JP5058134B2

JP5058134B2 - 検査用ロボット

Info

Publication number: JP5058134B2
Application number: JP2008300709A
Authority: JP
Inventors: 忠雄高部; 幸平宮内; 天馬場
Original assignee: SRL, INC.; Yaskawa Electric Corp
Current assignee: SRL, INC.; Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2008-11-26
Filing date: 2008-11-26
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2028-11-26
Also published as: JP2010127681A

Description

本発明は、血液、血漿、血清等の検体中の成分を検査するための検査用ロボットに関するものである。

従来、血液、血漿、血清等の検体を収容する検体容器は、検体の検査等を行う検査機関に搬送され、検査機関において受付処理が行われた後に検体ラックに収容されて保管される。即ち、まず、受付処理、例えば、検査機関に搬送された検体を収容した検体容器に、検体番号、受付日等を含む検体情報を記載したラベル等の貼り付けが行われる。次に、受付処理が行われた検体は、検体ラックに収容され、例えば、ラック番号、ラックの収容部の位置番号とそのラックに保管されている検体の検体情報等を関連付ける（紐付ける）ことによって検体指示情報が作成され、この検体指示情報に基づいて検体の保管が行われると共に検体の検査等が行われる（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−２８５８５５号公報

検体の検査が指示された場合には、検体指示情報に基づいて、必要な検体（親検体）が検体ラックから抜き取られ、検体の性状測定、検体の攪拌、検体チューブの開栓、小分け用空チューブの用意、親検体の分注、試薬の分注等の検査前の処理が行われ、検査前の処理が終了した検体を用いて検査が行われる。従来、このような処理は、処理ごとに専用の装置または人手により個別に行われていたため、誤りが生じやすく効率的な処理を行うことができない場合があった。

本発明の目的は、検体に対する検査前の処理を正確かつ効率的に行うことができる検査用ロボットを提供することである。

請求項１記載の検査用ロボットは、作業工程に応じたアタッチメントを装着可能であり、かつ多関節構造を有する第１アーム及び第２アームと、前記第１アーム、前記第２アーム及び前記アタッチメントの動作を検体情報に基づいて制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第１アームまたは前記第２アームに前記アタッチメントとして検体チューブ掴みユニットを装着させると共に前記第２アームまたは前記第１アームに前記アタッチメントとして分注ユニットを装着させ、前記分注ユニットに、前記検体チューブ掴みユニットにより掴んだ親検体チューブから所定量の検体を吸引させ、前記検体を小分け用検体チューブに吐出させることにより前記検体の分注を行うことを特徴とする。

また、請求項２記載の検査用ロボットは、前記制御部により制御され、測定部にセットされた前記親検体チューブ内の前記検体の性状の測定を行う検体性状アナライザを更に備え、前記制御部は、前記検体情報に基づいて、前記第１アームまたは前記第２アームに装着されている前記検体チューブ掴みユニットにより親検体ラックに載置されている前記親検体チューブを掴ませ、前記検体性状アナライザの測定部にセットすることを特徴とする。

また、請求項３記載の検査用ロボットは、前記検体性状アナライザの測定結果に基づいて前記検体が異常と判別された場合には、前記制御部が前記第１アームまたは前記第２アームに装着されている前記検体チューブ掴みユニットにより前記親検体チューブを掴ませ、ＮＧ検体ラックに載置することを特徴とする。

また、請求項４記載の検査用ロボットは、前記制御部により制御され、所定位置にセットされた前記親検体チューブの開栓を行う開栓機を更に備え、前記制御部は、前記第１アームまたは前記第２アームに装着されている前記検体チューブ掴みユニットにより掴んだ前記親検体チューブを前記開栓機の所定位置にセットさせることを特徴とする。

また、請求項５記載の検査用ロボットは、前記制御部により制御され、前記親検体チューブの前記検体情報に含まれる検体番号を示すバーコードラベルを印刷し、所定位置にセットされた前記小分け用検体チューブに該ラベルの貼り付けを行うラベルプリンタを更に備え、前記制御部は、前記第１アームまたは前記第２アームに装着されている前記検体チューブ掴みユニットにより掴んだ前記小分け用検体チューブを前記ラベルプリンタの所定位置にセットさせることを特徴とする。

また、請求項６記載の検査用ロボットは、前記制御部が前記検体情報に基づいて前記第１アームまたは前記第２アームに装着されている前記検体チューブ掴みユニットにより掴んだ前記小分け用検体チューブを所定の仕分けラックに載置させることを特徴とする。

また、請求項７記載の検査用ロボットは、前記制御部が前記検体情報に基づいて前記分注ユニットに、各検査項目ごとに用意された仕分けラックに載置された前記小分け用検体チューブに前記検体の分注を行わせることを特徴とする。

また、請求項８記載の検査用ロボットは、前記検体情報に含まれる検体番号に対応させて、前記小分け用検体チューブが載置された前記仕分けラック番号及び該仕分け用ラック上の位置を記憶する記憶部を備えることを特徴とする。

また、請求項９記載の検査用ロボットは、前記制御部が前記第１アームまたは前記第２アームに前記アタッチメントとして試薬分注ユニットを装着させ、前記検体情報に基づいて前記試薬分注ユニットに前記所定の仕分けラックに載置された前記小分け用検体チューブに試薬の分注を行わせることを特徴とする。

本発明の検査用ロボットによれば、第１アーム及び第２アームに作業工程に応じたアタッチメントを装着して各作業工程における処理を行うため、検査前の処理を正確かつ効率的に行うことができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る検査用ロボットを用いた、検体検査の前処理の説明を行う。

図１は、検査用ロボット及び各機器の配置状態を示す図である。検査用ロボット１０は、ロボット本体部１１と、６自由度の多関節構造を有する第１アーム１０ａ及び第２アーム１０ｂを備える双腕ロボットであり、第１アーム１０ａ及び第２アーム１０ｂの先端部に各作業工程に応じたアタッチメントを装着することにより、各作業工程に応じた動作を行うことが可能である。なお、ロボット本体部１１は、図に示す回動中心１１ａ回りに回動可能である。ここでアタッチメントとして、検体チューブを掴む検体チューブ掴みユニット１２、検体の分注を行う検体分注ユニット１４、試薬の分注を行う試薬分注ユニット１６が用意されている。なお、第１アーム１０ａ及び第２アーム１０ｂは、同一の構造を有しており、それぞれ検体チューブ掴みユニット１２、検体分注ユニット１４、試薬分注ユニット１６の装着を行うことができる。

図１において、ロボット本体部１１の左側には、親検体ラック１８、親検体移載用ラック２０、ＮＧ検体ラック２２、検体性状アナライザ２４、ボルテックス２６が配置されている。親検体ラック１８には、血液、血漿、血清等の親検体が収容された親検体チューブが載置され、親検体移載用ラック２０には、検体性状アナライザ２４による測定により検体が正常と判定された親検体チューブが載置され、ＮＧ検体ラック２２には、検体性状アナライザ２４による測定により検体が異常と判定された親検体チューブが載置される。なお、親検体ラック１８、親検体移載用ラック２０及びＮＧ検体ラック２２には、検体チューブを載置する５０（５×１０）個の検体ホールが設けられており、また親検体ラック１８、親検体移載用ラック２０及びＮＧ検体ラック２２の側面には、それぞれ検体ラック番号を示すバーコード１８ａ，２０ａ，２２ａが付されている。

また、検体性状アナライザ２４は、測定部にセットされた親検体チューブ内の検体の性状、例えばフィブリンの有無、溶血であるか否か、乳ビであるか否かについて、光線の透過率などを用いて測定を行い、親検体が正常な状態か、異常な状態かの判別を行う。また、ボルテックス２６は、親検体チューブ内の検体の攪拌を行う。

また、図１において、ロボット本体部１１の正面には、開栓機３０、小分け用空チューブ３２、ラベルプリンタ３４が配置されている。開栓機３０は、所定位置にセットされた親検体チューブの開栓を行う。小分け用空チューブ３２は、ラックに載置されており、親検体を小分け分注する際に用いられる。ラベルプリンタ３４は、検体番号を示すバーコードラベルを印刷し、所定位置にセットされた小分け用検体チューブ３２に該ラベルの貼り付けを行う。

また、図１において、ロボット本体部１１の右側には、仕分けラックＡ３６、仕分けラックＢ３８、仕分けラックＣ４０、仕分けラックＤ４２、ディスポーザブルチップ４４、チップリムーバ４６が配置されている。また、上述の検体チューブ掴みユニット１２、検体分注ユニット１４、試薬分注ユニット１６もここに配置されている。仕分けラックＡ３６、仕分けラックＢ３８、仕分けラックＣ４０、仕分けラックＤ４２は、各検査項目（検査機器）ごとに用意されたものである。従って、ラックごとにその形状、載置可能な検体の本数が異なる場合がある。また、仕分けラックＡ３６、仕分けラックＢ３８、仕分けラックＣ４０、仕分けラックＤ４２は、後工程の検査装置にそのままセットされ、各検査装置において検体チューブ内の検体に対する検査が行われる。なお、仕分けラックＡ３６、仕分けラックＢ３８、仕分けラックＣ４０、仕分けラックＤ４２の側面には、それぞれラック番号を示すバーコード３６ａ，３８ａ，４０ａ，４２ａが付されている。

ディスポーザブルチップ４４は、検体分注ユニット１４、試薬分注ユニット１６により検体の分注、試薬の分注を行う際に、分注ノズルの先端に装着されるものであり、異なる検体に対する処理を行うごとに交換される。また、チップリムーバ４６は、ディスポーザブルチップ４４を交換する際に、分注ノズルの先端からディスポーザブルチップ４４を取り外す。なお、上述の検体チューブ掴みユニット１２、検体分注ユニット１４、試薬分注ユニット１６、検体性状アナライザ２４、ボルテックス２６、開栓機３０、ラベルプリンタ３４及びチップリムーバ４６は、検査用ロボット１０の一部を構成する。

図２は、検査用ロボットのシステム構成図である。検査用ロボット１０は、検査用ロボット１０の各部の制御を行う制御部５０を備えている。制御部５０には、通信制御部５２が接続されており、ホストコンピュータ１００との間のデータの送受信の制御を行う。また、制御部５０には、記憶部５４が接続されており、ホストコンピュータ１００から受信した検体情報などを記憶する。

制御部５０には、第１アーム１０ａを駆動する第１アーム駆動部５６、第１アーム１０ａの先端部近傍に設けられた第１バーコードリーダ５８、第２アーム１０ｂを駆動する第２アーム駆動部６０、第２アーム１０ｂの先端部近傍に設けられた第２バーコードリーダ６２が接続されている。制御部５０は、第１アーム駆動部５６を制御して第１アーム１０ａを駆動し、第２アーム駆動部６０を制御して第２アーム１０ｂを駆動する。第１バーコードリーダ５８、第２バーコードリーダ６２により読み取られたバーコードデータは、制御部５０に入力される。

また、制御部５０には、検体性状アナライザ２４、開栓機３０及びラベルプリンタ３４が接続され、制御部５０による制御に従って動作を行う。また、制御部５０には、検体チューブ掴みユニット１２、検体分注ユニット１４、試薬分注ユニット１６も接続され、制御部５０による制御に従って動作を行う。

医療機関等で採取された検体が収容された検体チューブは、検査依頼書と共に検体検査所に送付される。検体検査所においては、検体チューブ（親検体チューブ）に検体番号を表示したバーコードラベルを貼り付け、親検体ラック１８に載置する。また、検査依頼書に記載されている検体情報（基本情報、患者情報）、親検体チューブが載置された親検体ラック１８の親ラック番号は、図示しない入力部から入力されホストコンピュータ１００において記憶される。なお、親検体チューブの載置が完了した親検体ラック１８は、保管所において保管され、検査の前処理を行う際に、図１に示す位置に配置される。

図３は、ホストコンピュータ１００において記憶されている親ラック番号及び検体情報（基本情報、患者情報）を示すものである。基本情報には、検体番号、検査項目、検査材料などの情報が含まれ、患者情報には、患者名、性別、年令などの情報が含まれている。

次に、検体の性状測定、検体の攪拌、検体チューブの開栓、小分け用空チューブの用意、親検体の分注及び試薬の分注等の検査の前処理について詳細に説明する。まず、制御部５０は、第１アーム駆動部５６により第１アーム１０ａを駆動し、第１アーム１０ａの先端部近傍に設けられた第１バーコードリーダ５８により、親検体ラック１８、親検体移載用ラック２０及びＮＧ検体ラック２２のバーコード１８ａ，２０ａ，２２ａをそれぞれ読み取る。

制御部５０は、親検体ラック１８のバーコード１８ａにより示されている親ラック番号に基づいて、この親検体ラック１８に載置されている親検体の検体情報（基本情報）をホストコンピュータ１００から取得する。なお、図４は、ホストコンピュータ１００から取得し記憶部５４により記憶されている、親検体ラック１８に載置されている親検体の検体情報（基本情報）を示すものである。

次に、図５に示すように、制御部５０は、第１アーム駆動部５６により第１アーム１０ａを駆動し、第１アーム１０ａの先端部に検体チューブ掴みユニット１２を装着すると共に、第２アーム駆動部６０により第２アーム１０ｂを駆動し、第２アーム１０ｂの先端部に検体チューブ掴みユニット１２を装着する。そして、第１アーム１０ａの検体チューブ掴みユニット１２により、親検体ラック１８から親検体チューブを１本取得し、検体性状アナライザ２４の測定部にセットする。なお、この場合に、第１バーコードリーダ５８により、親検体チューブに貼り付けられているバーコードラベルのバーコードを読み取り、親検体の検査番号を取得する。

検体性状アナライザ２４の測定結果に基づいて検体が正常と判別された場合には、親検体チューブを親検体移載用ラック２０に載置して、図６に示すように、検体番号に対応させて、検体の性状が正常である旨と、ラック番号として親検体移載用ラック２０のラック番号、親検体チューブを載置した親検体移載用ラック２０のホール番号を記憶する。一方、検体性状アナライザ２４の測定結果に基づいて検体が異常と判別された場合には、親検体チューブをＮＧ検体ラック２２に載置して、図６に示すように、検体番号に対応させて、検体の性状異常（異常の内容）である旨と、ラック番号として、ＮＧ検体ラック２２のラック番号、親検体チューブを載置したＮＧ検体ラック２２のホール番号を記憶する。

制御部５０は、第１アーム１０ａによる処理と同時に、第２アーム１０ｂを駆動し、小分け用空チューブの用意を行う。即ち、第２アーム１０ｂの検体チューブ掴みユニット１２により、小分け用空チューブ３２を１本取得し、ラベルプリンタ３４の所定の場所にセットする。ラベルプリンタ３４は、第１アーム１０ａの検体チューブ掴みユニット１２により親検体移載用ラック２０に載置され、これから検体の分注を行う親検体の検体番号と同じ検体番号を表示するバーコードラベルを印刷し、このバーコードラベルを小分け用空チューブ３２に貼り付ける。制御部５０は、検体情報の検査項目に基づき、第２アーム１０ｂを駆動し、仕分ラックＡ３６、仕分ラックＢ３８、仕分ラックＣ４０、仕分ラックＤ４２の中で検査項目に対応した仕分ラックに載置する。そして、図６に示すように、検体番号に対応させて、その仕分ラックのラック番号と、小分け用空チューブ３２を載置した仕分ラック２２のホール番号を記憶する。なお、制御部５０は、検体情報の検査項目が複数ある場合には、その項目数に応じて複数本（必要数−１本）の小分け用空チューブ３２を用意する。

次に、制御部５０は、第１アーム駆動部５６を制御して検体チューブ掴みユニット１２により、親検体移載用ラック２０から、検体の分注を行う親検体チューブを取得し、第１バーコードリーダ５８により、親検体チューブに貼り付けられているバーコードラベルのバーコードを読み取る。ここでバーコードラベルに表示されている検体番号に対応する検体情報に、検体の攪拌の指示が含まれている場合には、第１アーム駆動部５６を制御して親検体チューブをボルテックス２６の所定位置にセットして、親検体チューブ内の検体の攪拌を行う。

次に、制御部５０は、第１アーム駆動部５６を制御して、第１アーム１０ａにより親検体チューブを開栓機３０の所定位置にセットして、親検体チューブの開栓を行う。

この間に、制御部５０は、第２アーム駆動部６０を制御して第２アーム１０ｂから検体チューブ掴みユニット１２を取り外し、第２アーム１０ｂの先端部に検体分注ユニット１４を装着する（図７参照）。

そして、検体分注ユニット１４の分注ノズルに、ディスポーザブルチップ４４をセットする。そして、制御部５０は、第２アーム１０ｂに装着されている分注ユニット１４により、第１アーム１０ａに装着されている検体チューブ掴みユニット１２により保持している親検体チューブから、検体情報に基づいて検体を所定量吸引する。その後、検体情報に従って、分注ユニット１４により仕分けラックに載置されている小分け用空チューブ３２に所定量の検体を吐出することにより、検体の分注をおこなう。なお、このようにして小分け用空チューブ３２に検体の分注が行われた後は、子検体（子検体チューブ３２）として扱う。なお、検体情報によりｎ本の分注が指示されている場合には、（ｎ−１）本の小分け用空チューブに検体を順次分注する。そして、第１アーム駆動部５６を制御し、第１アーム１０ａにより保持している親検体チューブを、検体情報に基づいて所定の仕分けラックに載置し、検体番号に対応させて、この親検体チューブを載置した仕分ラックのラック番号と、親検体チューブを載置した仕分ラックのホール番号を記憶する。その後、チップリムーバ４６によりディスポーザブルチップ４４を取り外し、ディスポーザブルチップ４４を破棄する。

なお、親検体ラック１８に載置されている親検体チューブが複数本ある場合には、各親検体に対して上述の検査の前処理を行う。そして、親検体ラック１８に載置されている全ての親検体に対する処理が終了した後に、検体番号と、仕分けラック番号および仕分けラックのホール番号とを対応させた情報をホストコンピュータ１００に対して送信する。これにより、ホストコンピュータには、検体番号に対応して、仕分けラック番号、仕分けラックのホール番号が記憶される。

なお、この検査用ロボットを用いて試薬分注を行うことができる。この場合には、図８に示すように、制御部５０は、第２アーム駆動部６０を制御して第２アーム１０ｂから検体分注ユニット１４を取り外し、第２アーム１０ｂの先端部に試薬分注ユニット１６を装着する。

そして、試薬分注ユニット１６の分注ノズルに、ディスポーザブルチップ４４をセットする。そして、制御部５０は、検体情報に基づいて、第２アーム１０ｂに装着されている試薬分注ユニット１６により、仕分けラックに載置されている子検体チューブ３２に試薬の分注を行う。そして、試薬分注が終了した場合には、チップリムーバ４６によりディスポーザブルチップ４４を取り外し、ディスポーザブルチップ４４を破棄する。

この実施形態に係る検査用ロボットによれば、第１アーム及び第２アームに作業工程に応じたアタッチメントを装着して各作業工程における処理を行うため、検査前の処理を正確かつ効率的に行うことができる。

なお、上述の実施形態においては、検体チューブ掴みユニット１２、検体分注ユニット１４、試薬分注ユニット１６、検体性状アナライザ２４、ボルテックス２６、開栓機３０、ラベルプリンタ３４及びチップリムーバ４６は、検査用ロボット１０の一部を構成するものとして説明したが、検体チューブ掴みユニット１２、検体分注ユニット１４、試薬分注ユニット１６、検体性状アナライザ２４、ボルテックス２６、開栓機３０、ラベルプリンタ３４及びチップリムーバ４６をそれぞれ検査用ロボット１０とは、別装置として構成し、検査用ロボット１０の制御部５０から制御信号を送信して、この制御信号に基づいて動作させるようにしてもよい。

実施の形態に係る検査用ロボット及び各機器の配置状態を示す図である。実施の形態に係る検査用ロボットのシステム構成図である。実施の形態に係るホストコンピュータに記憶されている親ラック番号と検体情報を示す図である。実施の形態に係るホストコンピュータから取得した検体情報（基本情報）を示す図である。実施の形態に係る検査用ロボットによる検査の前処理について説明するための図である。実施の形態に係る小分け用空チューブに対する分注処理後の検体情報を示す図である。実施の形態に係る検査用ロボットによる検査の前処理について説明するための図である。実施の形態に係る検査用ロボットによる検査の前処理について説明するための図である。

符号の説明

１０…検査用ロボット、１０ａ…第１アーム、１０ｂ…第２アーム、１１…ロボット本体、１２…検体チューブ掴みユニット、１４…検体分注ユニット、１６…試薬分注ユニット、１８…親検体ラック、２０…親検体移載用ラック、２２…ＮＧ検体ラック、２４…検体性状アナライザ、２６…ボルテックス、３０…開栓機、３２…小分け用空チューブ、３４…ラベルプリンタ、３６，３８，４０，４２…仕分けラック、５０…制御部、５２…通信制御部、５４…記憶部、５６…第１アーム駆動部、５８…第１バーコードリーダ、６０…第２アーム駆動部、６２…第２バーコードリーダ、１００…ホストコンピュータ

Claims

作業工程に応じたアタッチメントを装着可能であり、かつ多関節構造を有する第１アーム及び第２アームと、
前記第１アーム、前記第２アーム及び前記アタッチメントの動作を検体情報に基づいて制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１アームまたは前記第２アームに前記アタッチメントとして検体チューブ掴みユニットを装着させると共に前記第２アームまたは前記第１アームに前記アタッチメントとして分注ユニットを装着させ、
前記分注ユニットに、前記検体チューブ掴みユニットにより掴んだ親検体チューブから所定量の検体を吸引させ、前記検体を小分け用検体チューブに吐出させることにより前記検体の分注を行うことを特徴とする検査用ロボット。
前記制御部により制御され、測定部にセットされた前記親検体チューブ内の前記検体の性状の測定を行う検体性状アナライザを更に備え、
前記制御部は、前記検体情報に基づいて、前記第１アームまたは前記第２アームに装着されている前記検体チューブ掴みユニットにより親検体ラックに載置されている前記親検体チューブを掴ませ、前記検体性状アナライザの測定部にセットすることを特徴とする請求項１記載の検査用ロボット。
前記検体性状アナライザの測定結果に基づいて前記検体が異常と判別された場合には、前記制御部は、前記第１アームまたは前記第２アームに装着されている前記検体チューブ掴みユニットにより前記親検体チューブを掴ませ、ＮＧ検体ラックに載置することを特徴とする請求項２記載の検査用ロボット。
前記制御部により制御され、所定位置にセットされた前記親検体チューブの開栓を行う開栓機を更に備え、
前記制御部は、前記第１アームまたは前記第２アームに装着されている前記検体チューブ掴みユニットにより掴んだ前記親検体チューブを前記開栓機の所定位置にセットさせることを特徴とする請求項１記載の検査用ロボット。
前記制御部により制御され、前記親検体チューブの前記検体情報に含まれる検体番号を示すバーコードラベルを印刷し、所定位置にセットされた前記小分け用検体チューブに該ラベルの貼り付けを行うラベルプリンタを更に備え、
前記制御部は、前記第１アームまたは前記第２アームに装着されている前記検体チューブ掴みユニットにより掴んだ前記小分け用検体チューブを前記ラベルプリンタの所定位置にセットさせることを特徴とする請求項１記載の検査用ロボット。
前記制御部は、前記検体情報に基づいて前記第１アームまたは前記第２アームに装着されている前記検体チューブ掴みユニットにより掴んだ前記小分け用検体チューブを所定の仕分けラックに載置させることを特徴とする請求項１記載の検査用ロボット。
前記制御部は、前記検体情報に基づいて前記分注ユニットに、各検査項目ごとに用意された前記仕分けラックに載置された前記小分け用検体チューブに前記検体の分注を行わせることを特徴とする請求項６記載の検査用ロボット。
前記検体情報に含まれる検体番号に対応させて、前記小分け用検体チューブが載置された前記仕分けラックのラック番号及び該仕分け用ラック上の位置を記憶する記憶部を備えることを特徴とする請求項６記載の検査用ロボット。
前記制御部は、前記第１アームまたは前記第２アームに前記アタッチメントとして試薬分注ユニットを装着させ、前記検体情報に基づいて前記試薬分注ユニットに所定の前記仕分けラックに載置された前記小分け用検体チューブに試薬の分注を行わせることを特徴とする請求項６記載の検査用ロボット。