JP3410018B2 - 検体分注装置及び検体処理システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、検体分注装置及び
検体処理システムに係り、特に、検体をラックに収容し
た状態で取り扱う検体分注装置及びその検体分注装置が
組み込まれた検体処理システムに関する。 【０００２】 【従来の技術】病院や検査施設では、臨床検査のために
血液や尿などの検体を分析するが、患者等からの検体は
必ずしもそのまま分析に供されるとは限らず、分析のた
めの前処理がなされることが多い。そのような前処理あ
るいは更には分析までも自動化したシステムが検体処理
システムである。 【０００３】検体処理システムは、一般的には複数の検
体処理装置とそれらの処理装置を結合するベルトライン
等からなる搬送ラインを備えている。血液検体を収容し
た容器は、検体ラックあるいはラックと呼ばれる箱状の
ホルダーに保持された状態で提供される。この親検体が
遠心分離処理された後、容器の栓を外す開栓処理，親検
体の一部を１つ以上の子検体容器へ分注する処理，子検
体容器に対しバーコード等が表示されたＩＤラベルを添
付する処理、分注後の親検体容器に栓をする閉栓処理，
子検体ラックをその後の処理に応じて仕分ける分類処
理，子検体ラックを分析装置へ搬送して子検体を分析測
定する処理等が適宜組み合わされる。これらの各処理の
機能を有する装置の複数が搬送ラインによって結び付け
られ自動化システムを構成する。 【０００４】特開平7−167866 号公報は、遠心ステーシ
ョンにて遠心分離された親検体ラックが分注ステーショ
ンを経てベルトラインにより親検体収納部へ運ばれ、一
方、分注ステーションにて検体の一部を受け取った子検
体ラックが別のベルトラインにより複数の分析装置へ運
ばれる例も示している。また、この特開平7−167866号
公報は、複数のベルトラインを１本のベルトラインに合
流させて各種の子検体ラックを分岐装置まで搬送し、該
分岐装置以降は各分析装置に通じている専用の複数のベ
ルトラインにより子検体ラックを搬送することを示して
いる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術で
は、親ラックが親専用の搬送ライン上を搬送され、しか
もその親専用の搬送ラインが分注ステーション内を通
り、一方、子ラックの場合は、複数の子ラック供給ライ
ンが分注後に合流されるものの、やはり子ラック専用の
搬送ライン上を搬送される。また、親ラックが搬送され
る方向と子ラックが搬送される方向が全く違うため装置
構成が複雑にならざるを得ない。 【０００６】本発明の目的は、簡素化された構成を有す
る検体分注装置及びその検体分注装置が組み込まれた検
体処理システムを提供することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明に基づく検体分注
装置は、分注すべき検体を収容した親ラックを搬送する
ための主搬送ラインと、該主搬送ラインに沿って配置さ
れており一方のラックから他方のラックへ検体を分注す
る分注ステーションと、分注される検体を受け入れるた
めの容器を保持した子ラックを分注ステーションへ供給
する子ラック供給装置を備えており、分注ステーション
にて処理済みの親ラック及び子ラックを共に上記主搬送
ラインに移載して搬送することを特徴とする。 【０００８】望ましい実施例では、分注ステーションで
処理済みの親ラック及び子ラックを主搬送ラインに移載
する前に待機させる待機エリアを設け、分注ステーショ
ンには、主搬送ラインから引き込まれた親ラックが位置
づけられる親ラック通路と子ラック供給装置から移送さ
れた子ラックが位置づけられる子ラック通路とを併設
し、親ラック通路を経た親ラック及び子ラック通路を経
た子ラックを待機エリアに整列させるように構成してい
る。また、子ラック供給装置は、子ラックが入れられる
ラック投入路と、該ラック投入路上の子ラックを移動す
るラック移動機構と、子ラックがラック投入路入口を通
過するときに該ラック移動機構による移動動作を停止さ
せる手段を有する。 【０００９】本発明に基づく検体処理システムは、上記
のような検体分注装置を具備しており、分注すべき検体
を収容した親ラックを主搬送ラインに供給するラック供
給部を有し、分注ステーションで処理済みの親ラツク及
び子ラックが乗った主搬送ラインから親ラックをラック
収納部に収納し該主搬送ライン上の子ラックを分析装置
の方へ搬送することを特徴とする。 【００１０】 【発明の実施の形態】本発明を適用した一実施例として
の検体処理システムの全体構成例を、図１に示す。図１
において、主搬送ライン２は、検体を収容したラックを
一方向に搬送するもので、無端ベルトの回動をモータに
より駆動し、該モータの駆動は制御部により制御され
る。主搬送ラインと並行して配設された戻りライン４１
は、システム当での処理に不具合があったようなラック
をラック収納ユニット７７側から親ラック供給ユニット
７１側へ戻すラック搬送ラインである。 【００１１】前処理されていない血液検体を収容した親
ラックは、親ラック供給ユニット７１に投入される。親
ラック供給ユニット７１は、複数列の親ラック投入路
と、それらの投入路から出たラックを主搬送ライン２の
方へ移動する移動路４３と、移動路４３上のラックのＩ
Ｄ又はラックに保持されている検体容器に付されている
検体ＩＤを読み取るバーコードリーダ４４を有する。緊
急検体ラック投入部４２に投入されたラックは、一般の
ラックに優先して移動路４３にて移動される。 【００１２】主搬送ライン２に沿って複数の検体処理ユ
ニットが配置されている。図１の例では、親検体を遠心
分離する遠心分離ユニット７２と、親検体の容器に設け
られた栓を外すための開栓ユニット７３と、分注される
検体を受け入れるための空の容器を保持する子ラックを
次段のユニットの方へ供給する子ラック供給ユニット７
４と、分注ステーションを有し親ラックから子ラックへ
血清又は血漿からなる検体を分注するための分注ワーク
ユニット７５と、この分注ワークユニット７５で分注済
みの親ラックを必要に応じて受け入れて親ラック上の検
体容器に栓をする閉栓ユニット７６と、分注ワークユニ
ット７５内の分注ステーションで処理済みの親ラック
を、主搬送ライン２上から受け入れて収納するラック収
納ユニット７７と、が主搬送ラインに沿って配置されて
いる。 【００１３】分注ワークユニット７５からは分注処理済
みの親ラック及び子ラックが主搬送ライン２上に移載さ
れるが、主搬送ライン２上で親ラック及び子ラックが混
在状態で搬送される中から、親ラックはラック収納ユニ
ット７７内に取り込まれるが、子ラックはラック収納ユ
ニット７７よりも下流側に配置された分析装置（図示せ
ず）まで搬送され、その分析装置により検体の必要量が
子ラックから採取され分析操作が実行される。 【００１４】次に、図２に検体分注装置の外観図を示
す。検体分注装置は、子ラック供給ユニット７４及び分
注ワークユニット７５を備える。両ユニットに渡って主
搬送ライン２が延在されている。分注ワークユニット７
５のテーブル上には、多数の分注用ノズルチップ３１を
配列保持したチップラック２５が複数配置される。未使
用のノズルチップは、分注ヘッド３０ａ及び３０ｂに設
けられた分注ノズルに嵌合され、検体分注に使用された
後に分注ノズルから取り外されて廃棄される。分注ヘッ
ド３０ａ，３０ｂは、Ｘ方向（横方向），Ｙ方向（前後
方向）、及びＺ方向（上下方向）に、移動機構２９によ
って動作され、この動きに伴って分注操作が実行され
る。図２において、破線領域が分注ステーションに相当
し、これは分注ヘッド３０ａ，３０ｂが移動し得る領域
に対応する。 【００１５】図３は、分注ワークユニット７５の要部を
拡大した平面図である。検体を収容した親ラック１は、
主搬送ライン２により前段のユニットを経て搬送されて
くる。図示していない制御部としてのコンピュータから
の指令により、検体分注装置に内蔵されたコントローラ
の信号で、親ラック通路５側で待機していたラック移載
機構３のアームが主搬送ライン２上に移動して親ラック
１を捕捉し、親ラック通路５内に引き込む。分注指示さ
れていない親ラックはそのまま主搬送ライン２を搬送さ
れ、分注ワークユニット７５の脇を通過する。 【００１６】親ラック通路内に引き込まれた親ラック１
は、バーコードリーダ４により、親ラック１に添付され
たバーコ−ドを読み取り分注指令のラックであるかが確
認され、親ラック通路５上を分注位置６ａまたは６ｂの
位置まで搬送される。一方、分注を受ける子ラック３
５，３６は、子ラック供給ユニット７４から子ラック通
路７，８に供給される。この時、子ラック３５，３６は
ラック識別符号であるラックＩＤをラックＩＤリーダ
９，１０により、また、子ラックに添付されたバーコー
ドをバーコードリーダ１１，１２により読み取られ、ラ
ックの確認が行われる。 【００１７】子ラック通路７，８に供給された子ラック
３５，３６は、各々の分注位置13ａ，１３ｂ，１４ａ，
１４ｂの位置まで搬送される。また、子ラック通路８を
搬送された子ラック３６の内の特定のラックは制御部の
指令によりラック移載機構１５により子ラック通路１６
に移され、子ラック３７として分注位置１７ａ，１７ｂ
の位置に置かれる。各ラックが所定の分注位置に着い
て、ノズルチップ３１により親ラックから子ラックへの
分注動作が行われる。分注終了後、各ラックは、親ラッ
ク通路５及び子ラック通路７，８，１６から搬出位置１
８，１９，２０，２１にそれぞれ搬送され、搬出機構２
２により待機エリアとしてのバッファ部２３に搬送され
各種ラックの順に整列される。バッファ部２３にて待機
するように溜められた親子の各ラックは制御部の指令に
より、ラック移載機構２４により主搬送ライン２上に順
次送り出される。 【００１８】各ラックが搬出位置１８，１９，２０，２
１に搬出されると、親ラック通路５及び各子ラック通路
７，８の各分注位置に次のラックが搬送され、次の分注
動作が開始される。各チップラック２５ａ，２５ｂ，２
５ｃには多数のノズルチップ３１が保持されている。分
注済みのノズルチップは、チップ外し器２６により分注
ノズルから除去される。 【００１９】検体容器とラックの一例を図４に示す。図
４（ａ）は親ラック１の例であり、図４（ｂ）は分注前
の子ラック３５，３６，３７の例である。各ラックには
バーコード８１，８２が印刷されたラベルが添付されて
おり、また穴の位置による識別符号のラックＩＤ８６，
８４が付けられている。これらを認識することによりラ
ックが確認される。 【００２０】図５に３，１５，２４のラック移載機構の
一例を示す。これは、親ラック１を捕捉，移載するアー
ム５３とアーム５４を移動させるタイミングベルト５
１，タイミングベルトを駆動するモータ５０及びプーリ
５２より構成され、図５ではアーム５３，５４を主搬送
ライン２に張り出して親ラック１を捕捉し、分注ワーク
ユニット７５内に引き込み、親ラック通路５に移載す
る。ラック移載機構はアーム部以外は主搬送ライン２の
下に位置し、搬送の妨げにはならない構成とする。図５
のラック移載機構の例はアーム状の機構例を示したが、
この機構に限定されるものではなく、ロボットハンド等
でも同様の機能を果たすことができる。 【００２１】図６に分注動作の例を示す。分注ヘッド３
０ａ，３０ｂは、はじめホームポジションＨＰにあり、
そこから移動機構２９によりチップラック２５ａ上へ移
動して、分注ノズル先端にノズルチップ３１を取り付け
に行く。ノズルチップ３１を嵌合した後、親検体を吸引
するため、親ラック１の分注位置６ａ，６ｂにいき、容
器８５内の検体をノズルチップ３１内に吸引する。次
に、子ラック３５又は３６の位置に移動し、検体を子ラ
ック上の容器８６に吐出する。分注終了後チップ外し器
２６により分注ノズルからノズルチップを外す。 【００２２】図７に分注方式の例を示す。図７（ａ）
は、１：１分注の例でラック内の各容器の位置に対応し
た容器に分注する。図７（ｂ）は前つめがある場合の
１：ｎ分注の例である。親検体の＃１を３分注、＃２，
＃３を２分注するときは、先ず＃１検体を子容器３個に
連続して分注し、次に＃２検体を２個連続、ついで＃３
を２個連続分注する。図７（ｃ）は前つめなしの１：ｎ
分注の例で、２個の子ラックを使用し、＃１を２分注す
るときは、第１の子ラックの＃１と第２の子ラックの＃
１に分注する。＃２は第１ラックへの１分注だけであ
り、＃３は第２ラックへの１分注のみの例である。前つ
めなしの場合は、空の子容器が生じる。 【００２３】図８にすべての搬送路を使用する分注方式
の他の例を示す。親ラック通路５の親ラック１から子ラ
ック通路７，８，１６の子ラック３５，３６，３７へ分
注する。＃１は３分注、＃２は２分注というように分注
していくと子ラック通路１６の子ラック３７のみ空の容
器が残る。親ラック通路５の親ラック１，子ラック通路
７，８の子ラック３５，３６は分注を終わっているが、
子ラック通路１６の子ラック３７はまだ分注を受けるこ
とができる。この場合、すべてのラックを搬出するか、
子ラック通路１６の子ラックだけ残し、次の分注で使う
こともできる。子ラック通路１６を頻度の少ない分析項
目に割り当てることで、ラックの供給，搬出の回数を少
なくすることができ、効率的運用が可能になる。 【００２４】上述した検体分注装置によれば、設置面積
の少ない小形の分注装置を提供できるとともに、自由な
組み合せの分注操作，待ち時間の少ない処理方式が可能
となる。 【００２５】次に、図１の実施例における子ラック供給
ユニット７４について説明する。 【００２６】子ラック供給ユニット７４は、主搬送ライ
ン２に沿って配置されるが、親ラック１が出入りするこ
とはない。このユニットは、４本のラック投入路９１，
９２，９３，９４を有し、それぞれの投入路にはラック
移動機構が設けられる。ラック移動機構は、タイミング
ベルトＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２と、タイミングベルトを
駆動するモータＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４を有する。ラッ
ク投入路９１，９２に直角な方向にラック搬送路９５が
あり、タイミングベルトＡ３とモータＭ５を有するラッ
ク移動機構が設けられる。また、ラック投入路９３，９
４に直角な方向にラック搬送路９６があり、タイミング
ベルトＢ３とモータＭ６を有するラック移動機構が設け
られる。ラック搬送路９５は、図３における子ラック通
路７に通じており、ラック搬送路９６は、子ラック通路
８に通じている。 【００２７】ラック投入路９１〜９４は、ラック単位で
補充ができるように、従来のようなトレイごとセットす
るのではなく、トレイからラックを投入路に移し替える
方式である。各ラック投入路にはそれぞれ複数の子ラッ
クＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を収容できる。このような構
成にすることで、例えば、ラック投入路９１のラックが
なくなっても、ラック投入路９２のラックがある間は、
子ラックの供給を停止せず、分注を継続できる。よっ
て、ラック投入路９２が空になる前にラック投入路９１
にラックを補充すれば、動作を止めずに分注を継続でき
る。 【００２８】各ラック移動機構付近にはラックセンサＳ
１，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ７が設置されていて、ラックの残量
が少なくなったときにアラームを出力する。さらに、ラ
ックセンサＳ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８により投入路上にラ
ックがないことを検出してオぺレータに知らせることに
より補充を促す。子ラックの補充を行う場合、機構が動
作している危険性の関係から、当該投入路のモータＭ
１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４は停止させる。図９の例では、各
ラック投入路の入口の位置にスイッチ機構ＳＷ１，ＳＷ
２，ＳＷ３，ＳＷ４を設け、これが作動するとモータＭ
１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４が停止するとともに、ラック投入
路途中に設けたＬＥＤからなる表示灯Ｌ１，Ｌ２，Ｌ
３，Ｌ４によりモータが停止したことを知らせる。表示
灯Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４をラック投入路９１，９２，
９３，９４のラック満杯位置に取り付けることで、ラッ
クの最大補充数が分かるようにする。ラックで隠れて表
示が見えなくなる位置まで補充可能である。また、スイ
ッチ機構はＳＷ１とＳＷ２，ＳＷ３とＳＷ４の出力の論
理和をとることでＡ，Ｂ側を統合して各々停止すること
もできる。 【００２９】各ラック移動機構は、モータで駆動される
タイミングベルトに取り付けたレバーにより、ラックＲ
１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を少しずつ押して搬送する。ラッ
クを補充するときは、レバーがじゃまにならないように
垂直方向に跳ね上げることができるように構成する。 【００３０】図１０にスイッチ機構ＳＷ１，ＳＷ２，Ｓ
Ｗ３，ＳＷ４の例を示す。ラック投入路の入口の床面９
５に切り欠き９６を設け、そこに図示のようなばね９７
で保持された遮光板９８を取り付ける。複数の子ラック
が入ったラックトレイ９０がその上に置かれ子ラックを
床面９５上で移動すると遮光板９８が下がってホトカプ
ラーからなるセンサ９９を遮光する。その信号を制御部
に取り込みモータＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４を停止させ
る。スイッチ機構をこのような構成にすることで、オペ
レータがスイッチ操作をしなくてもモータを停止させる
ことができ、子ラック補充操作の安全性が図られる。ま
た、ラック単位で補充するので、手動による随時補充も
可能となる。 【００３１】上述した図９の子ラック供給ユニットを検
体分注装置に採用することにより、分注用の空の検体容
器を入れた子ラックの補充に関し、自由なラックの補
充，検体分注装置に対するラック供給の多様性，待ち時
間を少なくすることが可能となる。 【００３２】 【発明の効果】本発明によれば、分注されるべき検体を
収容した親ラックと検体が分注された子ラックとを搬送
するために同じ搬送ラインを利用できるので、検体分注
装置の構成を簡素にできる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例である検体処理システムの全
体構成を示す図。 【図２】図１の実施例における検体分注装置の外観図。 【図３】図２における分注ワークユニットの要部を拡大
した平面図。 【図４】図１の実施例に用いるラックの例を示す図。 【図５】図１の実施例に用いるラック移載機構の一例を
示す図。 【図６】図２の検体分注装置による分注動作を説明する
図。 【図７】検体分注方式の例を示す図。 【図８】検体分注方式の他の例を示す図。 【図９】図１の実施例における子ラック供給ユニットを
説明する平面図。 【図１０】図９におけるスイッチ機構例の動作を説明す
る図。 【符号の説明】 １…親ラック、２…主搬送ライン、３，１５，２４…ラ
ック移載機構、５…親ラック通路、６ａ，６ｂ，１３
ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，１７ａ，１７ｂ…分注装
置、７，８，１６…子ラック通路、２３…バッファ部、
３０ａ，３０ｂ…分注ヘッド、３１…ノズルチップ、３
５，３６，３７…子ラック、７１…親ラック供給ユニッ
ト、７４…子ラック供給ユニット、７５…分注ワークユ
ニット、７７…ラック収納ユニット、９１，９２，９
３，９４…ラック投入路、ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，Ｓ
Ｗ４…スイッチ機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 哲昭 茨城県東茨城郡内原町三湯字訳山500番 地 日立那珂エレクトロニクス株式会社 内 (72)発明者 小野 俊雄 茨城県東茨城郡内原町三湯字訳山500番 地 日立那珂エレクトロニクス株式会社 内 (72)発明者 栗原 芳則 茨城県東茨城郡内原町三湯字訳山500番 地 日立那珂エレクトロニクス株式会社 内 (72)発明者 片平 雅之 茨城県東茨城郡内原町三湯字訳山500番 地 日立那珂エレクトロニクス株式会社 内 (72)発明者 加藤 輝雄 茨城県東茨城郡内原町三湯字訳山500番 地 日立那珂エレクトロニクス株式会社 内 (72)発明者 五十嵐 義章 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株式会社 日立製作所 計測器事業部内 (72)発明者 池田 俊幸 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株式会社 日立製作所 計測器事業部内 (56)参考文献 特開 平７−128342（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−5333（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−94841（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−236608（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−148202（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−167866（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−211005（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−64342（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−75754（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−172253（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−304396（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−3355（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−57063（ＪＰ，Ｕ) 特許2761385（ＪＰ，Ｂ２) 特許2669541（ＪＰ，Ｂ２) 特許2656567（ＪＰ，Ｂ２) 末永良彦、池田俊幸，“特集：ラボラ トリー・オートメーションシステム 日 立ＬＡシステムの特徴と今後のシステ ム”，医科器械学，日本，日本医科器械 学会，1997年12月 １日，第67巻、第12 号，ｐ．585−590 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 35/00 - 35/10 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】分注すべき検体を収容した親ラックを搬送
   するための主搬送ラインと、該主搬送ラインに沿って配
   置されており一方のラックから他方のラックへ検体を分
   注する分注ステーションと、分注される検体を受け入れ
   るための容器を保持した子ラックを上記分注ステーショ
   ンへ供給する子ラック供給装置を備えた検体分注装置に
   おいて、 上記分注ステーションにて処理済みの親ラック及び子ラ
   ックを共に上記主搬送ラインに移載して搬送し、かつ上
   記分注ステーションで処理済みの親ラック及び子ラック
   を上記主搬送ラインに移載する前に待機させる待機エリ
   アを設け、上記分注ステーションには、上記主搬送ライ
   ンから引き込まれた親ラックが位置づけられる親ラック
   通路と上記子ラック供給装置から移送された子ラックが
   位置づけられる子ラック通路とを併設し、上記親ラック
   通路を経た親ラック及び上記子ラック通路を経た子ラッ
   クを上記待機エリアに整列させることを特徴とする検体
   分注装置。