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IT201900006738A1 - Dispositivo e procedimento per screening di un campione biologico - Google Patents

Dispositivo e procedimento per screening di un campione biologico Download PDF

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IT201900006738A1
IT201900006738A1 IT102019000006738A IT201900006738A IT201900006738A1 IT 201900006738 A1 IT201900006738 A1 IT 201900006738A1 IT 102019000006738 A IT102019000006738 A IT 102019000006738A IT 201900006738 A IT201900006738 A IT 201900006738A IT 201900006738 A1 IT201900006738 A1 IT 201900006738A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
container
radiation
biological sample
analysis
camera
Prior art date
Application number
IT102019000006738A
Other languages
English (en)
Inventor
Gianandrea Pedrazzini
Original Assignee
Inpeco Holding Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inpeco Holding Ltd filed Critical Inpeco Holding Ltd
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Priority to US17/609,884 priority patent/US11965824B2/en
Priority to BR112021020741A priority patent/BR112021020741A2/pt
Priority to CN202080034846.0A priority patent/CN113950620B/zh
Priority to EP20742844.2A priority patent/EP3966551B1/en
Priority to PCT/IB2020/054317 priority patent/WO2020229957A1/en
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Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo:
"Dispositivo e procedimento per screening di un campione biologico"
TESTO DELLA DESCRIZIONE
Campo dell'invenzione
La presente invenzione riguarda un dispositivo per lo screening di un campione biologico contenuto in un contenitore che è ospitato da un dispositivo di trasporto e che ha almeno una etichetta attaccata su una sua superficie, detto dispositivo comprendendo:
- un sistema di illuminazione comprendente una sorgente di radiazione,
- una stazione di analisi nella quale detto contenitore è irradiato da una radiazione emessa da detta sorgente di radiazione, e comprendente un rilevatore ottico per raccogliere detta radiazione dopo che ha irradiato il contenitore,
- una fibra ottica connessa ad una prima estremità con detto sistema di illuminazione e ad una seconda estremità con detta stazione di analisi, per convogliare la radiazione emessa da detta sorgente di radiazione verso detto contenitore in detta stazione di analisi,
- una linea di trasporto automatizzata comprendente un convogliatore automatico per far avanzare detto dispositivo di trasporto ospitante detto contenitore attraverso detta stazione di analisi, e
- un controllore elettronico, configurato per elaborare segnali emessi da detto rilevatore ottico.
Tecnica nota
Oggigiorno, nei laboratori clinici, è sempre maggiore l’esigenza di assicurare un elevato livello di precisione nell’analisi su campioni biologici.
Un campione biologico viene abitualmente trasportato lungo una linea di trasporto automatizzata comprendente un convogliatore automatico a nastro per essere indirizzato agli opportuni apparecchi analizzatori.
I contenitori di campioni biologici possono essere di diversi tipi. Nella trattazione che segue ci si riferisce per semplicità ad una provetta, supportata da un opportuno dispositivo di trasporto in grado di essere trasportato lungo il nastro.
Il campione biologico contenuto in provetta, prima di essere indirizzato agli analizzatori, deve essere centrifugato affinché avvenga la separazione tra parte liquida (plasma o siero) e parte corpuscolare, eventualmente separate dal gel di separazione se originariamente presente nella provetta.
Una volta che il campione è giunto presso un analizzatore, generalmente la determinazione di un valore di un determinato analita è realizzata mediante tecniche spettrofotometriche, avendo cura di predisporre preventivamente un’aliquota del contenuto di una provetta madre, che viene separato in una o più cuvettes figlie.
L’analisi viene quindi effettuata su una cuvette, posta tra una sorgente di radiazione e un fotodiodo. Il risultato dell'analisi si ottiene attraverso la lettura del valore di un segnale ricevuto dal fotodiodo dopo che il segnale stesso, emesso dalla sorgente di radiazione, ha attraversato la cuvette.
Si manifestano dei problemi poiché spesso un campione biologico è già in partenza corrotto dal presentarsi di alterazioni di alcuni specifici parametri, che possono inficiare il risultato dell’analisi svolta dall’analizzatore.
In particolare, tra le suddette alterazioni possono essere presenti gli “indici di siero" tali per cui, nel caso il campione biologico in esame sia del siero o del plasma, esso presenta un colore anomalo. Sono, ad esempio, noti tre casi, corrispondenti a tre tipi di alterazione distinti:
- Emolisi (di seguito “H”), per cui il siero presenta un colore rosso vivo dovuto alla rottura dei globuli rossi;
- Itterizia (“I”), per cui il siero presenta un colore giallo intenso dovuto ad un eccesso di bilirubina nel sangue, osservabile soprattutto in individui soggetti a patologie epatiche;
- Lipemia (“L”), per cui il siero presenta un colore bianco latte dovuto alla presenza di lipidi nel sangue.
Esistono diverse possibilità note per rilevare preventivamente la presenza di tali alterazioni.
Una prima soluzione è quella in cui il personale esperto di laboratorio effettua un’analisi visiva del campione, ricercando i rispettivi colori caratteristici del siero nei tre casi sopra descritti. In caso di evidente presenza di uno dei tre fattori, il campione biologico alterato viene scartato, poiché la sua analisi porterebbe a risultati inevitabilmente corrotti. Naturalmente l'analisi visiva comporta una notevole perdita di tempo del personale di laboratorio, che ritarda l'espletamento di altre funzioni.
Una seconda soluzione è quella di effettuare lo screening degli indici di alterazione a bordo dell’analizzatore. Anche questa soluzione tuttavia, oltre a richiedere spesso un impiego significativo di reagenti, comporta uno spreco di tempo poiché, qualora lo screening dei suddetti indici dia un risultato positivo, anche i risultati di altre analisi condotte dall’analizzatore sarebbero da considerare non attendibili, ovvero l’analizzatore avrebbe lavorato inutilmente. Inoltre, uno screening eseguito dall’analizzatore comporta uno spreco di tempo anche nel caso in cui abbia esito positivo, dovuto alla necessità di predisporre un’aliquota del campione e di sollevarla dal dispositivo di trasporto che la ospita per portarla ad una stazione per l’analisi spettrofotometrica.
Nei dispositivi noti per lo screening di un determinato parametro (o analita) in un campione biologico, si è soliti illuminare il campione con una radiazione nota e rilevare l’intensità della radiazione trasmessa a valle del campione e rilevata da un sistema di rilevamento, ad esempio un fotodiodo.
Ciascuna tipologia di parametro rilevabile mostra, in virtù della propria natura, una risposta diversa in funzione della lunghezza d’onda della radiazione che lo colpisce. Ogni parametro mostra perciò una curva caratteristica, che denota dei picchi di assorbimento a specifiche lunghezze d'onda, determinate sperimentalmente. Per rilevare la presenza di un determinato parametro è dunque particolarmente indicato irradiare il campione biologico, contenuto in una provetta, con una radiazione alla lunghezza d'onda per cui la curva caratteristica di quel parametro mostra un picco di assorbimento: in tal modo, infatti, un sensibile decadimento del segnale rilevato dal fotodiodo a valle della provetta è sintomo di un assorbimento della radiazione da parte del campione, e quindi della presenza all’interno del campione stesso del parametro in esame.
Volendo procedere con un’analisi per H, I o L in di siero sanguigno, si osservano delle curve di assorbimento, ottenute sperimentalmente per ciascuno dei tre indici, riportate nel grafico rappresentato nella figura 10 dei disegni annessi alla presente descrizione.
Come già detto, è utile effettuare l’analisi di ciascuno degli indici basandosi su una lunghezza d’onda dove l’assorbimento manifesta un picco: in questo modo, il campione di siero colpito da una radiazione con lunghezza d’onda corrispondente al picco manifesta un segnale in uscita caratterizzato da una notevole attenuazione, segno della presenza dell’indicatore di interesse (H, I o L a seconda dei casi). A titolo esemplificativo, si riporta lo spettro di assorbimento caratteristico per H nella figura 11.
Tuttavia, se si effettua l’analisi limitandosi alla sola lunghezza d’onda di massimo assorbimento, avendo perciò come unico risultato un valore di intensità della luce trasmessa, si espone il risultato stesso all’influenza di altri parametri, quali le caratteristiche fisiche della provetta. Il risultato può essere infatti inficiato, ad esempio, dall’ampiezza della finestra di ispezione, ovvero dell’area tipicamente di forma rettangolare sulla superficie della provetta che viene effettivamente investita dalla radiazione. Un’ampiezza maggiore di tale area si accompagna ad una maggiore quantità di radiazione trasmessa. Allo stesso modo, altri fattori fisici che possono incidere sono l’ampiezza (ed eventualmente il numero, se ne è presente più di una) delle etichette apposte sulla provetta, nonché l’orientamento con cui esse sono applicate. Inoltre, può influire sul passaggio o meno di radiazione anche il materiale di cui è fatta la provetta.
Per queste ragioni, è bene effettuare l’analisi rilevando non solo l’intensità del segnale alla lunghezza d'onda del picco di assorbimento, ma anche ad una lunghezza d’onda di riferimento. Viene quindi effettuato un rapporto tra le due intensità, avendo cura che i valori per le due diverse lunghezze d’onda siano stati ottenuti a parità delle sopra menzionate condizioni fisiche della provetta, in modo che non incidano.
Il segnale viene tipicamente rilevato da una fotocamera che acquisisce delle immagini del campione e che lavora nello spettro del visibile (da 440 nm a 700 nm). Perciò è necessario mantenersi in questo intervallo di lunghezze d’onda.
Un dispositivo che sfrutta il rapporto tra le intensità trasmesse di una radiazione di riferimento ed una radiazione di assorbimento, secondo il meccanismo sopra descritto, per effettuare lo screening di un campione biologico e, in particolare, per rilevare la presenza degli indici di siero, è ad esempio descritto nel documento US 7,688,448 B2. In tale soluzione nota, tuttavia, la trasmissione della radiazione attraverso il campione biologico può essere influenzata da eventuali disomogeneità della superficie del contenitore o etichette attaccate su di essa, rischiando di inficiare la precisione e l'accuratezza della rilevazione.
Scopo dell'invenzione
Lo scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo per lo screening di un campione biologico del tipo indicato all'inizio della presente descrizione in grado di effettuare una analisi accurata e precisa anche in presenza di etichette o di disomogeneità sulla superficie del contenitore del campione analizzato.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo del tipo sopra indicato che consenta di automatizzare le operazioni di screening di un campione biologico e di velocizzare l'intera procedura di analisi.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo del tipo sopra indicato che sia semplice ed economico da utilizzare.
Sintesi dell'invenzione
In vista di raggiungere uno o più dei suddetti scopi, l'invenzione ha per oggetto un dispositivo per lo screening di un campione biologico contenuto in un contenitore che è ospitato da un dispositivo di trasporto e che ha almeno una etichetta attaccata su una sua superficie, detto dispositivo comprendendo:
- un sistema di illuminazione comprendente una sorgente di radiazione,
- una stazione di analisi nella quale detto contenitore è irradiato da una radiazione emessa da detta sorgente di radiazione, e comprendente un rilevatore ottico per raccogliere detta radiazione dopo che ha irradiato il contenitore,
- una fibra ottica connessa ad una prima estremità con detto sistema di illuminazione e ad una seconda estremità con detta stazione di analisi, per convogliare la radiazione emessa da detta sorgente di radiazione verso detto contenitore in detta stazione di analisi,
- una linea di trasporto automatizzata comprendente un convogliatore automatico per far avanzare detto dispositivo di trasporto ospitante detto contenitore attraverso detta stazione di analisi, e
- un controllore elettronico, configurato per elaborare segnali emessi da detto rilevatore ottico.
Detto dispositivo è caratterizzato dal fatto che:
- detto sistema di illuminazione comprende un dispositivo portafiltri posto a valle di detta sorgente di radiazione e comprendente almeno due filtri per selezionare almeno due radiazioni con diverse lunghezze d’onda,
- detto rilevatore ottico della stazione di analisi è in forma di fotocamera o videocamera, predisposta per raccogliere la radiazione riflessa da un volume di campione nel contenitore e da detta almeno una etichetta attaccata al contenitore, quando l’etichetta sia sul lato del contenitore opposto a quello da cui proviene la radiazione emessa da detta fibra ottica,
- detta stazione di analisi comprende inoltre un sistema per il rilevamento ottico del contenitore preliminarmente all’analisi del campione biologico in esso contenuto,
- in cui detto sistema di rilevamento del contenitore include un pannello di retroilluminazione ed un illuminatore frontale posti uno di fronte all'altro e predisposti per illuminare detto contenitore, e per consentire a detta fotocamera o videocamera di acquisire, ed eventualmente immagazzinare, almeno una immagine di detto contenitore, e per inviare a detto controllore elettronico una informazione sulla base di detta almeno una immagine acquisita,
- detta stazione di analisi comprende un sistema di rotazione per ruotare detto contenitore intorno ad un proprio asse verticale,
- detto controllore elettronico è configurato e programmato per controllare detto sistema di rotazione sulla base dell'informazione ricevuta da detta fotocamera o videocamera per posizionare detto contenitore in modo che, durante la successiva fase di analisi del campione biologico contenuto nel contenitore:
a) detta almeno una etichetta attaccata sulla superficie di detto contenitore sia disposta sul lato opposto a quello da cui proviene la radiazione emessa dalla fibra ottica, e
b) la radiazione emessa da detta fibra ottica irradi detto volume di campione in corrispondenza di una finestra di ispezione predeterminata.
In una forma di attuazione, il dispositivo portafiltri comprende almeno due filtri per selezionare rispettivamente una radiazione di assorbimento con lunghezza d'onda di 450 nm e una radiazione di riferimento con lunghezza d'onda di 660 nm, al fine di rilevare la presenza di lipemia nel campione biologico.
In un'altra forma di attuazione, il dispositivo portafiltri comprende almeno due filtri per selezionare rispettivamente una radiazione di assorbimento con lunghezza d'onda di 575 nm e una radiazione di riferimento con lunghezza d'onda di 660 nm, al fine di rilevare la presenza di emolisi nel campione biologico.
In un'altra forma di attuazione, il dispositivo portafiltri comprende almeno tre filtri per selezionare rispettivamente una prima radiazione di assorbimento con lunghezza d'onda di 575 nm, una seconda radiazione di assorbimento con lunghezza d'onda di 520 nm e una radiazione di riferimento con lunghezza d'onda di 660 nm, al fine di rilevare la presenza di itterizia nel campione biologico.
Nella forma di attuazione preferita, il dispositivo portafiltri comprende almeno quattro filtri per selezionare tre radiazioni di assorbimento con lunghezze d'onda rispettivamente di 450 nm, 520 nm e 575 nm, ed una radiazione di riferimento con lunghezza d'onda di 660 nm, al fine di rilevare la presenza di emolisi, itterizia e lipemia nel campione biologico effettuando un'unica analisi.
Preferibilmente, il dispositivo portafiltri comprende almeno un ulteriore filtro nero, al fine di effettuare un controllo di qualità sulla radiazione emessa dalla sorgente di radiazione.
Nella forma di attuazione preferita, il dispositivo portafiltri è una ruota portafiltri.
Preferibilmente, la fotocamera o videocamera è dotata di almeno un primo sensore sensibile alla radiazione di riferimento e di almeno un secondo sensore sensibile alla radiazione di assorbimento, predisposti per rilevare i valori di intensità delle componenti della radiazione di riferimento e della radiazione di assorbimento che non sono assorbite dal campione biologico ed inviare tali valori di intensità al controllore elettronico.
Nella forma di attuazione preferita, il controllore elettronico è configurato e programmato per elaborare un rapporto tra il valore di intensità della componente della radiazione di assorbimento non assorbita dal campione biologico e il valore di intensità della componente della radiazione di riferimento non assorbita dal campione biologico, in qualunque ordine.
Secondo una ulteriore caratteristica della forma di attuazione preferita, il pannello di retroilluminazione e la sorgente di radiazione sono diodi ad emissione di luce (LED).
Preferibilmente, la linea di trasporto automatizzata è predisposta per trasportare il dispositivo di trasporto ospitante il contenitore a valle della stazione di analisi sino ad un apparecchio analizzatore.
Nella forma di attuazione preferita, la linea di trasporto automatizzata comprende una stazione posta a valle della stazione di analisi e a monte dell'apparecchio analizzatore, predisposta per la rimozione di contenitori designati come non accettabili a seguito dell'analisi condotta nella stazione di analisi.
L'invenzione ha anche per oggetto un procedimento per lo screening di un campione biologico contenuto in un contenitore che è ospitato da un dispositivo di trasporto e che ha almeno una etichetta attaccata su una sua superficie, detto procedimento comprendendo le fasi di:
- predisporre una linea di trasporto automatizzata comprendente un convogliatore automatico per far avanzare detto dispositivo di trasporto ospitante detto contenitore attraverso una stazione di analisi,
- irradiare detto contenitore in detta stazione di analisi con una radiazione emessa da una sorgente di radiazione e raccogliere tramite un rilevatore ottico detta radiazione dopo che ha irradiato il contenitore, e
- predisporre un controllore elettronico per elaborare segnali emessi da detto rilevatore ottico per effettuare lo screening del campione biologico contenuto nel contenitore.
Detto procedimento è caratterizzato dal fatto che:
- la radiazione emessa da detta sorgente di radiazione viene filtrata selezionando un filtro fra almeno due filtri portati da un dispositivo portafiltri posto a valle di detta sorgente di radiazione,
- detto rilevatore ottico della stazione di analisi è in forma di fotocamera o videocamera, predisposta per raccogliere la radiazione riflessa da un volume di campione nel contenitore e da detta almeno una etichetta attaccata al contenitore, quando l’etichetta sia sul lato del contenitore opposto a quello da cui proviene la radiazione emessa da detta fibra ottica,
- preliminarmente all’analisi del campione biologico contenuto nel contenitore viene effettuato un rilevamento ottico del contenitore, facendo uso di un pannello di retroilluminazione e di un illuminatore frontale posti uno di fronte all'altro e predisposti per illuminare detto contenitore, e per consentire a detta fotocamera o videocamera di acquisire, ed eventualmente immagazzinare, almeno una immagine di detto contenitore, e per inviare a detto controllore elettronico una informazione sulla base di detta almeno una immagine acquisita,
- detto contenitore viene ruotato intorno ad un asse verticale, sulla base dell'informazione ricevuta da detta fotocamera o videocamera per posizionare detto contenitore in modo che, durante la successiva fase di analisi del campione biologico contenuto nel contenitore:
a) detta almeno una etichetta attaccata sulla superficie di detto contenitore sia disposta sul lato opposto a quello da cui proviene la radiazione diretta verso il contenitore, e
b) la radiazione emessa irradi detto volume di campione in corrispondenza di una finestra di ispezione predeterminata.
Preferibilmente, il procedimento è attuato utilizzando un dispositivo portafiltri dotato dei filtri con lunghezze d'onda di assorbimento e di riferimento già sopra indicati, ai fini di rilevare la presenza di emolisi, itterizia o lipemia all'interno di un campione biologico, effettuando analisi separate o effettuando una unica analisi.
Nella forma di attuazione preferita, il procedimento comprende inoltre la rilevazione dei valori di intensità delle componenti di radiazione di riferimento e di radiazione di assorbimento che non vengono assorbiti dal campione, da parte rispettivamente di un primo sensore e di un secondo sensore inclusi nella fotocamera o videocamera. Tali primo e secondo sensore inviano, poi, i valori rilevati al controllore elettronico.
Secondo una ulteriore caratteristica della forma di attuazione preferita, il procedimento comprende inoltre l'elaborazione, da parte del controllore elettronico, di un rapporto tra il valore di intensità di radiazione di assorbimento non assorbita dal campione biologico ed il valore di intensità di radiazione di riferimento non assorbita dal campione biologico, in qualunque ordine.
Preferibilmente, il procedimento comprende inoltre il trasporto, mediante la linea di trasporto automatizzata, del dispositivo di trasporto ospitante il contenitore sino ad un apparecchio analizzatore posto a monte della stazione di analisi.
Nella forma di attuazione preferita, il procedimento comprende inoltre la rimozione dei campioni designati come non accettabili in seguito all'analisi eseguita nella stazione di analisi. Tale rimozione viene effettuata in una stazione posta a valle della stazione di analisi e a monte dell'apparecchio analizzatore.
Descrizione dettagliata dell'invenzione
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno dalla descrizione che segue con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:
- la figura 1 è una vista prospettica del dispositivo per lo screening di un campione biologico oggetto della presente invenzione,
- la figura 2 è una vista laterale rialzata della stazione di analisi del dispositivo oggetto della presente invenzione,
- la figura 3 è una vista laterale del sistema di illuminazione del dispositivo oggetto della presente invenzione,
- la figura 4 è una vista prospettica del sistema di illuminazione del dispositivo oggetto della presente invenzione,
- la figura 5 è una vista prospettica del sistema di rotazione del dispositivo oggetto della presente invenzione,
- la figura 6 è una vista prospettica del sistema di rotazione del dispositivo oggetto della presente invenzione ruotata di 180° rispetto alla vista della figura 5,
- la figura 7 è una vista frontale del contenitore del campione biologico con il volume di campione e la finestra di ispezione in evidenza,
- la figura 8 è una vista frontale del contenitore del campione biologico con l'etichetta in evidenza,
- la figura 9 è uno schema del percorso della radiazione nel dispositivo oggetto della presente invenzione,
- la figura 10 è una rappresentazione delle curve di assorbimento ottenute sperimentalmente per H, I e L in siero sanguigno,
- la figura 11 è una rappresentazione dello spettro di assorbimento caratteristico di H,
- la figura 12 è una rappresentazione di un grafico nel quale sono messi in relazione i parametri relativi ad H ricavati utilizzando il dispositivo oggetto della presente invenzione con i parametri rilevati da un analizzatore di riferimento, che esprime i risultati in mg/dl,
- la figura 13 è una rappresentazione di un grafico che mette in evidenza la concordanza tra i risultati relativi ad una analisi per H su campioni di siero sanguigno eseguita utilizzando il dispositivo oggetto della presente invenzione e la stessa analisi eseguita utilizzando un analizzatore di laboratorio di riferimento, - la figura 14 è una rappresentazione di un grafico nel quale sono messi in relazione i parametri relativi ad I ricavati utilizzando il dispositivo oggetto della presente invenzione con i parametri rilevati da un analizzatore di riferimento, che esprime i risultati in mg/dl, e
- la figura 15 è una rappresentazione di un grafico nel quale sono messi in relazione i parametri relativi a L ricavati utilizzando il dispositivo oggetto della presente invenzione con i parametri rilevati da un analizzatore di riferimento, che esprime i risultati in mg/dl.
Nella figura 1, il numero 1 indica complessivamente un dispositivo per lo screening di un campione biologico oggetto della presente invenzione.
Nella forma di attuazione rappresentata, il dispositivo 1 comprende una stazione di analisi 3 ed un sistema di illuminazione 4, che cooperano tra loro per ottenere la rilevazione di un segnale luminoso. Il dispositivo 1 comprende, inoltre, una linea di trasporto automatizzata 2 comprendente un convogliatore automatico 5 per far avanzare un campione biologico contenuto in un contenitore 6 attraverso la stazione di analisi 3.
Nella forma di attuazione preferita, la linea di trasporto automatizzata 2 è predisposta per far trasportare il contenitore 6 a valle della stazione di analisi, sino ad un apparecchio analizzatore (non illustrato).
Con riferimento in particolare alla figura 2, nella forma di attuazione rappresentata la stazione di analisi 3 comprende una fotocamera 30 avente una lente 31, un illuminatore frontale 32 e un pannello di retroilluminazione 33, preferibilmente a LED. È da intendersi che la fotocamera 30 può essere un qualunque altro rilevatore ottico noto, ad esempio una videocamera. La lente 31 è frapposta tra la fotocamera 30 e l’illuminatore frontale 32, lateralmente e ortogonalmente rispetto al percorso del contenitore 6 di campione biologico lungo la linea di trasporto automatizzata 2. Il pannello di retroilluminazione 33 è posto di fronte all’illuminatore frontale 32. Come visibile in figura 1, il dispositivo 1 comprende anche un controllore elettronico E, predisposto per elaborare segnali emessi dalla fotocamera 30.
Nella forma di attuazione preferita il contenitore 6 di campione biologico è una provetta. Tuttavia, tale caratteristica non è da intendersi in senso limitativo, potendo il contenitore 6 essere un qualunque contenitore di un campione biologico noto, ad esempio una cuvette o un tubo da centrifuga.
Come visibile in figura 1, nella forma di attuazione preferita il sistema di illuminazione 4 è localizzato al di sotto delle coperture laterali del convogliatore automatico 5. Tuttavia, tale caratteristica non è da intendersi in senso limitativo, potendo il sistema di illuminazione 4 essere disposto in una qualunque posizione rispetto al convogliatore automatico 5 tale da non interferire con il trasporto del contenitore 6 lungo la linea di trasporto automatizzata 2.
Come visibile nelle figure 3 e 4, nella forma di attuazione rappresentata il sistema di illuminazione 4 comprende una sorgente di radiazione 50, preferibilmente a LED, un dispositivo portafiltri 51, comprendente almeno due filtri per selezionare almeno due radiazioni con diversa lunghezza d’onda emesse dalla sorgente di radiazione 50, ed un accoppiatore ottico 52. Preferibilmente, i suddetti elementi sono allineati verticalmente in quest’ordine l’uno sull’altro (figura 3), in un’area nascosta alla vista, con la sorgente di radiazione 50 alla base.
Il sistema di illuminazione 4 e la stazione di analisi 3 sono collegati mediante una fibra ottica 53, avente una prima estremità connessa con il sistema di illuminazione 4 ed una seconda estremità connessa con la stazione di analisi 3. Nella forma di attuazione preferita, lo sbocco della fibra ottica 53 nella stazione di analisi 3 è localizzato al di sopra del gruppo composto dalla fotocamera 30 e dalla lente 31 (figura 2). La fibra ottica 53 è predisposta per convogliare la radiazione emessa dalla sorgente di radiazione 50 verso il contenitore 6 localizzato nella stazione di analisi 3.
Come mostrato in figura 4, nella forma di attuazione preferita, il dispositivo portafiltri è una ruota portafiltri 51 comprendente 4 filtri diversi 510, 511, 512 e 513, in grado di selezionare rispettivamente le seguenti lunghezze d'onda: 450 nm, 660 nm, 575 nm e 520 nm. È, inoltre, presente un filtro nero 514. Tuttavia, ricadono sotto l'ambito di protezione della presente invenzione anche forme di attuazione in cui la ruota portafiltri comprende un numero di filtri diverso da quello rappresentato, ed in cui i filtri sono in grado di selezionare lunghezze d'onda differenti da quelle sopra elencate. Inoltre, l'ordine dei filtri per selezionare le lunghezze d'onda sopra citate può essere diverso da quello rappresentato in figura.
Come visibile in particolare nelle figure 5 a 8, il contenitore 6 di campione biologico è ospitato da un dispositivo di trasporto 20. Nella forma di attuazione rappresentata, il dispositivo di trasporto 20 è costituito da una serie di cilindri coassiali disposti uno sopra l'altro, i cui diametri diventano sempre minori procedendo dal basso verso l'alto. Tuttavia, tale caratteristica non è da intendersi in senso limitativo, potendo essere il dispositivo di trasporto 20 un qualunque altro dispositivo di trasporto noto per un contenitore 6 di campione biologico.
Come visibile nelle figure 5 e 6, nella forma di attuazione preferita la stazione di analisi 3 comprende un sistema di rotazione 7. Il sistema di rotazione 7 comprende una prima rotella 70 ed una seconda rotella 72, ciascuna situata in corrispondenza di una delle due sponde opposte del convogliatore automatico 5. Quando è necessario ruotare il contenitore 6 ospitato dal dispositivo di trasporto 20, un primo cilindro 71 aziona la prima rotella 70, che fuoriesce dalla sua sede e sporge dentro lo spazio definito dalle due sponde opposte del convogliatore automatico 5. In tal modo, il dispositivo di trasporto 20 viene spinto dalla prima rotella 70 contro la seconda rotella 72, rimanendo così bloccato. Come visibile in figura 6, il sistema di rotazione 7 comprende inoltre un motore 73 ed una cinghia 74, sostenuta da due pulegge 75a e 75b. La seconda puleggia 75b viene spinta verso il dispositivo di trasporto 20 grazie all'azione di un secondo cilindro 76. In tal modo, la cinghia 74, mantenuta in rotazione dal motore 73, si allunga elasticamente e preme contro il dispositivo di trasporto 20, causandone la rotazione.
Come visibile nella figura 7, nella forma di attuazione preferita il contenitore 6 contiene un volume di campione 60, all'interno del quale è individuata una finestra di ispezione 61, che corrisponde alla zona che viene irradiata dalla radiazione emessa dalla sorgente di radiazione 50. È da intendersi che il volume di campione 60 e la finestra di ispezione 61 possono essere differenti da quelli rappresentati, ad esempio il contenitore 6 può contenere una quantità maggiore o minore di volume di campione 60, e la finestra di ispezione 61 può essere localizzata in un punto diverso del volume di campione 60 ed avere una forma diversa da quella rappresentata.
Come visibile in figura 8, sulla superficie del contenitore 6 è attaccata una etichetta 600. È da intendersi che ricadono sotto l'ambito di protezione della presente invenzione anche forme di attuazione in cui la forma e le dimensioni dell'etichetta 600 sono diverse da quelle rappresentate. Inoltre, è anche possibile che sulla superficie del contenitore 6 sia attaccata più di una etichetta 600.
L’invenzione ha anche per oggetto un procedimento per lo screening di un campione biologico contenuto in un contenitore 6 che è ospitato da un dispositivo di trasporto 20 e che ha almeno una etichetta 600 attaccata su una sua superficie, comprendente le fasi di:
- predisporre una linea di trasporto automatizzata 2 comprendente un convogliatore automatico 5 per far avanzare il dispositivo di trasporto 20 ospitante il contenitore 6 attraverso una stazione di analisi 3,
- irradiare il contenitore 6 nella stazione di analisi 3 con una radiazione emessa da una sorgente di radiazione 50 e raccogliere tramite un rilevatore ottico la radiazione dopo che ha irradiato il contenitore 6,
- predisporre un controllore elettronico E per elaborare segnali emessi dal rilevatore ottico per effettuare lo screening del campione biologico contenuto nel contenitore 6,
- filtrare la radiazione emessa dalla sorgente di radiazione 50 selezionando un filtro fra almeno due filtri portati da un dispositivo portafiltri posto a valle della sorgente di radiazione 50,
- raccogliere la radiazione riflessa da un volume di campione 60 nel contenitore 6 e dall'etichetta 600 attaccata al contenitore 6 mediante il rilevatore ottico 30, in forma di fotocamera o videocamera, quando l'etichetta 600 sia sul lato del contenitore 6 opposto a quello da cui proviene la radiazione emessa dalla fibra ottica 53,
- preliminarmente all’analisi del campione biologico contenuto nel contenitore 6 effettuare un rilevamento ottico del contenitore 6, facendo uso di un pannello di retroilluminazione 33 e di un illuminatore frontale 32 posti uno di fronte all'altro e predisposti per illuminare il contenitore 6, e per consentire alla fotocamera o videocamera 30 di acquisire, ed eventualmente immagazzinare, almeno una immagine del contenitore 6, e per inviare al controllore elettronico E una informazione sulla base dell'immagine acquisita,
- ruotare il contenitore 6 intorno ad un asse verticale, sulla base dell'informazione ricevuta dalla fotocamera o videocamera 30 per posizionare il contenitore 6 in modo che:
a) l'etichetta 600 attaccata sulla superficie del contenitore 6 sia disposta sul lato opposto a quello da cui proviene la radiazione diretta verso il contenitore 6, b) la radiazione emessa irradi il volume di campione 60 in corrispondenza di una finestra di ispezione 61 predeterminata.
È da intendersi che il suddetto procedimento può essere realizzato utilizzando una qualsiasi delle forme di attuazione del dispositivo 1 sopra descritte.
Nella forma di attuazione preferita, il procedimento comprende l'ulteriore passaggio di rilevare, mediante un primo ed un secondo sensore inclusi nella fotocamera o videocamera 30, i valori di intensità delle componenti di radiazione di riferimento e di radiazione di assorbimento che non sono state assorbite dal campione biologico, e di inviarli al controllore elettronico E. Preferibilmente, il controllore elettronico E elabora un rapporto tra il valore di intensità di radiazione di assorbimento non assorbita dal campione biologico e il valore di intensità di radiazione di riferimento non assorbita dal campione biologico, in qualunque ordine.
Nella forma di attuazione preferita, il procedimento comprende l'ulteriore passaggio di trasportare, mediante la linea di trasporto automatizzata 2, il contenitore 6 ospitato dal dispositivo di trasporto 20 a valle della stazione di analisi 3 sino ad un apparecchio analizzatore (non illustrato). Preferibilmente, i contenitori 6 designati come non accettabili a seguito dell'analisi condotta nella stazione di analisi 3 vengono rimossi da una stazione (non illustrata) posta a valle della stazione di analisi 3 e a monte dell'apparecchio analizzatore.
Nel seguito, si fornirà una descrizione riguardante l'uso della forma di attuazione preferita del dispositivo 1 per la determinazione degli indici di siero di un campione biologico e, più specificamente, della presenza di emolisi, itterizia e lipemia (nel seguito: “HIL”) in tale campione. Tuttavia, tale applicazione non è da intendersi in senso limitativo, in quanto il dispositivo 1 può essere utilizzato anche per altri tipi di analisi e determinazioni da effettuare su campioni biologici, che prevedano l'irradiamento del campione con una radiazione luminosa e la successiva rilevazione dell'intensità di radiazione non assorbita dal campione.
Nell'uso della forma di attuazione rappresentata nelle figure 1 a 9, il contenitore 6, contenente il campione biologico sul quale si desidera effettuare lo screening HIL, viene trasportato verso la stazione di analisi 3 del dispositivo 1 dal convogliatore automatico 5 della linea di trasporto automatizzata 2. Una volta giunto in corrispondenza della stazione di analisi 3, il contenitore 6, ospitato da un dispositivo di trasporto 20, viene bloccato ed il pannello di retroilluminazione 33 a LED viene acceso, permettendo alla fotocamera 30 di identificare la tipologia di contenitore 6.
Successivamente, il pannello di retroilluminazione 33 viene spento e l’illuminatore frontale 32 viene acceso. Il sistema di rotazione 7 viene poi attivato. Il primo cilindro 71 aziona la prima rotella 70 del sistema di rotazione 7, situata in corrispondenza di una sponda del convogliatore automatico 5. La prima rotella 70 fuoriesce dalla sua sede e spinge il dispositivo di trasporto 20 contro la seconda rotella 72, situata in corrispondenza della sponda opposta del convogliatore automatico 5. A questo punto, il motore 73 comanda la rotazione della cinghia 74 sostenuta dalle due pulegge 75a e 75b, la seconda delle quali viene spinta verso il dispositivo di trasporto 20 attraverso l'azione del secondo cilindro 76. In questo modo la cinghia 74, che si è allungata elasticamente, preme contro il dispositivo di trasporto 20 e ne causa la rotazione. In questo modo, anche il contenitore 6 viene ruotato intorno al proprio asse verticale. Durante la rotazione, la fotocamera 30 acquisisce delle immagini del contenitore 6, identificando così il volume di campione 60 contenuto al suo interno (ROI, Region of Interest del campione) e rilevando la presenza dell'etichetta 600 attaccata sulla sua superficie. Successivamente, la fotocamera 30 invia una informazione al controllore elettronico E sulla base delle immagini acquisite, sulla base della quale il controllore elettronico E controlla il sistema di rotazione 7 affinché ruoti il contenitore 6 in modo da disporre l’etichetta 600 sul lato opposto rispetto alla fotocamera 30. Viene, poi, identificata sulla superficie del campione posta frontalmente rispetto alla fotocamera 30 la finestra di ispezione 61 del campione in una porzione totalmente libera non solo dalla presenza di etichette 600, ma anche di scritte, impronte o qualunque altra impurità, secondo la “good laboratory practice”. Una volta che il contenitore 6 è posizionato in modo corretto, il sistema di rotazione 7 viene bloccato e viene accesa la sorgente di radiazione 50 a LED del sistema di illuminazione 4, che emette luce bianca, la quale viene filtrata attraverso uno dei filtri 510, 511, 512, 513 della ruota portafiltri 51 e, attraverso l’accoppiatore ottico 52, giunge alla fibra ottica 53. I quattro filtri 510, 511, 512 e 513 vengono applicati uno alla volta alla radiazione emessa dalla sorgente di immagine 50 a LED, consentendo così di ottenere radiazioni con quattro diverse lunghezze d'onda, rispettivamente pari a 450 nm, 520 nm, 575 nm e 660 nm, con cui irradiare il campione biologico attraverso la fibra ottica 53. La ruota portafiltri 51 prevede un ulteriore filtro nero 514, usato solo per un controllo di qualità della luce a LED emessa dal secondo illuminatore 50. Il percorso della radiazione, una volta diretta verso il campione 60, è schematizzato in Figura 9. La componente 300a della radiazione 400 emessa dal sistema di illuminazione 4 viene riflessa dal volume di campione 60 e ritorna verso la fotocamera 30 della stazione di analisi 3. Viene considerata trascurabile la riflessione dovuta al materiale di cui è composto il contenitore 6. La radiazione che non viene riflessa o assorbita dal volume di campione 60 giunge alla superficie del contenitore 6 opposta rispetto alla seconda estremità della fibra ottica 53, dove subisce una riflessione da parte dell’etichetta 600, generando una seconda componente 300b della radiazione 400 che, dopo aver attraversato nuovamente il volume di campione 60, giunge alla fotocamera 30. La fotocamera 30 rileva, quindi, una radiazione composta dalle due componenti 300a e 300b, e può acquisire una immagine del volume di campione 60 contestualmente all’illuminazione dello stesso.
Dal momento che l’analisi viene condotta selezionando in successione 4 diverse lunghezze d’onda (450 nm, 520 nm, 575 nm e 660 nm) dalla radiazione emessa dalla sorgente di immagine 50 mediante la ruota portafiltri 51, la fotocamera 30 acquisisce una serie di immagini relative a tali lunghezze d’onda. La fotocamera 30 è a colori, ovvero è dotata di sensori, ciascuno dei quali sensibile ad una zona dello spettro visibile corrispondente alle quattro lunghezze d’onda usate. Ciascuna illuminazione corrisponde ad un segnale di colore specifico. Più specificamente, i 450 nm corrispondono ad un segnale di colore blu, i 520 nm ad un segnale verde, i 570 nm ad un segnale tendente al giallo e i 660 nm ad un segnale rosso. Si riesce in questo modo a discernere la risposta della fotocamera 30 su ognuno dei canali di colore. La fotocamera 30 fornisce un risultato, per ciascuna delle immagini acquisite, espresso in termini di livelli di grigio dell’immagine, da “255” (segnale molto intenso tendente al bianco) fino a “0” (segnale scuro, tendente al nero). Si ottiene perciò una risposta in livelli di grigio per ognuno dei canali colorati sopra menzionati; ogni livello di grigio è dato dalla somma delle due componenti di segnale 300a, riflessa dal volume di campione 60, e 300b, riflessa dall’etichetta 600. Rapportando i valori di livelli di grigio, corrispondenti alle rispettive intensità luminose, per due delle lunghezze d’onda di interesse, si ottiene un numero adimensionale, mostrato in ordinata nel grafico rappresentato in figura 12, riferito ad un’analisi per emolisi. I simboli nel grafico rappresentano ogni singolo campione di siero preso in esame. Per ciascuno di essi, il valore in ordinata rappresenta il rapporto tra l’intensità (rilevata dalla fotocamera 30) del segnale alla lunghezza d’onda di riferimento (660 nm) e l’intensità alla lunghezza d’onda di assorbimento (575 nm). Più il valore in ordinata è alto, maggiore è l’assorbimento di segnale luminoso alla lunghezza d’onda di assorbimento scelta, indice che il campione è emolitico. Il valore in ascissa rappresenta il valore reale di emolisi (in mg/dL) rilevato sugli stessi campioni da un analizzatore di laboratorio preso come riferimento. È da intendersi che, ai fini di valutare se il campione biologico o meno sia emolitico, il rapporto tra le intensità rilevate delle radiazioni di riferimento I(ref) e di assorbimento I(abs) può essere effettuato in qualunque ordine, ovvero sia I(abs)/I(ref), sia I(ref)/I(abs). Nel primo caso, più il valore è piccolo, più il campione è emolitico. Nel secondo caso, più il valore è elevato, più il campione è emolitico.
Nella figura 13 viene riproposto il grafico rappresentato in figura 12 con quattro aree in evidenza, che permettono di effettuare un confronto tra i valori rilevati dal dispositivo 1 oggetto dell’invenzione e quelli rilevati dall'analizzatore di laboratorio di riferimento. La figura 13 mostra una analisi in classi di un tipo in uso in molti laboratori, ovvero con classi sull’emolisi che prevedono una classe 0 per il campo da 0 a 50 mg/dl, una classe 1 per il campo tra 50 e 200 mg/dl, e una classe 2 per il campo al di sopra 200 mg/dl.
Come visibile, sono pochi i casi in cui i campioni sono stati sottostimati (“falsi negativi”, quadrante II), ovvero campioni classificati dal dispositivo 1 come “poco” emolitici che presentano un valore reale di H elevato, e sono altrettanto pochi i casi in cui essi sono stati sovrastimati (“falsi positivi”, quadrante IV), ovvero campioni classificati dal dispositivo 1 come “molto” emolitici che presentano un valore reale di H basso. Le rilevazioni nei quadranti I e III (come si può notare, decisamente la maggior parte) sono invece quelle corrette, nelle quali il campione rilevato dal dispositivo come “emolitico” (quadrante III) oppure “non emolitico” (quadrante I) è effettivamente tale. Ciò dipende anche, naturalmente, dalle soglie che vengono stabilite per discriminare un campione come “poco emolitico”, “emolitico” e “molto emolitico”. Tali soglie possono essere arbitrarie e variare per ogni laboratorio. In questo modo vi è anche la possibilità di discriminare i campioni per “classi”, dividendoli secondo diversi intervalli per stabilire il loro livello di H, sulla base della stessa divisione ad intervalli che spesso anche gli analizzatori applicano. Analizzando i tratteggi in grigio del grafico rappresentato in figura 12, si può giungere ad una stima ed ipotizzare che i campioni con valore in ordinata inferiore a 3,2 abbiano un valore di H tra 0 e 50, quelli con un valore tra 3,2 e 12 abbiano un valore H tra 50 e 200 e quelli con un valore superiore a 12 abbiano un valore H maggiore di 200.
La trattazione è sostanzialmente identica per l’uso del dispositivo 1 in analisi di indici di siero differenti del campione biologico, ad esempio analisi dei livelli di itterizia (figura 14) o lipemia (figura 15).
I campioni che vengono designati come non accettabili in seguito allo screening eseguito nella stazione di analisi 3 vengono rimossi dalla linea di trasporto automatizzata 2 mediante un sistema predisposto a tale scopo (non illustrato), posto a valle della stazione di analisi 3 e a monte dell’apparecchio analizzatore, in modo da impedire che vengano effettuate analisi su campioni determinati come non adatti.
Come risulta evidente dalla descrizione che precede, il dispositivo secondo l'invenzione è caratterizzato da una maggiore accuratezza e precisione di analisi rispetto ai dispositivi attualmente noti per effettuare lo screening di un campione biologico. Il posizionamento del contenitore di campione biologico, preliminare allo screening, in modo da poter sfruttare l'etichetta attaccata sulla sua superficie per riflettere la componente di radiazione non assorbita dal campione verso la fotocamera o videocamera, vantaggiosamente posta dallo stesso lato della sorgente di analisi rispetto al contenitore, consente di limitare l'errore che insorge quando si lavora in trasmissione e la radiazione deve attraversare l'etichetta prima di essere rilevata dalla fotocamera.
Studi ed esperienze condotte dalla Richiedente hanno dimostrato che l'utilizzo di un dispositivo portafiltri che consente di selezionare più filtri diversi e, di conseguenza, altrettante lunghezze d'onda nel corso della stessa analisi permette di effettuare, in un unico screening, la rilevazione di più parametri diversi, velocizzando notevolmente le procedure rispetto ai dispositivi attualmente noti.
Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, i particolari di costruzione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio, senza per questo uscire dall'ambito di protezione della presente invenzione, come definita nelle annesse rivendicazioni.

Claims (22)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (1) per lo screening di un campione biologico contenuto in un contenitore (6) che è ospitato da un dispositivo di trasporto (20) e che ha almeno una etichetta (600) attaccata su una sua superficie, detto dispositivo (1) comprendendo: - un sistema di illuminazione (4) comprendente una sorgente di radiazione (50), - una stazione di analisi (3) nella quale detto contenitore (6) è irradiato da una radiazione emessa da detta sorgente di radiazione (50), e comprendente un rilevatore ottico (30) per raccogliere detta radiazione dopo che ha irradiato il contenitore (6), - una fibra ottica (53) connessa ad una prima estremità con detto sistema di illuminazione (4) e ad una seconda estremità con detta stazione di analisi (3), per convogliare la radiazione emessa da detta sorgente di radiazione (50) verso detto contenitore (6) in detta stazione di analisi (3), - una linea di trasporto automatizzata (2) comprendente un convogliatore automatico (5) per far avanzare detto dispositivo di trasporto (20) ospitante detto contenitore (6) attraverso detta stazione di analisi (3), e - un controllore elettronico (E), configurato per elaborare segnali emessi da detto rilevatore ottico (30), detto dispositivo essendo caratterizzato dal fatto che: - detto sistema di illuminazione (4) comprende un dispositivo portafiltri (51) posto a valle di detta sorgente di radiazione (50) e comprendente almeno due filtri per selezionare almeno due radiazioni con diverse lunghezze d’onda, - detto rilevatore ottico (30) della stazione di analisi è in forma di fotocamera o videocamera, predisposta per raccogliere la radiazione riflessa da un volume di campione (60) nel contenitore (6) e da detta almeno una etichetta (600) attaccata al contenitore (6), quando l’almeno una etichetta (600) sia sul lato del contenitore (6) opposto a quello da cui proviene la radiazione emessa da detta fibra ottica (53), - detta stazione di analisi (3) comprende inoltre un sistema per il rilevamento ottico del contenitore (6) preliminarmente all’analisi del campione biologico in esso contenuto, - in cui detto sistema di rilevamento ottico del contenitore (6) include un pannello di retroilluminazione (33) ed un illuminatore frontale (32) posti uno di fronte all'altro e predisposti per illuminare detto contenitore (6), e per consentire a detta fotocamera o videocamera (30) di acquisire, ed eventualmente immagazzinare, almeno una immagine di detto contenitore (6), e per inviare a detto controllore elettronico (E) una informazione sulla base di detta almeno una immagine acquisita, - detta stazione di analisi (3) comprende un sistema di rotazione (7) per ruotare detto contenitore (6) intorno ad un proprio asse verticale, - detto controllore elettronico (E) è configurato e programmato per controllare detto sistema di rotazione (7) sulla base dell'informazione ricevuta da detta fotocamera o videocamera (30) per posizionare detto contenitore (6) in modo che, durante la successiva fase di analisi del campione biologico contenuto nel contenitore: a) detta almeno una etichetta (600) attaccata sulla superficie di detto contenitore (6) sia disposta sul lato opposto a quello da cui proviene la radiazione emessa dalla fibra ottica (53), e b) la radiazione emessa da detta fibra ottica (53) irradi detto volume di campione (60) in corrispondenza di una finestra di ispezione (61) predeterminata.
  2. 2. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo portafiltri (51) comprende almeno due filtri (510, 511) per selezionare rispettivamente una radiazione di assorbimento con lunghezza d'onda di 450 nm e una radiazione di riferimento con lunghezza d'onda di 660 nm, al fine di rilevare la presenza di lipemia in detto campione biologico.
  3. 3. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo portafiltri (51) comprende almeno due filtri (512, 511) per selezionare rispettivamente una radiazione di assorbimento con lunghezza d'onda di 575 nm e una radiazione di riferimento con lunghezza d'onda di 660 nm, al fine di rilevare la presenza di emolisi in detto campione biologico.
  4. 4. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo portafiltri (51) comprende almeno un ulteriore filtro (513) per selezionare una radiazione di assorbimento con lunghezza d'onda di 520 nm, al fine di rilevare la presenza di itterizia in detto campione biologico.
  5. 5. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo portafiltri (51) comprende almeno un ulteriore filtro (510) per selezionare una radiazione di assorbimento con lunghezza d'onda di 450 nm, al fine di rilevare la presenza di emolisi, itterizia e lipemia in detto campione biologico effettuando una unica analisi.
  6. 6. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2 a 5, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo portafiltri (51) comprende almeno un ulteriore filtro nero (514), al fine di effettuare un controllo di qualità sulla radiazione emessa da detta sorgente di radiazione (50).
  7. 7. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo portafiltri (51) è una ruota portafiltri.
  8. 8. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2 a 7, caratterizzato dal fatto che detta fotocamera o videocamera (30) è dotata di almeno un primo sensore sensibile a detta radiazione di riferimento e di almeno un secondo sensore sensibile a detta radiazione di assorbimento, detto primo sensore e detto secondo sensore essendo predisposti per rilevare i valori di intensità delle componenti di detta radiazione di riferimento e di detta radiazione di assorbimento che non sono assorbite da detto campione biologico ed inviare detti valori di intensità a detto controllore elettronico (E).
  9. 9. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto controllore elettronico (E) è configurato e programmato per elaborare un rapporto tra il valore di intensità di radiazione di assorbimento non assorbita da detto campione biologico e il valore di intensità di radiazione di riferimento non assorbita da detto campione biologico, in qualunque ordine.
  10. 10. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto pannello di retroilluminazione (33) e detta sorgente di radiazione (50) sono diodi ad emissione di luce (LED).
  11. 11. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta linea di trasporto automatizzata (2) è predisposta per trasportare detto dispositivo di trasporto (20) ospitante detto contenitore (6) a valle di detta stazione di analisi (3) sino ad un apparecchio analizzatore.
  12. 12. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detta linea di trasporto automatizzata (2) comprende una stazione posta a valle di detta stazione di analisi (3) e a monte di detto apparecchio analizzatore, detta stazione essendo predisposta per la rimozione di contenitori (6) designati come non accettabili a seguito dell’analisi condotta in detta stazione di analisi (3).
  13. 13. Procedimento per lo screening di un campione biologico contenuto in un contenitore (6) che è ospitato da un dispositivo di trasporto (20) e che ha almeno una etichetta (600) attaccata su una sua superficie, detto procedimento comprendendo le fasi di: - predisporre una linea di trasporto automatizzata (2) comprendente un convogliatore automatico (5) per far avanzare detto dispositivo di trasporto (20) ospitante detto contenitore (6) attraverso una stazione di analisi (3), - irradiare detto contenitore (6) in detta stazione di analisi (3) con una radiazione emessa da una sorgente di radiazione (50) e raccogliere tramite un rilevatore ottico (30) detta radiazione dopo che ha irradiato il contenitore (6), e - predisporre un controllore elettronico (E) per elaborare segnali emessi da detto rilevatore ottico (30) per effettuare lo screening del campione biologico contenuto nel contenitore (6), detto procedimento essendo caratterizzato dal fatto che: - la radiazione emessa da detta sorgente di radiazione (50) viene filtrata selezionando un filtro fra almeno due filtri portati da un dispositivo portafiltri (51) posto a valle di detta sorgente di radiazione (50), - detto rilevatore ottico (30) della stazione di analisi (3) è in forma di fotocamera o videocamera, predisposta per raccogliere la radiazione riflessa da un volume di campione (60) nel contenitore (6) e da detta almeno una etichetta (600) attaccata al contenitore (6), quando l’almeno una etichetta (600) sia sul lato del contenitore (6) opposto a quello da cui proviene la radiazione emessa da detta fibra ottica (53), - preliminarmente all’analisi del campione biologico contenuto nel contenitore (6) viene effettuato un rilevamento ottico del contenitore (6), facendo uso di un pannello di retroilluminazione (33) e di un illuminatore frontale (32) posti uno di fronte all'altro e predisposti per illuminare detto contenitore (6), e per consentire a detta fotocamera o videocamera (30) di acquisire, ed eventualmente immagazzinare, almeno una immagine di detto contenitore (6), e per inviare a detto controllore elettronico (E) una informazione sulla base di detta almeno una immagine acquisita, - detto contenitore (6) viene ruotato intorno ad un asse verticale, sulla base dell'informazione ricevuta da detta fotocamera o videocamera (30) per posizionare detto contenitore (6) in modo che, durante la successiva fase di analisi del campione biologico contenuto nel contenitore: a) detta almeno una etichetta (600) attaccata sulla superficie di detto contenitore (6) sia disposta sul lato opposto a quello da cui proviene la radiazione diretta verso il contenitore (6), e b) la radiazione emessa irradi detto volume di campione (60) in corrispondenza di una finestra di ispezione (61) predeterminata.
  14. 14. Procedimento secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo portafiltri (51) comprende almeno due filtri (510, 511) per selezionare rispettivamente una radiazione di assorbimento con lunghezza d'onda di 450 nm e una radiazione di riferimento con lunghezza d'onda di 660 nm, al fine di rilevare la presenza di lipemia in detto campione biologico.
  15. 15. Procedimento secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo portafiltri (51) comprende almeno due filtri (512, 511) per selezionare rispettivamente una radiazione di assorbimento con lunghezza d'onda di 575 nm e una radiazione di riferimento con lunghezza d'onda di 660 nm, al fine di rilevare la presenza di emolisi in detto campione biologico.
  16. 16. Procedimento secondo la rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo portafiltri (51) comprende almeno un ulteriore filtro (513) per selezionare una radiazione di assorbimento con lunghezza d'onda di 520 nm, al fine di rilevare la presenza di itterizia in detto campione biologico.
  17. 17. Procedimento secondo la rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo portafiltri (51) comprende almeno un ulteriore filtro (510) per selezionare una radiazione di assorbimento con lunghezza d'onda di 450 nm, al fine di rilevare la presenza di emolisi, itterizia e lipemia in detto campione biologico effettuando una unica analisi.
  18. 18. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 13 a 16, caratterizzato dal fatto che detto dispositivo portafiltri comprende almeno un ulteriore filtro nero (514), al fine di effettuare un controllo di qualità sulla radiazione emessa da detta sorgente di radiazione (50).
  19. 19. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 13 a 17, caratterizzato dal fatto che i valori di intensità delle componenti di detta radiazione di riferimento e di detta radiazione di assorbimento che non sono state assorbite da detto campione biologico sono rilevati ed inviati a detto controllore elettronico (E) rispettivamente da un primo sensore e da un secondo sensore inclusi in detta fotocamera o videocamera (30).
  20. 20. Procedimento secondo la rivendicazione 18, caratterizzato dal fatto che detto controllore elettronico (E) elabora un rapporto tra il valore di intensità della componente della radiazione di assorbimento non assorbita da detto campione biologico e il valore di intensità della componente della radiazione di riferimento non assorbita da detto campione biologico, in qualunque ordine.
  21. 21. Procedimento secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che detta linea di trasporto automatizzata (2) è predisposta per trasportare detto dispositivo di trasporto (20) ospitante detto contenitore (6) a valle di detta stazione di analisi (3) sino ad un apparecchio analizzatore.
  22. 22. Procedimento secondo la rivendicazione 18, caratterizzato dal fatto che i contenitori (6) designati come non accettabili a seguito dell'analisi condotta in detta stazione di analisi (3) vengono rimossi da una stazione predisposta a valle di detta stazione di analisi (3) e a monte di detto apparecchio analizzatore, detta stazione essendo inclusa in detta linea di trasporto automatizzata (2).
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12007334B2 (en) * 2021-10-25 2024-06-11 Applied Materials, Inc. Compact apparatus for batch vial inspection

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7688448B2 (en) 2007-06-01 2010-03-30 University Of Utah Research Foundation Through-container optical evaluation system
WO2011019576A1 (en) * 2009-08-13 2011-02-17 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Methods and apparatus for ascertaining interferents and physical dimensions in liquid samples and containers to be analyzed by a clinical analyzer
EP3018482A1 (en) * 2013-07-04 2016-05-11 Hitachi High-Technologies Corporation Detection device and biological-sample analysis device
EP3165900A1 (en) * 2015-11-09 2017-05-10 F. Hoffmann-La Roche AG Multi-wavelength illumination for spectral interference detection
EP3382376A1 (en) * 2017-03-27 2018-10-03 Roche Diagnostics GmbH Method for determining color information and laboratory automation system
WO2019027770A1 (en) * 2017-07-31 2019-02-07 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. METHODS AND APPARATUS FOR DETERMINING SAMPLE AND / OR SAMPLER CONTAINER CHARACTERISTICS

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3203798B2 (ja) * 1992-08-17 2001-08-27 株式会社島津製作所 クロモゲンの測定方法
JP3574939B2 (ja) * 1995-09-21 2004-10-06 アークレイ株式会社 血液自動分析装置
JP2000513967A (ja) * 1996-07-01 2000-10-24 フアーマシア・アンド・アツプジヨン・アー・ベー 分配装置およびその操作方法
NO317826B1 (no) * 1998-02-09 2004-12-13 Tomra Systems Asa Fremgangsmate og anordning for gjenkjenning av en materialtype i et objekt, samt anvendelse derav
ATE477481T1 (de) * 2002-01-19 2010-08-15 Pvt Probenverteiltechnik Gmbh Anordnung und verfahren zur analyse von körperflüssigkeit
EP2031395A1 (en) * 2002-05-08 2009-03-04 Panasonic Corporation Biomolecular substrate and test device
CA2527667C (en) * 2003-07-02 2013-03-12 Gambro, Inc. Monitoring and control system for blood processing
EP1802959A1 (en) * 2004-10-11 2007-07-04 Thermo Fisher Scientific Oy Method for automatically detecting factors that disturb analysis by a photometer
DE102009039254A1 (de) * 2009-08-28 2013-05-08 Krones Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Inspizieren etikettierter Gefäße
EP2444791B1 (en) * 2010-10-25 2020-04-15 General Electric Company Gas analyzer for measuring at least two components of a gas
EP3408651B1 (en) * 2016-01-28 2024-01-10 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Methods and apparatus for detecting an interferent in a specimen
WO2017132168A1 (en) * 2016-01-28 2017-08-03 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Methods and apparatus for multi-view characterization
JP6592401B2 (ja) * 2016-05-26 2019-10-16 株式会社日立ハイテクノロジーズ 試料液面位置計測装置及び試料液面位置計測方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7688448B2 (en) 2007-06-01 2010-03-30 University Of Utah Research Foundation Through-container optical evaluation system
WO2011019576A1 (en) * 2009-08-13 2011-02-17 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Methods and apparatus for ascertaining interferents and physical dimensions in liquid samples and containers to be analyzed by a clinical analyzer
EP3018482A1 (en) * 2013-07-04 2016-05-11 Hitachi High-Technologies Corporation Detection device and biological-sample analysis device
EP3165900A1 (en) * 2015-11-09 2017-05-10 F. Hoffmann-La Roche AG Multi-wavelength illumination for spectral interference detection
EP3382376A1 (en) * 2017-03-27 2018-10-03 Roche Diagnostics GmbH Method for determining color information and laboratory automation system
WO2019027770A1 (en) * 2017-07-31 2019-02-07 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. METHODS AND APPARATUS FOR DETERMINING SAMPLE AND / OR SAMPLER CONTAINER CHARACTERISTICS

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