对样品进行离心预处理的方法和装置的制作方法

专利名称：对样品进行离心预处理的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种把装在试管中的采血样品在送入一个自动分析仪之前对它们进行离心预处理的方法和装置。
背景技术：
一般说来，为了进行分析，样品试管一般直线排列在容器或支架中，每个容器或支架在容器的一个中间垂直纵向平面中装有几个垂直轴的试管(一般是五个)。
这些支架包括一个基座，基座中有一个截面为T形(或燕尾形)的棱柱形横向空腔。
这些支架被送到一些筐子内，筐子的底部装有截面与上述空腔的截面互补的轨道。
将支架并排排列在这些筐中，形成一个与它们的纵轴垂直的作业线，并且使支架向作业线的方向移动，使它们在筐中滑动，嵌在支架的空腔中的轨道使支架被保持和引导在筐中。
通过一个在轨道轴中的活动推杆使支架从它们所在的筐子转移到自动分析仪中，并且它们一步一步地移动通过一个包括一个减速马达的机构来保证，减速马达带动一个与一个齿条啮合的齿轮，齿条的轴与轨道垂直，并且推杆连接在齿条上。
这个推杆可以使支架沿轨道移动，以便把作业线上的最后一个支架带到一个传送带上，传送带的轴与自动分析仪的供应轨道垂直。
已经发现在希望进行某些类型的分析的情况下，例如在血样上进行止血测试，需要在自动分析仪中进行分析前对这些样品进行离心分离。
因此使用离心机，离心机包括一个带有垂直转轴的转子，多个舟皿摆动安装在转子的周边，每个舟皿可以装有一个或几个样品支架。
一旦支架位于(处于垂直位置的)舟皿中，转子被带动转动。因此轴皿在离心力的作用下处于水平位置，因此试管中的血样经受一个离心作用。
当然，这个离心过程只能在转子、舟皿和带有试管的支架构成的整体正确平衡的情况下进行。
实际上，在这个整体没有正确平衡的情况下，它的转动产生一个振动力矩，这个力矩超过一个阈值是不允许的。
因此，离心机包括一个在这个振动力矩超过所述阈值时停止离心机的安全系统。
为了考虑这个问题，因此需要在每次离心作业前设置一个平衡步骤。
这个步骤可以人工进行，把要测试的试管加入到未装满的支架中。但是这种方法导致离心站始终存在一个操作员。实际上，平衡步骤很难自动化，并且一般会导致触及已经位于离心机的舟皿中的支架，这样必须在离心机的设计的层面上采取措施。

发明内容
因此本发明的目的是一个离心装置，其中给离心机提供支架、离心机的平衡以及把支架从离心机送往自动分析仪都自动进行，并且通过一些比较简单、可靠和便宜的装置进行。
为此，本发明提出一个包括以下操作阶段的方法[18]—在把支架送往离心机的过程中检测试管在支架内的存在；[19]—检测可预见的离心机不平衡，并且当这个检测表明存在这种由于存在未装满的支架或一个奇数的支架而产生的不平衡时，[20]—模拟包括未装满的支架的离心机负载；[21]—根据未装满的支架中缺少的试管数量选择一个平衡支架或一个奇数的支架；[22]—确定其中需要放置平衡支架的离心机舟皿，以便得到良好的负载平衡；[23]—把平衡支架放在所述舟皿中，代替以前位于这里的样品支架，因此在把样品支架放入离心机的顺序中产生变动；[24]—一旦离心分离完成，当把样品支架送往自动分析仪时，把平衡支架重新放到它的储存区中。
在选择平衡支架方面，本发明在离心机允许一个稍微大于五个试管缺少一个试管时发生的不平衡的基础上简化了这个操作，正常情况下支架中有五个试管。因此，只需设置二种类型的平衡支架，分别相当于一个有二个试管的支架和一个有四个试管的支架，用于补偿所有可能的不平衡。


下面作为非限定例子参照附图描述本发明的一个实施例，附图如下[27]图1是一个支架的示意透视图；[28]图2是一个离心机的示意垂直剖面；[29]图3-6是一个符合本发明的离心装置在不同运行阶段的俯视图；[30]图7、8是表示离心机的供应装置运行原理的示意轴向剖面，该供应装置与检测支架中存在试管的检测器连接；[31]图9、10是用于完成离心机平衡的程序框图。
具体实施例方式在这个例子中，符合本发明的装置用于对装在试管T中的样品进行离心预处理，试管T位于支架P中，例如图1所示的支架，然后把这些支架P一个一个地送入到一个自动分析仪AA中。
如以申请人的名字登记的专利FR No.97 07 751所述，这种自动分析仪AA可以包括一个滴定(pipetage)区，在这个区域中，位于它们的支架P中并预先经过鉴别的样品试管T被相继带动，并且一个滴定头在这个区域的上面移动。
在自动分析仪AA中进行测试的阶段之前的过程中，装有(被堵塞的)样品(例如血样)试管的支架P位于一个离心机CE的舟皿(nacelles)NA中，如图2所示的离心机，它们在离心机中承受一个离心作用。在这个过程中，试管T保持在支架中，避免任何操作。
装有试管的支架从离心机CE出来后被带到一些位于一个支架分配器DP1中的特殊设计的筐子中，一个给自动分析仪AA提供支架P的供应站PA1装有这种支架分配器DP1。
使用的支架P可以由图1所示的支架P构成，它的整体形状为具有垂直倒角边的平行六面体。这个支架包括一个设有一个突缘的底座E，底座E形成一个横向的棱形空腔CP，并且空腔CP的截面基本为C形或燕尾形，用于与一个T形互补截面的导轨RG配合。
导轨RG设在筐子PA1和PA2的底部以及输送区中，支架P在输送区中在与它们的对称轴垂直的方向移动。
这里支架P的上部包括五个在支架的上表面开放的柱形垂直插口A1-A5，用于分别接受五个试管。
图3-7表示支架P在预处理装置中经过的路径，从这个装置的供应站PA2到自动分析仪的供应站，支架在供应站PA2中位于筐子中，支架P在自动分析仪的供应站中一个一个地重新聚集在一个筐子PA1中，一个支架分配器DP1与筐子PA1连接。
在这些图中，离心机CE表示为一个矩形块，其中还用一个方框AL表示一个提取供应区，支架可以通过一个抓取机构MP相继进入这个区域或者从这个区域取出。
供应站PA2沿着一个离心机CE的一个侧边CL1，与自动分析仪AA的供应站PA1相对，这二个供应站PA1和PA2基本与离心机CE的前侧CA相邻。
配置有一活动推杆PM1，其沿侧边CL1移动并且被一个有马达M1参与的装置带动，所述马达M1带动一个与一个齿条CR1啮合的齿轮。
这个推杆PM1的目的是取出位于供应站PA1的筐子中的支架P，把它们带到一个与一个传送带BT相邻的储存区AS1，传送带BT被一个马达M2带动，传送带与离心机CE的后侧CP平行地转动，因此与推杆PM1的移动轴垂直。
传送带BT的目的是把被推杆PM1推动的支架P一个一个地输送到一个抓取区，抓取机构MP在这个区域拿起支架，以便把它们带到离心机CE的供应区AL，支架在这个区域中被放到舟皿NA中。传送带BT另外可以把通过抓取装置从离心机CE中取出的支架P输送到一个位于离心机的侧边CL2旁边的运输区，这个运输区与自动分析仪AA的供应站PA2相邻。这个运输区有一个与传送带BT的行进方向垂直的活动推杆PM2，以便通过一个平移把传送带BT带动的支架P转移到供应站PA1带有的筐子中。为此，通过一个有一个齿轮的机构带动推杆PM2，一个马达M3带动这个齿轮，并且该齿轮与一个齿条CR2啮合。
通过一个安装在一些垂直轴滚轮上的圆周皮带CS把供应站PA1的筐子中的支架P分配到自动分析仪AA内，一个马达带动其中一个滚轮转动。这个位于筐的一端并与支架P平行的皮带CS带有一个能够与支架P与自动分析仪AA的接受开口相对的端部相嵌的传动垫块(taquet)。
如图3所示，离心机CE可以包括一个被一个电马达M4带动并且包括一个旋转支撑零件PS的垂直轴转子RV，旋转支撑零件PS带有多对同轴轴颈TC，每个轴颈上可以悬挂一些震荡舟皿NA，这些舟皿NA设计为按照每个舟皿一个或几个支架来接受支架P。在这个例子中，保证悬挂并且可以使舟皿NA旋转的装置由一些向下开放的半托架DP构成，轴颈TC嵌在这些半托架DP中，使得将舟皿NA抬起就可以简单地将它们取出。
这个机构的整体位于一个外壳中，外壳的上部被一个平台PL封闭，平台PL在上述供应区处包括一个用于取出舟皿NA的开口OE。
为此，离心机包括一个取出机构，该取出机构由一个安装在一个位于开口OE下面的千斤顶杆TI上的支撑零件构成，千斤顶杆TI用于把舟皿NA提升到一个位于平台PL以上的水平，以便使包含在舟皿NA中的支架P能被抓取装置MP拾取，并且反过来，抓取装置MP可以把新的支架P放到舟皿NA中。
舟皿NA提升的过程中可以通过永磁体临时连接在支撑零件的端部。
如前所述，本发明的目的是自动解决转子负载平衡问题，以便使离心分离以及支架到自动分析仪的供应站的不同输送的运行完全自动化。
为此，本发明提出一种在支架从供应站PA2到传送带BT的路径中检测支架内存在试管的装置。
这里这种检测装置DD包括一行检测千斤顶VD，检测千斤顶的轴与支架P的移动轴垂直，并且检测千斤顶安装在一个在支架P的上面从供应站PA2向传送带BT移动的活动结构上(当顶在试管上的千斤顶杆不能完成一个完整的行程时得到存在一个试管的检测)。
通过一个有一个马达M4参与的机构保证传动，马达M4带动一个与一个齿条CR3啮合的齿轮。
在传送带BT与离心机CE的供应区AL之间抓取并输送支架的机构与带有检测千斤顶(vérins)VD的结构连接。
根据本发明，这个装置有一个控制从分配器到传送带CS的所有马达M1-M4以及离心机运行的处理器，以便得到以下的运行顺序。
首先，一个装有支架的框子(这里是四个支架)位于供应站PA2中，推杆PM1处于退回位置(图3)。
然后推杆PM1启动，并把四个支架P推到一个与传送带BT相邻的储存区中(图4)。则存在检测装置DD在支架P的上面移动，检测每个支架P中存在试管T或没有试管T。与这些存在或不存在有关的信息被输送到处理器。
检测结束时，存在检测器因此还有抓取机构位于传送带BT的上面(图4)。
处理器通过来自检测装置DD的信息进行模拟，以便能够影响每个推杆PM到离心机CE的一个舟皿，以便得到离心机CE的平衡。在处理器发现不平衡的情况下，可以用一个平衡推杆PE1、PE2取代其中一个推杆。
如前所述，在离心机CE接受的容许限度为每个支架一个试管的情况下，可以只使用二个不同类型的平衡支架PE1、PE2，这二种平衡支架分别相当于一个包括四个试管的支架和一个包括二个试管的支架。
这二个支架PE1、PE2位于离心机平台的一个储存区中，并且分别被二个在一个抓取机构MP可以相继到达(图8)地方的千斤顶推动。
一旦处理器给每个舟皿NA一个支架P(可以是一个平衡支架)，推杆PM1把支架P一个一个地推到传送带BT上。然后抓取机构MP抓起每个支架，输送支架，并且把支架放到开口OE上面的舟皿NA中(图5-7)。
一旦一个推杆PM进入到一个舟皿NA中，舟皿NA通过千斤顶V重新下降，以便重新悬挂在支撑零件PS的轴颈TC上。则转子RV转动，以便带动处理器(虚拟转子)在开口OE处确定的下一个舟皿NA。然后千斤顶V提升这个舟皿NA，使其穿过开口OE，直到一个它可以接受一个处理器已经影响的支架P的位置。
一旦所有舟皿NA都带有支架P，离心机CE进行一个离心步骤。
离心机CE通过一个相反的过程卸载。为此，舟皿NA相继被千斤顶V提升，以便向抓取机构MP出示它装有的支架P。抓取机构MP把支架P带到传送带BT上，或者在是一个平衡支架时把它带到储存区。
带到传送带BT上的支架P被一个一个地带到推杆PM2处，推杆PM2把它们重新推到位于自动分析仪AA的供应区中的筐子PA1中。然后这些支架P被传送带CS带到自动分析仪中。
图9、10表示处理器为了确定支架在离心机中的位置而执行的不同步骤。
为了确定这个位置，处理器执行图9所示的定位算法，这个算法首先包括构成一个带有支架P的虚拟转子(方框B1)，已经通过存在检测器检测了支架中试管的存在，然后计算最佳布置(方框B2)。然后处理器计算这个布置的不平衡度，并且确定这个不平衡度是否正确(例如是否小于20克)(方框B3)。
如果不平衡度正确，则平衡处理结束(方框B4)。
相反，如果不平衡度超过固定的限度(这里为20克)，则处理器确定离心机是否是满的(方框B5)。
如果存在一个可用的地方，则处理器在虚拟转子上加入一个平衡支架(方框B6)，然后计算最佳布置(方框B7)。如果新的不平衡度正确(小于限度)(方框B8)，则平衡处理结束(方框B4)。如果转子的不平衡度超过限度(方框B8)，处理器移除平衡支架(方框B9)，然后确定是否存在一个可移除的支架(方框B10)。如果不是这样，处理器结束处理，并发出一个表示不能平衡的错误信号(方框B11)。如果存在一个可移除的支架(方框B10)，则处理器移除虚拟转子的最后一个支架(方框B12)，并计算最佳布置(方框B13)。
如果转子的不平衡度超过限度(方框B14)，则处理器返回到加入一个平衡支架的步骤(方框B6)。相反，如果不平衡度正确，则平衡处理结束(方框B4)。
如果确定知道离心机是否装满时虚拟转子是满的(方框B5)，则处理器直接过渡到确定是否存在一个可移除支架的步骤(方框B10)。
图9的算法中设置的计算最佳布置的步骤(方框B2和B7)可以按照图10的算法进行，图10的算法依次包括计算转子的不平衡度(方框B25)、确定最佳转子以及最佳不平衡度(方框B26)。
然后处理器确定不平衡度是否小于一个预先确定的阈值(方框B27)，以及是否小于最佳不平衡度(方框B28)。
如果不平衡度小于该阈值，最佳转子的寻找结束(方框B28)。如果不平衡度小于最佳不平衡度(方框B28)，系统确定最佳转子和最佳不平衡度(方框B29)，并且确定是否还存在一个可能的置换(方框B30)。如果不平衡度小于方框B28中的最佳不平衡度，则系统直接过渡到方框B30。
如果没有任何置换是可能的，这说明所有的置换都已经过扫描，因此结束寻找最佳转子(方框B28)。如果一个置换是可能的，则系统进行置换(方框B31)，然后计算转子的不平衡度(方框B32)，然后返回到方框B27，以便进行一个新的序列。
权利要求
1.样品的离心预处理方法，所述样品容纳于试管(T)中，所述试管位于支架(P)中，该预处理方法先于将它们放入一台自动分析仪(AA)之前进行，所述离心分离在一台离心机(CE)中进行，所述离心机(CE)包括一具有垂直转轴的转子，多个舟皿(NA)摆动安装在所述转子的周边，每个舟皿(NA)适合于安装一样品试管(T)的支架(P)，这种方法的特征在于包括—在把所述支架(P)送往所述离心机(CE)的过程中，检测所述试管(T)在所述支架(P)内的存在；—检测离心机(CE)的一个可预见的不平衡，并且当这个检测表明存在这种由于存在未装满的支架或一个奇数支架而产生的不平衡时，—模拟所述装有未充满的支架(P)的离心机(CE)的负载；—根据所述未装满的支架(P)中缺少的试管数量选择一个平衡支架(PE1、PE2)；—确定其中需要放置所述平衡支架(PE1、PE2)的离心机(CE)的舟皿(NA)，以便得到很好的负载平衡；—把这个平衡支架(P)放在所述舟皿(NA)中，代替曾经位于这里的样品支架，因此在把所述样品支架(P)放入所述离心机(CE)的顺序中产生一个变动；—一旦离心作用完成，当把样品支架送往自动分析仪(AA)时，把平衡支架(PE1、PE2)重新放到它的储存区域中。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述支架的容量为五个试管并且所述离心机容许一个至少等于缺少一个试管所造成的不平衡的情况下，仅使用两种平衡支架，这两种平衡支架分别相当于一种有两个试管的支架和一种有四个试管的支架，以便补偿所有可能的不平衡。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了确定所述支架在所述离心机内的定位，这种方法包括构成一带有所述支架(P)的虚拟转子的阶段(方框B1)，已经通过所述存在检测器检测到所述支架(P)中试管(T)的存在，计算最佳布置(方框B2)和这个布置的不平衡度，测试不平衡度是否正确，如果不平衡度是正确的，则平衡处理结束(方框B4)，在不平衡不正确的情况下，确定离心机的状态(满的或空的)(方框B5)，存在一个可能的位置，给所述虚拟转子加入一个平衡支架(方框B6)，并计算最佳布置(方框B7)，如果所述转子的新的不平衡度是正确的(方框B8)，则结束平衡处理，如果新的不平衡度是不正确的，则移除平衡支架(方框B9)，然后通过一测试来知晓是否存在一个可移除的支架(方框B10)，如果是否定的，结束处理，并发出一个错误信号(方框B11)，而如果有一个支架能被移除，则移除所述虚拟转子的最后一个支架(方框B12)，并计算最佳布置(方框B13)，并且，然后在所述转子的不平衡度是不正确的情况下(方框B14)，返回到平衡追加的步骤(方框B6)，如果这个不平衡是正确的，结束处理。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，如果在进行测试以便知晓所述离心机是否装满时(方框B5)，所述虚拟转子是装满的，则包括则直接过渡到确定是否存在一个可移除的支架(方框B10)的步骤。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，寻找一个最佳转子的步骤依次包括计算所述转子的不平衡度(方框B25)、确定最佳转子和最佳不平衡度(方框B26)、进行一测试以便知晓不平衡度是否小于一个预先确定的阈值(方框B27)以及是否小于最佳不平衡(方框B28)，如果不平衡小于所述阈值，则所述最佳转子的寻找结束，如果不平衡小于所述最佳不平衡(方框B28)，则确定最佳转子和最佳不平衡度(方框B29)，并且确定存在一个可能的置换(方框B30)，应明白的是，如果不平衡度小于最佳不平衡度(方框B28)，则系统直接过渡到方框(B30)，如果没有任何置换是可能的，则结束寻找，而如果一个置换是可能的，则系统进行置换(方框B31)，计算所述转子的不平衡度(方框B32)，然后返回到方框(B27)，以便开始一个新的序列。
6.使用如上述权利要求中任一项所述的方法的装置，其特征在于，该装置包括一供应站(PA2)，所述供应站(PA2)沿着离心机(CE)的一个侧边并且与自动分析仪的一供应站相对地安置，所述供应站包括一第一活动推杆(PM1)，所述第一活动推杆可平动并用于取出装在所述供应站(PA1)中的支架(P)，把它们带到一个与一传送带(BT)邻接的储存区(AS1)，所述传送带(BT)平行于所述离心机(CE)的后边(CP)运行，与所述推杆(PM1)的移动轴垂直，一抓取机构(MP)能够把位于所述传送带上的支架转移到所述离心机的舟皿中——所述舟皿从位于一供应区(AL)中的开口出来，并且能在离心分离后把所述支架带到所述传送带上，所述传送带把所述离心分离的推杆输送到一运输区，所述运输区位于所述离心机的一侧边(CL2)上与自动分析仪(AA)的供应站(PA2)相邻，所述运输区包括一第二活动推杆(PM2)，所述第二活动推杆(PM2)与所述传送带(BT)的行进方向垂直，以便通过平移把所述传送带(BT)带动的支架转移到自动分析仪(AA)的供应站中。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，通过一环形皮带(CS)将所述支架(P)分配到自动分析仪(AA)的供应站(PA1)中，所述圆周皮带(CS)安装在一些垂直轴滚轮上并且带有一传动垫块。
8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，该装置包括一检测装置，用于在所述支架从所述供应站(PA2)到所述传送带的行进过程中检测所述支架内试管的存在，这个检测装置(DP)包括一行检测千斤顶，它们的轴与所述支架(P)的移动轴垂直，并且安装在一活动结构上，所述活动结构能在所述支架(P)的上面从所述供应站(PA2)向所述传送带(BT)平动地移动。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述检测装置的所述活动结构与所述抓取装置的结构连接在一起。
全文摘要
符合本发明的方法包括检测支架(P)内试管的存在，检测离心机(CE)的一个可预测的不平衡，并且当这个检测表明存在这种由于存在未装满的支架或一个奇数支架(P)而产生的不平衡时，该方法包括模拟包括未装满的支架的离心机负载；根据未装满的支架(P)中缺少的试管数量选择一个平衡支架；确定其中需要放置平衡支架的离心机(CE)的舟皿；并且把这个平衡支架(P)放在所述舟皿中。
文档编号B04B5/04GK1671478SQ03817882
公开日2005年9月21日 申请日期2003年7月4日 优先权日2002年7月25日
发明者B·拉加德 申请人:斯塔戈器械