Des applications à long terme pour les diagnostique médicaux en laboratoire

Analyse de laboratoire sous contrôle

Un des défis majeurs dans le domaine de la manipulation des fluides est de contrôler avec rapidité et précision des positionnements multiples, sur des microplaques par exemple. Dans ce contexte, le dynamisme du processus est l’enjeu majeur. Malgré leur poids relativement important (de un à trois kg), les actuateurs en mouvement doivent pouvoir accélérer et décélérer rapidement. Des vitesses pouvant atteindre 1 m/s doivent être contrôlées avec la plus haute précision. En effet, un positionnement précis et reproductible est à cet égard nécessaire. Un positionnement totalement programmable est nécessaire pour accéder aux différentes plaquettes et chargeurs d’échantillons. Les parties électroniques et les systèmes d’entraînement doivent bien entendu suivre toutes les consignes de sécurité et les règles de compatibilité électromagnétiques en vigueur dans le milieu médical. L’entraînement mécanique doit également garantir des opérations asynchrones fiables en permanence.

Fabriqué sur mesure pour les fonctions courantes

Dans presque tous les grands hôpitaux, effectuer des tests lors des traitements médicaux ou des opérations est une pratique courante. Ces analyses sont effectuées dans un laboratoire médical. Afin de mener à bien ces procédés hautement complexes, un certains nombres d’étapes sont nécessaires, ainsi qu’un certain nombre d’échantillons ou de réactifs. Par exemple pour la préparation d’échantillons, leur distribution, des dilutions en séries ou encore l’addition de réactifs en laboratoire, plusieurs centaines de liquides additionnels, proportionnés avec la plus haute exactitude, peuvent être nécessaires. Exécuter cette procédure manuellement, ou de manière partiellement automatisée nécessiterait une concentration immense et un personnel extrêmement fiable. L’automation est l’alternative parfaite. En effet, les micros plaquettes ou cuvettes standard utilisées auparavant peuvent également être utilisées quand les tâches susmentionnées sont effectuées dans un environnement totalement automatisé. Le système d’analyse de haute précision fonctionne en continu, sans aucune interruption et à une vitesse constante, améliorant ainsi la fiabilité des résultats, et ce à moindre coût. La flexibilité est un atout en matière de construction et de contrôle mécanique. Après tout, selon les analyses à effectuer, les exigences requises pour la préparation des échantillons peut considérablement varier. En général, un bras automatisé doit être capable de se saisir rapidement des échantillons ou réactifs et de les transférer d’une manière précise dans différents petits chargeurs situés très près les uns des autres. Ce qui est décisif pour la qualité de l’analyse, c’est le positionnement exact de ce bras, ainsi que le rangement précis des échantillons et réactifs. Outre la détermination du groupe sanguine ou des analyses immunologiques, Des analyses biotechnologiques peuvent également être effectuées avec une très grande précision. Tout ce qu’il reste à faire au personnel du laboratoire, c’est d’insérer les réactifs et les échantillons nécessaires, et de sélectionner le programme. Dans l’éventualité d’une analyse à effectuer en urgence, par exemple pour un test sanguin à faire durant une opération importante, certains systèmes peuvent même abandonner leur mode de programmation standard pour passer à une analyse individuelle en très peu de temps. Malgré l’emphase portée sur les travaux totalement automatisés, la flexibilité des opérations est donc tout de même assurée.

Petit, puissant et fiable

Afin de maintenir un volume aussi faible que possible pour les fonctions dynamiques, les micromoteurs semblent être les seuls éléments d’entraînement envisageables. Les différents systèmes d’analyse ayant des prérequis très spécifiques en terme d’entraînement, il est préférable de pouvoir proposer un choix de moteurs aussi vaste que possible. Dans leur recherche d’excellence, les développeurs de systèmes d’analyse ont donc opté pour une collaboration avec le spécialiste en micromoteurs FAULHABER. Le vaste éventail de solutions tout en un proposées, comprenant les entraînements, les réducteurs associés et les encodeurs pour le positionnement, facilite les nouveaux procédés de développent et de production standard. Presque tous les produits développés utilisent donc des systèmes d’entraînement issus de cette gamme de produits de pointe. Marcus Wolfinger, membre du comité directeur de Stratec, l’explique ainsi: "Les moteurs Faulhaber sont extrêmement dynamiques et très efficace par rapport à leur petite taille. Les réducteurs utilisés peuvent supporter des charges importantes et ne prennent que très peu de place. Le concept des systèmes d’entraînement modulaires laisse une marge de manœuvre pour nos développements." Ainsi, par exemple, la société utilise les moteurs à armature en cloche séries 2657 et 2224, avec encodeur intégré. L’entraînement sans fer hautement dynamique offre de très bonnes performances dans l’espace le plus réduit possible. Les moteurs à commutation graphite de la série 2657, d’une longueur de 57 mm et d’un diamètre de 26 mm, atteignent 47.9 W à 85% de son fonctionnement maximal. Avec un couple continu de 44 mNm et un couple de maintien de 285 mNm, le moteur de 156g est capable de faire bouger et s’arrêter des actuateurs pesant plusieurs kg. Les entraînements miniatures à commutation métal précieux de la série 2224 fournissent une alimentation de 4.05 W à une vitesse de rotation pouvant atteindre rpm, bien qu’ils ne mesurent que 24,2 mm de long et 22mm de diamètre. Selon le modèle, la tension nominale est de 3, 6, 12, 18, 24 ou 36 V ; ainsi une tension appropriée est disponible pour chaque application ou presque. La vitesse de rotation et le couple de ces deux séries peuvent être adaptés aux exigences grâce à des réducteurs conçus spécialement dans ce but. Il est également possible d’intégrer des encodeurs qui sont capable d’émettre jusqu’à 512 impulsions par tour. Les réducteurs conçus sur mesure permettent une amélioration significative de la résolution. Cela permet ainsi d’assurer une localisation exacte des différentes parties du système en marche. Et pourtant les unités comprenant le moteur, le réducteur et l’encodeur sont si petites qu’elles peuvent être intégrées presque partout. Pour compléter cela, de nombreuses options d’alimentations sont disponibles. Ces solutions innovantes, développées pour les opérations d’analyse et de diagnostique en laboratoire, sont le fruit de la collaboration entre des experts en outillage médicale et le savoir faire de Faulhaber en matière de micromoteurs. Dans le cas présent, comme dans d’autres domaines, ces solutions flexibles facilitent l’automation des fonctions courantes et libèrent ainsi une main d’œuvre, qui peut alors se concentrer sur des taches plus importantes.