专利名称：临床分析仪的计量系统自动对准方法
技术领域：
本发明涉及临床分析仪技术领域，特别涉及临床分析仪的计量系统校准和自动对准的新方法。
每个上述化学系统就其操作来说是有些独特的。例如已知“干式”化学系统通常包括样本供给件，包括多个样本容器、计量/运送机构和具有多个检验读取站的培养器。使用由可移动计量搬运件沿运送导轨运送长鼻部或探针，将一定量的样本吸入计量针。来自针的一定量样本接着计量(分配)到干式滑动件件上，该滑动件装载在培养器内。培养载物玻璃片件并获得分析物检测的光学读数或其它读数。
另一方面，“湿式”化学系统利用反应皿如小玻璃管，其中大量的患者样本，至少有一种试剂液体，和/或其它液体混合以便进行化验。还对被化验物进行培养，并进行分析物检验。“湿式”化学系统还包括计量机构以从样本供应件向反应皿输送患者样本。
多种已知临床分析仪与干式和湿式化学系统组合在单个装置中。但是，到目前为止，已经不试图通过有效地将组合临床分析仪的化学系统连接在一起以提高这样的装置的效率或分析量。
此外，在临床分析仪的制造或领域服务中，通常排列该系统的模块(如样本处理器、培养器、小玻璃管架等等)，以便模块上的样本计量点与计量系统的样本计量针对准。需要该对准以保证样本计量系统准确抽吸样本，并且将样本精确地分配到其要分配的地方。分析仪中需要该对准的点多达10至20点，但是，对准过程通常是手动和目测的过程，需要技术员的人工交互作用。因此，已知对准过程是十分费力的，并且有很高程度的主观性。此外，这些对准过程花费大量时间来完成和校验。
因此，到目前为止，还没有有效提供临床分析仪计量系统自动对准的方法。
本发明是一种临床分析仪的自动过程，不需要主管调整临床分析仪的部分如样本盘或包括分配器的计量系统。
在一个实施例中，本发明提供对准具有分配器的临床分析仪的方法，其中该方法包括步骤(a)将校准元件装载在临床分析仪的一部分上，；(b)沿预定方向(Y)将临床分析仪的分配器移动到校准元件之上的位置；(c)测量由分配器至校准元件的高度(Z)并且确定位置坐标(Yi，Zi)；(d)存储位置坐标(Yi，Zi)；(e)确定分配器位于校准元件之上的最大高度(Zmax)，定义为位置坐标(Yopt，Zmax)；以及(f)存储包括分配件位于校准元件之上的最大高度(Zmax)的位置坐标。
此外，该方法还包括重复步骤(b)-(e)，以便于识别和存储位置坐标(Yopt，Zmax)以及为沿Y方向的多个预定步骤重复步骤(b)-(e)。
本发明方法还包括沿X方向移动临床分析仪的所述部分，并测量所述分配器至所述校准元件的高度(Z)并确定位置坐标(Xi，Yopt，Zi)。该方法包括沿X方向移动或步进所述分析仪的所述部分，直到达到最大高度(Zmax)。
当确定所述分配器位于所述校准元件之上的最大高度(Zmax)时，位置坐标定义为(Xopt，Yopt，Zmax)。其中位置坐标(Xopt，Yopt，Zmax)用作分配器的对准点。
当根据上述方法校准临床分析仪时，在操作中，起动分配器以在对准点(Xopt，Yopt，Zmax)抽吸和分配液体，如样本、试剂等等。
此外，分配器的自动对准要求临床分析仪的所有要求部分重复上述本发明方法。
在本发明的其它实施例中，本发明提供一种自动对准临床分析仪分配器的方法，所述方法包括步骤(a)将校准元件装载在临床分析仪的一部分上，；(b)沿预定方向(Y)将临床分析仪的分配器移动到校准元件之上的位置；
(c)测量由分配器至校准元件的高度(Z)并且确定位置坐标(Yi，Zi)；(d)存储位置坐标(Yi，Zi)；(e)确定分配器位于校准元件之上的最大高度(Zmax)，定义为位置坐标(Yopt，Zmax)；以及(f)存储包括分配件位于校准元件之上的最大高度(Zmax)的位置坐标。
“组合”表示至少包括两个化学系统的分析仪，所述化学系统包含任何“干式”和/或“湿式”化学系统的组合。在简单而典型的“干式”化学系统中，将患者样本和/或其他液体由液体源吸出并堆积在干滑动件上，如Przyblyowicz等人的专利US3992158中所描述的。对干式滑动件进行培养，并确定在该滑动件上计量的样本中的至少一种分析物量，如通过使用静电计、反射计或其他合适的检验装置。
下面为了便于说明，“湿式”化学系统包括反应容器，容器中装有预定体积量的样本、试剂和为了进行化验而适当计量在反应容器中的其它液体。当将这些液体添加到被化验物中时培养该被化验物，从而完成特定的分析，如通过荧光、光视距测量计、光子探测和采用合适检验装置的类似方法。
在整个说明书中使用了几个术语，包括“计量端”和“微端”。为了便于说明，计量端指的是液体抽吸/分配器，当用于计量机构时，能够将该液体抽吸/分配器连接于长鼻部(proboscis)。计量端包括开口的上端和下分配端，能够保持一定容积量的液体。计量端在本领域中是众所周知。为便于说明，“微端”表示符合上述定义要求的计量端。此外，该端所具有的尺寸可以保存较少量(微量)的液体。此外，可以在计量端的范围内安装微端，下面将使其更清楚。
本说明书中所述的分析仪是具有单个“干式”化学系统和单个“湿式”化学系统的组合分析仪。但是，从下面的说明中很容易理解可能有几种体现本发明基本概念的变化和改进。例如，分析仪可包括一对干式化学系统。
参照
图1，图中示出了具有多个组成系统的自动组合临床分析仪10，对这些系统简要说明以给本发明提供足够的背景技术。分析仪10包括保持多个第一样本容器18的第一样本处理器14、包括计量输送导轨26和可沿输送导轨在多个站之间移动的计量搬运件30的主计量机构22。沿计量机构22移动路径布置的站是第一培养器组件34的计量站68。在计量站68，可以在干滑动件上堆积一定量的样本干滑动件接着可以穿梭移动到培养器组件34中。培养器组件34至少包括一个具有检验装置的读取站，该检验装置用于有相互关系的分析物检验，如反射计(未示)或静电计(未示)。上述组件各自包括所述自动组合分析仪10的干式化学系统。
再参照图1，分析仪10还包括具有计量搬运件44的第二检验机构42、试剂轮52、第二培养器组件56、微端供给件58和反应容器传送器60，检验搬运件44也可以沿计量输送导轨26移动，试剂轮52至少包括多个装有一种试剂液的盒，传送器60运送多个反应容器64。该部分说明仅列出了这些组件。在下面的说明中将另外说明有关其特征的细节。但是，为了便于说明，每个上述组件形成所述组合分析仪10的湿式化学系统。
如上所述，第一计量机构22和第二计量机构42在分析仪10的多个站之间移动。这些站中的每个站定义为计量搬运件30和44各自的计量停止点。通过示例的方式，并且不按照有意义的或优先的特定次序，这些计量停止点包括由第一计量机构22初始抽吸样本的第一计量点(P1)；需要时即为了稀释目的而能够采用的附加样本抽吸的反射计量点(P2)；引入优先/STAT样本的优先处理或STAT计量点(P3)；样本液体放置在干滑动件36上的薄膜计量点(P4)；密封端密封件142的计量端102下端105以形成小玻璃管的端密封点(P5)；第一计量机构22获得新计量端102的的第一端提取点(P6)；第一计量机构22在完成检验后离开使用过的计量端102或密封端102的的第一端排出点(P7)；第二计量机构42计量来自小玻璃管的样本的第二小玻璃管计量点(P8)；第一计量机构22获得另一个新计量端102的第二端提取点(P9)；第二计量系统进入(传统型)湿式的小玻璃管中计量的小玻璃管计量点(P10)；第二计量机构42提取新微端(未示)的微端提取点(P11)；第而计量机构42堆积使用过的微端的第二端排出点(P12)；以及第二计量机构42抽吸试剂轮52处的湿试剂的湿试剂计量点(P13)。
如以下公开内容详细所述，这些站或点(P1-P13)表示由计量机构22和42分别作用的各个点。因此，本发明目的在于提供采用分析仪10这些预定站或点(P1-P13)的一种系统校准和计量机构22和42自动对准的新方法。
现在参照图1，试样等分处理器40设置在上述分析仪10中干式化学系统的第一培养器组件34和湿式化学系统的第二培养器组件56之间并与其隔开。下面特别说明试样等分处理器40以及与所述组合分析仪10的湿式和干式化学系统结合的样本处理器的操作细节。
首先，如图1-3和5所示，试样等分处理器40包括具有盖84圆柱形壳体80。壳体的内部大小可容置多个保持部件，这些保持部件包括内转子组件88(图2中未示出)、一对位置传感器126、128和针去除组件122。每个上述部件连接于壳体80下安装板39的内表面上。此外，外转子组件92支承在壳体80的上部，外转子组件设置在盖84的圆周外侧。
也由安装板138内表面延伸的一对支柱90用于帮助支承盖住内转子组件88的盖84。盖84还包括中心把手86以及一对相对扭动的扣紧件87，该扣紧件与设置在支柱90中的相应开口相结合。盖84还包括下面要详细说明的针脱开组件154。下面更详细说明内外转子组件88、92。
参照图3、5和8，内转子组件88包括可转动圆环件96，借助齿轮驱动机构绕旋转轴旋转驱动圆环件96。传动机构包括具有旋转啮合部130的电机，旋转啮合部130在安装板138内表面上延伸。一组线性齿轮齿134设置在与啮合部130啮合的环件96内边缘上。内转子组件88的环件96还包括多个样本容器供应站100，围绕环件周围周向设置每个站。每个样本容器供应站100由槽形外开口104形成，槽形外开口104连接径向邻近内开口108。内开口108的大小远远大于开槽的外开口104，因此下面会变得明显。根据该特别实施例，在内环件96上设置30样本容器供应站100，但是很显然该参数很容易改变。
现在参照2、3、5和8，如上所述，试样等分处理器40的外转子组件92向着盖84圆周以外延伸。该组件由圆支承环114组成，圆支承环114具有多个沿圆周方向设置的电站顶供应站118，多个顶供应站118绕环的周围等距离隔开。与内转子组件88相同，齿轮传动机构用于旋转驱动环。设置在支承环114外边缘上的一组线性齿轮齿146通过(未示的)电机的(啮合部)啮合以便使支承环114转动。应该指出的是，上述齿轮传动机构只是示例。即，可以采用其它传动机构来引起支承环114或环件96转动。
外转子组件92和内转子组件88的支承环114和环件96分别是同心的，每个组件的旋转部件由其相应齿轮传动机构绕共同的旋转轴独立驱动。
根据该实施例，外转子组件92的支承环114还包括一连串周向间隔槽120，图8，槽120设置在环的外圆周上，以便在组装中帮助环的初始角度定位。
再参照2、3、5、和8，外转子组件92支承环114的每个顶供应站118是圆形开口，开口所具有的大小可由顶沉积站150的顶供应(未示)容置计量顶102，图9、10，，计量站设置成相邻盖166中的开口，盖166盖住外转子组件92可旋转支承环114的传动电机(未示)。根据该实施例，设置等距离隔开的顶供应站118的总数为60个，尽管应该很明显，如上所述，该参数适于改变。
根据该特别实施例，内外转子组件88、92的每个样本容器供应站100和顶供应站118所具有的尺寸可以容置液体抽吸/分配件。根据该实施例，液体抽吸/分配件是计量顶102，如图9和10所示，它们包括开口上端103和下分配端105，液体通过下分配端105得以分配。特别是，所述的计量顶是由Johnson&Johnson公司制造并以商标名VitrosTM销售的可弃塑料件，尽管很显然可以用其它液体分配/抽吸件代替。
参照图2-6，试样等分处理器40包括顶密封件142，通过普通装置如螺纹扣紧件将顶密封件142安装在课题80的外部。
特别参照图6，顶密封件142包括安装在处理器壳体80外部的壳体170，见图3，壳体具有内部174和盖住壳体上端的盖178。包括圆柱支承件194和加热件组件190的密封件壳体170中安装多个部件，加热件组件190放置在砧部186底部内的支承凹槽内。加热件组件190包括电阻型加热件和控制电热调节器。盖178包括中心开口182，该开口的大小可以使计量顶102穿过，见图9，使得能够通过与受热的砧部186结合而密封顶的分配端105开口。如果达到预定温度，则连接壳体170底部的安全自动调温器198自动断开顶密封件142，以便防止过热。有关计量顶以此方式进行密封的进一步的细节在申请号为09658356的美国专利申请中进行了描述，该申请的申请人是Jacobs等人，名称为“ANALYZERWITH SAMPLE QUALITY MEASUREMENT AND METHOD”，本文通过参考而合并了其全部内容。
参照图7试样等分处理器40还包括针脱开组件154，针脱开组件154设置在盖84下部的凹槽部210内。一对V形块214由一对位于相应槽形区215内的压缩弹簧218以偏置方式保持在第一或“主”位置。V形块214偏置，为的是在一对锥形面220之间形成预定间隙。盖84包括位于偏置部206内的开口162，开口162与V形块214的间隙对准，以便使计量尖102穿过，见图9。用于支承针脱开组件154部件的挡板222用扣紧件226(图7中仅示出了一个)安装在盖84下部，扣紧件226延伸穿过形成于挡板中的相应孔232。
参照图9和10，样本完整性读取站234包括站壳体240和光学读取器，如分光光度计，它包括设置在检验槽或腔239的相对侧面上的接收和发送光学器件236、238。根据该实施例，线性致动器244设置在站壳体240下面，具有接合件248的该致动器与其连接，接合件可垂直移动并包括针接收腔250和垂直延伸翼片252。致动器244和接合件248一起构成提升机构，将被保持的计量针102中液体内容物与分光光度计的接收和发送光学器件236、238对准。样本完整性读取站234的壳体240固定位于圆环96预定角度位置下面的安装板138上，腔239与样本容器供应站100对准，见图5。如下所述，设置样本完整性读取站234以提供密封计量针102样本内容物的分光光度计分析，为的是确定某些血清成分，如血色素、血清蛋白、脂蛋白等。
下面作更详细的说明，上述试样等分处理器40用于不同步的连接组合临床分析仪10的干式化学系统。已经对试样等分处理器40的单独特征或部件进行了说明，现在解释分析仪10的有关样本处理器操作的细节。
首先，当通过形成针堆积站150的开口由针供应件(未示)进行输送并落入设置在外转子组件92支承环114上的空的针供应站118内时装载多个非密封计量针102，一次装载一个。通过齿轮传动机构(未示)以递增方式旋转支承环114，以便使空的针供应站118与针堆积站150进行对准。
如上所述，最初样本处理器14包括多个以可移动方式设置在旋转传送件上的患者样本容器18。有关最初样本处理器14的细节和样本容器18对于本领域普通技术人员来说是公知的，并不构成本发明的实质部分。如上所述，计量输送导轨26与最初样本处理器14和辅助样本处理器40对准，使得计量针102能够由预定针供应站118连接到最初计量机构22的可移动计量搬运件30长鼻部，见图9。
计量搬运件30接着沿输送导轨26向着最初样本处理器14穿梭移动，利用真空吸取一定量的样本，而从患者样本容器18抽吸到计量针102中，如图9和10所示。有关计量针连接长鼻部的特别细节以及有关样本和其它液体的抽吸和计量是本领域技术人员所公知的。Collins等人的US4340390中公开了一个实例，通过参考而合并其全部内容。
再参照图11，计量搬运件30、44包括分配件340，分配件340包括移动分配件340横向通过多个站(图11中所示的P1至P13)的滑架342和用于升降站P1至P13中每个站处分配件340的垂直驱动件344。分配件340包括适于接收可弃计量针102的分配件头346，并通过管350与主动移动型的泵352连接(见图12)。泵352包括未示出的活塞，该活塞由双向步进电机354驱动。步进电极354以操作方式连接于控制系统410并进行控制。
沿一个方向由控制系统410起动电机354时，由泵352在管350中产生部分真空，液体被吸入针102中，直到部分地充满针为止。沿反方向起动电机354以计量来自针102的液体。在计量操作中，电机354驱动泵352工作一预定时间，在这段时间中，管350和针102中的压力升高到足以迫使10ul的液体流到分析滑动件上。在一定的操作状态下，根据吸到针102内的液体量，可以在将液体分配到分析滑动件上之前根据需要将其排出管350。压力传感器356以可操作方式连接于控制系统410并由其进行控制，从而密切监视管350中的压力，下面将对目的作详细说明。
安装滑架342以便其在计量输送导轨26上水平移动。导轨26支承在与图中未示出的分析仪架连接的支架343上。滑架342的驱动装置包括与转塔式驱动件374连接的双向步进电机372(图12)。驱动件374包括转筒376，由转筒376带动的缆索378支承在导向滑轮380上并与滑架342连接。步进电机372以可操作方式连接于控制系统410并由其进行控制。如图11、12所示，当沿反时针方向驱动电机372时，如图12所示，滑架342将向右移动(图11)。滑架342必须沿管定位在多个点或站，包括位置P1至P13的站。光电型水平位置传感器386与滑架342上的滑架翼片387合作以便精确地将滑架342设置在站P1至P13中的每个站处。
垂直驱动件344包括连接分配头346的齿条390。由安装在滑架342上的步进电机394驱动的小齿轮392使齿条390进行升降。垂直位置传感器396与齿条390上的齿条翼片398合作以便精确确定分配头346的垂直位置。通过带状电缆400将来自未示出电源的电力供给传感器396和电机392。传感器396和电机394通过带状电缆400以可操作方式连接于控制器410并由其控制。
在使用高效率临床分析仪10所公开的计量机构22和42时，如图1所示，计量操作大致每9秒进行一次。因此，会看到控制系统410必须仔细控制和监视计量循环中每个步骤，计量器30和44必须关于分析仪10其它部件定时工作。压力传感器356用于监视计量器30、44的工作执行情况。在管350中检测压力，如果出现的状态是堵住的针102、样本容器18中没有液体，或者针102和干滑动件36之间的液流分离，或者如果针102接近表面，则由压力传感器356检测这些情况。用于计量器30和44的控制系统410包括具有本领域中各种公知形式的一个或多个计算机，包括可编程微机。通常，对这样的计算机编程的命令和方法是本领域众所周知的，而不必作进一步的说明。但是如下详细所述的那样，所述控制系统410包括用于校准新方法的新算法和分析仪10的新自动对准方法。
计量搬运件30带动非密封计量针102，使抽吸的样本沿输送导轨26由样本处理器14向计量站68穿梭移动。在计量站68，装载计量针102内的患者样本的测定体积部被分配在干干滑动件上(如图1中36所示)，其设置成得以使用普通部件来将其装载到第一培养器组件34内，如使用往返推动器刀片39，再如图1所示，接着将被计量的样本与所述组合分析仪10中的干式化学系统结合。在被培养的比色的(colorimetric)或电位计的(potentiometric)干滑动件上计量样本，在读取站分析该样本以进行相关性分析检测。有关干滑动件的培养或检测在本领域是公知的，如已在发明名称为“Apparatus for Processing an AnalysisSlide”的US4296069中公开。
在上述计量步骤之后，计量针102接着由计量搬运件30向着试样等分处理器40或特别是向着针密封件142穿梭移动。在针密封件142处，计量针102放置在密封件壳体174的开口182内并下降，直到针相对于砧部186定位。来自加热件190的热量通过砧部186传递到针102的分配端105，针还连接于计量搬运件30的(未示的)长鼻部。进一步抽吸针102内的液体使其远离分配端105并形成泡沫，防止温度影响液体以及从要被密封的区域中去除液体。如上所述，发明名称为“ANALYZER WITH SAMPLE QUALITY MEASUREMENT ANDMETHOD”、申请号为09658356的美国专利申请中描述了关于上述密封操作的进一步细节。
上述密封操作密封了计量针102的分配端105，见图9、10，因此产生如下所述由本发明组合分析仪10的湿式化学系统所用的样本供应容器。
在上述密封步骤之后，以普通方式升起长鼻部(未示)，从针密封件142移动检测针102。接着通过计量搬运件30沿输送导轨26使检测针102向着设置在试样等分处理器40的盖84上的针脱开组件154穿梭移动。针脱开组件154的开口162与输送导轨26并特别与计量搬运件30的移动路径对准。长鼻部(未示)与连接的计量针102一起下降到盖84凸起部206的开口162内。最初，被密封计量针102的分配端105结合V形块214的斜面220，见图9、10。当长鼻部进一步下降时，由针102向着斜面施加向下的力，引起V形块之间的间隙变宽，并使整个计量针102穿过延伸的间隙。当计量针102上端103的上部已经穿过V形块214时，由于由每个压缩弹簧218向着长鼻部的本身施加偏置力，因而引起V形块向内关闭。因此长鼻部的上移引起靠着计量针102开口上端103肩部的结合，使针得以与长鼻部脱开并落入内转子组件88圆环96的空样本容器供应位置100内。
位于试样等分处理器40的倾倒位置的针存在传感器显示，在装载密封的计量针102之前样本容器供应站100是否是空的，传感器还包括确认已经被装载的新针的存在。
重复上述步骤，为的是单独将多个密封的计量针102添加到试样等分处理器40上，特别是添加到内转子组件88的样本容器供应站100上。通过驱动电机的接合部130和设置在环96上的齿轮齿134啮合的方式，以递增的方式或根据需要绕其旋转轴驱动内转子组件88的可旋转环96。关于抽吸站158和样本完整性读取站234，驱动保留样本容器(密封的计量针102)。根据本发明的实施例，样本完整性读取站成角度设置在针脱开组件154和抽吸站158之间。当然，每个以上站158、234的位置能够适当改变。应该指出的是，样本完整性读取站234在试样等分处理器40壳体内的布置使得在不影响分析仪10分析量的时间获取读数。
如图9和10清楚可见，由内转子组件88(见图3)向着样本完整性读取站234移动密封的计量针102。如上所述，样本完整性读取站234放置在关于可转动环96的样本容器供应站100的预定圆周位置。在该站234并根据本实施例，密封的计量针102以粗略角度方式与检验腔239对准，此外在该位置它还以大致垂直的方式与光学检验装置的接收和传递光学器件236、238对准，如图10所示。
本实施例的光学读取装置是分光光度计，它实现了保留在密封的可弃计量针102内样本的光吸收发射测量。密封的计量针102由透明的塑料材料制成，因此得以实现对液体内容物的光学检验。关于液体内容物的光学读取细节是公知的，其内容在Jacobs等人的US6013528和US5846492中公开，这里通过参考而合并其内容。
根据该实施例，使用提升机构以较好地或可重复地将每个密封计量针102对准光学检验装置的接收和发送光学器件236、238。最初接合致动器244，线性致动器244接合件248的针接收腔250所具有的尺寸可接收针102的分配端105，使针得以关于其位置在环96内向上移动(环在图9和10中未示出)。在获得装有测定用量样本读数之前，密封计量针的上移将装有测定用量样本液体的针下部置于光学检测装置的接收和发送部236、238之间的合适对准位置内。设置在接合件248上的翼片252用于实现在提升计量针102之前的光学读取装置的暗读取，上述合并的Jacobs专利较好的描述该内容。
在完成读取时，使接合件248下降，并再次使计量针下降而接合于相应样本容器供应位置100外槽形开口104内。通过其齿轮传动机构重新转动内转子组件88的环96，直到计量针102与代表抽吸站158的开口对准为止。如果需要样本，则第二计量系统42采用从向下延伸的长鼻部(未示)从微针装载器58取走微针，长鼻部从被移动到使用计量输送导轨26位置的可移动计量搬运件44相下延伸。根据针与长鼻部(未示)连接的第二计量机构操作，长鼻部关于计量搬运件44的升降，计量搬运件沿输送导轨26的移动和采用微针的液体抽吸和配置与第一计量机构的相同，见图1，不需要对这些细节及其本身作进一步说明。但是如上所述，微针是能装配在密封的计量针102界限内的液体分配件。
微针位于密封的计量针102界限内，为的是从密封针抽吸预定量的液体，以便使用该液体进行湿式化验或稀释。计量搬运件44接着将微针移动到与反应容器64对准的位置并分配抽吸的液体。在输送由第二样本容器抽吸的患者样本后，通过使已使用过的微针落入分析仪10的倾倒站(未示)而处理掉该微针。
根据该实施例，还采用分离的计量针102从试剂轮52将分离液体如至少一种试剂液体放入反应容器64，该计量针102从布置在反应轮内的容器中抽吸液体并按照需要分配试剂液体。例如，可采用通过第二计量机构42从外转子组件92获得的针102抽吸试剂，。最好湿式化验检验的调和利用作为时序安排组成部分的试样等分处理器40，为的是有效利用分析量。在申请日为2001年7月20日、申请号为09910399的美国专利申请中描述了有关所述分析仪的湿式化学部分操作的细节，其申请人为Jakubowicz等人，发明名称为“Chemistry System fora Clinical Analyzer”，这里通过参考而合并其内容。
一旦已经依照所有检验/化验使用完了密封的计量针102，这些检验/化验可以是根据组合分析仪10的时序安排所需的检验/化验，则内转子组件88的环96旋转到与针去除组件122对准的位置。在该位置，由组件向外移动的可动钩形片124接合凸出上端103和计量针102的针体，并且由供应站100的槽形外开口104向着较大直径内开口108拉动该针。样本容器供应站100的内开口108直径大于锥形计量针102上端103的直径，由此使针通过开口落入位于环96下面的倾倒站(未示)内。位置传感器128检测钩形片相对于内转子组件88的位置。校准和自动对准方法为了公开其余内容，术语“分配件”、“计量系统”、“计量装置”、“计量机构”和“计量搬运件”定义为分别包括计量搬运件30和44的第一计量机构22和/或第二计量机构42。
在利用本发明分析仪的校准和自动对准方法时，计量系统30、44利用压力水平检测方法而作为压力检测装置，如图11和12所示，用于检测一些部件中的液面，这些部件包括样本容器18(见图1)、试剂容器、试管、Eppendorf管或任何其它其中盛放具有固定或可变水平面介质的部件。
如图11和12所示，利用泵352计量系统30和44强迫空气流过管350并最终流过计量针102。此外，当强制将空气挤出计量针102时，计量针102慢慢下降到样本容器18或其它容器之一的位置，如上述的那些容器或校准件19(见图14A和14B)。此外，压力传感器356检测是在整个检测过程中计量针102内是否形成有背压。当计量针102到达液面以上的特定高度时，在计量针102内形成背压，其中压力传感器356检测压力变化。通过由压力传感器356向控制系统410发送反馈信号而由控制系统410监测被检测压力的变化。该背压信号向控制系统410报警，计量针102接近液面了。另外，在压力水平检测的场所中，可将电容水平检测与本发明一起使用。例如，分配件340由导电材料如金属或导电聚合体构成，使得其本身用于检测电容的变化，并由此作为本领域中公知的液面传感器。
对控制系统410预编程，以便将计量系统30和44自动移动到临床分析仪10上任何所需的位置。例如，控制系统410在至少两维或三维如图11中所示的正交的X、Y和Z上移动计量系统30和44。通过电机372和步进电机394的直接操作和控制，控制系统410控制计量系统30和44在这些明显不同的方向上移动。
此外，利用本发明上述水平检测方法检测和监测计量系统30和44距离非液体表面的距离。例如，该水平检测技术能够用于检测临床分析仪的各种部件如培养器环(未示)等中的高度变化。
如图13、14A和14B所示，采用校准元件19(见图14A和14B)来校准分析仪10。校准元件19具有固定的固体表面并且呈任何合适的部件或容器形式，如试管、样本容器试剂容器、Eppendorf管或类似物。此外，校准元件19能够采用分析仪10的任何其它非液体保持部件的形式。
在实施本发明校准方法时，将校准元件19预先定位在每个要求站或计量点如P1-P13(见图1)的，以便通过使用计量系统22和42(计量搬运件30和44)而为分析仪10提供最初校准程序。由本发明校准方法确定的所有校准信息存储在控制系统410的存储器(计算机)内。
图15中示出了本发明校准和自动对准方法的算法。因此，在实施本发明方法中，校准元件19装载在临床分析仪10的部分或特别位置上，其中计量系统30和44的分配件340由控制系统410移动到校准元件之上的预定位置。例如，分配件340沿Y方向移动或步进预定距离，使得分配件340将计量针102定位在校准元件19之上(图14A和14B)。
一旦分配件340沿预定的Y方向移动，则利用上述的压力水平检测技术，以便通过计量针102将空气挤出分配件340，并通过压力传感器356和控制系统410测量计量针102和分配件340中的背压。如上所述，将背压转变成由压力传感器356发送给控制系统410的信号。将该信号转换并与水平检测高度(Z)相关，该水平检测高度是计量针102的活塞部105与校准元件19表面之间的高度或距离。在此点，控制系统410识别分配件340的两维位置坐标，例如坐标(yi，Zj)，其中坐标(Yi，Zj)存储在控制系统410的存储器内。控制系统410接着使分配件340在校准元件19上沿Y方向移动或步进到下一预定步骤或增量，并再次进行压力检测程序，为的是确定在校准件19之上这一新位置处的高度(Z)。图14B中的虚线示出了分配件340沿Y方向的每个预定步骤及其相应水平监测高度测量(Z)。
一旦分配件340移动通过所有其预定Y方向步骤，则控制系统410识别两维坐标，该坐标表示分配件340(计量针102远端部)至校准元件19表面上最低点之间的最大距离或高度(Zmax)。由控制系统识别该坐标为(Yopt，Zmax)和存储在控制系统410的存储器中的坐标值。
在该点，对于已经沿三维如X方向移动的移动分析仪10的这些部分或部件，分析仪部分或部件沿X方向移动或步进预定距离，同时分配件340保持在沿Y维或方向的位置(Y坐标值Yopt保持恒定)。沿X方向操作本发明的压力水平检测程序而进行每个预定步骤，其中通过水平检测而检测和测量分配件340和校准元件19之间的距离和高度(Z)。控制系统410识别和存储所有坐标值(Xi，Yopt，Zi)，并进一步识别三维坐标，其中Z坐标(高度)处于其最大值(Zmax)。对于分析仪10特别部件或部分，该处坐标由控制系统410识别为(Xopt，Yopt，Zmax)和称之为对准点A。
因此，利用这些站中每个站的合适校准元件19对所有要求的部分或站如P1-P13(图1)重复本发明校准方法，在分析仪10的规则操作中，这些站与分配件340和计量针102接触和交互作用。在根据上述算法(见图15)和方法完成所有校准步骤后，在正常步骤中，分析仪10的控制系统410自动在分析仪10的所有要求和预定位置或站(P1-P13)与分配件340和计量针102对准。
通过示例的方式，本发明的校准和自动对准方法适于在以自动校准的方式分配件340和计量针102对准样本盘16的优选分配位置(Xopt，Yopt，Zmax)，如图13所示。在该实施例中，利用呈样本容器18形式的校准元件19(图14A和14B)校准分配件340和计量针102在样本容器18中的自动对准。因此，校准元件19放置在样本盘16中，位于样本盘16内沿计量线L的位置，如图13所示。
控制系统410接着沿计量线L步进移动计量系统30的分配件340，使得分配件340和计量针102位于校准件19之上的位置。如上所述，穿过计量线L的移动是沿所示的Y坐标方向。一旦分配件340靠近校准件19定位，则以上述方式利用压力水平检测技术。进行压力测量并将其转化成高度值(Z)，直到识别了最低点或最大高度(Zmax)并将其存储在控制系统410的软件(存储器)中为止。在此点，位置坐标存储为(Ypot，Zmax)。当分配件340保持在Y位置时，样本盘16沿R方向旋转，结果使(由校准元件19所占据的)样本容器位置沿X坐标方向移动。并且，根据上述的步骤，通过水平检测技术进行附加的高度测量，直到确定最大高度距离(Zmax)为止。如上所述，识别该坐标位置并将其存储在控制系统410的存储器(软件)内作为样本容器18的三维坐标(Xopt，Yopt，Zmax)，并且在临床分析仪10在正常状态下工作时，识别为这部分临床分析仪10的对准点A。
因此，在操作中，每次需要用分配件340抽吸样本时，临床分析仪10将分配件340移动到样本盘16的样本容器18对准点A(位置Xopt，Yopt，Zmax)。同样地，由于对所有要求的站例如站P1-P13实施根据本发明的校准方法，因此在起动如抽吸或分配分配件340的活动之前的规则操作中，临床分析仪10将分配件340移动到这些站或部件中的每个站或部件的对准点A。
显然可能有采用本发明发明原理的其它实施例和变化。例如，上述辅助样本处理器可以与具有多化学站的组合分析仪结合使用，或者处理器能够包括附加抽吸站以进行干式化学系统化验烯释。
权利要求
1.一种校准具有分配器的临床分析仪的方法，所述方法包括步骤(a)将校准元件装载在临床分析仪的一部分上；(b)沿预定方向(Y)将临床分析仪的分配器移动到校准元件之上的位置；(c)测量由分配器至校准元件的高度(Z)并且确定位置坐标(Yi，Zi)；(d)存储位置坐标(Yi，Zi)；(e)确定分配器位于校准元件之上的最大高度(Zmax)，定义为位置坐标(Yopt，Zmax)；以及(f)存储包括分配件位于校准元件之上的最大高度(Zmax)的位置坐标。
2.如权利要求1所述的方法，包括重复步骤(b)-(e)，以便于识别和存储位置坐标(Yopt，Zmax)。
3.如权利要求2所述的方法，包括为多个预定步骤沿Y方向重复步骤(b)-(e)。
4.如权利要求3所述的方法，包括沿X方向移动临床分析仪的所述部分，并测量所述分配器至所述校准元件的高度(Z)并确定位置坐标(Xi，Yopt，Zi)。
5.如权利要求4所述的方法，包括确定所述分配器在所述校准元件之上的最大高度(Zmax)，定义为位置坐标(Xopt，Yopt，Zmax)。
6.如权利要求5所述的方法，包括存储位置坐标(Xopt，Yopt，Zmax)作为所述分配器的对准点。
7.如权利要求6所述的方法，包括通过在所述对准点起动所述分配器而操作所述临床分析仪。
8.如权利要求6所述的方法，包括为所述临床分析仪的另一部分重复步骤(a)，并为所述临床分析仪的所述其它部分重复所有步骤。
9.如权利要求8所述的方法，包括通过在所述对准点起动所述分配器而操作所述临床分析仪。
10.如权利要求3所述的方法，包括通过采用所述分配器的水平险测测量所述分配器至校准元件的高度(Z)。
11.如权利要求3所述的方法，包括在步骤(a)将所述校准元件装载在样本盘中，并将所述临床分析仪的所述部分定义为所述样本盘。
12.如权利要求3所述的方法，包括在步骤(a)将所述校准元件装载在所述临床分析仪的一部分上，定义为主计量点。
13.如权利要求3所述的方法，包括在步骤(a)将所述校准元件装载在所述临床分析仪的一部分上，定义为反射计量点。
14.如权利要求3所述的方法，包括在步骤(a)将所述校准元件装载在所述临床分析仪的一部分上，定义为STAT计量点。
15.如权利要求3所述的方法，包括在步骤(a)将所述校准元件装载在所述临床分析仪的一部分上，定义为薄膜计量点。
16.如权利要求3所述的方法，包括在步骤(a)将所述校准元件装载在所述临床分析仪的一部分上，定义为针密封。
17.如权利要求3所述的方法，包括在步骤(a)将所述校准元件装载在所述临床分析仪的一部分上，定义为第一针获取点。
18.如权利要求3所述的方法，包括在步骤(a)将所述校准元件装载在所述临床分析仪的一部分上，定义为第一针排出点。
19.如权利要求3所述的方法，包括在步骤(a)将所述校准元件装载在所述临床分析仪的一部分上，定义为第二小玻璃管计量点。
20.如权利要求3所述的方法，包括在步骤(a)将所述校准元件装载在所述临床分析仪的一部分上，定义为第二针获取点。
21.如权利要求3所述的方法，包括在步骤(a)将所述校准元件装载在所述临床分析仪的一部分上，定义为小玻璃管计量点。
22.如权利要求3所述的方法，包括在步骤(a)将所述校准元件装载在所述临床分析仪的一部分上，定义为微针获取点。
23.如权利要求3所述的方法，包括在步骤(a)将所述校准元件装载在所述临床分析仪的一部分上，定义为第二针排出点。
24.如权利要求3所述的方法，包括在步骤(a)将所述校准元件装载在所述临床分析仪的一部分上，定义为湿试剂计量点。
25.如权利要求3所述的方法，其中步骤(a)包括呈试管形式的校准元件。
26.如权利要求3所述的方法，其中步骤(a)包括呈样本容器形式的校准元件。
27.如权利要求3所述的方法，其中步骤(a)包括呈试剂容器形式的校准元件。
28.如权利要求3所述的方法，其中步骤(a)包括呈Eppendorf管形式的校准元件。
29.如权利要求1所述的方法，包括步骤(b)-(f)使用控制系统。
30.一种自动对准临床分析仪分配器的方法，所述方法包括步骤(a)将校准元件装载在临床分析仪的一部分上，；(b)沿预定方向(Y)将临床分析仪的分配器移动到校准元件之上的位置；(c)测量由分配器至校准元件的高度(Z)并且确定位置坐标(Yi，Zi)；(d)存储位置坐标(Yi，Zi)；(e)确定分配器位于校准元件之上的最大高度(Zmax)，定义为位置坐标(Yopt，Zmax)；以及(f)存储包括分配件位于校准元件之上的最大高度(Zmax)的位置坐标。
31.如权利要求30所述的方法，重复步骤(b)-(e)，以便于识别和存储位置坐标(Yopt，Zmax)。
32.如权利要求31所述的方法，包括为沿多个预定步骤Y方向重复步骤(b)-(e)。
33.如权利要求32所述的方法，包括沿X方向移动临床分析仪的所述部分，并测量所述分配器至所述校准元件的高度(Z)并确定位置坐标(Xi，Yopt，Zi)。
34.如权利要求33所述的方法，包括确定所述分配器在所述校准元件之上的最大高度(Zmax)，定义为位置坐标(Xopt，Yopt，Zmax)。
35.如权利要求34所述的方法，包括存储位置坐标(Xopt，Yopt，Zmax)作为所述分配器的对准点。
36.如权利要求35所述的方法，包括通过在所述对准点起动所述分配器而操作所述临床分析仪。
37.如权利要求35所述的方法，包括为所述临床分析仪的另一部分重复步骤(a)，并为所述临床分析仪的所述其它部分重复所有步骤。
38.如权利要求37所述的方法，包括通过在所述对准点起动所述分配器而操作所述临床分析仪。
39.如权利要求32所述的方法，包括通过压力水平检测测量所述分配器至校准元件的高度(Z)。
40.如权利要求32所述的方法，包括在步骤(a)将所述校准元件装载在样本盘中，并将所述临床分析仪的所述部分定义为所述样本盘。
41.如权利要求32所述的方法，包括在步骤(a)将所述校准元件装载在所述临床分析仪的一部分上，定义为主计量点。
42.如权利要求32所述的方法，包括在步骤(a)将所述校准元件装载在所述临床分析仪的一部分上，定义为反射计量点。
43.如权利要求32所述的方法，包括在步骤(a)将所述校准元件装载在所述临床分析仪的一部分上，定义为STAT计量点。
44.如权利要求32所述的方法，包括在步骤(a)将所述校准元件装载在所述临床分析仪的一部分上，定义为薄膜计量点。
45.如权利要求32所述的方法，包括在步骤(a)将所述校准元件装载在所述临床分析仪的一部分上，定义为针密封。
46.如权利要求32所述的方法，包括在步骤(a)将所述校准元件装载在所述临床分析仪的一部分上，定义为第一针获取点。
47.如权利要求32所述的方法，包括在步骤(a)将所述校准元件装载在所述临床分析仪的一部分上，定义为第一针排出点。
48.如权利要求32所述的方法，包括在步骤(a)将所述校准元件装载在所述临床分析仪的一部分上，定义为第二小玻璃管计量点。
49.如权利要求32所述的方法，包括步骤(a)将所述校准元件装载在所述临床分析仪的一部分上，在定义为第二针获取点。
50.如权利要求32所述的方法，包括在步骤(a)将所述校准元件装载在所述临床分析仪的一部分上，定义为小玻璃管计量点。
51.如权利要求32所述的方法，包括在步骤(a)将所述校准元件装载在所述临床分析仪的一部分上，定义为微针获取点。
52.如权利要求32所述的方法，包括在步骤(a)将校准元件装载在临床分析仪的一部分上，定义为第二针排出点。
53.如权利要求32所述的方法，包括在步骤(a)将校准元件装载在临床分析仪的一部分上，定义为湿试剂计量点。
54.如权利要求32所述的方法，其中步骤(a)包括呈试管形式的校准件。
55.如权利要求32所述的方法，其中步骤(a)包括呈样本容器形式的校准件。
56.如权利要求32所述的方法，包括在步骤(a)将校准元件装载在临床分析仪的一部分上，定义为试剂容器。
57.如权利要求32所述的方法，包括在步骤(a)将校准元件装载在临床分析仪的一部分上，定义为Eppendorf管。
58.如权利要求30所述的方法，包括步骤(b)-(f)使用控制系统。
全文摘要
一种校准具有分配器的临床分析仪和用于自动对准临床分析仪的分配器的方法，包括步骤将校准元件装载在临床分析仪的一部分上，沿预定方向(Y)将临床分析仪的分配器移动到校准元件之上的位置；测量由分配器至校准元件的高度(Z)并且确定位置坐标(Yi，Zi)；存储位置坐标(Yi，Zi)；确定分配器位于校准元件之上的最大高度(Zmax)，定义为位置坐标(Yopt，Zmax)；以及存储包括分配件位于校准元件之上的最大高度(Zmax)的位置坐标。
文档编号G01N35/10GK1451967SQ03130769
公开日2003年10月29日 申请日期2003年3月29日 优先权日2002年3月29日
发明者L·A·巴尼斯 申请人:奥索临床诊断有限公司