KR102057110B1 - 의료 분석 방법 - Google Patents

Abstract

의료 분석 방법은 적어도 6개 회전축(A1, A2, A3, A4, A5, A6)을 형성하면서 6개 자유도에 따라 말단 부재(66)를 이격 및/또는 지향하도록 조정되는 조인트를 포함하고, 말단 부재는 용기(16)를 파지하기 위해 조정되는 파지 부재(78)를 보유하는 다관절 로봇(70)을 구비하는 의료 분석 기계를 사용한다. 의료 분석 방법은 인간 또는 동물로부터 기인된 처리될 샘플을 수용하는 용기(16)를 제공하는 단계, 상기 용기(16)를 다관절 로봇에 의해 의료 분석 기계(100)의 적어도 하나의 처리 스테이션쪽으로 전달하는 단계, 처리 스테이션에서 샘플을 처리하는 단계, 용기를 영상을 획득하기 위해 스테이션쪽으로 전달하는 단계 및 처리 결과를 사용자 인터페이스를 통해 표시하는 단계로 구성되는 단계들의 최소한의 연쇄를 포함한다.

Description

의료 분석 방법 {MEDICAL ANALYSIS METHOD}

본 발명은 의료 분석 분야에 관한 것이다.

보다 상세하게는, 본 발명은 의료 분석 방법에 관한 것이다.

본 내용에서, "의료 분석(medical analysis)"은 인간으로부터 또는 동물로부터의 적어도 하나의 샘플을 처리하는 것을 포함하는 프로세스를 의미한다. 이런 샘플은 예로서, 체액(혈액, 소변, 림프, 타액 등), 세포, 생물학적 조직이나 장기 조직의 샘플이다.

의료 분석의 예는 혈액 그룹 테스트, 불규칙 응집소 같은 항체의 검색을 위한 테스트 또는 기증자와 수용자 사이의 호환성을 결정하기 위한 테스트(교차 적합 검사(cross-matched test)) 같은 면역-혈액학 분석(immuno-hematology)이다.

특히, 본 발명은 체외(in vitro) 의료 분석 방법에 관한 것이다.

현재, 의료 분석 방법은 분석 기계라고도 지칭되는 장치에 의해 달성되며, 이는 그렇지 않으면 의료 분석 실험실 내 한명 또는 몇몇의 사용자에 의해 수동으로 다루어져야만 하는 특정 작업, 예로서, 혈액 샘플이나 임의의 다른 샘플을 수용하는 분석 용기를 원심 분리기에 적재하는 작업의 자동화를 가능하게 한다.

의료 분석 방법에 사용되는 이런 기계는 예로서, 문헌 US 6,162,399, JP 2010054232 및 EP 2145685로부터 알려져 있다. 이들 기계 모두는 직교형(Cartesian type) 로봇을 사용한다.

직교 로봇을 사용하는 이들 기계는 따라서 일반적으로 제한된 수의 특정 처리 스테이션을 다루는 것에 제한되게 된다.

따라서, 그 작업 스테이션의 수를 증가시키고자 할 때 그 치수가 필연적으로 증가하게 된다. 현재, 기존 분석 실험실의 시설의 밀집화로 인해 기계 설치를 위한 가용 표면적은 점점 더 제한되고 있다.

또한, 직교형 로봇은 그 지향에 무관하게 공간의 대상물의 위치만을 고려함으로써 작업공간의 모델링을 단순화하는 특성을 갖는다. 이 접근법의 감소 특성은 관리 대상 대상물의 지향이 미리 알려져 있고, 일렬로 생성된 다수의 기계 상에서 설정 및 재현가능하다는 것을 가정한다. 따라서, 기계의 장착은 고도의 정확성으로 보증되어야 한다.

본 발명의 목적은 단지 제한된 작업공간만을 요구하면서, 시간소모적이고 오류의 근원이 되는 사용자의 반복적 동작을 최대한 자동화하는 의료 분석 방법을 제공하는 것이다.

이 목적은 적어도 6개 회전축을 형성하고 6개 자유도에 따라 말단 부재를 변위시키고/변위시키거나 지향시키기 위해 조정되는 조인트를 포함하는 다관절 로봇을 구비한 의료 분석 기계를 사용하는 의료 분석 방법에 의해 달성되며, 말단 부재는 용기를 파지하기 위해 조정되는 파지 부재를 보유하고, 상기 의료 분석 방법은 하기의 단계들의 최소한의 연쇄를 포함한다:

- 인간 또는 동물로부터 기인된 처리될 샘플로 미리 충전되어 있는 용기가 제공되는 단계,

- 상기 용기는 다관절 로봇에 의해 의료 분석 기계의 적어도 하나의 처리 스테이션 쪽으로 전달되는 단계.

- 샘플이 처리 스테이션에서 처리되는 단계.

- 용기가 영상 획득을 위한 스테이션으로 전달되고, 처리 결과가 사용자 인터에피스 상에 표시되는 단계.

달리 말해서, 본 발명은 적어도 6개 회전축을 형성하고 6개 자유도에 따라 말단 부재를 변위시키고/변위시키거나 지향시키기 위해 조정되는 조인트를 포함하는 다관절 로봇을 의료 분석 기계 내에 사용하는 것에 관한 것이며, 말단 부재는 용기를 파지하기 위해 조정되는 파지 부재를 보유하며, 의료 분석 기계는 인간 또는 동물로부터 기인된 처리될 샘플로 미리 충전되어 있는 용기를 제공하는 단계, 용기를 다관절 로봇에 의해 의료 분석 기계의 적어도 하나의 처리 스테이션쪽으로 전달하는 단계, 처리 스테이션에서 샘플을 처리하는 단계, 영상 획득을 위한 스테이션쪽으로 용기를 전달하고 그후 사용자 인터페이스 상에 처리 결과를 표시하는 단계로 이루어지는 단계들로 구성된 최소 단계들을 포함하는 의료 분석 방법의 응용을 위해 조정된다.

본 개시에서, 처리 스테이션에 의함은 용기, 특히, 용기가 수용하고 있는 샘플이 처리되는 임의의 스테이션을 의미한다. 처리는 일반적으로 용기를 관찰 또는 제어하기 위한 또는 내부에 물질, 특히, 시약을 도입하기 위한, 또는, 추가로, 용기의 내용물의 물리적 특성(온도, 균질성 등)을 변화시키기 위해 의도된 임의의 작용을 의미한다.

따라서, 처리 단계 동안, 용기는 예로서 내부에 시약을 도입하도록 피펫팅 영역으로 이동, 배양을 위해 배양기로 이동, 원심분리를 위해 원심분리기로 이동 등이 이루어질 수 있다.

또한, 본 개시에서, 영상을 획득하기 위한 스테이션은 예로서, 용기의, 특히, 처리된 샘플의 사진 영상 같은 영상 취득을 가능하게 하는 임의의 장치로서 이해되어야 한다. 처리 결과의 영상을 획득하기 위한 스테이션은 특히 영상 획득을 위한 카메라를 포함할 수 있다.

마지막으로, 사용자 인터페이스는 스크린 같은 표시 부재를 포함하고 사용자와 상호작용할 수 있는 임의의 장치로서 이해되어야 한다. 사용자 인터페이스는 의료 분석 기계의 일부가 아닐 수 있다. 영상 획득을 위한 스테이션에 의해 획득된 처리 용기의 영상은 용기, 특히, 샘플의 관찰 또는 획득된 영상에 기초하여 소프트웨어 패키지에 의해 해석되는 반응 결과의 관찰을 가능하게 하도록 사용자 인터페이스에 전송된다.

본 발명의 일 실시예에 따라서, 샘플의 처리는 처리될 샘플과 반응시키기 위해 조정된 시약을 용기 내로 도입하는 것을 포함한다.

용기 내에 시약이 도입되고 처리될 샘플과 접촉 및 선택적으로 혼합될 때, 샘플과 시약 사이에서 반응이 발생하며, 상기 반응은 양성이거나 음성일 수 있다.

그후, 영상을 획득하기 위한 스테이션은 용기 내로 도입된 시약과 처리될 샘플 사이에서 용기 내에서 수행된 반응의 결과의 영상을 획득한다. 따라서, 획득된 영상은 소위 "양성" 반응 또는 소위 "음성" 반응의 증거일 수 있다. 이들 획득된 영상 또는 소프트웨어 패키지에 의해 이들 영상의 해석으로부터 추론된 결과는 이전과 같이 사용자 인터페이스의 표시 장치 상에 표시된다. 특히, 소프트웨어 패키지에 의한 이들 영상의 해석으로부터 추론된 이들 획득된 영상 또는 반응 결과는 샘플과 시약 사이의 반응 정도의 증거일 수 있다.

특정 실시예에서, 예로서 샘플을 수용하는 용기를 제공 및 처리하는 단계 이전에 다관절 로봇에 의해 단계들이 수행되며, 예로서, 이 방법은 샘플이 저장 용기, 특히 튜브로부터 추출되고 다관절 로봇에 의해 용기에 도입되는 사전 단계를 포함할 수 있다.

또한, 이 방법은 샘플이 용기에 도입되기 이전에 용기를 처리하는 단계, 특히, 인쇄된 바 코드 같은 상기 용기의 식별자를 관찰함으로써 용기를 식별하는 단계, 용기의 치수를 획득하는 단계 등을 포함할 수 있다.

특정 실시예에서, 이 방법은 표시된 처리 결과의 분석, 특히, 자동 분석을 위한 단계를 포함한다. 특히, 이 방법은 특히, 사람의 생리적 또는 병리적 상태나 선천성 이상에 대한 정보를 제공하기 위한 해석 단계를 포함할 수 있다.

예로서, 샘플의 처리 결과의 영상을 획득하기 위한 스테이션은 처리 결과의 분석을 위해 적합한 소프트웨어 패키지와 결합될 수 있다. 이런 소프트웨어 패키지는 특히 사용자 인터페이스의 컴퓨터 상에 설치될 수 있다.

샘플을 처리하는 단계가 용기에 시약을 도입하는 단계를 포함하는 경우에, 예로서 소프트웨어 패키지에 의한 반응 결과의 분석은 특히 반응의 양성도나 음성도에 대한 자동적 판정을 가능하게 할 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 의료 분석 방법은 예로서, 혈액 그룹 테스트, 불규칙응집소 같은 항체의 검색을 위한 테스트 또는 기증자와 수용자 사이의 호환성을 결정하기 위한 테스트의 면역-혈액학에 그 용례를 갖는다.

본 발명에 따른 방법이 적용될 수 있는 다른 분야는 생물학, 미생물학, 세균학, 균류학, 기생충학, 체외 진단용 실험실을 위한 품질 제어, 자가면역 질환의 검출, 당뇨병 감시, 유전자 질환의 검출, 독성학 및 특히, 치료 요법의 결과로서의 생리적 또는 병리적 상태의 감시이다.

본 발명에 따른 방법에서, 전적으로 로토이드형 조인트(rotoidal joint)만을 포함하는, 고정 베이스(fixed base)에 고정된 다관절 로봇이 사용되는 것이 바람직하다.

다관절 로봇에 의해 파지 및 변위되는 용기는 예로서, 겔 카드(gel card)일 수 있다. 통상적으로, 겔 카드는 다수의 인접한 반응 웰(reaction woll)이 단일 열을 따라 위치되어 형성되어 있고 덮개에 의해 폐쇄되어 있는 본체를 포함하는 용기이다. 겔 카드의 웰은 일반적으로 웰 내에서 발생한 반응 결과의 해석을 위해 사용되는 겔을 포함한다. 예로서, 겔 카드의 본체는 플라스틱이다. 또한, 일반적으로, 겔 카드는 6 내지 8개 웰을 포함한다. 이때, 테스트 대상 샘플은 이런 겔 카드의 적어도 하나의 웰 내에 도입된다는 것을 알 수 있다.

시약이 처리될 샘플과 반응하여야 하는 경우에, 시약은 겔 카드의 적어도 하나의 웰 내로 도입될 수 있다. 시약은 예로서 테스트 대상 혈장을 포함하는 용기 내에 분배된 테스트 적혈구의 현탁액 또는 테스트 대상 적혈구의 현탁액를 포함하는 용기 내에 분배되는 테스트 혈청일 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 일 실시예에 따라서, 용기는 다관절 로봇에 의해 처리 결과의 영상을 획득하기 위한 스테이션으로 이동된다.

이 경우에, 처리 결과의 영상을 획득하기 위한 스테이션은 의료 분석 기기에 통합된다. 이들 획득된 영상은 그후 이들 영상을 표시하기 위해 사용자 인터페이스로 전송된다는 것을 알 수 있다.

일 실시예에 따라서, 처리 결과를 표시하는 단계 이전에, 용기 또는 다른 수납부는 다관절 로봇에 의해, 사용자 인터페이스에 연결된 제어 스테이션으로 이동된다.

본 내용에서, 제어 스테이션은 의료 분석 기계의 일부이면서 용기의 제어를 가능하게 하기 위해 의도된 영상 획득을 가능하게 하는 임의의 장치로서 이해되어야 한다.

제어는, 예로서, 용기의 식별, 특히, 예로서 용기 상의 인쇄된 바코드 같은 식별자의 식별, 용기 내의 액체의 수준의 제어, 용기의 치수, 특히, 그 높이 및 직경의 획득, 에어-갭의 상태, 즉, 용기 내에 분배된 액체(들)을 격리시키는 기포의 상태의 제어 또는 용기의 내용물, 특히, 겔의 품질의 추가적 제어를 의미한다. 또한, 제어 스테이션은 다관절 로봇에 의해 조작되는, 용기 이외의 대상물의 영상을 획득할 수 있다. 예로서, 이는 시약 플라스크 내의 액체 수준의 결정을 가능하게 할 수 있다.

특정 실시예에서, 처리의 결과의 영상을 획득하기 위한 스테이션 및 제어 스테이션은 단일의 동일한 스테이션이며, 이 스테이션은 처리의 결과, 즉, 획득된 영상이나 소프트웨어 패키지에 의한 이들 영상의 해석으로부터 초래되는 결과를 포시하기 위해 사용자 인터페이스에 연결된다.

일 예에 따라서, 제어 스테이션은 카메라를 포함한다. 획득된 제어 영상이 그후 사용자 인터페이스 상에 표시되거나 이들 영상에 관련한 메시지가 사용자 인터페이스 상에 표시된다.

특정 실시예에서, 용기는 다관절 로봇에 의해 의료 분석 기계의 원심분리기까지 이동된다.

특정 실시예에서, 용기는 다관절 로봇에 의해 의료 분석 기계의 배양기까지 이동된다.

특정 실시예에서, 용기는 용기 내부에 시약을 도입하기 위해 의료 분석 기계의 용기를 피펫팅하기 위한 영역으로 다관절 로봇에 의해 변위된다.

특정 실시예에서, 다관절 로봇의 파지 부재는 시약 플라스크의 파지를 위해 사용된다.

특정 실시예에서, 시약 플라스크는 시약의 피펫팅을 위한 영역으로 로봇에 의해 변위된다.

특정 실시예에서, 시약 플라스크는 시약 플라스크의 재부유(re-suspend) 위해 다관절 로봇에 의해 상하 반전 및/또는 교반될 수 있다.

특정 실시예에서, 다관절 로봇은 처리 결과의 영상을 획득하기 위해 스테이션 및/또는 제어 스테이션의 카메라의 선명도를 조절한다.

특정 실시예에서, 다관절 로봇은 용기의 각 면의 화상을 획득하기 위해 180°의 각도 만큼 용기를 선회시킨다.

특정 실시예에서, 기계는 다관절 로봇 둘레로 360°에 걸쳐 분포되어 있는 복수의 처리 스테이션을 포함한다.

특정 실시예에서, 다관절 로봇은 기계의 각 처리 스테이션에 대한 액세스(access)를 갖는다.

특정 실시예에서, 용기는 다관절 로봇에 의해 폐기물을 회수하기 위해 의도된 수집 용기로 변위된다.

특정 실시예에서, 이 방법은 사전 파라미터화 단계를 포함하고, 이 단계 동안, 다관절 로봇이 이동하도록 허용되는 영역 및 특히, 의료 분석 기계의 특정 영역의 침범을 방지하기 위해 로봇이 그 내부로 침입할 수 없는 영역이 사전규정된다. 이 기능은 서로 다른 샘플, 희석제 및/또는 시약을 조작할 때 교차 오염(cross-contamination)의 위험을 감소시키기 위해 특히 중요하다.

특정 실시예에서, 로봇의 말단 부재는 압전 터치 프로브를 포함한다.

특정 실시예에서, 샘플은 인간 또는 동물로부터 기인된 유체, 세포, 생물학적 또는 장기 조직으로부터 선택된 물질 중 하나를 포함한다.

특정 실시예에서, 이 방법은 이하의 단계들을 포함한다:

- 내부에 시약을 도입하기 위해 다관절 로봇에 의해, 처리될 샘플로 미리 충전된 용기가 상기 용기의 피펫팅 영역쪽으로 이동된다.

- 시약이 용기 내로 도입된다.

- 용기가 다관절 로봇에 의해 배양기로 이동된다.

- 용기가 배양된다.

- 용기가 다관절 로봇에 의해 배양기로부터 원심 분리기로 이동된다.

- 용기가 원심분리된다.

- 용기가 처리 반응의 영상을 획득하기 위해 스테이션으로 전달되고, 결과가 사용자 인터페이스에 의해 표시된다.

특정 실시예에서, 시약을 용기에 도입하는 단계 이전에, 시약의 플라스크가 다관절 로봇에 의해 상하 반전 및/또는 교반되며, 시약은 이에 의해 재부유된다.

특정 실시예에서, 원심분리 단계 이전에, 에어-갭(air-gap)을 점검하기 위해 다관절 로봇에 의해 제어 스테이션으로 전달된다.

특정 실시예에서, 의료 분석 기계의 요소를 작동시키기 위해 다관절 로봇이 사용된다.

특정 실시예에서, 다관절 로봇의 지향은 변위 대상 대상물의 특성에 따라서, 특히, 로봇이 액체로 충전된 용기를 변위시키는 경우에 액체의 과류 또는 교반을 피하도록 제어된다.

특정 실시예에서, 다관절 로봇의 속도는 변위 대상 대상물의 특성에 따라, 특히, 로봇이 액체로 충전된 용기를 변위시키는 경우에 액체의 과류 또는 교반을 피하도록 제어된다.

특정 실시예에서, 변위 대상 대상물 상의 파지 부재에 의해 인가되는 힘이 측정된다.

특정 실시예에서, 다관절 로봇은 대상물(예로서, 희석제를 갖는 용기)의 교반을 위해, 특히, 대상물이 액체로 충전된 용기인 경우에 액체의 혼합 또는 재현탁을 위해 사용된다.

또한, 본 발명은 상술한 방법을 적용하기 위해 사용될 수 있는 의료 분석 기계, 특히, 예로서, 면역-혈액학의 체외 의료 분석 기계에 관한 것이며, 이는 적어도 6개 회전 축을 형성하고 6개 자유도에 따라 말단 부재를 변위시키고/변위시키거나 지향시키기 위해 조정되는 조인트를 포함하는 다관절 로봇을 포함한다.

본 발명에 따른 의료 분석 기계는 이런 다관절 로봇에 추가로, 특히, 용기(샘플 튜브, 희석제 용기, 시약 용기 등)의 저장 및/또는 영상의 획득, 특히, 처리 결과의 획득을 가능하게 하는 저장 및/또는 분석 부재를 포함한다.

본 발명에 사용되는 로봇은 인간의 팔과 유사하게 다관절식이며, 6개 자유도(변위를 위한 3개 자유도 및 지향을 위한 3개 자유도)를 포함함으로써, 주어진 작업공간에서 아암(arm)의 원위 단부 또는 말단 부재의 변위 및 지향을 가능하게 한다.

따라서, 이는 구체로 대략적으로 심볼화될 수 있는 작업 영역(즉, 말단 부재의 운동을 위한 영역)에서 작동하며, 로봇은 이 구체의 중심에 배치된다. 말단 부재의 6개 자유도에 의해, 기계의 구조요소의, 그리고, 기계에 의해 취급되는 수납부의 실제 위치가 고려될 뿐만 아니라, 공간에서의 그 지향도 여전히 고려된다. 따라서, 로봇의 말단 부재는 공간의 모든 방향에서 로봇의 베이스 둘레의 임의의 위치에 위치된 작업스테이션에 도달할 수 있다.

따라서, 기계의 작업공간의 조밀성이 증가되고, 작업 스테이션은 서로 더 근접해질 수 있다.

작업 공간에 대한 사전 학습으로, 그리고, 각 대상물의 실제 공간 좌표를 메모리에 저장함으로써, 다관절 로봇은 기계의 진정한 가상이 아닌(non-virtual) 영상을 가짐으로써 구조물 부정확성에 기인한 형상 결함을 보상할 수 있다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 다관절 로봇은 고정 베이스에 고정되고, 전적으로 로토이드형 조인트만을 포함한다. 따라서, 로봇의 변위는 전적으로 피봇 조인트에 의해 보증된다.

특정 실시예에서, 용기는 다관절 로봇에 의해 용기의 출구 매거진으로 변위된다. 이러한 취급은 특히 용기를 제어하기 위해 또는 다른 방식으로 후속하여 용기를 재사용하기 위해(예로서, 용기가 겔 카드이고, 상기 겔 카드의 모든 웰이 처리완료된 상태가 아닌 경우) 용기를 회수하는 것이 바람직할 때 유용하다.

다수의 실시예 또는 용례가 본 내용에 설명되어 있다. 그러나, 달리 명시되지 않은 한, 임의의 실시예와 연계하여 설명된 특성은 다른 실시예 또는 용례에 적용될 수 있다.

제한이 아닌 예시로서 제공되어 있는 본 발명의 예시적 실시예에 대한 이하의 설명을 읽음으로써 본 발명의 다른 특징 및 장점을 명백히 알 수 있을 것이다. 본 설명은 첨부된 도면을 참조한다.
도 1은 면역-혈액학에서 분석을 위해 임상 샘플을 처리할 수 있는 예시적 기계의 사시도이다.
도 2 및 도 3은 각각 도 1의 다관절 로봇(poly-articulated)의 사시도 및 정면도이다.
도 4는 도 1의 다관절 로봇의 말단 부재를 상세히 도시한다.

도 1은 혈액 샘플을 테스트하기 위해 구성된 의료 분석 기계를 예시한다.

본 예에서, 이 기계에 의해 수행되는 분석은 응집반응에 의한 항원(면역 반응을 촉발할 수 있는 물질)과 항체(항원의 존재하에 면역에 수반되는 백혈구에 의해 분비된 혈청의 단백질) 사이의 반응을 검출하는 것을 목적으로 한다.

이 분석의 용도는 특히, 불규칙 응집소 같은 항체의 검색을 위한, 그리고, 기증자와 수용자 사이의 호환성을 판정하기 위한 혈액 그룹의 표현형 테스트(phenotyping test)이다.

이는 두 방식으로 수행될 수 있다. 이는 적혈구의 표면에 항원의 존재 또는 부존재 검색을 위해 의도되고, 이 경우에는 알려진 항체 조성을 갖는 테스트 혈청이 테스트 대상 환자의 현존하는 적혈구에 투입되고, 또는, 이는 주어진 샘플에 특정 항체가 존재 또는 부존재 검색을 위해 의도되고, 이 경우에는 일반적으로 환자의 혈청 또는 혈장인 테스트 대상 샘플이 현존하는 테스트 적혈구에 투입된다.

그러나, 양자 모두의 경우에, 분석의 기초가 되는 원리는 동일하게 유지된다.

피펫을 사용하여 샘플로부터 적혈구(테스트 적혈구 또는 테스트 될 적혈구)의 현탁액이 취해진다. 이 현탁액은 선택적으로 식염수나 임의의 다른 적절한 희석제 같은 희석제 내에 적혈구를 도입함으로써 미리 얻어진다.

적혈구의 현탁액은 그후 겔을 수용하는 용기, 특히, 튜브 내로 도입된다. 본 예에서, 현탁액은 겔 카드 웰 내(gel card well)로 도입되고, 겔 카드는 통상적으로 겔을 포함하고 초기에 덮개에 의해 폐쇄된 복수의 웰(일반적으로 6개 내지 8개)을 구비하는 카드이다.

항체, 특별히, 경우에 따라서, 환자의 혈장 또는 테스트 혈청을 포함하는 시약 용액이 시약 플라스크 내로 피펫팅되고, 그후, 겔 카드의 웰 내로 도입된다.

선택적으로 배양된 이후, 겔 카드는 원심분리기 내에 도입되고 원심분리된다.

혈장 또는 혈청의 항체와 적혈구의 표면 항원 사이에 특정 결합이 발생하고 이들이 입자의 응집물을 형성할 때, 반응은 양성으로 간주된다.

원심분리의 결과에서, 어떠한 응집물도 존재하지 않는 경우(즉, 음성 반응의 경우), 적혈구는 겔 카드의 웰 내에 수용된 겔을 통과하여, 웰의 저부에 모인다.

다른 한편, 응집물이 존재하는 경우(즉, 양성 반응의 경우), 적혈구는 원심 분리 동안 겔의 표면에 남아 있는다.

사용자가 반응 결과를 관찰할 수 있게 하기 위해, 겔 카드는 영상을 획득하기 위해 스테이션으로 이동되고, 이 스테이션은 여기서 반응 결과의 영상을 표시하기 위해 사용자 인터페이스에 연결된 카메라를 포함한다. 본 예에서, 반응 결과의 해석은 자동으로, 특별히, 적절한 소프트웨어에 의해 수행된다.

다른 예에서, 결과의 분석은 사용자 인터페이스의 표시 유닛 상에서 또는 나안으로 이들을 관찰하는 조작자에 의해 직접 달성된다. 조작자는 예로서 카드 웰의 저부에 착색된 침전물이 존재 또는 부존재를 검출하고, 그로부터 반응의 양성도 또는 음성을 유추할 수 있다.

도 1에 예시된 의료 분석 기계(100)는 다양한 상술한 동작을 달성하기 위해 아래에 나열된 복수의 스토리지(storage) 및/또는 분석 부재(analysis members)를 지지하는 새시(10)를 포함한다:

- 복수의 겔 카드(16)(예로서 12개)를 각각 지지하는 겔 카드 배스킷(14), 희석 용기(28) 및 시약 플라스크(36)를 위한 입구 및 출구 매거진(12), 각 희석 용기(28)는 여기서 희석제로 충전된 복수의 덮여진 공동(32)을 구비하는 주입부(30)를 포함함(본 예시된 예에서, 단지 겔 카드 배스킷만이 입구 매거진에 나타나 있고, 시약 플라스크 및 희석제를 갖는 용기는 후술된 바와 같이 기계의 다른 위치에서 볼 수 있다);

- 배양기(18);

- 피펫팅될 겔 카드의 조립체(19)("배치"라고도 지칭됨)를 준비하기 위한 영역;

- 재사용가능한 겔 카드, 즉, 단지 일부 웰만이 사용된 겔 카드를 보관하기 위한 영역(미도시),

- 샘플 튜브의 적재/적재해제 지지부를 위한 영역(20), 샘플 튜브(22)의 각 지지부는 샘플 튜브(26)를 수용하도록 구성된 원통형 공동(24)을 구비함;

- 시약 플라스크(36)를 피펫팅하기 위한 영역(34);

- 샘플 튜브(26)와 희석 용기(28)를 피펫팅하기 위한 영역(40), 겔 카드(16)를 피펫팅하기 위한 영역(42) 및 시약 플라스크(36)를 피펫팅하기 위한 영역(34) 사이에서, 여기 3개 자유도(본 예에서, 피펫팅 바늘이 따라서 움직이는 수직 축을 포함하는 3개 직교 이동 축)를 따라 이동할 수 있는 피펫팅 로봇(38);

- 겔 카드 원심 분리기(44);

- 사용자 인터페이스(미도시)에 연결된 카메라(50)를 포함하여, 영상을 획득 하고 제어하기 위한 스테이션(48)(이하, 제어 스테이션); 및

- 사용후, 겔 카드(16), 샘플 튜브(22) 및 시약 플라스크(36) 같은 대상물을 수집하기 위한 용기 또는 폐기물 통(52)(도 1에서 명료성을 위해, 수집 용기(52)는 축척대로 예시되지 않는다).

분석 기계는 상술한 요소 전체에 의해 둘러싸여지고 더 상세히 후술되어 있는 다관절 아암(60)을 구비하는, 실질적으로 기계(100)의 중심에 위치된 로봇(70)을 더 포함한다.

도 2에 더 상세히 예시되어 있는 본 예에서, 로봇(70)의 아암(60)은 기계(100)의 새시(10)에 부착된 수평 베이스(80)로부터 연장하는 제1 아암 세그먼트(61)를 포함한다. 제1 아암 세그먼트(61)는 실질적으로 기계(100)의 중심에 위치되고, 제1 실질적 수직 축(A1)을 중심으로 베이스(80)에 관하여 피봇식으로 장착된다.

도 3에서 더 양호하게 볼 수 있는, 기계의 제2 아암 세그먼트(62)는 기계(100)의 베이스(80)에 대향하는 제1 아암 세그먼트(61)의 단부에 연결되고 제1 축(A1)에 수직인 제2 축(A2)을 중심으로 제1 아암 세그먼트에 대해 관절연결된다.

제3 아암 세그먼트(63)는 제1 아암 세그먼트(61)에 대향하는 제2 아암 세그먼트(62)의 단부에 연결되고, A2에 평행한 제3 축(A3)을 중심으로 제2 아암 세그먼트(62)에 대해 관절연결된다.

제4 아암 세그먼트(64)는 제3 아암 세그먼트(63)에 연결되고, 제3 축(A3)에 수직인 제4 축(A4)을 중심으로 제3 아암 세그먼트에 대해 피봇식으로 장착된다.

제5 아암 세그먼트(65)는 제4 아암 세그먼트(64)에 연결되고 제4 축(A4)에 수직인 제5 축(A5)을 중심으로 제4 아암 세그먼트(64)에 대해 피봇식으로 장착된다.

마지막으로, 아암(60)은 제4 아암(64)에 대향하는 제5 아암(65)의 단부에 연결된 제6 아암 또는 말단 부재 세그먼트(66)에 의해 종결된다. 제6 아암(66)은 A2 및 A3에 평행하고 제5 축(A5)에 수직인 제6 축(A6)을 중심으로 제5 아암(65)에 대해 피봇식으로 장착된다.

아암(60)의 회전축(또는 피봇형 조인트)에 의해, 말단 부재(66)는 서로 다른 높이에서 서로 다른 지향들을 따라 그것 둘레 360°에 걸쳐 분포된 모든 작업스테이션을 달성할 수 있다.

본 발명의 대안 실시예에 따라서, 다관절 로봇은 6개보다 많은 회전축을 포함할 수 있다는 것을 인지하여야 한다.

도 2에서, 말단 부재(66)는 압전 감지 장치(72)를 포함한다.

기계의 제조 동안 또는 유지보수 동작 동안, 그리고, 로봇(70)의 6개 회전축에 의해, 센서(72)는 다양한 작업스테이션들을 감지하고, 기계(100)를 형성하는 모든 요소의 공간에서 실제 좌표를 메모리에 저장한다. 따라서, 로봇(70)은 요소의 위치 및 지향 모두를 인지하며, 기계의 정확한 영상을 갖는다. 따라서, 구조물 부정확성에 기인한 기하학적 결함은 기계의 최종 동작에 어떠한 영향도 주지 않는다.

그 하부 단부에서, 말단 부재(66)는 두 개의 실질적 L-형상 조오(jaw)(74a, 74b)를 더 포함하며, 이들은 서로 대면하고, 상술한 축(A6)에 수직으로 지향되면서 서로 평행한 두 개의 활주체(76a, 76b)를 따라 활주가능하게 장착된다. 조오(74a, 74b)는 파지 또는 클램핑 부재(78)를 형성하며, 이는 이들이 서로 이격 이동될 때 개방되고 이들이 서로 근접해질 때 폐쇄된다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 분석 방법은 그 클로우(78)에 의해 기계의 다양한 작업스테이션(제어 스테이션, 적재/적재해제 영역, 피펫팅 영역, 폐기물 통 등) 사이에서 상술한 분석 절차의 과정에 참여하는 다양한 대상물(겔 카드(16), 시약 플라스크(36), 희석제 용기(28) 등)을 로봇(70)이 변위시키는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 분석 방법은 내부에 수용된 액체를 재부유 또는 혼합하기 위해 다관절 로봇(70)이 그 클로우(78)로 대상물, 예로서, 시약 플라스크(36)를 파지하고 흔드는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 분석 방법은 각 면 상의 영상을 촬상할 수 있게 하도록 로봇(70)이 겔 카드를 180°의 각도 만큼 선회시켜서 제어 스테이션(48)에 겔 카드(16)를 반환하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 분석 방법은 다관절 로봇이 의료 분석 기계의 요소를 작동시키는 단계를 더 포함할 수 있으며, 예로서, 이는 원심분리기(44)의 개방/폐쇄를 위해 해치(hatch)를 변위시키거나, 사용자가 접근가능 또는 접근불가하게 하기 위해 또는 다관절 로봇(70)에 의한 겔 카드(16)의 파지를 위해 이에 접근할 수 있게 하도록 입구 및 출구 매거진(12)을 변위시키거나, 선명도의 조절을 위한 동작 동안 제어 스테이션(48)의 카메라(50)의 초점 링(focusing ring)을 추가로 변위시킨다.

본 발명에 따른 분석 방법에서 이루어질 수 있는 다른 단계가 도 1에 연계하여 후술된다.

이 방법은 예로서 튜브(26)의 존재를 검출하거나, 튜브(26) 상의 플러그의 존재를 검출하거나, 튜브(26)의 직경 및 높이를 측정하거나, 튜브(26)의 저부의 형상을 결정하거나, 추가로, 튜브(26)의 식별자, 예로서, 바코드를 판독하기 위해 로봇(70)이 환자의 적혈구로 채워지거나 이런 적혈구의 현탁액으로 채워진 샘플 튜브(26)의 지지부(22)를 제어 스테이션(48)쪽으로 변위시키는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 이 방법은 하나 또는 다수의 튜브(26) 상에서 검출된 이상을 사용자가 교정할 수 있게 하기 위해 제어 스테이션(48)으로부터 적재/적재해제 영역(20)으로, 또는, 샘플 튜브(40)를 피펫팅하기 위한 영역으로 로봇(70)이 튜브 지지부(22)를 수송하는 단계를 포함할 수 있다.

필요시, 피펫팅 동작 이후, 이 방법은 또한 튜브(26)를 재식별하기 위해 로봇(70)이 제어 스테이션(48)으로 다시 한번 샘플 튜브(22)의 지지부를 변위시키는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 이 방법은 처리된 샘플 튜브(26)를 사용자가 다시 이용할 수 있게 하기 위해 로봇(70)이 피펫팅 영역(40)으로부터 적재/적재해제 영역(20)으로 직접적으로 튜브 지지부(22)를 수송하는 단계를 포함할 수 있다.

샘플 튜브(26) 내에 수용된 적혈구가 희석제에 현탁될 필요가 있을 때, 이 방법은 로봇(70)이 입구 매거진(12)에 사용자에 의해 초기에 배치된 희석제 용기(28)를 그 식별자를 판독하기 위해 제어 스테이션(48)으로 수송하는 단계를 포함할 수 있다. 그후 그것을 피펫팅 영역(40)쪽으로 수송하거나 필요시, 이를 매거진(12)으로 복귀시켜 사용자가 이상(anomaly)을 교정할 수 있게 한다(예로서, 용기(28)가 유효기간이 경과되었을 때).

이 방법은 피펫팅 동작 이후, 로봇(70)이 희석재 용기를 다시 사용자가 이용할 수 있게 하기 위해 희석제 용기(28)를 매거진(12)으로 변위시키거나, 이를 제거하기 위해 수집 폐기물 통(52)으로 변위시키거나, 추가로, 필요시, 그 재식별을 위해 제어 스테이션(48)으로 변위시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 분석 방법은 로봇(70)이 예로서, 경우에 따라 혈장 테스트 또는 혈청 테스트를 포함하는 반응 플라스크(36)를 수송하는 단계를 포함할 수 있다.

시약 플라스크(36)는 예로서 플라스크(36) 또는 플라스크 상의 플러그의 존재를 검출하거나, 플라스크(36)의 높이를 측정하거나, 추가로, 그 식별자를 판독하기 위해 제어 스테이션(48)쪽으로 변위될 수 있다. 또한, 플라스크(36)는 사용자가 플라스크(36) 상에서 검출된 이상(예로서, 플라스크가 개방되어 있지 않은 경우)을 교정할 수 있도록 입구 및 출구 매거진(12)쪽으로 또는 피펫팅 영역쪽으로 변위될 수 있다. 피펫팅 영역으로부터, 비어있는 경우 제거를 위해 수집 폐기물 통(52)쪽으로 또는 반대의 경우에, 재식별을 위해 제어 스테이션(48)쪽으로 변위될 수 있다.

본 발명에 따른 분석 방법은 로봇(70)이 입구 매거진(12)에 적재된 배스킷(14) 중 하나를 초기에 포함하고 있는 겔 카드(16)를 수송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

겔 카드(16)는 특히 플라스틱제 본체(16a)를 포함하며, 이는 종방향(L)을 따라 연장하고, 반응 웰(17), 예로서, 6개 웰이 형성되어 있다. 이들 웰들(17)은 상기 겔 카드(16)의 상부 벽(16b) 내로 개방되어 있는 개구를 가지며, 상기 개구는 초기에 종방향(L)을 따라 연장되는 뚜껑(19)으로 폐쇄되어 있다. 본 예에서, 뚜껑(19)은 겔 카드(16)의 상부 벽(16b)에 대해 밀봉된 얇은 스트립이다.

또한, 겔 카드(16)의 각 웰(17)은 웰 내에서 발생한 결과를 해석하기 위해 사용되는 겔을 포함한다.

예시된 예에서, 각 웰(17)은 실질적 원통형 형상의 상부 공동(17a)을 구비하도록 형성되며, 이 상부 공동은 절두 원추형 중간 공동을 통해 역시 실질적으로 원통형 형상을 갖는 하부 공동(17b)과 연결되어 있다. 상부 공동(17a)은 하부 공동(17b)의 직경보다 실질적으로 큰 직경을 가지며, 하부 및 상부 공동은 동축이다.

제1 상태에서, 겔 카드(16)는 겔의 상태를 검출하거나 그 식별자를 판독하기 위해 제어 스테이션(48)쪽으로 변위될 수 있다.

또한, 제어 스테이션(48)으로부터 매거진(12)까지 또는 예로서, 카드(16)가 만료된 것으로 식별되었을 때 수집 폐기물 통(52)까지 수송될 수 있다.

겔 카드(16)는 겔 카드(42)를 피펫팅하기 위한 영역쪽으로 변위될 수 있다. 또한, 이는 분배된 액체의 총 수준을 제어하기 위해 피펫팅 영역(42)으로부터 제어 스테이션(48)쪽으로, 제어 스테이션(48)으로부터 배양기(18)로, 배양기(18)로부터 제어 스테이션(48)으로, 그 원심 분리를 위해 제어 스테이션(48)으로부터 원심 분리기(44)로, 카드(16)의 영상의 획득을 달성하기 위해 원심 분리기(44)로부터 제어 스테이션(48)으로, 수동 재판독 대상 카드를 저장하기 위해 제어 스테이션(48)으로부터 내부 매거진(미도시)으로, 수동 재판독 대상 카드(16)를 사용자가 다시 이용할 수 있게 하도록 내부 매거진(미도시)으로부터 겔 카드(18)의 출구 매거진으로, 완전한 겔 카드를 필요로 하지 않는 추가 분석을 위해 재사용가능한 카드의 공급원을 형성하기 위해 제어 스테이션(48)으로부터 재사용가능한 카드의 영역으로, 피펫팅 대상 겔 카드의 배치를 형성하기 위해 재사용가능한 카드 영역으로부터 겔 카드의 준비를 위한 준비 블록을 위한 영역으로, 그 작동개시 이전에 원심분리를 균형화하기 위해 재사용가능한 카드 영역으로부터 원심 분리기로, 만료된 카드(16)를 제거하기 위해 재사용가능한 카드 영역으로부터 수집 폐기물 통(52)으로, 또는, 재사용가능한 카드 영역 내의 자유 위치로 변위될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 분석 방법은 출구 매거진(12)에 사용될 수 없는 빈 배스킷(14)을 제거하기 위해 겔 카드(16)가 초기에 적재되어 있던 빈 배스킷(basket)(14)을 로봇(70)이 입구 매거진(12)으로부터 수집 폐기물 통(52)으로 수송하는 단계를 포함할 수 있다.

Claims (17)

1. 적어도 6개 회전축(A1, A2, A3, A4, A5, A6)들을 형성하면서 6개 자유도에 따라 말단 부재(66)를 변위시키고/변위시키거나 지향시키기 위해 조정되는 조인트를 포함하고, 상기 말단 부재는 용기(16)를 파지하기 위해 조정되는 파지 부재(78)를 보유하는 다관절 로봇(70)을 구비하는 의료 분석 기계를 사용하는 의료 분석 방법에 있어서,
   상기 의료 분석 방법은 하기의 단계들:
   - 상기 다관절 로봇(70)에 의해 샘플이 저장 수납부로부터 추출되고, 상기 용기 내로 도입되고,
   - 인간 또는 동물로부터 기인된 처리될 샘플로 미리 충전되어 있는 용기(16)가 제공되는 단계,
   - 상기 용기(16)가 상기 다관절 로봇(70)에 의해 상기 의료 분석 기계(100)의 적어도 하나의 처리 스테이션에 전달되는 단계,
   - 상기 샘플이 상기 처리 스테이션에서 처리되는 단계,
   - 상기 용기(16)가 영상들을 획득하기 위한 스테이션으로 전달되고, 상기 처리의 결과들이 사용자 인터페이스 상에 표시되는 단계의 최소 연쇄를 포함하는, 의료 분석 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 샘플을 처리하는 단계는 상기 처리될 샘플과 반응시키기 위해 조정된 시약 용기 내로 도입하는 단계를 포함하는, 의료 분석 방법.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 처리 결과들에 대한 자동 분석 단계를 더 포함하는,의료 분석 방법.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 다관절 로봇(70)은 고정 베이스(fixed base)(80)에 고정되고, 전적으로 로토이드형 조인트들(rotoidal joint)만을 포함하는, 의료 분석 방법.
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   수행되는 상기 의료 분석은 면역-혈액학(immuno-hematology), 바이러스학(virology), 미생물학(microbiology), 세균학(bacteriology), 균류학(mycology), 기생충학(parasitology), 체외 진단용 실험실을 위한 품질 제어(quality control for an in vitro diagnostic laboratory), 자가면역 질환의 검출(detection of auto-immune diseases), 당뇨병 감시(monitoring diabetes), 유전자 질환의 검출(detecting genetic diseases), 독성학(toxicology) 및 생리적 또는 병리적 상태의 감시 중에서의 분야들 중 임의의 분야에 속하는, 의료 분석 방법.
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 처리될 샘플은 인간 또는 동물 중에서의, 세포, 생물학적 조직 또는 장기 조직으로부터의 물질들 중 하나를 포함하는, 의료 분석 방법.
7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 용기(16)는 단일 열을 따라 위치된 다수의 인접한 반응 웰(reaction well)들(17)이 형성되어 있는 본체(16a)를 포함하는 겔 카드(gel card)이고, 상기 웰들(17)은 겔을 포함하고 초기에 뚜껑(19)으로 밀폐되어 있는, 의료 분석 방법.
8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 용기(16)는 상기 다관절 로봇(70)에 의해 상기 처리 결과들의 영상들을 획득하기 위한 스테이션으로 이동되는, 의료 분석 방법.
9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 전달 단계 동안, 상기 용기는 상기 다관절 로봇(70)에 의해 사용자 인터페이스에 연결된 제어 스테이션으로 이동되는, 의료 분석 방법.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 처리 결과들의 영상들을 획득하기 위한 스테이션 및 상기 제어 스테이션은 단일의 동일한 스테이션인, 의료 분석 방법.
11. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    - 상기 처리될 샘플로 미리 충전된 상기 용기는 그내부에 시약을 도입하기 위해 상기 용기(16)를 피펫팅하기 위한 영역(42)으로 상기 다관절 로봇(70)에 의해 이동되고,
    - 상기 시약은 상기 용기(16) 내로 도입되고,
    - 상기 용기(16)는 상기 다관절 로봇(70)에 의해 배양기(incubator)(18)로 이동되고,
    - 상기 용기(16)는 배양되고,
    - 상기 용기(16)는 상기 배양기(18)로부터 원심 분리기(centrifuge)(44)로 상기 다관절 로봇(70)에 의해 이동되고,
    - 상기 용기(16)는 원심 분리되고,
    - 상기 용기는 상기 영상들을 획득하기 위한 스테이션으로 전달되고, 상기 처리 결과들은 상기 사용자 인터페이스 상에 표시되는, 의료 분석 방법.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 용기(16) 내에 상기 시약을 도입하는 단계 이전에, 상기 시약을 포함하는 시약 플라스크(36)가 상기 다관절 로봇(70)에 의해 상하 반전 및/또는 요동되고, 상기 시약은 그에의해 재부유되는(resuspended), 의료 분석 방법.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 원심분리 단계 이전에, 상기 용기(16)는 상기 다관절 로봇(70)에 의해 제어 스테이션(48)으로 이동되고, 상기 제어 스테이션에서 상기 용기(16)는 에어-갭들을 점검하기 위해 관찰되는, 의료 분석 방법.
14. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 용기(16)는 상기 다관절 로봇(70)에 의해 폐기물 회수를 위해 의도된 수집 용기(52)로 이동되는, 의료 분석 방법.
15. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 다관절 로봇(70)의 이동이 허용되는 영역들과 특별히, 상기 의료 분석 기계(100)의 특정 영역들을 가로지르는 것을 방지하기 위해 상기 로봇이 침입할 수 없는 영역들이 사전규정되는 사전 파라미터화 단계(parameterization step)를 포함하는, 의료 분석 방법.
16. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 기계는 상기 다관절 로봇(70) 둘레로 360°에 걸쳐 분포되어 있는 복수의 처리 스테이션들을 포함하는, 의료 분석 방법.
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