KR20140091033A - 검체 컨테이너 검출 - Google Patents

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KR20140091033A
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sample container
sample
cap
container holder
tube
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Application number
KR1020147014682A
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마르틴 뮐러
안드레아스 바이스
게르하르트 군처
미햐엘 에버하르트
Original Assignee
베크만 컬터, 인코포레이티드
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Abstract

시스템이 개시되어 있다. 상기 시스템은 샘플 컨테이너 홀더 내 샘플 컨테이너의 하나 이상의 화상을 취득하도록 구성되는 적어도 하나의 화상 취득 디바이스를 포함한다. 상기 시스템은 적어도 하나의 화상 취득 디바이스에 결합되는 화상 분석 디바이스를 더 포함한다. 상기 화상 분석 디바이스는 (a) 샘플 컨테이너 홀더 내 샘플 컨테이너 홀더 위치에서의 샘플 컨테이너의 존재 또는 부재, 및 (b) 샘플 컨테이너 홀더 내 샘플 컨테이너의 샘플 컨테이너 특성 - 샘플 컨테이너의 특성은 샘플 컨테이너와 관련된 캡 색상, 캡 형상, 라벨 및 마커 중 하나 이상을 포함함 - 또는 하나 이상의 샘플 컨테이너 홀더 특성을 판정하기 위해, 샘플 컨테이너 홀더 내 샘플 컨테이너의 하나 이상의 화상을 프로세서에 의해 분석하도록 구성된다.

Description

검체 컨테이너 검출 {SPECIMEN CONTAINER DETECTION}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2011년 11월 7일 출원되고 발명의 명칭이 "샘플을 처리하기 위한 분석 시스템 및 방법(Analytical System and Method for Processing Samples)"인 미국 가특허 출원 제61/556,667호를 우선권 주장한다. 본 출원은 또한 2012년 3월 28일 출원되고 발명의 명칭이 "샘플을 처리하기 위한 분석 시스템 및 방법(Analytical System and Method for Processing Samples)"인 미국 가특허 출원 제61/616,994호를 우선권 주장한다. 본 출원은 또한 2012년 8월 6일 출원되고 발명의 명칭이 "샘플을 처리하기 위한 분석 시스템 및 방법(Analytical System and Method for Processing Samples)"인 미국 가특허 출원 제61/680,066호를 우선권 주장한다. 이들 출원의 모두는 모든 목적으로 그대로 본 명세서에 참조로서 합체되어 있다.
종래의 의료용 실험실 시스템은 일부는 자동화되어 있고 일부는 수동 작동을 필요로 하는 환자 샘플을 처리하기 위한 세그먼트를 포함한다. 오늘날의 실험실 시스템은 자동화된 세그먼트로 인해 보다 효율화되었다. 그러나, 여전히, 샘플을 분석하는데 요구되는 시간을 감소시키고, 시스템의 수동 작업을 위한 필요성을 감소시키며, 기계류에 의해 요구되는 공간을 감소시키기 위해, 자동화될 수 있는 의료용 실험실 시스템의 다수의 구성 요소가 존재한다.
일반적으로, 실험실 프로세스는 4개의 페이즈(phase): 연계, 분선전, 분석, 및 분석후로 구성될 수 있다. 이들 4개의 페이즈는 전형적으로 임의의 실험실 프로세스 내에서 발생한다. 그러나, 일부 종래의 실험실은 다른 실험실이 유닛간 샘플 이동을 위해 유닛들 중 일부가 이송 시스템과 연결할 수 있는 것에 반해, 실험실 전체에 걸쳐 독립형 유닛을 사용하는 프로세스를 가질 수 있다. 이들 2가지 유형은 일부 공통되는 프로세싱 요구 및 일부 상이한 프로세싱 요구를 갖는다. 따라서, 일부 종래의 실험실은 샘플 튜브의 샘플 유형(예를 들어, 키트로부터의 것들과 같은)을 일관적으로 처리할 수도 있고, 반면 다른 실험실들은 이들 실험실들이 수용해야 할 다양한 범위의 튜브 유형을 가질 수 있다. 또한, 많은 실험실들은 분석기의 특정 제조업자에 대한 선호도를 가질 수 있는 반면, 다른 실험실들은 모든 분석기를 하나의 제조업자로부터 공급받아 사용할 수 있다.
따라서, 독립형 유닛을 사용하는 프로세스 및 이송 시스템, 다양한 샘플 튜브 유형 및 분석기와 연결된 유닛의 모두를 수용할 수 있는 환자 샘플을 처리하기 위한 더 효율적인 시스템 및 방법에 대한 요구가 존재한다.
자동화 실험실 시스템의 일 태양은 튜브 식별에 관한 것이다. 자동 튜브 식별은 실험실 시스템이 샘플 튜브 내 샘플을 처리하는 방법을 인지하도록, 실험실 시스템에 있어 요구된다.
종래의 튜브-인-래크(tube-in-rack) 검출은 통상적으로 카메라의 시야 내의 물체를 결정하기 위해, 하나의 카메라 또는 복수의 카메라에 의해 취득된 2차원 화상 상에 화상 분석 도구를 이용한다. 이 기술은 예를 들어 현미경에 의한 병리학 샘플의 분석을 포함하는 다양한 분야에서 잘 알려져 있다.
다른 분야에서, 이 기술은 예를 들어 작업대(workbench)의 서랍을 식별하는 것을 포함하여, 시스템의 가동 로딩(loading) 또는 언로딩(unloading) 수단 내의 물체를 식별하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, WO/2010/017528호 참조. 일련의 화상이 서랍의 개방 및 폐쇄 중에 각각의 카메라에 의해 촬영되고 함께 스티칭되어(stitched) 개관 화상(overview image)을 생성한다. 이 개관 화상 내에서, 단일 물체가 화상 분석에 의해 검출될 수 있다.
실험실 자동화 시스템의 분야에서, 유지 래크 내에 위치된 샘플 튜브의 캡 또는 마개(closure)와 같은 단일 물체는 유지 래크의 평면 화상에 화상 분석 알고리즘을 채용함으로써 식별될 수 있다는 것이 잘 알려져 있다. 그러나, 화상 분석 알고리즘은 통상적으로 단지 단일 물체의 식별에만 한정되고, 화상 내의 물체의 다른 상세를 식별하지 않는다.
다른 튜브 식별 메커니즘은 샘플 튜브 마커의 사용을 포함한다. 즉각적인 분석을 필요로 하는 샘플 튜브를 식별하는데 사용되는 통상의 샘플 튜브 마커는 자기 접착성 라벨(예를 들어, 긴급을 포함하는 착색된 라벨), "긴급" 스티커 또는 간단히 미리 존재하는 라벨 상에 긴급을 지시하는 수기 노트(handwritten note)를 포함한다. 이들 긴급 샘플 튜브 마커는 비효율적이고 비자동화여서, 실험실 기술자가 긴급의 지시를 적용하고 그리고/또는 수기하는 것을 필요로 한다.
또한, 원심 분리된 샘플을 식별하기 위해 사용되는 종래의 샘플 튜브 마커는 중력가속도(g-force) 감지 라벨을 포함할 수 있다. 이들 라벨은 이송 중에 허용할 수 없는 고 충격이 있었는지 여부를 측정한다. 그러나, 이러한 라벨은 샘플 튜브 측에 있으며, 이로써는 오버헤드 카메라 등에 의해 용이하게 검열되거나 식별될 수 없다.
본 발명의 실시예는 이들 및 다른 문제점들을 개별적으로 그리고 집합적으로 처리한다.
기술의 실시예는 환자 샘플을 효율적으로 처리하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예는 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 샘플 컨테이너 홀더 또는 샘플 컨테이너 홀더 내 샘플 컨테이너 위에 위치될 때, 샘플 컨테이너 홀더 또는 샘플 컨테이너 홀더 내 샘플 컨테이너의 하나 이상의 화상을 취득하도록 구성되는 적어도 하나의 화상 취득 디바이스를 포함한다. 상기 시스템은 화상 분석 디바이스를 더 포함하며, 상기 화상 분석 디바이스는, 적어도 하나의 화상 취득 디바이스에 결합되고, (a) 샘플 컨테이너 홀더의 존재, 부재, 또는 특성 - 샘플 컨테이너 홀더의 특성은 샘플 컨테이너 홀더의 색상 또는 형상, 또는 샘플 컨테이너 홀더와 관련된 라벨 또는 마커를 포함함 -, 또는 (b) 샘플 컨테이너 홀더 내 샘플 컨테이너의 존재, 부재, 또는 특성 - 샘플 컨테이너 특성은 샘플 컨테이너와 관련된 라벨 또는 마커, 또는 샘플 컨테이너의 색상 또는 형상 중 하나 이상을 포함함 -을 판정하기 위해, 샘플 컨테이너 홀더 또는 샘플 컨테이너 홀더 내 샘플 컨테이너의 하나 이상의 화상을 프로세서에 의해 분석하도록 구성된다.
본 발명의 다른 실시예는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 샘플을 포함하는 샘플 컨테이너를 구비한 샘플 컨테이너 홀더의 적어도 하나의 화상을 적어도 하나의 화상 취득 디바이스에 의해 취득하는 단계, 및 적어도 하나의 화상을 화상 분석 디바이스에 의해 분석하는 단계를 포함한다. 적어도 하나의 화상은 (a) 샘플 컨테이너 홀더의 존재, 부재, 또는 특성 - 샘플 컨테이너 홀더의 특성은 샘플 컨테이너 홀더의 색상 또는 형상, 또는 샘플 컨테이너 홀더와 관련된 라벨 또는 마커를 포함함 -, 또는 (b) 샘플 컨테이너 홀더 내 샘플 컨테이너의 존재, 부재, 또는 특성 - 샘플 컨테이너 특성은 샘플 컨테이너와 관련된 라벨 또는 마커, 또는 샘플 컨테이너 홀더의 색상 또는 형상 중 하나 이상을 포함함 -을 판정하기 위해 분석된다.
본 발명의 다른 실시예는 샘플 컨테이너 본체를 덮을 수 있는 캡 본체 및 캡 본체에 결합되는 가동 요소를 포함하는 샘플 컨테이너 캡에 관한 것이다. 가동 요소는 실험실 자동 시스템에 있어서의 처리에 대한 샘플 컨테이너의 상태를 나타낼 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 샘플 컨테이너의 개구를 덮을 수 있는 샘플 캡 본체를 포함하는 샘플 컨테이너 캡에 관한 것이다. 샘플 캡 본체 내에 원심 분리 상태 지시기 디바이스가 있다.
본 기술에 대한 이러한 그리고 다른 실시예들이 이하 보다 상세하게 기술된다.
도 1은 실험실 자동화 시스템의 페이즈(phase)와 연계된 구성 요소의 다이어그램을 도시한다.
도 2는 실험실 자동화 시스템의 분석전 페이즈와 연계된 구성 요소의 블록 다이어그램을 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시스템 다이어그램을 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 분석 디바이스의 요소들을 보여주는 튜브 및 래크 식별 시스템의 고-레벨 블록 다이어그램을 도시한다.
도 5a 내지 도 5c는 샘플 튜브 또는 래크 검출 및 분석을 위한 카메라 유닛의 예를 도시한다.
도 6은 원본 화상 및 존재 검출 분석 후 샘플 튜브를 구비한 래크의 분석된 결과적인 화상의 예를 도시한다.
도 7은 샘플 튜브 본체 및 샘플 튜브 캡을 구비한 샘플 튜브를 도시한다.
도 8a 및 도 8b는 긴급 샘플 지시기를 갖는 캡의 상면 사시도의 일 예를 도시한다.
도 9a 및 도 9b는 원심 분리 지시기의 예시적인 컬러 지시기를 도시한다.
도 10a 및 도 10b는 각각, 측단면도 및 평면도의 관점에서 본 비-원심 분리 캡의 실시예를 도시한다.
도 11a 및 도 11b는 각각, 측단면도 및 평면도의 관점에서 본 원심 분리 캡의 실시예를 도시한다.
도 12는 예시적인 컴퓨터 장치의 블록 다이어프램을 도시한다.
본 발명의 실시예들은 자동화 실험실 분석 시스템에서 샘플 컨테이너를 식별하기 위한 상이한 방식과 관련이 있다. 본 발명의 일 실시예는 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 샘플 컨테이너 홀더 또는 샘플 컨테이너 홀더 내 샘플 컨테이너 위에 위치될 때, 샘플 컨테이너 홀더 또는 샘플 컨테이너 홀더 내 샘플 컨테이너의 하나 이상의 화상을 취득하도록 구성되는 적어도 하나의 화상 취득 디바이스를 포함한다. 상기 시스템은 화상 분석 디바이스를 더 포함하며, 상기 화상 분석 디바이스는, 적어도 하나의 화상 취득 디바이스에 결합되고, (a) 샘플 컨테이너 홀더의 존재, 부재, 또는 특성 - 샘플 컨테이너 홀더의 특성은 샘플 컨테이너 홀더의 색상 또는 형상, 또는 샘플 컨테이너 홀더와 관련된 라벨 또는 마커를 포함함 -, 또는 (b) 샘플 컨테이너 홀더 내 샘플 컨테이너의 존재, 부재, 또는 특성 - 샘플 컨테이너 특성은 샘플 컨테이너와 관련된 라벨 또는 마커, 또는 샘플 컨테이너의 색상 또는 형상 중 하나 이상을 포함함 -을 판정하기 위해, 샘플 컨테이너 홀더 또는 샘플 컨테이너 홀더 내 샘플 컨테이너의 하나 이상의 화상을 프로세서에 의해 분석하도록 구성된다.
본 발명의 실시예들에 있어서, "샘플 컨테이너"는 임의의 적합한 형상 또는 형태를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 샘플 컨테이너는 약 3:1을 초과하는 종횡비를 가질 수 있는 샘플 튜브 형태일 수 있다. 이러한 샘플 컨테이너는 플라스틱, 글래스 등을 비롯한 임의의 적합한 재료로 제조될 수 있다. 이들 샘플 컨테이너는 폐쇄 단부 및 개방 단부를 갖는 샘플 튜브 본체, 및 샘플 튜브 본체의 개방 단부를 덮고 이에 부착되도록 구성되는 캡을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에서, "샘플 컨테이너 홀더"는 임의의 적합한 형상 또는 형태를 가질 수 있고, 임의의 적합한 재료를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 샘플 튜브 홀더는 샘플 튜브 래크의 형태를 가질 수 있다. 샘플 컨테이너 홀더는 샘플 컨테이너(예를 들어, 샘플 튜브)를 수용할 수 있는 리세스의 배열을 포함할 수 있다. 이들 샘플 컨테이너 홀더는 플라스틱을 비롯한 임의의 적합한 재료를 더 포함할 수 있다.
전술된 바와 같이, 다수의 종래의 실험실 시스템은 실험실 전체에 걸쳐 독립형 유닛을 사용하는 프로세스를 가질 수도 있어, 샘플이 각각의 독립형 유닛 사이에 수동으로 수송되는 것을 필요로 하고, 반면에 다른 것들은 이송 시스템을 갖는 유닛들의 일부와 연결하여 샘플을 유닛간에 이동시킬 수도 있다. 부가적으로, 전술된 바와 같이, 상이한 제조업자들로부터의 샘플 튜브 크기 및 장비는 종래의 실험실 시스템에서 제약일 수도 있다. 이러한 종래의 기술은 저속이고 부정확하다. 본 발명의 기술의 실시예는 더 많은 범용 구성 요소를 사용함으로써 그리고 대부분의 실험실 시스템에 의해 요구된 기능을 5개의 기본 기능 유닛, (1) 관리기, (2) 원심 분리기, (3) 분취기, (4) 출력/분류기 및 (5) 저장 유닛으로 그룹화함으로써 상이한 실험실 유닛 및 수송 시스템, 샘플 튜브 크기 및 제조업자를 수용하는 것이 가능한 모듈형 실험실 시스템에 사용될 수 있다. 이들 5개의 기본 기능 유닛은 더 상세히 후술될 것이다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 실험실 시스템은 중앙 제어기 또는 스케쥴러를 사용하여 제어된 프로세스를 작동시킨다. 지능형 스케쥴러의 제어 하에 샘플을 유지함으로써, 시스템은 모든 기구(instrument)의 효율적인 사용을 제공한다. 시스템은 일관적인 최소 소요 시간(turnaround time)을 유지하고, 프로세스의 제어를 유지하고 단지 이들 기구가 준비되고 이용 가능할 때에만 기구에 샘플을 전달함으로써 전체 시스템의 처리량을 최대화한다.
본 발명의 실시예에 따른 실험실 시스템은 로봇식 아암 상에 장착된 하나 이상의 로봇식 파지기 유닛을 또한 이용할 수도 있다. 각각의 로봇식 아암 유닛은 샘플 튜브를 파지하기 위한 로봇식 파지기를 가질 수 있고, 샘플 튜브에 대한 정보를 검출하기 위한 하나 이상의 수단이 장착될 수 있다. 용어 "파지기" 및 "로봇식 파지기"는 본 명세서에서 상호 교환 가능하게 사용된다.
실험실 시스템 내의 복수의 로봇식 파지기 유닛의 사용은 또한 샘플 처리 효율을 증가시킨다. 예를 들어, 입력 모듈 파지기와 같은 제1 파지기는 전술된 바와 같이 샘플 튜브를 식별하고 데이터 측정을 행한다. 제1 파지기가 샘플 튜브를 분배 영역으로 전달한 후에, 분배 영역 파지기와 같은 제2 파지기는 샘플 튜브를 원심 분리기 모듈 또는 컨베이어와 같은 후속 모듈로 전달한다. 다중 파지기의 사용은 컨베이어 트랙 상에 모든 샘플을 수신하고, 식별하고, 로딩하기 위해 단지 단일의 파지기만을 사용하는 종래의 시스템에 비해 처리 효율의 증가를 허용한다.
I. 전체 시스템
A. 실험실 시스템의 페이즈
도 1은 환자 샘플을 처리하기 위한 의료용 실험실 시스템의 일 실시예를 도시한다. 실험실 시스템은 연계 페이즈(102), 분석전 페이즈(104), 분석 페이즈(106) 및 분석후 페이즈(108)와 연계된 구성 요소들을 포함한다.
1. 연계 페이즈
연계 페이즈(102)는 실험실 프로세스의 제1 페이즈이다. 이 페이즈 중에, 환자 정보, 환자 샘플에 대한 요구된 시험 및 고유 실험실 식별자(예를 들어, 바코드)는 서로 연계된다. 연계 페이즈(102)는 자동일 수 있으나, 몇몇 실시예에서 연계 페이즈는 수동으로 취급된다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 실험실 기술자(이하, "사용자"라 칭함)는 샘플에 우선순위를 할당할 수 있다. 샘플은 특정 입구점에서 래크 내에 또는 시스템 상에 직접 로딩될 수도 있다. 몇 개의 기본 우선순위 레벨(예를 들어, 긴급 또는 고 우선순위, 중 우선순위, 저 우선순위 등)로 샘플들을 그룹화하는 것이 더 일관적인 소요 시간을 제공하기 위해 바람직할 수도 있지만, 이는 필수적인 것은 아니다. 환자 샘플을 처리하는 것은 사용자에 의해 규정된 임의의 우선순위에 기초할 수 있다. 그러나, 우선순위가 지정되지 않으면, 우선순위는 소요 시간을 최소화하는 것, 처리량을 최대화하는 것, 프로세스의 이용 가능성 등과 같은 인자에 기초하여 할당될 수 있다.
2. 분석전 페이즈
분석전 페이즈(104)는 분석을 위한 환자 샘플을 준비하는 것을 포함한다. 분석전 페이즈(104) 중에, 환자 및 시험 정보가 해독되고, 환자를 위한 프로세스가 계획되고, 품질 검사가 수행되며, 샘플은 그 구성 성분으로 분리될 수도 있고(예를 들어, 원심 분리됨), 샘플은 병행 분석 프로세스를 위해 분할될 수도 있고, 그리고/또는 샘플은 하나 이상의 분석기 및/또는 래크로 전달될 수 있다. 분석전 페이즈(104)는 실험실 시스템 내의 상이한 기구 및 상이한 분석기로의 샘플의 흐름을 관리한다. 이 프로세스 관리는 시스템이 효율적으로 그리고 최소의 기구에 의해 작동하는 것을 허용한다. 부가적으로, 분석전 페이즈(104)는 실험실 시스템 내 상이한 지점에서의 환자 샘플의 백업이 프로세스를 따라 발생하지 않음을 보장하거나, 백업이 발생하는 경우라면, 분석전 페이즈(104)는 이러한 백업이 신속하게, 그리고 시스템의 나머지에 대한 현저한 충격 없이 삭제될 수 있음을 보장한다.
시스템의 실시예는 환자 샘플을 가능한 한 신속하게 식별하고, 각각의 샘플의 최선의 스케쥴링을 결정하여 분석 프로세스의 일관적인 최소 소요 시간 및 최대 처리량을 제공할 수 있다. 프로세스의 단계들 및 이들 단계들의 편성은 환자 샘플의 백업을 방지하도록 설계된다. 실험실 시스템의 모듈은 상류측 프로세스의 최대 처리량에서 샘플의 처리를 보장하는 처리량 속도에서 작동할 수 있다. 그러나, 몇몇 실시예에서, 분취기 유닛에서, 처리량은 상류측의 샘플의 도입에 의해 그리고 각각의 분취 스테이션에서 작은 대기열에 의해 관리될 수도 있다.
도 2는 분석전 페이즈(104)와 연계된 구성 요소들의 더 상세한 도면이다. 분석전 페이즈(104)와 연계된 구성 요소들은 7개의 모듈: 입력 모듈(202), 분배 영역(204), 원심 분리기 모듈(206), 디캡퍼(decapper)(208), 혈청 인덱스 측정 디바이스(210), 분취기(212) 및 출력/분류기(214)를 포함한다. 이들 모듈의 각각은 물리적으로 그리고/또는 작동적으로 서로 (직접적으로 또는 간접적으로) 결합될 수 있다.
(a) 입력 모듈
도 2에 도시된 입력 모듈(202)은 다양한 튜브, 래크, 우선순위 등을 수용할 수 있고, 검체를 수용할 수 있다. 튜브의 래크 및/또는 개별 튜브가 수동 작동식 서랍 및/또는 자동화 디바이스일 수 있는 다수의 레인(216) 중 하나 상에 로딩될 수 있다. 도 2에서, 5개의 레인(216)이 도시되어 있다. 그러나, 실험실 시스템은 임의의 수의 레인(216)을 가질 수 있다. 레인(216)은 사용자에 의해 할당된 우선순위에 따라 우선순위가 할당된다. 몇몇 실시예에서, 최고 우선순위 레인(짧은 소요 시간 또는 "STAT")은 사용자로부터 개별 튜브의 그룹을 수락하기 위한 고정된 위치를 가질 수도 있다. 일단 튜브들이 STAT 레인에 로딩되면, 이들 튜브는 처리될 다음의 튜브가 된다. 다른 레인들은 임의의 방식으로 상이한 우선순위 레벨이 할당될 수 있다. 예를 들어, 서랍이 수동으로 작동될 때, 서랍들 중 적어도 2개에 하나의 우선순위를 그리고 적어도 2개의 다른 서랍들에 다른 우선순위를 할당하는 것은, 동일한 우선순위의 다른 서랍이 사용자에게 이용 가능한 동안 하나의 서랍 상에서 시스템이 연속적으로 작동하게 할 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 입력 모듈(202)이 샘플의 서랍을 처리하는 동안, 사용자는 서랍 상의 라이트 또는 서랍 상의 잠금장치(lock)와 같은 지시기를 사용함으로써, 서랍이 개방되어서는 아니된다는 것을 통지받을 수도 있다. 이는 프로세스 완전성을 유지하고 처리량을 최대화하는 것을 도울 수도 있다. 제1 서랍의 처리가 완료될 때, 서랍은 이용 가능한 것으로서 사용자에게 식별될 수도 있고, 시스템은 자동으로 다른 서랍을 처리하기 시작할 수도 있다. 부가적으로, 샘플은 입력 모듈 파지기(228)를 사용하여 입력 모듈(202)의 서랍(216)으로 그리고 서랍으로부터 전달될 수 있다.
(b) 분배 영역 모듈
도 2의 입력 모듈(202) 내 레인(또는 서랍)(216)으로부터, (이하 보다 상세하게 기술되는) 적어도 2개 이상의 파지기(218)들 중 하나는 최고 우선순위 튜브를 선택하고 이를 분배 영역(204)이라 칭하는 고정된 매트릭스에 수송한다. 분배 영역(204)은 실험실 자동화 시스템의 원하는 구성요소로 검체를 분배하는 것이 가능하다. 입력 모듈 파지기(228)에 의한 이러한 모듈의 수송 중에, 샘플의 구성 성분의 레벨이 측정되고, 샘플 튜브의 사진이 촬영된다. 이러한 사진은 튜브의 제조업자, 직경, 높이, 캡 색상 등을 판정하기 위해 분석될 수 있다. 이러한 정보로부터, 샘플 성분의 체적이 계산될 수 있으며, 총 튜브 중량의 추정이 이루어질 수 있다. 이 중량은 이후에 더 상세히 후술되는 바와 같이, 원심 분리기 모듈(206) 내의 원심 분리기 버켓(bucket)을 균형화하는 것을 보조하는데 사용될 수 있다.
분배 영역(204)이 저 우선순위 튜브로 충전되는 것을 방지하기 위해, 한도가 저 우선순위 입력 레인으로부터 이 영역 내로 로딩된 튜브의 수에 대해 설정될 수 있다. 더욱이, 분배 영역(204)은 STAT 샘플이 입력 모듈(202) 내의 STAT 서랍으로부터 분배 영역(204)으로의 연속적인 액세스를 갖는 것을 보장하기 위한 예비 영역(reserved area)을 가질 수도 있다.
분배 영역(204)은 시스템이 연계 페이즈(102) 내의 샘플 튜브와 연계된 시험 정보에 액세스하고 샘플을 위한 분석 프로세스를 계획하는 것을 허용하는 유지 영역일 수 있다. 이는 시스템이 시스템 상에서 현재 다른 샘플 튜브에 대해 샘플 튜브의 프로세스를 스케쥴링하는 것을 가능하게 한다. 스케쥴링은 전체 시스템 내의 임의의 단계를 오버로딩하지 않고 우선순위에 기초하여 샘플의 효율적인 처리를 가능하게 하여, 소요 시간 및 처리량의 최적화를 허용한다. 더욱이, 샘플의 스케쥴은 시스템의 활성도 또는 이용 가능성이 변화함에 따라 프로세스 전체에 걸쳐 업데이트될 수 있어, 샘플의 실시간 활성 제어를 제공한다.
일단 스케쥴이 분배 영역 모듈(204)에 의해 계획되면, 파지기(218)는 이어서 분배 영역(204) 내의 튜브의 우선순위에 기초하여 다음의 모듈로 전달될 다음의 튜브인 샘플 튜브를 선택한다. 선택된 샘플 튜브는 분배 영역 모듈(204)에 의해 수행된 분석에 기초하여 분배 영역(204)으로부터 이송 영역(220)으로, 원심 분리기 모듈(206)로 또는 에러 영역(222)을 갖는 출력 서랍으로 수송된다.
샘플 튜브가 원심 분리기 모듈(206)로 이동되고 있으면, 튜브는 원심 분리기 회전자의 적절한 균형을 보장하기 위해 조기의 중량 추정에 기초하여 적절한 원심 분리기 어댑터 내에 배치될 수 있다. 원심 분리기 어댑터는 분배 영역(204)으로부터 원심 분리기로 셔틀 상에서 튜브를 운반하는 구성 요소이고, 여기서 로봇식 파지기가 원심 분리기의 버켓으로 튜브와 함께 원심 분리기 어댑터를 전달한다.
분배 영역 모듈(204)이 샘플 튜브가 원심 분리를 필요로 하지 않는다고 결정하면, 파지기(218)는 하류측 프로세스를 오버로드하지 않기 위해 스케쥴러의 방향에서 캐리어에 적절하게 정렬된 바코드 라벨을 갖는 이송 시스템(220) 상의 캐리어 내로 샘플을 배치한다. 이송 시스템(220) 및 캐리어에 대한 부가의 상세가 후술될 것이다. 캐리어는 이송 시스템 내에 존재할 수 있고 하나 이상의 샘플 컨테이너 또는 튜브를 운반하거나 수송할 수 있는 임의의 적합한 디바이스를 칭할 수 있다. 예시적인 캐리어는 컨테이너 또는 튜브를 유지할 수 있는 리세스를 포함할 수도 있다. 문제점이 샘플에 존재하면(예를 들어, 체적이 너무 낮고, 바코드가 판독 불가능하고, 어떠한 시험 정보도 다운로드되지 않음 등), 샘플 튜브는 에러 영역(222)으로 이동되고, 사용자는 문제점이 통보된다.
(c) 원심 분리기 모듈
샘플 튜브는 분배 영역 모듈(204)이 샘플이 샘플의 분석 전에 원심 분리를 필요로 한다고 결정하는 경우, 도 2의 분배 영역(204)으로부터 원심 분리기 모듈(206)로 이동될 수도 있다. 샘플 튜브가 분배 영역(204)으로부터 원심 분리기 모듈(206)로 수송될 때, 샘플 튜브는 분배 영역(204)으로부터 원심 분리기 어댑터 내로 분배 영역 로봇 파지기(218)에 의해 로딩될 수 있다. 어댑터는 원심 분리를 위한 다수의 튜브 크기를 배치 및 유지할 수도 있다. 어댑터는 상기 어댑터가 샘플 튜브로 충전되면, 분배 영역(204)과 원심 분리기 모듈(206) 사이로 이동하는 셔틀(224)에 장착된다. 어댑터는 샘플 컨테이너를 유지하는 디바이스일 수 있고, 원심 분리기에서 사용될 수 있다. 이러한 어댑터는 통상적으로 중합체성 재료로 구성되지만, 이로 한정되지 않으며, 샘플이 위치될 수 있는 하나 이상의 컨테이너의 유지를 허용하는 형상을 갖는 단일편으로서 구성된다. 일부 경우에, 어댑터는 원심 분리기 로터 상에 또는 상기 로터에 장착되는 디바이스 내로 삽입된다. 샘플을 보유지지하는 랩웨어(등록상표)(LabWare®)(예를 들어, 샘플 컨테이너 또는 튜브)가 어댑터에 삽입된다.
어댑터 내의 샘플 튜브가 셔틀(224)을 통해 분배 영역(204)으로부터 원심 분리기 모듈(206)에 도달할 때, 어댑터는 이용 가능한 원심 분리기 버켓 내에 로딩된다. 어댑터의 구성은 원심 분리기 버켓으로의 전달 및 그로부터 제거의 간단화를 허용한다. 일단 원심 분리기 버켓 내에 로딩되면, 샘플들은 원심 분리될 수 있다. 원심 분리기 모듈(206)은 샘플의 온도를 유지하도록 냉동되는 하나 이상의 원심 분리기를 포함할 수도 있다. 도 2에, 2개의 원심 분리기(206-1 및 206-2)가 도시되어 있다. 원심 분리기는 분석기 및 피펫터(pipettor)가 유체의 최대 체적을 일정하게 흡인할 수 있는 레벨 침전층을 생성하는 요동 원심 분리기 버켓 회전자를 사용한다. 일단 원심 분리가 완료되면, 어댑터는 원심 분리 버켓으로부터 제거되어 언로딩 영역에 배치될 수 있다. 샘플 튜브는 이어서 언로딩 영역 내 어댑터로부터 제거되고, 다음 모듈로의 수송을 위해 이송 시스템(220) 상의 캐리어에 배치된다.
분배 모듈(204)에서 어댑터 내에 튜브를 로딩하고, 셔틀(224)을 통해 원심 분리기 모듈(206)에 어댑터 내의 튜브를 송출하고, 원심 분리기 버켓 내에 어댑터를 로딩하고, 샘플을 원심 분리하고, 원심 분리기 버켓으로부터 어댑터를 언로딩하고, 어댑터로부터 튜브를 언로딩하기 위한 타이밍은 프로세스가 연속적일 수 있어, 샘플들이 분배 영역(204)으로부터 원심 분리기 모듈(206)에 도달함에 따라 샘플들의 연속적인 원심 분리를 허용하도록 하는 것이다. 원심 분리기가 스핀 사이클을 완료함에 따라, 분배 영역(204) 내의 마지막 튜브는 분배 영역 파지기(218)에 의해 어댑터 내로 로딩되고, 셔틀(224)은 원심 분리기 모듈(206) 내의 원심 분리기로 어댑터를 이동시킨다. 동시에, 원심 분리기 상의 자동화 도어가 개방하여 회전자가 도어웨이에서 위치로 인덱싱함에 따라 버켓으로의 액세스를 제공한다. 원심 분리기 모듈(206) 내의 원심 분리기 모듈 파지기(226)는 이미 버켓 내에 있는 어댑터를 제거하고, 이송 시스템(220) 상의 캐리어로 튜브가 언로딩될 영역으로 당해 어댑터를 이동시킨다. 다음에, 원심 분리기 모듈 파지기(226)는 분배 영역(204)으로부터 튜브로 최근에 로딩되어 있는 어댑터를 선택하여 이를 비어 있는 버켓 내로 적층한다. 회전자가 다음의 버켓을 인덱싱할 때, 미리 비어 있는 어댑터는 셔틀(224)이 분배 영역(204)으로 복귀할 때 분배 영역(204)으로부터 튜브로 로딩하기 위한 셔틀(224) 상의 개방 위치로 이동된다.
최종 어댑터가 원심 분리기 내로 로딩된 후에, 도어는 폐쇄되고 스핀 사이클이 시작된다. 어댑터 셔틀(224)은 분배 영역(204)으로 재차 이동할 수도 있고, 원심 분리기 모듈 파지기(226)는 버켓으로부터 제거된 어댑터로부터 이송 시스템(220) 상의 캐리어 내로 튜브를 언로딩하기 시작한다. 튜브가 어댑터로부터 캐리어로 이동함에 따라, 침전층의 높이가 측정되고, 각 튜브 상의 바코드가 캐리어와 정렬된다. 불충분한 혈청 또는 혈장이 존재하면, 튜브는 출력 모듈(214) 내에 위치된 에러 영역으로 송출될 것이다.
스케쥴링 알고리즘이 원심 분리기 모듈(206)로부터 샘플로 분석기의 오버로딩을 예측하면, 원심 분리기 모듈 파지기(226)는 샘플을 언로딩하고 어댑터로부터 이송 시스템으로 샘플을 분배할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 원심 분리기의 전체 사이클 시간은 예를 들어 360초 이상일 수 있다. 최적 소요 시간(TAT) 및 처리량을 보장하기 위해, 원심 분리기는 예를 들어 360초 원심 분리 사이클 동안 180초 위상외로 유지된다. 몇몇 실시예에서, 하류측 프로세스는 원심 분리기 어댑터로부터 샘플의 언로딩을 방지하지 않는다. 어댑터 내의 모든 잔여 샘플이 이용 불가능한 프로세스(들)에 의도되거나 이용 불가능한 프로세스에 의존하면, 샘플 튜브는 원심 분리기 기구 내의 버퍼로 이동되거나 시스템 내의 다른 위치의 다른 버퍼 영역으로 이동될 수 있다.
원심 분리기 모듈(206)은 원심 분리기 제어기에 의해 제어된 자동화된 원심 분리기를 포함할 수도 있다. 자동화된 원심 분리기는 다수의 원심 분리기 버켓 또는 리셉터클로 로딩될 수 있고, 각각의 버켓은 다수의 샘플 튜브를 수용한다. 원심 분리기는 스핀들에 결합된 모터, 회전자 조립체, 제어기, 덮개 및 선택적으로 덮개 구동부를 포함한다. 원심 분리기 제어기는 튜브, 어댑터 또는 버켓의 자동화된 배치 및 제거를 위해 선택된 위치에서 스핀들을 인덱싱하거나 정지한다. 덮개는 폐쇄 위치 및 개방 위치를 갖고, 덮개는 원심 분리기 제어기로부터의 인스트럭션에 응답하여 개방 및 폐쇄한다.
몇몇 실시예에서, 로딩된 버켓이 원심 분리기 내에 배치되기 전에, 버켓은 균형 시스템 내에서 균형화될 수 있다. 원심 분리기 모듈(206)의 포함된 부분일 수 있는 균형 시스템은 복수의 버켓을 수용하고 유지하기 위한 부위를 갖는 스케일과, 버켓의 쌍 내의 중량을 평형화하기 위해 각각의 적층물의 위치와 증분 중량 변화를 상관하면서 버켓의 캐비티 내에 샘플 튜브를 선택적으로 적층하기 위한 균형 제어기를 포함한다. 균형 제어기는 중앙 제어기 내의 균형 프로그램으로서 구현될 수 있다. 균형 프로그램은 샘플 컨테이너 중량의 데이터베이스를 유지한다. 컨테이너의 중량이 샘플의 중량과 조합될 때, 균형 프로그램은 배치해야 하는 최적의 어댑터 캐비티를 결정할 수 있어 이에 의해 균형화된 회전자를 공차 내에서 유지한다. 샘플 중량은 밀도 추정치와 입력으로부터 초기 취출 중에 얻어진 컨테이너 기하학적 형상 및 액체 레벨 측정치로부터 계산된 샘플 체적의 곱이다. 몇몇 실시예에서, 균형 시스템은 버켓들 사이의 중량 편차를 제한하기 위해 버켓 내의 더미 로드(dummy load)의 공급을 또한 포함할 수도 있다. 더미 로드는 버켓의 각각의 쌍의 부재들 사이에서 예를 들어 10 그램 이하로 중량 편차를 제한하기 위해 계량될 수도 있다.
다른 실시예에서, 스케일은 사용될 필요가 없다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 샘플 컨테이너 및 샘플의 중량이 추정될 수 있고, 어댑터는 균형화된 회전자에 자동으로 로딩될 수 있다. 몇몇 경우에, 샘플 튜브의 화상이 촬영될 수도 있고, 샘플 튜브 내의 샘플의 액체 레벨이 결정될 수 있다. 샘플 컨테이너에 대한 정보(예를 들어, 샘플 컨테이너 중량) 및 결정된 액체 레벨을 사용하여, 그 내에 샘플을 갖는 샘플 튜브의 중량이 추정될 수 있다. 이러한 실시예에서, 스케일은 유리하게 요구되지 않는다. 또한, 더미 로드도 요구되지 않을 수도 있다.
원심 분리기 제어기는 회전자 스핀들 속도 및 기간을 포함하는 원심 분리기 스핀 프로파일을 수용하여 저장하는 것과, 액세스 위치 내로 회전자의 샘플 스테이션을 인덱싱하는 것과, 사이클 프로파일에 따라 회전자를 스핀하는 것과, 미리 정해진 샘플 스테이션이 액세스 위치에 있는 상태로 회전자를 정지하는 것 등과 같은 다수의 기능을 수행하도록 작동할 수도 있다.
(d) 디캡퍼 모듈
도 2의 디캡퍼 모듈(208)은 이들이 분석되기 전에 이송 시스템(220) 상의 캐리어 내의 샘플 튜브로부터 캡을 디캡핑하는 것이 가능하다. 디캡퍼 시스템은 샘플 튜브를 클램프할 수도 있고 샘플 튜브로부터 캡을 제거할 수도 있다. 디캡퍼 모듈(208)은 분배 모듈(204) 및 원심 분리기 모듈(206)을 따른다. 캡 제거를 필요로 하지 않는 샘플 튜브에 대해(예를 들어, 샘플이 단지 분류를 필요로 할 수도 있는 경우에), 이송 시스템(220) 상의 캐리어는 디캡퍼 모듈(208)을 바이패스할 것이다. 캡 제거를 필요로 하는 샘플 튜브에 대해, 디캡퍼 모듈(208)은 샘플 튜브로부터 캡을 제거하고 캡을 디캡퍼 모듈(208)의 데크 아래의 생물학적 위험 폐기물 처분 컨테이너 내에 적층할 수도 있다. 생물학적 위험 폐기물 처분 컨테이너는 사용자를 생물학적 위험 폐기물로부터 보호하기 위해 제거 가능하고 교체 가능하다.
(e) 혈청 인덱스 모듈
도 2의 혈청 인덱스 모듈(210)은 샘플의 혈청 인덱스를 측정하는 것이 가능하다. 통상적으로, 이 기능은 분석 페이즈(106) 중에 수행된다. 그러나, 몇몇 경우에, 특정 실험실은 샘플을 분석기로 전달하기 전에 임의의 품질 문제점을 처리하는 것을 선호할 수도 있다. 따라서, 혈청 인덱스 모듈(210)은 분석전 페이즈(104) 중에 시험되어야 하는 샘플을 위한 이 품질 제어 옵션을 제공한다. 혈청 인덱스 측정을 필요로 하지 않는 샘플에 대해, 샘플은 혈청 인덱스 모듈(210)을 바이패스할 수도 있다.
혈청 인덱스 모듈(210)은 혈청 인덱스 측정이 통상적으로 샘플로의 액세스를 필요로 하기 때문에 디캡퍼 모듈(208) 후의 다음 모듈일 수 있다. 디캡퍼 모듈(208)에 유사하게, 혈청 인덱스 모듈(210)은 이 모듈의 데크 아래에 생물학적 위험 폐기물 처분 컨테이너를 가질 수도 있다. 컨테이너는 생물학적 위험 폐기물로부터 사용자를 보호하기 위해 제거 가능하고 교체 가능할 수도 있다.
(f) 분취기 모듈
도 2의 분취기 모듈(212)은 얼마나 많은 튜브가 분석을 위해 요구되는지에 따라 1차 튜브 내의 샘플을 다수의 2차 튜브로 분할한다. 이 모듈은 샘플을 2차 샘플로 분할하기 위한 하나 이상의 피펫터를 포함할 수도 있다. 분취기 모듈(212)에 관한 추가의 상세는 2011년 11월 7일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/556,667호, 2012년 3월 28일자로 출원된 제61/616,994호, 및 2012년 8월 6일자로 출원된 제61/680,066호에서 찾아볼 수 있다.
3. 분석 페이즈
도 1 및 도 2를 재차 참조하면, 분석 페이즈(106)는 샘플을 처리하고 결과를 생성하는데 필요한 실제 측정을 수행하는 것을 포함한다. 이 페이즈는 통상적으로 하나 이상의 분석 기구 또는 분석기로 주로 구성된다. 분석 기구 또는 분석기는 당 기술 분야에 공지된 임의의 분석 기구 또는 분석기일 수 있다. 통상적으로, 분석기는 검체 상에 하나 이상의 유형의 분석을 선택적으로 수행하기 위한 메커니즘을 포함할 수도 있다. 분석기의 제어기는 중앙 제어기와 통신하여, 중앙 제어기가 어느 분석이 검체에 대해 수행되는지에 대해 분석기 제어기에 명령할 수 있다. 각각의 분석기의 제어기는 또한 분석 결과를 중앙 제어기의 메모리에 통신할 수도 있다.
이송 시스템(220)을 통해 함께 연결된 분석전 페이즈(104), 분석 페이즈(106) 및 분석후 페이즈(108)와 연계된 구성 요소를 갖는 실험실 시스템에 대해, 샘플은 출력/분류기 모듈(214)을 지나 분석기 상에 이동할 수도 있다. 캐리어가 그 특정 샘플에 대해 목적지 분석기에 도달할 때, 캐리어는 주 이동 레인으로부터 끌어당겨지고 이송 시스템(220)에 분석기의 액세스 포인트의 상류측에 대기열을 형성한다. 대기열 길이는 튜브가 여전히 분배 영역(204)에 있는 동안 스케쥴러에 의해 행해진 계획에 기인하여 그리고 분배 모듈(204) 및 원심 분리기 모듈(206)에 의한 튜브의 제어된 해제에 기인하여 최소이다.
B. 튜브 또는 래크 존재 검출 유닛
실험실 자동화 시스템은 샘플 튜브 또는 래크 및 그 특성의 존재를 검출하기 위한 튜브 또는 래크 존재 검출 장치를 사용할 수도 있다. 분석 도구 또는 화상 분석 디바이스는 하나 이상의 카메라에 의해 취득된 하나 이상의 화상을 분석하거나 처리하고 카메라의 시야 내의 물체를 결정하는데 사용될 수 있다. 화상 분석 디바이스는 각각의 래크 및 래크 내의 각각의 샘플 튜브의 존재 및 특성을 결정하고 결정된 특성을 사용하여 래크 내의 각각의 샘플 튜브를 식별할 수 있다.
튜브 또는 래크 식별 시스템 및 방법에 관한 본 발명의 실시예는 전술된 시스템의 임의의 적합한 부분에 사용될 수 있다. 예를 들어, 이들 실시예는 전술된 입력 모듈(202), 출력 모듈(214) 또는 래크 및 튜브를 사용하는 시스템의 임의의 다른 부분에 사용될 수도 있다.
본 발명의 실시예에서, 전술된 바와 같이, "화상 취득 디바이스"는 샘플 컨테이너 또는 샘플 컨테이너 홀더의 2-D 화상과 같은 화상을 캡처하는데 사용될 수도 있다. 화상 취득 디바이스의 예는 카메라 뿐만 아니라 임의의 적합한 유형의 전자기 에너지를 검출할 수 있는 검출기를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, "샘플 컨테이너 특성"은 샘플 컨테이너에 대한 임의의 적합한 특성을 포함할 수도 있다. 이러한 특성은 튜브 본체 및/또는 튜브 캡과 같은 컨테이너의 물리적 특성에 관련될 수도 있다. 샘플 튜브 특성의 예는 캡 컬러, 캡 형상, 라벨 및 마커를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, "샘플 컨테이너 홀더 특성"은 샘플 홀더의 임의의 적합한 특성을 포함할 수도 있다. 샘플 컨테이너 홀더는 샘플 컨테이너의 어레이를 보유하기 위한 다수의 리세스를 포함할 수도 있다. 예시적인 샘플 컨테이너 홀더 특성은 크기, 형상 또는 컬러, 뿐만 아니라 샘플 컨테이너 홀더와 연계된(예를 들어, 위에 있는) 라벨 및/또는 마커 중 적어도 하나를 포함하는 임의의 적합한 특성을 포함할 수도 있다.
1. 샘플 튜브 또는 래크 식별
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 샘플 튜브 및 래크 식별 시스템의 몇몇 구성 요소의 고레벨 블록 다이어그램을 도시한다. 도 3은 화상 분석 디바이스(1808)에 결합된 카메라(1802)를 도시한다. 화상 분석 디바이스(1808)는 또한 파지기(228)에 결합될 수 있고 그에 인스트럭션을 제공할 수 있다. 파지기(228)는 이어서 샘플 튜브[1806(a)]를 갖는 래크 내에 특정 샘플 튜브를 고정할 수 있다.
화상 분석 디바이스에 의해 제공된 인스트럭션이 본 예에서 파지기(228)에 제공되지만, 본 발명의 실시예는 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명의 실시예는 특정 튜브 및/또는 래크가 식별되어 있다는 것을 다른 하류측 기구 또는 서브시스템에 통지하기 위해 실험실 자동화 시스템 내의 중앙 제어기에 인스트럭션을 제공할 수 있다. 예를 들어, 일단 샘플 래크 내의 특정 샘플 튜브가 식별되어 있으면, 중앙 제어기 내의 스케쥴러는 그 특정 샘플 튜브가 시스템 내에 어디에 있는지를 인지할 것이고 임의의 후속 처리를 위해 미리 계획할 수 있다. 따라서, 화상 분석 디바이스(1808)에 이해 제공된 인스트럭션 및/또는 분석 데이터는 임의의 적합한 하류측 기구 또는 서브시스템에 제공될 수도 있다.
도 4는 화상 분석 디바이스(1808)의 블록 다이어그램을 도시한다. 화상 분석 디바이스는 하나 이상의 카메라[예를 들어, 카메라(1802)]로부터 데이터를 수신하기 위한 데이터 입력 인터페이스[1808(b)]와, 입력 인터페이스[1808(b)]에 결합된 프로세서[1808(a)]를 포함할 수도 있다. 프로세서[1808(a)]는 또한 샘플 튜브를 조작하고 그리고/또는 수송할 수 있는 적합한 디바이스에 데이터를 제공하는 데이터 출력 인터페이스[1808(c)]에 결합될 수도 있다. 중앙 프로세서[1808(a)]는 형상 결정 모듈[1808(d)-1], 컬러 결정 모듈[1808(d)-2], 마커 및 라벨 결정 모듈[1808(d)-3], 튜브 존재 검출 모듈[1808(d)-4] 및 인스트럭션 모듈[1808(d)-5]을 포함할 수도 있는 메모리[1808(d)]에 또한 결합될 수도 있다. 형상 결정 모듈[1808(d)-1]은 샘플 튜브 또는 래크의 형상을 결정하기 위해, 프로세서[1808(a)]에 의해 실행 가능한 컴퓨터 코드를 포함할 수도 있다. 컬러 결정 모듈[1808(d)-2]은 샘플 튜브 캡 또는 래크의 컬러를 결정하기 위해 [1808(a)]에 의해 실행 가능한 컴퓨터 코드를 포함할 수도 있다. 마커 및 라벨 결정 모듈[1808(d)-3]은 캡, 튜브 본체 또는 래크와 연계된 마커 또는 라벨을 결정하기 위해 프로세서[1808(a)]에 의해 실행 가능한 컴퓨터 코드를 포함할 수도 있다. 튜브 존재 검출 모듈[1808(d)-4]은 래크 내의 특정 래크 위치에서 샘플 튜브의 부재(absence) 또는 존재를 결정하기 위해 프로세서에 의해 실행 가능한 코드를 포함할 수도 있다. 샘플 튜브 인스트럭션 모듈[1808(d)-5]은 데이터 출력 인터페이스[1808(c)]를 통해 외부 디바이스에 인스트럭션을 제공하기 위해 [1808(a)]에 의해 실행 가능한 코드를 포함할 수도 있다. 제공되는 인스트럭션은 파지기 유닛이 하나 이상의 래크 내의 특정 샘플 튜브 또는 튜브들을 로케이팅하고 파지하게 하는, 파지기 유닛으로의 인스트럭션을 포함할 수도 있다. 전술된 소프트웨어 모듈들 중 임의의 모듈은 독립적으로 또는 함께 기능할 수도 있다는 것을 주목하라. 예를 들어, 형상 결정 모듈[1808(d)-1]은 캡과 연계된 샘플 튜브를 식별하기 위해, 특정 캡의 형상 뿐만 아니라 그 컬러의 모두를 식별하기 위해 컬러 결정 모듈[1808(d)-2]로 작동할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법에서, 적어도 하나의 카메라는 샘플을 포함하는 샘플 튜브를 갖는 래크의 적어도 하나의 화상을 취득한다. 방법은 화상 분석 디바이스에 의해, 샘플 튜브 및/또는 래크의 특성을 식별하기 위해 적어도 하나의 화상을 분석하는 단계를 더 포함한다. 샘플 튜브가 상이한 샘플을 포함하면, 이들 샘플은 상이한 특성을 갖는 상이한 샘플 튜브 내에 있을 수도 있고, 샘플은 이들 샘플이 식별된 후에 상이하게 처리될 수도 있다. 예를 들어, 분석 디바이스로부터 인스트럭션을 수신한 후에, 제1 특성 및 제1 샘플을 갖는 제1 샘플 튜브는 3개의 방향(X, Y, Z)으로 이동하는 것이 가능한 파지기(로봇식 아암에 결합됨)에 의해 저장 유닛에 송출될 수 있고, 반면 제2 특성 및 제2 샘플을 갖는 제2 샘플 튜브는 분석에 앞서 원심 분리기에 송출될 수도 있다.
프로세서[1808(a)]는 데이터를 처리하기 위한 임의의 적합한 데이터 프로세서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 시스템의 다양한 구성요소가 작동할 수 있도록 하기 위해 별도로 또는 함께 기능하는 하나 이상의 마이크로프로세서를 포함할 수 있다.
메모리[1808(d)]는 임의의 적합한 조합으로 임의의 적합한 유형의 메모리 디바이스를 포함할 수도 있다. 메모리[1808(d)]는 임의의 적합한 전기, 자기 및/또는 광학 데이터 저장 기술을 사용하여 작동하는 하나 이상의 휘발성 또는 비휘발성 메모리 디바이스를 포함할 수도 있다.
도 5a는 카메라(1802) 및 조명 요소(1804)(예를 들어, 라이트)를 포함하는 카메라 유닛(예를 들어, 2-D 어레이 또는 라인 스캐너)을 포함하는 시스템(1800)을 도시한다. 카메라(1802)는 타겟 물체의 존재를 검출하고 타겟 물체를 식별하기 위해 실험실 자동화 시스템에 사용될 수 있는 타겟 물체를 위한 2-D 화상을 취득한다. 카메라(1802) 및 조명 요소(1804)는 가동식 또는 정지식일 수도 있고, 샘플 튜브를 갖는 래크 위의 처리 모듈 내의 프레임(도시 생략)에 장착될 수도 있다. 본 예에서, 타겟 물체는 6×6 래크[1806(b)] 내에 제공되는 다수의 샘플 튜브{1806(a)]이다. 2-D 화상은 이어서 화상 분석 디바이스 내의 화상 분석 소프트웨어에 의해 더 처리될 수 있고, 튜브 캡 지시기, 래크 마커, 원형 바코드 라벨, 캡 또는 래크 컬러 및 형상 등과 같은 타겟 물체(예를 들어, 샘플 튜브 또는 래크)의 존재를 검출하고 그 특성을 유도할 수 있다. 2-D 화상은 또한 래크(1806) 내의 다양한 샘플 튜브 위치 내의 샘플 튜브의 존재 또는 부재를 결정하도록 분석될 수 있다. 튜브 특성을 분석함으로써 그리고 래크 내의 샘플 튜브의 존재를 분석함으로써, 파지기 또는 다른 수송 디바이스는 어느 샘플이 추가의 처리를 위해 선택되어야 하는지를 인지하고, 또한 부가의 샘플이 추가의 처리를 위해 래크 내에 배치될 수 있는지 여부를 인지한다.
도 5b는 샘플 튜브 또는 래크 검출 및 분석을 위한 시스템의 다른 실시예를 도시한다. 화상 분석 디바이스(1808)(예를 들어, 카메라 유닛, 2-D 어레이 또는 라인 스캐너)는 타겟 물체의 존재를 검출하고 타겟 물체를 식별하기 위해 실험실 자동화 시스템에 사용될 수 있는 타겟 물체의 하나 이상의 2-D 화상을 취득하기 위한 복수의 카메라[1810(a), 1810(b), 1810(c)] 및 조명 요소(1812)를 포함한다. 복수의 카메라[1810(a), 1810(b), 1810(c)]를 포함하는 화상 분석 디바이스(1808)는 타겟 물체를 포함하는 입력 영역에 대면하는 입력 모듈(202)의 상부에 배열된다. 본 예에서, 타겟 물체는 입력 모듈(202)의 복수의 평행 서랍(216) 상에 제공된 래크(1806) 내에 제공되는 샘플 튜브를 포함한다. 도시된 바와 같이, 복수의 카메라[1810(a), 1810(b), 1810(c)]는 상이한 화상[1820(a), 1820(b), 1820(c)]을 캡처할 수 있다. 인접한 화상[1820(a), 1820(b), 1820(c)]은 중첩될 수 있어 따라서 원한다면 더 큰 화상이 함께 스티칭될 수 있다.
복수의 카메라[1810(a), 1810(b), 1810(c)]에 의해 얻어진 2-D 화상은 이어서 튜브 캡 지시기, 래크 마커, 원형 바코드 라벨, 캡 또는 래크 컬러 및 형상 등과 같은 타겟 물체(예를 들어, 샘플 튜브 및 래크)의 존재를 검출하고 그 특성 특징을 유도하기 위해 화상 분석 소프트웨어에 의해 또한 처리될 수 있다. 일련의 화상은 서랍(216)의 이동 중에 화상 분석 디바이스(1808)에 의해 취득될 수 있고, 또는 입력 영역의 개관 화상이 서랍(216)을 위한 폐쇄 상태에서 형성될 수 있다.
도 5c는 샘플 튜브 또는 래크 검출 및 분석을 위한 카메라 유닛의 다른 실시예를 도시한다. 타겟 물체를 위한 2-D 화상을 취득하기 위한 카메라(1816) 및 조명 요소(1818)를 갖는 카메라 유닛(1814)(예를 들어, 2-D 어레이 또는 라인 스캐너)은 타겟 물체의 존재를 검출하고 타겟 물체를 식별하기 위해 실험실 자동화 시스템에 사용될 수 있다.
카메라 유닛(1814)은 입력 영역에 대면하는 파지기(228)의 하부 단부에 결합된다. 파지기(228)는 샘플 튜브(1840)를 파지할 수 있는 파지기 본체[228(a)] 및 파지기 핑거[228(b)]를 포함한다. 파지기(228)는 또한 파지기(228)가 X, Y 또는 Z 방향으로 이동할 수 있도록 X-Y 갠트리(1817)에 부착될 수도 있다. 일련의 화상이 입력 파지기(228)의 이동 중에 카메라(1816)에 의해 취득된다.
본 예에서, 타겟 물체는 입력 유닛(202)의 서랍(216) 상에 제공된 하나 이상의 래크(1806)에 제공되는 하나 이상의 샘플 튜브이다. 2-D 화상은 이어서 튜브 캡 지시기, 래크 마커, 원형 바코드 라벨, 캡 또는 래크 컬러 및 형상 등과 같은 타겟 물체(예를 들어, 샘플 튜브 및 래크)의 특성 특징을 유도하기 위해 화상 분석 소프트웨어에 의해 또한 처리될 수 있다.
카메라 유닛(1814)이 일련의 화상을 촬영할 때, 화상은 개관 화상을 생성하기 위해 분석 도구에 의해 함께 스티칭될 수 있다. 이 개관 화상 내에서, 단일의 물체는 분석 도구에 의해 수행된 화상 분석에 의해 검출될 수 있다. 예를 들어, 유지 래크 상의 마커와 같은 단일의 물체 또는 유지 래크 내에 위치된 샘플 튜브의 캡 또는 마개가 화상 분석을 사용하여 검출될 수 있다.
도 5c의 실시예는 장점을 갖는다. 예를 들어, 본 실시예를 사용하여, 화상은 샘플을 갖는 샘플 튜브 래크로부터 취해질 수 있고, 화상은 분석될 수 있고, 파지기는 샘플 튜브 래크로부터 적절한 샘플 튜브를 선택하고 그리고/또는 래크 내의 비어 있는 샘플 튜브 위치 내에 튜브를 배치하도록 지시될 수 있다. 파지기 및 그 로봇식 아암은 이동하는 동안 정보를 처리하여, 이에 의해 매우 효율적인 프로세스를 야기한다.
도 6은 평면도 화상에 기초하여 샘플 래크 내의 샘플 튜브의 식별의 강조된 분석된 화상 및 원본 화상의 예시적인 오버레이 화상을 도시한다. 샘플 튜브를 위한 검출된 잠재적인 위치는 원(1902)으로 강조되어 있고, 검출된 샘플 튜브는 십자형(1904)에 의해 지시되어 있다. 형상 인식 소프트웨어는 샘플 튜브 내에 수용될 수 있는 리세스를 위한 특정 형상의 인식에 의해 샘플 튜브를 위한 잠재적인 위치의 윤곽을 인식할 수 있다. 몇몇 경우에, 래크 내의 리세스는 비어 있는 리세스의 인식을 보조하도록 착색될 수도 있다. 샘플 튜브를 갖는 다른 래크 위치는 비어 있는 리세스를 커버하고, 따라서 샘플 튜브로 충전된 것으로 고려될 수도 있다. 원 및 십자형의 맵은 도 6에 도시된 바와 같이 형성될 수 있고, 이는 튜브를 갖는 래크의 평면도 화상 위에 중첩될 수 있다. 몇몇 경우에, 래크의 특정 특성 및 샘플 튜브 배치를 위한 위치(예를 들어, 리세스)는 미리 맵핑되어 시스템의 메모리 내에 저장될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 래크 내의 특성 래크 위치에서 샘플 튜브의 존재 및/또는 부재를 결정할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 분석 도구는 또한 유지 래크 내의 단일의 샘플 튜브를 위한 캡 상의 캡 컬러, 캡 형상, 마커 또는 라벨 등과 같은 상세를 유도하는 것이 가능하다. 유도된 상세는 이어서 실험실 자동화 시스템을 위한 후속의 프로세스 단계들을 최적화하는데 사용될 수 있다.
2. 샘플 튜브 마커
(a) 긴급 샘플 지시기
실험실 자동화 시스템은 샘플 튜브 상의 부가의 재료의 부착 없이, 즉각적인 분석을 필요로 하는 응급 또는 긴급 튜브로서 샘플 튜브를 마킹하는 쉬운 방법을 제공할 수 있는 샘플 상태 지시기 디바이스를 이용할 수 있다. 현재, 샘플 튜브는 자기 부착 라벨(예를 들어, 긴급을 지시하는 착색된 라벨), "긴급" 스티커로, 또는 단지 미리 존재하는 라벨 상에 긴급을 지시하는 수기 노트를 사용함으로써 마킹될 수도 있다. 본 발명의 기술의 긴급 샘플 지시기 메커니즘은 지시를 라벨 부착하거나 수기할 필요성 없이 샘플의 긴급 또는 상태를 지시할 수 있다.
샘플 상태 지시기 디바이스는 샘플 튜브 캡의 수동식 가동 요소를 포함하고, 여기서 가동 요소는 적어도 제1 위치 및 제2 위치로 이동될 수 있다. 가동 요소가 제1 위치로 이동될 때, 윈도우는 샘플 튜브의 제1 상태(예를 들어, 일반 또는 비-긴급)를 표시할 수도 있다. 가동 요소가 제2 위치로 이동될 때, 윈도우는 샘플 튜브의 제2 상태(예를 들어, 긴급 상태를 지시하는 마크)를 표시할 수도 있다. 지시기 또는 마커는 조작자에 의해 뿐만 아니라 자동화 시스템에 의해 판독될 수 있다. 지시기 또는 마커는 특정 컬러, 문자, 숫자, 아이콘 등일 수 있다.
예를 들어, 상이한 우선순위를 갖는 튜브들이 다중-튜브 래크 내에 수집되자마자, 통상의 라벨이 래크 자체에 의해 또는 이웃하는 튜브에 의해 커버될 수도 있어, 따라서 자동화된 프로세스를 위한 긴급 마크로서 이러한 라벨 또는 스티커를 인식하는 것을 곤란하게 한다. 종래의 상황에서, 사전 분류가 통상적으로 수행되어야 한다. 본 발명의 기술의 긴급 샘플 지시기는 긴급 튜브가 사용자에 의해 뿐만 아니라 화상 처리를 통해 자동화 프로세스에 의해 즉시 인식될 수 있도록 튜브의 상부에 시각적 마크를 제공할 수 있다. 이는 사용자가 수송을 위해 래크 또는 백 내에 더 낮은 우선순위 샘플과 함께 응급 샘플을 혼합하게 한다. 비검출된 응급 샘플의 가망성은 없게 되고, 부가의 사전 분류가 요구되지 않을 수도 있다.
본 발명의 실시예의 지시기는 상태 지시기일 수 있다. 특정 튜브 상태의 예는 튜브와 연계된 특정 우선순위(예를 들어, 긴급, 비긴급, STAT 등), 튜브를 위해 요구된 특정 처리(예를 들어, 원심 분리, 분취 등) 등을 포함하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 마커는 응급 또는 우선순위 마킹에 한정되는 것은 아니고, 대안적으로 컨테이너 내용물 재료, 첨가제, 시약 등과 같은 다수의 시각적 미리 규정된 마크를 허용할 수 있다. 가동 요소는 윈도우가 특정 지시기를 표시하도록 특정 위치로 이동될 수 있다(예를 들어, 제1 방향 또는 제2 방향).
일 실시예에서, 가동 요소가 이동될 수 있는 위치는 2개 이상의 위치 사이에서 절환하기 위한 기계적 래치 기능 또는 제한 디바이스를 가질 수도 있다. 이는 가동부가 부정확한 위치로 우연히 이동되는 것을 방지한다.
도 7은 샘플 튜브 본체(2004) 및 샘플 튜브 본체 상의 캡(2000)을 포함하는 샘플 튜브(2002)의 도면을 도시한다. 생물학적 샘플과 같은 샘플이 샘플 튜브(2002) 내에 존재할 수 있다. 샘플 튜브 본체(2004)는 플라스틱 또는 글래스를 포함하는 투명 또는 반투명 재료를 포함할 수도 있다. 샘플 캡(2000)은 플라스틱과 같은 재료를 또한 포함할 수도 있다.
도 8a 및 도 8b는 긴급 샘플 지시기를 노출하거나 노출하지 않는 가동 요소를 갖는 캡(2000)의 일 예를 도시한다.
도 8a에서, 캡(2000)은 원통형 캡 본체[2000(a)] 및 원통형 캡 본체[2000(a)]의 상부 영역에 있는 가동 요소[2000(b)]를 포함한다. 가동 요소[2000(b)]는 윈도우[2000(b)-1]가 비긴급 지시기(2004)를 노출하도록 회전될 수도 있다. 비긴급 지시기(2004)는 샘플이 비긴급 방식으로 처리되어야 하는 것을 지시하기 위해 녹색과 같은 컬러일 수도 있다. 돌기의 형태의 핸들[2000(b)-2]이 가동 요소[2000(b)] 내에 존재할 수도 있어 인간, 파지기 또는 다른 요소가 가동 요소[2000(b)]를 이동시키게 하여 샘플 튜브의 상태를 변화할 수도 있다. 핸들이 상세히 설명되어 있지만, 본 발명의 실시예는 구멍과 같은 다른 유형의 취급 특징부를 포함할 수 있다.
도 8b에서, 가동 요소[2000(b)]는 긴급 샘플 지시기(2005)를 노출하기 위해 응급 또는 긴급 위치로 회전된다. 긴급 샘플 지시기(2005)는 샘플 튜브가 가능한 한 즉시 처리되어야 하는 것을 지시하기 위해 적색일 수도 있다.
도 8a 및 도 8b의 지시기는 각각 비긴급(2004) 및 긴급(2005)이지만, 도 8a 및 도 8b에 도시된 샘플 튜브 캡(2000)은 다른 유형의 지시기를 가질 수 있다는 것이 이해된다. 예를 들어, 지시기는 샘플이 특정 기계에 의해, 특정 프로세스에 의해, 특정 순서로 등으로 처리되어야 하는 것을 지시할 수도 있다.
캡(2000) 및 샘플 튜브 상태의 그 지시는 도 5a 내지 도 5c에 도시된 카메라 유닛에 의해 보여질 수 있고, 전술된 바와 같이 식별되어 처리될 수 있다.
(b) 원심 분리 지시기
실험실 자동화 시스템은 샘플이 원심 분리되어 있는지 여부를 지시할 수 있는 원심 분리 상태 지시기 디바이스를 이용할 수 있다. 일반적으로, 실험실 내의 대부분의 샘플 튜브는 단지 이들의 혈청이 분석을 위해 사용되기 때문에 원심 분리를 필요로 한다. 샘플 튜브가 장시간 동안 배치될 때, 검체가 스핀되어 있는 것을 시각적으로 나타내도록 검체의 침전이 존재한다. 부가적으로, 이는 검체가 동요되면(예를 들어, 수송 중에) 미리 스핀된 샘플이 실제로 미리 스핀되어 있다는 것이 더 명백해질 수 있다. 장시간 동안 배치되어 있던 샘플 튜브 및 미리 스핀된 샘플 튜브가 혼합되면, 사용자는 어느 샘플 튜브가 실제로 미리 스핀되어 있는지를 구별하는 것이 불가능할 수도 있다. 더욱이, 사용자가 원심 분리의 품질[예를 들어, 스핀 시간 및 힘(분*g)이 충분한지 아닌지의 여부]을 시각적으로 판정하는 것이 곤란할 수도 있다.
본 발명의 기술의 원심 분리 상태 지시기 디바이스는 샘플 튜브의 원심 분리 상태를 시각화하기 위한 방법을 제공한다. 원심 분리 상태는 샘플 튜브 내의 혈액 또는 다른 검체의 실제 외관으로부터 독립적인 사용자에 의해 또는 실험실 자동화 디바이스에 의해 판독될 수 있다. 원심 분리 지시기는 부정확한 시험 결과를 야기할 수 있는 사용자 에러를 방지한다. 원심 분리 지시기는 원심 분리 시간 및 힘에 따라 원심 분리 중에 그 외관이 변화하지만 일반 튜브 수송 조건 하에서는 그 상태를 유지하는 시각적 마크를 제공한다.
원심 분리 지시기의 시각적 마커는 사용자에 의해 뿐만 아니라 화상 처리를 통해 자동화 프로세스에 의해 즉시 인식될 수 있도록 샘플 튜브의 상부에 있을 수도 있다. 이는 미리 스핀된 샘플이 래크 내의 스핀되지 않은 샘플과 혼합되게 하고 자동 진입에 앞서 샘플의 수동 사전 분류를 회피한다. 일 실시예에서, 원심 분리 지시기는 샘플 튜브를 커버하기 위한 샘플 튜브 캡의 부분일 수 있다.
부가적으로, 원심 분리량은 자동으로 결정될 수 있고, 실험실 자동화 시스템의 후속의 프로세스는 결과에 따라 제어될 수 있다. 원심 분리 지시기의 일 실시예가 도 9a에 도시되어 있다. 도시된 원심 분리 지시기는 착색된 겔(2302)(예를 들어, 백색) 및 상이한(예를 들어, 더 높은) 밀도 및 상이한 색상(예를 들어, 청색)을 갖는 입자(2304)를 포함하는 투명한 상부를 갖는 소형 컨테이너(캡 하우징의 형태일 수도 있음)를 포함한다. 스핀되지 않은 상태(2104)에서, 입자(2304) 및 착색된 겔(2302)은 서로 구별된다. 백색 겔(2302) 및 청색 입자(2304)의 예를 사용하여, 컨테이너의 초기 외관은 2개의 성분이 초기에 혼합될 때 밝은 청색일 수도 있고, 또는 외관은 입자가 겔(2302)의 상부에 있는 경우에 청색일 수도 있다. 원심 분리 중에, 청색 입자는 더 높은 밀도(2308)에 기인하여 컨테이너의 저부로 이동하고, 상부 외관은 입자(2310)의 결핍에 기인하여 백색으로 변화한다. 선택된 재료의 조합은 인가된 원심 분리력 및 시간에 따라 상이한 외관을 얻는 가능성을 제공한다. 부가적으로, 하나 초과의 유형의 입자가 인가된 스핀 시간 및 힘의 더 미세한 분해능을 얻기 위해 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 원심 분리기 지시기는 인가된 원심 분리력에 따라 그 외관이 변화하는 감압식 디바이스(예를 들어, 압력 지시 필름) 상에 가압되는 투명 실린더이다. 도 9b는 이 유형의 원심 분리 지시기의 예를 도시한다. 원심 분리 지시기는 투명 겔과 같은 투명한 재료를 포함할 수도 있는 투명 실린더(2314) 내의 감압식 디바이스(2312)(예를 들어, 포일)를 포함한다. 투명 실린더(2314)는 감압식 디바이스(2312)가 표시되게 한다. 샘플이 스핀하지 않을 때(2316), 감압식 디바이스(2312)는 투명한 외관을 가질 수도 있다. 원심 분리(2318) 중에, 원심 분리 지시기 상의 감압식 디바이스(2312)는 일 특정 컬러의 외관을 가질 수도 있다. 일단 샘플 튜브가 스핀하면(2320), 원심 분리 지시기 상의 감압식 디바이스(2312)는 다른 특정 컬러의 다른 외관을 가질 수도 있다. 감압식 디바이스(2312)의 일 예는 FujiflimTM에 의한 PrescaleTM일 수도 있다.
도 10a는 포일의 형태의 감압식 디바이스(2336)를 갖는 캡의 측단면도를 도시한다. 캡은 비원심 분리된 상태로 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 캡은 수직 원형 수평부(2340)에 의해 분리된 원통형 캡 나사산부(2338) 및 원통형 캡 상부(2334)를 갖는 본체를 포함할 수 있다. 감압식 디바이스(2336)는 수평부(2340) 상에 있다. 복수의 수송 포스트(2332)가 감압식 디바이스(2336) 상에 있을 수도 있고, 포스트(2332)의 상부면이 광학적으로 투명한 커버(2330)(예를 들어, 투명 플라스틱으로 제조됨)로 커버될 수도 있다.
도 10b는 도 10a의 캡의 평면도를 도시한다. 도 10a 및 도 10b에서, 유사한 도면 부호는 유사한 요소를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 감압식 디바이스(2336)는 어떠한 압력도 그에 인가되지 않을 때 제1 컬러일 수도 있다.
동일한 캡이 도 11a 및 도 11b에 도시되어 있다. 그러나, 이 캡은 원심 분리 후에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 포스트(2332)는 감압식 디바이스(2336) 상에 하향 압력을 인가하여 포스트(2332) 아래의 영역에서 감압식 디바이스(2336) 내의 컬러 변경을 유발한다. 도 11b의 상부로부터 볼 때, 3개의 도트의 별개의 패턴(제2 컬러의)이 상이한 컬러(예를 들어, 제1 컬러)의 배경에 대해 도시되어 있다. 이 패턴은 캡 상에서 아래로 본 카메라에 의해 보여질 수 있고, 카메라에 결합된 분석 디바이스는 캡을 갖는 샘플 튜브가 원심 분리된 샘플을 포함하는 것을 결정할 수 있다(도 5a 내지 도 5c를 참조하여 전술된 바와 같이).
(c) 원형 바코드
실험실 자동화 시스템은 샘플 튜브 캡의 상부 상의 원형 바코드 식별 디바이스를 이용할 수 있다. 원형 바코드는 이들 샘플 튜브가 최초로 입력 파지기에 의해 취급되기 전에 샘플 튜브를 식별하는 용이하고 신속한 방법을 제공할 수 있다.
도면을 참조하여 본 명세서에 설명된 다양한 관여자 및 요소는 본 명세서에 설명된 기능을 용이하게 하기 위해 하나 이상의 컴퓨터 장치를 작동할 수도 있다. 임의의 서버, 프로세서 또는 데이터베이스를 포함하는 상기 설명에서의 임의의 요소는 예를 들어 실험실 자동화 시스템, 수송 시스템, 스케쥴러, 중앙 제어기, 로컬 제어기 등의 기능 유닛 및 모듈을 작동하고 그리고/또는 제어하기 위한 기능과 같은 본 명세서에 설명된 기능을 용이하게 하기 위해 임의의 적합한 수의 서브시스템을 사용할 수도 있다.
이러한 서브시스템 또는 구성 요소의 예가 도 12에 도시된다. 도 12에 도시된 서브시스템은 시스템 버스(4445)를 통해 상호 접속된다. 프린터(4444), 키보드(4448), 고정식 디스크(4449)(또는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하는 다른 메모리), 디스플레이 어댑터(4482)에 결합된 모니터(4446) 등이 도시되어 있다. I/O 제어기(4441)(프로세서 또는 다른 적합한 제어기일 수 있음)에 결합하는 주변 장치 및 입출력(I/O) 디바이스는 직렬 포트(4484)와 같은 당 기술 분야에 공지된 임의의 수의 수단에 의해 컴퓨터 시스템에 접속될 수 있다. 예를 들어, 직렬 포트(4484) 또는 외부 인터페이스(4481)는 인터넷, 마우스 입력 디바이스 또는 스캐너와 같은 원거리 네트워크에 컴퓨터 장치를 접속하는데 사용될 수 있다. 시스템 버스를 통한 상호 접속은 중앙 프로세서(4443)가 각각의 서브시스템과 통신하여 시스템 메모리(4442) 또는 고정 디스크(4449)로부터 인스트럭션의 실행, 뿐만 아니라 서브시스템들 사이의 정보의 교환을 제어하게 한다. 시스템 메모리(4442) 및/또는 고정 디스크(4449)는 컴퓨터 판독 가능 매체를 구체화할 수도 있다.
기술의 실시예들은 전술된 실시예들에 한정되지 않는다. 전술된 태양들의 일부에 관한 특정 상세가 상기에 제공되어 있다. 특정 태양들의 특정 상세들은 기술의 실시예의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고 임의의 적합한 방식으로 조합될 수도 있다. 예를 들어, 백 엔드 프로세싱, 데이터 분석, 데이터 수집, 및 다른 프로세스는 모두 본 기술의 몇몇 실시예들에 조합될 수 있다. 그러나, 본 기술의 다른 실시예들은 각각의 개별 태양, 또는 이들 개별 태양들의 특정 조합에 관한 특정 실시예들에 관한 것일 수 있다.
전술된 바와 같은 본 발명의 기술은 모듈형 또는 통합 방식으로 컴퓨터 소프트웨어(탠저블 물리적 매체 내에 저장됨)를 사용하여 제어 로직의 형태로 구현될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 더욱이, 본 발명의 기술은 임의의 형태로 그리고/또는 임의의 화상 처리의 조합으로 구현될 수도 있다. 본 명세서에 제공된 개시 내용 및 교시에 기초하여, 당 기술 분야의 숙련자는 하드웨어 및 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 사용하여 본 발명의 기술을 구현하기 위한 다른 방식 및/또는 방법을 인지하고 이해할 수 있을 것이다.
본 출원에 설명된 임의의 소프트웨어 구성 요소 또는 기능은 예를 들어 통상의 또는 객체 지향 기술을 사용하여, 예를 들어 자바(Java), C++ 또는 펄(Perl)과 같은 임의의 적합한 컴퓨터 언어를 사용하여 프로세서에 의해 실행되도록 소프트웨어 코드로서 구현될 수도 있다. 소프트웨어 코드는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 하드 드라이브 또는 플로피 디스크와 같은 자기 매체 또는 CD-ROM과 같은 광학 매체와 같은 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 일련의 인스트럭션 또는 명령으로서 저장될 수도 있다. 임의의 이러한 컴퓨터 판독 가능 매체는 단일 연산 장치 상에 또는 내에 상주할 수도 있고, 시스템 또는 네트워크 내의 상이한 연산 장치 상에 또는 내에 존재할 수도 있다.
상기 설명은 예시적이고, 한정적인 것이 아니다. 기술의 다수의 변형예들이 개시 내용의 고려시에 당 기술 분야의 숙련자들에게 명백할 것이다. 따라서, 기술의 범주는 상기 설명을 참조하여 결정되지 않고, 대신에 그 전체 범주 또는 등가물과 함께 계류중인 청구범위를 참조하여 결정되어야 한다.
임의의 실시예로부터의 하나 이상의 특징들은 기술의 범주로부터 벗어나지 않고 임의의 다른 실시예의 하나 이상의 특징들과 조합될 수도 있다.
단수 표현의 언급은 구체적으로 반대로 지시되지 않으면 "하나 이상"을 의미하도록 의도된다.
전술된 모든 특허, 특허 출원, 공개 및 설명은 모든 목적으로 그대로 본 명세서에 참조로서 합체되어 있다. 어느 것도 종래 기술인 것으로 용인되지는 않는다.

Claims (27)

  1. 샘플 컨테이너 홀더 또는 샘플 컨테이너 홀더 내 샘플 컨테이너 위에 위치될 때, 샘플 컨테이너 홀더 또는 샘플 컨테이너 홀더 내 샘플 컨테이너의 하나 이상의 화상을 취득하도록 구성되는 적어도 하나의 화상 취득 디바이스; 및
    상기 적어도 하나의 화상 취득 디바이스에 결합되고, (a) 샘플 컨테이너 홀더의 존재, 부재, 또는 특성 - 샘플 컨테이너 홀더의 특성은 샘플 컨테이너 홀더의 색상 또는 형상, 또는 샘플 컨테이너 홀더와 관련된 라벨 또는 마커를 포함함 -, 또는 (b) 샘플 컨테이너 홀더 내 샘플 컨테이너의 존재, 부재, 또는 특성 - 샘플 컨테이너의 특성은 샘플 컨테이너의 색상 또는 형상, 또는 샘플 컨테이너와 관련된 라벨 또는 마커를 포함함 -을 판정하기 위해, 샘플 컨테이너 홀더 또는 샘플 컨테이너 홀더 내 샘플 컨테이너의 하나 이상의 화상을 프로세서에 의해 분석하도록 구성되는 화상 분석 디바이스를 포함하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 샘플 컨테이너는 샘플 튜브이고, 샘플 컨테이너 홀더는 샘플 튜브를 보유지지하는 래크인 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 화상 취득 디바이스는 물체를 파지할 수 있는 파지기 유닛을 갖는 로봇식 아암 상에 장착되고, 상기 로봇식 아암은 3차원으로 이동할 수 있는 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 화상 분석 디바이스는 상기 샘플 컨테이너 홀더 내 샘플 컨테이너의 하나 이상의 화상을 분석하여, 샘플 컨테이너의 특성을 판정하도록 구성되며, 상기 특성은 샘플 컨테이너 내 캡의 캡 색상인 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 화상 취득 디바이스는, 각각, 튜브를 갖는 적어도 3개의 샘플 컨테이너 홀더의 화상을 촬영하도록 구성되는 적어도 3개의 카메라를 포함하는 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 샘플 컨테이너 홀더는 상이한 캡을 갖는 복수의 샘플 컨테이너를 보유지지하고, 상기 상이한 캡은 상이한 캡 형상 및 상이한 캡 색상을 갖는 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 샘플 컨테이너 홀더의 특성은 샘플 컨테이너 홀더의 크기 및 샘플 컨테이너 홀더의 색상을 포함하는 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 샘플 컨테이너는 튜브 본체 및 상기 튜브 본체 상의 캡을 포함하고, 상기 캡은 가동 샘플 상태 지시기를 포함하는 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 샘플 컨테이너는 튜브 본체 및 상기 튜브 본체 상의 캡을 포함하고, 상기 캡은 원심 분리 지시기를 갖는 마커를 포함하는 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 원심 분리 지시기는 겔을 포함하는 시스템.
  11. 샘플 컨테이너 홀더 또는 상기 샘플 컨테이너 홀더 내 샘플 컨테이너 위에 위치되는 적어도 하나의 화상 취득 디바이스에 의해, 샘플 컨테이너 홀더 또는 상기 샘플 컨테이너 홀더 내 샘플 컨테이너의 하나 이상의 화상을 취득하는 단계; 및
    (a) 샘플 컨테이너 홀더의 존재, 부재, 또는 특성 - 샘플 컨테이너 홀더의 특성은 샘플 컨테이너 홀더의 적어도 일부의 색상 또는 형상, 또는 샘플 컨테이너 홀더와 관련된 라벨 또는 마커를 포함함 -, 또는 (b) 샘플 컨테이너 홀더 내 샘플 컨테이너의 존재, 부재, 또는 특성 - 샘플 컨테이너의 특성은 샘플 컨테이너와 관련된 라벨 또는 마커, 또는 샘플 컨테이너의 색상 또는 형상 중 하나 이상을 포함함 -을 판정하기 위해, 화상 분석 디바이스에 의해 적어도 하나의 화상을 분석하는 단계를 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 샘플 컨테이너는 제1 샘플을 포함하는 제1 샘플 컨테이너이고, 제2 샘플을 포함하는 제2 샘플 컨테이너는 상기 샘플 컨테이너 홀더 내에 있으며, 제1 샘플 컨테이너는 적어도 하나의 화상 분석 후에, 제2 샘플 컨테이너와는 상이한 방식으로 처리되는 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 샘플 컨테이너는 튜브 본체 및 상기 튜브 본체 상의 캡을 포함하고, 상기 캡은 가동 샘플 상태 지시기를 포함하는 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 샘플 컨테이너는 튜브 본체 및 상기 튜브 본체 상의 캡을 포함하고, 상기 캡은 원심 분리 지시기를 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 원심 분리 지시기는 겔을 포함하는 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 원심 분리 지시기는 감압 필름을 포함하는 방법.
  17. 제14항에 있어서, 분석 후 상기 화상 취득 디바이스에 부착된 파지기를 이동시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  18. 샘플 컨테이너 본체를 덮을 수 있는 캡 본체; 및
    상기 캡 본체에 결합되는 가동 요소를 포함하고,
    상기 가동 요소는 실험실 자동화 시스템에서 샘플 컨테이너를 처리하기 위한 상태를 나타낼 수 있는 샘플 컨테이너 캡.
  19. 제18항에 있어서, 상기 가동 요소는 제1 방향 및 제2 방향으로 이동될 수 있고, 상기 가동 요소가 제1 방향으로 이동될 때, 샘플 컨테이너의 제1 상태를 나타내는 윈도우를 포함하고, 상기 윈도우는 상기 가동 요소가 제2 방향으로 이동될 때, 상기 샘플 컨테이너의 제2 상태를 나타내는 샘플 컨테이너 캡.
  20. 제18항에 있어서, 상기 가동 요소는 핸들을 포함하는 샘플 컨테이너 캡.
  21. 제18항에 있어서, 상기 캡 본체는 원통형인 샘플 컨테이너 캡.
  22. 제18항에 있어서, 상기 가동 요소는 샘플 컨테이너 본체 내 샘플이 긴급으로 또는 비-긴급으로 처리되어야 함을 나타낼 수 있는 샘플 컨테이너 캡.
  23. 샘플 컨테이너의 개구를 덮을 수 있는 샘플 캡 본체; 및
    상기 샘플 캡 본체 내 원심 분리 상태 지시기 디바이스를 포함하는 샘플 컨테이너 캡.
  24. 제23항에 있어서, 상기 원심 분리 상태 지시기 디바이스는,
    제1 밀도 및 제1 색상을 갖는 제1 물질; 및
    제2 밀도 및 제2 색상을 갖는 제2 물질을 포함하며,
    상기 제2 밀도는 제1 밀도보다 높고, 상기 제2 색상은 제1 색상과는 상이하며, 상기 원심 분리 상태 지시기 디바이스는 샘플 컨테이너가 원심 분리된 때 제1 물질을 나타내는 샘플 컨테이너 캡.
  25. 제23항에 있어서, 상기 원심 분리 상태 지시기 디바이스는 가해진 압력에 응답하여 외관을 변경하도록 구성되는 포일을 포함하는 샘플 컨테이너 캡.
  26. 제23항에 있어서, 상기 원심 분리 상태 지시기 디바이스는 제1 재료 및 제2 재료를 갖는 제1 물질을 포함하고, 제1 및 제2 재료는 원심 분리 후에 조합되지만, 원심 분리 없이는 조합되지 않는 샘플 컨테이너 캡.
  27. 제23항에 있어서, 상기 원심 분리 상태 지시기 디바이스는 인가된 압력에 응답하여 색상을 변경하도록 구성되는 포일을 포함하는 샘플 컨테이너 캡.
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