JP6117923B2 - 検査室診断用の検査モジュールに緊急に接続すべき生物試料の手動導入及び回収のための自動化モジュール - Google Patents

検査室診断用の検査モジュールに緊急に接続すべき生物試料の手動導入及び回収のための自動化モジュール Download PDF

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Description

本発明は、検査室診断用の検査モジュールに緊急に接続すべき生物試料の手動導入及び回収のための自動化モジュールに関する。
今日、検査室診断の自動化分野において、チューブに入れられ、専用の運搬装置により自動化ラインに沿って搬送される生物試料を検査に至急回すことに対するニーズがますます高まってきている。
自動化システムを全体として鑑みると、大量のチューブを格納し、必要な時に適切な検査モジュールに向けて放つ装置が既に知られている。
そのような自動化システムにおいて、システムに沿う通常フローをたどる、いわゆるルーチン又は通常のチューブと、他方で、例えば、収容している試料が特に重態状態にあり即時の診断と治療を要する患者から採取されたばかりであるため、所定の装置による緊急処置を必要とする(短納期:STAT(Short Turn−Around Time))チューブとを区別して処置する可能性が知られている。
このため、両方の種類のチューブが自動化システム内の実質的に同じ経路をたどって搬送される既知のシステムにおいては、チューブを識別して移送する一連の装置を備え、当該装置は、例えば、緊急チューブを取り出し、自動化ライン上の通常チューブの前に配置したり、経路に沿いに追い越させたりして、いずれの場合にも、一種の「優先度」でもってシステムに沿って配置されている検査モジュールに到達するようにしている。この全てが、システム全体を構成する機械類の高度な自動化レベルにより達成されている。
また、特に試料が一般的な試料搬入/搬出ベンチから取り出されて自動化システムに導入される場合には、完全自動化管理の使用が不便であることが多いのも事実である。実際、試料搬入ベンチ/搬出ベンチは大量のチューブを収容する必要があるため、(非常に高価である上に)当然のことながら嵩張り、システムに沿って多数配置することはできない(通常、1ユニット、又は、多くても2ユニット)。
多くの場合、被検査材料ベンチは自動化ラインに沿って配置された検査モジュールのいくつかから非常に離れて位置しており、そのように離れた検査モジュールに沿う試料の迅速な移送の管理が複雑になり得るのも理解できる。
特許文献1は複数の検査モジュールに至る、又は、該検査モジュールを飛び越す主レーン及び副レーンを備えた自動検査システムを開示している。
特許文献2は、容器を1又は複数の選択可能な検査ステーションに移送するための少なくとも2本のレーンを備える自動装置を開示している。
米国特許出願公開第2010/0300831号 国際公開第96/25712号
従って、本発明の目的は、特に高い緊急度で処理されるべき試料を、該当する検査モジュール、具体的には、即時処理を実施するために該試料を配送すべき検査モジュールに可能な限り近い自動化ライン上のポイントにおいて導入することにより「即時」導入を可能とする自動化モジュールを実現することである。
更に別の目的は、検査モジュールによる該試料の処理が終了すると直ちに、該試料の迅速な回収を可能とする自動化モジュールを実現することであり、これにより該試料は自動化システムに沿って無用な走行をすることなく、必要であれば前段の検査モジュールとは異なる新たな検査モジュールに迅速に移送されたり、廃棄処分されたりする。
本発明によれば、この目的及び他の目的は、請求項1に記載の検査室診断用の検査モジュールに緊急に接続すべき生物試料の手動導入及び回収のための自動化モジュールにより達成される。
本発明のこれら及び他の特徴は、添付の図面を参照して以下に詳細に記載される、本発明の一例であるがこれには限定されない例としての実施形態を通じて、より明確となるであろう。図面は以下のものを含む。
図1は、一般的な検査室診断用の検査モジュールと接続される、本発明に係る自動化モジュールの斜視図を示す。 図2は、図1の自動化モジュールのそのカバーを取り除いた状態の上面平面図を示す。 図3は、上記自動化モジュール内において構成される試料導入ポイントの詳細を示す。 図4は、上記自動化モジュール内において構成される試料回収ポイントの詳細を示す。
検査室自動化システムは、試験検査室における様々な要件に応じた異なる構成に従い互いに組み合わされる複数のモジュールを含み、その個数は変更可能である。これらのモジュールは、互いに隣あって配置され、共に自動化システム全体を構成する。また、自動化システムは検査室診断用の複数の検査モジュール6を備える。
本発明に係る自動化モジュール1(図1)は、検査モジュール6に直接且つ緊急に接続されるべき生物試料を、1又は複数の搬入/搬出ベンチを介してチューブ10が自動化システムに導入された場合にたどるべき経路を実のところ飛び越えて、手動で導入及び回収をするためのものである。
これらのモジュール1の各々は、複数の搬送装置5が走行する2対のレーン、詳細には、第1及び第2の主レーン2、21と、第1及び第2の副レーン3、31を備えている。搬送装置5は、第1及び第2の主レーン2、21の両端にある2つのU字型の方向転換モジュール4を介して、モジュール1自体の周囲をまさしく取り囲む経路をたどることで、緊急性の高いチューブ10をより速く直接検査モジュール6に対して配送する。方向転換モジュール4は、チューブ10を積載した状態又は積載していない状態でモジュール1に沿って絶え間なく周回する複数の搬送装置5が、モジュール1の一方の側に沿う第1の主レーン2から他方の側に沿う第2の主レーン21へ、またその逆に、直接移動可能とする。
モジュール1の第2の副レーン31に接続し、生物材料試料を収容し該試料に様々な検査処理を行うための検査モジュール6がモジュール1の両側の長辺の一方に沿って配置されている。その接続は、図1に示す実施形態においては、例えばピックアップフィンガーを備える既知の機械装置15により行われてもよい。機械装置15は、モジュール1に沿って周回している各搬送装置5からチューブ10を取り出し、検査モジュール6に配置するためのものである。各搬送装置5は、1つのチューブ10を積載し、チューブ10の生物試料が準備出来るや否や、モジュール1に沿って緊急に送出され、そのため直接且つ緊急に検査モジュール6に送り届けられる。検査モジュール6におけるチューブ10の検査終了時には、逆の操作が行われる。具体的には、検査モジュール6は、機械装置15を介してモジュール1沿いの上記搬送装置5の一つにチューブ10を戻す。尚、上述したように、チューブ10を検査モジュール6に移動する、またその逆に、該検査モジュール6から第2の副レーン31に移動するために機械装置15を使用することは、自動化モジュール1と検査モジュール6とを接続するために採用し得る解決手段の一つであり、それ故、図1に示す解決手段は単に例示目的のものである。
一方、搬送装置5の第1の停止ゲート7aを備える試料導入ポイント100(図3)はモジュール1の他方の側に沿いに設けられる。試料導入ポイント100は、副レーン3のコンベアベルトの下方に配置された、第1のゲート7aにおいて停止した搬送装置5を検出するための第1のアンテナ8aを伴う。更に、搬送装置5内に収容されたチューブ10を検出するための第1のセンサ9aが存在する。
このような試料導入ポイント100は、更に、搬送装置5の回転装置11を備えている。回転装置11はモータを備えており、チューブ10に貼り付けられたラベル12に印刷されたバーコードをバーコードリーダ13に読み取らせる。
更に、モジュール1の同じ側には、同じ第1の副レーン3沿い(図1及び図2の表示においては更に左側)に、試料回収ポイント200(図4)がある。試料回収ポイント200は、第2の停止ゲート7b、第2のアンテナ8b及びチューブ10を検出するための第2のセンサ9bを備えており、これらは上述のものと同じ機能を備える。回収ポイント200は導入ポイント100の前に位置する順番となっており、導入ポイント100よりも左側に位置している。各々の搬送装置5は第1の副レーン3に沿って左側から右方向へ移動するため、この順番は搬送装置5の各々が回収ポイント200から導入ポイント100へと移動するように適応されている。先ず各チューブ10を緊急に導入して検査モジュール6に直接移送し、非常に短時間で検査を受けさせ、その後、検査済みの各チューブ10を迅速且つ緊急に回収しなければならないオペレータは、各チューブ10の導入ポイント100と回収ポイント200との間の同じ第1の副レーン3の近傍において、迅速に行動することが都合良く可能となり、導入ポイント100の至近場所において該行動を行うことが出来る。このように、オペレータが移動する、つまり、自動化システムの経路をたどる必要は全くない。
モジュール1は、その上にカバー14(図1)が配置されている。カバー14は、オペレータがより詳細な以下の記載内容に従って手動動作が出来なければならない試料導入ポイント100及び試料回収ポイント200において適宜に開く。
概して、モジュール1は、生物材料試料を収容し、出来るだけ迅速に検査モジュール6に該試料を提供する。これが必要となり得るのは、上記試料がシステム全体の自動化ラインに沿った通常フローの経路を経由するのを待っていられない特別な緊急事態においてであり、特別な緊急事態においては試料の即時検査と診断を要するためである。通常、検査モジュール6は、自動化システムから配送される各チューブ10の検査を行う。モジュール1は、緊急度の高い各チューブ10を直接且つ緊急に検査モジュール6へと送出し、チューブ10を自動化システムの曲がりくねった経路を飛び越させるようになっている。緊急度の高いチューブ10は緊急度が極めて高いため更に急速な検査時間を必要としており、自動化システムには搬入されない。モジュール1は、緊急度の高いチューブ10をモジュール1及び検査モジュール6内に保持して、とても迅速に非常に短時間での各チューブ10の導入、検査、回収を可能とする。このように、検査を行い、検査後、導入ポイント100の至近場所にある回収ポイント200においてモジュール1から緊急度の高いチューブ10をより短時間で迅速に回収するだけでよく、オペレータが1人であったとしても該モジュール1の使用は極めて有利である。
試料のモジュール1への導入は、試料導入ポイント100において、オペレータが手動で行う。モジュール1は、患者から採取したばかりの緊急検査を要する生物材料を含むチューブ10をオペレータが一度に複数導入できるポイント100において複数の空の搬送装置(図2)が常に利用可能となるように設定されている。各チューブ10には、前工程において、患者の識別バーコードと該チューブ10が含む試料に行うべき検査の番号と種類とが付与されたラベル12が適宜付されている。
当然ながら、先ず、試料導入ポイント100において、1つのチューブ10が、第1の停止ゲート7aに既に停止している(その間、アンテナ8aにより検出されている)搬送装置5に導入される。その後、列に並ぶ他の複数の搬送装置5が順々に積載状態となる。
このとき、第1のセンサ9a(図3)によりチューブ10の存在が検出されると、回転装置11によって搬送装置5の回転が開始し、バーコードリーダ13がチューブ10に付されたラベル12上のバーコードを検出可能となる。
自動化モジュール1は、更に中央制御部50(図1)を備えており、中央制御部50は、バーコードリーダ13から情報を受け取ると、その時点で取り上げられているチューブ10が実際に検査モジュール6に移送される必要があるかどうかを確認する。それを確認すると、第1の停止ゲート7aが後退し、チューブ10(図2)を保持した搬送装置51がモジュール1の第1の主レーン2に沿って送出される。
U字型の方向転換モジュール4を通過すると、チューブ10を保持した搬送装置52は検査モジュール6と接続するモジュール1の一方の側の第2の主レーン21に到達し、特に、前記複数の搬送装置5の優先検査レーンとして機能するように適応されている、同じ側にある第2の副レーン31沿いに進路を変更する。ここで、チューブ10の取り出し及び検査モジュール6への配置は、例えば、機械把持装置15により行われる。上記したように、モジュール1と検査モジュール6との間の接続方法は、後者の形状によって多数あり得るものであり、機械把持装置15とは異なる他の装置が備えられてもよい。
その後、検査モジュール6は、実際の検査処理を試料に対して行う。
この運用が、最初の試料に続き導入ポイント100に導入される試料に対して連続的に繰り返され、第1の停止ゲート7aからの第1の副レーン3沿い、次に、第1の主レーン2沿いの連続的な放出と、モジュール1の他方の側での検査モジュール6への第2の主レーン21沿い、次に、第2の副レーン31沿いの連続的な到着が好適に実現される。
検査モジュール6への搬入のためにチューブ10を取り出された直後に、搬送装置5は、第2の副レーン31に即座に解放され、第2の主レーン21に復帰し、次のU字型の方向転換モジュール4を通過してモジュール1の他方の側に沿う第1の主レーン2に戻ってもよい。しかしながら、検査モジュール6が新しいチューブ10を収容するだけでなく、以前導入されて既に検査済みのものをまさに排出しようとしているため、搬送装置5が実際には解放されないというケースも起こり得る。そのような場合には、チューブ10を取り除かれた搬送装置5は、検査モジュール6から搬出される異なるチューブをすぐに積載できるようにロック状態に維持される。
搬送装置5を解放するかどうかの決定は中央制御部50により行われ、中央制御部50は、センサ9a、9bの情報を受け取ることにより各チューブ10が検査モジュール6から放出される時を把握し、それにより全体を管理可能である。
空状態又は積載状態の搬送装置5は、(例えば、既知の自動戻し装置によって)第2の主レーン21に沿って戻り、U字型の方向転換モジュール4(図2の左側)を通過すると、第1の主レーン2沿いに進む。前記第1及び第2の主レーン2、21は、前記複数の搬送装置5を待機経路上で継続的に周回状態に維持し、その後、副レーン3、31に向けて移送するように適応されている。搬送装置5は第1の主レーン2から第1の副レーン3に沿いの試料回収ポイント200の方向へ進路を変更してもよいし、しなくてもよい。また、第1の主レーン2及び第2の主レーン21沿いの待機経路上にとどまってもよい。
特に、搬送装置53(図2)は、検査モジュール6から出力されたチューブ10を収容している場合には、必ず回収ポイント200へ向けて進路変更し、第1の副レーン3の回収ポイント200において他の複数の搬送装置5とともに隊列を成す。その結果、該チューブ10はオペレータにより可及的速やかに手動で回収される。これは、搬送装置53が第2の停止ゲート7bにて停止し、チューブ10が第2チューブ存在センサ9bにより検出された時に行われ、その検出後、最終的にチューブ10はオペレータにより回収可能となる。
当然のことながら、検査済みチューブ10を収容した多数の搬送装置5が連続して到着する場合、それらの搬送装置5は試料回収ポイント200の近傍にて待ち行列を成す隊列に入れられる。このとき、オペレータは、関連するチューブ10を回収する前に、各搬送装置5が第2の停止ゲート7bにおいて待ち行列の一番目の位置に到達するのを待たなければならない。これにより、自動化モジュール1における各チューブ10の処理サイクルを着実に完了するために、チューブ存在センサ9bが手動で回収されようとしている各チューブ10に対し一度に一個を適切に検出することが可能となる。
試料回収ポイント200において空になった各搬送装置5は、停止ゲート7bの後退に伴い解放され、試料導入ポイント100に戻り待ち行列に加わる。このとき、待ち行列には、必要に応じて、全て空状態の搬送装置5が既に存在している。
通例、モジュール1に沿って新たな緊急試料の導入が突然必要になった場合に対処するためには、試料導入ポイント100に複数の空の搬送装置5が決して不在とならないようにすべきである。
ポイント100において複数の空の搬送装置5を常に利用可能とする後者の必要性は、到着する空の搬送装置5を検査モジュール6に接続する側であるモジュール1の反対の側から第1の副レーン3に沿って移送するか否かにも影響する。
実際のところ、左側のU字型の方向転換モジュール4(図2)を通過すると、空であっても搬送装置5は、その時に試料回収ポイント200において搬送装置5が1つもない場合や、同時に試料導入ポイント100においても順番待ちをする搬送装置5が一時的にない場合のいずれの場合においても、第1の副レーン3に沿いに進路変更する。実際、このようにすると、第2のセンサ9bがチューブの存在を検出せず、オペレータが手動で何かを回収するのを待つ必要がないので、搬送装置5は停止ゲート7bからほぼ直ちに解放され、試料導入ポイント100にて順番待ちに加わる。このようにして、上述した一時的な(部分的、又は、全体的な)不在に対処する。
逆に、もし試料回収ポイント200において積載状態の複数の搬送装置5の待ち行列が既にある場合には、空の搬送装置5を第1の副レーン3に沿いに進路変更させる必要はもはやない。実際、積載状態の搬送装置5は、第2の停止ゲート7bにてそれぞれのチューブ10が回収されると、試料導入ポイント100において待ち行列に加わり、ポイント100において搬送装置5が不在となることを未然に防ぐ。従って、この場合には、空の搬送装置54(図2)は進路変更せずに、第1の主レーン2及び第2の主レーン21に沿って進み続ける。これは、搬送装置54が検査モジュール6からチューブ10を積載するために第2の副レーン31に移送され検査モジュール6と接続することが必要となったり、或いは、例えば、その一方でポイント200の待ち行列が解消され、次の一周において搬送装置54が空のままで他方の側の第1の副レーン3へ進路変更することが必要となったりするまで行われる。
試料導入ポイント100に停止した空の搬送装置5の待ち行列は、副レーン3沿いのスペース上の制約により、所定の数の搬送装置5を超えることは出来ない。該所定の数は、必要性に応じて適宜に所望の数が設定される。そのため、もし搬送装置5が、第2の停止ゲート7bから解放されポイント100に到着し続け、そのような許容数を超えてしまった場合には、搬送装置55は、導入ポイント100に形成される待ち行列を解消するだけのために、例え新たな被検査対象試料を積載していなくても順にポイント100から解放される。そのような搬送装置55は、当座のところ主レーン2、21の待機経路に沿って周回して、連続した輪、つまり連続周回を行い、必要となった際にはそこから戻される。
試料導入ポイント100から複数の搬送装置5がチューブ10を実際に積載することなく解放されることが考えられる他のケースは、複数のチューブ10が検査モジュールから搬出されようとしており、そのようなチューブ10を積載し得る搬送装置5が(1つもないわけではないにせよ)不足している場合である。このため、複数の搬送装置5が試料導入ポイント100から戻され、モジュール1と検査モジュール6との間の接続箇所の近傍の第2の副レーン31沿いの待ち行列に加わる。ポイント100を去った複数の搬送装置5は、オペレータがそれぞれチューブ10を回収するや否やポイント200から解放される搬送装置5に置き換わる。
よく理解されるように、モジュール1全体(具体的には、ポイント100及び200の側と反対側の両方)における搬送装置5の解放と拘束の全体管理もまた、中央制御部50が責任を担うことになる。
ポイント100からの多数の試料の連続的な導入にて開始される該試料の運用サイクルの終了時に達成される理想的な結果は、ポイント200から該チューブ10が再び連続的に取り除かれ、空の搬送装置5のみが最終的にモジュール1に沿って周回し続けるというものである。もちろん、これは理想的な解決状態である。定期的な周期には、偶発的なニーズに基づき、ポイント100から新たな複数のチューブ10が導入されることもある。そのため、多くのサイクルが互いに重なることもあり、その結果、一連の試料群の処理の終了時には他の新たな試料が既に挿入されて、モジュール1に沿って周回する。
本発明の革新的な観点の一つは、検査室診断自動化の分野において、自動化システムの他のモジュールとは実質的に隔離され、それぞれ特定の検査モジュール6と直接接続される1又は複数のモジュール1の存在を提供することである。当該モジュール1は、大至急処理されるべき生物材料を含む複数のチューブ10を、オペレータによる手動で、直接且つ即時に導入し、直接且つ迅速に検査モジュール6に移送するように機能する。
モジュール6が実施する検査が終了すると、チューブ10がモジュール1に沿って戻り、オペレータによって再び手動で回収可能となり、例えば、異なる検査モジュール6に接続するようになっている次の同様のモジュール1へ運搬される。回収ポイント200及び導入ポイント100は、一人のオペレータによってもまた取り扱えるように適応されているため、互いに近距離に位置している。
実際に、上述の装置は、自動化システム沿いの所定の位置に配置された1又は複数の搬入/搬出ベンチを介して自動化沿いに生物材料試料を導入又は回収を行うことが多い従来技術の欠点を克服し、意図した目標を達成可能であることが理解された。
第一に、これらのベンチは即時に試料をシステムレーンに沿って移送しない。何故なら、例えば機械把持装置によりチューブ自体を選択的に取り出した後にのみ、各チューブの関連する搬送装置への導入、つまり自動化経路ラインに沿う導入が行われるためである。
さらに、それらのベンチは特に嵩張り、そのため、自動化システムにおいては確実に少数のユニットしか存在しえない。従って、従来技術においては、複数のチューブ10が特定の検査モジュール6から離れた位置にある場合もある。そのような特定のモジュール6を用いて当該ベンチにより単に導入された試料の検査を緊急に行う必要がある場合に、該試料が対象の検査モジュール6から非常に離れていると、そこに到着する前に長時間が経過しかねない。これは、間違いなく貴重な時間の無駄使いにつながり、検査すべき生物試料が属する患者の状態が重態である場合には、さらに一層重大である。
一方、本発明によると、検査された直後のチューブ10の試料は都合良く短時間でオペレータへと戻り、オペレータは、迅速にそのチューブ10を、更なる検査モジュール6に同様に接続された別のモジュール1の近傍に運んだり、廃棄処分したりすることが出来る。これは、従来技術において生じていたこと、具体的には、チューブ10の試料がそのような更なる検査モジュール6や、複数のチューブ10と共に再び搬出されるべき場所であるベンチに到達するために、自動化ラインに沿う長い経路をたどらなければならないという事態を回避する。
このように考案された本発明は、当該発明の概念の範囲内において、様々な変更や改変をすることが可能である。
実際の実施においては、要件に応じて、使用される材料、及び形状や大きさはいかなるものであってもよい。

Claims (2)

  1. 自動化システムにおける検査室診断用の検査モジュール(6)に直接且つ緊急に接続すべき生物試料の手動導入及び回収のための自動化モジュール(1)であって、
    前記自動化モジュール(1)は、前記生物試料用のチューブ(10)をそれぞれ積載する複数の搬送装置(5)が走行する、第1(2)及び第2(21)の主レーンと、2つのU字型の方向転換モジュール(4)と、第1(3)及び第2(31)の副レーンとを備え、
    前記第1の副レーン(3)は、複数の前記チューブ(10)を前記複数の搬送装置(5)に導入する導入ポイント(100)と、前記複数のチューブ(10)を前記複数の搬送装置(5)から回収する回収ポイント(200)とを備えており、
    前記回収ポイント(200)と前記導入ポイント(100)とは同じ前記第1の副レーン(3)に沿って順番に並んでおり、
    前記回収ポイント(200)は前記導入ポイント(100)の前に位置し、前記第1の副レーン(3)から前記第1の主レーン(2)への復帰ポイントは前記導入ポイント(100)の後ろに位置し、前記順番は前記搬送装置(5)が前記回収ポイント(200)から前記導入ポイント(100)へと移動するように適応されており、
    前記第1(2)及び第2(21)の主レーンと該主レーンの両端に位置する前記2つのU字型の方向転換モジュール(4)とは、前記複数の搬送装置(5)が前記副レーン(3、31)へと移送されるべく待機経路に沿って連続的に周回し続けるように適応されており、
    前記第2の副レーン(31)は前記検査モジュール(6)と直接接続され、前記複数の搬送装置(5)に対する優先検査レーンとして機能するのに適しており、
    前記検査モジュール(6)から去る前記複数の搬送装置(5)は前記回収ポイント(200)において前記第1の副レーン(3)に沿って待ち行列を成すのに適しており、
    前記生物試料を収容した前記複数のチューブ(10)を前記複数の搬送装置(5)に導入する前記導入ポイント(100)に対応して、第1の停止ゲート(7a)と、各前記搬送装置(5)を検出するための第1のアンテナ(8a)と、各前記チューブ(10)を検出するための第1のセンサ(9a)と、各前記チューブ(10)に貼り付けられたラベル(12)上に印刷されたバーコードをバーコードリーダ(13)が検出するための前記各搬送装置(5)の回転装置(11)とを備え、
    前記生物試料を収容した前記複数のチューブ(10)を前記複数の搬送装置(5)から回収する前記回収ポイント(200)に対応して、第2の停止ゲート(7b)と、各前記搬送装置(5)を検出するための第2のアンテナ(8b)と、各前記チューブ(10)を検出するための第2のセンサ(9b)と、を備えることを特徴とする自動化モジュール(1)。
  2. 前記複数の搬送装置(5)の前記自動化モジュール(1)全体に沿った前記移送を管理する中央制御部(50)を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の自動化モジュール(1)。
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