JP2012526559A - 微生物の自動検出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は,(1) 2009年 5月15日付の米国特許仮出願第61/216339号(発明の名称「迅速かつ非侵襲的な血液培養検出システムと,微生物の侵襲的な分離及び特徴付けシステムとの統合システム」);(2) 2009年 9月30日付の米国特許仮出願第61/277862号(発明の名称「微生物検出装置用の自動装填機構」);及び (3) 2010年 2月 8日付の米国特許仮出願第61/337597号(発明の名称「微生物の自動検出装置」)の優先権を主張するものである。
(システムの概要)
(試料容器)
(自動装填機構)
(容器管理手段又はロケータ装置)
(搬送機構)
ロボット頭部は,把持機構686と,把持機構686を移動させることにより1つの試料容器500をハウジング684及び保持チャンバ685内まで,又はハウジング684及び保持チャンバ685外に移動させるための駆動機構688とを更に備える。把持機構686は,図7Bに示すように,試料容器500のリップを超えてスナップ作動可能としたばねクリップ687を備えることができる。試料容器500を保持構造600まで搬送した後,ロボット頭部656,したがって把持機構686は,試料容器500を解放するために保持構造600に対して上下に移動させることができる。駆動機構688は,図7Bに示すように,モータ690と,ガイドレール692と,ねじ付把持シャフト694と,把持駆動ブロック696とを更に備える。作動にあたり,モータ690はねじ状把持シャフト694を回転させ,これにより把持駆動ブロック696,したがって把持機構686をガイドレール692に沿って移動させる。
したがって,水平支持部材702B,第1水平駆動モータ730,第1水平駆動ベルト732及び水平ガイドレール738は,搬送ロボットアーム700により試料容器500をx軸に沿って移動又は搬送可能とするものである。発明者らは,搬送ロボットアームが装置内の増大領域を超えて移動可能であるため,水平軸に沿って移動可能な垂直支持部材を設けることにより検出システム内の容量が増大可能となることを発見した。更に,発明者らは,移動可能な垂直支持部材を有する搬送ロボットアームが,搬送ロボットアームの信頼性を向上するものと考えている。
図20に示すように,自動搬送機校は,検出システム100内におけるケーブルを管理するための少なくとも1つのケーブル管理チェーン782と,ロボット搬送機構を制御するための回路ボード784とを備えることができる。更に他の実施形態において,搬送ロボットアーム700は,垂直駆動ベルト722を遮断するための遮断機構786を更に備え,これにより(例えば電源異常による)装置底部への落下を防止することができる。
(保持構造及び撹拌手段)
他の実施形態において,受け構造又はウェル602を交互に配置して各保持構造又はラック600(例えば図20参照)の垂直方向における高さを減少させ,これにより培養チャンバ620内における所定の垂直スペース内に配置できる保持構造又はラック600の総数を増加させることが可能である。図5A,5Bに例示する検出システムは,10個の容器受け構造又はウェル602を2列に配置した保持構造又はラック600を15個備え,これにより300個の容器容量を有するシステムを構成している。他の実施形態において,検出装置は,それぞれ25個の受け構造又はウェルを含むラックを16段垂直に積み重ねて,400個の容器容量とすることができる。
傾斜コイルばね864及びV溝保持862は,深さの小さい保持ウェル602及び保持構造600を使用可能とする。深さの小さい保持構造ウェル602は,多様な構造及び長さの容器を保持可能とし,より大面積の容器表面をシステム内の培養気流に露呈可能とするものである。
(検出ユニット)
(気候制御された内部チャンバ)
(コントローラ及びユーザインターフェース)
図1,2は一実施形態を図式的かつ非限定的に示すものである。また,図22〜23は他の実施形態を図式的かつ非限定的に示すものである。
(自動排出)
(自動検査室システム)
(作動方法)
Claims (53)
- 試料中における微生物の増殖を迅速かつ非侵襲的に検出するための自動検出装置であって;
(a) 前記試料中に存在する可能性のある微生物を培養するための,培養媒体を収めた内部チャンバを有する密封可能な試料容器;
(b) 内部チャンバを包囲するハウジング;
(c) 前記内部チャンバ内に含まれ,少なくとも1つの試料容器を保持するための複数のウェルを備える保持構造;
(d) 試料容器を少なくとも1つの容器ワークフローステーションまで移動させるよう作動可能である容器ロケータ装置;
(e) 試料容器を前記内部チャンバ内に自動装填するための自動装填機構;
(f) 試料容器を前記内部チャンバ内で自動搬送するために前記内部チャンバ内に配置した自動搬送機構;及び,
(g) 試料容器中の微生物の増殖を検出するために前記内部チャンバ内に配置した検出ユニット;
を備える自動検出装置。 - 請求項1記載の自動検出装置において,前記検出装置から試料容器を自動的に排出するための自動排出機構を更に備える自動検出装置。
- 請求項2記載の自動検出装置において,前記自動排出機構は,微生物増殖に関して陽性と検出された試料容器を,陽性容器位置まで搬送する自動検出装置。
- 請求項2記載の自動検出装置において,前記自動排出機構は,微生物増殖に関して陰性と検出された試料容器を,陰性容器位置まで搬送する自動検出装置。
- 請求項2記載の自動検出装置において,前記自動排出機構は,前記搬送機構である自動検出装置。
- 請求項1記載の自動検出装置において,前記自動搬送機構は,搬送ロボットアームを備え,該搬送ロボットアームは多軸搬送ロボットアームを備える自動検出装置。
- 請求項1記載の自動検出装置において,前記保持構造は,積み上げられた複数のラックと,少なくとも1つの円筒形ドラムとから成る群から選ばれている自動検出装置。
- 請求項1記載の自動検出装置において,前記保持構造は,ここでの微生物増殖を促進し,及び/又は増やす試料容器の撹拌のための撹拌アセンブリを更に備える自動検出装置。
- 請求項1記載の自動検出装置において,前記内部チャンバは,培養チャンバを備え,前記培養チャンバは,ここでの微生物増殖を促進する,及び/又は増やすための気候制御された内部チャンバを準備する,及び/又は保つ少なくとも1つの加熱要素を備える自動検出装置。
- 請求項10記載の自動検出装置において,前記気候制御された内部チャンバは,約30℃から約40℃の温度に保たれている自動検出装置。
- 請求項11記載の自動検出装置において,前記少なくとも1つのワークステーションは,バーコード読み取りステーション,容器走査ステーション,容器撮像ステーション,容器計量ステーション,容器収容ステーション,容器搬送ステーション又はそれらの組み合わせから成る群から選ばれている自動検出装置。
- 請求項1記載の自動検出装置において,前記自動装填機構は,容器装填ステーション,搬送機構及び容器入口位置を備え,前記搬送機構は,前記検出装置内に試料容器を自動装填するために,前記装填ステーションから前記入口位置まで試料容器を搬送するよう作動可能である自動検出装置。
- 請求項1記載の自動検出装置において,前記搬送機構はコンベアベルトを備える自動検出装置。
- 請求項1記載の自動検出装置において,バーコードリーダを更に備える自動検出装置。
- 請求項1記載の自動検出装置において,前記自動装填機構,前記容器ロケータ装置及び/又は前記自動搬送機構を制御することにより,迅速かつ非侵襲的な検出を完全に自動化するよう作動可能としたコントローラを更に備える自動検出装置。
- 請求項15記載の自動検出装置において,前記コントローラは,微生物増殖に関して陽性と検出された試料容器を,前記ハウジング上の陽性表示プロンプトを有する信号で知らせる自動検出装置。
- 自動検出装置における微生物増殖の検出方法であって,以下のステップ (a)〜(g) を備える検出方法。
(a) 微生物の増殖を促進し又は増強するための培養媒体を収めた試料容器を準備する;
(b) 微生物の存在を確認するために検査すべき試料を試料容器に接種する;
(c) 微生物増殖の検出のために,以下の構成要素 (i)〜(vi) を備える自動検出装置を準備する;
(i) 内部チャンバを包囲するハウジング;
(ii) 前記ハウジング内に配置され,少なくとも1つの試料容器を保持するための複数のウェルを備える保持構造;
(iii) 前記自動検出装置内に試料容器を自動装填するための自動装填機構;
(iv) 試料容器を少なくとも1つの容器ワークフローステーションまで移動させるための容器ロケータ装置;
(v) 試料容器を前記ハウジング内で前記保持構造まで自動搬送するための自動搬送機構;
(vi) 試料容器内における微生物増殖に由来する少なくとも1つの副産物を検出するための検出ユニット;
(d) 前記自動装填機構を使用して前記接種済み試料容器を前記検出装置内に装填する;
(e) 前記自動搬送機構を使用して,前記検出装置内に位置する前記保持構造まで前記接種済み試料容器を搬送する;
(f) 前記培養チャンバ内の試料容器に培養する;及び
(g) 微生物増殖に由来する前記少なくとも1つの副産物を検出するために試料容器を周期的にモニタし,微生物増殖に由来する前記少なくとも1つの副産物を検出した資料容器を微生物増殖に関して陽性と判定する。 - 請求項17記載の方法において,前記内部チャンバは培養チャンバを備え,該培養チャンバは,その内部での微生物増殖を促進し及び/又は増強するように内部チャンバを気候制御するための少なくとも1つの加熱要素を備える方法。
- 請求項17記載の方法において,前記内部チャンバは冷却チャンバを備え,該冷却チャンバは,その内部を室温以下の温度に保つための少なくとも1つの冷却要素を備える方法。
- 請求項17記載の方法において,前記自動検出システムは,試料容器について少なくとも1つの測定又は読取を行うために該試料容器を前記ワークステーション間で移動させるように作動可能な容器ロケータ装置を更に備え,前記方法は,ステップ (d)(1) として,該容器ロケータ装置を使用して試料容器を前記ワークステーション間で移動させることを更に備える方法。
- 請求項20記載の方法において,前記ワークステーションは,バーコード読み取りステーション,容器走査ステーション,容器撮像ステーション,容器計量ステーション,容器収容ステーション,容器搬送ステーション又はそれらの組み合わせから成る群から選ばれている方法。
- 請求項20記載の方法において,前記ステップ (d)(1) は,試料容器を前記収容ステーションまで移動させることを含み,前記方法は,前記自動搬送機構を使用して試料容器を前記収容ステーションから収容するステップ (d)(2) を更に備える方法。
- 請求項17記載の方法において,前記検出装置は,微生物増殖を促進し,及び/又は増強するために前記保持構造及び試料容器を撹拌するための撹拌アセンブリを更に備え,前記方法は,該撹拌アセンブリを使用して前記保持構造を撹拌するステップ (e)(i) を更に備える方法。
- 請求項18記載の方法において,前記自動検出システムは,試料容器を自動排出するための自動排出機構を更に備え,前記方法は,ステップ (h) として,微生物増殖に関して陽性と判定された試料容器を,前記排出機構により陽性容器位置まで搬送することを更に含む方法。
- 請求項17記載の方法において,前記自動検出システムが,試料容器を自動排出するための自動排出機構を更に備え,前記方法は,ステップ (h) として,微生物増殖に関して陰性と判定された試料容器を,前記自動排出機構により陰性容器位置まで搬送することを更に含む方法。
- 請求項17記載の方法において,前記自動検出システムがコントローラを更に備え,該コントローラにより前記方法における少なくとも1つのステップを制御する方法。
- 保持構造内で容器を保持するための保持機構であって;
(a) 少なくとも1つの容器を保持するための少なくとも1つの保持ウェルと;
(b) 該保持ウェルに隣接して配置された傾斜コイルばねと;
(c) 該傾斜コイルばねに隣接して配置され,前記傾斜コイルばねを前記保持ウェルに隣接するように保持するためのV溝を有する保持プレートと;
を備え,前記傾斜コイルばねにより前記保持ウェル内で少なくとも1つの前記容器を保持する保持機構。 - 請求項27記載の保持機構において,前記保持ウェルが1つ以上のリブを更に備え,該1つ以上のリブは,前記保持ウェル内で前記傾斜コイルばねに対向するように配向された一対のリブを含み,該一対のリブは,前記容器を前記保持ウェルの垂直中心線に沿って前記ウェル内で自己整合させるように作動可能である保持機構。
- 請求項27記載の保持機構において,該保持機構は平行な保持ウェルの第1列及び第2列を更に備え,該平行保持列は複数の容器を保持可能であり,前記保持機構は,前記第1列に隣接して配置された第1傾斜コイルばねと,前記第2列に隣接して配置された第2傾斜コイルばねとを更に備え,前記の各傾斜コイルばねは前記複数の容器を前記保持ウェル内に保持するように作動可能である保持機構。
- 請求項29記載の保持機構において,該保持機構は,前記第1傾斜コイルばねに隣接して配置された第1保持プレートと,前記第2傾斜コイルばねに隣接して配置された第2保持プレートとを更に備え,前記第1及び第2保持プレートは前記第1及び第2傾斜スプリングばねをそれぞれ前記保持ウェルに隣接して保持することにより,前記ウェル内において前記複数の容器を保持するように作動可能である保持機構。
- 試料容器を保管及び/又は検査するための保管・検査装置であって;
(a) 試料を収める試料容器と;
(b) 内部チャンバを包囲するハウジングと;
(c) 少なくとも1つの試料容器を保持するための複数の受入ウェルを有する容器ロケータ装置と;
を備え,前記ロケータ装置は,少なくとも1つの試料容器を前記内部チャンバ内における少なくとも1つのワークフローステーションまで移動させるよう作動可能である保管・検査装置。 - 請求項31記載の保管・検査装置において,前記少なくとも1つのワークフローステーションは,バーコード読み取りステーション,容器走査ステーション,容器撮像ステーション,容器計量ステーション,容器収容ステーション,容器搬送ステーション又はそれらの組み合わせから成る群から選ばれている保管・検査装置。
- 請求項31記載の保管・検査装置において,前記容器ロケータ装置は回転可能なディスクを備え,前記容器ロケータ装置は,前記ディスクを垂直軸周りの水平面において回転させることにより,少なくとも1つの試料容器を少なくとも1つのワークフローステーションまで移動させるように作動可能とした駆動ベルト及びモータを更に備える保管・検査装置。
- 請求項31記載の保管・検査装置において,該装置は,バーコード読み取りステーション及びバーコードリーダを備え,試料容器はバーコードを含み,前記容器ロケータ装置は,試料容器のバーコードを前記バーコードリーダで読み取らせるために,該試料容器を前記バーコード読み取りステーションまで移動させるように作動可能である保管・検査装置。
- 請求項34記載の保管・検査装置において,前記バーコード読み取りステーションは,前記受入ウェル内において試料容器を水平面内で垂直軸周りに回転させるように回転可能なターンテーブルを更に備え,その回転により前記バーコードラベルを前記バーコードリーダで読み取らせる保管・検査装置。
- 請求項31記載の保管・検査装置において,前記装置は,試料容器を計量する容器計量ステーションを更に備え,前記容器ロケータ装置は,試料容器を計量させるために該試料容器を前記計量ステーションまで移動させるように作動可能である保管・検査装置。
- 試料中における微生物の増殖を迅速かつ非侵襲的に検出するための自動検出装置であって;
(a) 前記試料中に存在する可能性のある微生物を培養するために培養媒体を収めた内部チャンバを有する密封可能な試料容器と;
(b) 内部チャンバを包囲するハウジングと;
(c) 試料容器を受け入れると共に,試料容器を前記内部チャンバ内における少なくとも1つのワークフローステーションまで移動させるために少なくとも1つのロケータウェルを含む試料容器ロケータ装置と;
(d) 試料容器内における微生物の増殖を検出するために前記内部チャンバ内に配置した検出ユニットと;
を備える自動検出装置。 - 請求項37記載の自動検出装置において,前記内部チャンバは培養チャンバを含み,該培養チャンバは,その内部での微生物増殖を促進し及び/又は増強するように培養チャンバを気候制御するための少なくとも1つの加熱要素を備える自動検出装置。
- 請求項37記載の自動検出装置において,前記少なくとも1つのワークフローステーションは,バーコード読み取りステーション,容器走査ステーション,容器撮像ステーション,容器計量ステーション,容器収容ステーション,容器搬送ステーション又はそれらの組み合わせから成る群から選ばれている自動検出装置。
- 請求項37記載の自動検出装置において,該検出装置は,試料容器を前記内部チャンバ内に自動装填するように作動可能な自動装填機構を更に備え,該自動装填機構は搬送機構及び容器入口位置を備え,該搬送機構は試料容器を前記入口位置まで搬送し,前記入口位置を通して,前記ロケータ装置における前記ロケータウェルの1つまで搬送し,これにより試料容器を前記検出装置内に自動的に装填する自動検出装置。
- 請求項37記載の自動検出装置において,前記検出装置は,バーコード読み取りステーションと,該バーコード読み取りステーションに配置したバーコードリーダを更に備え,前記容器ロケータ装置は試料容器を前記バーコード読み取りステーションまで移動させ,これにより試料容器上のバーコードを前記バーコードリーダに読み取らせるように作動可能である自動検出装置。
- 請求項41記載の自動検出装置において,前記バーコード読み取りステーションは,前前記受入ウェル内において試料容器を水平面内で垂直軸周りに回転させるように回転可能なターンテーブルを更に備え,その回転により前記バーコードラベルを前記バーコードリーダで読み取らせる自動検出装置。
- 請求項37記載の自動検出装置において,前記検出装置は前記容器を計量する容器計量ステーションを更に備え,前記容器装填装置は,試料容器を試料容器を計量するために該試料容器を前記容器計量ステーションまで移動させるよう作動可能である自動検出装置。
- 請求項37記載の自動検出装置において,前記装置は,容器収容ステーションと,前記内部チャンバ内の試料容器を搬送するための搬送機構とを更に備え,前記容器ロケータ装置は,試料容器を前記収容ステーションまで移動させるように作動可能であり,前記搬送手段は,試料容器を前記収容ステーションから収容するよう作動可能である自動検出装置。
- 保管・検査装置内において少なくとも1つの容器を自動的に管理するために,以下 (a)〜(c) のステップを備える自動容器管理方法。
(a) 少なくとも1つの容器を準備する。
(b) 以下 (i)〜(ii) を備える保管・検査装置を準備する。
(i) 内部チャンバを囲み,入口位置を備えるハウジング;
(ii) 試料容器を保持するための複数のロケータウェルを含み,少なくとも1つの試料容器を前記内部チャンバ内における少なくとも1つのワークフローステーションまで移動させるための容器ロケータ装置;
(c) 前記少なくとも1つの試料容器を,前記内部チャンバにおける少なくとも1つのワークフローステーションまで移動させる。 - 請求項45記載の方法において,前記少なくとも1つのワークフローステーションは,バーコード読み取りステーション,容器走査ステーション,容器撮像ステーション,容器計量ステーション,容器収容ステーション,容器搬送ステーション又はそれらの組み合わせから成る群から選ばれる方法。
- 請求項45記載の方法において,前記容器ロケータ装置は,1〜10個のロケータウェルを有する回転可能ディスクを備え,前記方法は,前記ディスクを垂直軸周りで回転させることにより,前記ロケータウェル内に含まれる少なくとも1つの試料容器を,前記内部チャンバ内における少なくとも1つのワークフローステーションまで移動させることを含む方法。
- 請求項47記載の方法において,前記保管/検査装置は,バーコード読み取りステーションと,前記バーコード読み取りステーションに配置したバーコードリーダとを更に備え,前記容器ロケータ装置は,試料容器を前記バーコード読み取りステーションまで移動させるように作動可能であり,前記方法は,前記容器上の前記バーコードを読み取るステップを更に備える方法。
- 請求項45記載の方法において,前記保管・検査装置は,容器収容ステーションと,前記内部チャンバ内の試料容器を搬送するための搬送機構とを更に備え,前記容器ロケータ装置は,試料容器を前記収容ステーションまで移動させるよう作動可能であり,前記方法は,前記搬送機構を使用して前記容器を前記収容ステーションから収容するステップを更に備える方法。
- 請求項45記載の方法において,前記保管及び検査装置はコントローラを更に備え,該コントローラは,前記容器ロケータ装置が前記内部チャンバ内における少なくとも1つの前記ワークフローステーションまで移動する際に,前記容器ロケータ装置を制御する方法。
- 容器を第1装置から第2装置まで搬送するための搬送機構であって:
(a) 第1装置,第2装置及び前記第1装置内に位置する容器と;
(b) 前記第1装置に結合し,前記容器を少なくとも1つのワークフローステーションまで移動可能とする第1ロケータ装置と;
(c) 前記第2装置に結合し,前記第1ロケータ装置と並置される搬送機構又はコンベアベルトと;
(d) 前記第1ロケータ装置から前記搬送機構まで前記容器を移動させ,又は押すように作動可能であり,これにより前記第1装置から前記第2装置へ前記容器を搬送するプッシャアームと;
を備える搬送機構。 - 請求項51記載の搬送機構において,前記第1ロケータ装置は前記容器を搬送ステーションまで移動させ,前記プッシャアームは前記容器を前記搬送ステーションから前記搬送機構又はコンベアベルトまで押すよう作動可能である搬送機構。
- 請求項51記載の搬送機構において,前記搬送機構は前記第1装置及び前記第2装置を繋ぐ搬送ブリッジを更に備え,該搬送ブリッジは,前記第1ロケータ装置と並置する第1端と,前記第2搬送機構と並置する第2端とによって前記第1ロケータ装置及び前記第2搬送機構を繋ぎ,前記プッシャアームは前記搬送ブリッジを越えて前記容器を押すよう作動することにより前記容器を前記第1装置から前記第2装置まで搬送する搬送機構。
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