JP4563902B2 - 自動開栓装置 - Google Patents

Description

本発明は試料容器の栓を開ける自動開栓装置に係わり、特にコンタミネーションの防止を備えた自動開栓装置に関する。

自動開栓装置は、例えば、実開平７−１８２６５号公報（特許文献１）、実開平７−２９４６４号公報（特許文献２）、特開２０００−１４６９８５号公報（特許文献３）に示される。

実開平７−１８２６５号公報 実開平７−２９４６４号公報 特開２０００−１４６９８５号公報

従来の自動開栓装置は、血液、血清や尿などの生体試料が入った採血管や試験管などの試料容器の栓を取り除く目的で栓を掴んで抜く、栓をカッターで切る手段、もしくは掴んで引き抜くことによって開栓する。

引抜く方法は栓の種類により異なるが、ゴム栓、ヘモガード栓は栓を掴んだ機構が左右が交互に上昇するタイプ、栓を掴んだ機構をまわしながら上昇するタイプなどがあり、シール栓はシール栓の突起部を掴んで抜いたり、前期の通りカッターで切ったりしている。

またピアス方式と呼ばれる分析計のサンプリングノズルが採血管に突き刺し分注あるいは、吸引による分析をする手段により、開栓を実施しない分析装置も存在する。但し、ピアス方式は血液学分析装置に分類され、血球カウンターなど遠心分離をしていない血液で実施されている。

しかし、生化学、免疫など感染の影響がある分析装置では採血管の開栓を実施して、ディスポーザブルのノズルチップを使用した分注、あるいは分注する毎に洗浄するサンプリングノズルを使用した分注により、試料を分配して分析している。

本発明は血液や尿及び体液などの生体試料が入った容器の栓、特にシール栓を開栓する自動開栓装置を対象とする。

自動開栓装置において、試料容器の栓の裏側に試料が付着した状態で開栓すると、試料容器から栓が外れてから周囲に試料が飛散する可能性がある。この周囲に飛散する試料は栓を拭く手段（開栓チャック）や周りの試料容器に付着する。

試料が栓の裏側に付着する要因は、大きく分けて下記に分類される。
（１）試料の状態確認のため、試料容器を斜めもしくは転倒混和をする。

フィブリンの事前確認や資料容器になっているラベルの照合もしくは、ラベル状態の確認などによる。
（２）運搬時の振動、衝撃による。

試料が入っている量により、影響の大きさは変わる。

開栓チャックに付着した試料が滴下して別の試料の混入する恐れがある。

本発明は、上記の問題に鑑み、飛散した試料が別の試料の混入するのを防止することを目的とする。

本発明は、ポジション部から開栓後ポジション部に向け搬送移動するラックは載置する個々の前記試料容器が開栓ポジションに到達する度毎に停止し、この停止中に前記開栓チャックによる前記栓の開栓が行なわれる自動開栓装置であって、前後方向に移動して前記開栓ポジションに出入りするフェンス機構を備え、該フェンス機構は、開栓ポジションに位置する前記試料容器を両側から囲う二枚のフェンスを有することを特徴とする。

本発明によれば、飛散した試料が別の試料に混入する可能性が少なくなった。

本発明の実施例について、図１〜図８を引用して説明する。

図７は、本発明に係わる自動開栓装置が組み込まれた検体前処理システムを示している。図８は、本発明に係わる自動開栓装置が組み込まれた自動分析装置を示している。

本発明に係わる自動開栓装置は、コンタミネーションの防止手段が備えられている。

図７に示す検体前処理システムは、装置操作部３１、インターフェイス用接続ケーブル３２、試料投入部２４、遠心分離部２５、自動開栓装置２６、オンライン分注装置２７、バーコード貼付装置２８、試料搬出部２９、試料搬送部３０を有する。

検体前処理システムは、試料投入部２４に図４、図５で示す試料容器１を搭載したラック１１がセットされると、あらかじめラックに登録したフローに基づき前処理が行なわれる。

試料搬送部３０、遠心分離２５、自動開栓装置２６、分析ユニット３３，３４にラック１１を搬送し、依頼に基づき各処理及び分析を実施して、試料搬出部２９にラック１１を搬出する。依頼の問合せは、各処理ユニットから装置操作部３１にあるコントローラに問い合わせて実施する。

図８に示す自動分析装置は、装置操作部３１、インターフェイス用接続ケーブル３２、試料投入部２４、遠心分離部２５、自動開栓装置２６、分析ユニット３３、分析ユニット３４、試料搬出部２９、試料搬送部３０を有する。

自動分析装置は、試料投入部２４に図４、図５で示す試料容器１を搭載したラック１１がセットされると、あらかじめラックに登録したフローに基づき分析処理が行なわれる。

図１は、自動開栓装置、および周辺機器とが併さった開栓部を示している。

開栓部は、コアライン４、引き込み機構９、ラック１１、試料容器１、ラック搬送レバーａ３９、ＩＮバッファ５、搬送手段のラック搬送レバーｂ４１、開栓待機ポジション４３、自動開栓装置のラックＩＤ読取機構６、自動開栓装置のコントローラ１０、自動開栓装置の開栓ポジション２１、ＯＵＴバッファ８を有する。

試料容器１を搭載したラック１１はコアライン４から引き込み機構９を用いてＩＮバッファ５に引き込む。引き込み機構９の移動範囲は矢印９ａである。

ＩＮバッファ５側の移動範囲のエンド位置手前になるとラック転倒防止用両サイドのガイドのうち、ＩＮバッファ側のガイドは外れて、ラック１１の搬送が可能になる。

ＩＮバッファ５はコアライン４から試料容器１を搭載したラック１１を引き込む場合のみ、コアライン４側に移動し、引き込み後はＩＮバッファ５に待機している。

試料容器１を搭載したラック１１は搬送レバーａ３９により、開栓待機ポジション４３まで搬送し、開栓ポジション２１にラック１１がない時に搬送手段の搬送レバーｂ４１により、ラックＩＤ読取機構６まで搬送し、ラックＩＤの問い合わせをコントローラ１０に問い合わせ、搭載されている試料１１の本数、試料容器の高さ情報をマッチングさせる。

違っている場合は情報の相違として、開栓動作はせず、試料容器１を搭載したラック１１はＯＵＴバッファ８に搬送される。

情報のマッチングが出来れば、開栓ポジション２１まで搬送手段の搬送レバーｂ４１によりラック１１を搬送して開栓動作を実施する。

自動開栓装置について、図１〜図５を引用して説明する。

図５に示すように、自動開栓装置は、ラックＩＤ読取機構６、開栓前ポジション部１２０、開栓後ポジション部２００を有する。開栓前ポジション部１２０と、開栓後ポジション部２００の間には、図１に示すように、間隔を開けて開栓ポジション７が設けられる。

開栓前ポジション部１２０は、開栓前栓用検知器２２を有する。開栓前ポジション部１２０は上端縁に立上がる壁板２０ａを有する。

試料１を載置するラック１１は、搬送手段（ラック搬送レバーｂ４１）によって搬送される。この試料１の上側に開栓前ポジション部１２０と開栓後ポジション部２００は、位置するように設けられる。開栓前ポジション部１２０と開栓後ポジション部２００は、ラック１１の搬送方向に沿って後先に並ぶように配置される。

開栓後ポジション部２００は、開栓後栓用検知器２３を有する。開栓後ポジション部２００は上端縁に立上がる壁板２０ｂを有する。

図４に示す昇降機構３００は、開栓ポジション７の上側に設けられる。またフェンス機構４００は、開栓ポジション７の横側に設けられる。

昇降機構３００は、図４、図２に示すように、開栓用のモータ１７、開栓支柱部３０１、栓検知器１９、開栓チャック３ａ、クランプ機構３６を有する。昇降機構３００は、図４の矢印１８に示すように上下に移動する。昇降機構３００を移動自在に支持する固定部側は、図示されていない。

図２の（Ａ）は、シール栓２ａを外す開栓チャック３ａを示す。図２の（Ｂ）は、ゴム栓２ｂを外す開栓チャック３ｂを示す。

フェンス機構４００は、二枚のフェンス１４、１４、フェンス機構４００を移動操作するフェンス用のモータ１５を有する。二枚のフェンス１４、１４は、開栓ポジション７に収まる程度の幅をもって対向するように設けられる。

モータ１５の駆動により、フェンス機構４００は、図４の矢印１６に示すように前後方向に移動する。前側に移動すると、二枚のフェンス１４、１４が開栓ポジション７のところに入る。後方向に移動すると、二枚のフェンス１４、１４が開栓ポジション７のところから抜け出る。

二枚のフェンス１４、１４の間隔は、試料容器１の外径よりも大きくとっている。フェンス１４の上端は、試料容器１の上端よりも高い。フェンス１４、１４の内側面には、濾紙を含む吸収材が着脱自在に設けられている。

開栓動作について図２〜図４を引用して説明する。

試料容器１の栓に、図２の（ａ）に示すシール栓２ａ、図２の（ｂ）に示すゴム栓２ｂがある。また、シール栓２ａ、ゴム栓２ｂ以外に、ゴム栓２ｂのゴム部の材質をプラスチックにして、形状を多少異なる、ヘモガードタイプやネジ式になっているタイプもある。

図２の（ａ）に示すシール栓２ａの開栓について述べる。

回転用ローラからなるクランプ機構３５により試料容器１を保持し、クランプ機構３５の回転ローラを回転させることにより、矢印１ａに示す通り回転させる。シール栓２ａの突起部２ｃを開栓チャック３ａのところまで回転移動させ、開栓チャック３ａを閉じることによりシール栓２ｂを掴んで保持する。そして、開栓チャック３ａを矢印３ｃで示す斜め上方向に引き上げることにより、シール栓２ｂの開栓が行なわれる。

なお、剥がれ開栓チャック３ａに把持されたシール栓２ｂは、開栓チャック３ａが上昇したときにシール栓を廃棄するダストチャックに移されて廃棄される。

図２の（ｂ）に示すシール栓２ｂの開栓について述べる。

回転用ローラからなるクランプ機構３５により試料容器１を保持する。開栓チャック３ｂで、ゴム栓２ｂを両側から挟むように保持する。そして、クランプ機構３５の回転ローラを回転させることにより、矢印３ｅに示す通り回転させることにより、ゴム栓２ｂの開栓が行なわれる。

この開栓動作をラック１１の１〜５ポジションまで順に繰り返して、開栓を実施する。

開栓動作終了後、試料１２を搭載したラック１１はＯＵＴバッファ８、コアライン４に搬送する。

ＩＮバッファ５からＯＵＴバッファ８までのラック１１の搬送では、ラック１１の両側に設けたガイド（図示せず）により転倒防止が行なわれる。また、ＯＵＴバッファ８はＩＮバッファ５と同じ構造であり、ラック１１の底面に溝を設け、ＯＵＴバッファ８にはガイドを設け、ラック１１の溝にＯＵＴバッファ８のガイドが入り、ラック１１の転倒防止構造になっている。

上記の開栓について、図３を引用して更に詳しく説明する。

シール栓の例で説明する。

シール栓を開栓したときに試料の飛散が生じることがある。

開栓チャック３ａで、シール栓２ａを掴んで引き抜いた瞬間に試料が飛散する場合と、引き抜いた後に試料の付着したシール栓２ａが揺れ動く振動により飛散する場合がある。

前者のシール栓２ａが引き抜かれた瞬間に飛散する試料は、シール栓２ａが接着されているため、剥がれる瞬間の衝撃によりシール栓に付着した試料が飛散するものである。

飛散方向は引き抜く方向の矢印３６ａが多いが、最後に剥がれる場所により異なる。矢印３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅ等が試験により確認されている。

開栓ポジション２１より前のポジションは開栓後ポジション３７であるため、開栓ミスが発生していない限りシール栓２ａがないため、混入防止策が必要である。

また、開栓前のポジション３８においては通常はシール栓２ａがある。混入の防止が出来ているが、運用上シール栓を剥がしているケース、注射針でシール栓２ａを剥がして注入したケースが数は少ないが、現実にはある。このため、開栓後ポジション３７と同様に混入防止策が必要である。

後者のシール栓２ａを引き抜いた後のシール栓２ａに付着した試料の飛散だが、上部からの滴下になるため、上側からの滴下に対する混入防止策が必要である。また、開栓チャックの正面３ａａ及び底面３ａｂに付着し、開栓チャックが下降するときに、滴下する可能性があり、混入防止策が必要である。

しかし、本発明の実施例によれば、滴下、混入防止が行なわれるのである。

この滴下、混入防止を図る本発明の実施例の自動開栓装置について、以下に特徴点を挙げながら説明する。
（１）．開栓前ポジション部１２０は、前述したように、開栓前栓用検知器２２を有する。

開栓前栓用検知器２２は、試料容器１が開栓ポジション７に到達する前にシール栓２ａの有無を検知できる。シール栓２ａの無い試料容器１が開栓ポジション７のところに来ると、試料容器１を載せたラック１１は停まらずに右側に搬送移動を続ける。

シール栓２ａの有る試料容器１が来ると、その試料容器１が開栓ポジション２１に来たところで、ラック１１の移動を停める。

昇降機構３００が降下し、上述したように開栓チャック３ａでシール栓２ａが剥ぎとられる。この剥ぎ取り動作は、昇降機構３００の栓検知器１９により試料容器１やシール栓２ａを検知しながら確実に制御される。

このように、開栓前ポジション部１２０に設けた開栓前栓用検知器２２により、シール栓２ａの有無に応じたラック１１の移動停止が制御される。シール栓２ａの無い試料容器１は、開栓前ポジション部１２０と開栓後ポジション部２００の下側を搬送されて開栓ポジション２１を単に通過するだけである。昇降機構３００の開栓チャック３ａに付着した試料が通過中の試料容器１内は滴下して入ることは生じないものと考えられる。

従来は、試料容器が開栓ポジションに来る度にラックの移動を停め、昇降機構を降下させ、昇降機構に設けた栓検知器でシール栓の有無を検知していた。この間に、開栓チャックに付着した試料が、シール栓の無い試料容器内は滴下する可能性があった。

本発明の実施例では、シール栓の無い試料容器１は開栓ポジション２１に通過するだけなので、従来のものに比べ、試料が滴下して入る可能性は極めて少なくなるのである。

なお、昇降機構３００は開栓を行なうときに降下し、それ以外のときは開栓ポジション２１の上方に退避しているので、ラック１１の進行方向への移動１３（図４に図示）を阻害しない。
（２）．フェンス機構４００は、前述したように、二枚のフェンス１４、１４を有する。

この二枚のフェンス１４、１４は、開栓ポジション２１の前後のポジション３８，３７の間に移動して入り込む。

開栓ポジション２１に置かれた試料容器１は、両側がフェンス１４、１４によりシール栓２ａの上側まで囲われ、隣の試料容器１と仕切られる。

このため、開栓チャック３ａでシール栓２ａが剥ぎとられる際に試料が飛散してもフェンス１４、１４に受け止められ、隣の試料容器１に入らない。試料の混入防止が図られる。

また、フェンス１４、１４の内側面に設けられた濾紙を含む吸収材（図示せず）は、飛散した試料を吸収するので、試料の滴下が防止される。

なお、フェンス機構４００は、開栓を行なう際に開栓ポジション２１のところに前進移動し、それ以外のときは開栓ポジション２１の後方に退避しているので、ラック１１の進行方向への移動１３（図４に図示）を阻害しない。

また、フェンス１４上端は、試料容器１の上端よりも高いので、飛散した試料が試料容器により入り難くなる。
（３）．前述したように、開栓前ポジション部１２０は上方に立上がる壁板２０ａを有し、開栓後ポジション部２００は上方に立上がる壁板２０ｂを両側に有する。

ダストチャックに移されて廃棄移送されるシール栓２ａから滴下する試料は、壁板２０ａ、壁板２０ｂにより飛散防止が図られる。試料の混入防止が行なわれる。

また、壁板２０ａ、壁板２０ｂは、試料の滴下以外に落下する異物の混入防止に機能する。
（４）．開栓後ポジション部２００は、開栓後栓用検知器２３を有する。

開栓後栓用検知器２３は、シール栓のちぎれ残りの検知や、開栓前栓用検知器２２ないし栓検知器１９の誤検知をチェックする。このチェックにより、検体前処理がより確実に行なわれる。

また、開栓後ポジション部２００が栓有りを検知したときは、ラック１１の逆方向に搬送され、開栓ポジション２１でシール栓の開栓が行なわれる。
（５）．前述したように、自動開栓装置は、開栓前栓用検知器２２、栓検知器１９、開栓後栓用検知器２３を有する。

開栓前栓用検知器２２は、開栓前ポジションにおける試料容器１のシール栓２ａの有無を検知する。栓検知器１９は開栓ポジションにおける試料容器１のシール栓２ａの有無を検知する。開栓後栓用検知器２３は、開栓後ポジションにおける試料容器１のシール栓２ａの有無を検知する。

自動開栓装置は、各検知器の検知内容に基づき、自動開栓装置の作動について診断を行なう機能を有する。

（正常動作）：開栓前栓用検知器２２の検知は、シール栓２ａ有り。栓検知器１９はシ ール栓２ａ有り。開栓後栓用検知器２３の検知は、シール栓２ａ無し。

（不良動作）：開栓前栓用検知器２２の検知は、シール栓２ａ有り。栓検知器１９はシ ール栓２ａ有り。開栓後栓用検知器２３の検知は、シール栓２ａ有り。

不良動作の場合は、操作装置３１（図７、図８に図示）の表示部にアラームや報知が行なわれる。

また、開栓前栓用検知器２２、栓検知器１９、開栓後栓用検知器２３は、シール栓のちぎれ残りの検知し、試料容器１内に入っている試料の液膜を検知しない機能を有する。これにより、開栓前栓用検知器２２、栓検知器１９、開栓後栓用検知器２３の検知誤りを防止できる。

図６は、各検知器によるシール栓の有無検知に基づく、自動開栓装置の動作フローを示す。この動作フローについて説明する。

ステップ６０１では、開栓前栓用検知器２２による試料容器１のシール栓２ａの有無検知が行なわれる。シール栓有のときは開栓ポジションに搬送される（ステップ６０２）。

開栓ポジションでは、栓検知器１９により更にシール栓２ａの有無検知が行なわれる（ステップ６０３）。シール栓有のときは開栓動作が行なわれる（ステップ６０４）。この後、試料容器１は開栓後ポジションに搬送される（ステップ６０５）。

開栓後ポジションでは、開栓後栓用検知器２３により更にシール栓２ａの有無検知が行なわれる（ステップ６０６）。シール栓有のときは次の工程に搬送される。また栓有無情報のマッチングアラーム発生が行なわれる（ステップ６０７）。

また、シール栓無しのときは次の工程に搬送され、アラームは行なわれない（ステップ６０８）。

前記ステップ６０１で、シール栓無しのときは開栓ポジションを通過させ、開栓後ポジションに試料容器１が搬送される（ステップ６０９）。

開栓後ポジションでは、開栓後栓用検知器２３により更にシール栓２ａの有無検知が行なわれる（ステップ６１０）。シール栓有のときは次の工程に搬送される。また栓有無情報のマッチングアラーム発生が行なわれる（ステップ６１１）。

また、シール栓無しのときは次の工程に搬送され、アラームは行なわれない（ステップ６１２）。

前記ステップ６０３で、シール栓無しのときは、開栓後ポジションに試料容器１が搬送される（ステップ６１３）。開栓後ポジションでは、開栓後栓用検知器２３により更にシール栓２ａの有無検知が行なわれる（ステップ６１４）。

ステップ６１４で、シール栓有のときは次の工程に搬送される。また栓有無情報のマッチングアラーム発生が行なわれる（ステップ６１５）。

ステップ６１４で、シール栓無しのときは次の工程に搬送される。また栓有無情報のマッチングアラーム発生が行なわれる（ステップ６１６）。

上記の動作フローは、コントローラ１０に取り込まれる各検知器の検知情報と制御するアプリケーションソフトウェアに実行される。

上記実施例によれば、コンタミネーションの防止を備えた自動開栓装置を提供し、検査データへの影響を考慮した運用変更や重複確認などの顧客負担をなくし、高品質の開栓が達成できる。

本発明の実施例に係わるもので、自動開栓装置、および周辺機器とが併さった開栓部を概略的に示す図。 本発明の実施例に係わるもので、開栓動作の概略図。 本発明の実施例に係わるもので、開栓動作と試料の付着を説明するための図。 本発明の実施例に係わるもので、昇降機構、フェンス機構、ラックを示す図。 本発明の実施例に係わるもので、ラックＩＤ読取機構、開栓前ポジション部、開栓後ポジション部、ラックを示す図。 本発明の実施例に係わるもので、自動開栓装置の動作フローを示す図。 本発明の実施例に係わるもので、自動開栓装置を組み込んだ検体前処理システムを示す図。 本発明の実施例に係わるもので、本発明の自動開栓装置を組み込んだ自動分析装置を示す図。

符号の説明

１…試料容器、１１…ラック、４１…ラック搬送レバー（搬送手段）、１２０…開栓前ポジション部、２００…開栓後ポジション部、２１…開栓ポジション、３００…昇降機構、２ａ…シール栓、３ａ…開栓チャック、２２…開栓前栓用検知器。

Claims (4)

1. 複数の試料容器を載置するラックを搬送する搬送手段と、
   前記ラックの搬送方向に沿うよう後先に並ぶ開栓前ポジション部および開栓後ポジション部と、
   前記開栓前ポジション部と前記開栓後ポジション部との間に間隔を開けて設けた開栓ポジションと、
   前記開栓ポジションに昇降するように設けた昇降機構と、前記昇降機構に設けられ、かつ試料容器に取り付けられている栓の開栓を行なう開栓チャックとを有し、
   前記開栓前ポジション部から開栓後ポジション部に向け搬送移動するラックは載置する個々の前記試料容器が開栓ポジションに到達する度毎に停止し、この停止中に前記開栓チャックによる前記栓の開栓が行なわれる自動開栓装置であって、
   前後方向に移動して前記開栓ポジションに出入りするフェンス機構を備え、
   該フェンス機構は、開栓ポジションに位置する前記試料容器を両側から囲う二枚のフェンスを有することを特徴とする自動開栓装置。
2. 請求項１記載の自動開栓装置において、
   前記フェンスの上端は、前記試料容器の上端よりも高いことを特徴とする自動開栓装置。
3. 請求項１記載の自動開栓装置において、
   前記フェンスの内側に着脱自在なる濾紙を含む吸収材が備えたことを特徴とする自動開栓装置。
4. 複数の試料容器を載置するラックを搬送する搬送手段と、
   前記ラックの搬送方向に沿うよう後先に並ぶ開栓前ポジション部および開栓後ポジション部と、
   前記開栓前ポジション部と前記開栓後ポジション部との間に間隔を開けて設けた開栓ポジションと、
   前記開栓ポジションに昇降するように設けた昇降機構と、前記昇降機構に設けられ、かつ試料容器に取り付けられている栓の開栓を行なう開栓チャックとを有し、
   前記開栓前ポジション部から開栓後ポジション部に向け搬送移動するラックは載置する個々の前記試料容器が開栓ポジションに到達する度毎に停止し、この停止中に前記開栓チャックによる前記栓の開栓が行なわれる自動開栓装置であって、
   前記開栓前ポジション部と前記開栓後ポジション部の上端縁に立上がる壁板を備えたことを特徴とする自動開栓装置。

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