JP2004037320A

JP2004037320A - 検体分析装置

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Publication number: JP2004037320A
Application number: JP2002196432A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Suzuki; 鈴木　勝弘; Toru Matsuda; 松田　徹; Junichi Kawanabe; 川那辺　純一; Hiroki Kumazawa; 熊沢　弘樹
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-07-04
Filing date: 2002-07-04
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2022-07-04
Also published as: JP3778355B2

Abstract

【課題】検体容器にバーコードラベルが貼着されている場合や血清中にヘモグロビンやビリルビンが溶血または混入している場合でも正確に血清量を推定することができる検体分析装置を提供する。
【解決手段】血清量推定装置１は、赤外光面光源１１からバーコードラベル２００が貼着された採血管１００に赤外光を照射すると、採血管１００を介してこの赤外光面光源１１に対向するラインセンサ１２がこの採血管１００を透過した透過光を検出する。血清量推定装置１は、ラインセンサ１２の検出結果に基づいて、採血管１００に収納された血液検体の血清層の上部液面と分離層との界面の位置を特定し、それらの位置および採血管１００の形状に基づいて、採血管１００に収納された血清量を推定する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検体分析装置に関し、より詳しくは、遠心分離などにより血清と血餅とに分けられた検体容器内の血液の各成分量を推定する検体分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
検体容器（採血管）に入った血液検体を側方から光学的に分析することにより、血餅層と血清層とに分離した血液検体の血清部分の量を推定（測定）するなどの分析を行う検体分析装置が知られている。
【０００３】
従来の検体分析装置は、撮像用の蛍光灯などの照明を検体容器に照射し、ＣＣＤカメラなどを用いてそれをカラー撮像し、カラー撮像された画像データのＲＧＢにおける濃淡情報（明度情報、色度情報、彩度情報など）により検体容器内の血清部分の境界位置を求め、その得られた境界情報から血清量を推定していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通常、検体容器には検体ＩＤなどを示すバーコードラベルが貼着されているため、蛍光灯などを検体容器に照射する場合には、撮像情報へのバーコードラベルのバーや文字などの映り込みや検体容器の前方から光を照射したときの検体容器表面の反射などによって境界位置の検出が困難になるという問題があった。
【０００５】
上記のような影響を避けるためには、照射光を前面から照射するのではなく背面から（いわゆるバックライト）照射することにより解決できるのであるが、バーコードの発色波長または類似した波長の照明の場合には、バーコードラベルの情報が照射光を吸収してしまうため、検出器側に均一な光量を伝える事が出来ないという問題があった。
【０００６】
さらに、検体によっては血清中にヘモグロビンやビリルビンが溶血したものあるいはフィブリンが混入したものがあり、その検体容器では血清層が赤や黄色などに濁っている。そのため、このような検体について血清層の境界位置を検出するときに検出結果に影響を与える可能性があるという問題もある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みて考案されたものであり、その目的は、検体容器にバーコードラベルが貼着されている場合や血清中にヘモグロビンやビリルビンなどが溶血または混入している場合でも正確に血清量を推定することができる検体分析装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（８）の本発明により達成される。
【０００９】
（１）　検体容器に赤外光を照射する光源と、
前記光源から照射され、前記検体容器を透過した光を検出する光検出手段と、
前記光検出手段の検出結果に基づいて、前記検体容器に収納された検体を分析する分析手段と、
前記分析手段の分析結果に基づいて、前記検体容器内の液量を演算する演算手段と、
を備えることを特徴とする検体分析装置。
【００１０】
（２）　前記光源は、前記検体容器に水平に赤外光を照射する面光源である上記（１）に記載の検体分析装置。
【００１１】
（３）　前記光検出手段は、ラインセンサで構成される上記（１）または（２）に記載の検体分析装置。
【００１２】
（４）　前記分析手段は、前記光検出手段の検出結果に基づいて、前記検体容器内で複数の層に分離した検体の液面および／または界面の位置情報を取得する上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の検体分析装置。
【００１３】
（５）　前記演算手段は、前記分析手段によって取得された液面および／または界面の位置情報に基づいて、前記検体の少なくとも１層の液量を推定する上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の検体分析装置。
【００１４】
（６）　前記検体容器の外周面に貼着された情報担持ラベルの位置を検出するラベル位置検出手段と、
前記ラベル位置検出手段によって検出された位置情報に基づいて、前記検体容器の外周面の前記情報担持ラベルに覆われていない領域を特定し、該領域から前記分析手段の分析対象とする分析対象個所を選択する分析対象個所選択手段と、
をさらに備える上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の検体分析装置。
【００１５】
（７）　前記ラベル位置検出手段は、光沢度センサで構成される上記（６）に記載の検体分析装置。
【００１６】
（８）　前記光源が照射する赤外光のピーク波長は、およそ８２０〜１２００ｎｍである上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の検体分析装置。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図７を参照して本発明の検体分析装置の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態は例示として挙げるものであり、これにより本発明を限定的に解釈すべきではない。
【００１８】
まず、本発明の構成を説明する。図１は、本発明の検体分析装置を血清量推定装置（血清量測定装置）に適用した場合の一実施形態を示す斜視図であり、図２は、図１に示す血清量推定装置の平面図である。
【００１９】
図１に示すように、血清量推定装置１は、採血管（検体容器）１００を取り扱うハンドリング機構２と、採血管１００に赤外光を照射する赤外光面光源（光源）１１と、採血管１００の外周面からの光を検出（受光）するラインセンサ（光検出手段）１２と、採血管１００の外周面に貼着されたバーコードラベル（情報担持ラベル）２００上のバーコードを読み取るバーコードリーダ１３と、採血管１００の外周面上でのバーコードラベル２００の位置を検出する光沢度センサ（ラベル位置検出手段）１４と、採血管ラック６００を搬送するベルトコンベア１５と、採血管ラック６００の移動を規制するとともにピッチ送りするラックストッパ機構１６とを有している。
【００２０】
採血管１００は、各種樹脂材料や各種ガラス材料などからなる実質的に透明な上下方向に長い有底筒状（円筒状あるいはテーパ状）の容器である。この採血管１００には、患者から採取した血液検体が入っており、この血液検体は、遠心分離等の方法により、下層側の血餅３００層と、上層側の血清５００層とに分離されている。採血管１００には、さらに分離剤４００が入っており、血餅３００と、血清５００とは、分離剤４００層により隔てられている（図４参照）。
【００２１】
採血管１００は、採血管ラック６００に保持されている。採血管ラック６００は、複数（図示の構成では５本）の採血管１００を立てた状態で一列に並べて保持することができるようになっているが、これに限定されず、採血管１００を複数列並べて保持してもよい。この場合、ハンドリング機構２は、並列に並んだ採血管１００を順次持ち上げて、後述の分析処理を行うことができる。
【００２２】
ハンドリング機構２は、採血管１００をつかむマニピュレータ（つかみ機構）２１と、マニピュレータ２１を回転させるマニピュレータ回転機構２２と、マニピュレータ２１を上下方向に昇降させるマニピュレータ昇降機構（図示せず）とを有している。
【００２３】
マニピュレータ２１は、爪開閉用モータ２１２と、爪開閉用モータ２１２に駆動されて開閉する複数（図示の構成では４本）の爪（指）２１１とを有しており、これらの爪２１１により採血管１００の上端部をつかんで把持することができる。
【００２４】
マニピュレータ回転機構２２は、爪回転用モータ２２１を有し、爪回転用モータ２２１の駆動により、マニピュレータ２１を回転させる。ハンドリング機構２は、マニピュレータ回転機構２２の作動により、マニピュレータ２１で把持した採血管１００を回転させることができる。爪回転用モータ２２１は、ステッピングモータ（パルスモータ）で構成されており、その回転角度を制御可能になっている。
【００２５】
図示しないマニピュレータ昇降機構は、例えばラック＆ピニオンギア機構、送りねじ機構、またはロボットアーム機構などを利用して、マニピュレータ２１を上下方向に昇降させることができるようになっている。ハンドリング機構２は、マニピュレータ昇降機構の作動により、マニピュレータ２１でつかんだ採血管１００を採血管ラック６００から持ち上げることができ、また、持ち上げた採血管１００を採血管ラック６００に戻すことができる。
【００２６】
赤外光面光源１１は、ハンドリング機構２によってつかんで持ち上げられた採血管１００とほぼ同じ高さに設置されており、持ち上げられた採血管１００のほぼ全体に水平方向に赤外光を照射することができるようになっている。
【００２７】
ラインセンサ１２は、上下方向に１次元に（直線的に）並べられた多数の受光素子（画素）を有しており、採血管１００の外周面からの光を検出（受光）する。ラインセンサ１２は、ハンドリング機構２によりつかんで持ち上げられた採血管１００を介して赤外光面光源１１と対向するような位置に設置されており（図２参照）、赤外光面光源１１により採血管１００に照射された赤外光が採血管１００を透過した透過光を検出（受光）する。
【００２８】
なお、ラインセンサ１２は、受光素子（画素）が２次元に（平面的に）配列された２次元イメージセンサ（例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）等の固体撮像素子等）を備え、これをラインセンサとして利用するような構成のものでもよい。
【００２９】
バーコードリーダ１３は、ハンドリング機構２によりつかんで持ち上げられた採血管１００の外周面に貼着されたバーコードラベル２００上のバーコードを読み取る。バーコードラベル２００に担持される情報は、特に限定されないが、例えば、検体ＩＤ番号、患者ＩＤ番号、患者氏名、病院名、採血日時等が挙げられる。
【００３０】
光沢度センサ１４は、ハンドリング機構２によりつかんで持ち上げられた採血管１００の外周面にスポット光を照射する光源と、反射光を受光するラインセンサ等の受光部とを有しており、採血管１００の外周面の光沢度を測定（検出）する。そして、光沢度センサ１４は、採血管１００自体の外周面と、バーコードラベル２００の表面との光沢度の違いから、採血管１００の外周面上におけるバーコードラベル２００の位置を検出する。
【００３１】
採血管ラック６００は、ベルトコンベア１５により、採血管１００の配列方向に搬送される。ベルトコンベア１５は、採血管ラック６００を血清量推定装置１の上流側（図１中の左側）にある例えば元検体供給ユニット（図示せず）から血清量推定装置１へ搬送し、血清量推定装置１での処理（分析）が終了したら、その採血管ラック６００を下流側（図１中の右側）にある例えば分注装置（図示せず）へと搬送する。このベルトコンベア１５は、その搬送経路がマニピュレータ２１の下方を通過するように設置されている。
【００３２】
ラックストッパ機構１６は、ストッパ１６１を有している。ストッパ１６１は、ベルトコンベア１５上に突出して、採血管ラック６００の搬送方向前端に係止し、採血管ラック６００の移動を規制する位置（図１に示す状態）と、ベルトコンベア１５上から退避して採血管ラック６００の移動を許容する位置（図示せず）とに進退可能になっている。また、ラックストッパ機構１６は、ストッパ１６１を採血管ラック６００の搬送方向へピッチ送り（ピッチ移動）することができるようになっている。
【００３３】
図３は、図１に示す血清量推定装置の概略的なブロック図である。図３に示すように、血清量推定装置１は、前述したような血清量推定装置１の各部がそれぞれ接続された制御手段１７を備えている。この制御手段１７は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）と、シーケンサとを有し、ソフト的およびハード的に構成されている。なお、制御手段１７には、さらに、メモリ１８１を内蔵する画像処理部１８と、記憶部３０と、表示部３１と、操作部（入力部）３２とがそれぞれ接続されている。
【００３４】
制御手段１７は、記憶部３０に記憶された各種アプリケーションプログラムおよびデータを必要に応じて読み出し、そのプログラムおよびデータに基づいて、血清量推定装置１の各部の作動を制御する。また、制御手段１７は、バーコードリーダ１３からのバーコード情報、光沢度センサ１４からの光沢度情報、画像処理部１８からの画像データなどを入力されると、それらを後述する記憶部３０の所定の記憶領域に保存する。
【００３５】
また、制御手段１７は、後述の血清量推定処理において、後述の画像処理部１８から入力された画像データに基づいて、ラインセンサで検出された透過光の強度の一次微分値を演算する。そして、制御手段１７は、その演算結果に基づいて、血清５００層の上面と、血清５００層と分離剤４００層の境界面とを求め、その位置情報と予め設定された検体容器の形状とにより血清量を推定（演算）する。
【００３６】
さらに、制御手段１７は、血清量推定装置１を含む検体処理システム（図示せず）の全体を管理する管理システム７００に接続され、各採血管１００についての血清量推定結果や検体ＩＤ等の情報をこの管理システム７００に出力する。管理システム７００に出力された血清量推定結果は、本血清量推定装置１の下流側の例えば分注装置などにおいて利用可能である。
【００３７】
なお、制御手段１７は、シーケンサを有さずにすべてソフト的に構成されていてもよく、または、シーケンサのみを用いてすべてをシーケンス制御で行うようにハード的に構成されていてもよい。
【００３８】
記憶部３０は、プログラムやデータ等を記憶する、制御手段１７に読み取り可能な記憶媒体（記録媒体）を有している。この記憶媒体は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ：揮発性、不揮発性のいずれをも含む）、ＦＤ（Ｆｌｏｐｐｙ　Ｄｉｓｋ（「Ｆｌｏｐｐｙ」は登録商標））、ＨＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ　Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）等のような、磁気的、光学的記録媒体、もしくは半導体メモリで構成されている。この記憶媒体は、記憶部３０に固定的に設けたもの、もしくは着脱自在に装着するものであり、この記憶媒体には、血清量推定装置１の各部に対応する各種アプリケーションプログラム、後述するフローチャートを実行するためのプログラム等の各種プログラムおよび各種データが予め記憶されているとともに、各プログラムで処理されたデータおよび制御手段１７に接続された各部からの入力データ等が記憶される。
【００３９】
赤外光面光源１１は、光源用電源ユニット３８を介して制御手段１７に接続されており、その照射タイミング、照射光強度等は、制御手段１７により制御される（その光量を変更することができる）。
【００４０】
ここで、赤外光とは、後述する液面等の検出において、使用される（感熱）バーコードラベル（情報担持ラベル）２００を透過させたとき、そのバーコードラベル２００に付されたバーの影響を実質的に受けない（バーの影により誤検出しない）ような光、換言すれば、バーコードラベル２００に付されたバーの影響を実質的に受けない波長領域にピーク波長を有する光をいう。
【００４１】
この場合、赤外光面光源１１から照射される赤外光のピーク波長は、バーコードラベル２００のバーの部分を十分に透過し得る波長領域に含まれているのが好ましく、具体的には、ピーク波長は、８２０〜１２００ｎｍ程度であるのが好ましく、９００〜９９０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００４２】
これにより、バーコードラベル２００のバーの部分の色（波長：およそ４００〜７００ｎｍ）の影響を受けることなく、さらには、血清中にヘモグロビンが溶血した場合の血清の色（波長：およそ６５０ｎｍ）、血清中に混入する可能性があるビリルビンの色（波長：およそ４７０ｎｍ）等の影響を受けることなく、後述の血清量推定処理（例えば、バーコードラベル２００の上端および下端の検出、液面や界面の検出等）を行うことができる。
【００４３】
ラインセンサ１２は、メモリ１８１を有する画像処理部１８を介して制御手段１７に接続されており、その検出信号を画像処理部１８に出力する。画像処理部１８は、ラインセンサ１２から入力された検出信号をメモリ１８１に保存するとともに、所定の処理を施して画像データを生成し、その画像データを制御手段１７に出力する。
【００４４】
バーコードリーダ１３は、制御手段１７に接続されており、バーコードラベル２００から読み取った情報を制御手段１７に出力する。
【００４５】
光沢度センサ１４は、制御手段１７に接続されており、その検出信号を制御手段１７に出力する。
【００４６】
表示部３１は、例えばＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ−Ｒａｙ　Ｔｕｂｅ）、液晶ディスプレイなどで構成されており、例えば、操作画面、データ入力画面、後述する透過光強度のプロファイルなどを表示する。
【００４７】
操作部３２は、例えばマウス、キーパッド、キーボードなどで構成されており、データ入力等の際にユーザによって操作される。
【００４８】
ハンドリング機構２の爪開閉用モータ２１２、爪回転用モータ２２１、および、マニピュレータ昇降機構を駆動する爪昇降用モータ２３１は、それぞれ、ドライバ（駆動回路）３３、３４および３５を介して、制御手段１７に接続されている。爪２１１の開閉、マニピュレータ２１の回転角度（回転位置）およびマニピュレータ２１の昇降（上下動）は、制御手段１７によって制御される。また、制御手段１７には、爪２１１（マニピュレータ２１）の開閉状態を検出する爪開閉センサ２４が接続されている。
【００４９】
ベルトコンベア１５を駆動するコンベア用モータ１５１と、ラックストッパ機構１６とは、それぞれ、ドライバ（駆動回路）３６、３７を介して制御手段１７に接続され、制御手段１７の指示により動作する。
【００５０】
次に、本発明の動作を説明する。図４は、図１に示す血清量推定装置の動作フローを示すフローチャートであり、図５は、図４のステップＳ４における血清量推定処理の動作を示すフローチャートである。以下、これらのフローチャートおよび前述の構成図を参照して、血清量推定装置１の制御動作について説明する。ここで、これらのフローチャートに記述されている各機能を実現するためのプログラムは、コンピュータに読み取り可能なプログラムコードの形態で記憶部３０の記録媒体に格納されており、制御部１７はこのプログラムコードにしたがった動作を逐次実行する。また、制御部１７は、管理システム７００から伝送媒体を介して伝送されてきた上述のプログラムコードにしたがった動作を逐次実行することもできる。
【００５１】
図１において、制御手段１７は、ベルトコンベア１５により採血管ラック６００が上流側から搬送されてくると、ラックストッパ機構１６を作動してストッパ１６１を突出させ、採血管ラック６００を停止させる。この状態では、採血管ラック６００に保持された複数（図示の構成では５本）の採血管１００のうちの１本目がマニピュレータ２１の直下に位置する。そして、制御手段１７は、ハンドリング機構２を作動して、この１本目の採血管１００をつかんで持ち上げ、この採血管１００に対し以下のような処理を開始する。
【００５２】
血清量推定装置１は、まず、採血管１００の外周面の中でのバーコードラベル２００の位置を検出する（ステップＳ１）。このバーコードラベル２００の位置の検出ステップは、次のようにして行われる。
【００５３】
制御手段１７は、マニピュレータ２１で採血管１００の上端部をつかんで持ち上げた状態（図１に示す状態）で、マニピュレータ回転機構２２を作動させ、採血管１００を所定方向に回転させる。採血管１００を回転させている間、光沢度センサ１４は、採血管１００の外周面の光沢度を測定する。バーコードラベル２００の表面は、採血管１００自体の外周面より光沢度が小さい。従って、例えば採血管１００を図２中の時計方向に回転させているとした場合には、バーコードラベル２００の一方の縁部（上下方向に沿った縁部）２０１の位置では測定された光沢度が急激に低下し、バーコードラベル２００の他方の縁部（上下方向に沿った縁部）２０２の位置では、測定された光沢度が急激に増大することとなる。光沢度センサ１４は、このようにしてバーコードラベル２００の縁部２０１、２０２の位置を検出し、検出した縁部２０１、２０２の位置情報を制御手段１７に出力する。
【００５４】
制御手段１７は、光沢度センサ１４から入力された縁部２０１、２０２の位置情報を記憶部３０の所定の記憶領域に保存し、その縁部２０１、２０２の位置情報に基づいて、バーコードラベル２００に覆われている領域と、バーコードラベル２００に覆われていない領域（以下、「ラベル無し領域」という）とを識別する（図２参照）。なお、制御手段１７は、縁部２０１、２０２のいずれかの位置のみを検出し、その位置から所定の角度範囲あるいは距離範囲の領域をバーコードラベル２００に覆われている領域、または、ラベル無し領域１０１であると判断してもよい。
【００５５】
制御手段１７は、識別したラベル無し領域１０１の中から、後述する血清量推定ステップにおける分析の対象とすべき透過光強度検出領域（分析対象個所）１０２を選択（決定）する。透過光強度検出領域１０２は、上下方向に細長い領域であり、血清量推定ステップでは、この透過光強度検出領域１０２がラインセンサ１２側に向けられた（対面させられた）状態（図２に示す状態）で所定の処理が行われる。透過光強度検出領域１０２は、例えば、縁部２０１または縁部２０２からラベル無し領域１０１側に所定の角度あるいは距離だけ離れた個所としてもよく、または、ラベル無し領域１０１の中央の個所（縁部２０１と縁部２０２との中央）としてもよい。
【００５６】
次いで、血清量推定装置１は、採血管１００に対する爪２１１の位置の補正（マニピュレータ２１のつかみ位置の補正）を行う（ステップＳ２）。この爪位置補正ステップは、次のようにして行われる。
【００５７】
まず、制御手段１７は、透過光強度検出領域１０２の位置情報と、記憶部３０に予め記憶されたマニピュレータ２１の爪２１１の位置情報とを比較して、透過光強度検出領域１０２に爪２１１が重なっているか否かを判断（判定）する。透過光強度検出領域１０２に爪２１１が重なっていないと判断（判定）した場合には、血清量推定装置１は、爪位置補正ステップを終了して、次のステップＳ３に移行する。
【００５８】
透過光強度検出領域１０２に爪２１１が重なっていると判断（判定）した場合には、血清量推定装置１は、以下のようにして、採血管１００に対する爪２１１の位置を補正する。まず、制御手段１７は、マニピュレータ回転機構２２を作動して、透過光強度検出領域１０２がラインセンサ１２に対面（正対）する状態（図２に示す状態）となるように、採血管１００の回転位置を調整する。そして、制御手段１７は、マニピュレータ２１を下降させ爪２１１を開くことにより、採血管１００を採血管ラック６００内に戻す。
【００５９】
このようにして採血管１００を採血管ラック６００に一旦戻したら、制御手段１７は、マニピュレータ２１を上昇させて爪２１１の開閉動作を行うことにより、採血管１００の有無を確認する。制御手段１７は、爪開閉センサ２４において爪２１１がスムーズに開閉することを検出した場合には、マニピュレータ２１で採血管１００をつかんでいないと判断する。
【００６０】
これに対し、稀に、バーコードラベル２００の一部が剥がれ、その粘着面が爪２１１に貼り付くなどして採血管１００が爪２１１に引っ掛かったような状態になる場合があるが、この場合には、爪２１１の開閉動作に抵抗が生じる。万一、爪開閉センサ２４において爪２１１がスムーズに開閉しないことを検出した場合には、制御手段１７は、上記のようなエラーが発生しているものと判断し、その旨を表示部３１に表示させるなどして報知する。
【００６１】
このように、爪２１１の開閉動作を行うことにより、エラーの発生を早期に検知することができ、その後の誤動作等をより確実に防止することができる。なお、このような爪２１１の開閉動作は、本発明の血清量推定装置１では行わなくてもよい。
【００６２】
制御手段１７は、爪２１１の開閉動作を行わせた後、マニピュレータ回転機構２２を作動して、マニピュレータ２１の回転位置を調整して原点位置に戻す。マニピュレータ２１の回転位置の原点位置とは、図２に示す状態に相当する位置であり、隣接する２つの爪２１１の中間がラインセンサ１２に正対する位置である。この状態とすることにより、採血管１００と爪２１１との回転位置関係は、図２に示すような状態となり、爪２１１が透過光強度検出領域１０２に重ならないようになる。血清量推定装置１は、この状態から、マニピュレータ２１を下降させ、爪２１１を閉じて採血管１００をつかみ、マニピュレータ２１を上昇させて採血管１００を持ち上げる。このようにして、爪２１１が透過光強度検出領域１０２に重ならないような状態へのつかみ直し（爪位置補正ステップ）が終了する。
【００６３】
血清量推定装置１では、このような爪位置補正ステップを行うことにより、ラインセンサ１２での光検出時に、爪２１１が透過光強度検出領域１０２に重なることがなく、透過光強度検出領域１０２からの光の一部が爪２１１によって遮られるようなことがない。よって、血清量推定（分析）の精度が低下したり、血清量推定（分析）が不能になったりするような弊害が発生するのをより確実に防止することができ、より高い精度で、より確実に血清量推定を行うことができる。
【００６４】
爪位置補正ステップが終了したら、血清量推定装置１は、バーコードラベル２００の読み取りを行う（ステップＳ３）。バーコードラベル２００の読み取りステップでは、制御手段１７は、ステップＳ１で検出したバーコードラベル２００の位置情報に基づいてマニピュレータ回転機構２２を作動させ、バーコードラベル２００上のバーコードがバーコードリーダ１３に対面するように採血管１００の回転位置を調整する。これにより、バーコードリーダ１３は、バーコードラベル２００をより正確、迅速、確実に読み取ることができる。
【００６５】
なお、上述したようなバーコードラベル２００の読み取りステップは、バーコードラベル２００の位置を検出した後であればいつ行ってもよく、爪位置補正ステップの前や、血清量推定ステップの最中またはその後に行ってもよい。
【００６６】
また、バーコードラベル２００の読み取りステップは、採血管１００の回転位置の調整を行わずに、ハンドリング機構２の作動により、採血管１００をつかんで持ち上げた状態で少なくとも１回転させながらバーコードリーダ１３で読み取り続け、いずれかの回転位置でバーコードラベル２００がバーコードリーダ１３に対面して読み取られるようにして行ってもよい。なお、この場合には、バーコードラベル２００の読み取りステップをバーコードラベル２００の位置検出前に行ってもよい。
【００６７】
次いで、血清量推定装置１は、血清量推定を行う（ステップＳ４）。以下、図５を参照して、血清量推定処理（ステップ）の動作を詳細に説明する。
【００６８】
まず、制御手段１７は、マニピュレータ回転機構２２を作動させて透過光強度検出領域１０２をラインセンサ１２に対面させた状態として、光源用電源ユニット３８を駆動して赤外光面光源１１の照射光量を設定値１（強い光）に調整し、採血管１００に第１の光量の赤外光を照射する（ステップＳ４０１）。照射された赤外光は、バーコードラベル２００、採血管１００の管壁、血液検体、および採血管１００の反対側の管壁を順次透過して、ラインセンサ１２に入射する。ラインセンサ１２は、このようにして入射した光（透過光）を検出（受光）し、その検出信号を画像処理部１８に出力する（ステップＳ４０２）。
【００６９】
同様にして、制御手段１７は、光源用電源ユニット３８を駆動して赤外光面光源１１の照射光量を設定値１とは異なる設定値２（弱い光）に調整し、採血管１００に第２の光量の赤外光を照射し（ステップＳ４０３）、ラインセンサ１２は、透過光を検出（受光）し、その検出信号を画像処理部１８に出力する（ステップＳ４０４）。
【００７０】
画像処理部１８は、ラインセンサ１２から入力された２つの設定値における検出信号（検出データ）をそれぞれメモリ１８１に格納（記憶）するとともに、これらの検出信号（検出データ）に基づいて、採血管１００（透過光強度検出領域１０２）の上下方向（長手方向）に沿った透過光の強度（明度）のプロファイルを抽出する（ステップＳ４０５）。そして、画像処理部１８は、抽出された透過光の強度プロファイル（データ）を制御手段１７に出力し、制御手段１７は、そのプロファイルを記憶部３０の所定の記憶領域に保存する。このようにして作成された透過光の強度のプロファイルは、図６の中段のようになる。
【００７１】
制御手段１７は、記憶部３０に記憶された透過光強度のプロファイルの採血管１００の垂直位置における一次微分値を算出し（ステップＳ４０６）、この微分値を記憶部３０に保存する。このようにして作成された透過光強度のプロファイルの微分値の変化は、図６の右側のようになる。
【００７２】
制御手段１７は、記憶部３０に記憶されている透過光強度のプロファイルの微分値（以下、単に「微分値」という）において、まず、その微分値がマイナス（負）からプラス（正）に連続して変化するポイント（位置）を検索して特定し、このポイントの下端を液面５０１の位置であると判断する（ステップＳ４０７）。液面５０１付近で微分値がこのように変化するのは、メニスカス（表面張力による液面の曲がり）による液面５０１付近での乱反射により透過光強度が局所的に低下するからである。
【００７３】
次いで、制御手段１７は、微分値の絶対値が大きい２つのポイントを検索して特定し、このポイントをそれぞれバーコードラベル２００の上端２０３、下端２０４であると判断する（ステップＳ４０８）。バーコードラベル２００は、採血管１００や採血管１００に血清が入っている個所よりも透過光の光量が極端に小さくなるため、一次微分値が全体の中でピークとなる。ここで、制御手段１７は、微分値の絶対値が予め設定された閾値よりも大きい個所を検索して特定することにより、バーコードラベル２００の上端２０３および下端２０４を決定してもよい。
【００７４】
次いで、制御手段１７は、液面５０１、上端２０３、下端２０４以外で微分値がマイナスのピークとなる位置を上側から検索して特定し（採血管１００の上端のピークは除く）、最初のピークの位置を分離剤４００と血清５００との界面５０２であると判断する（ステップＳ４０９）。ここで、採血管１００の上端におけるピークを除くことができるのは、通常、バーコードラベル２００の上端２０３の方が採血管１００の上端よりも下側に位置するからである。
【００７５】
なお、上述のように、微分値を検索して特定する場合、予め設定した閾値以上のもののみを用いて各位置を特定してもよい。このように、閾値を（高めに）設定することにより、例えばフィブリンなどが混入した検体を分析するときにもその影響を受けることなく液面５０１と界面５０２の位置を特定することができる。
【００７６】
以上のように、制御手段１７は、液面５０１と界面５０２の位置を特定し、その位置情報に基づいて、その間に存在する血清の量を推定する。すなわち、制御手段１７は、上記のようにして得られた液面５０１と界面５０２の位置情報と、記憶部３０に予め記憶していた採血管１００の内径データとに基づいて、血清５００の量を演算（推定）する（ステップＳ４１０）。この演算結果（推定結果）は、記憶部３０に保存されるとともに、後段（下流側）での処理（例えば分注処理）で利用するために、管理システム７００に出力され、この血清量推定処理を終了する。
【００７７】
なお、図４に示す採血管１００は、有底部付近を除き、一定の内径を有するものであるので、高さ（液面５０１−界面５０２）に内部面積を乗じたものが推定される血清量となる。それに対し、採血管１００がテーパ型の場合には、例えば、図７に示すように、血清の高さと血清容量との間には一定の関係が成立する。この関係式は、記憶部３０に予め記憶されており、制御手段１７は、液面５０１と界面５０２の位置情報およびこの関係式に基づいて、血清量を推定する。図７において、液面５０１がＸ１の高さ、界面５０２がＸ２の高さであるとすると、血清量は、Ｖ１−Ｖ２により求まる。
【００７８】
本実施形態では、赤外光面光源１１から採血管１００に照射された赤外光の透過光をラインセンサ１２で検出して分析を行うことにより、可視光の照明を用いる場合のようにハレーション（強い反射光で画像が白っぽくなる現象）が生じることがないので、より高い精度で、より確実に分析を行うことができる。また、赤外光面光源１１から照射された赤外光は、バーコードラベル２００のバーの部分（黒い部分）、バーでない部分（白い部分）に関係なくバーコードラベル２００を透過するので、バーコードラベル２００のバーの影響を受けずに分析を行うことができ、より高い精度で、より確実に分析を行うことができる。さらに、本実施形態では、照射光として赤外光を用いたとしてもバーコードラベル２００を感熱することがなく、下流側の装置におけるバーコードの読み取りに悪影響を及ぼすこともない。
【００７９】
また、赤外光面光源１１から照射される赤外光の光量は、本実施形態では、強いものと弱いものの２種類を用い、その透過光をラインセンサ１２で検出して分析することとしたので、本発明の血清量推定装置１は、大きい光量の場合には、特にバーコードラベルに覆われている個所を、小さい光量の場合には、バーコードラベルに覆われていない個所を分析することにより、より高い精度で、より正確に分析を行うことができる。ここで、赤外光面光源１１から照射する赤外光の光量は、２種類に限らず、１種類でもよく、あるいは、より精度を高めるために、３種類以上の光量を用いて分析してもよい。
【００８０】
なお、制御手段１７および画像処理部１８での処理、分析（血清量推定）は、ステップＳ４において行わなくてもよく、後述するステップＳ５の最中またはその後や、ステップＳ６の最中またはその後に行ってもよい。
【００８１】
次いで、制御手段１７は、ステップＳ１で検出したバーコードラベル２００の位置情報に基づいてマニピュレータ回転機構２２を作動させ、バーコードラベル２００が所定の方向に向くように調整する。血清量推定装置１は、この調整後、マニピュレータ２１を下降させて爪２１１を開くことにより、採血管１００を採血管ラック６００に戻す（ステップＳ５）。以上で、採血管ラック６００中の１本目の採血管１００に対する処理が終了する。なお、採血管１００に対する処理が終了し、その採血管１００を採血管ラック６００に戻してマニピュレータ２１での把持を解除したら、前記ステップＳ２０６と同様にして、爪２１１の開閉動作を行い、マニピュレータ２１で採血管１００をつかんでいないことを確認（判断）するように作動するのが好ましい。
【００８２】
１本目の採血管１００を採血管ラック６００に戻したら、血清量推定装置１は、採血管ラック６００をピッチ送りする（ステップＳ６）。すなわち、制御手段１７は、ラックストッパ機構１６を作動させて、ストッパ１６１を採血管ラック６００での採血管１００の配列ピッチでピッチ送りさせる。この間、ベルトコンベア１５は、作動し続けており、ストッパ１６１の移動に伴って、採血管ラック６００が採血管１００の配列ピッチだけ前進する。これにより、２本目の採血管１００がマニピュレータ２１の直下に位置する状態となる。そして、血清量推定装置１は、ハンドリング機構２を作動して、この２本目の採血管１００をつかんで持ち上げ、２本目の採血管１００に対し、前記ステップＳ１〜Ｓ５と同様の処理を行う。
【００８３】
以下、同様にして、血清量推定装置１は、採血管ラック６００に保持された各採血管１００を順次処理する。そして、制御手段１７は、記憶部３０に予め記憶された採血管ラック６００が保持できる採血管１００の数に基づいて、採血管ラック６００中のすべての採血管１００に対する処理が終了したと判断すると、ラックストッパ機構１６のストッパ１６１を退避させる。これにより、採血管ラック６００は、移動の規制が解除され、ベルトコンベア１５により下流側へ搬送される。
【００８４】
血清量推定装置１では、ステップＳ５においてバーコードラベル２００の向きの調整を行うことにより、１つの採血管ラック６００に対する血清量推定装置１における処理が終了したとき、採血管ラック６００に保持された複数の採血管１００は、バーコードラベル２００の向きが所定方向に揃うこととなる。従って、血清量推定装置１の下流側にある図示しない例えば分注装置のような装置（以下、「下流側装置」という）においてバーコードラベル２００の読み取りを行う場合に、これを迅速、確実、容易に行うことができる。
【００８５】
ステップＳ５でバーコードラベル２００の向きを揃える所定の方向は、採血管ラック６００が下流側装置に搬送されたとき、下流側装置が備えるバーコードリーダ１３にバーコードラベル２００が対面するような方向であるのが好ましい。これにより、下流側装置でのバーコードラベル２００の読み取りをさらに迅速、確実、容易に行うことができる。
【００８６】
以上、本発明の検体分析装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、検体分析装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【００８７】
なお、前述した実施形態においては、本発明の検体分析装置を血清量推定装置に適用した場合について説明したが、本発明では、分析対象とする検体は、血液検体に限らず、いかなる種類の検体でもよい。また、分析内容は、液量の推定（測定）に限らず、いかなる内容でもよく、例えば成分の濃度を求めるようなものでもよい。
【００８８】
また、ラベル位置検出手段としては、光沢度センサに限らず、例えばＣＣＤカメラにより得られた画像を処理、分析することによってラベル位置（ラベル縁部）を検出するように構成してもよい。また、ラベル位置検出手段は、ラベルの位置を光学的に検出するものに限らず、例えば、音波を利用して検出するように構成したものや、検体容器の外周面を触ってその凹凸により検出するように構成したものなどであってもよい。
【００８９】
さらに、検体容器からの光を検出する光検出手段としては、ラインセンサに限らず、例えばＣＣＤカメラのような２次元イメージセンサを利用したものでもよい。
【００９０】
また、マニピュレータ回転機構が無く、検体容器を検体容器ラックに置いた状態で回転させる検体容器回転機構を設け、爪位置補正ステップや、バーコードラベルの向きの調整において、この検体容器回転機構の作動によって検体容器の回転位置を調整するようなものでもよい。
【００９１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、光源から検体容器に照射された赤外光の透過光を検出して血清量の推定を行うこととしたので、可視光の照明を用いる場合のようにバーコードラベルのバーの映り込みや照明の検体容器表面での反射等の影響を受けず、より高い精度で、より確実に分析を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の検体分析装置を血清量推定装置に適用した場合の実施形態を示す斜視
図である。
【図２】
図１に示す血清量推定装置の平面図である。
【図３】
図１に示す血清量推定装置の概略的なブロック図である。
【図４】
図１に示す血清量推定装置の動作フローを示すフローチャート（ステップ図）
である。
【図５】
図４のステップＳ４における血清量推定処理の動作を示すフローチャートであ
る。
【図６】
図１に示す血清量推定装置における血清量推定方法を説明するための図であっ
て、採血管と、採血管の上下方向に沿った透過光の強度（明度）のプロファイル
と、この透過光強度プロファイルの微分値とを示す図である。
【図７】
検体容器の高さとその内部容量の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１　　　　　　血清量推定装置
１１　　　　　赤外光面光源
１２　　　　　ラインセンサ
１３　　　　　バーコードリーダ
１４　　　　　光沢度センサ
１５　　　　　ベルトコンベア
１５１　　　　ベルトコンベア用モータ
１６　　　　　ラックストッパ機構
１６１　　　　ストッパ
１７　　　　　制御手段
１８　　　　　画像処理部
１８１　　　　メモリ
２　　　　　　ハンドリング機構
２１　　　　　マニピュレータ
２１１　　　　爪
２１２　　　　爪開閉用モータ
２２　　　　　マニピュレータ回転機構
２２１　　　　爪回転用モータ
２３１　　　　爪昇降用モータ
２４　　　　　爪開閉センサ
３０　　　　　記憶部
３１　　　　　表示部
３２　　　　　操作部
３３、３４、３５、３６、３７　ドライバ
３８　　　　　光源用電源ユニット
１００　　　　採血管
１０１　　　　ラベル無し領域
１０２　　　　透過光強度検出領域
２００　　　　バーコードラベル
２０１、２０２　縁部
２０３　　　　上端
２０４　　　　下端
３００　　　　血餅
４００　　　　分離剤
５００　　　　血清
５０１　　　　液面
５０２　　　　界面
６００　　　　採血管ラック
７００　　　　管理システム
Ｓ１〜Ｓ６、Ｓ４０１〜Ｓ４１０　ステップ

Claims

検体容器に赤外光を照射する光源と、
前記光源から照射され、前記検体容器を透過した光を検出する光検出手段と、
前記光検出手段の検出結果に基づいて、前記検体容器に収納された検体を分析する分析手段と、
前記分析手段の分析結果に基づいて、前記検体容器内の液量を演算する演算手段と、
を備えることを特徴とする検体分析装置。
前記光源は、前記検体容器に水平に赤外光を照射する面光源である請求項１に記載の検体分析装置。
前記光検出手段は、ラインセンサで構成される請求項１または２に記載の検体分析装置。
前記分析手段は、前記光検出手段の検出結果に基づいて、前記検体容器内で複数の層に分離した検体の液面および／または界面の位置情報を取得する請求項１ないし３のいずれかに記載の検体分析装置。
前記演算手段は、前記分析手段によって取得された液面および／または界面の位置情報に基づいて、前記検体の少なくとも１層の液量を推定する請求項１ないし４のいずれかに記載の検体分析装置。
前記検体容器の外周面に貼着された情報担持ラベルの位置を検出するラベル位置検出手段と、
前記ラベル位置検出手段によって検出された位置情報に基づいて、前記検体容器の外周面の前記情報担持ラベルに覆われていない領域を特定し、該領域から前記分析手段の分析対象とする分析対象個所を選択する分析対象個所選択手段と、
をさらに備える請求項１ないし５のいずれかに記載の検体分析装置。
前記ラベル位置検出手段は、光沢度センサで構成される請求項６に記載の検体分析装置。
前記光源が照射する赤外光のピーク波長は、およそ８２０〜１２００ｎｍである請求項１ないし７のいずれかに記載の検体分析装置。