JPWO2020162484A1 - 検体処理システム - Google Patents

Abstract

検体容器が開栓されているか否かを簡易な機構により検知可能な検体処理システムを提供する。検体を分析する自動分析装置と、前記検体に対して前処理を実施する前処理装置と、前記検体を収容する検体容器を前記自動分析装置または前記前処理装置において搬送する搬送路を備える検体処理システムであって、前記検体容器の長手方向に直交するように配置され、前記検体容器が開栓されているか否かを検知する単一のセンサをさらに備えることを特徴とする。

Description

本発明は、血液や尿等の検体を分析する自動分析装置及び分析に先立って検体に対して種々の前処理を実施する前処理装置を備える検体処理システムに関し、特に検体が収容される検体容器が開栓されているか否かを検知する技術に係る。

自動分析装置は、患者から供される血液や尿等の検体を分析するために病院や検査施設で用いられ、患者の診断に欠かせないものとなっている。検体が収容される検体容器は、種々の前処理や分析等が実施されるまでの間、汚染や漏洩を防止するために、ゴム栓等により閉栓されており、前処理や分析に先立って開栓される必要がある。

特許文献１には、異なる高さの採液管が混在している場合であっても、開栓作業を自動的に行う開栓装置が開示されている。具体的には、採液管の高さを判定するために複数のフォトセンサを有する高さ判定手段によって判定された高さに応じて、採液管を開栓するための開栓手段の高さを位置決めする開栓装置である。

特許第３０２５１１４号公報

しかしながら特許文献１では、検体容器の一例である採液管の高さを判定するために複数のフォトセンサを有する必要があり、検体処理システムの複雑化を招く。また特許文献１では各フォトセンサから水平方向にビームが照射されるので、ゴム栓に比べて厚さが極めて薄いシール栓が開栓されているか否かを検知することが困難である。検体処理システムが備える自動分析装置や前処理装置に含まれる分注ユニットでは、検体容器が開栓されないまま搬送されると、分析用または分注用のノズルが検体容器の栓と衝突し、検体処理システムを故障させたり、検体容器を倒して検体を損失させたりする場合がある。

そこで本発明は、検体容器が開栓されているか否かを簡易な機構により検知可能な検体処理システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、検体を分析する自動分析装置と、前記検体に対して前処理を実施する前処理装置と、前記検体を収容する検体容器を前記自動分析装置または前記前処理装置において搬送する搬送路を備える検体処理システムであって、前記検体容器の長手方向に直交するように配置され、前記検体容器が開栓されているか否かを検知する単一のセンサをさらに備えることを特徴とする。

本発明によれば、検体容器が開栓されているか否かを簡易な機構により検知可能な検体処理システムを提供することができる。

検体処理システムの全体構成の一例を示す図である。 閉栓された検体容器の一例を示す図である。 実施例１の栓検出部の一例について説明する図である。 実施例１のシール栓センサの一例を説明する図である。 実施例１のシール栓センサの詳細について説明する図である。 実施例２のゴム栓センサの一例を説明する図である。 実施例２のゴム栓センサの詳細について説明する図である。 実施例２の処理の流れの一例について説明する図である。

以下、添付図面に従って本発明に係る検体処理システムの好ましい実施例について説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。

図１を用いて検体処理システムの構成の一例を説明する。検体処理システムは、患者から供される血液や尿等の検体の分析と、分析に先立ち検体に種々の前処理などを実施するシステムであり、前処理装置１００、搬送路１０２、自動分析装置１０４、制御部１０５を備える。以下、各部について説明する。

前処理装置１００は、種々の機能を有する複数のユニットが連結されて構成される。例えば、投入ユニット１００ａ、収納ユニット１００ｂ、遠心分離ユニット１００ｃ、液量測定ユニット１００ｄ、開栓ユニット１００ｅ、子採血管生成ユニット１００ｆ、分注ユニット１００ｇ、閉栓ユニット１００ｈが連結されて前処理装置１００が構成される。以下、各ユニットについて説明する。

投入ユニット１００ａは、検体が収容された検体容器を検体処理システムへ投入するためのユニットである。投入された検体容器はホルダ１０１に搭載されて検体処理システム内を搬送路１０２によって搬送される。投入ユニット１００ａでは、図示しない検体認識部によって検体容器に張り付けられたバーコード等が読み取られ、検体を特定するためのＩＤ情報が取得されて、検体が特定される。なお検体認識部は、投入ユニット１００ａに限らず、検体処理システム内の各所に設けられても良い。

図２を用いて検体容器の一例について説明する。図２（ａ）にシール栓２０３で閉栓され、ホルダ１０１に搭載された検体容器であるシール栓用採血管２０２の側面図を示す。シール栓用採血管２０２は、患者から採取される血液が収容される検体容器の一つである。採取される血液の量に応じて、異なる高さのシール栓用採血管２０２が使い分けられ、例えば７５ｍｍ、９０ｍｍ、１００ｍｍの高さを有するシール栓用採血管２０２が用いられる。シール栓２０３は金属製であって、０．０５ｍｍ程度の厚さを有するフィルムシールである。シール栓２０３がシール栓用採血管２０２の上端部に貼りつけられることで、シール栓用採血管２０２は閉栓される。シール栓用採血管２０２の上端部には、シール栓２０３を貼り付けやすくするためのふちが設けられても良い。ホルダ１０１はプラスチック樹脂製であり、検体容器であるシール栓用採血管２０２を搭載し、搬送路１０２によって検体処理システム内を搬送される。

図２（ｂ）にゴム栓２０５で閉栓され、ホルダ１０１に搭載された検体容器であるゴム栓用採血管２０４を示す。ゴム栓用採血管２０４は血液が収容される検体容器の一つであり、シール栓用採血管２０２と同様に、例えば７５ｍｍ、９０ｍｍ、１００ｍｍの高さを有する。ゴム栓２０５はゴム製の栓であり、ゴム栓用採血管２０４の上端部に取り付けられることで、ゴム栓用採血管２０４を閉栓する。

図１の説明に戻る。遠心分離ユニット１００ｃは、検体が血液である場合に、投入された検体容器に対して遠心分離を行い、血液を成分毎に分離させるユニットである。

液量測定ユニット１００ｄは、検体容器内の検体の量や色を測定または判別するユニットである。液量測定ユニット１００ｄでの測定や判別には、図示しないレーザ光源部や画像認識部が用いられる。

開栓ユニット１００ｅは閉栓された検体容器を開栓するユニットである。検体容器を閉栓する栓には複数種類が存在するので、栓の種類に応じて開栓ユニット１００ｅが備えられても良い。

子採血管生成ユニット１００ｆは、子採血管を準備するユニットである。子採血管とは、検体容器に収容される検体である血液を小分けするために用いられる別の検体容器であり、子採血管には小分けされる検体を特定するためにバーコード等が張り付けられる。準備された子採血管はホルダ１０１に搭載される。

分注ユニット１００ｇは、検体容器から検体を分注するユニットである。例えば、遠心分離ユニット１００ｃによって分離された血液の成分が、子採血管生成ユニット１００ｆで準備された子採血管へ分注ユニット１００ｇによって分注され、後述する自動分析装置１０４で分析される。検体を分注する際、検体を吸引するためのノズルが検体容器内に挿入される。

閉栓ユニット１００ｈは、開栓された検体容器や血液の成分が分注された子採血管を閉栓するユニットである。検体容器を閉栓する栓の種類に応じて、閉栓ユニット１００ｈが備えられても良い。

収納ユニット１００ｂは、閉栓ユニット１００ｈで閉栓された検体容器を収納するユニットである。

なお本構成は一例に過ぎず、前処理装置１００は上記ユニットの全てを備えなくても良いし、他の機能を有するユニットを備えても良い。また各ユニット間は、検体容器を搭載するホルダ１０１を搬送する搬送路１０２によって接続される。

搬送路１０２は、前処理装置１００や、自動分析装置１０４、前処理装置１００と自動分析装置１０４との間において、検体を収容する検体容器を搭載するホルダ１０１を搬送する。前処理装置１００において、搬送路１０２は、いくつかのユニットをスキップしてホルダ１０１を搬送しても良い。例えば、検体が尿である場合には、遠心分離ユニット１００ｃがスキップされても良い。

自動分析装置１０４は、前処理が施された検体の成分を定性・定量分析するための装置である。自動分析装置１０４には、生化学分析や免疫分析、凝固分析をする装置があり、検体処理システムは用途に応じて複数の自動分析装置１０４を備える。なお各自動分析装置１０４と搬送路１０２との間には、両者を接続する接続ユニット１０３が設けられる。接続ユニット１０３は、自動分析装置１０４の検体吸引用ノズルの位置まで開栓された検体容器を搬送する。

制御部１０５は、検体処理システムが備える前処理装置１００や搬送路１０２等の動作を制御するとともに、自動分析装置１０４での分析により得られた測定データを解析したり、記憶したりする。制御部１０５はいわゆるコンピュータにより構成されても良く、所定のプログラムにより動作させることができる。

以上説明した構成の検体処理システムの分注ユニット１００ｇや自動分析装置１０４に、検体容器が開栓されないまま搬送されると、不具合が生じる場合がある。すなわち、分注ユニット１００ｇや自動分析装置１０４が有する検体吸引用ノズルが検体容器の栓と衝突し、検体処理システムを故障させたり、検体容器を倒して検体を損失させたりする場合がある。そこで本実施例では、検体容器が開栓されているか否かを検知する単一のセンサを検体処理システムに備えさせる。

図３を用いて本実施例の栓検知部３０１について説明する。図３（ａ）は栓検知部３０１の上面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＦ−Ｆ矢視図である。栓検知部３０１は、搬送路１０２の経路上、例えば開栓ユニット１００ｅと分注ユニット１００ｇとの間や接続ユニット１０３に配置され、シール栓センサ３００、ベルト３０２、ストッパ３０３、ホルダ検出部３０４、ホルダ回転部３０５を有する。以下、各部について説明する。

シール栓センサ３００は、搬送路１０２によって搬送される検体容器が開栓されているか否かを検知するセンサであり、検体容器の長手方向であるＺ方向に直交するように配置される。シール栓センサ３００の詳細については、図４、図５を用いて後述する。

ベルト３０２は、搬送路１０２の一部であり、図３（ａ）中のＸ方向に移動し続けることにより、ホルダ１０１を搬送する。

ストッパ３０３は、ベルト３０２によって搬送されるホルダ１０１をシール栓センサ３００が配置される位置に停止させるためバーであり、シール栓センサ３００の動作中は下がってホルダ１０１を停止させ、開栓が検知されると上がる。

ホルダ検出部３０４は、ベルト３０２によって搬送されるホルダ１０１を検出する検出器である。ホルダ検出部３０４がホルダ１０１を検出することによりストッパ３０３が動作し、シール栓センサ３００の位置にホルダ１０１を停止させる。

ホルダ回転部３０５は、ストッパ３０３によって停止されたホルダ１０１をＺ軸に対して回転させる装置である。図示しないバーコードリーダが検体容器に張り付けられたバーコードを読み取れるように、ホルダ回転部３０５はホルダ１０１を回転させる。

図４を用いてシール栓センサ３００について説明する。シール栓センサ３００は、シール栓用採血管２０２が開栓されているか否かを検知するセンサであり、シール栓用採血管２０２の長手方向であるＺ方向に直交するように配置される。すなわちシール栓用採血管２０２を閉栓するシール栓２０３の面と平行にシール栓センサ３００が配置される。またシール栓センサ３００がシール栓２０３を検出できる範囲である検出範囲４００は、異なる高さのシール栓用採血管２０２の上端部の範囲に設定される。例えば、７５ｍｍ、９０ｍｍ、１００ｍｍの高さのシール栓用採血管２０２を用いる場合、７５ｍｍの高さを有するシール栓用７５ｍｍ採血管２０２ａと１００ｍｍの高さを有するシール栓用１００ｍｍ採血管２０２ｂとの各上端部を含むように検出範囲４００が設定される。図４では、シール栓用７５ｍｍ採血管２０２ａの上端部とシール栓用１００ｍｍ採血管２０２ｂの上端部を含むように設定された検出範囲４００が点線で示される。

図５を用いてシール栓センサ３００の詳細について説明する。シール栓センサ３００は検出コイル５０１と検出回路５０３とシールド５０４を有する。検出コイル５０１はＹ軸と平行な軸に対して巻かれるコイルであり、高周波電流が流されることによって高周波磁場５０２を放射する。検出回路５０３は検出コイル５０１に高周波電流を供給するとともに、検出コイル５０１から放射される高周波磁場５０２の状態を検出する回路である。シールド５０４は検出回路５０３等を高周波磁場５０２等から遮蔽するために検出コイル５０１の外周面の少なくとも一部を覆う金属ケースである。

検出コイル５０１から放射される高周波磁場５０２に金属が接近すると、金属中に誘導電流が流れて熱損失が発生し、高周波磁場５０２の状態が変化する。検出回路５０３は、例えば検出コイル５０１のインピーダンス計測により高周波磁場５０２の状態を検出し、高周波磁場５０２の状態変化から検出範囲４００内に金属製のシール栓２０３が存在するか否かすなわち検体容器が閉栓されているか否かを検知する。検出回路５０３による検知結果は制御部１０５に送信される。

高周波磁場５０２が放射される範囲である検出範囲４００は、検体容器の異なる高さの範囲に設定されるので、例えば７５ｍｍ、９０ｍｍ、１００ｍｍの高さのシール栓用採血管２０２が閉栓されているか否かを検知できる。検出範囲４００は、検出コイル５０１とシールド５０４とのＹ方向における相対位置を変更することによって調整されても良い。

以上説明したように本実施例によれば、検体容器の一つであるシール栓用採血管２０２が開栓されているか否かを単一のシール栓センサ３００により検知できる。すなわち検体容器が開栓されているか否かを簡易な機構により検知可能な検体処理システムを提供することができる。

実施例１では、検体容器がシール栓２０３で閉栓されているか否かを、高周波磁場を放射するシール栓センサ３００によって検知することについて説明した。図２に示したように検体容器は、シール栓２０３に限らず、ゴム栓２０５によって閉栓される場合がある。本実施例では、非金属製であるゴム栓２０５で検体容器が閉栓されているか否かを検知することについて説明する。なお実施例１と同じ構成については同じ符号を用いて説明を省略する。

図６を用いてゴム栓センサ６０１について説明する。本実施例では、図３のシール栓センサ３００がゴム栓センサ６０１に置換される。ゴム栓センサ６０１は、ゴム栓用採血管２０４が開栓されているか否かを検知するセンサであり、ゴム栓用採血管２０４の長手方向であるＺ方向に直交するように配置される。すなわちゴム栓用採血管２０４を閉栓するゴム栓２０５の底面と平行にゴム栓センサ６０１が配置される。またゴム栓センサ６０１から放射される分散光６０２の放射範囲は、異なる高さのゴム栓用採血管２０４を閉栓するゴム栓２０５の範囲に設定される。例えば７５ｍｍ〜１００ｍｍの高さのゴム栓用採血管２０４を用いる場合、高さ７５ｍｍのゴム栓用７５ｍｍ採血管２０４ａと高さ１００ｍｍのゴム栓用１００ｍｍ採血管２０４ｂとを閉栓する各ゴム栓２０５を含むように分散光６０２の放射範囲が設定される。

図７を用いてゴム栓センサ６０１の詳細について説明する。ゴム栓センサ６０１は発光・受光部７０１とプリズム７０３を有する。発光・受光部７０１は白色光７０２を発生させるとともに光を検出する素子である。プリズム７０３は白色光７０２を分散させて分散光６０２を生成する透明体である。プリズム７０３によって生成される分散光６０２は、様々な波長の光、すなわち波長の長い光から順に赤色７０４、橙色７０５、黄色７０６、緑色７０７、青色７０８、藍色７０９、紫色７１０の単色光を含む。

ゴム栓用採血管２０４またはゴム栓２０５で分散光６０２が反射することによって生じる反射光は発光・受光部７０１によって検出される。分散光６０２に含まれる各単色光は照射される高さが異なるので、発光・受光部７０１によって検出される反射光の色に基づいて、ゴム栓用採血管２０４の高さを判定できるとともに、ゴム栓用採血管２０４が閉栓されているか否かを検知できる。各色の光が照射される高さはプリズム７０３の形状や材質を適宜変更することによって調整される。

図７では、赤色７０４はゴム栓用１００ｍｍ採血管２０４ｂを閉栓するゴム栓２０５よりも上に照射され、波長が短い光になるほど低い位置になり、紫色７１０は開栓されたゴム栓用７５ｍｍ採血管２０４ａの上端部に照射される。なおゴム栓２０５によって閉栓されたゴム栓用採血管２０４を検知するには橙色７０５、緑色７０７、藍色７０９が用いられ、それぞれ１００ｍｍ、９０ｍｍ、７５ｍｍの高さのゴム栓用採血管２０４に対応する。またゴム栓２０５の側面に光反射材を設け、反射光を検出しやすくしても良い。

図８を用いて本実施例の処理の流れ、すなわちゴム栓用採血管２０４の高さの判定と閉栓の検知の処理の流れについて説明する。

（Ｓ８０１）
制御部１０５は、検出された反射光に赤色７０４が含まれるか否かを判定する。赤色７０４が含まれればＳ８０２へ、そうでなければＳ８０３へ処理が進められる。

（Ｓ８０２）
制御部１０５は、検体容器の高さが異常であると判定し、処理の流れを終了させる。

（Ｓ８０３）
制御部１０５は、検出された反射光に橙色７０５が含まれるか否かを判定する。橙色７０５が含まれればＳ８０４へ、そうでなければＳ８０５へ処理が進められる。

（Ｓ８０４）
制御部１０５は、検体容器がゴム栓２０５によって閉栓された高さ１００ｍｍのゴム栓用採血管２０４であると判定し、処理の流れを終了させる。

（Ｓ８０５）
制御部１０５は、検出された反射光に黄色７０６が含まれるか否かを判定する。黄色７０６が含まれればＳ８０６へ、そうでなければＳ８０７へ処理が進められる。

（Ｓ８０６）
制御部１０５は、検体容器が開栓された高さ１００ｍｍのゴム栓用採血管２０４であると判定し、処理の流れを終了させる。

（Ｓ８０７）
制御部１０５は、検出された反射光に緑色７０７が含まれるか否かを判定する。緑色７０７が含まれればＳ８０８へ、そうでなければＳ８０９へ処理が進められる。

（Ｓ８０８）
制御部１０５は、検体容器がゴム栓２０５によって閉栓された高さ９０ｍｍのゴム栓用採血管２０４であると判定し、処理の流れを終了させる。

（Ｓ８０９）
制御部１０５は、検出された反射光に青色７０８が含まれるか否かを判定する。青色７０８が含まれればＳ８１０へ、そうでなければＳ８１１へ処理が進められる。

（Ｓ８１０）
制御部１０５は、検体容器が開栓された高さ９０ｍｍのゴム栓用採血管２０４であると判定し、処理の流れを終了させる。

（Ｓ８１１）
制御部１０５は、検出された反射光に藍色７０９が含まれるか否かを判定する。藍色７０９が含まれればＳ８１２へ、そうでなければＳ８１３へ処理が進められる。

（Ｓ８１２）
制御部１０５は、検体容器がゴム栓２０５によって閉栓された高さ７５ｍｍのゴム栓用採血管２０４であると判定し、処理の流れを終了させる。

（Ｓ８１３）
制御部１０５は、検出された反射光に紫色７１０が含まれるか否かを判定する。紫色７１０が含まれればＳ８１４へ、そうでなければＳ８１５へ処理が進められる。

（Ｓ８１４）
制御部１０５は、検体容器が開栓された高さ７５ｍｍのゴム栓用採血管２０４であると判定し、処理の流れを終了させる。

（Ｓ８１５）
制御部１０５は、検体容器である採血管が無いと判定し、処理の流れを終了させる。

以上説明した処理の流れにより、ゴム栓センサ６０１で検出された反射光の色に基づいて、ゴム栓２０５によって閉栓または開栓された検体容器の高さを判定することができる。

以上説明したように本実施例によれば、検体容器の一つであるゴム栓用採血管２０４が開栓されているか否かを単一のゴム栓センサ６０１により検知できる。すなわち検体容器が開栓されているか否かを簡易な機構により検知可能な検体処理システムを提供することができる。さらに本実施例によれば、ゴム栓用採血管２０４の高さを判定することもできる。

以上、本発明の２つの実施例について説明した。本発明は上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形しても良い。また、上記実施例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせても良い。さらに、上記実施例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除しても良い。

１００：前処理装置、１００ａ：投入ユニット、１００ｂ：収納ユニット、１００ｃ：遠心分離ユニット、１００ｄ：液量測定ユニット、１００ｅ：開栓ユニット、１００ｆ：子採血管生成ユニット、１００ｇ：分注ユニット、１００ｈ：閉栓ユニット、１０１：ホルダ、１０２：搬送路、１０３：接続ユニット、１０４：自動分析装置、１０５：制御部、２０２：シール栓用採血管、２０２ａ：シール栓用７５ｍｍ採血管、２０２ｂ：シール栓用１００ｍｍ採血管、２０３：シール栓、２０４：ゴム栓用採血管、２０４ａ：ゴム栓用７５ｍｍ採血管、２０４ｂ：ゴム栓用１００ｍｍ採血管、２０５：ゴム栓、３００：シール栓センサ、３０１：栓検知部、３０２：ベルト、３０３：ストッパ、３０４：ホルダ検出部、３０５：ホルダ回転部、４００：検出範囲、５０１：検出コイル、５０２：高周波磁場、５０３：検出回路、５０４：シールド、６０１：ゴム栓センサ、６０２：分散光、７０１：発光・受光部、７０２：白色光、７０３：プリズム、７０４：赤色、７０５：橙色、７０６：黄色、７０７：緑色、７０８：青色、７０９：藍色、７１０：紫色

Claims (8)

1. 検体を分析する自動分析装置と、前記検体に対して前処理を実施する前処理装置と、前記自動分析装置と前記前処理装置との間、または前記自動分析装置、前記前処理装置において、前記検体を収容する検体容器を搬送する搬送路を備える検体処理システムであって、
   前記検体容器の長手方向に直交するように配置され、前記検体容器が開栓されているか否かを検知する単一のセンサをさらに備えることを特徴とする検体処理システム。
2. 請求項１に記載の検体処理システムであって、
   前記センサは、高周波磁場を放射する検出コイルと、前記高周波磁場の状態変化を検出する検出回路を有し、前記検出回路で検出される状態変化に基づいて前記検体容器がシール栓で閉栓されているか否かを検知することを特徴とする検体処理システム。
3. 請求項２に記載の検体処理システムであって、
   前記検出コイルは、前記検体容器の異なる高さの範囲に前記高周波磁場を放射することを特徴とする検体処理システム。
4. 請求項３に記載の検体処理システムであって、
   前記センサは、前記検出コイルの外周面の少なくとも一部を覆うシールドをさらに有し、
   前記高周波磁場が放射される範囲は、前記検出コイルと前記シールドとの相対位置を変更することによって調整されることを特徴とする検体処理システム。
5. 請求項１に記載の検体処理システムであって、
   前記センサは、白色光を発生させるとともに光を検出する発光・受光部と、前記白色光を分散させて分散光を生成するプリズムを有し、前記発光・受光部が検出する前記分散光の反射光に基づいて前記検体容器がゴム栓で閉栓されているか否かを検知することを特徴とする検体処理システム。
6. 請求項５に記載の検体処理システムであって、
   前記センサは、前記反射光の色に基づいて、開栓または閉栓された前記検体容器の高さを判定することを特徴とする検体処理システム。
7. 請求項５に記載の検体処理システムであって、
   前記プリズムは、前記検体容器の異なる高さの範囲に前記分散光を生成することを特徴とする検体処理システム。
8. 請求項５に記載の検体処理システムであって、
   前記ゴム栓の側面には、光反射材が設けられていることを特徴とする検体処理システム。

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