JP2005345374A - Interface detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、容器内に収容された少なくとも2種類の液体、具体的には採血管内の血清等に対するマイクロ波の反射強度を測定し、典型的には液体相互の界面を検出する界面検出装置に関する。 The present invention relates to an interface detection apparatus that measures the reflection intensity of microwaves to at least two types of liquids contained in a container, specifically serum in a blood collection tube, and typically detects the interface between the liquids. .
被検者から採取した血液中の血清量を計測する場合、その血液はまず、分離剤と一緒に容器(採血管)に入れられる。この容器を遠心分離機にかけることで容器内の検体液は、血清、分離剤および血餅に分離される。そして、このように分離された血清の量を計測する。 When measuring the amount of serum in blood collected from a subject, the blood is first put in a container (collecting blood vessel) together with a separating agent. By subjecting the container to a centrifuge, the sample liquid in the container is separated into serum, a separating agent and a blood clot. And the quantity of the serum isolate | separated in this way is measured.
血清量を計測する方法として、従来よりCCDカメラなどを用いて採血管の側面画像を取得し、その画像処理を行なって血清の界面を判別し、その結果から血清量を計測する。あるいは、検体液に対する光ビームの透過光強度を観測し、その結果から血清量を計測する方法が既に知られている。 As a method for measuring the amount of serum, conventionally, a side image of a blood collection tube is acquired using a CCD camera or the like, the image processing is performed to determine the interface of the serum, and the amount of serum is measured from the result. Alternatively, a method for observing the transmitted light intensity of a light beam with respect to a specimen liquid and measuring the amount of serum from the result is already known.
ここで、採血管には種々の情報を含むバーコードが付された紙が貼着されており、その紙が原因で、上述したCCDカメラ等を使用する画像処理法にあっては血清量を推定するのに必要な画像情報が得られないことがある。また、光ビームを用いる方法では、光ビームの透過光強度が著しく低下し、これらの理由から実質的に血清量の推定が困難になる。 Here, a paper with a barcode containing various information is attached to the blood collection tube. Due to the paper, in the image processing method using the above-described CCD camera or the like, the amount of serum is reduced. The image information necessary for estimation may not be obtained. Further, in the method using a light beam, the transmitted light intensity of the light beam is remarkably reduced, and it is substantially difficult to estimate the serum amount for these reasons.
一方、この種の計測もしくは測定装置において、マイクロ波を用いる方法がある。たとえば特許文献1には、チューブにマイクロ波発振器を対向させて、該チューブ内の液体を検出するようにしたマイクロ波式液体センサが開示されている。また、特許文献2に記載される定液面位置計測装置では、被測定容器の両側にマイクロ波送信アンテナとマイクロ波受信アンテナを対向配置し、受信アンテナに接続されたマイクロ波受信器の出力から液体レベルを算出するようにしている。 On the other hand, in this type of measurement or measurement apparatus, there is a method using microwaves. For example, Patent Document 1 discloses a microwave liquid sensor in which a microwave oscillator is opposed to a tube to detect a liquid in the tube. Moreover, in the constant liquid level position measuring apparatus described in patent document 2, the microwave transmission antenna and the microwave reception antenna are opposingly arranged on both sides of the container to be measured, and the output of the microwave receiver connected to the reception antenna is used. The liquid level is calculated.
かかるマイクロ波によれば、紙等を透過することから、前述した血清量を計測する際にバーコードラベル等の影響を殆ど受けることがなくなる。すなわち、採血管内の空気層および血清層間あるいは血清層および分離剤層間では、層間の比誘電率が著しく異なり、そのため空気層と分離剤層ではマイクロ波は反射・減衰することなく、それらの層を良く透過する。一方、血清層にあってはマイクロ波は反射・吸収されて透過し難くなり、したがってマイクロ波の反射強度を測定することで、血清層の位置を検出することができる。 According to such a microwave, since it passes through paper or the like, it is hardly affected by the barcode label or the like when measuring the serum amount described above. That is, the relative dielectric constant between the air layer and the serum layer in the blood collection tube or between the serum layer and the separating agent layer is remarkably different. Therefore, the microwaves are not reflected or attenuated in the air layer and the separating agent layer. It penetrates well. On the other hand, in the serum layer, the microwave is reflected and absorbed and is difficult to transmit. Therefore, the position of the serum layer can be detected by measuring the reflection intensity of the microwave.
しかしながら、この種のマイクロ波を用いる検出装置においてマイクロ波は指向性を持たないため、たとえば近接する採血管がある場合、それらからの反射波も受信部で受信してしまうことがある。そのような場合、かかる受信信号にはノイズが含まれ、精度よく検出するのが難しくなる。このため複数個の採血管等を同時に処理するのは実質的に困難であった。したがって、処理には多大な時間を要せざるを得なかった。
また、マイクロ波による反射方式ではマイクロ波送受信部と容器の距離が検出精度に著しく影響する、すなわち両者間の距離を一定に保つことが望ましい。特許文献2に記載の装置では、マイクロ波送受信部と容器の距離を適切にすることについては言及していない。また、複数の容器について、効率よく各容器内の所定の液体の界面を検出することについても言及していない。
However, in the detection apparatus using this type of microwave, the microwave does not have directivity, and therefore, for example, when there are adjacent blood collection tubes, the reflected wave from them may be received by the receiving unit. In such a case, the received signal contains noise, and it becomes difficult to detect with high accuracy. For this reason, it has been substantially difficult to process a plurality of blood collection tubes at the same time. Therefore, a great deal of time has been required for processing.
In the reflection method using microwaves, it is desirable that the distance between the microwave transmitting / receiving unit and the container significantly affects the detection accuracy, that is, it is desirable to keep the distance between the two constant. In the apparatus described in Patent Document 2, there is no mention of making the distance between the microwave transmitting / receiving unit and the container appropriate. Further, there is no mention of efficiently detecting a predetermined liquid interface in each container for a plurality of containers.
本発明はかかる実情に鑑み、つねに高い検出精度を維持確保し、検出データの信頼性を保証するとともに、処理能力を向上し得る界面検出装置を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide an interface detection device that can always maintain and ensure high detection accuracy, guarantee the reliability of detection data, and improve processing performance.
本発明による界面検出装置は、マイクロ波を用いて、容器内に収容された液体によって形成される界面を検出する界面検出装置であって、それぞれが容器との間でマイクロ波を送受信する昇降可能なセンサヘッドを有し、所定方向に沿って列設された複数のセンサユニットと、前記センサユニットに対して複数の前記容器を対向配置し得るように構成された容器配設ラックとを備え、少なくとも隣接する前記センサユニット相互間におけるマイクロ波のクロストークを抑止するクロストーク抑止手段を設けたことを特徴とする。 The interface detection apparatus according to the present invention is an interface detection apparatus that detects an interface formed by a liquid contained in a container using microwaves, and each of them can move up and down to transmit and receive microwaves to and from the container. A plurality of sensor units arranged in a predetermined direction, and a container arrangement rack configured to be capable of arranging the plurality of containers opposite to the sensor unit, Crosstalk suppression means for suppressing microwave crosstalk between at least adjacent sensor units is provided.
また、本発明の界面検出装置において、前記容器配設ラックは、所定のピッチ間隔で形成された複数の容器保持部を有し、前記センサヘッドが昇降する際、前記センサユニットと前記容器保持部内の前記容器との距離を一定に設定保持するようにしたことを特徴とする。 In the interface detection device of the present invention, the container mounting rack includes a plurality of container holding portions formed at a predetermined pitch interval, and the sensor unit and the container holding portion are disposed when the sensor head is moved up and down. The distance from the container is set and held constant.
また、本発明の界面検出装置において、前記容器配設ラックの前記容器保持部内に保持された前記容器が前記センサユニットに対応配置されるように前記容器配設ラックを位置決め固定するラック固定機構と、前記容器を前記容器保持部内に位置決め固定する容器固定機構とを設けたことを特徴とする。 In the interface detection device of the present invention, a rack fixing mechanism that positions and fixes the container mounting rack so that the container held in the container holding portion of the container mounting rack is disposed corresponding to the sensor unit. A container fixing mechanism for positioning and fixing the container in the container holding part is provided.
また、本発明の界面検出装置において、前記容器固定機構は、前記センサヘッドの移動方向と平行になるように前記センサユニットに対して前記容器を隔置して位置出しする位置出しブロックと、前記容器を前記位置出しブロックに対して付勢する押圧機構とを含むことを特徴とする。 Further, in the interface detection device of the present invention, the container fixing mechanism includes a positioning block that positions and positions the container with respect to the sensor unit so as to be parallel to the moving direction of the sensor head, And a pressing mechanism for urging the container against the positioning block.
また、本発明の界面検出装置において、前記クロストーク抑止手段として、前記容器配設ラックの前記容器保持部に保持された隣接する前記容器相互間に介挿されるマイクロ波遮蔽カバーを含むことを特徴とする。 Further, in the interface detection device of the present invention, the crosstalk suppression means includes a microwave shielding cover interposed between adjacent containers held by the container holding portion of the container mounting rack. And
また、本発明の界面検出装置において、前記マイクロ波遮蔽カバーは前記容器の長手方向に沿って上下に延設されるとともに、前記容器および前記センサユニットに対して進退可能に支持されることを特徴とする。 In the interface detection device of the present invention, the microwave shielding cover extends vertically along the longitudinal direction of the container and is supported so as to be able to advance and retreat with respect to the container and the sensor unit. And
また、本発明の界面検出装置において、前記マイクロ波遮蔽カバーは、前記容器および前記センサユニットの対向面側に電磁波吸収表面処理が施されていることを特徴とする。 In the interface detection apparatus of the present invention, the microwave shielding cover is characterized in that an electromagnetic wave absorbing surface treatment is applied to the opposing surface side of the container and the sensor unit.
また、本発明の界面検出装置において、前記センサユニットは、隣接する相互間でマイクロ波のクロストークが抑止されるように、所定距離隔てて隔置されることを特徴とする。 In the interface detection apparatus of the present invention, the sensor units are spaced apart by a predetermined distance so that microwave crosstalk is suppressed between adjacent ones.
また、本発明の界面検出装置において、前記センサユニットおよび前記容器配設ラックは、直線状に配置されることを特徴とする。 In the interface detection device of the present invention, the sensor unit and the container arrangement rack are arranged in a straight line.
また、本発明の界面検出装置において、前記センサユニットおよび前記容器配設ラックは、円周状に配置されることを特徴とする。 In the interface detection device of the present invention, the sensor unit and the container mounting rack are arranged in a circumferential shape.
本発明によれば、センサユニットをスキャン移動させて、容器である採血管内の界面を検出する場合、ラック固定機構および容器固定機構により採血管を高い精度で位置決め固定し、スキャン動作中、センサユニットおよび採血管間の距離もしくは間隔を一定に設定保持する。また、クロストーク抑止手段としてのマイクロ波遮蔽カバーによってセンサユニット相互間でのクロストークを抑止する。これらにより複数の採血管の界面位置を正確に検出することができ、誤検出等を有効に防止して信頼性の高い検出データを得ることができる。したがって、複数の採血管を実質的に同時にスキャンすることで、装置の処理能力を格段に向上させることができる。 According to the present invention, when a sensor unit is moved by scanning to detect an interface in a blood collection tube, which is a container, the blood collection tube is positioned and fixed with high accuracy by the rack fixing mechanism and the container fixing mechanism. The distance or interval between blood collection tubes is set and held constant. Further, crosstalk between the sensor units is suppressed by a microwave shielding cover as a crosstalk suppression means. Accordingly, the interface positions of a plurality of blood collection tubes can be accurately detected, and erroneous detection and the like can be effectively prevented to obtain highly reliable detection data. Therefore, by scanning a plurality of blood collection tubes substantially simultaneously, the processing capability of the apparatus can be significantly improved.
以下、図面に基づき、本発明による界面検出装置の好適な実施の形態を説明する。
(第1の実施形態)
図1は、この実施形態における本発明装置の概略構成を示している。本発明の界面検出装置10は、マイクロ波を用いて、容器内に収容された液体によって形成される界面を検出する。典型的には容器内に収容された少なくとも2種類の液体相互の界面を検出し、この実施形態では容器である採血管100内の血清等の液体相互の界面を検出するものとする。
Hereinafter, preferred embodiments of an interface detection device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic configuration of the apparatus of the present invention in this embodiment. The
ここで先ず、採血管100は下端が閉塞された細長円筒状の容器で、マイクロ波を透過可能な材質、すなわちたとえば無色透明なガラスあるいは合成樹脂等により形成される。この実施形態では採血管100内には図3に示されるように、検体液である遠心分離された3種類の液体、すなわち血清101、分離剤102および血餅103が上下に収容される。血清101の上部には空気104が充填されており、採血管100の上端はキャップ105によって栓止されている。このように採血管100において3種類の液体が上下にはっきりと分離されており、したがって、これらの液体相互の界面位置を検出することができる。
First, the
採血管100の外周面には、紙あるいは合成樹脂等の材質でなる半透明のラベル106が貼着されてよく、このラベル106には必要に応じて文字、記号もしくはバーコード等の情報が印刷、手書き等によって付記されている。なお、ラベル106の材質は特に制限されるものではなく、マイクロ波を透過可能なものであればよい。
A
さて、図1において本発明の界面検出装置10は、採血管100との間でマイクロ波を送受信する昇降可能なセンサヘッド12を有し、所定方向に沿って列設された複数のセンサユニット11と、センサユニット11に対して複数の採血管100を対向配置し得るように構成された容器配設ラック13とを備える。このように複数のセンサユニット11を有し、複数の採血管100の界面を実質的に一括で検出するものである。なお、この実施形態では複数のセンサユニット11が直線状に配置される。
Now, in FIG. 1, the
上記のように複数のセンサユニット11が列設されることから、そのままでは各センサユニット11で送受信されるマイクロ波のクロストークが生じることがある。そこで本発明では特に、少なくとも隣接するセンサユニット11相互間におけるマイクロ波のクロストークを抑止する後述するクロストーク抑止手段が設けられる。
Since a plurality of
各センサユニット11において図5に示されるように、採血管100の長手方向(すなわち上下方向)に沿ってセンサヘッド12を昇降させる昇降機構14を有する。なお、センサヘッド12の出力信号に基き液体の界面位置を検出処理するように構成された後述する検出処理部を備えている。
As shown in FIG. 5, each
センサヘッド12は昇降機構14によって、所定のストロークだけ上下動可能に支持される。昇降機構14はたとえば基台(装置フレーム)15上に垂直方向に垂架されたガイド(ガイド軸もしくは駆動軸16)を有し、このガイドに沿ってセンサユニット11を移動させるようになっている。なお、昇降機構12のガイドとして所謂、LM(リニアモーション)ガイド等を使用することができる。
The
この場合、図5に示すように昇降機構14の適所(上端部等)にアクチュエータ17を備え、アクチュエータ17の作動によりガイド軸16に沿ってセンサヘッド12を上下動させることができる。なお、アクチュエータ17としてパルスモータを用いることができ、その際、アクチュエータ17に対する駆動パルス(数)をカウントすることによりセンサヘッド12の上下方向位置および移動量を把握し得るように構成することができる。
In this case, as shown in FIG. 5, an
ここで、センサユニット11はそのセンサヘッド12内に、図3に示すように送受信手段としてマイクロ波を送信する送信部18と、送信部18から送信され、採血管100内の検体液で反射したマイクロ波を受信する受信部19を持つ。送信部18および受信部19は相互に隣接して一体的に配置構成された形で、採血管100に対して所定間隔をおいて配置される。
Here, as shown in FIG. 3, the
センサヘッド12の送信部18から送信されたマイクロ波は、採血管100の側面に直角に入射して採血管100内の検体液を透過し、あるいは採血管100内の検体液で反射する。すなわち、マイクロ波が入射すべき素材もしくは材料の材質特性・性状、特に比誘電率に応じて、そのマイクロ波が透過または反射する。
The microwave transmitted from the
一般に、多くの有機物の比誘電率は3以下、無機物は5以下である。本実施形態に係る材質として紙、ガラスあるいはプラスチック等は5以下、空気は1程度である。また、分離剤102も5以下と比較的小さい。これらに対して血清101および血餅103では50程度とかなり大きい比誘電率となる。
In general, the relative dielectric constant of many organic substances is 3 or less, and that of inorganic substances is 5 or less. As a material according to the present embodiment, paper, glass, plastic or the like is 5 or less, and air is about 1. Also, the separating
このため採血管100自体、その側面に貼られたラベル106、空気104および分離剤102に対して入射したマイクロ波は、それらに反射、吸収されることなく透過する。一方、血清101(および血餅103)にあってはマイクロ波の反射および吸収性が格段に大きく、したがってマイクロ波のかかる反射/透過特性を利用することにより、受信部19で受信されるマイクロ波の反射強度から、採血管100内に収容された液体の界面位置を検出することができる。
For this reason, the microwave which entered with respect to the
つぎに、容器配設ラック13は図1または図2に示されるように、センサユニット11の側近にてその列設方向と平行に敷設された搬送レール(もしくはライン)20上を搬送されるようになっている。その搬送機構は、容器配設ラック13をセンサユニット11と並列する位置まで搬送し、その位置で停止させる。また、容器配設ラック13は、所定のピッチ間隔で形成された複数の容器保持部21を有する。
Next, as shown in FIG. 1 or FIG. 2, the
図5に示されるように、容器保持部21内に保持された採血管100がセンサユニット11に対応配置されるように容器配設ラック13を位置決め固定するラック固定機構22を備える。ラック固定機構22は、搬送レール20に付設されたストッパ23に容器配設ラック13のたとえば下部付近を押し付ける押当て部材24を有する。押当て部材24は図6に示されるように、アクチュエータ25によって進退可能に構成されるが、押当て部材24とアクチュエータ25の間にスプリング26等の弾機手段が介装される。
As shown in FIG. 5, a
容器保持部21は、容器配設ラック13の上面から垂直穴状に凹設され、センサユニット11の列設ピッチと同一ピッチで配置される。本発明では、採血管100を容器保持部21内に位置決め固定する容器固定機構27を設け、センサヘッド12が昇降する際、センサユニット11と容器保持部21内の採血管100との距離を一定に設定保持するようにしている。
The
容器固定機構27において、図7あるいは図8に示すようにセンサヘッド12と対向する方向の容器保持部21の両側に隙間28および開口部29を設け、これらの隙間28および開口部29に位置出しブロック30と押圧機構31が配置構成される。位置出しブロック30は、センサヘッド12の移動方向(上下方向)と平行になるようにセンサユニット11に対して採血管100を隔置して位置出し、押圧機構31は、採血管100を位置出しブロック30に対して付勢するようになっている。
In the
ここで、図8には位置出しブロック30の幾つかの態様が示される。図8(a)のように位置出しブロック30は、V字状の横断面形状を有する。この例では採血管100は、V字の2辺に対応する部位で2ヶ所で線接触する。また、図8(b)のように2分割構成された位置出しブロック30は、変形V字状の横断面形状を有する。さらに、図8(c)のように2分割構成された位置出しブロック30は、矩形の横断面形状を有する。そしてまた、図8(d)のように適宜の曲率のR面もしくは湾曲面を持ち、これらいずれの場合も押圧機構31との協働により採血管100を適正かつ正確に位置決め固定することができる。
上記の場合、図8(a)および(d)のような形状の位置出しブロック30においては、センサヘッド12の上下移動範囲に対応する部分を上下方向に切り欠いて切欠き部30aが形成される。このように切欠き部30aを設けることで、センサユニット11から採血管100に対して直接的にマイクロ波を照射することができる。この場合、位置出しブロック30の形成材料としては好適にはマイクロ波を透過するものとするが、マイクロ波を透過しない材料であってもよい。なお、切欠き部30aを設けない場合は、マイクロ波を透過する材料で形成される。
また、図8(b)または図8(c)のように2分割構成された位置出しブロック30においては、中央部の隙間を介してセンサヘッド12から採血管100に対して直接的にマイクロ波を照射することができる。
Here, several aspects of the
In the above case, in the
In the
また、押圧機構31の押圧片32は、開口部29内を挿通して採血管100に対して進退可能に構成される。この場合、押圧片32とそのアクチュエータ33の間にはスプリング34等の弾機手段を介装され、押圧片32が採血管100の外周面に弾接するようにしている。このようにスプリング34等を介在させることで、アクチュエータ33によって生じる採血管100に対する付勢荷重を一定限度内に規制することができる。なお、アクチュエータ33としては、空圧制御式のエアシリンダ等を用いることができる。
Further, the
つぎに、クロストーク抑止手段として、容器配設ラック13の容器保持部21に保持された隣接する採血管100相互間に介挿されるマイクロ波遮蔽カバー35(図1および図2)を有する。マイクロ波遮蔽カバー35は、採血管100の長手方向に沿って上下に延設されるとともに、採血管100およびセンサユニット11に対して進退可能に支持される。
Next, a microwave shielding cover 35 (FIGS. 1 and 2) interposed between adjacent
この例では図1および図2に示されるように複数の採血管100に対して設けられる複数のマイクロ波遮蔽カバー35が一体化するかたちで構成され、図示しないアクチュエータによって同時に進退駆動されるようになっている。隣接する容器保持部21相互間には、マイクロ波遮蔽カバー35が進入し得るようにしたスリット36が形成されている。
In this example, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, a plurality of microwave shielding covers 35 provided for a plurality of
マイクロ波遮蔽カバー35は図5に示されるように、採血管100側へ前進して、採血管100およびセンサユニット11をすっぽりと覆うことができる。また、マイクロ波遮蔽カバー35の採血管100およびセンサユニット11の対向面側には、電磁波を吸収可能な表面処理が施されている。
As shown in FIG. 5, the
上記の場合、センサユニット11の出力信号に基き液体の界面位置を検出処理する検出処理部を備える。図3に示されるように検出処理部37は、センサユニット11の受信部19に接続され、受信部19で受信された信号が検出処理部37に送出される。検出処理部37において、受信部19からの信号を検波する検波回路38と、検波回路38からの信号を増幅する増幅回路39と、増幅回路39からの信号を所定の閾値と比較してその比較結果の信号を出力するコンパレータ回路40とを含んでいる。
In the above case, a detection processing unit that detects and processes the interface position of the liquid based on the output signal of the
コンパレータ回路40からの出力信号により、採血管100のたとえば血清101の界面位置(血清101および空気104の界面位置あるいは血清101および分離剤102の界面位置)が検出される。
Based on the output signal from the
なお、検出処理部37には計測手段41が接続され、この計測手段41の作動により検出処理部37からの出力信号(たとえば血清101の界面位置)と予め測定されている採血管100の横断面積(内径)等によって血清101の体積が算出される。すなわち、血清101の上側の界面位置および下側の界面位置の距離と採血管100の横断面積とから血清101の体積を求めることができる。
Note that a measuring means 41 is connected to the
また、センサヘッド12、検出処理部37および計測手段41等は、制御部42に接続され、この制御部42により作動制御されるようになっている。なお、検出処理部37の各回路を制御部42内に設けるようにしてもよい。
Further, the
上記構成において、本発明の界面検出装置10により、具体的には採血管100の血清101の界面を検出し、さらにその体積を求める場合を説明する。
被検者から採取した血液は、予め遠心分離機にかけられ、図3に示されるように採血管100内の検体液として血清101、分離剤102および血餅103に分離される。
In the above configuration, the case where the interface of the
The blood collected from the subject is preliminarily centrifuged and separated into
遠心分離処理された採血管100は、予め容器配設ラック13の容器保持部21内に静置される。容器配設ラック13は搬送機構によって、搬送レール20に沿ってセンサユニット11と並列する位置まで搬送される。つぎに、ラック固定機構22が作動し、容器保持部21内に保持された採血管100がセンサユニット11に対応配置されるように容器配設ラック13を位置決め固定する。
The
つぎに、各センサユニット11において、採血管100の界面を検出すべくスキャンが行われる。ところで、マイクロ波による反射方式では界面を検出する場合、マイクロ波送受信部(センサユニット11)と採血管100の距離を一定に保つのが望ましい。
Next, scanning is performed in each
すなわち、たとえば図4に示すように反射方式においては、マイクロ波送受信部と採血管の距離によって各検体液ともそれぞれの反射強度が変動する。このような反射強度の変動は、マイクロ波の送信波および反射波が採血管との距離(のバラツキ)に起因して共振し、あるいは相殺し合うことに起因する。したがって、検体液の界面位置を正確に検出するためには、マイクロ波送受信部および採血管間の距離がバラつかないように、これを一定に確保保持することが不可欠になる。 That is, for example, as shown in FIG. 4, in the reflection method, the reflection intensity of each specimen fluid varies depending on the distance between the microwave transmission / reception unit and the blood collection tube. Such fluctuations in the reflection intensity are due to the fact that the microwave transmission wave and the reflected wave resonate or cancel each other due to the distance from the blood collection tube. Therefore, in order to accurately detect the interface position of the specimen liquid, it is indispensable to ensure and maintain this constant so that the distance between the microwave transmitting / receiving unit and the blood collection tube does not vary.
本発明では、容器固定機構27によりセンサユニット11と採血管100間の距離もしくは間隔を一定に設定保持することができる。この場合、アクチュエータ33を作動させることで、図8等に示されるように押圧片32が開口部29から進入し、採血管100を押圧する。これにより採血管100は、押圧片32とは反対側に配置されている位置出しブロック30に押し付けられる。
In the present invention, the distance or interval between the
位置出しブロック30に対して採血管100の外周面が接触し、採血管100およびセンサユニット11の移動方向間の高い平行度を確保しながら、採血管100を適正に支持することができる。したがって、採血管100およびセンサユニット11間の距離は、バラつくことなく一定に確保維持される。
The outer peripheral surface of the
なお、上記のように押圧片32によって採血管100を位置出しブロック30に対して付勢する際、押圧片32およびアクチュエータ33間にスプリング34等を介装されている。これにより採血管100に過荷重が掛らないようにし、採血管100をつねに適正荷重で位置決め固定することができる。
When the
容器配設ラック13において、容器保持部21を介して複数の採血管100が所定ピッチ間隔で列設される。つぎに、マイクロ波遮蔽カバー35を採血管100側へ前進させ、隣接する採血管100相互間に介挿させる。これにより採血管100およびセンサユニット11はそれぞれ、マイクロ波遮蔽カバー35によってすっぽりと覆われ、センサヘッド12をスキャン移動させて界面検出する際、センサユニット11相互間でのクロストークを確実に抑止することができる。この場合、マイクロ波遮蔽カバー35の内側面に施した電磁波吸収処理が有効に機能する。
In the
複数の採血管100は上記のように容器配設ラック13上で適正に位置決め固定され、かつセンサユニット11相互間でのクロストークが抑止されており、このような状態でセンサユニット11によりスキャンされる。センサユニット11のセンサヘッド12は昇降機構14により、ガイド軸16に沿って移動される。このとき同時にセンサユニット11の送信部18から採血管100に向けてマイクロ波を送信する。送信されたマイクロ波のうち、採血管100内の検体液で反射したものはセンサユニット11の受信部19により受信される。
The plurality of
このようにセンサユニット11をスキャン移動させながらセンサヘッド12を作動し、これにより採血管100の長手方向に沿った部位からの時々刻々のデータが得られる。受信部19で受信した信号は、検出処理部37に送出され(図3)、さらに検出処理部37で検波回路38、増幅回路39およびコンパレータ回路40による信号処理がなされる。この結果、採血管100内の空気104、血清101、分離剤102および血餅103に応じた出力結果が得られる。
In this way, the
この場合、前述のように血清101は、空気104および分離剤102に比較して誘電率が大きいため、血清101対応部位の信号レベルは空気104および分離剤102対応部位の信号レベルよりも大きくなる。また、得られた信号波形は界面部分で緩やかに変化するため、所定の閾値を設定することで血清101の界面位置または高さを検出することができる。
In this case, since the
さらに、計測手段41において検出処理部37からの出力信号(すなわち血清101の界面位置)と予め測定されている採血管100の内径等によって血清101の体積を算出することができる。
Furthermore, the volume of the
上述のようにセンサヘッド12をスキャン移動させて、採血管100内の界面を検出する場合、ラック固定機構22および容器固定機構27により採血管100を高い精度で位置決め固定し、スキャン動作中、センサユニット11および採血管100間の距離もしくは間隔を一定に設定保持する。また、マイクロ波遮蔽カバー35によってセンサユニット11相互間でのクロストークを抑止し、これらにより複数の採血管100の界面位置を正確に検出することができ、誤検出等を有効に防止して信頼性の高い検出データを得ることができる。このように複数の採血管100を実質的に同時にスキャンすることで、装置の処理能力を格段に向上させることができる。
When the
(第2の実施形態)
つぎに、本発明による界面検出方法および界面検出装置における第2の実施形態を説明する。なお、前述した第1の実施形態と同一または対応する部材には同一符号を用いるものとする。
図9は、第2の実施形態による本発明装置の概略構成を示している。第2の実施形態においても複数の採血管100の界面検出を行うが、採血管100の長手方向に沿って上下に走査可能な複数のセンサユニット11が円周状に列設配置される。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the interface detection method and the interface detection apparatus according to the present invention will be described. In addition, the same code | symbol shall be used for the same or corresponding member as 1st Embodiment mentioned above.
FIG. 9 shows a schematic configuration of the apparatus of the present invention according to the second embodiment. Also in the second embodiment, the interface detection of the plurality of
第2の実施形態において図9に示されるように、遠心分離された複数の採血管100を保持する容器搬送ラック43と、センサユニット11に対して複数の採血管100を対向配置し得るように構成された容器配設ラック44と、容器搬送ラック43に保持された採血管100を容器配設ラック44へ移載する移載機構45とを備える。
As shown in FIG. 9 in the second embodiment, a plurality of
容器搬送ラック43には複数の容器収納部46が所定ピッチ間隔で形成されており、前工程で遠心分離処理された採血管100が各容器収納部46に収納される。容器搬送ラック43は搬送機構により搬送レール20上を、センサユニット11と対置する位置まで搬送される。
A plurality of
容器配設ラック44は、この例では円形状もしくは円盤状に形成され、センサユニット11列の内側に配置される。容器配設ラック44の周辺部に沿って、所定ピッチ間隔で形成された複数の容器保持部47を有する。容器保持部47は、容器配設ラック44の上面から垂直穴状に凹設される。この実施形態においても、第1の実施形態と実質的に同様に採血管100を容器保持部47内に位置決め固定する容器固定機構27を設け、センサヘッド12が昇降する際、センサユニット11と容器保持部47内の採血管100との距離を一定に設定保持するようにしている。
In this example, the
容器固定機構27において、図10に示すようにセンサヘッド12と対向する方向(容器配設ラック44の直径方向)の容器保持部47の両側に隙間28および開口部29を設け、これらの隙間28および開口部29に位置出しブロック30と押圧機構31が配置構成される。位置出しブロック30は、センサヘッド12の移動方向(上下方向)と平行になるようにセンサユニット11に対して採血管100を隔置して位置出し、押圧機構31は、採血管100を位置出しブロック30に対して付勢するようになっている。
上記の場合、位置出しブロック30は、センサヘッド12の上下移動範囲に対応する部分を上下方向に切り欠いて切欠き部30aが形成される。このように切欠き部30aを設けることで、センサユニット11から採血管100に対して直接的にマイクロ波を照射することができる。この場合、位置出しブロック30の形成材料としては好適にはマイクロ波を透過するものとするが、マイクロ波を透過しない材料であってもよい。なお、切欠き部30aを設けない場合は、マイクロ波を透過する材料で形成される。
In the
In the above case, the
さらに、クロストーク抑止手段として、容器配設ラック44の容器保持部47に保持された隣接する採血管100相互間に介挿されるマイクロ波遮蔽カバー48を有する。マイクロ波遮蔽カバー48は、採血管100の長手方向に沿って上下に延設されるとともに、容器配設ラック44上に放射状に配置される。
Further, as a crosstalk suppressing means, there is a
マイクロ波遮蔽カバー48は、隣接する採血管100およびセンサユニット11を相互に仕切るように構成される。図示のようにマイクロ波遮蔽カバー48は、採血管100およびセンサユニット11をすっぽりと覆うことができる。また、マイクロ波遮蔽カバー48の採血管100およびセンサユニット11の対向面側には、電磁波を吸収可能な表面処理が施されている。
The
また、移載機構45においてX,Y,Z3軸座標系で移動可能な搬送機構を介して採血管100を移載することができる。移載機構45はX,Y軸方向に搬送ガイドするX−Y軸駆動機構49と、Z軸方向(上下方向)に搬送ガイドするZ軸駆動機構50とを持ち、これら駆動機構49,50が協働して採血管100を適正かつ円滑に移載することができるように構成される。なお、X−Y軸駆動機構49およびZ軸駆動機構50を作動させるアクチュエータとして、図示しないパルスモータあるいはサーボモータ等を用いてもよい。
In addition, the
さらに、Z軸駆動機構50の下端には採血管100を担持するピックアップヘッド51が付設される。ピックアップヘッド51はマニピュレータ52を有し、このマニピュレータ52によって採血管100の上部付近を把持し、また採血管100を容器保持部47に移載する際にはマニピュレータ52から離脱させることができる。
Further, a pickup head 51 that carries the
第2の実施形態において、複数の採血管100を収納した容器搬送ラック43は図9のように、搬送機構によりセンサユニット11と対置する位置まで搬送される。つぎに、採血管100は移載機構45によって容器配設ラック44へ移載される。
In the second embodiment, the
この場合、先ずX−Y軸駆動機構49を介してピックアップヘッド51を容器搬送ラック43まで移動させ、Z軸駆動機構50によりピックアップヘッド51を下降させ、そのマニピュレータ52によって採血管100を把持する。さらに、把持された採血管100は、移載機構45によって所定の容器保持部47の上方位置まで移動される。Z軸駆動機構50によってピックアップヘッド51を下降させ、採血管100を容器搬送ラック43の容器保持部47に移載する。この動作を繰り返すことで、容器配設ラック44のすべての容器保持部47に採血管100が移載される。
In this case, first, the pickup head 51 is moved to the
つぎに、センサユニット11により各採血管100をスキャンする際、第1の実施形態と同様に容器固定機構27により、センサユニット11および採血管100間の距離もしくは間隔は一定に設定保持される。続いて、センサヘッド12をスキャン移動させて界面検出する際、容器配設ラック44において隣接する採血管100相互間にマイクロ波遮蔽カバー48が介挿されており、この場合にもセンサユニット11相互間でのクロストークを確実に抑止することができる。
Next, when each
第2の実施形態でもセンサユニット11をスキャン移動させて、採血管100内の界面を検出する場合、センサユニット11に対して採血管100を高い精度で位置決め固定し、また、マイクロ波遮蔽カバー48によってセンサユニット11相互間でのクロストークを抑止する。したがって、複数の採血管100の界面位置を正確に検出することができ、誤検出等を有効に防止して信頼性の高い検出データを得ることができる。
Also in the second embodiment, when the
ここで、本発明の変形例において、複数のセンサユニット11がスキャン移動する際、センサユニット11相互間のクロストークを軽減するために各センサユニット11の移動タイミングを適度にずらすようにする。移動タイミングをずらすことで、スキャン移動中にセンサユニット11相互の特に上下方向の間隔距離を確保し、クロストークの発生を有効に抑止することができる。このように移動タイミングをずらして行う場合であっても、複数のセンサユニット11は実質的に同時に走査する。
Here, in the modified example of the present invention, when the plurality of
また、たとえば図11に示されるようにセンサユニット11は、所定距離隔てて隔置される。すなわち、列設されるセンサユニット11の個数を減らして、相互の間隔距離を大きくすることにより、隣接する相互間でマイクロ波のクロストークを軽減することができる。たとえば、容器搬送ラック13に保持される採血管100の1つおきにセンサユニット11が対応配置されるようにしてもよい。
For example, as shown in FIG. 11, the
以上、本発明を種々の実施形態とともに説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
たとえば、容器配設ラック13,44の容器保持部21,47等の個数等は、図示例の場合の他に必要に応じて適宜増減可能である。
As mentioned above, although this invention was demonstrated with various embodiment, this invention is not limited only to these embodiment, A change etc. are possible within the scope of the present invention.
For example, the number or the like of the
また、第2の実施形態において容器搬送ラック43から採血管100を容器配設ラック44へ移載する場合、容器配設ラック44を回転式に構成し、ピックアップヘッド51を定位置に移動させて、その位置から容器保持部47側へ移載する。容器配設ラック44を間欠的に回転させることにより、すべての容器保持部47に採血管100を移載することができる。これとは逆に容器配設ラック44を固定式とし、移載機構45によりピックアップヘッド51を、複数の容器保持部47の位置まで順次移動させ、移載するようにしてもよい。
Further, in the second embodiment, when the
10 界面検出装置
11 センサユニット
12 センサヘッド
13 容器配設ラック
14 昇降機構
16 ガイド
18 送信部
19 受信部
20 搬送レール
21 容器保持部
22 ラック固定機構
24 押当て部材
27 容器固定機構
30 位置出しブロック
31 押圧機構
35 マイクロ波遮蔽カバー
37 検出処理部
38 検波回路
39 増幅回路
40 コンパレータ回路
42 制御部
100 採血管
101 血清
102 分離剤
103 血餅
104 空気
DESCRIPTION OF
Claims (10)
それぞれが容器との間でマイクロ波を送受信する昇降可能なセンサヘッドを有し、所定方向に沿って列設された複数のセンサユニットと、前記センサユニットに対して複数の前記容器を対向配置し得るように構成された容器配設ラックとを備え、
少なくとも隣接する前記センサユニット相互間におけるマイクロ波のクロストークを抑止するクロストーク抑止手段を設けたことを特徴とする界面検出装置。 An interface detection device that detects an interface formed by a liquid contained in a container using a microwave,
Each has a sensor head that can be moved up and down to transmit and receive microwaves to and from the container, and a plurality of sensor units arranged in a predetermined direction, and the plurality of containers are arranged to face the sensor unit. A container arrangement rack configured to obtain,
An interface detection apparatus comprising: a crosstalk suppression means for suppressing microwave crosstalk between at least adjacent sensor units.
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