KR20220044562A - 혈액 배양 병의 보관, 교반 및 판독을 위한 고밀도 병 드럼 및 보관 방법 - Google Patents

Abstract

혈액 배양 병을 보관하고 모니터링하기 위한 장치가 개시된다. 이 장치는 혈액 배양 병을 수용하기 위한 복수의 수용부를 갖는 드럼으로 구성되어 있는 가동 랙(rack)을 갖는다. 드럼은 하우징 안에 배치된다. 하우징은 높은 온도에서 혈액 배양 병을 배양하기 위해 가열기와 송풍기를 포함한다. 선택적으로, 본 장치는 복수의 드럼을 가지며, 각 드럼은 혈액 배양 병을 슈용하기 위한 복수의 수용부를 갖는다.

Description

혈액 배양 병의 보관, 교반 및 판독을 위한 고밀도 병 드럼 및 보관 방법

본 출원은 2019년 8월 7일에 출원된 미국 가특허 출원 62/883,796으로부터 우선권의 이익을 주장하고, 그 가특허 출원은 여기에 참조로 관련되어 있다.

본 발명은 혈액과 같은 시편에서 생물학적 활동을 검출하기 위한 비침습적인 장치에 관한 것으로, 배양 매체를 갖는 다수의 시편이 다수의 밀봉 가능한 용기 안으로 도입되고, 다양한 대사적, 물리적 및 화학적 변화가 샘플 내의 미생물의 존재 하에서 일어날 수 있게 해주는 조건에 노출된다. 그런 다음에 이들 변화는, 병이 회전 가능하는 드럼 안에 회전됨에 따라 각 혈액 배양 병의 내측 바닥에 배치되는 칼로리메트릭 또는 형광 화학적 센서를 사용하여 모니터링된다. 모니터링이 완료된 후에, 장치는 "자동 언로딩" 및 최종 음성 및 최종 양성 병의 분류를 수행한다.

박테리아와 같은 생물학적 활성제가 환자의 체액, 특히 혈액에 존재하는지의 여부는, 일반적으로 혈액 배양 병을 사용하여 결정된다. 소량의 혈액이 에워싸는 고무 격벽을 통해, 배양 매체를 담고 있는 살균 병 안으로 주입되고, 그 병은 약 35℃에서 배양되고 미생물 성장에 대해 모니터링된다.

환자가 박테리아에 감염되어 있는지를 아는 것은 아주 중요하기 때문에, 병원과 실험실은 많은 혈액 배양 병을 동시에 처리할 수 있는 자동화된 장치를 가지고 있다. 그러한 장치의 한 예가 BD BACTEC^TM 시스템인데, 이는 Becton, Dickinson and Co.에 의해 제조 및 판매되고 있다. Berndt 등의 미국 특허 5,817,508은 종래 기술의 혈액 배양 장치를 기재하고 있고 여기에 참조로 관련되어 있다. 혈액 배양 장치에 대한 추가적인 설명은 미국 특허 5,516,692 ("Compact Blood Culture Apparatus") 및 미국 특허 5,498,543 ("Sub-Compact Blood Culture Apparatus")에 제공되어 있고, 이 둘 모두는 여기에 참조로 관련되어 있다.

도 1을 참조하면, 배양 매체 및 혈액 시편 혼합물(22)이 밀봉 가능한 유리 병(1) 안으로 도입되고, 이 유리병은 그의 내측 바닥 표면(21)에서 광학 화학적 감지 수단(20)을 포함한다. 광학 화학적 감지 수단(20)은 병(1) 내의 가스의 양에 따라 상이한 양의 빛을 방출한다. 예컨대, 광학 감지 수단(20)에 의해 검출되는 가스는 이산화탄소, 산소 또는 병(1) 내의 미생물의 성장의 존재 여부에 따라 증가 또는 감소하는 가스일 수 있다.

도 1 및 2에 도시되어 있는 바와 같이, 복수의 그러한 병(1)이, 병(1)의 바닥이 드럼 축선(28) 쪽으로 향하도록 배양기(5) 내부의 회전 벨형 드럼(2)에 방사상으로 배치된다. 벨형 드럼(2)은 중공이고, 기구 메인프레임(50)의 제 1 측부(51)에 장착되는 2개의 큰 볼 베어링(3, 4)에 의해 한 단부에서 회전 가능하게 지지되는 축(24)에 의해 지지된다. 병(1) 내부의 각 광학 화학적 감지 수단(20)에서 나오는 정보를 판독하기 위해, 센서 스테이션(12)의 선형 어레이가, 드럼(2)의 회전 동안에 개별 병(1)이 어레이(12) 내의 각각의 센서 스테이션(15)을 지나가도록 하는 거리를 벨형 드럼(2) 내부에 두고 회전 벨형 드럼(2) 내부에서 기구 메인프레임(50)의 제 2 측부(52)에 장착된다. 센서 스테이션(12)의 선형 어레이의 각 센서 스테이션(15)은 여기(excitation) 광원(11) 및 광섬유(14)의 수집 단부를 포함한다.

벨형 드럼(2)의 축선(28)은 수평으로 배향되고, 배양기(5)의 전방면에 위치되는 도어(13)(도 2에 나타나 있음)에 평행하다. 축선(28)의 수평 배향은, 각 병(1) 내부에 있는 액체 배양 매체 및 시편 혼합물(22)과 가스의 최대 교반을 제공한다. 로드 또는 언로드 작업 동안에, 모든 병(1)의 대략 1/3에 동시에 접근할 수 있게 해주는 도어(13)가 열린다. 그런 다음에, 드럼(2)은 병(1)의 다음 1/3이 접근 가능하게 될 때까지 회전된다. 3개의 단계에서, 모든 병(1)이 접근 가능하다.

대안적으로, 벨형 드럼(2)의 축선(28)은 도어(13)로부터 대략 20도 만큼 약간 경사져 수직으로 배향된다. 경사 각도를 조절함으로써, 최적의 성장 조건을 유지하기 위해 필요하다면 교반 정도가 수정될 수 있다.

작업시, 벨형 드럼(2)은 모터(6) 및 벨트(7)에 의해 회전된다. 원형 부재(8)와 센서(9)가 각도 인코더를 형성하고, 이 각도 인코더는 병(1)의 어떤 열이 센서 스테이션 어레이(12)를 지나고 있는지에 대한 정보를 제공한다. 바람직하게는, 모터(6)는 스텝퍼 모터이어서, 드럼(2)은 연속 모드로 회전하거나 또는 드럼(2)은 정상 상태 모드에서 병(1) 내부의 감지 수단(20)으로부터 판독하기 위해 적절한 각도에서 멈출 수 있다. 전체 시스템은 회전 드럼(2) 내부에 위치되어 있는 제어 시스템(10)에 의해 제어된다. 센서 스테이션(12)의 선형 어레이의 모든 광섬유(14)의 출력 단부는 제어 시스템(10)에 있는 하나의 공통 광검출기(나타나 있지 않음)에 공급되며, 그래서 한번에 단지 하나의 여기 광원(11)만이 켜질 필요가 있다. 그러므로, 제어 시스템은 센서 빛이 어느 감지 스테이션(15)으로부터 그래서 어느 병(1)으로부터 모이고 있는지를 "안다".

도 1 및 2에 나타나 있는 장치는 혈액 배양 병(1)의 10개의 세그먼트를 포함하며, 세그먼트 당 36개의 병(1)이 있다. 따라서, 총 용량은 360개 병이다. 병(1)이 드럼(2)에 배치됨으로써, 비교적 높은 패키징 밀도가 얻어지지만, 여전히 밀도의 개선이 추구되고 있다.

여기서 혈액 배양 병을 보관하고 모니터링하기 위한 장치가 설명된다. 이 장치는 드럼으로 구성된 가동 랙을 가지며, 그 드럼은 혈액 배양 병을 수용하기 위한 복수의 수용부를 갖는다. 드럼은 하우징에 배치된다. 이 하우징은 혈액 배양 병을 높은 온도에서 배양하기 위한 가열기 및 송풍기를 포함한다. 선택적으로, 본 장치는 복수의 드럼을 가지며, 각 드럼은 혈액 배양 병을 수용하기 위한 복수의 수용부를 갖는다.

혈액 배양 병은 전형적으로 병의 더 큰 부피인 바닥 부분 및 병의 더 좁은 정상 부분인 목 부분을 갖는다. 드럼 수용부는 바닥이 내측으로 향하게 또는 목이 내측으로 향하게 혈액 배양 병을 수용하도록 구성될 수 있다. 바닥이 내측으로 향하는 구성에서, 수용부는 전형적으로 아래쪽으로 각져 있어, 배양 병이 수평으로부터 상향 20°각도로 유지된다. 그러나, 배양 병은 수평으로 유지될 수 있으며(즉, 목 부분은 바닥 부분에 대해 위쪽 또는 아래쪽으로 각져 있지 않음), 혈액 배양 병의 내용물이 미생물 성장에 대해 양성인지를 결정하기 위해 그 내용물의 정확한 측정치가 얻어질 수 있다. 고밀도의 병을 얻기 위해, 원형 드럼 랙이 회전 축선과 동축으로 위치된 상태에서 드럼은 축선 주위로 회전하도록 구성된다. 바닥측이 내측으로 향하게 배양 병이 드럼 안에 배치되면, 혈액 배양 병을 모니터링하기 위한 전자 장치가 드럼 내부에 배치된다. 병이 먼저 드럼 목 단부에 배치되면, 일부 측정 전자 장치는 드럼의 외부에 배치된다.

드럼은 모듈 방식으로 형성된다. 드럼은 다수 열의 수용부 및 다수 칼럼의 수용부를 갖는다. 한 구성에서, 수용부의 열은 열의 상측 및 하측 부분이 되는 몰딩품을 얻어 형성된다. 그 몰딩품은 조립되어 드럼의 한 열을 형성하고 다수의 열이 함께 조립되어 드럼을 형성한다. 선택적으로, 수용부는 조립된 드럼에서 수직으로 정렬된다. 선택적으로, 수용부는 조립된 드럼에서 엇갈려 있게 되는데, 이는 드럼에서 더 큰 병 밀도를 제공한다.

드럼은 외부 주변부와 내부 주변부 둘 다를 갖는다. 수용부는 배양 병을 수용하며 수용부는 제 1 주변부로부터 제 2 주변부까지 연장되어 있다. 수용부는 드럼의 주변부를 따르는 열로 고르게 분산된다.

목이 내측으로 향하게 드럼 수용부가 병을 수용하는 실시 형태에서, 수용부는 병을 수용부에 유지시키는 기구를 포함한다. 이 기구는 스프링 클램프, 캡 클램프, 판 스프링 또는 스탑일 수 있다. 이러한 기구는 배양 병이 드럼 작동 동안에 드럼 안에 안전하게 유지될 수 있게 해준다.

여기서 혈액 배양 병을 보관하고 모니터링하기 위한 장치가 설명된다. 이 장치는 드럼을 갖는 하우징을 갖는다. 드럼은 외부 주변부와 내부 주변부를 갖는다. 외부 주변부는 내부 주변부의 직경을 초과하는 직경을 갖는다. 드럼은 복수의 수용부를 가지며, 이 수용부는 상기 외부 주변부에 있는 근위 단부 및 내부 주변부에 있는 원위 단부를 가지며, 각 수용부는 혈액 배양 병을 수용하도록 구성되어 있다. 혈액 배양 병은 바닥 부분과 목 부분을 가지며, 바닥 부분이 수용부의 원위 단부에 수용되거나 목 부분이 수용부의 원위 단부에 수용되도록 병이 수용부에 수용될 수 있다.

드럼의 주변부는 드럼의 회전 축선 주위에 배치된다. 복수의 수용부는 수용부의 어레이로서 드럼에 배치되고, 그 어레이는 수직으로 또한 수평으로 배치되는 수용부를 갖는다. 본 장치는 또한 혈액 배양 병이 미생물 성장에 대해 양성인지 또는 음성인지를 결정하기 위해 혈액 배양 병을 조사하기 위한 센서 및 검출기를 갖는다. 드럼은 내부 주변부 내에서 내부 공간을 규정하며, 혈액 배양 병을 조사하기 위한 센서 및 검출기와 연통하는 드럼 전자 장치의 적어도 일부분이 드럼의 내부 주변부에 배치된다.

선택적으로, 복수의 수용부 각각은 배양 병을 수용하기 위한 각각의 탄성 중합체 인서트를 갖는다. 선택적으로, 복수의 수용부 각각은 원위 단부에서 배양 병의 목 부분을 수용하고, 각 수용부는 병 스탑 및 이 병 스탑으로부터 이격되어 있는 경사 처리된 코일 스프링을 포함한다. 경사 처리된 코일 스프링은 병의 목 부분에 배치되어 있는 마개가 그 경사 처리된 코일 스프링을 지나 진행하여 병 스탑에 안착될 수 있게 하도록 편향되며, 그리하여 경사 처리된 코일 스프링은 장력을 해제하고 배양 병을 수용부에 고정시킨다.

선택적으로, 복수의 수용부 각각은 원위 단부에서 배양 병의 목 부분을 수용하고, 각 수용부는 병 스탑 및 이 병 스탑으로부터 이격되어 있는 O-링을 포함한다. 이 O-링은 병의 목 부분에 배치되어 있는 마개가 그 O-링을 지나 진행하여 병 스탑에 안착될 수 있게 하기에 충분히 탄성적이다. O-링은 장력을 해제하고 배양 병을 수용부에 고정시킨다.

선택적으로, 복수의 수용부 각각은 원위 단부에서 배양 병의 목 부분을 수용하고, 각 수용부는 병 스탑 및 이 병 스탑으로부터 이격되어 있는 볼 플런저를 갖는다. 볼 플런저는 병의 목 부분에 배치되어 있는 마개가 그 볼 플런저를 지나 진행하여 상기 병 스탑에 안착될 수 있게 하도록 편향된다. 볼 플런저는 장력을 해제하고 배양 병을 수용부에 고정시킨다.

선택적으로, 복수의 수용부 각각은 원위 단부에서 배양 병의 목 부분을 수용하고, 각 수용부는 병 스탑 및 이 병 스탑으로부터 이격되어 있는 분할된 유지 부분을 포함한다. 분할된 유지 부분은, 병의 목 부분에 배치되어 있는 마개가 그 분할된 유지 부분 안으로 들어가 진행하여 상기 병 스탑에 안착될 수 있게 하도록 편향된다. 분할된 유지 부분은 장력을 해제하고 배양 병을 수용부에 고정시킨다.

선택적으로, 분할된 유지 부분은 경사 처리된 코일 스프링에 의해 함께 가압되거나 분할된 유지 부분은 탄성적인 세그먼트이다.

선택적으로, 복수의 수용부 각각은 원위 단부에서 목 부분을 수용하고, 각 수용부는 병 스탑 및 이 병 스탑으로부터 연장되어 있는 복수의 탄성 날개부를 갖는다. 날개부는, 병의 목 부분에 배치되어 있는 마개가 그 날개부의 플랜지 부분을 지나 진행하여 상기 병 스탑에 안착될 수 있게 하도록 편향된다. 날개부는 장력을 해제하고 상기 플랜지 부분이 배양 병을 수용부에 고정시킨다. 선택적으로, 탄성적인 날개부를 갖는 각 수용부는 볼 플런저를 갖는다. 병 스탑은 노치를 갖는다. 배양 병이 병 스탑 안으로 전진함에 따라, 볼 플런저가 노치와 정렬되어 병 스탑을 수용부에 고정시킬 때까지 병 스탑이 수용부 안으로 더 전진된다.

선택적으로, 복수의 수용부 각각은 노치를 가지며 병 스탑은 볼 플런저를 갖는다. 배양 병이 병 스탑 안으로 전진함에 따라, 볼 플런저가 노치와 정렬되어 병 스탑을 수용부에 고정시킬 때까지 병 스탑이 수용부 안으로 더 전진된다.

선택적으로, 복수의 수용부 각각은 배양 병이 배치되는 트레이(tray) 부분을 갖는다. 이 트레이 부분은 배양 병의 바닥을 트레이에 고정시키기 위한 탭(tab)을 갖는다. 수용부는 스탑 부분을 갖는다. 이 스탑 부분은 배양 병을 수용부 내의 미리 결정된 고정 위치에 배치한다. 스탑 부분은 판 스프링, 변형 가능한 재료 및/또는 피봇팅 아암 중의 하나일 수 있고, 그 피봇팅 아암은, 배양 병이 수용부 안으로 전진되는 것에 반응하여 회전하여 배양 병을 수용부에 고정시킨다. 스탑 부분은 탄성 중합체 가요성 관, 탄성 중합체 재료 또는 발포(foam) 재료 중의 하나에서 선택되는 탄성 재료로 만들어질 수 있다.

선택적으로, 수용부의 트레이 부분은, 드럼의 내부 주변부 내부에 배치되는 인디케이터 LED에서 나오는 빛 신호를 드럼의 외부에 위치되는 광 검출기에 전달하는 광 파이프를 형성한다. 병 스탑은 또한 키홀 요소일 수 있다. 선택적으로, 드럼의 외부 주변부와 드럼의 내부 주변부는 원형이다.

복수의 혈액 배양 병을 위한 배양기를 제어하기 위한 방법이 여기서 설명된다. 이 방법에서, 작업자는 제어 인터페이스를 통해 혈액 배양 드럼의 미리 결정된 섹터를 입력한다. 혈액 배양 드럼은 랙이고, 이 랙은 실질적으로 원형인 내부 주변부 및 실질적으로 원형인 외부 주변부를 규정한다. 혈액 배양 드럼은 회전 가능하다. 혈액 배양 드럼을 위한 하우징의 도어가 작업자에 의해 개방되고, 미리 결정된 섹터가 하우징의 개방된 도어를 통해 접근 가능하도록 드럼을 회전시키기 위해 사용되는 모터에 대한 전력을 감소시켜 드럼이 멈춰진다. 혈액 배양 드럼은 복수의 수용부를 가지며, 복수의 수용부의 각 수용부는 혈액 배양 병을 수용하고 유지하도록 되어 있다. 복수의 수용부의 각 수용부는 그의 근위 단부에서 인디케이터를 갖는다. 이 인디케이터는, 수용부 내의 배양 병이 미생물 성장에 대해 양성 또는 음성인지를 나타낸다. 혈액 배양 병은 복수의 수용부 중의 빈 수용부 안으로 삽입되거나, 복수의 수용부 중의 어떤 수용부로부터 제거되거나 또는 복수의 수용부 중의 한 수용부로부터 제거되며, 그 후에 다른 혈액 배양 병이 제자리에 삽입된다. 혈액 배양 병은 그의 나타내진 상태에 근거하여 제거된다.

선택적으로, 수용부 각각은 수용부의 근위 단부로부터 수용부의 원위 단부까지 연장되어 있는 광 파이프를 갖는다. 선택적으로, 제어 인터페이스는, 이 제어 인터페이스가 상기 랙에서의 각 혈액 배양 병의 배치를 추적하도록, 인코더와 연통한다. 선택적으로, 배양기는 판독기 스테이션을 더 포함하고, 이 판독기 스테이션은, 병 드럼이 혈액 배양 병을 지니고 있는 수용부를 판독기 스테이션을 지나 회전시킴에 따라 그 혈액 배양 병의 상태를 결정한다. 선택적으로, 인디케이터 LED가 병 드럼에 있는 수용부의 적어도 일부분의 원위 단부에 위치된다. 여기 다른 곳에서 언급한 바와 같이, 배양 병은 목이 내측으로 향하게 또는 바닥이 내측으로 향하게 복수의 수용부 각각에 수용된다. 따라서, 수용부는 목이 내측으로 향하게 또는 바닥이 내측으로 향하게 배양 병을 수용하도록 구성된다.

도 1은 종래 기술의 미생물 검출을 위한 혈액 배양 장치의 내부의 정면도를 나타낸다.
도 2는 종래 기술의 혈액 배양 장치의 내부의 측면도를 나타낸다.
도 3a 및 3b는 여기서 설명되는 모듈을 위한 혈액 배양 장치 하우징의 사시도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 한 실시 형태에 따른 배양 및 측정 모듈의 상면도이다.
도 5a-5b는 배양 및 측정 모듈 드럼의 단면도이다.
도 6a-6b는 배양 및 측정 모듈을 위한 액츄에이터의 일 예를 도시한다.
도 7은 여기서 설명되는 고밀도 드럼 안에 바닥이 내측으로 향하도록 끼워맞춤되어 배치되는 배양 병의 개략도이다.
도 8은 여기서 설명되는 드럼의 한 실시 형태의 단면도로, 배양 병은 바닥이 내측으로 향하여 배치되어 있다.
도 9는 3개의 적층된 드럼을 도시한다.
도 10은 배양 병이 목이 내측으로 향하도록 있는 상이한 드럼 설계를 도시한다.
도 11은 도 10에 도시되어 있는 드럼의 목이 내측으로 향하는 실시 형태의 단면도이다.
도 12는 도 11에 설명되어 있는 드럼의 적층체이다.
도 13은 본 발명의 병 드럼 및 병 드럼의 한 층의 분해도를 도시한다.
도 14는 본 발명의 병 드럼의 다른 실시 형태 및 병 드럼 구성의 한 층의 분해도를 도시한다.
도 15a-15b는 수직 섹션을 사용하여 조립된, "목이 내측으로 향하는" 드럼 구성이다.
도 16a-16b는 수직 섹션으로부터 조립된, "목이 내측으로 향하는" 드럼 구성의 대안적인 실시 형태이다.
도 17a-17g는 "목이 내측으로 향하는" 드럼 구성을 위한 병 유지 기구를 도시한다.
도 18a-18c는 대안적인 실시 형태에 따른 병 유지 기구를 도시한다.
도 19a-19q는 다른 실시 형태에 따른 병 유지 기구를 도시한다.
도 20a-20h는 광 파이프와 통합된 대안적인 병 유지 기구이다.
도 21은 도 20a-20c의 상세도이다.
도 22는 드럼 내의 비안착 병을 도시한다.
도 23은 대안적인 드럼 구성을 도시한다.
도 24는 여기서 설명되는 장치의 일 실시 형태로부터 얻어지는 BCP 응답 곡선을 도시한다.
도 25는 링 베어링의 한 예를 도시한다.
도 26은 다른 병 유지 기구를 도시한다.
도 27은 작업자 또는 사용자에 의해 사용되기 위한 배양 병의 상태에 대한 정보를 지니고 있는 배양 병 마개를 도시한다.
도 28a-28b는 도 20a-20c에 도시되어 있는 수용부로 형성된 드럼을 도시한다.
도 29는 도 17a-17c에 도시되어 있는 수용부로 형성된 드럼의 한 열을 도시한다.

생물학적 샘플이 미생물로 오염되어 있거나 그에 의해 감염되어 있는지를 결정하기 위해 그 생물학적 샘플을 처리하기 위한 더 큰 엔드-투-엔드 솔류션과 선택적으로 통합될 수 있는 배양 및 측정 모듈로서 구성되는 혈액 배양 장치가 여기서 설명된다. 여기서 설명되는 모듈은 도 3a 및 3b에 도시되어 있는 바와 같은 캐비넷에 배치될 수 있다. 캐비넷(200)은 모듈에 전력을 제공하고, 피제어 열적 환경을 그 모듈에 제공하며 또한 통신 채널을 모듈에 제공한다. 도 3a는 2개의 3-도어 패널(201)을 갖는 캐비넷(200)을 도시하며, 그 패널은 중심 패널(202)의 각 측에 있는 3개의 병 드럼에 대한 접근을 제공한다. 중심 패널(202)은 데이터 입력 및 사용 제어를 위한 터치 스크린(203)을 갖는다. 중심 패널(202)은 또한 배양 병 입력/출력을 위한 중심 스테이션(204)을 갖는다. 도 3b는 단지 하나의 3-도어 패널(201)을 갖는 캐비넷을 도시한다.

모듈은 고밀도 병 드럼을 갖는다. 여기서 사용되는 바와 같은 고밀도는, 종래 기술과 비교하여 더 많은 수의 병이 드럼 안으로 끼워맞춤될 수 있도록 배양 병이 서로에 더 가깝게 배치될 수 있게 해주는 드럼 구성을 설명하는 것이다. 모듈은 병을 제한된 수의 판독기 스테이션과 정렬시키도록 구성된다. 즉, 판독기 스테이션의 수는 드럼에 있는 병 수용부의 수 보다 작다. 선택적으로, 드럼은 가속된 또한 감속된 드럼 운동(즉, 요동 운동, 간헐적인 회전 등)을 야기할 수 있는 직접 구동 모터로 작동된다. 가열기와 송풍기가 드럼 하우징에 제공된다. 가열기와 송풍기는 따뜻한 공기를 드럼 주위로 순환시킨다. 선택적으로, 가열기와 송풍기는 드럼에 있는 모든 배양 병의 내용물의 온도를 특정 목표 온도의 미리 결정된 좁은 범위 내에 유지시키도록 구성될 것이다. 미리 결정된 좁은 범위는 목표 온도의 ±1.5℃이다. 특정 목표 온도는 30℃ 내지 40℃의 범위에 있다. 선택적으로, 목표 온도는 35℃이다. 온도 균일성이 더 크면, 샘플이 "과열"되는 위험이 더 작아짐에 따라 설정점의 증가가 허용된다. 그러므로, 더 높은 온도에서의 더 큰 온도 균일성은 더 빠른 검출 시간을 가능하게 해줄 것이다. 모터는, 사용자 또는 자동화된 장치가 드럼에 보유되어 있는 병에 접근할 수 있도록 드럼이 위치될 수 있게 할 것이다. 병 내의 샘플이 미생물 성장에 대해 양성인 것으로 결정되면, 작업 흐름은 그 배양 병을 모듈로부터 회수하도록 활성화된다. 모듈은 그 작업 흐름을 도와주도록 구성된다.

모듈은 사용자에게 양성 배양 병을 나타내기 위해 LED 및 광 파이프를 갖도록 구성된다. 도 4를 참조하면, 여기서 설명되는 모듈의 선택적인 구성의 상면도가 도시되어 있다. 모듈(210)은 하우징(224), 병(230)을 따뜻하게 유지시키기 위한 송풍기 및 가열기(225), 및 배양 병을 유지하는 수용부를 갖는 드럼(240)을 갖는다. 드럼의 내부에는 측정 전자 장치(250) 및 배양 병/인디케이터 전자 장치(260)가 위치된다. 구동 모터(270)가 드럼(240)을 회전시키기 위해 제공된다. 드럼(240)의 하우징(224)은 6개의 드럼 섹터(222A-222F)를 규정하는 6개의 패널(221)을 갖는다. 도시되어 있는 바와 같이, 한 섹터의 범위가 병이 드럼(240)에 추가되거나 그로부터 제거되는 하우징의 개구의 범위와 대략 같기 때문에 드럼 내용물의 약 1/6이 임의의 주어진 시간에 접근에 이용가능하다(드럼이 충만되어 있다고 가정하면). 도 5a는 도 4에 있는 드럼의 절취도이다. 배양 병(230)은 목이 내측으로 향하도록 드럼(240)의 수용부(220)에 배치된다. 모터(270)는, 높은 토크를 제공하고 히스테리시스가 적거나 전혀 없으며 소음이 낮고 신뢰성과 단순성을 제공하는 직접 구동 모터이다.

도 5b는 스텝퍼 모터와 기어박스를 갖는 배양 및 측정 모듈 드럼의 단면도이다. 대안적으로, 드럼 내부의 제한된 공간 제약에서 내부 기어박스 베어링의 정확한 크기와 사이 간격이 얻어질 수 없다면, 추가적인 베어링 세트가 드럼 링의 바닥 쪽에 포함될 수 있다.

도 5a에 도시되어 있는 바와 같이, 모터는 드럼을 구동시켜 축방향으로 회전시킨다. 모터(270)의 기어박스 내부의 베어링은 드럼(240)의 축방향 정렬 및 많은 수의 병(230)을 보유하는 드럼을 전진시키기 위해 요구되는 필수적인 추력 지지를 제공한다. 대안적으로, 드럼 주변부 내부에 제공되는 제한 공간에서 내부 기어박스 베어링의 정확한 크기와 사이 간격이 얻어질 수 없다면, 추가적인 베어링 세트가 드럼 링의 바닥 쪽에 포함될 수 있다. 드럼(240)을 축선 주위로 회전시킬 수 있는 기구는 당업자에게 잘 알려져 있고 여기서 상세히 설명되지 않는다. 이 구조 및 베어링 구성은 다른 드럼 구성(예컨대, 목이 내측으로 향하는 대신에 목이 외측으로 향하게 배양 병을 수용하는 드럼; 수용부가 위쪽으로 각져 있는 드럼 등)에 적합 가능하다. 선택적으로, 측정 전자 장치, 상태 인디케이터 및 병 검출 전자 장치 모두는 단일 축(285)에 의해 지지된다.

도 5a에서, 회전 액츄에이터, 중공 회전 액츄에이터 또는 기어 박스를 갖는 스텝퍼 모터가 사용되어 베어링과 모터 기능을 하나의 구성품에 병합한다. 그러한 적절한 모터 액츄에이터의 예가 도 6에 도시되어 있다. 도 6a는 피니언 기어(297)를 구동시키는 모터(296)를 갖는 중공 회전 액츄에이터(294)이다. 피니언 기어(297)의 회전에 의해 드럼 기어(298)가 출력 테이블(239)을 회전시켜 드럼(240)(나타나 있지 않음)을 회전시킨다. 도 6b는 드럼(240)(나타나 있지 않음)을 직접 회전시키는 회전 액츄에이터(299)이다. 기어박스를 갖는 적절한 모터의 다른 예가 고려된다. 이러한 모터는 기어박스에 직접 부착된다(통상적으로 공장에서). 이러한 기어박스는 출력축에서의 토크를 증가시키면서 모터 속도를 감소시킬 수 있다. 출력 축은 원형 스페이서 블럭에 기계적으로 부착될 수 있고, 그 블럭은 드럼 부착 점과 연결되기에 적합한 부착점을 갖는다.

도 5b는 수평 위에서 20°각도로 드럼(240)에 위치되는 배양 병(230)을 도시한다. 당업자는, 배양 병에 있는 센서(나타나 있지 않음)는 판독 중에 매체로 완전히 덮여야 한다는 것을 알고 있다. 이들 기준을 만족하는 다른 각도가 고려되지만, 병 각도는 또한 고밀도 설계를 수용해야 한다.

한 실시 형태는 드럼(240)의 정상부 근처에 있는 정상 베어링(290) 및 드럼(240)의 바닥 쪽에 있는 제 2 베어링(290)을 포함할 수 있다. 선택적으로, 제 1 (정상) 베어링은 스러스트 볼 베어링이고, 제 2 (하측) 베어링은 제 1 및 제 2 베어링 사이의 비동축 관계를 수용하는 구형 베어링이다. 이들 구조 및 베어링 구성은 다른 드럼 구성(예컨대, 목이 외측으로 향하는 대신에 목이 내측으로 향하게 배양 병을 수용하는 드럼)에 적합 가능하다. 모터(270)는, 높은 토크를 제공하고 히스테리시스가 적거나 전혀 없으며 소음이 낮고 신뢰성과 단순성을 제공하는 직접 구동 모터이다. 도 5b에 도시되어 있는 바와 같이, 단일 축(285')은 병 드럼(240)과 구동 모터(270)를 지지한다. 축(285)과 드럼(240) 사이의 두 베어링(290)은 종래 기술의 기구에서 회전자를 지지하는 2개의 베어링과 유사하다. 두 베어링 사이의 거리는 축에 대한 병 드럼의 내측 표면의 운동을 최소화하기 위해 증가될 수 있다. 이들 구조 및 베어링 구성은 다른 드럼 구성(예컨대, 목이 외측으로 향하는 대신에 목이 내측으로 향하게 배양 병을 수용하는 드럼)에 적합 가능하다. 선택적으로, 측정 전자 장치, 상태 인디케이터와 병 검출 전자 장치 모두는 단일 축(285)에 의해 지지된다.

대안적인 실시 형태는 정상 장착 링 베어링을 사용하며, 이 베어링은 드럼 회전을 안내하기 위해 종래 기술 시스템에 있는 링 베어링 보다 작다. 링 베어링(700)이 도 25에 도시되어 있다. 바닥 장착 링 베어링(600)이 도 23에 도시되어 있다. 당업자는, 정상에서 드럼을 지지하고 모듈 하우징(224)에 부착되는 링 베어링으로 베어링(290)을 대체할 수 있다.

도 7을 참조하면, 병 드럼(240)은, 배양 병의 목이 외측으로 향한 상태에서 배양 병(230)의 타이트하게 패킹되는 배치를 유지하는 구조이다. 배양 병(230)은 타이트한 패킹을 달성하기 위해 목이 드럼(240)으로부터 외측으로 향한 상태에서 엇갈린 층(241, 242)(도 8)에 배치된다. 도 9는 도 3a 및 3b에 도시되어 있는 3-도어 캐비넷을 위해 구성된 프레임에서 도 8에 도시되어 있는 엇갈린 드럼의 사시도이다. 엇갈린 배양 병 배치로 인해, 배양 병 수용부(220)를 라벨링하고 광 파이프 검출기(295)(도 도 5b)의 출력을 검출하기 위해 각 배양 병 위쪽에 공간이 형성된다. 각 병 수용부(220)는 드럼 내에서의 수평 위치를 나타내는 번호 및 수동 작업 흐름 동안에 사용자를 안내하는 상태 인디케이터를 가질 것이다.

도 10을 참조하면, 드럼(240) 내부의 병(230)(내측으로 향함)은 모듈(210)에 있는 6개의 섹터(222A-222F) 중 하나의 안으로 배치된다. 섹터는 드럼(240)으로부터 외측으로 연장되어 있는 수직 패널(221)에 의해 경계가 정해진다. 인접하는 패널 사이의 범위는, 배양 병의 일 섹션이 사용자에 의해 접근될 때 모듈의 내부로부터 사용자를 완전히 차폐하기 위해 하우징(224) 내로의 도어의 범위와 대략 같다. 모듈(210)은 또한 병(230)을 따뜻하게 유지시키기 위한 송풍기 및 가열기(225)를 포함한다. 드럼 내부에는 측정 전자 장치(250) 및 배양 병/인디케이터 전자 장치(260)가 위치된다. 드럼(240)을 회전시키기 위해 구동 모터(270)가 제공된다.

도 11을 참조하면, 병 드럼(240)은 전술한 바와 같이 층을 이루어 목이 내측으로 향한 상태로 배치되는 배양 병을 수용하기 위한 수용부(220)를 갖는다. 수용부(220)는 역시 수용부의 바닥 가장자리를 규정하는 수용부의 바닥 부분에 형성되는 광 파이프를 갖는다. 이들 특징은 여기 다른 곳에서 설명된다. 도 12에서, 하나의 병 드럼이 도 3에서 설명되는 3-도어 캐비넷(200)에서 제거되어 있다. 도 12에 나타나 있는 바와 같이, 층(231) 당 24개의 병(230)을 수용할 24개의 수용부(220)가 있고, 드럼(240) 당 8개의 층(231)이 있으며 또한 3개의 드럼(240)이 있고, 이는 약 576개의 병 용량이다. 선택적으로, 모듈은 목이 외측으로 향한 상태에서 병을 수용하는 수용부를 갖는다. 한 실시 형태에서, 드럼은 층 당 30개의 수용부, 드럼 당 8개의 층 및 3개의 드럼을 가질 것이며, 이는 약 720개의 병 용량이다.

도 13은 사출 성형 층(300A, 300B)으로 형성된 드럼을 도시한다. 함께 조립되면, 그 사출 성형 층은 함께 드럼(240)의 단일 층(310)을 형성한다. 선택적으로, 사출 성형 층은 수용부에 배양 병의 수용, 유지 및 해제를 용이하게 해주기 위해 제공되는 개별적인 유지 특징부, 공동부 또는 다른 특징부를 가지도록 몰딩된다. 그러한 특징부를 갖는 수용부를 몰딩함으로써, 개별 부품의 수가 감소되고 또한 제조 과정이 단순화된다. 도 13에 도시되어 있는 둥근 기하학적 구조 대신에, 드럼 섹션은 제조상의 이유 또는 사용자의 심미적 이유로 다면(multi-faceted) 내주와 외주를 가질 수 있다. 다면 드럼이 도 15a에 도시되어 있다.

도 14는 사출 성형 층(320A, 320B)으로 형성된 드럼을 도시한다. 함께 조립되면, 그 사출 성형 층은 함께 드럼(240)의 단일 층(330)을 형성한다. 도 14의 실시 형태에서, 몰딩된 층(320A, 320B)은, 함께 모이면, 수용부(220)의 허니컴 적층체를 형성하고, 이 적층체는 드럼(240)에서 대략 20% 더 높은 병 밀도를 제공한다. 선택적으로, 사출 성형된 층은 수용부에 배양 병의 수용, 유지 및 해제를 용이하게 해주기 위해 제공되는 개별적인 유지 특징부, 공동부 또는 다른 특징부를 가지도록 몰딩된다. 그러한 특징부를 갖는 수용부를 몰딩함으로써, 개별 부품의 수가 감소되고 또한 제조 과정이 단순화된다

드럼은 또한 수직 섹션으로 조립될 수 있다. 도 15a를 참조하면, 병 드럼(240)(도 13에 도시되어 있는 드럼과 외양이 유사함)이 병 수용부의 수직 섹션(248)에 조립되어 있다. 수직 섹션(248)은 목이 내측으로 향하게 병(230)이 삽입되는 병 수용부(220)의 선형 열과 칼럼을 형성한다. 도 15b를 참조하면, 드럼(240)(도 14에 도시되어 있는 드럼과 외양이 유사함)이 수직 섹션(249)으로부터 조립된다. 이 수직 섹션(249)은 병 수용부(220)의 선형 칼럼을 형성하지만, 더 높은 용량의 드럼(240)을 제공하는 엇갈린 열을 형성한다. 수직 섹션은 사출 성형으로 형성될 수 있다. 수직 섹션은 중심 링에 상호 잠금되거나 부착된다. 선택적으로, 사출 성형된 층은 수용부에 배양 병의 수용, 유지 및 해제를 용이하게 해주기 위해 제공되는 개별적인 유지 특징부, 공동부 또는 다른 특징부를 가지도록 몰딩된다. 그러한 특징부를 갖는 수용부를 몰딩함으로써, 개별 부품의 수가 감소되고 또한 제조 과정이 단순화된다.

목이 내측으로 향하는 드럼 구성에서, 배양 병을 유지하고 해제하기 위해 배양 병 수용부 내의 기구가 요구된다. 도 16a 및 16은 도 13에 도시되어 있는 바와 같은 수평 세그먼트 대신에 수직 세그먼트(805)에 조립되는 드럼(800)을 도시한다. 위에서 언급한 바와 같이, 수직 세그먼트(805)는 각 열에서 적어도 하나의 병 수용부(810)를 갖는다. 그러나, 도 16a 및 16b에 도시되어 있는 바와 같이, 수직 세그먼트(805)는 각 열에서 다수의 병 수용부(810)를 가질 수 있다. 병 수용부(810)는 좁은 목 부분(835)과 넓은 병 부분(840)을 갖는 병(830)을 수용하도록 구성되어 있다. 그러므로, 도시되어 있는 바와 같이, 병 수용부(810)는 병의 병 부분(840)을 수용하기에 충분한 직경을 갖는 외측 부분(845) 및 목 부분(835)을 수용하기에 충분한 직경을 갖는 좁은 내측 부분(850)을 갖는다. 여기 다른 곳에서 설명하는 바와 같이, 여기서 고려되는 많은 병 유지 기구가 있다. 도 16a 및 16b는 병 수용부(810)에서 탄성 중합체 인서트 라이닝(855)을 갖는 병 수용부(810)를 도시한다. 탄성 중합체 인서트 라이닝(855)은 탄성 중합체 인서트(855)를 병 수용부(810)에 유지시키는 제 1 플랜지(860)를 갖는다. 탄성 중합체 인서트 라이닝(855)은 좁은 내측 부분(850)에 위치되는 제 2 플랜지(865)를 가지며, 그래서, 병(830)이 수용부(810)에 삽입되면, 제 2 플랜지(865)는 병(830)에 배치되는 마개(870)와 병(830)의 목 부분(835) 사이의 수용부 안으로 끼워질 것이다. 제 2 플랜지(865)는 병(830)을 수용부(810)에 유지시키지만, 제 2 플랜지(865)가 병(830)을 수용부(810)에 유지시키는 힘은, 병(830)이 드럼(800)의 병 수용부(810)로부터 제거될 때 쉽게 극복될 수 있다.

도 17a-17c를 참조하면, 경사 처리된 코일 스프링(400)(배양 병(230)의 크림프 링 마개(410)를 잡을 수 있는 크기로 되어 있음)이 병 수용부(220)의 원위 단부(415)에 위치되어 있다. 사용자는 배양 병(230)을 병 수용부(220) 안으로 밀어 넣어, 배양 병의 크림프(410)를 경사 처리된 코일 스프링(400)을 지나 밀고, 이 스프링은 배양 병(230)을 병 수용부(220)에 유지시킨다. 배양 병(230)의 바닥(416)은 병 수용부(220)의 근위 단부(420) 밖으로 연장되어, 배양 병 바닥(416)이 제거를 위해 사용자 또는 로봇에 의해 잡힐 수 있다. 도 17a-17c는 동일한 기구의 서로 다른 도들이다. 모두는 동일한 단면에 있다. 도 17a는 배양 병(230)이 안에 있는 전체 병 수용부(220)이다. 도 17b는 병 수용부(220)의 원위 단부(415)의 상세 평면도이고, 도 17c는 수용부(220)의 원위 단부(415)의 상세 사시도이다. 도 17a-17c에 도시되어 있는 수용부로 형성되는 드럼의 한 열이 도 29에 도시되어 있다. 그러한 수용부로 형성되는 드럼은 완전한 원형이 아니라 면을 가지고 있다.

선택적으로, 크림프 마개(410)는 중심에 격벽이 있는 변형 가능한 금속(예컨대, 알루미늄) 마개이다. 도 27을 참조하면, 마개의 상면도는, 금속 크림프 주변부(411)로부터 약간 오목하게 되어 있는 금속 크림프(412)를 갖는 금속 크림프 시일 주변부(411)를 나타낸다. 크림프 마개(410)는 마킹(414)을 가질 수 있는데, 이 마킹은 마개가 배치되는 배양 병의 상태(즉, 미생물 성장에 대해 양성 또는 음성인지)에 대한 정보를 작업자 또는 사용자에게 제공한다. 크림프 마개를 상태 지시로 표시하기 위해, 혈액 배양 병은, 그의 바닥에서 돌출 기호(도시된 실시 형태에서는 플러스 부호)를 갖는 공동부 안으로 압입되어, 배양 병이 미생물 성장에 대해 양성인 것으로 시스템이 결정했음을 나타낸다. 도시되어 있는 바와 같이, 마킹(413)은 크림프 시일의 금속 평평 부분과 정렬된다. 마개가 돌출 기호 상에 눌릴 때, 마킹(413)의 자국이 크림프 시일에 남게 된다.

도 29는 드럼(240)을 도시하며, 수용부는 도 17a-17c에 도시되어 있다. 도 29에 도시되어 있는 드럼은 수용부가 함께 끼워맞춤되는 방식으로 인해 유면(faceted) 외측 및 내측 주변부를 갖는다. 코일 스프링을 갖는 수용부는 수직으로 가깝게 이격될 수 있다. 이들 수용부를 갖는 드럼을 형성함으로써, 상당한 높이 절감(예컨대, 약 50 mm)이 제공될 수 있다. 다수의 드럼이 단일 캐비넷에 배치되는 실시 형태에서, 캐비넷 크기는 더 컴팩트하게 될 수 있고 또한 사용자에게 더 쉽게 접근 가능하다. 감소된 드럼 높이로 인해, 더 많은 전자 장치가 배양 및 측정 캐비넷의 정상 및 바닥 부분에 배치될 수 있다. 도 29는 수용부(220)의 한 열을 도시한다. 여기서 설명하는 바와 같이, 드럼은 함께 연결되는 다수의 열로 조립되어 드럼(240)을 형성한다.

배양 병 바닥(416)은 수용부(220)로부터 연장되어 있기 때문에, 배양 병은 병 수용부로부터 또는 그 아래쪽에서 볼 때 수용부(220)의 근위 표면(463)에 있는 스테이션 인디케이터를 보이지 않게 할 수 있다. 이 잠재적인 문제를 해결하기 위해, 스테이션 인디케이터 광 파이프(나타나 있지 않음)는 수용부의 원위 단부(415)로부터 수용부의 근위 단부(463)까지 연장되어 있다. 또한, 선택적으로, 배양 병 수용부(220)는, 배양 병이 그 수용부 안에 완전히 끼워맞춤되도록 해주는 크기를 가질 수 있지만, 수용부의 근위 단부는 배양 병의 바닥에 인접해서 벌어져 있거나 만입되어 있어 사용자 또는 로봇에 그립 접근을 제공한다.

다른 고려 사항은 측정 광학 기구 및 전자 장치에 대한 병의 바닥의 위치의 중요한 특성이다. 경사 처리된 코일 스프링은, 병 드럼이 회전하고 있는 중에 병 기부가 어떤 방향으로도 움직이지 않도록 또는 수동 작업 흐름 동안에 병이 사용자에 의해 건들려 지도록, 단단한 스탑 쪽으로 병을 끌어당겨야 한다.

도 17d-17f는 대안적인 유지 기구를 도시하는데, 이 유지 기구는, 병 수용부(220)의 좁은 부분(850)에 배치되는 볼 플런저(474)를 갖는다. 도 17d를 참조하면, 볼 플런저(474)는, 스프링 아암(476)에 의해 외측으로 편향되고 병 수용부(220)의 좁은 부분(850) 안으로 연장되어 있는 볼(471)을 갖는다. 도 17d에서, 볼 플런저(474)는 병 수용부(220)의 원위 단부로부터 도시되어 있고, 이 원위 단부는 병 수용부(220)의 좁은 부분(850)의 먼 단부의 끝이다. 도 17e를 참조하면, 배양 병(230)이 병 수용부(220)의 좁은 부분(850) 안으로 전진됨에 따라, 볼(471)은 병 수용부(220)의 좁은 부분(850) 안으로 외측으로 연장되는 것으로 나타나 있다. 도 17f를 참조하면, 배양 병(230)이 더 전진됨에 따라, 배양 병(230)의 크림프 링 마개(410)가 볼(471)을 다시 병 수용부(220)의 좁은 부분(850)에 형성되어 있는 통로(472) 안으로 밀어 넣는다. 배양 병(230)의 크림프 링 마개(410)가 볼 플런저(470)의 볼(471) 위에서 전진됨에 따라, 볼(471)에 가해지는 편향력에 의해 그 볼은 배양 병(230)의 크림프 링 마개(410)와 배양 병(230)의 목(835) 사이에 형성되어 있는 공간(472) 안으로 전진된다. 이 편향력은 배양 병(230)을 병 수용부(220)에 고정시킨다. 배양 병(230)이 병 수용부로부터 제거될 때, 볼 플런저(474)의 편향력이 극복되어, 배양 병(230)의 크림프 마개(410)가 볼 플런저(474) 위를 지날 수 있고 또한 병 수용부(230)로부터 제거될 수 있다.

도 17g는 대안적인 수용부(220)를 도시하며, 여기서 O-링(461)은 배양 병(230)의 마개(410)의 밑에서 멈춤쇠(462)와 결합한다. 통상적인 O-링이 고려되고, Viton^TM, 실리콘 또는 다른 통상적인 탄성 중합체 재료와 같은 재료로 만들어질 수 있다. 이러한 재료는 당업자에게 잘 알려져 있고 여기서 상세히 설명되지 않는다. 도 17g에 도시되어 있는 바와 같이, 수용부(220)는 배양 병(230)의 일부분만 수용하고, 463(대략적으로 배양 병의 목(435)과 배양 병(230)의 바닥 부분(416) 사이의 천이부)에서 끝난다. 그렇게 해서, 배양 병은 그의 요구되는 위치로부터 비스듬하게 될 것이기 때문에, 배양 병이 수용부에 적절히 안착되어 있지 않는지를 쉽게 관찰할 수 있다.

도 18a-18c는 도 17에 도시되어 있는 경사 처리된 코일 스프링의 일 변형예를 도시한다. 도 18a는 병에 있는 유지 마개의 사시도이다. 도 18b는 도 18a의 마개의 절취도이다. 도 18c는 도 18a의 분할된 유지 기구의 역전된 사시도이다. 도 18a를 참조하면, 유지 기구(431)는 병(230)의 목(435)과 크림프 링 마개(410)(도 18b)를 수용하기 위해 반경 방향으로 병진 이동하는 복수의 쐐기 섹션(430A-430C)을 갖는다. 3개의 쐐기 섹션(430A-430C)이 도시되어 있지만, 다른 수의 복수의 섹션이 고려된다. 쐐기 섹션(430A-430C)은 드럼에 있는 배양 병 수용부(220)의 좁은 부분(850)의 원위 단부에 배치된다. 병(230)의 목(435)에 부착되는 크림프 링 마개(410)는 유지 기구(431)의 벌어진 근위 단부(440)에 들어간다. 유지 기구(431)의 근위 단부(440)는 병의 크림프 링 마개(410)를 수용하도록 벌어져 있다. 유지 기구(431)는 스탑 플랜지(432)를 가지고 있어, 병 목(435)은 정해진 거리 만큼만 유지 기구(431) 안으로 전진될 수 있다. 유지 기구는 원주 방향 스프링(433)을 가지며, 이 스프링에 의해 쐐기부(430A-430C)는 병 목이 그 안에 삽입되는 것에 반응에 하여 반경 방향으로 움직일 수 있지만, 장력을 가하여, 크림프 링 마개(410)가 유지 기구에 단단히 유지되는 것을 보장해 준다.

도 19a-19c는 도 17에 도시되어 있는 경사 처리된 코일 스프링의 일 변형예를 도시한다. 이 실시 형태에서, 구획된 유지 기구(450)는 공간(465)에 의해 분리된 그립핑 섹션(460A-E)을 갖는다. 그립핑 섹션(460A-E)은 탄성적이고 공간(465)은 그핍핑 섹션이 팽창될 수 있게 해주고 하지만 크림프 링 마개(410)와 그 안에 삽입되어 있는 병 목(435)에 그립핑력을 가한다. 도 18a-18c에 도시되어 있는 실시 형태와 유사하게, 유지 기구(450)의 근위 단부(470)는 크림프 링 마개(410)와 병 목(435)을 수용하도록 벌어져 있다. 한 예에서, 탄성적인 그립핑 섹션(460A-E)은 ABS 플라스틱으로 만들어진다. 각 섹션(460A-E)은 반경 방향으로 구부려져 크림프 링 마개(410)와 병 목(435)을 잡게 된다. 5개의 섹션이 도 19a-19c에 도시되어 있지만, 이는 실례를 들기 위한 것이다. 다른 수의 섹션을 갖는 유지 기구도 고려된다.

도 19d-19q는 다른 대안적인 유지 기구를 도시한다. 도 19d는 슬롯형 마개(451)를 도시하며, 이 슬롯형 마개는 슬롯형 마개(451)를 병 수용부(220) 안으로 잠그기 위해 볼 플런저(474)와 상호 협력하는 슬롯(481)을 갖는다. 날개부(482)가 인장되고, 도 16b에 도시되어 있는 제 2 플랜지(865)와 아주 유사하게 기능하는 플랜지(483)를 갖는다. 도 19e를 참조하면, 배양 병(230)이 병 수용부(220)에서 앞으로 전진됨에 따라, 날개부(482)는 외측으로 편향되고 배양 병(230)의 목 부분(835)을 수용한다. 이때 슬롯형 마개(451)의 슬롯(481)은 볼 플런저(474)와 정렬되지 않는다. 도 19f를 참조하면, 배양 병(230)이 병 수용부(220)의 원위 단부 쪽으로 더 전진됨에 따라, 병 수용부(220)의 좁은 내측 부분(850)이 테이퍼져, 날개부(482)를 내측으로 움직이게 하여, 플랜지(483)가 크림프 마개(410)와 배양 병(230)의 목(835) 사이의 공간에 끼워지게 된다. 또한, 슬롯형 마개(451)는 슬롯(481)이 볼 플런저의 볼(471)과 정렬되어 슬롯형 마개를 병 수용부 내에 위치 잠금시키도록 전진된다. 배양 병을 제거하기 위해, 볼 플런저(474)의 편향력이 극복되고, 그래서 크림프 마개(410)가 볼 플런저(474) 위를 지날 수 있어, 병이 제거될 수 있다. 슬롯형 마개(451)의 날개부(482)는 외측으로 편향되기 때문에, 배양 병이 수용부(220)의 외측으로 전진됨에 따라 플랜지(483)는 배양 병(482)과의 결합에서 벗어나게 된다.

도 19g-19i는 볼 플런저(474)가 형성되어 있는 볼 플런저 마개(452)를 도시한다. 볼 플런저 마개(452)가 제 1 잠금 해제 위치 및 제 2 잠금 위치에 있을 때, 볼 플런저 마개(452)는 병 수용부(220)의 슬롯(487A, 487B)과 상호 협력하여, 볼 플런저 마개(452)를 병 수용부(220) 안에 잠금시킨다. 날개부(482)가 인장되고, 도 16b에 도시되어 있는 제 2 플랜지(865)와 아주 유사하게 기능하는 플랜지(483)를 갖는다. 도 19h를 참조하면, 마개(452)는 제 1 잠금 해제 위치에 있고 볼 플런저(474)는 슬롯(487A)과 정렬된다. 배양 병(230)이 병 수용부(220)에서 앞으로 전진됨에 따라, 날개부(482)는 외측으로 편향되고 배양 병(230)의 목 부분(835)을 수용한다. 이때 병 수용부(220)의 슬롯(487B)은 볼 플런저(474)와 정렬되지 않는다. 도 19f를 참조하면, 배양 병(230)이 병 수용부(220)의 원위 단부 쪽으로 더 전진됨에 따라, 병 수용부(220)의 좁은 내측 부분(850)이 테이퍼져, 날개부(482)를 내측으로 움직이게 하여, 플랜지(483)가 크림프 마개(410)와 배양 병(230)의 목(835) 사이의 공간에 끼워지게 된다. 또한, 볼 플런저 마개(452)는 슬롯(487A)이 볼 플런저의 볼(471)과 정렬되어 볼 플런저 마개(452)를 병 수용부 내에 위치 잠금시키도록 전진된다. 배양 병(230)을 제거하기 위해, 볼 플런저(474)의 편향력이 극복되고, 그래서 배양 병(230)과 볼 플런저 마개(452)의 어셈블리가 제 1 위치로 전진될 수 있고, 이 위치에서 플랜지(483)는 다시 배양 병(220)을 외측으로 편향시키고 해제한다. 제 1 위치에서, 병 수용부(220)의 슬롯(487A)은 볼 플런저 마개(452)의 볼 플런저(474)와 정렬되어, 병이 배양 병 수용부로부터 제거될 때 볼 플런저 마개(452)를 볼 수용부에 유지시킨다.

도 19j 및 19k는 도 19g-19i에 도시되어 있는 병 수용부(220)가 어떻게 드럼(240) 안에 끼워지는 지를 도시한다. 도 19j에서, 병 수용부(220)는 드럼 개구에 있는 트랙(839)과 정렬되어 위치되는 슬롯(838)을 가지며, 이 슬롯은, 병 수용부(220)가 드럼(24)의 개구에 완전히 배치될 때까지 이 정렬로 개구 안으로 전진된다. 도 19k를 참조하면, 그런 다음에 병 수용부(220)가 회전되어 이 병 수용부(220)가 드럼(240) 안으로 잠금된다.

도 19l-19q는 도 18a-18c 및 도 19a-19c에 도시되어 있는 것에 대한 대안적인 병 수용부이다. 도 19l을 참조하면, 병 수용부에 배치되도록 구성된 병 홀더(453)는 날개부(841) 및 경차 처리된 코일 스프링(842)을 갖는다. 탄성 중합체 O-링 또는 가터(garter) 스프링과 같은 다른 스프링형 부재가 또한 고려된다. 날개부(841)는 이격될 수 있어, 경사 처리된 코일 스프링(842)의 편향을 극복할 수 있고, 도 19m에 도시되어 있는 바와 같이, 배양 병의 목(835)이 병 홀더(453) 안으로 전진된다. 이격될 때, 날개부(841)는 트랙(492)을 따라 이동하는 홈(491)을 갖는다. 병 홀더(453)는 플랜지(483)를 갖는다. 배양 병(230)의 크림프 마개(410)가 플랜지(483)를 지나 전진될 때, 경사 처리된 코일 스프링(842)의 편향력에 의해 날개부는 다시 함께 모이고 플랜지는 크림프 마개(410)의 기부에 안착되어, 도 19n에 도시되어 있는 바와 같이 배양 병을 병 수용부에 고정시킨다. 다시, 날개부(841)에 있는 홈(491)은 날개부(841)가 트랙(492)을 따라 다시 폐쇄 위치로 갈 수 있게 한다. 경사 처리된 코일 스프링은 도 19m 및 19n에 도시되어 있지 않고, 그래서 날개부가 도 19m의 강제 개방 위치로부터 도 19n의 폐쇄 위치로 가는 것을 명확히 볼 수 있다.

도 19o-19q는 도 19l-19n에 설명되어 있는 병 홀더의 일 변형예인 병 홀더(454)를 도시한다. 도 19o를 참조하면, 병 수용부에 배치되도록 구성된 병 홀더(454)는 날개부(841) 및 가터 스프링(842)을 갖는다. 날개부(841)는 이격될 수 있어, 가터 스프링(842)의 편향을 극복할 수 있고, 도 19p에 도시되어 있는 바와 같이, 배양 병의 목(835)이 병 홀더(454) 안으로 전진된다. 이격될 때, 날개부(841)는 트랙(492)을 따라 이동하는 홈(491)을 갖는다. 병 홀더(454)는 플랜지(483)를 갖는다. 배양 병의 크림프 마개(410)가 플랜지(483)를 지나 전진될 때, 가터 스프링(842)의 편향력에 의해 날개부는 다시 함께 모이고 플랜지는 크림프 마개(410)의 기부에 안착되어, 도 19q에 도시되어 있는 바와 같이 배양 병을 병 수용부에 고정시킨다. 다시, 날개부(841)에 있는 홈(491)은 날개부(841)가 트랙(492)을 따라 다시 폐쇄 위치로 갈 수 있게 한다. 가터 스프링은 도 19p에 도시되어 있지 않고, 그래서 날개부가 강제 개방 위치로 가는 것을 명확히 볼 수 있다.

도 20a-20c는 병을 드럼에 유지시키기 위한 대안적인 기구(500)를 도시한다. 이 기구(500)는 판 스프링(510)을 사용하여 배양 병(230)을 수용부(220)에 고정시킨다. 이 구성에서, 배양 병 바닥(416)은 탭(417)에 의해 수용부에 고정된다. 홀더(220)는 개구(418)를 가지고 있어, 배양 병(230)은 수동으로 또는 로봇에 잡혀 삽입되고 홀더(220)로부터 제거될 수 있다. 이는 드럼 수용부(220)에 고정되는 배양 병(230)에의 접근을 가능하게 한다. 사용자 또는 로봇은, 판 스프링(510)이 병을 누르고 병 바닥(416)이 탭(417)의 앞에 떨어질 때까지 병을 수용부(220) 안으로 밀어 넣는다. 판 스프링(510)은 병을 스탑(530)에 유지시킨다. 배양 병(230)을 제거하기 위해, 사용자 또는 로봇은 배양 병(230)을 탭(417)으로부터 멀어지게 눌러, 병(230)이 수용부(220)로부터 빼내질 수 있게 한다. 배양 병(230)이 탭(417)에 의해 고정되지 않으면, 판 스프링(510)은 또한 용이한 회수를 위해 배양 병(230)을 수용부(220)의 근위 단부(420) 쪽으로 민다.

도 21을 참조하면, 수용부는 또한 인디케이터 LED(520)에서 나온 빛을 수용부의 원위 단부(525)(즉, 수용부가 배치되는 드럼(240)의 내부)로부터 전달하는 광 파이프(515)를 갖는다. 광 파이프(515)는, 존재 한다면, 병(230)을 떠받치고 수용부의 근위 단부(420)(즉, 드럼(240)의 외측 표면)을 지나 연장되어 있다. 판 스프링(510)은 배양 병(230)의 상측 어깨부(535)를 가압하여 배양 병(230)을 탭(417)에 유지시킨다. 수용부(220)는 수용부(220)의 원위 단부(525)에서 병 검출기(536)에 인접한다. 수용부(220)에 있는 병(230)의 원위 단부는 병 검출기(536)로 검출된다. 병 검출기(536)는 움직이지 않는 검출기 보드(540)에 보유된다. 도 20b 및 20c에 도시되어 있는 바와 같이, 스프링은 병 홀더(220)에 인몰딩된다.

모듈은 각 드럼(240)에 있는 병(230)의 각 층을 위한 측정 전자 장치(545)를 포함한다. 도 20a에 도시되어 있는 바와 같이, 측정 전자 장치(545)는 모듈(210)의 전방 우측 코너에서 드럼(240)의 외부에 배치된다(도 4 및 10 참조).

광 파이프(515)(도 21)는 보드(540)에 있는 인디케이터 LED(520)와 정렬된다. 병 드럼(240)의 외부에 있는 광 파이프(515)의 단부의 표면은 인디케이터 LED(520)에서 나온 빛을 분산시키도록 텍스쳐링되어 있다. 병 크림프 마개(410)는 수용부(220)에 배치될 때 병 검출기(536)(예컨대, 광학 스위치 또는 근접 센서)를 차단한다. 인디케이터 LED(520) 및 병 검출기(536)는 사용자에 의해 접근 가능한 드럼(240) 내의 각 병(230)에 대응하는 위치에서 드럼(240)의 내부에 위치되는 보드(540)에 위치된다. 병(230)이 수용부에 배치되거나 수용부로부터 제거되는 때를 실시간으로 검출하기 위해 모듈에 대한 도어가 개방되어 있을 때 병 검출기(536)가 모니터링된다.

도 20a를 참조하면, 사용자는 병 목이 판 스프링(510)에 접촉할 때까지 병(230) 목을 먼저 삽입하고 그런 다음에 병(230)을 수용부(220)에 유지시키는 탭(417)을 지나 배양 병 바닥(416)이 미끄러질 때까지 병(230)을 스프링(510)에 대항하여 밀어 병(230)을 수용부(220) 안으로 배치한다. 사용자가 배양 병(230)을 수용부(220) 안으로 완전히 넣지 않으면 판 스프링(510)이 배양 병(230)이 수용부(220)에 완전히 안착되는 것을 방지하도록, 판 스프링(510)은 배양 병(230)과 결합하게 된다. 결과적으로, 배양 병(230)은 드럼(240)이 배양 병(230)을 모듈 하우징(224)을 지나 전진시킬 수 없게 되도록 스테이션 밖으로 충분히 멀리 연장될 것이다. 이로써, 사용자가 모듈 도어를 닫으면 모듈(210)은 안착되지 않은 병(230)을 검출할 수 있을 것이다. 병(230)을 수용부(220)로부터 제거하기 위해, 사용자는 간단히 배양 병 바닥(415)을 탭(417) 위로 들어 올리고 배양 병(230)을 수용부(220) 밖으로 끌어 당긴다. 배양 병의 삽입과 제거가 자동화된 실시 형태에서, 동일한 운동이 자동화된 장치에 의해 수행된다.

도 20c를 참조하면, 수용부(220)는 약간의 수정이 가해진 상태에서 더 상세히 도시되어 있다. 수용부(220)는 투명한 재료로 만들어져 있어, 드럼(240) 내부에 있는 수용부 상태 인디케이터 LED(520)에서 나온 빛을 병 드럼(240)의 외부에 있는 수용부(220)의 근위 단부(420)에 전달하는 광 파이프로서 사용될 수 있다.

배양 병(230)이 수용부(220) 안에 수용된 후에, 수용부(220)의 정상부에 부착되어 있는 판 스프링(510)은 도 20c에 도시되어 있는 위치로부터 도 20a에 도시되어 있는 위치로 구부려진다. 판 스프링(510)의 자유 단부(555)가 수용부(220)의 정상부와 접촉할 때, 스프링(510)은 단단한 스탑이 되고 배양 병(230)이 수용부(220) 안으로 더 움직이는 것을 방지한다. 배양 병(230)이 삽입 후에 해제되면, 판 스프링(510)은 드럼(240)의 외측 표면으로부터 밖으로 연장되어 있는 수용부(220)의 탭(417)에 배양 병(230)을 밀게 된다. 수동으로 또는 로봇을 사용하여 배양 병(230)의 바닥(416)을 수용부(220)의 근위 단부(420)를 통해 위로 들어 올리면 배양 병(230)이 수용부(220)로부터 제거된다.

도 29a는 도 20a-20c에 도시되어 있는 수용부를 갖는 드럼(240)을 도시한다. 판 스프링을 갖는 수용부(220)는 칼럼으로서 제공되며, 드럼(240)은 그 칼럼들을 함께 부착하여 형성된다. 결과적인 구조물은 열이 함께 끼워맞춤되는 방식 때문에 원형의 외부 및 내부 주변부를 갖는 둥근 드럼(240)(도 29b)이 다.

도 20d는 도 20a-20c에 도시되어 있는 수용부(220)의 다수의 수직 열을 갖는 드럼(240)의 일부분을 도시한다. 수용부(220)에 있는 배양 병(230) 지지부를 나타내기 위해 드럼은 절취도로 도시되어 있다. 정상 수용부(220)는 비어 있다. 도 20d에 도시되어 있는 실시 형태에서, 전술한 판 스프링(550) 대신에 피봇팅 아암(551)이 제공되어 배양 병(230)을 수용부(220)에 고정시킨다. 병(230)이 수용부(230) 안으로 전진됨에 따라, 피봇팅 아암(551)이 시계 방향으로 회전하여 배양 병(230)을 수용부에 고정시킨다. 피봇팅 아암(551)에 대한 저항이, 핀(556)으로 수용부에 고정되는 코일 스프링(552)에 의해 가해진다.

도 20d에 도시되어 있는 수용부에 대한 대안이 도 20e-20h에 도시되어 있다. 도 20e를 참조하면, 도 20d에 도시되어 있는 피봇팅 아암(551)은 변형 가능한 재료(553)로 대체되어 있다. 한 예에서, 변형 가능한 재료(553)는 연동 관이지만, 다른 통상적인 변형 가능한 재료로 고려된다. 변형 가능한 재료의 중요한 점은, 배양 병이 수용부에 삽입됨으로써 변형되는 각 경우 후에 그의 비변형 형상을 취함에 있어서의 탄력성이다. 수용부(220)의 바닥 부분은 광 파이프(515)이다.

변형 가능한 재료(553)는 수용부(220)의 테이퍼형 부분(554)에 배치된다. 도 20f를 참조하면, 수용부(220)의 단부도는 (수용부의 테이퍼형 부분(554)을 따라) 수용부의 정상 부분에 있는 변형 가능한 재료(553)를 도시한다. 적절한 변형 가능한 재료는, 전술한 탄성 중합체 연동 관에 추가로, 탄성 중합체 재료 및 발포(foam) 재료를 포함한다.

도 20g는 한 수용부(220)의 사시도로, 제 2 수용부의 일부분이 그 위에 형성되어 있다. 배양 병은 전술한 바와 같은 수용부에 유지된다. 탭(417)은 배양 병(230)을 수용부(220)에 유지시킨다. 병(230)과 접촉하여 사용될 때 충분한 마찰 특성을 갖는 변형 가능한 재료의 다른 재료도 고려된다. 그러한 마찰은 병(230)의 회전을 방지하여, 회전 진동하고 회전하는 병에 의해 야기되는 더 적은 소음으로 측정 시스템이 높은 질의 신호를 얻을 수 있다.

도 22를 참조하면, 병이 수용부(220)에 충분히 삽입되지 않으면, 판 스프링(510)은 병을 오버레이 위치(570)에 유지시킬 것이다. 그렇게 해서, 배양 병(230)은 그렇지 않을 때 수용부(220)에 적절히 안착되어 있는 것으로 보일 수 없다. 배양 병(230)이 수용부에 있지만 그 안에 완전히 안착되어 있지 않을 때, 배양 병의 바닥(416)은 병 드럼(240)이 모듈에 의해 회전될 수 있게 하지 않을 것이다. 모듈은 재밍된 병 드럼(240)을 검출하여 비안착 병(570)을 검출하고 신호를 시스템에 보낸다. 사용자는 병(230)을 제거하거나 완전히 삽입하여 장애를 해소하도록 알림 받을 것이다.

목이 내측으로 향하도록 배양 병이 배향됨으로써, 목이 외측으로 향하는 종래 기술의 배향에 대한 개선이 제공된다. 종래 기술의 드럼은 판독 중에 배양 병을 수평 위에서 20°의 각도로 유지시킨다. 병의 목이 내측으로 향한 상태에서, 병 드럼을 회전시키면 그 병 안의 배양 매체/수지가 병의 바닥 쪽으로 가게 된다. 그러므로, 목이 내측으로 향하는 구성에서, 배양 병은 수평 위치에서 드럼에 유지될 수 있다. 병의 광학적 조사 동안에, 드럼은 배양 병 안의 배양 매체/수지를 배양 병의 측면에 대해 표준 20°각도로 되게 하는 속도로 회전한다. 병 바닥을 22 인치의 직경에 위치시키는 드럼의 경우에. 드럼 직경은 드럼의 한 측에 있는 병의 바닥에서부터 드럼의 반대측에 있는 배양 병의 바닥까지 측정된다. 대략 37 RPM의 드럼 회전 속도가 병의 바닥 쪽으로 배양 매체/수지에 대해 20°각도를 유도한다. 비교를 위해, 종래 기술 장치의 회전자는 배양 병의 판독 및 교반 둘 다를위해 약 37 RPM으로 회전한다. 선택적으로, 드럼 회전 속도는, 드럼이 원심 분리기 처럼 작동하여 샘플(즉, 배양 매체 및 수지)의 고형 부분이 그 샘플의 액체 부분으로부터 추가로 분리되게 하도록 선택될 수 있다.

도 26은 병 수용부(220)의 단부에 배치될 수 있는 병 스탑(1000)을 도시한다. 이 병 스탑(1000)은 간단한 키홀 슬롯(1010)이고, 이 슬롯은 배양 병의 크림프 마개가 통과하기에 충분한 원주를 갖는 정상 개구(1015)를 갖는다. 배양 병이 수용부(220)에 안착됨에 따라, 그 배양 병의 목은 키홀 슬롯(1010)의 좁은 개구(1020) 안으로 들어가고, 그 개구는 배양 병의 크림프 마개가 통과하기에 충분히 넓지는 않다. 따라서, 키홀 슬롯(1010)은, 배양 병이 수동으로 또는 자동화(예컨대, 로봇)의 사용으로 제거될 때까지 배양 병을 병 수용부에서 제자리에 유지시킨다.

목이 내측으로 향하게 배양 목을 배향시키는 경우, 측정 전자 장치가 병 드럼의 주변부에 위치될 필요가 있다. 여기에 도시되어 있는 바와 같이, 이들 전자 장치는 전방 우측 코너에 위치된다. 목이 내측으로 향하는 구성에서 배양 병 바닥은 목이 외측으로 향하는 구성에서 보다 더 이격된다. 그리하여, 측정 시스템에 대한 있을 수 있는 혼선(cross-talk)이 감소된다(예컨대, 측정되고 있는 병에 인접하는 병으로부터의 형광 방출로 인한 혼선이 감소되거나 제거됨).

여기서 설명하는 바와 같이, 모듈은 사용자 접근 및 자동화 접근을 위해 병을 위치시키기 위해 드럼을 회전시킨다. 모듈은 또한 배양 병을 회전시켜 이를 교반시킨다.

선택적으로, 드럼 운동 시스템은 드럼 베어링이 장착되어 있는 축에 부착되는 직접 구동 모터를 가지며, 드럼은 그 축 주위로 회전한다. 직접 구동 모터는 벨트 구동 또는 림(rim) 구동 모터의 경우에 필요한 추가적인 부품을 필요로 하지 않는다. 직접 구동 모터는 더 신뢰적인 방안이고, 다른 통상적인 모터 보다 적은 소음을 낸다.

목이 외측으로 향한 상태에서 병이 유지되는 드럼에 있는 병을 교반하기 위해, 드럼은 가속되어, 원심력을 사용해 배양 매체/수지를 병의 목 안으로 가게 한다. 그런 다음에 드럼은 감속되어 배양 매체/수지가 다시 배양 병의 바닥으로 흐를 수 있다. 선택적으로, 이 운동 프로파일은 약 2초 마다 반복되어, 배양 병이 종래 기술의 장치에서 요동될 때 배양 매체/수지의 운동과 비슷한 배양 매체/수지의 운동을 병 안에서 일으킨다.

전술한 각가속 교반 과정 동안에 일어나는 병의 수평 가속은 종래 기술의 장치에서는 일어나지 않고, 결과적인 교반은 유리하다. 선택적으로, 드럼은 드럼의 큰 각도에 걸쳐 저빈도 가속과 감속을 제공하도록 작동될 것이다. 이러한 운동에 의해 배양 병 내의 액체(즉, 배양 매체/수지/샘플)가 배양 병의 기부로부터 그의 목 및 후방부로 이동할 것이다.

선택적으로, 드럼은 드럼의 작은 각도에 걸쳐 고빈도 가속과 감속을 제공하도록 작동될 것이다. 이러한 운동에 의해 배양 병 내의 액체(즉, 배양 매체/수지/샘플)는 병 안에서 측방향으로 이동할 것이다. 이 운동은 종래 기술의 장치에 의해 배양 병 내의 액체에 주어지는 운동과 유사하다.

선택적으로, 드럼이 앞뒤로 또는 단일 방향으로 운동하는 경우에 위의 운동 프로파일의 변화 및 조합이 고려된다.

선택적으로, 드럼은 주기적인 갑작스런 감속을 주어 병 안에 침전되어 있을 수 있는 혈액, 수지, 및 박테리아를 떼어내도록 작동된다. 일부 박테리아는 그러한 연속적인 격렬한 교반으로 피해를 입게 될 것이다. 그러한 운동은 기구 작동 동안에 드물게 일어난다(예컨대, 한 시간에 한번 또는 각 측정 사이클이 끝날 때 한번).

전술한 직접 구동 모터 및 중실 축 상의 베어링 대신에 드럼을 움직이기 위한 다른 기구가 고려된다. 그러한 대안적인 기구의 목적은, ⅰ) 병 드럼 사이의 수직 공간을 최소화하고, ⅱ) 캐비넷 내의 병 밀도를 증가시키기 위해 드럼 사이의 공간을 최소화하고, 그리고 ⅲ) 수동 작업 흐름 동안에 병의 더 균일한 칼럼을 사용자에게 제공하는 것이다.

한 예는, 링 베어링 상에서 회전하고 모터와 치형 벨트에 의해 구동되는 기어 어댑터 링(GAR)에 장착되는 회전식 원형 컨베이어이다. 모듈 내의 병 드럼은 GAR에 유사하게 장착되고 치형 벨트에 의해 구동될 수 있다. 병 드럼은 정상부에서 개방될 것이고 드럼 내의 전자 장치에 대한 모든 연결부는 드럼 위로 안내될 것이다.

도 23은 그러한 드럼(240)을 도시하는데, 이 드럼은 큰 직경의 링 베어링(600) 상에서 회전한다. 드럼(240)의 곡률은 병 수용부(220)의 거리와 각도의 변화로부터 명백하다. 병(220)은 목이 내측으로 향해 있는데, 이는 측정 시스템(나타나 있지 않음)이 드럼 어셈블리의 외부에 있음을 의미한다. 도시된 실시 형태는 드럼의 외부에 있는 모터에 의해 벨트 구동식 기부를 수용한다. 선택적으로, 기부 및 링 베어링의 중심에 위치되어 있는 직접 구동 모터가 사용될 수 있다. 여기서 설명되는 모듈 내의 측정 시스템은, 회전자 속도에 대한 종래 기술 시스템의 측정 시스템의 민감성 보다 병 드럼의 속도에 더 민감하지 않다.

도 24를 참조하면, 여기서 설명되는 장치는 소스 조명을 위해 제 1 색(예컨대, 녹색) 또는 제 2 색(예컨대, 청색)을 갖는 LED를 선택적으로 갖는다. 추가적인 LED는 참조 판독값을 얻는다. 도 24에서 보는 바와 같이, 양성 상태(% 투과도)의 인디케이터 염료(브로모크레솔 퍼플(BCP))가 음성 상태의 BCP와 같으면, 참조 판독값을 나타내는 빛이 활성화된다. 양성 상태에 대한 퍼센트 투과도가 음성 상태에 대한 % 투과도를 초과하면 양성 지시가 얻어진다. 청색 LED의 파장은 배양 병에 있는 혈액 배양의 pH 상태에 영향을 받지 않는 응답 곡선 상의 점에 있다. 청색 여기 광을 사용하는 병으로부터의 판독값과 녹색 여기 광으로 얻어지는 판독값의 비는 BCP 응답 곡선의 기울기에 비례하며, 그 기울기는 BCP의 pH 상태에 비례한다. BACTEC 병으로부터의 pH 판독값은 병 내에서의 생물학적 성장의 개선된 인디케이터이다.

여기서 설명되는 장치는 다음과 같은 이점을 제공한다: 1) 소음의 감소(즉, 참조 신호에 대한 성장 신호의 비는 병 위치, 온도 및 센서 가변성에 영향을 받지 않아야 함); 2) 시스템에 들어가는 가는 것이 지연되는 비알(vial)에서의 성장의 검출(즉, 전술한 이중 측정은, 비알의 내용물이 성장 가속도를 검출하여 양성을 확인하기 위해 성장 동안에 연속적으로 샘플링될 필요가 없도록 참조값을 제공함); 및 3) 신호 질 인디케이터(즉, 참조 신호는 스테이션 하드웨어의 건강의 독립적인 인디케이터임).

또한 여기서, 여기서 설명되는 장치를 작동시키기 위한 방법이 설명된다. 본 방법에 따르면, 병 드럼의 운동은 사용자 작업 흐름을 지원하도록 제어된다. 사용자는, 여기에 도시되어 있는 바와 같이 혈액 배양 병을 포함하는 병 드럼에 접근하기 위해 모듈 도어가 열릴 것을 요청한다. 병 드럼은 도어의 열림 전에 특정 위치에서 병 드럼 구동 모터에 의해 멈춰진다. 전술한 바와 같이, 모듈 도어가 열릴 때 병 드럼의 일 섹터만이 사용자에게 접근 가능하다. 사용자는 사용자가 드럼의 어느 섹터에 접근하고 싶어하는 지를 제어 시스템에 알려줄 수 있다.

도어가 열리면, 도어 인터로크 스위치가 병 드럼 모터에 전달되는 최대 전력을 감소시킬 것이다. 이렇게 해서, 병 드럼 모터는 낮은 전력 및 낮은 속도에서 병 드럼을 구동한다. 병 드럼 내에서의 병의 상태는 병 드럼 내의 각 배양 병 수용부 근처에 있는 라이트로 나타내진다. 여기서 설명되는 바와 같이, 광원 및 센서는 병 드럼 모듈 내부의 고정된 위치에 있다. 병 드럼의 스테이션이 광원과 정렬될 때 광원은 그 스테이션을 위한 광 파이프를 조명한다.

사용자는 병 드럼에 접근하여 배양 병을 이용 가능한 스테이션(여기서는 병 수용부라고도 함)에 삽입하거나 음성 및 양성 병을 스테이션으로부터 제거한다. 사용자는 목표 상태(즉, 양성 또는 음성)를 갖는 배양 병을 제거한다. 예컨대, 양성 병은 추가 작업을 위해 사용자에 의해 접근되며, 음성 병은 폐기를 위해 사용자에 의해 모여진다. 드럼의 접근 가능한 섹션에의 사용자 접근이 완료되면, 사용자는 수동으로 드럼을 좌측 또는 우측으로 이동시켜 모터에 의해 가해지는 회전에 대한 작은 저항을 극복할 수 있다. 드럼의 위치 변화는 제어 시스템에 의해 감지되고 모터에 의해 가해지는 힘이 효과적으로 제거되어 드럼이 비교적 자유롭게 회전할 수 있다. 제어 시스템이 수동 회전에 대한 모터 저항으로부터 드럼을 해제시키면, 제어 컴퓨터는, 사용자가 관심 대상 배양 병에 접근할 수 있게 해주는 병 드럼의 다음 위치를 결정한다. 관심 대상 배양 병이 사용자에게 접근 가능하면, 제어 시스템은 병 드럼 모터에 신호를 보내어 병 드럼을 그 위치에서 멈추게 한다.

병 드럼이 회전함에 따라, 병 상태 인디케이터 광원은, 배양 병의 상태가 병 수용부/스테이션과 정렬되는 광 파이프를 통해 정확하게 나타내지도록 조명된다. 병 드럼 제어 시스템은 인코더를 포함하고, 이 인코더는 제어 시스템이 항상 병 드럼의 위치(및 그래서 항상 각 수용부/스테이션의 위치)를 알도록 병 드럼 제어 시스템과 통신한다. 병 드럼이 병 수용부/스테이션을 한 위치에서 다음 위치로 전진시킴에 따라 제어 시스템은 각 스테이션/수용부를 조명한다.

전술한 방법에서, 사용자가 드럼 또는 회전식 원형 컨베이어를 수동으로 전진시키는 것이 바람직하지 않을 수 있다. 여기서, 사용자가 추가적인 병을 노출시키기 위해 드럼의 회전을 전진시킬 수 있게 해주는 제어부를 갖는 시스템이 고려된다. 그러한 제어부는, 단순히, 사용자가 드럼을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 전진시킬 수 있게 해주는 터치 패널 상의 버튼 또는 아이콘일 수 있다. 여기서 설명되는 시스템이 그러한 제어부를 갖추고 있다면, 사용자는 그들 제어부를 무시하거나 드럼을 수동으로 움직이는 것이 방지된다. 그러한 제어부는 드럼 또는 회전식 원형 컨베이어를 증분적으로(즉, 간헐적인 작동) 또는 연속적으로(지속적인 작동) 전진시키도록 사용될 수 있다.

본 명세서에서, "포함하는"이라는 용어는 "개방적인" 의미로 이해되는데, 즉 "포괄하는"의 의미이고, 그래서 "닫힌" 의미로 한정되지 않으며, 이 닫힌 의미는 "∼로만 이루어지는"의 의미이다. 대응하는 의미가, 나타나 있는 경우에 "포함한다", "포함된"이라는 대응하는 말에 주어진다.

본 기술의 특정한 실시 형태가 설명되었지만, 본 기술은 본질적인 특성에서 벗어남이 없이 다른 특정한 형태로 구현될 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 그러므로 본 실시 형태와 예는 모든 점에서 실례적이지 한정적이지 않은 것으로 생각된다.

더욱이, 여기서 당업계에 알려져 있는 내용이 언급될 때, 반대되는 지시가 없다면, 이는 그러한 내용이 본 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 알려져 있음을 인정하는 것은 아님을 이해할 것이다.

Claims (42)

1. 혈액 배양 병을 보관하고 모니터링하기 위한 장치로서,
   외부 주변부와 내부 주변부를 갖는 드럼을 포함하고, 외부 주변부는 내부 주변부의 직경을 초과하는 직경을 가지며, 상기 드럼은 복수의 수용부를 가지며, 이 수용부는 상기 외부 주변부에 있는 근위 단부 및 내부 주변부에 있는 원위 단부를 가지며, 각 수용부는 혈액 배양 병을 수용하도록 구성되어 있으며, 혈액 배양 병은 바닥 부분과 목 부분을 포함하고, 상기 바닥 부분이 수용부의 원위 단부에 수용되거나 목 부분이 수용부의 원위 단부에 수용되도록 상기 병이 수용부에 수용될 수 있고,
   상기 드럼의 주변부는 드럼의 회전 축선 주위에 배치되며,
   상기 복수의 수용부는 수용부의 어레이로서 드럼에 배치되고, 그 어레이는 수직으로 또한 수평으로 배치되는 수용부를 가지며,
   상기 장치는 혈액 배양 병이 미생물 성장에 대해 양성인지 또는 음성인지를 결정하기 위해 혈액 배양 병을 조사하기 위한 센서 및 검출기를 더 포함하고,
   상기 드럼은 내부 주변부 내에서 내부 공간을 규정하며, 혈액 배양 병을 조사하기 위한 상기 센서 및 검출기와 연통하는 드럼 전자 장치의 적어도 일부분이 드럼의 내부 주변부에 배치되어 있는, 혈액 배양 병을 보관하고 모니터링하기 위한 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   복수의 드럼이 하우징에 배치되는, 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 하우징은 하우징에 배치되어 있는 각 드럼에 접근하기 위해 도어를 갖는, 장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 하우징은 터치 스크린을 갖는, 장치.
5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 하우징은 상기 장치에 배치되거나 그로부터 제거될 배양 병을 수용하기 위한 랙(rack)을 더 포함하는, 장치.
6. 제 3 항에 있어서,
   상기 드럼은 수직 드럼 섹터를 규정하는 복수의 패널을 갖는, 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   각 수직 드럼 섹터는 대략 같은 수평 범위를 가지며, 각 범위는, 한 섹터의 수평 범위가 하우징 도어의 수평 범위와 대략 동일하도록 되어 있는, 장치.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 장치는 하우징에 배치되어 있는 드럼을 회전시키기 위한 구동 모터를 더 포함하는, 장치.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 드럼의 내부 주변부에 의해 규정되는 공간 내에 측정 전자 장치가 배치되어 있는, 장치.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 드럼의 내부 주변부에 의해 규정되는 공간 내에 배양 병 인디케이터 전자 장치가 배치되어 있는, 장치.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 드럼의 외부 주변부의 외부에서 하우징에 배치되는 가열기를 더 포함하는 장치.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 드럼의 외부 주변부의 외부에서 하우징에 배치되는 송풍기를 더 포함하는 장치.
13. 제 8 항에 있어서,
    상기 장치는 회전 축선을 규정하는 축을 더 포함하고, 적어도 하나의 베어링이 상기 축 및 드럼과 동축으로 배치되어 드럼이 상기 축 주위로 회전할 수 있게 하는, 장치.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 베어링은 링 베어링인, 장치.
15. 제 1 항에 있어서,
    상기 드럼은 층으로 조립되며, 각 층은 수용부의 전체 열의 적어도 일부분이며, 각 층은 상기 내부 주변부와 외부 주변부를 갖는, 장치.
16. 제 1 항에 있어서,
    상기 드럼은 칼럼 세그먼트로 조립되며, 각 칼럼 세그먼트는 드럼의 상기 내부 주변부와 외부 주변부의 일부분만 규정하는, 장치.
17. 제 1 항에 있어서,
    복수의 수용부 각각은 배양 병을 수용하기 위한 각각의 탄성 중합체 인서트를 갖는, 장치.
18. 제 1 항에 있어서,
    복수의 수용부 각각은 원위 단부에서 배양 병의 목 부분을 수용하고, 각 수용부는 병 스탑 및 이 병 스탑으로부터 이격되어 있는 경사 처리된 코일 스프링을 포함하며, 경사 처리된 코일 스프링은 병의 목 부분에 배치되어 있는 마개가 그 경사 처리된 코일 스프링을 지나 진행하여 상기 병 스탑에 안착될 수 있게 하도록 편향되며, 그리하여 상기 경사 처리된 코일 스프링은 장력을 해제하고 배양 병을 수용부에 고정시키는, 장치.
19. 제 1 항에 있어서,
    복수의 수용부 각각은 원위 단부에서 배양 병의 목 부분을 수용하고, 각 수용부는 병 스탑 및 이 병 스탑으로부터 이격되어 있는 O-링을 포함하며, O-링은 병의 목 부분에 배치되어 있는 마개가 그 O-링을 지나 진행하여 상기 병 스탑에 안착될 수 있게 하기에 충분히 탄성적이며, 그리하여 상기 O-링은 장력을 해제하고 배양 병을 수용부에 고정시키는, 장치.
20. 제 1 항에 있어서,
    복수의 수용부 각각은 원위 단부에서 배양 병의 목 부분을 수용하고, 각 수용부는 병 스탑 및 이 병 스탑으로부터 이격되어 있는 볼 플런저를 포함하며, 볼 플런저는 병의 목 부분에 배치되어 있는 마개가 그 볼 플런저를 지나 진행하여 상기 병 스탑에 안착될 수 있게 하도록 편향되며, 그리하여 상기 볼 플런저는 장력을 해제하고 배양 병을 수용부에 고정시키는, 장치.
21. 제 1 항에 있어서,
    복수의 수용부 각각은 원위 단부에서 배양 병의 목 부분을 수용하고, 각 수용부는 병 스탑 및 이 병 스탑으로부터 이격되어 있는 분할된 유지 부분을 포함하며, 분할된 유지 부분은, 병의 목 부분에 배치되어 있는 마개가 그 분할된 유지 부분 안으로 들어가 진행하여 상기 병 스탑에 안착될 수 있게 하도록 편향되며, 그리하여 상기 분할된 유지 부분은 장력을 해제하고 배양 병을 수용부에 고정시키는, 장치.
22. 제 21 항에 있어서,
    상기 분할된 유지 부분은 경사 처리된 코일 스프링에 의해 함께 가압되는, 장치.
23. 제 21 항에 있어서,
    상기 분할된 유지 부분은 탄성적인 세그먼트인, 장치.
24. 제 1 항에 있어서,
    복수의 수용부 각각은 원위 단부에서 목 부분을 수용하고, 각 수용부는 병 스탑 및 이 병 스탑으로부터 연장되어 있는 복수의 탄성 날개부를 포함하며, 날개부는, 병의 목 부분에 배치되어 있는 마개가 그 날개부의 플랜지 부분을 지나 진행하여 상기 병 스탑에 안착될 수 있게 하도록 편향되며, 그리하여 상기 날개부는 장력을 해제하고 상기 플랜지 부분이 배양 병을 수용부에 고정시키는, 장치.
25. 제 24 항에 있어서,
    복수의 수용부 각각은 볼 플런저를 더 포함하고, 상기 병 스탑은 노치를 포함하며, 상기 배양 병이 병 스탑 안으로 전진함에 따라, 볼 플런저가 노치와 정렬되어 병 스탑을 수용부에 고정시킬 때까지 병 스탑이 수용부 안으로 더 전진되는, 장치.
26. 제 24 항에 있어서,
    복수의 수용부 각각은 노치를 더 포함하고, 상기 병 스탑은 볼 플런저를 포함하며, 상기 배양 병이 병 스탑 안으로 전진함에 따라, 볼 플런저가 노치와 정렬되어 병 스탑을 수용부에 고정시킬 때까지 병 스탑이 수용부 안으로 더 전진되는, 장치.
27. 제 1 항에 있어서,
    복수의 수용부 각각은 배양 병이 배치되는 트레이(tray) 부분을 더 포함하고, 이 트레이 부분은 배양 병의 바닥을 트레이에 고정시키기 위한 탭(tab)을 포함하며, 상기 수용부는 스탑 부분을 더 포함하고, 스탑 부분은 배양 병을 상기 수용부 내의 미리 결정된 고정 위치에 배치하는, 장치.
28. 제 27 항에 있어서,
    상기 스탑 부분은 판 스프링을 포함하는, 장치.
29. 제 27 항에 있어서,
    상기 스탑 부분은 변형 가능한 재료를 포함하는, 장치.
30. 제 29 항에 있어서,
    상기 스탑 부분은 피봇팅 아암을 더 포함하고, 이 피봇팅 아암은, 상기 배양 병이 수용부 안으로 전진되는 것에 반응하여 회전하여 배양 병을 수용부에 고정시키는, 장치.
31. 제 27 항에 있어서,
    상기 스탑 부분은 탄성 중합체 가요성 관, 탄성 중합체 재료 또는 발포(foam) 재료 중의 하나에서 선택되는 탄성 재료를 포함하는, 장치.
32. 제 27 항에 있어서,
    상기 트레이 부분은, 드럼의 내부 주변부 내부에 배치되는 인디케이터 LED에서 나오는 빛 신호를 드럼의 외부에 위치되어 있는 광 검출기에 전달하는 광 파이프를 더 포함하는, 장치.
33. 제 27 항에 있어서,
    상기 병 스탑은 키홀 요소를 포함하는, 장치.
34. 제 1 항에 있어서,
    상기 드럼의 외부 주변부와 드럼의 내부 주변부는 원형인, 장치.
35. 제 1 항에 있어서,
    상기 드럼의 외부 주변부와 드럼의 내부 주변부는 면을 갖는(faceted), 장치.
36. 복수의 혈액 배양 병을 위한 배양기를 제어하기 위한 방법으로서,
    제어 인터페이스를 통해 혈액 배양 드럼의 미리 결정된 섹터를 입력하는 단계 - 상기 혈액 배양 드럼은 랙을 포함하고, 이 랙은 실질적으로 원형인 내부 주변부 및 실질적으로 원형인 외부 주변부를 규정하며, 상기 혈액 배양 드럼은 회전 드럼임 -;
    상기 혈액 배양 드럼을 위한 하우징의 도어를 개방하는 단계;
    상기 미리 결정된 섹터가 하우징의 개방된 도어를 통해 접근 가능하도록 드럼을 회전시키기 위해 사용되는 모터에 대한 전력을 감소시켜 상기 드럼을 실질적으로 멈추는 단계;
    혈액 배양 드럼은 복수의 수용부를 포함하고, 복수의 수용부의 각 수용부는 혈액 배양 병을 수용하고 유지하도록 되어 있으며, 복수의 수용부의 각 수용부는 그의 근위 단부에서 인디케이터를 가지며, 이 인디케이터는, 수용부 내의 배양 병이 미생물 성장에 대해 양성 또는 음성인지를 나타냄 -; 및
    혈액 배양 병을 상기 복수의 수용부 중의 빈 수용부 안으로 삽입하는 단계, 복수의 수용부 중의 어떤 수용부로부터 혈액 배양 병을 제거하거나 또는 복수의 수용부 중의 한 수용부로부터 혈액 배양 병을 제거하는 단계, 및 다른 혈액 배양 병을 제자리에 삽입하는 단계 중의 적어도 하나를 포함하고,
    상기 혈액 배양 병은 그의 나타내진 상태에 근거하여 제거되는, 배양기를 제어하기 위한 방법.
37. 제 36 항에 있어서,
    상기 수용부 각각은 수용부의 근위 단부로부터 수용부의 원위 단부까지 연장되어 있는 광 파이프를 더 포함하는, 방법.
38. 제 36 항에 있어서,
    상기 제어 인터페이스는, 이 제어 인터페이스가 상기 랙에서의 각 혈액 배양 병의 배치를 추적하도록, 인코더와 연통하는, 방법.
39. 제 37 항에 있어서,
    상기 배양기는 판독기 스테이션을 더 포함하고, 이 판독기 스테이션은, 병 드럼이 혈액 배양 병을 지니고 있는 수용부를 상기 판독기 스테이션을 지나 회전시킴에 따라 그 혈액 배양 병의 상태를 결정하는, 방법.
40. 제 39 항에 있어서,
    상기 배양기는 병 드럼에 있는 수용부의 적어도 일부분의 원위 단부에 위치되는 인디케이터 LED를 더 포함하는, 방법.
41. 제 36 항에 있어서,
    상기 배양 병은 목이 내측으로 향하게 상기 복수의 수용부 각각에 수용되는, 방법.
42. 제 36 항에 있어서,
    상기 배양 병은 바닥이 내측으로 향하게 상기 복수의 수용부 각각에 수용되는, 방법.

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