TWI758531B - 用於重力排空含有冷凍血液產品之瓶的包括監測排空用單元的設備及排空方法 - Google Patents

用於重力排空含有冷凍血液產品之瓶的包括監測排空用單元的設備及排空方法 Download PDF

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Abstract

用於重力排空含有冷凍血液產品之瓶的設備，其特徵在於，其包含一用於監測排空之單元，前述單元包含：用於檢查空瓶的重量之一自動單元，前述自動單元包含：a)一負載偵測系統，用於量測空瓶之重量；b)一氣壓量測單元，用於量測排空設備所在房間內之壓力；c)一量測補償單元，用於基於房間壓力量測校正負載值；使得在經校正負載之值大於或等於一預定值的情況下，重量檢查單元產生一「非空」訊號。

Description

用於重力排空含有冷凍血液產品之瓶的包括監測排空用單元的設備及排空方法
本發明揭露一種用於重力排空含有冷凍血液產品之瓶的設備、及一種用於確定冷凍血漿瓶是否已完全排空或是否殘留任何殘留物或即使在排空程序之後瓶仍然完全裝滿之方法。更特定言之，本發明揭露一種用於藉助於用於檢查藉助於補償一瓶或複數個瓶之壓力而校正之重量的單元來檢查排空程序是否已正確執行之設備、及其操作方法。
自供給者及製藥實驗室收集血漿，將該血漿置於容器中並冷凍以便將其保存直至使用。用於排空冷凍血漿之程序係藉助於瓶排空器進行。通常已知瓶排空器是任務為排空置放於瓶中之血漿之過程的設備。存在監測排空程序之步驟係重要的，即確定無殘留物留在血漿瓶內，因為存在浪費昂貴且供應短缺的血液產品之風險。
西班牙專利ES 2245836 A1揭露一種類似於上述設備的用於排空血漿瓶之設備。然而，對於藉由重力操作之血液產品排空器所觀察到的一個問題為，有時，冷凍血液產品之殘 留物仍然會黏附至瓶或容器之壁上並且不會掉出。
根據先前技術，此可藉由操作者之監督來解決，該操作者在視覺上檢查排空程序，當該人偵測到瓶中之殘留物時，停止瓶排空器。然而，實踐表明，由於操作者之注意力在設備運行之長時間內顯著減弱，因此發生偵測錯誤。本案申請人已使用視覺辨識模組取代操作者進行了測試。然而，由於解凍之液體黏附至瓶壁並且由於殘留物可能黏附至基底而非側壁，因此視覺辨識模組亦會產生偵測錯誤，即產生錯誤肯定及/或錯誤否定。因此，具有用於重力排空瓶之設備係重要的，該設備包含用於偵測血液產品之殘留物之系統，以便防止該等殘留物在排空程序之後殘留在瓶或容器中。
本發明揭露前述問題之技術解決方案，其中對瓶進行稱量以判定前述瓶是否已完全排空。然而，給定機器人支撐結構之幾何形狀、其大小及安裝其之房間中之過壓及壓力波動，由稱重單元執行之量測可能與由其承載之實際重量不同。根據本發明，基於房間內之壓力校正重量，使得有可能以高精度獲得血漿瓶之重量並且獲知殘留物是否保留在該瓶內。
本發明之一個目的為確保在排空程序之後在血漿瓶內無血液產品之殘留物。用於排空瓶之設備將瓶或瓶組之經校正重量值與在開始時校準之瓶或瓶組之值進行比較，以確保在該瓶或該瓶組內無剩餘殘留物。
更特定言之，本發明旨在提供一種瓶排空器，其具有用於以可靠及自動之方式判定重力排空操作是否已成功之構件。為此，本發明揭露一種用於重力排空冷凍血液產品瓶之設備，其包含用於監測排空之單元。用於監測排空之該單元包含 用於檢查空瓶之重量之自動單元，該自動單元又包含：負載偵測系統，用於量測空瓶之重量而不校正該重量；氣壓量測單元，用於量測排空設備所在之房間內之壓力；以及量測補償單元，用於基於由氣壓量測單元提供之室內壓力量測值來校正由負載偵測系統提供之負載值；使得在經校正負載之值大於或等於預定值的情況下，重量檢查單元產生「非空」訊號。
該瓶排空設備包含一自動重量檢查單元，該自動重量檢查單元經組態以補償該設備所在房間內之壓力的影響。較佳地，該自動重量檢查單元經設計以基於自負載偵測系統獲得之值及排空設備所在之房間中之壓力量測值而以高精度獲得瓶及其內容物之重量。
本發明亦具有一種光學裝置，用於以互補之方式確認在排空程序之後無殘留物留在任一血漿瓶中並且用於確保正確地執行該程序。所提到之光學裝置包含「紅眼」型紅外線感測器，當表面或元件干擾其偵測範圍時，該紅外線感測器產生偵測訊號。
由於其處理血液產品之事實，瓶排空設備必須在清潔或無菌房間中操作，其中該設備相對於大氣壓力經受過壓。當該房間的門打開時，氣壓降低，並且重量量測值可能與正在承載之實際重量之重量量測值不同。房間配備有空氣處理單元，該空氣處理單元與房間回水管之打開/關閉一起，使得有可能調整房間內之壓力。
壓力變化影響重量量測值有兩個物理基礎：第一個與設備之稱重單元的形狀因數及位置有關，而第二個原因與阿基米德原理有關。關於設備之稱重單元的形狀因數及位置，作用在設備的側面上之壓力得到補償，因為作用在設備的側面上 之壓力所產生之力最終會被平衡掉；然而，在上表面及下表面上不會發生同樣之情況，其中由於設備之幾何形狀而不能補償由壓力產生之力，並且稱重單元受到房間內壓力之影響。該等稱重單元通常位於排空設備之上部部分中，特定言之，位於附接至天花板之設備支撐件與天花板之間。詳言之，稱重單元位於附接至天花板之設備支撐件與天花板之間的上部結構中。關於阿基米德原理，該設備不被認為係在真空中而是被空氣包圍，即浸沒在流體中。阿基米德原理指出，任何浸沒在流體中之物體都會經歷垂直向上之推力，該推力等於被置換之流體之重量。被置換流體之重量取決於該流體之密度。當房間內之壓力波動時，空氣之密度變化，且結果，空氣傳遞給裝置之推力發生變化。為了獲得精確重量讀數(偵測總質量300千克中之約100克)，本案申請人額外為本發明提供一種含有該等稱重單元之三角量測的上部結構，該上部結構取最遠設備軌跡之外的稱重點，使得所有所得力分量皆為垂直的。
自此點開始，未校正之重量將被定義為負載，並且當房間中之壓力相對於大氣壓力存在變化時，其與實際重量不同。
血漿瓶含有血液產品。較佳地，瓶含有血漿。更佳地，瓶含有呈固體形式之冷凍血漿。
瓶排空器打開一批瓶並排空血漿瓶中之內容物。較佳地但非必須，排空設備包含切割工具，該切割工具切穿瓶之上端，該瓶脫離並落入漏斗中，並且包含於該瓶中之血漿藉由重力排空至收集漏斗中。
較佳地但非必須，負載偵測系統由稱重單元組成，該等稱重單元將所施加之力轉換成可量測之電訊號。更佳地， 藉助於負載偵測系統使用具有三個稱重單元之系統來量測負載。
較佳地但非必須，重量檢查單元位於設備之上部部分中，靠近支撐結構，並且懸掛機器人及該機器人處置之瓶。
較佳地但非必須，以與重量檢查單元互補之方式，該設備包含用於檢查已正確執行了排空程序之光學裝置。更佳地，該光學裝置包含紅外線感測器。
較佳地但非必須，該設備進一步包含空氣處理單元，該空氣處理單元與房間回水管之打開/關閉一起，使得有可能調整房間中之過壓。
本發明亦關於一種瓶排空方法，其包含以下步驟：a)打開一批血漿瓶；b)排空該批血漿瓶，血液產品因重力而下落；c)獲得由負載偵測系統提供之負載資料；d)獲得由氣壓量測提供之房間壓力資料；e)藉助於壓力補償單元校正負載值；f)在排空程序之後藉助於使用一重量檢查單元之一稱重模式和藉助於一光學檢查模式偵測血液產品之殘留物，其中該稱重模式係基於該批血漿瓶與具有已知且經校準質量的一參考(reference)值之間的經校正重量之差異且基於藉助一紅外線裝置之該光學檢查模式。
1:設備
2:瓶
3:支撐結構
4:重量檢查單元
5:漏斗
6:批次
7:光學裝置
8:機械臂
100~108:步驟
109:步驟
110a~110d:氣壓量測值
111a~111d:負載量測值
112~113:步驟
為輔助理解，包括用於重力排空含有冷凍血液產品之瓶之設備的實施例之解釋性但非限制性之圖式。
圖1為根據本發明之自動瓶排空設備之透視圖。
圖2為圖1之自動瓶排空設備進行排空程序之透視 圖。
圖3為用於在每種情況下獲得房間內壓力與負載偵測系統之量測值之間的數學相關性之校準方法之示意性流程圖。
圖4為本發明方法之流程圖，其中排空器檢查已完全進行排空程序並且血漿瓶中無血液產品之殘留物。
下文將參考隨附圖式描述較佳實施例。
瓶(2)重力排空器為一種設備，其任務為排空置放於瓶(2)中之冷凍血漿之過程。用於排空瓶(2)之設備(1)併有切割工具，該切割工具切穿血漿瓶(2)之上端，該血漿瓶脫離並落入漏斗(未圖示)中，該漏斗允許含於瓶(2)中之血液產品藉由重力落入收集漏斗(5)中。為此目的，配備有特殊固持工具之機械臂(8)夾持該批血漿瓶，該固持工具具有用於該設備之夾持構件，並將該等瓶定位在漏斗(5)上方以收集血液產品。一旦瓶在該漏斗(5)上方，機械臂(8)便使血漿瓶倒置，且藉由重力，血液產品落入該收集漏斗(5)中。
瓶(2)排空器為一種設備，其包含用於監測排空之單元，該單元又包含自動重量檢查單元(4)，用於藉由偵測殘留物來監測血液產品排空程序。該設備包含光學裝置(7)，該光學裝置又包含紅外線感測器，該紅外線感測器以與重量檢查單元(4)互補之方式使得有可能檢查已正確地執行了排空程序。當表面或元件干擾其偵測範圍時，感測器產生偵測訊號。紅外線感測器在紅外線光譜中對瓶及該等瓶之內容物進行熱成像。該感測器根據電磁光譜上之中紅外線範圍內偵測到之物體之發射產生影像。所有物體取決於其溫度而發射一定量之黑體輻射(以紅 外線之形式)，此使得有可能在大於絕對零度(0°開爾文)之溫度下偵測由所有材料發射、透射或反射之紅外線能量。該感測器藉助於與房間其餘部分之溫差來偵測殘留的內容物。另一種可能性為在可見光譜中使用感測器(相機)。
設備所在之實驗室可能處於與大氣壓不同之壓力下。在此種類型之操作中，常常使房間或腔室經受過壓。已知且恆定的質量之負載量測值可能與該質量之實際重量不同，因為負載偵測系統之量測值取決於進行該量測之房間中之氣壓。
用於排空瓶(2)之設備(1)包含重量檢查單元(4)，該重量檢查單元經組態以補償該設備所在之房間中之壓力之影響。詳言之，重量檢查單元(4)經設計以藉由使用房間中之壓力的補償來校正負載量測值而以高精度獲得血漿瓶(2)之重量，以便發現任何瓶內是否有任何殘留物。
重量檢查單元(4)之組態使得有可能藉由補償房間中之壓力而以高度精確之方式量測負載之重量。重量檢查單元(4)包含負載偵測系統、氣壓量測單元及壓力補償單元。負載偵測系統及氣壓量測單元與壓力補償單元一起安裝在支撐結構(3)之上部部分中之額外結構(未圖示)中，使得瓶(2)排空器具有重量檢查單元(4)，該設備(1)及該設備處置之瓶(2)自該重量檢查單元懸掛。
血漿瓶之批次(6)由藉助於夾持構件分組在一起之複數個血漿瓶組成。較佳地但非必須，該批次(6)由四個血漿瓶形成。
負載偵測系統量測血漿瓶之批次(6)之負載。然而，由於房間中之過壓及壓力波動，由負載偵測系統執行之量測可能與由其承載之實際重量不同。較佳地，負載偵測系統由 稱重單元組成，該等稱重單元將所施加之力轉換成可量測之電訊號。更佳地，藉助於負載偵測系統使用具有三個稱重單元之系統來量測負載。
氣壓量測單元量測排空設備(1)所在房間內之壓力，並將該資訊發送至壓力補償單元。
壓力補償單元獲得由負載偵測系統提供之負載量測值及由氣壓量測單元提供之氣壓量測值。壓力補償單元基於由氣壓量測單元提供之房間中之過壓之量測值來校正由負載偵測系統提供之負載量測值。因此，壓力補償單元使用重量演算法來基於房間中之氣壓之量測值及負載量測值來計算經校正重量。若經校正重量之值大於或等於預定值，則重量檢查單元(4)產生「非空」訊號。
在校準方法中使用具有已知及經校準質量之參考值，以便獲得房間中之壓力與負載偵測系統之量測值之間的數學相關性。
用於排空瓶(2)之設備(1)藉由使用血漿瓶之批次(6)與具有已知且經校準質量之參考值之間的經校正重量之差異偵測完成該排空程序後瓶(2)中之血液產品之殘留物來監測排空程序。較佳地，光學裝置(7)亦以與重量檢查單元(4)互補之方式使用。
使用圖3之流程圖如下解釋用於校準參考之方法：首先，將參考置放(步驟109)在形成瓶排空器之一部分之夾持構件中。接下來，在房間之壓力下量測(110a)參考之負載(111a)。接下來，改變(110b)房間中之壓力，並執行新的負載量測(111b)。結果，獲得複數個負載量測值(111a)、(111b)、(111c)、(111d)及其各別氣壓量測值(110a)、(110b)、(110c)、(110d)。該 設備包含空氣處理單元，該空氣處理單元與房間回水管之打開/關閉一起使得有可能調整房間中之過壓。隨後，獲得參考之負載量測值(111a)、(111b)、(111c)、(111d)與氣壓量測值(110a)、(110b)、(110c)、(110d)之間的數學相關性(112)。接著，將該數學相關性(112)輸入至重量演算法(113)中，使得當瓶排空設備運行時，由負載偵測系統量測之值根據房間內之壓力進行校正。
如圖4之流程圖所示，用於監測排空程序之瓶排空方法包含以下步驟：首先，將一血漿瓶或複數個血漿瓶置放在形成瓶排空設備之一部分的夾持構件中。接下來，該設備包含切割工具或類似物，該切割工具或類似物切穿(步驟100)血漿瓶之上端，該血漿瓶脫離並落入漏斗(未圖示)中，且含於瓶中之血漿藉由重力排空(步驟101)至收集漏斗中。瓶排空設備監測排空程序(步驟102)以確認該排空程序已正確完成。藉助於稱重系統(步驟104)且視情況以互補之方式藉由光學檢查系統(步驟103)來監測排空程序(步驟102)。稱重系統(步驟104)接收由負載偵測系統提供之負載量測值(步驟105)及由氣壓量測單元提供之房間壓力量測值(步驟106)。隨後，藉由基於房間壓力量測值(步驟106)平衡負載量測值(步驟105)來計算經校正重量(步驟107)。最後，若經校正重量之值大於或等於預定值，則產生「非空」訊號(步驟108)。較佳地，該預定值係藉助於一批血漿瓶與參考值之間的經校正重量之差異來組態。更佳地，該預定值亦係基於光學檢查系統(步驟103)之輸出回應來組態。
儘管已參考其實施例闡述及描述了本發明，但應理解，此等實施例並不限制本發明，且有可能更改許多結構或其他細節，該等結構或其他細節在解釋本說明書、申請專利範圍及圖式中揭露之主題之後對於熟習此項技術者而言係顯而易見 的。因此，本發明之範圍包括可被以下申請專利範圍之最寬範圍所涵蓋之任何變體或等效物。
1‧‧‧設備
2‧‧‧瓶
3‧‧‧支撐結構
4‧‧‧重量檢查單元
8‧‧‧機械臂

Claims (5)

  1. 一種用於重力排空含有冷凍血液產品之瓶的設備，前述設備包含用於監測排空之一單元，前述單元包含：用於檢查空瓶的重量之一自動單元，前述自動單元包含：a)一負載偵測系統，用於量測空瓶之重量；b)一氣壓量測單元，用於量測排空設備所在房間內之壓力；c)一量測補償單元，用於基於由前述氣壓量測單元提供之房間壓力量測值來校正由前述負載偵測系統提供之負載值；使得在經校正負載之值大於或等於一預定值的情況下，重量檢查單元產生一「非空」訊號。
  2. 如請求項1所記載之設備，其中，前述設備額外包含用於確認正在正確執行排空程序之一光學裝置。
  3. 如請求項2所記載之設備，其中，前述光學裝置包含一接近度偵測模組，當一表面或元件干擾前述光學裝置之偵測範圍時，前述接近度偵測模組藉助於一紅外線感測器產生一偵測訊號。
  4. 如請求項1所記載之設備，其中，前述負載偵測系統係由三個稱重單元形成。
  5. 一種重力排空含有冷凍血液產品之瓶的方法，前述方法包含以下步驟：a)打開一批血漿瓶；b)排空前述批血漿瓶，前述血液產品因重力而下落，其中前述方法進一步包含以下步驟： c)獲得由一負載偵測系統提供之負載資料；d)獲得由一氣壓量測單元提供之房間壓力資料；e)藉助於一壓力補償單元校正負載值；及f)在排空程序之後藉助於使用一重量檢查單元之一稱重模式和藉助於一光學檢查模式偵測血液產品之殘留物，其中前述稱重模式係基於前述批血漿瓶與一參考值之間的經校正重量之差異且基於藉助一紅外線裝置之前述光學檢查模式。
TW107129626A 2017-10-24 2018-08-24 用於重力排空含有冷凍血液產品之瓶的包括監測排空用單元的設備及排空方法 TWI758531B (zh)

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