  • the automatic filling starts with an opening of the filling solenoid valve of the container 23.
  • the solenoid valve remains in the open state until reaching the final loading level (eg 80%), and the solenoid valve closes when it is reached.
  • the nitrogen supply is used only in case of malfunction of the mechanical cooling system, and arrives via the supply solenoid valve 23.
  • the control of the temperature of the nitrogen enables the continuous recording of the temperature values recorded by the probes dedicated to the cryogenic receptacles 3 and the mechanical freezers 4 and the loading of cryogenic fluid in the event of a temperature below the alarm threshold.
  • Two alarm thresholds are set, for example: non-critical threshold: T> -145 ° C and critical threshold: T> -135 ° C.
  • Each collected data is sent to the control center 11 and then stored in the main database 12.
  • Appropriate alarms of temperature and system malfunction are provided with setting of the critical temperature thresholds, which will have the cooling function for the filling system. automatic.
  • the system plans to monitor and delay the state of the lid (open-closed).
  • the data relating to changes in the state of the lid are recorded and stored so as to allow the traceability of the movements of the samples contained therein.
  • the system provides for the activation of an open lid alarm.
  • the system makes it possible to directly control the state of the filling solenoid valve of the containers, namely open or closed.
  • main solenoid valve 8 arranged between the tank 1 and the cryopreservation containers. This is normally closed but there is nevertheless a manual bi-pass useful in case of voltage drop. There may be more cascading main solenoid valves, depending on the topology of the installation.
  • the system reopens the solenoid valve 8 in case of return to normal of the aforementioned parameters or in case of manual intervention.
  • the system continuously records the state of the main solenoid valve 8. Each collected data is sent to the control center 11 and then stored in the main database 12.
  • the invention it is possible to supervise an installation of cryopreservation optimally, even remotely, by controlling the parameters specific to each container 3, 4 able to allow such preservation, the ambient parameters and also the accesses to each container and at each place where the biological material is conserved.
  • the system is connected to an intranet / internet network and has its own architecture for protecting data access (firewall). It can be accessed using an internet browser.
  • the system automatically adjusts its functionality according to the permissions of the connected user, regardless of the user platform, without demanding the installation of a specific software (and in any case a web portal). It is optionally open to communication with other national and transnational information systems via a dedicated interface.
  • each preserved sample with an own identification code, for example a barcode or any other marking or identification means capable of allowing identification of the sample considered.
  • an own identification code for example a barcode or any other marking or identification means capable of allowing identification of the sample considered.
  • Such a code refers for example to the position of the biological material in the room A, in particular a code that takes into account the container, support, level, box, position row / column in the box, visiotube, straw ...
  • an operator having self-identified via the card or badge and personal password, can easily receive information on the position and type of the sample or samples requested.
  • the user will have to co-validate via a code reader the containers as and when the samples taken by receiving a confirmation of the system and visual information on how to proceed. This makes it possible to record any movement of each sample or biological material.
  • system associates with the sample all the data collected in the installation that are related to the sample itself.
  • All this information of the sample history can be stored on the samples themselves and / or stored in a database in which the different samples are identified, listed, classified etc ... in association with all the information concerning their history. Thus, in case of need, all this information can be restored immediately and it is then easy to know all the events of the life of a given sample.
  • an operator selecting a given sample can immediately have important information relating to this sample and the life of this sample, that is to say its history.
  • the present invention is particularly useful in the cryopreservation of biological materials of human, animal or plant origin, such as samples of cells, blood, sperm, or other similar biological material.

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Abstract

L'invention porte sur une méthode et un système de contrôle et de gestion d'une installation de cryoconservation comprenant au moins un récipient et/ou réfrigérateur (3,4), dans lequel sont disposés, dans une atmosphère réfrigérée, des échantillons à conserver, le récipient et/ou réfrigérateur (3,4) étant disposé dans au moins un local (A), caractérisée en ce que : a) on opère un contrôle, de préférence à distance, avec recueil d'une ou plusieurs données issues et/ou représentatives d'au moins un récipient et/ou réfrigérateur (3,4) contenant les échantillons de manière à vérifier l'état du fluide cryogénique qui y est présent ou de l'alimentation électrique dudit récipient et/ou réfrigérateur (3,4) et/ou l'état du moyen d'ouverture/fermeture dudit récipient et/ou réfrigérateur (3,4), ou la température régnant dans ledit récipient et/ou réfrigérateur (3,4), d'une ligne d'alimentation (2) de fluide cryogénique reliant au moins un réservoir (1) à au moins un récipient et/ou réfrigérateur (3,4), d'au moins une vanne agencée sur ladite ligne d'alimentation (2), et/ou dudit réservoir (118) contenant le fluide cryogénique, et/ou d'au moins une condition ambiante régnant dans le local (A), et/ou des échantillons conservés ; et b) on génère une alarme et/ou une information d'anomalie d'incident lorsqu'au moins un desdits contrôles de l'étape a) détermine une anomalie ou une différence par rapport à un état préfixé.

Description

  • L'objet de la présente invention porte sur une méthode et un système de contrôle et de gestion, en particulier à distance, d'une installation de cryoconservation d'échantillons ou de matériels biologiques ou analogues.
  • Une installation de cryoconservation est une installation présentant typiquement un ou plusieurs récipients ou cuves de conservation, et/ou un ou plusieurs réfrigérateurs mécaniques, dans lequel ou lesquels sont conservés, dans une atmosphère réfrigérante obtenue avec un fluide cryogénique, tel l'azote liquide ou similaire, ou au moyen d'un système mécanique, par exemple au moyen de congélateurs ou réfrigérateurs mécaniques à compresseurs ou à autre technologie, des échantillons ou des produits biologiques, tel que cellules, plasma, tissus, organes ou autres matériels biologiques, chimiques ou biochimiques et similaires.
  • Le récipient ou cuve est alimenté en fluide cryogénique provenant, via une ligne ou conduite d'alimentation appropriée, d'un réservoir contenant un fluide cryogénique, par exemple de l'azote liquide. Habituellement, un ou une pluralité de récipients est, en outre, disposé dans un local fermé, dans lequel seul le personnel et/ou les opérateurs autorisés ont accès, notamment les personnels dotés d'une clé ou d'une carte électronique d'accès (badge) qui leur permet d'entrer dans ce local.
  • En outre, dans le local de cryoconservation, sont souvent présents des détecteurs ou capteurs de conditions ambiantes, tel que température, humidité..., aptes à déterminer si les conditions règnant dans le local correspondent à des paramètres préfixés de manière à avoir un fonctionnement optimal des appareillages et à garantir la sécurité des opérateurs et des échantillons ou produits biologiques.
  • Dans une telle installation sont, en outre, usuellement présents des instruments d'alarme, tel que clignotants, alarmes sonores ou similaires, qui sont activés ou qui s'activent automatiquement quand est détectée une situation de danger, par exemple liée à un mauvais fonctionnement ou un dysfonctionnement d'un récipient, ou à la détection de paramètres ambients incorrects ou non conformes.
  • Toutefois, surveiller les conditions ambiantes ou les accès au local est nettement insuffisant pour pouvoir garantir une conservation optimale des échantillons conservés.
  • Il existe dès lors un réel besoin de pouvoir non seulement surveiller les installations de cryoconservation mais aussi et surtout de pouvoir agir immédiatement en réponse à la détection d'une donnée ou d'un paramètre non conforme de manière à permettre une conservation optimale des échantilons.
  • De plus, les systèmes actuels ne permettent pas de connaître l'historique complet d'un échantillon donné, c'est à dire d'avoir un maximum d'informations relatives à la vie de cette échantillon.
  • Le but de la présente invention est dès lors de proposer une méthode et un système de contrôle perfectionnés d'une installation de cryoconservation d'échantillons ou d'autres produits biologiques similaires.
  • En particulier, un but de l'invention est de proposer un tel système de contrôle qui prenne en compte les différents organes ou dispositifs de contrôle des installations de conservation cryogénique, actuellement indépendents entre eux
  • Un autre but est de proposer une méthode et un système de contrôle du type susmentionné qui autorisent une collecte et une mémorisation d'une pluralité de données provenant des différents organes ou éléments contrôlés de l'installation, et une gestion de ces données en mode automatique afin de générer une alarme adaptée à la gravité de la situation et éventuellement des mesures correctrices dans l'installation, lorsque ces donnes ne correspondent pas à des paramètres préfixés.
  • Un autre but est d'effectuer le contrôle et la gestion de l'installation avec un niveau élevé de sécurité, du point de vue de la communication des données relevées durant le contrôle, de la résistance desdits dispositifs de contrôle à des dysfonctionnements internes et de la résistance desdits dispositifs de contrôle des installations de conservation aux agents agressifs, tel que poussière, gaz ou humidité.
  • Un autre but est de proposer une sécurité élevée de mémorisation des données, y compris en cas de dommage généralisé de l'installation.
  • Un autre but est de proposer une méthode et un système de contrôle du type susmentionné qui permettent un contrôle à distance et/ou local de l'installation de cryoconservation via plusieurs systèmes de communication, tel qu'ordinateur personnel PC, téléphones cellulaires, dispositifs palmaires ou analogues.
  • Un autre but est de proposer une méthode qui permette de croiser toutes les données relatives à l'installation de cryoconservation pour vérifier la qualité de la conservation des échantillons ou des produits biologiques.
  • Un autre but est de proposer un système de contrôle du type suscité qui puisse s'étendre à tous les appareillages et aux locaux inhérents à l'installation de cryoconservation.
  • Tout ou partie de ces buts sont atteints grâce à une méthode de contrôle et de gestion d'une installation de cryoconservation comprenant au moins un récipient et/ou réfrigérateur, dans lequel sont disposés des échantillons à conserver et conservés dans une atmosphère réfrigérée, le récipient et/ou réfrigérateur étant disposé dans au moins un local, caractérisée en ce que :
    1. a) on opère un contrôle, de préférence à distance, avec recueil d'une ou plusieurs données issues et/ou représentatives :
      • d'au moins un récipient et/ou réfrigérateur contenant les échantillons de manière à vérifier l'état du fluide cryogénique qui y est présent ou de l'alimentation électrique dudit récipient et/ou réfrigérateur et/ou l'état du moyen d'ouverture/fermeture dudit récipient et/ou réfrigérateur, ou la température régnant dans ledit récipient et/ou réfrigérateur,
      • d'une ligne d'alimentation de fluide cryogénique reliant au moins un réservoir à au moins un récipient et/ou réfrigérateur, d'au moins une vanne agencée sur ladite ligne d'alimentation, et/ou dudit réservoir contenant le fluide cryogénique, et/ou
      • d'au moins une condition ambiante régnant dans le local, et/ou
      • des échantillons conservés,
    2. b) on génère une alarme et/ou une information d'anomalie d'incident lorsqu'au moins un desdits contrôles de l'étape a) détermine une anomalie ou une différence par rapport à un état préfixé.
  • Selon le cas, la méthode selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
    • la ou les données recueillies sont envoyées à un organe de l'installation de gestion permettant de déterminer l'état de fonctionnement de l'installation et intervenir à distance en cas de dysfonctionnement.
    • au moins une partie des données recueillies à l'étape a) sont associées à un ou plusieurs échantillons et mémorisées de manière associée auxdits échantillons. Ceci permet de connaître l'historisque de chaque échantillon considéré.
    • on opère un relevé, de préférence en continu, de l'état d'ouverture ou de fermeture d'au moins une vanne, en particulier une électrovanne, ou d'un moyen d'ouverture/fermeture du récipient et/ou du réfrigérateur, en particulier du couvercle ou de la porte de chaque récipient ou réfrigérateur.
    • les conditions ambiantes régnant dans le local qui sont contrôlées à l'étape a) sont choisies parmi le pourcentage d'oxygène dans l'air du local, la température dans le local, la pression dans le local et l'humidité du local, de préférence ledit contrôle est opéré de manière à détecter une fuite de fluide cryogénique d'une des récipients.
    • il est prévu l'activation d'une alarme lorsqu'au moins l'une des données contrôlées sort d'un intervalle de valeurs préfixées, de préférence ladite alarme est activée à distance par l'organe de gestion à distance de l'installation. L'alarme peut être une alerte sonore ou visuelle, ou encore peut être une alerte envoyée à l'opérateur de l'installation par un moyen de communication approprié, en particulier un message envoyé sur son téléphone portable, par exemple de type SMS (Short Message Service), un message électronique, par exemple de type email envoyé vers un ordinateur ou un téléphone, ou un appel téléphonique classique.
    • on opère, en outre, un contrôle de l'accès du local où est disposé le récipient au moyen d'un témoin d'accès présent dans ledit local ou dans ses environs, et/ou un contrôle de l'accès aux échantillons.
    • on associe à chaque échantillon ou produit biologique en phase de cryoconservation un code ou un marquage apte à permettre sa traçabilité, notamment en cas de déplacement dudit échantillon.
    • les échanges de données et/ou la communication entre le ou les capteurs de mesure et l'organe de gestion à distance de l'installation sont réalisés au moyen d'un réseau internet, ethernet ou intranet.
    • les données relatives auxdits contrôles sont mémorisées par l'organe de gestion de manière à permettre, pour chaque échantilon, un rappel de l'historique du matériel biologique conservé et/ou des conditions de sa conservation.
    • l'organe de gestion à distance est apte à intervenir de manière autonome sur l'installation afin de modifier au moins l'un desdits paramétres ou données contrôlées lorsqu'on détecte une discordance ou une différence entre les données relevées dudit paramètre et celles préfixées.
  • L'invention porte aussi sur un système de contrôle d'une installation de cryoconservation comprenant au moins un récipient et/ou réfrigérateur dans lequel sont disposés, dans une atmosphère réfrigérée, des échantillons à conserver, les récipients étant disposés dans au moins un local à accès limité et contrôlé, caractérisé en ce qu'il est prévu :
    • des moyens de contrôle de chaque récipient et/ou réfrigérateur contenant lesdits échantillons afin de vérifier l'état du fluide cryogénique, de la température dans ledit récipient et/ou réfrigérateur, de la ligne d'alimentation en ledit fluide cryogénique reliant un réservoir de fluide cryogénique audit récipient et/u réfrigérateur, et dudit réservoir de fluide cryogénique, et/ou
    • des moyens de contrôle d'au moins une condition ambiante régnant dans le local,
    • des moyens de contrôle des échantillons conservés, et
    • un organe de gestion, et
    • des moyens de transmission de données aptes à envoyer les données relatives auxdits contrôles à l'organe de gestion à distance de l'installation de manière à déterminer l'état de fonctionnement de l'installation de cryoconservation et à intervenir en cas de dysfonctionnement ou lorsque les données relevées sont différentes de données correspondantes préfixées.
  • Selon le cas, le système de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des catactéristiques suivantes :
    • les moyens de contrôle de chaque récipient comprennent des capteurs de niveau aptes à relever le niveau de fluide cryogénique dans le récipient, des capteurs de température aptes à relever sa température et des capteurs d'ouverture/fermeture aptes à déterminer l'ouverture d'un récipient.
    • à chaque récipient est associé un dispositif d'identification et de contrôle connecté à au moins un desdits capteurs et à au moins une unité de contrôle reliée à distance à l'organe de gestion à distance de l'installation.
    • sont prévues deux unités de contrôle redondantes, connectées à une ligne de transfert de données à laquelle est relié, en outre, le dispositif d'identification et de contrôle.
    • sont prévus dans le local, des moyens de mesure des conditions ambiantes, en particulier de l'air ambiant, de préférence on prévoit en outre des moyens de ventillation dudit local activables en fonction du relèvement de telles conditions.
    • les moyens de mesure sont choisis parmi un capteur de pression de l'air, un capteur de température et/ou d'humidité, et un capteur de teneur en oxygène dans l'air du local où sont disposés les récipients de cryoconservation.
    • les moyens de mesure sont connectés à l'organe de gestion à distance de l'installation.
    • l'organe de gestion à distance de l'installation est connecté à au moins un serveur apte à recueillir les données relevées dans les récipients et/ou dans le local où ils sont disposés.
    • l'organe de gestion à distance est connecté au serveur grâce à une connexion de réseau, en particulier type Ethernet.
    • l'organe de gestion à distance peut être un ordinateur doté d'un navigateur internet.
  • La présente invention va maintenant être mieux comprise, grâce à la description suivante, faite à titre illustratif mais non limitatif, et en références aux Figures annexées, parmi lesquelles :
    • la figure 1 représente de manière générale, une installation dans laquelle est utilisé un système et une méthode de contrôle selon l'invention ;
    • la figure 2 est une vue générale du système utilisé dans l'installation de la figure 1 ;
    • la figure 3 représente, schématiquement, du point de vue logique/fonctionnel, le système de contrôle selon l'invention ; et
    • la figure 4 représente un schéma à blocs détaillés d'une partie du système de la figure 3.
  • Sur la Figure 1, on a schématisé une installation de cryoconservation selon l'invention qui comprend un local A clos à accès restreint où sont disposés des récipients cryogéniques 3 et des congélateurs mécaniques 4 dans lesquels sont logés des échantillons et/ou produits chimiques, biochimiques ou biologiques à conserver.
  • Dans un but de simplification, dans le cadre de la présente inventon, on utilisera le terme générique "échantillons" pour désigner les différents matériels biologiques, biochimiques, chimiques ou ou autres à conserver qui sont stockés dans les cuves 3 ou les réfrigérateurs 4. Les échantillons, après un traitement opportun, sont conservés dans le (ou les) récipient ou cuve 3 ou congélateur 4 jusqu'à leur prélèvement, qui peut intervenir après une longue durée, par exemple après des mois ou des années.
  • Dans chaque récipient cryogénique 3 est présent un fluide cryogénique, qui est habituellement de l'azote à température cryogénique servant à maintenir dans le récipient lui-même une température appropriée (par exemple <150°C) à la conservation des échantillons. Le fluide cryogénique est stocké dans au moins un réservoir 1 et est acheminé jusqu'aux récipients 3, via une ligne d'alimentation 2 en fluide cryogénique.
  • Dans le local A, sont également présents un ou des congélateurs mécaniques 4 ou réfrigérateurs qui permettent la conservation des échantillons selon une autre technique de conservation habituellement utilisée dans une installation de cryoconservation. Ces congélateurs 4 peuvent également utiliser du fluide cryogénique en cas de dysfonctionnement de leur système de réfrigération et, pour cette raison, ils sont aussi reliés à la ligne 2 pour être alimenté en azote liquide issu du réservoir 1.
  • Le ravitaillement en fluide cryogénique des deux types de dispositifs 3, 4 est effectué grâce à la commande d'une valve principale 8 située sur la ligne 2 et d'une valve d'échappement 9 et de valves d'alimentation 23 situées sur les lignes de connexion 24 reliées, d'une part, à chaque récipients 3 ou au congélateur mécanique 4 et, d'autre part, à la ligne 2 d'amenée d'azote.
  • Pour garantir la sécurité du personnel qui a accès au local A, en particulier afin de limiter les risques d'anoxie liés à la présence de gaz liquide, et pour maintenir les paramètres ambiants adéquats pour la manipulation des échantillons et le fonctionnement des appareillages présents dans cette atmosphère, on prévoit préférentiellement des capteurs d'ambiance 6, reliés à des dispositifs d'alarme sonore et lumineuse 5, qui sont internes et externes au local 7, et à un système de ventillation du local 7.
  • Dans une telle installation, il est absolument primordial de maintenir à l'intérieur de chaque récipient 3 ou congélateur 4, la température de cryoconservation préfixée voulue.
  • De plus, concernant les récipients cryogéniques 3, il faut pouvoir toujours contrôler le niveau correct d'azote liquide qui y est présent. Ce contrôle doit être opéré en mode continu et, de préférence, sans que le personnel dédié n'entre dans chaque local A où se trouve les conteneurs 3 et/ou les congélateurs 4 sont disposés, et en limitant au minimum l'ouverture des récipients 3, afin d'éviter la dégradation du matériel biologique qui s'y trouve, d'éviter les contaminations éventuelles du local A tout en réduisant les coûts de gestion de l'installation 1 et d'éviter l'accès au local par des personnes non autorisées.
  • De plus, il est important de détecter et de résoudre rapidement d'éventuelles anomalies de l'alimentation en azote et de fonctionnement des récipients 3 ou des congélateurs 4 et maintenir un historique de tous les paramètres, en particuliers les paramètres ambiants, provenant des dispositifs et des capteurs 6, qui participent à une bonne conservation des échantillons.
  • A cette fin, on utilise grâce au système selon l'invention, on peut recueillir les données de chaque récipient 3 et congélateur 4 et de chaque capteur 6 présent dans le local A, et ensuite intervenir pour éviter toute mise en péril du matériel biologique des échantillons.
  • Pour cela, on met en oeuvre, comme schématisé en Figure 2 :
    • une pluralité de capteurs 6 et de coupleurs 113, présents dans l'installation, qui sont des dispositifs qui traduisent le signal des capteurs 6 en un protocole de réseau (blocs 13 et 15);
    • des dispositifs de contrôle des accès, tel un lecteur de badge 10, de code ou un dispositif de reconnaissance biométrique, et des actions opérées dans le local (bloc 14);
    • un centre de contrôle 11, relié à ceux-ci via un réseau 16 de données, telun réseau Ethernet, où les données relevées sont récoltées et traitées, et dans lequel sont activés automatiquement des interventions visant à résoudre d'éventuels problèmes qui peuvent survenir lors de la cryoconservation du matériel;
    • un ou plusieurs serveurs principaux 12, reliés au centre de contrôle 11 via un réseau de données 17, dans lequel les données recueillies sont emmaganisées et qui gère l'interface avec l'usager.
  • En particulier, le centre de contrôle 11, relié à chaque serveur principal 12, réalise les fonctionnalités suivantes :
    • collecter et emmagasiner des données provenant des dispositifs de terrain, c'est à dire des capteurs et autres dispositifs susmentionnés;
    • exécuter des actions sur les dispositifs de terrain pour le compte d'un opérateur ou automatiquement en réponse au dépassement d'une valeur-seuil d'un paramètre contrôlé par lesdits dispositifs;
    • générer des alarmes critiques vers le personnel ou l'opérateur par GSM (SMS), E-mail, WEB, et voix ;
    • fournir une interface de supervision basée sur des technologies de réseau (Web) utilisable aussi bien par Internet que sur un intranet.
  • En outre, afin de garantir la continuité de service, le système de supervision répond aux nécessités prestatoires suivantes :
    • Mise à niveau (up grading) : il est possible d'ajouter des serveurs en équilibre de fonctionnement pour rendre les temps de réponse du centre de contrôle 11 presque constants face à une augmentation du fonctionnement;
    • Fiabilité, disponibilité: l'opérativité du système est une garantie même en cas de dommage d'un de ses composants grâce à l'usage des technologies suivantes:
      • ° Support de la redondance des serveurs et des services applicatifs;
      • ° Redondance au niveau de la connectivité de réseau (fiches de réseau, commutateurs, convertisseurs de signaux, points d'accès pour la connexion sans fil);
      • ° Balancement de chargement (load balancing) qu'autorise la redirection des demandes des différents organes ou des capteurs connectés vers un serveur disponible en cas de dégradation d'un des serveurs;
      • ° Interactivité avec des appareillages déjà existants de l'installation et avec d'autres appareillages qui pourront être ajouter à celle-ci, qui soient basés sur des standards actuels ou futurs.
  • Le réseau 16 de données est basé sur la technologie Ethernet. Celle-ci permet une liaison optimale entre les différents points de l'installation et le centre de contrôle 11 et permet, entre autre, une connexion rapide et une activation des différents organes du système selon l'invention avec ledit centre 11, une simplification notable de l'intervention technique à distance sur les différents organes du système, une flexibilité élevée de l'installation dans la mesure où des organes neufs (capteurs et dispositifs) peuvent être reliés rapidement au système sans effet negatif sur le fonctionnement de ce dernier et des organes présents au préalable. Cette topologie de réseau permet aussi une liaison rapide à un réseau intranet existant, par exemple d'un hôpital.
  • Le système selon l'invention est subdivisé de manière logique en quatre aires logiques, montrées en figure 3. La sub-division faite est purement logique/fonctionnelle et ne reflète pas nécessairement le hardware réellement utilisé, qui sera détaillé ci-après. Selon cette sub-division, ledit système comprend les aires suivantes :
    • DISPOSITIFS DE CHAMP/DE TERRAIN : l'aire 31 est composée de l'ensemble des dispositifs qui composent l'instrumentation de l'installation de cryoconservation 1 et de leurs éventuelles interfaces de communication.
    • AUTOMATION DE CHAMP : l'aire 32 est composée d'un ou plusieurs superviseurs de champ en configuration redondante, et sert à l'automation des dispositifs et le recueil des données.
    • DATABASE PRINCIPALE: l'aire 33 est composée d'un ou plusieurs serveurs 12 munis d'une database ou base de données principale et de systèmes adéquats multicanaux de communication, pour la consolidation historique des données et la gestion des services de l'interface utilisateur U.
    • INTERFACE UTILISATEUR : l'aire 34 est composée d'ordinateurs ou de dispositifs portables qui permettent l'opérativité des utilisateurs U sur l'installation de cryoconservation 1.
  • Ces quatre niveaux communiquent entre eux au travers de trois systèmes de communication schématisés en Figure 3.
    • COMMANDES D'AUTOMATION 35: Elles servent à recueillir et à envoyer les données et les signaux par les dispositifs et les interfaces, les données pour la gestion de l'automation de l'installation et pour le recueil des données.
    • RECUEIL DES DONNEES 36: il sert à la gestion de la communication des données des superviseurs de champ et de configuration de l'installation.
    • SERVICES D'INTERFACE 37: ils servent à la gestion de l'interface multicanaux de la database principale avec l'utilisateur U.
  • Le niveau relatif à l'automation de champ 32 et le niveau relatif à la database principale 33 représentent le centre de contrôle logique 11 de tout le système selon l'invention.
  • Chaque niveau est caractérisé par une pluralité d'algorythmes de procédé (software) de différentes natures, qui seont détaillées ci-après.
    • Niveau n. 1: DISPOSITIF DE CHAMP
  • Cette aire 31 logique s'occupe de recueillir les signaux physiques provenant du terrain ou bien des différents capteurs (13-15) et dispositifs de contrôle 11, et de les transformer au moyen de coupleurs appropriés de niveau logique bas, en données intelligibles aux niveaux logiques supérieurs et, vice-versa, de transformer les actions commandées par les niveaux supérieurs en signaux intelligibles par les dispositifs et par les actuateurs de champ.
  • Des coupleurs particuliers de niveau bas sont utilisés pour la gestion de ces fonctionalités d'automation qui concernent la sécurité des opérateurs dans l'installation ou qui sont considérées critiques selon les objectifs proposés de l'installation. Ceux-ci sont programmés au travers d'une logique PLC (Controleur à logique programmable) pour garantir leur fonctionnement aussi en cas de dysfonctionnement grave des logiques de niveau supérieur.
  • Est normalement présent au moins un coupleur programmé de telle manière que, implanté sur le dispositif de champ pour le contrôle des paramètres ambients (capteur ambient 6), il suit les séquences suivantes :
    • vérifier en permanence que le système de supervision est actif : fonction surveillance;
    • vérifier que le niveau d'oxygène ne descend pas en dessous de deux seuils critiques, par exemple 19% et 17%; et
    • générer une alarme sonore par le biais d'une modulation de fréquence de son d'un générateur de son (éteint, 1 Hz, 2 Hz, son continu) - de chaque dispositif d'alarme 5 - quand le système de supervision reste inactif et le niveau d'oxygène dans le local A, contrôlé par le capteur 6, est sous les seuils critiques.
  • Il y a aussi à ce niveau des dispositifs de champ qui ont un protocole de communication évolué et qui sont en mesure de communiquer avec le niveau supérieur directement ou à travers un coupleur de protocole. De tels dispositifs peuvent être par exemple, les électroniques de supervision des cuves 3 cryogéniques ou des réfrigérateurs 4, mais aussi des centrifugeuses ou incubateurs de laboratoires.
    • Niveau N. 2: AUTOMATION DE CHAMP
  • Cette aire 32 logique contient tous les processus informatifs d'automation des dispositifs de champ. En particulier, de tels composants sont schématisés en Figure 3 et 4, et comprenant:
    • le CrioFieldManager 47 ayant les fonctions suivantes :
      • soit effectuer l'interrogation (pooling) des dispositfs de champ pour en retirer les données en se basant sur la configuration lue par la database principale 40 (aire 33 décrite ci-après) ou ajourner le contacteur de surveillance d'un dispositif 37 apte à effectuer le contrôle ambient pour permettre au dispositif une génération indépendante d'alarmes (via un dispositif d'alerte correspondant) qui peuvent concerner la sécurité des utilisateurs dans l'installation (par ex : sous-oxygénation) ou qui sont considérées critiques selon les objectifs préfixés de l'installation, en cas de dysfonctionnement du système de supervision;
      • soit ajourner/contrôler une temporisation de surveillance partagée avec le
        • CrioFieldManager47 en mode actif/passif pour gérer la redodance du service;
        • ° Mémoriser les données de champ dans une base de données 49 de terrain des dispositifs de champ;
        • ° Exécuter des actions sur les dispositifs de champ, imposées par l'opérateur ou en automatique, et générer des alarmes.
    • CrioLocalExchanger48 avec les fonctions suivantes:
      • o répliquer les données sur les dispositifs de champ et les alarmes, incorporées dans la base de données 49 du service CrioFieldManager47, dans la database principale 40 ;
      • o transférer de la database principale 40 à la base de données 49, les actions sur les dispositifs de champ imposées par l'opérateur;
      • o effectuer le redémarrage du service CrioFieldManager 47 en cas de changement de la configuration ou des paramètres de champ.
  • La base de données 49 est la base de données d'appui reliée à cette aire 33 logique. Elle contient les données lues par le service CrioFieldManager 47 par les dispositifs de champ et la configuration actuelle de champ.
  • La communication via une aire logique CrioDBInterface 41 du superviseur 100 est un service via internet ou de réseau (service web) utilisé par le service CrioFieldManager 47 et CrioLocalExchanger 48 pour accéder à la base de données 40 princiaple.
  • Tous les composants qui composent cette aire sont toujours redondants : ce sont donc toujours au moins deux procédés de ce type pour chaque installation et autant de base de données 49, parmi lesquels au moins un est actif; les autres, passifs, vérifient en continu la fonctionnalité du/des procédés actifs, prêts a s'activer en cas de défaillance du système, en déclenchant dans le même temps une alarme de dysfonctionnement.
    • Niveau n. 3 : BASE DE DONNEE PRINCIPALE
  • Cette aire 33 logique recueille toutes les données enregistrées par les bases de données 49 et les consolide dans la base de données 40 principale de façon permanente ; et vice versa, comme susmentionné, rétablit la configuration habituelle et les actions commandées par l'opérateur sur la/les database base de données 49.
  • En outre, elle gère les services (services interface) qui permettent l'interface avec l'usager. Cette base de données contient aussi toutes les commandes et les actions entrées par l'utilisateur.
  • Le système de communication via les aires 32 et 33 ("Recueil de données" 36 en Figure 3) se base sur un protocole évolué et asynchrone, c'est à dire qui garantit l'intégrité de donnée et qui fonctionne aussi en cas de discontinuité de communication via les niveaux 32 et 33.
  • Plus particulièrement, l'aire 100 de la Figure 4 comprend les composants suivants:
    • CrioDBinterface 41 est un service par internet ou de réseau (service web) utilisé par les servces CrioFieldManager47 et CrioLocalExchanger48 pour accéder à la base de données 40 principale;
    • CrioSMTPGateway 45 est un algorythme qui extrait de la base de données 40 principale, les alarmes à envoyer via e-mail et les envoie vers un serveur SMTP;
    • CrioPhoneCell 46 est un algorythme qui extrait de la base de données 40 principale, les alarmes à envoyer via SMS ou la voix et les envoie vers le système d'envoi de SMS ou un système de messagerie vocale;
    Niveau n. 4: INTERFACE USAGER
  • Cette aire 34 logique résume toutes les stratégies de communication avec l'usager. L'interface principale avec l'usager est basée sur le web et peut fonctionner au travers n'importe quel ordinateur ou PC doté d'un browser internet standard. La politique d'accès aux interfaces usagers est basée sur des profils usagers: un usager s'authentifie seulement une fois et accède seulement aux fonctionnalités pour lesquelles il est autorisé.
  • Chaque action, activation ou modification effectuée par l'usager est tracée dans le système. Les fonctionnalités de l'interface principale sont expliquées à l'utilisateur par le biais de trois aires applicatives du superviseur 100 :
    • Panneau de contrôle 42 : application de réseau accessible par Internet ou Intranet qui permet aux opérateurs d'avoir sous contrôle l'état des dispositifs de champ, exécuter des actions et visualiser les alarmes actives.
    • Gestion des échantillons 43 : application de réseau accessible par Internet ou Intranet qui permet aux opérateurs de visualiser l'archivage et les mouvements des échantillons cryoconservés.
    • Administration 44 : application de réseau accessible par Internet ou Intranet qui permet aux administrateurs de visualiser les dispositifs monitorés, leur typologie, les paramètres...
  • Font aussi partie de cette aire 34, les interfaces prédisposées pour les dispositifs portables (PDA ou similaires) pour l'entrée et la visualisation des données utilisateur des canaux sans fil.
    • ARCHITECTURE LOGIQUE DE L'INSTALLATION
  • L'architecture logique de l'invention décrite ci-dessus peut se décliner, de différentes manières, dans les dispositifs installés dans l'installation de cryoconservation. La configuration physique de l'installation est déterminée en fait non seulement par les dispositifs présents dans l'installation mais aussi par les exigences de redondance et de niveau de service nécessaires aux objectifs préfixés dans l'installation elle-même.
  • Concernant le niveau 31, il est normalement implémenté au travers des dispositifs suivants :
    • Stations d'acquisition et de controle des signaux A/D (analogiques/digitales): basées sur des coupleurs PLC, permettent l'acquisition et le contrôle des signaux A/D de champ. Ceux-ci peuvent intégrer aussi des signalisations accoustiques et lumineuses, et implémenter des fonctionnalités autonomes;
    • Stations de couplage Série/Ethernet: basées sur des couplages de protocoles de niveau bas, permet la traduction des protocoles basés sur le réseau série sur le réseau Ethernet.
    • Lecteur de cartes électroniques ou de badges de proximité, pour autoriser l'accès à la salle aux seuls autorisées. Pour renforcer la sécurité à l'entrée, il est possible de requérir de l'usager de composer un code et/ou d'effectuer une reconnaissance biométrique de son pouce.
    • Télécaméra, avec révélateur de présence, qui réalisent l'acquisition des images de chaque actions opérées sur les dispositifs présents dans la salle. La logique de fonctionnement de ces deux dispositifs est gérée par le superviseur central, connecté à ceux-ci par réseau Ethernet.
  • Dans la configuration typique d'une installation de cryoconservation, dont les principaux composants ont été décrits ci-avant, le niveau 1 est structuré de la façon suivante :
    • pour chaque branche ou ligne de connexion 24 de la ligne d'alimentation d'azote 2 sont prévues deux stations de controle et des signaux A/D pour la gestion du refroidissement de la ligne de connexion 24, et deux stations de couplage série Ethernet pour la traduction des signaux ;
    • pour chaque local A est prévue au moins une station de contrôle des signaux A/D pour le contrôle de l'atmopshère de la salle, au moins un lecteur de badge 10 et au moins une Webcam 114 reliée au réseau 16;
    • pour chaque réservoir d'azote 3 est prévue une station de contrôle des signaux A/D pour déterminer le niveau et la pression du réservoir lui-même;
    • les niveaux ou aires 32, 33, 34 peuvent être implémentés sur un ou plussieurs dispositifs physiques pourvu qu'ils aient la fonctionnalité d'un ordinateur (PC).
  • La configuration typique est illustrée en Figure 3:
    • le niveau 32 est de préférence installé sur deux PC industriels ou plus, conçus pour résister à la poussière et à l'eau, disposés au voisinage de l'installation;
    • le niveau 33 est de préférence installé sur deux serveurs ou plus, munis d'au moins de doublages en alimentation et de dispositifs d'archivage de masse. Il peut être disposé aussi dans un site à distance de l'installation 1, connecté au système via une infrastructure quelconque de réseau type internet;
    • le niveau 34 est obtenu au traverse des PC fixes ou des PC portables disposés à l'entrée de l'installation de cryoconservation;
    • le réseau de données 16 reliant les différents dispositifs est de type Ethernet ou menant à Ethernet via des coupleurs adaptés 113;
    • les interconnexion de réseau sont structurées de manière telle que chaque dispositif peut être joint au travers d'au moins deux parcours de réseau distincts et indépendents (cf. Ethernet 1 et 2 sur Figure 2);
    • en général, la configuration peut être entièrement doublée/redondante, en tout ou en partie, selon les exigences du client pour garantir la disponibilité de l'application en accord avec les objectifs de l'installation de cryoconservation.
  • On va maintenant décrire le fonctionnement du système selon l'invention dans le contexte d'une installation de cryoconservation typique, schématisée sur les Figures 1 et 2 de manière à expliquer comment les interfaces logiques et physiques peuvent être implantées.
  • Sur les Figures 1 et 2, on voit une partie d'une installation comprenant en particulier, les récipients ou cuves 3 et les congélateurs mécaniques 4 dans lesquels sont disposés les matériels biologiques à conserver. Comme susmentionné, les récipients reçoivent de l'azote liquide d'un réservoir 1 au travers d'une ligne d'alimentation 2. Chacun desdits récipients 3, réservoir 1 et ligne 2 est contrôlé par le centre de contrôle 11 de sorte de maintenir, pour tout le matériel biologique, des conditions optimales pour sa conservation dans le temps (même prolongée).
  • Plus particulièrement, chaque récipient ou cuve 3 est doté de capteurs dédiés (non montrés) aptes à relever le niveau d'azote à l'intérieur, la température, l'état du couvercle et de l'électrovanne d'alimentation du récipient.
  • Chaque récipient 3, en outre, est doté d'un dispositif de contrôle qui est connecté auxdits capteurs qui recueille les données dudit récipient et les met à disposition sur une interface de réseau qui est typiquement, mais non nécessairement, sériale asyncrone, laquelle peut être reliée en cascade à plusieurs récipients, en formant ainsi une chaîne. A l'extrémité de cette chaîne sont connectés deux coupleurs, le premier étant l'unité principale qui, pendant que le second (de backup) intervient en cas de dommage de l'unité principale, garantit la continuité d'acquisition des données qui proviennent des dispositifs.
  • Afin de permettre le remplissage du récipient avec de l'azote en phase liquide, le coupleur principal gère aussi le refroidissement de la ligne 2 d'azote, étant connecté à une électrovanne 23 et à un capteur de température (non montré) agencé sur ladite ligne. Quand un récipient 3 a besoin d'un remplissage en fluide cryogénique, l'électrovanne 23, agencée à l'extrémité de la ligne d'alimentation, s'ouvre en laissant s'échapper du fluide en phase gazeuse vers l'atmosphère extérieure. Quand la température relevée par le capteur descend sous une valeur compatible avec la présence de fluide cryogénique en phase liquide, l'électrovanne 23 est fermée. Afin d'optimiser la consommation de fluide cryogénique, le système commande le remplissage de tous les dispositifs (3-4) présents sur la ligne 2.
  • Dans le local A, une station d'acquisition et de controle de signaux A/D (analogiques/digitaux) 13 est connectée à des capteurs 6 d'oxygène, de pression, de température et d'humidité 6. Elle permet en outre de contrôler des dispositifs d'avertissement sonore et lumineux 5, de contrôler des dispositifs classiques de ventilation du local 7 et de commander l'électrovanne principale 8. En particulier, le pourcentage volumique d'oxygène ambient doit être monitoré en continu. Le système permet l'imposition de deux seuils d'alarme; typiquement on impose un seuil d'alarme non critique (% < 19%) et une alarme critique (% < 17%).
  • Si la teneur en oxygène atteint le seuil de 19%, la station d'acquisition et de contrôle de signaux A/D 13 active le dispositif de ventilation 7 pour obtenir un remplacement maximum d'air; et une alarme locale, lumineuse ou/et sonore 5 est activée et avertit le personnel. La condition d'alarme disparaît lors du retour de la teneur à un niveau normal (supérieur à 19%).
  • Si la teneur en oxygène descend sous les 17%, la ventilation à haute vitesse est confirmée et l'électrovanne principale d'alimentation d'azote liquide 8 est fermée; et une alarme locale, lumineuse et sonore 5 est activée pour avertir le personnel.
  • Le système enregistre en continu tous les paramètres ambients: chaque donnée recueillie est envoyée au centre de contrôle 11 et ensuite memorisée dans la base de données principale. Les coupleurs sont connectés à d'autres coupleurs, via des organes de connexion, et au moyen de ceux-ci sont reliés à une unité programmable pour le contrôle des données du local A lui-même relié au centre 11.
  • Le système contrôle en continu la pression et le niveau du réservoir d'alimentation 1 grâce à des moyens de relevé montés sur le réservoir. Les données sont envoyées au centre de contrôle 11 via une série de coupleurs appropriés.
  • Quand le niveau atteint un niveau d'attention, une alarme retentit pour informer les utilisateurs de la nécessité de remplissage. Cette alarme est normalement envoyée aussi à un dispositif cellulaire (non montré) des responsables du remplissage de fluide cryogénique du réservoir d'alimentation 1.
  • Le système active des alarmes également en cas de valeurs critiques de niveau et de pression, qui sont des indices de dysfonctionnement potentiel du système de distribution de fluide cryogénique. Le système permet un contrôle continu du niveau d'azote et de la température des récipients cryogéniques et au moins de la température des récipients à technologie mécanique et l'activation adéquate de électrovannes de remplissage 23 de fluide cryogénique des réservoirs.
  • Le niveau d'azote liquide est relevé en continu par une sonde capacitive dédiée dans les récipients cryogéniques 3. Elle répond en mode actif à d'éventuels niveaux de remplissage en dehors de valeurs critiques, en activant le remplissage automatique du récipient.
  • Chaque donnée récoltée est envoyée au centre de contrôle 11 et ensuite mémorisée par la base de données principale du serveur 12. On prévoit des alarmes de niveau adaptées et de dysfonctionnement du système avec organisation de seuils critiques de niveau, qui auront la fonction de remplissage pour le système de remplissage automatique.
  • Par exemple, si on suppose que les niveaux de début et de fin de chargement sont de 60 et de 80%, les seuils établis peuvent être :
    • alarme de niveau minimum - non critique : % inférieur de 5% au niveau de début de chargement;
    • alarme de niveau super minimum - critique : % inférieur de 10% au niveau de début de chargement;
    • alarme de niveau maximum - critique : % supérieur de 5% au niveau de fin de chargement;
    • alarme de niveau super maximum - critique : % supérieur de 10% au niveau de fin de chargement.
  • Lorsque le niveau de début de chargement est atteint (par ex: 60%), débute le remplissage automatique par le biais d'une ouverture de l'électrovanne de remplissage du récipient 23. L'électrovanne reste à l'état ouvert jusqu'à atteindre le niveau final de chargement (par ex: 80%), et l'électrovanne se ferme lorsqu'il est atteint.
  • Dans le cas de réfrigérateurs mécaniques 4, l'alimentation en azote est utilisée seulement en cas de dysfonctionnement du système mécanique de refroidissement, et arrive via l'électrovanne d'alimentation 23.
  • Le contrôle de la température de l'azote permet l'enregistrement en continu des valeurs de température relevées par les sondes dédiées aux récipients cryogéniques 3 et aux congélateurs mécaniques 4 et le chargement de fluide cryogénique en cas de température sous le seuil d'alarme.
  • Deux seuils d'alarme sont fixés, par exemple : seuil non critique : T > -145°C et seuil critique: T>-135°C.
  • Chaque donnée recueillie est envoyée au centre de contrôle 11 et ensuite mémorisée dans la database principale 12. On prévoit des alarmes appropriés de température et de dysfonctionnement du système avec fixation des seuils critiques de température, qui auront la fonction de refroidissment pour le système de remplissage automatique.
  • En outre, le système prévoit de monitorer et temporiser l'état du couvercle (ouvert-fermé). Les données relatives à des changements d'état du couvercle sont enregistrées et mémorisées de manière à permettre la traçabilité des mouvements des échantillons qui y est contenu. Le système prévoit l'activation d'une alarme de couvercle ouvert.
  • Enfin, le système permet de contrôler directement l'état de l'électrovanne de remplissage des récipients, à savoir ouverte ou fermée.
  • Afin d'alimenter de manière opportune en azote liquide les récipients 3 et les congélateurs 4, on prévoit un contrôle approprié de l'électrovanne principale 8 agencée entre le réservoir 1 et les récipients de cryoconservation. Celle-ci est normalement fermée mais il existe néanmoins un bi-passe manuel utiliable en cas de chute de tension. Il peut y avoir davantage d'électrovannes principales en cascade, en fonction de la topologie de l'installation.
  • Le système, via des coupleurs de signal appropriés, gère l'ouverture/fermeture de l'électrovanne du réservoir dans les cas suivants :
    • fermeture: le pourcentage d'oxygène relevé par l'un quelconque des dispositifs de relevé descend sous une valeur préfixée, par exemple 17%;
    • fermeture: si est atteint le niveau d'alarme de niveau super-maximum;
    • fermeture: intervention manuelle en cas de perte.
  • Le système réouvre l'électrovanne 8 en cas de retour à la normale des paramètes susmentionnés ou en cas d'intervention manuelle.
  • Le système enregistre en continu l'état de l'électrovanne pricipale 8. Chaque donnée recueillie est envoyée au centre de contrôle 11 et ensuite mémorisée dans la database principale 12.
  • Grâce à l'invention, il est possible de superviser une installation de cryoconservation de façon optimale, même à distance, en contrôlant les paramètres propres à chaque récipients 3, 4 aptes à permettre une telle conservation, les paramètres ambients et aussi les accès à chaque récipient et à chaque local où est conservé le matériel biologique en phase de conservation.
  • Le système est relié à un réseau intranet/internet et est doté d'une architecture propre de protection de l'accès aux données (firewall). On peut accéder à celui-ci en utilisant un navigateur internet (browser internet).
  • Le système module automatiquement ses fonctionnalités selon les autorisations de l'usager connecté, indépendamment de la plate-forme utilisatrice, sans réquérir l'installation d'un software spécifique (et dans tous les cas d'un portail Web). Celui-ci est optionnellement ouvert à la communication avec les autres systèmes informatifs nationaux et transnationaux, via une interface dédiée.
  • Toutes les caractéristiques sont totalement exploitables par chaque PC relié en réseau au serveur principal 12.
  • Il est aussi possible de prévoir des emplacements de visualisation dans les salles de contrôle dotées d'un lecteur de carte (badge) pour accélérer les opérations d'authentification de l'usager. Pour les emplacements éloignés, l'authentification se fait de préférence via le nom d'usager et un mot de passe (password).
  • Le système permet donc notamment de:
    • visualiser les paramètres relatifs aux échantillons eux-mêmes, stockes dans l'installation ;
    • visualiser le synoptique topographique de la salle, qui résume les principaux paramètres relevés par les récipients, par les congélateurs mécaniques ou par les points de relevé ambient et par le système de ventilation;
    • visualiser les alarmes ;
    • visualiser les actions effectuées sur les échantillons : mis en place, prélevé, déplacé; et
    • visualiser des statistiques et des rapports multidimensionnels.
  • De plus, selon un mode de réalisation particulièrement préféré, on prévoit d'associer à chaque échantillon conservé un code propre d'identifcation, par exemple un code à barres ou tout autre marquage ou moyen d'identification apte à permettre une identification de l'échantillon considéré.
  • Un tel code se réfère par exemple à la position du matériel biologique dans le local A, en particulier un code qui tient compte du récipient, support, niveau, boîte, position rangée/colonne dans la boîte, visiotube, paillette...
  • Grâce à une telle codification, un opérateur, après s'être auto-identifié via la carte ou le badge et code (password) personnel, peut recevoir facilement des informations sur la position et sur la typologie du ou des échantillons demandés. Durant le prélèvement ou l'immersion de l'échantillon, l'usager devra co-valider via un lecteur de codes les conteneurs au fur et à mesure des prélèvements en recevant une confirmation du système et des informations visuelles sur comment procéder. Ceci permet de relever tout mouvement de chaque échantillon ou matériel biologique.
  • En outre, le système associe à l'échantillon toutes les données récueillies dans l'installation qui sont en relation avec l'échantillon lui même.
  • Dans ce mode, il est possible de retracer l'historique complet de la conservation de l'échantillon.
  • Autrement dit, dans ce mode de réalisation préféré de l'invention, grâce aux données recueillies par la méthode ou le système de l'invention, il est désormais possible de réaliser un suivi de l'historique de chaque échantillon en mémorisant tous les évènements ayant rythmé la vie de l'échantillon considéré, notamment il est désormais possible de savoir dans quelle cuve il a été conservé (identification de la cuve et de sa position dans ladite cuve, du local, de l'hopital..), combien de temps (date d'introduction et/ou de sortie de la cuve), dans quelles conditions (températures, niveaux d'azote, alarmes déclenchées ou non, ouverture de la cuve..), par qui il a été manipulé et quand (personne habilité avec accès par badge ou analogue,...) etc...
  • Toutes ces informations de l'historique de l'échantillon peuvent être stockées sur les échantillons eux-même et/ou mémorisées dans une base de données dans laquelle les différents échantillons sont identifiés, répertoriés, classés etc... en association avec toutes les informations concernant leur historique. Ainsi, en cas de besoin, toutes ces informations peuvent être restituées immédiatement et il est alors aisé de connaître tous les évènements de la vie d'un échantillon donné.
  • Autrement dit, de cette manère, un opérateur sélectionnant un échantillon donné peut disposer immédiatement d'informations importantes relatives à cet échantillon et à la vie de cet échantillon, c'est à dire à son historique.
  • La présente invention est particulièrement utile dans la cryoconservation de matériels biologiques d'origine humaine, animale ou végétale, tel que des échantillons de cellules, de sang, de sperme, ou de tout autre matériel biologique similaire.

Claims (21)

  1. Méthode de contrôle et de gestion d'une installation de cryoconservation comprenant au moins un récipient et/ou réfrigérateur (3,4), dans lequel sont disposés, dans une atmosphère réfrigérée, des échantillons à conserver, le récipient et/ou réfrigérateur (3,4) étant disposé dans au moins un local (A), caractérisée en ce que :
    a) on opère un contrôle, de préférence à distance, avec recueil d'une ou plusieurs données issues et/ou représentatives :
    - d'au moins un récipient et/ou réfrigérateur (3,4) contenant les échantillons de manière à vérifier l'état du fluide cryogénique qui y est présent ou de l'alimentation électrique dudit récipient et/ou réfrigérateur (3,4) et/ou l'état du moyen d'ouverture/fermeture dudit récipient et/ou réfrigérateur (3,4), ou la température régnant dans ledit récipient et/ou réfrigérateur (3,4),
    - d'une ligne d'alimentation (2) de fluide cryogénique reliant au moins un réservoir (1) à au moins un récipient et/ou réfrigérateur (3,4), d'au moins une vanne agencée sur ladite ligne d'alimentation (2), et/ou dudit réservoir (118) contenant le fluide cryogénique, et/ou
    - d'au moins une condition ambiante régnant dans le local (A), et/ou
    - des échantillons conservés,
    b) on génère une alarme et/ou une information d'anomalie d'incident lorsqu'au moins un desdits contrôles de l'étape a) détermine une anomalie ou une différence par rapport à un état préfixé.
  2. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que la ou les données recueillies sont envoyées à un organe (11) de l'installation de gestion permettant de déterminer l'état de fonctionnement de l'installation et intervenir, de préférence à distance, en cas de dysfonctionnement.
  3. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins une partie des données recueillies à l'étape a) sont associées aux échantillons et mémorisées de manière associée aux échantillons.
  4. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'on opère un relevé, de préférence en continu, de l'état d'ouverture ou de fermeture d'au moins une vanne, en particulier une électrovanne, ou d'un moyen d'ouverture/fermeture du récipient et/ou du réfrigérateur (3, 4), en particulier du couvercle ou de la porte de chaque récipient ou réfrigérateur (3, 4).
  5. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que les conditions ambiantes régnant dans le local (A) qui sont contrôlées à l'étape a) sont choisies parmi le pourcentage d'oxygène dans l'air du local, la température dans le local, la pression dans le local et l'humidité du local (A), de préférence ledit contrôle est opéré de manière à détecter une fuite de fluide cryogénique d'une des récipients (3, 4).
  6. Méthode selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'il est prévu l'activation d'une alarme lorsqu'au moins l'une des données contrôlées sort d'un intervalle de valeurs préfixées, de préférence ladite alarme est activée à distance par l'organe (11) de gestion à distance de l'installation (1).
  7. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'on opère, en outre, un contrôle de l'accès du local (A) où est disposé le récipient (3, 4) au moyen d'un témoin d'accès (60) présent dans ledit local (A) ou dans ses environs, et/ou un contrôle de l'accès aux échantillons.
  8. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'on associe à chaque échantillon ou produit biologique en phase de cryoconservation un code ou un marquage apte à permettre sa traçabilité, notamment en cas de déplacement dudit échantillon.
  9. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que les échanges de données et/ou la communication entre le ou les capteurs de mesure et l'organe de gestion à distance (11) de l'installation (1) sont réalisés au moyen d'un réseau internet, ethernet ou intranet.
  10. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que les données relatives auxdits contrôles sont mémorisées par l'organe de gestion (11) de manière à permettre, pour chaque échantilon, un rappel de l'historique du matériel biologique conservé et/ou des conditions de sa conservation et/des informations relatives à sa manipulation.
  11. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe de gestion à distance (11) est apte à intervenir de manière autonome sur l'installation (1) afin de modifier au moins l'un desdits paramétres ou données contrôlées lorsqu'on détecte une discordance ou une différence entre les données relevées dudit paramètre et celles préfixées.
  12. Système de contrôle d'une installation de cryoconservation (1) comprenant au moins un récipient et/ou réfrigérateur (3, 4) dans lequel sont disposés, dans une atmosphère réfrigérée, des échantillons à conserver, les récipients étant disposés dans au moins un local (A) à accès limité et contrôlé, caractérisé en ce qu'il comprend :
    - des moyens de contrôle (20) de chaque récipient et/ou réfrigérateur (3, 4) contenant lesdits échantillons afin de vérifier l'état du fluide cryogénique, de la température dans ledit récipient et/ou réfrigérateur (3, 4), de la ligne d'alimentation (2) en ledit fluide cryogénique reliant un réservoir (1) de fluide cryogénique audit récipient et/u réfrigérateur (3, 4) , et dudit réservoir (118) de fluide cryogénique, et/ou
    - des moyens de contrôle d'au moins une condition ambiante régnant dans le local (A),
    - des moyens de contrôle des échantillons conservés, et
    - un organe (11 ) de gestion, et
    - des moyens de transmission de données (16) aptes à envoyer les données relatives auxdits contrôles à l'organe (11) de gestion à distance de l'installation de manière à déterminer l'état de fonctionnement de l'installation de cryoconservation et à intervenir en cas de dysfonctionnement ou lorsque les données relevées sont différentes de données correspondantes préfixées.
  13. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens de contrôle de chaque récipient (3,4) comprennent des capteurs de niveau aptes à relever le niveau de fluide cryogénique dans le récipient, des capteurs de température aptes à relever sa température et des capteurs d'ouverture/fermeture aptes à déterminer l'ouverture d'un récipient.
  14. Système selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce qu'à chaque récipient est associé un dispositif d'identification et de contrôle (20) connecté à au moins un desdits capteurs et à au moins une unité de contrôle reliée à distance à l'organe de gestion à distance (11 ) de l'installation (1 ).
  15. Système selon la revendication 14, caractérisé en ce que sont prévues deux unités de contrôle redondantes, connectées à une ligne de transfert de données à laquelle est relié, en outre, le dispositif d'identification et de contrôle (20).
  16. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce que sont prévus dans le local (A), des moyens (6) de mesure des conditions ambiantes, en particulier de l'air ambiant, de préférence on prévoit en outre des moyens de ventillation (7) dudit local activables en fonction du relèvement de telles conditions.
  17. Système selon l'une des revendications 12 ou 16, caractérisé en ce que les moyens de mesure (6) sont choisis parmi un capteur de pression de l'air, un capteur de température et/ou d'humidité, et un capteur de teneur en oxygène dans l'air du local (A) où sont disposés les récipients (3,4) de cryoconservation.
  18. Système selon l'une des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que les moyens de mesure (6) sont connectés à l'organe (11 ) de gestion à distance de l'installation.
  19. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'organe (11) de gestion à distance de l'installation est connecté à au moins un serveur (12) apte à recueillir les données relevées dans les récipients (3, 4) et/ou dans le local (A) où ils sont disposés.
  20. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'organe (11) de gestion à distance est connecté au serveur grâce à une connexion de réseau, en particulier type Ethernet (16).
  21. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'organe de gestion à distance peut être un ordinateur doté d'un navigateur internet.
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