SISTEMA DE IDENTIFICACIÓN, TRANSPORTE Y DIRECCIONAMIENTO AUTOMÁTICOS DE ESPECÍMENES DE MATERIAL BIOLÓGICO.

Un sistema automatizado de laboratorio para la manipulación de tubos de ensayo (4) que contienen especímenes de material biológico soportados por dispositivos de transporte (3) a lo largo de unos carriles de guía (1,

2), en los discurren unas cintas transportadoras motorizadas (62), que incluye un dispositivo de detección (5) del tubo de ensayo (4) situado en la zona de carga del tubo de ensayo (4) en el dispositivo de transporte (3), un dispositivo de lectura de código de barras aplicado sobre la superficie lateral de dicho tubo de ensayo (4) adaptado para identificar el tubo de ensayo (4), dicho código de barras se aplica al tubo de ensayo antes de ser cargado en el dispositivo de transporte, unos medios de identificación y de control, preferiblemente del tipo RFID, del dispositivo de transporte (3) de los tubos de ensayo (4), que comprende una red de antenas (23) debidamente situadas en el sistema en los dispositivos de parada (8) con el fin de poder comunicarse con los transpondedores de unos correspondientes medios de transporte (3) que almacenan datos de reconocimiento del dispositivo de transporte correspondiente (3), y una unidad de control (100) capaz de asociar los dispositivos de transporte (3) de los tubos de ensayo (4) con los tubos de ensayo correspondientes, mediante la recepción de los datos y la transmisión de órdenes a los dispositivos montados en el sistema, caracterizado porque comprende unos módulos (51), que se ensamblan mutuamente en un número variable de acuerdo a diferentes configuraciones, cada módulo (51) comprende un carril principal (1) y por lo menos un carril secundario (2) paralelo con dicho carril principal (1), y se comunican entre sí mediante un dispositivo de desvío (9) del dispositivo de transporte (3) cada uno de los cuales comprende un soporte frontal (41) y un soporte trasero (42) que permiten fijar el dispositivo de desvío (9) a la estructura (63) del carril principal (1), unos reguladores de flujo (43) adaptados para ajustar el movimiento de un cilindro (44) responsable de la rotación de una palanca (45) sobre un pasador (46) entre una posición de reposo adaptada para permitir que el dispositivo de transporte (3) continúe su desplazamiento por el carril principal (1), y una posición de trabajo adaptada para desviar linealmente el dispositivo de transporte (3) desde el carril principal (1) al carril secundario (2)

Sistema de identificación, transporte y direccionamiento automáticos de especímenes de material biológico.

La presente invención se refiere a un sistema de identificación, transporte y direccionamiento automático de especímenes de material biológico.

La necesidad de automatizar completamente un ciclo de producción surge de la necesidad cada vez mayor de garantizar la fiabilidad, la repetibilidad y la seguridad del propio ciclo de producción. Estos objetivos se persiguen en todos los sectores industriales, incluyendo el de la medicina de laboratorio, que es el ámbito de aplicación de la presente invención.

Con el fin de ilustrar mejor la cuestión de la invención, se explican las principales actividades realizadas en un dominio de laboratorio de ensayos, con particular referencia a los problemas derivados del bajo nivel de automatización de la gestión de especímenes de material biológico durante el proceso de ensayo de los mismos.

Después de haber sido recogidos en recipientes específicos, tales como por ejemplo, en el caso de la sangre, tubos de ensayo de plástico o de vidrio, los especímenes de material biológico llegan al laboratorio de ensayos y son sometidos a una serie de etapas encaminadas a su preparación, control y posterior conservación.

Véanse estas etapas con más detalle:

Etapa de identificación. La primera acción a realizar sobre un espécimen de material biológico es identificarlo, es decir, reunir toda la información necesaria para la realización correcta de ensayos e informes del espécimen. Tal información puede ser, por ejemplo, datos de identificación de la persona que suministra el material biológico (esto garantiza la identificación univoca del mismo, un requisito esencial para la correcta presentación de informes de los resultados al final de los ensayos), el tipo de material biológico (sangre, orina, saliva, etc.), el tipo de ensayo que se realiza en el espécimen (esta información es necesaria para definir el tipo de tratamiento que se realizará en el espécimen de material biológico durante la etapa previa al ensayo).

Etapa previa al ensayo. La etapa previa al ensayo del espécimen de material biológico incluye todas las acciones que deben realizarse en el espécimen con el fin de prepararlo para la etapa del ensayo. Si el material biológico que se tratará es sangre, estas acciones consisten en centrifugar la muestra contenida en tubos de ensayo y, posteriormente, retirar el tapón de los mismos, con el fin de facilitar la extracción del material biológico de los tubos de ensayo durante la etapa de ensayos.

En algunos casos, se incluye una etapa de división en partes alícuotas en tubos de ensayo, en el que se crean tubos de ensayo "hijos" a partir del tubo de ensayo principal, denominado tubo de ensayo "madre", en los que se distribuye el material biológico contenido en el tubo de ensayo madre.

Etapa de ensayo. La etapa de ensayo incluye la extracción del espécimen de material biológico del recipiente correspondiente y el ensayo químico real del espécimen. La cantidad de espécimen extraído y el número de ensayos que se realizan dependen del número de ensayos que deben llevarse a cabo en el espécimen biológico.

Etapa posterior al ensayo. La etapa posterior al ensayo consiste en dos actividades principales: informar sobre los resultados de ensayo realizado durante la etapa de ensayos en el espécimen de material biológico y la preservación de los mismos. En algunos laboratorios, el espécimen de material biológico residual contenido en el recipiente correspondiente se conserva en un ambiente refrigerado con el fin de garantizar la integridad en caso de ensayos adicionales. Con el fin de garantizar la conservación correcta del espécimen, una vez que los ensayos se han terminado, el recipiente se cierra mediante la aplicación ya sea de la tapa original o, posiblemente, otro tipo de obturación.

En la actualidad, en la medicina de laboratorio, la gestión de material biológico, dividida en las etapas descritas antes, se realiza ya sea de forma manual o semiautomática, esta última por lo general sólo en los grandes laboratorios.

Vale la pena subrayar que el alto crecimiento de la demanda de servicios de laboratorio ha implicado, en los últimos veinte años, un importante desarrollo tecnológico en este campo; específicamente, se puede observar de hecho una tendencia hacia la automatización de las etapas individuales que caracterizan la gestión de especímenes de material biológico.

Considérese, por ejemplo, los laboratorios de tamaño medio a grande. Dichos laboratorios están hoy en día provistos generalmente con maquinaria especializada para realizar las diferentes acciones que deben realizarse en los materiales biológicos. Por ejemplo, se mencionan los dispositivos adaptados para centrifugar los especímenes y para retirar la tapa o el precinto de los recipientes de material biológico. Durante la etapa de ensayos, el uso de probadores está en desarrollo cada vez más: estos instrumentos son capaces de recoger una cantidad adecuada de espécimen del recipiente, realizar ensayos químicos en él y producir y almacenar los resultados de los ensayos realizados.

A pesar de la tendencia a la automatización de las acciones individuales de cada etapa, poca atención se ha dedicado a la automatización del proceso de ensayos en su conjunto.

Esto significa que, si bien se puede hablar de laboratorios de ensayos semiautomáticos en los que se utilizan los instrumentos y dispositivos adaptados para llevar a cabo determinadas acciones en los especímenes de material biológico, el proceso sin embargo sigue siendo estrictamente dependiente del nivel de atención y destreza del operario al gestionar los especímenes de material biológico.

La coordinación, e incluso a veces el rendimiento, de las acciones individuales del proceso de ensayos es de hecho todavía controlado por el operario, independientemente de si se realizan de forma manual o incluso realizados por las máquinas: a pesar de la evolución tecnológica observada durante los últimos años en la medicina de laboratorio, el operario tiene todavía la tarea de realizar operaciones repetitivas y potencialmente peligrosas (esto último porque se llevan a cabo en los materiales biológicos) que consisten en la recogida, transporte, movimiento, colocación, apertura, cierre, muestreo y ensayo de los recipientes y el correspondiente material biológico contenido en ellos.

Como consecuencia de esto, es fácil entender que los principales objetivos que deben perseguirse en el ámbito de la medicina de laboratorio son los siguientes:

• minimizar los errores humanos durante el proceso de ensayo de espécimen de material biológico

• disminuir el riesgo biológico al que están expuestos los operarios de laboratorio al manipular especímenes de material biológico potencialmente peligroso (por ejemplo, sangre)

• acelerar el proceso, sobre todo teniendo en cuenta que cada día se ensayan miles de muestras en un moderno laboratorio de ensayos de tamaño mediano.

Por lo tanto se necesita un sistema con el fin de automatizar todo el ciclo de trabajo realizado en un espécimen de material biológico a ensayar, desde el primero de identificación del espécimen a la recopilación de los resultados.

El documento EP-1 106 542 A1 describe un sistema automatizado de laboratorio que comprende un dispositivo de desvío por rotación. El documento US 5 941 366 muestra otro sistema que comprende un dispositivo de desvío.

El propósito de la presente invención es hacer un sistema de identificación, transporte y direccionamiento automático del material biológico contenido en tubos de ensayo con el fin de minimizar la intervención humana en la mayor medida posible durante las diversas etapas del proceso, disminuyendo de este modo los riesgos de error y protegiendo la seguridad de los propios operarios.

De acuerdo con la invención, el objeto es alcanzado por un sistema automatizado de laboratorio como se describe en la reivindicación 1.

Un código de barras es una cadena de caracteres adecuados para ser leídos por un lector de código de barras.

La unidad de control puede ser una aplicación de software instalada en un ordenador personal, dotado de una memoria que contiene todas las informaciones necesarias para realizar las actividades correctas en los tubos de ensayo y adaptado para almacenar su ciclo... [Seguir leyendo]

1. Un sistema automatizado de laboratorio para la manipulación de tubos de ensayo (4) que contienen especímenes de material biológico soportados por dispositivos de transporte (3) a lo largo de unos carriles de guía (1, 2), en los discurren unas cintas transportadoras motorizadas (62),

que incluye un dispositivo de detección (5) del tubo de ensayo (4) situado en la zona de carga del tubo de ensayo (4) en el dispositivo de transporte (3), un dispositivo de lectura de código de barras aplicado sobre la superficie lateral de dicho tubo de ensayo (4) adaptado para identificar el tubo de ensayo (4), dicho código de barras se aplica al tubo de ensayo antes de ser cargado en el dispositivo de transporte, unos medios de identificación y de control, preferiblemente del tipo RFID, del dispositivo de transporte (3) de los tubos de ensayo (4), que comprende una red de antenas (23) debidamente situadas en el sistema en los dispositivos de parada (8) con el fin de poder comunicarse con los transpondedores de unos correspondientes medios de transporte (3) que almacenan datos de reconocimiento del dispositivo de transporte correspondiente (3), y una unidad de control (100) capaz de asociar los dispositivos de transporte (3) de los tubos de ensayo (4) con los tubos de ensayo correspondientes, mediante la recepción de los datos y la transmisión de órdenes a los dispositivos montados en el sistema,

caracterizado porque

comprende unos módulos (51), que se ensamblan mutuamente en un número variable de acuerdo a diferentes configuraciones,

cada módulo (51) comprende un carril principal (1) y por lo menos un carril secundario (2) paralelo con dicho carril principal (1), y se comunican entre sí mediante un dispositivo de desvío (9) del dispositivo de transporte (3) cada uno de los cuales comprende un soporte frontal (41) y un soporte trasero (42) que permiten fijar el dispositivo de desvío (9) a la estructura (63) del carril principal (1), unos reguladores de flujo (43) adaptados para ajustar el movimiento de un cilindro (44) responsable de la rotación de una palanca (45) sobre un pasador (46) entre una posición de reposo adaptada para permitir que el dispositivo de transporte (3) continúe su desplazamiento por el carril principal (1), y una posición de trabajo adaptada para desviar linealmente el dispositivo de transporte (3) desde el carril principal (1) al carril secundario (2).

2. Un sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque incluye un dispositivo de elevación (10) de la cinta transportadora (62) adaptado para evitar el contacto entre la cinta (62) y la estructura de soporte (63) de los carriles (1-2) en caso de una acción de compresión en el tubo de ensayo (4) y por lo tanto en la cinta (62).

3. Un sistema según la reivindicación 2, caracterizado porque dicho dispositivo de elevación (10) comprende un cuerpo externo (71) que contiene un cilindro neumático (72) alimentado por medio de un regulador de caudal (73) adaptado para permitir la rotación de una corredera (74) sobre un pasador (75) integral con dicho cuerpo externo (71) entre una posición de reposo y una posición de trabajo con la cinta elevada (62), un resorte en el interior de la corredera permite el regreso del mismo a la posición de reposo.

4. Un sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque incluye unos módulos (51) que se pueden componer de acuerdo a diversas configuraciones, cada una de ellas comprende un primer par de carriles adyacentes y recíprocamente paralelos principal (1) y secundario (2) para el adelantamiento de los dispositivos de transporte (3) y/o para dirigir los dispositivos de transporte (3) de los tubos de ensayo (4) a las estaciones previas a los ensayos (19-20), las de los ensayos (17) y las posteriores a los ensayos (21), por deslizamiento de los dispositivos de transporte (3) mediante unas cintas transportadoras correspondientes (62) alojadas en dichos carriles (1-2), movibles en la misma dirección, y un segundo par de carriles similares (1-2), paralelos y adyacentes a dicho primer par, pero con un sentido contrario de movimiento a la cintas transportadoras (62) con respecto a dicho primer par.

5. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un dispositivo (5) de detección de altura y de presencia de fotovídeo que comprende dos sensores fotoeléctricos (301 y 302) activados por la unidad de control cuando la antena (23) colocada cerca de un punto de detección (22) detecta el código de identificación del dispositivo de transporte (3), el primer sensor (301) se activa para controlar la presencia del tubo de ensayo (4) en el dispositivo de transporte (3) el segundo sensor (302) se activa para controlar la altura del tubo de ensayo (4), la presencia del tubo de ensayo activa el lector de código de barras para el código de barras presente en la etiqueta del tubo de ensayo (4).

6. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una parte de esquina (12) que consta de dos módulos adyacentes de transporte rectilíneo (51), el paso de los tubos de ensayo desde un módulo (51) al otro se determina mediante unas placas horizontales motorizadas (110) adaptadas para tomar el dispositivo de transporte (3) del tubo de ensayo (4) desde una cinta (62) del primer módulo (51) depositándolo de este modo en la cinta (62) del segundo módulo (51).

7. Un sistema según la reivindicación 6, caracterizado porque comprende dos módulos rectilíneos de transporte (51) que son integrales entre sí y tienen una forma de "T" (15).

8. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos dispositivos de transporte (3) comprenden unos transpondedores alimentados por el campo electromagnético generado por la red de antenas (23).

9. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende unas puertas de parada (8) cada una de las cuales comprende un cuerpo externo (91) fijado a la estructura (63) del módulo de transporte (51) por medio de un soporte (97), y que incluye un selector movible (93) por medio de un cilindro neumático (92), alimentado por un regulador de flujo (96), entre una posición de bloqueo del dispositivo de transporte (3) y una posición de reposo en la que se permite el paso del dispositivo de transporte (3), un resorte ubicado en el interior del selector (93) permite el retorno a la posición de reposo desde la posición de bloqueo.

10. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un módulo de ajuste (81) del flujo de portadores cargados que tiene unos carriles de estacionamiento (82) y un carril de liberación (83).

11. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un dispositivo de giro en U (11) en un segmento intermedio del sistema de transporte, que comprende una placa (110) de giro en U en la que los portadores (3) son transportados por medio del carril principal (1), el carril secundario (2) proporciona el desvío del portador (3) si el giro en U no es necesario.

12. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un dispositivo (121) de bloqueo de tubo de ensayo que incluye un anillo (123) movible vertical y selectivamente entre una posición alta de reposo y una posición baja de bloqueo del tubo de ensayo en el que el anillo (123) se acopla con el tapón del tubo de ensayo.