JP6470691B2 - 検体検査自動化システムおよび容量チェックモジュールならびに生体試料のチェック方法 - Google Patents
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Description
このような必要性に対応するために、作業者の負担の軽減と人的ミスの防止目的のため、例えば特許文献1のような自動分析装置における自動判定技術を適用することが考えられる。
特許文献1のように液面を事前に検知できることによって、分注の際に分注用プローブが分離剤へ衝突することを防止できる点で利点はある。しかし、上述のような迅速かつ正確に状態を把握するためのワークフローを制御するための情報を提供するという目的は達成できない。
また、液面を検知するためには採血管の蓋を開封する必要があり、検体の汚染の問題、プローブの洗浄、更には開栓および閉栓の手間が余計にかかるなど、多くの問題を有している。
本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、容器に収容された生体試料のチェックを行う検体検査自動化システムであって、前記検体検査自動化システム内に投入された前記容器の径、前記容器の栓種類および分離剤の有無を特定する特定部と、前記容器内の試料の上面を非接触の静電容量方式によって検出する計測部と、前記容器の側面に対して光を照射する照射部と、前記容器を通過した透過光の量を測定する受光部と、前記計測部、前記照射部および前記受光部を前記容器に対して上下動させる移動部と、前記移動部によって前記計測部を前記容器に対して上下動させながら、前記特定部によって特定された前記栓種類に関する情報に応じて前記容器内の試料の上面を検出するよう制御する制御部と、前記受光部で測定した前記透過光の量に基づき、前記容器内の試料の固液分離面を求め、前記求めた固液分離面と、前記容器の径および分離剤の有無の特定結果と、前記計測部で検出した前記容器内の試料の上面に関する情報とから前記容器内の試料の容量を演算する演算部と、を備えたことを特徴とする。
すなわち、本発明によれば、従来の目視確認の作業を低減することができ、よって、マニュアル作業の低減と、複数の分析項目数からなる複雑な処理フローの最適化に貢献する情報を得るための検出精度の向上を図ることが可能となり、処理能力を向上させることができる。
本発明の検体検査自動化システムおよび生体試料のチェック方法の第1の実施形態を、図1乃至図9を用いて説明する。
図1は本発明の第1の実施形態に係る検体検査自動化システムの全体構成および自動分析装置との位置関係を示す構成図、図2は本発明の第1の実施形態における検体検査自動化システムでチェックする検体容器の概略の一例を示す図、図3は本発明の第1の実施形態における検体検査自動化システムでチェックする検体容器の概略の一例を示す図、図4は本発明の第1の実施形態における検体検査自動化システムでチェックする検体容器の概略の一例を示す図、図5は本発明の第1の実施形態に係る検体検査自動化システムにおける生体試料の容量の測定を行う機能を備えたモジュールの概略を示す図、図6は本発明の第1の実施形態に係る検体検査自動化システムにおける生体試料の容量の測定を行う構成の正面の概略を示す図、図7は本発明の第1の実施形態に係る検体検査自動化システムにおける生体試料の容量の測定を行う構成の側面の概略を示す図、図8は本発明の第1の実施形態に係る検体検査自動化システムにおける検体容器中の生体試料の容量の測定のセンサの制御と出力の関係を説明する図、図9は本発明の第1の実施形態に係る検体検査自動化システム検体容器中の生体試料の容量の測定のフローチャート図である。
検体前処理システム200の先には、生体試料の成分濃度の定性・定量分析を行う自動分析装置211が接続されている。
制御用パソコン210は、検体前処理システム200内の各モジュールや各モジュール内の各機構の動作を制御する。
搬送ライン2は、投入された容器101を各モジュールに対して搬送するためのラインである。
容器101の内容物である生体試料について、ここでは血液を例に挙げる。
また、測定対象には、採血後に遠心分離処理が行われなかった容器101も存在する。この場合、図4に示すように、全血117と下に沈んだ分離剤112の2層構造の状態106となる。
本発明は図2乃至図4に示すいずれの状態にも一様に対応することが可能である。以下図2および図3の三層構造の例を参照して説明する。図4の例については後述する。
機器1は、図5に示すバッファライン2b上に設置されており、この機器1の位置が測定ポジション7となる。この測定ポジション7の下方には、容器101を保持したホルダ4の到着を検知するセンサ(例えばRFID)と、ホルダ4を測定ポジション7に停止させるストッパが設けられている。
非接触の静電容量方式について以下簡単に説明する。
するものであり、光学的に厚い層とそうでない層との境界の検出に優れている。
なお、上述の目的を得るには、照射部21は、必ずしもLEDに限定する必要はなく、集光力の強いレーザやビーム光線あるいは光量の強いものであれば蛍光灯やハロゲン光源なども有効である。また波長域についても、必ずしも赤外線帯に限定する必要はなく、X−線、紫外線、可視光、近赤外線、ミリ波あるいは白色光など広い範囲の波長帯で効果が得られる。
通常、センサのついた検知機構12を固定し容器101を上下させる方法が一般的である。しかし、容器101を上下移動させる場合、血清111に揺れが生じそれが測定誤差を生む要因となる。そこで、本発明では、容器101を動かさずに、検知機構12を上下動させて測定する。
本実施形態では、詳しくは後述するが、静電容量センサ31にて血清111の上面114を検出したのちに、照射部21による分離剤112と血餅113の境界面116検出に移行するように検知機構12を制御する。
従って、静電容量センサ31による検出が終了したらすぐに境界面116が検出される、つまり照射部21による走査時間が短ければ短いほど処理能力は向上する。このため、静電容量のセンサ31が血清111の上面114に到達したときに、照射部21が境界面116の付近にあることが望まれる。
この点、容器101(採血管)には、採血管の製造者による推奨採血量があることから、検査室で一般的に採血される血液の平均的な量はある程度の精度で定義できる。この一般的な量から、血清111の高さの平均的な値はある程度決定することが可能である。この血清111の高さの平均的な値と、分離剤112の高さを足した値が血清上面114と境界面116の間の距離となる。この距離を上述した間隔h0とする。
この容器情報特定部19d1は、カメラ221によって撮像された、投入モジュール201に投入された容器101の撮影画像を画像処理することにより容器101の種別を認識する。認識の方法には、例えば、予め使用する容器を撮影したデータベースを備え、撮像した画像とマッチングを行う方法などがある。また、容器情報特定部19d1は、容器101の種類から、容器101に取り付けられた栓102の底の位置や容器101の径の情報を取得する。この得られた情報を制御用パソコン210に送信する。この情報はまた、生体試料チェックモジュール203a、ステージ15b、通信線18を経由して、生体試料容量測定機器1の解析演算部19dにも送信される。これらの情報のうち容器101の栓102の底の位置は、制御部19aにおける静電容量センサ31の電源64をONにする位置を決めるための情報として用いられる。また、容器101の径の情報は、生体試料容量測定機器1の測定で得られる血清111や全血117の高さ情報と併せて、容量演算部19d2における血清111や全血117の容量を算出する際に使用される。
具体的には、容量演算部19d2は、まず、信号量取得部19bにおいて取得した静電容量センサ31の信号量(静電容量センサ31のOFFかONかの状態)から、検知機構12の高さ情報h1を求める。この高さ(h1)は、初期位置からモータ11の回転数に相当する移動距離を引くことによって算出する。また、フォトダイオード22の信号量(フォトダイオード22で検知する透過光の値が急減する値)から検知機構12の高さ情報h2を求め、フォトダイオード22で測定した透過光の量に基づき、容器101内における血餅113と分離剤112との境界面116を求める。この高さ(h2)は、初期位置からモータ11の回転数に相当する移動距離を引くことによって算出する。その後、h1−h2−分離剤112の高さhsの演算処理を実行することで、血清111の高さを算出する。なお、分離剤112の量は、容器101の種類によってほぼ一定の値であることが知られているため、固定値として予め解析演算部19dに記憶されている。そのため、容器情報特定部19d1において特定された容器情報から、容器101の径の情報と分離剤112の量の情報とから演算することで分離剤112の高さhsは求められる。その後、容器101の径に関する情報を用いることで、具体的な体積値として、血清111の容量を算出する。
本発明の検体検査自動化システムおよび容量チェックモジュールならびに生体試料のチェック方法の第2の実施形態を図10を用いて説明する。
第2の実施形態における検体検査自動化システムは、投入モジュールおよび生体試料チェックモジュール以外の構成は第1の実施形態の検体検査自動化システムおよびと略同じであり、詳細は省略する。
図10は本発明の第2の実施形態に係る検体検査自動化システムにおける生体試料の容量の測定を行う機能を備えたモジュールの概略を示す図である。
具体的には、まず、カメラ221の撮影により容器101の外径を撮像し、解析演算部19dの容器情報特定部19d1において容器101の種別を認識する。この認識の方法には、第1の実施形態と同様に、例えば、予め使用する容器を撮影したデータベースを備え、撮像した画像とマッチングを行う方法などがある。その後、容器情報特定部19d1において容器101の種類を認識することにより、容器の101の径、栓102の種類、栓102の底の位置を特定する。これらの情報は、静電容量センサ31の電源64をONにする位置や、血清111の容量を算出する際の情報として用いられる。これ以降の動作は、第1の実施形態と略同じである。
試薬保冷庫に保管される試薬は、通常、遮光目的のため有色の容器に入れて運用されているため、残量の目視確認はできない。
しかし、本実施形態のような容量チェックモジュールを自動分析装置211の試薬保冷庫やその付近に備えることで、試薬の容量の目視確認ができない状況でも、試薬容器内の試薬の残量のチェックが可能となる。
本発明の検体検査自動化システムおよび生体試料のチェック方法の第3の実施形態を図11を用いて説明する。
第3の実施形態における検体検査自動化システムは、生体試料チェックモジュールおよび分注モジュール以外の構成は第1の実施形態の検体検査自動化システムおよびと略同じであり、詳細は省略する。
図11は本発明の第3の実施形態に係る検体検査自動化システムにおける生体試料の容量の測定を行う機能を備えたモジュールの概略を示す図である。
血清111の容量は、上述したように、生体試料容量測定機器1における各測定と容量演算部19d2の処理によって求める。
例えば、生体試料が血液で赤みがある場合は、溶血の可能性を示唆し、フラグ処理や溶血度合に依存しない項目を優先的に分析する等の使い方をする。また、溶血の度合が強い場合はアラーム等でユーザに知らせることで、より迅速に患者への再採血の指示をする。
本発明の検体検査自動化システムおよび生体試料のチェック方法の第4の実施形態を説明する。本発明の検体検査自動化システムおよび生体試料のチェック方法は、ホルダ4の代わりに、図12に示すようなラック72を使用する検体検査自動化システムや自動分析装置に対しても採用可能である。以下、5本の検体容器101を搬送するラック72を使用するシステムの例を用いて説明する。
図12は本発明の第4の実施形態に係る検体検査自動化システムにおける生体試料の容量の測定を行う機能を備えたモジュールの概略を示す図である。
なお、本発明は上記の実施形態に限られず、種々の変形、応用が可能なものである。上述の実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
この場合、上述した図4に示すように、全血117と下に沈んだ分離剤112の2層構造となり、血餅113が存在しない構造となる。このため、透過光量が低くならずh2が検出されない状況、あるいは血餅113を探して走査し続けて赤外光23がホルダ4の背の高さにまで下降し、この背が透過を遮ることにより、ホルダ4の背を血餅113と誤検知し、より低い値のh2を検出する状況となる。
これらに対応するために、h2に対するしきい値(例えば、h2min)を予め設けておき、h2<h2minとなった場合、あるいは、h2が見つからなかった場合、一律、未遠心検体とみなすよう制御部19a、信号量取得部19bおよび解析演算部19dを設定しておく。
また、解析演算部19dの容量演算部19d2におけるデータ解析においては、h1−分離剤の高さ、を全血117の高さとする。そして容器情報特定部19d1において特定した容器101の径に関する情報を用いることで、具体的な体積値として、全血117の容量を算出する。
以下説明する。
2…搬送ライン、
2a…搬出ライン、
2b…バッファライン、
2c…追い越しライン、
2d…主要ライン、
3…搬送方向、
4…ホルダ、
5…カメラ、
6…遮光板、
7…測定位置、
11…モータ、
12…検知機構、
13…矢印(機構版の稼働方向を示す矢印)、
14…背板、
15a…ステージ、
15b…ステージ、
17…回転棒、
18…通信線、
19a…制御部、
19b…信号量取得部、
19c…データ記憶部、
19d…解析演算部、
19d1…容器情報特定部、
19d2…容量演算部、
19d3…データ解析部、
21…照射部、
22…フォトダイオード、
23…赤外光、
31…静電容量センサ、
41…開始、
42…検知機構降下、
43…静電容量センサの状態、
46…検知機構一時停止、
47…位置(高さh1)記録、
48…赤外光照射開始、
49…検知機構下降、
50…フォトダイオードの値がしきい値以下か、
53…赤外光照射停止、
54…位置(高さh2)記録、
55…検知機構初期位置へ戻る、
56…終了、
61…位置を表す軸、
62a,62b,62c,62d…OFFからONへの切替え、
63a,63b,63c,63d…ONからOFFへの切替え、
64…静電容量センサの電源の状態、
65…静電容量センサの出力、
66…照射部(LED(赤外光)源)の電源の状態、
67…フォトダイオードの出力、
68…栓の底の位置、
71…持上げ機構、
72…ラック、
73…矢印、
101…容器(採血管)、
102…栓、
103…バーコード、
104…バーコードが側面に被覆された容器、
105…バーコードが全側面被覆された容器、
106…未遠心検体、
111…血清、
112…分離剤、
113…血餅、
114…血清上面、
115…境界面、
116…境界面、
117…全血検体、
200…検体前処理システム、
201…投入モジュール、
202…遠心分離モジュール、
203a,203b,203c…生体試料チェックモジュール、
204…開栓モジュール、
205…ラベラ、
206…分注モジュール、
207…閉栓モジュール、
208…分類モジュール、
209…収納モジュール、
210…制御用パソコン、
211…自動分析装置、
221,221b…カメラ(容器情報取得部)。
Claims (11)
- 容器に収容された生体試料のチェックを行う検体検査自動化システムであって、
前記検体検査自動化システム内に投入された前記容器の径、前記容器の栓種類および分離剤の有無を特定する特定部と、
前記容器内の試料の上面を非接触の静電容量方式によって検出する計測部と、
前記容器の側面に対して光を照射する照射部と、
前記容器を通過した透過光の量を測定する受光部と、
前記計測部、前記照射部および前記受光部を前記容器に対して上下動させる移動部と、
前記移動部によって前記計測部を前記容器に対して上下動させながら、前記特定部によって特定された前記栓種類に関する情報に応じて前記容器内の試料の上面を検出するよう制御する制御部と、
前記受光部で測定した前記透過光の量に基づき、前記容器内の試料の固液分離面を求め、前記求めた固液分離面と、前記容器の径および分離剤の有無の特定結果と、前記計測部で検出した前記容器内の試料の上面に関する情報とから前記容器内の試料の容量を演算する演算部と、を備えた
ことを特徴とする検体検査自動化システム。 - 請求項1に記載の検体検査自動化システムにおいて、
前記計測部、前記照射部および前記受光部が、前記容器内に収容された生体試料の幅に応じた間隔で配置された
ことを特徴とする検体検査自動化システム。 - 請求項1に記載の検体検査自動化システムにおいて、
遮光板と、
前記遮光板の前に位置する前記容器を撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された撮像画像に基づいて、前記容器内の前記試料の色を判別するデータ解析部と、を更に備えた
ことを特徴とする検体検査自動化システム。 - 請求項3に記載の検体検査自動化システムにおいて、
前記データ解析部は、更に、前記撮像部で撮像された前記撮像画像から、前記試料の各成分の高さを求める
ことを特徴とする検体検査自動化システム。 - 請求項3に記載の検体検査自動化システムにおいて、
前記演算部において演算された前記試料の容量と前記データ解析部において判別された前記試料の色に関する情報との少なくともいずれか一方を用いて、前記容器内の試料を小分けする分注モジュールを更に備えた
ことを特徴とする検体検査自動化システム。 - 請求項1に記載の検体検査自動化システムにおいて、
前記照射部は、照射する光として赤外光を用いる
ことを特徴とする検体検査自動化システム。 - 容器に収容された試料または試薬のチェックを行う容量チェックモジュールであって、
前記容量チェックモジュール内に搬送された前記容器の径、前記容器の栓種類および分離剤の有無を特定する特定部と、
前記容器内の試料または試薬の上面を非接触の静電容量方式によって検出する計測部と、
前記容器の側面に対して光を照射する照射部と、
前記容器を通過した透過光の量を測定する受光部と、
前記計測部、前記照射部および前記受光部を前記容器に対して上下動させる移動部と、
前記移動部によって前記計測部を前記容器に対して上下動させながら、前記特定部によって特定された前記栓種類に関する情報に応じて前記容器内の試料または試薬の上面を検出するよう制御する制御部と、
前記受光部で測定した前記透過光の量に基づき、前記容器内の試料の固液分離面を求め、前記求めた固液分離面と、前記容器の径および分離剤の有無の特定結果と、前記計測部で検出した前記容器内の試料の上面に関する情報とから前記容器内の試料の容量を演算する演算部と、を備えた
ことを特徴とする容量チェックモジュール。 - 容器に収容された生体試料のチェック方法であって、
前記容器の種類を特定し、前記特定された容器種類に関する情報から、前記容器の径、栓種類および分離剤の有無を特定する特定工程と、
前記特定工程において特定された前記栓種類に関する情報に応じて、非接触の静電容量方式の計測部を前記容器に対して上下動させることで前記容器内の試料の上面を検出する検出工程と、
前記容器の側面に照射部から光を照射し、前記容器を通過した透過光の量を受光部において測定しながら、前記照射部および前記受光部を前記容器の長手方向に上下方向に移動させる測定工程と、
前記測定工程において測定した前記透過光の量に基づき、前記容器内の試料の固液分離面を求め、前記求めた固液分離面と、前記容器の径および分離剤の有無の特定結果と、前記検出工程で検出した前記容器内の試料の上面に関する情報とから前記容器内の試料の容量を演算する演算工程と、を具備する
ことを特徴とする生体試料のチェック方法。 - 請求項8に記載の生体試料のチェック方法において、
前記計測部、前記照射部および前記受光部を、前記容器内に収容された生体試料の幅に応じた間隔で配置する
ことを特徴とする生体試料のチェック方法。 - 請求項8に記載の生体試料のチェック方法において、
遮光板の前に位置する前記容器を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程で撮像された撮像画像に基づいて、前記容器内の前記試料の色を判別するデータ解析工程と、を更に具備する
ことを特徴とする生体試料のチェック方法。 - 請求項10に記載の生体試料のチェック方法において、
前記データ解析工程では、更に、前記撮像工程で撮像された前記撮像画像から、前記試料の各成分の高さを求める
ことを特徴とする生体試料のチェック方法。
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