CN1329733C - 制品处理系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种制品处理系统和方法，其用于保持制品并将选定的制品单个地从制品处理系统移离和/或移到该系统。多个竖直间隔开的制品保持盘安装成用于独立的转动，每个盘具有多个分离的制品保持位置。盘转动机构布置成转动单个的选定的盘，同时拾取放置机构具有安装成用于竖直和水平运动的制品夹持装置，从而该夹持装置可以到达在任何选定的盘上的任何制品保持位置。控制装置协调选定的盘的转动和该夹持装置的运动，从而该夹持装置可以移到该选定的制品保持位置以及移离该位置。该处理装置特别适用作用于在分开的小瓶中处理生物流体的多个样品的自动系统的一部分。

Description

制品处理系统和方法

相关申请的交叉参考

本申请要求在2001年10月19日提交的共同所有的美国临时申请No.60/330092，在2002年4月15日提交的No.60/372080，和在2002年4月19日提交的No.60/373658的权益，将所有这些申请结合在这里作为参考。本申请也涉及在2002年4月15日提交的共同所有的美国非临时申请No.10/122151，也将该申请结合在这里作为参考。

技术领域

本文件针对用来收集和加工包含颗粒物质的液体例如生物液体的试样的装置和方法，包括收集并在显微镜载物玻片(或载片)或其它表面上均匀地沉积一层来自试样的颗粒(例如细胞)，适用于进行检查(例如在细胞学协议(cytology protocols)中使用)。

背景技术

诊断细胞学，特别是在临床病理学领域，以细胞和其它微小物体的检查作为细胞学的解释和诊断的基础。调查过程和诊断的精度以及由试样制备出可以最佳地解释的样品典型地取决于适当的试样和样品制备。在这一方面，理想的样品由基本上均匀地间隔开的单层细胞构成，这使得细胞技术人员，细胞病理学家，其他的专业医务人员，以及自动的检查和诊断设备可以更清楚地观察这些细胞或者对这些细胞成像，从而可以更容易地、更精确地并且重复性更高地鉴别出不正常。比较新的方法比如免疫细胞化学和细胞度量图像分析要求制备装置和方法安全，有效，精确，严格，可重复，省钱，效率高，快速，并且方便。

样品的细胞学检查由获得包括来自病人的细胞样品的试样开始，典型地，这可以由以下方法实现：刮，擦，或者刷一个区域，比如在颈部试样的情况下，或者通过收集体液，比如由胸腔，膀胱，或者脊柱获得的体液，或者通过细针吸入或者细针生物探头获得。在传统的手工的细胞学制备中，随后将液体中的细胞直接转移到或者通过以离心为基础的加工步骤转移到玻璃的显微镜载物玻片上，用来进行观察。在典型的自动化细胞学制备中，将一个过滤器组件设置在液体悬浮液中，该过滤器组件既将细胞分散，也把细胞俘获在过滤器上。随后移开过滤器，并使它与一块显微镜载物玻片接触。在所有这些操作中，在样品制备协议中的一个限制因素是适当地将固体物质与它的液体携带者分开，并且容易地和高效率地以容易实现在显微镜下检查的方式收集和浓缩固体物质。

当前，采用专门的容器收集用于细胞学检查的生物试样。这些容器通常包括一种保存和运输用的溶液，用来在由采集场所到诊断细胞学实验室的运输过程中保存细胞学试样。进而，在把细胞转移到载物玻片或者膜上以便实现染色或者检查之前，也将采用刮，擦或刷由体腔收集到的细胞学试样保存在特殊的容器中，这些容器中有固定剂(例如乙醇或者丙酮固定剂)。已经知道容许直接在容器中处理以液体为基础的生物试样的试样容器，从而在与容器自身相关的一个收集场所(在形成颗粒物质分离腔室的一个过滤器壳体中)获得基本上均匀的细胞层。例如参见Raouf A.Guirguis的美国专利No.5301685；5471994；6296764；以及6309362，将所有这些专利结合在这里作为参考。

通过在载物玻片上获得接近单层的细胞，在这些专利中公开的过滤技术实际上已经产生了相当好的结果，但是仍然有改进的余地。还有，在这些专利中公开的那些类型的试样容器要求专门构形的带孔的盖和用于这些盖的适配器，把这些盖和适配器设计成与过滤器壳体装配，并且与抽吸设备(例如一个注射器或者一个装有机器的真空源)装配，这种抽吸设备用来由容器抽吸液体，并且通过过滤器将液体排出。此外，要抽出过滤器从而可以把它压在一个显微镜载物玻片上，将所收集的细胞转移到载物玻片上，而抽出过滤器要求拆开盖和/或与它相关的适配器的相互合作的部件。如果由自动设备实现这种处理，需要专门的处理装置实现这样的拆卸。所有这些复杂性都要花费时间，并且对在实际的细胞学检查之前所要求的处理添加了材料和劳动成本。

一般说来，这样长时间以来发展的用来处理以液体为基础的试样的自动设备还没有足够的一致性，可靠性，速度和自动化程度满足在癌症屏幕检查和其它的以细胞学为基础的医学的，分析的，用屏幕检查，以及诊断的步骤中当前的需要和计划中的需要。在这里公开的以试样瓶为基础的自动处理系统对这些问题提供了一种安全的、优美的并且有效的解决方案。

发明内容

在这里公开的试样瓶装放一个完整的处理组件，典型地该组件用来在其中将以液体为基础的试样混合，并且用来保持一个过滤器，可以在该过滤器上由试样收集均匀的一层细胞。预期可以用一种液体保存溶液预先包装该试样瓶，像通常的情况那样，并且将试样瓶送到护理点场所(the point-of-care site)，用来收集试样。

借助于一种简单并且廉价的可释放的连接把处理组件连接到试样瓶的一个简单的帽盖上。当在护理点场所(医生的办公室，临床场所，医院等)除去帽盖时，处理组件仍然保留着帽盖，使得医务人员容易接近容器的内部，为的是把生物试样插到试样瓶中。随后把帽盖连同装接在其上的处理组件重新放上，将试样瓶密封。随后可以将试样瓶送到实验室进行处理。

当以一种简单的方式操作试样瓶同时它仍然保持关闭的时候，处理组件由帽盖上脱开，并仍然保留在试样瓶中，为的是当后来将帽盖移开时自动化的或者人工的实验室设备可以接近它。在一个优选实施例中，在帽盖的中心向下的作用力是使处理组件与帽盖脱开所需要的全部操作。与上面讨论的先有技术的试样瓶相反，本发明的试样瓶不需要与帽盖任何进一步的相互作用，可以用一种简单的去掉帽盖的装置将帽盖去掉，并且将帽盖丢弃，从而避免了污染。在试样瓶内部的肋将处理组件支承在适当的位置，为的是在处理过程中可以接近它。这种整装的试样瓶和处理组件的安排使操作人员对生物危险的暴露减到最少，这些生物危险比如结核病或者在唾液中或在其它类型的试样比如尿，脊椎抽取液，胃的冲洗物，细针吸入物，以及妇科样品中的其它抗体。

在这里公开的自动试样处理装置被称为“LBP”装置(用于以液体为基础的制备)，将它设计成生产高品质和高度一致的载物玻片。也可以使LBP装置与一种装置对接，该装置用来检测和/或定量地在细胞水平确定形态上的，细胞化学的，和/或分子的多重变化。

在过去两年左右的时间内，对文献的评述和对已有数据的重新分析已经鉴别出一批分子诊断试剂，它们能够以非常高的灵敏度和专一性检测出并且表征肺癌，而肺癌是最常见的癌症。例如见共同拥有的美国专利申请No.10/095297和10/095298，均在2002年3月12日提交，和在2002年9月12日提交的No.10/241753。在这里，细胞可以与抗体和/或核酸“探头”反应，这样可以鉴别出变化的图案，这种变化的图案与癌症的诊断一致。分子系统可以利用对那种肿瘤异质性精细调谐的算法(algorithms fine tuned for that tumorheterogeneity)。

在细胞水平上鉴别分子变化是可以早期并在更容易治愈的阶段检测出癌症的途径之一。可以使用这样的分子诊断装置进行早期检测和诊断，其必要的灵敏度和专一性证明它们用来对与有发展成癌症危险的人们进行以人口为基础的调查是合理的。这样的分子诊断装置也可以用来表征肿瘤，从而使得肿瘤学家对他的/她的病人分类，确定治疗方法，并且对病人进行监测以便评估治疗方法的功效和疾病的退化，发展或复发。这样检查的可供使用也将促进用于处理早期阶段疾病的新的和更有效的治疗途径的发展。

设计这样的分子诊断手段要权衡成本和检查性能。尽管调查的检查必须有高灵敏度和专一性，但是成本总是一个重要的因素，这是因为这样的检查典型地针对大量个人进行，这些人尽管处于危险之中但是典型地并没有疾病的明显症状。这一方面，可以将本发明的LBP装置与一种分子诊断装置对接，发展成一种用于自动诊断癌症的系统，将人的干预减到最少或者完全没有人的干预。替代地，可以将本发明的LBP装置与一种病理学工作站对接，医务人员可以在那个工作站观察由LBP装置制备的个别的载物玻片。所形成的诊断系统不管对接的是自动化的装置还是人工的观测装置都可以与一个集成化的数据管理系统对接，该数据管理系统以专业化的软件和计算机操作系统为基础管理数据的进入和信息的交换，并且诊断系统可以用实验室和医院的信息系统与网络对接。

本发明的LBP装置传送多个上面提到的新颖试样瓶，使它们顺序地通过各种处理站，并且生产出固定在玻片上的试样，每个玻片可以有条码，并且通过数据管理系统把每个玻片连接到试样瓶和试样来源的病人。自动地由玻片盒移开新的载物玻片，一次移开一片，并且在将试样固定在其上之后将每一片玻片返回到同一个玻片盒中。可以将多个玻片盒装到LBP装置中，并且在前一个玻片盒的所有玻片已经用过之后，该装置将自动地由下一个玻片盒中抽出新的玻片。最好将玻片盒构形成可以浸入液体中并与将对试样进行着色的自动化着色设备对接，而不必须将玻片由玻片盒移开。在这一方面，玻片盒最好有可以排放液体的狭缝，并有可以与通常在着色设备中使用的挂钩，以便悬挂其它类型的玻片保持装置合作的狭缝或其它装置。也将同一个玻片盒构形成与自动的诊断设备和作为集成化系统一部分的其它装置对接。

尽管可以用人工将试样瓶载装到运送装置中，但是通过使用一种可选的试样瓶处理系统可以实现自动化的最大利益，那种处理系统可以自动地装载试样瓶，进行处理，并且在完成对它的处理之后移开每个试样瓶。在这样的处理系统的一个示例中，初始用人工将试样瓶装到特殊的节省空间的盘中，每个这样的盘可以装多达41个试样瓶。可以将多达8个盘载装到LBP装置中，装置将顺序地处理所有这些盘，一次由一个盘中移开一个试样瓶，并且将处理过的(并且被开封的)试样瓶送回到盘中。这些盘也可以用于储存和回收处理过的试样瓶。

在一个计算机控制的传送装置上、在它自己的容纳装置中运送每个试样瓶，通过LBP装置。(在公开的一个示例中传送装置有30个容纳装置。)试样瓶和容纳装置都是键接的，使得试样瓶以适当的取向沿着处理路径前进，并且不能与其相应的容纳装置无关地转动。它们首先通过一个条码阅读器(在数据获取站)，在那里阅读试样瓶的条码，随后继续步进地通过LBP装置的下列处理站：包括处置帽盖操作的去掉帽盖的站；主混合或散布站：装载过滤器的站；试样获取并处置过滤器的站；细胞沉积站；以及重新加帽盖的站。也有一个玻片呈现站，在那里将一个新的显微镜玻片呈现给试样获取站，用来将试样转移到玻片上。传送装置使得每个站独立地对呈现给它的试样瓶进行操作，但是，直到所有的操作站完成它们各自的任务之前传送装置将不向前进。

试样瓶去掉帽盖的站有一个转动的夹持装置，将帽盖的螺纹与试样瓶拧开，并丢弃帽盖。然而，在这样做之前，去掉帽盖的头在帽盖的中心上加压，使内部的处理组件与帽盖脱开。主混合站有一个扩展的颈圈，其夹持处理组件，将它稍微升高，并且按照对试样专门的搅拌协议(速度和时间)运动(例如旋转)。过滤器装载站将对试样专门的过滤器类型分配到在处理组件的顶部的一个颗粒物质分离腔室(歧管)中。试样获取站有一个抽吸头，此抽吸头在处理组件的顶部对于过滤器实现密封，并且首先使处理组件缓慢地运动，使以液体为基础的试样中的颗粒物质重新悬浮起来。随后抽吸头在过滤器上抽真空，由试样瓶经过过滤器吸入以液体为基础的试样，在过滤器的底表面上留下单层的细胞。然后，将单层的试样转移到一片新的玻片上，并且使试样瓶移动到重新加帽盖的站，在那里把一个箔密封件施加到试样瓶上。

一种改进的过滤器系统确保生产出最高质量的单层试样。试样液体通过过滤器流动，并且基本上横过过滤器的前表面流动。具体地说，使试样液体有一个横过过滤器表面的二次流分量。将此二次流设计成在径向上向外流动，或者有一个相当大的径向分量，这个径向分量产生一种剪切作用，冲刷或者冲洗粘接得相对较弱的颗粒微团，从而可以在过滤器的前表面上形成分布更均匀并且更薄的层。在这一方面，本发明的系统包括一个在周边的出口，试样液体可以由与过滤器的前表面相邻的区域流过此出口。

过滤器组件最好有一个保持装置，密封在该保持装置中的玻璃过滤板，以及定位在玻璃过滤板的外表面上并与该外表面接触的一个膜过滤器。玻璃过滤板越过保持装置的端部伸展。可以将膜过滤器装接到保持装置上。越过保持装置伸展的侧壁部分形成一个区域，试样液体可以穿过该区域流动，产生二次流。可以将保持装置构形成使得玻璃过滤板在中心稍微向外弯曲，从而当在转移试样的步骤中把压力施加到玻片上时，玻璃过滤板的中心部分变平，使膜过滤器更均匀地与载物玻片接触，使转移更有效。

在处理组件的上端的歧管座放在过滤器组件上，将膜过滤器那一侧朝下。该歧管最好有一个基本上为锥形构形的底壁，由中心入口升高(此入口与处理组件的悬挂的抽吸管部分连通)。过滤器组件和锥形构形的底壁形成一个歧管腔室，在它的周边有一个小的间隙，借助于用作间隔件的升高了的件或者隔件形成一个周边出口。在这些隔离件之间可以有通道，试样液体可以通过这些通道由歧管腔室中流出。

在这里对于系统的几种部件指明了多种优选的材料和可能的替代物。应该理解到，材料的选择不限于所提到的具体材料，并且对替代材料的选择由许多因素确定，这些因素包括：功能，模制精度，耐用性，耐化学物的能力，货架寿命，成本，可供使用的能力，和/或光学透明度(例如为了满足使用者的要求和市场的要求)。

在这里权利要求提出的本发明的一个方面涉及一种制品处理系统，它用于保持制品并将选定的制品单个地从制品处理系统移离和/或移到该系统，该系统包括多个竖直间隔开的制品保持盘，其安装成用于独立的围绕共同的竖直轴线转动，每个盘具有多个分离的制品保持位置。一个盘转动机构，其布置成转动单个的选定的盘；而拾取放置机构具有安装成用于竖直和水平运动的制品夹持装置，从而该夹持装置可以到达在任何选定的盘上的任何制品保持位置。控制装置，其协调选定的盘的转动和该夹持装置的运动，从而该夹持装置可以移到该选定的制品保持位置以及移离该位置。

每个盘具有转动的长时间停留位置，以及周边凹口，该凹口的尺寸确定成在夹持装置竖直地朝选定的盘移到或移离该盘时适应该夹持装置，盘的长时间停留位置是一致的并通过所有凹口对齐的转动位置限定。该控制装置能只在所有其他盘处于其长时间停留位置时使该选定的盘转动。每个盘具有带有至少一个键槽的轮毂。带有可移动的键的转动的竖直芯轴转动选定的盘。通过将盘轮毂制成侧面开口以及开通到周边凹口，盘可从系统中移开。

一种制品保持盘本身是本发明的另一方面，除了上述特征外，该盘可具有如下特征：即叠置的柱，其能使多个盘为储存叠置。这些特征还有助于在盘插入系统中时对其引导和定位。该还可以在每个制品保持位置具有检索特性，其与在制品上的互补的检索特性相配合，以保证制品适当定位。

本发明的另一方面涉及一种用于将制品单个地放置在多个竖直间隔开的盘中的一个盘上或从中移开制品的方法，该盘安装成用于单独的围绕共同的竖直轴线转动，每个盘具有多个分离的制品保持位置，和周边凹口，其尺寸确定成适应安装成用于竖直和水平运动的夹持装置，以到达在任何选定的盘上的任何制品保持位置。该方法包括在选定的盘上选定制品保持位置；在选定的盘之上移动该夹持装置向下通过盘的凹口；转动该选定的盘并水平移动该夹持装置，足以使该夹持装置能接近该选定的制品保持位置；以及如果是空置的就将制品释放到选定的制品保持位置，或如果是占用的就从该选定的制品保持位置抓住制品。夹持装置的运动可以被颠倒。

附图说明

下面将纯粹以示例的方式参考着附图详细地描述所公开的系统和本发明的优选实施例，包括实现本发明的最佳方式，在附图中：

图1为穿过用来与LBP装置一起使用的一个试样瓶的竖直剖面图，示出了连接到盖上的试样瓶中的处理组件(搅拌器)；

图2a为试样瓶的容器部分的前视图；

图2b为容器的顶视平面图，所示出的为已经将搅拌器移开；

图3为搅拌器的顶视平面图；

图4为配装在盖内的衬里的底视平面图；

图5为搅拌器和适宜于在搅拌器中使用的过滤器组件的部件分解竖直剖面图；

图6为搅拌器的上部的竖直剖面图，示出了处于颗粒物质分离腔室中的过滤器组件；

图7a为在图6中所示的装置的部分示意图，示出了液体流动和与液体分开的颗粒物质；

图7b为与图7a类似的图，示出了在先有技术的过滤器系统中的液体流动；

图8为过滤器组件的部件分解剖面图；

图9为流动歧管的尺寸构形的示意图；

图10为与图1类似的试样瓶的竖直剖面图，但是示出了与盖脱开的搅拌器；

图10a为与图10类似的部分竖直剖面图，示出了搅拌器的一个改型；

图11为LBP装置的顶视平面图；

图11a为LBP装置的运行序列的示意图；

图12为LBP装置的前向透视图，为了清楚，已经将某些部件移开；

图13为LBP装置的一部分的后向透视图，示出了自动装载/卸载机构；

图14为自动装载/卸载机构的顶视平面图；

图15为自动装载/卸载机构的前向视图；

图15a为沿着图14中的线15a-15a取的细节剖面图；

图16为用于自动装载/卸载机构的一个夹取装置的替代实施例的视图；

图17为在自动装载/卸载机构中使用的一个试样瓶盘的透视图；

图18为在图17中的圆圈线18处取的放大的细节图；

图19为图17的试样瓶盘的底视透视图；

图20为三个叠置的试样瓶盘的透视图；

图21为方框图，示出了试样瓶处理和数据流；

图21a为用图组成的图，示出了与LBP装置结合的整个实验室系统；

图21b为有关系的数据库表；

图22为方框图，示出了计算机或者工作站；

图23为计算机屏幕的精确复制；

图24为另一个计算机屏幕的精确复制；

图25为两个计算机屏幕的精确复制；

图26为正在去掉帽盖的试样瓶的竖直剖面图；

图27为与LBP装置的去掉帽盖的头部接合的试样瓶的部分剖面的前向视图；

图28为沿着图27中的线28-28取的去掉帽盖的头部的顶视平面图；

图29为LBP装置的去掉帽盖的站的侧视图；

图30为沿着图29中的线30-30取的剖面图；

图31为图29的去掉帽盖的站的侧视图；

图32为试样瓶的竖直剖面图，示出了与主搅拌头的接合；

图33为LBP装置的主搅拌站的侧视图；

图34为主搅拌站的前视图；

图35为主搅拌站的顶视平面图；

图36为在过滤器装载过程中试样瓶的竖直剖面图；

图37为LBP装置的过滤器装载站的储料架(magazine)部分的侧视图；

图38为过滤器装载站的推动装置部分的前向视图；

图39为过滤器装载站的推动装置部分的顶视平面图；

图40为过滤器装载站的储料架部分的顶视平面图；

图41为在获取试样过程中试样容器的竖直剖面图；

图42为在试样转移到载物玻片的过程中试样容器的竖直剖面图；

图43为LBP装置的试样获取站的侧视图；

图44为试样获取站的下部的前向视图；

图45为试样获取站沿着图43中的线45-45取的部分剖面的顶视平面图；

图46为试样获取站的顶视平面图；

图47为在试样获取站中使用的气泡流量计的示意图；

图47a为图47的流量计的一种改型的示意图；

图48为在试样获取站中使用的真空系统的示意图；

图49为对于图48的真空系统的运行表；

图50为LBP装置的重新加帽盖站的前向透视图；

图51为重新加帽盖站的侧视图；

图52为LBP装置中使用的载物玻片盒的前向透视图；

图53为由图52取的载物玻片盒的细节透视图；

图54为载物玻片盒的后向透视图；

图55为载物玻片盒的侧视图；

图56为LBP装置的载物玻片呈现系统的顶视平面图；以及

图57为载物玻片呈现系统的侧视图。

具体实施方式

对这种以小瓶为基础的试样处理和加工系统的充分描述必须从小瓶自身开始，小瓶包括一个容器，一个盖和在小瓶中的一个加工组件(搅拌器)。

试样小瓶

参见图1，2a和2b，小瓶10包括一个容器20，一个盖30和一个加工组件40。将加工组件40设计成实现几种功能，在这些功能中包括混合，为了方便，将把这个优选的转动实施例称为搅拌器。容器20最好由一种半透明的塑料(最好是聚丙烯)模制而成，并且有基本上圆柱形的壁21，围绕着它的纵向轴线，连接到一个锥形的底壁22上。可能的替代塑料包括ABS材料和聚二亚甲基环己二胺对苯二酸酯，乙二醇(在商业上可以由Eastman Kodak Co.公司以商品名Eastar^DN004获得)。壁21的一小部分24最好是平的，平的部分的外表面用来设置(或适于接纳)标记例如条码标签，该标记包含关于位于小瓶中试样的信息。虽然仅只示出了一个平的部分，但是可以将容器构形成没有平的部分，或者有两个或多个平的部分，每个平的部分用来设置标记。替代地，可以将标记设置在壁21的弯曲部分上。平的部分24的底端有一个弧形的缺口25，它的作用是当被LBP装置处理时使容器保持一个适当的取向，如提到过的那样把它设计成支承着容器，并且使它运动，通过各种加工站。可以使用一个形状不同的缺口(例如V型的缺口)，只要缺口与LBP装置适当地配合即可。可以替代地使用其它适当的配合结构。

四个纵向的肋26由壁21向内突伸。肋26的上端27对于搅拌器40当使它与盖30脱开时(见图10)形成座。容器20的顶部有开口28和标准的右手螺旋螺纹29，此螺纹最好伸展一圈半，并且与在盖30上类似的螺纹配合。可以使用其它类型的盖与容器的连接，比如卡口连接，卡扣配装装置等。

盖30包括在商业上可以获得的简单的模制塑料的带螺纹的帽盖31，以及被保持在帽盖中的一个新颖的衬里32。帽盖30最好由聚丙烯模制而成，但是ABS和Eastar^DN004以及其它塑料是替代的塑料选择。帽盖31有一个平的实心顶部和一个外面滚花的悬置凸缘，此凸缘有内螺纹33，与容器20上的螺纹29配合。参见图4，衬里32由塑料最好是聚乙烯模制而成，并有一个基本上平的底部34，该底部的尺寸确定为适合地配装在帽盖31内，在螺纹33的后面，使得衬里不容易与帽盖分开。如在图1中所看到的那样，衬里底部34用作帽盖31与容器壁21的边缘之间的垫片类型的密封件。

衬里底部有一个环形伸出部分35形式的连接件，它的形状最好为略微锥形，相对于它的中心轴线最好形成大约5度的角度。换句话说，环形连接件35的内径在它的近端，在此近端它与衬里底部34相连接，比在它的远端大。衬里底部34也有一个中心的环形凸台36，它由底部34突伸得比环形连接件35更远，从而与搅拌器40相互作用，如下面将描述的那样。尽管使用配合到标准帽盖上的分开的衬里是优选的，但是，可以将帽盖整体地模制成一件，包括环形的连接件35和中心的环形凸台36。可以替代地这样的一件的帽盖(或者甚至是上面描述过的两件的帽盖)构形成用作一个插塞型的密封件，突伸到容器壁21的边缘的内部，并对着该内侧面实现密封。

参见图1，3和5，搅拌器40由塑料最好是聚丙烯模制而成，并且有一个圆形的底座或底壁41，在它的中心倾斜，有一个中心入口42；一根在中心的悬置的抽吸管43，在靠近该管的底部有两个在直径上相对的抽吸44；以及形式为在横向伸展的叶片45形式的分散(混合)件。搅拌器40的上部有一个由底座41与向上站立的环形壁47形成的杯状的颗粒物质分离腔室或歧管(或多支管)46。将壁47的上边缘斜削，最好使内边缘48倾斜得更大，以便容易将一个过滤器组件F设置在歧管46中，如下面将描述的那样。对于搅拌器的可能的替代塑料包括ABS和Eastar^DN004。

环形壁47用作一个连接件，用来把搅拌器40可松开地连接到帽盖衬里32上，并且因此它的尺寸确定为适合地配装在环形连接件35内(见图1)。具体地说，在连接件35与47之间有一种摩擦配合或者压配合，使得对关闭的试样瓶的正常处理和当由容器20上移开时对盖30的正常处理(例如把一种生物试样放置在容器中)将不会使搅拌器与盖间隔开。连接件47的尺寸确定为与连接件35相关，使得在直径方向上初始有非常轻微的抵触，最好大约为0.31毫米。连接件47比连接件35硬，使得把搅拌器组装到盖上时主要使连接件35稍微有一点变形，造成一定的摩擦力，保持搅拌器与盖彼此接合。将一个外部作用力施加到试样瓶上克服这个摩擦保持作用力，将使得搅拌器40可以与盖30脱开，并且由于重力的作用进一步落入容器20中(见图10)。

最好将外部的分开作用力施加到盖30的中心部分上(见图10中的箭头)，此作用力使帽盖31和衬里32向内偏转。如在图1中所示，在衬里32上的中心凸台36的尺寸确定为使得它的远端刚好与搅拌器的底座41接触，或者位于非常接近该底座41。因此，当把盖的中心部分向下压时，中心凸台36将比衬里32上的环形连接件35偏转得更多，并且推动搅拌器40，使它脱开与连接件35的接合。衬里32向内的偏转也使得连接件35向外张开，从而减小保持作用力，使搅拌器的脱开变得容易。施加到盖30上并且将搅拌器脱开所需要的分开作用力应该在5到30磅的范围内，最好大约为12磅。

一旦与盖30脱开，搅拌器40就将停留肋26的上端部27上。见图10。因此把颗粒物质分离腔室(歧管)46稳定地支承在靠近容器开口的位置，并且将操纵搅拌器的LBP处理头很容易接近该腔室，从而可以直接处理容器中的试样。需要至少三个肋26以便对于搅拌器形成稳定的支承，但是四个肋是优选的，因为四个肋似乎有利于在搅拌过程中颗粒物质在液体中更充分的分散。如果搅拌器在护理点场所在无意中与盖脱开，医务人员或者助手可以简单地把搅拌器松释地放置在小瓶中，使得它降落入试样中，并且随后像通常那样用螺纹把盖拧上。做到这一点没有困难，这是因为在小瓶中的肋只容许搅拌器在一个方向上插入。一旦用里面的试样将试样瓶封闭，在整个处理过程中搅拌器将保持在瓶中，并且当把试样瓶重新加帽盖时，将把搅拌器密封在瓶中。

病人试样的一小部分，如在妇科Pap检查和其它类型的试样中可以发现的那样，包含细胞，人工制品和/或细胞的或者非细胞的碎片的大的微团(或簇团)。如果把这些大的物体中的某些收集并沉积在载物玻片上，它们可能会使对诊断细胞的观察变模糊，结果使得对载物玻片样品的检查或者诊断不够准确。因为这些物品中的大多数与诊断无关，所以一般希望将它们由样品中去掉。为了获得这个结果，最好去掉在搅拌器抽吸管43中的侧面抽吸44(见图10a)，有利于密切地控制在抽吸管43的底部与容器20的底壁22中心的小的伸出部分23之间的接口。这个接口有效地形成一个计量阀门，当搅拌器40座放在容器20的肋26上时(见图10)，产生阀门的形状(小孔)23a。将环形流动小孔23a的尺寸做得适当可以防止大的物体进入抽吸管43中，而容许对诊断可能有用的较小的物体可以通过。当小孔23a有小的通过截面和小的计量面积时，由于它的直径较大，阻塞将不会成为问题。环形小孔23a的外径最好在0.105英寸的量级，而内径最好在0.071英寸的量级，给出通道宽度的量级为0.017英寸。这个小孔尺寸对于妇科试样是最佳的。

过滤器系统

图6和8示出了按照本发明的过滤器组件F的一个实施例。图3和6示出了按照本发明的(在搅拌器40中的)歧管46的一个实施例。过滤器系统包括过滤器组件F和歧管46。

参见图6和8，过滤器组件F包括一个过滤器壳体或容纳装置200，一个多孔的玻璃过滤板202，以及一个多孔的膜过滤器205。图8以部件分解图的形式更清楚地示出了这些部件。容纳装置200可以是杯状或者容器的形状，它有用来座放玻璃过滤板202的一个凹进部分或者腔室206和在玻璃过滤板202与容纳装置200之间的一个腔室207。玻璃过滤板202和膜过滤器205可以用在上面提到的Guirguis的专利，即美国专利No.5301685和5471994中公开的材料制成，这些专利的内容结合在这里作为参考。

在本发明的过滤器组件F中，把膜过滤器205，玻璃过滤板202和容纳装置200组装在一起，作为一个单元。玻璃过滤板202为圆柱形，首先把它座放在容纳装置200中。随后，将膜过滤器205永久地固定，粘接，连接，或者焊接到容纳装置200上。在所示出的实施例中，把膜过滤器205的外周边或边缘焊接到容纳装置200上。在这一方面，容纳装置200有围绕着外圆周的角部209形成的一个斜边或者倒角208。此倒角208提供了一个带角度的表面，可以使用传统的连接技术比如超声焊接把膜过滤器205装接到此带角度的表面上。容纳装置200和膜过滤器205应该由能够焊接在一起的材料制成。最好二者都由聚碳酸酯制成，但是ABS塑料的容纳装置可以与聚碳酸酯的膜过滤器一起使用。如果膜过滤器由相同的材料制成，对于容纳装置也可以使用热塑性的聚酯。玻璃过滤板202最好由聚乙烯制成。

参见图8，容纳装置200最好为圆柱形，并且包括一个基本上为杯形的本体，此本体有一个底壁或底座210和由它伸展并且在边缘211a终止的基本上向上的圆柱形侧壁211。侧壁211有一个在径向上向内朝向中心伸展的环形的肩部212。该肩部用作一个座，将玻璃过滤板202精确地定位。最好将玻璃过滤板202的尺寸确定为使得当玻璃过滤板的后表面的周边部分邻靠着肩部212时，玻璃过滤板的外表面或前表面213凸出于(伸展越过)边缘211a。

可以将侧壁211的内径的尺寸确定为把玻璃过滤板202摩擦接合并保持在其位置。在这一方面，可以使玻璃过滤板的外径基本上与侧壁211的内径相对应，用机械的方式即通过摩擦将玻璃过滤板202保持在其位置。然而，因为膜过滤器205覆盖着玻璃过滤板202，所以不需要将玻璃过滤板通过摩擦固定到容纳装置上。即，可以松散地将玻璃过滤板202座放在容纳装置中。然而通过摩擦将玻璃过滤板202座放在容纳装置200中可以将玻璃过滤板202保持在其位置，从而可以在一个遥远的场所实现膜过滤器205的安装。这也简化并且降低大量生产过滤器组件的成本，这是因为可以将容纳装置200和玻璃过滤板202连接起来做成一个牢固的子组件，并且储存起来用于膜过滤器205以后的安装。

在把玻璃过滤板202座放在容纳装置200中之后，把膜过滤器205覆盖在玻璃过滤板的外表面213和玻璃过滤板的越过容纳装置200伸展的侧壁215的暴露部分214上，并且把膜过滤器装接到倒角208上，如在图6中最清楚地看到的那样。玻璃过滤板的暴露的外侧壁部分214提供了一个环形的表面区域，试样液体可以穿过这个区域流动，提供了一种双重流动路径，如在图7a中示意性地示出的那样。

可以将过滤器组件F编码，表示不同的孔尺寸和孔密度(每单位截面积中孔的数目)，如对于专门的处理协议可能要求的那样。对过滤器组件的彩色编码是优选的，但是可以使用任何形式的可以用机器检测的编码，包括明显的伸出部，比如小突起，用于以触觉为基础的传感器识别。LBP装置设有一个传感器，可以在这些颜色或其它编码之间进行区分，确保选择出适当的过滤器。也可以以纸质携带装置的形式提供过滤器组件，为的是容易插到LBP装置中。

回过来参见图8，容纳装置的底壁210有一个中心开口204，可以穿过它施加真空，通过它把试样液体抽出。容纳装置200还包括由底壁210伸展进入容纳装置中的一个中心伸出部分或者突出部分216。该中心突出部分216与开口204对准，并把它定位在腔室207中，由玻璃过滤板的内表面218，底壁210的内表面219和侧壁211的内侧面220形成该腔室207。突出部分216基本上是中空的，并且有多个侧开孔221，把真空分布到腔室207，并且提供通过腔室的基本上对称的流动。通过膜过滤器205和玻璃过滤板202抽出的试样液体充满腔室207，并且通过侧开孔221和中心开口204流出腔室207。

突出部分216有一个邻靠表面217，面向容纳装置的开口表面并朝该表面伸展。将邻靠表面217构形成邻靠在玻璃过滤板的后表面218上。特别是，邻靠表面217稍微由环形的肩部212凸出。即，邻靠表面217位于稍微在环形肩部212的高度以上或者稍微越过该高度，使得当把玻璃过滤板装在容纳装置中时，玻璃过滤板的外表面213稍微向外弯曲。例如，邻靠表面217可以越过环形肩部212的高度伸展大约0.002英寸。由向外推玻璃过滤板202的中心部分的突出部分产生的稍微弯曲确保膜过滤器205的中心部分与载物玻片接触。在印刷的过程中施加到载物玻片上的压力使玻璃过滤板的前表面213变平，确保膜过滤器205与载物玻片充分接触，更有效地把所收集的颗粒转移到载物玻片上，并使人工制品的任何沉积减到最少。如果希望有这种稍微弯曲的构形，最好使玻璃过滤板202比如通过摩擦牢固地座放在容纳装置200中，如前面解释过的那样。

由于弯曲的玻璃过滤板构形，膜过滤器205不需要是张紧的。这样简化了制造过程，降低了成本，并且减少了部件的拒绝率。任何没有大皱纹的物品都可以有效地工作。如所注意到的那样，玻璃过滤板202最好可以稍微地变形，它的这种可塑性使它可以变形并在玻璃载物片上变平，在随后的吸入过程中将细胞和感兴趣的其它物体由过滤器转移到载物玻片上。为了做到这一点，玻璃过滤板应该有弹性，从而施加8磅的作用力可以通过一个0.0016英寸的位移把它压平。好的玻璃过滤板材料包括烧结的聚乙烯和烧结的聚酯。玻璃过滤板202可以是一种多孔材料，有在空间上杂乱的孔，孔的典型尺寸大约为50微米到70微米。这种材料的一个明显的特性是与薄膜过滤器205的材料(这种材料典型的孔尺寸为大约5微米到8微米)相比它的流动阻抗低。换句话说，在玻璃过滤板202上的压力降比在膜过滤器205上的压力降小得多。因此，流过过滤器的流体可以自由地流过玻璃过滤板。另外，替代有杂乱地设置的孔，可以由一种材料或者结构做成玻璃过滤板202，这种材料或结构有许多平行的小内径(例如50微米到70微米)的通道，被吸入的流体和颗粒可以通过这些通道。这样的平行通道的装置的行为将像一种内部透过流体的介质，它有相当低的流动阻抗。事实上，在试样获取站可以使用有适当的低流动阻抗和可变形能力/弹性特点的任何材料或装置，不管它有微孔或者没有微孔。

已经发现：试样液体基本上或者大多数是在轴向方向上即与膜过滤器垂直的流动可能积累颗粒的层或者微团，如在图7b中示意性地示出的那样，特别是如果通过膜过滤器施加的真空比必须的时间更长时会出现这样的情况。即使采用Guirguis双流动设计，这种设计提供了方向在径向的某些二次流分量，也可能发生这样的情况。见例如Guirguis的美国专利No.5471994和5301685的图4和12。似乎是：由那种构形所产生的二次流不足以产生横过膜过滤器的有效的冲刷作用或者剪切作用。一个较早的Guirguis专利即美国专利No.5137031公开了一种漏斗形或者锥形的歧管。然而在那种装置中，在它的周边没有任何二次的径向外流。因为没有任何流动不是直接通过过滤器自身，所以基本上没有任何径向上的流动分量。因此，试样液体仅只可以基本上与膜过滤器垂直地流动。

参见图6，在搅拌器40的顶部的歧管46向上直立的壁47的内径的尺寸确定为比过滤器组件F即容纳装置的侧壁211的外径稍大，使得歧管46可以容纳过滤器组件F，并且过滤器组件可以座放在歧管上，使膜过滤器205朝下，如图所示。可以将过滤器组件F松释地座放在歧管46中。当把过滤器组件F座放在歧管46中时，膜过滤器205的外周边边缘座放在底壁41上。将底壁41构形成有一个小凹坑或者凹进部分，当把过滤器组件F座放在歧管46中时，此凹进部分形成一个歧管腔室M。因此腔室M的边界为膜过滤器205的外表面和底壁41的上表面41S。

本发明的双流动装置解决了在膜过滤器的表面上颗粒聚集或者积累的问题。这种装置横过膜过滤器的前表面产生的剪切作用力或者剪切作用足以冲刷侧面的颗粒，保持颗粒不会聚集或成层。当它们聚集时，聚集或者成层的颗粒对于它们下面的层的粘接作用很弱，这是因为抽吸能力随着膜过滤器205的孔被颗粒覆盖而降低。将一个切向的或者基本上径向的流动分量横过膜过滤器205的前表面加到试样液体上会产生一个剪切作用力。这个流动分量基本上与膜过滤器的前表面平行，即，与层聚集的方向垂直，并且在径向上向外冲刷颗粒，离开膜过滤器的前表面。

为了提供一个二次或者径向流动路径，将歧管46构形成在歧管腔室M的周边在膜过滤器205的前表面与底壁41的上表面41S之间提供一个小的间隔或间隙G(见图6)，使被冲刷的颗粒可以流出歧管腔室M，离开膜过滤器的前表面。间隙G必须足够大，防止颗粒把它堵塞。即，如果使间隙G对于要过滤的颗粒来说太小，可能会把间隙G堵塞，切断二次流。间隙的最小尺寸最终取决于颗粒尺寸，试样液体的粘性，以及试样液体的温度。已经确定：间隙G应该最少0.004英寸，防止被细胞颗粒堵塞。

参见图3和6，为了产生形成一个外流喷嘴的间隙G，歧管36的底壁41围绕着歧管46的周边包括多个间隔开的支座或升高的肋48a。这些肋48a之间的空间49对于试样液体提供了一条流出腔室M的通道。在所示出的优选实施例中，歧管46的内径为23.4毫米，有36个肋48a，均匀地以10度的间隔间隔开。肋的高度为0.150毫米，弧形地弯曲成为环绕的肩部，其半径R为0.63毫米，如图所示。当然，本发明也设想间隔开的肋或支座的其它构形，希望这些构形严格地将过滤器组件与底壁41间隔开，从而产生一个严格的外流面积。取决于肋或支座的数目和厚度，与入口面积相比可以将外流的总面积减小高达50％。

在上面参考的Guirguis类型的过滤器装置中已经观察到在径向上向外流动的试样液体会损失速度。本发明的双流动过滤器系统通过设置一个浅的基本上锥形的表面，试样液体横过这个表面流动，补偿了这种速度降低。这个表面形成了面对着膜过滤器205的一个基本上锥形的分配歧管腔室M。按照本发明的腔室M有一个在径向上的环形出口0，穿过空间49，此出口的面积大约等于中心入口I的最大面积，或者比此最大面积小。参见图9，方向在径向上的环形流动通道的“表面”面积是圆柱形的，并且在任何给定的半径R₁，R_x，R_y，...，R₂由膜过滤器205的前表面和歧管的锥形表面41S确定(界定)。随着试样液体向外流动，半径将增大，同时歧管的高度减小。可以将歧管腔室M构形成使得高度H₁，H_x，H_y，...，H₂减小的速率保持环形通道的表面积由歧管的入口I到外周边出口O基本上不变，产生横过膜过滤器205的表面一个基本上线性的径向流动速度。

在这一方面，仍然参考图9，可以将圆形的歧管入口I的理论上最大的径向流动面积确定为圆周(2πR₁)乘以歧管腔室的高度H₁。在这种情况下，2πR₁H₁确定歧管入口I的总圆周面积。可以将圆形歧管出口O的最大圆周流动面积确定为2πR₂H₂。如果出口流动面积等于入口流动面积，那么可以将入口和出口面积表示为

2πR₁H₁＝2πR₂H₂

R₁H₁＝R₂H₂

采用这个表示式，可以由入口I到出口O在它们给定的半径例如R_x，R_y确定出高度例如H_x，H_y。如果将由入口到出口的高度H₁，...，H_x，...，H_y，...，H₂绘出，所形成的表面41S可能是弯曲的；而不是线性的。然而，已经观察到：明显地弯曲的歧管的下表面工作得不像线性的表面41S那样有效。因此，本发明的优选实施例设想由入口到出口伸展的一个线性的或者基本上线性或接近线性的表面41S(它可以稍微带一点弯曲)。另外，为了试样液体有效地流动，最小的高度H₂有大约0.006英寸的间隙。基于这个要求，可以将最小的R₁确定为0.006R₂/H₁英寸。用这种构形，随着通过过滤器将试样液体抽出，试样液体在基本上与膜过滤器的前表面平行或者接近与该前表面平行的方向上横过膜过滤器205的前表面，产生所希望的剪切作用。

经验性的研究揭示：对于一个线性的锥形表面41S，出口O的面积最好应该比入口I的最大面积小，或者等于该最大面积。即，R₁H₁≥R₂H₂。例如，示例性的歧管可以有下面的尺寸(在这里所有的单位为毫米)：R₁＝1.24，H₁＝1.32，R₂＝10.00，H₂＝G＝0.15。因此最大入口面积为3.27π平方毫米，而出口面积为3.00π平方毫米，这个值比最大入口面积稍小，但是比平均入口面积大，可以将平均入口面积确定为最大入口面积的50％(1.64π平方毫米)。因此，出口面积可以落在最大入口面积与平均入口面积之间。另一个示例可以有下面的尺寸(在这里所有的单位为英寸)：R₁＝0.040，H₂＝0.060，R₂＝0.400，H₂＝0.006。因此最大入口面积为0.0048π平方英寸，它等于出口面积。

总之，面对基本上平的膜过滤器的歧管腔室M应该有一个浅的漏斗状的构形，并且有一个沿着周边的出口，从而产生横过膜过滤器的出口表面的一个基本上沿径向的流动。此径向流动产生一种剪切作用，它冲洗或冲刷走任何附着得相对较弱的颗粒，从而在膜过滤器的表面上留下非常薄的一层颗粒，即单分子层。

LBP装置和方法

图11-57示出了按照本发明的LBP装置的优选实施例。LBP装置是一种用来制备进行观察，成像或者进行光学分析的载物玻片的自动化的机器。LBP装置可以采用上面描述的双流动过滤系统(图6，7a，9)把细胞的单分子层或者薄层收集到、并且把它们转移到载物玻片上。

参见图11，可以将LBP装置的所示出的实施例分成至少六个分开的处理站：数据获取站(条码阅读器)230；去掉帽盖站400；主搅拌站500；过滤器放置站600；试样获取站700；以及重新加帽盖站800。将这六个站的结构做成平行地进行处理，这意味着所有这些站可以同时运行、并且可以与其它站无关地运行。LBP装置也包括一个分开的数据阅读站，一个载物玻片呈现站，一个载物玻片处理站，以及一个玻片盒处理站，可以将所有这些站组合作为一个集成系统900。LBP装置还包括一个输送机构240，用来将试样容器运动到各个操作站。它还可以包括一个自动的装载机构300，此机构自动地将试样瓶装载到输送机构上，并且由输送机构上卸载。所有的站都是计算机控制的。图11a示出了LBP装置的运行序列。这是顶级表，由此表编制出运行软件。

图12示出了LBP装置的基本结构件，即：一个框架260(它最好由模压铝制成，为了可以移动，最好放置在脚轮(未示出)上)和一块经过机械加工的铝底座板262，框架支承着此板，并且把主要的运行机构安装在此板上。一台压缩机264在底座板的下面，用来供应对某些部件提供动力的压缩空气；一台真空泵(未示出)，对于各种部件提供真空源；不锈钢的架子，用来装在自动装载机构300中使用的试样瓶盘；以及电部件，包括电源和控制器，以及辅助设备。如果使用用电提供动力的致动器而不用以空气为动力的致动器，可能不需要压缩机。把一个使用者接口例如一台对接触敏感的LCD显示装置(未示出)装到输送机构240的左面，实现超越正常的自动化处理协议的技术人员对机器的控制。见图25，该图示出了一个注册进入屏幕(上图)和一个导航屏幕(下图)，如它们可能在使用者接口上出现的那样。当然，当他/她与使用者接口相互作用时，可以对使用者显示出其它的屏幕。

一种“经济”型的LBP装置可以为计数器在顶部的模式的形式，用来一次处理数目比较有限的试样。在这样的类型中，可以省去某些部件，比如框架260和自动装载机构300，而其它部件可以按比例缩小，比如过滤器放置站600的能力可以缩小。可以使用外部的真空和压缩空气源对这样的装置提供动力，并且可以将其它部件(电源，控制器等)重新设置成一个或多个模块，邻近改进的机器底座板或者在该底座板上。对于本领域技术人员来说将很容易清楚实现这些改进的各种方式。

输送机构

参见图11，输送机构240包括一条连续的连接带传送装置242，用一台步进马达(未示出)驱动它，围绕着精密的链轮242，244。传送装置有多个被销柱248连接的容纳装置或者携带装置246，用来容纳相应数目的试样瓶。在图11中示出的实施例有30个容纳装置，附图标记为1到30。取决于样品瓶的尺寸和运送装置的长度，LBP装置可以有比30个少或者多的容纳装置，如所要求的那样或者如可以实现的那样，但是要足够长，使得所有处理可以在一条线上完成。

形成轨道的多对导轨250在链轮之间引导连接带传送装置的容纳装置246，这些容纳装置有传统的位置校正系统(未示出)，将容纳装置精确地定位。LBP装置可以跟踪每个容纳装置的位置，并且以传统的方式对它们进行步进的驱动或者进行检索。例如，LBP装置可以包括直线位置传感器，比如在每个环节上的光学传感器或者光遮断器，它们可以将位置的信息送到一个控制器，用来注册携带装置的位置，并且沿着处理路径在每个处理站对每个携带装置进行严格的检索。驱动运送装置实现严格的对准和定位的方式是传统的，因此将不作进一步的描述。

在Z轴和Y轴形成轨道的导轨250与在容纳装置的侧面中加工出来的狭缝接合。参见例如图29，33，37和43。可以由一种自润滑的塑料制作出机械轨道和驱动链轮，为的是运行中不需要添加外部的润滑剂。每个容纳装置246可以有一个窗口247(见图12)，使得可以接近它，对试样容器上的条码进行激光扫描或者光学扫描。运送装置可以是有硬涂层的铝，为了容易清洗用PTFE7对它进行了渗透。连接销柱248可以是精细研磨并经过硬化的。可以把连接销柱在轴向上固定在不转动的连接孔中的位置。可以用适当的轴承材料装配转动的连接孔，这种材料可以运行而不用附加的润滑剂。为了操作者的安全，可以将运送装置的运行与机器的盖(未示出)相互锁住。

也可以将容纳装置246构形成使得它们以一种特殊的取向容纳或座入试样瓶。即，将试样瓶和容纳装置构形成互补或者把它们做成互补地用键连接，使得仅只可以以一种特殊的取向将试样瓶座入容纳装置中。例如，试样瓶可以为“D”字的形状，即，有一个平的侧面(见图2a，2b)，并且容纳装置也可以为“D”字的形状，使得平的侧面彼此对准。这样，试样瓶不能相对于容纳装置旋转，同时容许相对于容纳装置在竖直方向上不受限制地运动。除了“D”字的形状以外，每个小瓶可以有一个底部缺口25(见图2a)，而容纳装置可以有一个配合的栓钉或柱销(未示出)，可以将该栓钉或柱销用键装入缺口25中。尽管所示出的缺口和栓钉是弧形的，它们也可以取其它的配合形状(例如V型)。

试样瓶装载/卸载机构

图12，13和14示出了自动的试样瓶装载和卸载机构300。把一个可作枢轴转动的拾取并放置的臂304安装在一个升高滑架306上，在一个竖直的支柱310顶部的一个竖直方向上(Y轴)的导螺杆马达308驱动该滑架。臂304有一个传统的用电或者用气动操纵的夹头类型的夹持装置312，此夹持装置适用于夹持并在三个自由度上移动试样瓶10。横向的导螺杆马达314使臂在水平的平面中运动，把该马达以一种挂钩类型的托架316的形式可作枢轴转动地安装到升高滑架306上。替代如所示出的那样的夹头类型的夹持装置，拾取并放置的臂可以装有一个传统的用气动操纵的抽吸头类型的夹持装置，如在图15中所示出的那样。这样的夹持装置有一段硅橡胶的波纹管318，当把它对着试样瓶的盖30放置并且通过抽吸管线320受到抽吸时，波纹管对着试样瓶的盖30实现密封。不管是机械驱动还是气动驱动，通过机器的编程序的操作实现夹持装置的驱动，如本领域技术人员所理解的那样。

参见图17-20，将试样瓶10储存在特殊的注塑的塑料试样瓶盘330中，这些盘滑动进入机器中，在架子320上(见图12)。为了避免混淆，应该指出：图13-15示出了不同形式的盘(由冲压成形的钢制成)，但是不管它们的结构如何，使盘转动的机构的操作是相同的。塑料的试样瓶盘330是优选的形式，并且最好由聚丙烯制成。在这里使用的“盘”这个词不限于所示出的实施例，而应该认为包括任何类型的携带装置，带边缘的或者没有边缘的，这种携带装置可以支承并且移动一般以在这里描述的方式的离散物品的一个大致平面的阵列。

每个盘330有41个圆形的凹进部分332，这些凹进部分的尺寸和构形确定成仅只能以一种取向容纳试样瓶10。每个凹进部分332的上边缘最好有一个斜削的边缘333，这使平滑地插入试样瓶变得容易。以四个同心的排形式的紧密排列的阵列设置这些凹进部分，这种安排最好如下所述。最外面的一排有16个凹进部分；接着的一排有8个凹进部分；里面的第三排有9个凹进部分；而最里面的一排有8个凹进部分。为了使间隔靠得更近，相邻两排的容纳装置错开。第二排的容纳装置与第四排(最里面)的容纳装置在径向上对准。最外面那排的容纳装置在中心间隔开18度。其它排中的每一排的容纳装置在中心间隔开36度。当然，可以使用其它的容纳装置阵列，只要这些阵列容许拾取并放置的臂304可以接近所有的试样瓶即可。每个容纳装置有独特的并且可以寻址的位置，从而可以随意地并且以任何次序接近任何试样瓶。

如上面提到的那样，在处理过程中试样瓶的取向是严格的，所以，在这些盘中储存的瓶的适当取向确保拾取并放置的臂304将把每个瓶在传送装置的容纳装置246中适当地定位。因此，每个凹进部分332在它的底部(见图19)有一个固定的检索栓钉334，将此栓钉的尺寸确定为装配进瓶的缺口25中。例如用粘接剂把栓钉334安装在凹槽335中，这些凹槽被模制到盘中，邻近凹进部分332的底部。为了表示的目的已经将某些栓钉由图19中省略了。

以相对于盘330的中间平面有特别的角度设置这些栓钉334，使得由盘移开的每个试样瓶以它的缺口与在那个容纳装置中配合的栓钉对准或者相反的取向送到传送装置的容纳装置上。这些角度中的每个角度由当拾取并放置的臂304接近一个专门的凹进部分332中的瓶时盘330的转动位置规定，并且由拾取并放置的臂由拾取小瓶的点到把小瓶放置在传送装置的容纳装置246中的点的转动角度规定。认为确定这些角度在本领域技术人员的能力范围内。

盘330也有三个向上直立的引导立柱336，每个立柱在它的顶端有一个装有弹簧的球338，这些立柱与在每个架子302上方的引导件(未示出)合作，并且用来当把盘插入时将盘引导进入机器中，并确保它有适当的取向。当把盘重叠放置用于储存时(见图20)，引导立柱336也用作叠置立柱，球338与在上面的盘的底部中的凹坑339(见图19)接合。

盘330也有一个大的扩张开的缺口340，当把盘插入在一个架子302上时，此缺口的取向朝向机器。缺口340的最里面的部分有相对的键槽342，这些键槽用来与活动的键接合，如下面将描述的那样。最好在一个黄铜铣制的轮毂插入件343中形成这些键槽，该插入件形成凹进，与盘的顶部齐平，并且用螺丝将该插入件紧固到盘上。

参见图14，15和15a，分别在它的顶部和它的底部把一个转动的外芯轴350用轴颈安装在轴承352，354中。外芯轴350一次仅只与一个盘接合，并仅只使一个盘转动，使得拾取并放置的臂304可以由该盘通过向下运动穿过底座板262中的一个开孔266、并通过它们长时间停留的缺口340越过任何不在使用的盘接近小瓶。图14以虚线示出了盘的长时间停留的位置，它们的缺口340与外芯轴350对准，并包围着外芯轴。一台计算机控制的转动步进马达356和与定时齿轮360，362接合的一条定时皮带358由底部使芯轴350以严格的方式转动。位于对准的盘缺口上的一个朝向下面的转动位置光学传感器363检测出什么时刻盘由它长时间停留的位置开始转动、并检测出转动了多远，对步进马达356的转动提供反馈控制信号。

一个内芯轴364在外芯轴350的内部，此内芯轴有8对相对的键365，每个盘有一对。这些键365由外芯轴350穿过在外芯轴中相对的狭缝366伸出(见图15a，此图为穿过芯轴和底部两个盘的中心部分的剖面图)。一根内部的导螺杆372使内芯轴364在外芯轴350内在竖直方向上运动。导螺杆步进马达374通过定时皮带376和定时齿轮378，380使导螺杆372转动。将一个键的“长时间停留位置(或主位置)”传感器382(见图15)设置在内芯轴364的顶部，提供一个参考点，即，当开动机器时，将把内芯轴的这个停留位置信息传给键的长时间停留位置传感器382，随后作为由这个起始位置运动的参考点。

在图15中可以看到那些对键在竖直方向上均匀的间隔。这个间隔或者节距与以所装设的盘330完全互补状态的状态的键槽342的节距不同。因此，哪一个键槽与键接合取决于内芯轴在竖直方向上的位置，并且在任何时刻仅只可以与一对键槽(一个盘)接合。放大的图15a示出了底盘330-1的键槽342与键365接合，而在此盘上方的盘330-2的键槽没有与任何键接合。内芯轴364的八分之一倍节距差的运动会与一个盘脱开，并且与紧相邻的那个盘接合。在盘的狭缝(架子302形成这些狭缝)中缺少一个或多个盘不会影响装载和卸载机构的运行。

当拾取并放置的臂304(如计算机控制器所确定的那样)接近一个选定的盘时，导螺杆马达374使内芯轴运动适当的距离，从而使适当的键与所选定的盘的键槽接合。旋转马达356随后使被键接合的盘转动到适当的角度位置，使得臂304可以接近一个特别的凹进部分332。盘是重叠地放置，夹持装置312通过上方的盘的扩张开的缺口340接近所选定的盘的方式，以及在每个盘中凹进部分332紧密排列的间隔形成了一个极端紧凑，高容量和效率高的试样瓶处理系统，很容易将此系统结合进LBP装置的紧凑的底座中。

在所示出的实施例中，LBP装置可以容纳多达八个盘，每个盘装41个试样瓶。41个凹进部分中的一个可以用于一个清洁用的瓶，它可以包含一种清洁用的溶液，并且它可以穿过LBP装置运行，清洁装置的在正常情况下与试样流体接触的各个部分。替代地，41个小瓶可以包括一个用于校准目的的典型的控制试样。因此，LBP装置可以容纳高达至少320个包含要处理的试样的小瓶。因此该装置能够连续地不用人照料地运行很长的时间-至少八小时，使得即使当实验室人员不是正常地工作比如在夜间的时候可以实现对试样的处理。

当盘330有条码或者其它的有机器可以阅读的鉴别数据的标签时，可以在一台自动化的储存装置中使用这些盘，该装置可以按照命令接近一个特定的盘。可以把识别盘的数据输入到集成的数据处理系统中，从而可以很容易地确定在盘储存装置中任何一个试样瓶的位置。

通过使用与盘330相联系的一个线型的系统可以在以盘为基础的试样瓶的储存装置中实现成本的降低。例如，可以将试样瓶支承并储存在薄片状的衬垫(未示出)中，这些衬垫与盘330的形状一样，并且很容易滑到凹进部分332中。这些衬垫足够地刚硬，使得当完全装载时可以实现自支承，它们还可以重叠地放置，并且为了容易移动可以将它们装在带轮的车中。

数据登记和试样管理

当然，跟踪每个试样瓶和由每个瓶产生的试样载物玻片很重要。因此，LBP装置典型地通过一个登记站102或者其它的计算机与集成的数据管理系统(DMS)104连通。图21示意性地示出了试样瓶的处理和数据流，将数据流集成到LBP装置的运行中。可以通过以太网或者采用直接的对等连接或者通过以服务器为基础的网络的其它协议实现LBP装置与DMS之间的通信连接。

试样处理的运行由例如通过在数据进入终端或者登记站上的一个条码阅读器收集或者传递来自带标签的试样瓶的数据开始，或者通过一种直接的连接或者在一个网络上将数据传递到DMS系统。跟踪试样的数据可以包括例如病人的姓名，检查识别(ID)号，病人的数据，以及任何特殊的处理要求。例如，可以将带条码的试样瓶连接到病人的信息上，这些病人信息初始由书面的获取表格随后由数据库中一个指定的独特的ID号获得。在一个优选实施例中，可以在护理点场所(例如医务人员的办公室)将包括试样瓶条码的病人和试样信息输入到联网的DMS系统的数据库中，从而完全消除了对于纸质获取表格的需要。授予AccuMed International，Inc.(现在的Molecular Diagnostics，Inc，，or MDI)公司的美国专利No.5963368(把它结合在这里作为参考)公开了一种类似的概念，用于分析生物试样的一种计算机控制的仪器(显微镜)，并且储存来自每次分析的数据。在与不是以荧光为基础的图像分析装置，过程，系统和/或仪器相结合或者与它们一起使用的以液体为基础的细胞学领域，此’368专利已经排他地授权给MonoGen，Inc.公司，(本申请的拥有者)。MonoGen的商业上可供使用的病理学工作站和数据管理系统实现了在’368专利中公开的概念。

每个试样瓶包括一个识别(ID)符号或标签(例如条码)和/或一个储存信息标签或符号比如一个全息图或者记忆芯片或记忆装置。本实施例设想采用一个光学阅读器比如条码阅读器阅读ID标签，该阅读器将信息提供给DMS系统，用来在同一位置或者不同位置比如实验室，医生办公室，医院，或者其它看护病人的场所的不同的工作站或者仪器之间分享信息。图21a示出了一个完全的实验室系统，其中将DMS系统扩展成通过一台服务器把试样/病人数据连接到各种试样处理装置和/或计算机化的工作站，用来实现完全集成化的试样管理。

把一个分开的条码阅读器230(见图11)安装在LBP机器自身上，并且在进行处理之前穿过在每个运送容纳装置246中的一个狭缝对所有的试样瓶进行扫描。采用这个符号或编码比如条码对每个运送容纳装置246进行跟踪，可以用传统的光学阅读装置阅读这种符号或编码。在LBP装置中使用的条码阅读器可以为商业上可供使用的任何类型，比如Keyence BL-600，它的最小的BCR靶编码能力为在5个中交错2个，编码128c，或者EAN-128。最好把条码阅读器密封在对液体密封的封壳中，为的是保护操作器。在阅读之后，把试样瓶/传送容纳装置的ID数据传送到主数据库或者工作站的DMS。主数据库或当地工作站随后可以将要在那个试样上执行的专门的处理协议传回到LBP装置。

数据管理系统(DMS)最重要的功能中的一些功能包括：

在登记的过程中获得关于病人和试样的数据，使得可有利的如所要求的那样对每个仪器设定处理参数并将医学数据提供给载物玻片的观察者；

维持试样和载物玻片的保管链，从而确保数据的完整性；

对数据进行编辑并且打印出为了规定、遵守和实验室管理报告所需要的表格；

产生医学报告，并且使用加了保护的数字化电子签名确保完整性；

在“每次使用”收费的基础上管理仪器的账单；

储存对于每个过程的最佳处理协议，并按照试样类型和/或使用者的要求提供给仪器；以及

使远距离的诊断和修理变得容易，并且提供使用者手册和对检修故障的指导。

图21b示出了可以用来实现这些任务的相关的数据库表的一个示例。

DMS可以在细胞学过程的不同阶段中提供不用纸的数据流，节省大量的人员时间和人力成本，减少转录错误，改进精度，并且消除储存纸质纪录材料所需要的空间。通过使数据的获取，储存和恢复自动化并且进行管理，每个操作变得更有效，明显降低了试样的往返时间。自动化的校准和交叉审核的步骤提高了试样的质量，这些步骤可以早期检查出潜在的问题。用于世界范围销售的可以变化的外语支持对多文化环境中的实验室提供帮助。

DMS提供了一个共同的用户接口，此接口提供关于每个连接的实验室装置和工作站的运行的详细信息，DMS还与在线的用户手册和培训帮助一起使使用变得容易，并且将培训减到最少。DMS用用户自己的LIS(或者用其它的数据管理系统)通过一个提供的软件接口处理所有相关的病人和试样数据的交换。还有，远距离的仪器诊断能力确保最大程度的无中断运行。减少书面工作，与其它的仪器和已有的计算机网络很容易实现交叉兼容，以及与中心医院或实验室的信息系统的集成对用户提供了明显的好处。

在典型的运行中，实验室：(1)接受来自医疗保健提供者的申请以及预先加了条码的试样瓶，(2)对该试样指定一个独特的ID号(登记号)，并且(3)在关于申请的信息的基础上输入一个专门的LBP检查的ID，规定将要使用的过程。图23示出了显示给技术员的登记(数据输入)屏幕的一个示例，将试样瓶条码，登记号和BP过程编码输入到此屏幕中。当把试样瓶装载到LBP装置中进行处理时，LBP装置自动地阅读在试样瓶上的条码，并且将条码号106传输给DMS，DMS送回对于所选择的检查的处理参数，以及将要产生的载物玻片的号码。LBP装置发回一个收执108，并对试样进行处理，如所指示的那样通过DMS制作出一个或多个载物玻片。就在LBP装置用由一个试样瓶过滤出的材料印在试样玻片上之前，LBP装置由预先加了条码的载物玻片，此玻片将接受试样样品读出条码。LBP装置将每个载物玻片的条码110和与它相关的试样瓶条码送到DMS，DMS用载物玻片条码号更新病人的数据库，使它与正确的试样瓶号进行交叉参考，并且对LBP装置发出信号112继续进行处理。随后LBP装置将来自试样的细胞学样品印在一个或多个载物玻片上，并且对将要处理的下一个试样准备好在线的数据联机。图24示出了一个DMS菜单屏幕的一个示例，它示出了现在在DMS数据库中连接的数据内容，包括试样瓶号，载物玻片号和病人数据。DMS可以产生一份可以打印的报告，列出载物玻片ID号和相关的试样瓶ID号，病人数据，以及处理协议。

协议的可以变化的量最少包括试样混合参数(搅拌速度和时间)和过滤器的选择。典型地，主搅拌速度可以由500rpm变化到3000rpm，50rpm为一挡可以选择。搅拌的时间可以由5秒变化到120秒，以5秒作为增加量可以选择。在孔尺寸的平均直径的基础上选择过滤器的类型：或者是5微米(红色壳体)，例如对于非妇科学试样比如唾液试样，或者是8微米(白色壳体)，例如对于妇科学试样，这取决于所选择的检查协议。

LBP装置能够可以相互交换地处理已经混合的样品(即，这些处理可以包括包含多种类型试样的试样瓶)，并且不需要对相同类型的试样进行批处理。试样处理可以包括至少100种不同的处理协议，这些协议存放在DMS中，并且使用者可以选用它们。可以使用如下面的预先确定的步骤编码(检查ID)简化操作者的输入，并且规定使用哪一个处理协议：

1乳房囊肿，L

2乳房囊肿，R

3支气管的刷擦产物

4支气管的冲洗产物

5支气管肺泡的冲洗产物

6脑脊髓液

7结肠的刷擦/冲洗产物

8食管的刷擦/冲洗产物

9胃的刷擦/冲洗产物

10齿龈(口腔)的刮削产物

11妇科PAP检查

12肠的刷擦/冲洗产物

13乳头排放物，L

14乳头排放物，R

15卵巢囊肿，L

16卵巢囊肿，R

17心包渗出物

18腹膜渗出物

19胸膜渗出物

20直肠的刷擦/冲洗产物

21唾液，诱发的

22唾液，自发的

23尿，插入导管的

24尿，排泄的

每个试样用一个新的过滤器处理，为的是防止交叉污染的可能性。在本实施例中，为了在检查选择中的通用性，可以规定两个或者多个不同的过滤器类型(装置的8个过滤器管使得可以有多达8个不同的过滤器类型)。可以在远距离并且事先确定每个类型的试样制备的处理参数，并且采用一种双向通信连接采用试样瓶条码作为关键的识别信息将这些参数传送给处理装置。LBP装置可以利用缺损(预装载到DMS中的)处理协议，也可以利用实验室产生的处理协议，使用者可以将这些协议添加到DMS。

可以在条码阅读器230处或者在条码阅读器的刚好下游设置一个充得过满的试样瓶传感器(未示出)，检测出在每个半透明的试样瓶中是否有过多数量的液体。打开和处理充得过满的试样瓶可能会造成有害的溢出物或者造成生物流体的喷射。因此，如果检测到一个充得过满的试样瓶，将会通知DMS，并且对于那个试样瓶的整个LBP处理协议将会被取消，使得那个充得过满的试样瓶可以继续通过处理路径而不被打开。替代地，可以在传送装置的容纳装置246，试样瓶装载机构300把试样瓶装在此容纳装置中，感知出充得过满的状态。如果在那里检测到一个充得过满的试样瓶，将通知DMS，并且将立即命令装载机构将那个充得过满的试样瓶退回到它的盘330。

可以使用类似的方法处理当把每个试样瓶装到传送装置中时检测出的其它反常情况。例如，可以使用一个传感器(未示出)检测出在试样瓶上不能阅读的条码，或者检测出什么时刻一个试样瓶在容纳装置246中的位置不适当。当检测出任何这样的状态时，将通知DMS，并且将立即命令装载机构将那个充得过满的试样瓶退回到它的盘330。

图22为一个方框图，示出了可以用来使DMS运行的通用目的的计算机系统或工作站270的部件。该计算机系统270典型地包括一个中心处理单元(CPU)272和系统记忆体274。系统记忆体274典型地包含操作系统276，一个BIOS致动器278，以及应用程序271，比如DMS。此外，计算机系统270可以包括输入装置273，比如鼠标，键盘，麦克风，操纵手柄，光学阅读器或者条码阅读器等，以及输出装置，比如打印机275P和显示监视器275M。

可以将计算机系统或工作站连接到电子网络280比如一个计算机网络上。计算机网络280可以是一个公共网络，比如互联网或城市区域网络(MAN)，或者是其它的私人网络，比如一个公司局部区域网络(LAN)或宽区域网络(WAM)，或者是一个虚拟的私人网络。在这方面，计算机系统270可以包括一个通信接口277，比如以太网，USB，或者Firewire，可以使用该接口与电子网络280进行通信。也可以将其它计算机系统279比如一个远距离的主数据库，包括自动化的分析器的其它类型的工作站，以及医院，实验室或其它医学单位的计算机或数据库(例如LIS)连接到电子网络280上。也可以将其它的LBP装置以及其它类型的试样处理仪器(例如自动化的玻片着色装置和盖滑动装置)通过网络彼此连接、并与DMS连接。

本领域技术人员将会认识到：上面描述的系统包括连接到电子网络上的通用目的计算机系统的典型部件。可以使用许多其它类似的构形控制LBP装置和它的过程。还有，应该认识到：在这里描述的计算机系统和网络可以是可编程的，本领域技术人员可以将它们构形成实现在这里讨论的方法，系统和软件，并且提供所要求的计算机数据和电子信号，实现本发明。

此外，本领域技术人员将会认识到：在这里描述的实现本发明的“计算机”还可以包括自身不是计算机的部件，但是它们包括一些装置比如互联网设备以及可编程的逻辑控制器(PLC)，可以使用这些装置提供在这里讨论的功能中的一项或多项功能。还有，尽管通常使用“电子”网络来称呼连接本发明的处理场所的通信网络，但是，本领域技术人员将会认识到：这样的网络可以采用光学技术或其它等价的技术实现。本领域技术人员将会认识到：可以提供其它的系统构形和数据结构实现本发明的功能。认为所有这些构形和数据结构在本发明的范围之内。在本文件中也要理解到：本发明可以采用已知的用于通过网络传输电子数据的安全和信息处理措施。因此，在必要的场合下可以使用本领域技术人员众所周知的技术提供用于通过公共网络或者私人网络传输电子数据的加密，鉴别，检验，压缩，以及其它的安全和信息处理措施。

去掉帽盖的站

本发明的以试样瓶为基础的LBP装置和系统的优点之一在于：它使操作者暴露给可能包含潜在的生物危险的试样减到最少。参见图26-31，LBP装置有一个去掉帽盖的机构400，它首先自动地将试样瓶中的搅拌器40与盖30分开，随后移开、并丢弃该盖，所有这些操作不需要操作人员干预。见图26，该图示出了在把盖30移开后座放在试样瓶肋26上的搅拌器。

已经在它的传送容纳装置246中到达去掉帽盖的站的一个关闭着的试样瓶10遇到去掉帽盖的头402，使这个头降低到试样瓶的盖30上。见图27和28。去掉帽盖的头30有四个带锥度的腿404，这些腿形成一个带锥度的夹持腔室，该腔室有凿子状的内边缘406，使这些边缘间隔开并它们的尺寸确定为当把头402降下时逐渐地夹持到盖30上。一旦这些腿与盖紧密地接合，将一个中心芯柱或柱塞408降下，与盖30的中心接触，并把向下的作用力施加到盖上，使搅拌器40与盖30脱开，如上面描述过的那样，并使搅拌器在试样瓶中落下，落到肋26上。随后使柱塞缩回，在逆时针方向上使去掉帽盖的头402旋转(图28)，拧松盖30的螺纹，并将盖由容器20上移开。然后，把去掉帽盖的头与在它的夹子中的被移开的盖一起在横向上运动到在图29和11中以虚线示出的位置，并且再一次降下柱塞408，这一次松开盖30，盖落入在去掉帽盖的头下面的一个废料斜槽或料箱(未示出)中。替代地，可以将一个可以运动的废料斜槽移到去掉帽盖的头的下面，抓住被释放的盖，从而可以不需要去掉帽盖的头在横向上的运动。盖不能再次使用，消除交叉污染的可能性。

一个气动缸体412驱动柱塞408，把该缸体安装在去掉帽盖的头顶部的一个L形托架415上，它可以在帽盖上施加高达30磅的作用力。当缸体412去掉驱动时，一个螺旋弹簧413使柱塞返回到它的缩回位置。头402可以通过夹持腿施加高达大约10磅-英尺的去掉帽盖的扭矩，这个扭矩足以把盖拧松。夹持腿可以为自接合类型的，使得与盖的严格对准或者在盖形状上的小变化不会破坏它们的夹持。

去掉帽盖的机构有支承在块体416上的一个安装框架414，此块体在轨道418上在处理路径的横向上滑动。Y轴的步进马达420和导螺杆422实现横向上的运动。把去掉帽盖的头402可以旋转地安装在一个支承块体424中。把支承块体424紧固到可以在竖直方向上在安装框架414上滑动的一个C形框架426上。由Z轴的步进马达428和导螺杆430实现C形框架426的竖直方向上的运动以及因此实现去掉帽盖的头402的运动。导螺杆430可以在竖直方向上适应盖30当把它的螺纹拧松时向上的运动。然而，最好在去掉帽盖的过程中启动步进马达428，使得头402以与将帽盖的螺纹松开大约相同的速率而不比该速率快的速率升高。去掉帽盖的马达432通过一个齿轮减速单元433，一条定时皮带434和定时皮带轮436，438可以旋转地驱动去掉帽盖的头402。

上面描述的去掉帽盖的头也可以与在容器与帽盖之间有传统的“压并且旋转”的卡口类型连接的试样瓶一起使用。柱塞408向下的作用力足以松开那种连接的内部的防旋转锁，使得夹持装置可以旋转并移开盖。有不需要旋转就能移开的盖例如卡扣上的盖的试样瓶可能需要一个不同设计的去掉帽盖的头，将它修改成适应所包括的那种类型的盖连接。

可以在去掉帽盖的站或在该站的上游采用对上述柱塞408的替代物，用来将所要求的外部作用力施加到带盖的试样瓶上，实现搅拌器与盖的分离。例如，一个凸轮，连杆臂，或其它可以运动的机械件可以与盖接触，并且在盖上向下压。替代地，可以将一个突然的向上的外部作用力施加到试样瓶上产生一个加速的作用力，克服连接件35和47之间的摩擦保持作用力，有效地拉动搅拌器，脱开与盖的接合。这可以通过例如向下快速地移动关闭的试样瓶，对着相当刚硬的表面敲击容器20的底部实现，例如靠机械的和/或气压的手段将关闭的试样瓶推入传送装置的携带装置246中，在后面的处理步骤中此携带装置将保持着试样瓶，或者靠使施样瓶沿着一个斜槽向下降落足够的距离、落入携带装置中，将搅拌器移开。在试样瓶上施加一个突然的向上的外部作用力的另一方式是用一个撞击件敲击容器20的底部。这可以例如通过将容器20放在支架上、并且在一瞬间靠气压的和/或机械的装置例如穿过在试样瓶携带装置246中的一个底部开口将一个撞击件推入、打到容器的底部上实现。用来实现这些任务的适用的自动化机构的这些设计和其它改型在本领域技术人员的知识范围以内。

预处理站(主搅拌站)

在完成将帽盖去掉之后，传送机构将试样容器转移到将进行预先处理的站。预处理站为在容器和它的试样运动到试样获取站之前进行预先处理操作比如使试样在它的容器中散布开的站。预处理站典型地实现一种散布操作。在优选实施例中，由一个机械混合装置实现散布操作，该装置以一个固定的速度旋转，并且在试样容器中旋转一个固定的时间。在这个示例中，混合装置用来通过使试样均匀将大颗粒和微观颗粒比如人体细胞在以液体为基础的试样中散布开。替代地，试样可以包括亚细胞尺寸的(subcellular sized)物体，比如结晶状态的或者其它形态的分子。在那样的情况下，可以在预处理站将一种化学物质引到试样中，例如溶解某些结晶结构，并且使得分子可以通过化学扩散过程在整个以液体为基础的试样中散布开，而不需要机械搅拌。在这个示例中，化学预处理站通过预先处理头引入它的散布剂。

在所示出的优选实施例中，在主搅拌站500实现预处理，该站使用一种特别的或者加了指令的搅拌协议，对试样进行搅拌，如果需要，采用在容器中的搅拌器40以特定的速度(rmp)搅拌一个特定的时间。搅拌协议主要取决于试样，如上面描述过的那样，并且通常希望能解开任何粘液材料的聚集，并且将这种材料和/或其它颗粒材料在试样液体中散布开。

参见图32-35，主搅拌站500有一个形式为扩张的钢颈圈的搅拌头502。在一根轴503的下端形成该颈圈，该轴分成六个可变形的指状件504，由六个间隔相等的狭缝506形成这些指状件。轴503可以在紧固到C形框架510上的支承块体508中旋转，该框架可以在安装框架512上在竖直方向上滑动。由一台Z轴的步进马达514和一根导螺杆516实现C形框架510的和因此实现搅拌头502的在竖直方向上的运动。搅拌马达518通过一根定时皮带520和定时皮带轮522，524可以旋转地驱动搅拌头502。

颈圈的指状件504的内表面均匀地向内朝向颈圈的下端倾斜。在托架530顶部的一个气动缸体528使一个中心柱塞526可以在竖直方向上运动，该柱塞当它降下并碰到由倾斜的指状件形成的变窄的通道时使指状件504向外扩张。因此，当柱塞降下时，搅拌头(颈圈)502的下端的直径增大。将这一端的尺寸确定为当没有将颈圈扩张开时松释地但是紧密地配装在搅拌器40的顶部的环形壁47内。当柱塞526降下时，指状件504向外扩张开，楔在壁47的内侧面上，在歧管M中，与搅拌器牢固地接合。

在运行过程中，首先将搅拌头502降下，使得颈圈进入歧管M中。在图33和34中的虚线的马达和托架表示这个降下的位置。随后使柱塞526降下，把搅拌头锁到搅拌器上。随后，使步进马达514运行，稍微升高搅拌头和安装它的搅拌器40。这个在竖直方向上的运动距离仅只需要非常小，比如为0.050英寸，只是使搅拌器与肋26脱开并防止在搅拌过程中与容器相互干扰。随后按照对试样专门的搅拌协议使直流搅拌马达518工作。搅拌速度可以变化，常常在大约500rmp到大约3000rmp的范围内。搅拌时间可以由大约5秒钟到大约90秒钟变化。搅拌器的底座或底壁41用作一个抛掷装置(a slinger)，将任何可能沿着搅拌器上升的液体推到容器壁上，并防止液体由容器中流出。将柱塞526由颈圈抽出可以使搅拌器40与颈圈502松开，从而可以使试样容器运动到下一站。

可以使用收缩的颈圈替代扩张的颈圈502。在那样的情况下，颈圈的指状件可以围绕着环形壁47的外侧面装配，并且靠一个降下的围绕着指状件的套筒可以将它们挤压在一起，围绕着壁实现夹持。

放置过滤器的站

在放置过滤器的站600，在搅拌器40顶部将一个适用的过滤器组件F(见图5)装到打开的歧管M中。可以使过滤器组件适应不同的过滤器构形，用来实现自动化的机器识别。例如，可以将一组过滤器组件的颜色做成红色(5微米)，另一组做成白色(8微米)，每一组的过滤性能不同，一个颜色传感器可以在过滤器的前面检测出过滤器的类型，使得可以装载适当的过滤器。一个推动装置由一个有多个过滤器管的储料架分配过滤器组件。

图36-40示出了放置过滤器的站的结构和运行。参见图37和40，过滤器分配头610包括形式为一个转动架612的过滤器储料架，一台步进马达616使它可以在一根芯轴614上旋转。竖直方向的立柱611对于转动架提供主要的支承。转动架612有一个顶部支承板618，靠近它的周边有8个等间隔的孔620，每个孔用一个狭缝622打开，通过板618的边缘。在芯轴614上的一块底部引导板624有类似设置的孔，与在顶部支承板中的孔和狭缝对准。

用座放在顶部板618的顶部上的肩部628把8个钢过滤器管626在竖直方向上支承在孔620和在它们下面对准的孔中，每根管有一个上支承肩部628。每根过滤器管626有一条整个长度的狭缝630，并且狭缝634将它的底部分成4个有弹性的指状件632。就在底端的上方，指状件632向内弯曲，形成圆滑的内肩部636，过滤器组件F座放在这些肩部上。将过滤器管的尺寸确定为使得肩部636可以保持充分重叠的过滤器组件F不会由管落下，但是可以偏转，使得当向下推重叠的过滤器组件时过滤器组件可以通过，而不会损坏过滤器组件。这样，指状件632形成一个有弹性的闭塞部分。

图39示出了过滤器储料架612相对于处理路径和相邻的处理站的位置，这些处理站为：左面的主搅拌站500和右面的试样获取站700，所有这些站都位于由导轨250确定的处理路径的一侧。在处理路径与过滤器储料架612相对的另一侧是支承并驱动一个推动臂640的组件。这个组件包括一根支承立柱642，它支承着由一台步进马达(未示出)驱动的Z轴的导螺杆644，此螺杆使携带着推动臂640的一个往复运动装置646运动。位于相对的底部引导板624的一个过滤器传感器650监测在呈现给试样容器的(即直接在试样容器上方的)过滤器管中最下面的过滤器组件F的通过(下落)。传感器650也检测出什么时候过滤器管是空的。第二个传感器651监测过滤器的类型。

以适当的取向将相同类型的过滤器组件在每根管中重叠放置，膜过滤器那一侧(斜削的边缘)朝下。例如，在每根管中可以装54个过滤器组件；因此可以将总共432个过滤器组件装到储料架中。可以以一叠的方式预先包装54个过滤器组件，将这一叠插入一根过滤器管中，有一个由狭缝630伸出的包装突出部，通过向外拉该突出部可以拆开包装。替代地，可以将同一类型的过滤器组件堆积到一个震动送料器上，该送料器可以通过几何构形识别它们的取向，并且使它们适当地取向、并把过滤器组件送到过滤器管上。可以使用几个这样的送料器，对于每一种类型的过滤器组件使用一个送料器。

在运行过程中，步进马达616靠在其长时间停留(顶部)位置的推动臂640，在图38中由往复运动装置的虚线轮廓线表示，使过滤器储料架612旋转，直到传感器650检测到在过滤器管中特定类型的过滤器组件在该传感器前面出现为止。随后往复运动装置646与推动臂640一起向下运动，穿过狭缝630，向下压在该管中那叠过滤器组件，直到最下面的过滤器组件由该管落入搅拌器40的歧管M中为止。当感知到过滤器落下时，往复运动装置646与它的推动臂640一起停止前进。在一种替代的装置中，可以使用一种重量传感器监测过滤器叠的重量，由重量的变化检测出什么时刻一个过滤器组件已经由那一叠中落下和什么时刻过滤器管成为空的。

在储料架612中使用8根过滤器管626使得可以对装在试样瓶自动装载装置300的盘中的所有试样实现无人照料的处理。然而，对于上面描述的计数器在顶部的那种类型，被支承在处理路径上方一个固定位置的单一的过滤器管可以满足处理试样的需要，这种处理只需要相同类型的过滤器。

试样获取和细胞沉积站

参见图41，试样获取站700有一个抽吸头702，把它降下与搅拌器40的上部接合。在通过过滤器组件F在试样上抽真空之前，抽吸头夹持并稍微升高搅拌器40，并且使搅拌器旋转，这一次旋转的速度比在主搅拌站的速度慢(典型地，不高于500rmp，时间5秒钟间隔)，使颗粒物质在试样液体中重新悬浮起来。重新搅拌的马达可以是Maxon行星齿轮减速型24伏直流马达。随后通过抽吸管线750进行抽吸，通过抽吸管43由容器20把试样液体吸入到颗粒物质分离腔室(歧管)46中，并且通过过滤器组件F，在过滤器的底表面上留下均匀沉积的一个单分子层细胞或者一薄层细胞，如上面描述过的那样。当正在吸入试样液体的同时使搅拌器缓慢地旋转也是可能的。

图6示出了抽吸头如何与搅拌器歧管的环形壁47和其中的过滤器组件F合作。抽吸头的外部704包着壁47，并且有一个0环760，对着壁47的外侧面实现密封。抽吸头的内部706有两个同心的O环762，764，它们对着过滤器容纳装置200的顶部实现密封。通过口750进行抽吸围绕着中心开口204并在过滤器容纳装置200内产生真空，将液体抽吸到歧管46中，并且通过过滤器202。将一个O环766插置在抽吸头的内部与外部之间。

参见图42，当完成试样的吸入时，将抽吸头702升高。同时安装在抽吸头上方的一个气动缸体(未示出)的作用使抽吸头的内部706伸展。当把抽吸头702升高时，外部704与搅拌器40脱开接合，但是经过抽吸管线752将真空施加到O环762与764之间的环形空间将把过滤器组件F保持在内部706上。因此抽吸头702将过滤器组件F由搅拌器移开，并且可以经过抽吸管线750通过过滤器继续施加轻微的抽吸作用，实现在过滤器上细胞材料的所要求程度的湿度控制。

随后，靠关于一根竖直轴线作枢轴转动90度到达在图46中所示的细胞转移位置“P”使抽吸头702在横向上移动，离开运输传送装置，将过滤器组件F在由载物玻片呈现站900的载物玻片盒送出的一片显微镜载物玻片S上定位。抽吸头702的这个枢轴转动也可以在图11和39中看到。随后抽吸头702的内部706向下运动，对着载物玻片S用范围在4到8磅的填实作用力压过滤器，并且将单层的细胞转移到玻片上。图42中的虚线示出了抽吸头702的位置的这种变化和过滤器与载物玻片S的接触。替代可作枢轴转动地安装，可以将抽吸头702安装成作直线运动，到达并离开一个不同的沉积位置，将载物玻片放置在那个位置，例如在处理路径的上方。

参见图43-46，把抽吸头702可以旋转地安装在一个吊杆716上，该吊杆也携带着重新搅拌的马达718，该马达通过定时皮带720使抽吸头702旋转。关于载物玻片722上的一根竖直轴线721可作枢轴转动地支承着吊杆716，借助于Z轴的步进马达726和导螺杆728可以使载物玻片沿着框架支承件724在竖直方向上移动。这样，马达726使整个抽吸头在竖直方向上运动。通过一个齿轮系(未示出)运行的一台步进马达717实现吊杆716的枢轴转动。在抽吸头上方安装到L形托架719上的一个气动缸体和返回弹簧(未示出)实现抽吸头的内部706在竖直方向上的运动，基本上与用来使去掉帽盖的头402的柱塞408运动的装置412，413，415(见图29)相同。

将框架支承件724安装在一个载物玻片730上，从而可以在运送路径的横向上运动。Y轴的步进马达732和导螺杆734实现这种运动。在对载物玻片进行印刷之后，Z轴的马达将抽吸头升高，并且Y轴的步进马达732使整个组件前进到在图43中示出的虚线位置“X”。随后，抽吸头作枢轴转动回到它的初始取向，横截着运输路径(在图46中的位置“S”)。Y轴的步进马达732再将整个组件往回朝向它的初始位置(在图43中用实线表示)拉。当抽吸头702运动(在图43中看时向右运动)时，顶部打开的用过的(废的)过滤器管738的边缘736“刮削”仍然被保持的过滤器组件F，离开抽吸头(也参见图11和39)。这使得抽吸头702为自由状态，与一个新的过滤器组件接合。

与抽吸头702连通的真空源产生轻微的真空，例如范围在3英寸到10英寸Hg柱的真空(可以由一个调节器调节)，通过抽吸管线750吸入试样液体，并且通过过滤器组件F将液体抽出。用来将过滤器组件保持到抽吸头702上、通过抽吸管线752施加的分开调节的真空度比较高，数量级为20英寸Hg柱。

在显微镜载物玻片上形成高质量的试样在很大程度上取决于在将与载物玻片接触的过滤器的那个表面上沉积特定浓度(即，每单位面积的细胞数目)的单层细胞。进而这在很大程度上取决于吸入的速率和/或被吸入液体的体积。因为在过滤器表面上的细胞浓度是被试样液体中悬浮的固体堵塞的过滤器孔数的函数，所以流量由打开得最大的过滤器条件下降的百分数与在过滤器上的堵塞或者积聚的程度相关。由于生物试样的本质，固体颗粒的浓度在过程中可以明显地改变，必须考虑到这种改变。另外，在实时的基础上鉴别被过滤的材料的总体积对于其它的处理操作也是重要的。

因此试样获取站还包括一个沉积控制系统，用来控制施加抽出液体的真空的时间长短，这是靠监测流动速率和/或被吸入的体积实现。监测到的流动速率或者被吸入的体积可以用来对切断真空和/或抽吸头的缩回提供信号，这个信号与收集在膜过滤器表面上的特定的细胞浓度相关。如果在特定体积的流体被吸入之前没有达到一个特定的浓度，系统也可能发出缩回的信号。

为了这些目的可以使用不同类型的沉积控制系统或模块。图47示意性地示出了一种这样的系统，它有形式为沿着一根流体柱设置的数字化的高度检测器的一个测量仪器。这种“气泡流”系统可以使用传感器，其形式为沿着流体柱的长度设置的多个LED发射装置和相应数量的光学传感器，比如Omron传感器，EE-SPX613 GaAs红外LED。也可以使用任何其它类型的传感器。替代地，当传感器正好设置在一根玻璃管的边缘上时，可以使用LED传感器比如上面提到的Omron传感器，而不用相应的发射装置。在管中的液体的新月形边缘使穿过该管的光衍射，当升高的新月形边缘达到传感器时，传感器将检测出移动了的光图案。

在竖直方向上伸展的一根透明管或圆柱体770例如由直径为9毫米厚度为1毫米的Pyrex玻璃制成的管中形成该流体柱。由试样容器通过膜过滤器抽出吸入的试样流体，并且借助于连接到该圆柱体顶部的真空源772经过抽吸管线750和一个三通阀门778将这些试样流体吸到玻璃的圆柱体770中。沿着圆柱体770的长度最好以1.5毫升容量的间隔均匀地设置传感器774，并且这些传感器与一个控制器或者微处理机776对接。

在运行过程中，在正常状态下，在管770中没有任何流体，传感器中继线为“低”的状态。真空开始将流体通过过滤器抽吸到管中，控制器做出抽吸序列开始的标记。当流体达到第一传感器时，第一传感器中继线到达“高”的状态。控制器标记出流体到达第一传感器所需的时间，表示过滤器接近自由流动的状态，并且控制器标记出被检查的流体的相对粘性。当把另外的1.5毫升流体抽吸到管中时，第二传感器中继线到达“高”的状态。控制器记录下对于流体的第一个1.5毫升(在第一传感器与第二传感器之间)的时间间隔，并且它将成为参考时间基础。当把每个附加的1.5毫升流体抽吸系统中(并且被后续的传感器检测出)时，计算出对于那个增量的时间基础。当增量的时间基础达到初始的(参考)时间基础的一个由经验得到的百分数(例如120％)时，控制器显示细胞的收集已经完成，并且发出一个停止信号，最好将抽吸头702由试样容器中的歧管缩回。上面提到的由经验得到的数字可以随着协议改变，并且直接控制试样样品的细胞结构。

如果流体达到第一传感器774所用的时间保持为实际上的最小，将获得过滤器的自由流动状态的最好近似。这可以通过将第一传感器结合到抽吸头自身中实现，如在图47a中示意性地示出的那样。在这个实施例中，抽吸头的内部706携带着一个发射装置774a和一个相对的传感器774b，此传感器检测出非常靠近过滤器组件F的流体柱的前边缘。外部704有与定时皮带720(未示出)接合的齿775，此外部706可以关于内部706(注意插置在中间的轴承773)旋转，使搅拌器(未示出)转动，并且在吸入之前搅拌试样。

在抽出试样操作的过程中，控制器纪录累计的或者总的被吸入的体积。如果在达到由参考流速预先确定的流速降低之前累计的体积已经达到一个预先确定的水平，控制器也将发出一个停止信号和一个标示，显示所发出的该停止信号不是所要求的降低流速的结果，而是达到最大的液体抽出限制的结果。在有标示的条件下形成的载物玻片将可能形成一种亚细胞(hypo-cellular)状态。控制器可以在载物玻片上做出印记，并对DMS显示可能存在一种亚细胞状态。因此，如果存在带标示的状态，控制器发出一个信号，清除在圆柱体770中的液体，并开始第二次抽吸。在取每个样品之后，都要由圆柱体清除所有液体。

参见图48，沉积控制系统可以有一个清除阀，使得当完成抽出循环时，控制器776产生的停止信号将打开该清除阀，将真空供应管线通到大气，并且使仍然保存在圆柱体770中的液体转到一个废物容器中。可以将圆柱体770保持处在负压下。随后系统准备好进行下一个循环。特别是，系统在抽吸管线中可以有一个两通电磁阀V-3，有一个对大气打开的口780。用两个电磁阀V-2，V-4将圆柱体770的底部连接到一个阀门歧管782上。电磁阀可以是设计在真空系统中使用的Lee LF系列两通阀LFVA 2450110H，氟橡胶密封件，24伏和三通阀LFRX 0500300B，氟橡胶密封件，24伏。两通阀V-4可以将试样液体通到气泡流圆柱体770，或者通到真空旁路784。两通阀V-2可以控制过滤器脱水真空源。图49示出了阀门的逻辑图。

沉积控制系统可以使用一个模拟的高度显示装置，代替数字的传感器774。模拟的高度显示装置感知被吸入液体的电容。差别只在于感知圆柱体770中的液体的体积和充满速率的方法不同。在这里使用两个间隔开的电极，一个围绕着圆柱体770的外侧面，而另一个位于圆柱体的中心的下面，用一种绝缘体与被吸入的液体分开。将一高频比如10kHz的低电压电流加到电极上。用一个桥式电路测量这个系统中的电容，该桥式电路提供电路中电容的一种模拟表示。随着液体将柱充满，电路中的电容会增加。用这一系统很容易获得直接电容的10X的差别。在实时的基础上显示出电容，并且可以频率足够高地对电容采样，以便对采样系统实现控制。这种装置像前两种装置一样使用计算机或者微处理器和气泡流技术实时地测量流速和总流体体积。这些装置的预先确定的体积增量可以在大约0.1毫升到5.0毫升的范围内，最好在大约1.0毫升到2.0毫升的范围内。

不同的系统可以使用一种超声显示装置，用来测量流体通过一根管的流动。超声系统采用超声波通过流动液体的传播。在这一方面，第三系统采用一个超声发射装置和夹在液体抽出管(抽吸管线750)上的检测器，它们在过滤器组件F的远端工作。这个系统提供在管中流体流动的数字化的显示，由流动间隔计算算出通过管被吸入的总体积。为了测量流速，此系统测量由超声波产生源到检测器的相位移动。

测量吸入的流体体积并控制抽吸试样的时间的另一种方式是检测试样瓶重量的变化。这可以通过使用一个传感器实现，该传感器对包含正在吸入的试样的试样瓶的重量或质量实现高精度的测量。以很高的频率重复地测量试样瓶的重量或质量，从而精确地确定出试样瓶的重量或质量的改变速率。当重量或质量的变化速率已经减小到比初始速率小一个预先确定的数量或百分数时，结束试样的抽吸。重量传感器可以是例如在每个传送装置的容纳装置246中的一个载荷测量装置，或者是在试样获取头处在传送装置下面的单一的载荷测量装置，试样获取头升高与在它上方的容器接合。在任何一种情况下，在吸入的过程中可以把试样获取头稍微升高，去掉容器的负载，使得载荷测量装置可以仅只测量容器和存留的试样的组合的重量。

虽然最好通过吸入(采用真空)实现试样获取，但是，也可以通过一个适当的头对容器20加压实现，该头对着容器的顶部实现密封，并且借助于正的气体压力迫使试样液体向上通过管43，并通过过滤器组件。上面描述的流体体积控制方案和机构也可以与这样的加压的试样获取系统联合起来工作。

通过确定流动控制切断点可以由低到高地选择细胞的浓度。对于典型的低细胞结构的结果来说，切断可以选在上面讨论的120％参考值的80％，而对于高细胞结构来说，切断可以设定在参考值的60％，可以以5％的增量进行选择。每个试样的载物玻片数的范围可以由一片到三片。某些典型的缺损协议如下：

妇科试样：1000RMP搅拌，每个间隔30秒钟搅拌，8微米过滤器，60％-高细胞结构，一片载物玻片。

尿：1000RMP搅拌，每个间隔20秒钟搅拌，5微米过滤器，70％-中等细胞结构，一片载物玻片。

肺液：3000RMP搅拌，每个间隔120秒钟搅拌，5微米过滤器，80％-高细胞结构，两片载物玻片。

重新加帽盖的站

在完成试样处理循环之后，重新将试样容器与仍然在容器内部的搅拌器一起密封。最好使用一片薄的用聚丙烯涂布的铝箔形成新的帽盖，这样的铝箔可以以卷的形式提供使用。横截着试样容器的打开端拉开铝箔，用热的方法在大约365华氏度的密封温度下大约3秒钟用3磅的密封作用力将铝箔粘接到容器上，并由卷上切下。当然，可以使用任何其它类型的重新加帽盖的材料，只要它可以与试样瓶的材料匹配、并且可以产生安全和可靠的密封即可。例如，可以使用背面有一种热固化的树脂粘接剂的箔；可以使用背面有粘性的箔，它实现密封不需要加热；或者可以通过超声波将一种塑料的密封材料粘接到容器上。为了更好地实现不用人照料的运行，可以包括一台自动穿线的装置，用来将一卷新的密封材料穿进重新加帽盖的机构中。如果把有可撕掉的突起的安装材料的卷的预先用模具切割的封壳送到重新加帽盖的机构上，就可能去掉由材料卷切割帽盖的步骤。

参考图50和52，重新加帽盖的机构800有紧固到机器底座件上的一块侧面支承板802。此侧面支承板携带一个主框架810，它有带狭缝814，816的顶板812和两块侧板818，820。一个致动器主动轮822用轴颈装在侧板818，820中。安装在托架826上的使箔前进的马达824驱动该主动轮。将一个压力滚轮828可作枢轴转动地安装到主框架810上，并且在弹簧830的作用下与主动轮弹性地接合。主动轮822和压力滚轮828在它们之间形成一个喉部，箔穿过该喉部伸展，并且两个滚轮有弹性的表面，夹持箔，为的是实现可靠的送料。一个把手832使得可以用手将喉部打开，从而可以将铝箔在首先穿过狭缝814之后送到该喉部中。携带着侧面支承板802的一个芯轴804支承着一个可替换的铝箔卷。

图51示出了铝箔穿过喉部的路径834。一个L形的切割装置836在它的肘部向主框架810的后面作枢轴转动。把单独起作用的气动切割装置驱动缸体838的一端装在一个托架840上，该缸体的另一端连接到切割装置836的上腿842上。切割装置的下腿有一个刀片844，该刀片在正常情况下位于铝箔路径的上方，在喉部的下游，连接在上腿842与支承板802之间的弹簧845将刀片固定在那个位置。

后立柱850可作枢轴转动地支承着一个臂852，此臂朝前、朝着主框架810伸展。臂852携带着一块被加热的台板854和有两个尖端的铝箔引导分叉856，这些分叉朝向喉部伸展，并且间隔开，从而使得台板854可以在它们之间穿过。一个弹簧858将臂852保持在升高位置，处于图51中所示的停靠位置。在重新加帽盖的操作过程中，单独起作用的气动缸体860在臂852上向下拉，使台板854和引导分叉856向下降。注意在运送装置的容纳装置(未示出)中的容器20的位置在台板854的下面。

在运行过程中，使铝箔前进的马达使台板854旋转，将越过切割刀片844的被测量的长度的铝箔送到分叉856中，并达到在图51中用虚线示出的位置。一个光电池862检测出铝箔的前边缘，并对马达发出信号，使它停止。随后开动缸体838，切割铝箔，并开动缸体860将臂852向下拉到密封位置。被切下的箔夹在台板854与容器20之间，将容器密封。在大约三秒钟之后，停止对缸体860的驱动，臂852升高，返回到它的停靠位置。可选地可以使用一个真空帮助装置(未示出)帮助在实现密封之前将被切下的箔保持在台板上它的位置。

重新加帽盖的机构所加的箔帽盖的形状大约为正方形。箔帽盖的角部可以由试样瓶伸出，并且会与返回到盘330的其它已经重新加帽盖的试样瓶发生干扰。因此，最好设置一个将箔折叠的环870(见图51中的虚线)，它的作用使每个箔帽盖的边缘和角部沿着容器的侧面向下折叠。最好把箔折叠环870安装成在重新加帽盖机构的刚好下游的传送位置在试样瓶上起作用，即在图51中的“FF”位置起作用，并且可以把它安装在重新加帽盖的机构自身上，例如安装到主框架810上，使得缸体860的驱动同时地把一个箔帽盖加到一个容器上，并且折叠前一个(下游的)容器的箔帽盖的边缘和角部。替代地，可以将箔折叠环或者一个等价的箔折叠机构安装在重新加帽盖的机构的更下游，从而可以与它无关地起作用。

箔折叠环870是一个金属环，它的内径比容器20的带螺纹的部分的外径稍大。把环870安装在一个臂(未示出)上，当驱动该臂使环870在容器的上端上向下移动时该臂向下运动。当环包住容器时，它使箔帽盖的向外伸出的部分872对着容器的侧面折叠。当环在使箔折叠之后升高时，一个销柱(未示出)将容器保持在运送装置的容纳装置中的位置，把该销柱安装在一个片簧(未示出)上，并且该销柱位于环870的中心。固定环的臂携带着该片簧，使得销柱对着箔帽盖的中心弹性地向下压，直到臂和环完全缩回为止。

用注射器或者吸管很容易刺穿加到处理过的容器上的箔密封件，以便获得另外的液体试样样品。然而，这些密封件非常耐久，可以经受严峻的处理，并且在周围压力很低的条件下例如在高达40000英尺高度飞行的飞机中不会泄漏。还有，箔密封件的外观使得它与未被处理的试样瓶的盖不容易区分开，使得由技术不高的操作者进行处理实际上是安全的。为了避免在无意中剌穿箔密封件的可能性，可以用一个未用过的不同颜色的用螺纹拧上的盖对重新密封的容器加盖。

载物玻片的处理和呈现

LBP装置可以使用30和40个载物玻片塑料储料架(盒)，它们可以接受标准的25毫米×75毫米×1毫米和1×3×0.040英寸的载物玻片。可以相互交换地使用米制的和以英寸为基础的载物玻片。图52-55示出了适合于在LBP装置中使用的一个40个载物玻片盒C。该载物玻片盒在某些方面与在美国专利No.5690892(它结合在这里作为参考)所公开的类似，但是它特别地也适合在其它装置比如自动化的着色装置，自动图像分析装置，以及病理学工作站中使用，使得为了在那些装置中使用不必须将载物玻片卸掉并重新加到不同的储料架中。在盒上机器可以阅读的标记比如条码或者嵌入的芯片提供关于盒的信息，DMS可以将此信息与在盒中的载物玻片上的条码联系起来，从而可以在实验室系统中跟踪任何盒和在该盒中的任何载物玻片的位置和状态。为了紧凑地储存和容易取回，这些盒可以重叠地放置。

特别是，载物玻片盒由塑料模制而成，并且为大致长方形的形状，有一个打开的前面902，一个后壁904，一个顶壁906，一个底壁908和侧壁910。顶壁906有带条码的信息909。引导凸缘912在横向上由每个侧壁向外伸展。后壁904有一个长方形的中心开口914，一个载物玻片往复运动装置可以穿过此开口(见下面)，一次使一片载物玻片缩回并返回。围绕着中心开口向内突伸的一个脊916用作一个止动件，当把载物玻片插到盒中时，玻片邻靠着该脊。对于盒的优选材料是ABS塑料；替代的选择包括聚氨酯，热塑性的聚酯，以及聚丙烯。将打开的前表面的尺寸确定为适应另一个相同的盒的后面，从而可以重叠放置。

把载物玻片支承在盒的每个侧面的架子918上。在所示出的实施例中，有41对左架和右架，每一对(顶部那一对除外)支承着一片载物玻片，此玻片横跨着架之间的空间，参见图53的细节图，每个架(除了顶架和底架以外)有一个升高的顶部突起边沿920，载物玻片座放在此突起边沿上，和下侧面的横梁弹簧922，该弹簧用来施加一个作用力，将玻片夹持并且从而靠摩擦将玻片限制在正好在它下面的顶部突起边沿上。这种安排使得即使当盒保持表面朝下时保持载物玻片不会由盒中掉出，但载物玻片呈现装置仍然能够使每个玻片运动，离开盒、并返回到盒中，如下面将描述的那样，而不会阻塞、刮擦玻片安装的试样，或者与这些试样相互干扰。每个架910也有一个由前面引入的斜面924，在插到盒中的过程中此斜面引导载物玻片。最好将每个架918(包括弹簧922)整体地模制到盒中，并且同时装到后壁904和侧壁910上。然而，也可以替代地将分开制造的、塑料的或者金属的弹簧插在架之间。

每个侧壁设有多个排放口926，这些口使得在由着色池移开之后流体可以由盒中排走。在每一侧最后的(顶部和底部)排放口923也与着色装置的一个悬挂组件合作，用来使盒由一个着色池运动到另一个着色池。在着色操作的过程中，一般使盒的取向为由上侧面的最后两个排放口悬置在它的侧面上。全塑料的结构使得玻片盒可以适应酸着色池以及所有类型的着色池成份。

参见图54，后壁904有两排孔927，它们形成两条整体模制的齿条928，适用于与齿轮936接合(见下面)，用来在纵向上移动玻片盒，使得载物玻片往复运动装置可以接近每个玻片。与单一齿条和单个齿轮相比，两条间隔开的平行齿条和两个齿轮提高了平滑程度、并且使玻片盒更精确地定位。一排40个玻片盒位置感知狭缝929也与后壁为一体，这些狭缝穿过后壁伸展，并且与载物玻片的位置重合，使得可以用光学的方法感知每个玻片。进而，后壁904有一排40个不通的凹进部分925(它们没有完全穿过后壁伸展)，它们使得当被齿条928驱动时可以实现准确地感知玻片盒的位置。

为了清洁，最好包在密封的塑料中提供模制的玻片盒，将载物玻片装在其中。因此可以很好地适用于运输，成本相对较低，可以一次性使用，也可以再次使用。它的储存能力高，可以与另外的重叠放置，因此对于试样样品实现了高密度的储存。

可以用人工将装有载物玻片的玻片盒装到LBP装置中，装到位于过滤器装载站600和试样获取站700后面的升高的送料轨道930(见图11)中。为了使玻片盒进入系统中不需要插销。在任何一次可以在LBP装置中装多达10个未处理的玻片盒，但是仅只可以在单一的取向下进行装载。可以用一个顶部标记对玻片盒作标记，如果将它们装反了或者上下颠倒了将不会被接受。以它们的打开的前面在图11中看时朝向右面的取向装玻片盒，前面的玻片盒在竖直的轨道932之间。

只要由玻片盒抽出一片新的载物玻片用来进行试样印刷，前面的玻片盒以增量的方式向下运动。对齿轮936进行驱动的步进马达(未示出)实现这个运动，该齿轮与在玻片盒C背面的齿条928接合(见图54)。当在玻片盒中的所有玻片都已经被处理时，使玻片盒一直降下到向外送出的轨道940，步进马达/导螺杆推动装置938使玻片盒向右运动进入向外送出的轨道940，随后缩回。随后，马达/导螺杆推动装置(未示出)把在向内送料的轨道930中的下一个玻片盒向前推到在竖直轨道932之间的前面位置，在那里齿轮936与它接合，并且使它向下运动直到第一(最下面的)载物玻片进入被抽出的位置为止。每条送料轨道可以有一个长时间停留位置传感器，它可以是Omron整装往复运动装置类型的传感器，以及一个玻片盒充满传感器，它可以是Keyence光纤传感器。

图11，56和57示出了载物玻片呈现系统，该系统使用一个载物玻片往复运动装置送料系统960，例如AM Part No.5000-1，用来一次由玻片盒沿着X轴抽出一片玻片、并把它放置在Y轴的处理装置上，该处理装置使玻片运动到加压(印刷)位置。上面提到的美国专利No.5690892公开了一种类似的在病理学工作站(显微镜)使用的玻片盒和往复运动装置。Y轴的处理装置962有紧固到一个随动装置966，967上的一个载物玻片台板964。沿着轨道969引导的步进马达970和导螺杆972驱动该处理装置。在固定的肩部974(对着弹簧976)和作枢轴转动的臂978的作用下把一片载物玻片固定到台板上，用弹簧把臂978在逆时针方向上偏置，如在图56中看到的那样。

当处理装置962运动到左边时，臂978运动离开一个可调节的止动件980，并在载物玻片上转动。载物玻片在Y轴的全部行程(在图57中以“T”示出)将玻片的中心带到印刷位置“P”(注意在图56中波片和处理装置的虚线位置)。在它到印刷位置的路上，条码阅读器982获取在玻片上的条码号，并把信息传送到主数据库。当到达印刷位置时，已经沿着弧线“A”关于轴线721作了枢轴转动的抽吸头702使过滤器组件F降下，与载物玻片接触，如上面描述过的那样，将试样沉积(印刷)到玻片上。在整个印刷循环的过程中保持在过滤器上的真空，防止样品有过多的水和水在无意中滴落。

在印刷之后，使载物玻片往回向右运动，在定色剂散布头984下面暂停。在这里一个电磁阀驱动的泵(未示出)将定色剂加到试样上，泵比如为Lee LPL X 050AA，24伏，每个脉冲20微升，每个脉冲给出12微升(每秒钟最多2个脉冲)。总体积可以由电磁阀循环的数目确定。散布的总定色剂体积可以以20微升的增量编程。与有0.030英寸孔的蓝宝石散布喷嘴可以有柔性连接。可以用重力将液体由一个储存装置送到泵。储存装置可以是一个罐，并且该储存装置可以有连接到操作系统上的一个“流体降低”传感器。可以采用比一个多的定色剂散布装置，如处理协议确定的那样提供替代的定色剂。

在把试样固定之后，已经完成的载物玻片一直向右运动，在那里玻片往复运动机构将它传送回到它在玻片盒中原来的位置。当玻片盒完全被处理时，把整个玻片盒送到向外送出的轨道940，如上面描述过的那样。

完整的实验室系统

本发明的LBP装置不需要在装载之前对试样进行预先处理，并且可以在玻片制备过程的每一步骤实现自动化。进而，该装置不需要操作者打开试样容器中的任何一个容器，这是一个重要的对操作者安全的特点。采用集成的高速、高剪切作用的混合站，它使得粘液的解集聚作用变得容易，LBP装置可以由所有类型的试样自动地制备出高品质的细胞学载物玻片，这些试样包括包含粘液的妇科的和非妇科的试样。组合的双向流动过滤器系统使得载物玻片的生产可以有最佳的细胞分离，细胞浓缩，细胞散布，以及抗体，DNA和形态特点的最佳保存，改进了后续检查的性能。将在下一代的实验室处理装置中使用每个包含高达40片载物玻片的玻片盒，避免了需要大量劳动力的在继续进行玻片处理之前将玻片传送到不同的台架上的需求。可以自动地通过使用者的网络经过DMS软件接口将关于病人，试样，试样瓶，玻片盒以及玻片的数据传送到LIS。

这里的LBP装置可以实现八小时无人照料的运行。因此，如果操作者在离开一天前重新装载该装置，一班倒的实验室每天可以生产出两班的产量，而不需要增加人力和设备的成本。总的生产量可以超过每年160000片载物玻片，每次检查的成本明显地低于现有的先进LBP系统的成本。

LBP装置也有处理用于当前的和将来的分子诊断检查的试样的能力，这些检查包括定量的DNA分析，以及采用标记和探头的检查。本装置的特点包括能够采用多个定色剂散布装置，为的是提供非常规的定色剂，对于特殊的分子诊断检查可能需要这些定色剂。

例如在图21a中示出的完整的实验室系统包括一个病理学观察站，一个计算机帮助的显微镜工作站，病理学家使用这些站观察试样玻片，并标记出细胞学案件。如实验室系统的所有部件那样，病理学观察站通过网络连接到DMS上，从而连接到系统上所有其它的装置上，快速地接收病人数据和试样处理信息。病理学观察站接受玻片盒，用来实现试样玻片的自动化的装载和观察。计算机化的全自动图像分析装置将实现DNA的定量分析和分子诊断检查，采用集成的DMS经过试样条码接受它们的操作指令，并报告它们的结果。例如见AccuMed/MDI的美国专利No.5963368；6091842；以及6148096，它们结合在这里作为参考。

实验室系统也包括例如通过DMS控制的载物玻片自动着色装置和自动帽盖滑动装置(和/或组合的自动着色装置/帽盖滑动装置)，它采用与本发明的LBP装置相同的玻片盒。可以在这些附加的装置中直接使用包含处理过的玻片的玻片盒，而不需要将玻片卸载、并把它们再装到分开的支架中。

组成实验室系统的处理和分析装置的可以相互连接能力和高度的自动化程度将使得以相对较低的成本实现高品质，高产出量的试样处理和分析成为可能。

工业上的可用性

上面的内容给出了一种安全，有效，精确，严密，可重复，廉价，高效，快速和方便的以试样瓶为基础的系统和方法，用来收集，处理和加工以液体为基础的细胞试样，在一个完整的诊断细胞学实验室系统中实现完全集成化的试样和信息管理。

Claims (51)

1.一种制品处理系统，它用于保持制品并将选定的制品单个地从制品处理系统移离和/或移到该系统，该系统包括：

多个竖直间隔开的制品保持盘，其安装成用于独立的围绕共同的竖直轴线转动，每个盘具有多个分离的制品保持位置；

盘转动机构，其安装成转动单个的选定的盘；

拾取放置机构，其具有安装成用于竖直和水平运动的制品夹持装置，从而该夹持装置可以到达在任何选定的盘上的任何制品保持位置；以及

控制装置，其协调选定的盘的转动和该夹持装置的运动，从而该夹持装置可以移到该选定的制品保持位置以及移离该位置。

2.按照权利要求1所述的制品处理系统，其特征在于，每个盘具有转动的长时间停留位置，以及周边凹口，该凹口的尺寸确定成在夹持装置竖直地朝选定的盘移到或移离该盘时适应该夹持装置，盘的长时间停留位置是一致的并通过所有凹口对齐的转动位置限定。

3.按照权利要求2所述的制品处理系统，其特征在于，该控制装置能只在所有其他盘处于其长时间停留位置时使该选定的盘转动。

4.按照权利要求2所述的制品处理系统，其特征在于，盘转动机构包括转动的竖直芯轴，且每个盘具有开通到该周边凹口的侧面开口的轮毂，其构形成部分包围该竖直芯轴，每个盘可移开地安装成通过盘相对于该竖直芯轴的水平运动由该竖直芯轴接合。

5.按照权利要求4所述的制品处理系统，其特征在于，该轮毂具有至少一个键槽，且该竖直芯轴具有至少一个可移动的键，该键可选择性地定位以接合该选定的盘的键槽，从而只使该选定的盘转动。

6.按照权利要求5所述的制品处理系统，其特征在于，该竖直芯轴具有至少一个与每个竖直盘的位置相关联的键，这些键轴向上可一起移到并相对于竖直盘的位置间隔开，从而通过其相应的键一次仅能接合一个盘。

7.按照权利要求6所述的制品处理系统，其特征在于，该竖直芯轴包括轴向上可在外芯轴内移动的内芯轴，该内芯轴载装间隔开的键，而该外芯轴具有至少一个这些键通过其突伸出的狭槽。

8.按照权利要求7所述的制品处理系统，其特征在于，其包括一对在该内芯轴上与每个盘相关联的相对的键，以及一对在每个轮毂上适于接纳相应的键的相对的键槽。

9.按照权利要求7或8所述的制品处理系统，其特征在于，该盘转动机构包括由步进马达驱动的导螺杆，用于实现该内芯轴的运动。

10.按照权利要求4所述的制品处理系统，其特征在于，其还包括在其安装期间在每个盘位置用于支承盘的架子。

11.按照权利要求10所述的制品处理系统，其特征在于，其还包括在每个盘位置的导向装置，其保证盘在其安装期间适当的插入并对其定位。

12.按照权利要求11所述的制品处理系统，其特征在于，每个盘具有多个直立的柱，且导向装置在盘的安装期间接合并引导该柱。

13.按照权利要求12所述的制品处理系统，其特征在于，该导向装置接合该柱的顶部。

14.按照权利要求13所述的制品处理系统，其特征在于，每个柱具有接合导向装置的弹性顶部。

15.按照权利要求14所述的制品处理系统，其特征在于，该弹性顶部包括弹簧加载的球。

16.按照权利要求12所述的制品处理系统，其特征在于，当盘没有安装在该处理系统中时盘是可叠置的，该柱适于接合重叠的盘的下侧并对其支承。

17.按照权利要求16所述的制品处理系统，其特征在于，每个盘在其下侧具有叠置的凹入部分，其与该柱的顶部相配合。

18.按照权利要求1所述的制品处理系统，其特征在于，每个制品保持位置具有检索特性，其与在制品上的互补的检索特性相配合，以保证制品相对于盘的适当的取向。

19.按照权利要求18所述的制品处理系统，其特征在于，在该盘上的该检索特性包括突出部。

20.按照权利要求1所述的制品处理系统，其特征在于，每个制品保持位置包括尺寸确定为接纳制品的凹入部分。

21.按照权利要求20所述的制品处理系统，其特征在于，每个凹入部分具有检索特性，其与在制品上的互补的检索特性相配合，以保证制品相对于盘的适当的取向。

22.按照权利要求21所述的制品处理系统，其特征在于，每个凹入部分的检索特性包括在该凹入部分内支承并检索该制品的突出部。

23.按照权利要求22所述的制品处理系统，其特征在于，每个凹入部分在其底部具有开口。

24.按照权利要求1所述的制品处理系统，其特征在于，该盘在从该处理系统移开时是可叠置的。

25.按照权利要求24所述的制品处理系统，其特征在于，每个盘具有多个直立的柱，其适于接合重叠的盘的下侧并对其支承。

26.按照权利要求25所述的制品处理系统，其特征在于，每个盘在其下侧具有叠置的凹入部分，其与该柱的顶部相配合。

27.按照权利要求1或3所述的制品处理系统，其特征在于，盘转动机构包括转动的竖直芯轴，且每个盘具有尺寸确定成接纳该竖直芯轴的轮毂，该轮毂具有至少一个键槽，且该竖直芯轴具有至少一个可移动的键，该键可选择性地定位以接合该选定的盘的键槽，从而只使该选定的盘转动。

28.按照权利要求27所述的制品处理系统，其特征在于，该竖直芯轴具有至少一个与每个竖直盘的位置相关联的键，这些键轴向上可一起移动并相对于竖直盘的位置间隔开，从而通过其相应的键一次仅能接合一个盘。

29.按照权利要求28所述的制品处理系统，其特征在于，该竖直芯轴包括轴向上可在外芯轴内移动的内芯轴，该内芯轴载装间隔开的键，而该外芯轴具有至少一个这些键通过其突伸出的狭槽。

30.按照权利要求29所述的制品处理系统，其特征在于，其包括一对在该内芯轴上与每个盘相关联的相对的键，以及一对在每个轮毂上适于接纳相应的键的相对的键槽。

31.按照权利要求29或30所述的制品处理系统，其特征在于，该盘转动机构包括由步进马达驱动的导螺杆，用于实现该内芯轴的运动。

32.按照权利要求3所述的制品处理系统，其特征在于，该拾取放置机构包括升高滑架，其带有横向延伸的载装该夹持装置的臂，该升高滑架用延伸到在选定的盘之上的盘的凹口内的夹持装置竖直地邻近盘来引导。

33.按照权利要求32所述的制品处理系统，其特征在于，该臂枢转到该升高滑架，用于朝该选定的盘和离开其水平运动。

34.按照权利要求33所述的制品处理系统，其特征在于，由步进马达驱动的竖直导螺杆实施该升高滑架的竖直运动。

35.按照权利要求34所述的制品处理系统，其特征在于，由步进马达驱动的水平导螺杆实施该臂和该夹持装置的水平运动。

36.一种适于被安装成用于在制品处理系统中转动的制品保持盘，该盘包括具有多个分离的制品保持位置的支承区域，适于通过处理系统的转动部件接合并转动的轮毂，以及周边凹口，其尺寸确定成适应安装成制品处理系统的制品夹持装置。

37.按照权利要求36所述的制品保持盘，其特征在于，该轮毂开通到周边凹口。

38.按照权利要求37所述的制品保持盘，其特征在于，当盘没有安装在该处理系统中时盘是可叠置的，每个盘具有多个直立的柱，该柱适于接合重叠的盘的下侧并对其支承。

39.按照权利要求38所述的制品保持盘，其特征在于，每个盘在其下侧具有叠置的凹入部分，其与该柱的顶部相配合。

40.按照权利要求39所述的制品保持盘，其特征在于，每个柱具有弹性顶部。

41.按照权利要求36所述的制品保持盘，其特征在于，该轮毂具有至少一个键。

42.按照权利要求41所述的制品保持盘，其特征在于，该轮毂具有一对相对的键槽。

43.按照权利要求36所述的制品保持盘，其特征在于，每个制品保持位置具有检索特性，其与在制品上的互补的检索特性相配合，以保证制品相对于盘的适当的取向。

44.按照权利要求43所述的制品保持盘，其特征在于，在该盘上的该检索特性包括突出部。

45.按照权利要求36所述的制品保持盘，其特征在于，每个制品保持位置包括尺寸确定为接纳制品的凹入部分。

46.按照权利要求45所述的制品保持盘，其特征在于，每个凹入部分具有检索特性，其与在制品上的互补的检索特性相配合，以保证制品相对于盘的适当的取向。

47.按照权利要求46所述的制品保持盘，其特征在于，每个凹入部分的检索特性包括在该凹入部分内支承并检索该制品的突出部。

48.按照权利要求47所述的制品保持盘，其特征在于，每个凹入部分在其底部具有开口。

49.按照权利要求36所述的制品保持盘，其特征在于，每个盘具有独特的、可机器阅读的鉴别器。

50.一种用于将制品单个地放置在多个竖直间隔开的盘中的一个盘上或从中移开制品的方法，该盘安装成用于单独的围绕共同的竖直轴线转动，每个盘具有多个分离的制品保持位置，和周边凹口，其尺寸确定成适应安装成用于竖直和水平运动的夹持装置，以到达在任何选定的盘上的任何制品保持位置，该方法包括：

在选定的盘上选定制品保持位置；

在选定的盘之上移动该夹持装置向下通过盘的凹口；

转动该选定的盘并水平移动该夹持装置，足以使该夹持装置能接近该选定的制品保持位置；以及

如果是空置的就将制品释放到选定的制品保持位置，或如果是占用的就从该选定的制品保持位置抓住制品。

51.按照权利要求50所述的方法，其特征在于，其还包括将所述的夹持装置的水平和竖直运动反向。

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