JP7441967B2 - 平面試料輸送を用いた小型臨床診断システム - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年３月１７日に出願された「ＣＯＭＰＡＣＴ ＣＬＩＮＩＣＡＬ ＤＩＡＧＮＯＳＴＩＣＳ ＳＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨ ＰＬＡＮＡＲ ＳＡＭＰＬＥ ＴＲＡＮＳＰＯＲＴ」という名称の米国特許仮出願第６２／９９０，６８４号の利益を主張し、その開示全体がすべての目的のために参照により本明細書に組み入れられる。
本発明は、１つまたはそれ以上の分析器と、１つまたはそれ以上のキャリアを備えたトラックとを含む臨床診断システムに関し、トラックとキャリアは、水平面でキャリア動作を行うように構成される。
水平面内の事前設定された経路に沿って試料容器を輸送するためのトラックを含む臨床診断システムが、当技術分野で知られている。通常、事前設定された経路は単一トラックであり、試料は通常、一方向にだけ移動する。
特許文献１は、少なくとも１つの永久磁石をそれぞれが含む、複数の試料容器キャリアを含む検査室試料分配システムに関する。複数の固定電磁アクチュエータが輸送面の下方に配置されている。電磁アクチュエータは、磁力を試料容器キャリアに加えることによって、容器キャリアを輸送面に沿って移動させる。システムはさらに、輸送面と分析ステーションの間で試料容器キャリア、試料容器、または試料を移送するための少なくとも１つの移送デバイスを含む。
米国特許第９，２３９，３３５Ｂ２号
自動臨床診断システムにより、医療検査の汎用性、範囲、および値ごろ感が向上している。継続的に拡大する医療検査の需要に対処するために、臨床診断システムの効率を向上させる必要がある。
第１の実施形態では、臨床診断システムは、１つまたはそれ以上の分析器と、１つまたはそれ以上のキャリアを備えたトラックとを含み、トラックとキャリアは、水平面でキャリア動作を行うように構成され、少なくとも１つの分析器は、トラックおよび１つまたはそれ以上のキャリアの上方に配置される。キャリアは、水平面をある程度自由に移動することができ、単一トラックのシステムに限定されること、またはトラックを一方向にのみ移動することがない。
第２の実施形態では、自動生化学解析の方法は：
（ａ）１つまたはそれ以上の分析器と、および１つまたはそれ以上のキャリアを備えたトラックとを含む臨床診断システムを提供する工程であって、トラックとキャリアは、水平面でキャリア動作を行うように構成され、少なくとも１つの分析器は、トラックおよび１つまたはそれ以上のキャリアの上方に配置される、工程と；
（ｂ）臨床試料が入っている１つまたはそれ以上の容器を少なくとも１つのキャリア上に配置する工程と；
（ｃ）少なくとも１つの容器の位置および向きを臨床診断システムに対して位置合わせする工程と；
（ｄ）キャリアを、少なくとも１つの容器が分析器の下に配置される位置まで移動させる工程と；
（ｅ）臨床試料を分析器まで移送する工程と；
（ｆ）臨床試料の生化学分析を実施する工程と
を含む。
トラック上方の水平面を移動する試料容器用のキャリアを含む臨床診断システムの概略側面図である。 分析器の下方に配置されたトラックに多数の試料キャリアを備えた臨床診断システムを示す図である。 キャリアと、その上に試料容器が配置されたラックとの斜視図およびテレセントリック平面図である。 キャリアと、その上に試料容器が配置されたラックとの斜視図およびテレセントリック平面図である。 誤配置された試料容器付きラックを、機械的アライナを使用してキャリアに対して位置合わせすることを示す図である。 誤配置された試料容器付きラックを、機械的アライナを使用してキャリアに対して位置合わせすることを示す図である。 誤配置された試料容器付きラックを、機械的アライナを使用してキャリアに対して位置合わせすることを示す図である。 誤配置された試料容器付きラックを、機械的アライナを使用してキャリアに対して位置合わせすることを示す図である。
本発明は、高い試料スループットを設置面積および複雑さの低減とともにもたらす臨床診断システムを提供することを目的とする。
この目的は、１つまたはそれ以上の分析器と、１つまたはそれ以上のキャリアを備えたトラックとを含む臨床診断システムによって達成され、トラックとキャリアは、水平面でキャリア動作を行うように構成され、少なくとも１つの分析器は、トラックおよび１つまたはそれ以上のキャリアの上方に配置されている。
本発明の適切な実施形態は、以下の点を特徴とする：
臨床診断システムは、電子自動システムを備え；
電子自動システムは、１つまたはそれ以上のデジタルプロセッサを含み；
電子自動システムは、電子メモリを含み；
電子自動システムは、電子的に収納された自動プログラムを含み；
電子自動システムは、１つまたはそれ以上のキャリアのそれぞれの位置を検出するように構成された電子式キャリア動作制御システムを含み；
電子式自動制御システムは、ワークフロー優先順位付けを行うように構成され；
電子式自動制御システムは、ワークフロー最適化を行うように構成され；
自動制御プログラムは、臨床診断システムのインストール済みベースの作動中に収集されたワークフローデータを用いてワークフロー最適化を行うように訓練された人工ニューラルネットワークを含み；
自動制御プログラムは、臨床診断システムのモンテカルロシミュレーションによって生成されたワークフローデータを用いてワークフロー最適化を行うように訓練された人工ニューラルネットワークを含み；
臨床診断システムは、１つまたはそれ以上のローダを含み；
臨床診断システムは、生化学試薬用の１つまたはそれ以上の供給ステーションを含み；
１つまたはそれ以上のローダは、トラックおよび１つまたはそれ以上のキャリアの上方に配置され；
１つまたはそれ以上の供給ステーションは、トラックおよび１つまたはそれ以上のキャリアの上方に配置され；
上部トラック面と、少なくとも１つの分析器、ローダまたは供給ステーションの下部固定部材との間の最小垂直隙間が、≧５０ｍｍ、≧１００ｍｍ、≧１５０ｍｍ、≧２００ｍｍ、≧２５０ｍｍまたは≧３００ｍｍであり；
臨床診断システムの基準座標系が座標軸を有し、
Figure 0007441967000001
Figure 0007441967000002
 および
Figure 0007441967000003
 であり；
臨床診断システムの基準座標系が座標軸を有し、
Figure 0007441967000004
Figure 0007441967000005
 および
Figure 0007441967000006
 であり、座標軸
Figure 0007441967000007
 が垂直方向と平行であり；
臨床診断システムの基準座標系は、原点ベクトル
Figure 0007441967000008
 を有し；
臨床診断システムの基準座標系は、メートル、ミリメートル、マイクロメートル、またはインチの単位で較正され；
トラックは、基準座標軸
Figure 0007441967000009
 および
Figure 0007441967000010
 に及ぶ面に実質的に平行な上面を有し；
トラックは、上面法線ベクトル
Figure 0007441967000011
 を
Figure 0007441967000012
 で有し、上面法線ベクトルは座標軸
Figure 0007441967000013
 と実質的に平行であり、ここで
Figure 0007441967000014
 であり；
トラックとキャリアは、上部トラック面上方の水平面内の選択された連続位置でキャリアの動作および位置決めを行うように構成され；
トラックとキャリアは、法線ベクトル
Figure 0007441967000015
 を
Figure 0007441967000016
 で有する水平面内の選択された連続位置で、キャリアの動作および位置決めを行うように構成され、法線ベクトルは座標軸
Figure 0007441967000017
 と実質的に平行であり、ここで
Figure 0007441967000018
 であり；
トラックは、１つまたはそれ以上のトラックモジュールから構成され；
トラックは、タイル状のトラックモジュールから構成され；
トラックは、上面が継ぎ目なく接合されたタイル状のトラックモジュールから構成され；
トラックは、上面が矩形、正三角形、または正六角形である１つまたはそれ以上のトラックモジュールから構成され；
上部トラック面が、矩形、正三角形、または正六角形で構成された連結領域を覆い；
上部トラック面が、一重、二重、三重または多重連結された領域を覆い;
トラックとキャリアは、≦１０００μｍ、≦１００μｍ、≦１０μｍ、または≦２μｍの横方向精度でキャリア位置決めを行うように構成され；
トラックとキャリアは、≦１０００μｍ、≦１００μｍ、≦１０μｍ、または≦２μｍの横方向繰り返し精度でキャリア位置決めを行うように構成され；
トラックとキャリアは、垂直軸のまわりでキャリア回転を行うように構成され；
トラックとキャリアは、軸
Figure 0007441967000019
 のまわりで
Figure 0007441967000020
 で、キャリア回転を行うように構成され、軸は、基準座標軸
Figure 0007441967000021
 と実質的に平行であり、ここで
Figure 0007441967000022
 であり；
トラックとキャリアは、選択された連続回転角だけ垂直軸のまわりでキャリア回転を行うように構成され；
トラックとキャリアは、選択された連続回転角だけ軸
Figure 0007441967000023
 のまわりで
Figure 0007441967000024
 で、キャリア回転を行うように構成され、軸は、基準座標軸
Figure 0007441967000025
 と実質的に平行であり、ここで
Figure 0007441967000026
 であり；
トラックとキャリアは、トラックの上面上方に磁気キャリア浮上を行うように構成され；
トラックとキャリアは、トラックの上面上方に０．５ｍｍ≦Ｄ≦１０ｍｍの垂直隙間Ｄだけ磁気キャリア浮上を行うように構成され；
トラックとキャリアは、トラックの上面上方に０．５ｍｍ≦Ｄ≦１０ｍｍのエアギャップ隙間Ｄだけ磁気キャリア浮上を行うように構成され；
トラックとキャリアは、トラックの上面上方の水平面でキャリアの磁気浮上および動作を行うように構成され；
トラックとキャリアは、キャリアの重量を決定するように構成され；
トラックとキャリアは、キャリアの重量を測定してキャリアが空であるかペイロードを保持しているかを決定するように構成され；
トラックは、一定磁場または変調磁場を発生させるように構成され；
トラックは、時間変調および／または空間変調された磁場を発生させるように構成され；
トラックは、時間変調および／または空間変調された磁場を発生させ、それによって、水平方向に向けられた磁力を１つまたはそれ以上のキャリアに及ぼすように構成され；
トラックは、複数の電磁誘導器を含み；
トラックは、複数の電磁コイルを含み；
トラックは、複数の磁界センサを含み；
トラックは、複数のホールセンサを含み；
トラックは、複数の電磁誘導器のそれぞれに外部電源から電力を供給するように構成された電気アダプタを含み；
トラックは、複数の電磁コイルのそれぞれに外部電源から電力を供給するように構成された電気アダプタを含み；
トラックは、複数の電磁誘導器のそれぞれの電流を変調するように構成された電子式キャリア動作制御システムを含み；
トラックは、複数の電磁コイルのそれぞれの電流を変調するように構成された電子式キャリア動作制御システムを含み；
各磁界センサは、電子式キャリア動作制御システムに電気的に接続され；
各磁界センサの出力部は、電子式キャリア動作制御システムに電気的に接続され；
電子式キャリア動作制御システムは、デジタルプロセッサを含み；
電子式キャリア動作制御システムは、電子メモリを含み；
電子式キャリア動作制御システムは、複数の磁界センサの出力信号に基づいて１つまたはそれ以上のキャリアのそれぞれの位置を検出するように構成され；
電子式キャリア動作制御システムは、１つまたはそれ以上のキャリアのそれぞれの位置を≦１０００μｍ、≦１００μｍ、≦１０μｍまたは≦２μｍの横方向精度で検出するように構成され；
電子式キャリア動作制御システムは、キャリア経路指定を行うように構成された、電子的に収納されている動作制御プログラムを含み；
電子式キャリア動作制御システムは、キャリアの衝突を防止するように構成され；
電子式キャリア動作制御システムは、キャリア経路指定を最適化するように構成され；
電子式キャリア動作制御システムは、キャリアの重量を決定するように構成され；
電子式キャリア動作制御システムは、キャリアの重量を測定してキャリアが空であるかペイロードを保持しているかを決定するように構成され；
各キャリアは、１つまたはそれ以上の永久磁石を含み；
各キャリアは、１つまたはそれ以上の永久磁石アセンブリを含み；
各キャリアは、１つまたはそれ以上のハルバッハアレイを含み；
各キャリアは、４つの矩形ハルバッハアレイを含み；
分析器、ローダまたは供給ステーションのうちの少なくとも１つは、トラックと、垂直方向に対し実質的に垂直な法線ベクトル
Figure 0007441967000027
 を持つ平面内の選択された連続位置でアクチュエータの動作および位置決めを行うように構成されたアクチュエータとを含み；
分析器、ローダまたは供給ステーションのうちの少なくとも１つは、トラックと、法線ベクトル
Figure 0007441967000028
 が垂直方向に対し実質的に垂直である平面内の選択された連続位置でアクチュエータの動作および位置決めを行うように構成された、ロボットピペッタまたはロボットハンドラなどのアクチュエータとを含み；
分析器、ローダまたは供給ステーションのうちの少なくとも１つは、トラックと、法線ベクトル
Figure 0007441967000029
 を
Figure 0007441967000030
 で、
Figure 0007441967000031
 であるように垂直方向に実質的に垂直に有する平面内の選択された連続位置で、アクチュエータ動作および位置決めを行うように構成されたアクチュエータとを含み；
分析器、ローダまたは供給ステーションのうちの少なくとも１つは、トラックと、垂直方向に対し実質的に垂直な法線ベクトル
Figure 0007441967000032
 を持つ平面でアクチュエータの磁気浮上および動作を行うように構成されたアクチュエータとを含み；
少なくとも１つのキャリアは、１つまたはそれ以上の光学的位置合わせマークを含み；
少なくとも１つのキャリアは、矩形ストライプ、十字または円として形作られた１つまたはそれ以上のパターンを含む、１つまたはそれ以上の光学的位置合わせマークを含み；
少なくとも１つのキャリアは、ポリマー材料、金属、ガラスまたはセラミックから作られたカバープレートを含み；
少なくとも１つのキャリアは、ポリマー材料、金属、またはセラミックから作られたコーティング膜を含み；
少なくとも１つのキャリアの上面には、試料または反応物の容器を保持するラックの機械的位置合わせのための１つまたはそれ以上の凸状突起が装備され；
少なくとも１つのキャリアの上面には、円錐または円筒形状を有する１つまたはそれ以上の凸状突起がラックの機械的位置合わせのために装備され、ラックの下面には、突起に対する１つまたはそれ以上の形状適合凹部が装備されており；
１つまたはそれ以上のキャリアには、臨床試料流体および／または生化学反応物流体用の１つ、２つ、３つまたはそれ以上の容器を保持するように構成されたラックが装備され；
各ラックは、１つ、２つ、３つまたはそれ以上の凹部を含み；
各ラックは、１つ、２つ、３つまたはそれ以上の凹部を含み、各凹部には、容器を固定するための１つ、２つ、または３つのばねが装備され；
各ラックは、矩形または円筒形の１つ、２つ、３つまたはそれ以上の凹部を含み；
各ラックは、容器を保持するための１～４０個、１～３０個、１～２０個または１～１０個の凹部を含み；
少なくとも１つのローダは、キャリアからラックをそれぞれ、キャリアの上へとピックアンドプレース搬送するように構成されたロボットハンドラを含み；
少なくとも１つのローダは、キャリア上に配置されたラックから容器をそれぞれ、ラックの中へとピックアンドプレース搬送するように構成されたロボットハンドラを含み；
少なくとも１つの分析器は、キャリア上に配置されたラックから容器をそれぞれ、ラックの中へとピックアンドプレース搬送するように構成されたロボットハンドラを含み；
少なくとも１つの分析器は、キャリア上に配置されたラックに保持された容器から流体をそれぞれ、吸引して容器の中へ供給するように構成されたロボットピペットシステムを含み；
少なくとも１つの分析器は、キャリアから試薬ベッセルをそれぞれ、キャリアの上へとピックアンドプレース搬送するように構成されたロボットハンドラを含み；
少なくとも１つの分析器は、キャリア上に配置された試薬ベッセルから流体を吸引するように構成されたロボットピペッタを含み；
ロボットピペッタは、軸
Figure 0007441967000033
 に沿ってピペット動作を行うように構成された１つのリニアアクチュエータを含み、ここで
Figure 0007441967000034
 であり、軸は、基準座標軸
Figure 0007441967000035
 と実質的に平行であり、ここで
Figure 0007441967000036
 であり；
ロボットピペッタは、ピペットチューブ中心軸と基準座標軸
Figure 0007441967000037
 との間の角度
Figure 0007441967000038
 が０～１０度、すなわち、
Figure 0007441967000039
 に調整されるピペット傾斜が得られるように構成され；
ロボットピペッタは、ピペットチューブ中心軸と基準座標軸
Figure 0007441967000040
 との間の角度
Figure 0007441967000041
 が０～１０度、すなわち、
Figure 0007441967000042
 に調整されるピペット傾斜が得られるように構成された三脚傾斜アクチュエータを含み；
少なくとも１つの供給ステーションは、キャリアから試薬ベッセルをそれぞれ、キャリアの上へとピックアンドプレース搬送するように構成されたロボットハンドラを含み；
臨床診断システムは、少なくとも１つのデジタルビジョンシステムを含み；
デジタルビジョンシステムと電子式キャリア動作制御システムは、キャリア上に配置された物体を臨床診断システムに対して位置合わせしリアルタイムに位置決めするように構成され；
デジタルビジョンシステムと電子式キャリア動作制御システムは、キャリア上に配置された物体を臨床診断システムの基準座標系に対して位置合わせしリアルタイムに位置決めするように構成され；
デジタルビジョンシステムと電子式キャリア動作制御システムは、キャリア上に配置された物体をキャリアに対して位置合わせするように構成され；
デジタルビジョンシステムと電子式キャリア動作制御システムは、キャリア上に配置された物体をキャリアの座標系に対して位置合わせするように構成され；
臨床診断システムは、機械的アライナを含み；
臨床診断システムは、制御されたキャリア動作と連動してデジタルビジョンシステムを使用して、キャリア上に配置された物体を位置合わせするように構成された機械的アライナを含み；
デジタルビジョンシステムと機械的アライナは、ラックをキャリアに対して位置合わせするように構成され；
機械的アライナは、ラックを支持しているキャリアが水平面で並進運動する間、ラックを所定の位置に保持するように構成され；
機械的アライナは、ラックを支持しているキャリアが垂直軸のまわりで回転している間、ラックを所定の位置に保持するように構成され；
機械的アライナは、内面がラックの表面輪郭と一致する凹部を含み；
機械的アライナは、矩形の凹部を含み、各ラックは、矩形で垂直方向に向けられた４つまたはそれ以上の端部を含み；
デジタルビジョンシステムは、１つ、２つ、３つまたはそれ以上のデジタルカメラを含み；
デジタルビジョンシステムの１つ、２つ、３つまたはそれ以上のデジタルカメラには、テレセントリック対物レンズが装備され；
デジタルビジョンシステムの１つ、２つ、３つ以上のデジタルカメラには、少なくとも１つの方向に≧３０ｍｍ、≧４０ｍｍ、≧５０ｍｍ、≧６０ｍｍ、≧７０ｍｍ、≧８０ｍｍ、≧９０ｍｍ、≧１００ｍｍ、≧１１０ｍｍ、≧１２０ｍｍ、≧１３０ｍｍ、≧１４０ｍｍの視野を持つテレセントリック対物レンズが装備され；
デジタルビジョンシステムは、テレセントリック対物レンズをそれぞれ装備した２つのデジタルカメラを含み；
デジタルビジョンシステムは、テレセントリック対物レンズをそれぞれ装備した３つのデジタルカメラを含み；
デジタルビジョンシステムとトラックとキャリアは、容器を保持するラックが上に配置されているキャリアのデジタル画像を線走査または回転走査によって取り込むように構成され；
デジタルビジョンシステムの１つ、２つ、３つまたはそれ以上のデジタルカメラは、通常（透視）対物レンズまたはテレセントリック対物レンズと、１～６４センサ列から構成される光電子イメージセンサとを含む走査カメラとして構成され；
デジタルビジョンシステムの１つ、２つ、３つまたはそれ以上のデジタルカメラは、通常（透視）対物レンズまたはテレセントリック対物レンズと、それぞれが４ｋ～３２ｋ（すなわち、４×１０２４～３２×１０２４）のアクティブピクセルで構成された１～６４センサ列から構成される光電子イメージセンサとを含む走査カメラとして構成され；
デジタルビジョンシステムの１つ、２つ、３つまたはそれ以上のデジタルカメラは、ライトフィールドカメラとして構成され、電子イメージセンサとカメラの対物レンズとの間に配置されたマルチレンズアレイを含み；
デジタルビジョンシステムは、２つまたは３つのデジタルカメラを含み、２つまたは３つのデジタルカメラの光軸は、互いに実質的に垂直方向に向いており；
デジタルビジョンシステムは、光軸
Figure 0007441967000043
 が、
Figure 0007441967000044
 で、基準座標軸
Figure 0007441967000045
 と実質的に平行に向けられているデジタルカメラを含み、ここで
Figure 0007441967000046
 であり；
デジタルビジョンシステムは、光軸
Figure 0007441967000047
 が、
Figure 0007441967000048
 で、基準座標軸
Figure 0007441967000049
 と実質的に平行に向けられているデジタルカメラを含み、ここで
Figure 0007441967000050
 であり；
デジタルビジョンシステムは、光軸
Figure 0007441967000051
 が、
Figure 0007441967000052
 で、基準座標軸
Figure 0007441967000053
 と実質的に平行に向けられているデジタルカメラを含み、ここで
Figure 0007441967000054
 であり；
デジタルビジョンシステムは、１つ、２つ、３つまたはそれ以上のデジタルカメラのうちの１つのデジタルカメラに向けて平行背面照射するようにそれぞれ構成された１つ、２つ、３つまたはそれ以上の光源を含み；
デジタルビジョンシステムは、１つ、２つ、３つまたはそれ以上のデジタルカメラのうちの１つのデジタルカメラに向けて、その光軸に沿って平行明視野照明するようにそれぞれ構成された１つ、２つ、３つまたはそれ以上の光源を含み；
デジタルビジョンシステムは、１つ、２つ、３つまたはそれ以上のデジタルカメラのうちの１つのデジタルカメラの光軸に沿って明視野照明用の平行光源を反射するように構成された、少なくとも１つの半透明鏡またはビームスプリッタを含み；
デジタルビジョンシステムは、デジタルプロセッサおよび電子メモリを含み；
デジタルビジョンシステムは、電子的に収納されたプログラムを含み；
デジタルビジョンシステムは、画像解析するように構成され；
デジタルビジョンシステムは、物体認識するように構成され；
デジタルビジョンシステムは、臨床診断システムの基準座標系において物体の位置を決定するように構成され；
デジタルビジョンシステムは、臨床診断システムの基準座標系において物体の向きを決定するように構成され；
デジタルビジョンシステムは、物体の光学的輪郭を決定するように構成され；
デジタルビジョンシステムは、物体の光学的輪郭の寸法を決定するように構成され；
デジタルビジョンシステムは、法線ベクトル
Figure 0007441967000055
 を
Figure 0007441967000056
 で、基準座標軸
Figure 0007441967000057
 と実質的に平行に有する第１の平面において、物体の第１の光学的輪郭の寸法を決定するように構成され、ここで
Figure 0007441967000058
 であり；
デジタルビジョンシステムは、法線ベクトル
Figure 0007441967000059
 を、
Figure 0007441967000060
 で、基準座標軸
Figure 0007441967000061
 と実質的に平行な第２の平面において、物体の第２の光学的輪郭の寸法を決定するように構成され、ここで
Figure 0007441967000062
 であり；
デジタルビジョンシステムは、法線ベクトル
Figure 0007441967000063
 を
Figure 0007441967000064
 で持つ、第１の平面において物体の第１の光学的輪郭の寸法と、法線ベクトル
Figure 0007441967000065
 を
Figure 0007441967000066
 で持つ、第２の平面において物体の第２の光学的輪郭の寸法とを決定するように構成され、ここで、
Figure 0007441967000067
 と
Figure 0007441967000068
 は、互いに実質的に垂直であり、ここで
Figure 0007441967000069
 であり、また、基準座標軸
Figure 0007441967000070
 に対して実質的に垂直であり、ここで
Figure 0007441967000071
 および
Figure 0007441967000072
 であり；
デジタルビジョンシステムは、法線ベクトル
Figure 0007441967000073
 を
Figure 0007441967000074
 で持つ、基準座標軸
Figure 0007441967000075
 と実質的に平行な平面において、物体の光学的輪郭の寸法を決定するように構成され、ここで
Figure 0007441967000076
 であり；
デジタルビジョンシステムは、法線ベクトル
Figure 0007441967000077
 を
Figure 0007441967000078
 で持つ、基準座標軸
Figure 0007441967000079
 と実質的に平行な平面において、物体の光学的輪郭の寸法を決定するように構成され、ここで
Figure 0007441967000080
 であり；および／または
デジタルビジョンシステムは、法線ベクトル
Figure 0007441967000081
 を
Figure 0007441967000082
 で持つ、基準座標軸
Figure 0007441967000083
 と実質的に平行な平面において、物体の光学的輪郭の寸法を決定するように構成され、ここで
Figure 0007441967000084
 である。
本発明はさらに、臨床試料を自動で生化学的に分析するための柔軟かつ効率的な方法を目的とする。特に、この方法は、標準的な作業プロセスから逸脱する分析に対応し、かつ手動または自動で搬送される試料に対応するものである。
この目的は、自動化生化学分析のための、以下の工程を含む方法によって達成される：
（ａ）１つまたはそれ以上の分析器と、１つまたはそれ以上のキャリアを備えたトラックとを含む臨床診断システムを提供する工程であって、トラックとキャリアは、水平面でキャリア動作を行うように構成され、少なくとも１つの分析器は、トラックおよび１つまたはそれ以上のキャリアの上方に配置される、工程と；
（ｂ）臨床試料が入っている１つまたはそれ以上の容器を、少なくとも１つのキャリア上に配置する工程と；
（ｃ）少なくとも１つの容器の位置および向きを、臨床診断システムに対して位置合わせする工程と；
（ｄ）キャリアを、少なくとも１つの容器が分析器の下に配置される位置まで移動させる工程と；
（ｅ）臨床試料を分析器まで移送する工程と；
（ｆ）臨床試料の生化学分析を実施する工程。
本発明の方法の適切な実施形態は、以下の点を特徴とする：
１つまたはそれ以上の試料容器がラックに保持され、このラックはキャリア上に配置され；
工程（ｃ）で、キャリアおよび容器の１つ、２つまたはそれ以上のデジタル画像が、デジタルビジョンシステムを使用して取り込まれ、処理され；
工程（ｃ）で、キャリア、ラック、および容器の１つ、２つまたはそれ以上のデジタル画像が、デジタルビジョンシステムを使用して取り込まれ、処理され；
工程（ｃ）で、キャリアおよび容器は、１つ、２つ、３つまたはそれ以上のデジタルカメラを使用して撮像され、少なくとも１つのデジタルカメラにはテレセントリック対物レンズが装備され；
工程（ｃ）で、キャリア、ラックおよび容器は、１つ、２つ、３つまたはそれ以上のデジタルカメラを使用して撮像され、少なくとも１つのデジタルカメラにはテレセントリック対物レンズが装備され；
工程（ｃ）で、キャリアおよび容器の相対寸法または絶対寸法が決定され；
工程（ｃ）で、キャリア、ラック、および容器の相対寸法または絶対寸法が決定され；
工程（ｃ）で、中心から外れた位置でキャリアによって支持されたラックが、キャリアに対して位置合わせされ；
工程（ｃ）で、中心から外れた位置でキャリアによって支持されたラックがキャリアに対して、機械的アライナおよびデジタルビジョンシステムを使用して位置合わせされ；
工程（ｃ）で、ラックを支持するキャリアが水平面を移動する間、ラックが機械的アライナによって所定の位置に保持され；
工程（ｃ）で、ラックを支持するキャリアが垂直軸のまわりを回転する間、ラックが機械的アライナによって所定の位置に保持され；
工程（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）で、少なくとも１つの容器の位置がリアルタイムで監視され；
少なくとも１つのキャリアが磁気浮上し、トラックの上面上方の水平面を移動し；
工程（ｅ）で、ピペットが垂直軸と実質的に平行な方向に沿って下ろされ、臨床試料に浸され、試料の一部分が吸引されて分析器まで移送され；
臨床診断システムは、試料分析のワークフローを最適化する電子式自動制御システムを含み；
生化学分析のワークフローは、臨床診断システムの一部を形成する電子式自動制御システムによって最適化され；
少なくとも１つの試料に優先順位が割り当てられ、前記優先順位が電子式自動制御システムに入力され、それによって処理され；
自動制御システムは、臨床診断システムのインストール済みベースの作動中に収集されたワークフローデータを用いてワークフロー最適化を行うように訓練された人工ニューラルネットワークを使用し；および／または
自動制御システムは、臨床診断システムのモンテカルロシミュレーションによって生成されたワークフローデータを用いてワークフロー最適化を行うように訓練された人工ニューラルネットワークを使用する。
本発明の臨床分析器は、複数の構成要素、すなわち物理オブジェクトを含み、これらのオブジェクトは、その機能に基づいて、１つのオブジェクトクラスに割り当てることができる。オブジェクト指向プログラミングのパラダイムに従って、各物理オブジェクトは、電子自動システムまたは電子制御システムに収納されたデジタルデータオブジェクトとして表現される。オブジェクトクラスと、対応する物理オブジェクトおよびデータオブジェクトとのリストが表１に示されている。
Figure 0007441967000085
表１に提示されたオブジェクト指向スキーマは、動作制御および位置合わせのための好ましいプログラミングおよびデータ管理技法を示している。しかし、本発明の診断システムでは、オブジェクト指向プログラミングパラダイムを具現化しない代替プログラミングおよびデータ管理技術を使用できることが強調される。
本発明の診断システムでは、各オブジェクトクラスの１つまたはそれ以上の物理オブジェクトと、１つまたはそれ以上の対応するデータオブジェクトとを使用することができる。同じクラスの異なる物理オブジェクトは、接頭語の「第１の」、「第２の」、「第３の」などで、たとえば、第１のキャリア、第２のキャリア、第３のキャリアなどで示されている。
各データオブジェクトは、数字および文字から構成される固有の識別子と、座標原点ベクトルと、３つの座標軸とを含む。座標原点ベクトルおよび３つの座標軸はそれぞれ、３次元ベクトル、すなわち３つの実数の配列で表される。３つの座標軸は線形独立であり、３つの直交ベクトル
Figure 0007441967000086
 のセットを好ましくは形成し、ここでｉ＝１、２、または３、および
Figure 0007441967000087
 であり、クロネッカー記号δｉｊは、ｉ＝ｊで１に等しく、ｉ≠ｊで０に等しい。一般性を失うことなく、座標原点ベクトルは、３つのゼロの配列、すなわち、（０，０，０）によって好ましくは表される。
各データオブジェクトはさらに、３次元並進ベクトル
Figure 0007441967000088
 および直交回転行列
Figure 0007441967000089
 を３行３列で、すなわち直交２次元３×３行列で含む。グローバル基準座標系に対する各物理オブジェクトの位置および向きは、オブジェクト座標系においてベクトル
Figure 0007441967000090
 によって表される位置が、基準座標系におけるベクトル
Figure 0007441967000091
 によって表される位置に対応するように、並進ベクトル
Figure 0007441967000092
 および回転行列
Figure 0007441967000093
 によって完全に特徴づけられる。
好ましくは、一般性を失うことなく、基準原点ベクトルおよび３つの基準座標軸はそれぞれ、ベクトル
Figure 0007441967000094
 および
Figure 0007441967000095
Figure 0007441967000096
Figure 0007441967000097
 によって表される。
キャリア、ラック、および容器クラスの物理オブジェクトは移動可能であり、その位置および／または向きは経時的に変化する可能性がある。したがって、移動可能なオブジェクトの並進運動行列および／または回転行列は、時間依存性であり得る。
場合によっては、ラックをローダに導入したときなどに、基準座標系に対するそれぞれの物理オブジェクトの位置および向き、すなわちオブジェクトの並進運動ベクトル
Figure 0007441967000098
 および回転行列
Figure 0007441967000099
 は定義されない。このような場合、並進運動ベクトル
Figure 0007441967000100
 および回転行列
Figure 0007441967000101
 は、機械的アライナおよび／またはデジタルビジョンシステムによって決定される。本発明では、オブジェクトの並進運動ベクトル
Figure 0007441967000102
 および回転行列
Figure 0007441967000103
 を決定するプロセスは、「位置合わせ」と呼ばれる。
一般に、トラック、ローダ、分析器、および供給ステーションクラスの物理オブジェクトは固定である。特に明示されていない限り、トラック、ローダ、分析器、またはサプライステーションクラスのオブジェクトの並進運動ベクトル
Figure 0007441967000104
 および回転行列
Figure 0007441967000105
 は知られており、固定されている。一般性を失うことなく、ほとんどの物理オブジェクトについて、特にトラック、ローダ、分析器、およびサプライステーションクラスの固定オブジェクトについて、回転行列
Figure 0007441967000106
 は、単位行列、すなわち
Figure 0007441967000107
 に対応する。
キャリア、ラック、および容器クラスの動的オブジェクトは、グローバル基準座標系に対して回転および／または傾斜する。たとえば、動的オブジェクトの３つの座標軸
Figure 0007441967000108
 のそれぞれが記述され、それぞれ、３つの基準座標軸
Figure 0007441967000109
Figure 0007441967000110
Figure 0007441967000111
 のうちの１つが回転軸
Figure 0007441967000112
 のまわりを角度ωだけ回転することによって得られる。対応する回転行列
Figure 0007441967000113
 の係数は、次式
Figure 0007441967000114
 で記述され、
ここで、
Figure 0007441967000115
 は回転軸単位ベクトルであり、
Figure 0007441967000116
 であり、δｉｊおよびεｉｋｊはそれぞれ、クロネッカー記号およびリビ－シビタ記号を示す（ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｒｏｔａｔｉｏｎ＿ｍａｔｒｉｘ；ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｋｒｏｎｅｃｋｅｒ＿ｄｅｌｔａ；ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｌｅｖｉ－Ｃｉｖｉｔａ＿ｓｙｍｂｏｌ）。
しかし、ほとんどの実際的な場合では、動的オブジェクトの回転軸
Figure 0007441967000117
 は、基準座標軸
Figure 0007441967000118
 と実質的に平行であり、ここで
Figure 0007441967000119
 および
Figure 0007441967000120
 である。
ローダ、分析器、および供給ステーションクラスの各物理オブジェクトは、ロボットハンドラまたはロボットピペッタなどの１つまたはそれ以上の駆動されるサブ構成要素を含むことができる。一般に、駆動されるサブ構成要素の位置および向き、たとえば、駆動軸および２つのロボットグリッパフィンガ間の中間点、またはピペットシリンダ軸およびピペット先端位置は、１つまたはそれ以上の従来のエンコーダを使用して継続的に監視される。産業オートメーションの当業者であれば、リニアエンコーダおよびロータリエンコーダに精通しており、これらを日常的に使用している。通常、このようなエンコーダは、容量性センサ、誘導性センサ、磁気センサ、または光電センサを含み、その出力は、ロボット制御システムに電気的に接続されている。
したがって、ロボットハンドラまたはロボットピペッタなどのサブ構成要素の、分析器などのその親オブジェクトの座標系における位置および方向は、任意の所与の時間において知られており、親オブジェクトの並進運動ベクトル
Figure 0007441967000121
 および回転行列
Figure 0007441967000122
 を用いてグローバル基準座標にリアルタイムで変換される。
上述の詳述された概念（そのいくつかは産業オートメーションの技術分野に固有のものである）により、本発明の臨床診断システムの各構成要素の位置および向きをリアルタイムで追跡することが可能になる。
本開示では、以下に説明する特定の意味を有する用語を用いる：
「水平または垂直平面内の選択された連続位置における動作および位置決め」とは、１つまたはそれ以上の動的構成要素を含む、かつ、任意に選択可能な平面経路に沿った構成要素の動きを示唆する前記平面内の矩形などの、連続領域内の任意の選択ポイントまで前記構成要素を移動させるように構成されている、電子アクチュエータシステムに関連し；
「リアルタイム」とは、数マイクロ秒から数ミリ秒までに開始および／または完了される自動動作に関連し；
「実質的に垂直」とは、９０度から≦５度だけずれた角度を囲む２つの方向または軸を指し；
「実質的に平行」とは、≦５°の角度を囲む２つの方向または軸を指し；
「トラックおよびキャリアの上方に配置された」とは、分析器、ローダおよび／または供給ステーションに関連し、これらの水平断面の、トラックの上面への垂直投影が、その水平断面全体の≧３０％、≧４０％、≧５０％、≧６０％、≧７０％、≧８０％または≧９０％になり；
Figure 0007441967000123
 または
Figure 0007441967000124
 は、２つのベクトルのスカラー積、すなわち２つの３次元ベクトルが
Figure 0007441967000125
 および
Figure 0007441967000126
 である場合に、
Figure 0007441967000127
 になる成分積の合計を示す。
本発明の臨床診断システムの好ましい実施形態では、デジタルビジョンシステムは、ラックおよび容器などの対象物を適切に寸法表示するためのテレセントリック対物レンズを装備している１つ、２つ、または３つのデジタルカメラを含む。テレセントリック対物レンズは対象物を、その空間内の位置に関係なく同じサイズに見えるようにする。テレセントリック対物レンズは、近くの物体がカメラから遠い物体よりも大きく見えようになる遠近感または視差を取り除いて、従来の対物レンズに比べて測定精度を向上させる。当業者であれば、計測、測定、ＣＣＤによる測定、マイクロリソグラフィを含む様々な用途で、テレセントリック対物レンズを日常的に使用している。多くの場合で、テレセントリック撮像により、コンピュータベースの画像解析が非常に容易になる。
本発明の臨床診断システムの別の適切な実施形態では、デジタルビジョンシステムは、カメラ対物レンズとイメージセンサの間に配置されたマイクロレンズアレイをそれぞれ装備する１つ、２つ、または３つのデジタルライトフィールドカメラを含む。たとえば、Ｒａｙｔｒｉｘ（登録商標）ＧｍｂＨから提供されるようなデジタルライトフィールドカメラにより、３次元計測が可能になる。
本発明の臨床診断システムは、小設置面積、柔軟性、精度、速度、少ない機械構成要素、保守および粒子発生の低減など、様々な利点をもたらす。
厳密なリアルタイム動作制御を用いた水平面内での連続試料輸送と、輸送面上方への分析器配置とにより、柔軟性の向上および高いスループットをもたらしながら、システムの複雑さを大幅に低減することができる。
本発明を以下で、図１～４を参照してさらに例示する。
図１は、１つまたはそれ以上の生化学分析器２、平面トラック４、および１つまたはそれ以上の試料キャリア５を含む臨床診断システム１の概略側面図を示す。トラック４およびキャリア５は、好ましくは磁気動作システムとして構成され、キャリア５は磁気浮上して、それぞれトラック４の上面上方の水平面４０で浮遊する。キャリア５は、試料ラック６の輸送乗物として機能する。ラック６のうちの１つまたはそれ以上は、キャリア５から独立している、すなわち、キャリア５に取り付けられていない別個のユニットである。一代替実施形態では、ラック６のうちの１つまたはそれ以上がキャリア５に固定されている。
垂直座標軸が
Figure 0007441967000128
 である基準座標系が、臨床診断分析器１に割り当てられている。
分析器２は、トラック４およびキャリア５の上方に配置されている。トラック４の上面と分析器２の下部固定部分との間の最小隙間は、≧５ｃｍ、≧１０ｃｍ、≧１５ｃｍ、≧２０ｃｍ、≧２５ｃｍ、または≧３０ｃｍである。少なくとも１つの分析器２は、試料容器７または試薬ベッセル８との間で試料流体および生化学試薬流体を吸引および供給するために、ピペットの直線垂直動作が得られるように構成された１つまたはそれ以上のロボットピペッタ３を含む。適切な一実施形態では、ロボットピペッタ３はさらに、偶然に傾斜した容器７の円筒中心軸にピペットの軌道、特にピペット先端の軌道を適合させるために、動的にピペット傾斜を行うように構成される。分析器２はさらに、分光測定および／または生化学的アッセイのための１つまたはそれ以上の計器を収容する。
臨床診断システム１はさらに、１つまたはそれ以上のローダ９および／または１つまたはそれ以上の供給ステーション１０を含む。ローダ９は、キャリア５から試料ラック６をピックアンドプレース移送するように構成されたロボットハンドラを含む。加えて、または別法として、ローダ９のロボットハンドラは個々の容器７を、キャリア５上に配置されたラック６の中へとピックアンドプレース搬送するように構成される。把持アクチュエータとは別に、ローダ９のロボットハンドラは、１つの垂直直線動作ステージと、１つまたは２つの水平方向の動作のための１つまたは２つのリニアステージとを装備している。さらに別の実施形態では、ローダ９のロボットハンドラは、回転ステージを含むことができる。
臨床診断システム１はまた、少なくとも１つの分析器２によって消費される生化学試薬を補充するように構成された１つまたはそれ以上の供給ステーション１０を含むこともできる。この目的のために、供給ステーション１０は、生化学試薬流体を試薬ベッセル８に移送するためのロボットピペッタ、および／または試薬ベッセル８のロボットハンドラを装備している。供給ステーション１０のロボットピペッタおよび／またはロボットハンドラは、（後者の場合では）ロボットグリッパとは別に垂直動作が得られるように構成された少なくとも１つのリニアステージを含む。
分析器２と同様に、任意選択のローダ９および任意選択の供給ステーション１０は、好ましくは、これらの水平断面の、トラック４の上面への垂直投影が、その水平断面全体の≧３０％、≧４０％、≧５０％、≧６０％、≧７０％、≧８０％または≧９０％になるようにトラック４およびキャリア５の上に配置される。分析器２、任意選択のローダ９、および任意選択の供給ステーション１０をトラック４およびキャリア５の上方に垂直に配置すると、臨床診断システム１の設置面積が大幅に減少し、費用のかかる実験室スペースが節約される。
図２は、臨床診断システム１の斜視図を示し、適切な一動作モードを例示している。臨床診断システム１は、矩形、四角形、正三角形、または正六角形の継ぎ目なしタイル状の上面を持つ、複数のトラックモジュール４Ａで構成されたトラックを含む。トラックモジュール４Ａの上面は、図２に示されたような単独接合領域（すなわち、開口部なし）を形成することができる。あるいは、トラックモジュール４Ａの上面は、二重または三重の接合領域（すなわち、それぞれに１つまたは２つの開口部またはループがある）を形成することができる。生化学分析器２の外形は、破線で示されている。分析器２は、トラックモジュール４Ａおよびキャリア５の上方に配置され、１つまたはそれ以上のロボットピペッタ（図２に図示せず）と、分光測光および／または生化学アッセイ用の１つまたはそれ以上の計器（図２に図示せず）とを含む。参照符号３Ａはピペットを示しており、これは、分析器２のロボットピペッタの一部を形成し、分析器２の下に位置するキャリア５上に配置されたラック６に保持されている容器７に挿入される。
図２の手前に示されているトラックモジュール４Ａの第１の列は、アイドル状態のキャリア５が並んでいるロード領域として機能する。新たに入手された患者試料が入っている容器７を保持するラック６は、操作員によって手作業で、または臨床診断システム１の一部を形成するロボットローダによって、さもなければ外部の試料取扱者によって、ロード領域内のアイドルキャリア５上に配置される。
キュー順序または計算された優先順位に応じて、未処理試料を保持するロード領域のキャリア５は、図２の右側前景に示された位置合わせ領域に移動する。前記位置合わせ領域に配置されたデジタルカメラ２１および２２は、デジタルビジョンシステムの一部を形成する。デジタルビジョンシステムは、キャリア５に対するラック６、およびそこに保持された容器７の位置を決定するように構成される。デジタルカメラ２１および２２は、キャリア５、ラック６、および容器７の平面視像（すなわち、上面視像）および側面視像をそれぞれ取り込むように構成される。好ましくは、デジタルカメラ２１および２２はそれぞれ、寸法および相対位置を正確に決定できるようにするために、テレセントリック対物レンズを装備している。適切な一実施形態では、デジタルビジョンシステムはさらに、側面視カメラ２２で取り込まれるデジタル画像の品質を向上させるために、平行光源２５を含む。光源２５から放射された光ビームは、小型で障害物の少ない構成になるように、鏡２６を使用して方向が変えられる。
有利には、一連の側面視画像が、キャリア５、ラック６、および容器７の選択された回転位置でデジタルカメラ２２によって取り込まれる。この目的のために、キャリア５は、垂直軸のまわりで選択された角度増分だけ回転される。それによって取り込まれたデジタル画像により、３次元画像合成と、最終的な光学的オクルージョンの修正とが可能になる。したがって、容器７のそれぞれの寸法、特に高さを決定することができる。
デジタルカメラ２１によって取り込まれた平面視画像は、ラック６および容器７をキャリア５に対して位置合わせし、それによってグローバル基準座標系と位置合わせするために使用される。
分析が完了した処理済み試料が入っている容器７を保持するラック６と一緒にキャリア５は、図２の左側に示されるように、ロード領域列に対して直角に整列した一列のトラックモジュール４Ａによって形成されたアンロード領域に並んでいる。アンロード領域に位置するキャリア５からラック６が取り除かれた後、キャリア５はロード領域へ送られ、それによって、プロセスサイクルが終わる。有利には、トラックとキャリアは、キャリアの重量を測定してキャリアが空であるか、またはラックなどのペイロードを搭載しているかを評価するように構成される。したがって、ロードキュー内のスペースの可用性に応じて、空のキャリアがアンロード領域からロード領域へと自動的に送られる。
平面視カメラ２１および側面視カメラ２２をそれぞれ使用する、上述の画像による位置合わせおよび計測は、厳密なキャリア動作制御と、トラック上方の分析器の位置決めおよび配置とに連動して、ロボットピペッタおよびロボットハンドラが複数の直線軸または回転軸を持つ要件をなくすことができる。たとえば、図２に示される分析器２のロボットピペッタは、垂直に位置合わせされた１つの直線動作ステージを必要とするだけである。したがって、システムの複雑さおよび保守の強度が大幅に低減される。
寸法較正（たとえば、メートル、ミリメートル、マイクロメートル、またはインチ単位）は、トラックモジュール４Ａ、キャリア５、またはラック６のいずれかの既知の寸法に基づいて影響を受ける。そうでない場合、独立した寸法較正のために、標準定規が水平に配列され、またはラック６の横にキャリア５の上で垂直に並べられ、平面視カメラ２１または側面視カメラ２２をそれぞれ使用して一緒に撮像される。
図３Ａおよび図３Ｂは、通常（透視）対物レンズおよびテレセントリック対物レンズをそれぞれ装備したデジタルカメラによって取り込まれた画像を示す。図３Ａおよび図３Ｂは、トラックモジュール４Ａの上に位置する（浮遊させた）キャリア５と、その上に配置された、試料容器７付きラック６との対応する平面図を示す。ラック６の中心は、キャリア５の中心に対して水平方向にシフトされている。キャリア５に対して中心から外れたラック６の配置は、手作業またはロボットによる搬送エラーによって引き起こされ、後者のエラーは、電子ドリフトまたは機械的摩耗に起因することがある。
ほとんどの場合で、図３Ａおよび図３Ｂに示されたような回転位置合わせ不良または水平シフトは許容でき、臨床診断システムのデジタルビジョンシステムを用いる適切な位置合わせによって補償される。デジタルビジョンシステムは、キャリア５に対するラック６および容器７の位置を推測して、ラック６および容器７の座標（すなわち、位置）をグローバル基準座標に変換し、それによって、リアルタイムの動作追跡および正確な位置決めが可能になるように構成される。図３Ａおよび図３Ｂから容易に明らかなように、テレセントリック撮像は、デジタル画像による位置合わせ、および（必要な限り）寸法較正によりよく適している。
まれな事例では、キャリア上でのラックの重大な誤配置が不安定状態および傾斜を引き起こし、最終的に容器つり下がり、他の物体との衝突、または破損に至ることがある。図４Ａ～図４Ｄは、重大なラックの誤配置が、デジタルビジョンシステムを用いる機械的位置合わせによって、制御されたキャリア動作および機械的アライナによる保持と連動して、どのように修正されるかを示している。図４Ａは、図３Ａと同じであり、容器７がキャリア５に対して誤配置されているラック６を示しており、キャリアは、トラックモジュール４Ａの上面上方に磁気浮遊している。画像による誤配置検出キャリア５、ならびにその上に配置されたラック６および容器７は、垂直軸のまわりで、図４Ｂに示された向きに１８０度回転する。次に、キャリア５は、図４Ｃに示されるように、ラック６の垂直端部がアライナ３０の形の合っている矩形凹部に適切に嵌合するように、直線経路または階段状経路に沿って移動する。次に、キャリア５は、図４Ｄに示されているように、アライナ３０によって保持されたラック６の下で、ラック６がキャリア５に対して中心に置かれる位置まで摺動する。その後、ラック６およびそれに保持された容器７はさらに、図２に関連して上述した方法に従って処理される。
１ 臨床診断システム
２ 分析器
３ ロボットピペッタ
３Ａ ピペット
４ トラック
４Ａ トラックモジュール
５ キャリア
６ ラック
７ 容器
８ 試薬容器
９ ローダ
１０ 供給ステーション
２１ デジタルカメラ
２２ デジタルカメラ
２５ 光源（好ましくは平行）
２６ 鏡
２７ 光ビーム中心軸
３０ 機械的アライナ
４０ 水平面
Figure 0007441967000129
 垂直基準座標軸

Claims (13)

  1. 臨床診断システムであって：
    少なくとも１つの分析器と；
    トラックと；
    複数のキャリアとを含み、
    ここで、トラックとキャリアは、水平面内でキャリア動作を行うように構成され、
    キャリアは、単一トラックのシステムに限定されることやトラックを一方向にのみ移動することがなく、水平面をある程度自由に移動することができ、
    少なくとも１つの分析器は、トラックおよびキャリアの上方に配置されており、
    デジタルビジョンシステムをさらに含み、デジタルビジョンシステムは、キャリア上に配置されたオブジェクトを臨床診断システムに対して位置合わせし、リアルタイムの位置決めをするように構成され、テレセントリック対物レンズを装備した２以上のデジタルカメラを含む、
    前記臨床診断システム。
  2. 電子式キャリア動作制御システムをさらに含む、請求項１に記載の臨床診断システム。
  3. デジタルビジョンシステムおよび電子式キャリア動作制御システムは、キャリア上に配置されたオブジェクトを臨床診断システムに対して位置合わせし、リアルタイムの位置決めをするように構成されている、請求項２に記載の臨床診断システム。
  4. １つまたはそれ以上のローダと；
    生化学試薬用の１つまたはそれ以上の供給ステーションとをさらに含む、請求項１に記載の臨床診断システム。
  5. ローダのうちの少なくとも１つ、およびステーションのうちの少なくとも１つは、トラックの上方に配置される、請求項４に記載の臨床診断システム。
  6. トラックとキャリアは、トラックの上面上方の水平面でキャリアの磁気浮上および動作
    を行うように構成されている、請求項１に記載の臨床診断システム。
  7. 少なくとも１つの分析器は、垂直軸に実質的に平行な方向の直線ピペット動作が得られるように構成されたロボットピペッタを含む、請求項１に記載の臨床診断システム。
  8. ワークフローの最適化および試料の優先順位付けを行うように構成された自動制御システムをさらに含む、請求項１に記載の臨床診断システム。
  9. 自動生化学解析の方法であって：
    （ａ）少なくとも１つの分析器と、複数のキャリアを備えたトラックとを含み、デジタルビジョンシステムをさらに含み、デジタルビジョンシステムは、複数のキャリア上に配置された複数のオブジェクトを臨床診断システムに対して位置合わせし、リアルタイムの位置決めをするように構成され、テレセントリック対物レンズを装備した２以上のデジタルカメラを含む臨床診断システムを提供する工程であって、トラックとキャリアは、水平面でキャリア動作を行うように構成され、キャリアは、単一トラックのシステムに限定されることやトラックを一方向にのみ移動することがなく、水平面をある程度自由に移動することができ、少なくとも１つの分析器は、トラックおよびキャリアの上方に配置される、工程と；
    （ｂ）臨床試料が入っている少なくとも１つの容器をキャリア上に配置する工程と；
    （ｃ）少なくとも１つの容器の位置および向きを臨床診断システムに対して位置合わせする工程と；
    （ｄ）各キャリアを、少なくとも１つの容器が分析器の下に配置される位置まで移動させる工程と；
    （ｅ）臨床試料を分析器まで移送する工程と；
    （ｆ）臨床試料の生化学分析を実施する工程と
    を含む、前記方法。
  10. ステップ（ｃ）で、キャリアおよび容器の１つ、２つまたはそれ以上のデジタル画像は、デジタルビジョンシステムを用いて取り込まれ、処理される、請求項９に記載の方法。
  11. 生化学分析のワークフローは、電子式自動制御システムによって最適化される、請求項９に記載の方法。
  12. 各キャリアは磁気浮上し、トラックの上面上方の水平面を移動する、請求項９に記載の方法。
  13. 工程（ｅ）で、ピペットは、垂直軸と実質的に平行な方向に沿って下ろされ、臨床試料に浸され、試料の一部分が吸引されて分析器まで移送される、請求項９に記載の方法。
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