JP2017072569A - 試験片載置体、搬送ユニットおよび試験片分析装置 - Google Patents
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Abstract
Description
このような分析を行う装置としては、試験片を搬送する搬送部と、搬送部によって搬送された試験片を撮像する撮像素子とを備えた分析装置がある(例えば、特許文献1を参照)。
近年の臨床検査の流れとして、被験者から採取した検体をその場で検査して、直ちに検査結果をリターンする、いわゆるPoint of Care Test(POCT)が普及しつつある。特許文献1に記載した尿分析装置もその一例である。
この装置では、採尿コップに採取した尿検体に試験片を浸し、この試験片を装置の搬送部の試験片載置体に載置すると、試験片が装置内部の測定部に送られて撮像素子により撮像される。撮像素子で得られた画像を解析し、各試薬層の呈色の度合いから、尿中に含まれる成分(蛋白質、潜血、糖、比重、白血球等)の濃度、およびpH等を求める。測定を終了した試験片は装置側面の排出口から自動的に排出される。
試験片は、試料(尿検体)の一部が表面に残り、そのため、試験片が試験片載置体に貼り付き、分析終了後に装置側面の排出口から排出されないことがあった。
本発明は、前記課題に鑑みて、分析装置において試験片が載置される試験片載置体において、試験片の貼り付きを防止できる試験片載置体、搬送ユニットおよび試験片分析装置を提供することを目的とする。
前記複数の底板突起は、前記底板の長さ方向に交差する方向に延在し、前記底板の長さ方向に間隔をおいて形成されていることが好ましい。
前記底板突起は、突出方向に向かって幅が狭くなる形状であり、頂部で前記試験片を支持可能であることが好ましい。
前記底板の第1面側において前記試験片が配置可能な空間は、前記底板の幅方向の距離が、前記試験片の幅より大きいことが好ましい。
前記側板の内側面には、前記底板突起に支持された前記試験片が当接可能な側板突起が形成されていることが好ましい。
前記側板の突出端縁から外側方に延出した延出板をさらに備えることが好ましい。
前記延出板の、前記側板の突出方向側の面には、前記底板の長さ方向に交差する方向に延在し、前記試験片を支持可能な1または複数の延出板突起が形成されていることが好ましい。
前記側板の突出端縁面は、内側方に行くほど前記突出方向とは反対の方向に向かう傾斜面であることが好ましい。
[分析装置]
図1は、本発明の一実施形態に係る試験片載置体12を用いた試験片分析装置10(以下、単に分析装置10という)を示す斜視図である。図2は、分析装置10の内部構造を示す斜視図である。図3は、分析装置10の内部構造を模式的に示す側面図である。
以下の説明では、XYZ直交座標系を設定する。X方向は、試験片を載せた試験片載置体を搬送する無端ベルトの長さ方向であり、図3では左右方向である。Y方向は、試験片を載せた試験片載置体を搬送する無端ベルトの幅方向であり、図3では紙面に垂直な方向である。Z方向はX方向およびY方向に直交する方向であり、図3では上下方向である。上方を高さ方向ともいう。
底板21の上面21aは第1面であり、下面21bは第2面である。
側板22,22の上縁面22c,22c(突出端縁面)は、内側方に行くほど下方に向かう傾斜面である。上縁面22c,22cが傾斜面であるため、撮像ユニット2の光源42,42(図3参照)から試験片11に照射される光が側板22,22によって遮られるのを防ぐことができる。なお、ここでいう内側方とは、一方の側板22から見て他方の側板22に近づく方向である。
延出板23,23の延出方向は、XY平面に沿う方向である。なお、延出板23の延出方向である外側方とは、一方の延出板23から見て他方の延出板23から離れる方向である。
第1リブ状突起24は、底板21の上面21aに形成された底板突起24aと、側板22の内側面22aに形成された側板突起24bと、側板22の上縁面22cから第2リブ状突起25の内側面25aにかけて形成された中間突起24gと、延出板23の上面23aに形成された延出板突起24cとを有する。
一対の底板突起24a,24aの突出高さは互いに等しいことが好ましい。これによって、試験片11を上面21aに平行に支持できる。
底板突起24a,24aは試験片載置体12の長さ方向(Y方向)に間隔をおいて形成されている。なお、底板突起24aの数は2に限らず3以上でもよい。
底板突起24aは、頂部24d(頂点)で線的に試験片11に接触することから、試験片11との接触面積は小さくなる。よって、底板21に対する試験片11の貼り付きをいっそう起こりにくくできる。
側板突起24bは、底板突起24aに支持された試験片11が載置位置次第では当接可能となる位置に形成されている。
側板突起24bは試験片載置体12の長さ方向(Y方向)に間隔をおいて形成されている。なお、側板突起24bの(1つの側板22あたりの)数は2に限らず3以上でもよい。
そのため、試験片11が側板突起24bに接する際の側板突起24bと試験片11との接触面積を小さくできる。よって、側板22に対する試験片11の貼り付きをいっそう起こりにくくできる。
上縁面22cおよび内側面25aからの中間突起24gの突出高さは、第2リブ状突起25の頂部25cに近づくほど低くなり、上端ではゼロとなる。図14(A)に示すように、中間突起24gの上端の高さ位置(Z方向の位置)は、第2リブ状突起25の頂部25cの高さ位置と同じとすることができる。
中間突起24g,24gは試験片載置体12の長さ方向(Y方向)に間隔をおいて形成されている。なお、中間突起24gの数は2に限らず3以上でもよい。
延出板突起24c,24cは試験片載置体12の長さ方向(Y方向)に間隔をおいて形成されている。なお、延出板突起24cの(1つの延出板23あたりの)数は2に限らず3以上でもよい。
第2リブ状突起25の突出高さは、撮像ユニット2の光源42,42(図3参照)から試験片11に照射される光を遮ることがないように設定される。第2リブ状突起25の突出高さは、照射光を遮らないよう、可能な限り低くすることが好ましい。
距離W1が試験片11の幅W2より大きいと、底板21上の位置や試験片11の姿勢についての制約が少なくなる。例えば、試験片11の載置位置が底板21の幅方向(X方向)の中央でなく側方寄りの位置にあってもよいし、図4に示すように、平面視において試験片11が試験片載置体12の長さ方向(Y方向)に対して傾いていてもよい。そのため、試験片11を試験片載置体12に載置する操作を容易にすることができる。また、試験片11を整列させるための機構が不要であるため、コスト抑制が可能である。
距離W1は、試験片11の幅の2倍を超えないことが好ましい。距離W1を試験片11の幅の2倍以下とすることによって、試験片11を試験片載置体12に載置する際の誤操作が起こりにくくなる。
図7に示すように、軸支持部27,27は、底板21の長さ方向(Y方向)に延在する断面半長円形の突起であり、支持バー28が挿入される挿入孔27a,27aが形成されている。挿入孔27a,27aは、底板21の長さ方向(Y方向)に沿って、軸支持部27,27を貫通して形成されている。
支持バー28は、少なくとも一部が、無端ベルト14の保持凹部31に入り込んで係止できる形状とされる。支持バー28は、例えば断面円形の棒状体であってよい。
図8および図9に示すように、軸支持部27,27間の空間29に無端ベルト14を配置し、支持バー28を保持凹部31に係止させるとともに挿入孔27a,27aに嵌合させることによって、無端ベルト14の外面14b側に試験片載置体12を取り付けることができる。
そのため、無端ベルト14がプーリー16,17において曲線形態となったときには、試験片載置体12は、側縁部21b1,21b1が無端ベルト14から離れた状態となって円滑に動作するとともに、無端ベルト14にかかる力を小さくできる。また、前プーリー16と後プーリー17との間で無端ベルト14が直線形態となったときには、試験片載置体12の姿勢を水平に保つことができる。
底板21の下面21bには、軸支持部27,27よりも底板21の他端寄りの位置にも、一対の位置決め突起30,30(30B,30B)が下方に突出して形成されている。一対の位置決め突起30,30(30B,30B)は、底板21の幅方向(X方向)に並んで形成されている。
位置決め突起30は、底板21の長さ方向(Y方向)に対して垂直な半長円形の板状である。
これに対し、試験片載置体12がガイド板15の端縁15f,15gおよびプーリー16,17に対応する位置にあるときは、試験片載置体12の一方縁12aと、この試験片載置体12に隣り合う試験片載置体12の他方縁12bとは大きく離れている。
試験片載置体12は、ガイド板15の端縁15f,15gおよびプーリー16,17に対応する位置にあるときは、上縁15dおよび下縁15eに対応する位置にあるときに比べて、一方縁12aおよび他方縁12bは、無端ベルト14からの離間距離が大きくなる。
歯付きベルトの材質としては、例えば合成ゴム、ポリウレタン等が用いられる。歯付きベルトは、鋼線、ガラス繊維、アラミド繊維などの心線を内部に埋め込むことにより、伸びを抑えることができる。
歯付きプーリー16,17の外周縁には、歯付きベルト(無端ベルト14)の歯とかみ合う歯の他に、歯付きベルトに試験片載置体12を固定するために設けられた支持バー28をかわすための切り欠き16a,17aが間欠的に形成されている。切り欠き16a,17aの形成間隔は、例えば試験片設置体12の設置ピッチL1(図4参照)に合わせて設定される。
また、歯付きベルトを循環走行させた際、歯付きプーリー16,17の外周縁の切り欠き16a,17aと支持バー28との位置が常に一致するように、歯付きベルトおよび歯付きプーリー16,17のそれぞれの歯数を適切に選定することが好ましい。
前軸部18および後軸部19は、一端側および他端側の部分がガイド板15,15の軸受け15a,15aに嵌合することによって、ガイド板15,15に回転自在に支持される。
図8に示すように、ガイド板15,15の内面15h,15hは、無端ベルト14に取り付けられた試験片載置体12の位置決め突起30,30の外面30a,30aに近接する位置にある。そのため、ガイド板15,15は、試験片載置体12の長さ方向(Y方向)の移動を規制し、無端ベルト14の軌道からの試験片載置体12の位置ずれを規制することができる。
載置位置P1は、例えば前プーリー16に近い位置である。撮像位置P2は、例えば後プーリー17に近い位置である。
ガイド板15は、例えば摺動特性に優れたポリアセタール樹脂で構成される。その他の部品もポリエチレンテレフタラート、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリカーボネート、およびABS等の合成樹脂の中から適切なものを選んで使用できる。
撮像素子41は、支持体43の上部フレーム44の下面に設けられている。
光源42,42(42A,42B)は、それぞれ、支持体43の前部フレーム45の内面45aおよび後部フレーム46の内面46aに設けられている。前部フレーム45は斜め下方に延出しているため、前部フレーム45に設けられた光源42(42A)は、斜め下後方に向けて光を照射する。後部フレーム46は斜め下方に延出しているため、後部フレーム46に設けられた光源42(42B)は、斜め下前方に向けて光を照射する。
詳しくは、光源42,42は、撮像位置P2にある試験片載置体12に、それぞれ斜め上前方および斜め上後方から光を照射できる位置に設置される。撮像素子41は、撮像位置P2にある試験片載置体12の上方に設置され、試験片載置体12に載せられた試験片11を上方から撮像できる。
駆動部3は、軸部19を間欠的に回転駆動させ、これによって、無端ベルト14に取り付けられた試験片載置体12を間欠的に移動させることができることが好ましい。
なお、撮像ユニット2と、駆動部3と、外装部48とを含む構造を「分析装置本体」ということがある。
載置口50は、載置位置P1にある試験片載置体12の底板21の上面21a(図6参照)の少なくとも一部を露出させるように形成されている。
支持板部55は、XY平面に沿って形成され、上面55aに設置された搬送ユニット1を支持しており、搬送ユニット1を外装部48に収納した状態では、外装部48の内部に収納される。
例えば、制御部6は、撮像ユニット2で得られた画像データから試験片11の画像を抽出するなどの処理を行うことができる。
また、制御部6は、分析装置1の動作を統括して制御することができる。例えば、駆動部3を制御して搬送ユニット1を駆動させることができる。また、撮像ユニット2の光源42,42の発光・非発光を制御するとともに、撮像素子41を動作させて試験片11を撮像することができる。
制御部6は、撮像素子41によって得られた画像に基づいて液体試料に接触させた試験片11の試薬層62(図21参照)の呈色の度合いから液体試料の成分の有無や濃度等を演算により求めることによって、前記液体試料を分析することができる。
次に、分析装置10の使用方法について説明する。
図3に示すように、分析装置10は、ガイド板15の上側に位置する試験片載置体12の底板21の上面21aが水平となるように設置される。
試験片11を、載置位置P1にある試験片載置体12の底板21の上に載置するとともに、駆動部3によって延出軸20を軸回りに回転させ、後プーリー17を軸回りに回転させる。後プーリー17の回転方向は、図3に矢印で示すように、右回り方向である。試験片11は、試薬層62(図21参照)を上に向けた姿勢とする。
無端ベルト14は、試験片載置体12が載置位置P1で一旦停止した状態となるように走行することが好ましい。
図3に示すように、搬送機構13の上側、すなわちガイド板15,15の上縁15d,15dの上に位置する試験片載置体12は、無端ベルト14の走行に伴って、後方(図3において右方向)に移動する。
無端ベルト14は、試験片載置体12が撮像位置P2で一旦停止した状態となるように走行することが好ましい。
図1に示すように、分析結果は表示部5に表示することが好ましい。
図3に示すように、試験片載置体12から落下した試験片11は、排出口60を通して外部に排出され、使用済みの試験片11として廃棄される。
洗浄済みの搬送ユニット1は、前述の引き出し操作とは逆の操作によって外装部48内に戻すことができる。
従って、試験片11の貼り付きにより分析装置10の動作に支障が生じるのを未然に防ぐことができる。
分析装置10では、図3〜図5および図10に示すように、試験片載置体12,12・・・が互いに連結されていないため、試験片載置体12の一方縁12aと、この試験片載置体12に隣り合う試験片載置体12の他方縁12bとは、互いに離間した配置をとることができる。そのため、プーリー16,17が小径化された場合でも、試験片載置体12の幅寸法に関係なく、試験片載置体12をプーリー16,17に沿って移動させることができる。
これに対し、試験片載置体が互いに連結されている構造では、プーリーを小径化した場合、試験片載置体をプーリーに沿って移動させるのが難しくなる。
従って、分析装置10では、操作性を低下させることなく、装置の小型化を図ることができる。
試験片11に付着していた液体試料が試験片載置体12に残留物として付着することは衛生上好ましくない。
分析装置10では、搬送ユニット1を容易に洗浄することができるため、衛生上の問題が生じない。
図11等に示すように、第1リブ状突起24および第2リブ状突起25の断面形状としては、突出方向に徐々に幅が狭くなる三角形を例示したが、第1リブ状突起および第2リブ状突起の断面形状は特に限定されない。図16〜図20は、第1リブ状突起の変形例を示す図である。
図16〜図20に示す第1リブ状突起24の形状は、第2リブ状突起25にも適用できる。
側板突起24bの延在方向は、側板22の長さ方向(Y方向)に垂直であるが、側板突起の延在方向はこれに限らず、側板22の長さ方向に交差する方向であればよい。この方向は、例えば、YZ平面内において、Y方向に対して0°を越え、90°未満の角度で傾斜する方向であってよい。
中間突起の延在方向は、図示例に限らず、平面視においてY方向に交差する方向であればよい。この方向は、例えばY方向に対して0°を越え、90°未満の角度で傾斜する方向であってよい。
延出板突起24cの延在方向は延出板23の長さ方向(Y方向)に垂直であるが、延出板突起の延在方向はこれに限らず、延出板23の長さ方向に交差する方向であればよい。この方向は、例えば、XY平面内において、Y方向に対して0°を越え、90°未満の角度で傾斜する方向であってよい。
第2リブ状突起25の延在方向は延出板23の幅方向(X方向)に垂直であるが、第2リブ状突起の延在方向はこれに限らず、延出板23の幅方向に交差する方向であればよい。この方向は、例えば、XY平面内において、X方向に対して0°を越え、90°未満の角度で傾斜する方向であってよい。
側板突起24bは内側面22aの全高さにわたって形成されているが、側板突起の下端および上端のうち一方または両方は、それぞれ内側面22aの下縁および上縁に達していなくてもよい。
中間突起24gは上縁面22cおよび内側面25aの全幅にわたって形成されているが、中間突起の下端は上縁面22cの下縁に達していなくてもよいし、中間突起の上端は内側面25aの上縁に達していなくてもよい。
延出板突起24cは上面23aのほぼ全幅にわたって形成されているが、延出板突起の一端は第2リブ状突起25の外側面25bに達していなくてもよいし、延出板突起の他端は延出板23の外側縁23bに達していなくてもよい。
また、試験片載置体12では、第1リブ状突起24は、底板突起24aと側板突起24bと中間突起24gと延出板突起24cとを有するが、第1リブ状突起は、少なくとも底板突起を有していればよい。すなわち、第1リブ状突起は、底板突起のみから構成されていてもよいし、底板突起と側板突起とからなる構成でもよいし、底板突起と側板突起と延出板突起とからなる構成であってもよい。
同様に、中間突起24gは、一対の上縁面22c(および内側面25a)のいずれか一方のみに形成されていてもよい。延出板突起24cは、一対の延出板23,23のいずれか一方のみに形成されていてもよい。第2リブ状突起25は、一対の延出板23,23のいずれか一方のみに形成されていてもよい。
試験片載置体12は、底板21と側板22,22と延出板23,23とを有するが、試験片載置体は、延出板がない構成としてもよい。
複数の点状の底板突起は、例えば1または複数の直線に沿うように並んで形成することができる。点状の底板突起の構造としては、第1および第2の突起群からなる構造を例示できる。第1および第2の突起群は、それぞれ底板の長さ方向に交差する直線に沿って並ぶ複数の点状の底板突起からなる。第1および第2の突起群は、底板の長さ方向に間隔をおいて形成することができる。
2・・・撮像ユニット
3・・・駆動部
10・・・分析装置(試験片分析装置)
11・・・試験片
12・・・試験片載置体
13・・・搬送機構
21・・・底板、
21a・・・(底板の)上面(第1面)
22・・・側板
22b・・・(側板の)上縁(突出端縁)
22c・・・(側板の)上縁面(突出端縁面)
23・・・延出板
23a・・・上面(側板の突出方向側の面)
24・・・第1リブ状突起
24a・・・底板突起
24b・・・側板突起
24c・・・延出板突起
24d,24A1,24B1,24C1,24D1,24E1・・・(底板突起の)頂部
24e・・・(側板突起の)頂部
24f・・・(延出板突起の)頂部
25・・・第2リブ状突起
25c・・・(第2リブ状突起の)頂部
62・・・試薬層
P1・・・載置位置(第1位置)
P2・・・撮像位置(第2位置)
Claims (10)
- 試験片を第1位置から第2位置に搬送するための搬送ユニットと、前記搬送ユニットを駆動する駆動部と、前記第2位置において前記試験片を撮像するための撮像ユニットと、を備えた試験片分析装置において用いられる試験片載置体であって、
前記試験片を載置可能な底板と、前記底板の両側縁から前記底板の長さ方向にわたって前記底板の第1面側の方向に突出した一対の側板と、を備え、
前記底板の第1面に、前記試験片を支持可能な複数の底板突起が形成されていることを特徴とする、試験片載置体。 - 前記複数の底板突起は、前記底板の長さ方向に交差する方向に延在し、前記底板の長さ方向に間隔をおいて形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の試験片載置体。
- 前記底板突起は、突出方向に向かって幅が狭くなる形状であり、頂部で前記試験片を支持可能であることを特徴とする、請求項1または2に記載の試験片載置体。
- 前記底板の第1面側において前記試験片が配置可能な空間は、前記底板の幅方向の距離が、前記試験片の幅より大きいことを特徴とする、請求項1〜3のうちいずれか1項に記載の試験片載置体。
- 前記側板の内側面には、前記底板突起に支持された前記試験片が当接可能な側板突起が形成されていることを特徴とする、請求項1〜4のうちいずれか1項に記載の試験片載置体。
- 前記側板の突出端縁から外側方に延出した延出板をさらに備えることを特徴とする、請求項1〜5のうちいずれか1項に記載の試験片載置体。
- 前記延出板の、前記側板の突出方向側の面には、前記底板の長さ方向に交差する方向に延在し、前記試験片を支持可能な1または複数の延出板突起が形成されていることを特徴とする、請求項6に記載の試験片載置体。
- 前記側板の突出端縁面は、内側方に行くほど前記突出方向とは反対の方向に向かう傾斜面であることを特徴とする、請求項1〜7のうちいずれか1項に記載の試験片載置体。
- 請求項1〜8のうちいずれか1項に記載の試験片載置体と、前記試験片載置体を搬送するための搬送機構とを有することを特徴とする、搬送ユニット。
- 請求項9に記載の搬送ユニットと、前記撮像ユニットと、前記駆動部と、を備えたことを特徴とする、試験片分析装置。
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