JP6770510B2 - ラボラトリ試料分配システムの作動方法、ラボラトリ試料分配システムおよびラボラトリ自動化システム - Google Patents

Description

本発明は、ラボラトリ試料分配システムの作動方法、ラボラトリ試料分配システムおよびラボラトリ自動化システムに関する。

既知のラボラトリ試料分配システムは、典型的には、試料容器に収容された試料を異なるラボラトリステーション間で分配するために、ラボラトリ自動化システムにおいて使用される。

典型的なラボラトリ試料分配システムが、文献ＥＰ２５８９９６６Ａ１に示されている。そのようなラボラトリ試料分配システムは、高い処理能力および確実な動作を提供する。

文献ＷＯ２０１２／１５８５２０Ａ１は、駆動力を提供するためのエネルギー受信器および／またはエネルギーアキュムレータと、制御信号を受信するための少なくとも１つの信号受信器と、少なくとも１つの信号受信器から得られた少なくとも１つの制御信号に応じて駆動信号を生成するための制御ユニットと、制御ユニットの駆動信号に応じた搬送経路上でのラボラトリ製品搬送要素の独立した移動のための移動デバイスとを含む、ラボラトリ用搬送システムのためのラボラトリ製品搬送要素に関し、駆動デバイスは、駆動力と、搬送されるラボラトリ製品を保持するための少なくとも１つの保持器とによって駆動される。文献ＷＯ２０１２／１５８５２０Ａ１はまた、少なくとも１つのラボラトリ製品搬送要素と、搬送経路配列とを含む、ラボラトリ搬送システムに関する。文献ＷＯ２０１２／１５８５２０Ａ１はまた、ラボラトリ搬送システムの作動方法に関する。

ＥＰ２５８９９６６Ａ１ ＷＯ２０１２／１５８５２０Ａ１

本発明の目的は、確実な長時間動作を実現するラボラトリ試料分配システムの作動方法を提供することである。本発明のさらなる目的は、そのような方法を実行するように構成されたラボラトリ試料分配システムと、そのようなラボラトリ試料分配システムを備えたラボラトリ自動化システムとを提供することである。

この目的は、請求項１に記載のラボラトリ試料分配システムの作動方法、請求項１１に記載のラボラトリ試料分配システム、および、請求項１３に記載のラボラトリ自動化システムによって達成される。

本発明は、ラボラトリ試料分配システムの作動方法に関し、このラボラトリ試料分配システムは、複数の試料容器キャリアを備える。各試料容器キャリアは、少なくとも１つの磁気的に活性なデバイスを含む。各試料容器キャリアは、少なくとも１つの試料容器を運ぶように構成される。ラボラトリ試料分配システムは、試料容器キャリアを支持するかまたは運ぶように構成されている搬送平面をさらに備える。ラボラトリ試料分配システムは、複数の電磁アクチュエータをさらに備える。電磁アクチュエータは、搬送平面の下方に固定されて配置され、かつ、試料容器キャリアに磁力を印加することにより搬送平面の上面上の対応する試料容器キャリアを移動させるように構成される。

方法は、複数の試料容器キャリアのうちの１つの試料容器キャリアの移動を誘発するために複数の電磁アクチュエータのうちの１つまたは複数を作動させてその１つの試料容器キャリアに磁力を印加する、または及ぼす、または引き起こすステップａ）を含む。方法は、その１つの試料容器キャリアの電磁アクチュエータ較正移動プロファイルを検出するステップｂ）をさらに含む。方法は、電磁アクチュエータ較正移動プロファイルに応答してその１つの電磁アクチュエータのための少なくとも１つの電磁アクチュエータ較正パラメータを決定するステップｃ）をさらに含む。方法は、少なくとも１つの決定された電磁アクチュエータ較正パラメータに従ってその１つの電磁アクチュエータを作動させるステップｄ）をさらに含む。

その１つの電磁アクチュエータの磁界強度は、基準もしくは「標準」の電磁アクチュエータの基準磁界強度から、または、残りの電磁アクチュエータ、具体的には選択された電磁アクチュエータの平均磁界強度から、逸脱し得る。その１つの電磁アクチュエータの電気抵抗が基準電磁アクチュエータの電気抵抗と異なる場合、その１つの電磁アクチュエータにわたって駆動電圧によって生じる電流は、基準電磁アクチュエータにわたって類似の駆動電圧によって生じる電流から逸脱する可能性があり、したがって、それぞれの電流によって生成される磁界が異なる可能性がある。このことの原因は、例えば、組立マージン、摩耗、または損傷であり得る。さらに、その１つの電磁アクチュエータがその下方に配置される搬送平面の局所領域の表面特性が、基準局所領域の基準または「標準」の表面特性から逸脱する可能性がある。表面特性は、例えば、局所領域の表面粗さ、または局所領域上の材料である。このことの原因は、例えば、組立マージン、摩耗、損傷、環境、およびこぼれた試料のような汚れであり得る。その１つの電磁アクチュエータの磁界強度の逸脱、および局所領域の表面特性の逸脱は、基準または「標準」の移動と比較して、１つの試料容器キャリアの移動の逸脱をもたらし得る。このことは、ラボラトリ試料分配システム自体を信頼できないものにし得るか、または、ラボラトリ試料分配システムの最大駆動ポテンシャル（ｍａｘｉｍｕｍ ｄｒｉｖｉｎｇ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）を制限することになる。別法として、または加えて、これは、例えば摩滅のためにすぐに交換される可能性があるラボラトリ試料分配システムの構成要素を区別することに、役立ち得る。

本発明によるラボラトリ試料分配システムの作動方法によれば、ラボラトリ試料分配システムの構成要素の物理的特性に関する逸脱、すなわち、１つの電磁アクチュエータの磁界強度の逸脱、および局所領域の表面特性の逸脱を、その物理的特性を測定するように構成された外部の検査プローブを使用することなしに、補償することが可能である。したがって、１つの試料容器キャリアは、１つの電磁アクチュエータにより最適な目標運動に従って局所領域上で移動され得る。したがって、例えば、防止しなければラボラトリ試料分配システムの動作の中断をもたらす可能性がある１つの試料容器キャリアの進行の異常が、防止され得る。したがって、ラボラトリ試料分配システムの最大限の信頼性および動作可能時間が確保される。方法は、ラボラトリ試料分配システムの始動時に、かつ／または周期的に例えば１日に１回、実施または実行されてもよい。ラボラトリ試料分配システムはカバーされ得るのでアクセス容易ではないので、指定された特性を外部の検査プローブを用いて測定することは、場合によっては不可能にすらなり得る。さらに、そのような検査は、ラボラトリ試料分配システムを少なくとも部分的に停止することを必要とし得る。

試料容器は、典型的には、ガラスまたは透過性プラスチックで作られた管として設計され、また、典型的には、上端部に開口部を有する。試料容器は、血液試料または化学的試料などの試料を収容、保存、および搬送するために使用され得る。搬送平面は、搬送面とも表され得る。搬送平面は試料容器キャリアを支持するが、このことは、試料容器キャリアを運ぶとも表され得る。電磁アクチュエータは、典型的には、強磁性コアを取り囲むソレノイドである。これらの電磁アクチュエータは、試料容器キャリアを移動または駆動させるのに使用され得る磁界を提供するために、励起され得る。その目的のために、各試料容器キャリア内の少なくとも１つの磁気的に活性なデバイスは、永久磁石とされ得る。別法として、またはこれに加えて、電磁石および／または任意の軟磁性材料が使用されてもよい。試料容器キャリアは、典型的には、搬送平面上で２次元に移動するように構成される。その目的のために、電磁アクチュエータは、搬送平面の下方に２次元に配置され得る。電磁アクチュエータは、それに沿って電磁アクチュエータが配置される行と列とを有する格子またはマトリクスに配置され得る。

ステップａ）において磁界が印加される１つの試料容器キャリアは、その１つの試料容器キャリアの移動を誘発するために、対象となる１つの電磁アクチュエータの有効作動距離内にある。１つの電磁アクチュエータを作動させることは、その１つの電磁アクチュエータによって磁界が生成されることを意味する。作動させることは、強磁性コアを取り囲むソレノイドに電源からの駆動電圧を供給することによって行われ得る。ステップｂ）における１つの試料容器キャリアの電磁アクチュエータ較正移動プロファイルは、ステップｃ）において１つの電磁アクチュエータに対する少なくとも１つの電磁アクチュエータ較正パラメータを決定するために検出される、１つの試料容器キャリアの経時的な位置（ｘ／ｙ）または速度および方向である。１つの試料容器キャリアの位置は、制御ユニットの複数のセンサ、例えばホールセンサによって検出することができ、複数のホールセンサは、行と列とを有する格子またはマトリクスに配置され、また、そのそれぞれが、１つの試料容器キャリアの少なくとも１つの磁気的に活性なデバイスの存在を検知するように構成される。１つの試料容器キャリアが上方に配置されるホールセンサの既知の位置から、１つの試料容器キャリアの位置が推定され得る。これに加えて、または別法として、１つの試料容器キャリアの位置は、カメラ、または制御ユニットの光学センサのような別の種類のセンサによって検出されてもよい。ステップｃ）において１つの試料容器キャリアの電磁アクチュエータ較正移動プロファイルに応答して１つの電磁アクチュエータに対する少なくとも１つの電磁アクチュエータ較正パラメータを決定することは、電磁アクチュエータ較正移動プロファイルを、１つの試料容器キャリアに対する基準電磁アクチュエータ較正移動プロファイル、例えば製造現場において過去に測定された基準電磁アクチュエータによってもたらされた１つの試料容器キャリアの移動プロファイルと比較することを含み得る。１つの電磁アクチュエータが次回作動されるときに、つまり、後続のまたは連続的な動作において、１つの試料容器キャリアに磁力を印加して１つの試料容器キャリアの移動を誘発するために、ステップｄ）において、少なくとも１つの決定された電磁アクチュエータ較正パラメータに従って１つの電磁アクチュエータが作動される。したがって、１つの電磁アクチュエータの磁界強度の逸脱、および局所領域の表面特性の逸脱が、補償され得る。

ステップａ）からｄ）は、述べられた順序で実施または実行されることになっている。しかし、少なくとも１つの電磁アクチュエータ較正パラメータを決定することは、１つの試料容器キャリアがまだ移動している間に、例えば、１つの試料容器キャリアが１つの電磁アクチュエータによって引き付けられている間に、リアルタイムで行われてもよい。１つの試料容器が１つの電磁アクチュエータの上方に位置しているときに、その１つの電磁アクチュエータによってもたらされる磁界の極性は、逆転されてもよく、逆転された駆動電圧の大きさに対して、少なくとも１つの電磁アクチュエータ較正パラメータは、予め考慮されてもよい。

方法は、ステップｃ）の後で１つの電磁アクチュエータに対する少なくとも１つの電磁アクチュエータ較正パラメータをラボラトリ試料分配システムの制御ユニットのソフトウェアに保存するステップと、ステップｄ）の前に少なくとも１つの電磁アクチュエータ較正パラメータを読み出すステップと、を含み得る。

本発明の一実施形態によれば、ステップａ）からｄ）は、複数の電磁アクチュエータのそれぞれに対して実行または反復または実施される。例えば、複数の電磁アクチュエータは、磁気強度が互いに異なる場合があり、搬送平面の複数の局所領域は、表面特性が互いに異なる場合があり、複数の局所領域のそれぞれは、それぞれの局所領域の下方に配置される複数の電磁アクチュエータのうちの特定の電磁アクチュエータに割り当てられる。複数の電磁アクチュエータの磁界強度の違い、および、搬送平面の複数の局所領域の表面特性の違いは、どの局所領域に１つの試料容器キャリアが配置もしくは位置決めされるかまたはその上で移動するかを問わず、１つの試料容器キャリアが搬送平面上で円滑に移動され得るように、補償され得る。

本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つの電磁アクチュエータ較正パラメータは、１つの電磁アクチュエータの第１の電力供給パラメータを含み、この場合、ステップｄ）において、１つの電磁アクチュエータは、第１の電力供給パラメータに従って電力を供給される。第１の電力供給パラメータは、１つの電磁アクチュエータに電力を供給するために使用される駆動電圧の大きさを含むか、またはその駆動電圧の大きさとして組み込まれ得る。これに加えて、または別法として、第１の電力供給パラメータは、電磁アクチュエータと電源との合間で相互接続されている可変ポテンショメータのポテンショメータ比（ｐｏｔｅｎｔｉｏｍｅｔｅｒ ｒａｔｉｏ）を含むか、またはそのポテンショメータ比として組み込まれ得る。

本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つの電磁アクチュエータ較正パラメータは、１つの電磁アクチュエータの第１の作動持続時間パラメータを含み、ステップｄ）において、１つの電磁アクチュエータは、第１の作動持続時間パラメータに従って作動される。電力供給は、調整される必要がなく、または、調整可能でなくともよい。この場合、１つの電磁アクチュエータが作動される継続時間、したがって１つの試料容器キャリアに磁力が印加される持続時間が、第１の作動持続時間パラメータに従って調整される。

本発明の一実施形態によれば、方法は、少なくとも１つの電磁アクチュエータ較正パラメータが、指定された電磁アクチュエータパラメータ閾値を超える場合、および／または、ステップａ）からｃ）のうちの少なくとも２つの連続的な実行または実施間での少なくとも１つの電磁アクチュエータ較正パラメータの変化が、指定された電磁アクチュエータパラメータ変化限界を超える場合に、１つの電磁アクチュエータを不適格と見なすステップを含む。電磁アクチュエータパラメータ閾値は、上限閾値または下限閾値であり得る。別法として、上限閾値および下限閾値が、電磁アクチュエータパラメータ範囲を定めてもよく、ここで、少なくとも１つの電磁アクチュエータ較正パラメータが電磁アクチュエータ較正パラメータ範囲外にある場合、１つの電磁アクチュエータは不適格と見なされる。過度に高い、過度に低い、または大きく変化している電磁アクチュエータ較正パラメータは、１つの電磁アクチュエータまたは局所領域に関する問題の表れであり、例えば、１つの電磁アクチュエータまたはその電力供給に欠陥が出始めている可能性があり、または、例えば液体試料からこぼれた液体により、局所領域が汚染されている可能性がある。したがって、問題は、ラボラトリ試料分配システムの動作が問題によって中断される前に、検出され得る。

本発明の一実施形態によれば、方法は、ステップｄ）に従って１つの電磁アクチュエータを作動させている間の以下の諸ステップを含む。ステップｅ）：複数の試料容器キャリアのうちの１つの試料容器キャリアの試料容器キャリア較正移動プロファイルを検出する。ステップｆ）：試料容器キャリア較正移動プロファイルに応答して１つの試料容器キャリアに対する少なくとも１つの試料容器キャリア較正パラメータを決定する。ステップｇ）：少なくとも１つの決定された電磁アクチュエータ較正パラメータと、さらに少なくとも１つの決定された試料容器キャリア較正パラメータとに従って、１つの電磁アクチュエータを作動させる。ステップｅ）からｆ）は、述べられた順序で実施または実行されることになっている。ステップｅ）における１つの試料容器キャリアの試料容器キャリア較正移動プロファイルは、ステップｆ）において試料容器キャリアに対する少なくとも１つの試料容器キャリア較正パラメータを決定するために検出される、１つの試料容器キャリアの経時的な位置または速度および方向である。

複数の電磁アクチュエータのそれぞれの磁界強度および複数の局所領域のそれぞれの表面特性がそれぞれの目標値から逸脱し得るだけではない。複数の試料容器キャリアのそれぞれの少なくとも１つの磁気的に活性なデバイスもまた、目標磁界強度から逸脱する可能性がある。さらに、複数の試料容器キャリアのそれぞれがそれにより搬送平面に接触する滑り面の表面特性が、目標表面特性から逸脱する可能性がある。例えば特定の基準試料容器キャリアを使用することにより、複数の電磁アクチュエータのそれぞれに対して少なくとも１つの電磁アクチュエータ較正パラメータが決定された後、ステップｅ）からｆ）が、複数の試料容器キャリアの他の全ての試料容器キャリアに対して実施され得る。好ましくは、ステップｅ）からｆ）は、試料容器を運ばない各試料容器キャリアに対してその時に実施されてもよく、それにより、各試料容器キャリアは、試料容器によって重量が異なり得るので、確定状態になる。少なくとも１つの磁気的に活性なデバイスが電磁石である場合、ステップｇ）において、これに加えて、または別法として、電磁石は、少なくとも１つの決定された試料容器キャリア較正パラメータに従って作動され得る。したがって、１つの試料容器キャリアは、１つの電磁アクチュエータにより最適な目標運動に従って局所領域上で移動され得る。試料容器キャリアのうちのいくつかは、外部での検査のためにラボラトリ試料分配システムから取り出され得るが、このことは、検査時間中にはそれらの試料容器キャリアを利用することができず、したがって、なくなった試料容器キャリアの分を補うために、試料容器キャリアの数を増やさなければならないことを意味するであろう。

方法は、ステップｆ）の後で複数の試料容器キャリアのそれぞれの少なくとも１つの試料容器キャリア較正パラメータをラボラトリ試料分配システムの制御ユニットのソフトウェアに保存するステップと、ステップｇ）の前に少なくとも１つの試料容器キャリア較正パラメータを読み出すステップと、を含み得る。好ましくは、本発明の一実施形態によれば、複数の試料容器キャリアのそれぞれは、試料容器キャリア較正パラメータ記憶ユニットを備え、方法は、複数の試料容器キャリアのそれぞれの少なくとも１つの試料容器キャリア較正パラメータを対応する試料容器キャリア較正パラメータ記憶ユニットに保存するステップと、試料容器キャリア較正パラメータ記憶ユニットから少なくとも１つの試料容器キャリア較正パラメータを読み出すステップと、を含む。これらの２つのステップは、ステップｆ）の後、およびステップｇ）の前に行われ得る。試料容器キャリア較正パラメータ記憶ユニットは、非揮発性記憶デバイスであってもよい。したがって、特定の試料容器キャリアを、その特定の試料容器キャリアに対する少なくとも１つの試料容器キャリア較正パラメータを失うことなく、また、ステップｅ）からｆ）を再度行うことなく、ラボラトリ試料分配システムから取り出して別の類似のラボラトリ試料分配システムに入れることが可能である。有利には、複数の試料容器キャリアのそれぞれは、受信および送信ユニットを備え、制御ユニットは、少なくとも１つの試料容器キャリア較正パラメータを試料容器キャリアに保存するために、また、少なくとも１つの試料容器キャリア較正パラメータを試料容器キャリアから読み出すために、受信および送信ユニットを備える。

本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つの試料容器キャリア較正パラメータは、１つの電磁アクチュエータの第２の電力供給パラメータを含み、ステップｇ）において、電磁アクチュエータは、第２の電力供給パラメータに従って電力を供給される。

本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つの試料容器キャリア較正パラメータは、１つの電磁アクチュエータの第２の作動持続時間パラメータを含み、ステップｇ）において、電磁アクチュエータは、第２の作動持続時間パラメータに従って電力を供給される。

本発明の一実施形態によれば、方法は、少なくとも１つの試料容器キャリア較正パラメータが、指定された試料容器キャリアパラメータを超える場合、および／または、ステップｅ）からｆ）のうちの少なくとも２つの連続的な実行または実施間での少なくとも１つの試料容器キャリア較正パラメータの変化が、指定された試料容器キャリアパラメータ変化限界を超える場合に、１つの試料容器キャリアを不適格と見なすステップを含む。試料容器キャリア閾値は、上限閾値または下限閾値であり得る。別法として、上限閾値および下限閾値が、試料容器キャリアパラメータ範囲を定めてもよく、ここで、少なくとも１つの試料容器キャリア較正パラメータが試料容器キャリア較正パラメータ範囲外にある場合、１つの試料容器キャリアは不適格と見なされる。過度に高い、過度に低い、または大きく変化している試料容器キャリア較正パラメータは、１つの試料容器キャリアに関する問題の表れであり、例えば、少なくとも１つの磁気的に活性なデバイスに欠陥がある可能性があり、または、滑り面上に液体試料がこぼれて、滑り面を汚染している可能性がある。したがって、問題は、ラボラトリ試料分配システムの動作が問題によって中断される前に、検出され得る。

本発明はさらに、上記の方法を行うように構成されたラボラトリ試料分配システムに関し、前記ラボラトリ試料分配システムは、
それぞれが、少なくとも１つの磁気的に活性なデバイス、好ましくは少なくとも１つの永久磁石を含み、かつ、少なくとも１つの試料容器を運ぶように構成されている、複数の試料容器キャリアと、
前述の試料容器キャリアを支持するように構成されている搬送平面と、
前述の搬送平面の下方に固定されて配置されている複数の電磁アクチュエータであって、前述の試料容器キャリアに磁力を印加することにより前述の搬送平面の上面上の対応する試料容器キャリアを移動させるように構成されている、複数の電磁アクチュエータと、
制御ユニットと、
を備える。
制御ユニットは、
複数の試料容器キャリアのうちの１つの試料容器キャリアの移動を生じさせるために複数の電磁アクチュエータのうちの１つを作動させてその１つの試料容器キャリアに磁力を印加するように構成され、
その１つの試料容器キャリアの電磁アクチュエータ較正移動プロファイルを検出するように構成され、
電磁アクチュエータ較正移動プロファイルに応答してその１つの電磁アクチュエータに対する少なくとも１つの電磁アクチュエータ較正パラメータを決定するように構成され、そして、
少なくとも１つの決定された電磁アクチュエータ較正パラメータに従ってその１つの電磁アクチュエータを作動させるように構成される。
さらに、制御ユニットは、少なくとも１つの決定された電磁アクチュエータ較正パラメータに従って１つの電磁アクチュエータを作動させている間に、
複数の試料容器キャリアのうちの１つの試料容器キャリアの試料容器キャリア較正移動プロファイルを検出するように、
試料容器キャリア較正移動プロファイルに応答して１つの試料容器キャリアに対する少なくとも１つの試料容器キャリア較正パラメータを決定するように、そして、
少なくとも１つの決定された試料容器キャリア較正パラメータに従って１つの電磁アクチュエータを作動させるように、構成され得る。
制御ユニットはさらに、１つの電磁アクチュエータおよび１つの試料容器キャリアを不適格と見なすように構成され得る。したがって、方法は、制御ユニットにより、快適で、高速で、かつ安全を保証する形で、自動的に制御される。さらに、制御ユニットは、いくつかの電磁アクチュエータおよびいくつかの試料容器キャリアのいくつかのステップを同時に制御することができる。

本発明の一実施形態では、複数の試料容器キャリアのそれぞれは、少なくとも１つの試料容器キャリア較正パラメータのための試料容器キャリア較正パラメータ記憶ユニットを備える。有利には、少なくとも１つの試料容器キャリア較正パラメータを試料容器キャリアに保存するために、また、少なくとも１つの試料容器キャリア較正パラメータを試料容器キャリアから読み出すために、複数の試料容器キャリアのそれぞれは受信および送信ユニットを備え、制御ユニットは受信および送信ユニットを備える。

本発明はさらに、複数の分析前ラボラトリステーション、分析用ラボラトリステーション、および／または分析後ラボラトリステーションと、ラボラトリステーション間で試料容器キャリアおよび／または試料容器を分配するように構成された上記のラボラトリ試料分配システムとを備える、ラボラトリ自動化システムに関する。

ラボラトリステーションは、ラボラトリ試料分配システムに隣接して配置され得る。分析前ステーションは、試料、試料容器、および／または試料容器キャリアのあらゆる種類の前処理を行うように構成され得る。分析用ステーションは、試料または試料の一部および試薬を使用して、検体が存在しているかどうか、また少しでも存在するのであればその濃度を示す測定信号を生成するように構成され得る。分析後ステーションは、試料、試料容器、および／または試料容器キャリアのあらゆる種類の後処理を行うように構成され得る。分析前ステーション、分析用ステーション、および／または分析後ステーションは、キャップ取外しステーション、キャップ再装着ステーション、分取ステーション、遠心分離ステーション、アーカイビングステーション、ピペッティングステーション、分類ステーション、管型識別ステーション、試料品質決定ステーション、追加バッファステーション、液面検出ステーション、および密封／開封ステーションのうちの少なくとも１つを含み得る。

本発明による方法およびラボラトリ自動化システムによれば、上述のような本発明による方法およびラボラトリ試料分配システムの利点が、ラボラトリ自動化システムに適用され得る。ラボラトリ試料分配システムに関しては、上述の全ての実施形態および変形形態が適用され得る。それに応じて、上述の利点が適用される。

次に、本発明の一実施形態を概略的に示す図に関して、本発明を詳細に説明する。

本発明によるラボラトリ試料分配システムを備えるラボラトリ自動化システムを示す図である。 本発明による図１のラボラトリ自動化システムの作動方法を示す図である。

図１は、ラボラトリ試料分配システム１００と、ラボラトリ試料分配システム１００に隣接して配置された複数の分析前ラボラトリステーション、分析用ラボラトリステーション、および／または分析後ラボラトリステーション２０とを備える、ラボラトリ自動化システム１０を示す。分かりきったことであるが、図１に示された２つのラボラトリステーション２０よりも多くのラボラトリステーション２０がラボラトリ自動化システム１０に含まれてもよい。

ラボラトリ試料分配システム１００は、搬送平面１１０を備え、搬送平面１１０の下方には、複数の電磁アクチュエータ１２０、１２０’、１２０”が配置される。電磁アクチュエータ１２０、１２０’、１２０”は、固体強磁性コア１２５を有するソレノイドとして実装される。電磁アクチュエータ１２０、１２０’、１２０”は、行と列とを有する格子またはマトリクスに二次的に配置される。対応する電磁アクチュエータ１２０、１２０’、１２０”によって形成された方形の各中心には、電磁アクチュエータは配置されない。搬送平面は、局所領域３００に分割される。各局所領域３００の下には、対応する電磁アクチュエータ１２０、１２０’、１２０”によって形成された方形の中心の上方に配置される選択された局所領域３００を除き、電磁アクチュエータ１２０、１２０’、１２０”のうちの１つが配置される。

試料容器キャリア１４０、１４０’、１４０”が搬送平面１１０上に配置されて、個々の搬送経路上の電磁アクチュエータ１２０、１２０’、１２０”により移動され得る。搬送平面１１０上には複数の試料容器キャリア１４０、１４０’、１４０”が配置され得ることが理解されるべきであるが、簡潔さのために、図１には３つの試料容器キャリア１４０、１４０’、１４０”だけが示されている。試料容器キャリア１４０は、分析すべき試料が収容され得る試料容器１４５を保持する。試料容器キャリア１４０、１４０’、１４０”のそれぞれは、図示されていない永久磁石を備える。

ラボラトリ試料分配システム１００は、ラボラトリステーション２０間で試料容器キャリア１４０、１４０’、１４０”および／または試料容器１４５を分配するように構成される。ラボラトリステーション２０は、試料容器キャリア１４０、１４０’、１４０”が試料容器１４５に収容された試料をそれぞれのラボラトリステーション２０に搬送するために使用され得るように、搬送平面１１０に隣接して配置される。

ラボラトリ試料分配システム１００は、制御ユニット１５０をさらに備える。制御ユニット１５０は、試料容器キャリア１４０、１４０’、１４０”が対応する搬送経路に沿って単独でかつ同時に移動するように電磁アクチュエータ１２０、１２０’、１２０”を作動させかつ制御することにより搬送平面上での試料容器キャリア１４０、１４０’、１４０”の移動を制御するように構成される。

複数のホールセンサ１３０が、搬送面１１０上のそれぞれの試料容器キャリア１４０、１４０’、１４０”の位置が検出され得るように配置される。
試料容器キャリア１４０’は、基準試料容器キャリアである。製造現場において過去に測定された基準搬送平面の下方に配置された基準電磁アクチュエータによってもたらされた基準試料容器キャリア１４０’に対する基準電磁アクチュエータ較正移動プロファイルおよび基準試料容器キャリア較正移動プロファイルが決定されている。

図１では、基準試料容器キャリア１４０’は、搬送平面１１０の左側部分の下方に配置された電磁アクチュエータ１２０、１２０’に連続的に引き付けられ、したがって、図１では矢印２００で示されるように下方に移動される。この作用は、図２におけるステップａ）に相当する。搬送平面１１０の左側部分の下方に配置された電磁アクチュエータ１２０、１２０’に対して、電磁アクチュエータ較正パラメータはまだ決定されていない。基準試料容器キャリア１４０’の位置は、ホールセンサ１３０によって検出される。基準試料容器キャリア１４０’の経時的な位置、したがって電磁アクチュエータ較正移動プロファイルは、制御ユニット１５０によって検出される。この作用は、図２におけるステップｂ）に相当する。制御ユニット１５０は、基準試料容器キャリア１４０’の電磁アクチュエータ較正移動プロファイルを目標電磁アクチュエータ較正移動プロファイルと比較して、搬送平面１１０の左側部分の下方に配置された電磁アクチュエータ１２０、１２０’に対する電磁アクチュエータ較正パラメータを決定する。この作用は、図２におけるステップｃ）に相当する。

搬送平面１１０の左側部分の下方に配置された電磁アクチュエータ１２０、１２０’に対する決定された電磁アクチュエータ較正パラメータは、制御ユニット１５０の不揮発性記憶装置に保存される。次回電磁アクチュエータ１２０、１２０’が作動されるときに、電磁アクチュエータ較正パラメータが読み出され、それに応じて電磁アクチュエータ１２０、１２０’が作動される。この作用は、図２におけるステップｄ）に相当する。

例えば、基準試料容器キャリア１４０’の隣の電磁アクチュエータ１２０’の磁界は、基準電磁アクチュエータの目標磁界よりも弱い場合があり、したがって、基準試料容器キャリア１４０’は、基準磁力よりも弱い磁力によって引き付けられることになる。したがって、基準試料容器キャリア１４０’は、電磁アクチュエータ１２０’の十分に強力な磁界に対して予定された時刻よりも遅れて電磁アクチュエータ１２０’上に到着することになる。時刻のずれから、電磁アクチュエータ較正パラメータが推定される。この場合、電磁アクチュエータ較正パラメータは、第１の電力供給パラメータを含む。図１における電磁アクチュエータ１２０’は、図示されていない電源から初期設定の駆動電圧を供給することによって作動される。電磁アクチュエータ１２０’の磁界が目標磁界に類似していた場合、第１の電力供給パラメータは、１ということになる。電磁アクチュエータ１２０’の磁界は、所望されるものを下回るので、第１の電力供給パラメータは、１よりも大きい値を有し、すなわち、電磁アクチュエータ１２０’が次回作動されるときに、電磁アクチュエータ較正パラメータが読み出され、電磁アクチュエータ１２０’は、第１の電力供給パラメータを乗じた初期設定の駆動電圧を供給されることになり、電磁アクチュエータ１２０’を流れる電流はより大きくなり、したがって電磁アクチュエータ１２０’の磁界はより大きくなる。

搬送平面１１０の左側部分の下方に配置された電磁アクチュエータ１２０、１２０’に対する決定された電磁アクチュエータ較正パラメータのうちの１つの値が、指定された電磁アクチュエータパラメータ閾値、例えば２の値を超える場合、対応する電磁アクチュエータ１２０、１２０’は、不適格と見なされることになる。このステップは、図２において破線矢印で示されるように、任意選択のものである。例えば、制御ユニット１５０は、特定の１つの電磁アクチュエータ１２０、１２０’に関するエラーメッセージをラボラトリ自動化システム１０の人間オペレータに報告する。

搬送平面１１０の中間部分および右側部分の下方に配置された電磁アクチュエータ１２０、１２０”に対して、電磁アクチュエータ較正パラメータがすでに決定されている。しかし、搬送平面１１０の中間部分に配置された試料容器キャリア１４０”に対して、試料容器キャリア較正パラメータはまだ決定されていない。試料容器キャリア１４０”は、搬送平面１１０の中間部分の下方に配置された電磁アクチュエータ１２０、１２０”によって連続的に引き付けられ、したがって、図１では矢印２１０によって示されるように下方に移動される。それにより、搬送平面１１０の中間部分の下方に配置された電磁アクチュエータ１２０、１２０”は、すでに決定されたそれらの電磁アクチュエータ較正パラメータに従って作動される。この作用は、図２におけるステップｄ）に相当する。試料容器キャリア１４０”の経時的な位置、したがって試料容器キャリア較正移動プロファイルは、制御ユニット１５０によって検出される。この作用は、図２におけるステップｅ）に相当する。試料容器キャリア１４０”の較正は、図２において破線矢印で示されるように、任意選択のものである。制御ユニット１５０は、試料容器キャリア１４０”の試料容器キャリア較正移動プロファイルを目標試料容器キャリア較正移動プロファイルと比較して、試料容器キャリア１４０”に対する試料容器キャリア較正パラメータを決定する。この作用は、図２におけるステップｆ）に相当する。

試料容器キャリア１４０”に対する決定された試料容器キャリア較正パラメータは、制御ユニット１５０から、試料容器キャリア１４０”の受信・送信・試料容器キャリア較正パラメータ記憶ユニット２５０に無線伝送される。試料容器キャリア１４０、１４０’、１４０”のそれぞれは、個別にアドレス可能である。試料容器キャリア１４０”が次回移動される前に、試料容器キャリア較正パラメータが試料容器キャリア１４０”から読み出され、電磁アクチュエータ１２０、１２０’、１２０”はそれに応じて作動される。この作用は、図２におけるステップｇ）に相当する。

例えば、試料容器キャリア１４０”の永久磁石の磁界は試料容器キャリア１４０’の目標磁界を下回る可能性があり、したがって、試料容器キャリア１４０”は、目標磁力よりも弱い磁力によって引き付けられることになる。したがって、試料容器キャリア１４０”は、試料容器キャリア１４０”の永久磁石の十分に強力な磁界に対して予定された時刻よりも遅れて電磁アクチュエータ１２０”上に到着することになる。時刻のずれから、試料容器キャリア較正パラメータが推定される。この場合、試料容器キャリア較正パラメータは、第２の電力供給パラメータを含み、この第２の電力供給パラメータは、時刻のずれ無しに対しては１の値を有するが、到着遅延のために１よりも大きい値を有する。試料容器キャリア１４０”を引き付けるために電磁アクチュエータ１２０”が次回作動されるときに、試料容器キャリア較正パラメータが読み出され、電磁アクチュエータ１２０”は、第２の電力供給パラメータを乗じた直近の大きさの電気エネルギー、すなわち、第１の電力供給パラメータと第２の電力供給パラメータとを乗じた初期設定の駆動電圧を供給されることになる。

試料容器キャリア１４０”に対する決定された試料容器キャリア較正パラメータが、指定された試料容器キャリアパラメータ閾値、例えば２を超える場合、試料容器キャリア１４０”は、不適格と見なされることになる。この作用は、図２において破線矢印で示されるように、任意選択のものである。例えば、制御ユニット１５０は、試料容器キャリア１４０”に関するエラーメッセージをラボラトリ自動化システム１０の人間オペレータに報告する。

搬送平面１１０の右側部分上の試料容器キャリア１４０に対して、試料容器キャリア較正パラメータがすでに決定されている。搬送平面１１０の右側部分の下方に配置された電磁アクチュエータ１２０は、試料容器キャリア１４０の試料容器キャリア較正パラメータとそれらの電磁アクチュエータ１２０の電磁アクチュエータ較正パラメータとに従って作動される。

したがって、それぞれの電磁アクチュエータ１２０、１２０’、１２０”は、その第１の電力供給パラメータと、対応する試料容器キャリア１４、１４０’、１４０”の第２の電力供給パラメータとに従って作動され、すなわち、電磁アクチュエータ１２０、１２０’、１２０”が作動されるときに、電磁アクチュエータ１２０、１２０’、１２０”は、第１の電力供給パラメータと第２の電力供給パラメータとを乗じた初期設定の駆動電圧で駆動される。

これに加えて、または別法として、ラボラトリ試料分配システム１００の構成要素の物理的特性に関する逸脱を他の方法で補償することが考えられる。例えば、電磁アクチュエータ１２０、１２０’、１２０”の電磁アクチュエータ較正パラメータは、第１の作動持続時間パラメータを含んでもよく、試料容器キャリア１４０、１４０’、１４０”の試料容器キャリア較正パラメータは、第２の作動持続時間パラメータを含んでもよい。したがって、それぞれの電磁アクチュエータ１２０、１２０’、１２０”は、その第１の作動持続時間パラメータと、対応する試料容器キャリア１４０、１４０’、１４０”の第２の作動持続時間パラメータとに従って作動され、すなわち、電磁アクチュエータ１２０、１２０’、１２０”は、第１の作動持続時間パラメータと第２の作動持続時間パラメータとを乗じた初期設定の持続時間にわたって、初期設定の駆動電圧で駆動される。

Claims (13)

1. ラボラトリ試料分配システム（１００）の作動方法であって、前記ラボラトリ試料分配システムが、
   複数の試料容器キャリア（１４０、１４０’、１４０”）であって、前記複数の試料容器キャリアのそれぞれが、少なくとも１つの磁気的に活性なデバイスを含み、かつ、少なくとも１つの試料容器（１４５）を運ぶように構成されている、複数の試料容器キャリア（１４０、１４０’、１４０”）と、
   前記試料容器キャリアを支持するように構成されている搬送平面（１１０）と、
   前記搬送平面の下方に固定されて配置されている複数の電磁アクチュエータ（１２０、１２０’、１２０”）であって、前記電磁アクチュエータは前記試料容器キャリアに磁力を印加することにより前記搬送平面の上面上の対応する試料容器キャリアを移動させるように構成されている、複数の電磁アクチュエータ（１２０、１２０’、１２０”）と、
   を備え、前記方法が、
   ａ）前記複数の試料容器キャリアのうちの１つの試料容器キャリアの移動を生じさせるために、前記複数の電磁アクチュエータのうちの１つを作動させて前記１つの試料容器キャリアに磁力を印加するステップと、
   ｂ）前記１つの試料容器キャリアの電磁アクチュエータ較正移動プロファイルを検出するステップと、
   を含み、前記方法がさらに、
   ｃ）前記電磁アクチュエータ較正移動プロファイルに応答して前記１つの電磁アクチュエータに対する少なくとも１つの電磁アクチュエータ較正パラメータを決定するステップを含み、前記少なくとも１つの電磁アクチュエータ較正パラメータを決定するステップは、前記１つの試料容器キャリアの電磁アクチュエータ較正移動プロファイルを、基準電磁アクチュエータ較正移動プロファイルと比較するステップを含み、
   前記方法がさらに、
   ｄ）前記１つの電磁アクチュエータが次回作動されるときに、前記少なくとも１つの決定された電磁アクチュエータ較正パラメータに従って前記１つの電磁アクチュエータを作動させるステップを含む、
   ことを特徴とする、方法。
2. 前記ステップａ）からｄ）が、前記複数の電磁アクチュエータ（１２０、１２０’、１２０”）のそれぞれに対して実行される、請求項１に記載の方法。
3. 前記少なくとも１つの電磁アクチュエータ較正パラメータが、前記１つの電磁アクチュエータ（１２０、１２０’、１２０”）の第１の電力供給パラメータを含み、ステップｄ）において、前記１つの電磁アクチュエータが、前記第１の電力供給パラメータに従って電力を供給される、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記少なくとも１つの電磁アクチュエータ較正パラメータが、前記１つの電磁アクチュエータ（１２０、１２０’、１２０”）の第１の作動持続時間パラメータを含み、ステップｄ）において、前記１つの電磁アクチュエータが、前記第１の作動持続時間パラメータに従って作動される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記少なくとも１つの電磁アクチュエータ較正パラメータが、指定された電磁アクチュエータパラメータ閾値を超える場合、および／または、
   前記ステップａ）からｃ）のうちの少なくとも２つの連続的な実行間での前記少なくとも１つの電磁アクチュエータ較正パラメータの変化が、指定された電磁アクチュエータパラメータ変化限界を超える場合に、
   前記１つの電磁アクチュエータ（１２０、１２０’、１２０”）を不適格と見なすステップを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. ステップｄ）に従って前記１つの電磁アクチュエータを作動させている間に行われる諸ステップ、すなわち、
   ｅ）前記複数の試料容器キャリア（１４０、１４０’、１４０”）のうちの１つの試料容器キャリア較正移動プロファイルを検出するステップと、
   ｆ）前記試料容器キャリア較正移動プロファイルに応答して前記１つの試料容器キャリアに対する少なくとも１つの試料容器キャリア較正パラメータを決定するステップと、
   ｇ）前記少なくとも１つの決定された試料容器キャリア較正パラメータに従って前記１つの電磁アクチュエータ（１２０、１２０’、１２０”）を作動させるステップと、
   を特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記複数の試料容器キャリア（１４０、１４０’、１４０”）のそれぞれが、試料容器キャリア較正パラメータ記憶ユニット（２５０）を備え、前記方法が、
   前記少なくとも１つの試料容器キャリア較正パラメータを前記試料容器キャリア較正パラメータ記憶ユニットに保存するステップと、
   ステップｇ）の前に前記試料容器キャリア較正パラメータ記憶ユニットから前記少なくとも１つの試料容器キャリア較正パラメータを読み出すステップと、
   を特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 前記少なくとも１つの試料容器キャリア較正パラメータが、前記１つの電磁アクチュエータ（１２０、１２０’、１２０”）の第２の電力供給パラメータを含み、ステップｇ）において、前記電磁アクチュエータが、前記第２の電力供給パラメータに従って電力を供給される、請求項６または７に記載の方法。
9. 前記少なくとも１つの試料容器キャリア較正パラメータが、前記１つの電磁アクチュエータ（１２０、１２０’、１２０”）の第２の作動持続時間パラメータを含み、ステップｇ）において、前記電磁アクチュエータが、前記第２の作動持続時間パラメータに従って電力を供給される、請求項６から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記少なくとも１つの試料容器キャリア較正パラメータが、指定された試料容器キャリアパラメータ閾値を超える場合、および／または、
    前記ステップｅ）からｆ）のうちの少なくとも２つの連続的な実行間での前記少なくとも１つの試料容器キャリア較正パラメータの変化が、指定された試料容器キャリアパラメータ変化限界を超える場合に、
    前記１つの試料容器キャリア（１４０、１４０’、１４０”）を不適格と見なすステップを特徴とする、請求項６から９のいずれか一項に記載の方法。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法を行うように構成されたラボラトリ試料分配システム（１００）であって、
    複数の試料容器キャリア（１４０、１４０’、１４０”）であって、前記複数の試料容器キャリア（１４０、１４０’、１４０”）のそれぞれが、少なくとも１つの磁気的に活性なデバイスを含み、かつ、少なくとも１つの試料容器（１４５）を運ぶように構成されている、複数の試料容器キャリア（１４０、１４０’、１４０”）と、
    前記試料容器キャリアを支持するように構成されている搬送平面（１１０）と、
    前記搬送平面の下方に固定されて配置されている複数の電磁アクチュエータ（１２０、１２０’、１２０”）であって、前記電磁アクチュエータは前記試料容器キャリアに磁力を印加することにより前記搬送平面の上面上の対応する試料容器キャリアを移動させるように構成されている、複数の電磁アクチュエータ（１２０、１２０’、１２０”）と、
    前記複数の試料容器キャリアのうちの１つの試料容器キャリアの移動を生じさせるために前記複数の電磁アクチュエータのうちの１つを作動させて前記１つの試料容器キャリアに磁力を印加するように構成され、かつ、前記１つの試料容器キャリアの電磁アクチュエータ較正移動プロファイルを検出するように構成された、制御ユニット（１５０）と、
    を備え、前記制御ユニット（１５０）が、
    前記電磁アクチュエータ較正移動プロファイルに応答して前記１つの電磁アクチュエータに対する少なくとも１つの電磁アクチュエータ較正パラメータを決定するように、かつ、前記１つの電磁アクチュエータが次回作動されるときに前記少なくとも１つの決定された電磁アクチュエータ較正パラメータに従って前記１つの電磁アクチュエータを作動させるように、さらに構成されていることを特徴とする、ラボラトリ試料分配システム（１００）。
12. 前記複数の試料容器キャリア（１４０、１４０’、１４０”）のそれぞれが、前記少なくとも１つの試料容器キャリア較正パラメータのための試料容器キャリア較正パラメータ記憶ユニット（２５０）を備え、請求項６から１０のいずれか一項に記載の方法を行うように構成されている、請求項１１に記載のラボラトリ試料分配システム（１００）。
13. 複数の分析前ラボラトリステーション、分析用ラボラトリステーション、および／または分析後ラボラトリステーション（２０）と、
    前記ラボラトリステーション（２０）間で前記試料容器キャリア（１４０、１４０’、１４０”）および／または試料容器（１４５）を分配するように構成された、請求項１１または１２に記載のラボラトリ試料分配システム（１００）と、
    を備える、ラボラトリ自動化システム（１０）。

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