JP3957864B2

JP3957864B2 - 凝固検体判定方法およびその装置

Info

Publication number: JP3957864B2
Application number: JP06772198A
Authority: JP
Inventors: 照明伊藤
Original assignee: 株式会社アイディエス
Priority date: 1998-03-02
Filing date: 1998-03-02
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2018-03-02
Also published as: JPH11248853A

Description

【０００１】
【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

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。