JP2017106797A - 便試験体サンプル製造装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】便試験体サンプルの便濃度が許容範囲内か否かを短時間で客観的に判定することができる便試験体サンプル製造装置を提供することを目的とする。【解決手段】便試験体サンプル製造装置10は、多数の便検体容器12を収容する検体ラック13と、所定量の希釈液を入れる便試験体容器32を配置するための多数の便試験体容器セット穴を備えた便試験体容器保持部14と、検体ラック13にセットされた便検体容器12の蓋12cを保持する蓋保持部材を備えた上下動可能な希釈ヘッド部20と、便試験体容器保持部14に保持された便試験体容器32内の便試験体の混濁度を光照射によって測定する混濁度測定部130と、各便試験体容器32毎に、混濁度測定部130によって測定された混濁度が許容範囲か否かを判断する判断・制御手段と、を備える。【選択図】図2

Description

本発明は、便検体容器に収容された便検体を希釈して便試験体サンプルを製造する便試験体サンプル製造装置に関する。
患者から採取した便検体からノロウィルス等の細菌を見つける検査が広く行われている(例えば、特許文献1参照)。
この検査では、便試験体サンプルを予め製造していることが多い。この便試験体サンプルの製造では、検査室に持ち込まれた便検体容器から蓋を取外し、蓋の内側に設けられた検体棒の先端に付着している便検体を、予め希釈液が入れられた便試験体容器に浸す。この結果、便検体を希釈した便試験体が便試験体容器に収容されてなる便試験体サンプルが製造される。
その後、この便試験体サンプルを用い、ノロウィルス等の細菌に感染しているか否かを検査する。
特開2010−207180
ところで、この便試験体サンプルの製造では、便検体を一つ一つ作業員がマニュアルで希釈し、更に、製造した便試験体サンプルの便濃度が許容範囲か否かを作業員が目視により行っている。このため、便濃度が許容範囲か否かを判断するのに時間がかかり、また、客観的な判断を担保できないという問題があった。
そこで、本発明は、便検体の希釈作業、および、希釈して得られた便試験体の便濃度が許容範囲内か否かを短時間で客観的に判定することができる便試験体サンプル製造装置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、本発明に係る便試験体サンプル製造装置は、蓋の内側に検体棒を有する便検体容器を縦置きの状態にセットする多数の各便検体容器セット穴が縦・横に整列して設けられた検体ラックと、所定量の希釈液が入る光透過性の便試験体容器を縦置きの状態にセットする多数の便試験体容器セット穴がリング状に設けられ、該便試験体容器セット穴にセットされた各便試験体容器が駆動手段によりそれぞれ希釈位置で一時停止する回転可能な便試験体容器保持部と、前記便検体容器の蓋を保持して便検体容器全体を支持する蓋保持状態と支持を解除する蓋保持解除状態とに切換え可能な蓋保持部材を有する希釈ヘッド部と、前記希釈ヘッド部の支持フレームに支持され、前記蓋保持部材の真下で、かつ、希釈ヘッド部の下降時に便検体容器の容器胴部を保持する前進位置と、その前進位置から後退した後退位置とにそれぞれ独立して動く進退可能な容器胴部保持部材と、前記希釈ヘッド部を前記検体ラックの各容器セット穴上方と前記便試験体容器保持部の希釈位置上方とにそれぞれ移動させる前後及び左右方向へ制御可能な移動制御手段と、前記便試験体容器保持部に保持された前記便試験体容器内の便試験体の混濁度を光照射によって測定する混濁度測定部と、各便試験体容器毎に、前記混濁度測定部によって測定された混濁度が許容範囲か否かを判断する判断・制御手段と、を備え、前記希釈ヘッド部は、前記便検体容器の蓋と容器胴部とがそれぞれ保持された時に、容器胴部と検体棒を有する蓋とを上下に分離するよう前記希釈ヘッド部を上昇させる上昇制御と、分離完了後の容器胴部が前進位置から後退した後退位置の時に、検体棒と一緒に前記希釈ヘッド部を前記便試験体容器保持部の希釈位置へ向けて下降させる下降制御と、が可能なヘッド昇降手段を有していることを特徴とする。
本発明によれば、便試験体の便濃度が許容範囲内か否かを短時間で客観的に判定することができる便試験体サンプル製造装置とすることができる。
本発明の一実施形態に係る便試験体サンプル製造装置を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る便試験体サンプル製造装置で、カバーを取り外した状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る便試験体サンプル製造装置で、希釈ヘッド部の構成を示す正面部分断面図である。 本発明の一実施形態に係る便試験体サンプル製造装置で、希釈ヘッド部を上下方向に移動させる構成を説明する側面図である。 図5(a)〜(c)は、それぞれ、本発明の一実施形態に係る便試験体サンプル製造装置を構成する容器胴部保持部材の移動機構で、保持位置(便検体容器の挟持解除状態)、保持位置(便検体容器の挟持状態)、および、待機位置を説明する平面図である。 本発明の一実施形態に係る便試験体サンプル製造装置の便試験体容器保持部を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に用いる便試験体容器を示す側面断面図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための例示であって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。この発明の実施の形態は、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
(全体構成)
図1〜図7に示すように、本発明の一実施形態(以下、本実施形態という)の便試験体サンプル製造装置10は、縦長に形成された便検体容器12の蓋12cが上となるよう縦置きの状態でセットされる多数の容器セット穴13hを備えた検体ラック13と、検体ラック13と並んで配置され、ベルト駆動力による駆動手段により回転移動するリング状の便試験体容器保持部14(図2、図6参照)と、下降時に検体ラック13にセットされた便検体容器12の蓋12cを保持する蓋保持部材18を備えた上下動可能な希釈ヘッド部20と、を備えている。便試験体容器保持部14の上面側には、後述の便試験体容器本体32bが挿通されて配置される便試験体容器セット穴14h(図6参照)がリング状に配設されている。
また、便試験体サンプル製造装置10は、希釈ヘッド部20と一緒に移動自在に支持されている容器胴部保持部材24を備えている。容器胴部保持部材24は、蓋保持部材18の真下に臨み便検体容器12の容器胴部12bを保持する保持位置(前進位置)と、真下から後退した待機位置(後退位置)とに動くことが可能なように、希釈ヘッド部20とは独立して進退可能とされている。
更に、便試験体サンプル製造装置10は、装置正面側から見て左右方向であるX方向へ希釈ヘッド部20を移動制御する第1の移動制御手段26と、装置正面側から見て前後方向であるY方向へ検体ラック13を移動制御する第2の移動制御手段28と、を備えている。この第1の移動制御手段26および第2の移動制御手段28によって、希釈ヘッド部20が検体ラック13の各容器セット穴13h上方と便試験体容器保持部14の希釈位置上方とにそれぞれ移動制御可能になっている。
また、便試験体サンプル製造装置10は、便試験体容器保持部14に保持された便試験体容器32内の便試験体の混濁度を光照射によって測定する混濁度測定部130を備えている。便試験体容器32は、光透過性であり、図7に示すように、便試験体容器本体32bとそれに柔軟性の連続部32jで連続している蓋32cとで構成されている。
そして、便試験体サンプル製造装置10は、駆動する各構成要素を制御する判断・制御ユニット(図示せず)を備えている。
本実施形態では、便試験体サンプル製造装置10は、50本の便検体容器12を収容可能な検体ラック13を4つ配置できる構成にされている。そして、便試験体容器保持部14には50個の便試験体容器セット穴14hが配置されている。
(希釈ヘッド部)
図3に示すように、希釈ヘッド部20の蓋保持部材18は、その下方に位置して上下方向に延びる棒状部材56(後述)によって便検体容器12の蓋12cの挟持、挟持解除が切り換えられる構成になっている。
そして、図3、図4に示すように、希釈ヘッド部20は、便検体容器12の蓋12cを保持する保持状態(実線)と解除状態(二点鎖線)とに蓋保持部材18を切り換える切換制御手段40と、少なくとも便検体容器12の蓋12cと容器胴部12bとがそれぞれ保持された時、蓋保持部材18を縦軸中心回りに回転させる保持部材回転手段42と、を備えている。そして、便試験体サンプル製造装置10には、少なくとも保持部材回転手段42による蓋保持部材18の回転時および容器胴部保持部材24が後退した待機位置の時、それぞれに対応して希釈ヘッド部20を独立して上昇または下降制御するヘッド昇降手段44が設けられている。
希釈ヘッド部20の切換制御手段40は、水平方向に平行な回動軸を有する回動支点46によってシーソのように動く棒状の駆動力伝達部材48と、駆動力伝達部材48の一方の基端側にクランク運動の伝達力を与えるクランク運動用モータ50と、を備えており、クランクピン50aは駆動力伝達部材48の長孔48aと係合している。これにより、クランク運動用モータ50の回転によって駆動力伝達部材48の他方となる先端部が略上下方向に往復動(二点鎖線と実線)する構成になっている。更に、切換制御手段40は、駆動力伝達部材48の先端部から上下方向の移動力を受けるように取り付けられた移動力伝達部材52と、移動力伝達部材52の下端部に取り付けられ、移動力伝達部材52から受ける移動力によりガイドレール53に沿って上下方向に往復動可能な中間部材54と、上下方向に沿った軸回りに回動可能なように中間部材54などに取り付けられて下方に延びる棒状部材56と、棒状部材56の下端部に取り付けられ、蓋保持部材18に開閉力を与える開閉力付与部材58と、を備えている。
開閉力付与部材58は、前記棒状部材56を取囲む回転可能な回転軸筒体57にピンP1、P2によって支持され、移動力伝達部材52の下降時に、中間部材54を介して棒状部材56が、下降することで矢印の如く下向きに押圧される。この結果、蓋保持部材18はピンP1、P2を支点として実線から鎖線へ回動し保持解除状態となる。
また、棒状部材56が上昇することで、上向きの引き上げ力が働らく。この結果、蓋保持部材18はピンP1、P2を支点として鎖線から実線へ回動し、保持状態が確保されるようになっている。
蓋保持部材18を回転させる前記保持部材回転手段42は、ベアリング等の軸受によって回転自在に支持された前記回転軸筒体57のプーリー64と、低速回転用の駆動モータ68のモータプーリー65とに掛け回された伝導ベルト66によって構成され、縦軸中心として前記回転軸筒体57に回転力が与えられることで、蓋保持部材18の回転が可能となっている。
なお、希釈ヘッド部20の上下動は、検体ラック13から便検体容器12を取り出す時と、便検体容器12からの蓋12cの取り外し及び装着時と、便試験体容器保持部14に保持された便試験体容器本体32b内へ、蓋12cに設けられた検体棒12kの先端を出し入れして便検体を希釈する希釈時の各条件に対応してそれぞれ作動制御される。
また、ヘッド昇降手段44による上下動と組合せて使用される前記保持部材回転手段42による回転は、便検体容器12を検体ラック13から取り出した時にバーコード情報を読み込む時と、後述する容器胴部保持部材24によって容器胴部が保持された便検体容器12からの蓋12cの取り外し及び装着時の各条件に対応してそれぞれ作動制御されるようになっている。
これにより、蓋の嵌合挿入タイプ又はねじ式タイプのいずれの場合でも対応が可能になると共に、特に、嵌合挿入タイプの場合には、回転させることで円滑に取り外せるようになる。
(容器胴部保持部材)
図4、図5に示すように、希釈ヘッド部20の下部には、便検体容器12の容器胴部12bを保持する容器胴部保持部材24と、容器胴部保持部材24を保持位置(図5(a)および(b)、図4の二点鎖線)と待機位置(図5(c)、図4の実線)とに水平方向に進退動可能に保持する保持機構78と、が設けられている。保持機構78は、容器胴部保持部材24を案内する案内棒80と、モータによって回転されるクランクアーム82と、を有する。
容器胴部保持部材24は、容器胴部保持部材本体24mとの間で便検体容器12を挟持する挟持部材24tを有する。
容器胴部保持部材24には平面視で略中央に空洞部84が形成されており、挟持部材24tには、容器胴部保持部材24の先端部を貫通して空洞部84に延び出している延出し棒86と、延出し棒86の後端側(クランクアーム側)に固定されている支持部材88と、延出し棒86に挿通されている圧縮コイルバネ90と、を備えている。圧縮コイルバネ90は、支持部材88および容器胴部保持部材本体24mによってそれぞれ端部が支えられている。
そしてクランクアーム82は、先端部に、空洞部84内で上方に延び出す伝達部89を有しており、伝達部89が支持部材88の押圧または後退により、容器胴部保持部材24の進退動、更には便検体容器12の挟持、挟持解除の切り換えが行われる構成になっている。
具体的には、クランクアーム82が水平の時(図5(a))、最大の押し出しストロークとなり、容器胴部保持部材24は保持位置(図4の二点鎖線、図5(a))に押し出される。この時、挟持部材24tと部材本体24mと(詳細に説明すると、挟持部材24tの半円弧状の挟持面24t−1と対向し合う部材本体24mの半円弧状の挟持面24m−1と)は開いた保持待機状態が確保される。
また、クランクアーム82が水平位置から若干回動した時(図5(b))、最大の押し出しストロークから若干小さくなると共に圧縮コイルばね90のばね圧の働きによって挟持部材24tと部材本体24mとによる挟持状態が確保される。
さらに、クランクアーム82が図5(b)よりさらに回動した時(図5(c))、クランクアーム82により支持部材88の押圧が解除され、挟持状態のまま待機位置(図4の実線、図5(c))に移動制御されるようになっている。
(希釈液注入部)
便試験体サンプル製造装置10は、図1、図2に示すが如く、便試験体容器本体32b内へ所定量の希釈液を注入するために先端部に希釈液の注入ノズルを有する希釈液注入部120を回動自在に備えている。カバー112には、希釈液注入部120の注入ノズルが挿入される希釈液用開口122が、便試験体容器保持部14に対応して形成されている。また、希釈液注入部120には、希釈液供給ライン124が接続されており、希釈液供給ライン124には希釈液を収容した取替可能なボトル126が接続されている。
更に、カバー112には、蓋12cから下方に延びている検体棒12kを挿通させる検体棒用開口116が形成されている。
(混濁度測定部)
図1、図2に示すように、本実施形態では、混濁度測定部130は、便試験体容器32内の便試験体に向けて発光する発光部132と、便試験体容器32を透過(正確には便試験体容器本体32bを透過)した光量を計測する受光部134とを有し、濁度センサーとしての機能を有する。
判断・制御ユニットは、発光部132の発光量および受光部134の受光量から算出した便試験体の光吸収率に基づいて混濁度が許容範囲か否かを判断するようになっている。なお、本明細書で許容範囲とは、閾値以下の範囲(下限値が0)という場合も含む概念である。
(判断・制御ユニット)
上述したように、判断・制御ユニット(図示せず)は、駆動する各構成要素を制御するようになっている。更に、判断・制御ユニットは、各便試験体容器32毎に、混濁度測定部130によって測定された混濁度が許容範囲か否かを判断するようになっている。判断結果については、例えば、許容範囲外となった便試験体容器32の番号を表示パネル(図示せず)で表示する。
(作用、効果)
以下、本実施形態の作用、効果について説明する。まず、オペレータなどにより、検体ラック13の各容器セット穴13hに、検査対象の便検体容器12を、蓋が上となるように入れて配置する。また、便試験体容器保持部14をターンテーブル上にセットしたものを便試験体サンプル製造装置10にセットする。更に、検体ラック13を便試験体サンプル製造装置10の所定位置に配置する。次に、便試験体容器保持部14の回転、停止を繰り返しながらカバー112の各開口122を介して各便試験体容器本体32bに、希釈液注入部120から所定量の希釈液を分注する。
次に、第1の移動制御手段26、第2の移動制御手段28により希釈ヘッド部20および検体ラック13をそれぞれ移動させ、ヘッド昇降手段44で希釈ヘッド部20を下降させ、蓋保持部材18で便検体容器12の蓋を保持し検体ラック13から持ち上げる。そして、便検体容器12の蓋12cを保持したまま便検体容器12の容器胴部12bを回転させ、容器胴部12bに貼付してあるバーコードを読み取る。
更に、容器胴部保持部材24を前進させて、挟持部材24tと容器胴部保持部材本体24mとによって容器胴部12bを保持する位置を、保持用位置(蓋保持部材18によって蓋12cが保持された便検体容器12の真下位置)に移動させる(図5(a)参照)。
そして、希釈ヘッド部20を下降させることで便検体容器12を下降させ、容器胴部保持部材24で容器胴部12bを挟持する(図4、図5(b)参照)。その挟持した状態において、蓋保持部材18を回転させながら上昇させることで、容器胴部12bから蓋12cを分離させる。その際、移動時に液ダレが起きても支障のないように完全に分離ではなくいわゆる半分離状態にする。
次に、第1の移動制御手段26により希釈ヘッド部20を便試験体容器保持部14上の所定位置に移動させる。移動をさせた後、希釈ヘッド部20を上昇させることで、容器胴部12bから蓋12cを完全に分離させる。そして、保持機構78により容器胴部保持部材24を後退させることにより容器胴部12bを移動させ、蓋12cを下降させることで、便検体が付着した検体棒12kを、対応する便試験体容器32の希釈液に浸す。そして、検体棒12kを2〜3回上下動させた後、上昇させる。この結果、便試験体容器本体32bには、便検体容器12内の検体を希釈してなる便試験体(希釈完了液)が収容されていることになる。なお、便検体容器12内で検体棒12k先端に付着している便検体量が多すぎる場合には、蓋12cを引き上げて容器胴部12bから蓋12cを完全に分離させる際に、容器胴部保持部材24を前後方向にずらすことで、検体棒12kの先端に付着している便検体を便試験体容器本体32bの内壁に当接させながら引き上げてもよく、これにより、余分な便検体を検体棒12kの先端から取り除きつつ引き上げることができる。
更に、保持機構78により容器胴部保持部材24を前進させて蓋12cの真下位置に到達させ、蓋12cを回転させながら下降させることで、容器胴部12bに蓋12cを取り付けて蓋をした状態にする。
その後、挟持部材24tを前進させることで容器胴部12bの挟持を解除し、希釈ヘッド部20により検体ラック13に戻す。
以上の各工程を、各便検体容器12に対し、対応する各便試験体容器32に行う。本実施形態では、合計50本の便検体容器12について、対応する50本の各便試験体容器32に対してこれを行う。
また、混濁度測定部130は、便試験体容器32に収容された便試験体に向けて発光部132から光を発し、便試験体を透過した透過光を受光部134で受ける。そして、判断・制御ユニットは、発光部132の発光量および受光部134の受光量から算出した便試験体の光吸収率(光吸収比)に基づいて、混濁度が許容範囲か否かを判断する。その際、判断・制御ユニットは、各便試験体容器32毎に、光吸収率に基づいて判断する。
混濁度が許容範囲であると判断された便試験体に関しては、便試験体容器32の蓋32cを作業員が人手で閉めることで便試験体サンプルが完成する。この便試験体サンプルは次の試験を行う装置で使用される。
以上説明したように、本実施形態の便試験体サンプル製造装置10は、混濁度測定部130および判断・制御ユニットにより、便試験体容器保持部14に保持されている各便試験体容器32毎に混濁度を測定し、各便試験体容器32毎に混濁度が許容範囲か否かを判断する。従って、簡易な構成で、便試験体の便濃度が許容範囲内か否かを極めて短時間で客観的に判定することができる。
また、混濁度測定部130は、便試験体容器32内の便試験体に向けて発光する発光部132と、便試験体容器32を透過した光量を計測する受光部134とを有し、判断・制御ユニットは、発光部132の発光量および受光部134の受光量から算出した便試験体の光吸収率に基づいて混濁度が許容範囲か否かを判断する。従って、混濁度測定部130の構成を、小型で簡素にすることができる。
また、便試験体容器保持部14は、別の便試験体容器保持部と交換できるように着脱自在に支持されている。従って、便試験体容器保持部14を新たに交換することにより、次の検査に迅速に対応することができる。しかも、例えば検出対象がノロウィルスである場合、エッペンチューブ(容器胴部に蓋が繋がっている便検体容器)に対応させた形状の便試験体容器保持部14を用いることができる。このように、便試験体容器保持部14が、便試験体容器セット穴14hの形状が異なる別の便試験体容器保持部と交換できるように着脱自在に支持されていることにより、便試験体サンプル製造装置10で用いる便試験体容器32の形状のバリエーションが広がる。
なお、判断・制御ユニットは、混濁度が許容範囲よりも低いと判断した便試験体容器32に対し、該混濁度に応じて、対応する便検体容器12の検体棒12kを更に浸すように制御してもよい。これにより、混濁度が低すぎてNGとなるケースを発生させなくすることができる。
10 便試験体サンプル製造装置
12 便検体容器
12c 蓋
12b 容器胴部
13 検体ラック
13h 容器セット穴
14 便試験体容器保持部
14h 便試験体容器セット穴
18 蓋保持部材
20 希釈ヘッド部
24 容器胴部保持部材
26 第1の移動制御手段(移動制御手段)
28 第2の移動制御手段(移動制御手段)
32 便試験体容器
44 ヘッド昇降手段
130 混濁度測定部
132 発光部
134 受光部

Claims (4)

  1. 蓋の内側に検体棒を有する便検体容器を縦置きの状態にセットする多数の各便検体容器セット穴が縦・横に整列して設けられた検体ラックと、
    所定量の希釈液が入る光透過性の便試験体容器を縦置きの状態にセットする多数の便試験体容器セット穴がリング状に設けられ、該便試験体容器セット穴にセットされた各便試験体容器が駆動手段によりそれぞれ希釈位置で一時停止する回転可能な便試験体容器保持部と、
    前記便検体容器の蓋を保持して便検体容器全体を支持する蓋保持状態と支持を解除する蓋保持解除状態とに切換え可能な蓋保持部材を有する希釈ヘッド部と、
    前記希釈ヘッド部の支持フレームに支持され、前記蓋保持部材の真下で、かつ、希釈ヘッド部の下降時に便検体容器の容器胴部を保持する前進位置と、その前進位置から後退した後退位置とにそれぞれ独立して動く進退可能な容器胴部保持部材と、
    前記希釈ヘッド部を前記検体ラックの各容器セット穴上方と前記便試験体容器保持部の希釈位置上方とにそれぞれ移動させる前後及び左右方向へ制御可能な移動制御手段と、
    前記便試験体容器保持部に保持された前記便試験体容器内の便試験体の混濁度を光照射によって測定する混濁度測定部と、
    各便試験体容器毎に、前記混濁度測定部によって測定された混濁度が許容範囲か否かを判断する判断・制御手段と、
    を備え、
    前記希釈ヘッド部は、前記便検体容器の蓋と容器胴部とがそれぞれ保持された時に、容器胴部と検体棒を有する蓋とを上下に分離するよう前記希釈ヘッド部を上昇させる上昇制御と、分離完了後の容器胴部が前進位置から後退した後退位置の時に、検体棒と一緒に前記希釈ヘッド部を前記便試験体容器保持部の希釈位置へ向けて下降させる下降制御と、が可能なヘッド昇降手段を有していることを特徴とする便試験体サンプル製造装置。
  2. 前記混濁度測定部は、前記便試験体容器内の便試験体に向けて発光する発光部と、前記便試験体容器を透過した光量を計測する受光部とを有し、
    前記判断・制御手段は、前記発光部の発光量および前記受光部の受光量から算出した便試験体の光吸収率に基づいて前記混濁度が許容範囲か否かを判断することを特徴とする請求項1に記載の便試験体サンプル製造装置。
  3. 前記判断・制御手段は、前記混濁度が許容範囲よりも低いと判断した前記便試験体容器に対し、該混濁度に応じて、対応する前記便検体容器の検体棒を前記便試験体容器に更に浸すように制御することを特徴とする請求項1または2に記載の便試験体サンプル製造装置。
  4. 前記便試験体容器保持部は、別の便試験体容器保持部と交換できるように着脱自在に支持されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の便試験体サンプル製造装置。
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