自動化的樣品處理系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】自動化的樣品處理系統(tǒng)
[0001]相關申請的交叉參考
[0002]本申請涉及2012年11月7日提交的標題為“Automated Sample ProcessingSystem”的美國臨時專利申請?zhí)?1/723，736。本申請在此以引用方式全文并入于此用于所有目的。
【背景技術】
[0003]實驗室系統(tǒng)的軟件配置是已知的。
[0004]EP 2 450 711A1中描述了一個公開的分析系統(tǒng)。所述公開的系統(tǒng)包括彼此互動以優(yōu)化分析系統(tǒng)中的樣品處理工作流的樣品工作流管理器和儀器管理器，如EP 2 450 711A1的圖2中可見。
[0005]儀器管理器從用戶或LIS (實驗室信息系統(tǒng))接收測試程序，并將命令發(fā)送到連接的分析儀或如輸送單元的其它連接的自動化設備。樣品工作流管理器從連接的分析儀單元接收過程信息，并將預配置的處理路線發(fā)送到儀器管理器以處理信息。
[0006]美國專利號6，581，012中描述了另一公開的分析系統(tǒng)。本專利所描述的臨床實驗室系統(tǒng)的公開的軟件架構包括用于處理從測試請求到測試結果的工作流的三個層，其示意性地描繪于美國專利號6，581，012的圖2中。描述樣品排程的另一參考是美國專利號6，721，615ο
[0007]在用戶接口層，用戶輸入測試程序，所述測試程序被轉發(fā)到工作流自動化層。工作流自動化層從測試程序生成測試指令并將其轉發(fā)到物理元素層，以借助于連接的分析儀來進行所請求的測試。分析儀通過對應的SPM(樣本處理模塊)對象返回測試結果，且在工作流自動化層內，結果被驗證，并且如果有效就被轉發(fā)到用戶接口層以光學表示給用戶。
[0008]雖然所述系統(tǒng)可能是有用的，但是持續(xù)需要可提供更好的樣品處理優(yōu)化的系統(tǒng)。例如，由樣品容器的儀器管理器創(chuàng)建的處理計劃可具有許多不同的潛在路線。樣品容器所采取的路線可能不是最優(yōu)的，從而降低了實驗室系統(tǒng)的整體效率。期望改進整體效率，因為實驗室系統(tǒng)上經常有超過處理能力的樣品需要處理。
[0009]本發(fā)明的實施例解決這些和其它問題。

【發(fā)明內容】

[0010]本發(fā)明的實施例針對在診斷實驗室環(huán)境中，且尤其在具有由樣品輸送系統(tǒng)連接的多個診斷分析儀的自動化的診斷實驗室環(huán)境中的改進的樣品處理系統(tǒng)。通常，診斷實驗室環(huán)境包括對病人樣品執(zhí)行離散診斷測試的多個分析儀和制備所述病人樣品以進行測試的系統(tǒng)。自動化的診斷實驗室包括樣品制備系統(tǒng)、多個分析儀和用于在樣品制備系統(tǒng)和個別分析儀之間輸送病人樣品的系統(tǒng)。本發(fā)明針對控制樣品制備系統(tǒng)的操作和所述系統(tǒng)如何選擇、制備并傳送病人樣品到分析儀的過程控制架構。
[0011]在本發(fā)明的實施例中，工作流管理層(麗L)可生成樣品的處理計劃。所述處理計劃可包括關于需要在樣品上運行的過程(例如，免疫測定試驗、化學試驗等)的信息、關于系統(tǒng)上分析儀的狀態(tài)(例如，可用性、試劑狀態(tài)等)的信息和為分析儀上的下游處理做準備所需進行的制備樣品的具體步驟。所述處理計劃可被提供到過程控制層(PCL)，所述過程控制層可獨立于WML操作。與至少一個處理器一起工作的PCL可檢查等待被處理的所有樣品，并可對其進行評估。提取樣品的順序可取決于將在樣品上執(zhí)行的測試，和將被用以處理樣品的分析儀(或例如分析儀的其它處理設備)的類型和狀態(tài)(例如，如果在分析儀或其它處理設備處有將減緩整個過程的樣品的任何備份)。
[0012]WML可為單一的層，或在一個實施例中為兩個單獨的層。在這個實施例中，第一層接收關于每個樣品上要執(zhí)行的測試類型的指令，以編制基本分析儀列表來路由所述樣品。第二層與用以獲得路線的WML的第一層和個別分析儀通信，以確定所述分析儀是否可執(zhí)行所需的測試，擁有足夠的耗材和試劑來進行所述測試并以其他方式操作。這個信息連同路線被傳輸到PCL。PCL利用所述信息根據各種規(guī)則選擇合適的病人樣品進行處理，從而最大化通過實驗室的病人樣品的流。
[0013]在一些實施例中，首先處理的樣品將取決于這些特定的規(guī)則。例如，一個規(guī)則可為僅首先提取STAT(具有短的周轉時間或高處理優(yōu)先級的樣品管)樣品，但只在其相比任何其它非STAT樣品能更快地處理的情況下如此。系統(tǒng)中每個分析儀前的輸入緩沖器可由PCL分析，以確定其是否被裝滿到添加更多的樣品到輸入緩沖器將減慢系統(tǒng)的程度。例如，包括STAT樣品和非STAT樣品的兩個樣品可能需要被實驗室自動化系統(tǒng)處理。STAT樣品可能需要經過免疫分析儀A，且PCL可確定存在等待被免疫分析儀A處理的其它樣品的隊列。另一方面，非STAT樣品不需要由免疫分析儀A來處理，而是將由不具有等待處理的樣品隊列的免疫分析儀B和化學分析儀A來處理。在這種情況下，在選擇STAT樣品進行處理之前，可選擇非STAT樣品進行處理，以整體考慮到系統(tǒng)的限制而最大化處理速度和實驗室自動化系統(tǒng)的利用。此外，也可將樣品制備系統(tǒng)制備每個樣品以供下游分析儀進行處理所需步驟的數量和類型納入選擇樣品的考慮，以最大化通過整個實驗室系統(tǒng)的流。
[0014]在本發(fā)明的實施例中，在WML和實驗室自動化系統(tǒng)以及可控制的實驗室設備之間可能有恒定的通信，所述實驗室自動化系統(tǒng)包括PCL和連接和非連接的分析儀，所述可控制的實驗室設備被包含在樣品制備系統(tǒng)中，例如所包括的離心機、移液器等。WML可不斷地接收關于連接和非連接的分析儀的狀態(tài)(例如，分析儀可操作、不可操作、忙碌、空閑等)，或其它可控制的實驗室設備的更新，且可不斷地將處理計劃和分析儀狀態(tài)信息提供到PCL。使用該信息，PCL可獨立操作，以生成依賴于所述樣品的路線的病人樣品的排程，所述排程可優(yōu)化通過實驗室自動化系統(tǒng)和其它可控制的實驗室設備的樣品的處理。
[0015]在本發(fā)明的實施例中，處理樣品的時間，即從處理開始的時間到樣品被分析儀分析之后的時間，可被特征化為兩個時間段。第一時間段(時段A)可為通過實驗室自動化系統(tǒng)的樣品制備系統(tǒng)處理樣品的速度，其中制備樣品以進行分析。第二時間段(時段B)可為處理所制備的樣品以在所需分析儀上確定測試結果所需要的剩余時間。本發(fā)明的實施例可用以有效地最小化第一時間段(時段A)和第二時間段(時段B)的總和。
[0016]本發(fā)明的一個實施例針對一種方法，包括:由至少一個處理器使用工作流管理層來生成樣品容器(例如，樣品管)中樣品的處理或路線計劃，和將所述路線計劃提供到過程控制層(PCL)。所述路線計劃包括可呈給定順序的處理指令的列表。所述方法也包括由使用過程控制層的至少一個處理器根據路線計劃且根據樣品制備系統(tǒng)的可用性和樣品的優(yōu)先級來確定通過樣品制備系統(tǒng)且到所需分析儀中的每一個的優(yōu)化路線，使用過程控制層(PCL)，和使用優(yōu)化路線來處理樣品。
[0017]本發(fā)明的另一實施例針對一種計算機裝置，包括至少一個處理器，和存儲器設備，所述存儲器設備存儲可由至少一個處理器執(zhí)行的多個軟件部件。所述多個軟件部件包括:工作流管理層，其可操作以生成包括呈給定順序的處理步驟列表的處理計劃；和處理器控制層，其可操作以確定優(yōu)化路線。
[0018]本發(fā)明的另一實施例針對一種系統(tǒng)，包括多個樣品處理子系統(tǒng)，和計算機裝置。所述計算機裝置包括至少一個處理器，和存儲器設備，所述存儲器設備存儲可由至少一個處理器執(zhí)行的多個軟件部件。所述多個軟件部件包括工作流管理層，其可操作以生成處理計劃；和處理器控制層，其可操作以選擇優(yōu)化路線。
[0019]本發(fā)明的另一實施例針對一種自動化的樣品處理系統(tǒng)，包括工作流管理控制器，所述工作流管理控制器包括第一處理器，和第一計算機可讀介質，所述第一計算機可讀介質包括工作流管理層。所述系統(tǒng)也包括LAS控制器，其耦接到工作流管理控制器且為實驗室自動化系統(tǒng)的一部分，所述LAS控制器包括第二處理器，和第二計算機可讀介質，所述第二計算機可讀介質包括過程控制層和中間控制層。
[0020]本發(fā)明的另一實施例針對一種方法，包括:由工作流管理控制器來將待處理的樣品的指令數據提供到耦接到工作流管理控制器的LAS控制器，所述工作流管理控制器包括第一處理器，和第一計算機可讀介質，所述第一計算機可讀介質包括工作流管理層，所述LAS控制器為實驗室自動化系統(tǒng)的一部分，且包括第二處理器，和第二計算機可讀介質，所述第二計算機可讀介質包括過程控制層和中間控制層。所述方法也可包括由LAS控制器來執(zhí)行指令數據。
[0021]本發(fā)明的另一實施例針對一種方法，包括:由使用過程控制層的至少一個處理器將路線段提供到中間控制層。所述方法也包括:由至少一個處理器和中間控制層來生成指令以控制路線段的子系統(tǒng)或路線段的子組件容器的操作，其中子組件容器控制與子組件容器相關的多個子組件。所述方法也包括由設備控制層來執(zhí)行指令。在一些實施例中，中間控制層(MCL)還可從PCL接收路線段以進行處理，且這些路線段還可由MCL來優(yōu)化。在本發(fā)明的實施例中，MCL可獨立于PCL和WML操作。
[0022]本發(fā)明的另一實施例針對一種系統(tǒng)，包括計算機裝置，所述計算機裝置包括至少一個處理器，和存儲器設備，所述存儲器設備存儲可由至少一個處理器執(zhí)行的多個軟件部件。所述軟件部件包括過程控制層，其配置為使用至少一個處理器將路線段提供到中間控制層；中間控制層，其配置為使用至少一個處理器生成指令以控制路線段的子系統(tǒng)或路線段的子組件容器的操作。所述子組件容器控制與子組件容器相關的多個子組件。所述系統(tǒng)也包括設備控制層，其配置為使用至少一個處理器來執(zhí)行指令。
[0023]在又一實施例中，WML由兩個單獨的控制層形成。這些層可使用單個處理器，或兩個或更多個不同的處理器來執(zhí)行。第一層接收關于將在病人樣品上執(zhí)行的測試的類型的指令。該第一層然后編制限定執(zhí)行所述測試所需的分析儀的類型的所述樣品的路線計劃。所述路線計劃只識別分析儀的類型，而非將執(zhí)行所述測試的指定分析儀。第二控制層提供與樣品制備系統(tǒng)和個別分析儀的連續(xù)通信。該第二控制層查詢制備系統(tǒng)和分析儀以確定這些單元中每一個的狀態(tài)。這個狀態(tài)包括每個系統(tǒng)或分析儀的可用性、每個系統(tǒng)或分析儀處必要試劑和耗材的量，和每個系統(tǒng)或分析儀的維護和/或質量類型狀態(tài)。該第二層將關于制備系統(tǒng)和分析儀的狀態(tài)的信息連同樣品路線信息提供到PCL，PCL然后利用所述信息來編制通過實驗室系統(tǒng)的個別樣品的排程。根據這個實施例，第一 WML層可由被稱為中間件的物品涵蓋，其中第二層為當前未用于實驗室自動化系統(tǒng)中的附加的處理層。
[0024]下文中更詳細地描述了本發(fā)明的這些和其它實施例。
【附圖說明】
[0025]圖1A是根據本發(fā)明的一個實施例的高階管理架構的方框圖。
[0026]圖1B是根據本發(fā)明的一個實施例的管理架構的方框圖。
[0027]圖1C示出了說明根據本發(fā)明的一個實施例的自動化的樣品處理系統(tǒng)的一些部件的方框圖。