用于操作实验室系统的方法以及实验室系统与流程

背景技术：

1、实验室系统可设置有多个实验室装置，该多个实验室装置被配置成相对于接收待在实验室系统中处理的样品的多个样品容器进行预分析、分析和后分析中的至少一者。

2、文件us 2019/0072575 a1是指一种用于操作包括实验室仪器和实验室信息系统的实验室系统的方法。一种方法包括将实验室仪器分组为仪器集群并为其提供集群管理器。多个实验室仪器发布其仪器资源描述。每个集群管理器维护集群资源清单并发布仪器集群的处理能力列表。实验室信息系统将测试顺序的处理分配给仪器集群。每个集群管理器根据集群资源的库存情况，从实验室信息系统分配与测试顺序对应的实验室仪器的资源。每个实验室仪器如由集群管理器指示的对生物样品实施处理步骤。

3、文件wo 2017/205748 a1公开了一种用于在多个自动化检测设备之间负载平衡样本或样品容器的系统和方法。该方法包括：在第一自动化检测设备中的容器拾取站处接收样本容器；确定第一自动化检测设备和一个或多个下游自动化检测设备的负载能力、传送状态和细胞可用性；以及当第一自动化检测设备中的有效可用细胞计数与有效容量的第一比率小于第一自动化检测设备与一个或多个下游自动化检测设备的总和的总有效可用细胞计数与总有效容量的第二比率时，将样本容器从第一自动化检测设备传送到下游自动化检测设备。

4、文件ep 2570814 b1涉及一种自动化分析系统，该自动化分析系统包括用于进行样本或样品的测试所需的相应步骤的装置，该自动化分析系统包括：传送系统，其为与装置互连的样本提供传送路径，该传送系统是可操作以沿着装置之间预先确定的传送路线传送样本；装置中的一个或多个等待区域，样本可在其中等待测试或传送；跟踪单元，其用于通过使用输入自动化分析系统的样本的取入和取出顺序、根据待对样本进行的测试的细节的样本的预先确定的传送路线的信息、以及布置在装置中的每一者中的样本检测传感器的信号来确定每个样本在装置中的当前位置；模拟单元，其用于通过基于装置的操作模型，假设每个样本处于所确定的当前位置处的初始状态，根据取入/取出调度计划模拟每个装置的操作，来估计每个样本在装置中的等待区域中的一者中的停留时间；和取入/取出调度单元，其用于通过以下方式产生最终取入/取出调度：产生用于优先于正常样本取入或取出紧迫样本的初始取入/取出调度计划、使得模拟单元根据初始调度计划进行模拟、以及当该样本中的一者在该等待区域中的一者中的停留时间超过先前设定的在所涉及的等待区域中的可允许停留时间时，在该初始取入/取出调度计划中校正除了停留时间超过可允许停留时间的样本之外的该样本中的至少一者的取入和取出的定时或顺序。此外，提供以下内容：操作模型各自由装置中的对应装置的状态和状态转换来定义，装置的状态由装置中的等待区域中的每一者中的样本的数量来定义，每个状态转换为装置的状态中的对应状态规定转换条件、必要的处理时间和下一状态；并且这些装置包括输入装置。该装置包括收集处理完成的样本的样本储存装置以及等分器。操作模型包括针对等分器的操作模型，并且定义等分器的操作模型的装置的状态和状态转换包括用于根据等分比率产生次级样本的操作的定义。

5、文件us2014/0100139 a1公开了一种用于调度组合临床分析仪中多个样品的分析顺序的方法，该组合临床分析仪进行多个不同分析测试，该方法进一步包括以下步骤：将多个样品以随机顺序负载到组合临床分析仪中；定义多个样品的测试要求；将该测试要求传送到灵活调度算法；以及生成指定针对所述多个样品中的每一者的每个所需测试的开始时间的时间表，该时间表最小化或最大化预定义的目标函数。

6、文件us2020/0303066 a1涉及一种用于以批量类型方式处理生物样品的自动化实验室系统。该系统接收用于在多个装置之间处理生物样品的测定指令。该装置包括预分析仪器和一个或多个分析系统。该系统包括编排核心应用程序，该编排核心应用程序用于确定针对样品排序的测定的进行顺序。

7、文件ep 1248170 b1公开了一种用于管理工作单元系统的方法，该方法使用自动化管理系统来控制被指定用于沿着所述工作单元系统处置多个样品的多个资源，以对所述样品进行操作。该方法包括以下步骤：将样品方案与每个样品相关联；将每个资源与能够驱动所述资源的资源驱动程序相关联；通过过程控制器控制所述资源驱动程序中的每一者，该过程控制器借助于与每个资源相关联的变量与其他资源驱动程序通信，所述变量定义和修改所述资源的状态；由所述过程控制器以并发的方式执行所述样品协议，以实现多线程、瓶颈避免、资源互斥的动态分配、样品优先级处置、资源负载均衡和自动错误恢复。样品协议通过根据执行所述样品协议的步骤的结果和如由所述变量的状态指示的所述资源的状态在不同资源上重新调度自动任务来自动地控制。

8、文件wo 2020/106696 a1涉及一种用于确定实验室环境中针对分析仪的最佳调度的方法，该方法包括确定多个诊断分析仪中的每个诊断分析仪的负载，其中多个诊断分析仪中的每个诊断分析仪可被配置成进行包括进行对应于学科的测试的任务。

9、文件ep 3843104 a1公开了一种基于实验室工作负载来优化具有多个分析仪的实验室中的分析仪使用的方法。该方法包括：确定当前实验室工作负载；如果该当前实验室工作负载低于阈值标准并且如果多个分析仪中有两个或更多个分析仪，则计算该分析仪减去一个分析仪的工作负载能力；如果该多个分析仪减去一个分析仪满足当前工作负载，则掩蔽该多个分析仪中的一者；以当前工作负载继续进行；以及重复上述步骤直到完成该当前实验室工作负载。

10、文件us2014/129172 a1涉及一种包括接收与样品容器中的样品有关的指令数据的方法。该方法包括由至少一个处理器使用工作流程管理层生成针对样品的过程计划，以及将该过程计划提供给过程控制层。

11、文件us2017/343993 a1公开了一种用于在多个自动化检测设备之间负载平衡样本容器的方法。该方法可包括：在第一自动化检测设备中的容器拾取站处接收样本容器；确定第一自动化检测设备和一个或多个下游自动化检测设备的负载能力、传送状态和细胞可用性；以及当第一自动化检测设备中的有效可用细胞计数与有效容量的第一比率小于第一自动化检测设备与一个或多个下游自动化检测设备的总和的总有效可用细胞计数与总有效容量的第二比率时，将样本容器从第一自动化检测设备传送到下游自动化检测设备。

技术实现思路

1、本公开的目的是提供一种用于操作实验室系统的方法以及实验室系统，该方法和该实验室系统允许更有效地处置实验室系统内的多个样品容器，该多个样品容器被配置用于样品或样本的预分析和分析中的至少一者。

2、为了解决该目标，提供了一种根据独立权利要求1所述的用于操作实验室系统的方法。除此之外，提供了一种根据独立权利要求11所述的实验室系统。从属权利要求中公开了其他实施例。

3、根据一个方面，提供了一种用于操作实验室系统的方法，该方法包括提供实验室系统，该实验室系统具有：多个样品容器，其被配置成容纳待处理的样品以用于实验室系统中的预分析和分析中的至少一者；多个实验室装置，其提供多个目标装置，该多个目标装置各自被配置成处置来自多个样品容器的一个或多个样品容器，该一个或多个样品容器被分配用于在实验室系统的操作中处置目标装置；和控制装置，其被配置成至少控制将多个样品容器分配给多个目标装置。该方法包括在实验室系统的操作中将多个样品容器分配给多个目标装置，还包括确定针对多个目标装置中的每一者的目标装置工作负载状态。目标装置工作负载状态在指示用于处置样品容器的第一容量的第一范围限制与指示用于处置样品容器的第二容量的第二范围限制之间的范围内，该第二容量为相比用于处置样品容器的该第一容量较高的容量。目标装置工作负载状态根据与以下成比例的度量而被确定：(i)指示分配给目标装置的样品容器的当前数量的资源目标装置状态，以及(ii)目标装置的输出流量的幂(目标装置的输出流量的加权因子次幂，优选为数字的幂)，该输出流量指示由目标装置每时间的样品容器的输出。根据目标装置工作负载状态将多个样品容器分配给多个目标装置；以及根据分配将多个样品容器提供给多个目标装置以进行处置。

4、根据另一个方面，提供了一种实验室系统，该实验室系统包括：多个样品容器，其被配置成容纳样品；多个实验室装置，其提供多个目标装置，该多个目标装置各自被配置成处置来自多个样品容器的一个或多个样品容器，该一个或多个样品容器被分配用于在实验室系统的操作中处置目标装置；和控制装置，其被配置成至少控制将多个样品容器分配给多个目标装置。实验室系统被配置成处理多个样品容器以用于样品的预分析和分析中的至少一者，并且进一步被配置成在操作中将多个样品容器分配给多个目标装置，包括确定针对多个目标装置中的每一者的目标装置工作负载状态。目标装置工作负载状态在指示用于处置样品容器的第一容量的第一范围限制与指示用于处置样品容器的第二容量的第二范围限制之间的范围内，该第二容量为相比用于处置样品容器的该第一容量较高的容量。目标装置工作负载状态根据与以下成比例的度量而被确定：(i)指示分配给目标装置的样品容器的当前数量的资源目标装置状态，以及(ii)目标装置的输出流量的幂(目标装置的输出流量的加权因子次幂，优选为数字的幂)，该输出流量指示由目标装置每时间的样品容器的输出。实验室系统被进一步配置成根据目标装置工作负载状态将多个样品容器分配给多个目标装置，并且根据分配将多个样品容器提供给多个目标装置以进行处置。

5、根据该技术，针对由实验室系统中的实验室装置提供的每个目标装置，在实验室系统的操作中确定目标装置工作负载状态。分配给实验室系统的单独目标装置的目标装置工作负载状态指示在操作实验室系统时用于处置样品或样本容器的目标装置容量。分配给目标装置的目标装置工作负载状态的范围将在指示第一容量的第一范围限制与指示第二容量的第二范围限制之间，该第二容量为相比该第一容量的用于处置样品容器的较高的容量。

6、提供用于确定目标装置工作负载状态的度量，该度量考虑了指示分配给目标装置的样品容器的当前数量的资源目标装置状态。分配给目标装置的此类样品容器可包括当前由目标装置处置的样品容器。除此之外或作为另选形式，可能存在已分配给目标装置但尚未由目标装置处置的一个或多个样品容器。此外，该度量与目标装置的输出流量或吞吐量的幂成比例，该输出流量指示每时间(范围或周期)离开目标装置的样品容器的输出。因此，输出流量给出了关于由目标装置随时间输出的样品容器的指示。基于分配给目标装置的单独目标装置工作负载状态，在操作中可将一个或多个样品容器分配给目标装置，从而实现样品容器的分配，该分配响应于实验室系统的目标装置的单独工作负载。

7、目标装置工作负载状态可被确定或提供为当进行将多个样品容器分配给多个目标装置时能够容易地处理的数值。该数值可处于分别指示用于处置样品容器的第一容量和第二容量的第一范围限制和第二范围限制之间的数值范围。在一个实施例中，目标装置工作负载状态可被分配为0％至100％之间的百分比值，其中100％意味着低目标装置工作负载状态(“空闲”)，并且0％意味着高目标装置工作负载状态(“忙碌”)。该百分比也可被称为工作负载状态百分比。

8、关于目标装置工作负载状态的数据或信息可由控制实验室系统的操作的控制系统的不同模块或功能部件接收和处理，此类模块或功能部件例如由控制系统的不同级别上的软件实现或应用程序提供。例如，分配给控制系统的某一中间件的软件应用程序可接收关于目标装置工作负载状态的数据或信息。可处理此类数据以控制与处置样品容器相关的不同操作，诸如实验室系统内的工作流程。例如，关于目标装置工作负载状态的数据或信息可被提供给被配置成将样品容器从原始地点运送到目标装置的运送装置或系统并对其进行处理。可依赖于目标装置工作负载状态信息来控制由运送系统对样品容器的运送。

9、该度量可以是数字。根据度量确定目标装置工作负载状态可包括将目标装置工作负载状态设定为等于该度量(使目标装置工作负载状态与该度量相等)。换句话说，可通过使目标装置工作负载状态与该度量相等来根据该度量来确定目标装置工作负载状态。

10、该度量可与目标装置的输出流量的加权因子次幂成比例，该加权因子对目标装置的输出流量进行加权以用于确定目标装置工作负载状态。换句话说，加权因子可以是输出流量通过其取幂的指数。加权因子可以是正数或负数。加权因子可以是至少1或大于1。

11、该度量可与指示分配给目标装置的样品容器的起始数量的初始资源目标装置状态成反比。如果针对目标装置确定当前目标装置工作负载状态，则在该实施例中，将分配给目标装置的样品容器的起始数量考虑为初始资源目标装置状态。初始资源目标装置状态可以是应用于目标装置的单独的或公共的参数，用于初始化针对多个目标装置的资源目标装置状态。接下来，从初始资源目标装置状态开始，可针对每个目标装置单独地确定或跟踪资源目标装置状态。当样品容器被分配给目标装置时，从初始资源目标装置状态开始的参数“资源目标装置状态”可减少。从初始资源目标装置状态开始，资源目标装置状态可增加，例如，当样品容器在拾取位置处被移交或者由目标装置处的原位装置处理时。此外，如果样品容器在运输表面上从第一目标装置重新引导到第二目标装置，则可增加第一目标装置的资源目标装置状态，并且可相应地减少第二目标装置的资源目标装置状态。

12、一般来讲，资源目标装置状态可以是数字。初始资源目标装置状态可以是数字。输出流量可以是数字。

13、目标装置i(wlstdi)的目标装置工作负载状态可如下确定：

14、

15、其中ri为目标装置的资源目标装置状态，r初始为目标装置的初始资源目标装置状态，并且(ksc i)w为提供有加权因子w的目标装置的输出流量。

16、可针对由一个或多个样品容器可到达的目标装置来确定资源目标装置状态ri。如果物理上存在可用的路径借助于运送系统将样品容器从其起点运送到目的地(目标装置)，则目标装置是可到达的。如果目标装置不可到达，则可分配目标装置工作负载状态0，从而防止任何样品容器被发送到目标装置。

17、可能存在共同应用于(不同)加权因子w的目标装置的输出流量ksc i。

18、也可称为吞吐量因子的输出流量因子ksc i指示多个目标装置中的每个目标装置处的样品容器输出或吞吐量。借助于加权因子w加权的输出流量因子ksc i提供对快目标装置高于慢目标装置的加权，并检测慢或甚至故障的目标装置。在不考虑输出流量的情况下，目标装置工作负载状态将纯粹取决于分配的样品容器或目标装置队列的长度，这可能导致在目标装置实际发生故障并且所有样本容器都被重新引导离开时报告目标装置非常有吸引力。

19、该方法可响应于以下中的至少一者来确定针对目标装置的经更新的目标装置工作负载状态：更新目标装置的资源目标装置状态，以及重新计算目标装置的输出流量。例如，每次将样品容器添加到目标装置队列以及从目标装置队列移除样品容器时，可重新确定(更新)资源目标装置状态。当样品容器被添加到目标装置的队列时，资源目标装置状态可能会减少1，而当样品容器被移除(处理)时，该资源目标装置状态可能会增加1。工作流程可按时间间隔(例如每分钟)计算，可计算实际处理的内容与预期处理的内容之间的前述比率。

20、该方法可进一步包括以下步骤：为针对第一目标装置的目标装置工作负载状态的第一范围提供多个子范围，其中为来自多个子范围的相邻子范围提供重叠范围，其中该相邻子范围是重叠的；确定针对第一目标装置的第一目标装置工作负载状态，该第一目标装置工作负载状态在第一子范围的其中该第一子范围不与相邻于该第一子范围的第二子范围重叠的非重叠范围内；根据第一目标装置工作负载状态将多个样品容器分配给第一目标装置；确定针对第一目标装置的第二目标装置工作负载状态，该第二目标装置工作负载状态不同于该第一目标装置工作负载状态并且在其中该第一子范围和该第二子范围重叠的重叠范围内；继续根据第一目标装置工作负载状态将多个样品容器分配给第一目标装置；确定针对第一目标装置的第三目标装置工作负载状态，该第三目标装置工作负载状态不同于该第一目标装置工作负载状态和该第二目标装置工作负载状态两者并且在该第二子范围的其中该第一子范围不与该第二子范围重叠的非重叠范围内；以及根据第二目标装置工作负载状态将多个样品容器分配给第一目标装置。

21、针对目标装置中的一者或多者，可分配给目标装置的目标装置工作负载状态的总范围被划分为多个子范围，其中相邻或邻近子范围在重叠范围内重叠。如果确定第一目标装置工作负载状态在第一子范围的非重叠范围内，则根据第一目标装置工作负载状态将多个样品容器分配给第一目标装置。如果稍后确定第二目标装置工作负载状态在其中第一子范围和第二子范围重叠的重叠范围内，则根据第一目标装置工作负载状态继续将多个样品容器分配给第一目标装置。例如，第一目标装置工作负载状态的此类改变可不被提供给被配置成将样品容器分配给第一目标装置的控制机构或由其接收。因此，尚未接收到关于第二目标装置工作负载状态的信息或数据的控制机构将不会改变用于将多个样品容器分配给第一目标装置的程序。然而，如果确定或发现针对第一目标装置的第一目标装置工作负载状态不再在重叠范围内，而是在第二子范围的非重叠范围内，则用于将多个样品容器分配给第一目标装置的程序将通过考虑第三目标装置工作负载状态(的值)来改变。通过实现子范围的此类重叠设计，可避免由于修正或改变的目标装置工作负载状态而频繁改变样品容器的分配(程序)。仅当目标装置工作负载状态的某种改变“超出”重叠范围进入另一个子范围时，才将考虑新确定的目标装置工作负载状态。子范围也可被称为表示针对目标装置工作负载状态(的值)的给定或预先确定的间隔的桶。子范围的重叠设计可提供滞后行为。

22、该方法可进一步包括以下步骤：提供指示用于处置来自多个样品容器的第一样品容器的第一优先级的第一优先级数据；提供指示用于处置第一样品容器的第二优先级的第二优先级数据，该第二优先级相比该第一优先级指示用于在操作中处置第一样品容器的较低的紧迫性；根据第一优先级确定针对第一样品容器的第一优先级目标装置工作负载状态；根据第二优先级确定针对第一样品容器的第二优先级目标装置工作负载状态；选择第一优先级目标装置工作负载状态和第二优先级目标装置工作负载状态中的一者；以及将选择的目标装置工作负载状态分配给第一样品容器。针对分配给第一样品容器的不同优先级确定目标装置工作负载状态。根据优先级，将存在不同目标装置工作负载状态。不同优先级例如可指分别指示用于在实验室系统内处置样品容器的正常程序以及紧迫处置的“正常优先级”和“紧迫优先级”。如果某一外科医生紧迫需要对样品的分析，则可进行紧迫处置(高优先级)。相反，在不存在此类紧迫性的情况下，样品容器可被分配“正常或常规优先级”。在一个实施例中，分配给某一样品容器的不同优先级可指示用于由实验室系统处置或处理样品容器的不同时间限制。

23、加权因子w支持平衡目标装置处样品容器的流量的重要性。针对高优先级的样品容器，从运送系统到目标装置的接口不被阻塞是至关重要的。针对高优先级(紧急)的样品容器，最终位于目标装置前面是至关重要的。当目标装置处不存在样品容器的流量时，高优先级的样品容器不会因超越具有较低优先级的样品容器而受益。因此，所有样品容器都需要等待处理。相对于高优先级的样品容器，与常规样品容器(较低优先级)相比，目标装置工作负载状态应用较高的w值，该常规样品容器受当前在低流量或无流量的目标装置前面等待的影响较小。

24、相对于不同的优先级priok(k＝1，2，…)，目标装置i(wlstd i，prio k)的目标装置工作负载状态可如下确定：

25、

26、针对不同优先级，加权因子wprio k将会不同。可针对不同的优先级单独地设置加权因子，以便根据分配给样品容器的优先级对样品容器的输出或吞吐量进行加权。某一较高加权因子将指示较高优先级。可能存在针对不同优先级共同应用的目标装置的输出流量ksc i。

27、rprio k,i可利用为例如针对每个目标装置(td)和所有优先级(prio)的通用参数的r初始来初始化。当具有优先级k的样品容器被分配给目标装置i时，可降低目标装置i和优先级k的rprio k，i。例如，当具有优先级k的样品容器在拾取位置处被移交或由目标装置处的原位装置处理时，可增加目标装置i和优先级k的rprio k，i。此外，如果样品容器在运送系统的运送表面上从目标装置1重新引导到目标装置2，则rpriok，1可增加，并且rprio k，2可相应地减少。

28、该方法可提供有以下步骤：(i)将多个样品容器分配给多个目标装置进一步包括通过处理针对来自多个目标装置的至少一些目标装置的目标装置工作负载状态来提供目标装置队列状态数据，该目标装置队列状态数据为目标装置提供间接性能指示符并且指示至少目标装置的装置标识和目标装置工作负载状态；(ii)将多个样品容器提供给多个目标装置进一步包括依赖于目标装置队列状态数据来控制针对实验室系统中的至少一些目标装置的工作流程。

29、目标装置工作负载状态依赖于或响应于分配给目标装置的样品容器的当前数量(资源目标装置状态)以及由目标装置每时间的样品容器的输出(输出流量)来确定。因此，目标装置工作负载状态可提供关于目标装置的性能的间接信息，在该实施例中，该目标装置的性能由目标装置队列状态或状况来表示，分配给目标装置的样品容器的队列的状态(间接地)与目标装置工作负载状态相关(即，为确定目标装置工作负载状态而处理的参数)。针对多个样品容器和目标装置，可通过考虑目标装置队列状态来控制和管理工作流程。例如，指示用于处置样品容器的高容量的目标装置工作负载状态可指示(仅)具有少量排队的样品容器的目标装置队列状态。相反，指示用于处置样品容器的低容量的目标装置工作负载状态可(间接地)指示针对目标装置当前具有样品容器的更大的队列。

30、对工作流程的控制可进一步包括以下中的至少一者：(i)在实验室系统的第一工作流程状态中，禁用来自多个目标装置的目标装置，从而防止将样品容器分配给所禁用的目标装置；以及(ii)在实验室系统的第二工作流程状态中启用来自多个目标装置的目标装置，从而允许将样品容器分配给所启用的目标装置。基于目标装置队列状态数据和/或目标装置工作负载状态，可在实验室系统的操作中定义和控制例如指“禁用”和“启用”的目标装置状态。在目标装置工作负载状态和/或目标装置队列状态数据指示用于处置样品容器的低容量的情况下，可禁用目标装置。如果目标装置之前被禁用，则可响应于分别指示用于处置样品容器的高容量以及小队列状态的目标装置工作负载状态和/或目标装置队列状态数据来启用它。

31、对工作流程的控制可进一步包括以下步骤：提供指示目标装置工作负载状态的目标装置工作负载状态值；提供工作负载状态阈值。此外，提供以下中的至少一者：(i)如果目标装置工作负载状态值高于工作负载状态阈值，则禁用目标装置；(ii)如果目标装置工作负载状态值等于或低于工作负载状态阈值，则启用目标装置。在该实施例中，目标装置的禁用/启用是依赖于工作负载状态阈值来进行的。

32、提供多个目标装置的多个实验室装置可包括来自以下实验室装置组的一个或多个实验室装置：预分析实验室装置，其被配置成进行执行预分析任务；分析实验室装置，其被配置成进行针对样品的分析任务；后分析实验室装置，其被配置成进行后分析任务；样品运送装置或系统，其被配置用于样品容器运送；分选器装置，其被配置用于样品容器分选；和存储装置，其被配置成存储一个或多个样品容器。

33、相对于实验室系统，关于用于操作上述实验室系统的方法所公开的不同实施例可加以必要的变更而应用。