JP2007198794A - 界面検出装置及び方法、並びに体積計測装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素で汎用性の高い装置構成により、容器に収容された被検体の所定の液体の界面位置を高精度に検出することを可能とし、これに基づいて被検体の所定の液体の体積を高精度に計測する。
【解決手段】検体液１２が収容された採血管１１に対してマイクロ波を送受信し、受信したマイクロ波の強度を熱量に変換する送受信手段２を有して界面検出装置が構成されており、受信手段２２により測定された温度変化に基づいて検体液１２の所定の液体である血清１４の上下の各界面位置を検出し、更には検出された各界面位置の値を用いて血清１４の体積を計測する。
【選択図】図２

Description

本発明は、被検体として例えば検体液となる血液を対象とし、容器（採血管）の中で分離剤を介して血清と血餅とに分離した検体液について、血清等の界面を検出する界面検出装置及び方法、並びに血清等の体積を計測する体積計測装置及び方法に関する。

従来、被検者から採取した血液中の血清量を計測する方法として、以下に示す方法が提案されている。
この方法では、先ず採取した血液を分離剤と共に採血管内に収容して検体液とする。次いで、この検体液を容器に入れた状態で遠心分離機にかけて遠心分離を行い、分離剤を介した血清及び血餅の２種類の液体に分離させる。その後、この検体液中の血清量を計測する。

検体液中の血清量を計測する具体的な方法としては、検体液の画像を採血管の側面からＣＣＤカメラ等を用いて取得し、画像処理を行うことにより検体液中の血清量を計測する方法、採血管内の検体液の静電容量を静電容量センサを用いて測定し、この静電容量の変化により検体液中の界面位置を検出して、この界面位置により血清量を計測する方法等の各種の方法が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開平１１−３７８４５号公報 特開２００１−１０８５０６号公報

しかしながら、前述のような各種の計測方法のうち、ＣＣＤカメラ等を用いて画像を取得する方法にあっては、採血管の表面に各種の情報等が記載されたラベルが貼付されている場合に、このラベルが邪魔となって採血管内の検体液の鮮明な画像が得られない。そのため、採血管内の検体液中の血清量を精度良く計測することが困難となる。

また、静電容量センサを用いて計測する方法にあっては、ＣＣＤカメラ等を用いた場合のように、採血管の表面のラベルによって計測精度が影響を受けるようなことはないが、静電容量センサと容器との距離によって静電容量センサの出力信号が大きく変化するため、当該距離を高精度で制御する必要があり、計測装置全体の構造が複雑化し、装置価格が高くなる虞がある。更に、例えば採血管の壁面に少量の血清が付着している場合、血清の界面を正確に検出することができなくなり、血清量の計測精度の著しい低下を招くという問題がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡素で汎用性の高い装置構成により、容器に収容された少なくとも２種類の液体のうち、所定の液体の界面位置を高精度に検出することを可能とする界面検出装置及び方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、簡素で汎用性の高い装置構成により、容器に収容された少なくとも２種類の液体のうち、所定の液体の体積を高精度に計測することを可能とする体積計測装置及び方法を提供することを目的とする。

本発明者は、鋭意検討の結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。

本発明の界面検出装置は、各々分離した状態で容器に収容されている少なくとも２種類の液体のうち、所定の液体の界面を検出する界面検出装置であって、前記容器に対してマイクロ波を送受信し、受信したマイクロ波の強度を熱量に変換し、その温度を測定する送受信手段と、前記送受信手段により測定された温度に基づき、前記所定の液体の界面を検出する界面検出手段とを含む。

本発明の界面検出装置の一態様は、前記容器と前記送受信手段とを相対的に移動させる移動手段を含む。

本発明の界面検出装置の一態様では、前記送受信手段は、前記容器に対してマイクロ波を送信する送信手段と、前記送信されたマイクロ波を前記容器を介して受信し、受信したマイクロ波の強度を熱量に変換し、その温度を測定する受信手段とを含む。

本発明の界面検出装置の一態様では、前記送信手段及び前記受信手段は、前記容器を挟んで対向するように配置され、前記受信手段は、前記容器を透過したマイクロ波を受信する。

本発明の界面検出装置の一態様では、前記受信手段は、前記送信されたマイクロ波を前記容器を介して受信して吸収し、吸収されたマイクロ波の強度に応じて自身が温度変化する電磁波吸収体を含む。

本発明の界面検出装置の一態様は、前記送信手段と前記受信手段との間に配置されてなり、マイクロ波の導波路を規定する導波管を含む。

本発明の界面検出装置の一態様では、前記少なくとも２種類の液体は分離剤を介して分離してなる血清及び血餅であり、前記所定の液体は前記血清である。

本発明の体積計測装置は、前記界面検出装置と、前記界面検出手段により検出された前記所定の液体の上下の前記界面間の間隔と予め求められた前記容器の寸法とに基づき、前記所定の液体の体積を計測する体積計測手段とを含む。

本発明の界面検出方法は、各々分離した状態で容器に収容されている少なくとも２種類の液体のうち、所定の液体の界面を検出する界面検出方法であって、マイクロ波の送信手段により前記容器に対してマイクロ波を送信する手順と、マイクロ波の受信手段により前記送信されたマイクロ波を前記容器を介して受信し、受信したマイクロ波の強度を前記受信手段において熱量に変換する手順と、前記受信手段における温度を測定する手順と、測定された温度に基づき、前記所定の液体の界面を検出する手順とを含む。

本発明の体積計測方法は、上下に分離した状態で容器に収容されている少なくとも２種類の液体のうち、前記容器の内壁面との間でメニスカスを形成する所定の液体の体積を計測する体積計測方法であって、上述の界面検出方法の各手順に加え、検出された前記所定の液体の上下の前記界面間の間隔と予め求められた前記容器の寸法とに基づき、前記所定の液体の体積を計測する手順とを含む。

本発明の界面検出装置及び方法によれば、簡素で汎用性の高い装置構成により、容器に収容された少なくとも２種類の液体のうち、所定の液体の界面を高精度に検出することが可能となる。

本発明の体積計測装置及び方法によれば、簡素で汎用性の高い装置構成により、容器に収容された少なくとも２種類の液体のうち、所定の液体の体積を高精度に計測することが可能となる。

以下、本発明を適用した好適な諸実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

−第１の実施形態−
図１は、検体液が収容された採血管を示す概略図、図２は、本発明の第１の実施形態における体積計測装置の主要構成を示す概略図、図３は、体積計測装置による界面検出時の様子を示す概略図、図４は、体積計測装置の構成要素である界面検出手段の回路構成図、図５は、本発明の第１の実施形態における体積計測方法を手順に従って示すフロー図、図６は、図２に示す体積計測装置により検出された界面位置の検出結果を示す特性図である。

本実施形態では、被検体として被検者から採取した血液を対象とする。血液は、図１に示すように、分離剤１３を介して上下に血清１４と血餅１５とが分離してなる検体液１２として採血管１１内に収容されている。この検体液１２は、採取した血液を分離剤１３と共に採血管１１内に収容し、遠心分離機（不図示）にかけて遠心分離を実行することにより、血餅１５、分離剤１３及び血清１４の順に比重が大きいことから、分離剤１３を介して上下に血清１４と血餅１５とに分離してなるものである。血清１４の上部には空気１６が充填されている。このように、採血管１１内で血清１４と血餅１５とが上下方向に分離することにより、各液体の界面位置の検出をより容易に行うことができる。本実施形態では、検体液１２のうち血清１４が界面位置の検出及び体積計測の対象となる所定の液体である。

採血管１１は、試験管等のように下端が閉塞された円筒状をなすものであって、例えば後述する移動手段５により上下方向及び左右方向に移動可能に支持される。採血管１１は、マイクロ波を透過可能な材質、例えば無色透明のガラス、樹脂等から形成されている。図２及び図３に示すように、採血管１１の表面には、紙、樹脂等からなる半透明のラベル１７が貼付されており、ラベル１７には、必要に応じて、被験者等に関する各種情報が文字、記号、バーコード等として印刷又は手書きによって付されている。ラベル１７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材質であれば良い。

本実施形態では、血清１４の界面位置を検出するためにマイクロ波を用いる。即ち、採血管１１、採血管１１の表面に貼付されたラベル１７、採血管１１内の空気１６及び分離剤１３の比誘電率は小さいため、照射されたマイクロ波がこれらに入射した場合、殆ど反射及び吸収されることなくこれらを透過する。一方、血清１４及び血餅１５は比誘電率が大きいため、採血管１１、ラベル１７、空気１６及び分離剤１３に比べてマイクロ波の反射率及び吸収率が高い。換言すれば、血清１４及び血餅１５は採血管１１、ラベル１７、空気１６及び分離剤１３よりも反射率が高く、透過率が低い。本実施形態では、これらの性質のうち、特にマイクロ波の透過率の相違を利用することにより、検体液１２の所定の液体である血清１４の界面位置を検出する。なお具体的に、各種物質の比誘電率は、真空を１とすると、空気が１程度、多くの有機物が３以下、紙やガラス、プラスチック、樹脂等が５以下、分離剤が５以下と低値を示すのに対して、水が８０前後、血清及び血餅が５０程度と高値を示す。

（体積計測装置の構成）
本実施形態の体積計測装置１は、図２及び図３に示すように、検体液１２が収容された採血管１１に対してマイクロ波を送受信し、受信したマイクロ波の強度を熱量に変換し、その温度を測定する送受信手段２と、測定された温度に基づき、所定の液体である血清１４の界面位置を検出する界面検出手段３と、採血管１１を送受信手段２に対して上下方向に相対的に移動させる移動手段４と、界面検出手段３により検出された界面位置に基づき、所定の液体である血清１４の体積を計測する体積計測手段５と備えて構成されている。ここでは、送受信手段２、界面検出手段３及び移動手段４から所定の液体の界面を検出する界面検出装置が構成され、これに体積計測手段５が付加されて体積計測装置１が構成される。

送受信手段２は、検体液１２が収容された採血管１１に対してマイクロ波を送信する送信手段２１と、採血管１１内を透過したマイクロ波を受信し、受信したマイクロ波の強度を熱量に変換して、その温度を測定する受信手段２２とを備えて構成されている。本実施形態では、受信手段２２は、マイクロ波を吸収し、吸収されたマイクロ波の強度に応じた温度変化を測定する測温機器を主な構成要素とするものである。具体的には、例えばサーミスタや熱電対、白金測温器等が適用可能である。このように構成される送受信手段２においては、送信手段２１と受信手段２２とが所定距離だけ離間して両者が対向するように固定配置されており、送信手段２１と受信手段２２との間に採血管１１が配置される。

本実施形態の送受信手段２は、比較的強度の小さいマイクロ波の送受信を行う場合に適合した構成のものである。これに比べて強度の大きいマイクロ波の送受信を行う場合には、受信手段２２を、マイクロ波を吸収し、吸収されたマイクロ波の強度に応じて自身が温度変化する電磁波吸収体と、電磁波吸収体の温度変化を測定する温度測定手段とに分けて構成する必要がある。

この場合、電磁波吸収体としては、比誘電率の高い少量の水等を用いることが好適である。特に、水のような液体を電磁波吸収体として用いる場合、マイクロ波の透過率が高く（吸収率が低く）マイクロ波による温度変化の影響の小さい材料、例えばガラスやプラスチック等からなる微小容器に前記液体を封入したものを用いる。また、合成樹脂等の固体状の成形品を電磁波吸収体として用いる場合、厚みの薄いものを用いた方がマイクロ波の透過強度変化に対する温度変化の応答性に優れるため、好ましい。

また、温度測定手段としては、特に制限されるものではなく、上記と同様に、サーミスタや熱電対、白金測温器等の一般的に汎用されている測温機器が適用できる。

界面検出手段３は、受信手段２２に接続されており、受信手段２２により測定された温度変化を電気信号に変換する信号生成回路２３と、信号生成回路２３からの電気信号を増幅する増幅回路２４と、増幅回路２４からの電気信号と所定の閾値とを比較し、比較結果の信号を出力するコンパレータ回路２５とを備えて構成されている。コンパレータ回路２５では、採血管１１内における血清１４と空気１６との界面及び血清１４と分離剤１３との界面を決定するために、これらの界面に対応した電気信号の閾値が予め規定されており、当該閾値と増幅回路２４からの電気信号の値とを比較して信号を出力する。

界面検出手段３における信号生成回路２３、増幅回路２４、及びコンパレータ回路２５の回路構成の一例を図４に示す。
図示のように、受信手段２２の抵抗をＲ１、電源電圧をＶ_cc、基準電圧をＶ_REFとする。受信手段２２による測定温度が高いほど、受信手段２２の抵抗Ｒ１の値が大きく、又は小さくなる。抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との間の電圧が電気信号として増幅回路２４にて増幅され（Ａ点の電圧）、コンパレータ回路２５に入力される。

コンパレータ回路２５において、＋端子には基準電圧Ｖ_REFが、−端子にはＡ点の電圧がそれぞれ入力する。ここで、基準電圧Ｖ_REFは、例えば、送信手段２１と受信手段２２との間に採血管１１内の分離剤１３が位置する（マイクロ波が分離剤１３を透過する）ときのＡ点の電圧と、血清１４が位置する（マイクロ波が血清１４を透過する）ときのＡ点の電圧との中間値に設定しておく。コンパレータ回路２５からの出力は、抵抗Ｒ３により適宜調節される。

移動手段４は、図２（図３では移動手段５を一部のみ示す）に示すように、一対の爪４１ａ，４１ｂを有し、これらの爪４１ａ，４１ｂを用いて採血管１１の上端部を挟持する支持部４２と、支持部４２を図中矢印Ｚで示す上下方向に移動させる移動部４３及び図中矢印Ｙで示す左右方向に移動させる移動部４４、及び移動部４３，４４を矢印Ｘで示す水平方向に移動させる移動部（不図示）を有する移動機構４５と、移動機構４５の近傍に配置されており、複数の採血管１１を収容可能な供給ステーション４６とを備えて構成されている。なおここでは、所定位置に固定された送信手段２１及び受信手段２２に対して採血管１１を移動させる場合を例示したが、逆に所定位置に固定された採血管１１に対して送信手段２１及び受信手段２２を一体として移動させるように、移動手段を構成しても良い。

体積計測手段５は、コンパレータ回路２５に接続されており、所定の液体の体積を算出する体積算出手段２６と、予め測定しておいた（既知である）採血管１１の内腔部の横断面積（内径寸法）の情報を記憶する記憶手段２７とを備えて構成されている。体積算出手段２６は、コンパレータ回路２５からの電気信号に基づく血清１４の上下の各界面位置（又は各界面間距離）と、記憶手段２７に記憶されている前記横断面積（内径寸法）とを用いて、血清１４の体積を算出する。

（体積計測方法）
以下、上述のように構成されてなる体積計測装置１を用いて、採血管１１内に収容された検体液１２の血清１４の体積を計測する方法について、図５及び図６を用いて説明する。
図５に示すように、先ず、採血管１１内に被検者から採取した血液と分離剤１３とを検体液１２として収容し、この検体液１２を収容した採血管１１を遠心分離機にかけて遠心分離を実行する。この遠心分離により、図１に示すように、採血管１１内の検体液１２が分離剤１３を介した血清１４と血餅１５とに分離する（ステップＳ１）。その後、採血管１１を供給ステーション４６に収容する。

続いて、各々検体液１２が収容された複数の採血管１１が収納された供給ステーション４６内から所定の採血管１１を移動手段５により移動させ、所定位置に配置する（ステップＳ２）。具体的には、採血管１１の上端部を支持部４２の爪４１ａ，４１ｂを用いて挟持し、移動機構４５による上下方向、左右方向、及び水平方向への駆動により、対向配置された送信手段２１と受信手段２２との間に採血管１１を配置する。そして、移動部４３の駆動により採血管１１を送信手段２１及び受信手段２２の間で送信手段２１及び受信手段２２に対して上下方向に移動（走査）させつつ、送信手段２２から採血管１１に向けてマイクロ波を照射する（ステップＳ３）。

このとき、採血管１１内の空気１６及び検体液１２（血清１４、分離剤１３及び血餅１５）を透過したマイクロ波を受信手段２２により受信する（ステップＳ４）。受信手段２２は電磁波吸収体としての性質を有するため、この電磁波吸収体がマイクロ波を受信して吸収し、吸収されたマイクロ波の強度に対応した温度変化を示す。ここで、マイクロ波の透過率は空気１６及び分離剤１３では高く、血清１４及び血餅１５では低いため、受信手段２２の温度は、空気１６及び分離剤１３を走査したときに比べて血清１４及び血餅１５を走査したときの方が低くなる。

続いて、受信手段２２における電磁波吸収体の温度変化を受信手段２２により測定する（ステップＳ５）。そして、受信手段２２により測定された温度変化を信号生成回路２３により電気信号に変換し、この電気信号を増幅回路２４により増幅した後、この電気信号をコンパレータ回路２５により処理し、血清１４の上下の界面位置を検出する（ステップＳ６）。

図４におけるＡ点の電圧を図６（ａ）に示す。このように、送信手段２１及び受信手段２２により、血清１４及び血餅１５を走査したときと空気１６及び分離剤１３を走査したときとでは、マイクロ波の透過率に起因して測定温度が大きく相違する。しかしながら、得られた信号波形は各界面部分で比較的緩やかな変化を示すため、界面位置を決定するために例えばコンパレータ回路２５が用いられる。コンパレータ回路２５では、採血管１１内における血清１４と空気１６との界面及び血清１４と分離剤１３との界面に対応した閾値が予め規定されており、当該閾値と増幅回路２４からの電気信号の値とを比較して信号を出力する。これにより、図６中の破線ａ，ｂのように電気信号と血清１４の上下の各界面位置とを対応付けることができ、血清１４の上下の各界面位置を検出することが可能となる。コンパレータ回路２５からの出力である電気信号を図６（ｂ）に示す。

ここで、例えば採血管１１の壁面に少量の血清が付着している場合、これに起因して電気信号に若干の雑音が混入したとしても界面位置の検出に及ぼされる影響は無視し得る程度であり、問題とはならない。なお、図６では、血餅１５についても血清１４と同様に、血餅１５と分離剤１３との界面位置を対応付ける破線ｃ及び採血管１１の底部を示す破線ｄも合わせて図示する。

続いて、体積計測手段５における体積算出手段２６の作動により、コンパレータ回路２５からの血清１４の上下の各界面位置を示す電気信号に基づいて各界面位置間の距離を算出し、当該算出結果の値と、予め測定されて記憶手段２７に記憶されている採血管１１の内腔部の横断面積（内径寸法）とを積算することにより、血清１４の体積を算出する（ステップＳ７）。これにより、容易且つ正確に血清１４の体積を算出する（計測）することができる。ここで、増幅回路２４により増幅した電気信号を、そのまま演算等により処理しても良い。

以上説明したように、本実施形態によれば、簡素で汎用性の高い装置構成により、採血管１１に収容された検体液１２の所定の液体（ここでは血清１４）の界面位置を高精度に検出することが可能となる。

また、簡素で汎用性の高い装置構成により、採血管１１に収容された検体液１２の所定の液体（ここでは血清１４）の体積を高精度に計測することが可能となる。

−第２の実施形態−
図７は、本発明の第２の実施形態における体積計測装置の主要構成を示す概略図、図８は、図７に示す体積計測装置により検出された界面位置の検出結果を示す概略図である。

本実施形態では、第１の実施形態とほぼ同様の体積計測装置を開示するが、特にマイクロ波の導波路を規定する導波管が設けられている点で相違する。なお、体積計測方法については第１の実施形態のそれと同様であるため、説明を省略する。

本実施形態の体積計測装置５１は、図７に示すように、送受信手段２（送信手段２１及び受信手段２２）、界面検出手段５２、移動手段４及び体積計測手段５を備えており、更に送信手段２１と受信手段２２との間に、送信手段２１から送信され受信手段２２で受信するマイクロ波の導波路を規定する導波管３２が設けられて構成されている。

界面検出手段５２は、受信手段２２により測定された温度変化を電気信号に変換する信号生成回路２３と、信号生成回路２３からの電気信号を増幅する増幅回路２４と、増幅された電気信号におけるピーク位置を検出するピーク検出回路５３とを備えて構成されている。

導波管３２は、金属等の電磁波遮蔽部材を材料とし、中空で肉厚が均一の薄い板状に一体形成されてなる筐体であり、ほぼ中央部位に採血管１１が上下方向に移動可能に挿通される貫通穴３３が形成されている。

導波管３２は、矩形断面の高さｈが略一定とされており、中空部３４の幅ｗが送信手段２１側及び受信手段２２側で幅狭であり、中央部位へ向かうにつれて幅広となり、中央部位では略一定の幅とされている。導波管３２は、送信手段２１側及び受信手段２２側では幅ｗが送信手段２１の送信口及び受信手段２２の受信口の寸法に略合致するように形成されており、中央部位では貫通穴３３の設けられる領域を十分に確保できるように形成されている。

体積計測装置５１では、移動手段５により、採血管１１が貫通穴３３に挿入された状態で図７中矢印Ｚで示す上下方向に移動させながら、送信手段２２から採血管１１に向けて導波管３２内にマイクロ波を照射し、採血管１１の所定部位を透過したマイクロ波を受信手段２２により受信する構成を採る。

導波管３２は、その矩形断面の高さｈが略一定とされているため、図８（ａ）の状態ａに示すように、採血管１１を送信手段２１及び受信手段２２に対して走査する際に、導波管３２の内下面３２ａと血清１４の上界面１４ｂとの高さ位置が略一致することになる。このとき、マイクロ波が血清１４の上界面１４ｂで反射して、この上界面１４ｂがあたかも導波管３２の内下面３２ａの一部であるかのような役割を果たす。これにより、導波管３２の内下面３２ａが血清１４の上界面１４ｂを含み実質的に一体となって導波路を形成し、図８（ｂ）のピークｐ₁のように、受信手段２２で受信されるマイクロ波の強度が著しく強く急峻となる。

同様に、図８（ａ）の状態ｂに示すように、採血管１１を送信手段２１及び受信手段２２に対して走査する際に、導波管３２の内上面３２ｂと血清１４の下界面１４ａとの高さ位置が略一致することになり、マイクロ波が血清１４の下界面１４ａで反射して、この下界面１４ａがあたかも導波管３２の内上面３２ｂの一部であるかのような役割を果たす。これにより、導波管３２の内上面３２ｂが血清１４の下界面１４ａを含み実質的に一体となって導波路を形成し、図８（ｂ）のピークｐ₂のように、受信手段２２で受信されるマイクロ波の透過強度が著しく強く急峻となる。

本実施形態では、導波管３２の有する上記の性質を利用する。即ち先ず、受信手段２２により測定された受信手段２２自身の温度変化を信号生成回路２３により電気信号に変換して増幅回路２４で増幅する。このときの電気信号は図８（ｂ）のようになる。そして、この電気信号ではピークｐ₁，ｐ₂が極めて急峻となるため、ピーク検出回路５３により血清１４の上下の各界面位置を検出する。

具体的には、マイクロ波が、これが送受信される箇所の高さ方向の中心位置、即ち導波管３２の中空部３４の高さ方向の中心位置を通るものとすれば、血清１４の上界面１４ｂ近傍で透過強度がピークｐ₁を示す位置は、血清１４の上界面１４ｂよりも、凡そ導波管３２の中空部３４の高さｈの半値だけ上方にオフセットした位置となる。従って、上界面１４ｂ近傍で透過強度がピークｐ₁を示す場合、そのピーク位置１０ａからｈ／２だけ下方にオフセットした位置を血清１４の上界面１４ｂの位置として検出する。

また同様に、血清１４の下界面１４ａ近傍で透過強度がピークｐ₂を示す位置は、血清１４の下界面１４ａよりも、凡そ導波管３２の中空部３４の高さｈの半値だけ下方にオフセットした位置となる。従って、下界面１４ａ近傍で透過強度がピークｐ₂を示す場合、そのピーク位置１０ｂからｈ／２だけ上方にオフセットした位置を血清１４の下界面１４ａの位置として検出する。

そして、体積計測手段６の作動により、ピーク検出回路６２により算出された血清１４の下界面１４ａの界面位置と上界面１４ｂの界面位置との距離を算出し、当該算出結果の値と、予め測定されて記憶手段２７に記憶されている採血管１１の内腔部の横断面積（内径寸法）とを積算することにより、血清１４の体積を算出する。これにより、容易且つ正確に血清１４の体積を算出する（計測する）ことができる。

本実施形態によれば、簡素で汎用性の高い装置構成により、採血管１１に収容された検体液１２の所定の液体（ここでは血清１４）の界面位置を高精度に検出することが可能となる。しかもこの場合、採血管１１を介した送信手段２１と受信手段２２との間に導波管３２を配置することにより、マイクロ波の伝送効率を向上させてより高精度に界面位置を検出することができる。

また、上述の界面検出装置を備えた簡素で汎用性の高い装置構成により、採血管１１に収容された検体液１２の所定の液体（ここでは血清１４）の体積をより高精度に計測することが可能となる。

検体液が収容された採血管を示す概略図である。 本発明の第１の実施形態における体積計測装置の主要構成を示す概略図である。 体積計測装置による界面検出時の様子を示す概略図である。 体積計測装置の構成要素である界面検出手段の回路構成図である。 本発明の第１の実施形態における体積計測方法を手順に従って示すフロー図である。 図２に示す体積計測装置により検出された界面位置の検出結果を示す特性図である。 第２の実施形態における体積計測装置の主要構成を示す概略図である。 図７に示す体積計測装置により検出された界面位置の検出結果を示す概略図である。

符号の説明

１，５１ 体積計測装置
２ 送受信手段
３，５２ 界面検出手段
４ 移動手段
５ 体積計測手段
１１ 採血管
１２ 検体液
１３ 分離剤
１４ 血清
１４ｂ 上界面
１４ａ 下界面
１５ 血餅
１６ 空気
１７ ラベル
２１ 送信手段
２２ 受信手段
２３ 信号生成回路
２４ 増幅回路
２５ コンパレータ回路
２６ 体積算出手段
２７ 記憶手段
３２ 導波管
３２ａ 内下面
３２ｂ 内上面
３３ 貫通穴
３４ 中空部
４１ａ，４１ｂ 爪
４２ 支持部
４３，４４ 移動部
４５ 移動機構
４６ 供給ステーション
５３ ピーク検出回路

Claims (10)

1. 各々分離した状態で容器に収容されている少なくとも２種類の液体のうち、所定の液体の界面を検出する界面検出装置であって、
   前記容器に対してマイクロ波を送受信し、受信したマイクロ波の強度を熱量に変換し、その温度を測定する送受信手段と、
   前記送受信手段により測定された温度に基づき、前記所定の液体の界面を検出する界面検出手段と
   を含むことを特徴とする界面検出装置。
2. 前記容器と前記送受信手段とを相対的に移動させる移動手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の界面検出装置。
3. 前記送受信手段は、
   前記容器に対してマイクロ波を送信する送信手段と、
   前記送信されたマイクロ波を前記容器を介して受信し、受信したマイクロ波の強度を熱量に変換し、その温度を測定する受信手段と
   を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の界面検出装置。
4. 前記送信手段及び前記受信手段は、前記容器を挟んで対向するように配置され、
   前記受信手段は、前記容器を透過したマイクロ波を受信することを特徴とする請求項３に記載の界面検出装置。
5. 前記受信手段は、前記送信されたマイクロ波を前記容器を介して受信して吸収し、吸収されたマイクロ波の強度に応じて自身が温度変化する電磁波吸収体を含むことを特徴とする請求項３又は４に記載の界面検出装置。
6. 前記送信手段と前記受信手段との間に配置されてなり、マイクロ波の導波路を規定する導波管を含むことを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の界面検出装置。
7. 前記少なくとも２種類の液体は分離剤を介して分離してなる血清及び血餅であり、前記所定の液体は前記血清であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の界面検出装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の界面検出装置と、
   前記界面検出手段により検出された前記所定の液体の上下の前記界面間の間隔と予め求められた前記容器の寸法とに基づき、前記所定の液体の体積を計測する体積計測手段と
   を含むことを特徴とする体積計測装置。
9. 各々分離した状態で容器に収容されている少なくとも２種類の液体のうち、所定の液体の界面を検出する界面検出方法であって、
   マイクロ波の送信手段により前記容器に対してマイクロ波を送信する手順と、
   マイクロ波の受信手段により前記送信されたマイクロ波を前記容器を介して受信し、受信したマイクロ波の強度を前記受信手段において熱量に変換する手順と、
   前記受信手段における温度を測定する手順と、
   測定された温度に基づき、前記所定の液体の界面を検出する手順と、
   を含むことを特徴とする界面検出方法。
10. 各々分離した状態で容器に収容されている少なくとも２種類の液体のうち、所定の液体の体積を計測する体積計測方法であって、
    マイクロ波の送信手段により前記容器に対してマイクロ波を送信する手順と、
    マイクロ波の受信手段により前記送信されたマイクロ波を前記容器を介して受信し、受信したマイクロ波の強度を前記受信手段において熱量に変換する手順と、
    前記受信手段における温度を測定する手順と、
    測定された温度に基づき、前記所定の液体の界面を検出する手順と、
    検出された前記所定の液体の上下の前記界面間の間隔と予め求められた前記容器の寸法とに基づき、前記所定の液体の体積を計測する手順と、
    を含むことを特徴とする体積計測方法。

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