ITMI20130181A1 - Unita' di trasporto di contenitori di campioni biologici in apparati di automazione di laboratorio con unita' periferiche aventi almeno un tratto a rampa. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

dell'invenzione industriale avente per titolo:

“Unità di trasporto di contenitori di campioni biologici in apparati di automazione di laboratorio con unità periferiche aventi almeno un tratto a rampa”

La presente invenzione concerne un’unità di trasporto di contenitori di campioni biologici in apparati di automazione di laboratorio con unità periferiche aventi almeno un tratto a rampa.

Nell’ambito degli apparati di automazione deputati al trasporto di contenitori di campioni biologici contenuti in provette lungo un laboratorio, affinché si interfaccino lungo il percorso a diversi moduli di analisi adiacenti l’apparato stesso, sempre più diffusa è la presenza di unità periferiche di trasporto, le quali rappresentano delle appendici ai tratti rettilinei di un convogliatore automatico lungo il quale scorrono nastri che trasportano campioni biologici, situati all’interno di opportuni contenitori.

L’esigenza di avere tali unità periferiche, vantaggiosamente disposte lateralmente al convogliatore automatico principale, nasce dalla particolare conformazione di alcuni analizzatori, che non sono in grado di offrire un campionamento di tipo “punto nello spazio” ovvero che avvenga in un punto esterno all’analizzatore stesso, e in particolare direttamente lungo la parte rettilinea del convogliatore (si parla in questo caso di analizzatori non conformi allo standard CLSI, Clìnical and Laboratory Standard Institute)’, per ovviare perciò alle lacune costruttive di alcuni tipi di analizzatori si è dunque pensato di dotare gli apparati di automazione di laboratorio di tali unità periferiche, in grado di prolungare (secondo diverse possibili configurazioni) il percorso dei campioni biologici, ospitati dai relativi dispositivi di trasporto (“carrier”), lungo il convogliatore automatico fino a farli sostanzialmente penetrare nell’area di lavoro dell’analizzatore non conforme a CLSI, ovvero fino al punto di campionamento di quest’ultimo, che in questo caso è dunque interno allo stesso.

La Richiedente ha già depositato il brevetto EP -2074431 che illustra l’introduzione delle unità periferiche sopra descritte e per gli scopi appena illustrati. Si rimanda perciò alla lettura di tale brevetto per ulteriori dettagli.

Tuttavia si manifestano evidentemente dei problemi nei casi in cui, per le caratteristiche costruttive del convogliatore automatico dell’apparato di automazione di laboratorio e dell’analizzatore che si interfaccia con esso, i due si trovano ad una differente altezza rispetto al terreno (pavimento del laboratorio). Ecco che la soluzione descritta dal precedente brevetto della Richiedente non è più in grado di assicurare un adeguato campionamento da parte dell’analizzatore, poiché si riferisce solamente ad un’unità periferica in grado di collegare un apparato di automazione di laboratorio ad uno o più analizzatori aventi comunque la stessa altezza dell’apparato di automazione rispetto alla verticale.

Di conseguenza in tali casi, non potendo essere utilizzata un’unità periferica, bisognerebbe inevitabilmente ricorrere a dei bracci robotici o comunque a dei dispositivi di presa che prelevino la provetta contenente il campione biologico dal relativo dispositivo di trasporto (o “carrier”), lungo l’apparato di automazione, per posizionarla a livello del punto di campionamento dell’analizzatore, ad una diversa altezza rispetto alla precedente, e viceversa.

Si rende perciò necessario ampliare le possibilità di realizzare collegamenti, all’interno di un laboratorio di analisi, tra un apparato di automazione ed uno o più analizzatori, mediante l’uso di unità periferiche anche quando il punto di campionamento (o comunque di ingresso/uscita dei campioni) dell’analizzatore è posizionato ad un'altezza diversa rispetto a quella del tratto rettilineo del convogliatore automatico di campioni che si interfaccia all’analizzatore stesso.

Un ulteriore scopo deve essere, in analogia a quanto già sperimentato tramite l’impiego di unità periferiche note, quello di evitare che il campione biologico venga separato dal dispositivo di trasporto che lo ospita durante la fase di movimentazione del campione dal convogliatore all’analizzatore e viceversa; ciò ai fini di mantenere un’associazione univoca tra provetta e dispositivo di trasporto, ovvero di contenere la complessità a livello software/firmware rispetto ad un tipo di trasferimento mediante ad esempio un braccio robotizzato, poiché vi sarebbe in tal caso la necessità di riassociare, dopo lo spostamento, un campione ad un diverso dispositivo di trasporto.

Questo ed altri scopi vengono raggiunti da un apparato di automazione di laboratorio per il trasporto di contenitori di campioni biologici, supportati da rispettivi dispositivi di trasporto, da oppure verso moduli di analisi di detti campioni biologici comprendente un’unità di trasporto principale di detti contenitori di campioni biologici collegata ad almeno un’unità di trasporto periferica che si interfacci con detto modulo di analisi caratterizzato dal fatto che detta unità di trasporto periferica presenta almeno un tratto a rampa collegato a detta unità di trasporto principale ed almeno un tratto piano collegato ad una zona di lavoro di detto modulo di analisi su detto contenitore di campioni biologici

Queste ed altre caratteristiche della presente invenzione saranno rese maggiormente evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una sua forma di realizzazione, illustrata a titolo illustrativo e non limitativo nei disegni allegati, in cui:

la figura 1 mostra una vista in prospettiva di un apparato secondo l’invenzione; la figura 2 rappresenta una vista laterale dell’apparato di figura 1 ;

la figura 3 illustra una vista dall’alto dell’apparato di figura 1 ;

la figura 4 mostra un dettaglio, da una prospettiva ruotata di 180° rispetto a quella della figura 1, dell’apparato secondo l’invenzione, avendo rimosso l’analizzatore.

Una porzione 1 di un apparato di automazione di laboratorio è mostrata in figura 1.

Tale porzione 1 comprende un’unità di trasporto principale 2, ovvero un convogliatore automatico per il trasporto da un punto all’altro del laboratorio di analisi di contenitori di campioni biologici 3, vantaggiosamente provette, le quali viaggiano inserite in opportuni dispositivi di trasporto 4 su coppie di nastri trasportatori che formano una corsia principale 5 ed una secondaria 6.

La corsia secondaria 6 funge da porzione di collegamento (anche mediante una guida 13) tra l’unità di trasporto principale 2 ed una o più unità di trasporto periferiche 7 adibite al trasporto delle provette 3 e dei relativi dispositivi di trasporto 4 verso analizzatori 100, eventualmente di dimensioni ed ingombro differenti tra loro, posizionati al intemo del laboratorio.

Ciascuna unità periferica 7 comprende due porzioni ben distinte: una prima porzione 8 a rampa, ovvero una porzione di convogliatore inclinata rispetto al terreno per fare in modo che i dispositivi di trasporto 4 con provetta 3 salgano di quota posizionandosi alla stessa altezza rispetto al punto di accoglimento (ed eventualmente di campionamento vero e proprio) campioni dell’analizzatore 100.

La forma di realizzazione illustrata nelle figure si riferisce in particolare ad un posizionamento del punto di accoglimento campioni dell’analizzatore 100 ad una quota più alta rispetto all’unità di trasporto principale 2. Naturalmente, nulla vieta di immaginare anche la situazione contraria, ovvero un analizzatore 100 che sia ad una quota più bassa rispetto all’unità di trasporto principale 2: in questo caso, la rampa della prima porzione 8 dell’unità periferica 7 è una rampa di discesa e non di salita.

Alla prima porzione 8 a rampa è poi collegata una seconda porzione 9 dell’unità periferica 7, rettilinea e piana.

La porzione 8 presenta una coppia di nastri trasportatori comandati 80 ed 81, così come la porzione 9 presenta un’ulteriore coppia di nastri trasportatori comandati 90 e 91.

Sostanzialmente, il percorso comprendente i nastri trasportatori 80 e 90 forma una corsia di andata 10 nel movimento di un dispositivo di trasporto 4 con provetta 3 dall’unità di trasporto principale 2 all’analizzatore 100. Analogamente, il percorso comprendente i nastri trasportatori 81 e 91 forma una corsia di ritorno 11 nel movimento di un dispositivo di trasporto 4 con provetta 3 dall’analizzatore 100 all’unità di trasporto principale 2 (figura 3).

La porzione piana 9 presenta, all’estremità che si interfaccia con l’analizzatore 100, un disco di inversione di moto 12 (figure 1, 3) che consenta ad un dispositivo di trasporto 4 con provetta 3 di passare dal nastro trasportatore 90 al nastro trasportatore 91, ovvero sostanzialmente dalla corsia di andata 10 alla corsia di ritorno 11.

La porzione a rampa 8 comprende mezzi di regolazione 14 (figura 4) della pendenza rispetto al suolo della porzione stessa; ovviamente la presenza di tali mezzi di regolazione 14 sottintende l’esigenza di poter adattare l’inclinazione della porzione a rampa 8 a diverse situazioni d’uso a seconda delle possibili diverse altezze, rispetto all’unità di trasporto principale 2, di un analizzatore 100 (e nello specifico del suo punto di accoglimento campioni) interfacciato all’unità periferica 7.

Tali mezzi di regolazione comprendono un cuneo 14 solidale ad un’intelaiatura 15 che sostiene inferiormente la porzione a rampa 8, assumendone perciò la stessa pendenza (figure 2, 4). Una diversa conformazione del cuneo 14 può perciò conferire una diversa pendenza all’intelaiatura 15 e di conseguenza alla porzione a rampa 8 dell’unità periferica 7.

Naturalmente è opportuno che la pendenza della porzione a rampa 8 si mantenga entro dei ragionevoli limiti costruttivi, in modo che non si abbia mai un’inclinazione troppo elevata e tale per cui i dispositivi di trasporto 4 non riescano a risalire lungo il tratto inclinato. Si deve tener conto di ciò anche considerando che potrebbero percorrere la porzione a rampa 8 anche delle provette 3 stappate, per le quali si impone dunque ancor maggiore attenzione dato che sussiste l’evidente rischio che, data la pendenza, il contenuto delle stesse fuoriesca.

Nell’ ambito del tradizionale funzionamento di un apparato di automazione di laboratorio, i dispositivi di trasporto 4 in viaggio lungo l’unità di trasporto principale 2 dello stesso e contenenti ciascuno una provetta 3 possono dover essere indirizzati verso uno degli analizzatori 100 affinché venga prelevato dalla provetta 3 un certo quantitativo di campione biologico, per scopi di analisi.

In particolare l’analizzatore 100 in questione può non essere dotato, per costruzione, della capacità di effettuare un campionamento del tipo “punto nello spazio” in un’area esterna all’analizzatore stesso, ovvero tipicamente in un punto affacciato lungo l’unità di trasporto principale 2; il campionamento può avvenire dunque solo in un’area interna all’analizzatore 100, area che oltretutto può essere posizionata ad una diversa altezza dal suolo (pavimento del laboratorio) rispetto all’unità di trasporto principale 2 (figura 2).

Il dispositivo di trasporto 4 che necessita di essere indirizzato all’analizzatore 100 viene perciò deviato, attraverso la gestione intelligente insita nell’apparato di automazione, dalla corsia principale 5 alla corsia secondaria 6 dell’unità di trasporto principale 2 (figura 1). Esso prosegue la sua corsa e, indirizzato dalla guida 13, passa dalla corsia secondaria 6 al nastro trasportatore 80 della porzione a rampa 8, accedendo perciò alla corsia di andata 10 dell’unità di trasporto periferica 7 (figura 3). A questo punto il dispositivo di trasporto viene trascinato verso l’alto dallo scorrimento del nastro 80; una volta giunto in cima alla porzione a rampa 8, esso passa sul nastro trasportatore 90 della porzione piana 9, proseguendo nel suo fluido movimento verso l’analizzatore 100 poiché anche il nastro 90 è in perpetuo scorrimento.

Una volta giunto in corrispondenza del punto di campionamento dell’analizzatore 100, il dispositivo di trasporto 4 viene bloccato mediante un dispositivo di arresto 16, vantaggiosamente un cancelletto standard (figura 3), e la relativa provetta 3 viene prelevata da specifici mezzi dell’analizzatore 100 (non mostrati nelle allegate figure) affinché il campione biologico in essa contenuto subisca le opportune elaborazioni, al termine delle quali la provetta 3 viene riposizionata sul dispositivo di trasporto 4. A seconda del tipo di analizzatore 100, può anche essere sufficiente prelevare solamente, tramite mezzi di pipettaggio, un certo quantitativo di campione biologico dalla provetta 3, che dunque in questo caso non viene nemmeno temporaneamente separata dal relativo dispositivo di trasporto 4 (è naturalmente opportuno che la provetta 3 arrivi in tal caso al punto di campionamento già stappata).

La soluzione è in sostanza adattabile qualunque sia la modalità operativa dell’analizzatore 100, la quale infatti non rientra ne' ambito dell’invenzione.

In ogni caso, al termine dell’elaborazione da parte dell’analizzatore 100, il dispositivo di trasporto 4 con provetta 3 viene rilasciato dal dispositivo di arresto 16 e grazie all’azione del disco di inversione di moto 12 passa sul nastro trasportatore 91 imboccando perciò la corsia di ritorno 11 dell’unità di trasporto periferica 7.

Quindi, dopo aver percorso a ritroso la porzione piana 9, esso passa sul nastro trasportatore 81 della porzione a rampa 8, che stavolta viene perciò percorsa in discesa; al termine di quest’ultima, il dispositivo di trasporto 4 viene indirizzato dalla guida 13 a ritornare lungo la corsia secondaria 6 dell’unità di trasporto principale 2 e da questa alla corsia principale 5, per poi riprendere il suo percorso lungo l’automazione (figura 1) e dirigersi dunque verso ulteriori moduli presenti in laboratorio.

L’aspetto innovativo del trovato è dunque l’aver realizzato, nell’ambito degli apparati di automazione di laboratorio, delle unità periferiche per il trasporto di campioni biologici dalla linea principale di automazione verso gli analizzatori interfacciati ad essa, le quali unità periferiche abbiano una porzione a rampa in grado di ovviare alle differenze di quota tra l’unità di trasporto principale e il punto in cui vengono accolti (ed eventualmente campionati) i campioni sull’analizzatore stesso.

In questo modo infatti le provette in circolo lungo l’apparato di automazione, contenute nei rispettivi dispositivi di trasporto, vengono sostanzialmente “alzate” (oppure abbassate) di quota per raggiungere quella dell’analizzatore e subirne le relative elaborazioni, e ciò senza che esse lascino mai la linea di automazione, ovvero senza impiegare ad esempio dei bracci robotici cartesiani per effettuare tale trasferimento ad una diversa quota, mantenendo dunque in tale fase un’associazione univoca tra dispositivo di trasporto e relativa provetta.

La soluzione è ancor più innovativa dato che i mezzi di regolazione presenti lungo la porzione a rampa dell’unità di trasporto periferica ne consentono l’adattabilità, caso per caso, a differenze di quota variabili tra unità di trasporto principale ed analizzatore.

L’invenzione così concepita è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo.

In pratica i materiali impiegati nonché le forme e le dimensioni potranno essere qualsiasi, a seconda delle esigenze.

Claims (4)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato di automazione di laboratorio (1) per il trasporto di contenitori di campioni biologici (3), supportati da rispettivi dispositivi di trasporto (4), da oppure verso moduli di analisi (100) di detti campioni biologici comprendente un’unità di trasporto principale (2) di detti contenitori di campioni biologici (3) collegata ad almeno un’unità di trasporto periferica (7) che si interfacci con detto modulo di analisi (100) caratterizzato dal fatto che detta unità di trasporto periferica (7) presenta almeno un tratto a rampa (8) collegato a detta unità di trasporto principale (2) ed almeno un tratto piano (9) collegato ad una zona di lavoro di detto modulo di analisi (100) su detto contenitore di campioni biologici (3).
2. 2. Apparato di automazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto tratto piano (9) di detta unità di trasporto periferica (7) presenta un dispositivo di arresto (16) di detti dispositivi di trasporto (4) di contenitori di campioni biologici (3) ed un disco di inversione di moto (12) da una corsia di andata (10) ad una corsia di ritorno (11) di detta unità di trasporto periferica (7).
3. 3. Apparato di automazione secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di regolazione (14) della pendenza di detto tratto a rampa (8).
4. 4. Apparato di automazione secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che detti mezzi di regolazione di detto tratto a rampa (8) comprendono un cuneo (14) solidale ad un’intelaiatura (15) connessa inferiormente a detto tratto a rampa (8).