自动临床分析器系统和方法技术方案

一种用于体外诊断的分析器系统包括具有机器人臂的样品操纵器模块，该机器人臂将来自抽屉的样品递送到线性同步马达自动化轨道上的载体中。样品经由自动化轨道递送到与各个分析器模块相关联的各个轨道部段。分析器模块直接从样品载体抽吸样品部分并对其进行分析。

System and Method of Automatic Clinical Analyser

An analyzer system for in vitro diagnosis includes a sample manipulator module with a robot arm, which delivers samples from drawers to a carrier on the linear synchronous motor automation track. Samples are sent to each track segment associated with each analyzer module via an automated track. The analyzer module directly extracts and analyses the sample from the sample carrier.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自动临床分析器系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求2016年7月21日提交的美国临时申请序号62/365,314的权益，该美国临时申请通过引用整体地结合于本文中。
本专利技术总体上涉及用于实验室环境中的实验室自动化系统和临床化学分析器系统，并且更具体而言，涉及临床分析器中的用于操纵、存储、运输和测试用于体外诊断的患者样品的系统和方法。
技术介绍
体外诊断（IVD）允许实验室基于对患者流体样品进行的测定（assay）来帮助疾病的诊断。IVD包括与患者诊断和治疗相关的各种类型的分析测试和测定，其可以通过分析取自患者的体液或脓肿的液体样品来进行。这些测定通常利用自动化临床化学分析器（analyzers）来进行，容纳有患者样品的例如管或小瓶之类的流体容器被装载到该分析器上。该分析器从小瓶中提取液体样品，并将样品与特殊反应比色皿或管（通常称为反应容器）中的各种试剂混合。在一些常规的系统中，模块化方法被用于分析器。实验室自动化系统可以使样品在一个样品处理模块和另一个模块之间穿梭。模块可以包括一个或多个站，包括样品操纵站和分析器模块/测试站（例如，可以专用于某些类型的测定的单元），或者另外可以为较大的分析器提供测试服务，该较大的分析器可包括免疫测定（IA）和临床化学（CC）站。一些传统的IVD自动化轨道系统包括设计成将样品从一个完全独立的模块输送到另一个独立模块的系统。这允许专门在两个不同的站/模块中进行不同类型的测试，或允许连结两个冗余的站以增加可获得的样品吞吐量。然而，这些实验室自动化系统通常是多站分析器中的瓶颈。相对而言，传统的实验室自动化系统缺乏用以允许样品在站之间独立移动的较大程度的智能或自主性。在示例性的现有技术系统中，非常类似于传送带的基于摩擦的轨道使有时称为盘座（puck）或容器架的单独的承载机构在不同的站之间穿梭。样品可以存储在诸如试管的样品容器中，其例如由操作者或机器人臂放入到盘座中，用于沿轨道在分析器中的站之间输送。然而，这种摩擦轨道只能一次沿一个方向移动，并且该轨道上的任何样品将以相同的速度沿相同的方向移动。当样品需要离开摩擦轨道时，可以使用门控选通/开关切换措施来将单个盘座移动到分支路径中。这种设置的缺点在于必须使用单一化（singulation）来控制任何给定盘座在每个门和开关处的方向。例如，如果两个盘座在彼此附近，并且只有一个盘座应被重定向到分支路径中，则变得难以控制开关，以使得仅一个盘座移动到分支路径中，并确保从摩擦轨道拉出适当的盘座。这在许多现有技术系统中产生了如下需求，即：使盘座停在门处，使得可以在轨道上的每个决策点处一次一个地释放和切换各个盘座。在基于摩擦轨道的系统中使用单一化的另一种方式是使盘座停在门处，并允许条形码读取器读取样品管上的条形码。因为条形码读取器相对于使盘座在轨道之间切换所需的时间量而言较慢，所以扫描将硬性单一化（hardsingulation）引入到轨道上的流中，并且在做出了切换决定时使所有附近的盘座停止。在做出了决定之后，可以进一步使用单一化来确保仅仅让已扫描的盘座继续行进，这是通过使用物理阻塞以在切换已扫描的盘座时防止已扫描的盘座后面的盘座继续行进。美国专利号6,202,829示出了一种示例性现有技术的摩擦轨道系统，其包括被致动的机械导流门，该导流门可用于引导盘座从主轨道离开并来到拉出轨道上。如其中所解释的，导流过程可能需要多个机械门来单一化和分离各个盘座，从而多次停止每个盘座并允许每个盘座旋转，使得可以在做出导流决定之前读取条形码。这样的系统增加了延迟，并且实际上确保了在每次在导流门被添加到摩擦轨道时，该门增加另一运输瓶颈。这样的系统导致每个导流门处的自然排队，从而进一步增加了每个样品在摩擦轨道上花费的时间量。摩擦轨道通常也是缓慢移动的。由于盘座中的所有样品一起移动，因此这些盘座通常会相互碰撞，并且轨道以相同的速度围绕弯道和直道移动。此外，通过盘座撞击例如导流臂或停止点之类的静止物体而发生停止、单一化和切换。结果，摩擦轨道通常以相对低的速度移动，以防止容纳在盘座中的开放流体样品容器中的流体飞溅并溢出到实验室设备或自动化轨道上。对于大型实验室系统，摩擦轨道可能需要几分钟将一个样品盘座从房间的一端输送到房间的另一端。这增加了总体延迟，并且可能由于增加的行程时间而增加运输量，这可减少插入到分析器和自动化系统中的批次中的样品的周转时间或平均吞吐量。因此，需要一种系统，其允许样品和样品载体在自动化系统内更快速地移动。通过让操作者（例如，实验室技术人员）将样品管的托盘放入到输入区域中来操作分析器中的传统实验室自动化系统。这些管通常具有放置在它们的一侧上的包括条形码和可选的人类可读标识的竖直贴纸，其允许系统验证样品的身份并相应地处理每个样品。这些托盘通常是允许操作者手动运送若干个样品（例如，通常为大约50个样品）的阵列。因为托盘中的所有样品不一定都以相同的方式处理，所以通过操作者的手动操作或通过系统中的机器人臂从托盘中移除样品。然后，这些样品管被放入到已经存在或放入到自动化系统轨道中的载体（例如，塑料盘座）中。由于传统的塑料盘座和用于将患者样品从托盘移动到盘座的样品操纵机器人的性质，通常对可以使用的患者样品管的类型存在限制。例如，临床分析器可能要求患者样品到达具有一致尺寸（例如，构成管的玻璃或塑料的一致的高度和直径）的单一类型的患者样品管中。特别是在患者样品的来源（例如，接收来自多种临床位置的患者样品的诊断实验室）存在变化的情况下，使用一致的患者样品管尺寸可能是不期望的。用于操纵输入样品托盘的自动化过程可能相对较慢，这是因为必须确定每个样品的身份以识别该样品是否是STAT样品。STAT样品需要立即优先权，并且可以由自动化系统以不同方式操纵，这通常是通过将容纳STAT样品的盘座之前的样品盘座的任何物理队列清除，从而允许STAT样品自由地移动到其目的地。此外，如果正在使用多种患者样品管尺寸，则机器人臂的末端执行器在不知道管的尺寸的情况下接合管时必须小心，这依赖于所观察到的压力来确定它何时已适当地接合管，很像在黑暗中感觉周围。因此，在现有技术中关于可允许使用多种患者样品管尺寸的样品操纵输入存在缺陷。传统的基于摩擦的自动化轨道也可能遭受缺乏冗余的影响。在典型的构造中，摩擦轨道是栓接到若干模块上的独立部件，所述模块通常包括单个电源、控制器等。如果这些部件中的任何一个发生故障，则整个自动化系统将停机，直至它被修好。轨道设计通常也遭受如下影响，即：缺乏紧凑性以及缺乏可访问的路径，以到达自动化轨道中的点之间，而不采用与系统的每个其他样品相同的主路线。每种情况都可能造成输送堵塞，降低吞吐量，并增加系统中的总体延迟和周转时间。此外，由于样品花费过多的时间量置于摩擦轨道上，因此样品可能由于长等待时间而在被输入进来与在样品上发生测试之间开始劣化。此外，传统的栓接式自动化轨道需要每个站从自动化轨道物理地移除样品，以便与该患者样品相互作用。这增加了系统的机械复杂性和总体延迟。
技术实现思路
一些实施例可以通过使用以下任何构思来解决现有技术缺点中的一个或多个。在一个实施例中，一种用于体外诊断（IVD）环境中的分析器系统包括：样品操纵器模块，其被构造成经由位于人类操作者能够访问的所述样品操纵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于体外诊断（IVD）环境中的分析器系统，包括：样品操纵器模块，其构造成经由位于人类操作者能够访问的所述样品操纵器模块的前部处的一个或多个抽屉来接受多个托盘，所述多个托盘保持多个患者样品管；一个或多个分析器模块，其构造成使用至少一个移液器从所述多个患者样品中的每一个抽吸患者样品的一部分，并且执行对该患者样品的临床化学特性和免疫测定特性中的至少一个的临床分析；多个样品载体，其构造成接受所述多个患者样品中的至少一个，每个载体在其基部中具有磁体；以及自动化轨道，其包括形成多个分支的多个轨道部段，每个轨道部段具有包括多个同步控制的磁性线圈的表面，其中，所述自动化轨道被构造成经由所述同步控制的磁性线圈来移动所述多个样品载体中的所述多个患者样品管，以沿所述多个轨道部段推进所述多个样品载体，并且其中，所述自动化轨道被构造成经由所述样品操纵器模块中的机器人臂从所述样品操纵器模块接收所述多个患者样品管中的每一个，并且将每个患者样品管移动到所述一个或多个分析器模块的所述至少一个移液器能够访问的所述自动化轨道上的第一位置，以有助于抽吸所述患者样品的所述部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.21 US 62/3653141.一种用于体外诊断（IVD）环境中的分析器系统，包括：样品操纵器模块，其构造成经由位于人类操作者能够访问的所述样品操纵器模块的前部处的一个或多个抽屉来接受多个托盘，所述多个托盘保持多个患者样品管；一个或多个分析器模块，其构造成使用至少一个移液器从所述多个患者样品中的每一个抽吸患者样品的一部分，并且执行对该患者样品的临床化学特性和免疫测定特性中的至少一个的临床分析；多个样品载体，其构造成接受所述多个患者样品中的至少一个，每个载体在其基部中具有磁体；以及自动化轨道，其包括形成多个分支的多个轨道部段，每个轨道部段具有包括多个同步控制的磁性线圈的表面，其中，所述自动化轨道被构造成经由所述同步控制的磁性线圈来移动所述多个样品载体中的所述多个患者样品管，以沿所述多个轨道部段推进所述多个样品载体，并且其中，所述自动化轨道被构造成经由所述样品操纵器模块中的机器人臂从所述样品操纵器模块接收所述多个患者样品管中的每一个，并且将每个患者样品管移动到所述一个或多个分析器模块的所述至少一个移液器能够访问的所述自动化轨道上的第一位置，以有助于抽吸所述患者样品的所述部分。2.如权利要求1所述的分析器系统，其中，所述样品操纵器模块包括多个摄像机，当所述抽屉被人类操作者关闭时，所述多个摄像机记录所述抽屉中的样品管的俯视图像。3.如权利要求1所述的分析器系统，还包括所述自动化轨道上的具有多个摄像机的站，该多个摄像机观察所述多个样品载体中的每一个，以在所述多个患者样品管中的至少一个已经被放入到所述载体中之后表征所述载体和该患者样品管。4.如权利要求1所述的分析器系统，其中，所述多个轨道部段中的每一个从所述一个或多个分析器模块中的一个接收主功率，并且从所述一个或多个分析器模块中的相邻一个接收备用功率。5.如权利要求1所述的分析器系统，其中，所述样品操纵器模块包括冷藏存储器，所述冷藏存储器构造成存储控制物和校准物流体数天。6.如权利要求1所述的分析器系统，还包括多个试剂载体，所述多个试剂载体构造成接受试剂盒并且经由所述自动化轨道将所述试剂盒输送到所述一个或多个分析器模块能够访问的第二位置。7.如权利要求1所述的分析器系统，其中，所述自动化轨道被构造成使得所述多个轨道部段形成在所述一个或多个分析器模块的周边上的外部回路，以及绕过所述外部回路的在所述一个或多个分析器模块内部的多个旁路轨道部段，并且其中，所述至少一个移液器能够访问的所述自动化轨道上的所述第一位置处于所述旁路轨道部段中的至少一个上。8.如权利要求7所述的分析器系统，其中，所述一个或多个分析器模块中的每一个由所述旁路轨道部段中的一个来服务，并且该旁路轨道部段被构造成暂时地保持所述多个样品载体的子集，以供所述至少一个移液器随机访问。9.如权利要求8所述的分析器系统，其中，所述多个样品载体的所述子集在所述旁路轨道部段中的每一个上的移动和随机访问响应于所述一个或多个分析器模块的处理器而被控制。10.如权利要求7所述的分析器系统，其中，所述外部回路是所述样品操纵器模块能够访问的，并且其中，所述多个轨道部段形成旁路轨道部段，该旁路轨道部段被构造成允许样品载体围绕所述一个或多个分析器模块的周边行进，而不返回到所述样品操纵器模块。11.如权利要求1所述的分析器系统，其中，至少一个轨道部段是外部实验室自动化系统能够访问的。12.如权利要求1所述的分析器系统，其中，所述多个样品载体中的每一个包括具有两个位置的样品管保持器，并且其中，所述样品操纵器模块被构造成在从所述样品管保持器移除所述多个患者样品中的第二个之前，将所述多个患者样品中的第一个放入到所述样品管保持器中。13.一种用于分析患者样品的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：D施泰因，R巴尔，M爱德华兹，C梅拉斯，TJ鲍，CV卡马拉塔，BS波拉克，B亚奇，
申请(专利权)人：西门子医疗保健诊断公司，
类型：发明
国别省市：美国,US