JP2008536106A - 分析試験室などのための試験管を選択し、ラベル付けするための装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、分析試験室などのための試験管の選択及びラベル付けのための機械を含む。前記機械は、血液試料を採取する医師に対し、試料を採取される患者による要求にしたがってすでに選択され、ラベル付けされた試験管を提供するように設計されている。本発明は、試験管のための装填手段、試験管の選択及び輸送のための手段、ラベルをプリントし、ラベルを試験管のボディに貼り付けるための手段、ラベル付けされた試験管を降ろすための手段、電子制御及び管理手段、データ入力及びビデオ通信手段ならびに独立した電源手段を含む、自動化されたコンピュータ化機械を含む。

Description

本発明は、血液試料を採取する責任を負う医師に対し、試料を採取される患者の要求にしたがって前もって選択され、ラベル付けされた試験管を提供するように設計されたコンピュータ化機械に関する。

分析試験室は通常、種々の試験のために設計された１個以上の試験管に血液を充填する。このような試験管は、分析試験室によって指図される基準にしたがってキャップの色及びサイズが様々である。

通常の、正確にコンピュータ化された分析試験室では、患者ごとに種々の試験に対する要求がコンピュータに入力され、そのコンピュータが、必要な接着ラベル上に識別バーコードをプリントする。ラベルは、試料を採取する医師又はこの作業の責任を負う他の従業員により、手作業で試験管に貼り付けられる。これは、多大な時間の浪費及び相当な過失の危険を伴う。理由は、ある患者のラベルを別の患者の試験管に貼り付けたり、あるタイプの試験のラベルを別の試験管に貼り付けたりするだけで、試験結果を無効にし、ときには劇的な結果を招くのに十分であるからである。

バーコードを有するラベルを貼り付けられた試験管を分配する機械は存在するが、そのような機械は、非常に複雑であるため、非常に高価である。そのような機械は通常、一連のローダ、様々なローダから試験管をピックアップし、ラベル付け装置の下に配置する作業を行うロボット化セレクタグリッパ及びラベル付けされた試験管を輸送し、収集するためのシステムからなる。

ローダは通常、試験管が装填される容器を取り付けられた水平方向及び垂直方向の双方に配置されたベルトを用いて作られている。試験管は通常、落下によって装填されるが、この解決法は、試験管がセレクタグリッパに利用可能であるよう、試験管を落下中に保定する装置の構築を要する。しかし、試験管は常に適切に落下するわけではないため、アセンブリが詰まりを起こすことがよくある。この装置はまた、スペースを占有して機械を扱いにくくし、いずれにしても、追加的な費用を免れない。

本発明の目的は、血液試料を採取する医師に対し、当該患者のために求められる、前もって選択され、ラベル付けされた試験管、非常に低いコストでいかなる種の過失をも排除する一連の制御及び効率的な運用を提供する、コンパクトなモジュラー多目的機械を提供することである。

この機械は、容器に上から挿入された試験管を、簡単な解放機構を有するグリッパによってローダから直接ピックアップし、この特定のピックアップグリッパによって収集引き出しの中に降ろすことができる新たなタイプのモジュラーローダであって、試験管の移動機能を正しいローダの選択からラベル付けまですべて実行する新たなタイプのモジュラーローダに基づく。

好ましい実施態様では、本発明は、片側に装着されたモータ駆動プーリ及び反対側に装着された同じ数のフリープーリを備えた薄板金引き出しからなるモジュラーローダシステムを特徴としている。試験管を収容するように設計された一連の個々の容器が取り付けられている平坦なベルトが前記プーリに装着されている。

前記容器は、半円柱形のボディを備えたプラスチック製であり、ピックグリッパアゴ部の通過を許す中央開口を有し、試験管を容器中に保定し、かつ、取り出すべきときが来たならば試験管を通過させる４本の弾性半包囲アームを有している。

本発明にしたがって、ピックアップグリッパは、水平方向及び垂直方向の双方に動くことができるスライドなどに取り付けられたボディからなる。スライダが移動するところのアームがグリッパのボディに装着されている。積層鋼製の２個のばね押しアゴ部が前記スライダに装着されている。前記アゴ部は、ピックアップされる試験管をその端部で保持するように設計されており、一方、ばねによって押される後部のくさび要素が、グリッパが試験管をピックアップするときにはアゴ部を半開状態に維持して試験管を入れやすくし、グリッパが試験管を把持するときにはアゴ部を閉じるように設計されている。このシステムは、試験管を選択し、ラベル付けし、機械のワークトップ上の収集容器の中に降ろすために必要なすべての動作を一つの装置が実行することを可能にする。

スライダは、好都合には、２個のリミットスイッチによって制御されるギヤモータ及びカムにより、対応する連結棒が前後にスライドする状態で駆動され、スライドは、ステップモータによって駆動されてグリッパを正しい動作位置まで移動させる。このすべてが機械のコンピュータ化制御ユニットによって管理される。

また、本発明にしたがって、機械の上部に配置された特定のラベル付けグリッパが、ラベル付けされる試験管を、一方はモータ駆動され、他方はベアリング上で回転する２個のカップ形要素を介して、キャップとベースとの間に把持する。

２個のカップ形要素はスライダに取り付けられ、上スライダはばねによって下に押され、下スライダは、ステップモータによって駆動されるはめ歯ベルトによって上に引かれる。このすべてが機械の電子制御ユニットによって管理され、リミットスイッチによって制御される。

ラベル付けグリッパは、アクチュエータなどによって駆動されるアームに取り付けられたゴムローラを備え、このアクチュエータなどが、前記試験管がグリッパによって把持されるとき、ローラを試験管に寄り掛からせて、通常のラベルプリンタのプリントヘッドから出る接着ラベルがローラと試験管との間に挿入され、試験管に付着するようにする。

グリッパは、簡単な解放システムにより、ラベル付けされた試験管を機械のワークトップ上の引き出しの中に降ろす。

本発明の装置はまた、電子的管理手段、データ保存及び処理手段、データ入力及びビデオ通信手段ならびに引き出しからの試験管のピックアップを制御するための手段を含む。

本発明の機械はまた、管理ソフトウェア、警告灯及びブザーならびに種々の部品の動きと試験管及び接着ラベルの正常な供給を制御するように設計された適当なセンサを備えている。

本発明の他の特徴的な目的及び利点は、限定としてではなく例として記載される以下の好ましい実施態様の説明を図面と合わせて読むことによって明らかになるであろう。

図面、特に図１を参照すると、ローダは、装填を可能にするためにスライド２９に取り付けられたＵ字形の薄板金引き出し９の上に構成されている。クロスピース３０及び３１が前記ローダの上部に取り付けられている。シャフト１４がクロスピース３０とベース１８との間に挿入され、ギヤモータ１５によってギヤ対１６を介して駆動されるプーリ１１が前記シャフトに接続されている。

２個のテンションスクリュー３２及び３３を装着され、プーリ１０が接続されているシャフトがクロスピース３１とベースとの間に挿入されている。以下に説明する試験管容器が取り付けられるベルト１２が２個のプーリ１０及び１１に挿入されている。レバー操作マイクロスイッチ１７が試験管の存在をチェックし、試験管がレバーを押すときギヤモータを停止させて、それによってベルトの移動を制御する。

図２に示すように、試験管容器は、ベースが引き出しの上に載る状態で、固定穴６及び６ｂ、４個の半円形壁２及び２ｂならびに試験管７を包囲し、保定する４本の弾性アーム３を含む長方形区分１からなる。下半円形壁２ｂには２個の付属部品４が装着され、これらが重みを防音性ベース８の上に分散させてベルトを完璧に垂直に維持するための足として働く。ハウジング５が上記の制御マイクロスイッチレバーの通過を許す。

図３は、ガイド２７に取り付けられ、はめ歯ベルト２８によって引かれるピックアップグリッパ２６、ギヤモータ２１によって偏心ボルト２２及び連結棒２３を介して駆動されるスライダ２０のボディを示す。積層鋼製の２個のばね押しアゴ部１９がスライダ２０に取り付けられている。前記アゴ部は、ピックアップされる試験管をその端部で保定し、くさび要素２４がばね２５によって押し込まれる狭窄部１８を形成するように形作られている。

図４は、積み重ねられた２個の装填引き出し９及び９ｂならびにスライダ４１（及び図５に示す４２）を介してガイド３１〜３２に沿って上下し、ステッピングモータ３５によってベルト４０を介して駆動されるベルト３３〜３４によって引かれるグリッパ２６を備えた態様の機械を示す。ガイド３０にかかるカウンタウエイト３８がはめ歯ベルト３９から垂下している。

図４及び５は、ラベル付けグリッパのボディを、スライダ５０及び５０ｂがスライドするところのガイド４９とともに示す。スライダ５０ｂはばね４７によって下に押される。カップ要素２６を回転させるギヤモータ４５がスライダ５０ｂのアームに取り付けられ、他方、ベアリング上で回転するカップ要素４８がスライダ５０に取り付けられている。スライダ５０は、ステッピングモータ２９により、はめ歯ベルト５６を介して上に引かれ、試験管がキャップとベースとの間に保持され、回転させられる。

図４はまた、リミットスイッチ５８及び５９、プリントヘッド５４及び表示装置５２を備えたプリンタ５１、ラベル付けされる試験管のボディに向けてローラ５７を押すアクチュエータ５３ならびに電子制御ユニット６１を示す。

図５及び６は、積み重ねた３個の装填引き出し９、９ｂ及び９ｃならびに各側１個ずつ２個の円筒形のガイド３１及び３２を備えた機械の態様を示す。ガイド２７が取り付けられているスライダ４１及び４２がガイド３１及び３２に沿って垂直に移動する。グリッパ２６のボディは、ステッピングモータ３６によって駆動されるベルト２８によって引かれながらガイド２７上で水平にスライドする。アセンブリ全体は、ステッピングモータ３５によって駆動される２本のベルト３３及び３４によって上下に引かれる。ベルト３９から垂下し、ガイド３０によって案内されるカウンタウエイト３８が、アセンブリ２６、２７及び３６の重さを相殺し、ステッピングモータ３５の仕事を容易にする。

図５及び６に示すように、ピックアップグリッパは、試験管をローダから取り出し、それをラベル付けグリッパの中に降ろす。ラベル付けののち、ピックアップグリッパは、試験管を取り戻し、それを容器５７の中に降ろす。容器は、試験管を把持したグリッパを通すための二つの開口を有する。解放アーム５８及び（下）引き出し６０は、容器５７の背後に見ることができる。

図６は、容器５７に取り込まれたラベル付き試験管７、引き出し６０及び解放アーム５８を示す。

好都合にも、すでに記載したように、装置は、制御ユニット、ソフトウェアプログラム、存在センサ、リミットセンサ、位置決めセンサ、パワーパック、予備電池、キーボード、警告灯、警告ブザー、スイッチ及び電子装置の効率的な動作に必要なすべてを備えるが、図面及び技術的説明を簡素化するため、それらを説明することはしない。

電子部品及び制御ユニットの詳細な配線図は示さない。理由は、市販されている種々の部品の選択に依存して数多くの等価な解決法が存在するからである。したがって、それらは当業者の知識の範囲内であり、無数の解決法があり、それらを挙げることは無意味であり、限定的になるであろう。数多くの異なる構造を有することができるアプリケーションソフトウェアにも同じことが当てはまる。

次に、図１〜６を参照しながら本発明の機械の動作を説明する。

まず、機械が種々の機能を取得し、ローダに配置された各種試験管の位置を認識するよう、制御ユニットのソフトウェアがプログラムされるべきである。

機械がスイッチオンされると、制御ユニット６１がセンサの基準値をサーチし、ピックアップグリッパ２６を、センサ４３の制御の下でスライダ２０が引き込まれている、ローダに近い「スタンバイ」位置に配する。制御ユニット６１の「センド」キーが操作されると、制御装置は、それが接続されているコンピュータから患者が要求した試験に関連するすべての情報を検索し、データを解析し、患者の氏名及び試験に関連する他の情報を表示装置５２上で「プリント」して、誤った本人確認の危険を除く。次いで、各ローダに装填されたすべての試験管の位置がメモリに記憶されると、ばね押しグリッパ１９が選択されたローダの脇に来るまで、ステッピングモータ３５によってピックアップグリッパ２６が動かされる。そして、ステッピングモータ３６がグリッパアゴ部を選択されたベルトまで移動させる。センサ４３の制御の下でカム２２が半回転するまで、制御ユニットがギヤモータ２１をアクティブ化する。スライダが前進し、試験管７をばね押しアゴ部１９の間に把持する。前記試験管がくさび要素２４を押し返して、ばね押しアゴ部１９が試験管を把持することを可能にする。そして、制御ユニットがギヤモータ２１を再びアクティブ化して、センサ４３の制御の下でカム２２をもう半回転させる。すると、スライダが戻り、選択された試験管をローダから取り出す。

マイクロスイッチ１７が試験管の推力から解放されると、マイクロスイッチは接点を閉じ、ギヤモータ１５をアクティブ化し、それが、新たな試験管によってマイクロスイッチ１７（図１及び３）のレバーを押させ、接点を開かせるまで、ベルト１２を動かす。

その間、制御ユニットは、ピックアップグリッパ２６を２個のカップ要素４６及び４８（図４）まで動かすのに必要なパルスをステッピングモータ３５及び３６に送る。そして、ギヤモータ２１をアクティブ化し、それが試験管を２個のカップ要素の下に配置する。そして、制御ユニットがステッピングモータ２９をアクティブ化し、スライダ５０が、２個のカップ４６及び４８の間で試験管を把持するまで上昇する。分析試験室によって設定された高さでラベルが接着されるよう、試験管が、試験管のタイプにしたがってプログラムされた高さまでスライダ５０ｂを押す。試験管は、ばね４７の圧力の下、カップ中に締め付けられたままである。

スライダ５０ｂは、上昇するとき、リミットスイッチ５８を解放し、それが制御ユニットに信号を送る。制御ユニットは、リミットスイッチ４３の信号が検出されるまでギヤモータ２１を起動して、空のピックアップグリッパのスライダ２０を引き込む。スライダ２０の引き込み動作の間、ばね押しアゴ部１９が引き離されて試験管を解放し、くさび要素２４を狭窄部１８に挟まらせて、ばね押しアゴ部１９が半開状態にとどまるようにして後続の把持を容易にする。

センサ４３のパルスが検出されると、制御ユニットはアクチュエータ５３をアクティブ化し、アクチュエータがゴムローラ５７を試験管７に向けて押す。同時に、前記ユニットがギヤモータ４５を起動し、ギヤモータが試験管を回転させ、信号をプリンタ５１に送ると、プリンタがラベルをプリントする。ラベルは、プリントヘッド５４から出て、シリコーンコートされたテープから剥がれ、まっすぐに延びて、ゴムローラ５７と回転する試験管７との間を通過し、前記試験管の周囲に貼り付く。

プリンタと対話する中央ユニットが、プリントが始まったことを知らされ、アクチュエータ５３及びギヤモータ４５への給電を停止する。中央ユニットは、リミットスイッチ５８の信号が検出されるまでステッピングモータ２９を逆方向にアクティブ化する。そして、ギヤモータ２１をアクティブ化して、リミットスイッチ４３の信号が検出されるまで試験管をグリッパアゴ部中にピックアップし、検出された時点で、リミットスイッチ５９の信号が検出され、ラベル付けグリッパが全開するまでステッピングモータ２９を再びアクティブ化する。

リミットスイッチ５９の信号が検出されると、制御ユニットはステッピングモータ３５をアクティブ化して、試験管をカップ要素４６（図６）から解放するのに必要な量だけグリッパを下げる。次いで、ステッピングモータ３６をアクティブ化して、試験管が引き出しを備えた容器５７の中に来るまでピックアップグリッパを右に移動させる。次いで、制御ユニットは、ギヤモータ２１を再びアクティブ化してスライダ２０を元に戻す。試験管はアーム５８によって保定され、ばね押しアゴ部１９が開くと、前記試験管を引き出し６０の中に落とすことができる。アゴ部１９が離れて試験管の解放が可能になると、ばね２５によって押されるくさび要素２４が狭窄部１９に挟まり、グリッパは別の試験管をピックアップする用意ができる。

上記の手順は、１個の試験管の選択及びラベル付けのためのサイクルである。前記サイクルは、試験に必要な試験管の数だけ繰り返される。

引き出し中の試験管の存在をチェックするフォトセル（図示せず）が試験管容器５７に設置される。この装置は、失念によって生じる過失を防ぐため、すべての試験管が取り出されるまで新たな患者への切り換えを許さない。

装置の正しい動作を保証するために他のセンサが装着されるが、本特許の範囲でそれらに言及することは無意味であり、限定的であるため、説明はしない。

機械はまた、現在の動作を終了させる又は機械を独立して作動させることを可能にする特定の予備電池付きパワーパックを備えている。

好ましい実施態様を参照することによって本発明を説明した。しかし、実際には、技術が発展するにつれ、他の安全装置、変形及び改変が取り入れられ、それらはすべて本特許の保護の範囲に入る。たとえば、機械は、１又は２個の採血椅子ユニットに役立つように床に立ててもよいし、病棟での使用のために台車に載せられてもよいし、テーブルの天板の下に、上部がテーブルトップから突出する状態で取り付けられて、完全な採血場所を形成してもよい。

機械は、独立して作動することもできるし、予約デスクのコンピュータに接続されることもできる。

完全なローダを示す図である。 試験管容器を正面、側面及び断面で示す図である。 ローダを３本のベルト及びピックアップグリッパとともに上から見た部分図である。 機械の２引き出し態様を側方から見た図である。 機械の３引き出し態様を後方から見た図である。 ラベル付けされた試験管を引き出しの中に放出するピックアップグリッパを示す図である。

Claims (13)

1. 血液試験などのために設計された試験管の自動選択及びラベル付けのための機械であって、機械の作業面の下方に設置された試験管ローダ及び試験管選択手段のモジュラーセットからなり、ラベル印刷及び貼り付け手段、ラベル付き試験管降下手段、ビデオ通信手段、キーボード、警告灯及び効率的な運用のために必要な他すべてが前記作業面の上方に設置されていることを特徴とする機械。
2. ローダが、種々の試験管を収容するように設計された容器が取り付けられる平坦なベルトからなり、前記容器が、試験管を包囲し、保定する半包囲アームを備えて、試験管がグリッパによってピックアップされるとき試験管を通過させることができること、容器の脚部が引き出しの上に載せられてその重さを分散させること、及び装填のためにローダ全体を取り外すことができるよう、引き出しがスライドトラック上に取り付けられていることを特徴とする、請求項１記載の機械。
3. 容器が取り付けられているベルトがモータ駆動され、その動きが、試験管のボディによってアクティブ化されるセンサによって制御されることを特徴とする、請求項１及び２記載の機械。
4. 必要な試験管を自動的に検出し、それを正しいローダから取り出し、それをプリンタに運ぶ手段を含むことを特徴とする、請求項１〜３の１項以上に記載の機械。
5. 前記手段が、リミットスイッチ、カム及び連結棒によって制御されるギヤモータによって前後に動かされる、スライダに取り付けられた２個のばね押しアゴ部を備えたピックアップグリッパからなること、及びばねによって押されるくさび要素が２個のばね押しアゴ部の間に挿入されて、アゴ部を、再び把持する用意ができた半開状態に維持することを特徴とする、請求項４記載の機械。
6. ピックアップグリッパがガイド及びスライダに取り付けられ、このガイド及びスライダが、ステッピングモータによって駆動されるはめ歯ベルト及び補償性カウンタウエイトを介してピックアップグリッパを水平方向及び垂直方向に移動させる、請求項５記載の機械。
7. 回転するカップ要素からなる、ラベルを試験管に貼り付けるように設計された手段を含み、回転するカップ要素の一つがモータ駆動され、前記要素が、カップとベースとの間に試験管を保定するように設計されたスライダに取り付けられていることを特徴とする、請求項１〜６の１項以上に記載の機械。
8. 前記貼り付け手段が、アクチュエータなどによって押されるアームに取り付けられた、試験管に載るゴムローラを含むこと、及びプリンタから出る接着ラベルが前記ローラと回転する試験管との間に挿入されることを特徴とする、請求項７記載の機械。
9. ラベルをプログラムされた位置で試験管に貼り付けることができるよう、試験管をプリンタに対してプログラムされた高さに配置するために、試験管をカップの間に保定するスライダの一つがステッピングサーボモータによってはめ歯ベルトを介して駆動されることを特徴とする、請求項７及び８記載の機械。
10. ラベル付けされた試験管が、ピックアップグリッパにより、引き出し及び試験管を解放するアームを備えた容器の中に降ろされる、請求項１〜９の１項以上に記載の機械。
11. 引き出しが、試験管の存在をチェックする手段を備えること、及び試験管が存在する場合、前記手段が異なる患者への切り換えを防ぐことを特徴とする、請求項１０記載の機械。
12. 現在の動作又は作業を独立して停止させることができるよう、緩衝蓄電池を備えた電源手段を含むことを特徴とする、請求項１〜１１の１項以上に記載の機械。
13. 実質的に添付図面を参照することによって記載し、説明したとおりである、請求項１〜１２の１項以上に記載の、試験などのために血液試料を受けるように設計された試験管の自動選択及びラベル付けのための機械。

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