用于体外诊断系统的带有数据载体的样品容器载体

摘要

本公开涉及一种在体外诊断系统中沿着自动化轨道承载样品容器的样品容器载体。样品容器载体包括接收和保持样品容器的保持部分和基座部分。数据载体设置有至少一个天线，用于RFID标签与体外诊断系统的读取器装置的无线数据通信以便读取识别信息。RFID标签布置在保持部分上。提供了一种用于体外诊断系统的装置，该装置包括多个样品容器载体以及具有运输机构的自动化轨道。提供读取器装置以从样品容器载体的RFID标签读取识别信息，读取器装置包括至少一个读取器天线，读取器天线被配置成生成并发射读取器场，以用于与样品容器载体的RFID标签的至少一个天线进行无线数据通信，读取器天线安置在运输平面上方。此外，提供了在体外诊断系统中操作该装置的方法。

说明书

技术领域

本公开涉及一种用于在体外诊断系统中沿着自动化轨道承载样品容器的样品容器载体、一种用于体外诊断系统的装置及其操作方法。

背景技术

体外诊断系统被应用于测试样品，诸如已取自人体的血液或组织样品。体外诊断可以检测疾病或其他状况，并且可以用于监测人的整体健康，以帮助治愈、治疗或预防疾病。体外诊断还可应用于精密医学，以识别可能从特定治疗或疗法中受益的患者。一些体外诊断测试被用于实验室或其他健康专业机构中。

样品（通常为液体）被包含在或插入到样品容器（诸如管或其他器皿）中。为了处理样品容器，提供了样品容器载体（SCC）（诸如管样品保持器（TSH））以承载带有测试样品的一个或多个样品容器，例如以用于借助于载体沿着自动化轨道的运输通道移动样品容器。样品容器载体可具有用于接收和保持样品容器的保持部分（例如借助于合适的开口、夹持机构等），并且可具有用于将样品容器载体支撑在平面上、与自动化轨道的运输机构相互作用等的基座部分。基座部分可包括金属结构，以与运输机构的电磁装置相互作用，从而通过磁力（包括磁悬浮）移动样品容器载体。基座的尺寸和形状也可设置成接合相应的输送机机构。

样品容器载体通常具有识别元件，诸如条形码或射频识别（RFID）标签，其包括识别信息以识别样品容器载体、样品容器、包括在所承载的容器中的测试样品或允许识别或分配的其他信息。识别信息可以是可以由合适的读取装置读取的唯一ID。RFID标签可被布置在基座部分中，其中，读取装置的读取器天线被包括在运输平面中或运输平面下方，以建立与RFID标签的无线数据通信连接。然而，基座部分的金属结构或电磁装置可能干扰用于向RFID标签供应能量以及读取RFID标签的磁场。此外，当样品容器载体沿着运输通道移动时，它们用于感应耦合的闭环天线延伸穿过不同的相位，在这些相位中，它可完全、部分或根本不被放置在在读取器天线的读取场中。此外，特别是在样品容器载体沿着自动化轨道的运输通道自由浮动的装置中，样品容器载体的取向是未知的，这也导致读取识别信息的相对高的失败率。

WO 2013/064662 A1和WO 2013/064665 A1公开了实验室样品分配系统，其包括多个容器载体。每个容器载体包括至少一个磁致激活装置（诸如，例如至少一个永磁体），并且承载包含样品的样品容器。该系统还包括承载所述多个容器载体的运输平面和静止布置在运输平面下方的多个电磁致动器。电磁致动器通过向容器载体施加磁力来在运输平面顶部上移动容器载体。RFID标签可设置在每个容器载体的基座部分中，其中环形天线布置在永磁体之间。

WO 2013/099647 A1公开了一种试管保持器，其可以基本垂直地保持各种种类的试管。试管保持器设置有在底部处具有中空部分的外壳区段、定位在外壳区段的上侧上并且具有用于接收试管的开口的保持区段。形成在保持区段的内侧上的弹性区段被设置成使得弹性区段与容纳的试管接触。试管保持器可具有被容纳在中空底部部分中的金属重物。同样，在中空底部部分中，可提供识别标签，诸如RFID标签。

WO 2016/025606 A1公开了一种用于可释放地保持试管的装置。耦合到抓取元件的致动器元件被配置成实现抓取元件到能够接收试管端部的膨胀配置的周向膨胀。耦合到致动器元件的锁定机构被配置成锁定致动器元件。该装置和由其保持的物体可以在输送机上输送。该装置的基座部分可具有固持器板，该固持器板可包括圆形RFID元件。US 6,343,690 B1中还公开了一种具有包括RFID元件的基板的管保持器。

US 2004/267403 A1公开了一种样本分类系统，其中可以检测样本盒保持器的存在，并且可以同时获得与由样本盒保持器保持在样本盒中的样本相关的样本相关信息。在该样本分类系统中，信息发送/接收标签被附接到样本盒保持器，并且信息发送器/接收器紧挨着输送样本盒保持器的输送机通道的侧面安置。

WO 2010/086596 A1公开了一种RFID标签装置，其中RFID标签附接到大致圆柱形的物体。RFID标签包括天线和耦合到天线的集成电路。在RFID标签装置中，RFID标签以这样的方式附接到圆柱形物体，使得天线的至少一部分围绕圆柱形物体的周向部分延伸，例如沿着螺旋方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于在体外诊断系统中沿着自动化轨道承载样品容器的样品容器载体、一种用于体外诊断系统的装置以及一种用于操作该装置方法，其在沿着自动化轨道运输期间提供对来自样品容器载体上的数据载体的识别电子信息的可靠读取。

为了解决该问题，根据独立权利要求，提供了一种用于在体外诊断系统中沿着自动化轨道承载样品容器的样品容器载体、一种用于体外诊断系统的装置以及一种用于操作该装置的方法。从属权利要求中公开了进一步的实施例。

根据一个方面，提供了一种用于在体外诊断系统中沿着自动化轨道承载样品容器的样品容器载体。样品容器载体（以下也称为“SCC”或简称为“载体”）包括用于接收和保持样品容器的保持部分和用于支撑保持部分的基座部分。样品容器载体还包括包含识别信息的数据载体。数据载体包括用于与读取器装置进行无线数据通信的天线，其中，数据载体布置在保持部分上。

识别信息可包括关于样品容器载体、样品容器和包含在样品容器中的样品中的至少一者的识别信息，或者当样品容器载体通过自动化轨道时允许根据期望或需要进行识别或分配以跟踪样品容器载体的其他信息。保持部分可例如具有开口或空腔以接收样品容器，诸如管。可提供用于将容器固持、夹持或紧固在保持部分中的装置。基座部分可用作或可包括被配置成与自动化系统的运输机构耦合的耦合部分，如将在下面更详细地示例性描述的。

根据另一方面，提供了一种用于体外诊断系统的装置。该装置包括至少一个（特别是多个）上文和下文所述的样品容器载体、以及自动化轨道，该自动化轨道带有用于沿至少一个运输通道移动样品容器载体的运输机构，其中运输机构限定所述多个样品容器载体可沿其移动的运输平面。例如，运输平面可以是运输模块或输送机带的表面。通常，运输平面可被定义为其中样品容器载体的下端表面在运输期间移动的平面。该装置还包括至少一个读取器装置，该读取器装置被配置成从样品容器载体的数据载体读取识别电子信息，该读取器装置包括至少一个读取器天线，该读取器天线被配置成生成和发射读取器场，以用于与样品容器载体的数据载体的天线进行无线数据通信。所述至少一个读取器天线安置在运输平面上方。特别地，所述至少一个读取器天线在运输平面上方并沿着运输通道安置，使得样品容器的数据载体可以在样品容器沿着运输通道移动的同时被带入到读取场中。

根据又一方面，提供了一种用于操作体外诊断系统中的装置的方法。提供或设置了如上文和下文所述的装置，特别是包括多个所述样品容器载体的装置。该方法包括用于操作该装置的以下步骤，特别是关于在样品容器载体的运输期间读取数据载体。操作所述至少一个读取器装置以借助于所述至少一个读取器天线生成和发射读取场。操作运输机构以沿着运输通道移动所述多个样品容器载体中的至少一个，使得样品容器载体的数据载体的天线被带入到由所述至少一个读取器天线发射的读取场中，以在数据载体和读取器装置之间建立无线数据通信连接。操作所述至少一个读取器装置，以经由建立的数据通信连接从数据载体读取识别电子信息。

由于样品容器载体的数据载体被布置在保持部分而不是基座部分中，所以可以改进数据载体的读取，因为数据载体与基座部分间隔开，并且读取场不会干扰载体下方的运输机构和基座部分中被设置成与运输机构相互作用的相应耦合结构。换句话说，读取数据载体是独立于运输机构进行的。

在示例中，数据载体可设置有RFID标签。对于数据载体，可提供一个或多个天线。

基座部分限定样品容器载体的底端或下端，并且保持部分限定样品容器载体的顶端或上端。数据载体邻近于样品容器载体的顶部安置，替代地安置在载体的上边缘处。换句话说，数据载体可替代地安置在载体的靠近载体的上边缘、在载体的上边缘处或者甚至与载体的上边缘重叠的高度处。数据载体的这一位置提供了数据载体距样品容器载体底部（在轴向或竖直方向上）的最大距离，以及因此距输机构的可能干扰结构的最大距离。

数据载体的天线在沿着保持部分的外周向部分的方向上延伸，该方向可在平行于由样品容器载体的底部限定的平面的平面上延伸。所述（至少一个）天线可设置在保持部分的外周向表面上。将数据载体放置在外周向表面上提供了距载体中心的最大距离（在径向方向上），并且因此提供了距样品容器的最大距离。由于样品容器中的样品通常是液体，因此将数据载体远离液体样品放置可以进一步减少液体的干扰效应，使得可以进一步改进对数据载体的读取。特别地，保持部分可包括用于接收和保持样品容器的保持器，该样品容器安置在保持部分的中心，使得数据载体在径向方向上与被接收在保持器中的样品容器间隔开。例如，保持器可以是从顶部可接近的中心孔，这样孔和保持部分的外周向部分之间的壁厚限定了数据载体与样品容器的径向距离。应当理解，可提供其他保持装置，诸如夹持保持器等，以用于接收和保持样品容器。

有利地，至少保持部分具有圆柱形（外部）形状，使得天线被布置在由圆柱形保持部分的外周向表面限定的圆形平面中。这种旋转对称的形状减少了角度取向的影响。样品容器载体可被配置成接收和保持仅单个样品容器，使得样品可以借助于在承载带有样品的样品容器的相应样品容器载体上的明确分配的数据载体来唯一地识别。

数据载体可包括已经存储了识别电子信息的集成电路（IC）（即“芯片”），其中天线可包括具有第一开放端的第一部分和具有第二开放端的第二部分，并且其中第一和第二部分在远离数据载体的IC的方向上延伸，替代地在相反的方向上延伸。

数据载体可基本上围绕保持部分的整个周向部分延伸，即沿着保持部分的外周向部分延伸至少90%，替代地至少95%，在另一个替代方案中为98%或99%。第一和第二自由端彼此面对，但是由间隙或其他绝缘装置间隔开。换句话说，虽然天线的第一和第二端可以彼此紧密接近，但是它们不会彼此接触，并且天线将不会形成闭合环。通过为数据载体提供基本上覆盖样品容器载体的整个周向部分的天线，一些RFID检测可基本上独立于载体在运输期间的取向。特别是在自由浮动的运输机构中，诸如磁悬浮，但也在输送机带上（其中载体没有以某个取向固定），载体在运输期间将围绕它们的中心轴线任意旋转。如果数据载体是小的并且仅安置在载体的一侧上，如果数据载体由于信号强度低而背离天线，则读取数据载体将会失败。围绕载体周向部分的细长天线允许以360度的任何取向读取数据载体。

数据载体的天线可包括（电）偶极天线。与闭环天线形成对比，偶极天线被配置成接收电场。其第一和第二部分可从数据载体的IC对称延伸。偶极天线可以以曲折形状布置，其高度与天线从一个自由端到另一个自由端的长度相比是小的。这种形状允许将数据载体容易地放置在保持部分的上部区域中。因此，所述至少一个读取器天线可被配置成生成和发射电场，该电场替代地具有超高频范围内的频率，更优选地具有至少850 MHZ的频率。然后，数据载体可被称为“UHF标签”，其可以被理解为RFID标签的类型。波长应在样品容器载体尺寸的数量级（分米范围）。特别地，与用于具有闭环或环形天线的常见数据载体的感应耦合的磁场（H-场）相比，由于电场（E-场）的更好的效率，需要更少的能量。与高频（HF）或低频（LF）相比，超高频（UHF）还提供更高的数据速率。

数据载体的所述至少一个天线可进一步包括从数据载体的IC以闭环方式延伸的中心部分。闭环中心部分可布置在偶极天线的第一和第二部分之间，并且可以被配置成接收磁场。这可用于短距离电感耦合。更具体地，除了前述偶极天线之外，还可提供闭环天线。换句话说，UHF标签可设置有附加天线，以用于也允许借助于磁场在短距离范围内通信。

保持部分的至少一部分可由非金属材料制成，更具体地，保持部分上布置有数据载体的部分可由非金属材料制成，以避免将由金属材料引起的干扰效应。

在实施例中，基座部分包括金属材料或永磁体。例如，金属底板或其他金属或磁性结构可设置在基座部分中，以允许通过磁力（包括磁悬浮）运输。运输机构包括电磁装置，该电磁装置被配置成生成动态磁场以与样品容器载体的基座部分相互作用，从而借助于磁力沿着运输通道移动样品容器载体。由于数据载体靠近载体顶部的布置以及读取器天线在运输平面上方的相应布置，读取器场在运输平面上方，并且因此不会干扰运输机构的磁场。同样，在其他运输机构的情况下，读取器场不会干扰运输机构。

特别地，所述至少一个读取器天线可安置在运输平面上方，处于距运输平面一竖直距离处，以与数据载体的天线对准。换句话说，由所述至少一个天线生成和发射的读取器场与样品容器载体的数据载体对准，这意味着读取器场目标为数据载体，以在无线通信期间实现最大信号强度。特别地，结合在平行于样品容器载体底部（即平行于运输平面）的平面中延伸的数据载体的天线，读取器天线和数据载体天线的对准独立于样品容器载体的旋转取向。

该装置可包括布置在运输通道的相对侧上的至少两个读取器天线，或者布置在运输通道的一侧或相对侧上的多个读取器天线。可设想，提供多个平行的运输通道，其中多个读取器天线被布置成形成运输通道的“门”，以用于在数据载体通过“门”时读取数据载体。虽然围绕保持部分的周向部分的细长天线已经实现了基本上独立于样品容器载体的角度取向进行读取，但是在运输通道的相对侧上提供读取器天线进一步改进了读取。可操作所述至少一个读取器装置以借助于所述至少两个读取器天线生成和发射读取场。可操作运输机构以沿着所述至少两个读取器天线之间的运输通道移动样品容器载体，使得数据载体的所述至少一个天线被带入到借助于所述至少两个读取器天线生成和发射的读取场，以在数据载体和读取器装置之间建立数据通信连接。然后，可借助于读取器天线中的至少一个，替代地借助于位于运输通道的相对侧上的读取器天线中的至少两个，从数据载体读取识别信息。读取可通过读取器天线中的所选一个或者通过所有读取器天线进行，并且可取决于载体的取向和距天线的距离。可提供相应的控制装置来控制天线并处理读取信号。

根据又另一方面，提供了一种用于在体外诊断系统中沿着自动化轨道承载样品容器的样品容器载体。样品容器载体包括用于接收和保持样品容器的保持部分和用于支撑保持部分的基座部分。样品容器载体还包括包含识别电子信息的数据载体。数据载体包括用于与读取器装置进行无线数据通信的天线装置，其中天线装置包括偶极天线。

上面关于样品容器载体公开的实施例作必要的修改可应用于用于操作该装置的装置和方法。同样，关于上述装置公开的实施例作必要的修改可应用于用于操作该装置的方法，并且反之亦然。

对进一步实施例的描述。

附图说明

下面，参照附图以举例的方式描述实施例。图中示出了：

图1是不同视图中的样品容器载体的示意性表示；

图2是作为RFID标签提供的数据载体的示意性表示；

图3是RFID标签的示例性实施例；

图4在不同视图中的具有样品容器的样品容器载体的示例性实施例；

图5用于体外诊断系统的装置的示例性实施例；

图6是以不同取向紧挨着读取器天线安置的样品容器载体的示意性表示；

图7是样品容器载体在不同读取位置中的示意性表示；

图8是样品容器载体在不同非读取位置中的示意性表示；

图9是RFID读取器装置的不同实施例的示意性表示；以及

图10是图示在RFID读取期间根据样品容器载体的取向的信号强度的示图。

具体实施方式

图1示出了样品容器载体1（“SCC”）的不同示意图，如果样品容器呈管的形式，那么样品容器载体也可被称为管样品保持器。SCC 1具有基座部分2，更具体地金属基座部分2，以与磁体运输机构相互作用，如将在下面更详细地描述的。这种使用磁悬浮的运输机构例如从WO 2013/064662 A1中已知，其通过引用并入本文。SCC 1具有保持部分3，保持部分3由塑料材料制成并且具有用于保持样品容器（容器未在图1中示出）的装置，诸如用于在直立位置中接收带有液体测试样品的管的孔4（在图1a所示的侧视图中也由虚线指示）。可提供用于牢固地保持管的任何装置，例如夹持装置等，或者管可简单地通过形状配合或压配合来保持。

呈RFID标签5形式的数据载体在上边缘7处（即距底部边缘6最大距离处）围绕保持部分3的周向表面8放置或缠绕。由此，金属基座部分2对RFID标签5的影响可以被避免或至少减少到最小。同时，RFID标签5被放置在距保持部分2的中心轴线9的最大距离处，并且因此处于距样品容器的最大距离处，以减少包含在样品容器中的液体测试样品的影响。RFID标签5几乎完全围绕周向部分延伸，即大约周向部分的95%至99%，并且仅留下小间隙10以避免环闭合。

图2示出了RFID标签5的示意性表示。RFID标签5在中心具有RFID IC 11（集成电路或芯片）。RFID标签5还包括偶极天线12，偶极天线12具有带自由端14的第一部分13和带自由端16的第二部分15，其从RFID IC 11沿相反方向对称延伸。当附接到SCC 1时，前述间隙10将位于自由端14和16之间。如上所述，RFID标签5的长度L被选择成覆盖保持部分3的几乎整个周向部分。RFID标签的高度H是小的，以实现RFID标签5的下边缘距基座部分2的上边缘的最大距离。

图3示出了如上所述的RFID标签5的示例性实施例。在该实施例中，在偶极天线12的部分13和15之间提供了附加的磁环天线17。电偶极天线12的长度适于电场和SCC 1的周向部分。RFID标签5可被提供为例如借助于粘合剂附接到SCC 1的扁平标签或圆形套筒，或者可被集成在SCC 1的保持部分3中（在外周向表面8上或靠近外周向表面8）。应当理解，当涉及到SCC 1的清洁和可能的消毒时，集成或嵌入式标签可能是有利的，而单独的可附接和可移除的标签可提供更大的灵活性，并且允许例如当标签损坏时进行更换。

图4示出了SCC 1的示例性实施例的两个不同视图，其中SCC 1附接有RFID标签5，并且样品容器18被保持在保持部分3中。这里，附加的保持结构19从保持部分延伸以保持样品容器18。如从图4中可以看出，RFID标签5的载体膜在保持部分3之上延伸越过，以将天线12放置在距金属基座部分2的最大距离处。

图5示出了用于体外诊断系统的自动化轨道的装置的实施例。例如，自动化轨道可在体外诊断系统中提供，该体外诊断系统应用于测试样品，诸如已取自人体的血液。体外诊断测试可用于实验室或其他健康专业机构中。

自动化轨道设置有运输机构20，该运输机构20被配置成沿着运输通道23（由虚线指示）移动载体1。运输机构20可生成动态磁场，以用于借助于磁力来移动载体1。无接触运动可通过磁悬浮来实现。载体1在运输平面21中移动。通过沿着自动化轨道移动载体1，载体1可被移动到体外诊断系统的不同处理或操作站（未示出）。在不同的处理或操作站中，可对样品应用多个应用步骤。例如，可对提供在样品容器18中的一个中的样品进行光学分析。提供有自动化轨道的体外诊断系统的不同装置是已知的。

为了从RFID标签5读取识别信息，在运输平面21上方提供多个读取器天线23。它们生成并发射电场来激励RFID标签5的偶极天线12。为了能够将RFID标签5移动到发射的读取场中，读取器天线23被布置在运输平面21上方的对应于RFID标签5的相应高度的高度处。多个读取器天线23被放置在多个运输通道22的相对侧上。这允许同时并行处理多个样品。

由于载体1的自由浮动运输，即因为载体1没有通过相应的（机械）接合装置锁定到运输机构20，而是磁性地耦合到运输机构20，所以它们可在沿着运输通道22的运动期间围绕它们的中心轴线8旋转。在图6a）、6b）、6c）、6d）中示出了相对于读取器天线23的不同示例性角度取向（0°、90°、180°、270°）。由于RFID标签5的周向延伸，更具体地说，偶极天线12仅留下小间隙10（由于对称性而与RFID IC 11在直径上相对），可以独立于载体1的取向建立足够的无线数据通信连接（也参见图10）。

因此，当载体1经过读取器天线23时，它们总是处于具有足够信号强度的“读取位置”中，以便成功地从RFID标签5读取信息（图7）。同样，当载体1在天线23的范围之外时，不会发生对RFID标签5的无意读取（图8）。还参见图9中指定的“读取区”24和“非读取区”25，示出了具有一个读取器天线23（图9a）和两个读取器天线（图9b）的实施例。

图10示意性地图示了根据载体1的角度取向（x轴26）的信号强度（y轴27），其示出了信号强度总是高于独立于角度取向（假设载体1在读取区24中）检测RFID标签（即成功读取）所需的最小信号强度28。信号强度仅在小范围内变化。与虚线所示的形成对比，另一个RFID标签的信号强度，例如该RFID标签与周向部分相比太短。可以看出，当RFID标签背离读取器天线时，信号强度下降到最小信号强度以下（示例性地指示为从90°到270°的旋转范围）。