用于低温储存和操纵多个容器单元的设备和方法
1.相关申请
2.本技术要求享有2019年5月13日提交的第62/846,971号美国临时专利申请的优先权，所述美国临时专利申请的主题以整体引用的方式纳入本文。
技术领域
3.本公开内容涉及一种用于低温储存和操纵多个容器单元的设备和方法，更具体地，涉及一种储存和分配来自电冷却的低温系统的物质的方法和设备。


背景技术：

4.在医疗环境中，有时期望在极低的温度下安全且低温地储存物质(例如，药物或其他治疗剂)。出于实验室目的，通常使用液氮来实现适当的低温温度。然而，如果低温储存的物质是用于在例如实验室环境之外供应的分配材料，则可能需要将其储存在不具有可用液氮或受过低温培训的人员的药房或库房中。在这种情况下，该物质的个体容器可以被设置成用于一次性分配，但访问一个容器应避免使其他储存容器不期望地升温。
5.此外，基于物质的性质，可能存在与储存和分配有关的访问控制问题和安全问题。例如，对特定容器或物质的其他单元的温度、批号、有效期或其他信息的监测或追踪可能是很重要的。作为另一个实施例，该物质可能需要通过特殊许可(例如，仅通过处方)分配，和/或出于计费目的而被追踪。储存温度可以被监测从而检测并处理波动。
6.最后，在某些使用环境中，在以受控的方式将物质提供给用户之前，使该物质从低温温度升温是期望的。例如，对于某些储存的物质，促进其从冷冻形式向液体形式的转变对于保持该物质的可用价值来说可能是重要的，该物质可能是罕见、易损和/或如果在解冻期间被损坏更换昂贵的。特别是当用户不是训练有素的低温技术人员时，访问控制程序可能有助于防止用户接触保持在低温温度下的物质(或储存结构)。


技术实现要素：

7.在一方面，描述了一种用于分配低温储存的材料的系统。低温腔室在低温温度下被电冷却，从而将储存的材料保持在第一温度范围内。所述低温腔室包括低温访问端口。单元支架位于低温腔室内，并且被配置成保持多个容器单元。每个容器单元包含储存的材料的至少一部分。用户界面允许已认证用户请求选定的容器单元。响应于该请求，升温腔室加热选定的容器单元，直到选定的容器单元达到解冻状态。设置用户访问区域，以用于选择性地允许对系统的访问，使得已认证用户在向系统提供认证信息后，可以取回处于解冻状态的选定的容器单元。当达到解冻状态范围内的温度时，该系统向用户提供通知。
8.在一方面，描述了一种低温储存和操纵多个容器单元的方法。提供了一种设备，包括：具有访问端口的低温腔室、位于低温腔室内的单元支架、用户访问区域，以及机动抓取器。所述低温腔室被电冷却在低温温度下。多个容器单元与单元支架一同被保持在低温温度下。响应于已认证用户的订单，借助机动抓取器通过低温访问端口从低温腔室中选择性
地移除选定的容器单元。用机动抓取器将选定的容器单元选择性地置于用户访问区域中。当选定的容器单元处在用户访问区域中时，选择性地允许已认证用户访问选定的容器单元。
9.在一方面，描述了一种用于低温储存和操纵多个容器单元的设备。该设备包括包含低温访问端口的低温腔室。所述低温腔室在低温温度下被电冷却。单元支架位于低温腔室内，并且被配置成保持多个容器单元。设置用户访问区域，以用于选择性地允许已经被设备认证的已认证用户访问选定的容器单元。设置机动抓取器，以用于通过低温访问端口从低温腔室中选择性地移除选定的容器单元，并且将选定的容器单元选择性地置于用户访问区域中。
附图说明
10.为了更好地理解，可以参考附图，其中：
11.图1是本发明一个方面的主透视图；
12.图2是图1的方面的示意图；
13.图3是图2的方面的局部横截面视图；
14.图4是图2的方面的局部横截面视图；
15.图5是如在图4中描绘的图2的方面的示意性局部视图；
16.图6是图2的方面的一个部件的顶部透视图；
17.图7是图2的方面的一个部件的顶部透视图；
18.图8是图2的方面的局部侧透视图；
19.图9至图11示意性地描绘了图2的方面的一个示例操作顺序；
20.图12示意性地描绘了图2的方面的一个示例操作顺序；
21.图13至图14示意性地描绘了图2的方面的一个示例操作顺序；
22.图15至图23示意性地描绘了图2的方面的一个示例操作顺序；以及
23.图24至图26是流程图，其示意性地描绘了图2的方面的各种操作顺序。
24.本技术所包括的附录构成了本技术不可分割的部分。附录a提供了实施示例。
具体实施方式
25.除非另有限定，本文使用的所有技术和科学术语具有的含义与本公开内容相关的本领域技术人员的通常理解相同。
26.除非上下文另外明确指出，本文所使用的单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”也可以包括复数形式。还应理解的是，如本文所用的术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”可以明确所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或附加有一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合的情况。
27.本文所使用的术语“和/或”可以包括其相关所列项目的一个或多个的任何组合。
28.本文所使用的短语，诸如“在x和y之间”和“约在x和y之间”的短语可以被解读为包括x和y。
29.本文所使用的短语，诸如“从约x至y”可以指“从约x至约y”。
30.将理解的是，当一个元件被称为是在另一个元件“上”、“附接”至另一个元件、“连
接”至另一个元件、与另一个元件“联接”、“接触”另一个元件等情况时，其可以直接地在另一个元件上、直接地附接至、连接至另一个元件、与另一个元件直接地联接或直接地接触另一个元件，或者也可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为，例如，“直接地”在另一个元件“上”、“直接地附接”至另一个元件、“直接地连接”至另一个元件、与另一个元件“直接地联接”、“直接地接触”另一个元件时，不存在中间元件。本领域的技术人员还将明白的是，提及布置成“直接地邻近”另一特征的结构或特征时，其可以具有与邻近的特征重叠或在邻近的特征之下的部分，提及布置成“邻近”另一特征的结构或特征时，其可能不具有与邻近的特征重叠或在邻近的特征之下的部分。
31.空间相关术语，例如“下方(under)”、“之下(below)”、“下部(lower)”、“上方(over)”、“上部(upper)”等，可以出于描述方便在本文中使用，以描述图中所示的一个元件或特征与另一个或另多个元件或特征的关系。将理解的是，除了图中描绘的定向外，所述空间相关术语还可以涵盖装置在使用或操作中的不同定向。例如，如果图中的装置是倒置的，则被描述为在其他元件或特征“下方(under)”或“下面(beneath)”的元件将被定向成在其他元件或特征“上方”。
32.本文所使用的短语“x和y中的至少一个”可以被解释为包括x、y或x和y的组合。例如，如果元件被描述为具有x和y中的至少一个，则在特定的时间下，该元件可以包括x、y或x和y的组合，上述选择可以随时间变化。相比之下，短语“至少一个x”可以被解释为包括一个或多个x。
33.本文所使用的术语“医疗专业人员”可以指代参与患者医疗护理的任何诊治者，包括但不限于：医师、药剂师、医学生、执业护士、护士和技术人员。
34.本发明包括以下特征的任意组合，或由以下特征的任意组合组成，或基本上由以下特征的任意组合组成。
35.图1描绘了一种用于低温储存和操纵多个容器单元202的设备100，其中至少一个容器单元包含预定量的储存材料，期望在预定的时间段内将该储存材料保持在低温温度下。图1示出了设备100的外部，该外部具有由外壳106保持的用户界面104(在此示为触摸屏)。本文所使用的术语“低温”或前缀“低温”所参考的温度低于普通蒸汽压缩制冷所达到的温度，例如，低于大气气体(例如，氮气、氧气、氩气、氙气)在标准气压下变成液体的温度范围(-100℃至-190℃)的至少一部分。例如，在某些使用环境下，可以期望将某些生物材料储存在约-137℃以下。为了便于讨论，本文考虑的“低温”温度在低于约-125℃的范围内，例如从约-125℃至约-250℃，或从约-130℃至-145℃，或更具体地，约为-137℃。“范围”可以具有两个边界值(例如，从约-125℃至约-250℃)或具有明确的单个边界值(例如，低于约-125℃，或低于约-137℃)。设备100可以用于任何期望在低温温度下储存材料并且选择性地分配该材料、可选地使该材料从低温温度升温的环境。然而，在此制药或生物制药使用环境作为实施例提供。因此，容器单元202可以包括一个或多个小瓶、瓶、筒夹、盒、安瓿瓶、任何其他类型的保持器和/或保持器的任何组合，并且容器单元被配置为承载或包含材料，该材料包括但不限于：药品、药物、治疗剂物质、细胞、基于细胞疗法的治疗物、基于基因疗法的治疗物、基于基因改造细胞的疗法的治疗物或期望在低温温度下储存的任何其他材料，该容器单元潜在地带有访问控制和监测。
36.如图2中示意性示出的，根据本技术的一个方面的设备100包括：低温腔室208(例
如，杜瓦瓶容器)、单元支架210、用户访问区域212，以及机动抓取器214。当外壳106存在时，外壳106可以大体上包围低温腔室208、单元支架210、用户访问区域212，以及机动抓取器214，并且可以选择性地防止用户访问外壳106内部的至少一部分。然而，可以预见的是，可以允许库存专家、维护工人、技术人员或其他已认证人员出于任何所需的目的访问外壳106的内部。如下所述，也即是，用户访问区域212可以仅允许访问选定的容器单元202’。出于内容物的正常使用而通常不与访问容器单元202的用户直接相作用的至少低温腔室208，以及可选的机动抓取器214和设备的其他部分可以固定在外壳106内。同样如下所述，因此，外壳106在允许所选的技术人员访问的同时，用来防止用户访问设备100的以下部分：不想要由用户(诸如药剂师或设施中的其他医务人员)访问，但可允许技术人员维护和/或补给设备100的部分。在这种形式下，外壳106可以有助于提供持有相应认证级别(取决于访问方与设备100的关系)的多个访问方对设备100内部部分的分层访问。
37.参考图3至图5的示意图，低温腔室208包括低温访问端口316，该低温访问端口促进了低温腔室内部318与外界空间之间的物质交互。当低温访问端口316存在时，其有助于避免或减少在低温腔室208的内部318与外界空间之间不必要的热量和/或湿度传递。因此，在选择性地访问内部318的过程中，可以将侵入低温腔室208的热量最小化。还期望的是，可以设置隔热膜、虹膜状覆盖物、套筒、软护套、手套、防护罩、“手风琴”状裙板(例如，硅橡胶)，或其他结构(未示出)，从而在使用中主动和/或被动地减少通过低温访问端口316的热量传递。出于结构上的考虑(抵抗大气压力针对低温腔室208壁之间的真空产生的压力负载，再加上对内部器皿的支持)，在许多使用环境中，可以期望低温访问端口316大体上为圆形或椭圆形。
38.无论这些低温温度最初是如何实现的，低温腔室208在低温温度下被电冷却。例如，低温腔室208的内部318可以通过电冷却保持在低于约-125℃的范围内的平均温度下，诸如从约-125℃至约-250℃，更具体地从约-125℃至约-200℃，更具体地从约-140℃至-196℃，并且更特别地从约-150℃至-180℃。(当设置期望的温度范围时，包括任何最大和/或最小期望温度，本领域的普通技术人员可以考虑任何期望的因素，包括但不限于：被低温储存的材料、所需功率、冷却源类型和/或传感器类型。)至少一个温度传感器(在图2中以220示意性示出)可以被配置为将关于低温腔室208内温度的信息传达给设备的控制系统和外部监测器中的至少一个。通过使用温度传感器220和/或设备100的任何其他合适的特征或功能，可以将低温腔室208可以保持在期望的温度，并且如果检测到低温腔室208的温度正在偏离或已经离开可接受的温度范围，则可以提供任何适当的警报、预防性步骤、补救措施、或其他干预措施。
39.在正常、稳态运行期间，低温腔室208的内部318通过仅仅是电力驱动或电力产生的冷却技术被驱动至并且被保持在用于本技术的许多使用环境的低温温度下，从而允许设备100在有电力但没有流体冷却剂(例如，低温流体)的环境下使用。为了清楚，术语“电冷却”在本文中用于表示使用电力驱动、机电冷却源的冷却方案，但该冷却方案不包含任何流体冷却剂，诸如但不限于液氮，所述流体冷却剂是指相对可能作为机电冷却源的集成工作流体而存在的任何液体冷却剂而分开供应的流体冷却剂。即，在设备100的正常稳态运行期间，没有流体冷却剂被提供给低温腔室208和/或在低温腔室208上运行，流体冷却剂并非是电力驱动冷却过程的主动工作流体。
40.例如，冷却源(图2中以222示意性示出)可以是在热动力循环(如斯特林循环或蒸汽压缩循环)上运行的装置——在下文中称为“斯特林发动机”；热泵；散热器；热电装置；或其他(从内部318移除热量的)电力驱动的冷却源，可以由电动机驱动，或由一些其他电力驱动的机械能来源驱动。合适的冷却源222的一个实施例是使用气态氦作为工作流体的斯特林发动机。在这种方式下，可以仅通过向设备100供应电能，而在发展中国家、没有能力使用液体冷却剂的药房，以及其他使用环境下使用设备100。当在由设备100分配的材料的期望使用环境中获取液氮困难或昂贵时，和/或使用液氮有潜在危险时，这是有帮助的。
41.如图3至图5所示，细长热交换器324可以纵向穿透低温腔室208的内部318的至少一部分。(术语“纵向”在本文中用于指代大体上平行于图3中箭头“l”的方向并且对于设备100的许多实施方式将是竖直方向。)这个热交换器324可以是“冷指”、伞形和/或部分盘式类型，或任何其他期望的主动或被动配置，包括密封的热管。如图5所示，热交换器324向下延伸至低温腔室208的内部318容积中并且促进低温腔室208内空气的对流流动(通过箭头表示)，从而减少低温腔室208内部的热分层现象，该热分层现象原本可能会出现在具有静止冷空气的封闭容器中。对流流动可以将通过进入到低温腔室208中(主要通过其的外壁和访问端口)的热泄漏升温的空气带到热交换器以进行重新冷却，而不需要在这种寒冷环境中可能不可靠的任何机械循环器装置(如风扇)。本领域的普通技术人员可以容易地为设备100提供任何期望的热交换器、冷却源或其他冷却相关功能和部件，它们具有任何期望的类型、数量、配置、位置或其他特性，以在特定的使用环境中实现期望的结果。
42.例如，热量可以通过低温访问端口316的内壁向下传导和/或通过辐射穿过腔室周围的真空屏障而流入低温腔室208内。通过以下方式从低温腔室208中排出热量：通过低温腔室208顶部的冷却源222，通过在低温腔室208内靠近细长热交换器324(例如，“冷指”)的空气的对流，和/或通过从该细长热交换器324向上传导至冷却源222或另一冷却引擎，所述冷却源或另一冷却引擎将移除的热量泵送至外界温度以排放到外界环境中。在细长热交换器324处移除热量可导致邻近的空气相对于低温腔室208顶部附近的空气冷却、致密和下沉，然后所述低温腔室顶部附近的空气流向细长热交换器324以替换下降离开的空气。低温腔室208内的冷却驱动对流导致空气的大致环形循环，如图5的箭头示意性地所示。
43.在图3中，低温腔室208被示为带有机动抓取器214，所述机动抓取器通过打开的低温访问端口316向下延伸以取回容器单元202。这是机动抓取器214和低温腔室208的使用中的配置，其中机动抓取器214正在主动地取回选定的容器单元202’。为了清楚，在低温访问端口316打开以促进取回或放置操作的任何时候，无论当时系统的部件是否位于低温访问端口316内，该设备100都被认为处于“主动取回”状态。
44.相比之下，图4至图5示意性地示出了“储存”配置，其中覆盖物426选择性地遮盖了低温访问端口316并且机动抓取器214被从低温腔室208移除。当不需要访问低温腔室208的内部318时，当覆盖物426存在时，其有助于维持低温腔室208内的所需温度范围。尽管该覆盖物在图中示为平盖，为了清楚，可以考虑到的是，覆盖物426也可以是塞形，该塞形具有从平盖向下延伸的绝缘实心圆柱体，从而大体上填满低温访问端口316的纵向尺寸，从而减少低温访问端口316内的空气运动。覆盖物426可以以任何期望的方式(包括螺纹连接、摩擦配合或过盈配合)附接至低温访问端口316，或者仅凭借处于横跨低温访问端口316的阻塞位置而被附接至低温访问端口316。类似地，可以根据期望操纵覆盖物426，以便选择性地访问
低温腔室208的内部318，诸如，但不限于，手动操纵和/或通过机动化而自动操纵并且控制覆盖物426，以用于选择性地移入或移出与低温访问端口316的阻塞接触。
45.现在转至图6至图7，单元支架210位于低温腔室208内部，并且被配置成保持多个容器单元202。所述多个容器单元202可以被可移除地保持在低温腔室208内的至少一个筒夹628中，如图7所示，所述筒夹被从单元支架210移除。图6中的单元支架210呈转盘式的布置。转盘式单元支架210的圆形覆盖区和中心孔有利于在低温腔室208中的相对小的低温访问端口316，如下文将讨论的。
46.至少在图3至图4以及图6中可以看到的是，当单元支架210呈转盘式时，至少一个筒夹628可以通过转盘210可旋转地安装在低温腔室208中。转盘210被配置为将具有由至少一个筒夹628承载的选定的容器单元202’的至少一个筒夹628选择性地定位成与机动抓取器214操作性对齐。例如，如图7所示，特别是当低温访问端口316的内部轮廓与筒夹628的覆盖区形状相配套时，转盘210可以被旋转或以其他方式操纵，以促使筒夹628移动通过低温访问端口316。筒夹628可以被成形为适配圆形转盘式单元支架210的节段中的预定数量的容器单元202，同时仍然适合通过低温访问端口316。
47.转盘式单元支架210可以以任何期望的方式旋转。例如，如图所示，在插入机动抓取器214之前、期间和/或之后，可以将旋转致动器354插入打开的低温访问端口316(如图3所示)。除了在主动取回选定的容器单元202’期间适当地移动单元支架210的情况外，当需要避免占用低温腔室208内的空间和/或需要避免相对脆弱的运动生产机械受到低温腔室208内的低温影响时，可以使用该旋转致动器354。当旋转致动器354存在时，其可以与单元支架210的特征(例如，图6所示的带齿轮缘656，或仅以摩擦或以其他方式与单元支架210的边缘啮合)对接，从而在低温腔室208内选择性地旋转单元支架210，可选地在轴、齿轮组或其他结构的协助下对齐和/或平稳移动。对于特定的使用环境，本领域的普通技术人员可以很容易地提供用于旋转或以其他方式移动单元支架210的方案。本文所示和所描述的旋转致动器354通过访问端口作用，可协助减少或消除原本与永久内部致动器相关的来自低温腔室208的热泄漏；通过使用非常大的环齿轮(带齿轮缘656)而不是中心轴，所述旋转致动器给出了增强的角度定位精度；并且对于某些使用环境，所述旋转致动器可与机动抓取器214一同集成在单个旋转/拾取穿透元件中。
48.每列堆叠的容器单元202在低温访问端口316的孔中具有已知的位置。可以(通过索引、传感器、库存控制算法、或任何其他期望的方式)告知企图从筒夹628中移除一个特定容器单元202的机动抓取器214可以找到选定的容器单元202’的低温进入端口316的孔内的横向位置。(本文所使用的“横向”方向大体上垂直于纵向方向)。
49.还可以考虑到的是，低温腔室208的内部318内的容器单元202和其他结构可以相对静止，并且低温访问端口316可以被想成，同时允许访问与访问端口316对齐的单个筒夹628的所有容器单元202或每列容器单元202。作为另一种选项，低温访问端口316可以是相对低温腔室208的内部318可移动的(例如，通过将其本身安装在低温腔室208的可旋转盖上)。对于设备100的许多使用环境来说，将被期望的是具有尽可能小的低温访问端口316，从而最小化来自低温腔室208的热量传递，因此图中所示的转盘式布置有助于促使在低温腔室208内可访问地储存大量容器单元202，和/或在不同时间促使机动抓取器214访问低温腔室208中的至少绝大多数容器单元202或所有的容器单元202。
50.在机动抓取器214将选定的容器单元202’从筒夹628中移除后，可以将选定的容器单元202’置于用户访问区域212中，所述用户访问区域选择性地允许外界访问该选定的容器单元202’。用户访问区域212可以具有任何期望的配置。例如，用户访问区域212可以包括用户访问孔830(在图8中示意性地示出)，其被配置为选择性地允许用户从设备100中移除选定的容器单元202’。可以考虑到的是，可以设置传感器、互锁装置、闩锁装置或任何其他期望的功能或特征，以限制用户访问该用户访问区域212，并且可以根据期望驱动所述传感器、互锁装置、闩锁装置或任何其他期望的功能或特征。
51.例如，用户访问孔830可以是涉及门的舱口或端口,所述门仅在已认证用户被允许从中取出选定的容器单元202’的预定时间内解锁和/或打开。这个允许的取出时间可以基于以下因素预定，包括但不限于：自选定的容器单元202’从低温腔室208中移除以来的时间推移、用户展示认证码或其他密钥、从用户以外的已认证实体接收远程认证码、选定的容器单元202’和/或其内容物的测量温度，和/或以上因素任何组合。如果用户未被认证，或如果在用户访问区域212中没有合适的选定的容器单元202’，则用户访问孔830可以由设备100的控制系统关闭和/或锁定。
52.应当注意的是，容器单元202以低温温度储存在设备100中，但是，出于安全、有效性和/或任何其他原因，可以期望在显著高于低温范围的温度(诸如在室温下，或甚至在被升温到高于正常外界室温的温度下)下将容器单元202分配给用户。因此，可以设置升温腔室(图8中示意性地示出为832)，所述升温腔室用于在选定的容器单元202’进入用户访问区域212之前至少部分地解冻该选定的容器单元202’。例如，机动抓取器214可以将选定的容器单元202’从低温腔室208选择性地移动到升温腔室832。随后升温腔室832可以选择性地将热量(可以是电产生的热量)赋予选定的容器单元202’。例如，升温腔室832可以包括升温抓取器(示意性地示出为834)，选择性地物理支撑并且电加热选定的容器单元202’，例如通过升温抓取器834本身的电阻线圈或其他加热特征。同样可以考虑到的是，可以使用来自冷却源222的余热来代替电加热或与电加热一起使用，以根据期望地使选定的容器单元202’升温。还可以考虑到的是，除升温腔室832之外，或代替升温腔室832，机动抓取器214本身可以被配置为根据期望设置有一些升温功能。除设备100的升温特征之外，或代替设备100的升温特征，容器单元202本身可以包含加热线圈或其他升温特征。可以在预定的时间段内，升温至预定的感应温度(选定的容器单元202’、外界空间、选定的容器单元202’内的材料或任何其他感应温度)的范围内，直到冰传感器在选定的容器单元202’内达到预定的冰存在值，或者以任何其他期望的方式控制。还可以考虑到的是，在升温过程之前、期间和/或之后可以对选定的容器单元202’进行搅拌、挥动、打旋或以其他方式直接或间接地操纵(例如，通过升温抓取器834的搅拌运动)，从而在增加热量之外，使材料在选定的容器单元202’内循环，以便在选定的容器单元202’内更均匀地解冻材料。
53.还考虑到的是，升温可以直接发生在用户访问区域212中，而不需要中间的升温腔室832。在这种情况下，用户访问区域212可以被锁定以防止用户访问，直到升温过程完成为止，如通过温度测量、通过经过预定的时间段、通过检测到冰的存在或通过任何其他方式所确定的。无论是否设置有中间升温腔室832，机动抓取器214和升温抓取器834中的至少一个可以被配置为向选定的容器单元提供热量和/或机械搅拌运动，以协助容器单元内容物期望的解冻。
54.现在参考图8，如上文所述，机动抓取器214可用于通过低温访问端口316从低温腔室208选择性地移除选定的容器单元202’，并将选定的容器单元202’选择性地置于用户访问区域212，可选地在升温腔室832中中间停止。如图8所示，机动抓取器214可以是龙门式机器人臂，对于设备100的大多数使用环境来说，所述龙门式机器人臂将具有至少3个自由度。也即是，机动抓取器214可以承载在前-后轨道836(示出了两条)和侧-侧轨道838上，以用于外壳106内的x-y运动。上-下轨道840可以允许机动抓取器214在外壳106内沿z方向运动。下文将参考图15至图23更详细地描述这种布置。
55.然而，应当理解的是，机动抓取器214的配置和属性(实际上，设备的任何特征、结构、部件和/或功能的配置和属性)可以由本领域的普通技术人员根据特定用途应用提供。例如，机动抓取器214可以包括对应于笛卡尔坐标机器人体系(例如，所描述的龙门布置)、scara机器人体系、圆柱坐标机器人体系、角坐标机器人体系、极轴坐标机器人体系、竖直关节机器人体系和/或任何其他合适的机器人体系中的一个或多个特征。类似地，无论是否设置外壳106，低温腔室208、低温访问端口316、用户访问区域212、升温腔室832和/或设备100的任何其他部件可以彼此相关地布置，以促进特定机动抓取器214配置的应用。例如，当容器单元202不是旋转对称的时候，可以扭转机动抓取器214以允许容器单元202围绕纵向轴线旋转，从而在到达机动抓取器214的目的地时，实现容器单元202期望呈现的定向。
56.正如下文将更详细讨论的那样，设备100可以包括用户界面104(例如，图1中所示的触摸屏)，该用户界面被配置为向用户传达信息并从用户接收输入。控制系统(在图2中示意性地示出为242，并在下文中详细描述)将会被配置为响应于通过用户界面104获得的来自用户的输入，致动低温腔室208、单元支架210、用户访问区域212和机动抓取器214中的至少一个。控制系统242可以包括与以下方面有关的特征：库存监测和/或控制、设备100的安全性、机动抓取器214的运行、低温腔室208的温度监测和/或控制、处理与容器单元202内容物有关的处方订单和/或账单请求、与远程用户就设备100的内容和状况进行通信，和/或任何其他期望的特征。
57.将明白的是，控制系统242可以被实施为专用硬件，例如特定应用的集成电路或可编程逻辑装置，通过相关联的微处理器实施为软件或固件指令，或者实施为专用硬件和软件的组合。此外，控制系统242可以分布遍及设备内的多个位置处，并且可以包括中央控制器(未示出)以及为该装置的特定功能提供本地控制的一个或多个外围控制器。
58.控制系统242可以包括网络界面，以允许与远程用户通信并在远程服务器(可以是云服务器)记录与系统运行有关的信息。例如，网络界面可关于以下至少一项与外部监测器通信实时信息和/或历史信息：低温腔室208的温度、设备100的湿度(例如，在外壳106内选定位置的外界空间的湿度)、低温腔室208的运行状态、选定的容器单元202’的温度、选定的容器单元202’的位置、库存状态、访问记录和用户安全数据。此外，当设备超出期望运行参数范围运行或不能分配所请求的剂量时，可以通过用户界面本地触发警报(例如，声音警报)，并且通过控制系统将该警报发送给远程技术人员。在一个实施方案中，信息以周期性间隔的方式上传至远程服务器，并且该信息可以包括低温腔室208的状态、低温腔室208的控制温度、低温腔室208的实际温度、外界温度测量、外界湿度测量、机动抓取器214的状态、升温腔室832的状态和温度和/或任何其他期望的信息中的任一项或全部。
59.此外，网络界面可以允许具有适当权限级别的远程或本地用户去请求更新库存或
监测的参数。此外，具有管理员权限的远程或本地用户可以将设备置于离线或在线状态；编辑用户注册表、时间和/或日期；重新启动电源系统、冷却源222、机动抓取器214、与升温腔室832相关联的升温器、用户界面104，和/或各种库存控制机制(例如，条形码、rfid和/或其他nfc扫描仪)；和/或改变运行参数，诸如控制与低温腔室208或升温腔室832相关联的温度。管理员还可以在机器上更新软件或启动软件下载以便以后安装，访问来自与装置相关联的内部和外部摄像机的馈送，检查系统状态，访问库存信息(包括当前排队的剂量)，以及访问提供给机器的处方(包括与处方相关联的订单和账单信息)。本描述并不可知同时也不关注容器单元202的内容物，但可以理解的是，通过在正常运行中使用电冷却，而不使用现场供应的低温流体，这些内容物将在低温温度下以中到长期的时间框架(例如，天、周、月或年)储存。可以考虑到的是，容器单元202并不需要都具有相同的内容物，而是可以为用户提供各种材料，只要所述材料可以适当地在储存在为低温腔室208选择的温度范围内。例如，当设置有转盘式单元支架210时，每个筒夹628或筒夹628内的一个或多个列可以包括不同的材料。
60.对于设置在容器单元202内的某些材料，出于库存、责任、物流或任何其他原因，期望这些材料由制造商或经销商(基本上是用户或用户地点雇员之外的人)控制。在这种情况下，如图9至图10所示，容器单元202可以在投递运送装置944内被运输至设备100的使用环境中，可选地容器单元被保持在运送箱946或其他保护和/或冷却容器内。图9示意性地示出了这种布局。随后，在图10中，投递运送装置944已经被运输至设备100的位置。库存人员(他可以是制造商或经销商的雇员，而不是用户地点的雇员)可以从投递运送装置944中移除容器单元202，并且可选地从设置的任何其他运送箱946中移除容器单元202，随后可以将容器单元202装载到低温腔室208中。筒夹628本身可以通过投递运送装置944运送，所述筒夹628可以预先装载有容器单元202并已准备好安装。也即是，在系统维护期间，至少一个筒夹628可以在低温腔室208内被单独提供的筒夹替换。与被替换的筒夹628相比，替换筒夹可以包括补充的(即，重新填充的)容器单元202，和/或可以包括至少一个与被替换的筒夹628不同的储存的材料(例如，不同的治疗剂)。也即是，替换筒夹可以仅被设置成提供额外剂量的同种材料，或者被设置成提供不同的材料。被替换的筒夹628可以具有保留在其中的任何期望数量的容器单元202，并且所述被替换的筒夹628可以出于任何以下期望的原因被移除，包括但不限于：库存类型、每个容器单元202所储存的材料的体积、库存年限、低温腔室208和/或外壳106内的储存条件(例如，温度和/或湿度)、缺乏库存(即，低/无存货)或原因的任意组合。
61.在某些使用环境中，出于库存、责任、物流或任何其他原因，期望外壳106的内部不能被用户访问。可以以任何合适的方式达成容器单元202和低温腔室208的这种供给或装载。例如，可以将填充有容器单元202的筒夹628设置成插入单元支架210中，以代替另一个筒夹628。在装载过程中，出于任何所期望原因(诸如但不限于，库存控制和到期追踪)，单元容器202可以由装载人员手动和/或自动(例如，通过使用容器单元202上的射频识别[“rfid”]标签和设备100的对应传感器)登记到特定的设备。因此，控制系统242将知道特定的容器单元202低温腔室208内的位置，例如，作为单元支架210的旋转位置，以及用于机动抓取器214的一组关节角度、轨道设置或其他坐标，或以以任何其他方式作为各种操作算法的输入。如图11所示，一旦容器单元202根据期望被装载到设备100中，所述容器单元就可以
被分配。
[0062]
图12以略微不同的方式示意性地描绘了图9至图11的顺序的一部分。在图12的左侧，虚线“p”的左侧，容器单元202被任何期望的一方并以任何期望的方式装载到低温腔室208中。随后，在图12中虚线“p”的右侧，将一个或多个选定的容器单元202’从低温腔室208移除，并移动到升温腔室832，在这里根据需要对选定的容器单元202’进行加热。随后，如设备100的程序设计所允许的，选定的容器单元202’被移动到用户访问区域212，在那里选定的容器单元202’随后可以通过用户访问孔830被移除。图12中箭头所示的移动可以以任何所期望方式达成，但在大多数使用环境中，考虑到的是通过使用一个或多个合适的机动抓取器214来执行。
[0063]
图13示意性地示出了如何通过低温访问端口316将预先填充有容器单元202的筒夹628装载到单元支架210中，以及从单元支架210移除。类似地，图14示意性地描述了出于装载/卸载筒夹628的原因，出于通过机动抓取器214访问选定的容器单元202’的原因，或出于任何其他原因，如何在低温腔室208内旋转单元支架210，以使筒夹628的选定位置与低温访问端口316竖直对齐。
[0064]
图15至图23示意性地描述了设备100(以工作台形式表示，不带有外壳106)在低温储存和操纵多个容器单元202的方法中的使用。在这些图中，机动抓取器包括相对于抓取器中心轴线c横向操纵能够选择性地横向操纵的至少一个抓取臂1648。所述至少一个抓取臂1648与选定的容器单元202’的预定部分(此处为帽下方的底切唇缘)操作性地啮合，从而保持和移动选定的容器单元202’。将参考连续的图15至图23更详细地描述这一过程。
[0065]
在图15中，机动抓取器214已被移动成与选定的容器单元202’操作性对齐(此处为竖直对齐)。此处示出的机动抓取器214包括容器护套1550，抓取臂1648延伸穿过所述容器护套1550，并且在被机动抓取器运输期间选定的容器单元202’被拉入所述容器护套1550中，以避免在选定的容器单元202’与设备100的其他结构之间的不必要接触。选定的容器单元202’被示意性地示出为相对于筒夹628位于一个特定位置、在低温腔室208内。为了清楚，图15至图23省略了低温腔室208的外壁以及低温访问端口316。可以假定低温腔室208已被电冷却至低温温度，并且通过电冷却保持在低温温度下。多个容器单元202(示出一个)与单元支架210一同被保持在低温温度下，诸如被可移除地保持在低温腔室208内的至少一个筒夹628中。再次参考图14，筒夹628可以通过转盘式单元支架210配置可旋转地安装在低温腔室208内。
[0066]
在图15中，机动抓取器214处于通过低温访问端口316并且与选定的容器单元202’提升啮合的z方向运动的位置。当覆盖物426存在时，其被移到一边至打开位置，以允许通过低温访问端口316访问低温腔室208的内部318。在覆盖物426打开的情况下，机动抓取器214随后可以通过低温访问端口316朝着选定的容器单元202’向下伸出。
[0067]
利用机动抓取器214随后可以通过低温访问端口316将选定的容器单元202’从低温腔室208移除。如从图16至图18的顺序所示，该顺序是借助所描述的机动抓取器214通过以下方式达成的：至少一个抓取臂1648从抓取器中心轴线c横向向外移动，从而将机动抓取器214置于打开状态。在此，每个抓取臂1648在其最远端部分包括一个凸缘(ledge)，所述凸缘朝抓取器中心轴线c向内延伸，并被配置为卡住选定的容器单元202’的盖子下方的底切唇缘。至少一个抓取臂1648被定向成与选定的容器单元202’的预定部分(即，底切唇缘，如
图所示)横向对齐。当所述至少一个抓取臂1648与选定的容器单元202’横向对齐时，所述至少一个抓取臂1648朝抓取器中心轴线c横向地向内移动至关闭状态，从而操作性地啮合选定的容器单元202’。从图16至图17的顺序中特别明显，抓取环1652沿着抓取臂1648向下移动，以迫使抓取臂1648朝向抓取器中心轴线c向内进入关闭状态，从而以类似于机械爪末端拾取工具的方式抓住选定的容器单元202’。同样如图18至图19所示，选定的容器单元202’被收回至容器护套1550中以用于移动。
[0068]
在机动抓取器214处于关闭状态并且与选定的容器单元202’操作性地啮合的情况下，操作机动抓取器214以根据需要重新定位选定的容器单元202’。例如，如上文所述，选定的容器单元202’可以被拉起，在z方向上离开低温访问端口316，并在x-y平面中移动，以用于将其选择性地置于一个或多个用户访问区域212和升温腔室832中(用户访问区域212和升温腔室832在图19至图23中由相同的注记特征表示)。一旦机动抓取器214不再需要立即访问低温腔室208的内部318，当覆盖物426存在时，其可以被移动至关闭位置，再次阻塞低温访问端口316，并防止不必要的进一步热量传递。
[0069]
在图19至图22的顺序中，机动抓取器214至少部分地反向于拾取运动运行，以将选定的容器单元202’在其目的地释放。也即使，如图19至图20的顺序所示，操作机动抓取器214，从而使选定的容器单元202’在z方向上向下移动，并且移动至与当时正在接收选定的容器单元202’的用户访问区域212或升温腔室832接合。随后，以图20至图21的顺序向上移动抓取环1652，以迫使抓取臂1648远离抓取器中心轴线c(例如，当抓取臂1648从抓取器中心轴线c向外弹簧偏置时，释放该抓取臂1648)。当抓取臂1648远离抓取器中心轴线c移动时，抓取臂1648在新的位置释放选定的容器单元202’。抓取臂1648随后向上再次收回(例如，进入“行进”位置)，机动抓取器214随后可以以图22至图23的顺序被移动至“原”位置，该位置可以与低温访问端口316、升温腔室832和用户访问区域212中的任何一个或全部间隔开。
[0070]
机动抓取器214随后将在这个原位置上或其最后的可用位置上等待进一步命令。例如，类似于刚刚描述的顺序，可以使用机动抓取器214(或额外的机动抓取器，未示出)将充分解冻的选定的容器单元202’从升温腔室832移动至用户访问区域212，在所述用户访问区域212中，选择性地允许用户对选定的容器单元202’进行外界访问，例如，通过使用用户访问孔830。
[0071]
图中所示和上文所述的抓取运动顺序使用爪型抓取技术。然而，本领域的普通技术人员能够容易地提供有能力同时处理一个或多个容器单元202的拾取和放置机构，诸如但不限于一个或多个磁力连接、具有可收回的倒钩的冲孔、套索式柔性带(例如，摩擦带或夹紧带)、钳爪，以及抽吸装置。
[0072]
如上所述并且将在下文中进一步描述的是，设备100的用户界面104可以用于向用户传达信息并接收用户的输入。低温腔室208、单元支架210、用户访问区域212和机动抓取器214中的至少一个可以通过设备100的控制系统242响应来自用户的输入。例如，可以测量低温腔室208内至少一个空间位置的温度。然后可以将关于所测量温度的信息传达至设备100的控制系统242以及外部监测器中的至少一个。通过这种方式，可以监测低温腔室208的温度，并在该温度有超出允许范围的威胁时采取步骤调整温度。在一个实施方式中，当低温腔室温度偏离期望范围(例如，低于约-150℃)时，设备100可以向冷却源222和/或热交换器
324的控制器发送命令，以增加或减少与低温腔室208的冷却相关联的度量，诸如斯特林发动机的冷却速率。当执行校正时，可以执行某种程度的故意过度补偿，以使该温度更接近所期望的两个边界值范围的中点。本领域的普通技术人员将能够提供任何期望的控制系统242、用户界面104或设备100的其他部件，以在特定使用环境下实现期望的特征和操作。
[0073]
鉴于前述的结构和功能特征，参考图24至图26将更好地明白根据本发明各个方面的方法。虽然出于简化解释的目的，图24至图26的方法被显示和描述为连续实行，但应理解和明白的是，到本发明不受例示的顺序限制，根据本发明的一些方面可以以不同的顺序发生和/或与本文所示和所描述的其他方面并行发生。此外，可能不需要所有例示的特征来实现根据本发明的一个方面的方法。
[0074]
图24示出了用于从低温储存组件向用户分配一个剂量的方法2400。该方法2400从2402开始，在2402处用户在设备100处被认证。在这种场景下，用户通常是与设备100的安装地点相关联的医疗专业人员。然而，将明白的是，该系统可以具有多个访问级别，具有不同级别的用户权限。例如，可能适合于医疗专业人员的第一用户访问级别，可能需要在物理装置处认证，并且仅允许访问用户界面104处的订单提交菜单，以及访问用户访问区域212，而第二用户访问级别可以允许远程认证和访问记录在设备100处的数据和/或访问外壳106内部的区域，而不仅是访问用户访问区域212。例如，可以要求增强的用户访问级别，以允许访问单元支架210以装载和卸载剂量。同样，增强的用户访问级别可以允许访问系统状态、库存数据、订单信息(包括处方和账单数据)，用于在低温储存组件中分配剂量。
[0075]
在一个实施例中，用户可以在用户界面104处输入标识符(诸如用户名或识别码)，以及一个密码。该密码可以被散列并与本地储存的密码散列或储存在相关服务器上的密码散列进行比较，从而认证用户。附加地或替代地，设备100可以包括一个或多个生物识别认证装置，包括以下任一项：带有面部识别软件、视网膜识别软件或虹膜识别软件之一的摄像机；带有适当语音识别软件的麦克风；指纹扫描仪；以及带有适当血管识别软件的摄像机和红外光源。除了密码认证和/或生物识别认证外，或替代密码认证和/或生物识别认证，可以使用问询传感器(例如，rfid扫描仪或短程通信收发器)与用户携带的装置或令牌组合，以验证用户的身份。
[0076]
在2404处，通过用户界面104接收来自用户的订单。例如，可以向已认证用户显示菜单，以进入适当的信息，以用于请求与容器单元202相关联的一个剂量的治疗剂或其他材料，该适当的信息可以包括例如处方信息、治疗剂的标识，以及所需剂量的量。即使订单不是人类可读格式，处方订单数据也可以或者改为远程提供，和/或用集成扫描仪读取。(视情况而定，在图24至图26的描述中，术语“剂量”应被视为类似于由一个或多个原本提及的容器单元202所承载的材料。)在2406处，确定设备100是否包含足够的库存以满足所请求的剂量。如果没有(n)，则在2408向技术人员发送警报，并且该方法终止。如果有足够的库存(y)，则该方法前进至2410。
[0077]
在2410处，控制系统242指示机动抓取器214从低温腔室208中的一个位置转移所请求的剂量，并将其转移至升温腔室832。例如，这可以通过协调以下步骤的某种组合来完成：覆盖物426的打开/关闭、机动抓取器214的移动和/或单元支架210的旋转(所述单元支架210的旋转包括：在插入机动抓取器214之前、期间和/或之后，将旋转致动器354插入低温腔室208中)。将明白的是，在2406处检查库存时，可以确定低温腔室208中的具体的源位置。
在2412处，指示升温腔室832将该剂量加热至对于治疗来说有用的温度。基于来自升温腔室832内任何所期望类型的传感器(温度、时间、冰/固体/液体传感器)的反馈，与升温腔室832相关联的每个加热源和搅拌器均可以被控制系统242，从而使该剂量达到解冻状态。(本领域的普通技术人员将认识到的是，即使在相对较低的温度下也能够发生冰/液转变，并且所述冰/液转变相应地为特定的使用环境提供了合适的“解冻状态”定义和检测)。响应于达到期望范围内的温度(例如，与低温腔室208所保持的“第一”温度范围相比，“第二”温度范围或解冻的温度范围)的选定的容器单元202’或设备100的任何其他部件、、经过预定的时间段、检测选定的容器单元202’内的预定量的液体和/或冰，或任何其他的方式，可以确定此解冻状态。在某些使用环境中，被认为处于解冻状态的选定的容器单元202’可能包括一些仍处于冷冻的材料。在一个实施方式中，温度传感器在与所要加热的剂量非常接近定位的加热垫内，并且专用于升温腔室832的外围控制器可以调节在加热垫处的输出，从而将剂量达到期望的温度范围内。在一个实施方式中，期望的温度范围在零至三十七摄氏度之间，尽管将明白的是，该温度范围可以随具体治疗剂而变化。可以设置任何适当的传感器，包括温度、冰(例如，固体/液体)和/或经过时间传感器，以监测剂量向解冻状态的解冻。(例如，剂量的温度被检测，使该温度至少达到第二温度范围的任何最小值，同时不超过第二温度范围的任何最大值)。还设想的是，对于某些使用环境，选定的容器单元202’可以被加热到超过单纯的解冻状态，并根据期望将选定的容器单元202’在环境温度下或甚至在超过环境温度的温度下呈现给用户。
[0078]
类似地，至少一个湿度传感器(如图2示意性所示，所述湿度传感器可以与温度传感器共同定位在低温腔室208内，也在220处)可被配置为将与低温腔室208内湿度水平有关的信息传送至设备100的控制系统以及外部监测器中的至少一个，使得系统控制接收湿度传感器的输出并控制与低温腔室208有关联的度量(例如，通过运行除湿器，未示出)，以将低温腔室208的湿度保持在预定的湿度范围内。还可以设想的是，湿度传感器可以位于外壳106内，但位于低温腔室208外，以促进监测和/或控制设备100的附近外界区域处的湿度，因为这种设备的湿度可以以不希望的方式进入低温腔室208。
[0079]
在2414处，控制系统242指示机动抓取器214从升温腔室832转移请求的剂量，并将其转移至等候区域，这在此被称为剂量队列。可以设想的是，该剂量队列的转移可以以虚拟方式进行——例如，当升温腔室832也充当用户访问区域212时。随后在2416处向用户发送通知，例如借助sms或电子邮件、用于远程或近距离感知的视觉或音频信号，或任何其他期望的方式，通知用户该剂量已准备好被取回。在2418处，以类似于上文2402处所述的方式重新认证用户，以允许访问用户访问区域212。一旦用户被认证，控制系统242将指示机动抓取器214将请求的剂量从剂量队列直接转移至用户访问区域212，或者根据需要(例如，当剂量队列位于远离用户访问区域212的位置时)通过第二运输设备转移至用户访问区域212。在2422处，作为剂量向用户访问区域212转变的一部分，可以例如在条形码扫描仪处或通过rfid收发器扫描该剂量，以验证已分配的剂量的身份，并且这个信息可以在设备处被记录。作为该记录过程的一部分，控制系统242可以记录取回该剂量的个人的身份，以及取回该剂量的个人的实体(例如，雇佣该个人的药房)。
[0080]
在2424处，用户访问区域212的访问门可以选择性地解锁，以允许通过用户访问孔830访问已认证用户。在一个实施例中，该门通过机械致动器为用户打开。在另一个实施例
中，保持门关闭的互锁装置被暂时禁用，以允许取回剂量。一旦剂量被取回，可以将保持门关闭的互锁装置恢复，并且在一些实施例中，可以生成分配剂量费用的发票和证明分配剂量的所有权变化的文件(诸如收据)中的一个或二者。图25所示的库存管理过程随后在2426处启动。
[0081]
图25说明了用于维持低温储存设备100的库存的方法2500的一个实施例。在2502处，在控制器处接收关于最近所分配的剂量的数据，并且在2504处更新库存以表明该剂量已被移除。如2506所示，任何剂量的移除都会触发检查，以观察是否有必要补充库存，尽管这种检查也可以由来自管理员或技术人员的请求触发。将明白的是，在2506处的请求可以通过用户界面104来执行，或通过网络界面经由远程请求来执行。
[0082]
在2508处，访问库存数据库以确定低温储存设备100的库存水平是否低于阈值水平。当多种类型的剂量被储存在设备100中时，可以独立地检查每种类型的剂量的库存。如果某个产品的库存低于阈值水平(y)，可以在2510处向技术人员提供警报，以提供替换的库存。如果库存不低于阈值水平(n)，则在2512处终止该方法。
[0083]
图26说明了用于在低温储存设备100处补充库存的方法2600。在2602处，技术人员在设备100处被认证。这与2402处的过程类似，尽管与医疗专业人员用户相比，技术人员允许有增强的访问，但是仍可能需要多种认证手段。在2604处，外壳106中的访问门(未示出)被解锁，以允许技术人员将剂量(例如，容纳在容器单元202中的材料)装载到库存腔室(低温腔室208)，无论是单独地被装载还是以如任何所期望类型的多单元转移和/或保持结构的方式被装载，所述多单元转移和/或保持结构例如是但不限于筒夹628(该筒夹628预计在此处使用)。在2606处，每个筒夹628被扫描(例如，通过条形码读取器或rfid收发器)，以识别被添加至机器上的库存。在2608处更新库存数据库，以反映新添加的库存。
[0084]
尽管该设备被描述为使用筒夹628，但可以设想的是，可以在分配过程的逆向中(尽管没有升温步骤)利用用于将额外的库存进给到该设备中的其他装置，包括利用用户访问孔830。此外，虽然提到了用于库存控制的条形码和rfid读取器，但将明白的是，其他方法，例如利用适当的光学字符识别的摄像机、qr码读取器或模式识别分类器，可以用于确定被插入到设备中的或从设备中移除的库存。此外，本文描述的认证方法清单并非全面，可以使用其他方法来验证用户的身份和权限级别。
[0085]
可以设想的是，设备100可以包括任何数量或类型的传感器(温度、位置、惯性、rfid、压力、湿度、用于检测干预的光传感器等)和/或控制器(设备100的任何部件或功能的控制器)，所述控制器可以配置和应用为适于执行本文描述和提及的任务，以及本领域的普通技术人员所期望的任何其他辅助、相关或类似的任务。例如出于任何期望的监测和/或控制目的，也可以使用冗余度、多传感器和/或逻辑电路来比较多个温度输入(来自设备100的相同或不同区域)，并决定在驱动系统中所使用的温度。
[0086]
尽管设备100在本文被示出和描述为唯独通过电力对机电冷却装置进行电冷却，但也可以设想的是，在短期(例如，紧急断电或其他非正常操作)或持续(例如，冷却源222的故障)基础上提供另一种冷却剂(例如包括但不限于液氮)，以根据需要补充或代替低温腔室208的电冷却。例如，可以设想的是，在初始冷却期间；库存转移期间；和/或紧急情况期间；让技术人员用液氮或其他流体冷却剂来补充或代替电冷却。这可以通过简单地将流体冷却剂倒入低温腔室208完成或以任何其他期望的方式完成，例如，所述方式可能是在启动
期间将低温腔室208初始地降至所需的温度范围内的一种有效率且有效果的方式，随后电冷却可以在稳态操作中保持该范围。然而，由于设备100的正常使用环境预计不会保持稳定的低温流体冷却剂的供应，本文假定设备100在没有罕见和短期的特殊情况下是被电冷却的，所述罕见和短期的特殊情况通常会被迅速纠正并使设备100回到电冷却状态。还可以设想的是，用于设备100的电力可以来自主电源、独立的发电机、备用电池系统、集成到设备中的发电机，或任何其他合适的方式。
[0087]
还可以设想的是，可以选择性地使用设备100，从而接受并随后低温储存由用户提供给该设备100的容器单元202(例如，以后使用的实验室样品)。在这种情况下，本领域的普通技术人员可以轻易地使用本文对设备100的描述来生成反向操作方案，通过该方案设备100可以实现与用户的双向通信。
[0088]
在一些使用环境中，可能期望在简短的时间框架下分配多于一个的选定的容器单元202’，例如，当两个或更多个的容器单元202包括期望的剂量时，或者当在重叠的周期时间的情况下期望多个剂量时。为此，可以设想的是，设置多个升温腔室832(或仅是升温抓取器834)和/或用户访问区域212(或仅是用户访问孔830)。通过这种方式，对应于在时间上紧密放置的分配材料的订单，多个选定的容器单元202’可以同时地处于升温过程的不同阶段。设备100可以包括先到先得逻辑，当设定一系列准备好的警报时，将准备好的选定的容器单元202’分配给第一个响应的用户。相反，每个选定的容器单元202’均可以为特定的用户而保留，并且较早到达的用户将无法访问该被保留的选定的容器单元202’；当在不同的容器单元202中设置不同的材料时，这可能是特别期望的。
[0089]
设备100还可以包括废品区域(例如，可以是单元支架210内指定的不使用部分或位置)，当特定的容器单元202出于某些原因不应被分配给用户时，允许将该容器单元202放在一边。例如，如果容器单元202过期、比期望的轻(表明漏填)、在用户访问区域212中放置太久而未被拾起、或具有任何其他缺陷。
[0090]
综上所述，本领域普通技术人员将理解的是，实施例方面1包括一种用于低温储存和操纵多个容器单元的设备，所述设备包括：
[0091]
包括低温访问端口的低温腔室，所述低温腔室被电冷却至低温温度；
[0092]
单元支架，所述单元支架位于低温腔室内并且被配置成保持多个容器单元；
[0093]
用户访问区域，所述用户访问区域用于选择性地允许已被设备认证的已认证用户访问选定的容器单元；
[0094]
升温腔室，所述升温腔室用于至少部分地解冻选定的容器的内容物；以及
[0095]
机动抓取器，所述机动抓取器用于通过低温访问端口从低温腔室选择性地移除选定的容器单元，将所述选定的容器单元置于升温站和用户访问区域的至少一个中。
[0096]
实施例方面2。根据实施例方面1所述的设备，其中用户访问区域仅允许访问选定的容器单元，并且其中至少低温腔室被固定在外壳内，所述外壳被配置为防止用户访问并且允许所选的技术人员访问。
[0097]
实施例方面3。根据实施例方面1所述的设备，其中多个容器单元通过至少一个筒夹可移除地保持在低温腔室内。
[0098]
实施例方面4。根据实施例方面3所述的设备，其中至少一个筒夹能够在系统维护期间在低温腔室内被单独提供的替换筒夹替换。
[0099]
实施例方面5。根据实施例方面4所述的设备，其中单元支架是转盘，并且至少一个筒夹通过该转盘可旋转地安装在低温腔室内，所述转盘被配置为将具有选定的容器单元(由至少一个筒夹承载)的至少一个筒夹选择性地定位成与低温访问端口操作性对齐。
[0100]
实施例方面6。根据实施例方面5所述的设备，其中旋转致动器与单元支架的外轮缘对接，从而旋转转盘。
[0101]
实施例方面7。根据实施例方面1所述的设备，其中旋转致动器被插入低温访问端口中，以与单元支架的特征对接，从而旋转转盘，该旋转致动器仅在从低温腔室中主动取回选定的容器单元期间被插入低温腔室中。
[0102]
实施例方面8。根据实施例方面1所述的设备，其中低温腔室通过斯特林发动机被电冷却。
[0103]
实施例方面9。根据实施例方面8所述的设备，包括细长热交换器，所述细长热交换器纵向穿透低温腔室的内部的至少一部分。
[0104]
实施例方面10。根据实施例方面9所述的设备，其中细长热交换器被配置为在低温腔室内促进由密度驱动的循环。
[0105]
实施例方面11。根据实施例方面9所述的设备，其中通过对细长热交换器选择性地应用电、气动或机械刺激中的至少一个，至少部分地移除该细长热交换器上的霜积累。
[0106]
实施例方面12。根据实施例方面1所述的系统，还包括机动抓取器，所述机动抓取器用于在低温腔室、升温腔室和用户访问区域之间转移选定的容器单元。
[0107]
实施例方面13。根据实施例方面12所述的设备，其中机动抓取器仅在从低温腔室主动取回选定的容器单元期间延伸通过低温访问端口。
[0108]
实施例方面14。根据实施例方面12所述的设备，其中机动抓取器包括至少一个抓取臂，所述至少一个抓取臂相对于抓取器中心轴线能够选择性地横向操纵。
[0109]
实施例方面15。根据实施例方面14所述的设备，其中至少一个抓取臂操作性地啮合选定的容器单元的预定部分，以移动该选定的容器单元。
[0110]
实施例方面16。根据实施例方面1所述的设备，还包括网络界面，所述网络界面包括用户界面，所述用户界面允许已认证用户请求和接收选定的容器单元，并且当选定的容器处于解冻状态并准备好被分配时，向请求的用户提供通知。
[0111]
实施例方面17。根据实施例方面16所述的设备，其中所述网络界面关于至少一个以下信息与外部监测器通信实时信息和历史信息中的至少一个：低温腔室温度、设备湿度、低温腔室运行状态、选定的容器单元的温度、选定的容器单元的位置、库存状态、访问记录、账单信息，以及用户安全数据。
[0112]
实施例方面18。根据实施例方面17所述的设备，其中网络界面库存状态通信包括当库存低于预定水平时通知重新填充。
[0113]
实施例方面19。根据实施例方面17所述的设备，其中网络界面账单信息通信被选定的容器单元从低温腔室的移除所触发。
[0114]
实施例方面20。根据实施例方面1所述的设备，其中已认证用户通过生物识别认证装置、rfid扫描仪，以及识别和密码中的至少一个，经由用户界面向系统提供认证信息。
[0115]
本领域的普通技术人员还将理解的是，实施例方面21包括一种低温储存和操纵多个容器单元的方法，所述方法包括：
[0116]
提供一个设备，所述设备包括具有访问端口的低温腔室、位于该低温腔室内的单元支架、用户访问区域，以及机动抓取器；
[0117]
将低温腔室电冷却至低温温度；
[0118]
通过单元支架将多个容器单元保持在低温温度下；
[0119]
响应于已认证用户的订单，利用机动抓取器通过低温访问端口从低温腔室选择性地移除选定的容器单元；
[0120]
将选定的容器单元升温至解冻状态；
[0121]
利用机动抓取器将选定的容器单元选择性地置于用户访问区域中；以及
[0122]
当选定的容器单元在用户访问区域中时，选择性地允许已认证用户访问选定的容器单元。
[0123]
实施例方面22。根据实施例方面21所述的方法，包括：
[0124]
通过至少一个筒夹将多个容器单元可移除地保持在低温腔室内；
[0125]
通过转盘式单元支架将至少一个筒夹可旋转地安装在低温腔室内；以及
[0126]
通过转盘式单元支架的运动，将具有选定的容器单元(由至少一个筒夹承载)的至少一个筒夹选择性地定位成与机动抓取器操作性对齐。
[0127]
实施例方面23。根据实施例方面22所述的方法，包括在系统的维护期间用单独提供的替换筒夹替换低温腔室内的至少一个筒夹。
[0128]
实施例方面24。根据实施例方面22所述的方法，包括以下步骤：在更换筒夹期间将筒夹和低温访问端口从外界潮湿空气屏蔽。
[0129]
实施例方面25。根据实施例方面22所述的方法，包括选择性地允许已认证技术人员访问低温腔室以维护系统。
[0130]
实施例方面26。根据实施例方面21所述的方法，包括：
[0131]
在关闭位置用覆盖物选择性地阻塞低温访问端口；
[0132]
通过转盘式单元支架将至少一个筒夹可旋转地安装在低温腔室中；
[0133]
将覆盖物选择性地移动至打开位置，从而允许通过低温访问端口访问低温腔室的内部；以及
[0134]
当覆盖物处于打开位置时，使旋转致动器延伸到低温访问端口中，以与单元支架的特征对接，从而旋转该转盘，该旋转致动器的这种插入仅发生在从低温腔室主动取回选定的容器单元期间。
[0135]
实施例方面27。根据实施例方面21所述的方法，包括控制与升温步骤相关联的度量，以将选定的容器单元解冻至解冻状态。
[0136]
实施例方面28。根据实施例方面21所述的方法，其中利用机动抓取器通过所述低温访问端口从所述低温腔室选择性地移除选定的容器单元，以及利用所述机动抓取器将选定的容器单元选择性地置于所述用户访问区域中的至少一项包括；
[0137]
从抓取器中心轴线横向向外移动至少一个抓取臂，从而将机动抓取器置于打开状态；
[0138]
将至少一个抓取臂定向成与选定的容器单元的预定部分横向对齐；
[0139]
在至少一个抓取臂与所述选定的容器单元横向对齐时，将至少一个抓取臂朝着抓取器中心轴线横向向内移动至关闭状态，从而操作性地啮合选定的容器单元；以及
[0140]
在机动抓取器处于关闭状态并与选定的容器单元操作性地啮合时，移动机动抓取器以重新定位选定的容器单元。
[0141]
实施例方面29。根据实施例方面21所述的方法，还包括以下步骤：在分配前，通过以下方式中的至少一种来验证容器单元：称重、扫描单元数据、测量温度、计算从低温腔室移除后在过程步骤中的时间，以及通过网络界面从远程监测器获得验证数据。
[0142]
实施例方面30。根据实施例方面21所述的方法，包括：
[0143]
通过设备的用户界面将信息传达给用户并且接收来自用户的输入；以及
[0144]
通过设备的控制系统，响应于来自用户的输入致动低温腔室、单元支架、用户访问区域和机动抓取器中的至少一个。
[0145]
实施例方面31。根据实施例方面30所述的方法，还包括以下步骤：当选定的容器单元准备好被访问(被分配)时通知用户。
[0146]
实施例方面32。根据实施例方面30所述的方法，还包括以下步骤：监测访问就绪通知和分配访问认证之间的时间；以及如果所述时间超过预定的过期时间限制，则阻止这种访问；以及将任何所述被阻止访问的容器单元存放至设备内的废品区域；以及将所述阻止通知用户。
[0147]
实施例方面33。根据实施例方面21所述的方法，其中已认证用户是具有与设备相关联的第一访问级别的第一认证用户，所述方法还包括允许具有与设备相关联的第二级访问级别的第二认证用户来远程访问关于至少一个以下信息的实时信息和历史信息中的至少一个：低温腔室温度、设备湿度、低温腔室运行状态、选定的容器单元的温度、选定的容器单元的位置、库存状态、访问记录、与设备分配的容器单元相关联的多个订单的订单状态、多个订单的账单和处方信息，以及用户安全数据。
[0148]
实施例方面34。根据实施例方面21所述的方法，其中容器单元和其中的材料的生产供应商保留安装在用户设施中的设备的所有权，并且为该设备提供监测、维护和备货服务中的至少一种。
[0149]
实施例方面35。根据实施例方面21所述的方法，包括以下步骤：在从设备的低温腔室移除容器单元时，将该容器单元的所有权从制造商转移给用户。
[0150]
实施例方面36。根据实施例方面21所述的方法，所述方法进还包括，响应于选定的单元从低温腔室的移除，生成选定的容器单元的费用的发票和证明选定的容器单元的所有权变化的文件中的至少一个。
[0151]
实施例方面37。根据实施例方面21所述的方法，其中库存低于预定水平时对远程监测器生成通知，以启动重新填充服务。
[0152]
虽然本公开内容的各个方面已经参照上述实施例方面进行了具体地展示和描述，但本领域的普通技术人员将理解的是，各种额外的方面是可以设想到的。例如，上文所描述的使用该设备的具体方法只是例示性的；本领域的普通技术人员可以轻易地确定任何数量的工具、步骤顺序和/或其他方式和选项，用于将上文描述的设备或其部件放置到与本文示出和描述的那些位置大体上类似的位置中。为了保持附图的清晰度，示出的某些重复的部件没有被具体编号，但本领域的普通技术人员根据已编号的部件会认识到与未编号的部件相关联的元件编号；仅通过图中存在或不存在元件编号，并不意指或暗示类似部件之间的区别。任何所描述的结构和部件都可以整体形成单一件或整体件，或者由单独的子部件组
成，其中这些形成方式中的任何一种都涉及任何合适的现有或定制的部件，和/或涉及任何合适的材料或材料的组合。任何所描述的结构和部件都可以是一次性的或可重复使用的，以满足特定使用环境的期望。任何部件都可以设置体验用户可感知标记，以表明从属于该部件的材料、配置、至少一个尺寸等，该用户可感知标记可能有助于用户从类似的部件阵列中为特定使用环境而选择一个部件。“预定”状态可以在结构被操纵从而实际达到该状态之前的任何时候确定，该“预定”最迟可以在该结构即将达到预定状态之前作出。术语“大体上”在本文中是指在很大程度上，但不一定是完全是所指定的性质——“大体上”性质承认有可能包含一些相对较小的非性质项。虽然本文描述的某些部件被示为具有特定的几何形状，但本公开内容的所有结构可以具有特定应用场合所期望的任何合适的形状、尺寸、配置、相对关系、横截面面积，或任何其他物理特征。可以使用区块链或其他追踪系统来记录和/或认证每个容器单元202的冷链监管。一个或多个容器单元202可以设置有主动式或被动式温度传感器，和/或具有向(容器单元以外)的外部系统报告有关其自身的任何所期望信息的能力。技术人员类型的用户可以通过一个或多个能够选择性地打开的面板访问外壳106的内部；可以设想的是，类似于洗碗机门和洗碗机架的技术，可以将低温腔室208和任何其他期望的部件手动或自动地至少部分地滑出外壳100。可以设置气动、电动或其他期望的特征，以从热交换器324或设备100的其他部件上定期地清除霜。可以设置辅助备用电源单元，以与设备选择性地对接。在外壳106内部和/或外部设置一个或多个摄像机或其他视觉传感器，以在运行或待机时捕获设备100的部件的图像和/或视频，这有利于远程查询/诊断，使得远程技术人员可以操作和/或观察设备100的全部或其的一部分。参照一个方面或配置而描述的任何结构或特征可以各自地或与其他结构或特征组合地提供给任何其他方面或配置，因为将本文讨论的每个方面和配置描述为相对于所讨论的所有其他方面和配置具有所有选项是不现实的。基于以下权利要求及其任何等同物所确定的是，包含任何这些特征的装置或方法应被理解为属于本公开内容的范围。
[0153]
其他方面、目的，以及优点可以从对附图、本公开内容、下文的附录a以及所附权利要求的研究中获得。
[0154]
附录a
[0155][0156]
[0157]
[0158]
[0159]
[0160]
[0161]
[0162]