JP2022001533A - 実験室サンプル分配システムおよび対応する動作方法 - Google Patents

実験室サンプル分配システムおよび対応する動作方法 Download PDF

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Abstract

【課題】効率的で信頼性のある実験室サンプル分配システムを提供する。【解決手段】輸送平面（１１０）の下方に固定して配置されるいくつかの電磁アクチュエータ（１２０）であって、上記サンプルコンテナキャリア（１４０）に磁力を加えることによって、上記輸送平面（１１０）の上に位置する対応するサンプルコンテナキャリア（１４０）を移動させるように構成されている、電磁アクチュエータ（１２０）と、輸送平面（１１０）の上に位置するサンプルコンテナキャリア（１４０）の位置に応じて位置信号（ＰＳ）を生成するように構成されており、位置特定ユニット（１７０）とサンプルコンテナキャリア（１４０）の特定された位置に応答して、実験室サンプル分配システム（１００）の動作を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、実験室サンプル分配システムおよび対応する動作方法に関する。
実験室サンプル分配システムは、例えば、文書ＷＯ２０１３／０６４６５６ Ａ１に開示される。そのような実験室サンプル分配システムは、高いスループットおよび信頼性のある動作を提供する。実験室サンプル分配システムは、いくつかのサンプルコンテナキャリアであって、それぞれが、少なくとも１つの磁気的に活性なデバイスを備え、サンプルコンテナを運搬するように構成されている、サンプルコンテナキャリアと、上記サンプルコンテナキャリアを支持するように構成されている輸送平面と、上記輸送平面の下方に固定して配置されるいくつかの電磁アクチュエータであって、上記電磁アクチュエータは、上記サンプルコンテナキャリアに磁力を加えることによって、上記輸送平面の上に位置する対応するサンプルコンテナキャリアを移動させるように構成されている、電磁アクチュエータと、輸送平面上に位置するコンテナキャリアの存在および／または位置を検知するように構成されている複数のＩＲベース反射光バリアとを備える。
輸送平面の上に位置するサンプルコンテナキャリアの位置の、効率的で信頼性がありそして費用効果的な特定を可能にする、実験室サンプル分配システムおよび対応する動作方法を提供することが本発明の目的である。
実験室サンプル分配システムは、いくつかのサンプルコンテナキャリア、例えば、１個と１０００００個の間のサンプルコンテナキャリアであって、それぞれが、少なくとも１つの磁気的に活性なデバイスを備え、サンプルコンテナを運搬するように構成されている、サンプルコンテナキャリアと、上記サンプルコンテナキャリアを支持するように構成されている輸送平面と、上記輸送平面の下方に行および列で固定して配置されるいくつかの、例えば、１個と１０２４個の間の電磁アクチュエータであって、上記電磁アクチュエータは、上記サンプルコンテナキャリアに磁力を加えることによって、上記輸送平面の上に位置する対応するサンプルコンテナキャリアを移動させるように構成されている、電磁アクチュエータとを備える。
実験室サンプル分配システムは、輸送平面の上に位置するサンプルコンテナキャリアのそれぞれの位置に応じて位置信号を生成するように構成されている、輸送平面の下方に配置されたタッチパネルをさらに備える。
実験室サンプル分配システムは、例えば、マイクロプロセッサベースデバイスの形態の位置特定ユニットをさらに備え、位置特定ユニットは、位置信号に応答して、輸送平面の上に位置するサンプルコンテナキャリアのそれぞれの位置を特定するように構成されている。
実験室サンプル分配システムは、サンプルコンテナキャリアの特定された位置に応答して、実験室サンプル分配システムの動作を制御するように構成されている、例えば、パーソナルコンピュータの形態の制御ユニットをさらに備える。
制御ユニットおよび位置特定ユニットは、異なるユニットとして具現化することができる、または、共通のマイクロプロセッサベースデバイスを使用して具現化することができる。
１つの実施形態によれば、タッチパネルは、従来のマルチタッチ静電容量（ｍｕｌｔｉ−ｔｏｕｃｈ ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ）タッチパネルとして具現化される。静電容量タッチパネルは、典型的には、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ：ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）などの透明導体でコーティングされたガラスなどの絶縁体を備える。タッチパネルの表面にタッチすることは、典型的には、静電容量内の電荷として測定可能な、タッチパネルの静電界の歪みをもたらす。サンプルコンテナキャリアの位置を特定するために、異なる技術、例えば、表面静電容量、投影静電容量（ｐｒｏｊｅｃｔｅｄ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）、相互静電容量、自己静電容量などを使用することができる。マルチタッチ静電容量タッチパネルに関する関連する技術文献に対しても参照が行われる。本発明によれば、基本的によく知られているこの技術は、輸送平面の上に位置するサンプルコンテナキャリアの位置を特定するために使用することもできる。
従来のマルチタッチ静電容量タッチパネルは、例えば、スマートフォンまたはタブレットで使用される、従来の、いわゆる投影静電容量タッチセンサ（ＰＣＴ：ｐｒｏｊｅｃｔｅｄ ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ ｔｏｕｃｈ ｓｅｎｓｏｒ）であるとすることができる。スマートフォンまたはタブレットのために使用されるＰＣＴは、典型的には、タッチセンサフォイルおよびディスプレイを備える。本発明によれば、タッチセンサフォイルのみが、位置特定のために使用される。これらのタッチセンサフォイルは、任意の形状およびサイズで製造することができ、例えば、輸送平面の下方に接着によって取り付けることができる。
ＰＣＴセンサは静電容量変化の検出のために作られるため、通常、導電性質量（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｍａｓｓ）またはグラウンドに対する接続を設けなければならない。それでも、サンプルコンテナキャリアの、例えば、永久磁石の形態の磁気的に活性なデバイスが静電容量タッチセンサフォイルにおいて特定の信号パターンを誘導し、その特定の信号パターンを、輸送平面の上、すなわちタッチセンサフォイルの上に位置するサンプルコンテナキャリアの位置を特定するために位置特定ユニットが使用することができることが見出された。
１つの実施形態によれば、タッチパネルは、電磁誘導に基づく受動パネルである。受動タッチパネルは電磁誘導を利用し、タッチパネルの水平および垂直ワイヤは、送信コイルと受信コイルの両方として働く。タッチパネルは、例えば、サンプルコンテナキャリアの送信デバイスが受信することができる電磁または磁気信号を生成する。タッチパネル内のワイヤは、その後、受信モードに変化し、送信デバイスによって生成された信号を読み取る。（電気）磁気信号を使用することによって、タッチパネルは、この信号を用いてサンプルコンテナキャリアに電力供給することができ、それにより、タッチパネルと共に使用されるサンプルコンテナキャリアは電池を必要としない。関連する技術文献に対しても参照が行われる。
１つの実施形態によれば、誘導ベース受動タッチパネルは、薄い、特に自己粘着性のセンサフォイルであって、センサフォイルの異なる層に水平導体経路および垂直導体経路を有する、センサフォイルと、水平および垂直導体経路に接続されたスイッチングエレクトロニクスとを備え、スイッチングエレクトロニクスは、タッチパネル上の異なる場所のコイルが時間多重化方式で形成されるように、水平および垂直導体経路を接続するように構成され、位置信号のそれぞれの位置信号は、コイルのうちの対応する１つのコイルにおいて形成される。
１つの実施形態によれば、各サンプルコンテナキャリアは、タッチパネルを介して制御ユニットにデータを送信するように構成されているデータ送信デバイスを備える。
１つの実施形態によれば、データ送信デバイスは、タッチパネルによって電気エネルギーを非接触で供給される。
上述した実験室サンプル分配システムを動作させる方法は、タッチパネルを介して制御ユニットにデータを送信するステップを含み、データは、以下のデータ群：サンプルコンテナキャリアのサンプルコンテナキャリアＩＤ、サンプルコンテナキャリアのバージョン番号、情報、サンプルコンテナが閉鎖しているか、開放しているか、サンプルコンテナのタイプに関する情報、サンプルコンテナに含まれるサンプルのタイプに関する情報、情報、サンプルコンテナがサンプルコンテナキャリアから取り外されたか否か、サンプルコンテナキャリアに電力供給する電池の充電レベルに関する情報、および、サンプルコンテナキャリアの動作時間に関する情報から選択される。
１つの実施形態によれば、送信されるデータは、負荷変調（ｌｏａｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）によって伝送される。
１つの実施形態によれば、方法は、サンプルコンテナキャリアの特定された位置が、輸送平面上の所定の処理位置に対応するか否かをチェックするステップと、サンプルコンテナキャリアの特定された位置が、輸送平面上の所定の処理位置に対応する場合、処理位置に位置するサンプルコンテナキャリアと制御ユニットとの間でのデータ送信を、例えば、サンプルコンテナキャリアに電力供給するタッチパネルによって交流磁界を生成することによって始動するステップとを含む。所定の処理位置は、例えば、ピックアンドプレースデバイス（ｐｉｃｋ ａｎｄ ｐｌａｃｅ ｄｅｖｉｃｅ）が、サンプルコンテナをサンプルコンテナキャリアから取り出すかまたはサンプルコンテナをサンプルコンテナキャリアに挿入する位置などであるとすることができる。
１つの実施形態によれば、電気エネルギーは、タッチパネルによって、処理位置（１１１）に位置するサンプルコンテナキャリアのデータ送信デバイスに非接触で供給される。
本発明は、ここで、図面に関して詳細に述べられる。
本発明による実験室サンプル分配システムに関する図である。 センサフォイルであって、センサフォイルの異なる層に水平導体経路および垂直導体経路を有する、センサフォイルを示す図であり、センサフォイルは図１の実験室サンプル分配システムで使用されるタッチパネルの一部である。
図１は実験室サンプル分配システムを示す。
実験室サンプル分配システム１００は、分析される実験室サンプルを含むサンプルコンテナ１４５を運搬するように構成されているサンプルコンテナキャリア１４０を備える。サンプルコンテナキャリア１４０はそれぞれ、永久磁石の形態の磁気的に活性なデバイス１４１を備える。
実験室サンプル分配システム１００は、上記サンプルコンテナキャリア１４０を支持または運搬するように構成されている平坦輸送平面または表面１１０をさらに備える。
実験室サンプル分配システム１００は、上記輸送平面１１０の下方に行および列で固定して配置される電磁アクチュエータ１２０をさらに備える。電磁アクチュエータ１２０は、上記サンプルコンテナキャリアに磁力を加えることによって、上記輸送平面１１０の上に位置する対応するサンプルコンテナキャリア１４０を移動させるように構成されている。
実験室サンプル分配システム１００は、輸送平面１１０の下方に配置され、輸送平面１１０の上に位置するサンプルコンテナキャリア１４０の位置に応じて位置信号ＰＳを生成するように構成されている、マルチタッチ対応タッチパネル２００をさらに備える。
実験室サンプル分配システム１００は位置特定ユニット１７０をさらに備え、位置特定ユニット１７０は、位置信号ＰＳに応答して、輸送平面１１０の上に位置するサンプルコンテナキャリア１４０の位置を特定するように構成されている。
実験室サンプル分配システム１００は、サンプルコンテナキャリア１４０の特定された位置に応答して、実験室サンプル分配システム１００の動作を制御するように構成されている制御ユニット１８０をさらに備える。
タッチパネル２００は、マルチタッチ静電容量タッチパネルとしてまたは電磁誘導に基づく受動タッチパネルとしてまたはその組み合わせとして具現化することができる。
図２は、センサフォイル２１０であって、センサフォイル２１０の異なる層２１３、２１４に水平導体経路２１１および垂直導体経路２１２を有する、センサフォイル２１０を示す。センサフォイル２１０は図１の実験室サンプル分配システムで使用される、電磁誘導に基づく受動タッチパネル２００の一部であるとすることができる。電磁誘導に基づく受動タッチパネル２００は、水平および垂直導体経路２１１、２１２に接続されたスイッチングエレクトロニクス２１５をさらに備えることができ、スイッチングエレクトロニクス２１５は、タッチパネル２００上の異なりかつ感度のある場所のコイル２１６が時間多重化方式で形成されるように、水平および垂直導体経路２１１、２１２を接続するように構成され、位置信号ＰＳのそれぞれの位置信号は、コイル２１６のうちの対応する１つのコイル２１６において形成される。
再び図１を参照すると、各サンプルコンテナキャリア１４０は、タッチパネル２００を介して制御ユニット１８０にデータを送信するように構成されているデータ送信デバイス１４２を備える。データ送信デバイス１４２は、タッチパネル２００によって電気エネルギーを非接触で供給される。電気エネルギーをデータ送信デバイス１４２に供給するために、交流磁界を、タッチパネル２００のコイル２１６が生成することができ、交流磁界は、送信デバイス１４２の受信コイルにおいて交流磁界を誘導する。
サンプルコンテナキャリア１４０は、ＲＦＩＤ技術で使用されかつそこからよく知られているように、例えば負荷変調によって、タッチパネル２００を介して制御ユニット１８０にデータを通信することができる。
送信されるデータは、例えば、以下のデータ群：サンプルコンテナキャリア１４０のサンプルコンテナキャリアＩＤ、サンプルコンテナキャリア１４０のバージョン番号、情報、サンプルコンテナ１４５が閉鎖しているか、開放しているか、サンプルコンテナ１４５のタイプ（幾何学的特性／寸法、材料など）に関する情報、サンプルコンテナ１４５に含まれるサンプルのタイプ（血液、尿など）に関する情報、情報、サンプルコンテナ１４５がサンプルコンテナキャリア１４０から取り外されたか否か、サンプルコンテナキャリア１４０に電力供給する電池の充電レベルに関する情報、および、サンプルコンテナキャリア１４０の動作時間に関する情報から選択することができる。
制御ユニット１８０は、サンプルコンテナキャリア１４０の特定された位置が、輸送平面１１０上の規定された処理位置１１１に対応するか否かをチェックすることができる。処理位置１１１は、例えば、サンプルコンテナキャリア１４０の処理、サンプルコンテナ１４５の処理、および／またはサンプルコンテナ１４５に含まれるサンプルの処理を行うことができる位置であるとすることができる。処理位置１１１は、例えば、サンプルコンテナ１４５に含まれるサンプルを実験室ステーション２０が分析することができるようにサンプルコンテナ１４５が実験室ステーション２０に移送される位置に対応するとすることができる。
サンプルコンテナキャリア１４０の特定された位置が、輸送平面１１０上の所定の処理位置１１１に対応する場合、処理位置に位置するサンプルコンテナキャリア１４０と制御ユニット１８０との間でのデータ送信を、例えば、処理位置１１１の下方に位置するコイル２１６を励磁して、制御ユニット１８０にデータを送信することができるように電気エネルギーをデータ送信デバイス１４２に非接触で供給する交流磁界を生成することによって始動することができる。

Claims (10)

  1. 実験室サンプル分配システム（１００）であって、
    いくつかのサンプルコンテナキャリア（１４０）であって、それぞれが、少なくとも１つの磁気的に活性なデバイス（１４１）を備え、かつサンプルコンテナ（１４５）を運搬するように構成されている、サンプルコンテナキャリア（１４０）と、
    前記サンプルコンテナキャリア（１４０）を支持するように構成されている輸送平面（１１０）と、
    前記輸送平面（１１０）の下方に固定して配置されるいくつかの電磁アクチュエータ（１２０）であって、前記サンプルコンテナキャリア（１４０）に磁力を加えることによって、前記輸送平面（１１０）の上に位置する対応するサンプルコンテナキャリア（１４０）を移動させるように構成されている、電磁アクチュエータ（１２０）と、
    前記輸送平面（１１０）の上に位置する前記サンプルコンテナキャリア（１４０）の位置に応じて位置信号（ＰＳ）を生成するように構成されている、前記輸送平面（１１０）の下方に配置されたタッチパネル（２００）と、
    位置特定ユニット（１７０）であって、前記位置信号（ＰＳ）に応答して、前記輸送平面（１１０）の上に位置する前記サンプルコンテナキャリア（１４０）の前記位置を特定するように構成されている、位置特定ユニット（１７０）と、
    前記サンプルコンテナキャリア（１４０）の特定された前記位置に応答して、実験室サンプル分配システム（１００）の動作を制御するように構成されている制御ユニット（１８０）と、
    を備える、実験室サンプル分配システム（１００）。
  2. 前記タッチパネル（２００）はマルチタッチ静電容量タッチパネルである、ことを特徴とする、請求項１に記載の実験室サンプル分配システム（１００）。
  3. 前記タッチパネル（２００）は電磁誘導に基づく受動パネルである、ことを特徴とする、請求項１または２に記載の実験室サンプル分配システム（１００）。
  4. 前記タッチパネル（２００）は、
    センサフォイル（２１０）であって、センサフォイル（２１０）の異なる層（２１３、２１４）に水平導体経路（２１１）および垂直導体経路（２１２）を有する、センサフォイル（２１０）と、
    前記水平導体経路および前記垂直導体経路（２１１、２１２）に接続されたスイッチングエレクトロニクス（２１５）であって、前記タッチパネル（２００）上の異なる場所のコイル（２１６）が時間多重化方式で形成されるように、前記水平導体経路と前記垂直導体経路（２１１、２１２）とを接続するように構成されており、前記位置信号（ＰＳ）のそれぞれは前記コイル（２１６）のうちの対応する１つのコイルにおいて形成される、スイッチングエレクトロニクス（２１５）と、
    を備える、ことを特徴とする、請求項３に記載の実験室サンプル分配システム（１００）。
  5. 各サンプルコンテナキャリア（１４０）は、前記タッチパネル（２００）を介して前記制御ユニット（１８０）にデータを送信するように構成されているデータ送信デバイス（１４２）を備える、ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の実験室サンプル分配システム（１００）。
  6. 前記データ送信デバイス（１４２）は前記タッチパネル（２００）によって電気エネルギーを非接触で供給される、ことを特徴とする、請求項５に記載の実験室サンプル分配システム（１００）。
  7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の実験室サンプル分配システム（１００）を動作させる方法であって、
    前記タッチパネル（２００）を介して前記制御ユニット（１８０）にデータを送信するステップを含み、前記データは、以下のデータ群：
    サンプルコンテナキャリア（１４０）のサンプルコンテナキャリアＩＤ、
    サンプルコンテナキャリア（１４０）のバージョン番号、
    サンプルコンテナ（１４５）が閉鎖しているか、開放しているかという情報、
    サンプルコンテナ（１４５）のタイプに関する情報、
    前記サンプルコンテナ（１４５）に含まれるサンプルのタイプに関する情報、
    サンプルコンテナ（１４５）がサンプルコンテナキャリア（１４０）から取り外されたか否かという情報
    前記サンプルコンテナキャリア（１４０）に電力供給する電池（１４３）の充電レベルに関する情報、および、
    サンプルコンテナキャリア（１４０）の動作時間に関する情報
    から選択される、方法。
  8. 送信されるデータは負荷変調によって伝送される、ことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
  9. サンプルコンテナキャリア（１４０）の特定された位置が、前記輸送平面（１１０）上の所定の処理位置（１１１）に対応するかどうかをチェックするステップと、
    サンプルコンテナキャリア（１４０）の前記特定された位置が、前記輸送平面（１１０）上の前記所定の処理位置（１１１）に対応する場合、前記処理位置（１１１）に位置する前記サンプルコンテナキャリア（１４０）と前記制御ユニット（１８０）との間でのデータ送信を始動するステップと、を含む、請求項７または８に記載の方法。
  10. 電気エネルギーを、前記タッチパネル（２００）によって、前記処理位置（１１１）に位置する前記サンプルコンテナキャリア（１４０）のデータ送信デバイス（１４２）に非接触で供給するステップを含む、請求項９に記載の方法。
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