JP4349659B2 - コンテナ設置サンプルの連続的または不連続的な自動分析の方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば試験管のようなコンテナ内に設置されたサンプルの連続的または不連続的な自動分析の方法に関する。
分析目的で、サンプル容器は、しばしばコンテナ内で一列に置かれる。各コンテナは、その縦方向の垂直中央の平面内部で、垂直に軸合わせされた幾つかの（通常5本）試験管を含む。
それらサンプルを備えているコンテナは，企図される分析に適したピペット採取処理をひとつずつ実施する分析ロボットのある分析ステーションへ移していくコンベア上に、一列に配置される。
このサンプルの順逐次処理は、以下の多様な欠点を有する。
- テストまたは追加の分析を再開することに困難がある。なんとなれば、すでにサンプルを取ったコンテナから試験管を手動で捜す必要がある。
- サンプルは、周囲温度（それは特定の不安定なパラメータに非常に影響を与える）の下で格納されている。
- サンプルライブラリ内に格納されているサンプルに対して試験管ソートを行うこと、または事後テストを行うことが、極めて難しい。
- 試験管の緊急の処理は、それが待ち行列をショートカットさせることが必要という事実のために難しいことが立証されている。
これが分析ロボットが提案された理由である、このロボットは、事前に識別されたサンプル容器がマトリックス分布に従って配置されたピペット採取エリアを含んでいる。２つの直角座標に従って、注入及び／またはサンプリングのヘッド（ピペットヘッド）は、このピペットエリアの上を動く。前記ヘッドの機構及び動きは、プロセッサによって制御されるロボットによって制御されている。この配置によって、並行した幾つかの分析処理および任意の再開を実行することが可能になることが明白である。従って、この解決方法の欠点は、それがロボットの連続的または半連続的なローディングを許さないという事実にある。すなわち、各運用シーケンスは、各試験管に対する識別、すなわちその場所と分析のタイプについての識別を持ったピペット採取エリアの手動のローディングを要求することである
オペレータの存在を要求するこれらの運用では、比較的長くて、特に識別/試験管位置関係において、誤りが発生しないと保証することができない。
これらの欠点を除去する目的で、本発明は、予めコンテナに配置されている試験管のようなサンプル容器が、ピペット採取エリア内部で動くことが可能である。一方、このピペット採取エリアのローディン及びアンローディングのみならず、ピペット採取エリア内でのコンテナの移動が自動的になされる前記タイプの分析ロボットを使用する方法を提起する。
この結果を得るために、本発明による方法は、少なくとも以下の行程から成る処理サイクルを含む。
- 分析されるサンプルのあるコンテナをコンテナ群（垂直にセンタリングされたコンテナが前記コンテナの縦方向の軸と平行した線に沿っている）の中への配置と、
- ピペット採取エリアの入口ゾーンにコンテナを持ち来すための、第1の直線経路に沿ってひとつずつのコンテナの第1の移動と、
- 好ましくは、この第１の移動の間のコンテナの自動識別と、
- 前記第１の経路に対して垂直な経路に沿った第２の直線的な移動（この移動の間において、互いに並置されたコンテナは、ピペット採取エリアを並進移動しかつこれを横断して、入口ゾーン反対側にある出口ゾーンに到達する）と、
- 前記第１の経路に平行な経路に沿った第３の直線的移動（この間の移動において、コンテナは、ピペット採取エリアにおける第１の出口ゾーンから第２の入口ゾーンまで、ひとつずつ持ち来される）と、
- 第２の経路に平行な経路に沿った第４の直線的移動（この移動の間において、第１の経路に平行して再び並置されているコンテナが、ピペット採取エリアを並進運動して、前記第１の経路に位置している第２の出口ゾーンに到達する）と、
- 新しいサイクルを再開するために第１の入口ゾーンにコンテナを持ち来し、またはコンテナの排出ゾーンにコンテナを持ってくるための前記第一経路に沿った第５の直線的移動とである。
これらの配置によって、
- 第２の経路の間、各コンテナは、ピペット採取エリアの最初の一部分（例えば第１の半分）をスキャンし、
- 第４の経路の間、各コンテナは、ピペット採取エリアの第２の一部分（例えば第２の半分）をスキャンし、
- これらの２つの経路の各々の間、各コンテナは、ピペット採取エリアのマトリックスの同じ列の上を移動する。
したがって、比較的単純なセンサを用いることにより、各コンテナの位置を識別することが可能であり、ピペットヘッドの動きを制御するプロセッサは、ピペット採取エリアにある各サンプル容器の位置を各タイミングにて知り得るのである。したがって、実行される特定の分析機能プログラムに従って、ピペット採取エリアに存在する容器にある製品に対してサンプリングまたは注入を実行することは、分析ロボットへ容器が導入される順序にはかかわりなく、可能である。
もちろん、本発明は先に述べた方法を実行するように設計された分析ロボットにも関する。このロボットは、ピペット採取エリアの両側に二つのユニットを導入している。第１のユニットは、コンベアの移動軸に沿って一列に配向されたコンテナを運ぶように設計された２つの並行直線コンベアを含む。第２のユニットは、先の第１のユニットの２つのコンベアに対して垂直な、少なくとも２つの直線コンベアを含んでいる。これら２つ直線のコンベアは、これら２つの直線コンベアの移動軸に垂直に配向されたコンテナを、ピペット採取エリアへ運ぶように設計されて、第１のユニットの２つのコンベアの入口／出口移動ゾーンへ間口をしている。
分析ロボットは、好ましくはコンテナ内の試験管の円筒形の壁に記入される識別コードを読み込む装置を含んでもよく、この読込み装置は、コンベアの移動エリアの上流の直線コンベアのうちの１つに設けられる。
また、ピペット採取エリアおよびより広くは分析ロボットの内部は、サンプルを保存するための適切な温度に保たれ得る。
以下、本発明の非限定的例として、本発明による分析ロボットの実行モードについて述べる。ここに添える図面は以下のものからなる。
図１は、本発明による分析ロボットの平面図であり、
図２は、サンプル試験管に記入された識別コードを自動的に読み込む装置の拡大図であり、
図３は、サンプル試験管を読むことを特にできるようにしたコンテナの斜視図であり、
図４は、格納自在な翼を有する供給部分を有する、コンテナを案内しているレールの断面図であり、
図５は、該格納自在な部分の横断図である。
この実施例では、自動分析ロボットＡの目的は、試験管中の遠心分離された血液データの止血剤テストを実行することであり、前記試験管の壁にはバーコードの形での，例えば、血液サンプリングを取られた人の識別、および実行されることを必要とされた試験の性質に関する識別データが示されている。
試験実行行程を進めていく過程の間、密封された試験管Ｔに含まれる血液サンプルは、遠心分離の動作がなされる遠心力分離機のコンテナに置かれる。試験管は、手で取り扱われることを避けるために、コンテナ内に保持される。
遠心分離器を経るとすぐに、試験管は、例えば５つの試験管Ｔを含む図３に示される型のコンテナRの中に置かれる。コンテナRは、容易に運搬可能なバスケットに置かれ、しかも、分析ロボットＡにおけるコンテナのアクセスステーションを構成するコンテナ分配器Dに置かれるように特別に設計されている。
これらのバスケット内のコンテナRは並置され、コンテナの縦軸に対して垂直なラインを形成する。
事実、バスケットの中では、コンテナRが、逆Ω形の輪郭をしたレールRA₁によってライン方向にガイドされる。このレールRA₁は、バスケットの底に付けられ，コンテナRのシートＥに作られたＴ形断面の部分有する横角柱状凹部CPに噛み合っている。レールRA₁にコンテナRを置くことは、レールRA₁の端部TRに、レールRA₁の格納自在横翼A₁、A₂を設けることによりなされ得る。このことは、翼A₁、A₂にレールRA₁の内部の方へ進むことが可能で、かつスプリングRE（図５）によりその位置を維持することができる傾斜エッジを設けることによって得ることができる。
この配置によって、レール部分TRのトップを介してレールRA₁を噛み合わせることにより、レールRA₁にコンテナを組み合わせることが可能となる。すなわちこの時の垂直移動の最後において、凹部CPの外側エッジが、横翼A₁、A₂の傾斜エッジ部分で、それらの反発力を引き起こすことにより，止まる。翼A₁、A₂が凹部CPの最も広い部分の高さに到達した時、それら翼が、スプリングREの効果の下に、マウントを終了する。そしてコンテナは、その縦軸X’X”に対して直角に横移動することができ、これによって、レールRA₁の固定翼を有する部分に到達する。この解決方法は、より人間工学に則しており、レールRA₁の端を介してコンテナRを取付ける組立方法よりも、単純なことがわかる。
この例において、コンテナ分配器Dは、バスケット底のレールRA₁の軸内部で動くことが可能な推進器PMを含む。これは、レールと平行して置かれるラックCRと連動しているピニオンP1を駆動する反転ギアモーターMR₁の助けにより，その動きが確実にされている。この推進器PMは、レールRA₁に沿ったライン上のコンテナRを、分析ロボットに供給するベルトコンベアCB₁上へ、移動するために用いられる。それらが移動している時、お互いに他を押した状態のコンテナは、レールRA₁に垂直な向きに維持されたままである。
他方、１つずつコンベアCB₁の上に移動したコンテナRは、レールRA₁に対して垂直な向きの移動軸に沿って配向される。
従来の構造を有するベルトコンベアCB₁は、平行な水平軸上の２つのローラG₁、G₂上を通過するゴム状ベルト10からなっている。そしてひとつのローラG₂は、反転ギヤモータにより回転駆動される。ベルト10は、その外側の表面に、間隔がおよそ1つのコンテナRの長さに対応する突起11を含む。
このベルト10は、ロボットAのピペット採取エリア12の縦方向のエッジに沿って、出口ゾーンおよび入口ゾーンに対して順に、循環する。
矩形のピペット採取エリア12は、並置されたコンテナRの２本のラインを受けるようになされている。その上部で、在来のピペットヘッド13は、２つの互いに直角な方向XおよびYに沿って移動することができる。前記ヘッドは、コンテナ内の試験管内部に対して実行されるべき注入操作及び／又はサンプリング操作を可能とする手段に適合している。
このピペット採取エリア12は、２つのコンベアCV₁、CV₂の通過エリアによって事実上実体化される。これらのコンベアは、コンベアCB₁に対して垂直に軸合わせされ、入口ゾーンZE₁および出口ゾーンZS₂から伸びている。
これらのコンベアCV₁、CV₂は、Ω型（バスケット底レールと同様）のガイドレールRA₂、RA₃（これらのレールは、コンベヤCB₁に垂直に軸合わせされる）を各々導いている。その上で、コンベアCB₁によって運ばれるコンテナRが、それらの角柱状凹部CPを介して噛み合っている。
レールRA₂、RA₃の両側に、コンテナRの厚みにほぼ等しい間隔を置く突起15を有する二対の駆動ベルトBE₁-BE₂、BE’₁-BE’₂が配置される。
1つのコンベアCV₁またはCV₂から他へのコンテナRの転送は、ベルトコンベアCB₁によっても、または、第２のベルトコンベアCB₂（ピペット採取エリアの縦方向のエッジに沿って伸び、コンベヤCB₁と反対側にある）のどちらによっても保証される。
コンベアCB₁と同様の構造を有するコンベアCB₂は、コンベアCV₁の出口ゾーンZS₁を通過し、そしてコンベアCV₂の入口ゾーンZE₂へと順次通過する。
このことにより、コンテナRの長手方向への移動を可能とし、入口ゾーンZE₂内で、コンテナRがコンベアCV₂の軸内に位置する。そして、このコンテナRは、ベルト15の突起により駆動され、レールRA₃上のその角柱状凹部を介して噛み合うようになる。こうして、コンテナはそれが出口ゾーンZS₂に届くまで横滑りすることができる。
ピペット採取エリア12でのコンテナRの動きは、好ましくは、ステップバイステップ（各ステップは、1つのコンテナRの厚みに対応する）でなされる。この場合、コンベアCB₁、CB₂によるコンテナRの動きもまた、前段の動きと同期してステップバイステップで実行される。
この例では、コンベアCB₁には、コンベアCV₁、CV₂上のコンテナRの通過エリア間の結合点の位置に配置された自動試験管識別ステーションPIが備えつけられている。図２に示されたこの装置は、一方においては、打抜が設けられ横面FL₁（この打ち抜きは、試験管Tの円筒壁に着けられた識別コードの光学的読み取り窓Fを形成する）、他において、コンテナRの横面FL₂の全長にわたる開口形のオリフィスOF₂を含んでいるコンテナ（R）の使用を伴っている。
図２に示されるように、識別ステーション（破線を有する長方形で図示）が含むものは、
第１に、光電的読取装置L（例えば、画像分析器AIに接続されビデオカメラ）であり，これは、コンベアCB₁の１方の側に配置されて、各々の試験管Tの円筒状の壁の画像を、この試験管Tを臨む窓Fが光電的読込装置のフィールドに位置するたびに、記録し、
第２に、ゴムのような弾力のある材料から作られて電気モータ駆動の回転体Mから成るドライブ装置であり、この回転体Mの中心軸は垂直であり、コンベアCB₁の他方の側の読取装置Lの位置に配置され、コンテナRの縦方向のオリフィスOF内部に係合して試験管Tの円筒壁に順次止まり、従って後者が回転駆動されることを保証する。
図３に示される例において、コンテナは、傾斜した垂直エッジを有する全体的に平行六面体形を有し、おおよそＣ形状、すなわち丸型の尾形の断面を有する横角柱状凹部CPを区切るリブを有し、この凹部は、例えばT形断面のような相補う断面を有するガイドレールRA₁、RA₂、RA₃と協働するシートEを含んでいる。
コンテナRの上部は、コンテナの上面の高さで開いた５つの垂直円筒形の小孔A₁からA₅を含んでいる。これは、５つのそれぞれの試験管を収容することを目的としている。
表面FL₁側において、小孔A₁ないしA₅は、コンテナの上面からシートEの高さにまで広がった長方形窓F₁ないしF₅によって、外部に開いている。
表面FL₂側においては、コンテナR₁は、コンテナRの中間高さまで水平に伸びている（その端のひとつから他端まで）矩形断面を有するオリフィスOFを含んでいる。このオリフィスに深さpが有することにより、試験管壁の一部が露出し、図2に示される回転体Mのような回転駆動部材と協働することができる。
さらに、コンテナの小孔A₁ないしA₅は、試験管が好ましくはわずかに触れる程度で止まるように、窓F₁ないしF₅の両側にリブNを付ける。
対応する小孔A₁ないしA₅の内部へわずかに斜めに広がる可撓性の舌PA₁ないしPA₅が、リブNの各々の対の反対側に設けられ、リブNに適用される試験管を保持する。
先に述べた配置によって、次のことが明らかである。初期状態では分配器D中のバスケット内のあるコンテナは、ひとつずつコンベアCB₁のベルト10へ転送される。コンベアCB₁は、それらを連続して識別ステーションPIへ搬送する。識別ステーションPIにおいて、試験管に着けられた識別コードは、順次読まれる。そして、角柱凹部CPの置かれ方に従った位置でピペット採取エリアのアクセスゾーンZE₁において、コンテナは、レールRA₂の軸内部に位置決めされる。
ゾーンZE₁に現在置かれたコンテナRは、それから、2つの駆動ベルトBE₁、BE₂の突起15によって駆動される。この駆動は、まず第1にコンテナRの角柱凹部CPにおけるレールRA₂への噛み合わせを、そして、コンベアCB₂に位置している出口ゾーンZS₁に届くまで、後者に沿ったコンテナRの滑走を生ぜしめる。このゾーンZS₁内部のコンテナRの通過が、レールRA₃からコンテナRを解放せしめ、コンベアCB₂による駆動が、コンテナが置かれた入口ゾーンZE₂の範囲内では、レールRA₃への係合をなす。そして、コンテナRはコンベアCV₂により駆動され、レールRA₃から解放される出口ゾーンZS₂に届くまで、レールRA₃の上をスライドする。
続いて、コンテナRは、コンベアCB₁によって、新しい分析サイクルを開始する入口ゾーンZE₁の方へ向かって駆動されるか、分配器Dの方へ向かって駆動されて、前段とは逆の過程で、以前の空のバスケットへのコンテナの戻りを確実にするか、あるいはアンローディングゾーン（図示せず）の方向へ向かって駆動される。
もちろん、分配器D、及びコンベアCB₁、CB₂、CV₁、CV₂、及び識別ステーションPI、及び分析ロボット（特にピペットヘッド）の制御は、コンテナの運動方向に沿って配置される位置センサから発生する多数の情報を受信するプロセッサにより確実にされる。
上述した装置のひとつの著しい利点は、ピペット採取エリア内部で、プロセッサが、試験管の現実の位置及びそれらの識別を知っている事実から成る。その結果、ロボットに導入されるコンテナの順序に独立なプログラムに従い、他方で分析の性質及び間隔に従って，ピペット採取ヘッドの動きと機構を制御することが可能である。
もちろん、本発明は単に先に述べた実施例に限られているだけではない。
したがって、ロボットは、分配器内に置かれたバスケットから供給されたのではないコンテナをコンベアCB₁上に持つことを可能とする直接入口ゾーンZE₃を含んでもよい。
同様に、ロボットは、出口ゾーンZS₂に位置しているトラップTRを含んでもよい。これによって、貯蔵または選択のためにゾーンZS₂に位置せしめられるコンテナ内の試験管を取り出したりすることができる。

Claims (13)

1. 複数の容器に対して製品注入又はサンプル採取をなす自動分析装置を用いて、前記容器に含まれるサンプルを分析する方法であって、
   前記容器をマトリックス分布に従った互いに直角をなす２つの軸に沿って移動自在に配置し得るピペット採取エリアと、前記マトリックス分布に従った互いに直角をなす２つの軸に沿って移動自在なピペットヘッドと、を準備し、各々が縦軸を有する複数のコンテナ内に、前記容器を垂直に軸合わせして前記縦軸に沿って配置する事前フェーズを含み、
   前記コンテナを連続して直線状の第１経路に沿って前記ピペット採取エリアの入口ゾーンへ縦移動する第１フェーズであり、前記コンテナの縦軸が前記第１経路に平行に配向せしめられたままの第１フェーズと、
   前記容器を前記コンテナが前記第１経路に沿って移動している間に識別する第２フェーズと、
   前記コンテナを前記第１経路に直角な直線状の第２経路に沿ってステップバイステップに横移動する第３フェーズであり、前記複数のコンテナが前記第１経路に平行に並置されて移動される第３フェーズと、
   前記コンテナを前記第１経路に平行な直線状の第３経路に沿って且つ前記第１経路に平行に配向せしめたまま縦移動する第４フェーズと、
   前記コンテナを前記第２経路に平行な直線状の第４経路に沿ってステップバイステップに横移動する第５フェーズであり、前記第４経路が前記第１経路において出口ゾーンに到達し、前記コンテナが各ステップにおいて前記第１経路に平行な軸上に並んであって、前記第２経路及び前記第４経路にあるコンテナの容器が前記ピペット採取エリア内で前記マトリックス分布状に配置されている第５フェーズと、
   前記コンテナの各々を前記第１経路に沿って縦移動する第６フェーズであり、１つのコンテナを前記入口ゾーンに持ち来たして分析サイクルを再開するか、又は前記１つのコンテナを排出するためのゾーンに持ち来たす第６のフェーズと、
   からなる分析サイクルを含むことを特徴とする方法。
2. 請求項１記載の方法であって、前記第１フェーズを実行する前には、前記容器を含むコンテナが運搬可能バスケットに並べて配置され、前記コンテナを１つずつ配送する分配器内に置かれていることを特徴とする方法。
3. 請求項１記載の方法であって、前記容器を識別する第２フェーズは、前記出口ゾーンと前記入口ゾーンとの間にあるゾーンにおいて実行されることを特徴とする方法。
4. 請求項１記載の方法であって、前記サンプルの容器は各々が長尺方向の回転対称軸を有する円筒形の管からなり、前記容器を識別する第２フェーズは、各管をその回転対称軸廻りに回転するステップと、光電子読取装置によって前記管の円筒表面に備えられた識別手段を読むステップと、を含むことを特徴とする方法。
5. 縦軸を有するコンテナ内に配置された容器内に含まれるサンプルを分析する自動分析装置であって、
   前記縦軸に平行な第１及び第２の縦コンベアであり、前記コンテナを前記縦軸沿って一列に搬送する縦コンベアと、
   前記縦軸に直角に配置され且つ互いに平行な第１及び第２の横コンベアであり、前記コンテナを前記縦軸に平行に配向せしめたまま並べて搬送し、前記コンテナがピペット採取エリアを画定する前記横コンベア上にあることによって前記ピペット採取エリア内部にある前記容器がマトリックス分布状に配置される横コンベアと、
   前記ピペット採取エリアの上で互いに直角な２つの軸に沿って移動自在なピペットヘッドと、
   を含み、前記縦コンベアの各々は対応する入口ゾーンに達することで前記コンテナを前記横コンベアの上に搬送し、前記横コンベアの各々は対応する出口ゾーンに達することで前記コンテナを前記縦コンベアの上に搬送し、前記コンテナの各々は連続して、前記第１の縦コンベア上、前記第１横コンベア上、前記第２縦コンベア上、そして前記第２横コンベア上に搬送されることを特徴とする自動分析装置。
6. 請求項５に記載の自動分析装置であって、前記コンテナをひとつずつ配送する分配器を含み、前記コンテナをバスケットから前記縦コンベアのうちの１台の上に供給することを特徴とする自動分析装置。
7. 請求項５記載の自動分析装置であって、前記縦コンベアはそのベルトが突起を備えるベルトコンベアであることを特徴とする自動分析装置。
8. 請求項５記載の自動分析装置であって、前記ピペット採取エリアの１つの入口ゾーンと１つの出口ゾーンとの間に配置される容器識別ステーションを含み、前記容器識別ステーションは前記縦コンベアのうちで入力コンベアとして用いられる１台の上に配置されていることを特徴とする自動分析装置。
9. 請求項８に記載の自動分析装置であって、前記識別ステーションは、前記入力コンベアの一方の側に光電的読取装置を含むと共に、もう一方の側に容器を回転駆動する装置を含むことを特徴とする自動分析装置。
10. 請求項９に記載の自動分析装置であって、前記光電的読取装置に関連する入力コンベアは、このステーションの上流にコンテナの直接アクセスゾーン及び／又はトラップを含み、これによって前記直接アクセスゾーンに置かれたコンテナのうちの１つにある容器の１つを引き出すか又は引き出し得る状態にすることを可能とすることを特徴とする自動分析装置。
11. 請求項５に記載の自動分析装置であって、前記横コンベアは、前記コンテナ内に備えられるＴ形状の横角柱状凹部と協働する逆Ω形状のガイドレールと、前記ガイドレールの両側に配置され且つこれに適合する２つの駆動ベルトと、含み、前記駆動ベルトは、前記コンテナの厚さに略等しい間隔の突起を有することを特徴とする自動分析装置。
12. 請求項６記載の自動分析装置であって、前記パスケットは中央部分と２つの横翼を有するレールを含み、前記横翼は前記コンテナに備わるＴ形状の横角柱状凹部と協働し、前記レールは前記横翼の格納手段を含む部分を含むことを特徴とする自動分析装置。
13. 請求項１２に記載の自動分析装置であって、前記レールは格納自在な翼を備える部分を含むことを特徴とする自動分析装置。

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