JP2013525817A - 診断システム及び構成部品 - Google Patents

Abstract

診断機器が開示されている。この診断機器は、高効率プローブワッシャーステーションを有し得、及び／又は採取される検体管上に管セプタムがあるかどうかを検知することが可能であり得る。この機器はまた、管の底部がどこに配置されているかを決定することも可能であり得る。プローブワッシャーステーションは、プローブの内側腔及び外側周囲面の双方ともに洗浄するために使用される生理食塩水のフローを有し得る。本発明は、全般的には診断システムに関し、より具体的には、プローブを使用する診断システム及び機器に関する。

Description

（発明の背景）
本発明は、全般的には診断システムに関し、より具体的には、プローブを使用する診断システム及び機器に関する。例示された実施形態において、この診断機器は、プローブワッシャーシステム及び方法に結合され得、並びに開示された結合システムを経て他の構成部品に更に結合され得る。この機器はまた、流体レベル測定システム及びプローブストール検出システムを有することができる。

（発明の概要）
フローサイトメーターを使用する細胞分析機器は、当該技術分野において既知である。例えば、参照により本明細書に援用した、米国特許出願第１１／８２５，５２３号を参照されたい。フローサイトメーターは、粒子の流れを、そこでその粒子が光線によって励起され得る検知ゾーンを経て誘導する。その光線は、粒子が蛍光を発すること及び／又は光を散乱させることをもたらし、フィルターによって、放射された光が電磁（ＥＭ)スペクトルの部分へと分離される。フィルター処理されたＥＭスペクトルを検討することによって、細胞含量の分析が実施され得、並びに特定の特性及び数値が報告され得る。

一実施形態では、提案されたシステムは、標準化免疫モニタリングパネルを運用可能な蛍光ベースの細胞分析システムに関する。提案されたシステムは、自動化検体／試料調製（例えば、血液試料、骨髄、血清、尿、滑液、脊髄液、腹膜液、胸膜液又は他のタイプの液体若しくは試料）と分析を単一のコンパクトな機器に組み合わせたものである。この単一機器は、改善された精度、最小の臨床医相互作用（従って、最小の臨床医の訓練）、より速い処理時間、並びに単一の試料処理から複数の試料処理に至る範囲での処理オプションを提供する。便利なことに、このような複数のサンプルが、連続的に処理かつ分析され得る。

検体オートローダーが、中程度から大容量処理の検査室のために提供され得る。本明細書で開示された実施形態によると、臨床医が試料管（複数可）をシステムに装填し（オートローダー又は正面ドアを経ての単一試料挿入のいずれかを介して）、追随する必要なく離れることができる。例えば、臨床医は、調製及び分析機器とコンピューターとの間に試料を移動させるために戻る必要はなく、これはこの単一機器がこれらすべての工程を、実行される試験によって要求される順序とタイミングで正確に実行することが可能であるためである。更には、提案されたシステムは、隣接する又は後続の試料で実行される試験を低速化又はそれに影響を及ぼすことなく、多数のタイプの試験が各試料で実行されることが可能である。例えば、仮想試料Ａが、所要時間がそれぞれ５、７、及び１５分である試験４、５、及び６を受けることが可能で、これと同時に仮想試料Ｂが、所要時間がそれぞれ５、１０、及び８分の試験４、７、及び８を受けることができる。

提案された装置を使用して、両仮想試料Ａ及びＢ（並びに他の試料も）が同時に装填され得、並びに試料調製が、試験を受ける順番で開始され得る。試料Ｂがその調製を完了すると同時に試料Ａが分析を開始するように、調製は試料分析へと続く。異なる試料調製及び分析に関するすべての動作が、臨床医の介入なく実行され得る。更には、臨床医は、追加の試料をいつでも挿入することができて、このような試料は、臨床医が望むとおりに、オートローダー内で待機しているいずれかの試料の上に進められることができる。

本発明によると、このようなサンプリング及び調製は、高効率で並びにそれぞれの検体及び試薬のサンプリング後にサンプリングプローブを効率的な洗浄することができるプローブワッシャーステーションで可能となる。

本発明の別の態様では、臨床医が試料を診断機器にいつでも挿入することが可能であり、加えてこのような試料は、臨床医が望むとおりに、オートローダー内で待機しているいずれかの試料の上に進めることができる。挿入される試料管のタイプに関係なく、並びに試料管が挿入さることに関係なく、提案された装置は、上述のように、管の内容物を処理することが可能である。

世界中の病院では、患者から検体（例えば血液）を取り込む多種多様な管を使用する。いくつかの管は、キャップ又はセプタムで覆われ、一方他の管は開放管である。臨床医が分析される管のタイプを識別するには、時間がかかる。

提案された装置は、セプタム付き管があるかどうかを検知し、更に管の底部がどこに配置されたかを更に決定する。このように、セプタムを有しているかどうかに無関係に、並びに寸法及び形状に無関係に、ほぼいかなる管でも提案された装置によって処理され得る。

要約すると、臨床医は種々の形状の様々な管を提案された装置内に挿入することができる。この装置は、そのプローブが管のセプタム又は底部に接触する場合、検知することが可能であり、セプタムを貫通するために同一の方向で続くけるべきか、或いは管又はプローブへの損傷を防止するような方向に変更させるべきかを判定することができる。

流体レベルセンサは、当該技術分野で既知である。例えば、容器内側のレベルを見るための簡単な方法として、のぞき窓が長年使用されてきた。コーヒーメーカー及びコーヒー自動販売機は、単純概念のこのタイプの優れた例であり、流体の一部が、流体レベルの可視表示のための小さな目視腔に転送される。

流体レベルセンサの別の例は比重を使用し、ここでは指示器又は浮きが、1つのタイプの物質の上に留まり、別のタイプの物質では下に留まる（例えば、水の上の浮子）。流体の表面の機械的又は物理的特性に基づく流体レベルセンサの種々の他のタイプが検討されてきた。

流体のレベルを測定するために、光もまた使用されてきた。例えば、レザーが表面の最上部に向けられ、レーザーパルスがその表面から反射されるために要する時間を測定するために、タイマー回路が使用された。この流体測定は、光の反射に基づく。他の先行技術は、測定される流体による特定の光波長の吸収に焦点が当てられてきた。

上記に開示されたシステムとは対照的に、本発明は、光の屈折及び吸収に基づいた流体レベルの測定に関する。開示された方法では、赤外光が、流体を有する容器を通して導かれる。容器が非平面状である場合、すなわち、容器が曲がっている少なくとも1つの表面を有する場合、流体で満たされた容器を通過するように特定の光が屈折することが予期され得る。しかしながら、流体レベルが容器内で下降すると同時に、このような光は同様には屈折しない。更には、光が液体を通過するよう誘導される場合、空の容器を通過するよりはより多くの光が吸収される。したがって、容器の高さに沿って光の屈折を監視することによって、流体のレベルが決定され得る。

本開示の更なる特徴は、ここに了解される最良の発明実施モードを例示する好ましい実施例に関する以下の詳細な説明から、当業者にとって明らかとなろう。

詳細な説明は、特に添付の図面を参照する。

本発明の機器が検体オートローダーに結合されて示されている、提案された機器の一実施形態の透視図である。 図１に示される本発明の診断機器の一部の拡大透視図である。 操作中の本発明の機器を示す、図１〜２の診断機器の正面透視図である。 単一の検体管を一時にサンプリング可能である本発明の診断機器の部分の拡大図である。 図１〜４に示される提案された本発明の診断機器の外部ハウジングの正面透視図である。 検体オートローダーが取り外され並びに検体管が正面ドアを通して挿入されている、本発明の別の実施形態の外部ハウジングの正面透視図である。 図１〜６に示される本発明の機器と併せて使用されるプローブワッシャーステーションの一実施形態の透視図である。 図７の本発明のプローブワッシャーステーションの透視線図である。 図７〜８の本発明のプローブワッシャーステーションの上面線図である。 図７〜９の本発明のプローブワッシャーステーションの正面立面図である。 図７〜１０の本発明のプローブワッシャーステーションの側面図である。 ホルダー内に配置された流体容器を示す、提案された本発明の一実施形態の正面図である。 本発明の容器の高さに沿って配置された複数個の光トランスミッタと光受容器とを示す、図１２のホルダーの透視図である。 先行技術の親ネジのカップリング部の正面立面図である。 本発明のカップリング部の実施形態の透視図である。 図１５に示される本発明のカップリング部の拡大図である。 本発明の一実施形態によるフィルターを示す図である。 本発明の更に別の実施形態によるプローブチップの拡大図である。

（図面の詳細な説明）
本開示の一実施形態が、診断機器１０の形で、図１〜６に示されている。図示された実施形態において、オートローダー部分１２が、それに装填された多くの検体カセット１４を備えていることを見ることができる。このような一実施形態では、カセット１４は、複数の同一の検体管又はバイアル（以下、「管」と呼ぶ）１６、種々の検体管１６、又は単に1本の検体管１６で装填され得る。次いで、このカセットがオートローダー部分１２に頂部装填され、受け取られる順序で処理される。別の方法として、すなわち、より速く単一試料の処理が望まれる場合、検体管が別の検体投入ポイント、すなわちドア１８（図５で見ることができる）に直接的に挿入されることができ、図４に示されるように、いずれの待機しているカセット14よりも前に処理され得る。このことが、試験を直ちに実行する能力で、臨床医による試験への即時アクセスを提供し、これによって、臨床医に所望される場合、他の検体管の試験を中断する（他の検体管に悪影響を及ぼすことなく）。更には、欠陥を有する又はバーコードを持たない検体管（以下に説明）は、手動で挿入され得る。

以下に詳説されるように、一旦検体管１６（又は検体管カセット１４）が受け取られると、診断機器１０は、次の工程を具体的に実行する。このような工程は、臨床医による介入なく、機器１０によって実行されるとことが意図され、並びに実行される特定の試験（複数可）に従って、工程が修正され、追加され、あるいは削除されてもよい。血液収集管が開示された実施形態の全体を通して説明されているが、体液の他のタイプ及び試料もまた本開示の範囲内であり、提案された機器１０によって分析され得ると考えられることが理解されるべきである。例えば、以下に記載されるように、骨髄、血清、尿、滑液、脊髄液、腹膜液、胸膜液又は他のタイプの液体若しくは試料が試験されかつ分析されてもよい。
・検体管１６（オートローダー実施形態内の）中にまだ試料がある間に、試料を混合する（例えば振動により）。
・検体管１６のキャップを穿孔し、検体の必要量をサンプリングする。
・試料／患者ＩＤを確認するため及び／又は管のタイプ／寸法を確認するためにバーコードを読み取る。
・コンピュータによって、ＩＤ、実行されるべき試験（複数可）、及び必要な試薬を整合し、追跡のためのシリアル番号を配分する。
・更なる処理のために、検体／試料を、封入領域２０（例えば、図１〜３では微量滴定プレートとして表示）内の選択された空の管又はウェル中に配置させる。
・実行される試験のために試料を好適に調製するように、適切な順序及びタイミングで適切な試薬を添加する。
・規定されたインキュベーション時間（試薬に基づいて変動可能）で、試料を試薬と反応させる。
・封入領域２０内の複数の管／ウェルに試料を分ける（試験によって所望又は要求される場合）。
・バーコード又は追跡装置の他のタイプ（例えばＲＦＩＤ）を介して、全ての試料、カセット、試薬及び関連位置を追跡する。
・調製された試料／試薬組み合わせを封入領域から適時に吸引し、フローサイトメーターを介してそれを分析する（同時に後続の試料を調製する）。
・臨床医主導型の決定ルールに従って、結果を自動検証し又はレビューのために結果を保持する。

機器１０は、自動化されかつ一体化された検体サンプリングを提供するようデザインされていて、これは上記工程のそれぞれ（特定の試験によって要求される場合）が、追加の診断装置を使用することなく、機器１０の内部でかつ機器１０によって実行され得ることを意味する。更には、臨床によって所望される場合、このような工程は、臨床医によるいかなる介入もなく実行され得る。

図示された実施形態では、機器１０は単軸プローブキャリア２２を使用し、これは、プローブキャリア２２が単軸トラック２４に沿って移動すると同時に、種々の機能が実行されるのを可能にさせるものである。例えば、プローブキャリア２２が位置Ａにある場合、プローブキャリア２２（及び、プローブ２６）が、管１６から試料を吸入するように配置され得、位置Ｂでは、試料を封入領域２０内に配置され得、並びに位置Ｃでは試薬をサンプリングすることができる。試料が任意のポイントで旋回可能なトレイ３６に配置される場合（すなわち、試料の即時処理のために）、機器１０は試料の存在を検知し、オートローダー１２内で処理を待ついずれの試料よりも前にその試料を挿入する。次いで、プローブキャリア２２が位置Ｄに移動し、これによって、プローブ２６が旋回可能なトレイ３６に配置された管からサンプリングすることができる。試料が配置される前又は後のいずれかで（或いは試料が配置される前後共に）、実行される特定の試験によって要求されるように試料と反応させるために、試薬が封入領域２０内に配置される。

工程は、以下の順番で行われ得る。しかしながら、ある試験は、1つ以上の工程を省いてもよく、又は所望の血液試験（複数可）に関して最良の結果を得るために、工程を修正してもよいと考えられる。

先ず初めに、検体管１６が、使用される特定の検体管１６に対して適当である事前構成されたカセット14内に装填され得る。例えば、検体管１６は、１３ｍｍ×７５ｍｍの寸法の検体管であると通常認められ得、この場合、図１及び３に示される５本の管カセット１４が使用されてもよい。しかしながら、検体管16の種々の寸法及びタイプが本発明では使用されてもよいこと、並びにカセット１４もこれに従ってデザインされ得ることが理解されるべきである。カセット１４はまた、種々の検体管１６を保持するよう構成され得る。上述したように、図５に示されるように、種々の寸法の検体管１６もまた、ドア１８を通って別個に挿入される場合もある。

検体管１６がキャップ３２（図１に表示）を有する場合、検体管（カセット１４に保持された）は、血液が管内部で攪拌され、より均一になるように（より正確なサンプリングのために）振動されてもよい。このような振動は、ステーションＡでもたらされ、カセット１４が振動位置にある様子が、図３で見ることができる。

カセット１４の振動中に、プローブキャリア２２が、ステーションＣへ移動させるように誘導され得、実行される試験のために、試薬の適当な部分をサンプリングすることを開始する。しかしながら、試薬３４が血液サンプルの前の封入領域２０に配置されることを試験が意図しない場合、血液を管１６から採取した後に、プローブキャリア２２がこのような工程を実行してもよい。

位置Ｃで見ることができるように、試薬３４がバイアル内に保持され得る。しかし、試薬は、例えばプレートベース３０（図１〜２に図示）上、又は例えばプローブ２６に直接的に組み込まれ得る他の領域（図示なし）内のどこかに配置された貯蔵槽内に別様に又は追加的に保持されてもよい。

上述されたように、診断機器１０はまた、臨床医が外部ドア１８を介して、検体管１６を挿入することができると考えられる。これに対応するために、管受け器３８が図示された機器１０内に提供され、このような管受け器は、図２〜４で見ることができる小児用管を含む検体管１６の種々のタイプに対応し得る。図示された例では、検体管１６の容易なアクセス及び取り出しを可能にする旋回可能なトレイ３６によって、検体１６は保持される。図３に示される別の一実施形態では、検体管１６は、回転可能なカセット４０によって保持されてもよい。

検体及び／又は試薬３４のサンプリング中及びサンプリング後に、プローブ２６が洗浄され得るように、プローブキャリア２２がプローブワッシャーステーション２８に移動されてもよい。プローブ２６を洗浄することは、相互汚染を防止し、これによって、試験結果の不正確性を防止する。

プローブワッシャーステーション２８は、図７〜１１に詳細に示されている。図示された実施形態によると、プローブワッシャーステーション２８は、プローブウェル４４とオーバーフローウェル４６とを内蔵する。

プローブ２６が、実質的に以下の方法で、プローブワッシャーステーション２８で洗浄される。プローブ２６がプローブウェル４４内に誘導される（モータ４２を介して）ように、プローブキャリア２２がＣ位置に移動される。プローブウェル４４は、具体的にはプローブ２６の外径よりもわずかに大きな内径を有する。図７〜１０で見ることができるように、プローブ２６がプローブウェル４４へと誘導されると同時に、生理食塩水及び／又は空気のフローがノズル４８を通して送り出され、更にプローブウェル４４に下方向角度で向けられる。ノズル４８はまた、プローブウェル４４内で生理食塩水及び／又は空気の渦を形成するようにわずかにオフセットされ得、これによって、プローブ２６がプローブウェル４４内に配置される場合、プローブ２６の周囲に追加の渦をもたらす。このような渦は、プローブ２６上にあり得る任意の流体又は他の粒子を除去するときに役立つ。

本開示は、洗浄溶液として生理食塩水の使用（空気と混合され得る）を意図しているが、流体の他のタイプ、又は空気のフローでも、ある用途においては望ましい場合があることが理解されるべきである。

プローブワッシャーステーション２８の上部の部分５０が、生理食塩水をプローブウェル４４とオーバーフローウェル４６へと収容させることに役立つリム５２を有することが図示されている。オーバーフローウェル４６は、プローブウェル４４の最上部から流れ出る可能性がある任意の生理食塩水のオーバーフローとして提供されている。プローブウェル４４とオーバーフローウェル４６の双方は、出口ポート５４を介してワッシャーステーション２８の底部から吸引される。例示的実施形態において、真空圧が、出口ポート５４の吸引で補助する。

図示された実施形態において、ワッシャーステーション２８は、ワッシャーステーションを装置１０に固定させる固定具又はネジを受け取るよう構成されている複数個の取り付け開口５６を画定する。

プローブ２６は、生理食塩水の一部を内側腔内へと吸引し、続いて生理食塩水をプローブウェル４４へと戻すよう放出することが可能で、これによって、生理食塩水でプローブ２６の内側腔を濯ぐことができる。或いは、プローブ２６それ自体が生理食塩水源へと接続され、プローブ２６がプローブウェル４４内に留まる間に、生理食塩水がプローブ２６の内側腔へと向けられ得る。いずれの場合でも、プローブ２６からの検体及び試薬物質の完全な洗浄を確実にするために、このような工程は、必要に応じて数回にわたって繰り返される。更に別の実施形態において、流体はプローブ２６へと直接的に送り込まれてもよい。

プローブキャリア２２は、プローブ２６を管１６に向けたり又は離したりして移動させるモータ４２に結合されている。いくつかの場合、機器１０は、管１６の寸法及び形状、並びにセプタムの存在に関する情報を有してもよい。例えば、管１６がカセット１４内に装填される場合、カセット１４にバーコードが付けられてもよく、又はカセット１４内で確認される管１６の寸法及び／又は形状の指標を別に提供してもよい。更に、図示された実施形態において、管１６がカセット内にある場合、この管はセプタムを有するだろう（図示された実施形態は、装填後にカセット１４を振動させるので）。

管１６が旋回可能なトレイ３６に配置されるように、臨床医がドア１８を通して検体管１６を挿入するような場合、機器１０は、管１６の寸法及び形状、並びにセプタムの存在に関する情報を備えていなくともよい。この場合、臨床医は、このような情報をユーザーインターフェースを介して提供し得る。しかしながら、開示された実施形態では、機器１０はまた、モーター４２で固有のストール検出又はタッチセンシング機能を使用してもよい。

例えば、臨床医は、管受け器３８内の適当に寸法設定された挿入孔に管１６を挿入してもよい（具体的には、管受け器３８は、種々の管寸法に対応するように寸法設定された複数の挿入孔を有する）。機器１０は、管１６がどこに挿入されたかを決定し、プローブキャリア２２をその管１６の上の位置へと移動させる。管検出は、例えば、赤外検出器のセット又はアレイを介してもたらされ得ると考えられる。管受け器３８が管１６を直立位置に保持する構造を有するために、管１６の底部の位置を知ること又はおおよそ知ることができる。

モータ４２が始動し、プローブ２６を管１６に向かって移動させると同時に、プローブ２６がセプタムに遭遇し、これによって、モータ４２への抵抗が生じる。本発明は、上記のように、管１６の底部のおおよその位置が既知であるために、プローブ２６が管１６の底部ではなくセプタムに遭遇したことを機器１０が判定することを意図している。

セプタムに遭遇した場合、モータ４２は、セプタムを通って管１６の底部に向かって進むよう指示される。遭遇するセプタムがない場合、プローブ２６は、中断なく管１６の底部に向かって進められる。一実施形態では、機器１０は、セプタムに管上で遭遇する場合、管１６が底揃えされることを想定してもよい。セプタムが検知された位置に基づいて管の寸法及び／又は形状を検出することも可能であり得る。

両方の場合、一旦プローブ２６が、管１６のほぼ底部の位置で抵抗に遭遇したら、モーター４２が前進することを停止するよう指示され、そこからプローブが検体を吸引することができる適当な距離に撤退する。具体的モータ４２は、ＩＭＳ Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社によって製造され、並びにモデル番号ＭＣ１２３Ａ−ＮＰＥ−０３として入手可能である。

本発明は先行技術全体にわたる利点を提供し、これは管１６で見出される検体の液体レベルを検知する容量センサを組み込んでいることである。このような先行技術のセンサは、それらセンサが管の最上部（セプタムの下）に残された検体液滴に到達した場合、偽陽性を報告する可能性がある。更には、先行技術センサは、管１６のいつ底部が達するのであるかを決定することができなかった。

十分な混合が、管内の（すなわち、ステーションＡにて）検体で行われた後に、検体がプローブ２６によってサンプリングされ、封入領域２０内の所定のウェル又は管に配置される。実行される試験（複数可）によって、検体試料は１つ以上のウェル又は管内に配置され、更に検体（血液のような）の対応する量が前もって吸引され得る。次いでプローブ２６が、上記のようにワッシャーステーション２８で洗浄される。

検体試料が封入領域２０内に配置された後に、試薬が検体サンプルに添加されるか否かに従って、プローブキャリア２２が、適当な試薬（複数可）34のサンプリングのためにステーションＣに移動され得る。１つ以上の試薬が必要な場合、各試薬３４のサンプリングと最後の試薬３４のサンプリング後の間に、プローブ２６がワッシャーステーション２８で再度洗浄される。

検体試料及び試薬を、封入領域２０の各ウェル又は管に配置させるために、プレートベース３０の回転のポイントに基づいて、各ウェル又は管がプローブ２６に提示され得るように、このプレートベース３０が回転軸上に配置され得る。プレートベース３０のこのような構成及び回転運動は、参照により本明細書に援用した、米国特許出願第１１／８０４，７２１号に開示されている。

多軸プローブキャリアもまた、これら目標を達成し得ることも考えられるが、単軸装置に関しては、ある利点が存在する。例えば、単軸装置はより少ない部品かつより少ないプログラミングを必要とし、このためにより小さい機器10の設置面積を生み出し、このことで整列化がより容易となり、より信頼性が高くかつより安定となり、並びにステーション間の動作が最終的には一層速くなる。

ウェル又は管内への配置後に、検体試料は、特定の時間（試薬及び実行される試験による）で試薬と反応するようにそのままに残され、次いで分析のためにフローサイトメーターを通って処理される。例えば細胞のサイズ決定又は差別化のための電子体積を使用する装置、又は吸光度を使用するヘモグロビン測定の装置などの他の試験装置が組み込まれてもよいと考えられる。

便利なことに、封入領域２０は、試料調製と分析との間の共通の境界面としての役割を果たす。更には、封入領域２０は、固定された又は着脱可能な及び／又は使い捨て若しくは再利用可能な構成部品を内蔵することが可能で、臨床医が使用後に全境界面（微量滴定プレートの例のような）を使い捨てるよう選択することを可能にする。調製アームと分析アームとの間の共通境界面としての役割を果たすことによって、封入領域２０は、過失及び外部又は環境的影響に曝されることが少ないシステムを提供する。

ソフトウェアスケジューラ（図示せず）もまた、開示されたシステムに組み込まれる。このソフトウェアスケジューラは、固定反応速度論（再現可能な反応速度を維持すると同時に処理量を最適化すること）（すなわち、抗体インキュベーション、ＲＢＣ溶解時間、反応急冷時間など）のために利用可能なウィンドウを再計算するよう具体的にプログラムされている。

多数の項目がバーコード化され、操作中に追跡され得ることも更に考えられる。このようなバーコード化及び追跡は、ソフトウェアスケジューラによって登録されることができる。例えば、バーコードは、試薬バイアル３４、検体管１６（異なる患者及び／又は異なる寸法について異なるバーコードを備える）、シース流体、共通境界面（すなわち、封入領域２０）、調製試薬、ビーズ試薬、カセット１４などに振り分けられ得る。これら種々の項目のバーコード化によって、試薬使用量／消費量、各試薬瓶についてどれほどの回数の試験が残っているか、開放容器有効期限、密閉容器有効期限、分析測定値などの様々な重要な情報が追跡され得る。

ソフトウェアスケジューラは、以下の工程を実行するよう構成されている。
・この時点で新しい試料を添加することを承認するか又は承認しないか、並びに別の動作が優先される場合、ドアをオフ状態に保持するか又はマルチローダー（ランダムなアクセス）にするかを決定する。
・もしあれば非運動反応を調節することによって、又はより広い受け入れ可能なウインドウを有する運動反応を調節することによって、試料ドア１８の使用不可の影響を最小化する。
・衝突効果を最小化し、並びに各運動反応に関する受け入れ可能なウィンドウを形成することによって処理能力を最適化する。
・分析に所定の時間（時間どおりの停止／試料の固定体積）がかかるよう強要する。
・すべての動作が適切に計画されるように、各サイクル（血液の取得、混合を含む試薬の添加、分析）に対して所定の時間を使用する。
・全ての計画された試料時間ウインドウを、新しい試料をそのスケジュールに加えることが許容可能であるかどうかの決定での有効性に組み込み、並びにこのような新しい試料を全てのその動作が所定の時間で実行されるように計画を立てる。
・ハードウェアリソース及び物理的ハードウェア衝突を、そのスケジュールが達成され得るかどうかの決定での有効性に組み入れる。

本明細書に開示されたソフトウェアスケジューラと組み合わせて機器１０を使用することによって、約９０秒ごとに報告された後続の結果によって、初回結果への時間（ＴＦＲ）が１５分未満であり得る。処理能力は、一日当たり３００以上の試料であり得、試験結果は、その日のうちに非常に迅速により早く報告され得るために、検査室の受容能力は著しく増加され得る。

全ての試料調製及び分析が１つの機器１０に一体化されることで、試料が収集され、十分な数の試料が収集された時点で処理が開始する、すなわち、試料の全群とともに血液処理の各々の工程が進められるようなゆっくりとした時間のかかる「バッチ処理」を医療機関は実施する必要がない。対照的に、機器１０は、患者の試料を封入領域２０において自動的に調製するよう構成されていて、これによって、標識付けを行い並びに追跡を維持するためのドーターチューブがなく、非常に少ない量の血液及び試薬のみが必要となる。試料はこのシステムにいつでも装填されることが可能であり、更に例示的実施形態では、各試料は自動的に処理され、システムパイプラインを約１５分で出る。正確な時間は、実行される試験と要求される試料調製時間に依存するが、後続の試料は、約９０秒の間隔でシステムパイプラインを出ることができる。

重要な利点は、検査室にとってのコスト削減である。より大量の試料が一日に処理され得るばかりでなく、１つのシステムを使用することによって、より低いシステムコスト、より低い試薬コスト並びに低減された実際の労働となる。したがって、機器１０自体にかかる及び機器１０を操作するためにかかる全体のコストが著しく下げられる。

多数のモジュール及びコンピュータースクリーンを備えた先行技術の処理およびシステムは、１０〜１３フィートの貴重なベンチスペースを占領する。これとは対照的に、この診断機器１０はコンパクトであり、オートローダー部分１２も含めて、寸法は幅がわずか３１インチである。図６に示される実施形態は、オートローダ部分がないため、より小さな設置面積だけを必要とする。タッチスクリーンコンピューター／スクリーン（図示せず）もまた、このシステムの最上部に便利に配置されることができ、設置場所を小さく維持し、並びに検査室に貴重な空間を開放する。

提案されたシステムは、委託研究のための１つ以上の固定免疫監視パネルを実行する臨床研究者、医薬品開発、及び大学医療センター及び委託研究室での研究で最適であり得ると考えられる。免疫不全症（ＨＩＶ−ＡＩＤＳ）、自己免疫疾患、臓器移植反応、感染性疾患、腫瘍学及びその他をモニタリングし得る標準化免疫モニタリングパネルでも更に最適であると考えられる。

本開示の更に別の実施形態が、図１２及び１３に示されていて、ここでは、容器１１０に少なくとも１つの光トランスミッタ１１４（図１３で見ることができる）と、少なくとも１つの光受容器１１６（図１３で見ることができる）を装備する。本発明によると、光トランスミッタ１１４は、流体検出が望ましいポイントで、赤外光を容器１１０に向ける。光受容器１１６は、トランスミッタ１１４からの光を受け取るよう配置されている。

図１２で見ることができるように、赤外光が容器を通過し得るように、半透明又は透明の容器が考えられる。容器１１０はまた、そこを通過する光が屈折するように、少なくとも１つの非平面側面112を有してもよい。開示された一実施形態において、トランスミッタ１１４と受容器１１６は、容器１１０の少なくとも一部分の周りに配置され得るフレーム１１８に結合されている。

図示された実施形態では、光受容体１１６は、光トランスミッタ１１４から受け取られた光の強さにおける差を検出することができる。例えば、光トランスミッタ１１４から受け取られた光の強さに基づいて、光受容体１１６は、光が受容器１１６に至る途中で液体を通過したかどうかを検知することが可能である。この情報は、流体のレベルの判定に用いられる。水又は生理食塩水のような流体の場合には、本開示は、８９０ｎｍ周辺で開始する幅広いピークを有する水の吸収スペクトルを使用する。容器１１０は、既知の吸収スペクトルをまた有するポリプロピレンから構成される。

流体レベルが判定され得る別の方法は、容器１１０を通過すると同時に、それによって光が屈折される量である。このような光は、容器を通過するが流体を通過しない場合（すなわち、流体が光の通路のポイントよりも下にある場合）、既知の量を屈折させる（すなわち、予想可能な屈折率値）であろう。対照的に、容器が流体で満たされた場合、トランスミッタ１１４によって伝達される光は、異なる量によって屈折され、したがって異なる屈折率を有することになる。これら２つの数値は識別されることが可能であるために、容器が選択されたレベルで流体を保持しているかどうかを決定するために、赤外光が使用され得る。

トランスミッタ１１４及び受容体１１６は、流体が予め選択されたレベルを超えて減少した場合を表示することができるように、容器１１０上の単一点で配置され得ると考えられ、これは車両の低燃料警告灯と同様である。しかしながら、ユーザーが容器上の多数の点で流体レベルをより良い精度で判定できるように、図１３で見ることができるように、容器１１０の高さに沿った種々の位置で配置された複数個のトランスミッタ１１４及び受容器１１６を有することが望ましい場合もある。トランスミッタ１１４及び受容器１１６は、ユーザーが形態特定することが可能（すなわち、ユーザーによって位置が変更可能である）であるか、又は製造者によって設定されることも可能である。

トランスミッタ１１４は、具体的にはパナソニック社から入手のＬＥＤ、機種番号：ＬＮＡ ２９０４Ｌである。受容器１１６は、具体的には、Ｆａｉｒｃｈｉｌｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ社から入手のトランジスタ：機種番号ＱＳＤ１２３を使用する。

本開示の更に別の実施形態が、デバイスカップリング部２１０の形で図１５〜１６に示されている。このようなカップリング部は、例えば図１４に示される先行技術カップリング部とは対照的であり得る。図１５〜１６で図示された実施形態では、デバイスカップリング部２１０は、シャフト２１８の１つの端部上216に形成されたテーパ表面２１４を有する親ネジ２１２を含む。例えば、テーパ表面２１４は、ブラウンアンドシャープテーパ表面と同様に形成され得、並びにその形状に摩砕され得る。

相補的かつ嵌合するテーパ２１９は、凹部分２２８を作り出している雌型部分２２０に形成されている。雌型部分２２０は、モータ２２２に取り付けられてもよく、又はモータ２２２の一体化部分であってもよい。

シャフト２１８は、そのシャフト２１８の端部２１６にネジ穴２２４を有する。シャフト２１８を雌型部分２２０（結果的にモータ２２２）に連結させるために、テーパ表面２１４が雌型部分２２０の凹部２２８内に挿入される。シャフト２１８を雌型部分２２０に引き込むために、ネジ（図示せず）が使用される。注目すべきことに、テーパ表面２１４と嵌合するテーパ２１９との間の表面領域は、モータの典型的運転速度で、その部分の互いに対する回転を防止するのに可能な摩擦をもたらすために十分である。このネジは、２つの表面２１４、２１９が接合されるよう保持するためだけに機能する。

デバイス２１０の分解は、このネジを緩めて、シャフト２１８の第一端部２１６をその嵌合位置から外すように軽くたたくことによって行われる。本発明の他の利点は、２つの高価な構成部品の分離が容易であることである。

本発明の更に別の実施形態では、フローサイトメーター濾過システムが図１７に示されている。背景にある問題としては、フローサイトメーターが、片側１００〜３００ミクロン並びに長さが大抵の場合１０００ミクロンを超える大きさの小径穴（典型的には断面が正方形又は長方形）を一般的に備えることである。フローサイトメーターが行う診断的測定は、大抵は測定用穴又は開口の断面積の５０％未満の大きさの粒子で行われる。この小さな寸法は、粒子がレーザービームによって識別される場所である開口の中心に、粒子を流体力学的に集中させるために必要である。このことは、目詰まりの影響を非常に受けやすいというマイナスの結果となり得る。

したがって、ほとんどのフローサイトメーターでは、試料が前濾過処理される必要があるが、これだけでは全ての目詰まりを防止できない。一層最適なフローサイトメーターベースの自動化機器にするために、この問題は対処されるべきである。

１つの方法としては、目詰まりの自動的検出のいくつかの方法によって起動される自動化されたバック・フラッシングルーチンを有することである。しかし、これは機器の操作において著しい減速をもたらし、必ずしも１００％有効というわけではない。自動化ルーチンによる目詰まりの排除への操作ミスは、操作者又はサービス業者の介入を必要とする。

図１７に開示されているものは、目詰まりを防止する独特なフィルター３００である。このフィルターは以下の特性を有する。
・このフィルターは、フローサイトメーターの開口の断面積より小さい又はそれと等しい多数の穴３０２を有することと、
・このフィルターが、流体粘度が非常に低い（典型的には２００マイクロリットル／分未満）領域内のフローサイトメーターの試料注入器の近くに配置されていることと、
・このフィルターが高流体速度でバックフラッシュされ得ることと、
・穴３０２の長さが短い（典型的には３００ミクロン未満）ことと、
・全体の流体抵抗を減少させるための、任意の単一穴３０２を通過する流体速度を減少させるための、並びに例えば１つ以上の穴が遮断されている場所で多数の経路をもたらすための多数の穴が存在すること、とである。

このようなシステムは、例えば正三角形を形成するフローサイトメーター開口で使用され得る。

本発明に関連するプローブチップの一実施形態が、図１８に示されている。信頼性のおける測定、混合及び最小の破砕物の発生を補助する開示されたシステムの要素の１つは、プローブ２６の幾何学構造である。図１８で見られるように、例示的プローブ２６は、セプタム材料の孔あけを減らすための堅い平滑端部３１０を有する。プローブ２６はまた、２つの穴３１２（その１つが図１８で見ることができる）を有し、この穴は、プローブ２６の内側穴（図示せず）と実質的に同一の寸法である。この構成は、混合を改善し、高速せん断力によって生じる細胞の破壊を減らすことが確認されている。

プローブに粘着する血液の量を減らすように、穴３１２がプローブ２６の端部３１０の近くに配置されている。これは、測定の再現性を改善する。表面張力のためにプローブ２６の外側に粘着する血液（又は任意の他の流体）の量は、測定に劇的な影響を及ぼす可能性がある。

他のシステムでは、正確な測定を生み出すために、既知の濃度を有する蛍光ビーズの試料を各試料に混合させる場合もある。開示されたプローブ26の幾何学構造を使用することによって、蛍光ビーズ混合は必要なく、これによって、この工程の費用及び時間が削除される。

本開示は種々の修正及び変更形態を受けやすいが、それらの特定の例示的実施形態が、図面中の例によって示され、並びに詳細に説明されてきた。しかしながら、本開示を開示された特別の形態に限定するような意図はなく、逆に本発明は添付の特許請求の範囲に規定された精神と範囲に入るすべての改変、均等物並びに同等物をカバーするものであることを理解されるべきである。

複数の利点が、本開示の種々の特徴から生じる。本開示の種々の構成部品の別の実施形態は、記載された特徴の全てを含むわけではないが、そのような特徴のいくつかの利点の少なくとも１つが役立ち得ることに注意が必要である。当業者は、本開示の１つ以上の特徴を組み込み、並びに本開示の精神並びに範囲に属する診断装置プローブワッシャーステーションの独自の実装及び方法を容易に考案してもよい。

Claims (20)

1. 診断機器であって、
   フローサイトメーターと、
   セプタムを有する管を保持するように構成された管ホルダーであって、前記管は、その中に流体を運ぶ、管ホルダーと、
   前記セプタムを穿孔し、前記流体を吸引するように構成されたプローブと、
   前記プローブに結合されたモータであって、前記モータは、前記プローブを前記セプタムに向かって移動させるように構成されており、かつ、前記プローブを前記セプタムから離れて移動させるように構成されているモータと、
   前記モータに結合されたプロセッサであって、前記プロセッサは、前記モータの抵抗が変動する場合を検出する、プロセッサと
   を備え、
   前記診断機器は、前記モータ上で発生した抵抗によって、前記プローブが前記セプタムを穿孔する場合を検出することが可能であり、前記診断機器は、前記モータ上で発生した第２の抵抗によって、前記プローブが前記管の底部に接触する場合を更に検出可能である、診断機器。
2. 前記管の寸法を表示するためのバーコードシステムを更に備える、請求項１に記載に診断機器。
3. 前記バーコードシステムは、前記管の近くに配置されたバーコードと、前記診断機器と連通するバーコードリーダーとを更に含む、請求項２に記載の診断機器。
4. 前記バーコードシステムは、管カセット上に保持されている複数個の管の寸法を表示する、請求項２に記載の診断機器。
5. 前記バーコードシステムは、前記診断機器内に挿入されている前記管の寸法の表示であるコードを読み取るように構成されている、請求項２に記載の診断機器。
6. 前記プロセッサは、前記管の前記寸法に基づいて、前記モータの動作を命令する、請求項５に記載の診断機器。
7. 管を前記診断機器内に挿入するためのドアを更に含む、請求項１に記載の診断機器。
8. 複数個の管は、前記ドアを介して同時に前記診断機器内に挿入され得る、請求項７に記載の診断機器。
9. 前記挿入された管は、既知の底部位置を有する管ホルダー内に保持され得る、請求項７に記載の診断機器。
10. 管から流体をサンプリングする方法であって、
    前記管がセプタムを有するかどうかを判定する工程と、
    プローブを前記管に向かって誘導する工程と、
    前記プローブを前記管内に下降させる工程と、
    前記プローブがセプタムを通過するかどうかを検知する工程と、
    前記プローブを前記管の底部に向かって下降させる工程と、
    前記流体を前記管から吸引する工程と
    を含む、方法。
11. 前記プローブを前記管の底部に接触させ、前記プローブが前記管の前記底部に接触したことを判定する工程を更に含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記プローブを接触させる工程は、前記プローブを前記管に向かって下降させるために用いられるプローブモータ内の抵抗を監視することを含む、請求項１１に記載の方法。
13. 一旦前記管の前記底部が接触したことの決定がなされたら、前記プローブを前記管の前記底部から離れるように後退させる工程を更に含む、請求項１１に記載の方法。
14. 前記セプタムを判定する工程は、前記プローブを前記管に向かって下降させるために用いられるプローブモータ内の抵抗を監視することを更に含む、請求項１０に記載の方法。
15. 前記管の前記寸法は、前記管内に前記プローブが挿入される前には未知である、請求項１０に記載の方法。
16. 管内の流体をサンプリングするための診断機器であって、
    フローサイトメーターと、
    その中に流体を運ぶ管と、
    前記管内に下降され、前記流体を吸引するように構成されたプローブと、
    前記プローブに結合されたモータであって、前記モータは、前記プローブを前記管の底部表面に向かって移動させるように構成されており、かつ、前記プローブを前記管の底部表面から離れて移動させるように構成されているモータと、
    前記モータに結合されたプロセッサであって、前記プロセッサは、前記モータの抵抗が変動する場合を検出する、プロセッサと
    を備え、
    前記診断機器は、前記プローブが抵抗に遭遇する場合を検出することが可能であり、例えば抵抗は、前記プローブが前記管の前記底表面部に打ち当たるときに遭遇する抵抗である、診断機器。
17. 前記プロセッサは、前記プローブが抵抗に遭遇したかどうかを判定するように、前記モータの抵抗を監視するように構成されている、請求項１６に記載の診断機器。
18. 前記管の寸法を表示するためのバーコードシステムを更に含む、請求項１６に記載の診断機器。
19. 前記プロセッサは、前記管の決定された寸法に基づいて、前記モータの動作を命令する、請求項１６に記載の診断機器。
20. 管を前記診断機器内に挿入させるためのドアを更に含み、前記管は、所定の位置にて管ホルダー内で保持される、請求項１６に記載の診断機器。

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