JP5417351B2 - 検体搬送システムおよびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、主に検体搬送システム、特に血液や尿などの検査試料の入った試験管を１本ずつ搭載可能なキャリアを使用した検体搬送システムにおいて、１患者から採取した複数の検査試料を連続した纏まりで搬送する制御方式に関し、複数の試験管を同時処理する高処理能力の検体搬送システムである。

検査用オーダーリングシステムの普及により、担当医が依頼登録する検査依頼項目の数から検体採取量が自動計算され、患者からの採取試験管本数が決定される。これらの採取した試験管の中には、同一処理用として同一検体が複数本採取されることがあり、一般的に複数本検体と呼ばれ、同一の検体バーコードＩＤが貼付される。これら複数検体の採取は、検査開始してから検体不足が発覚し再採取するような患者への負担軽減が図られているためでもある。

検体搬送システムは、特に血液や尿などの検査試料の入った試験管を１本、または複数本搭載可能なキャリアを使用し、試験管を目的の処理ユニットへ搬送する。従来の検体搬送システムでは、複数本搭載可能なキャリアを使用して、複数本検体を１つのキャリアへ搭載して検体搬送システムへ投入することで、同一処理を実現することが可能であった。

特許文献１で提供される検体搬送システムは、複数本の試験管を搭載可能なキャリアを目的別に設定し、複数本検体処理、特に分注処理における同時処理を実施している。

また、特許文献２で提供される検体搬送システムのように、複数の試験管を保持可能なラックを使用し、投入部に搭載された複数のキャリアをラック群と定義し、システム負荷情報を参照しながら処理可能なラックを順次取り出す方式が提供されている。

一方、試験管を１本のみ搭載するキャリアを使用した検体搬送システムでは、複数本検体の同一処理は実現されていない。これは、同一処理を目的とした試験管を認識させるために、採血システムや検査システムなどが患者から採取した検体数を管理しているにもかかわらず、それら同一処理を目的とした試験管を搬送、および処理するための制御方式が確立されていないためである。

その背景として、特に試験管を１本のみ搭載するキャリアを使用した検体搬送システムでは、各キャリアの搬送先をシステムの状況にあわせ、フレキシブルに選択変更させることで、処理時間短縮や様々な運用への対応を可能にしてきたが、複数キャリアを搬送させるために搬送ラインを占有する可能性があったためである。

特許第４４８６００６号公報 特許第３５７９５１７号公報

特許文献２には、検体搬送システム内におけるラック群として搬送，制御について実現されていない。

複数本検体を処理するために専用キャリアを使用することにより、１患者から採取した同一検査目的の複数の検体を処理することができる。主に、この処理は複数を同時に搬送可能とするキャリア、例えば５本、または１０本の試験管を保持可能なラックを使用することで実現している。

しかし、この処理では前記専用ラックを使用するため、オペレータは一般検体と異なる手順で複数本検体の処理について運用することとなり、さらには、前記複数検体を保持可能なラックに空ポジションが生まれ一般検体の処理効率低下を招く可能性がある。

キャリアが試験管１本のみ保持可能なシングルキャリアの場合には、ラック上に空ポジションが生まれることによる処理効率低下は生じない。しかし、独立してキャリアが搬送されるため、複数キャリアを纏めて連続して搬送させるための機構、制御方式が確立されておらず、さらにはシングルキャリア搬送のフレキシブル性が低下する可能性がある。

上記課題に鑑み、本発明は特別な手順を踏むことなく、互いに関連する複数検体を連続して搬送し、処理部での処理効率を低下させない検体搬送システムを提供することを目的とする。

本発明は、複数キャリアを纏めて連結して搬送，制御させるため、検体搬送システム全体の状態、および検体情報を保持する管理部が、検体属性と依頼情報から複数同時処理を実施する纏まりとなる群情報を生成し、搬送ラインや結合ライン、処理部からなるユニットが前記群情報に基づき、合流ポイントで受取キャリアを制御し、キャリアの群管理制御を可能とすることを主要な特徴としている。

また、合流ポイントの待機バッファを利用することで、群の分割，再合成を実現している。

本発明は、特に試験管を１本ずつ搭載するキャリアを利用した検体搬送システムにおいて、複数キャリアを１つの固まりと見立てた群を成立させることを特徴とし、群内への別キャリアの割込、および群分割を制御し、群管理を行いユニット処理部での同時検体処理を可能とし、処理効率やマニュアル処理の低減に寄与することである。さらに、群の有効エリアを限定・選択することにより、群制御の範囲を最小化し、他の一般検体への影響範囲を最小限にし、処理効率の低下を防ぐことができる。

検体搬送システムの搬送ラインモデル。 群管理制御情報。 合流ポイント搬入処理フロー。 合流ポイント搬出処理フロー。 検体搬送システム全体図。 群管理制御設定画面。

図１に検体搬送システムの搬送モデルについて示す。また、図５に具体的な検体搬送システムのシステム全体図を示す。

本実施例における検体搬送システムは、複数の前処理ユニット１，２，３が接続されている。各前処理ユニットへは、搬送ライン１１と結合ライン１２によってキャリアに搭載された検体が搬送され、必要な処理が施される。搬送ライン１１と結合ライン１２の組み合わせによって合流ポイント１３と分岐ポイント１４が生成される。

なお、図１に向かって左から右へ検体を搬送する主搬送ライン１１と、処理の完了した検体を右から左へ搬送する戻りラインとがある。合流ポイントはいずれのラインにおいても、分岐ラインよりも上流に設けられているものとする。

合流ポイント１３は、群管理される検体を受け取ったらその群管理が終了するまで検体を受け取るラインを固定する。これによって、合流ポイント１３へ搬入される検体の搬送元を選択・固定することができ、受け取った検体と同一群を生成する他の検体を連続してユニット処理部１５に取り込むことができる。

分岐ポイント１４では、処理部で処理が終了した検体を当該前処理ユニットの外に搬出するにあたって、群管理情報を再設定する。これらの詳細な説明については後述する。

管理部１００は、検体投入部で検体を投入した時点で検体属性、および検体依頼情報から群管理制御要否を判断し、最初の群管理制御情報を作成する。検体投入部で投入された各検体に対して、どの前処理ユニットへ搬送するかを示す行き先情報とともに、群管理制御情報を通知する。

群管理制御情報は、例えば１患者から採取した同一検査目的の複数の検体が、当該検体搬送システムに投入されたことを検出したときに生成される。なお、群管理制御情報は、群フィールドであり、群情報１（群開始検体），群情報２（群対象検体），群情報３（群終了検体）の情報を含む。

図２に、同一の患者から採取した同一検査目的の検体が、検体１〜検体４、および検体６〜検体７である場合に、検体投入部で設定される群管理情報の一例を示す。

検体投入部で複数本検体の投入を検知すると、複数本検体を構成する検体に群情報を付加する。本実施例の場合は、検体１に群情報１、検体２と検体３に群情報２、検体４に群情報３を設定することによって、検体１〜検体４までは群管理される。同様に検体６に群情報１、検体７に群情報３を設定することで、検体６と検体７を群管理することができる。群管理したくない検体５については、群情報の設定は行わない。これらの情報は、検体を保持・搬送する検体ホルダが有するＲＦＩＤに直接記憶しても良いし、検体ＩＤ情報と共に上位コンピュータに記憶させ、必要に応じて参照するようにしても良い。

一方、検体投入部で投入された検体が搬送される前処理ユニット３は、検体１を受け取ると群管理制御情報の群情報を参照する。検体１には群情報１が設定されていることから、該当前処理ユニット上に設置された合流ポイント１３において検体１を待機させる。また、検体１と群を形成するキャリア以外のキャリアの割り込みを抑制する。

検体１が待機している合流ポイント１３に検体２および検体３が搬送されると、その群情報を参照して、群情報２であることを確認すると、検体１と同様に合流ポイント１３で待機させる。その後、検体４を受け取ると、群管理制御情報の群情報を参照し、群情報３が設定されていることを確認する。群情報１〜３が揃ったら、該当前処理ユニットに設置された合流ポイント１３での検体１〜検体３の待機を解除し、ユニットの処理部１５へ搬送する。なお、待機解除は、タイムアウト監視することで、搬送ラインがロックすることを回避すべきである。

一方、前処理ユニット４では、検体１，２，４は群管理されるが、検体３の群情報には前処理ユニット４で群管理することが記載されていないため群管理されない。この場合、前処理ユニット４の前に搬送される前処理ユニット（例えば前処理ユニット３）の分岐ポイント１４にて検体１〜４の群管理情報の再設定を行う。具体的には、検体１に群情報１、検体２に群情報２、検体４に群情報４を設定し、検体３のみ群管理情報を設定しない。これによって、検体の種別や前処理ユニットにおける処理内容に応じて、柔軟に検体群の生成と管理が可能になる。

図３に前処理ユニットに搬入される検体の、合流ポイントにおける搬入処理フローを説明する。検体が前処理ユニットに搬送されると、群制御がＯＮされているかを判断する（ステップ３０１）。

群制御がＯＮになっている場合、搬入された検体は当該前処理ユニットで群制御される検体かどうかを判定する（ステップ３０４）。群制御される検体であるかどうかは、群管理制御情報において、搬入された検体が群管理制御されるユニット指定情報２０３に、当該前処理ユニットが指定されているか否かで判断される。

群制御中の群優先−群管理制御情報の搬入優先度−と受取検体の優先度を比較し（ステップ３０７）、処理中群検体の優先度と異なるか否かを確認する。受取検体優先が搬入優先度と等しい場合、検体取り込みを行う（ステップ３０５）。一方、受取検体優先が搬入優先度と異なる場合、受取検体を一定時間待機させ（ステップ３０８）、群管理検体が別ラインから到着するのを待つ。待機時間オーバー（ステップ３０９）すると、ステップ３０５へ移行して該当検体を取り込む。

また、群制御がＯＮになっていない場合は、自ユニットで群管理を行うべき検体か否かを判定し（ステップ３０２）、自ユニットで群管理する検体であれば、ステップ３０３で群制御をＯＮにして、ステップ３０５で検体を取り込む。

このようにして、群管理制御を実施することで、同一目的処理を行う検体を連続してユニットへ取り込むことが可能となる。

これによって、いずれかの前処理ユニットに搬送された複数本検体は一旦合流ポイント１３で待機させられ、複数本検体を構成するすべての検体が揃ってからユニット処理部１５へ搬送される。同一処理を行う複数の検体を纏めて搬送できるため、例えば、開栓ユニットのユニット処理部１５が複数の試験管を同時に開栓可能な機構である場合、開栓の必要な試験管を纏めて投入することで、開栓ユニットの処理能力を最大限に利用することが可能となる。

また、本発明を分注ユニットに適用すると、群管理情報が設定された複数本検体が分注ユニットに搬送されると、分注ユニットの処理能力を最大限に利用できるだけでなく、検体量不足による未分注検体のマニュアル分注処理が不要となる。群管理制御ができないシステムにおいては、１本目の試験管から分注する検体量が不足すると、分注エラー扱いとなり、オペレータによるマニュアル分注処理が必要となっていた。しかし、群管理制御した場合、例えば、１人の患者から採取した同一検査目的の検体が３本の試験管に収容されていれば、この３本の試験管をまとめて分注ユニットへ搬送することで、１本目の試験管から分注する検体量が不足すると、２本目、もしくは３本目の試験管から吸引し子検体へ分注することが可能となる。

また、分注に使用するチップや検体ラベルを貼り付けた子試験管を新たに使用することもないため、消耗品を無駄にしないことにも繋がる。

しかしながら、前述の検体搬送システムでは、システムエラーなどにより群管理制御される検体の並びが分断された場合、または群管理した検体が連続して投入されない場合、群管理制御が不可能となる。このような事態を避けるため、図１のように、合流ポイント１３の近傍に、検体の搬入と搬出、および検体待機可能な待機バッファ１６を追加することが望ましい。待機バッファ１６では、群管理制御すべき一連の検体を検知すると、これらの検体を一旦待機させ、群管理制御すべき検体が全て揃ったところで、分岐ポイント１４と同様にこれらの検体群に対して群管理制御情報を再作成する。これによって前処理ユニットの処理部１５へ群管理する検体を連続して搬送し、処理効率を向上させることが可能となる。

また、群管理制御の対象は、システム全体になることは少なく、システム構成や処理運用により違いがある。一般的には、投入部から収納部まで群管理制御する場合、群管理されない他の一般検体に対しては、合流ポイント１３の使用制限を受けることから、群管理制御がされない緊急検体については、測定結果の報告遅延につながりかねない。

例えば、分注ユニットは複数本検体処理を実行することで処理効率を向上させることが可能であるが、１本ずつ試験管を処理する閉栓ユニットや分類ユニットなど、高速処理を必要としないユニットについては群管理による複数検体処理は不要である。また例えば、検体を投入した時点では、群管理制御をせず数十本を同時処理する遠心ユニット処理部へ搬送し、遠心処理後に遠心ユニットから搬出されるときに、同一処理を目的とした複数本検体について、管理部１０１が該当検体の依頼情報を参照し、群管理情報を分注ユニットに対してのみ作成し、分注ユニットの分岐ポイントで群管理情報をリセットするようにしても良い。これによって、高速処理が行われない前処理ユニット（例えば閉栓ユニットや分類ユニット）においては複数本検体が無用に群管理されることがなく、一般検体が合流ポイント１３の使用制限を受ける場合が少なくなるので、群管理しない一般検体の測定結果報告の遅延を防ぐことができる。

従って、管理部１００は、群管理制御を必要とする検体に対し、各前処理ユニットの分岐ポイント１４において群管理制御を必要とする範囲を指示する。具体的には、群フィールドの設定時に、群管理する複数本検体を群管理するユニットを指示する情報を付加する。これによって、他の一般検体に対する群管理制御検体の合流ポイント占有率を低減することを可能とする。図２においては、ユニット指定情報２０３がこれにあたる。

さらに、群管理制御の対象外である一般検体が緊急検体である場合、群管理制御検体よりも優先すべきである。このような場合には、前述の合流ポイント１３の近傍に設けられた待機バッファ１６を利用し、待機中の群管理検体を一時的に待機バッファ１６へ退避させる。これにより、一時的に群管理制御の対象外である緊急検体を受取ることを可能とし、優先処理検体のＴＡＴ短縮を可能とした検体搬送システムを提供できる。

同様に、群管理制御の対象検体が緊急検体である場合、図２のように群管理制御情報として搬入優先度情報２０４，搬出優先度情報２０５を併せて設定する。これによって、通常の優先度が設定されている群管理制御対象検体よりも優先的にこの群管理制御対象検体を搬送，処理させることも可能となる。

なお、前記検体搬送システムにおいて、群管理検体の纏まりが、システム内に複数個存在することもあるため、群ごとに保持する優先度を比較することで、輸搬送、および処理の優先を決定することが可能となる。例えば、搬入優先度として１〜１０（１０に近いほど搬入が優先される）が設定されており、搬出優先度として１，２（２が１より搬出が優先される）が設定されているとする。図２においては検体１〜検体４は搬入優先度が１、搬出優先度が１と設定されている。また検体６〜７は搬入優先度が１０、搬出優先度が２と設定されている。

しかしながら、前記制御方法だけでは、群管理制御の対象検体を分断してしまい、分断後の群管理制御対象検体は一般検体として扱うことになる。

そのため、前述の検体搬送システムの合流ポイント１３の近傍に待機バッファ１６を設置することが望ましい。この待機バッファを備えた前処理ユニットにて同時処理可能な検体数を、当該待機ユニットにて待機させ、指定検体数が待機した時点で、合流ポイント搬出処理フローに基づいて検体を搬出する。以下に、図４を用いて合流ポイント搬出処理フローを説明する。

ステップ４０１で当該前処理ユニットに対して搬入される検体の有無を検知する。例えば、当該前処理ユニットよりも上流に設置されている他の前処理ユニットにて処理が完了した検体であって、当該前処理ユニットへ搬送される検体が、他の前処理ユニットを搬出されたことをセンサで検知した場合などである。

ステップ４０１で検知された当該前処理ユニットに搬入される検体の搬入優先度情報２０４と、当該前処理ユニットの待機バッファに待機している検体の，搬出優先度情報２０５を比較する（ステップ４０２）。搬入優先度情報２０４が，搬出優先度情報２０５よりも高い場合、検体は当該前処理ユニットに搬入される（ステップ４１１）。

一方で、搬出優先度情報２０５が搬入優先度情報２０４よりも高い場合、搬入処理は行われない。ステップ４０４で管理部１００が、該当前処理ユニットの同時処理数に基づき合流ポイント１３空搬出するキャリア搬出数を確定させる。ステップ４０５で図２に示すような群管理制御情報を再生成される。ステップ４０６，４１０，４１２で作成された群管理情報を指定し、搬出処理（ステップ４０７）を実行する。搬出処理（ステップ４０７）は、各検体を合流ポイント１３からユニット処理部１５に搬出する際、検体の処理すべきユニットを特定し（ステップ４２２）、図２の対象ユニット指定情報２０３を群管理生業情報にセットする（ステップ４２３）。そして、キャリアを搬出する（ステップ４２４）一方、次に搬送される前処理ユニットでの群管理処理が不要な検体については、群情報および群管理すべきユニット情報は設定されない。これにより、各ユニットは、群管理制御の検体数を各ユニットの同時処理検体数ごとに合流ポイント１３から群管理制御された検体を連続して搬出させることが可能となる。

さらに、前述の待機バッファ１６の待機容量を大きくすることで、複数群の対象検体や一般検体を一時待機させ、かつ，搬出優先度情報２０５を細分化することにより、群ごとに優先順位とつけた搬出が可能になる。

図６に群管理情報設定画面を示し、オペレータが設定可能な群管理情報について説明する。

群管理情報設定画面６０１には、検体投入部，開栓ユニット，分注ユニット，閉栓ユニット，検体収納部といった、検体搬送システムを構成する各ユニット名がエリア６０３に表示される。このほかに、検体ラベラや遠心分離ユニットなどが表示されていても良い。

各前処理ユニットに対し、それぞれ同時処理数６０７，割込許可６０５，Timeout時間６０６が設定可能となっている。

同時処理数６０７とは、各前処理ユニットが一時に処理可能な検体数を示す。例えば、一度に３つの検体の開栓が可能な開栓ユニットの同時処理数は３と設定されている。

割込許可６０５は、群管理検体が合流ポイント等で待機している間に、群管理されない他の検体が搬送されてきた場合に、割込みを許諾するかどうかが設定される。例えば、図６の場合においては、開栓ユニット，分注ユニット，閉栓ユニットは他の検体の割込みは許諾されない。

Timeout時間６０６は、群管理される検体群のうち、各前処理ユニットに備わる待機バッファ１６に最初の検体が搬送されてから、全ての群管理される検体群が揃うのを待つ最大時間を表示する。図６においては、全ての前処理ユニットのTimeout時間が３０分に設定されているため、３０分を超えても群管理される検体群が揃わない場合には、その検体は群管理されずに、別個に処理されることとなる。

本実施例では検体を分析する前の処理を行う検体搬送システムについて、本発明を適用した場合を述べたが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。例えば、検体の分析を行う分析ユニットが複数接続された分析システムにおいても、群管理されるべき検体がある場合には有効である。具体的には、装置に投入されたキャリブレータや精度管理検体について、本発明における群管理を行う場合を考える。通常、キャリブレーションを実施する場合、複数種類のキャリブレータを分析し、キャリブレータの濃度と得られた分析結果とを付き合わせた検量線を作成する。キャリブレーション実行時に本発明を適用することにより、複数本のキャリブレータを群管理して纏めて測定することができる。キャリブレータをまとめて測定すれば、キャリブレータの一部が投入されていないことによる、キャリブレーション実行不可状態などのキャリブレーションミスを防ぐことができる。

１，２，３ 前処理ユニット
１１，５０７ 搬送ライン
１２，５０６ 結合ライン
１３，５０８ 合流ポイント
１４，５０９ 分岐ポイント
１５ ユニット処理部
１６ 待機バッファ
１００ 管理部
２０１ 群管理制御情報内検体ＩＤ
２０２ 群管理制御情報内群指定情報
２０３ 群管理制御情報内ユニット指定情報
２０４ 群管理制御情報内優先度情報
５０１〜５０５ 処理ユニット
５１０ 戻りライン
６０１ 群管理制御設定画面

Claims (9)

1. 検体を処理するための処理部を有する複数の処理ユニットと、
   検体容器を搭載した複数のキャリアを搬送する搬送ラインと、を有し、
   隣接した処理ユニットを接続することにより、前記キャリアが前記複数の処理ユニット間で搬送され、検体を処理する検体搬送システムにおいて、
   ２本以上の搬送ラインから搬送されるキャリアを受け取り、１本の搬送ラインを介して処理部へ搬送する合流ポイントと、
   前記合流ポイントの近傍に設けられ、検体を搭載したキャリアの搬入と搬出、および待機が可能な待機バッファと、
   複数の物理的に独立したキャリアに搭載された検体を、群検体として処理部でまとめて処理するか否かに関する群管理情報を記憶する記憶部と、
   前記合流ポイントに搬送されたキャリアごとに群管理情報を参照して、（ａ）前記待機バッファにて待機させた後、群管理すべき一連の検体を搭載した複数のキャリアが全て揃ったところで連続して下流の処理部へ搬送するか、（ｂ）合流ポイントから直接処理部へ搬送するか、を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする検体前処理装置。
   
2. 請求項１記載の検体搬送システムにおいて、
   前記処理部の下流に、前記群管理情報を参照して、当該処理部での処理が終了した検体が搬送される別の処理ユニットで連続して処理する必要性の有無を判断し、連続して処理する必要がある場合には当該検体に対して群管理情報を再設定する分岐ポイントを設けたことを特徴とする検体搬送システム。
   
3. 請求項１記載の検体搬送システムにおいて、
   前記複数の処理ユニットには複数のキャリアに搭載された複数の検体を同時に処理可能な同時処理部を含み、
   前記合流ポイントは、前記同時処理部の上流に備えられたことを特徴とする検体搬送システム。
   
4. 請求項３記載の検体搬送システムにおいて、
   前記同時処理部は、検体開栓ユニットまたは検体分注ユニットの、少なくともいずれかを含むことを特徴とする検体搬送システム。
   
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の検体搬送システムにおいて、
   群管理すべき一連の検体は、同一の患者から採取した複数の検体であることを特徴とする検体搬送システム。
   
6. 検体容器を搭載した複数のキャリアを搬送する搬送ラインと、
   前記搬送ラインを搬送されるキャリアに搭載された検体に対して所定の処理を実施する処理部を有する複数の処理ユニットと、
   ２本以上の搬送ラインから搬送されるキャリアを受け取り、１本の搬送ラインを介して処理部へ搬送する合流ポイントと、
   前記合流ポイントの近傍に設けられ、検体を搭載したキャリアの搬入と搬出、および待機が可能な待機バッファと、を備えた検体搬送システムの制御方法において、
   物理的に独立した複数のキャリアに分かれて搭載された複数の検体であって、前記処理ユニットにてまとめて処理する検体に対して検体群の情報を生成する第一のステップと、
   合流ポイントにて、検体群の情報が生成された先頭の検体を検知する第二のステップと、
   前記先頭の検体と同一の検体群を形成する検体を検知する第三のステップと、
   前記第二のステップ及び第三のステップで検知された検体を前記待機バッファで待機させる第四のステップと、
   前記先頭の検体と同一の検体群を形成する最後尾の検体を検知した場合、前記待機バッファで待機している検体群を生成する検体を連続して下流の処理部に搬送する第五のステップと、を有することを特徴とする検体搬送システムの制御方法。
   
7. 請求項６記載の検体搬送システムの制御方法において、
   前記処理部での処理が終了した検体に対して、当該検体が別の処理ユニットにて連続して処理すべき検体である場合には、当該検体に検体群の情報を再設定することを特徴とする検体搬送システムの制御方法。
   
8. 請求項７記載の制御方法において、
   管理部は優先度を付加した群検体情報を生成し、
   前記合流ポイントにおいて、同時処理する群検体と他の検体との割込可否判定として群検体情報の優先度を比較し、
   より優先度の高い検体を当該合流ポイントの下流の処理部へ先に搬送することを特徴とした検体搬送システムの制御方法。
   
9. 請求項８記載の制御方法において、
   検体群の分割を可能とした検体搬送システムの制御方法。

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