JP2020041883A - 自動分析装置に用いる試薬搬送システム - Google Patents

Abstract

【課題】自動分析装置周辺の上方や下方の空間を移動して試薬を搬送でき、種々の試薬カセット形状に対応可能であり、自動分析装置の小型化が可能な自動分析装置に用いる試薬搬送システムを実現する。【解決手段】試薬搬送システムは試薬カセット104を空輸するドローン101と、試薬搬送システムの制御を担う試薬管理システム102と、自動分析装置103と、試薬カセット104を保管する試薬保管庫107と、試薬カセット104をドローン101へ受け渡すための受け渡しポイント108と、ドローン101の待機場所であるドック110を備える。試薬管理システム102は自動分析装置103から試薬残量情報105を受け取り、試薬保管庫107へ試薬搬出命令106、ドック110へ試薬搬送命令109を発信する。発信情報を元にドローン101が受け渡しポイント108から自動分析装置103へ試薬カセット104の搬送を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、臨床検査用の分析装置、特に試薬を用いて血液等の検体の成分の測定を行う自動分析装置に用いる試薬搬送システムに関する。

従来、液体の試薬を用いて血液等の検体の成分の測定を行う自動分析装置がある。この装置は、試薬を消耗品として使用するため、測定後に試薬を補充する必要がある。自動分析装置にはいくつもの種類の試薬が搭載されるため、補充には手間がかかる。

従来、試薬の補充の手間を軽減するために、さまざまな技術が開発されてきた。

補充した試薬のカセットを自動分析装置が自動で識別し、試薬種類と補充箇所の確認の手間を省いた技術が特許文献１に記載されている。

また、試薬の投入口と自動分析装置内の自動搬送機構を備え、装置稼働中の試薬補充を可能とし、試薬補充のために装置を止める手間を省いた技術が特許文献２に記載されている。

特開２００５−１２１４９２号公報

特開平４−３６６５８号公報

従来の技術によって、単体の自動分析装置中で試薬の補充を簡潔に行うための手段が実現されてきた。

しかし、自動分析装置に補充が必要な試薬の種別等を確認し、試薬を運搬し、自動分析装置に応じた方法で試薬を補充することは、人の手で行われており、その自動化が困難であり、時間と手間とがかかっていた。

自動分析装置に使用される試薬はカセットタイプが主であるが、種々の形状があり、検体のように搬送ラインによる運搬を実現するためには複数のカセット形状に対応しなければならないという技術的な課題がある。また、試薬の搬送ラインが必要であることから、搬送ラインが、自動分析装置の小型化を困難とする一要因となっていた。

また、試薬の搬送ラインは使用場所ごとにラインのレイアウトを変更する必要があり、検査室内の人の移動経路が試薬の搬送ラインによって限定され、操作者等の作業効率を低減させる場合があった。

本発明の目的は、自動分析装置周辺の上方や下方の空間を移動して試薬を搬送でき、かつ、種々の試薬カセット形状に対応可能であり、自動分析装置の小型化が可能な自動分析装置に用いる試薬搬送システムを実現することである。

上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。

自動分析装置の試薬搬送システムにおいて、自動分析装置が保有する試薬の残量情報が伝達され、前記試薬の管理を行う試薬管理部と、前記自動分析装置の周辺の上方又は下方の空間を移動して、試薬を搬送する空輸機と、前記自動分析装置に使用される複数の試薬を保管する試薬保管庫と、を備え、前記試薬管理部は、前記試薬残量情報に基づいて、前記自動分析装置に試薬の補充が必要かを判断し、試薬の補充が必要であると判断すると、前記空輸機に試薬搬送命令を伝送するとともに、前記試薬保管庫に試薬搬出命令を伝送し、前記空輸機は、前記試薬搬送命令に従って、前記試薬保管庫に保管された試薬を受け取り、前記自動分析装置に搬送する。

本発明により、自動分析装置周辺の上方や下方の空間を移動して試薬を搬送でき、種々の試薬カセット形状に対応可能であり、自動分析装置の小型化が可能な自動分析装置に用いる試薬搬送システムを実現することができる。

本発明による実施例１の試薬搬送システムが適用された自動分析装置の概略構成図である。 実施例１において、試薬を補充する動作フローを示す図である。 試薬保管庫の動作説明図である。 ドローンがドッグに待機した状態を示す図である。 ドローンの飛行方法についての説明図である。 ドローンの位置決め方法を説明するための図である。 ドローンの試薬カセットの把持方法についての説明図である。 ドローンによる試薬カセットの補充方法の説明図である。 装置内試薬搬送機構を備える自動分析装置に対するドローンによる試薬カセットの補充方法についての説明図である。 ドローンによる運用を想定した装置内試薬搬送機構を備える自動分析装置に対する試薬カセットの補充方法の説明図である。 不要となった試薬カセットのドローンによる廃棄方法の説明図である。 実施例１における構成要素間の情報のやり取りの説明図である。 試薬カセットの上面に複数の孔形成されている例を示す図である。 実施例２におけるドローンが備える把持機構の概略説明図である。 実施例１０における、検査室の天井にガイドレールをガイドレール支持部によって支持し、ガイドレールに支持されたドローンが移動する例を示す図である。 実施例１０における、検査室の天井に支持されたガイドレールを示す図である。 実施例１１におけるドローンの飛行中の安全対策についての説明図である。 実施例１２におけるドローンの飛行中の安全対策についての説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

（実施例１）
図１は、本発明による実施例１の試薬搬送システムが適用された自動分析装置の概略構成図である。

図１において、 本発明による実施例１の試薬搬送システムは、空輸システムの役割を担うドローン（空輸機）１０１と、試薬搬送システムの制御を担う試薬管理システム（試薬管理部）１０２と、自動分析装置１０３と、補充用の試薬カセット１０４を複数個保管する試薬保管庫１０７と、試薬カセット１０４をドローン１０１へ受け渡すための受け渡しポイント（試薬カセット受け取り部）１０８と、ドローン１０１の待機場所であるドック１１０とを備える。試薬は、試薬カセット１０４内に収容されている。ドローン１０１が試薬カセット１０１を把持することにより試薬を把持することが可能となる。

試薬管理システム１０２は自動分析装置１０３から伝送される試薬残量情報１０５を受け取り、自動分析装置に１０３に試薬の補充が必要か否かを判断し、試薬の補充が必要であると判断すると、試薬保管庫１０７へ試薬搬出命令１０６と、ドック１１０を介してドローン１０１に試薬搬送命令１０９を発信（伝送）する。発信された情報を元に、ドローン１０１が、試薬保管庫１０７の試薬受け渡しポイント１０８から試薬カセット１０４を受けとり、自動分析装置１０３へ搬送する。

以上が本発明を構成するシステムの概要である。

次に、図２を参照して実施例１の試薬補充動作を説明する。図２は、実施例１において、試薬を補充する動作フローを示す図である。

図２において、最初に、試薬管理システム１０２が自動分析装置１０３が保有する試薬の残量情報である試薬残量情報１０５を監視している（ステップＳ１）。試薬残量情報１０５の監視は、試薬管理システム１０２が定期的に、自動分析装置１０３へ、試薬残量情報の送信リクエストを送信することで、実現するものとする。

次に、試薬監視システム１０２が試薬残量情報１０５を参照し、試薬の残量があらかじめ定められ記憶されている閾値を下回ったと判断した場合、補充用の試薬カセット１０４の搬出命令１０６を試薬保管庫１０７へ発行する（ステップＳ２）。

次に、試薬搬出命令１０６を受信した試薬保管庫１０７は、試薬搬出命令１０６を元に試薬カセット１０４を搬出し、受け渡しポイント１０８まで搬送する（ステップＳ３）。

また、試薬監視システム１０２は、試薬カセット１０４の運搬命令１０９を、ドック１１０を通してドローン１０１へ発行し、ドック１１０で待機中のドローン１０１が運搬命令（搬送命令）１０９を受け取る（ステップＳ４）。

そして、運搬命令１０９を受信したドローン１０１は、試薬カセット１０４を受け取るため、受け渡しポイント１０８へ飛行する（ステップＳ５）。

次に、ドローン１０１は、受け渡しポイント１０８へ到着した後、試薬カセット１０４の把持を行う（ステップＳ６）。

そして、ドローン１０１は、試薬カセット１０４を把持した後、運搬命令１０９の情報を元に、補充対象の自動分析装置１０３へ飛行する（ステップＳ７）。

次に、ドローン１０１は、自動分析装置１０３へ到着した後、自動分析装置１０３へ試薬カセット１０４を補充する（ステップＳ８）。

そして、ドローン１０１は、自動分析装置１０３へ試薬カセット１０４を補充した後、ドック１１０へ帰還する（ステップＳ９）。

以上が本発明の実施例１によって試薬を補充する動作フローである。

次に、図３を参照して実施例１の試薬保管庫１０７の動作について説明する。図３は、試薬保管庫１０７の動作説明図である。

図３において、試薬保管庫１０７は、試薬ハンドリング機構３０１によって、試薬保管庫１０７内にあらかじめ納められている試薬カセット１０４にランダムアクセスし、必要な試薬カセット１０４を搬出できるものとする。

なお、図３の左側に示した試薬カッセット１０４は、試薬保管庫１０７の内部に配置されていることを簡略化して示している。

搬出された試薬カセット１０４は、搬送ライン３０２へ乗せられ、搬送される。搬送ライン３０２は、単純な直線状であるため、搬送ライン３０２をベルトで構成することで、試薬カセット１０４の形状によらず搬送できるものとする。

搬送ライン３０２上には試薬開栓機構３０３が構成され、試薬カセット１０４の開栓が必要な場合は、開栓を行う。

試薬カセット１０４は、搬送ライン３０２の先に設置されている受け渡しポイント１０８へ到達し、試薬保管庫１０７の動作は完了する。

以上が試薬保管庫１０７の動作である。

次に、図４を参照して、ドローン１０１とドック１１０との関係について説明する。図４は、ドローン１０１がドッグ１１０に待機した状態を示す図である。

図４において、運搬命令１０９がない状態にて、ドローン１０１は、ドック１１０にて待機する。ドローン１０１は、支持台兼充電機構４０１で支持され、充電される。

本実施例１において、ドローン１０１は電波を用いた通信は行わない。自動分析装置１０３が設置される検査室内には、様々な検査機器が設置されている。このような検査機器の誤動作を防止するために、ある一定以上の強度の電磁波を放射しないことが、医療機器には求められているからである。

本実施例１では、ドローン１０１への試薬運搬命令１０９等の情報伝達には、画像による通信を用いる。ドック１１０が備えるＱＲコード（登録商標）表示画面４０３にＱＲコード（登録商標）を表示し、ドローン１０１が備える全天周カメラ４０２によってＱＲコード（登録商標）を読み取ることで、ドック１１０からドローン１０１への情報伝達を行う。

ドッグ１１０からドローン１１０への情報伝達後、ドローン１０１は受け渡しポイント１０８へ移動するために飛行を開始する。ドック１０１は、ドローン１０１が飛び立ったことを、ドック１０１が備える光学センサによって検知するものとする。

以上がドローン１０１とドック１１０との関係である。

次に、図５を参照して、ドローン１０１の飛行方法について説明する。図５は、ドローン１０１の飛行方法についての説明図である。

図５において、ドローン１０１は、ドック１０１から伝達された情報を元に、飛行を行う。

本実施例１では、一般的にドローン技術に用いられるＧＰＳは用いない。本実施例１では室内での運用を想定しているため、ＧＰＳ電波が利用できないためである。そのため、飛行は、基本的にドローン１０１が備える加速度センサ４０４による座標計算によって、ドローン１０１の現在位置座標を割り出し、三次元座標のデータ系列によって表現されるドローン飛行経路５０１を辿ることで、実現するものとする。

ドローン１０１が備える加速度センサによる座標計算は、計算の積み重ねによる座標計算方法であり、飛行距離が長くなると計算誤差が積み重なり、計算した現在位置座標と実際の現在位置座標にずれが生じる可能性がある。

本実施例１では、飛行経路中にあらかじめ設置した位置座標補正マーカー５０２を、ドローン１０１が備える全天周カメラ４０２によって画像認識し、位置座標補正マーカー５０２の三次元座標によって、該現在位置座標を補正することにより、ずれを修正するものとする。

図５は、ドック１１０から受け渡しポイント１０８までの、ドローン１０１の飛行方法を示している。受け渡しポイント１０８から自動分析装置１０３への飛行と、自動分析装置１０３からドック１１０への飛行も、図５と同様の方法によって行うこととする。

以上がドローン１０１の飛行方法である。

次に、図６を参照して、ドローン１０１の位置決め方法について説明する。

図６は、ドローン１０１の位置決め方法を説明するための図である。

図６において、ドローン１０１は、ドローン１０１に備えられた全天周カメラ４０２によって、受け渡しポイント１０８に配置された位置決めマーカー６０１を画像認識する。位置決めマーカー６０１は複数形成されており、ドローン１０１は、各々の位置決めマーカー６０１を認識した角度から、位置決めマーカー６０１に対する水平方向と垂直方向の相対位置を、三角測量の応用により正確に計算できるものとする。

ドローン１０１は、計算した位置決めマーカー６０１に対する相対座標を元に、各位置決めマーカー６０２の中心へ位置決めし、受け渡しポイント１０８の所定位置に着地する。

図６は、受け渡しポイント１０８におけるドローン１０１の位置決め方法を示している。ドローン１０１の、自動分析装置１０３における位置決めと、ドック１１０における位置決めも、図６と同様の方法で行うこととする。

以上がドローン１０１の位置決め方法である。

次に、図７を参照して、ドローン１０１の試薬カセット１０４の把持方法について説明する。図７は、ドローン１０１の試薬カセット１０４の把持方法についての説明図である。

飛行をするドローン１０１に搭載する機構は、重量が軽いことが求められる。また、種々の形状の試薬カセット１０４を落とすことなく強い力で把持できることが求められる。

図７において、ドローン１０１に対する上記要求事項を満足するため、ドローン１０１は、リンク機構と直動アクチュエータ７０２により構成される把持ハンド７０１を備えることとする。左右から把持ハンド７０１の把持部７０３ａ及び７０３ｂにより試薬カセット１０４を把持する機構は、人の手に近い動作をするため、従来人の手による運搬を想定している全ての試薬カセット１０４を把持可能である。

また、リンク機構により把持する力が増幅されるため、重量が軽く出力が弱い直動アクチュエータ７０２でも、強い力で試薬カセット１０４を把持することが可能である。

ドローン１０１が試薬カセット１０４を運搬し、設置する際は、把持と逆の順序によって、試薬カセット１０４を解放する。

把持ハンド７０１を駆動する直動アクチュエータ７０２の動作制御は、ドローン１０１に備えられたアクチュエータ制御部７０４により実行される。

以上がドローン１０１の試薬カセット１０４の把持方法である。

次に、図８を参照して、装置内試薬搬送機構を備えない自動分析装置１０３に対する、ドローン１０１による試薬カセット１０４の補充方法について述べる。

図８は、ドローン１０１による試薬カセット１０４の補充方法の説明図である。

装置内試薬搬送機構を備えない自動分析装置１０３に対しては、ドローン１０１による完全自動の試薬補充は困難である。そのため、ドローン１０１は、自動分析装置１０３の付近に備えられた、試薬カセット設置テーブル８０１に、試薬カセット１０４を設置する。試薬カセット設置テーブル８０１には、受け渡しポイント１０８と同様に、複数の位置決めマーカー６０１が形成されている。試薬カセット１０４は、最終的に人の手によって、自動分析装置１０３へ補充される。

以上が装置内試薬搬送機構を備えない自動分析装置１０３に対する、ドローン１０１による試薬カセット１０４の補充方法である。

次に、図９を参照して、人の手による運用を想定した装置内試薬搬送機構を備える自動分析装置１０３に対する、ドローン１０１による試薬カセット１０４の補充方法について説明する。ドローン１０１によって、完全自動化が可能となる。

図９は、装置内試薬搬送機構を備える自動分析装置１０３に対するドローン１０１による試薬カセット１０４の補充方法についての説明図である。

図９において、人の手による運用を想定した装置内試薬搬送機構を備える自動分析装置１０３に対しては、自動分析装置１０３に、試薬補充を補助するための試薬カセット挿入機構９０１を設置する。この試薬カセット挿入機構９０１を設置することで、完全自動の試薬補充を実現する。

図９に示したタイプの自動分析装置１０３の試薬搬送機構９０２は、所定の場所に試薬カセット１０４を設置した後、一定の水平方向へ試薬カセット１０４をスライドさせることで、試薬カセット１０４を認識し、試薬搬送を開始する方式であることがほとんどである。

ドローン１０１がマーカー６０１を検出しながら、所定の場所へ試薬カセット１０４を設置した後、試薬カセット挿入機構９０１が試薬カセット１０４を検知し、試薬搬送機構９０２へ試薬カセット１０４を挿入する。

試薬搬送機構９０２は、試薬カセット１０４を試薬ディスク９０３へ搬送し、試薬カセット１０４の補充が完了する。

以上が人の手による運用を想定した装置内試薬搬送機構を備える自動分析装置１０３に対する、ドローン１０１による試薬カセット１０４の補充方法である。

次に、図１０を参照して、ドローン１０１による運用を想定した装置内試薬搬送機構１０００を備える自動分析装置１０３に対する、ドローン１０１による試薬カセット１０４の補充方法について述べる。図１０は、ドローン１０１による運用を想定した装置内試薬搬送機構１０００を備える自動分析装置１０３に対する試薬カセット１０４の補充方法の説明図である。

図１０において、ドローン１０１による運用を想定した装置内試薬搬送機構１００を備える自動分析装置１０３は、ドローン１０１のアクセスが容易な、自動分析装置１０３の上面に、試薬カセット１０４の挿入口１００１ｃが形成されている。ドローン１０１は、位置決めマーカー６０１を検出しながら、挿入口１００１ｃへ試薬カセット１０４を設置する。その後、シャッター１００１ａが開き、エレベータ機構１００２により、試薬カセット１０４が下降され、シャター１００１ｂが開き、試薬ディスク９０３へ配置される、そして、シャッター１００１ｂが閉じて試薬カセット１０４の補充が完了する。

以上がドローン１０１による運用を想定した装置内試薬搬送機構１０００を備える自動分析装置１０３に対する、ドローン１０１による試薬カセット１０４の補充方法である。

次に、図１１を参照して、不要となった試薬カセット１１０２のドローン１０１による廃棄方法について述べる。

図１１は、不要となった試薬カセット１１０２のドローン１０１による廃棄方法の説明図である。

図１１において、空となった試薬カセット１１０２は、不要のため廃棄が必要である。自動分析装置１０３が排出した不要なカセット１１０２を、画像認識によりドローン１０１が認識し、把持を行う。ドローン１０１は、試薬カセット廃棄台１１０１へ飛行し、不要な試薬カセット１１０２の破棄を行う。

以上が不要となった試薬カセット１１０２のドローン１０１による廃棄方法である。

次に、図１２を参照して、実施例１における構成要素間の情報のやり取りについて説明する。

図１２は、実施例１における構成要素間の情報のやり取りの説明図である。なお、図１２に示した縦長のボックスは情報入出力部を示すものとする。

図１２において、試薬管理システム１０２は、自動分析装置１０３へ試薬残量情報１０５のリクエストを行い、それに応じて自動分析装置１０３は、試薬残量情報１０５を試薬管理システム１０２へ送信する。

次に、試薬管理システム１０２は、試薬保管庫１０７へ試薬搬出命令１０６を発行する。試薬搬出命令１０６には、搬出する試薬カセット１０４を特定するための情報と、試薬カセット１０４の開栓の要否の情報（試薬情報）とが試薬搬出命令に含まれているものとする。試薬保管庫１０７は、試薬の搬出が完了後、搬出完了報告を試薬管理システム１０２へ発行する。

次に、試薬管理システム１０２は、試薬搬出完了報告を受け、ドック１１０へ試薬運搬命令（試薬搬送命令）１０９を発行する。試薬運搬命令１０９には、試薬カセット１０４の形状や重さ、補充対象の自動分析装置１０３の位置座標とそれに至る飛行経路５０１など、運搬に必要な情報（試薬情報・搬送先情報）が含まれているものとする。

ドック１１０は、試薬運搬命令１０９を受け、試薬カセット１０４の重量、ドローン１０１の飛行経路を示す三次元座標のデータ系列など飛行に必要な情報をドローン１０１へ伝達する。

ドローン１１０は、自動分析装置１０３まで試薬カセット１０４を運搬（搬送）し、試薬カセット１０４の補充を行う。試薬カセット１０４の補充を検知することが可能な自動分析装置１０３の場合は、試薬カセット１０４の受領報告を試薬管理システム１０２へ行う。

ドローン１１０は、試薬カセット１０４の補充後、ドック１１０へ帰還する。ドック１１０はドローン１０１の帰還を検知し、試薬管理システム１０２へドローン１０１の帰還と、充電状態や故障状態などの状況を報告する。

以上が本実施例１における構成要素間の情報のやり取りである。

以上が、本発明の実施例１における、試薬カセット１０４を空輸によって自動分析装置１０３へ補充するための、具体的な説明である。

本発明の実施例１によれば、自動分析装置１０３における試薬残量情報に基づいて、試薬を補充する必要がある場合は、ドローン１０１を用いて、試薬カセット１０４を試薬保管庫１０７から自動分析装置１０３に、搬送するように構成したので、自動分析装置１０３周辺の上方の空間を移動して試薬を搬送でき、種々の試薬カセット形状に対応可能であり、自動分析装置の小型化が可能な自動分析装置に用いる試薬搬送システムを実現することができる。

（実施例２）
次に、本発明の実施例２について説明する。

なお、実施例１で説明した各構成要素について、特別な言及がない限り、実施例１において、構成要素の一部、あるいは複数部を下記の他の実施例に置き換えても、成り立つものとする。よって、構成要素の実施例の組み合わせにより、本発明は構成可能である。

実施例２は、ドローン１０１による試薬カセット１０４の把持方法が実施例１とは異なる例である。実施例１では、図７に示したように、把持部７０３ａ及び７０３ｂにより、試薬カセット１０４を挟み込み、把持する例であるが、実施例２は、異なる方法により、試薬カセット１０４を把持する例である。

試薬カセット１０４は、自動分析装置１０３の内部での搬送のために、専用の孔、くぼみ、もしくは突起を備えている場合がある。図１３Ａは、試薬カセット１０４の上面に複数の孔１０４ａが形成されている例を示す図である。

図９に示したように、自動分析装置１０３内部の試薬搬送機構９０２は、試薬カセット１０４に形成された孔１０４ａ、もしくは突起を利用して、試薬カセット１０４を把持し、搬送を行うことが可能である。それと同様の把持機構をドローン１０１に備えることで、試薬カセット１０４を把持することが出来る。

図１３Ｂは、実施例２におけるドローン１０１が備える把持機構１０１ａの概略説明図であり、把持機構１０１ａの断面を示している。図１３Ｂには、把持部１０１ｃ及び１０１ｄの２つの把持部を示しているが、孔１０４ａが形成され数に対応する数の把持部を備えている。

図１３Ｂにおいて、把持機構１０１ａは、左右回転可能なディスク１０１ｂを有し、先端に爪部が形成された把持部１０１ｃ、１０１ｄの他端部が回動可能に支持されている。把持部１０１ｃ及び１０１ｄのほぼ中間部分は、把持機構１０１ａに形成された支点部１０１ｅに回動可能に支持されている。

ディスク１０１ｂが、図１３Ｂにおける右方向に回動することにより、把持部１０１ｃ、１０１ｄの先端部が互いに離間する方向に移動する。

また、ディスク１０１ｂが、図１３Ｂにおける左方向に回動することにより、把持部１０１ｃ、１０１ｄの先端部が互いに接近する方向に移動する。

ディスク１０１ｂの回動の制御は、図７に示したようなアクチュエータ制御部７０４と同様な制御部により制御される。

ドローン１０１は、把持部１０１ｃ、１０１ｄが孔１０４ａ内に挿入されるように、ディスク１０１ｂの回動を制御し、試薬カセット１０４に接近する。そして、把持部１０１ｃ、１０１ｄが孔１０４ａ内に挿入されたことを確認すると、ディスク１０１ｂを図１３Ｂにおける右回転させて、把持部１０１ｃ及び１０１ｄの爪部により試薬カセット１０４を把持させる。そして、ドローン１０１は、試薬カセット１０４を把持して、目的地に飛行し、試薬カセット１０４を設置する。その後、ディスク１０１ｂを図１３Ｂにおける左回転させて、把持部１０１ｃ及び１０１ｄの爪部を試薬カセット１０４から解放し、試薬カセット１０４から離間する。

以上のように、本発明の実施例２によれば、実施例１と同様な効果を得ることができる他、ドローン１０１の試薬カセット１０４の把持が確実に行え、信頼度がさらに向上可能な、自動分析装置に用いる試薬搬送システムを実現することができる。

なお、実施例２の変形例として、試薬カセット１０４にマグネットを備え、ドローン１０１に電磁石を備えることで、稼動する部分なしに試薬カセット１０４を把持するように構成することも可能である。電磁石に電流を流して試薬カセット１０４の備えるマグネットを吸着することで、試薬カセット１０４を把持し、電流を切って試薬カセット１０４を解放する。

また、他の変形例として、ドローン１０１がスロット状の機構を備え、搬送ライン３０２（図３）によって試薬カセット１０４を上記スロットに挿入することで、試薬カセット１０４を把持するように構成することもできる。試薬カセット１０４を解放するときは、ドローン１０１、もしくは開放する場所に備えられたスライド機構により、上記スロットから試薬カセットを取り出して行う。

また、ドローン１０１が把持機構を複数備えることで、一つのドローンで複数の試薬カセット１０４を把持するように構成することも可能である。その場合、単一の自動分析装置１０３へ複数の試薬カセット１０４を投入することも、複数の自動分析装置１０３へ試薬カセット１０４を投入することも可能である。

また、試薬カセット１０４を把持する時、または解放する時のドローン１０１の状態について、着陸状態、ホバリング状態は問わないものとする。着陸状態の場合はドローン１０１の姿勢が安定する、ホバリング状態では着陸機構４０１を必要としないと、それぞれにメリットがあるため、実施の形態によって選択するものとする。

以上が、試薬カセット１０４の把持方法の別の実施例の説明である。

（実施例３）
次に、本発明の実施例３について説明する。実施例３は、ドローン１０１の飛行方法が実施例１とは異なる例である。

実施例１においては、加速度センサを用いているが、実施例３では、ドローン１０１が備える全天周カメラ４０２によりオプティカルフローの技術を用いることにより、座標計算を行い、あらかじめ定められた飛行経路５０１を辿る。

オプティカルフローは全天周カメラ４０２で撮像した画像の特徴点の位置から、移動ベクトルを算出する方法であり、速度、または位置を直接測定できるため、加速度センサを用いる方法よりも演算誤差を少なく出来るメリットがある。

また、実施例３の変形例として、ドローン１０１がステレオカメラやレーザー測距計、超音波距離センサを備え、飛行経路マーカー５０２や自動分析装置１０３とドローン１０１の距離を測定する。これによりあらかじめ設定した飛行経路５０１を正確に辿ることが可能である。

また、他の変形例として、自動分析装置１０３が配置された検査室の天井や壁にカメラを備え、飛行管理システムがドローン１０１の姿を画像認識しつつ飛行指示を出すことで、あらかじめ設定した飛行経路５０１を、ドローン１０１に辿らせる構成とすることも可能である。この方式は、飛行管理システムとドローン１０１の飛行中の通信が必須であるため、有線による通信か、無線による通信を行う。有線の場合は、ドローン１０１の飛行を妨げない通信線の取り回しとし、無線の場合は法令に違反しない強度の無線通信システムを用いるものとする。

また、他の変形例として、ドローン１０１が備えるカメラ４０２によるマーカーレス型の画像認識を用いるように構成することも可能である。マーカーレス型の画像認識は、特定のパターン画像を有するマーカーを必要としない画像認識で、検査室内の物体の形状を認識し、あらかじめ設定した飛行経路５０１を辿るものとする。

以上が、ドローン１０１の飛行方法の別の実施例の説明である。

（実施例４）
次に、本発明の実施例４について説明する。

実施例４は、実施例１における試薬保管庫１０７とは別の例となっている。

実施例４においては、試薬保管庫１０７が、ドローン１０１が侵入できるだけのスペースを備え、ドローン１０１が、補充が必要な試薬カセット１０４の保管場所まで飛行し、試薬カセット１０４を把持し、運搬する。試薬カセット１０４は、ドローン１０１が必要な試薬カセット１０４を識別するのに必要なマーカーを備えるものとする。もしくは、試薬カセット１０４の種類ごとに設置場所が定められており、ドローン１０１は必要な試薬カセット１０４の設置場所の情報を元に把持を行うものとする。

実施例４の変形例として、一度に複数の試薬カセット１０４を排出する試薬保管庫１０７がある。自動分析装置１０３が複数台存在する場合など、試薬カセット１０４の運搬要求が複数ある場合に、運搬効率向上のため、複数の試薬カセット１０４を、試薬搬送完了報告を待たずに搬出する。その場合、複数の運搬要求のうち、緊急度の高い順に搬出を行う。緊急度は、自動分析装置１０３の現在の試薬残量と試薬消費速度、今後の測定予定から試薬の予想消費量を予測し決定するロジックとする。試薬カセット１０４の排出中に緊急度の高い運搬要求を受信した場合は、割り込みによって緊急度の高い試薬カセット１０４の搬出を優先するものとする。試薬保管庫１０７は、排出した順序を試薬管理システム１０２に報告する。もしくは、試薬保管庫１０７が複数台の試薬カセット受け渡しポイント１０８を備え、試薬カセット１０４をどの試薬カセット受け渡しポイント１０８に搬出したかを試薬管理システム１０２に報告するものとする。

実施例４においても、実施例１と同様な効果を得ることができる。

以上が、試薬保管庫１０７の他の構成である実施例４の説明である。

（実施例５）
次に、本発明の実施例５について説明する。

実施例５は、ドローン１０１の試薬運搬方法の他の例である。

ドローン１０１がシリンジなどの試薬の吸引と吐出に必要な機構と試薬の保管容器を備え、試薬カセット１０４から、試薬を小分けにし、運搬、自動分析装置１０３への補充を行う。

試薬保管庫１０７は、ドローン１０１の試薬吸引のために、試薬カセット１０４を搬出し、吸引後に試薬が試薬カセット１０４へ残っている場合は再度、試薬保管庫１０７内に格納する。自動分析装置１０３は、試薬補充のために、試薬カセット１０４を、試薬カセット搬送機構９０２（図９）により試薬ディスク９０３（図９）から搬出する。ドローン１０１により搬出された試薬カセット１０４に試薬を補充した後、再度試薬カセット搬送機構９０２により試薬カセット１０４を試薬ディスク９０３へ格納するものとする。もしくは、自動分析装置１０３が試薬補充用の流路と試薬注入口を備え、試薬注入口からドローン１０１が試薬を注入することで、補充が必要な試薬カセット１０４へ試薬が補充されるものとする。

この場合、試薬のコンタミネーションを防止するために、流路の洗浄機構を備えるか、試薬ごとの専用の補充流路を備えるものとする。ドローン１０１が備える試薬吸引吐出機構と保管容器は、試薬ごとに専用化されて、ドローン１０１が補充する試薬ごとに付け替えるか、ドローン１０１自体が一つの試薬専用の運用を行うものとする。

実施例５においては、実施例１と同様な効果を得ることができる他、ドローン１０１に試薬吸引吐出機能を備え、試薬の小分けを行う構成となっているので、自動分析装置１０３では試薬の小分け作業を省略化でき、分析動作の時間を短縮することができるという効果を有する。

以上が、ドローン１０１の試薬運搬方法が別の実施例５の説明である。

（実施例６）
次に、本発明の実施例６について説明する。

実施例６は、ドローン１０１の運用に関する例である。

上述した実施例５のように、試薬を小分けにして運搬する場合や、ある１つの種類の試薬を運搬する回数が多い場合は、ドローン１０１を１つの種類の試薬に対して専用化する、一試薬一ドローンの運用を行う例が実施例６である。実施例６のような運用により、運搬中の試薬のコンタミネーションの防止を実現することが出来る。

以上が、ドローン１０１の運用に関する実施例６の説明である。

（実施例７）
次に、本発明の実施例７について説明する。

実施例７は、複数台のドローン１０１の運用に関する例である。

試薬カセット１０４の運搬頻度が多い場合は、複数台のドローン１０１の運用を行う。複数台のドローン１０１の運用を行うことで、運搬速度の向上やドローン１０１への負荷分散を実現できる。

複数台のドローン１０１を運用する場合は、ドローン１０１の数に見合ったドック１１０を備えるものとする。試薬管理システム１０２は、ドック１１０から各ドローン１０１の充電状況や故障状況の情報を収集し、運搬命令を送信するドローン１０１を決定するロジックとする。

具体的には、故障が発生したドローン１０１は使用せず、運搬命令送信時点で充電容量が最も多いドローン１０１へ、命令を送信するロジックとする。ドローンの飛行経路５０１は、複数台のドローン１０１が飛行しても干渉しないように選択するロジックとする。

具体的には、運搬命令を送信してから帰還命令を受信するまでの間は、あるドローン１０１へ送信した飛行経路５０１は使用不可とし、その間に運搬命令を発令する場合は、使用可能な飛行経路５０１から選択し、選択可能な飛行経路５０１が無い場合は、帰還命令を受信するまで運搬命令を送信しないロジックとする。

実施例７によれば、実施例１と同様な効果を得ることができる他、複数台のドローン１０１を効率よく運用することが可能となり、運搬速度の向上やドローン１０１への負荷を分散することが可能となる。

以上が、複数台のドローン１０１の運用に関する実施例７の説明である。

次に、複数台の自動分析装置１０３に対する運用に関して説明する。

検査室に複数台の自動分析装置１０３が存在する場合、それぞれの自動分析装置１０３に対して試薬カセット１０４の補充を行う。試薬管理システム１０２は、各自動分析装置１０３の位置情報を把握し、補充が必要な自動分析装置１０３までの飛行経路５０１を決定するものとする。

以上が、実施例７における複数台の自動分析装置１０３に対する運用の説明である。

実施例７によれば、実施例１と同様な効果を得ることができる他、複数のドローン１０１についても、効率よく運用可能となる。

（実施例８）
次に、本発明の実施例８について説明する。

実施例８は、試薬カセット１０４に収容された試薬以外の消耗品の運搬に関する例である。

自動分析装置１０３は、検体と反応させて分析に使用する試薬以外に、反応容器やサンプリングプローブを洗浄するための洗剤を消耗品として必要とする。この洗剤も、現状は人の手による補充が必要なため、補充の頻度を低減させる為に大容量の洗剤ボトルを使用する例がある。

消耗品である洗剤に対しても、試薬カセット１０４と同様にドローン１０１によって運搬を自動化することで、自動分析装置１０３の運用を効率化することが可能である。洗剤のボトルは、試薬カセット１０４と比較して大容量であることが多いため、洗剤ボトルそのものを運搬せずに、上述した実施例５と同様にして、小分けにして運搬するものとする。もしくは、ドローン１０１による運搬を前提とした、小型の洗剤ボトルを使用し、ドローン１０１により運搬するものとする。

自動分析装置１０３は、上述した実施例に示した試薬補充用の流路と注入口を備えるものとする。もしくは、自動分析装置１０３は、自動での洗剤ボトル交換に対応した自動交換機構を備えるものとする。

以上が、試薬カセット１０４以外に収容された試薬以外の消耗品の運搬に関する例の説明である。

なお、本発明においては、消耗品である洗剤も試薬の一種類と考えられるため、洗剤は試薬に含まれると定義する。

（実施例９）
次に、本発明の実施例９について説明する。

実施例９は、ドローン１０１の飛行経路５０１の決定論理に関する例である。

飛行経路５０１は、本発明に係る試薬搬送システムの導入の際に、あらかじめ定められ、試薬管理システム１０２の中に保存されているものとする。

飛行経路５０１は、安全を考慮して、人の通路や、重要施設を出来るだけ避け
て設定されることが望ましい。ドック１１０から試薬受け渡しポイント１０８や、自動分析装置１０３へ到る飛行経路５０１は、複数設定してもよい。

その場合、試薬管理システム１０２が備えるロジックによって、実際に使用する飛行経路５０１を決定する。具体的には、複数台のドローン１０１を運用する場合の実施例７に示した経路決定ロジックや、検査室内の人の存在位置を検知する検知器を備え、人の存在する近傍の飛行経路を使用せず、検知した人が存在しない飛行経路を選択するロジックとする。検査室内の人の存在位置を検知する検知器は全天周カメラ４０２が兼用することも可能である。なお、全天周カメラ４０２により検査室内の人の存在位置を検知するように構成することも可能である。好ましくは、ドローン１０１は、図１７に示すような人感センサ４０５を備え、人感センサ４０５（人の存在位置を検知する検知器）により検査室内の人の存在位置を検知する。

以上が、ドローン１０１の飛行経路５０１の決定論理に関する実施例９の説明である。

（実施例１０）
次に、本発明の実施例１０について説明する。

実施例１０は、ドローン１０１の飛行中の安全対策に関する例である。

実施例１０は、 不測の事態における飛行中のドローン１０１からの試薬カセット１０４の落下、もしくはドローン１０１自体の落下についての安全対策に関する例である。

ドローン１０１の運用に関しては、上述した例のように、飛行経路を予め安全な経路に設定することにより、安全は確保されるが不測の事態等が発生する場合も考えられる。このため、安全性をより向上するための例が実施例１０である。

自動分析装置１０３が配置される検査室の天井付近にドローン１０１の安全通路を設け、飛行経路５０１を安全通路上に設定することで、不測の事態によるドローン１０１の落下時に検査室内の人や施設への被害を防止する。

安全通路は、天井から吊り下げられたガイドレールや、簡易的にはネットによって構成される。

また、実施例１０の変形例として、ドローン１０１の飛行中の際は、ドローン１０１に、もしくは安全通路上に目視できるサインを表示することで、周囲の人にドローン１０１が飛行中であることを周知し、注意喚起を行うことで落下が起きた際も人への被害を防止するように構成することも可能である。

また、他の変形例として、ドローン１０１の備える全天周カメラ４０２により、ドローン１０１の近傍に人を検知した場合、ドローン１０１は移動を中止し、その場でホバリング状態へ移行するように構成することができる。ドローン１０１が、人がいなくなったことを検知したら、ドローン１０１の移動を再開する。

また、他の変形例として、ドローン１０１を、検査室天井に設置されたレール上を動作する吊り下げハンドに置き換えても、本発明は成り立つ。システム設置費用が格段に高くなるが、ドローン１０１の落下の可能性を排除することが出来る。

図１４は、検査室の天井１２０１に、ガイドレール１２００をガイドレール支持部１２０２によって支持し、ガイドレール１２００に支持されたドローン１０１が移動する例を示す図である。

また、図１５は、検査室の天井に支持されたガイドレール１３００及び１３０１を示す図である。図１５において、ガイドレール１３０１は、ガイドレール１３００上を移動可能に構成され、ドローン１０１は、ガイドレール１３０１によって支持され、ガイドレール１３０１に沿って移動可能となっている。つまり、ドローン１０１は、ガイドレール１３００、１３０１により、検査室の水平面上をＸＹ方向に移動可能である。また、ドローン１０１のガイドレール１３０１の支持部材は、上下方向に移動可能であり、ドローン１０１の上下方向移動も可能な構成となっている。ドローン１０１のガイドレール１３０１の支持部材によって、不測の事態により、ドローン１０１が落下する場合であって、緩やかに降下するように構成することができる。これは図１４に示した例も同様である。

以上が、ドローン１０１の飛行中の安全対策の例の説明である。

（実施例１１）
次に、本発明の実施例１１について説明する。

実施例１１も、実施例１０と同様に、ドローン１０１の飛行中の安全対策に関する例である。

図１６は、実施例１１におけるドローン１０１の飛行中の安全対策についての説明図である。

図１６において、自動分析装置１０３が配置された検査室が高床の検査室である場合は、検査室の床１４００の床下にドローン１０１の飛行経路を形成し、ドローン１０１の出入口１４０１、１４０２を形成する。

このように、構成すれば、ドローン１０１が不測の事態により落下した場合でも、検査室内の人等に被害を及ぼすことが防止される。

（実施例１２）
次に、本発明の実施例１２について説明する。

実施例１２も、実施例１０、１１と同様に、ドローン１０１の飛行中の安全対策に関する例である。

図１７は、実施例１２のドローン１０１の飛行中の安全対策についての説明図である。

図１７において、自動分析装置１０３が配置された検査室の床の近辺にドローン１０１の飛行経路を形成し、自動分析装置１０３等の近辺でドローン１０１が上下に移動する構成とする。

このように、構成すれば、ドローン１０１が不測の事態により落下した場合でも、検査室内の人等に被害を及ぼすことが防止される。ドローン１０１には、人感センサ４０５が備えられ、人が近辺に存在することを検知した場合は、移動を停止するように構成することができる。

なお、上述した本発明の実施例において、ドローン１０１とドック１１０との通信方式は、ＲＦＩＤ（近距離無線通信）、光通信（非接触の光を用いた通信（シリアル、パラレルは問わない））、又は有線通信のいずれの方式も採用することが可能である。

また、上述した例においては、試薬カセット１０４を、ドローン１０１にて空輸する構成としたが、ドローンに限らず、自動分析装置１０３の周辺の上方又は下方の空間を移動し、試薬カセット１０４を空輸することができる空輸機であれば本発明は適用可能である。例えば、自動分析装置１０３の周辺の上方空間に配置されたレールを移動し、試薬カセット１０４を把持及び解放可能なクレーンであってもよい。よって、本発明においては、ドローンや上述したクレーン等を空輸機と定義することができる。

また、空輸機であるドローン１０１は試薬カセット１０４を空輸するように構成したが、試薬カセット１０４ではなく、試薬が収容された試薬容器を空輸することも可能である。本発明においては、試薬カセットと試薬容器とを単に試薬と総称する。

１００・・・ １０１・・・ドローン、 １０１ａ・・・把持機構、 １０１ｂ・・・ディスク、 １０１ｃ、１０１ｄ・・・把持部、 １０１ｅ・・・支点部、 １０２・・・試薬管理システム、 １０３・・・自動分析装置、 １０４・・・試薬カセット、 １０４ａ・・・孔、 １０５・・・試薬残量情報、 １０６・・・試薬搬出命令、 １０７・・・試薬保管庫、 １０８・・・試薬カセットの受け渡しポイント、 １０９・・・試薬運搬命令、 １１０・・・ドック、 ３０１・・・試薬ハンドリング機構、 ３０２・・・搬送ライン、 ３０３・・・試薬開栓機構、 ４０１・・・支持台兼充電機構、 ４０２・・・全天周カメラ、 ４０３・・・ＱＲコード（登録商標）表示画面、 ４０４・・・加速度センサ、 ４０５・・・人感センサ、 ５０１・・・ドローン飛行経路、 ５０２・・・位置座標補正マーカー、 ６０１・・・位置決めマーカー、 ７０１・・・把持ハンド、 ７０２・・・直動アクチュエータ、 ７０３ａ、７０３ｂ・・・把持部、 ７０４・・・アクチュエータ制御部、 ８０１・・・試薬カセット設置テーブル、 ９０１・・・試薬カセット挿入機構、 ９０２・・・試薬搬送機構、 ９０３・・・試薬ディスク、 １０００・・・装置内試薬搬送機構、 １００１ａ、１００１ｂ・・・シャッター、 １００１ｃ・・・挿入口、 １００２・・・エレベータ機構、 １１０１・・・試薬カセット廃棄台、 １１０２・・・空き試薬カセット、 １２００、１３００、１３０１・・・ガイドレール、 １２０１・・・天井、 １２０２・・・ガイドレール支持部、 １４００・・・床、 １４０１、１４０２・・・出入口

Claims (12)

1. 自動分析装置が保有する試薬の残量情報が伝達され、前記試薬の管理を行う試薬管理部と、
   前記自動分析装置の周辺の上方又は下方の空間を移動して、試薬を搬送する空輸機と、
   前記自動分析装置に使用される複数の試薬を保管する試薬保管庫と、
   を備え、前記試薬管理部は、前記試薬残量情報に基づいて、前記自動分析装置に試薬の補充が必要かを判断し、試薬の補充が必要であると判断すると、前記空輸機に試薬搬送命令を伝送するとともに、前記試薬保管庫に試薬搬出命令を伝送し、前記空輸機は、前記試薬搬送命令に従って、前記試薬保管庫に保管された試薬を受け取り、前記自動分析装置に搬送することを特徴とする自動分析装置の試薬搬送システム。
2. 請求項１に記載の自動分析装置の試薬搬送システムにおいて、
   前記空輸機は、前記試薬を把持する把持機構を有するドローンであることを特徴とする自動分析装置の試薬搬送システム。
3. 請求項２に記載の自動分析装置の試薬搬送システムにおいて、
   前記試薬は、試薬カセットに収容され、前記ドローンは、前記試薬カセットを把持することにより、前記試薬を把持することを特徴とする自動分析装置の試薬搬送システム。
4. 請求項２に記載の自動分析装置の試薬搬送システムにおいて、
   前記ドローンを待機させるドックを備え、前記試薬管理部が伝送する試薬搬送命令は、前記ドックを介して前記ドローンに伝送されることを特徴とする自動分析装置の試薬搬送システム。
5. 請求項２に記載の自動分析装置の試薬搬送システムにおいて、
   前記ドローンが前記試薬カセットを受け取る試薬カセット受け取り部と、前記試薬保管庫に保管された前記試薬カセットを、前記試薬カセット受け取り部に搬送する搬送ラインとをさらに備えることを特徴とする自動分析装置の試薬搬送システム。
6. 請求項２に記載の自動分析装置の試薬搬送システムにおいて、
   前記ドローンは、加速度センサを有し、前記加速度センサによる座標計算によって、現在位置座標を割り出し、予め定めた飛行経路を辿ることを特徴とする自動分析装置の試薬搬送システム。
7. 請求項６に記載の自動分析装置の試薬搬送システムにおいて、
   前記ドローンは、カメラを有し、前記カメラにより、予め設置された位置座標補正マーカーの三次元画像が認識され、前記現在位置座標が補正されることを特徴とする自動分析装置の試薬搬送システム。
8. 請求項３に記載の自動分析装置の試薬搬送システムにおいて、
   前記試薬カセットには複数の孔が形成され、前記ドローンは、前記試薬カセットに形成された前記複数の孔に挿入される把持部を有し、前記把持部を前記試薬カセットに形成された前記孔に挿入することにより前記ドローンは前記試薬カセットを把持することを特徴とする自動分析装置の試薬搬送システム。
9. 請求項６に記載の自動分析装置の試薬搬送システムにおいて、
   前記飛行経路は、前記自動分析装置が配置された検査室の床の近辺に形成されていることを特徴とする自動分析装置の試薬搬送システム。
10. 請求項６に記載の自動分析装置の試薬搬送システムにおいて、
    前記飛行経路は、前記自動分析装置が配置された検査室の床下に形成され、前記自動分析装置が配置された検査室の床には、前記ドローンの出入口が形成されていることを特徴とする自動分析装置の試薬搬送システム。
11. 請求項２に記載の自動分析装置の試薬搬送システムにおいて、
    前記ドローンは、前記自動分析装置が配置された検査室の天井に形成されたガイドレールに支持されることを特徴とする自動分析装置の試薬搬送システム。
12. 請求項６又は９に記載の自動分析装置の試薬搬送システムにおいて、
    前記飛行経路は複数され、前記ドローンは、人の存在位置を検知する人感センサを有し、前記人感センサが人の存在位置を検知すると、前記複数の飛行経路のうち、検知した人が存在しない飛行経路を選択することを特徴とする自動分析装置の試薬搬送システム。

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