JP2009150859A

JP2009150859A - 自動分析装置および検体処理システム

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Publication number: JP2009150859A
Application number: JP2007331312A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Tokieda; 仁時枝; Yoshimitsu Takagi; 由充高木; Takeshi Shibuya; 武志渋谷; Masashi Akutsu; 正志圷
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2007-12-25
Filing date: 2007-12-25
Publication date: 2009-07-09
Anticipated expiration: 2027-12-25
Also published as: CN101470125A; JP5049769B2; CN102981006A; US11391750B2; US10094846B2; CN101470125B; EP2075583A2; CN102981006B; US20090162247A1; EP2075583A3; EP2075583B1; US20120294764A1; US8252233B2; US20180313862A1; US20160084864A1; US9229019B2

Abstract

【課題】
ラックの供給，搬送，回収といったラック搬送の役割をもつラック搬送部と、前処理，分析などの検体処理を行う役割をもつ処理部の間の依存関係をなくして独立させ、システム全体の処理効率向上と時間短縮が可能である検体処理システムを提供する。
【解決手段】
複数のラックを待機させ、各々のラックにランダムにアクセスが可能であるようなバッファユニットを各処理ユニットに対で持たせ、バッファユニットでラック搬送部とのラック搬入出を行うよう構成し、未処理のラックをバッファユニットに搬入し、自動再検まで含めた処理が完了しラックをバッファユニットから搬出するようにすることで、処理ユニットと搬送ユニットの機能の依存をなくしている。
【選択図】図１

Description

本発明は検体処理システムに係り、機能や処理能力の異なる複数の装置を、検体ラックを搬送する搬送ラインによって接続し、効率良く運用するのに好適な検体処理システムに関する。

血漿，血清，尿などの生体試料の分析結果は、病状を診断する上で多くの情報をもたらし、そのような生体試料を自動的に処理する装置については多くの先行技術がある。

例えば、特許文献１では、分析ユニットはラックを分析ユニット内に取り込み、また分析ユニット外に送り出す移送手段を別々に設け、分析ユニットの上流に検体の依頼項目を識別するための識別手段を設け、どの分析ユニットにて作業を行うべきであるかを判断し、該当する分析モジュールにラックの取り込み指示を与える技術が公開されている。

また、特許文献２は、複数の分析ユニットをベルトコンベアからなる搬送ラインに沿って配置し、該搬送ラインの一端側にラック供給部を配置し他端側にラック回収部を配置している。またラック回収部の前方には自動的に再検査が行えるようラックの待機部が配置されている。

さらに、特許文献３ではラック供給部と分析ユニットの間のラック搬送経路にラックを待機させるための待機ディスクを設け、ラック搬送路の渋滞回避と自動的に再検査を行うために使用している。

特開平１０−１９８９９号公報特開平１０−２１３５８６号公報特開２００４−２７９３５７号公報

上述した特許文献１に記載された自動分析装置では、ラックの搬送経路は分析ユニットにラックが搬送される前に決定される。よって複数の分析ユニットでの分析が必要である場合は、上流側から順に搬送されることになり、上流側で分析しなければならない検体が多数ある場合はラック搬送路が渋滞し、下流側でのみ分析を行いたい検体があっても追い越しをすることはできない。

また、上述した特許文献２に記載された自動分析装置では、下流側から上流側にラックを搬送する復路を設けているが、先に下流側の分析ユニットにラックを搬送した場合、一旦最上流であるラック供給ユニットまでラックを戻した後に上流側の分析ユニットに搬送しなければならず、時間がかかる上に供給部から供給されるラックの処理を妨害することになる。

さらに自動再検が必要な検体は収納ユニット前の待機部に集約されるため、処理速度が異なる複数の分析ユニットから構成されるシステムの場合、結果が出力され再検を行いたいラックがあっても、先に待機部に入ったラックを追い越すことができず無駄な待ち時間が発生する。また、再検時にラック供給部まで戻るために時間がかかるのと供給されるラックの進路を妨害してしまうことは同様である。

また、特許文献３に記載された自動分析装置では、ラック待機部を円形のディスクで構成しラックに対するランダムアクセス性に優れるが、ラック形状が長方形に近い形状が一般的であるため、ディスク上でのデッドスペースが生じる。またシステム全体でも円径のディスクによるデッドスペースは大きい。

さらに複数台の分析ユニットでシステムが構成される場合、待機ディスクを通って下流側の分析ユニットに搬送されるため、ラックの方向が逆向きとなり、次の分析ユニット前でラックの進行方向を元に戻す必要がある。

本発明の目的は、ラック供給部，搬送部，回収部では、本来の目的であるラック搬送の役割だけを持たせ、その他の処理ユニットが固有で必要とする機能は全て各処理ユニットに持たせることにより、全体の処理を最適化した検体処理システムを提供することにある。

従来の技術における問題は、ラック搬送部に待機部など分析ユニットが必要とする機能部を持っていることである。

本発明においては、複数のラックを待機させ、各々のラックにランダムにアクセスが可能であるようなバッファユニットを各処理ユニットに対で持たせ、バッファユニットでラック搬送部とのラック搬入出を行うよう構成し、未処理のラックをバッファユニットに搬入し、自動再検まで含めた処理が完了しラックをバッファユニットから搬出するようにすることで、処理ユニットと搬送ユニットの機能の依存をなくしている。

またバッファユニットでラック搬送部とのラック移載を行うラック移載部を、ラック搬送ユニットの往路と復路のいずれにもアクセス可能とすることで、処理ユニット間の搬送距離を最短とし、検体に対する処理内容が複数の処理ユニットにまたがる場合であっても、複数の処理ユニットの配置順序を意識せずに、最も早く行える処理から開始することが可能である。さらにこれにより、ラック搬送経路をシステム上流で全て決定することが不要となり、１つの処理ユニットでの処理が完了した時点での他の処理ユニットの負荷を確認し、最も負荷の低い処理ユニットにラックを搬送することが可能となり、システム全体としての処理時間を短縮することが可能である。

全体の処理を最適化した検体処理システムを提供することができる。

本発明の一実施例について以下説明する。

図１は、本発明の一実施例による検体処理システムの平面図である。図１では、検体ラックの投入と収納を行うサンプラユニット１００、サンプラユニットと各機能モジュールとの間で検体ラックを搬送するラック搬送ユニット２００と、ラック搬送ユニット２００に沿って配置される、ラック搬送ユニット２００との間で検体ラックの移載を行い、また一時的に検体ラックを待機させるバッファユニット３００ａ，３００ｂ、バッファユニット３００ａ，３００ｂ各々と対をなしバッファユニットの右側に配置される機能モジュール４００ａ，４００ｂ、バッファユニット３００ａの右側に配置される付属モジュール５００で構成されるシステムを例に示している。

図２は図１におけるシステムを機能別に分類して示したものである。この場合システムは、バッファユニット３００ａ，機能モジュール４００ａ，付属モジュール５００からなり検体の分析や前処理などを行う機能ブロック１、バッファユニット３００ｂ，機能モジュール４００ｂからなる機能ブロック２、サンプラユニット１００，ラック搬送ユニット２００からなる検体ラックの搬送を行う搬送ブロック３に分類することができ、機能ブロック１，機能ブロック２と搬送ブロック３は各々接点４，接点５で検体ラックの受け渡しを行っている。

なお本実施例では、機能ブロックがバッファユニットと機能モジュールと２つのユニットから構成されているが、バッファユニットを内部に包含する機能モジュールも本発明に含まれる。

また機能ブロック１，機能ブロック２，搬送ブロック３は、電源供給や純水供給，廃液排水などを各々が必要とする入出力が独立して施設の設備側と接続されるよう構成されており、各々の間での検体ラックの受け渡しに関する処理、すなわち検体ラックの物理的な移動や検体に関する処理依頼，結果送信などの情報受け渡し等を除いては、完全に独立して動作可能であるように構成されている。

以下、各々のシステム構成ユニットについての説明と、システム全体の動作について説明を行う。

図３にサンプラユニット１００の構成を示す。

サンプラユニット１００は、検体ラックをシステムに投入するための投入部１０１，検体ラックをシステムから取り出すための収納部１０２，投入部からの検体ラックをラック搬送ユニット２００に搬送する投入ラック移動ユニット１０３，検体ラックのＩＤを識別するためのラックＩＤ識別ユニット１０４，検体ラックに検体容器が架設されているかの確認と検体容器の高さを検出するための検体容器高さ検出ユニット１０５，検体ラックに架設された検体容器に貼り付けられた検体ＩＤを識別するための検体ＩＤ識別ユニット１０６，検体ＩＤ識別の際に検体容器を回転させる検体容器回転ユニット１０７，ラック搬送ユニット２００からのラックを収納部１０２まで移動する収納ラック移動ユニット１０８，緊急検体ラック、あるいは本システムより上流側に接続される検体搬送システムからの検体ラックを本システムに投入するための緊急検体投入部１０９，本システムより上流側に接続される検体搬送システムに検体ラックを搬出するラック搬出ユニット１１０を備えている。

投入部１０１は、検体ラックを複数架設し持ち運びができる検体ラックトレイを架設する投入トレイ架設部１２１と、トレイ架設部と投入ラック移動ユニット１０３の間の投入バッファ部１２２からなる。また駆動機構として、Ｙ方向に検体ラックを搬送するための投入レバー１２３と、投入レバーをＹ方向軸に対して回転させることができる投入機構１２４（図４）を備えている。

投入トレイ架設部１２１に検体ラックトレイが架設されると、投入機構部１２４は投入レバー１２３を回転用モータ１２５により回転し、移動用モータ１２６を駆動しＹ方向に検体ラックを移動するよう動作し、検体ラックは投入バッファ部１２２を経て投入ラック移動ユニット１０３に搬送される。投入バッファ部１２２の全てのラックがなくなったのち、投入機構部１２４は投入レバー１２３を回転し、検体ラックトレイ位置まで戻り、次の検体ラックトレイが架設されるまで待機する。

検体ラックトレイは、架設されている検体ラックが全て投入バッファ部１２２に移動した時点で取外しが可能であり、別の新しい検体ラックトレイを架設することが可能である。この場合、通常は投入機構部１２４の投入レバー１２３は投入バッファ部１２２にある全てのラックがなくなるまで検体ラックを送り出した後、新たに架設された検体ラックトレイ上のラック送り処理を行うが、図示しないサンプラユニット１００上のスイッチ、もしくは操作部画面上からのオペレータ指示により、投入バッファ部上の検体ラック送り処理を中断し、投入レバー１２３を投入トレイ架設部１２１位置まで戻して、検体ラックトレイ上のラック送り動作を再開することも可能である。

また、本実施例では検体投入部は２つあり、一方の検体ラック送り処理が終了してラックがなくなった時点でもう一方の検体ラック送り処理が行われる。なお本実施例では検体投入部が２つであるが、２つ以上の場合も同様に順に処理を行っていく。

投入ラック移動ユニット１０３は、投入部から移動されたラックをラックＩＤ識別ユニット１０４に移動してラックＩＤの読取りを行った後、検体容器高さ検出ユニット１０５に移動する。

検体容器高さ検出ユニットでは、検体ラックの各ポジションに検体容器が架設されているか否かの確認と検体容器の高さを検出する。

その後検体ラックは検体ＩＤ読取り位置に移動され、検体ＩＤ識別ユニット１０６による検体ＩＤの読取りが行われる。この検体ＩＤ読取り位置には検体容器回転ユニット１０７が備わっている。

検体ＩＤは一般的にはバーコードが利用され、検体容器としてはカップ，試験管，試験管の上にカップを載せたものなど様々な種類のものが利用されている。検体ＩＤとしてのバーコードは、必要な情報量を持つための必要サイズから試験管に対してのみ貼り付けられているのが通常であり、前述のラックＩＤ識別情報と検体容器高さ情報により、検体ＩＤの読取り、および検体容器回転の必要性を判断して処理が行われる。

以上のラックＩＤ、および検体ＩＤの情報に基づき、検体ラックに対して必要な処理が決定され、搬送先である機能モジュールが決定される。

投入ラック移動ユニット１０３は検体ラックの搬送先が決定された後、ラック搬送ユニット２００に検体ラックを移動させる。

緊急検体ラック、あるいはサンプラユニットの上流側に接続された検体搬送システムは、緊急検体投入部１０９からサンプラユニット１００に投入される。緊急検体投入部１０９から投入されたラックは、前述の検体投入部１０１からのラックと同様の処理が行われた後に、ラック搬送ユニット２００に移動される。

また、各機能モジュールでの必要な処理が終わった検体ラックは、収納ラック移動ユニット１０８により収納部１０２位置まで移動する。

収納部１０２は、投入部１０１と同様に検体ラックを複数架設し持ち運びができる検体ラックトレイを架設する収納トレイ架設部１３１と、収納トレイ架設部と投入ラック移動ユニット１０３の間の収納バッファ部１３２からなる。駆動機構としては、Ｙ方向に検体ラックを搬送するための収納レバー１３３を備えている。

収納ラック移動ユニット１０８により収納部１０２前まで搬送された検体ラックは、収納レバー１３３により、投入ラック移動レーンを横切り、収納バッファ部１３２に移動し、収納バッファ部１３２に検体ラックトレイに架設できる検体ラック数と同数の検体ラックがたまった時点で、検体ラックトレイにラックを移動する。

また、図示しないサンプラユニット１００上のスイッチ、もしくは操作部画面上からのオペレータ指示により、収納バッファ部１３２の検体ラックを収納トレイ架設部１３１の検体ラックトレイに移動することも可能である。

また、本システムの上流側に接続された検体搬送システムに検体ラックを搬出するためのラック搬出ユニット１１０を備える。ラック搬出ユニット１１０は１ラックを保持できるサイズであり、また検体搬送システム側へのＹ方向のラック搬出位置を変更できるよう、Ｙ方向にスライド可能な構造となっている。

図１のラック搬送ユニット２００は、２つのラック搬送レーン、すなわちサンプラユニット１００から各機能モジュール４００ａ，４００ｂに検体ラックを搬送する送りレーン２０１と、各機能モジュール４００ａ，４００ｂからサンプラユニット１００に検体ラックを搬送する戻りレーン２０２を備え、機構としてはベルト機構２１０，ストッパ機構２２０，シャッタ機構２３０（図５）からなる。

ベルト機構２１０は、送りレーン２０１と戻りレーン２０２においてサンプラユニット１００と各機能モジュール４００ａ，４００ｂとの間で検体ラックの搬送をコンベアベルトにより行うものである。本実施例においては、コンベアベルトは送りレーン，戻りレーン各１本で構成しており、コンベアベルト駆動用のモータ２１１とベルト張力機構２１２はラック搬送ユニット２００の終端に備えており、本方式は検体ラックの高速搬送が可能である。また本方式は検体ラックが複数の機能モジュールにランダムに、またシステム上流側と下流側に配置された機能モジュール間で双方向に搬送されるようなシステムに適している。なお本実施例では述べないが、検体前処理システムのように同一検体ラックが複数の機能モジュールに立ち寄りながら処理が行われる、すなわち遠心分離，開栓，分注といったようにシステムの上流側から下流側に向かって順番に立ち寄りながら処理が行われていくシステムにおいては、各機能モジュールと同等の幅となるような長さのコンベアベルトを複数直列に配置し、隣接するコンベアベルト間で検体ラックの受け渡しを行いながら処理する方が適している場合もある。よってシステムの構成と必要な処理能力に応じてベルト機構構成の選択が可能であることが望ましい。

ストッパ機構２２０は、各機能モジュールの検体ラック搬入位置で検体ラックを所定の位置に停止させるためのものであり、送りレーン２０１用に２２０ａ、戻りレーン２０２用に２２０ｂが備わっている。

またシャッタ機構２３０は、送りレーン２０１のラックガイド用として２枚、戻りレーン２０２のラックガイド用として１枚の合計３枚の上下動するラックガイド板を備え、各機能モジュールへの検体ラック搬出あるいは各機能モジュールからの検体ラック搬入時にのみ下降動作する。

図５にバッファユニット３００の構成を示す。

バッファユニット３００は、ラック搬入出待機部３０１，バッファ部３０２，保冷部３０３，モジュール搬入出待機位置３０４，ラック搬送部３１０，１ラック投入取り出し部３２０，ＩＤ読取り部３２１から構成し、駆動機構としてラック移載機構３３０，ラック移動機構３６０，ラック搬出機構３７０，３７１により検体ラックの移動を行う。

ラック搬入出待機部３０１は、１ラックを待機させるスペースを有し、ラック搬送ユニット２００からの検体ラックをバッファユニット３００に移載する位置であり、かつバッファユニット３００からラック搬送ユニット２００に搬出する検体ラックを待機させる位置である。

バッファ部３０２は、検体ラックを一時的に待機させることができる独立した複数のスロットで構成される。

保冷部３０３は、精度管理検体などが定期的に機能モジュールでの処理が必要とされる検体が架設された検体ラックを複数個待機させることが可能であり、検体の蒸発を防止するための保冷機能を備えている。

モジュール搬入出待機位置３０４は、１ラックを待機させるスペースを有し、バッファユニット３００からの検体ラックを機能モジュール４００に搬出する位置であり、かつ機能モジュールで処理が終わった検体ラックをバッファユニット３００に搬入する位置である。

ラック搬送部３１０は、モジュール搬入出待機位置３０４と機能モジュール４００との間で検体ラックの搬送を行う部分である。

１ラック投入取り出し部３２０は、ラック搬送ユニット２００を介さずに機能モジュールでの検体ラック処理を行うための検体投入取り出し部となっている。

ラック移載機構３３０は、ラック搬入出待機部３０１と前述のラック搬送ユニット２００の送りレーン２０１との間、および戻りレーン２０２との間でＹ方向に双方向に検体ラックの移載を行うものである。通常、一方向だけにラックを移載する場合は、移動後の検体ラック搬送面高さを移動前のラック搬送面高さよりわずかに低く設定することにより、検体ラックを水平に移動させることが可能であるが、本システムでは双方向に移動が必要であり、かつ戻りレーン２０２との間で検体ラックを移動させる際には送りレーン２０１を横断する必要があることから、移載機構３３０はＺ方向にラックを持ち上げる機能が必要となる。

図６から図１０を用い、ラック搬送ライン２００の送りレーン２０１からラック搬入出待機部３０１にラックを移載する動作を例に、ラック移載機構３３０の詳細について説明する。

ラック移載機構３３０は、ラックを把持するための２枚のグリップ板をＹ方向に開閉させ、またラックを把持した後にＺ方向に持ち上げる機能を持つグリップ機構部３４０と、グリップ機構部をＹ方向に移動させるＹ移動機構部３５０から構成されている。

グリップ機構部３４０はモータ３４１とベルト３４２により駆動力を伝達するプーリ３４３，プーリの回転軸３４４，カムフォロア３４５が付きＺ方向に上下動できる２枚のグリップ板３４６，グリップ板３４６を引き付ける方向に働くバネ３４７から構成される。またプーリ３４３には２つのベアリング３４８，プーリの回転軸３４４には段付きのカム３４９が取り付けられている。

バッファユニット３００は、検体ラックの搬入のためラック移載機構３３０のＹ移動機構部３５０の駆動モータ３５１を駆動し、グリップ機構部３４０をラック搬送ライン２００の送りレーン２０１上に移動させる。このとき、グリップ機構３４０は開いた状態、すなわちプーリ３４３に取り付けられた２つのベアリング３４８が２枚のグリップ板３４６を押し開いた状態となっており、カムフォロア３４５とカム３４９は接触しない状態となっている。

ラック搬送ユニット２００は、バッファユニット３００のラック移載位置に配置されたストッパ機構２２０ａを駆動しストッパを送りレーン２０１上に突出させた後にベルト機構２１０のモータ２１１ａを駆動させ、検体ラックを移動させる。

グリップ機構部３４０は移載位置に停止した検体ラックを把持するため、モータ３４１を駆動してプーリ３４３を回転させる。これによりベアリング３４８の位置が移動し、２枚のグリップ板３４６はバネ３４７の引力によりＹ方向に閉じ、検体ラックを把持する（図７）。更にモータ３４１を回転させるとベアリング３４８はグリップ板３４６と接触しない状態となり、カムフォロア３４５がカムの高い段の部分に乗り上げる（図８）ことにより、２枚のグリップ板３４６は上昇し、ラックをＺ方向に持ち上げることが可能である（図９）。

グリップ機構３４０が検体ラックを把持しＺ方向に持ち上げた後、ラック搬送ユニット２００はシャッタ機構２３０のモータを駆動させ、シャッタ２３１を下降させる。

ラック移載機構３３０はシャッタ２３１が下降した後、Ｙ移動機構のモータ３５１を駆動し、検体ラックをラック搬入出待機部３０１にＹ方向に移載する。

ラック搬送ユニット２００は、検体ラックの移載が完了した後にストッパ２２０ａを送りレーン上から戻し、シャッタ２３０を上昇させて次の検体ラックの搬送処理が可能となる。

また、グリップ機構部３４０はラック搬入出待機部３０１に移動した後に検体ラックの把持を開放する。この場合の動作は、ラックを把持する場合と逆方向にモータ３４１を回転させることにより行われ、把持動作と逆の順序にて行われる。

なお、実施例ではグリップ機構は１つのモータで駆動し、グリップ板開閉動作に連動して検体ラックを持ち上げるように構成したが、グリップ板開閉動作とラックを持ち上げるモータを独立して有するように構成しても同じ効果が得られる。

ラック移動機構３６０は、１ラックを保持しＹ方向に移動可能なバケット３６１と、バケットとともにＹ方向に移動しバケット内のラックをＸ方向に移動するためのＸ機構３６２、Ｘ機構に取り付けられた上下動するキャリッジ３６３で構成される。

ここでは、ラック搬入出待機部３０１の検体ラックをバッファ部３０２に移動する動作を例に、ラック移動機構の詳細について図１１〜図１４を用いて説明する。

まずラック移動機構３６０はＹ駆動モータ３６４を駆動しバケット３６１をラック搬入出待機部３０１の位置に移動する（図１１）。また同時にＸ駆動モータ３６５を駆動し、Ｘ機構３６２に取り付けられたキャリッジ３６３をラック搬入出待機部３０１の検体ラック下まで移動し、検体ラックの底部の溝にキャリッジ３６３が入り込む位置に移動した時点でＺ駆動モータ３６６を駆動し、キャリッジ３６３を上昇させる（図１２）。

バケット３６１，ラック搬入出待機部３０１の検体ラック搬送面にはキャリッジ３６３が上昇したままＸ方向に移動可能であるようにスリット３６７が設けられている。なお、スリットはバッファ部３０２，保冷部３０３など、ラック移動機構３６０を用いて検体ラックを移動する部位にも同様に設けられている。

次にＸ駆動モータ３６５を駆動してキャリッジ３６３をバケット３６１下まで移動することにより検体ラックをバケット上に移動する（図１３）。

バケット３６１上に検体ラックを移動した後、Ｙ駆動モータ３６４を駆動し、移動先のバッファ部３０２スロット位置までバケット３６１を移動する。このときバケット上のラックがＸ方向に動き、バケットから飛び出すのを防止するため、キャリッジ３６３は上昇したままである。

バッファ部３０２のスロット位置まで移動した後、Ｘ駆動モータ３６５を駆動し、キャリッジ３６３をスロット下に移動することで検体ラックをバッファ部３０２スロット位置に移動する（図１４）。

本実施例では、ラック搬入出待機部３０１からバケット３６１上へのラック移動について説明したが、バッファ部３０２，保冷部３０３などからバケット３６１上に検体ラックを移動する場合も同様である。またバケット３６１上からバッファ部３０２へのラック移動について説明したが、保冷部３０３，モジュール搬入出待機位置３０４などに検体ラックを移動する場合も同様であり、バッファ部３０２などのように検体ラックを待機させるスロットを独立して設けることにより、任意の検体ラックにランダムにアクセスが可能である。

次にバッファユニット３００から機能モジュール４００への検体ラック搬送動作について図１５を用いて説明する。

機能モジュール４００に搬送される検体ラックは、ラック移動機構３６０によりモジュール搬入出待機位置３０４に移動され、ラック搬出機構３７０によりラック搬送部３１０に移動される。

ラック搬送部３１０は各機能モジュールに適した機構構成となる。本実施例では機能モジュール４００が、ラック搬送部からのラックを機能モジュール内に検体ラックを引き込み、分注などの処理が終了した後にラック搬送部に検体ラックを戻すタイプの場合を例に説明する。また本実施例での機能モジュールは、内部に複数ラックを直列に保持できるバッファを有する。

ラック搬出機構３７０によりラック搬送部３１０に移動された検体ラックは、ラック移動機構により機能モジュールの検体ラック搬入位置４０１まで移動される。ここでラック移動機構は前述のラック搬送ライン２００のようなベルト機構でも良いし、キャリッジのようなものでも良い。

機能モジュール４００の図示しないラック搬入機構により機能モジュール内に引き込まれた検体ラックは、分注などの処理が行われる処理位置４０２まで移動され、必要な処理が行われる。この間、バッファユニット３００は、次に機能モジュール４００で処理すべき検体ラックがあれば同様の手順にてラック搬送部を介して機能モジュールに検体ラックを移動し、機能モジュールはモジュール内バッファ位置４０３に検体ラックを待機させる。

機能モジュール４００で処理が終了した検体ラックは、図示しないラック搬出機構により再びラック搬送部３１０のラック搬出位置４０４に戻される。ラック移動機構は機能モジュール４００に検体ラックを搬送したときと逆の方向に検体ラックを移動し、バッファユニット３００のモジュール搬入出待機位置３０４に検体ラックを搬出する。

本実施例では、バッファユニット３００とラック搬送部３１０との間で検体ラックが双方向に移動し、機能モジュール４００のバッファで保持できるラック数に応じて、バッファユニット３００でのラックの搬入出が制御される。すなわち、機能モジュール４００のバッファが満杯になるまではバッファユニット３００からの検体ラック搬出が継続されるが、バッファが満杯になった後は、機能モジュール４００から戻ってくる検体ラックをバッファユニット３００に搬入するため、モジュール搬入出待機位置３０４は空きの状態としておき、機能モジュール４００から戻ってきた検体ラックをバッファユニット３００内で移動した後、次の検体ラックをモジュール搬入出待機位置３０４に移動し、ラック搬送部３１０を介して機能モジュール４００に搬送する処理が行われる。

なお本実施例では、機能モジュールが内部に複数ラックを処理位置に対して直列に保持できるバッファ機能を有する場合を例に説明したが、例えば機能モジュールへの検体ラック搬入とラック搬出位置が一箇所である機能モジュールやラック搬入出を行わず、搬送ライン上で分注などの処理を行う機能モジュールであっても、ラック搬送部３１０の搬送機構構成を変更することにより、バッファユニット３００やラック搬送理論を変更することなく対応が可能である。

次にバッファユニット３００から付属モジュール５００へのラック搬送動作について図１６を用いて説明する。本実施例における付属モジュール５００は、バッファユニット３００の左側に配置され、独立した検体ラックの搬入位置と搬出位置を有している。

付属モジュール５００へ搬出する検体ラックはラック移動機構３６０のバケット３６１上に移動され、ラック移動機構３６０のＹ駆動モータ３６４を駆動し付属モジュール５００のラック搬入位置５０１に移動する。その後ラック搬出機構３７１はバケット３６１上の検体ラックを付属モジュールの搬入ラインに押し出して搬出する。

付属モジュールに搬入された検体ラックは、処理位置５０２で分注などの処理が行われた後、搬出ラインのラック搬出待機位置５０３に移動する。

ラック搬出待機位置５０３からの検体ラック搬出要求により、バッファユニット３００のラック移動機構３６０はＹ駆動モータ３６４を駆動し、付属モジュールのラック搬出位置５０３にバケット３６１を移動する。その後付属モジュールのラック搬出機構５０４により、検体ラックはバケット３６１上に移動する。

次に１ラック投入取り出し部３２０から投入された検体ラックの搬送動作について説明する。

オペレータにより１ラック投入取り出し部３２０に検体ラックが架設されると、ラック移動機構３６０はＹ駆動モータ３６４を駆動しバケット３６１を１ラック投入取り出し部位置３２０に移動し、Ｘ駆動モータ３６５を駆動しキャリッジ３６３を検体ラック位置まで移動し上昇させる。その後、ＩＤ識別ユニット３７２位置に検体ラックを移動させてラックＩＤ読取りを行い、続いて検体ラックを移動させて検体容器有無検出器３７３による検体容器架設有無の確認と検体ＩＤの読取りを行う。読取りを行ったラックＩＤおよび検体ＩＤの情報を元に機能モジュールでの処理内容が決定される。検体ＩＤの読取りが終了した検体ラックは、バケット３６１上に移動され、前述の搬送動作にしたがい、機能モジュールや付属モジュールへの搬送が行われ処理が行われる。処理が終了した検体ラックは、同様にバケット３６１を介して１ラック投入取り出し部３２０へ搬出され処理が終了する。

本実施例に示す１ラック投入取り出し部３２０のような検体ラック投入取り出し部をバッファユニットに備え、また前述のように電源，純水の供給などが独立して供給される構成とすることにより、前述のサンプラユニット１００やラック搬送ライン２００が障害等により動作することができない場合であっても、機能モジュールでの処理を行うことが可能であり、またバッファユニット３００内のバッファ部３０２等に待機していた検体ラックも、図示しないスイッチや操作部からオペレータが搬出指示を入力することにより１ラック投入取り出し部３２０から搬出することが可能である。

次に精度管理検体を待機させる保冷部３０３について説明する。

精度管理検体は分析装置における測定結果の正当性を確認するため、測定値が決まっている検体であり、分析装置での測定結果を確認することで装置の安定性を確認するためのものである。精度管理検体は各分析項目で定期的に、すなわち設定された時間間隔で測定される。

精度管理検体が架設された検体ラックはサンプラユニット１００から投入され、バッファユニット３００のラック移載機構３３０によりバッファユニット内に搬入される流れについては前述と同様である。

バッファユニット３００に搬入された精度管理検体ラックの分析がすぐに必要である場合は機能モジュール４００に搬送され分析が行われる。分析がすぐに必要ではない場合、あるいは機能モジュール４００での分析が行われた後の精度管理検体ラックは、保冷部３０３内に待機する。

前述の通り精度管理検体は測定値が決まったものであるため、装置内に長時間待機させることによる蒸発により測定値が変動する。そのため保冷部３０３は精度管理検体の蒸発を抑制するための保冷機能を有している。

一般検体の分析がある一定時間行われ、ある項目に対して精度管理検体を測定すべく設定された時間に到達すると、保冷部３０３に待機していた精度管理検体ラックは保冷部３０３から機能モジュール４００に搬送され分析が行われる。分析が行われた後は、再び保冷部３０３に搬送され、次の精度管理検体測定要求があるまでの間待機する。

保冷部３０３に待機する精度管理検体ラックは、操作部からのオペレータ指示により保冷部３０３から搬出され、ラック搬送ユニット２００の戻りレーン２０２を通ってサンプラユニット１００の収納部１０２に収納される。

次にシステム全体の動作について以下に説明する。

図１７は検体ラック搬送経路の決定方法を示すフローチャートを示している。

検体ラックの搬送経路は、サンプラユニット１００のラックＩＤ識別ユニット１０４、および検体ＩＤ識別ユニット１０６でＩＤ認識が行われた時点、機能モジュールでの処理が終了し、バッファユニット３００のモジュールラック搬出位置４０４に検体ラックが搬出された時点、および１ラック投入取り出し部３２０から投入された検体ラックのＩＤ読取り部３２１でＩＤ認識が行われた時点で決定される。

図示しないシステムの制御部は、システムを構成する機能モジュールの負荷情報、すなわち各機能モジュールで処理しなければならない検体数や分析項目数の管理を行っており、上述のタイミングで最も負荷の低い機能モジュールの検索と、その機能モジュールで処理することができる項目の検索を行う。ここでいう負荷とは、各機能モジュールが処理しなければならない項目数だけでなく各機能モジュールの処理能力まで含むものであり、例えば各機能モジュールがすでに割り当てられているタスクを完了するまで時間、すなわち処理項目数に各処理に要する時間を乗じて計算した時間などによるものである。

制御部は当該ラックに対して必要な処理が、抽出した機能モジュールで行うことができるかの判定を行う。ここで抽出した機能モジュールでの処理が必要である場合には当該ラックの移動先として決定しラックの搬送を行う。

検索を行った結果、負荷が同一である機能モジュールが複数存在し、またいずれの機能モジュールでも当該ラックに対して処理が必要である場合には、移動距離が最短となる機能モジュールが当該ラックの移動先として決定される。

また、負荷が低いとして抽出した機能モジュールでの処理が不要である場合には、次に負荷が低い機能モジュールの検索と、その機能モジュールで処理することができる項目の検索を行い、再度当該ラックに対して必要な処理が行えるかの判定を行う。以上の手順を繰り返すことにより全ての機能モジュールに対して当該ラックの移動先となり得るかの判定を行う。

最終的にいずれも当該ラックの移動先に適合しない場合は、次に当該ラックに対して自動再検が必要であるかの判定を行う。ここで自動再検が必要である場合は、当該ラックはバッファユニットのバッファ部に移動され、分析結果が出力されるまでの間待機する。分析結果が出力された後、再検が必要である場合には、バッファ部から機能モジュールの処理位置に再び当該ラックは搬送され、処理が行われた後にバッファユニットから搬出され、ラック搬送部の戻りレーンを通ってサンプラユニットの収納部に収納される。また、自動再検が不要である場合、および自動再検が必要であると判定されバッファ部に待機させたが、出力された結果から再検が不要であると判定された検体ラックも同様に、バッファユニットから収納部に収納される。

なお、各機能モジュールの負荷情報は負荷が変化した時点、すなわち検体ラックの新たな移動先として決定された時点、あるいは機能モジュールでの処理が終了しバッファユニットのモジュールラック搬出位置に検体ラックが搬出された時点で更新される。

以下、実際の検体ラックフローの一実施例について説明する。図１８，図１９はサンプラユニット１００，ラック搬送ライン２００と、３台のバッファユニット３００ａ，３００ｂ，３００ｃ、機能モジュール４００ａ，４００ｂ，４００ｃ、付属モジュール５００で構成されるシステムの簡略図である。

一例として、検体ラックが機能モジュール４００ａと付属モジュール５００での処理が必要で、かつ各機能モジュールと付属モジュールの負荷は、４００ａが最も小さく、また自動再検は不要である場合について図１８を用いて説明する。

この場合、サンプラユニット１００に投入された検体ラックは、ラックＩＤ，検体ＩＤの情報により処理すべき項目が決定されるのは前述の通りである。この時点で、制御部は負荷の小さい機能モジュールの検索、その機能モジュールで処理可能な項目の検索を行う。負荷の情報から最初に機能モジュール４００ａが抽出され、当該ラックは機能モジュール３００ａでの処理が必要であることから搬送先に４００ａが決定される。この決定に従い、検体ラックはラック搬送ユニット２００の送りレーン２０１を通り、ラック搬入出位置２０３ａからバッファユニット３００ａの移載機構によりバッファユニット内に移動する。

このとき、機能モジュール４００ａが移載した検体ラックの処理をすぐに行える状態、すなわち、機能モジュール４００ａ内のバッファ４０３ａが満杯でない状態であれば、検体ラックは機能モジュール４００ａに搬送される。また機能モジュール４００ａが移載した検体ラックをすぐに処理できない状態の場合は、検体ラックはバッファ部３０２ａに搬送され待機する。

上記の検体ラックがバッファユニット３００ａに移動した後、サンプラユニットからは次の検体ラックについて同様に搬送経路の決定が行われる。次の検体ラックも同様に機能モジュール４００ａが搬送先として決定された場合、その時点でバッファユニット３００ａと機能モジュール４００ａ，付属モジュール５００、およびその間の搬送路上にある検体ラック数の総和がバッファユニット３００ａのバッファ部３０２ａのスロット数未満であれば、バッファユニット３００ａへの検体ラック搬入は継続して行われ、バッファ部３０２ａの空きスロットに検体ラックは待機する。また上記検体ラック数の総和がバッファ部スロット数に達している場合は、バッファユニット３００ａから搬送ユニット２００への検体ラックの搬出が行われるまで、検体ラックはサンプラユニットで待機する。

バッファ部３０２ａに待機させた検体ラックは、機能モジュール４００ａのバッファ４０３ａに空きができた時点で機能モジュールに搬送され、順次処理が行われ、バッファユニット３００ａのモジュールラック搬出位置４０４ａに搬出される。この時点で当該ラックに対して次の搬送経路の決定がなされる。このときの各機能モジュールおよび付属モジュールの負荷状態は、３００ｂ，５００，３００ｃの順に小さいものとすると、制御部は機能モジュール３００ｂを抽出するが、当該ラックは３００ｂでの処理が必要ないため、制御部は再度負荷の小さい付属モジュール５００を抽出する。当該ラックは付属モジュール５００での処理が必要であることから、次の搬送先は付属モジュール５００に決定される。

このとき、付属モジュール５００が当該ラックをすぐに処理できる場合は直接付属モジュール５００にラックが搬送され、すぐに処理できない状態であれば、一旦バッファ部３０２ａで待機し、処理が行える状態になった後に付属モジュール５００に搬送される。

付属モジュール５００での処理が終了した当該ラックは付属モジュールラック搬出位置５０３に搬出される。ここで再度次の搬送経路の決定がなされるが、当該ラックに対して必要な処理は全て終了しているため、搬送先にサンプラユニット１００の収納部１０２が決定される。この決定に基づきバッファユニット３００ａは移載機構によりラック搬送ユニット２００の戻りレーン２０２のラック搬入出位置２０４ａにラックを移動し、ラック搬送ユニット２００は収納部に当該ラックを収納する。

別の一例として、検体ラックが機能モジュール４００ａ，４００ｂ，４００ｃでの処理が必要で、かつ各機能モジュールと付属モジュールの負荷は、４００ｃが最も小さく、また機能モジュール４００ｂで自動再検が必要である場合について図１９を用いて説明する。

サンプラユニット１００に投入された検体ラックは、図１７のフローに従い、はじめに負荷の低い機能モジュール４００ｃを搬送先に決定される。当該検体ラックはラック搬送ユニット２００の送りレーン２０１によりラック搬入出位置２０３ｃに移動され、バッファユニット３００ｃを介して機能モジュール４００ｃでの処理が行われ、終了後、モジュールラック搬出位置４０４ｃで次の搬送経路が決定される。

この時点での各機能モジュールの負荷は、４００ａと４００ｂで同一であるとすると、検体ラックの搬送先は機能モジュール４００ｃからの移動距離が小さい機能モジュール４００ｂに決定される。よって当該ラックは、バッファユニット３００ｃを介してラック搬送ユニット２００の戻りレーン２０２のラック搬入出位置２０４ｃに搬出され、戻りレーン２０２を通って、バッファユニット３００ｂのラック搬入出位置２０４ｂに移動、バッファユニット３００ｂを介して機能モジュール４００ｂで処理が行われる。処理終了後、モジュールラック搬出位置４０４ｂで次の搬送経路が決定される。

この時点での各機能モジュールの負荷は４００ａが低いとすると、同様に搬送先は４００ａに決定され、当該検体ラックはバッファユニット３００ｂを介してラック搬送ユニット２００の戻りレーン２０２のラック搬入出位置２０４ｂに搬出され、戻りレーン２０２を通って、バッファユニット３００ａのラック搬入出位置２０４ａに移動、バッファユニット３００ａを介して機能モジュール４００ａで処理が行われる。処理終了後、モジュールラック搬出位置４０４ａで次の搬送経路が決定される。

この時点で同様に図１７のフローに従い搬送先の抽出が行われる。このとき機能モジュール４００ｂでの初回測定結果が出ており再検が必要であると判明している場合は機能モジュール４００ｂが搬送先として決定される。また初回測定結果が出ておらず再検の要否が不明である場合は、バッファユニット３００ａのバッファ部３０２ａで待機する。

再検を行う場合、当該ラックはバッファユニット３００ａを介してラック搬送ユニット２００の送りレーン２０１のラック搬入出位置２０３ａに搬出され、送りレーン２０１を通ってバッファユニット３００ｂのラック搬入出位置２０３ｂに移動後、機能モジュール４００ｂで再検処理が行われる。処理終了後、モジュールラック搬出位置４０４ｂで次の搬送経路が決定される。

ここでも同様に図１７のフローに従い搬送先の抽出が行われるが、当該ラックに対する処理は全て完了しているため、搬送先はサンプラユニット１００の収納部１０２が決定される。よって当該ラックはバッファユニット３００ｂを介してラック搬送ユニット２００の戻りレーン２０２のラック搬入出位置２０４ｂに搬出され、送りレーン２０２を通ってサンプラユニット１００の収納部１０２に収納される。

また再検を行わない場合は、バッファユニット３００ａのバッファ部３０２ａで待機していた当該ラックの搬送先はサンプラユニット１００の収納部１０２に決定され、同様にラック搬送ユニット２００の戻りレーン２０２のラック搬入出位置２０４ａに搬出され、送りレーン２０１を通ってサンプラユニット１００の収納部１０２に収納される。

次に緊急検体が投入された場合の処理について図２０を用いて説明する。ここでは簡単のため、緊急検体は機能モジュール４００ａでのみ処理が必要である場合について説明する。

サンプラユニット１００の緊急検体投入部１０９に投入された緊急検体ラック５５３はＩＤ読取り後、搬送先に機能モジュール４００ａが決定され、バッファユニット３００ａのラック搬入出位置２０３ａから、バッファユニット３００ａのラック搬入出待機位置３０１ａに搬入される。バッファユニット３００ａ、および機能モジュール４００ａでは、緊急検体が搬送されてくることが分かった時点で、搬送経路中にある一般検体ラック５５０，５５１，５５２をバッファ部３０２ａに移動する動作を開始する。緊急検体ラック５５３は、機能モジュール４００ａまでの搬送経路が使用可能となり次第、機能モジュール４００ａに搬送され、処理が行われる。一方、バッファ部３０２ａに一時退避した一般検体ラック５５０，５５１，５５２は、緊急検体ラック５５３が機能モジュール４００ａに搬送され次第、再び機能モジュール４００ａに搬送され、処理が再開される。処理の終了した緊急検体ラック５５３は前述の流れにより収納部１０２に収納される。

本発明の一実施例における検体処理システムの構成図。図１のシステム構成における機能ブロック構成図。本発明の一実施例におけるサンプラユニットの構成図。サンプラユニットの投入ラック移動機構構成図。本発明の一実施例におけるバッファユニットの構成図。バッファユニットラック移載機構構成および動作説明図。バッファユニットラック移載機構構成および動作説明図。バッファユニットラック移載機構構成および動作説明図。バッファユニットラック移載機構構成および動作説明図。バッファユニットラック移載機構構成および動作説明図。バッファユニットラック移動機構構成および動作説明図。バッファユニットラック移動機構構成および動作説明図。バッファユニットラック移動機構構成および動作説明図。バッファユニットラック移動機構構成および動作説明図。バッファユニットと機能モジュールの間のラック搬送説明図。バッファユニットと付属モジュールの間のラック搬送説明図。ラック搬送経路決定のフローチャート。本発明の一実施例におけるラックフローの説明図。本発明の一実施例におけるラックフローの説明図。緊急検体投入時のラックフローの説明図。

符号の説明

１，２機能ブロック
３搬送ブロック
４，５接点
１００サンプラユニット
１０１投入部
１０２収納部
１０３投入ラック移動ユニット
１０４ラックＩＤ識別ユニット
１０５検体容器高さ検出ユニット
１０６検体ＩＤ識別ユニット
１０７検体容器回転ユニット
１０８収納ラック移動ユニット
１０９緊急検体投入部
１１０ラック搬出ユニット
１２１投入トレイ架設部
１２２投入バッファ部
１２３投入レバー
１２４投入機構
１２５投入レバー回転用モータ
１２６投入レバー移動用モータ
１３１収納トレイ架設部
１３２収納バッファ部
１３３収納レバー
２００ラック搬送ユニット
２０１送りレーン
２０２戻りレーン
２０３送りレーンラック搬入出位置
２０４戻りレーンラック搬入出位置
２１０ベルト機構
２１１コンベアベルト駆動モータ
２１２コンベアベルト張力機構
２２０ストッパ機構
２３０シャッタ機構
２３１シャッタ
３００バッファユニット
３０１ラック搬入出待機部
３０２バッファ部
３０３保冷部
３０４モジュール搬入出待機位置
３１０ラック搬送部
３２０１ラック投入取り出し部
３２１ＩＤ読取り部
３３０ラック移載機構
３４０グリップ機構部
３４１，３５１モータ
３４２ベルト
３４３プーリ
３４４プーリ回転軸
３４５カムフォロア
３４６グリップ板
３４７引きバネ
３４８ベアリング
３４９カム
３５０Ｙ移動機構部
３６０ラック移動機構
３６１バケット
３６２Ｘ機構
３６３キャリッジ
３６４Ｙ駆動モータ
３６５Ｘ駆動モータ
３６６Ｚ駆動モータ
３６７スリット
３７０，３７１ラック搬出機構
３７２ＩＤ識別ユニット
３７３検体容器有無検出器
４００機能モジュール
４０１モジュールラック搬入位置
４０２処理位置
４０３モジュール内バッファ位置
４０４モジュールラック搬出位置
５００付属モジュール
５０１付属モジュールラック搬入位置
５０２付属モジュール処理位置
５０３付属モジュールラック搬出位置
５０４付属モジュールラック搬出機構
５５０〜５５２一般検体ラック
５５３緊急検体ラック

Claims

分析装置，前処理装置などの異なる機能と処理能力を持つ１台以上の機能モジュールと、前記機能モジュールの各々と対で組み合わされるバッファユニットが、検体ラックの投入部，搬送部，収納部から構成される検体ラック搬送部により接続される検体処理システムにおいて、前記バッファユニットは、検体ラック搬送部との間での双方向のラック移載と、対となる前記機能モジュールとの間での検体ラック搬送を行うものであり、また複数個の検体ラックを保持可能なバッファ部としての独立したスロットと任意の位置の前記スロットに対して検体ラックの搬入出が可能な検体ラック移動手段を有するものであって、前記検体ラック搬送部からの検体ラックを機能モジュールの稼動状況により一時的に前記バッファ部に待機させることにより前記検体ラック搬送部の渋滞を回避し、ラック搬送処理を継続することが可能である特徴とする検体処理システム。
請求項１の検体処理システムにおいて、前記ラックバッファユニットに前記対となる機能モジュールとは別のもう一台の機能モジュールを、前記対となる機能モジュールが接続されるのとは反対側に接続可能であることを特徴とする検体処理システム。
請求項２のバッファユニットにおいて、両横に接続される２台の機能モジュールとの間で検体ラックの搬入出が可能であることを特徴とするバッファユニット。
請求項１，請求項２の検体処理システムにおいて、前記検体ラック搬送部は平行に配置された１つ以上の検体ラック搬送レーンを有し、前記バッファユニットが備えるラック移載機構は、前記１つ以上の全ての検体ラック搬送レーンとの間で検体ラックの双方向の移載が可能であることを特徴とする検体処理システム。
請求項４の検体処理システムにおいて、前記検体ラック搬送部は検体ラックを右方向に搬送するレーンと左方向に搬送するレーンを有し、前記バッファユニットの前記ラック移載機構が両方のレーンとの間でラックの搬入出を行うことによって、複数の前記バッファユニット間でのラック移動を最短距離にて行うことが可能であることを特徴とする検体処理システム。
請求項４，請求項５のラック移載機構は、検体ラックを把持する機構と移動する機構を有し、前記の把持する機構は、検体ラックを掴んだ後にラックを持ち上げ、ラックを置いた後に掴みを開放する動作を１つのモータで制御することを特徴とするラック移載機構。
請求項１，請求項２，請求項４，請求項５の検体処理システムにおいて、検体ラックの搬送先が、検体ＩＤやラックＩＤなどの識別子の読取り後、あるいは機能モジュールで分注などの処理が終了した後に決定され、搬送先として稼動負荷が最も小さい機能モジュールを選択することを特徴とする検体処理システム。
請求項１，請求項２の検体処理システムにおいて、緊急検体投入時に機能モジュールで処理中の検体ラックを前記バッファユニットの前記バッファ部スロットに一時的に退避することにより緊急検体を優先して処理を行い、緊急検体の処理が完了した後、前記退避した検体ラックを再び機能モジュールに搬送して処理を再開することを特徴とする検体処理システム。