KR20190041346A - 검체 튜브 정렬 장치, 이를 포함하는 자동화된 원심분리 시스템, 스택 모듈 및 원심분리 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 검체 튜브들을 렉에 일정 간격 이격된 채로 담을 수 있도록 정렬함으로써 검사 효율을 증대시키는 검체 튜브 정렬 장치, 이를 포함하는 자동화된 원심분리 시스템, 스택 모듈 및 원심분리 모듈 에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예의 검체 튜브 정렬 장치는 적어도 두개의 검체 튜브들을 기설정된 간격만큼 이격되도록 일렬로 정렬하도록 구성된다. 상기 검체 튜브 정렬 장치는, 검체 튜브를 일렬로 이송시킬 수 있도록 구성되어 검체 튜브의 이송 경로를 만드는 이송수단; 상기 이송수단에 의해 이송되는 검체 튜브의 이송 한계를 정의하는 스토퍼; 상기 검체 튜브가 위치되어야 할 위치에 위치되었는지의 여부를 확인 가능하게 배치되는 적어도 하나의 센서; 상기 이송 경로 상에 돌출 가능하게 구성되고 상기 이송수단으로부터 이송된 검체 튜브들 사이에 개재됨으로써 상기 기설정된 간격을 형성하는 이격유닛 및 상기 이격유닛을 상기 이송 경로 상에 돌출하거나 돌출하지 않게 구동하는 구동유닛을 구비하는 이격수단; 및 상기 센서로부터의 정보를 토대로 상기 구동유닛의 구동을 제어하는 제어장치; 를 포함한다. 상기 제어장치는 상기 센서로부터의 정보를 토대로 순차적으로 이송되는 검체 튜브들 사이에 상기 이격유닛이 개재되도록 상기 구동유닛을 제어한다.

Description

검체 튜브 정렬 장치, 이를 포함하는 자동화된 원심분리 시스템, 스택 모듈 및 원심분리 모듈{SPECIMEN TUBE ALIGNING APPARATUS, AUTOMATED CENTRIFUGE SYSTEM HAVING THE SAME, STACK MODULE AND CENTRIFUGE MODULE}

본 발명은 검체 튜브 정렬 장치, 이를 포함하는 자동화된 원심분리 시스템, 스택 모듈 및 원심분리 모듈에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 검체 튜브들을 렉에 일정 간격 이격된 채로 담을 수 있도록 정렬함으로써 검사 효율을 증대시키는 검체 튜브 정렬 장치, 이를 포함하는 자동화된 원심분리 시스템, 스택 모듈 및 원심분리 모듈에 관한 것이다.

원심분리기란 원심력을 이용하여 균질액을 여러 부분으로 나눌 목적으로 가장 많이 이용되는 기계로서, 균질액을 시험관에 넣고 원심분리기를 고속으로 회전시키면 입자의 크기와 밀도에 따라 물질을 분리할 수 있다.

한편, 병원 내 검사실 전체 검사 과정 중 약 60% 를 차지하는 전처리 과정 에 있어서, 혈액을 원심 분리하는 원심분리기가 널리 사용되고 있다. 이러한 전처리 과정은 검사 시료의 수집, 검사 시료의 이송, 선택적인 검사 시료의 원심 분리, 후속하는 전-분석 처리 (pre-analytical process) 를 거치게 되는데, 일반적인 원심 분리기의 경우, 안정적인 원심 분리를 위해 로터의 좌우 대칭 (밸런싱) 이 필수적으로 요구된다. 이러한 밸런싱은 전자 저울 위에 더미 튜브 (dummy tube) 등을 배치함으로써 이루어지며, 이러한 밸런싱을 위한 시간 손실은 전처리 과정에서의 병목 현상을 일으킨다.

이러한 병목 현상을 해소하고자, 본 출원인은 밸런싱이 자동으로 수행되는 자동 평형형 원심분리기 등을 다수 제시한 바 있다 (특허문헌 1 내지 4 참조). 하지만, 이러한 자동 평형형 원심분리기를 사용한다 하더라도 하나씩 검체 튜브를 원심분리기에 이송함으로써 작업 효율이 낮고, 일일이 검체 튜브에 표시된 바코드를 읽어야 되는 비효율도 발생되고 있는 실정이다.

(특허문헌 1)

한국 등록특허 제10-0978912호 (발명의 명칭 : 자동 평형형 원심분리기)

(특허문헌 2)

한국 등록특허 제10-0615630호 (발명의 명칭 : 원심 분리기용 자동 평형형 로터)

(특허문헌 3)

한국 등록특허 제10-0974525호 (발명의 명칭 : 밸런서를 이용한 자동 평형 원심분리기)

(특허문헌 4)

한국 등록특허 제10-0986744호 (발명의 명칭 : 자동 평형형 원심분리기 및 그 제어 방법)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 검체 튜브들을 렉에 일정 간격 이격된 채로 담을 수 있도록 정렬함으로써 검사 효율을 증대시키는 검체 튜브 정렬 장치, 이를 포함하는 자동화된 원심분리 시스템, 스택 모듈 및 원심분리 모듈을 제공함에 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예의 검체 튜브 정렬 장치는 적어도 두개의 검체 튜브들을 기설정된 간격만큼 이격되도록 일렬로 정렬하도록 구성된다. 상기 검체 튜브 정렬 장치는, 검체 튜브를 일렬로 이송시킬 수 있도록 구성되어 검체 튜브의 이송 경로를 만드는 이송수단; 상기 이송수단에 의해 이송되는 검체 튜브의 이송 한계를 정의하는 스토퍼; 상기 검체 튜브가 위치되어야 할 위치에 위치되었는지의 여부를 확인 가능하게 배치되는 적어도 하나의 센서; 상기 이송 경로 상에 돌출 가능하게 구성되고 상기 이송수단으로부터 이송된 검체 튜브들 사이에 개재됨으로써 상기 기설정된 간격을 형성하는 이격유닛 및 상기 이격유닛을 상기 이송 경로 상에 돌출하거나 돌출하지 않게 구동하는 구동유닛을 구비하는 이격수단; 및 상기 센서로부터의 정보를 토대로 상기 구동유닛의 구동을 제어하는 제어장치; 를 포함한다. 상기 제어장치는 상기 센서로부터의 정보를 토대로 순차적으로 이송되는 검체 튜브들 사이에 상기 이격유닛이 개재되도록 상기 구동유닛을 제어한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 이격수단 및 상기 센서보다 상류에 위치하여, 그 하류로 검체 튜브를 하나씩만 공급하는 공급유닛을 더 포함한다. 상기 공급유닛은, 상기 이송 경로를 막을 수 있도록 구성되는 제1 판과 제2 판과, 상기 제1 판과 상기 제2 판을 상기 이송 경로를 막거나 막지 않게 구동하는 구동장치를 포함한다. 상기 제1 판과 상기 제2 판은 하나의 검체 튜브가 그 사이에 개재될 수 있을 정도로 이격된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 구동장치는 모터로 이루어지며, 상기 모터의 구동축에는 피니언 기어 (pinion gear) 가 장착되고, 상기 제1 판 및 상기 제2 판에는 랙 (rack) 이 장착되어, 상기 피니언 기어와 맞물리고, 상기 모터의 일방향의 회전에 의해 상기 제1 판은 상기 이송 경로를 막도록 구동됨과 함께, 상기 제2 판은 상기 이송 경로를 막지 않도록 구동된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 이격수단은 상기 이격유닛을 N개 구비하며 (여기서 N은 2이상의 정수), 상기 제어장치는 N+1 개의 검체 튜브가 순차적으로 이송되어, 상기 이격유닛들에 의해 서로 이격되어 일렬로 정렬되도록, 상기 구동유닛을 제어한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 구동유닛은 모터이며, 상기 이격수단은 상기 모터와 연결되는 구동축을 더 포함하고, 상기 이격유닛들은 상기 구동축에 연결되어 회전 가능하며, 상기 이격유닛들은 상기 모터에 의한 회전에 의해 그 일부가 상기 이송 경로 상에 돌출되거나 또는 돌출되지 않도록 형성된 형상을 가진다. 상기 이격유닛들 모두가 상기 이송 경로를 막지 않는 제1 상태와, 상기 이격유닛들 중 가장 하류에 위치한 이격유닛은 상기 이송 경로를 막도록 돌출되고 나머지 이격유닛들은 상기 이송 경로를 막지 않는 제2 상태와, 상기 이격유닛들 중 가장 하류에 위치한 이격유닛과 차순위로 하류에 위치한 이격유닛은 상기 이송 경로를 막도록 돌출되고 나머지 이격유닛들은 상기 이송 경로를 막지 않는 제3 상태를 각각 이룰 수 있도록, 상기 이격유닛들의 형상이 정의된다. 상기 제어장치는 상기 제1 상태, 상기 제2 상태 및 상기 제3 상태를 순차적으로 전환시키도록 상기 구동유닛을 제어한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 이송수단은 제1 벨트와 제2 벨트와 모터를 포함하고, 상기 제1 벨트와 상기 제2 벨트는 그 사이에 상기 검체 튜브의 뚜겅이 걸려서 이송될 수 있게 일정 간격 이격되도록 배치되며, 상기 제1 벨트와 상기 제2 벨트는 상기 이송수단의 모터에 의해 회전됨으로써 검체 튜브를 이송시키도록 구성된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 센서에 의해 정상적으로 정렬된 것으로 판정된 검체 튜브들을 상승시키도록 구성되는 상승수단; 을 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 센서는 복수의 광센서들로 이루어진다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예의 자동화된 원심 분리 시스템은, 자동 평형형 원심 분리기; 상술한 검체 튜브 정렬 장치; 상기 검체 튜브 정렬 장치에 의해 정렬된 검체 튜브들을 그 간격을 유지시키면서 렉으로 전달하는 전달부; 및 상기 렉을 상기 자동 평형형 원심 분리기 내로 이송시키는 이송부; 를 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 렉에 담긴 상기 검체 튜브들 표면에 표시된 인식기호를 식별할 수 있도록 구성된 인식부; 를 더 구비한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 인식부는, 인식기호 리더기와, 상기 렉에 담긴 상기 검체 튜브들을 한꺼번에 길이 방향과 평행한 중심축을 중심으로 회전시키는 회전부를 구비한다. 상기 인식기호 리더기는 상기 렉에 담긴 검체 튜브들의 인식기호를 순차적으로 스캔하고, 검체 튜브들 중 어느 하나의 검체 튜브라도 그 인식기호가 인식되지 않은 경우, 상기 회전부에 의해 상기 검체 튜브들을 회전시킨 후, 상기 인식기호 리더기는 인식기호가 인식되지 않았던 검체 튜브들만 재차 스캔하도록 구동된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 회전부는, 구동축에 피니언 기어가 장착된 모터와, 서로 대향하도록 배치되고, 그 사이에 상기 렉에 담긴 검체 튜브들을 모두 잡을 수 있도록 구성되며, 상기 모터의 피니언 기어와 맞물리도록 구성되는 랙을 각각 포함하며, 상기 모터의 일방향의 회전에 의해 서로 반대 방향으로 평행이동 하도록 구성되는 제1 회전부재 및 제2 회전부재와, 상기 제1 회전부재와 상기 제2 회전부재 간의 간격을 조정할 수 있도록 구성되는 간격조정부재와, 상기 렉에 담긴 검체 튜브들의 상단부가 삽입될 수 있는 홈들이 구비되며, 상기 제1 회전부재와 상기 제2 회전부재 사이에 고정되는 안착부와, 상기 모터, 상기 제1 회전부재, 상기 제2 회전부재, 상기 간격조정부재 및 상기 안착부의 상하 이동을 행할 수 있도록 구성되는 상하이동유닛을 포함한다. 상기 간격조정부재는 상기 제1 회전부재와 상기 제2 회전부재 사이에 상기 검체 튜브들이 통과될 수 있게 간격을 조정한 후, 상기 상하이동유닛은 상기 모터, 상기 제1 회전부재, 상기 제2 회전부재, 상기 간격조정부재 및 상기 안착부를 하강시켜 상기 안착부의 홈들 내로 상기 검체 튜브들의 상단부가 삽입되도록 기능하며, 상기 검체 튜브들의 상단부가 상기 안착부의 홈들 내로 삽입되면, 상기 간격조정부재는 상기 제1 회전부재와 상기 제2 회전부재 간의 간격을 좁혀 상기 검체 튜브들을 잡으며, 상기 검체 튜브들이 상기 제1 회전부재 및 상기 회전부재에 의해 잡힌 경우, 상기 모터를 회전시켜 상기 검체 튜브들을 회전시키도록 구성된다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예의 스택 모듈은, 자동 평형형 원심 분리기를 포함하는 원심분리 모듈에 검체 튜브들을 공급하는 스택 모듈로서, 상기 제1 항에 기재된 검체 튜브 정렬 장치; 검체 튜브가 담길 수 있는 렉을 공급하는 렉 공급부; 및 렉 보관부; 를 포함한다. 상기 검체 튜브 정렬 장치에서 정렬된 검체 튜브들은 상기 렉 공급부로부터의 렉에 담겨, 상기 원심분리 모듈로 이송되도록 제어되고, 상기 원심분리 모듈에서 처리된 검체 튜브들이 담긴 렉을 상기 렉 보관부에 보관하도록 제어된다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예의 원심분리 모듈은, 일렬로 배열된 검체 튜브들이 담긴 렉을 이송받아 원심분리 처리하는 원심분리 모듈로서, 자동 평형형 원심 분리기; 및 상기 렉에 담긴 상기 검체 튜브들 표면에 표시된 인식기호를 식별할 수 있도록 구성된 인식부;를 포함한다. 상기 인식부에 의해 인식된 검체 튜브들은 렉에 담겨진 채로 상기 자동 평형형 원심 분리기로 이송되어 원심분리 처리되며, 상기 인식부는, 인식기호 리더기와, 상기 렉에 담긴 상기 검체 튜브들을 한꺼번에 길이 방향과 평행한 중심축을 중심으로 회전시키는 회전부를 구비하며, 상기 인식기호 리더기는 상기 렉에 담긴 검체 튜브들의 인식기호를 순차적으로 스캔하고, 검체 튜브들 중 어느 하나의 검체 튜브라도 그 인식기호가 인식되지 않은 경우, 상기 회전부에 의해 상기 검체 튜브들을 회전시킨 후, 상기 인식기호 리더기는 인식기호가 인식되지 않았던 검체 튜브들만 재차 스캔하도록 구동된다.

본 발명의 검체 튜브 정렬 장치 및 이를 포함하는 자동화된 원심분리 시스템에 따르면, 검체 튜브를 일정 간격으로 렉에 배치하여 자동화된 원심분리기에 탑재하여 원심분리하는 전처리 과정이 자동화되어 검사 시간을 획기적으로 감소시킴으로써 전처리 과정의 효율을 증대할 수 있다.

또한, 자동화된 원심분리 시스템은, 스택 모듈과 원심분리 모듈을 포함하도록 모듈화하여 구성될 수 있으며, 모듈화하여 장치가 구성될 경우, 원심분리 처리량에 따라 적절한 수의 원심분리 모듈을 선택적으로 구성하여 처리 효율을 증대시킬 수 있고, 원심분리의 대량 처리도 가능하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동화된 원심분리 시스템의 제어 순서를 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동화된 원심분리 시스템의 구성도이다.
도 3a는 도 1 및 도 2의 자동화된 원심분리 시스템의 실제 장치의 정면도이며, 도 3b는 도 3a의 실제 장치의 작동 원리를 도시한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 검체 튜브 정렬 장치의 개략적인 사시도이다.
도 5는 도 4의 검체 튜브 정렬 장치에서 일부 구성을 제외하고 도시한 개략적인 사시도이다.
도 6은 도 5의 검체 튜브 정렬 장치의 개략적인 상면도 및 정면도이다.
도 7은 이격수단의 작동원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 8은 도 7의 이격수단의 일실시형태의 개략적인 사시도 및 이격유닛들의 개략적인 정면도를 도시한다.
도 9는 이송장치 상에 장착된 인식부를 도시한 개략적인 사시도이다.
도 10은 도 8의 인식부의 개략적인 정면도이다.
도 11은 도 9의 인식부의 다른 시선에서 본 개략적인 사시도이다.
도 12는 도 11의 인식부의 개략적인 정면도 및 저면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 도면부호를 사용함에 있어, 도면이 상이한 경우라도 동일한 구성을 도시하고 있는 경우에는 가급적 동일한 도면부호를 사용한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 검체 튜브 정렬 장치 및 이를 포함하는 자동화된 원심분리 시스템의 실시예에 대해 설명한다. 먼저, 자동화된 원심분리 시스템의 전체 시스템에 대해 설명한 후, 검체 튜브 정렬 장치에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동화된 원심분리 시스템의 제어 순서를 나타내는 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동화된 원심분리 시스템의 구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 자동화된 원심분리 시스템 (1000) 에 의해, 검체 튜브의 정렬 단계 (S110), 검체 튜브의 렉으로의 이송 단계 (S120), 렉에 담긴 검체 튜브의 인식기호의 인식 단계 (S130), 원심 분리기로의 이송 단계 (S140), 원심 분리기에 의한 원심 분리 단계 (S150) 및 원심 분리로부터의 인출 단계 (S160) 가 순차적으로 수행된다.

먼저, 혈액 등과 같은 검사 대상물이 담긴 검체 튜브 (10) 가 수집된다 (S10). 검체 튜브 (10) 의 수집은 개별 병원에서 간호사 등에 의해 수행되며, 간호사는 검체 튜브 (10) 를 보관 어레이 등을 이용하여 수집한다. 검체 튜브 (10) 는 튜브 (11) 와 뚜껑 (12) 으로 이루어지며, 수집된 검체 튜브 (10) 는 뚜껑 (12) 에 의해 내용물이 보호된 상태에 있다.

이렇게 수집된 검체 튜브들 (10) 은 본 발명의 자동화된 원심분리 시스템 (1000) 내로 진입된다. 원심 분리의 대상이 되는 검체 튜브들 (10) 을 원심분리 시스템 (1000) 내로 진입시키는 방법은 비제한적으로 다양하게 구성될 수 있는데, 예를 들어, 수작업으로 진입시키는 방법, 자동화된 이송수단에 의해 진입시키는 방법 등이 채용될 수 있다.

원심분리 시스템 (1000) 내로 진입된 검체 튜브들 (10) 은 검체 튜브 정렬 장치 (1100) 에 의해 정렬된다 (S110). 검체 튜브 정렬 장치 (1100) 에 의해 도 1과 같이 검체 튜브들 (10) 이 일정한 간격 d 로 일렬로 정렬된다. 구체적인 검체 튜브 정렬 장치 (1100) 의 실시예에 대한 설명은 후술하기로 한다.

정렬된 검체 튜브들 (10) 은 전달부 (1200) 에 의해 미리 제작된 렉 (rack, 110) 으로 이송된다 (S120). 렉 (110) 은 적어도 두개의 검체 튜브들 (10) 이 안착되도록 홈이 형성될 수 있다. 렉 (110) 은 플라스틱 재질로 성형될 수 있으며, 검체 튜브들 (10) 의 바코드와 같은 인식기호를 인식하기 위해 측면에 구멍 (111) 이 형성될 수도 있다.

여기서 렉 (110) 은 병원에서 일반적으로 사용되는 검사용 전용 렉인 것이 바람직하다. 이러한 렉 (110) 은 검사 장비에 따라 다양한 종류로 이루어질 수도 있다. 본 실시예에서는 렉 (110) 으로서 병원에서 일반적으로 사용되는 5개의 홀을 가진 렉을 예시한다. 그러나, 이는 예시에 불과하며, 다양한 홀의 개수를 가지는 렉이 적용될 수도 있다.

전달부 (1200) 로는 다양한 장치가 활용될 수 있는데, 예를 들어, 검체 튜브들 (10) 의 두껑 (12) 을 잡고 3축 (X, Y, Z축) 으로 이송가능한 공지의 이송 장치 (로봇 장치) 가 활용될 수 있다.

인식부 (1300) 를 통해 렉 (110) 에 안착된 검체 튜브들 (10) 각각의 인식기호를 인식한다 (S130). 인식기호로는 바코드, QR코드 등이 비제한적으로 채용될 수 있다. 이러한 인식기호는 각 검체 튜브들 (10) 각각을 구별할 수 있도록 기능한다. 인식부 (1300) 는 기존의 바코드 리더, QR 코드 리더 등이 비제한적으로 채용될 수 있다.

한편, 인식부 (1300) 는 렉 (110) 에 표시된 인식기호를 추가적으로 인식하도록 구성될 수도 있다. 자세한 인식부 (1300) 의 구성에 대한 설명은 후술하기로 한다.

인식부 (1300) 에 의해 렉 (110) 에 담긴 검체 튜브들 (10) 이 특정되었다면, 이송부 (1400) 는 검체 튜브들 (10) 이 담긴 렉 (110) 을 원심 분리기 (1500) 로 이송시킨다 (S140).

이송부 (1400) 로는 3축 (X축, Y축, Z축) 으로 평행이동 가능한 공지의 이송시스템이 비제한적으로 활용될 수 있다. 이송부 (1400) 에 의해 검체 튜브들 (10) 은 한꺼번에 (본 실시예에서는 5개) 원심 분리기 (1500) 내로 이송될 수 있다.

이후 원심 분리기 (1500) 에 의해 검체 튜브들 (10) 내의 혈액의 원심 분리를 행한다 (S150).

여기서, 원심 분리기 (1500) 는 회전축에 대한 무게의 밸런싱이 필요하지 않은 자동 평형형 원심 분리기이다. 자동 평형형 원심 분리기는 본 특허의 출원인이 출원하여 등록받은 한국 등록특허 제10-0978912호 (발명의 명칭 : 자동 평형형 원심분리기), 한국 등록특허 제10-0615630호 (발명의 명칭 : 원심 분리기용 자동 평형형 로터), 한국 등록특허 제10-0974525호 (발명의 명칭 : 밸런서를 이용한 자동 평형 원심분리기) 및 한국 등록특허 제10-0986744호 (발명의 명칭 : 자동 평형형 원심분리기 및 그 제어 방법) 의 구성을 따를 수 있다.

구체적으로 예를 들어, 한국 등록특허 제10-0978912호에 개시된 바와 같이, 로터의 회전암에 구비된 평형추를 이송시켜 원심력의 불평형을 보정하는 방식의 자동 평형형 원심 분리기가 본 발명에서 원심 분리기 (1500) 로서 채용될 수 있다. 이러한 자동 평형형 원심 분리기의 구체적 설명은 생략하며, 자동 평형형 원심 분리기 (1500) 의 구성은 위에서 언급한 출원인의 특허들의 구성을 따른다.

이러한 자동 평형형 원심 분리기 (1500) 는 회전 중심에 대한 무게를 맞추기 위해 자기 보상 로터를 포함하고 있으므로, 렉 (110) 에 검체 튜브들 (10) 을 임의로 배치하여 원심 분리를 행하여도 별도의 더미 튜브 등을 통한 무게 보상을 행하지 않아도 된다.

검체 튜브 정렬 장치 (1100), 전달부 (1200), 인식부 (1300), 이송부 (1400), 원심분리기 (1500) 의 구동은 제어부 (1600) 에 의해 제어된다. 제어부 (1600) 는 공지의 컴퓨팅 장치 등이 활용될 수 있다. 제어부 (1600) 는 하나의 컴퓨팅 장치로 구성될 수도 있으나, 분할된 물리적 공간 내에 복수의 컴퓨팅 장치로 구성될 수 있음은 물론이다.

원심 분리가 완료된 경우, 렉 (110) 을 원심 분리기 (1500) 로부터 인출시킨다 (S160). 이러한 인출은 이송부 (1400) 에 의해 행해질 수도 있고, 별도의 이송 장치에 의해 행해질 수도 있다. 인출된 렉 (110) 은 임의의 거치 공간에 거치된 후, 다양한 검사를 행하게 된다 (S20).

이렇게 수집된 검체 튜브 (10) 가 자동으로 렉 (110) 에 담겨 한꺼번에 원심 분리가 가능하므로, 처리 속도를 높일 수 있다. 구체적으로 기존의 원심 분리 자동화 장치는 자기 보상 로터를 구비하지 않은 원심 분리기를 사용하는 경우가 많아, 렉을 사용하지 않고, 이송 장치가 개별의 검체 튜브 각각을 원심 분리기 내로 이송하고, 더미 튜브 등을 넣는 방식으로 회전축을 중심으로 무게 중심을 맞춰야 했다. 따라서, 이송 시스템이 원심 분리의 대상이 되는 검체 튜브의 수만큼 이송을 행해야 하므로, 원심 분리의 병목 현상이 발생하는 것이 일반적이었다. 하지만, 도 1 및 도 2에 의해 설명된 본 발명의 자동화된 원심 분리 시스템을 활용하면, 복수개의 검체 튜브 (10) 를 하나의 렉 (110) 에 담아 원심 분리기 (1500) 로 이송하면 되므로, 원심 분리에 소요되는 시간을 대폭 줄일 수 있다.

도 3a는 도 1 및 도 2의 자동화된 원심분리 시스템의 실제 장치의 정면도이며, 도 3b는 도 3a의 실제 장치의 작동 원리를 도시한 개념도이다.

상술한 자동화된 원심분리 시스템 (1000) 은 도 3a와 같이, 모듈화되어 구성될 수 있다. 자동화된 원심분리 시스템은 모듈화되어, 호퍼 (200), 스택 모듈 (300) 및 복수의 원심분리 모듈 (400) 을 포함한다.

도 3a와 같이, 기본적으로 자동화된 원심분리 시스템 (1000) 은 하나의 호퍼 (200), 하나의 스택 모듈 (300) 및 하나의 원심분리 모듈 (400) 을 기본 구성으로 하며, 원심분리 처리량이 늘리고 싶으면 원심분리 모듈 (400) 을 우측 방향으로 더 구비하면 된다. 도 3b는 두개의 원심분리 모듈 (400) 을 구비하여 동작하는 것을 예시하고 있는데, 원심분리 모듈 (400) 은 더 구비되어도 무방하다.

호퍼 (200) 는 검체 튜브 (10) 를 일시보관하는 장치를 말하며, 수집된 검체 튜브 (10) 는 호퍼 (200) 로 모인다. 호퍼 (200) 는 기존의 장치가 비제한적으로 활용될 수 있다.

호퍼 (200) 에서 모인 검체 튜브 (10) 는 검체 튜브 정렬 장치 (1100) 로 전달된다. 검체 튜브 정렬 장치 (1100) 에서는 검체 튜브 (10) 를 일렬로 이격하면서 정렬하여 스택 모듈 (300) 로 전달한다. 검체 튜브 정렬 장치 (1100) 의 구체적 구성은 자세히 후술한다.

스택 모듈 (300) 은 렉 공급부 (310) 와 렉 보관부 (320) 을 포함한다. 스택 모듈 (300) 에서는 검체 튜브 정렬 장치 (1100) 에서 정렬된 검체 튜브들 (10) 을 렉 공급부 (310) 에서 공급된 렉 (110) 에 옮겨 담는다. 검체 튜브들 (10) 은 렉 (110) 에 담겨진채로 인식부 (1300) 에 의해 인식 기호가 인식된다.

검체 튜브들 (10) 이 담겨진 렉 (110) 은 입력 라인 (I) 을 따라 원심분리 모듈 (400) 로 이송된다. 원심분리 모듈 (400) 에 들어온 검체 튜브들 (10) 은 인식부 (1300) 에 의해 다시 인식될 수 있다. 즉, 원심분리 모듈 (400) 내에 어떤 검체 튜브들 (10) 이 들어왔는지 파악할 수 있다.

일단 인식된 검체 튜브들 (10) 이 담긴 렉 (110) 은 별도의 버퍼부 (410) 에 보관된다. 버퍼부 (410) 는 예를 들어 3개의 렉 (110) 을 보관할 수 있다. 만약, 버퍼부 (410) 에서 렉 (110) 을 더 이상 보관할 수 없으면, 다른 원심분리 모듈 (400) 로 렉 (110) 을 전달할 수 있다.

버퍼부 (410) 에 보관된 렉 (110) 은 준비 라인 (430) 으로 이송된다. 준비 라인 (430) 에서 보관되어진 렉 (110) 은 순차적으로 자동 평형형 원심분리기 (1500) 로 이송된다.

자동 평형형 원심분리기 (1500) 에 의해 원심분리 처리가 완료된 시료가 담긴 렉 (110) 은 배출 라인 (420) 으로 이송된다. 배출 라인 (420) 에서 보관하고 있던 렉 (110) 은 출력 라인 (O) 에 옮겨지고, 출력 라인 (O) 을 따라 렉 (110) 은 스택 모듈 (300) 로 이송된다.

스택 모듈 (300) 로 이송된 렉 (110) 은 렉 보관부 (320) 로 옮겨져 보관된다. 작업자들은 렉 보관부 (320) 으로부터 원심분리 처리된 검체 튜브들 (10) 을 얻을 수 있다.

한편, 각 스택 모듈 (300) 과 원심분리 모듈 (400) 은 입력 라인 (I) 과 출력 라인 (O) 으로 연결된다. 입력 라인 (I) 과 출력 라인 (O) 은 기존의 평행 이송 시스템이 적용될 수 있다.

렉 (110) 들의 이송은 기존의 로봇 장치에 의해 구현될 수 있다. 이에 대한 구체적 설명은 생략한다.

한편, 스택 모듈 (300) 은 외부에서 시인 가능한 디스플레이 (301) 를 포함하여, 원심분리의 처리 상황을 표시할 수 있다.

이렇듯 상술한 자동화된 원심분리 시스템 (1000) 을 모듈화하여 구성하면, 처리량에 따라 원심분리 모듈 (400) 의 개수를 조정할 수 있어 효율적인 장치 구성을 구현할 수 있고, 아울러 원심 분리의 대량 처리도 가능하다.

이하에서는 상술한 검체 튜브 정렬 장치 (1100) 및 인식부 (1300) 의 구체적인 구성에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 검체 튜브 정렬 장치의 개략적인 사시도이고, 도 5는 도 4의 검체 튜브 정렬 장치에서 일부 구성을 제외하고 도시한 개략적인 사시도이고, 도 6은 도 5의 검체 튜브 정렬 장치의 개략적인 상면도 및 정면도이다. 도 7은 이격수단의 작동원리를 설명하기 위한 개념도이고, 도 8은 도 7의 이격수단의 일실시형태의 개략적인 사시도 및 이격유닛들의 개략적인 정면도를 도시한다.

도 4 내지 도 6를 참조하면, 본 실시예의 검체 튜브 정렬 장치 (1100) 는, 이송수단 (1110), 스토퍼 (1120), 센서 (1130), 이격수단 (1140) 및 제어장치 (미도시) 를 구비한다.

이송수단 (1110) 은 검체 튜브 (10) 를 일렬로 이송시킬 수 있도록 구성되어, 검체 튜브 (10) 의 이송 경로를 만든다. 이송수단 (1110) 은 제1 벨트 (1111) 와 제2 벨트 (1112) 를 포함하고, 제1 벨트 (1111) 와 제2 벨트 (1112) 는 모터 (1113) 에 의해 회전된다.

제1 벨트 (1111) 와 제2 벨트 (1112) 는 그 사이에 검체 튜브 (10) 의 뚜겅 (12) 이 걸려서 이송될 수 있게 일정 간격 이격되도록 배치된다. 제1 벨트 (1111) 와 제2 벨트 (1112) 는 탄성체로 구성될 수 있다.

제1 벨트 (1111) 와 제2 벨트 (1112) 는 장치 (1100) 의 모서리 부분에 배치된 롤러들 (1114) 에 의해 가이드된다. 제1 벨트 (1111) 와 제2 벨트 (1112) 의 내주면에는 반복적인 홈이 형성되고, 이 홈과 맞물리도록 롤러들 (1114) 의 외주면이 형성될 수 있다.

도 4를 참조하면, 제1 벨트 (1111) 와 제2 벨트 (1112) 의 상면에는 수집부 (1001) 와 수직제한부 (1002) 가 구비될 수 있다. 수집부 (1001) 는 검체 튜브 (10) 들이 투입되면서 제1 벨트 (1111) 와 제2 벨트 (1112) 에 직접 닿지 않게 제1 벨트 (1111) 와 제2 벨트 (1112) 를 가려 검체 튜브 (10) 의 투입 공간을 특정함으로써, 검체 튜브 정렬 장치 (1100) 로의 검체 튜브 (10) 의 투입을 용이하게 한다. 또한, 투입되어 이송되는 검체 튜브 (10) 가 수직 방향으로 떠서 이송되는 경우, 추후 설명할 센서 (1130) 에 검지가 되지 않을 수 있으므로, 수직 높이를 낮춰 일정하게 맞추는 수직제한부 (1002) 가 구비될 수 있다. 이러한 수집부 (1001) 및 수직제한부 (1002) 는 금속판을 절곡하여 제작할 수 있다.

한편, 도 5는 설명의 편의를 위해 이러한 수집부 (1001), 수직제한부 (1002) 및 앞판 (1003) 을 제거하고 검체 튜브 정렬 장치 (1100) 를 도시하였다.

스토퍼 (1120) 는 이송수단 (1110) 에 의해 이송되는 검체 튜브 (10) 의 이송 한계를 정의하도록 구성된다. 스토퍼 (1120) 는 제1 벨트 (1111) 와 제2 벨트 (1112) 사이에 배치되어 이송되어진 검체 튜브 (10) 가 걸려서 더 이상 이송되지 않도록 기능한다.

센서 (1130) 는 검체 튜브 (10) 가 위치되어야 할 위치에 위치되었는지 확인 가능하도록 배치된다. 본 실시예에서는 5개의 검체 튜브 (10) 를 정렬하도록 정렬 장치가 구성되었기 때문에 5개의 센서들이 배치되지만, 정렬할 검체 튜브의 개수에 따라 센서의 수는 변경될 수 있다.

센서 (1130) 로는 다양한 센서들이 채용될 수 있으며, 예를 들어 발광부와 수광부를 구비하는 광센서가 채용될 수 있다. 발광부로부터의 빛이 수광부에 감지되면, 검체 튜브 (10) 가 발광부와 수광부 사이에 위치하지 않는 것이고, 감지되지 않으면 위치하는 것으로 판정할 수 있다.

도 5를 참조하면, 중간에 제1 벨트 (1111) 와 제2 벨트 (1112) 를 사이에 두고 발광부와 수광부가 5쌍 배치된 것이 예시되어 있다. 그러나, 이러한 센서 (1130) 의 배치는 예시적이며, 하나의 센서로 동시에 여러 위치에서의 검체 튜브 (10) 의 존재 유무를 판정할 수 있는 센서도 채용될 수 있다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 이격수단 (1140) 은 이격유닛 (1141a, 1141b, 1141c, 1141d, 모두를 통틀어서 1411이라고도 지칭함) 및 구동유닛 (1143) 을 포함하여 구성된다.

이격유닛 (1141a, 1141b, 1141c, 1141d) 은 이송수단 (1110) 에 의해 형성된 검체 튜브 (10) 의 이송 경로 상에 돌출 가능하게 구성되고, 이송수단 (1110) 으로부터 이송된 검체 튜브들 (10) 사이에 개재됨으로써 검체 튜브들 (10) 간에 기설정된 간격이 형성되도록 기능한다.

이격유닛 (1141a, 1141b, 1141c, 1141d) 은 예를 들어 5개의 검체 튜브들 (10) 을 정렬할 경우에는 4개가 필요하다. 즉, N+1 개의 검체 튜브들 (10) 을 정렬할 경우 그 사이에 개재되어야 하므로, N 개의 이격유닛 (1141) 이 필요하다.

이격유닛 (1141a, 1141b, 1141c, 1141d) 은 도 7에서는 도시되지는 않았지만, 구동유닛에 의해 이송 경로로의 돌출 상태와 미돌출 상태가 변환될 수 있다. 구동유닛은 각각의 이격유닛들 (1141a, 1141b, 1141c, 1141d) 을 개별적으로 구동할 수도 있고, 후술할 바와 같이 일괄적으로 구동할 수도 있다.

도 7의 (a) 를 참조하면, 먼저 이송 경로를 따라서 첫번째 검체 튜브 (10-1) 가 이송되고, 스토퍼 (1120) 에 의해 걸려 더 이상은 이송되지 않는다. 그렇다면, 센서 (1130-1) 가 첫번째 검체 튜브 (10-1) 가 정해진 위치에 위치되었다고 감지하고 (도 7에서 감지된 것을 검정색으로 칠하여 표시함), 도 7의 (b) 와 같이 첫번째 이격유닛 (1141a) 을 이송 경로 상에 돌출시킨다.

이후, 두번째 검체 튜브 (10-2) 를 도 7의 (c) 와 같이 이송시켜 첫번째 이격유닛 (1141a) 에 접촉시킨다. 첫번째 이격유닛 (1141a) 은 스토퍼 역할을 수행함으로써 두번째 검체 튜브 (10-2) 의 더 이상의 이송을 방지함과 함께, 첫번째 검체 튜브 (10-1) 와 두번째 검체 튜브 (10-2) 간을 이격시킨다.

이후, 센서 (1130-2) 가 두번째 검체 튜브 (10-2) 가 정해진 위치에 위치되었다고 감지하고 도 7의 (d) 와 같이 두번째 이격유닛 (1141b) 을 이송 경로 상에 돌출시킨다. 이 경우라도, 첫번째 이격유닛 (1141a) 은 돌출된 상태를 유지해야 한다.

이후, 순차적으로, 상술한 바와 동일한 방법으로 세번째 검체 튜브 (10-3) 의 이동, 세번째 이격유닛 (1141c) 의 돌출, 네번째 검체 튜브 (10-4) 의 이동, 네번째 이격유닛 (1141d) 의 돌출, 다섯번째 검체 튜브 (10-5) 의 이동이 이루어진다.

다섯번째 검체 튜브 (10-5) 의 이동까지 이루어지면, 도 7의 (e) 와 같이 5개의 검체 튜브들 (10) 이 이격유닛 (1141a, 1141b, 1141c, 1141d)) 의 두께만큼의 간격을 가지고 이격된채 일렬로 정렬된다.

도 8에서는, 도 7과 같이 기능할 수 있는 이격수단 (1140) 의 구체적 실시형태가 예시된다. 이격수단 (1140) 은 이격유닛들 (1141a, 1141b, 1141c, 1141d) 과 구동축 (1142) 과 구동유닛 (1143) 을 포함하도록 구성될 수 있다.

구동유닛 (1143) 은 모터로 구성되며, 구동축 (1142) 은 모터와 연결되어 회전 구동된다. 이격유닛들 (1141a, 1141b, 1141c, 1141d) 은 구동축 (1142) 에 연결되어 회전 가능하다.

이러한 이격수단 (1140) 의 이격유닛들 (1141a, 1141b, 1141c, 1141d) 은 특수한 구조를 가지며, 이러한 구조로 인해 하나의 모터 (1143) 에 의해 일괄적인 구동이 가능하다.

특히, 도 8의 (b) 를 참조하면, 각 이격유닛 (1141a, 1141b, 1141c, 1141d) 들은 구동축 (1142) 을 중심으로 일회전할 때, 최외곽 회전 경로를 이어서 형성한 내측 원에 대하여, 막힌 부분 (A) 과 뚫린 부분 (B) 를 가진다.

첫번째 이격유닛 (1141a) 은 뚫린 부분 (B) 이 가장 적게 형성되며, 두번째 이격유닛 (1141b) 은 첫번째 이격유닛 (1141a) 보다 뚫린 부분 (B) 이 더 많이 형성되며, 세번째 이격유닛 (1141c) 은 두번째 이격 유닛 (1141b) 보다 뚫린 부분 (B) 이 더 많이 형성되고, 네번째 이격유닛 (1141d) 은 세번째 이격 유닛 (1141c) 보다 뚫린 부분 (B) 이 더 많이 형성된다.

뚫린 부분 (B) 이 이송 경로 상을 점유하고 있으면, 이송 경로를 막지 않게 되어 검체 튜브 (10) 의 이동이 가능하며, 막힌 부분 (A) 이 이송 경로를 점유하면 검체 튜브 (10) 의 이동이 불가능하다.

도 7의 (a) 의 상태는 첫번째 내지 네번째 이격유닛 (1141a, 1141b, 1141c, 1141d) 들의 뚫린 부분 (B) 이 모두 이송 경로를 점유하도록 배치된 상태이며, 도 7의 (b) 의 상태는 구동유닛 (1143) 을 회전시켜, 첫번째 이격유닛 (1141a) 은 막힌 부분 (A) 이 이송 경로를 점유하고, 나머지 이격유닛들 (1141b, 1141c, 1141d) 은 뚫린 부분 (B) 이 이송 경로를 점유하도록 하여 형성할 수 있다.

첫번째 이격유닛 (1141a) 으로부터 네번째 이격유닛 (1141d) 으로 갈수록 뚫린 부분 (B) 이 순차적으로 커지기 때문에, 구동 유닛 (1143) 의 회전에 의해 순차적으로 이격유닛들 (1141a, 1141b, 1141c, 1141d) 이 이송 경로를 막을 수 있게 된다.

다시 말해, 이격유닛들 (1141a, 1141b, 1141c, 1141d) 은 구동유닛 (1143) 인 모터에 의한 회전에 의해 막힌 부분 (A) 이 이송 경로 상에 돌출되거나 돌출되지 않도록 형성된 형상을 가지며, 도 8과 같이 막힌 부분 (A) 과 뚫린 부분 (B) 을 가질 수 있다.

이격유닛들 (1141a, 1141b, 1141c, 1141d) 모두가 이송 경로를 막지 않는 제1 상태 (도 7의 (a) 참조) 와, 이격유닛들 중 가장 하류에 위치한 이격유닛 (1141a) 은 이송 경로를 막도록 돌출되고 나머지 이격유닛들 (1141b, 1141c, 1141d) 은 이송 경로를 막지 않는 제2 상태 (도 7의 (b) 및 (c) 참조) 와, 이격유닛들 중 가장 하류에 위치한 이격유닛 (1141a) 과 차순위로 하류에 위치한 이격유닛 (1141b) 은 이송 경로를 막도록 돌출되고 나머지 이격유닛들 (1141c, 1141d) 은 이송 경로를 막지 않는 제3 상태 (도 7의 (d) 참조) 를 각각 이룰 수 있도록, 이격유닛들 (1141a, 1141b, 1141c, 1141d) 의 형상 및 배치가 도 8에 도시된 바와 같이 정의될 수 있다.

이러한 제1 상태, 제2 상태 및 제3 상태는 순차적으로 전환되며, 이는 제어장치에 의한 모터의 구동에 의해 이루어진다.

이러한 제어장치의 제어에 의해 구동유닛 (1143) 이 제어되어, 검체 튜브들 (10) 사이에 이격유닛 (1141a, 1141b, 1141c, 1141d) 이 개재됨으로써, 검체 튜브들 (10) 은 일정한 간격을 가지면서 일렬로 정렬될 수 있다.

다시 도 5의 확대된 부분을 참조하면, 본 발명의 검체 튜브 정렬 장치 (1100) 는 공급유닛 (1150) 을 더 포함할 수 있다.

공급유닛 (1150) 은 이격수단 (1140) 및 센서 (1130) 보다 상류에 위치하여, 그 하류로 검체 튜브 (10) 를 하나씩만 공급하도록 기능한다. 즉, 공급유닛 (1150) 은 계속 공급되는 검체 튜브 (10) 를 잡아두고, 검체 튜브 (10) 가 이격수단 (1140) 에 공급되고 순차적으로 이격유닛 (1141) 이 돌출되는 과정에 따라 시간을 조정하여 하나씩 검체 튜브 (10) 를 이격수단 (1140) 으로 공급한다.

이를 위해, 공급유닛 (1150) 은 제1 판 (1151) 과 제2 판 (1152) 과 구동장치 (1155) 를 포함하여 구성될 수 있다. 구동장치 (1155) 는 제1 판 (1151) 과 제2 판 (1152) 을 이송 경로를 막거나 막지 않게 구동한다. 또한, 제1 판 (1151) 과 제2 판 (1152) 은 하나의 검체 튜브가 그 사이에 개재될 수 있을 정도로 이격된다.

구동장치 (1155) 가 제1 판 (1151) 과 제2 판 (1152) 을 구동하기 위해, 랙-피니언 기어의 조합이 사용될 수 있다. 구동장치 (1155) 가 모터로 이루어지고, 모터의 구동축에 피니언 기어 (1156, pinion gear) 가 장착될 수 있다. 제1 판 (1151) 및 제2 판 (1152) 에는 랙 (1153, 1154) 이 각각 장착되어, 모터 (1155) 의 구동축의 피니언 기어 (1156) 와 각각 맞물린다. 한편, 도 5에서는 피니언 기어 (1156) 를 단순화하여 도시하였다는 점을 참고해야 한다.

이에 따라 모터 (1155) 의 일방향의 회전에 의해 제1 판 (1151) 은 이송 경로를 막도록 구동됨과 함께, 제2 판 (1152) 은 이송 경로를 막지 않도록 구동될 수 있다. 또한, 모터 (1155) 가 반대방향의 회전을 한다면, 제1 판 (1151) 은 이송 경로를 막지 않도록 구동됨과 함께, 제2 판 (1152) 은 이송 경로를 막도록 구동될 수 있다.

제1 판 (1151) 이 이송 경로를 막고, 제2 판 (1152) 이 이송 경로를 막지 않는 경우, 제1 판 (1151) 에 의해 검체 튜브 (10) 들의 이송이 제한되어 이격수단 (1140) 으로 검체 튜브 (10) 가 공급되지 않는다. 반면, 제1 판 (1151) 이 이송 경로를 막지 않고, 제2 판 (1152) 이 이송 경로를 막도록 구동장치 (1155) 를 구동하면, 제1 판 (1151) 과 제2 판 (1152) 사이에 위치하였던 검체 튜브 (10) 만이 이격수단 (1140) 으로 이동되며, 제2 판 (1152) 에 의해 나머지 대기 중인 검체 튜브 (10) 들의 이송은 방지된다.

이후, 다시 제1 판 (1151) 이 이송 경로를 막고, 제2 판 (1152) 이 이송 경로를 막지 않는 상태로 재차 전환되면, 제1 판 (1151) 에 의해 나머지 대기 중인 검체 튜브 (10) 들의 이송은 방지된다.

이러한 모터 (1155) 의 반복 구동에 의해 이격수단 (1140) 으로 하나씩의 검체 튜브 (10) 가 공급될 수 있다.

한편, 공급유닛 (1150) 에 의해 대기중인 검체 튜브 (10) 의 존재 여부를 확인하기 위해 광센서 (1157) 이 더 구비될 수 있다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 검체 튜브 정렬 장치 (1100) 는 상승수단 (1160) 을 더 포함할 수 있다. 상승수단 (1160) 은 정렬된 검체 튜브들 (10) 을 하측으로부터 상측으로 밀어 올려 상승시키도록 구성된다. 상승수단 (1160) 은 모터와 랙-피니언 기어의 조합 등에 의해 구동될 수 있다. 이러한 구동 방법의 구체적인 설명은 생략한다.

상승수단 (1160) 은 센서 (1130) 에 의해 정상적으로 정렬된 것으로 판정된 검체 튜브들 (10) 을 상승시키도록 제어될 수 있다. 즉, 5개의 검체 튜브들 (10) 모두가 일렬로 정렬되면, 상측으로부터 검체 튜브들 (10) 을 잡아서 렉 (110) 으로 이송시켜야 한다. 이러한 이송은 전달부 (1200) 에 의해 수행되는데, 검체 튜브들 (10) 이 잘 잡히게 하기 위해서 제1 벨트 (1111) 및 제2 벨트 (1112) 로부터 어느 정도 띄워지는 것이 바람직하며, 이러한 동작은 상승수단 (1160) 에 의해 행해질 수 있다.

도 9는 이송장치 상에 장착된 인식부를 도시한 개략적인 사시도이고, 도 10은 도 9의 인식부의 개략적인 정면도이며, 도 11은 도 9의 인식부의 다른 시선에서 본 개략적인 사시도이고, 도 12는 도 11의 인식부의 개략적인 정면도 및 저면도이다.

도 9 내지 도 12를 참조하면, 인식부 (1300) 는 렉 (110) 에 담긴 검체 튜브들 (10) 표면에 표시된 인식기호를 식별할 수 있도록 구성된다. 이를 위해, 인식부 (1300) 는 인식기호 리더기 (1310) 와, 회전부 (1320) 를 구비한다.

인식기호 리더기 (1310) 는 바코드, QR코드와 같은 인식기호들을 인식할 수 있는 바코드 리더기, QR코드 리더기 등일 수 있다. 인식기호 리더기 (1310) 는 가이드 레일에 의해 각 검체 튜브들 (10) 을 가로지는 방향으로 평행이동될 수 있게 구성된다. 즉, 한번의 스캔으로 렉 (110) 에 담긴 모든 검체 튜브들 (10) 의 인식기호의 인식이 가능하다.

한편, 인식기호 리더기 (1310) 는 렉 (110) 에 부착된 인식기호도 동시에 읽을 수 있도록 배치되는 것이 바람직하다.

회전부 (1320) 는 렉 (110) 에 담긴 검체 튜브들 (10) 을 한꺼번에 그 길이 방향과 평행한 중심축을 중심으로 회전시키도록 구성된다. 회전부 (1320) 는 모터 (1321) 와, 제1 회전부재 (1322) 와, 제2 회전부재 (1323) 와, 간격조정부재 (1324) 와, 안착부와, 상하이동유닛을 포함하여 구성된다.

모터 (1321) 는 검체 튜브들 (10) 을 회전시키는 구동력을 제공하며, 그 구동축에는 피니언 기어 (미도시) 가 장착된다.

제1 회전부재 (1322) 및 제2 회전부재 (1323) 는 서로 대향하도록 배치되고, 그 사이에 렉 (110) 에 담긴 검체 튜브들 (10) 을 모두 잡을 수 있도록 구성되며, 모터 (1321) 의 피니언 기어와 맞물리도록 구성되는 랙 (미도시) 을 각각 포함한다. 이러한 구성에 의해 모터 (1321) 의 일방향의 회전에 의해 제1 회전부재 (1322) 및 제2 회전부재 (1323) 는 서로 반대 방향으로 평행이동할 수 있다. 랙-피니언 기어의 조합은 도 5를 참조하여 상술한 랙 (1153, 1154)-피니언 기어 (1156) 의 조합과 동일한 구성을 가진다.

제1 회전부재 (1322) 와 제2 회전부재 (1323) 는 모든 검체 튜브들 (10) 을 잡을 수 있도록 길게 구성되며, 검체 튜브 (10) 와 접촉되는 부분은 고무와 같은 탄성 재질의 부재가 장착될 수 있다.

간격조정부재 (1324) 는 제1 회전부재 (1322) 와 제2 회전부재 (1323) 간의 간격을 조정할 수 있도록 구성된다. 간격조정부재 (1324) 는 구동부 (1325) 와 연결암 (1326) 을 포함하는데, 구동부 (1325) 의 구동에 의해 연결암들 (1326) 사이의 거리가 멀어지거나 가까워지게 되고, 이에 따라 연결암들 (1326) 에 고정된 제1 회전부재 (1322) 와 제2 회전부재 (1323) 사이의 간격이 조정될 수 있다.

안착부 (1327) 는 렉 (110) 에 담긴 검체 튜브들 (10) 의 상단부가 삽입될 수 있는 홈들 (1328) 이 형성되며, 제1 회전부재 (1322) 와 제2 회전부재 (1323) 사이에 고정된다. 안착부 (1327) 의 홈들 (1328) 내에서 검체 튜브들 (10) 은 회전할 수 있고, 이에 따라 회전에 따른 검체 튜브들 (10) 간의 위치 변화를 방지한다.

상하이동유닛 (1329) 은 모터 (1321), 제1 회전부재 (1322), 제2 회전부재 (1323), 간격조정부재 (1324) 및 안착부 (1327) 전체의 상하 이동을 행할 수 있도록 구성된다. 즉, 제1 회전부재 (1322) 및 제2 회전부재 (1323) 로 잡혀진 검체 튜브들 (10) 은 상하이동유닛 (1329) 에 의해 상측으로 들어올려질 수 있고, 들어올려진 상태에서 인식기호 리더기 (1310) 의 스캔이 행하여질 수 있다.

상하이동유닛 (1329) 은 모터 (1330) 를 사용하여 구현될 수 있으며, 공지의 다양한 이송시스템이 그대로 사용될 수 있으므로, 구동의 구체적 설명은 생략한다. 본 실시예에서는 모터 (1330) 의 구동축에 벨트를 연결하고, 벨트를 통해 동력을 전달하여, 리니어 가이드에 의해 상하방향으로 이송하는 방식을 채용하였다.

이하에서는 상술한 구성을 포함하는 인식부 (1300) 를 이용하여 인식기호를 인식하는 방법에 대해서 구체적으로 설명한다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 이송 장치 (1301) 에 의해 렉 (110) 자체가 이송된다. 이후, 인식부 (1300) 의 하측으로 이송되어 자리가 잡히면, 간격조정부재 (1324) 는 제1 회전부재 (1322) 와 제2 회전부재 (1323) 사이에 검체 튜브들 (10) 이 통과될 수 있게 간격을 조정한 후, 상하이동유닛 (1329) 은 모터 (1321), 제1 회전부재 (1322), 제2 회전부재 (1323), 간격조정부재 (1324) 및 안착부 (1327) 를 하강시켜 안착부 (1327) 의 홈들 (1328) 내로 검체 튜브들 (10) 의 상단부가 삽입되도록 한다.

이후, 검체 튜브들 (10) 의 상단부가 안착부 (1327) 의 홈들 (1328) 내로 삽입되면, 간격조정부재 (1324) 는 제1 회전부재 (1322) 와 제2 회전부재 (1323) 간의 간격을 좁혀 검체 튜브들을 잡는다.

이후, 잡힌 검체 튜브들 (10) 을 상하이동유닛 (1329) 을 사용하여 인식기호 리더기 (1310) 에 의해 인식기호가 인식될 수 있는 높이까지 상승시킨다.

이후, 인식기호 리더기 (1310) 에 의한 인식기호의 인식을 행한다. 구체적으로, 먼저 인식기호 리더기 (1310) 는 평행이동하여 모든 검체 튜브의 인식기호의 인식을 순차적으로 시도한다. 이때, 검체 튜브 (10) 는 임의적으로 놓여 있었기 때문에, 일부 검체 튜브 (10) 의 인식기호가 인식되지 않을 수 있다. 만약, 이러한 상황이 발생되면, 모터 (1321) 를 회전시켜서, 제1 회전부재 (1322) 와 제2 회전부재 (1323) 를 서로 반대방향으로 이동시킴으로써, 검체 튜브 (10) 모두를 회전시킨다.

이후, 인식기호 리더기 (1310) 는 인식기호가 인식되지 않았던 검체 튜브들만 다시 스캔을 행한다. 만약, 이러한 경우에도 인식기호가 인식되지 않는 검체 튜브 (10) 가 존재한다면, 재차 검체 튜브들 (10) 을 회전시킨 후, 다시 인식을 시도한다.

여기서, 인식기호 리더기 (1310) 가 인식기호를 인식하였을 때의 위치를 체크함으로써, 인식되지 않은 검체 튜브와 인식된 검체 튜브 간을 구별할 수 있다. 위치를 체크하는 방법은, 인식기호 리더기 (1310) 의 평행 이동을 구동하는 모터 (1311) 의 회전수를 체크하는 방법, 별도의 인코더에 의해 위치를 감지하는 방법 등이 비제한적으로 채용될 수 있다.

한편, 이송 장치 (1301) 에는 상술한 인식기호의 인식 시 렉 (110) 을 고정할 수 있는 고정 장치 (1302) 가 구비되는 것이 바람직하다. 고정 장치 (1302) 는 렉 (110) 의 일부를 눌러주도록 구성되며, 구체적인 설명은 생략한다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10…검체 튜브
110…렉
200…호퍼
300…스택 모듈
400…원심분리 모듈
1000…자동화된 원심 분리 시스템
1100…검체 튜브 정렬 장치
1110…이송수단
1120…스토퍼
1130…센서
1140…이격수단
1150…공급유닛
1160…상승수단
1200…전달부
1300…인식부
1310…인식기호 리더기
1320…회전부
1400…이송부
1500…원심 분리기
1600…제어부

Claims (14)

1. 적어도 두개의 검체 튜브들을 기설정된 간격만큼 이격되도록 일렬로 정렬하는 검체 튜브 정렬 장치로서,
   검체 튜브를 일렬로 이송시킬 수 있도록 구성되어 검체 튜브의 이송 경로를 만드는 이송수단;
   상기 이송수단에 의해 이송되는 검체 튜브의 이송 한계를 정의하는 스토퍼;
   상기 검체 튜브가 위치되어야 할 위치에 위치되었는지의 여부를 확인 가능하게 배치되는 적어도 하나의 센서;
   상기 이송 경로 상에 돌출 가능하게 구성되고 상기 이송수단으로부터 이송된 검체 튜브들 사이에 개재됨으로써 상기 기설정된 간격을 형성하는 이격유닛 및 상기 이격유닛을 상기 이송 경로 상에 돌출하거나 돌출하지 않게 구동하는 구동유닛을 구비하는 이격수단; 및
   상기 센서로부터의 정보를 토대로 상기 구동유닛의 구동을 제어하는 제어장치; 를 포함하며,
   상기 제어장치는 상기 센서로부터의 정보를 토대로 순차적으로 이송되는 검체 튜브들 사이에 상기 이격유닛이 개재되도록 상기 구동유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는, 검체 튜브 정렬 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 이격수단 및 상기 센서보다 상류에 위치하여, 그 하류로 검체 튜브를 하나씩만 공급하는 공급유닛을 더 포함하며,
   상기 공급유닛은, 상기 이송 경로를 막을 수 있도록 구성되는 제1 판과 제2 판과, 상기 제1 판과 상기 제2 판을 상기 이송 경로를 막거나 막지 않게 구동하는 구동장치를 포함하며,
   상기 제1 판과 상기 제2 판은 하나의 검체 튜브가 그 사이에 개재될 수 있을 정도로 이격되는 것을 특징으로 하는, 검체 튜브 정렬 장치.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 구동장치는 모터로 이루어지며,
   상기 모터의 구동축에는 피니언 기어 (pinion gear) 가 장착되고,
   상기 제1 판 및 상기 제2 판에는 랙 (rack) 이 장착되어, 상기 피니언 기어와 맞물리고,
   상기 모터의 일방향의 회전에 의해 상기 제1 판은 상기 이송 경로를 막도록 구동됨과 함께, 상기 제2 판은 상기 이송 경로를 막지 않도록 구동되는 것을 특징으로 하는, 검체 튜브 정렬 장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 이격수단은 상기 이격유닛을 N개 구비하며 (여기서 N은 2이상의 정수),
   상기 제어장치는 N+1 개의 검체 튜브가 순차적으로 이송되어, 상기 이격유닛들에 의해 서로 이격되어 일렬로 정렬되도록, 상기 구동유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는, 검체 튜브 정렬 장치.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 구동유닛은 모터이며,
   상기 이격수단은 상기 모터와 연결되는 구동축을 더 포함하고,
   상기 이격유닛들은 상기 구동축에 연결되어 회전 가능하며,
   상기 이격유닛들은 상기 모터에 의한 회전에 의해 그 일부가 상기 이송 경로 상에 돌출되거나 또는 돌출되지 않도록 형성된 형상을 가지고,
   상기 이격유닛들 모두가 상기 이송 경로를 막지 않는 제1 상태와, 상기 이격유닛들 중 가장 하류에 위치한 이격유닛은 상기 이송 경로를 막도록 돌출되고 나머지 이격유닛들은 상기 이송 경로를 막지 않는 제2 상태와, 상기 이격유닛들 중 가장 하류에 위치한 이격유닛과 차순위로 하류에 위치한 이격유닛은 상기 이송 경로를 막도록 돌출되고 나머지 이격유닛들은 상기 이송 경로를 막지 않는 제3 상태를 각각 이룰 수 있도록, 상기 이격유닛들의 형상이 정의되며,
   상기 제어장치는 상기 제1 상태, 상기 제2 상태 및 상기 제3 상태를 순차적으로 전환시키도록 상기 구동유닛을 제어하는 것을 특징으로 하는, 검체 튜브 정렬 장치.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 이송수단은 제1 벨트와 제2 벨트와 모터를 포함하고,
   상기 제1 벨트와 상기 제2 벨트는 그 사이에 상기 검체 튜브의 뚜겅이 걸려서 이송될 수 있게 일정 간격 이격되도록 배치되며,
   상기 제1 벨트와 상기 제2 벨트는 상기 이송수단의 모터에 의해 회전됨으로써 검체 튜브를 이송시키도록 구성된 것을 특징으로 하는, 검체 튜브 정렬 장치.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 센서에 의해 정상적으로 정렬된 것으로 판정된 검체 튜브들을 상승시키도록 구성되는 상승수단; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 검체 튜브 정렬 장치.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 센서는 복수의 광센서들로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 검체 튜브 정렬 장치.
9. 자동 평형형 원심 분리기;
   상기 제1 항에 기재된 검체 튜브 정렬 장치;
   상기 검체 튜브 정렬 장치에 의해 정렬된 검체 튜브들을 그 간격을 유지시키면서 렉으로 전달하는 전달부; 및
   상기 렉을 상기 자동 평형형 원심 분리기 내로 이송시키는 이송부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동화된 원심 분리 시스템.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 렉에 담긴 상기 검체 튜브들 표면에 표시된 인식기호를 식별할 수 있도록 구성된 인식부; 를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 자동화된 원심 분리 시스템.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 인식부는,
    인식기호 리더기와,
    상기 렉에 담긴 상기 검체 튜브들을 한꺼번에 길이 방향과 평행한 중심축을 중심으로 회전시키는 회전부를 구비하며,
    상기 인식기호 리더기는 상기 렉에 담긴 검체 튜브들의 인식기호를 순차적으로 스캔하고, 검체 튜브들 중 어느 하나의 검체 튜브라도 그 인식기호가 인식되지 않은 경우, 상기 회전부에 의해 상기 검체 튜브들을 회전시킨 후, 상기 인식기호 리더기는 인식기호가 인식되지 않았던 검체 튜브들만 재차 스캔하도록 구동되는 것을 특징으로 하는, 자동화된 원심 분리 시스템.
12. 제11 항에 있어서,
    상기 회전부는,
    구동축에 피니언 기어가 장착된 모터와,
    서로 대향하도록 배치되고, 그 사이에 상기 렉에 담긴 검체 튜브들을 모두 잡을 수 있도록 구성되며, 상기 모터의 피니언 기어와 맞물리도록 구성되는 랙을 각각 포함하며, 상기 모터의 일방향의 회전에 의해 서로 반대 방향으로 평행이동 하도록 구성되는 제1 회전부재 및 제2 회전부재와,
    상기 제1 회전부재와 상기 제2 회전부재 간의 간격을 조정할 수 있도록 구성되는 간격조정부재와,
    상기 렉에 담긴 검체 튜브들의 상단부가 삽입될 수 있는 홈들이 구비되며, 상기 제1 회전부재와 상기 제2 회전부재 사이에 고정되는 안착부와,
    상기 모터, 상기 제1 회전부재, 상기 제2 회전부재, 상기 간격조정부재 및 상기 안착부의 상하 이동을 행할 수 있도록 구성되는 상하이동유닛을 포함하며,
    상기 간격조정부재는 상기 제1 회전부재와 상기 제2 회전부재 사이에 상기 검체 튜브들이 통과될 수 있게 간격을 조정한 후, 상기 상하이동유닛은 상기 모터, 상기 제1 회전부재, 상기 제2 회전부재, 상기 간격조정부재 및 상기 안착부를 하강시켜 상기 안착부의 홈들 내로 상기 검체 튜브들의 상단부가 삽입되도록 기능하며,
    상기 검체 튜브들의 상단부가 상기 안착부의 홈들 내로 삽입되면, 상기 간격조정부재는 상기 제1 회전부재와 상기 제2 회전부재 간의 간격을 좁혀 상기 검체 튜브들을 잡으며,
    상기 검체 튜브들이 상기 제1 회전부재 및 상기 회전부재에 의해 잡힌 경우, 상기 모터를 회전시켜 상기 검체 튜브들을 회전시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 자동화된 원심 분리 시스템.
13. 자동 평형형 원심 분리기를 포함하는 원심분리 모듈에 검체 튜브들을 공급하는 스택 모듈로서,
    상기 제1 항에 기재된 검체 튜브 정렬 장치;
    검체 튜브가 담길 수 있는 렉을 공급하는 렉 공급부; 및
    렉 보관부; 를 포함하며,
    상기 검체 튜브 정렬 장치에서 정렬된 검체 튜브들은 상기 렉 공급부로부터의 렉에 담겨, 상기 원심분리 모듈로 이송되도록 제어되고,
    상기 원심분리 모듈에서 처리된 검체 튜브들이 담긴 렉을 상기 렉 보관부에 보관하도록 제어되는, 스택 모듈.
14. 일렬로 배열된 검체 튜브들이 담긴 렉을 이송받아 원심분리 처리하는 원심분리 모듈로서,
    자동 평형형 원심 분리기; 및
    상기 렉에 담긴 상기 검체 튜브들 표면에 표시된 인식기호를 식별할 수 있도록 구성된 인식부;를 포함하며,
    상기 인식부에 의해 인식된 검체 튜브들은 렉에 담겨진 채로 상기 자동 평형형 원심 분리기로 이송되어 원심분리 처리되며,
    상기 인식부는, 인식기호 리더기와, 상기 렉에 담긴 상기 검체 튜브들을 한꺼번에 길이 방향과 평행한 중심축을 중심으로 회전시키는 회전부를 구비하며,
    상기 인식기호 리더기는 상기 렉에 담긴 검체 튜브들의 인식기호를 순차적으로 스캔하고, 검체 튜브들 중 어느 하나의 검체 튜브라도 그 인식기호가 인식되지 않은 경우, 상기 회전부에 의해 상기 검체 튜브들을 회전시킨 후, 상기 인식기호 리더기는 인식기호가 인식되지 않았던 검체 튜브들만 재차 스캔하도록 구동되는 것을 특징으로 하는, 원심분리 모듈.
    

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