ITMI20081469A1 - "banco di carico e scarico di contenitori di materiale biologico in un impianto di automazione" - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“Banco di carico e scarico di contenitori di materiale biologico in un impianto di automazioneâ€

La presente invenzione concerne un banco di carico e scarico di contenitori di materiale biologico in un impianto di trasporto automatizzato, tale da consentire la rintracciabilità dei campioni processati ed eventuali ricaricamenti di detti campioni neirimpianto.

Lo sviluppo della Medicina di Laboratorio osservato nell’ultimo ventennio, ha portato i laboratori di analisi a favorire l’utilizzo di macchinari volti all’automazione degli esami di laboratorio, ottenendo diversi vantaggi quali una velocizzazione degli esami e una maggiore sicurezza per gli operatori di laboratorio, che, dovendo semplicemente gestire i macchinari, sono sempre meno coinvolti nella manipolazione diretta dei materiali biologici, potenzialmente infetti, da analizzare.

Quando si parla di automazione si intende l’utilizzo di un insieme di dispositivi aventi la funzione di elaborare i materiali biologici, raggiungibili mediante un nastro trasportatore facente parte dell’impianto, gestendone il processamento e memorizzandone il ciclo di vita.

Una volta svolte le analisi richieste su un determinato campione biologico, può nascere la necessità di effettuare ulteriori analisi su di esso al fine di validame i referti o svolgere nuovi controlli.

E’ dunque importante poter assicurare la rintracciabilità di un campione all ’interno del laboratorio, e in caso di utilizzo di automazione, all’intemo dell’impianto automatico, sia che esso sia ancora in movimento sui nastri trasportatori, sia che esso sia stato posizionato in appositi impianti di scarico.

Se un campione di materiale biologico, ad analisi effettuate, deve essere conservato per un medio-lungo periodo, generalmente si fa uso di impianti refrigerati di conservazione, atti a consentire la rintracciabilità ed il recupero di materiali biologici quando richiesto, come descritto nella domanda di brevetto italiano MI2007A002386.

Quando invece un’ulteriore analisi del campione potrebbe essere richiesta in breve tempo o in caso di piccoli laboratori non facenti uso di impianti refrigerati di conservazione, possono essere utilizzati banchi di scarico di campioni di materiali biologici. Tali banchi prevedono però che l’operatore, in caso di richiesta di ulteriori analisi, rintracci manualmente il campione da ricaricare nellimpianto, operazione che annulla in parte i benefici ottenuti dall’utilizzo dell’automazione, sia in termini di tempo che di sicurezza, sia per l’operatore, che per la provetta contenente il campione di materiale biologico.

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di fornire i laboratori di analisi di un banco automatizzato di lavoro da cui, tramite un apposito dispositivo, caricare i contenitori di materiale biologico da analizzare negli impianti di trasporto automatico, ed in cui scaricare tali contenitori, ad analisi effettuate, su detto banco in posizioni note al fine di consentirne la rintracciabilità ed un successivo eventuale riprocessamento nell’impianto di automazione, tale da superare i problemi sopra esposti.

In accordo con l'invenzione, lo scopo à ̈ raggiunto con un banco automatizzato di carico/scarico provette mediante un dispositivo di movimentazione provette tra contenitori multilocazione di provette disposte secondo file parallele giacenti su detto banco e dispositivi di trasporto di singole provette mobili su un convogliatore automatico di provette, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi per la traslazione dei contenitori multilocazione verso una posizione di carico/scarico provette, ed una successione ordinata di pistoni selettivamente mobili tra una posizione ribassata di riposo ed una rialzata d’arresto del contenitore posizionati sul banco in modo da arrestare il contenitore in posizioni successive ovvero con le file del contenitore che occupano in successione detta posizione di carico/scarico del banco, un sensore del banco rilevando la presenza di provette in ogni singola fila del contenitore nella posizione di carico/scarico.

Tale banco di carico/scarico comprendente un’unità di controllo capace di memorizzare i codici identificativi delle provette e le relative posizioni quando scaricate nei contenitori multilocazione sul banco, rendendo così tali provette rintracciabili e ricaricabili nell’impianto di automazione quando richiesto.

Tale banco à ̈ stato progettato allo scopo di consentire alle provette processate in un impianto di automazione di avere, ad analisi effettuate, uno spazio di sosta, e poter automaticamente essere rintracciate in tale spazio per essere ricaricate nell’impianto, in modo tale da evitare il più possibile l’intervento umano.

Queste ed altre caratteristiche della presente invenzione saranno rese maggiormente evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di un suo esempio di realizzazione pratica illustrato a titolo non limitativo nei disegni allegati, in cui:

la figura 1 mostra ima vista in prospettiva del banco oggetto della presente invenzione con una porzione in scala ingrandita;

la figura 2 mostra una vista in prospettiva del contenitore di provette;

la figura 3 mostra una vista in prospettiva dal basso della configurazione di figura 3;

la figura 4 mostra una vista dall’alto del banco avendo rimosso il dispositivo di movimentazione provette ed i contenitori di provette dal banco;

la figura 5 mostra una vista in prospettiva dal basso del banco avendo rimosso i ripari e i sostegni.

In figura 1 Ã ̈ rappresentato un apparato di carico/scarico di provette 1 posizionate su un banco 2 in appositi contenitori multilocazione 3 e comprendente un dispositivo di movimentazione provette 4, avente il ruolo di movimentare dette provette 1 dai contenitori 3 ad appositi dispositivi di trasporto 5 per una singola provetta, e viceversa, compresi in un convogliatore 6 atto al trasporto automatico di provette 1 verso e da moduli di elaborazione, come descritto nella domanda di brevetto italiano MI2007A002254.

E’ prevista anche la presenza di un’unità di controllo 7 atta al coordinamento dei dispositivi coinvolti durante le operazioni di carico/scarico e alla memorizzazione di informazioni relative alle provette movimentate.

Il contenitore di provette 3, come rappresentato in figura 2, comprende una multitudine di locazioni 8 (in questo esempio sono 48 locazioni 8 organizzate in 4 file parallele 40 da 12 locazioni ciascuna), atte a sostenere stabilmente le provette in posizione perfettamente verticale, grazie alla presenza di una base superiore 9 ed una base inferiore 10 di sostegno.

Il contenitore 3 comprende, inoltre, un’impugnatura 11 atta ad assiemare l’afferraggio manuale; si prevede infatti che sia l’operatore, in fase di carico, ad inserire manualmente le provette nelle locazioni e a posizionare il contenitore 3, così riempito, sul banco 2 di carico/scarico.

Per identificare il contenitore 3 può essere presente una barra 12 atta ad accogliere un codice a barre leggibile tramite utilizzo di idonei dispositivi di lettura di codici a barre, quando presenti nell’apparato, ma in generale à ̈ preferibile l utilizzo di transponder 13 posizionati alla base dei contenitori 3, come rappresentato in figura 3, memorizzanti dati di riconoscimento propri dei contenitori, come ad esempio codici di identificazione univoca per ciascun contenitore.

Detti transponder 13 sono atti a comunicare con un dispositivo di identificazione e controllo di tipo RFID, come verrà descritto più avanti.

In figura 4 à ̈ rappresentato il banco 2, interfacciato con il convogliatore 6, privato dei contenitori 3 e del dispositivo di movimentazione 4. Detto banco 2 comprende una coppia di nastri 14 atti a scorrere nella direzione indicata dalla freccia in modo tale da generare il movimento, per trascinamento, dei contenitori 3 lungo la direzione indicata. Tali nastri 14 scorrono su una puleggia 25 posta in rotazione da un motore 26 il cui movimento à ̈ trasmesso da una cinghia 27 (figura 5).

In fase di carico, un operatore di laboratorio posiziona manualmente un contenitore 3, caricato con provette 1, nell’area di carico contenitore 15 (indicata in figura 4 da un’area tratteggiata).

La coppia di nastri 14 sposta il contenitore, per trascinamento, lungo la direzione di scorrimento, fino al raggiungimento di una prima posizione di arresto 16 (indicata in figura 4 da una seconda area tratteggiata).

In detta posizione di arresto 16 à ̈ presente un dispositivo di identificazione e controllo di tipo RFID, comprendente un’antenna 51, atta a ricevere dal transponder 13 presente alla base dei contenitori 3 la conferma di presenza contenitore 3 e un codice univoco di identificazione del contenitore stesso.

Il percorso del contenitore 3 viene arrestato nella posizione di arresto 16 da parte di una coppia di pistoni di arresto 17 (figure 1 e 4) comandata in modo pneumatico da elettrovalvole 28 e 29 (figura 5).

Tali coppie di pistoni di arresto 17 fuoriuscendo rispetto al piano del banco 2, impediscono il movimento del contenitore lungo la direzione di scorrimento dei nastri.

Memorizzato nell’unità di controllo 7 il codice identificativo univoco del contenitore 3, un blocco 18 (figura 4), fuoriuscendo dal profilo laterale del banco 2, si posiziona nel profilo 50 del contenitore 3 (figura 2), assicurandone la stabilità durante eventuali sollecitazioni in direzione verticale rispetto al banco 2. Il blocco 18 à ̈ comandato pneumaticamente da elettrovalvole 30 (figura 5).

La presenza di provette lungo la prima fila 40 del contenitore viene controllata da una barriera costituita da un emettitore 20 di raggio laser verso un ricevitore 21 (figura 1 e 4); in caso una o più provette siano presenti sulla prima fila, il raggio laser viene interrotto e tale informazione viene inviata all’unità di controllo 7.

Poiché rinformazione dell’interruzione del raggio laser indica la presenza di provette sulla fila, ma non la locazione, o le locazioni, impegnate, il dispositivo di movimentazione provette 4 viene comandato dall’unità di controllo 7 a controllare, locazione per locazione, la presenza di provette lungo la prima fila.

Quando il dispositivo di movimentazione provette 4 incontra una provetta, essa viene spostata dalla relativa locazione ad un dispositivo di trasporto 5 disponibile e libero in una posizione di carico/scarico 22 presente sul convogliatore 6.

Durante questo processo, a causa del movimento di sfilamento della provetta dalla locazione, il contenitore 3 può subire sollecitazioni in direzione verticale; tali possibili movimenti in direzione verticale sono impediti dal blocco 18 precedentemente descritto.

Controllata la prima fila, la coppia di pistoni di arresto 17 rientra a livello del banco 2 e una seconda coppia di pistoni 17 fuoriesce, consentendo al contenitore di traslare e venire nuovamente bloccato in una seconda posizione di arresto 16, tale per cui la seconda fila di locazioni sia allineata con il raggio dell’emettitore 20 e possa essere effettuato il controllo di presenza provetta su tale fila.

Questo processo viene ripetuto per le altre due file del contenitore avvalendosi della presenza di ulteriori coppie di pistoni 17 di arresto.

In contemporanea a questo procedimento di scarico contenitore, avviene un procedimento di carico contenitore: il dispositivo di movimentazione 4 infatti, per ogni posizione del contenitore liberata, può caricarvi una provetta 1 spostandola da un dispositivo di trasporto 5 presente nella posizione di carico/scarico 22 presente sul convogliatore 6.

Le informazioni relative alle provette prelevate dal convogliatore 6 e posizionate nel contenitore 3 e relative posizioni all’interno del contenitore stesso, vengono memorizzate dall’unità di controllo 7.

Terminato questo procedimento di carico/scarico, la quarta coppia di pistoni 17 di arresto rientra a livello del banco 2, lasciando scorrere il contenitore sul banco per un breve tratto fino ad essere bloccato da una quinta e ultima coppia di pistoni 17, la cui distanza con la prima coppia di pistoni equivale alla larghezza di un contenitore. Questo consente, nel momento in cui il contenitore viene arrestato dalla quinta coppia di pistoni, di far fuoriuscire la prima coppia di pistoni. Questo procedimento à ̈ necessario in quanto, se più contenitori vengono caricati contemporaneamente nell’area di carico 15, essi scorrono sul banco in posizioni attigue; nel momento in cui la quarta coppia di pistoni rilascia un contenitore, se presente un contenitore in posizione precedente, la prima coppia di pistoni non riesce ad uscire per arrestare detto contenitore, rischiando di rilasciare anche quest’ultimo insieme al contenitore processato.

Il contenitore 3, rilasciato dalla quinta coppia di pistoni 17, scorrendo sui nastri raggiunge un’area di rilascio o conservazione 23.

Nell’esempio di realizzazione descritto, l’area di rilascio può ospitare fino a 5 contenitori vuoti.

Possono essere presenti segnalatori di presenza 24 (figura 4), inclusi sul banco 2 inseriti nel profilo laterale, atti a segnalare la presenza di un contenitore nell’ultima posizione libera ed eventualmente ad interrompere il processo.

Quando l’impianto di automazione richiede la rielaborazione di una provetta scaricata in un contenitore sul banco, tale provetta può essere recuperata, essendone stata memorizzata la locazione all’ interno del contenitore 3, Γ identificativo e la posizione di tale contenitore nell’area di conservazione 23 da parte dell’unità di controllo 7.

Il recupero fisico della provetta viene ottenuto consentendo ai nastri 14 di scorrere anche in verso opposto al precedente, in modo tale da spostare nuovamente i contenitori dall’area di conservazione 23 all’area di arresto 16 e consentendo al dispositivo di movimentazione 4 di raggiungere la locazione in cui à ̈ presente la provetta richiesta. Questo prevede che il recupero di provette venga effettuato a fine processamento di tutte le provette, e cioà ̈ nel momento in cui i contenitori si trovano nella configurazione rappresentata in figura 1.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Banco automatizzato (2) di carico/scarico provette (1) mediante un dispositivo (4) di movimentazione provette (1) tra contenitori multilocazione (3) di provette (1) disposte secondo file (40) parallele giacenti su detto banco (2) e dispositivi di trasporto (5) di singole provette (1) mobili su un convogliatore automatico (6) di provette (1), caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi (14) per la traslazione dei contenitori multilocazione (3) verso una posizione (16) di carico/scaiico provette, ed una successione ordinata di pistoni (17) selettivamente mobili tra una posizione ribassata di riposo ed una rialzata d’arresto del contenitore (3) posizionati sul banco (2) in modo da arrestare il contenitore (3) in posizioni successive ovvero con le file (40) del contenitore (3) che occupano in successione detta posizione (16) di carico/scarico del banco (2), un sensore (20) del banco (2) rilevando la presenza di provette (1) in ogni singola fila (40) del contenitore (3) nella posizione (16) di carico/scarico.
2. 2. Banco secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di prevedere una prima area (15) atta ad accogliere contenitori multilocazione (3) identificabili elettronicamente e posizionati manualmente da operatori, ed una seconda area (23) atta ad accogliere contenitori multilocazione identificati (3) con provette scaricate dal convogliatore (6) analizzate, identificate e ricaricabili per ulteriori analisi da un’unità di controllo (7) memorizzante l’esatta locazione in ciascun contenitore (3) di ogni provetta identificata scaricata, detti mezzi (14) di traslazione dei contenitori multilocazione (3) essendo a doppio verso di moto per consentire la convergenza di qualsiasi contenitore (3) nella posizione (16) di carico/scarico del banco (2) posto tra dette prima (15) e seconda area (23) del banco (2).
3. 3. Banco secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti pistoni (17) in posizione ribassata sono interni al banco (2), in posizione d’arresto dei contenitori (3) fuoriescono verticalmente dal banco (2).
4. 4. Banco secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-3, caratterizzato dal fatto di prevedere coppie di pistoni (17) in numero che eccede di un’unità il numero di file (40) parallele dei contenitori multilocazione (3).
5. 5. Banco secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto i pistoni (17) di ciascuna coppia sono posizionati lungo una linea parallela alle file dei contenitori (3).
6. 6. Banco secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4 o 5, caratterizzato dal fatto che la prima coppia di pistoni (17) viene comandata in posizione d’arresto del contenitore (3) solo se à ̈ nella stessa posizione l’ultima coppia di pistoni (17)
7. 7. Banco secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di prevedere un dispositivo di blocco laterale (18) dei contenitori (3) .