JP5330317B2 - Biological sample analysis method and analyzer - Google Patents
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Description
本発明は、容器の中に採取した血液などの生体試料について、生体試料を構成する成分に対し、それぞれの量や成分の分離状態等に代表されるような可視的な物理状態の自動識別を行う技術に関するものである。 The present invention is, for biological samples such as blood collected in the container, with respect to the components constituting the biological sample, the automatic identification of the visible physical condition as represented by respective quantities and components separated state like it relates to line cormorant technology.
従来から生体試料を用いて成分の濃度を分析する技術が提供されてきた。この技術には、専用の容器が用意されており、患者から採取した生体試料は当容器で処理される。例えば、試料が血液の場合、採取した血液は予め分離剤が収納されている採血管に入れられ、その中で遠心分離を施すことで分析に必要な成分である血清の抽出を行っている。 Conventionally, techniques for analyzing the concentration of a component using a biological sample have been provided. In this technique, a dedicated container is prepared, and a biological sample collected from a patient is processed in this container. For example, when the sample is blood, the collected blood is put in a blood collection tube in which a separating agent is stored in advance, and the serum, which is a component necessary for analysis, is extracted by performing centrifugation therein.
ところで、近年、血清を用いて測定できる検査項目が多様化し、同時に、自動分析装置の数も増加してきた。必然的に検体数の増加も顕著となっている。これらの状況を受け、生体試料を自動分析装置に投入する前に行う処理（前処理）や、自動分析装置への検体の搬送を自動で行う前処理システムが登場し、現在も発展を続けている。 By the way, in recent years, test items that can be measured using serum have diversified, and at the same time, the number of automatic analyzers has increased. Inevitably, the increase in the number of specimens is also remarkable. In response to these situations, processing (preprocessing) performed before putting biological samples into the automatic analyzer, and preprocessing systems that automatically transport specimens to the automatic analyzer have emerged and continue to develop. Yes.
検査室内におけるユーザーの運用も多様化し、採血管の形状を目印にした検体の分類や、栓の色に着目した検体の分類など、採血管や栓の形状または色に意味を持たせる運用方法が見受けられるようになった。 User operations in laboratories have also diversified, and there are operational methods that give meaning to the shape or color of blood collection tubes and stoppers, such as the classification of specimens that mark the shape of blood collection tubes and the classification of specimens that focus on the color of stoppers. I can see it.
しかしながら、前処理の完全な自動化は実現しているわけではなく、作業者によるマニュアル作業を必要とする部分も残っている。代表例として、分析にやや不適切で自動分析装置への投入を避けたい検体のピックアップ作業が挙がる。例えば、血清の液量が少ない検体を自動分析装置で分析する場合、分注時にプローブが分離剤に支え詰まりエラーを生じる原因となるが、前処理において液量を確認する作業はマニュアル（目視確認）で行うケースが多かった。 However, complete automation of pre-processing has not been realized, and there are still parts that require manual work by the operator. A typical example is picking up a sample that is somewhat inappropriate for analysis and that should not be put into an automatic analyzer. For example, when a sample with a small amount of serum is analyzed with an automatic analyzer, the probe is supported by the separating agent during dispensing, causing an error. ) In many cases.
また、吸光度を測定原理とする自動分析装置では、溶血や混濁がある血清の分析は結果の正確性にとって致命傷となるが、これらの検体を前処理においてチェックする作業はやはりマニュアルであるケースが多かった。さらには、採血管や栓の形状や色を用いた分類作業についても、作業者の目視による寄与が大きかった。 In addition, in automated analyzers that use absorbance as the measurement principle, analysis of serum with hemolysis or turbidity is fatal to the accuracy of the results, but the work of checking these specimens in the pretreatment is often manual. It was. Furthermore, the visual contribution of the operator was also significant for the classification work using the shape and color of the blood collection tube and stopper.
上述の問題を解決することが市場要求となり、例えば、特開平１１−３７８４５号公報（特許文献１）、特開２００１−１６５７５２号公報（特許文献２）などに記載されたような、撮影手段の設置による液量や色の自動確認や異物の自動検出に関する技術が発明されている。 It is a market demand to solve the above-mentioned problems. For example, as described in JP-A-11-37845 (Patent Document 1), JP-A-2001-165752 (Patent Document 2), etc. Techniques relating to automatic confirmation of liquid amount and color by installation and automatic detection of foreign matter have been invented.
このような発明を発端として技術の改良が進み、例えば、特許第４０９２３１２号公報（特許文献３）、特許第３７７８３５５号公報（特許文献４）、特開２００６−１０４５３号公報（特許文献５）などに記載されたような、検査現場の実情に適した運用上好ましい形に変化してきている。 With the invention as a starting point, technical improvements have progressed. For example, Japanese Patent No. 4092312 (Patent Document 3), Japanese Patent No. 3778355 (Patent Document 4), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-10453 (Patent Document 5), etc. As described in the above, it has been changed to an operationally preferable form suitable for the actual situation at the inspection site.
また、検体の分類作業の自動化を見据えた技術として、例えば、特開２００９−２０４３６０号公報（特許文献６）などに記載されたような、試験管の形状を自動で識別する方法も考案されている。 Further, as a technique for automating the specimen classification work, a method for automatically identifying the shape of a test tube as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-204360 (Patent Document 6) has been devised. Yes.
これらの先行技術は、可視光を用いてイメージングを行い、画像処理を施して情報を取得する内容や、赤外光・マイクロ波などの非可視域帯の波長を用いて透過量のプロファイルを解析して情報を取得する内容とに分類できる。 These prior arts use visible light for imaging, perform image processing to acquire information, and analyze transmission profile using invisible band wavelengths such as infrared light and microwaves. It is possible to classify the contents into information acquisition contents.
ところで、検査室における実際の運用方法の１つに、採血管の表面に患者ＩＤ・個人情報・装置運用に必要なパラメータ、などの重要情報が記載されたバーコードラベルが貼付されるという事実がある。 By the way, one of the actual operation methods in the laboratory is the fact that a barcode label with important information such as patient ID, personal information, and parameters necessary for device operation is attached to the surface of the blood collection tube. is there.
採血管種とラベルの大きさによっては、採血管の管壁の全体が被覆されるというケースもあり、実際に検査室でも頻繁に見受けられると報告されている。また、通常使用する市販の採血管には、購入時に既にラベルが貼付されていることも多く、運用の都合上、この上に幾重にも重ねてラベルを貼付するという場面も少なくない。 Depending on the type of blood collection tube and the size of the label, there are cases where the entire tube wall of the blood collection tube is covered, and it has been reported that it is frequently found in the laboratory. In addition, a commercially available blood collection tube for normal use is often already attached with a label at the time of purchase. For convenience of operation, there are not a few cases in which the label is affixed several times on the label.
確かに、上述した方法のうちの一部は、ラベル貼付の採血管に対応できるような技術内容となっている。しかしながら、先行技術が直接扱っている範囲は、無色透明な管壁を通して中身が見える領域に限られており、ラベルが管壁の全体を被覆している場面までへの適用可能性についての言及はほとんどない。 Certainly, some of the methods described above have technical contents that can be applied to labeled blood collection tubes. However, the scope directly handled by the prior art is limited to the area where the contents can be seen through the colorless and transparent tube wall, and there is no mention of the applicability to the situation where the label covers the entire tube wall. rare.
また、ラベル貼付のない面を検索し、回転手段を用いて当面を撮像手段に向けるような解決方法も記載されているが、処理能力で毎時８００テストが市場要求である現在では、毎回の回転動作はフローの遅延原因となることから現実的な実装方法とは言い難い。 In addition, a solution is also described in which a surface with no label attached is searched, and a rotating means is used to direct the image to the image pickup means for the time being. Since the operation causes a delay in the flow, it is difficult to say that it is a realistic implementation method.
従って、上述の特許文献に記載されているような側面から光を照射する方法では、ラベルによる遮光のため、特に全面がラベルで被覆された対象に対しては有効な結果を得るのは困難である。また、従来の技術により実現している内容は、液量測定、採血管形状識別、色判定、それぞれ単独のものが多く、全てを実装するにはコスト上昇が免れなかった。 Therefore, in the method of irradiating light from the side as described in the above-mentioned patent document, it is difficult to obtain an effective result particularly for an object whose entire surface is covered with a label because of light shielding by the label. is there. In addition, the contents realized by the conventional techniques are mostly independent of the liquid amount measurement, the blood collection tube shape identification, and the color determination, respectively.
そこで、本発明の目的は、生体試料の成分濃度の分析を行う自動分析装置に投入する検体の前処理を実施する装置において、マニュアル作業の低減を図り、処理能力の向上と低コスト化を達成することができる生体試料の分析装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to reduce the manual work, improve the processing capacity and reduce the cost in the apparatus for pre-processing the specimen to be input to the automatic analyzer for analyzing the component concentration of the biological sample. An object of the present invention is to provide a biological sample analyzer capable of performing the above.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次の通りである。 Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
すなわち、代表的なものの概要は、容器の側面に光を照射する照射工程と、容器と光の出力部分を相対的に移動する移動工程と、移動と同期して容器の上側から容器の内部を所定の時間間隔で撮像する撮像工程と、撮像された撮像画像を取得するデータ取得工程と、撮像画像に基づいて、層の境界位置を特定するデータ解析工程とを含むものである。 In other words, the outline of a typical one is that an irradiation process for irradiating light to the side of the container, a movement process for relatively moving the container and the light output portion, and the interior of the container from the upper side of the container in synchronization with the movement. It includes an imaging process that captures images at predetermined time intervals, a data acquisition process that acquires captured images, and a data analysis process that identifies the boundary position of the layers based on the captured images.
また、容器に収納された層を構成する生体試料の分析を行う生体試料の分析装置であって、容器の外面の全部または一部は、ラベルで被覆されており、容器を鉛直に固定する固定手段と、容器に光を照射する照射手段と、照射手段を容器の側面に沿って相対的に移動させる移動手段と、容器の鉛直方向の上側に固定され、移動手段による移動と同期して容器の内部を所定の時間間隔で撮像する撮像手段と、撮像手段で撮像された撮像画像を取得するデータ取得手段と、撮像画像に基づいて、層の境界位置を特定するデータ解析手段とを備えたものである。 Moreover, it is a biological sample analyzer for analyzing a biological sample constituting a layer housed in a container, and all or a part of the outer surface of the container is covered with a label, and is fixed to fix the container vertically. Means, irradiating means for irradiating the container with light, moving means for relatively moving the irradiating means along the side surface of the container, fixed to the upper side in the vertical direction of the container, and synchronized with the movement by the moving means An image pickup means for picking up an image of the inside at a predetermined time interval, a data acquisition means for acquiring a picked-up image picked up by the pick-up means, and a data analysis means for specifying the boundary position of the layer based on the picked-up image Is.
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。 The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
すなわち、代表的なものによって得られる効果は、従来のマニュアル作業を低減することで作業者の負担や作業に伴う感染の危険性を低減することができる。また、採血管内に存在する血清の容量に関する情報が得られることで、測定項目の優先順位付けが可能となり、この結果、検体処理フローの改善が期待できる。 In other words, the effect obtained by the representative one can reduce the burden on the operator and the risk of infection associated with the work by reducing the conventional manual work. In addition, by obtaining information on the volume of serum present in the blood collection tube, it is possible to prioritize measurement items, and as a result, an improvement in the sample processing flow can be expected.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、この発明は、本実施の形態に限定するものではない。下記の実施の形態は、上述の発明における基本概念の実現に係る代表例である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted. Note that the present invention is not limited to this embodiment. The following embodiments are representative examples relating to the realization of the basic concept in the above-described invention.
図１および図２により、本発明の一実施の形態に係る生体試料の分析装置の構成について説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る生体試料の分析装置の全体構成を示す構成図であり、患者から採取した生体試料（血液）を前処理して、自動分析装置で分析する構成を示している。図２は本発明の一実施の形態に係る生体試料の分析装置の開栓モジュール近隣に配置されたユニットの構成を示す構成図である。 A configuration of a biological sample analyzer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a biological sample analyzer according to an embodiment of the present invention, in which a biological sample (blood) collected from a patient is preprocessed and analyzed by an automatic analyzer. Show. FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration of a unit arranged in the vicinity of the opening module of the biological sample analyzer according to the embodiment of the present invention.
図１において、生体試料の分析装置は、搬送ライン２、投入モジュール１０、遠心分離モジュール２０、開栓モジュール３０、バーコードなどのラベラ４０、分注モジュール５０、閉栓モジュール６０、分類モジュール７０、収納モジュール８０を基本要素とする複数のモジュールからなる前処理システム１と、前処理システム１全体を制御する制御用ＰＣ９１と、その先に接続された生体試料の成分を分析する自動分析装置９０とから構成されている。そして、開栓モジュール３０の近隣には、本実施の形態の特徴となるユニット３１が配置されている。 In FIG. 1, the biological sample analyzer includes a transport line 2, a loading module 10, a centrifuge module 20, an opening module 30, a labeler 40 such as a barcode, a dispensing module 50, a closing module 60, a classification module 70, and a storage. From the preprocessing system 1 composed of a plurality of modules having the module 80 as a basic element, a control PC 91 for controlling the entire preprocessing system 1, and an automatic analyzer 90 for analyzing components of a biological sample connected to the control PC 91 It is configured. In the vicinity of the opening module 30, a unit 31 that is a feature of the present embodiment is arranged.
以下に詳しく説明するように、本実施の形態は、採血管の上部から中身を撮影する方法であるため、開栓モジュール３０とセットで用いるというのが特徴の１つである。 As will be described in detail below, the present embodiment is a method for photographing the contents from the upper part of the blood collection tube, and is characterized by being used in combination with the unplugging module 30.
投入モジュール１０では、検体を生体試料の分析装置内に投入し、遠心分離モジュール２０では、投入された検体に対して遠心分離を行う。開栓モジュール３０では、遠心分離された検体の栓を開栓し、分注モジュール５０では、遠心分離された検体を、自動分析装置９０などで分析するために小分けする。ラベラ４０では、その小分けの容器にバーコードを貼り付ける。 The input module 10 inputs the specimen into the biological sample analyzer, and the centrifuge module 20 centrifuges the input specimen. The capping module 30 opens the centrifuge specimen, and the dispensing module 50 subdivides the centrifuge specimen for analysis by the automatic analyzer 90 or the like. In the labeler 40, a barcode is attached to the subdivided container.
閉栓モジュール６０では、検体に栓を閉栓し、収納モジュール８０では、閉栓された検体を収納する。分類モジュール７０では、分注された検体容器の分類を行う。 The stopper module 60 closes the stopper of the specimen, and the storage module 80 stores the stoppered specimen. In the classification module 70, the dispensed sample containers are classified.
図２において、ユニット３１は、前処理システム１に設置ができ、また物理的に通信する機能が設置できる台３２が必要となる。この台３２の上に、主要素として、採血管１０１を設置する設置手段（主に容器の鉛直性を保つための孔３１１、採血管１０１の移動手段３２１、採血管１０１を掴む手段３２２）、照射手段３１２、撮像手段３２４を有している。 In FIG. 2, the unit 31 requires a stand 32 that can be installed in the preprocessing system 1 and can be installed with a function of physically communicating. Installation means (mainly a hole 311 for maintaining the verticality of the container, a moving means 321 of the blood collection tube 101, a means 322 for grasping the blood collection tube 101) for installing the blood collection tube 101 as main elements on the table 32, Irradiation means 312 and imaging means 324 are provided.
本実施の形態では、照射手段３１２にはレーザー光源を用いる。このレーザー光源には、集光用のコリメートレンズ３１４が装着されており、調整ネジ３１５を通して、ある程度集光度を調整することが可能である。光３１３の波長は、６３５ｎｍを採用した。なお、実際は、どの波長帯でも実施することは可能である。また、照射手段３１２の上下運動のために、移動手段３１６を設けている。この移動手段３１６は、照射手段３１２を掴む手段３１９、回転モータ３２０、移動経路を作る柱３１７、移動を媒体するベルト３１８からなる。回転モータ３２０の運動により、移動経路である柱３１７に沿ってベルト３１８が矢印３１６ａの方向に回転し、照射手段３１２の上下運動が可能となる。 In this embodiment mode, a laser light source is used as the irradiation unit 312. A collimating lens 314 for condensing is attached to this laser light source, and the degree of condensing can be adjusted to some extent through an adjusting screw 315. The wavelength of the light 313 is 635 nm. Actually, it can be carried out in any wavelength band. Further, a moving means 316 is provided for the vertical movement of the irradiation means 312. The moving unit 316 includes a unit 319 that holds the irradiation unit 312, a rotation motor 320, a column 317 that forms a moving path, and a belt 318 that mediates movement. Due to the movement of the rotary motor 320, the belt 318 rotates in the direction of the arrow 316a along the column 317 which is a movement path, and the vertical movement of the irradiation unit 312 is enabled.
撮像手段３２４にはＣＭＯＳカメラを用いる。大きさは採血管１０１の径程度のものが望ましい。採血管１０１の上部に撮像手段３２４を設置し、撮像手段３２４の位置を調整する手段３２３を設ける。 A CMOS camera is used for the imaging means 324. The size is preferably about the diameter of the blood collection tube 101. An imaging unit 324 is installed above the blood collection tube 101, and a unit 323 for adjusting the position of the imaging unit 324 is provided.
撮像手段３２４には、結像レンズ３２５が設置され、フォーカス３２６を介して焦点の調整が可能である。撮像手段３２４の先には、画像データを取得するデータ取得手段３２７、画像データを解析するデータ解析手段３２８、結果を判定し表示する手段３２９、解析結果を基に検体の次の移動について、前処理システム１本体に指示を与えるフィードバック指示手段３３０がそれぞれ接続されている。一連の情報は制御用ＰＣ９１に送られ、制御用ＰＣ９１を介して前処理システム１は制御される。 The imaging unit 324 is provided with an imaging lens 325, and the focus can be adjusted via the focus 326. Behind the imaging unit 324 is a data acquisition unit 327 that acquires image data, a data analysis unit 328 that analyzes image data, a unit 329 that determines and displays the result, and a previous movement of the specimen based on the analysis result. Feedback instruction means 330 for giving instructions to the main body of the processing system 1 are respectively connected. A series of information is sent to the control PC 91, and the preprocessing system 1 is controlled via the control PC 91.
採血は専用の容器である採血管１０１を用いて行う。採血管１０１には、様々な種類が存在し、各ユーザーがそれぞれの用途に応じて使い分けを行っている。形状も多種にわたっており、径が異なるもの（例えば直径１６ｍｍ、１３ｍｍ）、高さが異なるもの（例えば７５ｍｍ、１００ｍｍ）、異なる栓１０２を持つものなどが混在して使用される。 Blood collection is performed using a blood collection tube 101 which is a dedicated container. There are various types of blood collection tubes 101, and each user uses them according to their respective purposes. Various shapes are used, and those having different diameters (for example, 16 mm and 13 mm in diameter), those having different heights (for example, 75 mm and 100 mm), those having different plugs 102, and the like are mixedly used.
次に、図３〜図９により、本発明の一実施の形態に係る生体試料の分析装置のユニット３１の動作について、採血作業を規定として時系列に沿って、詳しく説明する。図３は本発明の一実施の形態に係る生体試料の分析装置の容器と生体試料を説明するための説明図、図４〜図８は本発明の一実施の形態に係る生体試料の分析装置の画像例を説明するための説明図、図９は本発明の一実施の形態に係る生体試料の分析装置の前後画像の差分の変化を示すグラフである。 Next, the operation of the unit 31 of the biological sample analyzer according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a container and a biological sample of a biological sample analyzer according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 4 to 8 are biological sample analyzers according to an embodiment of the present invention. FIG. 9 is a graph showing changes in the difference between the front and rear images of the biological sample analyzer according to one embodiment of the present invention.
まず、採血管１０１を用いて患者血液（全血）を採取する。当採血管１０１は、投入モジュール１０を通して前処理システム１に投入される。なお、採血と投入はユーザーのマニュアル作業で行い、以後の作業は前処理システム１による自動作業となる。 First, patient blood (whole blood) is collected using the blood collection tube 101. The blood collection tube 101 is input to the pretreatment system 1 through the input module 10. Blood collection and injection are performed manually by the user, and subsequent operations are automatic operations performed by the pretreatment system 1.
また、搬送作業は搬送ライン２が担う。採血管１０１は遠心分離モジュール２０に運ばれ、そこで遠心分離が行われる。採血管１０１には予め分離剤１１２が入っており、遠心分離により、相対的に比重の大きい血餅１１３の層と、相対的に比重が小さく、血液分析に使用する血清１１１の層に分離される［図３（ａ）］。 Further, the transfer line 2 takes charge of the transfer work. The blood collection tube 101 is conveyed to the centrifuge module 20 where the centrifuge is performed. The blood collection tube 101 contains a separation agent 112 in advance, and is separated into a clot 113 layer having a relatively large specific gravity and a serum 111 layer having a relatively small specific gravity and used for blood analysis by centrifugation. [FIG. 3A].
なお、分析項目によっては、分離剤１１２のない採血もある［図３（ｂ）］。運用上、採血管１０１には、バーコードラベル１１８が添付されている。このバーコードラベル１１８には、患者のＩＤ・測定項目・診断項目・個人情報・パラメータ情報などが印字されている［図３（ｃ）］。 Depending on the analysis item, there may be blood collection without the separating agent 112 [FIG. 3 (b)]. In operation, a barcode label 118 is attached to the blood collection tube 101. The bar code label 118 is printed with patient ID, measurement item, diagnosis item, personal information, parameter information, etc. [FIG. 3C].
採血管１０１の径とバーコードラベル１１８の大きさの関係によっては、採血管１０１側面の一部のみすきま１２０を残してほぼ全面を被覆してしまうもの［図３（ｄ）］、全体がラベルで覆われてしまうもの、場合によっては出荷時に貼付しているラベル紙の上に重貼りされるものもあり、通常、目視などの容易に想定しうる手段では内部の様子を確認することはできない。 Depending on the relationship between the diameter of the blood collection tube 101 and the size of the barcode label 118, only a part of the side surface of the blood collection tube 101 may be left covering the entire surface [FIG. In some cases, it may be overlaid on the label paper affixed at the time of shipment, and it is usually not possible to check the internal state by means that can be easily assumed such as visual inspection. .
次の搬送先は開栓モジュール３０である。開栓の後、採血管１０１は、ユニット３１に移動する。撮影の準備として、まず、径が調整された孔３１１に採血管１０１を置き鉛直性を保たせる。次に、照射手段３１２を点灯させる。照射した状態のまま、移動手段３１６を稼動させて、採血管１０１の側面を上から下に走査する。 The next transport destination is the opening module 30. After opening, the blood collection tube 101 moves to the unit 31. As preparation for imaging, first, the blood collection tube 101 is placed in the hole 311 whose diameter is adjusted to maintain verticality. Next, the irradiation unit 312 is turned on. The moving means 316 is operated in the irradiated state, and the side surface of the blood collection tube 101 is scanned from top to bottom.
ここで、重要なポイントは、本実施の形態での測定で効果を得るには、採血管１０１の型によらず一定の大きさに集光された光３１３を採血管１０１の側面に当てることである。 Here, the important point is that the light 313 collected to a certain size is applied to the side surface of the blood collection tube 101 regardless of the type of the blood collection tube 101 in order to obtain an effect in the measurement in the present embodiment. It is.
ところが、前述したように採血管１０１の径には違いがあるため、測定対象の採血管１０１によって照射手段３１２の先端と採血管１０１の側面との距離にも違いが生じる。この差を解消するために、集光度の調整を施し、どのような採血管１０１が乗っている場合でも、同等な光を当てることができるようにしている。 However, since the diameter of the blood collection tube 101 is different as described above, the distance between the tip of the irradiation unit 312 and the side surface of the blood collection tube 101 varies depending on the blood collection tube 101 to be measured. In order to eliminate this difference, the degree of light collection is adjusted so that the same light can be applied to any blood collection tube 101.
なお、この運動は、照射手段３１２と採血管１０１側面が相対的に変化すればよく、照射手段３１２を動かすのではなく、例えば、採血管１０１の移動手段３２１のモータを矢印３２１ａの方向に回転させることにより、採血管１０１を動かす方法でもよい。 In this movement, the irradiation means 312 and the side surface of the blood collection tube 101 need only be relatively changed. Instead of moving the irradiation means 312, for example, the motor of the movement means 321 of the blood collection tube 101 is rotated in the direction of the arrow 321 a. It is also possible to move the blood collection tube 101 by doing so.
照射手段３１２を所定の速度で走査しながら、撮像手段３２４で採血管１０１の上面を連続的に撮影する。このとき、対象の採血管１０１の高さに適するように、フォーカス３２６を調整する。ここで、照射手段３１２の上下移動の速度をＶ、撮像手段３２４の撮像間隔をＴｅｘｐ、とし、以下に、５つの典型的なケースについて記述する。
（１）バーコードラベル１１８の被覆されていない部分の照射（図４の画像３５０）
照射手段３１２がバーコードラベル１１８の被覆されていない部分を照射したときに得られる画像を示している。主に照らされているのは試験管の側面であるため、試験管の上部の断面３４３が強く光っているのが確認できる。図４では、外形３４１と内径３４２に相当する境界を点線で示した。
（２）バーコードラベル１１８が被覆された部分の照射（図５の画像３５１）
照射手段３１２がバーコードラベル１１８の被覆された部分を照射したときに得られる画像を示している。バーコードラベル１１８が光を散乱させることにより、バーコードラベル１１８の存在する部分の管壁３４５が強く光っているのが確認できる。
（３）血清の照射（図６の画像３５２）
照射手段３１２が血清１１１を照射したときに得られる画像を示している。液体である血清１１１は、光を散乱させる性質と、ある程度通過させる性質を持っている。このため、血清部分は全体がおよそ均一に光って見える。先述のようにバーコードラベル１１８の部分も光るため、図６に示すように、採血管１０１の内側全体が強く光る現象が現れるのが画像３５２の特徴である。
（４）分離剤の照射（図７の画像３５３）
照射手段３１２が分離剤１１２を照射したときに得られる画像を示している。分離剤１１２は血清以上に光りやすい性質を有している。そのため、管壁を通過し、直接照射される光３１３は、分離剤１１２全体を光らせる。
The upper surface of the blood collection tube 101 is continuously photographed by the imaging means 324 while scanning the irradiation means 312 at a predetermined speed. At this time, the focus 326 is adjusted so as to be suitable for the height of the target blood collection tube 101. Here, the vertical movement speed of the irradiation unit 312 is V, the imaging interval of the imaging unit 324 is Texp, and five typical cases are described below.
(1) Irradiation of an uncoated portion of the barcode label 118 (image 350 in FIG. 4)
The image obtained when the irradiation means 312 irradiates the part which the barcode label 118 is not coat | covered is shown. Since it is the side of the test tube that is mainly illuminated, it can be confirmed that the cross section 343 at the top of the test tube is shining strongly. In FIG. 4, a boundary corresponding to the outer shape 341 and the inner diameter 342 is indicated by a dotted line.
(2) Irradiation of the portion covered with the barcode label 118 (image 351 in FIG. 5)
An image obtained when the irradiation means 312 irradiates the covered portion of the barcode label 118 is shown. As the bar code label 118 scatters light, it can be confirmed that the tube wall 345 in the portion where the bar code label 118 exists is shining strongly.
(3) Serum irradiation (image 352 in FIG. 6)
The image obtained when the irradiation means 312 irradiates the serum 111 is shown. The serum 111, which is a liquid, has a property of scattering light and a property of allowing light to pass to some extent. For this reason, the whole serum part appears to shine almost uniformly. Since the bar code label 118 also shines as described above, the characteristic of the image 352 is that a phenomenon in which the entire inside of the blood collection tube 101 shines strongly as shown in FIG.
(4) Irradiation with a separating agent (image 353 in FIG. 7)
The image obtained when the irradiation means 312 irradiates the separating agent 112 is shown. The separating agent 112 has the property of being easily shining more than serum. Therefore, the light 313 that passes through the tube wall and is directly irradiated causes the entire separating agent 112 to shine.
また、血清１１１と分離剤１１２の透過率が異なり、お互いの境界面１１６で光の屈折が起こることから、結果として境界面１１６が検出される。この典型的な様子を示すのが図７に示す画像３５３である。前述の図６に示す画像３５２と比較して、図７に示す画像３５３には、光が弱くなる円形の境界面１１６の筋が写っている。これが境界面１１６である。強く光る２つの層が明確に検出できる画像となっていることが特徴である。
（５）血餅の照射（図８の画像３５４）
照射手段３１２が血餅１１３を照射したときに得られる画像を示している。血餅は光をほとんど通さない。成分が密集していて光を内部に散乱させているためと思われる。全体が暗く写るのが、図８に示す画像３５４の特徴である。
Moreover, since the transmittance | permeability of the serum 111 and the separating agent 112 differs and light refraction occurs in the mutual boundary surface 116, the boundary surface 116 is detected as a result. An image 353 shown in FIG. 7 shows this typical state. Compared with the image 352 shown in FIG. 6 described above, the image 353 shown in FIG. 7 includes a streak of the circular boundary surface 116 where the light is weakened. This is the boundary surface 116. The feature is that the two layers that shine strongly are images that can be clearly detected.
(5) Clot irradiation (image 354 in FIG. 8)
The image obtained when the irradiation means 312 irradiates the blood clot 113 is shown. Blood clots pass almost no light. This is probably because the components are concentrated and light is scattered inside. A characteristic of the image 354 shown in FIG. 8 is that the entire image appears dark.
以上のように、それぞれの層で光り方に特徴を持つ。この原理を利用して、光３１３がどの層を照射しているか判断することができる。 As described above, each layer has a characteristic of how it shines. Using this principle, it can be determined which layer the light 313 is irradiating.
本実施の形態では、この方法を用いることにより、以下のことが可能となる。
（ｉ）分離剤１１２の位置の判定により、遠心分離の実施の自動判定が可能となる。例えば、分離剤１１２が採血管１０１の最下に存在していれば遠心分離未実施、中間に存在すれば遠心分離済みと判断できる。このことにより、これまで目視で行っていた作業が低減されるだけでなく、自動判定によるスムーズな運用が可能となる。
（ｉｉ）分離剤１１２の有無が自動判定でき、分離剤１１２がない検体とある検体との混在運用が可能となる。
（ｉｉｉ）血清と血餅の境界の発見も容易になる。
In the present embodiment, by using this method, the following becomes possible.
(I) By determining the position of the separating agent 112, it is possible to automatically determine whether to perform centrifugation. For example, if the separating agent 112 exists at the bottom of the blood collection tube 101, it can be determined that the centrifugation has not been performed, and if it exists in the middle, the centrifugation has been completed. This not only reduces the work that has been performed visually, but also enables smooth operation by automatic determination.
(Ii) The presence / absence of the separating agent 112 can be automatically determined, and a sample operation without the separating agent 112 and a certain sample can be mixedly operated.
(Iii) It becomes easy to find the boundary between serum and blood clot.
次に、上述した現象を応用して、各層、特に血清の容量を計測する方法について説明する。 Next, a method of measuring the volume of each layer, particularly the serum, by applying the phenomenon described above will be described.
まず、上述したように照射手段３１２を所定の速度で走査しながら、撮像手段３２４で連続的に撮影した連続画像について交互に差分を算出する。以下、具体的に記述する。 First, as described above, the difference is alternately calculated for the continuous images continuously captured by the imaging unit 324 while scanning the irradiation unit 312 at a predetermined speed. The details will be described below.
画像は、Ｔｅｘｐの時間間隔で取得される。得られる画像を便宜上、Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、…、Ｉｎ、としたとき、（Ｉ２−Ｉ１）、（Ｉ３−Ｉ２）、…、（Ｉｎ−Ｉｎ−１）を順に求める。評価を行うためには当差分データを定量化する必要あるが、ここでは、全画素の二乗和を評価量Ｐとする。 Images are acquired at Texp time intervals. When the obtained images are I1, I2, I3,..., In, for convenience, (I2-I1), (I3-I2),. In order to perform the evaluation, it is necessary to quantify the difference data. Here, the sum of squares of all the pixels is set as the evaluation amount P.
前述したように、得られる画像は照射している層ごとに特徴を有し、（１）同じ層を照射した場合類似した画像が得られること、および（２）照射する層が異なれば画像は異なることの２つの理由により、同じ層では評価量Ｐは小さく層が切り替わる境界付近では評価量Ｐが大きくなるということが予想される。 As described above, the obtained image has a characteristic for each irradiated layer, (1) a similar image is obtained when the same layer is irradiated, and (2) if the irradiated layer is different, the image is For two reasons, the evaluation amount P is small in the same layer, and the evaluation amount P is expected to be large near the boundary where the layers are switched.
この評価量を記録した一例が図９に示すグラフ３６０である。 An example in which the evaluation amount is recorded is a graph 360 shown in FIG.
図９の縦軸３６２は評価量Ｐである差分データの全画素における二乗和、横軸３６１は照射手段３１２の移動距離である。ここで、左側は照射手段３１２が上にある状態、右側は照射手段３１２が下にある状態にそれぞれ対応する。 In FIG. 9, the vertical axis 362 is the sum of squares of all the pixels of the difference data as the evaluation amount P, and the horizontal axis 361 is the moving distance of the irradiation unit 312. Here, the left side corresponds to the state where the irradiation unit 312 is on the upper side, and the right side corresponds to the state where the irradiation unit 312 is below.
なお、照射手段３１２の移動速度は一定Ｖとしたため、横軸は、変換式＝（Ｖ×撮像枚数×Ｔｅｘｐ）にて容易に経過時間とすることもできる。データの例として、図９の３６３の例を挙げる。極大値をとるのが境界位置と推定される。 Since the moving speed of the irradiation unit 312 is constant V, the horizontal axis can be easily set as the elapsed time by the conversion formula = (V × number of captured images × Texp). As an example of data, the example of 363 in FIG. 9 is given. It is estimated that the boundary position is the maximum value.
例えば、図９に示す左から１つ目のピーク３６４はラベルの上端の位置を、２つ目のピーク３６５は血清の上端の位置を、３つ目のピーク３６６は血清と分離剤の境界面の位置を、４つ目のピーク３６７は分離剤と血餅の位置を、それぞれ表している。 For example, the first peak 364 from the left shown in FIG. 9 is the upper end position of the label, the second peak 365 is the upper end position of the serum, and the third peak 366 is the interface between the serum and the separating agent. The fourth peak 367 represents the position of the separating agent and the blood clot, respectively.
このようにＰのピークの位置をさがすことで境界を見つけることができる。また、４つ得られるピークについて、各ピークに対応する画像が撮像された番号をＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４とすると、血清の高さはＶ×（Ｎ３−Ｎ２）×Ｔｅｘｐ（図９の３６８）、分離剤の高さはＶ×（Ｎ４−Ｎ３）×Ｔｅｘｐ（図９の３６９）と容易に算出できる。 Thus, the boundary can be found by searching for the position of the peak of P. Further, regarding the four obtained peaks, assuming that the numbers at which images corresponding to the respective peaks are taken are N1, N2, N3, and N4, the serum height is V × (N3−N2) × Texp (368 in FIG. 9). ), The height of the separating agent can be easily calculated as V × (N4−N3) × Texp (369 in FIG. 9).
また、図４に示す画像３５０から、採血管１０１の内径３４２を計測し、この値と算出した高さ情報に基づいて容積を計算することも容易である。 It is also easy to measure the inner diameter 342 of the blood collection tube 101 from the image 350 shown in FIG. 4 and calculate the volume based on this value and the calculated height information.
以後、採血管１０１は、分注モジュール５０、閉栓モジュール６０を経て収納モジュール８０で保存される。なお、分注モジュール５０では、自動分析装置９０に必要な血清が必要量、小分けされる。この小分けの容器にＩＤ等のラベルを付すのがバーコードのラベラ４０、また、投入する自動分析装置９０ごとに小分けした血清を分類するのが分類モジュール７０の役割である。 Thereafter, the blood collection tube 101 is stored in the storage module 80 via the dispensing module 50 and the plugging module 60. In the dispensing module 50, a necessary amount of serum required for the automatic analyzer 90 is subdivided. It is the role of the classification module 70 to classify the subdivided serum for each automatic analyzer 90 to be charged and the label labeler 40 to label this subdivided container with an ID or the like.
ここで、図１０により、本発明の一実施の形態に係る生体試料の分析装置の波長特異性について説明する。図１０は本発明の一実施の形態に係る生体試料の分析装置の波長特異性を説明するための説明図である。 Here, the wavelength specificity of the biological sample analyzer according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the wavelength specificity of the biological sample analyzer according to one embodiment of the present invention.
前述の図６および図７に示す画像との比較として、別の波長４０５ｎｍ、４４５ｎｍでの撮像結果を紹介する。図１０は、それぞれの波長で、血清１１１と分離剤１１２を照射したときに得られる画像を並べて示している。 As a comparison with the images shown in FIGS. 6 and 7, the imaging results at other wavelengths of 405 nm and 445 nm will be introduced. FIG. 10 shows images obtained when the serum 111 and the separating agent 112 are irradiated at the respective wavelengths.
図６および図７に示す画像のように層全体が光る現象は見られない。そのため前述の識別方法を有効に活用することは困難である。そもそも層が光らない原因は、この波長帯（４０５ｎｍ、４４５ｎｍ）の光が血清１１１や分離剤１１２と光学的に干渉しにくく、光を通過させてしまうことであると考えられる。 The phenomenon that the whole layer shines like the images shown in FIGS. 6 and 7 is not observed. Therefore, it is difficult to effectively use the above-described identification method. In the first place, the reason why the layer does not shine is considered to be that light in this wavelength band (405 nm, 445 nm) does not optically interfere with the serum 111 and the separating agent 112 and allows light to pass through.
いずれにせよ照射する光の波長領域によって得られる結果が異なるため、本実施の形態で採用する波長帯は、検出すべき層に特異性のある波長に限定される。主に検出すべきものは血清１１１の層であるため、血清成分に特徴的な波長を採用するのが望ましい。 In any case, since the results obtained differ depending on the wavelength region of the irradiated light, the wavelength band employed in this embodiment is limited to a wavelength that is specific to the layer to be detected. Since what is mainly to be detected is the serum 111 layer, it is desirable to employ a wavelength characteristic of the serum component.
また、波長が血清に特異的なものに限定されるという原理を応用し、種別を特定することも可能である。 It is also possible to specify the type by applying the principle that the wavelength is limited to that specific to serum.
まず、血清には、血液自動分析装置におる成分分析に障害をきたす種別があることが知られている。例えば、溶血、ビリルビン、混濁、などである。これらの吸収スペクトルには特徴があり、それぞれ検出したい種別に特異的な波長帯の光を吸収する。各波長の光を個別に放出できるレーザー光源などの照射手段３１２を用意し、各波長を順番に血清部分に当て、特異的な波長を特定することにより、当該波長に対応するものとして種別を特定することが可能である。 First, it is known that there are types of serum that impede component analysis in an automatic blood analyzer. For example, hemolysis, bilirubin, turbidity, etc. These absorption spectra have characteristics, and each absorbs light in a wavelength band specific to the type to be detected. Prepare an irradiation means 312 such as a laser light source that can individually emit light of each wavelength, apply each wavelength to the serum part in turn, and specify a specific wavelength to identify the type as corresponding to that wavelength Is possible.
次に，図１１および図１２により、本発明の一実施の形態に係る生体試料の分析装置の層の高さを測定する別の方法について説明する。図１１は本発明の一実施の形態に係る生体試料の分析装置の層の高さを測定するための試験管の一例を示す図、図１２は本発明の一実施の形態に係る生体試料の分析装置の通常の視野角のレンズと広い視野角のレンズの違いを説明するための説明図である。 Next, another method for measuring the layer height of the biological sample analyzer according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a diagram showing an example of a test tube for measuring the layer height of the biological sample analyzer according to the embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a diagram of the biological sample according to the embodiment of the present invention. It is explanatory drawing for demonstrating the difference of the lens of the normal viewing angle of an analyzer, and the lens of a wide viewing angle.
図１１に示すように、寸法キャリブレーション用目盛り１３１が振られたラベルなどが貼布された距離補正用採血管１３０などを予め測定することで、試験管の高さ方向のスケーリングを行い、これを利用して層の高さを測定することができる。 As shown in FIG. 11, by measuring in advance a distance correction blood collection tube 130 or the like on which a label or the like with a calibrating scale 131 is attached, the test tube is scaled in the height direction. Can be used to measure the height of the layer.
まず、開栓された採血管１０１の側面のうち、採血管１０１の上側の領域で明らかにラベルが被覆されていない部分を照射し、この状態のまま上側から撮像する。採血管１０１の内部を上から撮影したときに得られる画像で示される、採血管１０１の高さ方向の距離と図中の二次元上の距離は線形ではない。 First, the portion of the side surface of the opened blood collection tube 101 that is clearly not covered with the label in the upper region of the blood collection tube 101 is irradiated, and an image is taken from above in this state. The distance in the height direction of the blood collection tube 101 shown in the image obtained when the inside of the blood collection tube 101 is imaged from above is not linear.
層の厚みを計測するためには、高さを表す定規が必要である。ここでは、スケーリングを実施する。 In order to measure the thickness of the layer, a ruler representing the height is required. Here, scaling is performed.
距離補正用採血管１３０を用意する。この距離補正用採血管１３０には、正確な寸法キャリブレーション用目盛り１３１が記されている。これを前述の撮像手段３２４で撮像した画像１４０を図１１に示す。外側の斜線は試験管の淵３４３である。その内側に寸法キャリブレーション用目盛り１３１が順に写る。 A distance correction blood collection tube 130 is prepared. The distance correction blood collection tube 130 has an accurate dimension calibration scale 131. FIG. 11 shows an image 140 obtained by capturing the image with the imaging unit 324 described above. The outer diagonal line is the test tube 淵 343. On the inner side, dimension calibration scales 131 are sequentially shown.
次に、血清の領域を特定する。特定には、図５〜図７の状態の画像を利用する。前述したように、図７には、血清１１１と分離剤１１２の２つの層と、両者を隔てる境界面１１６が写っている。特に、境界面１１６の部分は、光量の減少が見られるため、場所を特定することができる。 Next, the serum area is identified. For identification, the images in the states of FIGS. 5 to 7 are used. As described above, FIG. 7 shows two layers of serum 111 and separating agent 112 and an interface 116 that separates the two layers. In particular, the portion of the boundary surface 116 can be identified because the amount of light is reduced.
また、図５から図６に示す画像に切り替わる部分についても同様に、境界が現れる。これらの２つの境界面から血清１１１の層を特定する。 Similarly, a boundary appears at a portion where the image is switched to the image shown in FIGS. The layer of serum 111 is identified from these two interfaces.
最後に、層の厚みを測定する。図１１に示す画像１４０における寸法キャリブレーション用目盛り１３１と、抽出した境界面の位置を照らし合わせ、各境界の目盛り上の位置を特定する。境界間の距離が層の高さ（Ｈ）である。 Finally, the layer thickness is measured. The size calibration scale 131 in the image 140 shown in FIG. 11 is compared with the extracted position of the boundary surface, and the position on the scale of each boundary is specified. The distance between the boundaries is the layer height (H).
また、採血管の内径（φ）を計測し、数式π×（φ／２）×（φ／２）×Ｈにて容量を算出する。 Further, the inner diameter (φ) of the blood collection tube is measured, and the capacity is calculated by the formula π × (φ / 2) × (φ / 2) × H.
さらに、撮像手段３２４に視野角の広いレンズを使うことで計測精度を向上させることができる。ここでは、視野角が１００度程度のレンズを例に挙げる。なお、撮像手段３２４の種類は、ＣＭＯＳでもＣＣＤでもよい。図１２に、通常のレンズと広角のレンズから得られる画像の比較を示す。視野が広いレンズであればあるほど、画像の中心から周辺部分に向かって歪みが大きくなり、この結果、試験管の底までよく見えるようになる。 Furthermore, measurement accuracy can be improved by using a lens with a wide viewing angle for the image pickup means 324. Here, a lens having a viewing angle of about 100 degrees is taken as an example. Note that the type of the imaging unit 324 may be a CMOS or a CCD. FIG. 12 shows a comparison of images obtained from a normal lens and a wide-angle lens. The wider the field of view, the greater the distortion from the center of the image to the periphery, and as a result, the bottom of the test tube is better visible.
図１２に示す例では、参考までに、血餅１１３の大きさを示した。同じ被写体でも広視野角の方が小さく写る。 In the example shown in FIG. 12, the size of the clot 113 is shown for reference. Even with the same subject, the wide viewing angle is smaller.
そして、視野角が広ければ広いほど寸法キャリブレーション用目盛り１３１の幅は徐々に広くなる。このため、位置を特定するときの分解能が向上する。 The wider the viewing angle is, the wider the dimension calibration scale 131 is. For this reason, the resolution at the time of specifying a position improves.
なお、本実施の形態では、ユニット３１を開栓モジュール３０の近隣に配置しているが、必ず開栓モジュール３０の近隣に配置しなければならないということではなく、任意の位置に配置させ、代替手段としてユニット内部に開閉栓を行う機構を備えるという構成にしてもよい。 In this embodiment, the unit 31 is arranged in the vicinity of the opening module 30. However, the unit 31 does not necessarily have to be arranged in the vicinity of the opening module 30; As a means, a mechanism for opening and closing the plug may be provided inside the unit.
また、撮像手段３２４としては、カラーカメラを使用してもよい。種類は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳなどがある。この場合、前述のように、連続画像の差分を計算する際に、色情報を残したままにしておくとより精度が向上する。なぜならば、照射する層が切り替わる場面では、相転移的に色が変化するからである。 A color camera may be used as the imaging unit 324. Types include CCD and CMOS. In this case, as described above, when the difference between the continuous images is calculated, if the color information is left as it is, the accuracy is improved. This is because the color changes in a phase transition in the scene where the layer to be irradiated is switched.
また、カラーカメラを搭載した場合は、採血管１０１の栓の色、形状も識別するとよい。前述のように、採血管１０１には種類も多く、形状・栓の色による区別が行われている。カラーカメラによる識別を加えることにより、より一層、フローの最適化を図ることができる。また、同時に、血清の色情報も取得するとよい。 If a color camera is installed, the color and shape of the stopper of the blood collection tube 101 may be identified. As described above, there are many kinds of blood collection tubes 101, and the shape and the color of the stopper are distinguished. By adding identification by a color camera, the flow can be further optimized. At the same time, serum color information may be acquired.
また、本実施の形態のユニット３１は前処理システム１本体に設置するだけの用途ではなく、自動分析装置９０の投入部などへの設置も可能である。 Further, the unit 31 according to the present embodiment can be installed not only in the main body of the preprocessing system 1 but also in the input section of the automatic analyzer 90.
なお、本実施の形態のユニット３１の機能は、液量測定／色判定という結果の値にバラツキが入り込みやすい分野である。そのため、自動で、定期的に既知分量・既知色の検体を測定し、測定結果が正しいか否かのチェックと、必要ならば、チェック結果に基づいて、結果を補正する機能を備えたり、その結果を表示するなどの機能も重要である。 Note that the function of the unit 31 of the present embodiment is a field in which variations tend to occur in the value of the result of liquid volume measurement / color determination. For this reason, a sample with a known amount and a known color is measured automatically and periodically, and it is possible to check whether the measurement result is correct and, if necessary, to correct the result based on the check result. Functions such as displaying results are also important.
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
本発明は、容器の中に採取した血液などの生体試料を分析する生体試料の分析装置に関し、生体試料を構成する成分に対し、それぞれの残量、色、成分の分離状態等に代表されるような可視的な物理状態の自動把握と、容器、栓の形状および色の自動識別を行い、多岐の項目数と多数の試料の組み合わせからなる分析工程を管理する処理フローを有するシステムや装置などに広く適用可能である。 The present invention relates to a biological sample analyzer for analyzing a biological sample such as blood collected in a container, and is typified by the remaining amount, color, component separation state, and the like for components constituting the biological sample. Such as systems and devices that have a processing flow to manage the analysis process consisting of a wide variety of items and combinations of many samples by automatically grasping the visible physical state and automatically identifying the shape and color of containers and stoppers Widely applicable to.
１…前処理システム、２…搬送ライン、１０…投入モジュール、２０…遠心分離モジュール、３０…開栓モジュール、３１…ユニット、３２…台、４０…ラベラ、５０…分注モジュール、６０…閉栓モジュール、７０…分類モジュール、８０…収納モジュール、９０…自動分析装置、９１…制御用ＰＣ、１０１…採血管、１０２…栓、１１１…血清、１１２…分離剤、１１３…血餅、１１４…血清の層の上面、１１５…メニスカス、１１６…血清と分離剤の境界面、１１７…分離剤と血餅の境界面、１１８…バーコードラベル、１１９…血清と血餅の境界面、１２０…すきま、１３０…距離補正用採血管、１３１…寸法キャリブレーション用目盛り、３１１…孔、３１２…照射手段、３１３…光、３１４…コリメートレンズ、３１５…調整ネジ、３１６…移動手段、３１７…柱、３１８…ベルト、３１９…照射手段を掴む手段、３２０…回転モータ、３２１…移動手段、３２２…採血管を掴む手段、３２３…撮像手段の位置を調整する手段、３２４…撮像手段、３２５…結像レンズ、３２６…フォーカス、３２７…画像データを取得する手段、３２８…画像データを解析する手段、３２９…結果を判定し表示する手段、３３０…フィードバック指示手段。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pretreatment system, 2 ... Conveyance line, 10 ... Loading module, 20 ... Centrifugal module, 30 ... Opening module, 31 ... Unit, 32 ... Stand, 40 ... Labeler, 50 ... Dispensing module, 60 ... Closing module , 70 ... Classification module, 80 ... Storage module, 90 ... Automatic analyzer, 91 ... PC for control, 101 ... Blood collection tube, 102 ... Stopper, 111 ... Serum, 112 ... Separating agent, 113 ... Clot, 114 ... Serum 115 ... Meniscus, 116 ... Interface between serum and separating agent, 117 ... Interface between separating agent and clot, 118 ... Barcode label, 119 ... Interface between serum and clot, 120 ... Clearance, 130 ... Distance correction blood collection tube, 131 ... Dimension calibration scale, 311 ... Hole, 312 ... Irradiating means, 313 ... Light, 314 ... Collimate lens, 315 ... Adjustment lens 316: moving means, 317 ... pillar, 318 ... belt, 319 ... means for gripping the irradiation means, 320 ... rotating motor, 321 ... moving means, 322 ... means for gripping the blood collection tube, 323 ... means for adjusting the position of the imaging means 324: imaging means, 325: imaging lens, 326 ... focus, 327 ... means for acquiring image data, 328 ... means for analyzing image data, 329 ... means for determining and displaying the result, 330 ... feedback instruction means.
Claims (19)
前記容器の外面の全部または一部がラベルで被覆されており、
照射手段により、前記容器の側面に光を照射する照射工程と、
移動手段により、前記容器と前記光の出力部分を相対的に移動する移動工程と、
撮像手段により、前記移動と同期して前記容器の上側から前記容器の内部を所定の時間間隔で撮像する撮像工程と、
データ取得手段により、撮像された撮像画像を取得するデータ取得工程と、
データ解析手段により、前記撮像画像に基づいて、前記容器の内径および外径の位置および前記照射手段から照射された光が前記容器内で散乱する位置から、前記層に関連する特徴を抽出し、抽出した前記撮像画像の特徴から、前記照射手段が光を照射している層を特定するデータ解析工程とを含むことを特徴とする生体試料の分析方法。 Acquire information on at least one of the samples stored in one container and consist of at least two layers of serum, separating agent, and blood clot. Based on the acquired information, the sample stored in the container A method for analyzing a biological sample to discriminate between layers ,
All or part of the outer surface of the container is covered with a label,
An irradiation step of irradiating the side surface of the container with light by irradiation means;
A moving step of relatively moving the container and the light output portion by moving means;
An imaging step of imaging the inside of the container at a predetermined time interval from above the container in synchronization with the movement by an imaging unit;
A data acquisition step of acquiring a captured image captured by the data acquisition means;
Based on the captured image, the data analysis means extracts the features related to the layer from the positions of the inner and outer diameters of the container and the position where the light emitted from the irradiation means scatters in the container, A method for analyzing a biological sample, comprising: a data analysis step of identifying a layer to which the irradiating means is irradiating light from the extracted characteristic of the captured image .
前記データ解析工程は、前記撮像工程で前記光の出力部位の移動と同期して連続的に撮像された前記撮像画像について、連続した前後の前記撮像画像の画素ごとに色値または光量の差分を算出し、前記撮像画像ごとに前記差分の経時変化を定量化し、前記経時変化の変化量が極大となる位置を境界面の位置とすることを特徴とする生体試料の分析方法。 The biological sample analysis method according to claim 1,
The data analysis step calculates a difference in color value or light amount for each pixel of the captured image before and after the captured image continuously captured in synchronization with movement of the light output part in the imaging step. A biological sample analysis method characterized by calculating, quantifying the change over time of the difference for each captured image, and setting a position where the change amount of the change over time is a maximum as a position of a boundary surface.
前記撮像手段は、所定の視野と所定の歪曲率を持ち、
前記撮像工程により、予め、前記撮像手段で寸法が刻み込まれた空の前記容器を鉛直方向の上方から撮像して、前記データ取得手段により、基準画像として取得し、
前記データ解析工程は、前記撮像画像と前記基準画像に基づいて、前記層の境界位置を特定し、前記層の幅を算出することを特徴とする生体試料の分析方法。 The biological sample analysis method according to claim 1,
The imaging means has a predetermined field of view and a predetermined distortion,
In the imaging step, an image of the empty container in which dimensions are engraved in advance by the imaging unit is captured from above in the vertical direction, and is acquired as a reference image by the data acquisition unit,
The method of analyzing a biological sample, wherein the data analysis step specifies a boundary position of the layer based on the captured image and the reference image, and calculates the width of the layer.
前記層が、血清、分離剤、血餅からなる３種の層のうち、少なくとも２つの層で構成されることを特徴とする生体試料の分析方法。 The biological sample analysis method according to claim 1 ,
The method for analyzing a biological sample, wherein the layer is composed of at least two layers out of three layers comprising serum, a separating agent, and a blood clot.
前記データ解析工程は、前記撮像画像に基づいて、前記容器の前記光の照射を受ける面の内側とほぼ接し、かつ、円状に放射している前記光の存在を検知できる状態を、前記照射手段が血清からなる前記層の位置を照射している状態と判断することを特徴とする生体試料の分析方法。 The biological sample analysis method according to claim 1 ,
In the data analysis step, based on the captured image, a state in which the presence of the light that is substantially in contact with the inside of the surface that receives the light irradiation of the container and is radiated in a circular shape can be detected. A method for analyzing a biological sample, characterized in that the means determines that the position of the layer made of serum is being irradiated.
前記データ解析工程は、前記撮像画像に基づいて、前記容器の内部の全領域からほぼ均一な光量が出ている状態を、前記照射手段が分離剤からなる前記層の位置を照射している状態と判断することを特徴とする生体試料の分析方法。 The biological sample analysis method according to claim 1 ,
In the data analysis step, a state in which a substantially uniform amount of light is emitted from the entire region inside the container is based on the captured image, and a state in which the irradiation unit is irradiating the position of the layer made of the separating agent A method for analyzing a biological sample, characterized in that
前記データ解析工程は、前記撮像画像に基づいて、前記容器に照射される前記光がほぼ検出されない状態を、前記照射手段が血餅からなる前記層の位置を照射している状態と判断することを特徴とする生体試料の分析方法。 The biological sample analysis method according to claim 1 ,
The data analysis step determines, based on the captured image, a state in which the light irradiated to the container is hardly detected as a state in which the irradiation unit is irradiating the position of the layer made of blood clots. A biological sample analysis method characterized by the above.
前記データ解析工程は、前記照射手段が各層を照射した時間を計測し、前記照射手段と前記容器の相対的な移動速度と前記時間に基づいて、各層の距離を特定することを特徴とする生体試料の分析方法。 In the analysis method of biological samples according to claim 2 or 4,
The data analysis step measures the time when the irradiation means irradiates each layer, and specifies the distance between the layers based on the relative moving speed of the irradiation means and the container and the time. Sample analysis method.
前記データ解析工程は、前記撮像画像に基づいて、前記容器の断面の形状を識別し、前記特定された前記血餅と前記分離剤との境界位置および前記血清の最上面の位置と、前記識別した形状の情報に基づいて、前記血清の量を算出することを特徴とする生体試料の分析方法。 The biological sample analysis method according to claim 4 ,
The data analysis step identifies the shape of the cross section of the container based on the captured image, and identifies the boundary position between the identified clot and the separating agent and the position of the uppermost surface of the serum, and the identification A method for analyzing a biological sample, wherein the amount of serum is calculated based on the information on the shape obtained.
前記データ解析工程は、前記撮像画像に基づいて、最上部の層の色を判別することを特徴とする生体試料の分析方法。 The biological sample analysis method according to claim 1,
The method of analyzing a biological sample, wherein the data analysis step determines the color of the uppermost layer based on the captured image.
予め基準値を設定し、前記各層の情報に基づいて、対象の前記容器を次の作業過程に進ませるか否かを判断する結果判定工程を含むことを特徴とする生体試料の分析方法。 The biological sample analysis method according to claim 1,
A biological sample analysis method comprising a result determination step of setting a reference value in advance and determining whether or not to advance the target container to the next work process based on the information of each layer.
前記データ解析工程は、物理量が既知の前記層を所定の時間間隔ごと、または任意のタイミングに測定し、測定によって得られる前記物理量を既知の量に補正することを特徴とする生体試料の分析方法。 The biological sample analysis method according to claim 1,
The data analysis step includes measuring the layer having a known physical quantity at predetermined time intervals or at arbitrary timing, and correcting the physical quantity obtained by the measurement to a known quantity. .
前記容器の外面の全部または一部は、ラベルで被覆されており、
前記容器を鉛直に固定する固定手段と、
前記容器に光を照射する照射手段と、
前記照射手段を前記容器の側面に沿って相対的に移動させる移動手段と、
前記容器の鉛直方向の上側に固定され、前記移動手段による移動と同期して前記容器の内部を所定の時間間隔で撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像された撮像画像を取得するデータ取得手段と、
前記撮像画像に基づいて、前記容器の内径および外径の位置および前記照射手段から照射された光が前記容器内で散乱する位置から、前記層に関連する特徴を抽出し、抽出した前記撮像画像の特徴から、前記照射手段が光を照射している層を特定するデータ解析手段とを備えたことを特徴とする生体試料の分析装置。 Acquire information on at least one of the samples stored in one container and consist of at least two layers of serum, separating agent, and blood clot. Based on the acquired information, the sample stored in the container A biological sample analyzer for discriminating layers included ,
All or part of the outer surface of the container is covered with a label,
Fixing means for fixing the container vertically;
Irradiating means for irradiating the container with light;
Moving means for relatively moving the irradiation means along the side surface of the container;
An imaging unit that is fixed to the upper side in the vertical direction of the container and images the inside of the container at predetermined time intervals in synchronization with the movement by the moving unit;
Data acquisition means for acquiring a captured image captured by the imaging means;
Based on the captured image, the features related to the layer are extracted from the positions of the inner and outer diameters of the container and the position where the light irradiated from the irradiation unit is scattered in the container, and the extracted captured image A biological sample analyzer comprising: a data analysis unit for identifying the layer to which the irradiation unit is irradiating light .
前記データ解析手段は、前記層の色を判別し、前記層の色を定量化することを特徴とする生体試料の分析装置。 In the analyzer of biological samples according to claim 1 3,
The apparatus for analyzing a biological sample, wherein the data analysis means discriminates the color of the layer and quantifies the color of the layer.
予め基準値を設定し、前記各層の情報に基づいて、対象の前記容器を次の作業過程に進ませるか否かを判断する結果判定手段を備えたことを特徴とする生体試料の分析装置。 In the analyzer of biological samples according to claim 1 3,
A biological sample analyzer, comprising: a result determination unit that sets a reference value in advance and determines whether or not to advance the target container to the next work process based on the information of each layer.
前記データ解析手段は、物理量が既知の前記層を所定の時間間隔ごと、または任意のタイミングに測定し、測定によって得られる前記物理量を既知の量に補正することを特徴とする生体試料の分析装置。 In the analyzer of biological samples according to claim 1 3,
The data analysis means measures the layer having a known physical quantity at predetermined time intervals or at arbitrary timings, and corrects the physical quantity obtained by the measurement to a known quantity. .
前記容器の栓を開閉する開閉手段を備えたことを特徴とする生体試料の分析装置。 In the analyzer of biological samples according to any one of claims 1 3 to 1 6,
A biological sample analyzer comprising an opening / closing means for opening and closing the stopper of the container.
前記固定手段、前記照射手段、前記移動手段、および前記撮像手段は、前記生体試料の分析を行う前の前処理システムの開栓部の近隣、または前記生体試料の分析を行う自動分析装置の投入部の近隣に設置されることを特徴とする生体試料の分析装置。 In the analyzer of biological samples according to any one of claims 1 3 to 1 6,
The fixing means, the irradiating means, the moving means, and the imaging means are provided in the vicinity of the opening portion of the pretreatment system before analysis of the biological sample, or an automatic analyzer for analyzing the biological sample. The biological sample analyzer is installed in the vicinity of the section.
前記撮像手段は、所定の視野と所定の歪曲率を持ち、The imaging means has a predetermined field of view and a predetermined distortion,
予め、前記撮像手段で寸法が刻み込まれた空の前記容器を鉛直方向の上方から撮像して、前記データ取得手段により、基準画像として取得し、Image the empty container engraved with dimensions in advance by the imaging means from above in the vertical direction, and acquire it as a reference image by the data acquisition means,
前記データ解析手段は、前記撮像画像と前記基準画像に基づいて、前記層の境界位置を特定し、前記層の幅を算出することを特徴とする生体試料の分析装置。The apparatus for analyzing a biological sample, wherein the data analysis unit specifies a boundary position of the layer based on the captured image and the reference image, and calculates a width of the layer.
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