化验室自动系统在生物制品容器的气动邮递系统和进给系统之间的对接设备

摘要

描述了一种在气动邮递系统(2)与对于化验室自动系统(4)的生物制品的进给系统之间的对接设备(1)，该设备包括适于在气动邮递系统(2)中传送的封壳(5)，该封壳(5)在其中容纳一个或多个生物制品容器(3)，所述封壳(5)打开，并且连接到装置(11)上，该装置(11)用来将在所述封壳(5)中包含的所述生物制品容器(3)转移到所述生物制品容器(3)的至少一个复原装置(18a，18b)中，所述至少一个复原装置(18a，18b)用来将所述生物制品容器(3)加载到定位装置(21)中，该定位装置(21)与所述生物制品容器(3)的抓取装置(22)对接，该抓取装置(22)用来将所述生物制品容器(3)转移到自动传送机(23)上，该自动传送机(23)属于化验室自动系统(4)。所述封壳(5)具有内部腔室(7)，该内部腔室(7)包含泡沫元件(8a，8b)，这些泡沫元件(8a，8b)适于夹持在所述封壳中存在的所述生物制品容器(3)。

说明书

本发明涉及一种气动邮递系统和生物制品容器至化验室自动系 统的进给系统之间的对接设备。

现今，在医院科室中运送生物制品样品的问题，具体地说从将这 样的样品从病人抽取的点到必须化验相关样品的各个站运送生物制 品样品的问题，是愈来愈关键的问题，并且刺激寻求用来优化这样 一种过程的愈来愈实际、快速的解决方案。

具体地说，必要的是，将系统与装置对接，这些系统运送从病人 抽取的、装在适当容器中的样品，这些装置打算将样品本身加载到 化验室自动系统上，从该化验室自动系统，借助于适当传送带，将 样品发送到在化验室中存在的各个站或化验模块。

为了对接，必须使用将生物制品容器按完全自动方式加载到传送 带上的设备。

关于这方面，一种已知系统包括气动邮递系统，这种已知系统特 别是为了运送生物制品容器的目的在过去几年使用，这些气动邮递 系统除此以外，也用在除医疗之外的领域中；具体地说，它是一种 用来输送生物制品容器的机构，这些生物制品容器可能逐一或成组 地插入在塑料壳体中，并且装在一般圆柱形状的较大容器、或封壳 中，这些较大容器、或封壳由压缩空气支撑地在管道网络中行进， 以最终到达终点站，在该处，封壳打开，并且使样品是可得到的， 从而它们可取得，并且可能如提到的那样转移到化验室自动系统。 系统那么要求，封壳一旦排空，就封闭和沿管道网络再次出发(例如， 返回到它可以再次用新生物制品容器填充的点)，并且按相同方式， 新装满封壳到达终点站以被排空。为此目的，本申请人以前已经提 交专利(PCT/EP2008/066262)，该专利描述气动邮递系统与本申请人 的化验室自动系统的完全自动对接，该气动邮递系统运送生物制品 容器。在以后专利中，为了借助于自动抓取装置从一旦打开的封壳 中取得生物制品容器、并且将它们转移到化验室自动系统，自然得 出的是，生物制品容器不能插入在塑料壳体中；按这种方式，上述 转移过程相对于已知系统被加速，这些已知系统要求操作人员的存 在，该操作人员人工打开壳体，并且抽出插入在其中的生物制品容 器。

然而，在这样一种对接设备的使用中出现问题。

的确，生物制品容器在封壳内部行进，这些封壳打算沿气动邮递 系统运动，这些封壳又插入在特别巨大、沉重的容器(载体)中，这些 容器通常仅具有用来容纳试管的预定数量的适用孔。

因而，与化验室自动系统对接意味着，单生物材料容器和沉重载 体，一旦容器本身填充或排空，都必须借助于抓取装置而运动。以 前专利的解释方案包括两个分离容器和/或载体抓取装置的使用，一 个用于从气动邮递系统到达的那些，并且一个用于待发送到系统本 身的那些。

此外，这样的载体由于它们的建造具有多边形形状，并因此设备 必须包括定向装置，以便将载体适当地定向成插入在封壳中。

另外，基本的是，使封壳沿气动邮递系统行进，以始终保持适当 方位，即，它不能翻转与抓取装置之一的对接；这特别适用于生物 制品容器的卸载步骤，显然因为在这种情况下，在封壳已经打开之 后，因为载体颠倒，所以抓取装置不能够抓紧单生物材料容器。

此外，即使将载体定尺寸成完美地配合在封壳中，将生物材料容 器插入在孔中，这些孔在载体中得到；因此，它们无论如何都稍微 远离，并因此在运送期间的密封不是完全理想的。

一般地，载体的存在减小在封壳内由生物材料容器可占据的实际 面积，另外使它特别沉重，并因而在气动邮递系统的压缩空气管道 中以较大困难运送。

此外，像这样的系统没有考虑一些样品优于其它样品的处理优先 权，这是在检验化验室中可能非常经常发生的情形，此时一些样品 需要比其它样品更紧急地化验，例如，因为它们已经从病人抽取， 这些病人正在急诊室就诊，并且这些病人因此需要立即化验和看护。

如显然的那样，涉及的对接设备显示与进行操作的低效率有关和 与制造使用设备的高成本有关的一些问题。

本发明的目的是制造一种设备，该设备允许将较大数量的生物制 品容器插入在每个封壳内，保证容器本身在封壳内的完美密封，及 加速这样的容器在化验室自动系统中的加载操作，从而不顾其中存 在的大数量容器，封壳较轻，并因而沿气动邮递系统管道运动得较 快。

本发明的另一个目的是，保证待紧急处理的生物制品样品相对于 普通生物制品样品的分离管理。

本发明的又一个目的是，能够不顾来自气动邮递系统的封壳的方 位，并因而不顾其中包含的生物容器的方位，使所述容器适用于系 统的方向是不相干的，该系统打算用来将所述容器加载到化验室自 动系统中。

非最后目的是制造一种设备，该设备具有高效率和低制造成本。

这个和其它目的由在权利要求1中所描述的对接设备达到。

本发明的这些和其它特征由其实施例的例子的如下详细描述将 是进一步显然的，该实施例作为非限制性例子表示在附图中，在这 些附图中：

图1表示在初始情形下根据本发明的对接设备的部分剖视立体 图，在该初始情形下，来自气动邮递系统的封壳即将到达；

图2详细表示生物材料容器，这些生物材料容器由泡沫元件抑制 在封壳内部(该封壳以截面表示)；

图3详细表示封壳在它到达气动邮递系统终点站时的打开；

图4详细地和以截面表示在第一操作步骤中用来转移生物制品 容器的装置；

图5详细地和以截面表示在第二操作步骤中用来转移生物制品 容器的装置；

图6详细地和以截面表示在第三和最后操作步骤中用来转移生 物制品容器的装置；

图7以立体图表示在动作中的两个复原装置之一，该图已经除去 全部其余部分；

图8再次表示在第二实施例中和在第一操作步骤中用来转移生 物制品容器的装置的细节；

图9表示在第二操作步骤中图8的相同细节。

对接设备1将气动邮递系统2(仅表示其导管的端部部分)连接到 化验室自动系统4上，该气动邮递系统2将生物制品容器3运送到生 物制品容器的进给系统，这些生物制品容器3直接从在医院科室中 的病人抽取，该化验室自动系统4将容器本身运送到不同的化验站 或模块上，这些不同的化验站或模块连接到化验室自动系统4上。

生物制品容器3，例如试管，在封壳5内部行进，该封壳5具有 优选地圆柱形的敞开外部壳体6和内部腔室7，并且该封壳5包含泡 沫元件8a和8b，该泡沫元件8a和8b具有高弹性模量，在内部腔室 的两个端部处接合，在该处发现两个封闭凸缘，一个上部凸缘9a和 一个下部凸缘9b，这两个封闭凸缘作为内部腔室7的封闭塞而工作。

装置11存在于气动邮递系统2的终点站10的下面，该装置11 用来转移在封壳5中包含的试管3，该终点站10在底部处是敞开的。 这个转移装置11包括活塞12、和滑动管13(在全部图中以截面表面)， 该活塞12竖直地运动，由开始和结束限制挡块调整，以啮合内部封 壳腔室5的下部凸缘9b，该滑动管13优选地是圆柱形的，并且在两 个上部和下部端部处是敞开的，该滑动管13为了下面将更清楚描述 的目的而气动地平移。

滑动管的下边缘安置在表面14上，该表面14具有三个不同的空 腔：一个中心空腔15，具有如允许封壳5的凸缘9b的和泡沫元件 8b的通过的尺寸；和两个侧部空腔16a和16b，可能具有不规则形 状，但具有与滑动管13的直径至少相等的长度。

两个侧部空腔的每一个连接到下面的腔室17a和17b上，该腔室 17a和17b具体地是料斗，在该料斗中容纳复原装置18a、18b，该 复原装置18a、18b与在本申请人的另一个专利(PCT/EP2009/050597) 中描述的复原装置完全相似。

类似于在后一专利中描述的复原装置，复原装置18a和18b打算 借助于在固定梳齿20上运行的活动梳齿19的系统，将试管加载到试 管定位装置21中，该试管定位装置21包括一条或多条巷道，以便能 够容纳不同直径的试管。

试管定位装置21通过使试管沿这样的巷道滑动，使它们对于抓 取装置22是可得到的，该抓取装置22抓紧试管，并且将它们转移到 运送装置中，这些运送装置定位在化验室自动系统4的自动传送机 23上，即传送带上，然后从该传送带，将试管转移到在化验室中存 在的各个站或化验模块上。

操作如下：在例如从在医院科室中的给定数量的病人已经抽取一 系列生物材料之后，操作人员将给定数量的试管3按随机方式人工 加载在封壳5(将它在凸缘9a和9b之一的侧部上打开，并且然后将 它全部封闭)中，这些试管3包含抽取的生物材料；这样的试管3适 当地事先设有条码，以保证生物样品-病人联接，从而之后，自动系 统借助于试管3的条码的阅读装置，已经知道如何经与化验室信息 系统(LIS)的通信协议，将每单个试管向适当化验模块寻址，每个样 品要求这些适当化验模块。条码在每单个试管上的施加借助于专用 试管制造设备，例如借助于本申请人的专利PCT/EP2009/058360的 设备而发生。

在封壳5中，试管3由泡沫元件8a和8b按密封方式抑制，这些 泡沫元件8a和8b粘结到凸缘9a和9b上，如图2所示；这对于最 小数量的插入试管3都发生，因为甚至在空封壳5的构造中，泡沫元 件8a和8b也几乎彼此触及(并因此将它们的尺寸校准成，可能按密 封方式抑制甚至仅一个试管)，并且在其中将几十个试管插入到封壳 5中的构造中。

一般地，整个运送系统可适应不同尺寸的封壳5，并且可适应在 封壳内部不同尺寸的泡沫元件8a和8b。

在运送期间，在其中试管3之一将经历冲击并且或者打开或者破 碎的不幸情况下，溢出的生物材料由泡沫元件吸收，而不分散到封 壳5外面。污染的危险因而最小。

封壳5因而发送到气动邮递系统2以到达终点站10附近，该终 点站10在邮递系统2下面是敞开的(图1)。

在封壳5到达终点站10之后，封壳5本身的外部壳体6的下部 部分由机械系统自动地打开(图3)。在这时，活塞12从底部穿过表面 14的中心空腔15与滑动管13一道气动地提升(图4)-该滑动管13在 静止位置中布置在中心空腔15本身处，并且啮合封壳5的内部腔室 7的下部凸缘9b，然后向下运动并且以后拖拉下部凸缘9b、以及粘 结到其上的下部泡沫元件8b。

活塞12向上和向下的运动都由开始和结束行进停止传感器调 整，这些传感器优选地是可啮合与活塞整体的滑块的传感器，分别 识别何时活塞本身已经到达其竖直运动的较低和较高点。

当活塞12返回到下部位置(在图5中表示的情形)时，下部泡沫 元件8b的上部部分准确地与表面14在同一水平上，并且试管3因 而水平地容纳在滑动管13内，在这时，管13气动地运动到两个侧部 空腔16a和16b之一处，让试管3落到这两个侧部空腔16a和16b 之一中(图6)。

本发明的最创新的方面之一是，根据试管是否必须按普通方式或 紧急地处理，将试管之一的转移分离到两个分离空腔中的可能性。 在全部情况下可能的是，只有一个空腔、并因而只有一个料斗和只 有一个复原装置存在。

显然，试管到一个或另一个料斗17a或17b中的转移由对接设备 1本身自动地管理；的确，在其中试管3由操作人员自动地加载到封 壳5中的瞬时，化验室信息系统包含涉及如下的信息：试管是否是 紧急的，或者不是已经设有条码的这样的试管3，这些条码已经登记 在系统中。作为这个的后果，当滑动管13起作用时，它自动地定路 线成，移动到侧部空腔16a、16b的一个或另一个。

显然的是，这种解决方案意味着，在同一封壳5中行进的全部试 管3是同一类型的，或者只是普通的或者只是紧急的；然而，进一 步的实施例(在附图中未描述)可能要求将普通和紧急试管5插入在同 一封壳5中，由进一步的中心泡沫元件分离；在这种情况下，活塞 12必须首先在封壳敞开的情况下将活塞12遇到的第一组试管向下运 动，并且滑动管13必须将它们运动到侧部空腔之一中；以后，活塞 12将中心泡沫元件8c向下拉，该中心泡沫元件8c也可能粘结到进 一步中心凸缘9c上，并且滑动管13将其它组的试管运动到其它侧部 空腔中，该其它组的试管初始定位在封壳5的顶部上。

转移装置11的第二实施例(表示在图8和9中)包括管130，该管 130不再水平地在两个侧部空腔16a、16b的另一个上滑动，而是代 之以在一个或另一个方向上相对于静止方向大体可转动135°，以将 试管3从顶部卸载到空腔16a或16b中，并因而卸载到相应料斗17a 或17b中(图9)。

下部凸缘9b在活塞12的向下运动期间被啮合(便利地借助于抽 吸帽120)，并因而与下部泡沫元件8b和试管3一道被向下推动。

以后，抽吸帽120与下部凸缘9b脱开(图8)，并且卸载试管3。

为了使可转动管130将试管卸载到空腔的一个或另一个中，将用 来致动管130的电机的转动方向颠倒就足够了。

呈现两个圆周圆弧形挡板131a、131b，以防止试管3在管130 的转动期间逃离。显然，这样的挡板在通过管130的可转动运动的结 束部分中中断，以允许试管4在空腔16a、16b中的卸载。

这个第二实施例与以前实施例的不同之处在于，下部凸缘9b、 和因此粘结到其上的下部泡沫元件8b与可转动管130的壁保持成整 体，因而随其旋转(图9)。

在全部情况下，试管可选择地落到两个侧部空腔16a、16b的一 个或另一个中，并因而落到相应料斗17a、17b中，并且在这样一种 下落时，它操作两个复原装置18a、18b的一个或另一个(显然，在料 斗内部的一个复原装置，试管下落到该料斗中)，而另一个保持静止， 这两个复原装置18a、18b打算将试管供给到定位装置21。

一旦转换操作完成，即当封壳5已经排空，活塞12就向上升高， 推动它以及仍然啮合到其上的下部凸缘9b、和粘结到凸缘本身上的 下部泡沫元件8b。

下部凸缘9b和下部泡沫元件8b因而返回到它们在封壳5中的 初始位置；在这时，活塞12与下部凸缘8b脱开，活塞12再次向下 下降，并且同时，封壳5封闭，并且再次从终点站10向气动邮递系 统2的管道网络出发，以例如返回到它可以由操作人员重新打开和 用新样品填充的点。

按这种方式，终点站10准备容纳可能新的充满封壳。

设备1可始终保证待紧急处理的试管相对于按普通方式处理的 那些的优先权。

的确，如果发生如下情形：其中，专用于(在表明的实施例中)普 通试管的复原装置18a正在将试管加载到定位装置21上，而同时， 转移装置11正在将待紧急处理的新试管卸载到料斗17b中，则复原 装置18a立即阻止将优先权给予必须加载紧急样品的复原装置18b。 一旦全部试管已经落到料斗中，并且相应复原装置已经启动，试管 就由活动梳齿滑动系统19提升到固定梳齿20上(图7)，类似于在专 利PCT/EP2009/050597中描述的复原装置：因而值得注意，由操作 人员将试管3原始加载在封壳5中的方位根本不相关。的确，一旦试 管3下落，并且然后由复原装置提升，考虑到试管本身放在复原装 置的活动梳齿19上，绝对无关紧要的是，它在前视图中是否具有面 向左或面向右的帽盖。的确，在任一情况下，一旦它到达复原装置 的顶部，它就滑动到定位装置21，进行90°转动，并且借助于塞子保 持悬置和安置在定位装置21的巷道上，该塞子相对于试管3的侧部 管体突出。

除此之外，关于大量扔到料斗中的试管3的加载，已经研究了在 上述专利PCT/EP2009/050597中所描述的复原装置：构造因而可以 重新应用于本发明的目的。

描述的实施例意味着，使用的试管3全部具有同一直径；在全部 情况下，设备1也可能能够管理不同直径的试管。在这种情况下， 定位装置21包括(在附图中未表示的解决方案)一对不同宽度的巷道， 这对不同宽度的巷道适于不同直径试管的定位。具体地说，在市场 上呈现的和在化验室中使用的包含生物制品的试管的几乎全体是13 mm直径和16mm直径类型的，需要适于定位13mm直径试管的巷 道、和适于定位16mm直径试管的巷道。

具体地说，初始落到仅打算用来定位13mm试管的巷道上的16 mm直径试管将保持在放置位置中，因为它们比这样一条巷道宽，并 因而借助于转向器传送到适于定位不同直径试管的适当巷道上。

值得指出，在全部情况下，描述的装置21可以适于定位任何直 径的试管，简单地通过将巷道适当地定尺寸。

因此，根据情况划分到两条巷道上的试管3到达适当加载区域， 在该处，它们排队等待由抓取装置22抓紧，并且卸载到化验室自动 系统4的传送机23上，从该处将它们运送到进一步处理或化验模块， 这些进一步处理或化验模块与传送机本身对接。

另外，值得注意的是，在市场上存在和在化验室中使用的试管除 具有不同直径之外，也可以具有不同高度，并所以适当地在上述加 载区域中，应该有目的是提升试管的提升装置24，从而试管的底部 始终定位在同一高度处，而与试管本身的高度无关。需要具有这样 一种提升装置24与如下事实相关：抓取装置22包括气动致动机械臂， 该气动致动机械臂可抓紧试管，并且可到达为进行要求操作需要的 全部点，但在全部情况下在全部竖直运动期间始终仅可到达同一高 度。

在全部情况下，对于构成复原装置18a、18b、定位21及试管抓 取装置22的全部部分的详细描述，如提到的那样参考本申请人的专 利PCT/EP2009/050597。

如果设备1具有对于气动邮递系统2的两个不同导管的连接，则 封壳5对于设备1本身的填充过程可以显著地加速，这两个不同导管 一个打算容纳直接来自抽取区域和因而包含试管3的封壳5，并且另 一个打算用于排空封壳5的以后重新启动，这些排空封壳5必须返回 加载点，以然后被再次填充。代之以显然的是，对于仅一个导管的 连接意味着，每当封壳5到达，并且将试管2卸载到对接设备1上时， 在能够容纳封壳本身之前，必须等待封壳5本身离开自由导管。如 果代之以在排空操作的结束处，将封壳5转向到分离返回导管上， 则显然下个封壳可以更快地到达对接设备1，并且作为结果，试管3 加载到传送机23上的速度也将增加。

因而构成本发明的革新方面，因为相对于对接设备，用在专利 PCT/EP2008/066262中描述的气动邮递系统，单个封壳包含较大数量 的试管，同时在全部情况下，如果在内部没有载体，则邮递设备的 管较轻和行进较快。

此外，在封壳中试管的密封凭借泡沫元件的作用在如下两种情况 下都是绝对完美的：在封壳中插入的试管是很少几个，或者如果有 几十个试管，因为泡沫元件具有非常高的弹性模量，并且可以显著 地压缩。另外，在来自试管之一的生物材料的破损或溢出的情况下， 污染由泡沫元件本身吸收，而不分散到封壳外面。

此外，用加载系统将封壳呈现给对接设备的方位是不相干的，因 为在所有情况下，活塞的作用包括在两个凸缘之一和连接到其上的 泡沫端部的联接和拖拉中，而与封壳的内部腔室的两个端部的哪个 呈现成与活塞相接触无关；代之以，在以前解决方案中，重要的是 要保证，避免在其打开时它呈现底部侧，而不是载体的试管侧。

尤其是，对接设备设计成，通过两个料斗和两个分离复原装置的 存在，允许同时管理、和在包含生物制品的试管的化验室自动系统 上的相应加载物按普通或紧急方式化验，同时保证后者的加载优先 权，试管交替地倾注在这两个料斗和两个分离复原装置中。

必须进一步考虑的是，在化验室自动系统的传送机上试管加载过 程的客观简化，因为只有管理这样一种过程的一个抓取装置，并且 不再如在以前解决方案中那样具有一对抓取装置。

实际上已经看到，所描述的装置可以达到预定目的，相对于气动 邮递系统的已知对接系统，保证试管在化验室自动系统传送机上的 较快和较高效加载，该气动邮递系统具有对于化验室自动系统的试 管进给系统。

此外，设备从结构观点出发也被简化，允许设备的组装和维护成 本的降低。

如此描述的本发明易受多种变化和变更，这样的变化和变更都包 括在本发明的范围内。

在实际中，使用的材料以及形状和尺寸根据需要可以是任一种。