ES2216260T3 - Maquina universal para analisis clinicos. - Google Patents
Maquina universal para analisis clinicos.Info
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Abstract
EL APARATO COMPRENDE UNA PLACA BASE QUE TIENE TRES NIVELES PRINCIPALES, UN PRIMER NIVEL QUE SOSTIENE UN TERMINAL DE REACTIVOS Y MUESTRAS, CON MEDIOS PARA HACER VIBRAR CICLICAMENTE CADA VIAL INDIVIDUAL, ASI COMO MEDIOS PARA RECONOCER MARCAS GRAFICAS EXTERIORES EN LOS VIALES Y FRASCOS Y LAS CARACTERISTICAS INTERNAS DE LOS MISMOS, COMO POR EJEMPLO EL NIVEL DE CONTENIDO Y, ADEMAS, EN EL SEGUNDO NIVEL DE LA PLACA BASE, SE ENCUENTRA INCORPORADO UN BLOQUE TERMOSTATICO DOTADO DE UNA SERIE DE RANURAS QUE RECIBEN DE FORMA INDISCRIMINADA TIRAS DESECHABLES DE PEQUEÑOS RECIPIENTES ANALITICOS Y TARJETAS ANALITICAS, ASI COMO UN LECTOR DE AGLUTINACION, MIENTRAS QUE, EN SU TERCER NIVEL, LA PLACA BASE DEL APARATO LLEVA UNA CENTRIFUGA CAPAZ DE RECIBIR DE FORMA INDISCRIMINADA LAS TIRAS Y TARJETAS DE UN CABEZAL DE RECOGIDA QUE SOSTIENE LA UNICA PINZA PARA RECOGIDA, TRANSPORTE Y COLOCACION EN POSICION DE LAS TIRAS Y DE LAS TARJETAS.
Description
Máquina universal para análisis clínicos.
La presente invención se refiere a una máquina
universal para análisis clínicos mediante la cual es posible
realizar análisis clínicos de muestras de modo completamente
automatizado, aportando características de novedad y de actividad
inventiva sobre los aparatos de análisis actualmente conocidos.
Se conocen tiras para pruebas de un solo uso que
comprenden pequeños contenedores de análisis, y se pueden apreciar,
por ejemplo, en la figura 1 de la Patente U.S.A. 4956150
(HENRY).
Se conocen tarjetas y aparatos con unidades
múltiples para su manejo, por ejemplo, en la Patente EP 628824
(ORTHO DIAGNOSTIC SYSTEMS INC.).
Se conocen un aparato clínico con diferentes
niveles y utilizando diferentes tipos de contenedores de pocillos
analíticos múltiples de la Patente europea EP 449321 (FUJIREBIO
KK).
Es objetivo de la presente invención dar a
conocer un aparato universal para análisis en el que de modo
integrado y muy simplificado es posible realizar de forma automática
todas las fases de recepción de muestras, preparación de las mismas,
incluyendo centrifugación, cultivo y evaluación de los resultados de
análisis, con una disposición de elementos muy simplificada y
dimensiones exteriores reducidas, permitiendo además la utilización
doble de la máquina tanto para tarjetas portadoras de reactivos para
análisis como tiras de cavidades o pocillos destinadas a recibir las
propias muestras y los reactivos.
Otro objetivo de la presente invención consiste
en disponer una doble estación portadora de reactivos y de muestras,
dotada de un sistema de soporte y agitación individual de cada uno
de los viales de reactivos, así como soporte de las botellas de
diluyentes, combinándose con una estación lectora de las
inscripciones por código de barras u otras, dispuesta en una zona
periférica abierta en una alineación circundante de tubos para
muestras dispuesta en la parte externa de la estación.
Asimismo, es un objetivo de la presente invención
dar a conocer una máquina de análisis universal en la que existe un
cabezal único portador de una pinza de sujeción utilizable tanto
para tubos de cubetas de reacción como para tarjetas y que además es
portador del sistema de pipeteado mediante una aguja de perforación
directa y manipulación de los líquidos, en especial reactivos.
Otro objetivo de la presente invención consiste
en dar a conocer una máquina de análisis universal para el análisis
de muestras, que posee un cabezal lector universal de
aglutinaciones, tanto para tarjetas como para tiras de pocillos o
cavidades receptoras de las muestras, dotado además de un sistema
agitador orbital incorporado.
Otro objetivo de la máquina objeto de la presente
invención consiste en proporcionar bloques o zonas de soporte
indistinto de las tiras de cavidades y/o de las tarjetas en
disposición adyacente, para el cultivo a la temperatura de control y
para la zona de reposo y espera, poseyendo un sistema específico de
retención de las tarjetas para evitar su extracción por la aguja de
pipeteado en su retroceso después de la operación de taladrado de la
tapa de la tarjeta.
Para conseguir sus objetivos, la máquina objeto
de la presente invención presenta, sobre una mesa escalonada, una
zona lateral totalmente ocupada por la unidad portadora de los
viales para reactivos y la alineación de tubos para muestras, así
como la unidad lectora incorporada en una abertura de la alineación
de los tubos de muestras, quedando dispuestas en la parte más alta
de la mesa escalonada las zonas de recepción de las tiras de cubetas
o tarjetas destinadas a permitir la separación de las diferentes
zonas contiguas entre sí de reposo, cultivo y evaluación de los
resultados, presentando la máquina en el extremo opuesto al conjunto
portador de los viales de reactivos y la alineación de tubos de
muestras, un cabezal único dotado de una pinza universal destinada a
la sujeción tanto de tiras de cavidades de muestras como de tarjetas
para reactivos, cuyo cabezal es asimismo portador de la aguja de
pipeteado y sus órganos motrices, existiendo un sistema de guías
para el desplazamiento sobre los ejes X-Y de la mesa
de la máquina y sobre el eje Z en el propio cabezal, para permitir
los desplazamientos tanto del cabezal sobre la mesa de la máquina
como de la pinza de recogida y la aguja de pipeteado en ascenso y
descenso.
La centrifugadora queda incorporada en el lado de
la máquina opuesto al conjunto portador de los viales de reactivos y
tubos de muestras a un nivel algo más bajo que los soportes de
tubos, siendo accesibles solamente a través de una ventana fija de
la tapa destinada a recibir la pinza que recoge o deposita los
conjuntos de cubetas de muestra o las placas de análisis.
Para su mejor comprensión, se adjuntan unos
dibujos representativos de una máquina universal de análisis
realizada de acuerdo con la presente invención, a título de ejemplo
representativo pero no limitativo.
La figura 1 muestra una vista en perspectiva
simplificada de una máquina realizada de acuerdo con la presente
invención.
La figura 2 muestra una vista en planta de la
propia máquina de la figura 1.
La figura 3 muestra una vista en perspectiva de
una zona de la máquina correspondiente a la posición de la pinza de
recogida y centrifugadora.
Las figuras 4 y 5 son sendas vistas en
perspectiva simplificada del cabezal de recogida y un detalle de la
pinza, respectivamente.
La figura 6 muestra a mayor escala un detalle de
la pinza para la manipulación de tiras y tarjetas de reactivos.
Las figuras 7 y 8 son sendos detalles en sección
de una zona de depósito y retención de alineaciones de cubetas y
placas de análisis.
La figura 9 muestra una sección simplificada de
la unidad portadora de viales y botellas de reactivos.
La figura 10 muestra una sección similar a la de
la figura 9 observándose la disposición de botellas de
reactivos.
La figura 11 es una sección simplificada del
cabezal lector para análisis, apropiado tanto para tiras de
cavidades portadoras de muestras como tarjetas de análisis.
La figura 12 muestra una vista en perspectiva de
la unidad de la figura 11.
La figura 13 muestra una vista en planta
representativa de la posición relativa de la cámara destinada a
fotografiar las tiras de cavidades o las tarjetas de análisis para
la evaluación del resultado del análisis.
La figura 14 muestra una vista en perspectiva del
conjunto de soporte de agitación orbital.
Tal como se aprecia en la figura 1, la máquina de
análisis objeto de la presente invención comprende una mesa con
diferentes niveles, para mejorar las características de manipulación
automática de la máquina, y reducir las dimensiones, comprendiendo
una zona central (1) y dos zonas periféricas (2) y (3) a niveles
inferiores, quedando destinada la primera a soportar el bloque
termostático (4) dotado de múltiples ranuras de alojamiento (5)
destinadas a recibir indistintamente una tira de cubetas de
reactivos de tipo desechable (6) o bien una tarjeta de análisis, tal
como se ha indicado esquemáticamente con el numeral (7). En la
propia zona central (1) queda dispuesto el lector universal de
aglutinaciones (8) así como una zona o bloque (9) de reposo para
depositar casos dudosos. En el tercer nivel (3) queda fijada la
centrifugadora (10) cuya tapa superior (48) determina otro nivel
sobre el que se desplaza el cabezal (11) portador de la pinza (12)
de sujeción y transporte de las placas y de las tiras desechables,
así como un sistema de pipeteado dotado de aguja de taladrado (13).
Dicho cabezal (11) se desplaza sobre ejes coordenados de la bancada
de la máquina y presenta en sí mismo guías para un segundo par de
ejes coordenados para el desplazamiento opcional tanto de la pinza
(12) como de la aguja de pipeteado (13) con su unidad de control
(14).
Sobre el nivel (2), la máquina dispone de la
estación de reactivos (15) y de un carrusel (16) para muestras.
La alimentación de líquidos, tales como
diluyentes y otros, se hace a través de unas botellas (17), (18) y
(19), en número variable, dispuestas por debajo de la zona
intermedia (1) de la mesa.
Tal como se ha representado en las figuras, una
de las características esenciales de la máquina objeto de la
presente invención consiste en la manipulación indistinta de tiras
desechables de cavidades o bien de tarjetas para análisis. En las
figuras 4 y 5 se puede observar el cabezal de transporte (11)
situado por encima del bloque (9) receptor de las tiras y tarjetas,
de forma que la pinza (12) queda dispuesta, a título de ejemplo, en
la parte inferior de su carrera de desplazamiento vertical, siendo
portadora de una tira desechable (20) de cavidades de análisis. En
la figura 5 se observa con mayor detalle la posición relativa de la
pinza con respecto a una de las cavidades (21) destinadas a recibir
las tiras separables y las tarjetas de análisis.
En la figura 6 se observa la propia pinza (12)
sujetando una placa de análisis (22).
Para conseguir la dualidad indicada, se
comprenderá que tanto la pinza como las cavidades receptoras de los
diferentes bloques de la máquina deberán estar adaptadas para poder
recibir indistintamente cualquiera de los dos elementos mencionados,
es decir, una tira desechable de cubetas de análisis o bien una
tarjeta.
Tal como se observa en las figuras 7 y 8, el
bloque (4) es portador de las diferentes ranuras (5) susceptibles de
recibir indistintamente tiras de tipo desechable (23) o tarjetas
(24). En el caso de las tarjetas (24), a efectos de evitar la
extracción de la tarjeta por la aguja de pipeteado en su movimiento
de retroceso, la máquina prevé un bloque inferior (25) dotado de
múltiples ranuras (26) cuya sección transversal adopta forma de V
muy cerrada, para la retención del borde inferior (27) de cada una
de las tarjetas (24). De esta forma se consigue un ligero
acuñamiento de la tarjeta dentro de la ranura correspondiente,
evitando la extracción no deseada de la misma.
La estación (15) de reactivos y muestras se ha
mostrado de manera más detallada en las figuras 9 y 10, observándose
su constitución mediante un plato central giratorio sobre su eje de
simetría mediante un conjunto motriz inferior (28), estando dotado
de múltiples aberturas periféricas (29) en disposición inclinada
hacia afuera, de manera que los ejes de dichas aberturas o
alojamientos forman un ángulo agudo con el eje geométrico de giro
del plato (15). Simultáneamente, la parte exterior (30) de dichos
alojamientos (29) queda libre, es decir, abierta y dejando expuesta
una parte del fondo (31) de los recipientes de reactivos (32). Esta
disposición permite el accionamiento en giro periódico de cada uno
de dichos recipientes (32) mediante la disposición de un disco
giratorio (33) por debajo del plato de la unidad de reactivos,
siendo accionado en giro por el motorreductor (34) y estableciendo
contacto por su periferia en un punto próximo al borde de la base o
fondo (31) del envase (32), tal como se ha mostrado en la figura 9.
De este modo, cada vez que el plato portador de los reactivos pasa
en su giro por la posición correspondiente al disco (33), el
recipiente o vial correspondiente es objeto de una impulsión de giro
sobre la cavidad (29), lo que permite una eficaz agitación de los
reactivos.
La agitación de los viales o recipientes de
reactivos tendrá lugar a velocidad variable, puesto que el conjunto
motriz (34) quedará constituido por un motor con reductor de
velocidad.
Mediante esta disposición se conseguirá la
orientación automática de los viales de reactivos para realizar la
lectura mediante CCD del código de barras del nivel de reactivo,
tamaño del vial y calidad del agitado, todo ello mediante la cámara
CCD (35) acoplada al nivel (2) de la máquina. Además, permite
también la orientación automática de las botellas de diluyente (36)
para realizar mediante el CCD la lectura del código de barras, del
nivel de diluyente, del tamaño de la botella y otros datos,
observándose ello con mayor detalle en la figura 10.
La lectura de viales y diluyentes se realiza en
un punto común mediante el mismo CCD (35), el cual tiene visión de
los reactivos a través de una ventana del carrusel de muestras (16),
portador de los diferentes tubos de muestras (37), tal como se
observa en la figura 1. Para el mejor trabajo de la lectura del CCD,
se ha incorporado un doble sistema de iluminación a efectos de
efectuar la lectura del código de barras con ayuda de un sistema de
iluminación frontal a efectos de determinar la calidad del agitado y
el tamaño del vial/botella y asimismo la determinación del nivel de
líquido restante en cada vial/botella mediante un sistema de
iluminación posterior.
Tal como se ha indicado anteriormente, el cabezal
desplazable (11) está destinado tanto a situar el sistema de
pipeteado en las zonas oportunas de la mesa como al transporte de
las tarjetas o tiras al lugar oportuno. De este modo, la aguja
dispensadora (13) puede desplazarse para tener acceso a carruseles,
estación de diluciones y bloques. La pinza (12) tendrá acceso a los
bloques, conjunto agitador, lector y centrifugadora.
El lector universal de aglutinaciones
representado en las figuras 11, 12 y 13 está destinado
indistintamente a tarjetas y tiras, tal como se han representado
respectivamente con los numerales (38) y (39) en la figura 11 y se
basa en un CCD único (47) y dos sistemas de lectura distintos con un
sistema de iluminación independiente. La iluminación de los pocillos
es realizada desde la parte posterior mediante un sistema de leds y
difusor (40). Un segundo sistema de iluminación frontal (42) permite
la lectura del código de barras.
La lectura de una tira desechable (43) se realiza
después de depositar la tira en una base apropiada efectuando la
lectura desde el fondo a través de un espejo (44) dotado de la
inclinación apropiada. El sistema de iluminación (45) que es móvil
en el sentido mostrado por la flecha (46) es colocado en la parte
superior de la tira mediante el sistema de transporte.
La agitación de las tiras se realiza de manera
orbital idéntica en todos los puntos de la superficie, basándose en
un soporte acoplado a una excéntrica que gira solidaria con el eje
del motor. Dicho soporte está sujeto además de forma elástica desde
los extremos del mismo a la base.
La unidad de agitación orbital se ha representado
en la figura 14, observándose la mesa portadora (49) dotada de
cuatro patas de soporte (50), (51), (52) y (53) que incorporan
bloques elásticos tipo "silenbloc" de manera que se puede
producir una oscilación orbital en la mesa (49) por acción del giro
del motor (54) montado en la parte inferior de la propia mesa y que
lleva acoplada una masa excéntrica de tipo radial (55).
Como se comprende, mediante el conjunto de medios
indicado anteriormente se podrá procesar en un mismo equipo tarjetas
de gel y tiras de tipo desechable puesto que todos los componentes
necesarios pueden recibir y manipular unas u otras. Asimismo se
podrá realizar la identificación positiva de los reactivos,
diluyentes y muestras y se podrá realizar el seguimiento del nivel
de reactivos y diluyentes así como el seguimiento del nivel de
soluciones de lavado y de desecho no intrusivo basado en células de
carga. Igualmente permitirá efectuar la identificación positiva de
las tarjetas y tiras y realizar un control de calidad de los
soportes verificando el nivel de gel, etc. Por otra parte permitirá
pipetear las muestras y reactivos de forma racional en los bloques
calefactores incluyendo además un sistema detector de nivel de tipo
inteligente, detectores de coágulo, bomba digital, etc.
Igualmente, la estructuración de la mesa de la
máquina en varios niveles y la disposición precisa de las unidades
integrantes de la misma están encaminados a facilitar las diferentes
manipulaciones y, en especial, a reducir al máximo los recorridos
del cabezal móvil y de la pinza de sujeción y transporte.
También permitirá la máquina objeto de la
presente invención realizar el transporte común tanto para tiras
como para tarjetas e implementar la lectura basada en un CCD único
para los dos soportes de tiras y tarjetas.
Claims (8)
1. Máquina universal para análisis clínicos, del
tipo que comprende varias unidades para la preparación, manipulación
y análisis de muestras clínicas, caracterizada por disponer
en una mesa con tres niveles principales, un primer nivel portador
de una estación para contenedores (37) de muestras, viales (32) de
reactivos, y botellas (36) de diluyentes, con medios para la
agitación individual cíclica de cada uno de los viales (32) y las
botellas (36), así como medios para el reconocimiento de las
indicaciones gráficas externas de dichos viales (32) y botellas (36)
y de las características internas de las mismas, tales como nivel de
contenido, quedando incorporado en un segundo nivel de la mesa un
bloque termostático (4) dotado de múltiples ranuras (5) receptoras
indistintamente de tiras desechables (6,20) que comprenden
contenedores de análisis de pequeñas dimensiones y tarjetas de
análisis (22,24), junto con un lector universal (8) de
aglutinaciones y agitador orbital adaptado para tarjetas y tiras, y
presentando la mesa de la máquina en el tercer nivel una
centrifugadora (10) susceptible de recibir indistintamente tiras y
tarjetas desde un cabezal (11) portador de la pinza única (12) para
recogida, transporte y colocación de tiras y tarjetas, cuyo cabezal
(11) está dotado asimismo de una pinza (12) y un sistema de
pipeteado (13,14) mediante aguja (13) incorporada al cabezal (11),
siendo susceptible dicho cabezal de desplazarse sobre dos ejes
coordenados sobre la mesa de la máquina, poseyendo además dicho
cabezal capacidad de desplazamiento según un tercer eje para
desplazar el sistema de pipeteado (13,14) y la pinza (12),
incorporadas ambas al propio cabezal (11).
2. Máquina universal para análisis clínicos,
según la reivindicación 1, caracterizada porque la estación
de reactivos (15) comprende un plato central giratorio alrededor de
su eje de simetría mediante un sistema motorreductor, siendo
portador dicho plato en su periferia de múltiples cavidades
cilíndricas (29) con los ejes ligeramente inclinados con respecto al
eje de giro del plato de manera que deja una parte externa de cada
cavidad libre para exponer al vial portador de reactivos ajustado en
el interior de la cavidad, comprendiendo los medios para llevar a
cabo la agitación cíclica un disco (33) accionado por un motor
reductor (34) cuya periferia adopta una disposición tangente a la
base (31) de los viales (32) de forma que cuando cada vial gira en
la posición que corresponde a dicho disco (33), el vial gira en su
posición inclinada de manera que su contenido es agitado para
conseguir la agitación de su contenido.
3. Máquina universal para análisis clínicos,
según la reivindicación 2, caracterizada porque el plato del
sistema de reactivos es portador de alojamientos para las botellas
(36) de diluyentes y otras sustancias en disposición concéntrica con
respecto a los alojamientos (29) de los viales, pero con los ejes
paralelos al eje de giro del plato.
4. Máquina universal para análisis clínicos,
según la reivindicación 3, caracterizada por la disposición
de un carrusel fijo (16) exterior al plato portador de los
reactivos, y siendo concéntrico dicho carrusel con respecto al plato
y estando diseñado para soportar los tubos de muestras (37), y
presentando dicho carrusel una abertura para la disposición de un
dispositivo CCD (35) de lectura única de los viales de reactivos y
de las botellas.
5. Máquina universal para análisis clínicos,
según la reivindicación 4, caracterizada por la disposición
de dos sistemas de iluminación a efectos de facilitar la lectura del
CCD (35), permitiendo la lectura del código de barras con la ayuda
de un sistema de iluminación frontal así como un sistema de
iluminación posterior para determinar el nivel de líquido que
permanece en cada vial, botella (32,36).
6. Máquina universal para análisis clínicos,
según la reivindicación 1, caracterizada porque el bloque
termostático (4) se prolonga en un segundo bloque sin termostatizar
(9) y por debajo de cada una de las ranuras (5) del primer bloque
queda dispuesta en un bloque separado (25) una ranura (26) en forma
de V estrecha, destinada a la retención del borde inferior (27) de
cada una de las tarjetas de análisis (24) para impedir su extracción
por el retroceso de la aguja pipeteadora.
7. Máquina universal para análisis clínicos,
según la reivindicación 1, caracterizada porque el lector
universal de aglutinaciones presenta una base adecuada para recibir
una tira desechable (23,43), efectuándose la lectura desde el fondo
o base a través de un espejo (44) con una inclinación apropiada y
con ayuda de un sistema de iluminación móvil (45).
8. Máquina universal para análisis clínicos,
según la reivindicación 1, caracterizada porque el agitador
orbital para tarjetas y tiras comprende una mesa (49) fijada
mediante varias patas (51,52,53,54) al armazón de la máquina, siendo
portadoras dichas patas de elementos elásticos que permiten la
agitación orbital del conjunto de la mesa por acción de un motor
(54) incorporado a la propia mesa base (49), que es portador de una
masa excéntrica (55).
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