JP3957864B2 - 凝固検体判定方法およびその装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は凝固検体判定方法およびその装置、詳しくは目視によらず検体容器内の検体の凝固の有無を自動的に判定する凝固検体判定方法および凝固検体判定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
各種の血液検査を行う前には、遠心分離により試験管(検体容器)内の血液(検体)を血清と血餅とに分離し、このうちの上澄み液である血清だけを分取後、複数本の検査容器に分注するという前処理が施されている。
ところで、近年、この検体前処理中の検体の取り違えや、検体接触による作業者の感染などを防ぐため、このような検体前処理を自動化した自動検体前処理搬送システムが開発されている。
この自動検体前処理搬送システムによる血清の分注工程は、搬送中の検体の採血管が分注ユニットの分取位置に達した際、光センサにより血清分離剤と血清との境界面の高さを検出し、その後、この光センサからの検出信号に基づいて、ピペット状の分取分注用チップを下降し、チップ先端を採血管内の血清中へ差し込んで、血清だけをチップ内へ吸引する。次いで、分取分注用チップを分注位置まで移動させ、セットされた複数本の検査管内へ血清を吐出して分注する、という作業工程からなる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この血液検査において、患者の身体から採取された血液は、密封された試験管に注入してあっても、一定時間静止状態で放置していると徐々に凝固してくる。この状態となった血液は、自動分析機による検査が困難となる場合が多い。これは、自動分析機に装着された血液採取用のノズルは、内径が小さく、凝固した血液ではノズルが詰まってしまうからである。
そこで、従来は、このような機械的なトラブルを未然に防ぐために、検査技師が全部の試験管を一本ずつ手にとり、目視によって凝固物の有無を判定し、その後、血液中に凝固物があった試験管を、この検査ラインから取り除いている。なお、排除された試験管は、検査技師自らが指定された血液試験を行う。
しかしながら、このように全ての試験管をとりあげて凝固物の有無を判定するのはかなりの手間がかかり、長時間この作業を行っていると、疲労性の錯覚などを起こして、判定を誤るおそれもあった。
【0004】
そこで、この発明者らは、鋭意研究の結果、試験管を横に倒したとき、管内の血液が試験管の底部から、閉栓された頭部の方へと移動するが、この際、広がった血液の液面付近に浮かぶ凝固物を画像により正確に判別することができることに着目し、この発明を完成させた。
【0005】
【発明の目的】
そこで、この発明は、目視によらず、機械的に検体容器内の検体が凝固しているか否かを判定する凝固検体判定方法およびその装置を提供することを、その目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、第1の状態での検体容器の内部の検体を撮像する工程と、検体を収納した検体容器を第1の状態から第2の状態に動かして検体容器内で検体を移動させる工程と、第2の状態での検体容器の内部の検体を撮像する工程と、上記第1の状態の検体と上記第2の状態の検体とが撮像された画像をそれぞれ2値化処理し、それぞれの画像の面積を演算する工程と、上記第1の状態での検体の画像の面積から第2の状態での検体の画像の面積を減算し、減算値を求める工程と、上記減算値と所定の基準値とを比較することにより、血液が凝固していると判定する工程と、を備えた凝固検体判定方法である。
ここでいう検体容器とは、例えば試験管、採血管などである。検体を収納することができる容器であれば、その種類、大きさ、形状、材質などは、限定されない。
【0007】
検体容器を第1の状態から第2の状態に動かす方法は限定されない。例えば、検体容器を3次元的にランダムに揺らしたり、検体容器を鉛直状態からその鉛直面内で所定角度だけ回動させてもよい。要は、この検体容器を動かすことで、検体容器に収納された流動性を有する検体を、その中の凝固物が容易に判定できる状態に変位させることができればよい。
そして、検体の撮像には、例えばCCDカメラ,IRカメラなどが使用される。ただし、これらに限定されない。
撮像により取り込まれた画像の処理方法としては、例えば2値化処理などが挙げられる。
凝固物の判定には、取り込まれた画像の面積を、あらかじめ決定された基準面積と照らし合わせて判定してもよい。また、凝固物を示す画像の形状を基準に判定してもよい。
【0008】
請求項2に記載した発明は、鉛直に保持した状態の試験管に収納された血液をカメラで撮像する工程と、そのカメラで撮像した血液の画像を2値化処理し、その画像の面積を演算する工程と、血液を収納した試験管を鉛直に保持した状態からその鉛直面内で所定角度だけ回動させる工程と、回動させた試験管内の血液を撮像する工程と、撮像した回動前の血液の画像と回動後の血液の画像を2値化処理し、それぞれの画像の面積を演算する工程と、上記回動前の画像の面積から上記回動後の画像の面積を減算し、減算値を算出する工程と、上記減算値と所定の基準値とを比較することにより、血液が凝固していると判定する工程と、を含む凝固検体判定方法である。
この試験管を回動させる方法は限定されない。例えば、ロボットアームのクランパにより試験管を把持し、このクランパを駆動することにより、試験管が鉛直に保持された状態からその鉛直面内で所定角度だけ回動させる方法でもよい。
この際の試験管の回動角度は、試験管の軸線を含む平面内で鉛直から例えば45°,90°,120°,135°など、限定されない。また、この試験管をゆっくりと、上記鉛直面内で1回転または複数回回転させてもよい。この場合には、回転中の試験管をカメラで撮像することとなる。
2値化処理の方法としては、周知の方法を採用することができる。また、凝固物の判定には、2値化処理後の画像の面積を、あらかじめ決定された基準面積と照らし合わせて判定してもよい。
【0009】
請求項3に記載した発明は、検体を収納する検体容器を第1の状態から第2の状態にまで回動させる回動手段と、第1の状態の検体容器内の検体と、第2の状態の検体容器内の検体とを撮像する撮像手段と、上記第1の状態の検体と上記第2の状態の検体とが撮像された画像を2値化処理する2値化処理手段と、2値化された上記第1の状態での検体の画像と第2の状態での検体の画像とからそれぞれについて面積を演算し、上記第1の状態での検体の画像の面積から第2の状態での検体の画像の面積を減算し減算値を求めるとともに、その減算値と所定の基準値とを比較することにより、検体中の凝固物の有無を判定する凝固検体判定手段と、を備えた凝固検体判定装置である。
使用されるカメラとしては、例えばCCDカメラ,IRカメラなどが挙げられる。ただし、これらに限定されない。また、カメラ撮像中の照明には、例えば反射光でも透過光でも採用することができる。さらに、献体容器を照明する照明の種類、そのランプの波長などは限定されない。
【0010】
【作用】
請求項1乃至請求項3に記載の各発明によれば、検体を収納する検体容器(請求項2では試験管)を第1の状態から第2の状態に動かす(請求項2では試験管を垂直状態からその鉛直面内で所定角度だけ回動させる)。これにより、検体容器に収納された検体が、検体中に存在する凝固物を容易に判定できる状態(例えば横倒し状態)にまで変位する。この動きにより、検体の液面付近にある凝固物が背景との関係で濃淡がはっきりして見やすくなる。これを、カメラにより撮像し、撮像した画像(例えば階調画像)に基づいて、検体の凝固の有無を判定する。すなわち、例えば請求項2および請求項3にあっては、所定のしきい値を基準にして2値化処理する。その後、この2値化処理の結果、例えば2値画像の面積や形状などから、検体中の凝固物の有無を判定する。よって、検体容器内に収納された検体が凝固しているか否かを、人間の視覚に頼らなくても、正確かつ迅速に自動判定することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施例に係る凝固検体判定方法および凝固検体判定装置を図面を参照して説明する。
図1は、この発明の一実施例に係る凝固検体判定装置の全体構成図である。図2の(a)は、検体中に凝固物がない検体容器の正面図である。図2の(b)は、検体中に凝固物がある検体容器の正面図である。
【0012】
図1において、10は凝固検体判定装置であり、この凝固検体判定装置10は、血液の分注工程の前にある凝固検体のライン除去工程に配備されて、試験管11(検体容器の一例)内に収納された血液12(検体の一例)の一部が凝固しているか否かを自動的に判定する装置である。
凝固検体判定装置10は、主に、試験管11を把持して、この試験管11を鉛直に保持した状態からその鉛直面内で120〜130°程度回動(以下、単に回動という場合がある)させる回動手段の一例であるロボットアーム13と、試験管11の回動により、試験管11内を移動した血液12を撮像するカメラ14と、これら機器の動作を制御するための制御装置16と、制御装置16に設定値の入力などを行うキーボード17とを備えている。以下、各構成部品を詳細に説明する。
【0013】
試験管11は、あらかじめ血液12が注入され、頭部の開口部がゴム栓11aにより閉栓されている。血液12は患者から採血したもので、遠心分離前の血清と血餅とが混在している状態のものである。ロボットアーム13は、アーム先端部に試験管11を把持するクランパ13aが設けられている。このロボットアーム13は、図外の駆動モータにより、クランパ13aに把持した試験管11を、XYZθ方向へ任意に移動させることができる。
【0014】
カメラ14は、凝固検体判定ステージSへ到達した試験管11内の血液12の状態を捕らえて、その画像を制御装置16に取り込むCCDカメラである。なお、制御装置16は、取り込んだ画像をモニタ15の画面に表示する。
この制御装置16は、凝固検体判定装置10の全体機器の動作を制御する装置である。しかも、カメラ14により取り込まれた画像を2値化処理する2値化処理手段と、この2値化処理の結果によって、血液12中の凝固物12aの有無を判定する凝固検体判定手段とを具備している。なお、モニタ15はブラウン管方式の汎用型であり、またキーボード17も通常のキーボードである。
【0015】
次に、図3の凝固検体判定装置の制御系を示すブロック図を参照して、制御装置16の構成を説明する。
図3に示すように、制御装置16には、その入力側にカメラ14,キーボード17などが接続されている。一方、出力側には、ロボットハンド13,モニタ15などが接続されている。この制御装置16はコンピュータシステムとしての一般的な構成を有している。すなわち、CPU16a、ROM16b、RAM16c、I/Oポート16dが、それぞれバス接続されている(図4の制御装置内のブロック図参照)。
【0016】
制御装置16のRAM16cには、あらかじめキーボード17の操作により、試験管11のロボットアーム13による回動方向および回動角度,2値化画像における凝固物12aの有無判定のしきい値(面積差の基準値)などが記憶されている。
制御装置16は、ロボットアーム13に作動指令を出して、試験管11を図外のステージ待機位置から凝固検体判定ステージSへと移動する。この際、このステージSへ達した試験管11を、常時作動しているカメラ14が撮像する。
また、制御装置16は、撮像された階調画像を2値化処理手段によって2値化処理する。試験管11内の血液画像12を、あらかじめRAM16cに記憶させた所定のしきい値により、2値化する。
さらに、CPU、ROMなどで構成される凝固検体判定手段は、この2値画像の面積を計測し、その値が、記憶させた判定基準面積以上かどうかを判断する。判定基準面積以上であれば血液中に凝固物が存在するものと判定する。未満であれば凝固物が存在しないものと判定する。
【0017】
次に、図1,図2に基づいて、この一実施例の凝固検体判定装置10を用いた凝固検体判定方法を、さらに詳細に説明する。
図1において、あらかじめキーボード17などの入力手段を操作して、制御装置16のRAM16cに、試験管11のロボットアーム13による回動方向および回動角度,2値化画像における凝固物12aの有無判定のしきい値などを入力、登録しておく。または、ROM格納プログラムによりこれらの回動角度などは設定されている。
そして、制御装置16からの指令に基づき、ロボットアーム13が図外のステージ待機位置へ移動し、待機中の試験管11の1本をクランパ13aにより把持する。そして、ロボットアーム13を駆動して、把持した試験管11を凝固検体判定ステージSへと移動する。この際、カメラ14を通して、モニタ15の画面に、このステージSへ達した試験管11の画像が映し出される。
【0018】
この判定ステージに試験管11が移動してきて、これを鉛直状態に保持して静止すると、制御装置16からロボットアーム13に、試験管11を保持したクランパ13aを2回転するように回転指令が出される。これは、時間が経つと血液12中の血清と血餅とが分離するためである。再度、鉛直状態に保持された試験管11中の血液12は、カメラ14により撮像されており、階調画像として取り込まれる。この取り込まれた画像は、所定のしきい値を基準にして2値化処理手段により2値化処理される。そして、この2値化処理後の面積が演算される。この演算値を血液12の基準の面積Aとして制御装置16に記憶する。
【0019】
その後、制御装置16からロボットアーム13に、クランパ13aを回動させて試験管11を傾倒させる回動指令が出される。これにより、クランパ13aがその軸線回りに回動し、試験管11が図2に示す矢印方向へ鉛直面内で120〜130°程度だけ回動する。この回動に伴って試験管11内の血液12も、試験管11の底部から頭部へ向かって徐々に移動していく。この移動中、図2(b)に示すように、横へ広がった血液12の液面付近にある凝固物12aが背景との関係で見やすくなる(濃淡差が明確になる)。なお、凝固物12aが存在しない場合、血液12は図2(a)に示す状態となる。これらのいずれの状態であってもカメラ14により撮像され、階調画像として取り込まれる。この取り込まれた画像は、所定のしきい値を基準にして2値化処理手段により2値化処理される。そして、この2値化処理後面積演算がなされた結果、この演算値を血液12の面積Bとして制御装置16に記憶する。
【0020】
そして、凝固検体判定手段により、基準である面積Aの値から面積Bの値を差し引いた値を、予め制御装置16に登録されていた面積差の基準値と比較して、血液12中の凝固物12aの有無の判定を行う。これにより、試験管11内に収納された血液12が凝固しているかどうかを、人間の視覚に頼らなくても、正確かつ迅速に自動判定することができる。
次に、図5,図6のフローチャートに基づき、この凝固検体判定方法を詳細に説明する。
【0021】
図5は凝固検体判定装置の制御系のメインルーチンを示すフローチャートである。図6は、凝固検体判定ルーチンを示すフローチャートである。
図5に示すように、起動後、メインルーチンが実行され、ステップS51により制御装置16での各種イニシャライズが行われ、その後、凝固検体判定ルーチン(ステップS52)などのサブルーチンが、順次、実行される。次に、図6を参照して、ステップS52の凝固検体判定ルーチンを具体的に説明する。
【0022】
図6に示すように、このルーチンでは、ステップS101では、試験管11が凝固検体判定ステージSへ到達したかどうかをチェックする。この試験管11の到達を、制御装置16が認識すると、ロボットアーム13のクランパ13aを2回転させて血清と血餅とを混ぜ合わせ(ステップS102)、ステップS103でその2回転が完了したかどうかを判断する(ステップ103)。2回転後、鉛直状態に戻った試験管11の画像を、凝固検体判定ステージSを常時撮影中のカメラ14によって取り込み、同時にモニタ15にを表示する(ステップS104)。その後、この画像を、2値化処理手段により2値化処理する(ステップS105)。この2値化処理は、あらかじめRAM16cに登録されたしきい値を基準に行われる。それから、ステップS106において、2値化処理後の血液12の2値画像上の面積を計測し、これを当該試験管11中の血液12の面積基準値AとしてRAM16cに登録する。
【0023】
それから、クランパ13aを所定方向へ回動させ(ステップS107)、その回動が所定角度に達したかどうかを判断する(ステップS108)。回動が完了したならば、この傾倒した試験管11の画像をカメラ14によって取り込むとともに、この取り込んだ画像をモニタ15の画面上に映し出す(ステップS109)。次いで、この制御装置16内へ取り込まれた画像を、2値化処理手段により2値化処理する(ステップS110)。この2値化処理は、あらかじめRAM16cに登録されたしきい値を基準に行われる。それから、ステップS111において、2値化処理後の血液12の2値画像上の面積Bを計測、算出する。次いで、この面積Bを、RAM16cに登録された面積基準値Aと比較する(ステップS112)。その面積差(A−B)が、あらかじめRAM16cに登録された基準面積差の値以上であれば、モニタ15画面に「凝固物有り」の表示を行い(ステップS113)、またこの基準面積未満であればモニタ15画面に「凝固物無し」の表示を行って(ステップS114)、メインルーチンへ戻る。
【0024】
【発明の効果】
請求項1〜請求項3の発明によれば、検体容器(試験管)を動かして、検体容器に収納された検体が、検体中に存在する凝固物を容易に判定できる状態にまで変位させ、この動きによって見やすくなった凝固物をカメラにより撮像し、その画像に基づいて検体の凝固の有無を判定するようにしたので、検体容器内に収納された検体が凝固しているかいなかを、人間の視覚に頼らなくても、正確かつ迅速に自動判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係る凝固検体判定装置の全体構成図である。
【図2】(a)は、この発明の一実施例に係る検体中に凝固物がない検体容器の正面図である。
(b)は、この発明の一実施例に係る検体中に凝固物がある検体容器の正面図である。
【図3】この発明の一実施例に係る凝固検体判定装置の制御系を示すブロック図である。
【図4】この発明の一実施例に係る制御装置内のブロック図である。
【図5】この発明の一実施例に係る凝固検体判定装置の制御系のメインルーチンのフローチャートである。
【図6】この発明の一実施例に係る凝固検体判定ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
10 凝固検体判定装置、
11 試験管(検体容器)、
12 血液(検体)、
13 ロボットアーム(回動手段)、
14 カメラ(撮像手段)、
16 制御装置(2値化処理手段、凝固検体判定手段)。
Claims (3)
- 第1の状態での検体容器の内部の検体を撮像する工程と、
検体を収納した検体容器を第1の状態から第2の状態に動かして検体容器内で検体を移動させる工程と、
第2の状態での検体容器の内部の検体を撮像する工程と、
上記第1の状態の検体と上記第2の状態の検体とが撮像された画像をそれぞれ2値化処理し、それぞれの画像の面積を演算する工程と、
上記第1の状態での検体の画像の面積から第2の状態での検体の画像の面積を減算し、減算値を求める工程と、
上記減算値と所定の基準値とを比較することにより、血液が凝固していると判定する工程と、を備えた凝固検体判定方法。 - 鉛直に保持した状態の試験管に収納された血液をカメラで撮像する工程と、
そのカメラで撮像した血液の画像を2値化処理し、その画像の面積を演算する工程と、
血液を収納した試験管を鉛直に保持した状態からその鉛直面内で所定角度だけ回動させる工程と、
回動させた試験管内の血液を撮像する工程と、
撮像した回動前の血液の画像と回動後の血液の画像を2値化処理し、それぞれの画像の面積を演算する工程と、
上記回動前の画像の面積から上記回動後の画像の面積を減算し、減算値を算出する工程と、
上記減算値と所定の基準値とを比較することにより、血液が凝固していると判定する工程と、を含む凝固検体判定方法。 - 検体を収納する検体容器を第1の状態から第2の状態にまで回動させる回動手段と、
第1の状態の検体容器内の検体と、第2の状態の検体器内の検体とを撮像する撮像手段と、
上記第1の状態の検体と上記第2の状態の検体とが撮像された画像を2値化処理する2値化処理手段と、
2値化された上記第1の状態での検体の画像と第2の状態での検体の画像とからそれぞれについて面積を演算し、上記第1の状態での検体の画像の面積から第2の状態での検体の画像の面積を減算し減算値を求めるとともに、その減算値と所定の基準値とを比較することにより、検体中の凝固物の有無を判定する凝固検体判定手段と、を備えた凝固検体判定装置。
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