JP2010531460A - ラボラトリー自動サンプル・ハンドリング・ワークシステムのための移動式サンプル保管・取出し装置 - Google Patents

Abstract

棚の上に管ラックを収容し、ラックを、棚と外部ローディング・トレイの間で動かすためのエレベーターとコンベアーを有する移動式、断熱された、保管・取出し装置。

Description

本発明は、自動コンベアー・システムによって、前処理されたサンプルを供給させる、１つ又はそれ以上の独立した処理ステーションを有する、自動臨床サンプル・ハンドリングラボラトリーシステムに関するものである。より詳しくは、本発明は、制御された環境において、一時的に保持しているサンプルのための、自動化されたサンプルの保管・取出し装置に関するものである。

ますます複雑さと精巧さのレベルが高まった臨床診断分析器が、初期テスト結果を得るための時間を減少させること、及び／又は分析処理量を高めることに大きな重点を置いて、尿、血清、血漿、脳脊髄液等の体液サンプルの化学分析、及び、免疫測定法を行なうために、開発されつつある。仕分け、バッチ調製、サンプル成分分離のためのサンプル管の遠心分離、流体へのアクセスを容易にするためのキャップの除去等の、分析サンプルの調製とハンドリング作業の自動化において、対応する進歩がなされないならば、処理量の改善は、望ましいことではあるが、阻まれることがある。

ラボラトリー自動化システム（Laboratory Automation System：ＬＡＳ）は、標準の、バー・コード・ラベルが貼られた、真空管に入れられた検体（血液、尿、及び、体液）を取り扱うために開発されてきた。バー・コード・ラベルは、検査指示と他の必要な情報と共に、病院のラボラトリー情報システム（Lavoratory Information System：ＬＩＳ）に入力される、デモグラフィック情報に関連したアクセス番号を含んでいる。オペレーターは、検査されたサンプルを分析後の保管・取出しに利用出来るようにする以前に、サンプルの仕分け、経路指定、遠心分離、アリコート作成、１つ又はそれ以上の分析器でのサンプル分析等のすべての機能を自動的に果たすＬＡＳシステムに、ラベルの貼られた管を置く。

処理後、及び、すべての処理された管の十分の一もの数の管が追加検査又は再検査を要求されるので、患者のサンプルは、好都合には、冷凍されたスペースに保管され、追加の検査が必要になった時に取り出される。自動化された、冷凍された保管・取出しシステムは、２つの基本的型式のどちらかにおいて利用ができる。１つの例では、保管・取出しシステムはラボラトリーワ−ク・システムに直接に接続され、サンプル管はコンベアーからロボット制御で取出され、ＬＡＳの近くに設置された冷蔵装置に保管される。ワーク・システムに近いスペースは、多くの場合少ない又はより高い優先度の要求を有するという理由で、及びその場所への保管は、接続されたＬＡＳにて検査されたサンプルに限定されるという理由で、この様なＬＡＳに接続された保管・取出しシステムには不都合な点がある。これらの理由により、保管・取出しシステムは、より一般的には離れた場所に置かれ、そして必要な時にラックがロボット制御で保管され、かつ取出される、離れた保管・取出しシステムへ、オペレーターにより動かされるラックに、サンプル管は置かれる。管は、一般的には、ロボットにより選択され、バー・コードを読み取ることにより保管品リストに記載され、冷凍保管へと機械的に移される大容量の保管トレイに移される；また、サンプルは、それらの指定された保管期間の満了に伴い、自動的に廃棄される。この様な保管・取出しシステムは、通常、機器に搭載の、在庫管理と追跡ソフトウェアーと、総合システム・コントローラーを有する、従来の産業用在庫管理操作を含んでいる。

前処理機能を有するラボラトリー自動化システムは公知であり、これらは、通常、以下に論じる、特許文献１〜３に記載されている様な、分析器に検体を搬送するためのコンベアー・システムを含んでいる。この様なシステムの典型であるが、サンプルは第１のコンベアーにより分析器に運ばれ、ロボットの様な装置により第１のコンベアーから取出され、隣接した分析器のサンプリング区域内に置かれるか、又は隣接の分析器のサンプリング区域にサンプルを運ぶ分析器固有のコンベアー上へと往復させてもよい。後者の例においては、サンプルから十分なサンプルアリコートが取出されている場合、サンプルは第１のコンベアーに戻され、分析器固有のコンベアーからそこへ移される。

特許文献４は、冷蔵品を入れる又は取出すための開口部、及び蒸発バッテリー(battery)の様な、関連した冷却機素からの冷却空気の循環のためのダクト配列を含む、冷蔵品用の棚付き戸棚を開示している。冷蔵品間と同様に、ダクト・システム及び戸棚の内部に循環される空気は、程度の差はあるが、一次又は二次空気によって、冷却され得る。

特許文献３は、既存の分析機器の置き換えを必要としないで、多種多様の分析機器による、更なる処理のために、生物試料を自動的に調製出来る、モジュラー式のワークステーションを開示している。このシステムは、入ってくるサンプルを仕分けすることが出来、ＳＴＡＴサンプルの優先順位をつけることが出来る。必要に応じ、入ってくるサンプルを、自動的に、遠心分離をし、蓋をとり、選択された分析機器に運ぶことが出来る。中央コントローラーの使用により、システムを自動的に制御することが出来る。このシステムは、オペレーターのエラーの可能性と、生物学的物質に対するオペレーターの暴露を減少させ、効率的で、高い処理量と、短い分析結果処理時間を提供する。

特許文献１では、独立した、単独の分析器に連動して操作されるロボット装置に、前処理された開放容器内のサンプルが自動的に与えられる。サンプル管の精密で、正確なハンドリングをもたらすために、各種のロボット・ハンドリング装置が、必要に応じて、管運搬体から自動的に及び堅実に管を取出す、又は置き換えることが出来るように、サンプル管運搬体内に、管を位置決めし、整列させることが重要である。

これらの先行技術システムは、改良したサンプル・ハンドリングと処理する処理量を有しているが、既存の、サンプル保管・取出しシステムは、大変広いラボラトリースペースを必要とするか、又は離れた場所への、及びその場所からのラックの運搬と取出しのためにオペレーターを必要とするか、どちらかの不都合な点を有している。これは、再検査することが必要な多くのサンプルは、追加検査が指示される同じ日に、当初検査されていることがわかったので、特に不都合なことである。

Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ ６，０６０，０２２ Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ ６，２２０，４５１ Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ ７，１４１，２１３ Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ ６，７４２，３４４

本発明は、再検査が同じ２４時間の間に必要とされる事象において、規定された時間の間、一般的には１日、名目数の既に分析されたサンプルをＬＡＳ近くに自動的に保持するように適合されている、移動式のサンプル保管・取出し装置を提供する。この２４時間の終りに、オペレーターは移動式のサンプル保管・取出し装置を、規定の時間の間、おそらく１週間又はより長い間、かなり多数のサンプル管を保管する、より大きい、離れた、冷凍された保管・取出しシステムに動かす。本発明の移動式のサンプル保管・取出し装置には、各保管サンプル管の位置を追跡するため、及び、再検査が必要となったどのサンプルも自動的に取出すための、プログラム化されたコントローラーが備えられている。また、サンプル保管・取出し装置は、その質量と複雑さを軽減するために、空調管理された空気の外部源によって冷凍されるように適合されている。

本発明のより良い理解のため、及び本発明の他の目的及び更なる特徴のより良い理解のために、本発明の様々な以下の好ましい実施態様の詳細な説明を、添付図面と関連して、言及する。

本発明を好都合に用いることが出来る、いくつかの化学分析の前処理装置と分析器と連携して制御されるコンベアーを含む、自動サンプル・ハンドリング・システムの簡略平面図である。 本発明のサンプル保管・取出し装置の側面断面図である。 冷却空気源に連結された、図１のサンプル保管・取出し装置の略平面図である。 冷却空気源に連結された、図１のサンプル保管・取出し装置の略側面図である。 装置内の縦方向に並進可能なエレベーターを示す、図１のサンプル保管・取出し装置の拡大断面図である。 コンベアー駆動システムを示す、図５のサンプル保管・取出し装置の部分拡大断面図の平面図である。 代替のコンベアー駆動システムを示す、図５のサンプル保管・取出し装置の部分拡大断面図の平面図である。 代替のコンベアー駆動システムの回転可能なエレベーター・ディスク部分の側面図である。 図７の代替のコンベアー駆動システムの回転可能なエレベーター・ディスク部分の平面図である。 代替のコンベアー駆動システムの回転可能な棚ディスク部分の側面図である。 図７の代替のコンベアー駆動システムの回転可能な棚ディスク部分の平面図である。 図８の棚ディスク部分と交差する、図７の回転可能なエレベーター・ディスク部分を示す。 図８の回転可能な棚ディスク部分に対して、縦方向に可動である、図７のエレベーター・ディスク部分を示す。 図８の回転可能な棚ディスク部分に対して、縦方向に可動である、図７のエレベーター・ディスク部分を示す。 図８の回転可能な棚ディスク部分に対して、縦方向に可動である、図７のエレベーター・ディスク部分を示す。 図８の回転可能な棚ディスク部分と、かみ合い、かつ、回転させる、図７のエレベーター・ディスク部分を示す。 図８の回転可能な棚ディスク部分と、かみ合い、かつ、回転させる、図７のエレベーター・ディスク部分を示す。 どのようにしてラックが、縦方向に並進可能なエレベーターによって、棚間を動かされるかを示す、本発明のサンプル保管・取出し装置の側面断面図である。 どのようにしてラックが、縦方向に並進可能なエレベーターによって、ローディング・トレイから取り出されるかを示す、本発明のサンプル保管・取出し装置の側面断面図である。 本発明のサンプル保管・取出し装置との相互関係を示す、図１の自動サンプル・ハンドリング・システムの簡略平面図である。 本発明のサンプル保管・取出し装置の代替の実施態様である。

図１を参照すると、多数の管ラック１８に入れられた、多数のサンプル容器２０、一般的にはサンプル試験管を、必要に応じて自動的に前処理することが出来る、従来のラボラトリー自動化システム１０（ＬＡＳ１０）が示されている。サンプル容器２０は、試薬、キャリブレーション溶液、及び／又は、品質管理材料を保持するのにも、適し得る。

一般的に、自動的に処理すべき患者の検体は、蓋をすることが出来る試験管等の、多数の容器内に入れて、サンプル・ハンドリング・システム１０に提供される。各サンプル容器２０は、患者識別の他に、場合により、そのサンプルに行なうべき分析方法、及び／又は、さらなる、“追加の”検査が必要である場合には、分析後にサンプルが保留すべき期間を示す、バー・コード等の、容器識別表示が備わっている。ラック１８にも、追跡の目的で識別表示がその上に付けられている。

ＬＡＳ１０は、各サンプル容器２０をサンプル管ローディング／アンローディング・ロボット・ステーション１６に戻す前に、サンプル管キャリアー２２で運ばれる、複数の個々のサンプル管容器２０を、サンプル管ローディング／アンローディング・ステーション１６から、自動遠心分離器２４へ、蓋をされたサンプル容器２０から自動的に蓋を取り除くために、自動管蓋除去器３０へ、そして１つ又はそれ以上の従来の臨床分析器３２、３８、及び、４２へと、ベルト状のコンベアー・トラック１４がベース上で運ぶ、オペレーティング・ベース１２を含む。当然ながら、３つの分析器３２、３８、及び、４２より多くの分析器がコンベアー・トラック１４により連結されてもよいが、簡単にするために、３つのみ図示されている。ＬＡＳ１０は、各サンプル管キャリアー２２の上に、又は、内部に付けられた識別表示によって、サンプル管容器２０の位置を検知するための、図示されていない、多くのセンサーを有している。この様な追跡オペレーションに、従来のバーコード・リーダーを用いてもよい。

遠心分離機２４と各分析器３８、４２、及び３２には、コンベアー・トラック１４から、それぞれ、サンプル管キャリアー２２を取出すため、及び遠心分離機２４に及び遠心分離機から、分析器３８、４２及び３２に及び分析器から又は分析器中に及び分析器から外へ、サンプル管キャリアー２２を動かすため、各種のロボット機構２６と２８、４０と４４、又は分析器トラック３４と３６が、それぞれ、通常は備えられている。一般的には、ローディング／アンローディング・ステーション１６は、クランプ用ロボット・ハンドを従来のように備えた少なくとも２つのＸ−Ｙ−Ｚロボット・アーム２１を含んでいる。

ＬＡＳ１０は、様々な種類の分析処理が行われる、各オペレーティング・ステーション２４、３０、３２、３８、４２及び１６にサンプル管キャリアー２２を動かすために、従来のコンピューター１５により、好ましくは、システム１０の一部として内蔵されている、又はシステムとは分離されている、マイクロプロセッサーをベースとした中央演算処理装置ＣＰＵ１５により制御されている。ＣＰＵ１５は、ソフトウェアー、ファームウェアー、又は、Dade Behring Inc. of Deerfield, IL．から販売されているDimension^(R) 臨床化学分析器に使用されている様な、ハードウェアーの指令、又は、回路に従って、サンプル・ハンドリング・システム１０を制御する。

図１には、多数の既に分析されたサンプルを、再検査が同じ２４時間の間に必要となる場合に、規定された時間の間、一般的には１日、ＬＡＳ１０の近くに自動的に保持するように適合されている、本発明の移動式サンプル保管・取出し装置５０が概略的に含まれている。発見したことは、サンプルが当初検査されたと同じ日に、サンプルの再検査が必要となる事例が多数発生していることである。従って、保管・取出し装置５０を適正な大きさにし、それをＬＡＳ１０の近くに保持することにより、サンプル再検査の効率を増すことが可能である。それ故、好ましくは、移動式サンプル保管・取出し装置５０を、一般的におよそ２０個、又はそれ以上の個数のラック１８に入れられた、一般的におよそ１，０００本のサンプル管２０を収容できる大きさにする。ラボラトリーが、２４時間内に一般的におよそ１，０００本のサンプル管２０より多くの本数を処理する場合には、１つより多くの、移動式サンプル保管・取出し装置５０を用いてもよい。本発明の一般的な目的は、操作効率のために、移動式保管・取出し装置５０を、およそ１日１回、従来の、より大きい、離れたサンプル保管・取出し冷蔵室に動かす必要があることである。図１は、保管されているサンプル管２０を制御された環境条件以内に保持するように、移動式サンプル保管・取出し装置５０の内部に冷却空気を供給するように従来通りに作られた、固定の冷蔵装置５２に連結された、移動式サンプル保管・取出し装置５０を概略的に示している。サンプル保管・取出し装置５０は内部で断熱され、以下に説明するように、ＬＡＳ１０に隣接する冷蔵装置５２とドッキングしている場合、ラック１８を自動的にローディングするように作られており、さらに、サンプル保管・取出し装置５０の内部にサンプルが保管されている間に、サンプルの追加分析が必要となる事象において、そこに保管されているラックのいずれかのものを、自動的に取り出すことが出来るように適合されている。理想的には、サンプル管ローディング／アンローディング・ロボット・ステーション１６は、ラック１８をＬＡＳ１０から取出し、それらを、以下に示す、保管・取出し装置５０のローディング・トレイ６０上に置くように適合されている。さらに以下に説明するように、サンプルの再検査が、前述の２４時間の間に、必要となる場合に、サンプル管ローディング／アンローディング・ロボット・ステーション１６が、サンプル保管・取出し装置５０からラック１８を取出すため、及び、上述のように、それらを処理し得る、ローディング／アンローディング・ロボット・ステーション１６に戻すために、作動する。さらに、その有用性を増すために、保管・取出し装置５０が、ＬＡＳから離れたサンプル保管冷蔵室の中に動かされる時に、機動性を増し、質量を減らすために、保管と取出し装置５０は冷蔵装置５２から分離可能である。

図２は、多数の水平の内部棚５４を示す、移動式保管・取出し装置５０の側面断面図であり、各棚５４はその上に、多数のラック１８を有することが出来る。ラック１８には、サンプル管２０を入れ得る。移動式保管・取出し装置５０のすべての外壁は、適切な層の、保温効果の高いブランケット材５１にて断熱され、特許文献４に開示されている様な通例のラインに沿って、縦方向の壁の１つには、固定の冷蔵装置５２との連結のために、冷却空気入口ダクト５３と出口ダクト５５も設けられている。本発明の重要な特徴は、最下段の棚５４と水平に位置合わせした位置から、サンプル保管・取出し装置５０の上部に位置しているローディング・トレイ６０と水平に位置合わせした位置へ、エレベーター５６を縦方向に動かすための、モーター駆動のベルト又はトラック５８を含む、縦方向に並進可能なエレベーター５６である。

図３は、冷蔵装置５２と連結している保管・取出し装置５０の上面図であり、ラック１８が保管・取出し装置５０の内部へ、及び、その装置から外へ、ローディング・トレイ６０の上へと、通って行くように、保管・取出し装置５０の上部に、かつ、エレベーター５６の上方にある開口部６３をも示している。ローディング・トレイ６０には、以下に説明するエレベーター・ベルト・コンベアー６８と棚ベルト・コンベアー７０の様な様式で、時計回りと反時計回りの双方の方向に自由に駆動出来るローディング・トレイ・コンベアー６１が備えられている。図４は、装置がＬＡＳ１０から離れたサンプル保管冷蔵室に動かされるにつれて、保管・取出し装置５０に機動性を与える、ロックが可能な、キャスター車輪６４としてここに示されている、４個のうちの２個の回転部材をも示す、冷蔵装置５２と連結している保管・取出し装置５０の側面図である。当業者は、トラック・システムの様な、この装置を動かすように適合されている他の機構を、本発明の他の実施態様において、使用し得ることに気付くであろう。

本発明の別の重要な特徴は、縦方向に並進可能なエレベーター５６と棚５４との間を、ラック１８を、ランダム・シーケンスにて水平に動かすための、モーター駆動のエレベーター・ベルト、又は、トラック・システム６２である。本明細書に使用されているように、“ランダム”・シーケンスとは、ラック１８が当初棚５４の上に置かれた時以外のシーケンスである。例示の実施態様において、図５の拡大側面断面図に示されるように、エレベーター・ベルト、又は、トラック・システム６２は、棚５４の近くに、ラック１８がその上に運ばれる時に上方に伸ばされ、以下に説明するように、ラック１８が棚５４の上へと動かされる時には下方に引き込まれる、エレベーター５６の端部にある引き込み式のストップ・ゲート６４が備えられた、縦方向に並進可能なエレベーター５６を含む。エレベーター５６には、以下に説明するラック・ローディング工程において、その上に動かされたラック１８を確保するために固定式ストップ・ゲート５７がエレベーター５６の左側に備えられている。保管・取出し装置５０の重要な特徴は、ラック１８をエレベーター５６から取り出し、ラック１８を棚５４上に置くために、そして逆の場合も同じにするように適合されてかみ合うコンベアー・システム６５である。１８のこのラック動作を実現するために、エレベーター５６には、エレベーター・ベルト・コンベアー６８とかみ合い、第１速度で、時計方向、又は、反時計方向のいずれかの方向に（エレベーター５６の上面に沿って）、駆動する軸６７を有する、双方向モーター６６が備えられている（その上と下の面との間に）。やや同様に、棚５４には、支持ベアリング７２の上で、時計方向と反時計方向の双方向に自由に駆動させることが出来る、以下に説明するように、ラック１８がその上に運ばれる時には伸ばされ、ラック１８がエレベーター５６の上へと動かされる時には、引き込まれる、エレベーター５６の近くの棚５４の端部に引き込み式ストップ・ゲート６４を同様に有する、棚ベルト・コンベアー７０が備えられている。図６に示すように、エレベーター５６と棚５４の保管・取出し装置５０内部の上面図は、どのようにそれらの上面の中央部分が窪んでおり、エレベーター・ベルト・コンベアー６８と棚ベルト・コンベアー７０が、それらの、それぞれ、高くなっている端部５６Ｅと５４Ｅの間の上面に沿って駆動され、それによって、高くなっている端部５６Ｅと５４Ｅの間を、それぞれ、左、又は、右のどちらかの方向に、ラック１８を水平に並進させることが出来ることを示している。

同様に図６に示されている、エレベーター・ベルト、又は、トラック・システム６２の別の重要な特徴は、エレベーター５６が棚５４と整列した場合に、動力付きエレベーター・ベルト・コンベアー６８と動力なしの棚ベルト・コンベアー７０とを連結する、選択的にかみ合うことが出来る駆動システムである。エレベーター・ベルト・コンベアー６８と棚ベルト・コンベアー７０が一緒に連結されたとき、双方向モーター６６がエレベーター・ベルト・コンベアー６８と棚ベルト・コンベアー７０の双方を、同じ、右から左、又は、左から右の方向に駆動することが出来る。エレベーター５６上のラック１８を、棚５４上のラック１８から、分離をさせるために、エレベーター・ベルト・コンベアー６８が、棚ベルト・コンベアー７０の速度に対して、より高速で駆動されるように、両者は単一のモーター６６により駆動されるのであるが、エレベーター・ベルト・コンベアー６８と棚ベルト・コンベアー７０の駆動比が選択される。ラック１８が、棚ベルト・コンベアー７０からエレベーター・ベルト・コンベアー６８の上へと動かされるにつれて、２つのコンベアー６８と７０との間の駆動速度の差により、より低速で動いている棚５４上のラック１８と比較してより高速で、ラック１８はエレベーター５６上へと動かされる。このコンベアー６８と７０との間の速度の差は、エレベーター５６の上へとローディングされるラック１８と、棚５４に留まっているそれらのラック１８との間のずれを生む。エレベーター・ベルト・コンベアー６８により、ひとたび、ラック１８がエレベーター５６の上へと動かされると、双方向モーター６６は停止し、ストップ・ゲート６４は上げられ、エレベーター・ベルト・コンベアー６８は、棚ベルト・コンベアー７０との連結が切られる。エレベーター５６は、その上に運ばれたラック１８を、別の棚５４へ、上方、又は、下方へと、自由に動かせる。

図６は、さらに、棚ベルト・コンベアー７０の駆動システムを構成している、ブラケット（図示されていない）により、棚５４に付けられているスプロケット・アーム７７上の、第１歯付きスプロケット７４と第２歯付きスプロケット７６とがチェーン７５により結合されている、棚５４に取り付けられている、一対のスプロケットを示している。エレベーター・ベルト・コンベアー６８が棚ベルト・コンベアー７０と整列した場合に、第１歯付きスプロケット７４は、モーター６６の回転軸６７の端部近くに装着される。クラッチ６９のかみ合いが解かれたときに、第１歯付きスプロケット７４が自由に回転出来るように、結合クラッチ６９が、回転軸６７の端部に、従って、第１歯付きスプロケット７４の近くに、装着されている。結合クラッチ６９がかみ合ったとき、モーター６６が作動するときに、第１歯付きスプロケット７４を時計、又は、反時計方向に回転させることが出来る。第２歯付きスプロケット７６を、第１歯付きスプロケット７４の時計方向の回転により時計方向に回転させるにつれて、棚ベルト・コンベアー７０を左から右へ回転させるように、そして逆の場合も同じようにするように、第２歯付きスプロケット７６が、棚ベルト・コンベアー７０とかみ合う、回転軸７９の端部につけられている。当業者にとっては、かみ合うことが可能な結合クラッチ６９と共に、双方向モーター６６によって、エレベーター・ベルト・コンベアー６８と棚ベルト・コンベアー７０とに、高くなっている端部５６Ｅと５４Ｅの間の、それぞれ上面に沿って、それぞれ右から左、及び、右から左の双方向への駆動をもたらすことが出来ることは明白である。同時に、クラッチ６９のかみ合いが解かれた場合、第１歯付きスプロケット７４はもはや、棚駆動システムとは結合されていないことが明白である（エレベーター５６を、別の棚５４と整列するように、及び／又はローディング・トレイ６０と整列するように、縦方向に動かすことが求められる場合）。既に説明したように、双方向モーター６６が軸６７を回し、エレベーター・ベルト・コンベアー６８を第１速度で駆動するとき、及び、第１歯付きスプロケット７４と第２歯付きスプロケット７６とがチェーン７５を介して一緒にかみ合っているときに、第２歯付きスプロケット７６が軸７８を回し、これにより、ベルト・コンベアー７０を、エレベーター・ベルト・コンベアー６８が動いている第１速度よりやや低速である、第２の速度で駆動するように、第１歯付きスプロケット７４と第２歯付きスプロケット７６との間の歯数比を選択することは有利な点である。

図６Ａに示すように、エレベーター５６を選択的に駆動棚５４とかみ合わせることが出来るように、動力付きエレベーター・ベルト・コンベアー６８と動力なしの棚ベルト・コンベアー７０を結合するための、代替の、選択的にかみ合わすことが出来る駆動システムにおいて、結合クラッチ６９と第１歯付きスプロケット７４は、軸６７に取り付けられた、回転可能なディスク８１と、ディスク・アーム７７に装着し、チェーン７５により第２歯付きスプロケット７６にかみ合わされている、別の回転可能なディスク８２により、置換出来る。回転可能なディスク８１は、回転可能なディスク８２に近い面に装着された、単一の突き出たフィン７１を有し（図７、及び、７Ａ参照）、回転可能なディスク８２は、回転可能なディスク８１に近い面に装着された一対の突き出たピン７３を有する（図８、及び、８Ａ参照）。図１０Ａ及び１０Ｂに示すように、回転可能なディスク８１が、フィン７１を通常は縦方向に向けた時、フィン７１がピン７３の間を縦方向に自由に動き得る、軸６７に取り付けられた回転可能なディスク８１とディスク・アーム７７に装着された回転可能なディスク８２との交差を、図１０と共に図９は示す。棚ベルト・コンベアー７０を左から右に駆動する必要がある場合、フィン７１をピン７３とかみ合わせ、それによって、ディスク７４を時計方向に回転するように、ディスク８１はモーター６６により、時計方向（図１１参照）に駆動される。第２歯付きスプロケット７６は、同様に、チェーン７５により時計方向に回転するであろう。モーター６６の回転方向を逆にすると、同様に、棚ベルト・コンベアー７０を右から左に回転させるであろう。

図１２は、さらに、どのようにしてラック１８が棚５４間を、エレベーター５６により動くか、特に、図２の最下段の棚５４から、図１２の最上段の棚５４に動かされるラック１８を示している。図示の目的で、ラック１８は、最下段の棚５４から、最上段の棚５４への“進行”する場合が、点線で示されている。まず、第１歯付きスプロケット７４が自由に回転可能であり、従って、エレベーター５６と最下段の棚５４とのかみ合いが解かれるように、クラッチ６９のかみ合いが解かれる。次に、最下段の棚５４と水平方向で位置合わせした位置から、最上段の棚５４と水平方向で位置合わせした位置へと、エレベーター５６の動きに応じて、モーター駆動のベルト又はトラック５８が起動される。なお、エレベーター５６が縦方向に動くにつれて、エレベーター５６は、従って、図２の最下段の棚５４と図１２の最上段の棚５４との間の棚５４に取り付けられた、すべての第１歯付きスプロケット７４からかみ合いが解かれるように、クラッチ６９はかみ合いを解かれたままであることに留意すべきである。しかしながら、エレベーター５６が、図１２の最上段の棚５４と水平方向で整列した場合に、第１歯付きスプロケット７４とかみ合うように、クラッチ６９が作動し、それによって、同様に、最上段の棚５４に取り付けられた第２歯付きスプロケット７６とかみ合う。このポイントで、エレベーター５６の“右”端部と棚５４の開放側の端部とにある引き込み式ストップ・ゲート６４が引き込まれ、第１歯付きスプロケット７４を“時計方向”に回転し、それによって、上に上がっている、端部５６Ｅと５４Ｅの間の、エレベーター・ベルト・コンベアー６８と棚ベルト・コンベアー７０を、それぞれ、左から右に動かし、エレベーター５６から最下段の棚５４の上へとラック１８を移動するために、モーター６６が起動される。図１２の右向きの矢印により示されるように、モーター６６は作動し続け、それによって、ラック１８を、それが棚５４の右端に既に保管されている別のラック１８にぶつかって停止するまで、棚ベルト・コンベアー７０に沿って動かす。この過程の間、棚５４の右端に既に保管されているラック１８は、動いている棚ベルト・コンベアー７０の“上に乗っている”。

図１３は、ローディング・トレイ６０の上に置かれたラック１８が、図１２の逆と多少同じ様な過程で、棚５４の上に保管されるという、保管・取出し装置５０の別の重要な特徴を示している。まず、第１歯付きスプロケット７４が、最上段の棚５４に取り付けられた第２歯付きスプロケット７６からかみ合わないように、クラッチ６９はかみ合いが解かれる。次に、エレベーター５６を、開口部６３を通って、ローディング・トレイ６０と水平方向で位置合わせした位置へと、縦方向に動かすために、モーター駆動のベルト、又は、トラック５８は起動される。第１歯付きスプロケット７４が、ローディング・トレイ６０に取り付けられた第２歯付きスプロケット７６とかみ合い、エレベーター５６の“右”端部とローディング・トレイ６０の左端部にある、引き込み式ストップ・ゲート６４が引き込まれるように、クラッチ６９が作動する。次いで、第１歯付きスプロケット７４を“反時計方向”に回転させ、これにより、エレベーター・ベルト・コンベアー６８とローディング・トレイ・コンベアー６１を右から左の方向へ動かし、ラック１８をローディング・トレイからエレベーター５６の上へと移動するために、モーター６６が起動される。図１３の左向き矢印にて示されるように、モーター６６は作動し続け、それによって、ラック１８を、それがエレベーター５６の左端にあるストップ・ゲート５７にぶつかって停止するまで、ローディング・トレイ・コンベアー６１に沿って動かす。エレベーター５６が保管・取出し装置５０の内に下がり、ラック１８がそこの棚５４の上へと置かれる間、ラック１８をエレベーター５６の上に確実に留めておくように、エレベーター５６の“右”端部の引き込み式ストップ・ゲート６４は作動する。類似したラック移動過程において、モーター駆動のベルト、又は、トラック５８、クラッチ６９、第１歯付きスプロケット７４、第２の歯付きスプロケット７６、引き込み式ストップ・ゲート６４、及び、モーター６６の組み合わせにより、保管・取出し装置５０内の棚５４の上の、どのラック１８をも、棚５４からエレベーター５６の上へと動かすことが出来る。

重要なことには、移動ステップの間、モーター６６がエレベーター・ベルト・コンベアー６８を第１速度にて、ローディング・トレイ・コンベアー６１を、エレベーター・ベルト・コンベアー６８が動く第１速度よりやや低い、第２速度で駆動するように、第１歯付きスプロケット７４と第２歯付きスプロケット７６間の歯数比を選択するので、従って、ラック１８はより早い速度にてエレベーター５６の上へと“引っ張られ”、ラック１８はローディング・トレイ・コンベアー６１に沿って動かされ、それによって、“開いた隙間”が生じる。このギャップにより、保管・取出し装置５０の運送時に、ストップ・ゲート６４が上がり、ラック１８が棚５４、又は、エレベーター５６から落下するのを防止する余裕を持たせる。

上記の説明により、保管・取出し装置５０のエレベーター・ベルト、又は、トラック・システム６２は、ラック１８を棚５４の間を動かす、及び／又は、ローディング・トレイ６０の上へと動かすのと同様に、ラック１８をローディング・トレイ６０から、多数の棚５４のいずれかの上へと動かす能力を提供するという、多数の特徴を有していることは明らかである。ラック１８は棚５４の上へと、“後入り・先出し”の規則でローディングされるので、興味のあるどんな特定のラック１８にも、ランダムに、近づけることが出来るように、ラック１８をラック５４間で“入れ替え”し得るように、少なくとも１つの棚５４の上に、いくらかの空きスペースを取っておくことが必要であることも同様に明らかである。これらのすべてのオペレーションは、保管・取出し装置５０の一部として内蔵されている、又は、装置とは分離されている、コンピューターをベースとした電気機械制御プログラミングの当業者には一般的な、ソフトウェアー、ファームウェアー、又は、ハードウェアーの指令、又は、回路を有する、従来のコンピューター１７、好ましくは、マイクロプロセッサーをベースとした中央演算処理装置ＣＰＵ１７により制御されている。同様に、この様なＣＰＵ１５は、ラック１８が最初に棚５４に保管され、棚５４の間で入れ替えられ、及び／又は、保管・取出し装置５０から取出される時点から、保管・取出し装置５０内のラック１８の位置を追跡し、確認するために、保管・取出し装置５０の至る所に戦略的に置かれているバーコード・リーダー１９等の、多数のセンサーからの信号を受ける。また、再検査の実施が必要となったサンプルを保持しているサンプル管２０が、保管・取出し装置５０の内に保持された時はいつでも、ＣＰＵ１７は、直接、又は、ワイアレス・ルーター１３により、ＬＡＳ１０のコンピューター１７に、都合良くリンクされ、コンピューター１７からの適切な命令により、保管・取出し装置５０に内蔵のＣＰＵ１５によって、管２０を運んでいるラック１８を、棚５４から取出し、ローディング・トレイ６０の上にラック１８を置く。

図１４に概略的に示すように、保管・取出し装置５０は、都合良く、ＬＡＳ１０の近くに置かれ、それによって、上述のように、ラック１８をサンプル管ローディング／アンローディング・ステーション１６に置き換え、再処理するために、ロボットの様な装置２１を使用し、ラック１８を自動的に動かすことが可能である。代りに、保管・取出し装置５０のローディング・トレイ６０へ、及び、ローディング・トレイから、ラックを動かすために、サンプル管ローディング／アンローディング・ステーション１６が備えられていてもよい。図１４は、固定冷蔵装置５２に連結され、ラック１８がローディングされている過程にある時を示している、第１の保管・取出し装置５０の使用を示している。第１の保管・取出し装置５０がラックで一杯になった時に、第１の保管・取出し装置５０と固定の冷蔵装置５２との連結が解かれ、第１の保管・取出し装置５０（点線にて示されている）内部のラック１８が棚５４から、エレベーター５６を使用して、自動的に取出され、サンプル保管冷蔵室２３内部の棚構造の中に置かれる、離れて位置する、従来の大容量の冷蔵室２３にオペレーターにより押されて行けるように、第２の保管・取出し装置５０が近くに位置している。このアンローディング過程の間、一般的には、各サンプル・ラック１８の身元が、機械表示読み取りスキャナーにより確認され、ワイアレス・ルーター１３により、ＬＡＳ、及び／又は、病院のＬＩＳに送られる。その様なオペレーションを円滑にするために、保管・取出し装置５０には、図２に見られるように、従来型の、再充電可能な、バッテリー電源２５が、備えられるであろう。

図１５は、棚５４の上に保管されたラック１８に近づくために要する時間を削減するように、エレベーター５６が２列の棚５４の間に位置している、本発明の保管・取出し装置５０の別の実施態様である。

本明細書に開示された本発明の実施態様は本発明の原理の例証であり、それでもやはり本発明の範囲内で他の改良を用いてよいことを、当業者は正しく理解するであろう。例えば、本発明の自明な変形には、エレベーターと棚コンベアーのための代替の駆動システム、２つの駆動システムの間の異なった選択的カップリング手段、コンベアー・ベルトに代わるチェーンの様なベルト、患者サンプル以外の項目を入れるために適したラックが含まれるであろう。

Claims (15)

1. 多数のサンプル・ラックを収容するための、移動式保管・取出し装置であって、
   内部、及び外部上面を有するハウジング；
   各棚が少なくとも１つのラックを保持することが出来る、内部に配置された多数の内部棚；
   外部上面上のローディング・トレイ；
   ラックを上に保持することが出来、各棚と位置合わせした位置からローディング・トレイと位置合わせした位置への間を動くことが出来る、縦方向に並進可能なエレベーター；
   ラックをエレベーターから棚の上に動かすように適合されたコンベアー・システム；
   及び
   ハウジング内部に冷却空気を送るように適合された、少なくとも１つのダクト；
   を含む保管・取出し装置。
2. さらに、コンベアー・システムが、ラックを棚からエレベーターの上へと動かすように適合されている、請求項１に記載の保管・取出し装置。
3. さらに、コンベアー・システムが、ラックをローディング・トレイとエレベーターの間を動かすように適合されている、請求項１に記載の保管・取出し装置。
4. 冷却空気ダクトが冷却空気源に接続されている、請求項１に記載の保管・取出し装置。
5. コンベアー・システムが、エレベーターが棚と水平方向に整列した場合に、クラッチとスプロケットが一緒にかみ合うことが出来る、エレベーター上のモーターに装着されたクラッチと、棚に取り付けられた第１と第２のスプロケットとを含む、請求項１に記載の保管・取出し装置。
6. コンベアー・システムが、エレベーターが棚と水平方向に整列した場合に、フィンとピンが一緒にかみ合うことが出来る、エレベーター上のモーターに装着された回転可能なフィンと、棚に取り付けられた突き出たピンを有する回転可能なディスクを含む、請求項１に記載の保管・取出し装置。
7. モーターが、第１スプロケットを第１の速度で、第２スプロケットを、第２の速度が第１の速度より低い、第２の速度で駆動するように、第１スプロケットと第２スプロケットの間のスプロケット比が選択される、請求項５に記載の保管・取出し装置。
8. 移動式保管・取出し装置の外部壁が、断熱されている、請求項１に記載の保管・取出し装置。
9. 中に保管されているラックの位置を追跡するためのセンサーを、さらに含む、請求項１に記載の保管・取出し装置。
10. 中に保管されているラックの識別を検出するためのセンサーを、さらに含む、請求項１に記載の保管・取出し装置。
11. 任意のラックを任意の棚から取出し、そのラックをローディング・トレイに置くように、縦方向に並進可能なエレベーターとコンベアー・システムを制御するためにプログラム化された中央演算処理装置をさらに含む、請求項１に記載の保管・取出し装置。
12. 内部棚が２列に配置され、ここで縦方向に並進可能なエレベーターが、列の間中央に配置される、請求項１に記載の保管・取出し装置。
13. エレベーターとコンベアー・システムがバッテリー電源式である、請求項１に記載の保管・取出し装置。
14. サンプル・ラックが患者のサンプル、試薬、キャリブレーション液、及び／又は品質管理溶液を保持することが出来る、請求項１に記載の保管・取出し装置。
15. 装置の表面に取り付けられた、装置の動きを補助するように適合された機構を、さらに含む、請求項１に記載の保管・取出し装置。

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