用于化验室诊断学的分布式自动设备的制作方法
【专利摘要】描述了一种用于化验室诊断学的分布式自动设备，它包括用来处理生物制品(31,32)的模块(1)和用来与分析装置(20)接口的模块(2)，这些生物制品(31,32)在自动输送机(35)上运输，两种所述模块(1,2)都连接到所述自动输送机(35)上，所述模块(1,2)的每一个独立于其它模块(1,2)，它设有其自己的控制板(50)，该控制板(50)允许它自主地并且独立于中央控制单元(5)工作，该中央控制单元(5)将工作清单(6)提供给每个节点(3,4)，该工作清单(6)由所述中央控制单元(5)动态地阅读和更新，且所述模块(1,2)阅读和更新所述工作清单(6)。
【专利说明】
用于化验室诊断学的分布式自动设备[0001 ] 本发明涉及一种用于化验室诊断学的分布式自动设备。
[0002]当今，在用来化验生物材料样品的化验室中，典型地是，使用马达驱动系统，在生物制品的专用容器内部的样品沿这些马达驱动系统行进，沿它们的路径遇到各种装置或模块、或其它模块，这些装置或模块适于对样品本身进行各种处理(容器本身的开盖、重新加盖、它们的内容的离心、等等)，这些其它模块具有不同的功能，即将生物制品的容器与样品本身的实际化验装置对接。
[0003]寻址沿各种模块存在的样品的自动管理由中央控制单元控制，即由计算机控制，该计算机设有软件，该软件设计成，将样品根据它们的每一个的具体操作要求而适当地分类；这样的软件实际上包含对于操作需要的全部信息，这些操作由每个单一样品在其沿整个自动装置的路径中所要求。
[0004]在这方面，系统构造是集中构造，因为监督整个操作流程的任务以及每个单一模块的各种致动步骤的逐步管理只是这样一种中央控制单元的特权。沿自动装置存在的模块的每一个(或者用于化验前、化验后、或者用于与分析器对接的模块)是指令的简单执行器-这些指令从中央控制单元接收，并因此必须在进行每个单一操作步骤时由后者引导。
[0005]问题出现在这种类型的集中构造中，因为中央控制单元设计成管理各元件(硬件和软件两者)，这些元件以具体模块的每种操作情况为特征。
[0006]沿自动系统的相同模块的多种情况的引入涉及对于中央控制单元的显著设计修改，该中央控制单元必须配置成，基于多个相同模块的当前存在能够进行相同操作。
[0007]因此，由于根据每个化验室的具体要求，每个系统具有不同的模块以及对于每个模块的不同数量的情况，所以与中央控制单元有关的设计修改对于以上系统的每一个是专门的，即这些设计修改从一个到另一个不是可重复的或可再用的。
[0008]况且，在沿自动系统存在的模块的甚至一个的失效或对其的维护过程开始的情况下，整个系统必须设置到待用状态，因为由控制单元的集中管理将故障模块识别为系统“瓶颈”，并且因为与它有关的操作严格地与其它模块的那些操作有关(即，它从软件观点看不是独立于其它操作)，系统不能够临时只隔离故障模块，而继续由其它模块进行样品处理。
[0009]最后，由于在现场靠近自动装置驻留的单一图形用户接口(⑶I)的存在，赋予各种自动元件的人工控制的操作人员管理是可能的，这要求在任何时间靠近系统的操作人员的实际存在，用来进行控制操作，并且选择性地进行样品的寻址、和对于各种系统元件模块的任务的动态再分配。
[0010]本发明的目的是提供一种自动设备，这种自动设备从构造观点看，允许克服上述问题，同时保证沿设备本身的生物材料样品的寻址的动态管理，并从而与已知解释方案相t匕，样品按更平稳方式流动。
[0011]进一步的目包括，防止整个自动设备在自动装置中涉及的模块的一个或多个的失效或维护的情况下停止。
[0012]最后但非最不重要地，目的是免除使操作人员始终靠近自动系统存在的需要。
[0013]这些和其它目的由一种用于化验室诊断学的分布式自动系统实现，这种分布式自动系统包括用来对生物制品容器进行各种类型的操作的模块、和用来与用来化验生物制品样品的装置对接的模块，两种所述类型的模块都连接到自动输送机上，该自动输送机设计成，将所述容器从一个模块运输到另一个模块，这种分布式自动系统的特征在于，所述模块的每一个在其本地过程的管理方面是自主的，而与由所述模块进行的操作的特殊性无关，它在所述操作的进行方面由其控制板弓I导，该控制板连接到中央控制单元上。
[0014]本发明的这些和其它特征由其实施例的如下详细描述将显得更清楚，该实施例作为非限制性例子参照附图而提供，在这些附图中:
[0015]图1表示关于根据本发明的设备的主要元件的方块图；
[0016]图2更详细地表示在中央控制单元与各种模块之间的对接。
[0017]—种化验室自动设备包括自动输送机35,该自动输送机35设计成,借助于适当传送带30，将生物制品容器31，例如插入在专用运输装置32中的试管31，从设备本身的一个点运输到另一个点，并且具体地说，从在设备中存在的模块之一运输到另一个模块。更准确地说，它们是模块1、或模块2，这些模块I能够自主地管理用来处理生物制品容器31，32的操作，完成这种类型的化验室系统典型的大部分不同操作(和因而，例如，试管31的开盖、重新加盖、它们的内容的离心、母试管31的内容到多个子试管中的分离、等等)，这些模块2对于试管31不进行操作，而是将自动设备的模块与用来化验试管31的生物制品样品的实际分析装置20对接/接口。
[0018]自然地，模块1、2的每一个根据每个样品要求的不同处理或化验只涉及一定数量的试管31 ;因此，插入在专用运输装置32 (也叫做“载体”，在图中未表示)中的试管31沿自动输送机35行进，并且寻址到适当模块1、2。
[0019]沿自动设备存在的每个模块1、2与节点3、4相对应(图1，分别参考模块1、2)，该节点3、4在软件水平下具有分类或不分类运输装置32的每一个的任务-这些运输装置32到达模块1、2本身处，并因而例如具有将在试管31中包含的样品从输送机35的主巷道转向到副巷道、或将在试管31中包含的样品向输送机35的U或T形部分寻址以使它们与模块1、2对接的操作。
[0020]整个操作流程由中央控制单元5管理，该中央控制单元5通过将工作清单6提供给节点3、4本身与在设备中存在的每个节点3、4对接，该工作清单6包含:运输装置32的清单，待由模块1、2处理；一系列变量，代表各种属性和/或识别代码，这些各种属性和/或识别代码涉及在自动设备中的每个运输装置32和/或有关试管31 ;运输装置32的状态；及试管31的状态。所述中央控制单元5动态地阅读和更新所述工作清单6。
[0021]工作清单6在任何时间，将关于运输装置32的(和在它们32的每一个中包含的可能有关试管31的)每一个的状态的精确信息提供给每个节点3、4。每个模块1、2与运输装置32和与试管31对接，并且作为结果，根据每个模块1、2独立于中央单元5确定的最适当操作顺序，每个模块1、2可逐一进行运输装置32本身的和试管31本身的处理，动态地阅读和更新工作清单6。
[0022]自然地，由中央控制单元5管理的整个设备的自己智能通过更新工作清单6，而寻址运输装置32和有关试管31，该工作清单6由节点3、4阅读，这些节点3、4只向适当模块I和/或向模块2分类生物制品容器31，32，该适当模块I进行由每根试管31需要的操作，这些模块2与在试管31中包含的样品的适当分析装置20对接。节点3、4将分类通信到中央控制单元5,从而中央控制单元5更新在节点3、4处的工作清单6。
[0023]然而，更一般地，寻址也可能与空运输装置32有关，即与不包含试管31的运输装置32有关，因为例如可能必要的是，中央控制单元5更新工作清单6，以使运输装置32通过将它们从自动输送机35的主巷道转向到副巷道而在节点3、4处分类，而不顾这样的运输装置32是否包含试管31。
[0024]中央控制单元5是设有软件7的计算机，该计算机能够与自动设备的单一节点3、4通信，并且能够根据试管31的变化处理要求，动态地阅读和更新与每个节点3、4有关的工作清单6，这些要求在自动设备中在任何时间可能变化。所述更新可以例如与运输装置32 (和在试管31中包含的样品)到/从工作清单6的添加或删除、在试管31中包含的样品的处理优先权水平的修改、等等有关。
[0025]类似地，关于每个运输装置32的当前状态的信息和更新在工作清单6中必须更新，以由中央控制单元5阅读，该运输装置32沿自动设备行进。
[0026]在实践中，在中央控制单元5与各种节点3、4之间的通信是双向的；借助于CAN网络8产生接口，而使用的协议是CANopen (图2)。
[0027]因此，中央控制单元5在一侧借助于自动网络9连接到节点3、4上(图1)，而在另一侧它经以太网10连接到各种图形用户接口(⑶I) 11上，这些图形用户接口 11设计成用于人工赋予(借助于实际触模屏)给模块1、2的控制的操作人员管理，或者甚至用于单一模块的日志分析或诊断活动。中央控制单元5更新在适当节点3、4处的工作清单6,从而操作人员的人工控制充分地到达适当模块1、2。这样一种连接可以或者借助于LAN电缆是直接的，或者通过互联网是远程的。节点3、4又由相应自动模块I或由对于分析装置20的对接模块2而双向连接。模块1、2随着它们进行独立于中央控制单元5的操作，更新工作清单6。
[0028]况且，由自动设备的分析装置20对样品进行的各种化验的结果-这些结果可显示在所述GUI 11的每一个的屏幕上，然后提供给化验室信息系统(LIS) 12，即提供给管理病人的个人信息的系统，并且通过信息的处理和存储-该信息由沿自动设备存在的各种机器产生，它能够汇编全部这些数据、和对于医学报告可解释的输出数据。依次，LIS 12可在更广意义上与整个医院信息系统(HIS) 13对接，该整个医院信息系统13打算作为在保健领域中使用的全部信息仪器的集合，这些信息仪器用来既管理医院的给药流程又管理临床流程。
[0029]将自动设备当作整体，在预定单位时间中得到一定数量的样品的希望处理通过量由多个模块1、2的联合作用确定，这些模块1、2属于整个自动设备。因此，适当的是，使单一模块1、2的通过量都最大化，并且在更广意义上，使存在的全部块1、2的联合作用同步，以便使自动设备的整体通过量最大化。
[0030]本发明的新颖特征由如下事实确定:在自动设备中使用的模块1、2的每一个独立于其它，设有其自己的控制板50，该控制板50允许它自主地管理如下流程:用来处理在试管31中包含的生物材料样品的操作；和基于工作清单6的阅读对同一试管31进行的、和随着模块1、2进行处理操作而将工作清单6更新的操作。当控制单元5通过阅读工作清单6、将它通信到节点3、4、或更新工作清单6而与涉及的节点3、4通信时，与中央控制单元5的对接发生，并且以后，在另一方面，在其中模块1、2阅读和更新工作清单6的步骤中，正是节点3、4与控制单元5通信。模块1、2将其对于样品的处理的结果通信到节点3、4，并且节点3、4又将所述结果通信到控制单元5。另外，为了保持与运输装置32的、和选择性地有关试管31在其处理期间到模块1、2中的进展有关的跟踪能力，关于每个运输装置32的和试管31的逻辑/物理状态的连续更新由模块1、2提供给节点3、4，并因此提供给中央控制单元5。
[0031]在样品31，32的处理期间，每个模块1、2自主地和独立于中央控制单元5管理操作；事实上，一旦模块1、2负责运输装置32，过程逻辑就是模块1、2本身的特权，不像对于已知系统的模块发生的情形，在这些已知系统中，逻辑是中央控制单元5的属性。在这方面，因此，已经便利地进行从集中构造到较快、分布式构造的切换。
[0032]换句话说，与每个模块1、2的管理有关的源代码现在直接包含在模块1、2本身中，或者更好地包含在其控制板50中，该模块1、2连接到设备上，而在已知设备中，与每个单一模块的管理有关的代码是单一代码的整体部分，该单一代码驻留在中央控制单元5中。
[0033]现在按这种方式，一旦它已经从相应节点3、4接收(通过CAN网络8和有关通信协议CANopen)到其工作清单6，每个模块1、2然后就能够自主地管理相关操作流程，并因而管理其处理在试管31中包含的样品的能力；相反，这在已知解决方案中不发生，在这些已知解决方案中，每个模块在进行每个操作、甚至微小操作时，仍然需要由中央控制单元5逐步地指令。
[0034]这意味着与分布式构造有关的进一步重要方面，该分布式构造像本发明的构造；事实上，如果因为任何原因，必须修改对于设备的模块1、2之一涉及的源代码的一部分，则这样的修改如所述的那样涉及源代码，该源代码与其它模块1、2的和中央控制单元5的源代码无关并且独立于其；相反，在已知解决方案中，无论待作用的模块是哪个，要修改的整个代码始终是驻留在中央控制单元5中的代码，使在将修改写到代码本身时显著地复杂，因为始终必须考虑在涉及模块与全部其它模块，也可能由任何修改未涉及的模块，之间存在的相互关系。
[0035]这导致进一步显著的实际优点:根据本发明，如果维护或故障排除操作需要对于模块1、2之一进行，这些模块1、2属于自动设备，则它可以设置到待用状态，并且临时与自动设备的其余部分隔离，该自动设备继续正常地操作。相反，这在已知解决方案中是不可能的，因为它们以集中构造为特征，如所述的那样，它就像模块1、2全部始终彼此连接那样，并因而将一个设置到待用状态等同于将整个自动设备设置到待用状态。
[0036]况且，关于分布式构造可能的是，将自动设备与理论上无限多个模块1、2，甚至选择性地模块1、2的不同单元对接，这些不同单元适于完成同一功能，例如在沿自动设备的不同点中，用来进一步增加生物样品31，32的处理速度。以这种方式，克服对于已知解决方案涉及的上述问题，即将相同模块的多个情况与单一系统对接的困难，这归因于这意味着在中央控制单元5的水平下的设计修改。另一方面，在以上解决方案中，新模块1、2的任何添加不意味着这样的修改，并因此它们根据每个系统的要求自由地添加。
[0037]况且，根据本发明的设备配置成，经与LAN电缆的直接连接通过以太网10、或通过连接到互联网上由多个图形用户接口 11远程地管理。它们可以按可变数量存在，并且引人注意地定位在化验室的不同点中或甚至其外面。这与已知自动设备相比也是绝对革新特征，该已知自动设备只能由在现场存在的单一图形用户接口管理，自动装置布置在该处。
[0038]在实践中，已经看到，所描述的分布式自动设备可实现打算目的:保证在设备内属于自动装置的模块的每一个的独立性、以及在设备本身中插入理论上无限数量的模块的可能性，这些模块或者是模块I或者是模块2，这些模块I设计成，对包含样品的试管31进行操作，这些模块2用来与生物材料样品的分析装置20对接，这些生物材料样品包含在试管31本身中。
[0039]在模块1、2之一失效或维护的情况下，分布式逻辑构造通过临时只隔离由失效涉及的模块1、2和保证存在的其它模块1、2的正常操作，允许自动设备的其余部分仍然保持操作。
[0040]况且，从一定数量的不同工作站11将控制赋予在自动设备中存在的模块1、2的每一个的可能性，允许根据可能产生的任何类型的新要求，修改在自动设备中在试管31中包含的样品的寻址，而在化验室中不严格要求操作人员的存在，而是选择性地远程通过互联网连接，并因而甚至在数千米距离处和在每天的任何时间，例如在夜间。
[0041]况且，由于控制单元不必在每个单一操作的进行中再逐步指令每个模块1、2，所以与已知解决方案相比，减少在中央控制单元5与各种模块1、2之间要交换的信息流，因为模块1、2现在由自主控制板50管理，并因此独立于中央控制单元5。
[0042]对于如此想到的本发明可以进行几种变化和变更，这样的变化和变更都落在发明构思的范围内。
[0043]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。
【权利要求】
1.一种用于化验室诊断学的分布式自动设备，包括用来对生物制品容器(31，32)进行各种类型操作的模块(I)和用来与生物制品样品(31，32)的分析装置(20)接口的模块(2)，生物制品容器(31，32)在自动输送机(35)上被输送，两种所述类型的模块(1，2)都连接到所述自动输送机(35)上，其特征在于，所述模块(1，2)中的每一个都独立于其它模块(1，2)，所述模块(1，2)设有其自己的控制板(50)，该控制板(50)允许所述模块(1，2)自主地管理用来处理生物制品容器(31，32)的操作，所述模块(1，2)自主地并且独立于中央控制单元(5)工作，所述中央控制单元(5)将工作清单(6)提供给每个节点(3，4)，所述工作清单(6)由所述中央控制单元(5)动态地阅读和更新,所述节点(3,4)中的每一个双向地连接到所述模块(1，2)中的每一个上，并且所述模块(1，2)随着它进行对于生物制品容器(31,32)的操作，动态地阅读和更新所述工作清单(6)。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述工作清单(6)包括:将由模块(1，2)处理的运输装置(32)的清单；一系列变量，代表各种属性和/或识别代码，这些各种属性和/或识别代码涉及在所述设备中的每个运输装置(32)和/或有关试管(31);运输装置(32)的状态；以及试管(31)的状态。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，中央控制单元(5)是设有软件(7)的计算机，该计算机适于与所述设备的单一节点(3，4)通信，并且适于根据试管(31)的变化的处理要求，动态地更新与每个节点(3，4)有关的工作清单￠)，这些要求在所述设备中在任何时间可能变化。
4.根据权利要求1-3所述的设备，其特征在于，所述节点(3，4)阅读向适当模块(1，2)分类生物制品容器(31，32)的工作清单(6)。
5.根据权利要求1-4所述的设备，其特征在于，在所述模块(1，2)、所述节点(3，4)及所述中央控制单元(5)之间的连接通过CAN网络(8)和有关CANopen类型的通信协议实现。
6.根据以上权利要求任一项所述的设备，其特征在于，中央控制单元(5)通过自动网络(9)连接到节点(3，4)上，并且经以太网(10)连接到多个图形用户接口(11)上，这些图形用户接口(11)设计成用于人工赋予给模块(1，2)中的每一个的控制的操作人员管理，或者甚至用于单一模块(1，2)的日志分析或诊断活动。
7.根据以上权利要求任一项所述的设备，其特征在于，由分析装置(20)对样品进行的各种化验的结果提供给化验室信息系统(12)，该化验室信息系统(12)适于与整个医院信息系统(13)接口，该整个医院信息系统(13)打算作为在保健领域中使用的全部信息仪器的集合，这些信息仪器用来既管理医院的给药流程又管理临床流程。
【文档编号】G01N35/00GK104380116SQ201380027050
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年5月23日 优先权日:2012年5月24日
【发明者】贾纳德昂·佩德拉齐尼 申请人:英派克控股有限公司