JP5601936B2 - 検体処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、検体を収容する検体容器内にて処理を行う検体処理装置に関する。

検体を収容する検体容器内にて処理を行う検体処理装置として、例えば採血を行った後の血液から遠心分離処理によって分離された血清を検体として採取し、この検体に試薬を注入して反応を検知することで分析処理を行う分析装置などが知られている（例えば、特許文献１参照）。血液等の検体を収容する試験管は、例えば透明なガラス製またはプラスチック製で、上方に開口を有する円筒形状を成し、内部に検体が収容されるようになっている。試験管の上端開口にはゴムまたは合成樹脂材料からなる栓体が装着されている。一般的な検体処理装置においては、分取・分注等の検体処理の前に、試験管の上方開口を塞ぐ栓体を抜き取る開栓処理を行い、試験管上方を開口させた状態で、当該開口からノズル等の器具を挿入して内部の検体に対して分取・分注等の検体処理を行っている。このように検体処理の前に開栓処理を行い開口させてから検体処理を行う検体処理装置では、開栓処理のための処理時間がかかり、処理効率が悪いという問題がある。また試験管の上方の開口部分から検体が飛散し、あるいは検体が蒸発する恐れがある。

このような事情に鑑みて、尖鋭な針形状の部材により栓体を貫通して検体容器内に挿入させて処理を行う手段が考えられる。

特開２００８−７６１８５号公報

しかしながら、上記技術には次のような問題がある。すなわち、検体容器の側部にはラベルが付されていることがあり、閉栓状態では検体内の様子を検出することが困難であり、処理精度が低下するという問題がある。

そこで、本発明は、閉栓状態においても高精度にて検体の処理を行うことができる検体処理装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係る検体処理装置は、検体を収容可能な少なくともその一部が透明に構成された検体容器に装着され、ゴムまたは合成樹脂材を含む材料で構成された栓体を貫通可能に構成された貫通挿入部を有し、前記検体容器または前記検体に処理を行う貫通処理ユニットと、前記検出の前に前記検体容器の側部に付されたラベルの対向する一対の部分を除去するラベル除去ユニットと、前記処理の際に前記検体または検体容器の画像情報を取得し、前記画像情報に基づき前記検体容器内に収容された検体としての血清面、シリコン面、血餅面、及び前記貫通挿入部の少なくともいずれかの位置を検出する検出ユニットと、前記貫通挿入ユニットは、先端が尖鋭なノズル針を有し前記ノズル針の先端が前記栓体を貫通して前記検体容器内に挿入された状態で前記検体の分取または分注処理を行う分取・分注ユニットと、前記ノズル針よりも大径の空洞を有し栓体を貫通する筒状部と、前記筒状部に連続し径が拡大する拡径部とを有する金属材製のチップスロープとを具備し、前記検体の分取処理の前に、前記チップスロープが前記栓体を貫通して前記検体容器内に挿入され、前記チップスロープの前記空洞によって前記検体容器の内外が連通した状態で、前記検出ユニットによる検出結果に基づいて前記分取処理が行われることを特徴とする。

本発明にかかる検体処理装置によれば、閉栓状態でも検体処理を行うことが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る検体処理装置の説明図。 同実施形態に係る分取分注装置の平面図。 同実施形態に係る分取分注装置の側面図。 同実施形態に係るラベル剥離部の側面図。 同実施形態にかかる分取分注装置の説明図。 同実施形態に係るチップスロープの平面図。 同実施形態に係る分取・分注部の構造及び分取工程の説明図。

以下、本発明の一実施形態にかかる検体処理装置としての検体処理装置１について、図１乃至図７を参照して説明する。なお、各図において適宜構成を拡大、縮小、省略して示している。各図中の矢印Ｘ，Ｙ，Ｚはそれぞれ直交する３方向を示している。なお、ここではＸ軸は搬送経路、Ｙ軸は搬送経路の幅方向、Ｚ軸は上下方向にそれぞれ沿うように設定された場合を示している。

図１は、検体処理装置の説明図である。図２及び図３は分取分注装置の平面図及び側面図であり、図４はラベル剥離ユニットの側面図である。

図１に示すように、検体処理装置１は、搬送経路２０ａの上流側から順に、搬入装置１１、分取・分注装置１２、搬出装置１３、及び分析装置１４を備えるとともに、各種情報を記憶する記憶部１５（記憶手段）と、検出結果や識別情報などに基づき演算・判定などのデータ処理を行うデータ処理部１６と、各部の動作を制御する制御部１７（制御手段）と、を備えて構成されている。

各装置１１〜１３には、それぞれ所定の搬送経路２０ａに沿って試験管２５を立位状態で搬送するコンベヤ式の搬送部２０が設けられている。これら複数の装置１１〜１４の搬送部２０の搬送経路２０ａは連続して配置されている。

図２乃至図５に示すように、検体を収容する検体容器としての試験管２５はホルダ２４に立位状態に支持され、搬送部２０の搬送ベルトの移動に伴って搬送される。試験管２５は、例えば真空採血管であり、透明なガラスまたはプラスチックで構成され、内部に検体を収容する円柱状の空間を有する円筒形状を成している。試験管２５の外周側面には、ラベル２７が接着貼付されている。ラベル２７には検体２５ａの識別情報等の各種情報を示す識別情報表示部としてバーコード２７ａが表示されている。図５（ａ）に示すように、試験管２５の内部に、検体２５ａとして、血餅２５ｂ、分離剤としてのシリコン２５ｃ、及び血清２５ｄの３層が収容されている。なお、図５（ａ）では、説明のためラベル２７を省略している。

図１に示す搬入装置１１は、搬送部２０と、搬送部２０の側部に配置されたラック架設部１１ａと、ラック架設部１１ａにセットされたラックに保持された試験管２５を搬送部２０のホルダ２４に移載する移載機構１１ｂと、を備えている。

図２及び図３に示すように、分取・分注装置１２は、装置本体３１と、装置本体３１に設けられた搬送部２０と、試験管２５の側面に貼付されているラベル２７に表示されたバーコード２７ａに示される識別情報やバーコード２７ａの位置情報等の各種情報を取得する読取部３２と、試験管２５の側部に付されたラベル２７の一部を剥離するラベル剥離部３３（ラベル除去ユニット）と、試験管２５内の検体２５ａの状態を検出する検出部３４（検出ユニット）と、検体２５ａを分取・分注する分取・分注部３５（分取・分注ユニット）と、を備えて構成されている。

読取部３２は、搬送経路２０ａの側部に設けられ、搬送部２０によって送られる試験管２５の側面に貼付されたラベル２７のバーコード２７ａを読み取り、検体に関する各種情報を取得する。

図４に示すように、ラベル剥離部３３は、搬送経路２０ａ側部に設置されたベース部４１と、ベース部４１から搬送経路２０ａに向かって延び移動可能に支持された一対のアーム部４２と、一対のアーム部４２の先端にそれぞれ設けられラベル２７を削る一対の削り刃４３と、を備えて構成されている。削り刃４３がラベル２７に当接した状態で下降移動することによりラベル２７の一部を削り試験管２５から剥離させ、ラベル２７を除去する。

検出部３４は、ラベル剥離部３３よりも下流側の搬送経路２０ａの側方に設けられる撮像部４５（画像検出手段）を備える。撮像部４５は例えばＣＣＤカメラで構成され、搬送経路２０ａ上に立位状態に保持された試験管２５の側方から検体２５ａの側面を撮像し、画像情報を取得する。取得した画像情報は記憶部１５に送られる。

分取・分注部３５は、搬送経路２０ａの側部に設けられた昇降機構部５１と、この昇降機構部５１に支持された分取・分注チップ５２と、使用済のチップスロープ７０を回収・洗浄するチップスロープ洗浄部６０を備えている。分取・分注チップ５２は、試験管２５の上方の栓体２６の上方に対向するように配置され、昇降機構部５１により昇降可能に設けられている。分取・分注チップ５２の先端部は下方に延びる貫通挿入部としてのノズル針５３が設けられている。ノズル針５３のノズル孔５３ａは血液等の検体を分取・分注するための吸引・吐出装置（図示しない）に連通している。なお、ノズル針５３の先端（下端）部分は尖鋭形状を成し、下降する際に、栓体２６を貫通して試験管２５の内部に挿入可能になっている。

図５に示すように、分取分注チップ５２内にはノズル本体５４が挿入される。ノズル本体５４は、上部に設けられた固定部５９と、分取分注チップ５２内において軸方向に移動可能に構成されるとともに内部に通路５５ａを形成する分取・分注管５５と、分取・分注管５５の下部に設けられたノズル部５５ｂと、固定部５９とノズル部５５ｂとの間において分取・分注管５５の周りに上から順に介装された第１のシリコンボール５６、可動部５７、及び第２のシリコンボール５８、とを備えて構成されている。

第１、第２のシリコンボール５６，５８及び可動部５７は、分取・分注管５５に対して軸方向に移動可能に遊挿されている。ノズル部５５ｂは分取・分注管５５の先端に設けられ分取・分注管５５と共に移動する。ノズル部５５ｂは、通路５５ａに連通する孔５５ｃを有している。孔５５ｃは、分取・分注管５５を介して図示しない吸引・吐出装置に接続される。ノズル本体５４は、図示しない昇降機構と、ボール圧縮機構を構成する流体シリンダに接続されている。

分取工程の前のノズル本体５４は、分取分注管５５が下方に突出し、ノズル部５５ｂと固定部５９とが離間した状態であり、第１、及び第２のシリコンボール５６，５８は真球状の状態となる（不図示）。この状態で昇降移動機構によってノズル本体５４の全体が移動し、分取分注チップ５２の上部に位置決めされる。さらにノズル本体５４の全体が下降し、分取分注チップ５２の筒部５２ａの内部に挿入される。

この状態から、固定部５９が固定された状態で、流体シリンダにより分取分注管５５を上昇させる。するとノズル部５５ｂが上昇して固定部５９に近接し、ノズル部５５ｂと固定部５９との間の間隔が狭まる。これに伴い、シリコンボール５６，５８及び可動部５７が上方に移動するとともに、シリコンボール５６，５８が軸方向に圧縮される。この状態を図５に示す。

シリコンボール５６，５８は軸方向に圧縮され、拡径方向に弾性変形し、分取分注チップ５２の筒部５２ａの内周面に密着する。このため、ノズル本体５４と分取分注チップ５２とが気密状態に接続される。

この状態で、昇降移動機構によってノズル本体５４と分取分注チップ５２とが一体的に移動し、分取分注チップ５２を試験管２５に挿入した後、吸引・吐出装置によって吸引すると、分取分注管５５を介して分取分注チップ５２が負圧となり、試験管内の血清を分取分注チップ５２に分取することができる。

さらに、昇降移動機構によりノズル本体５４と分取分注チップ５２とが一体的に上昇すると、分取分注チップ５２が試験管から脱出し、分取した血清を収容したノズル本体５４と分取分注チップ５２を別の試験管等に位置決めすることができる。そして、吸引・吐出装置によって吐出すると、分取分注管５５を介して分取分注チップ５２が正圧となり、分取分注チップ５２内の血清を試験管等に分注することができる。

チップスロープ洗浄部６０は、図６に示すようなチップスロープ７０を供給するとともに、使用済みのチップスロープ７０を回収洗浄する機能を有している。チップスロープ７０は、ノズル針５３よりも大径の筒状部７１と、筒状部７１の上方に連続する拡径部７２とを一体に備えて構成されている。チップスロープ７０は樹脂製であり、筒状部７１の先端７３（下端）は尖鋭に構成され、栓体２６を貫通可能に構成されている。拡径部７２は、筒状部７１の開口が拡径し、上方が大径となり下方が小径となるように構成された円錐形状を有している。ここで、ノズル針５３の径は例えば２ｍｍとし、筒状部７１の内径は例えば３．６ｍｍとした。このため、大気解放を可能にしつつも開口面積は小さく抑えられる。また、分取・分注チップ５２は樹脂で構成した。

以下、本実施形態に係る検体処理装置１の検体処理方法の処理工程手順を説明する。

まず、搬入処理として、図１に示す搬入装置１１にてラック架設部１１ａのラック１１ｃに保持された試験管２５を搬送部２０上に待機するホルダ２４に移載する。移載された試験管２５は搬送経路２０ａに沿ってホルダ２４に保持され立位状態で下流側の分取・分注装置１２へ搬送される。

そして、下流側の読取部３２にて、バーコード２７ａに示される検体２５ａの識別情報、バーコード２７ａの位置情報、及びラベル２７の有無等の、各種情報を検出する（読取処理）。取得した各種情報は記憶部１５に記録され、制御部１７による制御に用いられる。

さらに下流側のラベル剥離部３３において、図４に示すように、試験管２５が処理位置に配置され停止したときに削り刃４３をラベル２７に当接させた状態で下降移動することにより、ラベル２７の一部を削り、試験管２５から剥離させ、除去する（ラベル除去処理）。

ラベル除去処理後の試験管２５の側部は、上下方向に延びる剥離対象部２７ｂにおいてラベル２７が削り取られ、内部の透明な試験管２５の側部が露出した状態となっている。ラベル除去処理の終了後、試験管２５は搬送経路２０ａに沿ってホルダ２４に保持され立位状態で下流側の検出部３４及び分取・分注部３５に送られる。

次に、図７に示す分取・分注部３５において、分取・分注チップ５２によって検体入り試験管２５から所定量の血清を分取し、別に送られてきたサンプルカップに分注する（分取・分注処理）。

分取処理に際し、側方に設けられた検出部３４の撮像部４５によって試験管２５または検体２５ａの状態を検出し（検出処理）、この検出結果に応じて分取処理が制御される。検出処理では、まず試験管２５の側部を撮像して検体の画像情報を取得する。撮像部４５に送られる試験管２５の側部は、予め上流側のラベル剥離部３３にてラベル２７が剥離され透明の試験管２５の側壁が露出しているので、この透明な試験管２５の側壁を透過して側方から内部の検体２５ａの画像情報が取得できるようになっている。取得した画像情報は、記憶部１５に記録され、データ処理部１６へ送られる。データ処理部１６は、撮像部４５で取得した画像情報に基づき検体２５ａの状態を検出（判定）する。具体的には、撮像部４５で取得した試験管２５の側方からの画像情報に基づき、データ処理部１６において、検体２５ａの血餅面２５ｅ、シリコン面２５ｆ、血清面２５ｇ、及びノズル針５３の位置を検出する。制御部１７は、ノズル針５３の位置と液面の位置とを検出することによりノズル針５３の先端が、どの部分に位置しているかを検出し、この検出結果に応じてノズルの移動を制御する。例えばシリコン面２５ｆよりも上方にノズル針５３の先端が停止するように位置決めすることによりシリコン面２５ｆにノズル針５３が突入することを防止し、血清２５ｄを残さず分取することが可能となる。

分取処理において、まず図７（ａ）に示すように搬送経路２０ａに沿って試験管２５を搬送する。このとき、ノズル針５３の挿入に先立って、チップスロープ７０を栓体２６上方から下降することで、図７（ｂ）に示すように筒状部７１が栓体２６を貫通し、筒状部７１の先端７３が試験管２５内に挿入される配置される。この状態で筒状部７１内の空洞７１ａによって試験管２５の内外が連通し、試験管２５の内部が大気圧に解放される。

ついで、ノズル針５３の直下の所定位置で試験管２５の搬送を停止させる。この状態で図７（ｃ）に示すように昇降機構部５１により分取・分注チップ５２を下降させて筒状部７１の上方からノズル針５３を挿入する。ノズル針５３は筒状部７１の空洞７１ａを通過して試験管２５内に挿入される。この状態では、ノズル針５３の外周と空洞部７１ａの内側との間を通じて試験管２５内部が大気に連通した状態となる。

さらに図７（ｄ）に示すようにノズル針５３の先端位置を所定の深さに位置決めする。このとき、上述の検出・制御により、例えばシリコン面２５ｆよりも上方にノズル針５３の先端が停止するように、位置決めが成される。この状態で吸引・吐出機構によりノズル針５３からの吸引を行うことにより、検体２５ａとして血清２５ｄを残らず分取する（分取処理）。

血清２５ｄを分取した後、昇降機構部５１により分取・分注チップ５２を上昇させ、別に送られてきたサンプルカップにノズル針５３を位置決めし、吸引・吐出機構により吐出を行うことにより、検体をサンプルカップに分注する（分注処理）。サンプルカップは搬出装置１３から搬出され（搬出処理）、下流側の分析装置１４に搬入される。そして、分析装置１４において各種反応を検査する分析処理が行われる。

なお、チップスロープ７０は回収され、チップスロープ洗浄部６０において洗浄され、再利用される。

本実施形態にかかる検体処理装置１によれば以下のような効果が得られる。すなわち、栓体２６を貫通して試験管２５内に挿入可能な貫通挿入部としてのノズル針５３により、閉栓状態で検体処理を行うことができる。したがって、予め開栓する必要がないので高効率にて処理を行うことができるとともに、検体の飛散及び蒸発を防止でき、異物の混入も防ぐことができる。

また、検出部３４により試験管２５内の状態を検出しながら分取処理を行うことができるので、血清２５ｄを残さず分取することができ、またシリコン面２５ｆへノズル針５３が侵入しないように制御することが可能となるので、処理精度が向上する。したがって、個々の試験管２５によって検体２５ａの液面高さが異なる場合であっても精度良く処理することが可能となる。さらに、検出部３４の上流側にラベル剥離部３３を設けたことにより、試験管２５の側部にラベル２７が付されている場合であっても、予めラベル２７を剥離して除去し、側方から確実に検体の画像情報を取得することができる。したがって、ラベル２７が剥離された状態で試験管の側方からノズル針５３の先端の位置を検出することで、血清２５ｄのみを確実に分取することが出来る。このため、高い検出精度を維持することが出来る。

さらに、予めチップスロープ７０を挿入して試験管２５内を大気に連通することにより、試験管２５内が分取動作で真空になることを防止し、分取作業を容易かつ正確に行うことが可能となる。また、細長い形状の筒状部７１と拡径部７２を有するチップスロープを用いたことで、大気連通の際に開口される面積を小さく抑えることができるので、飛散や蒸発の防止機能を維持することができる。さらに分取・分注チップ５２及びチップスロープ７０をいずれも金属材で製作することで、洗浄後に再使用後が可能であり、コンタミネーションの防止及び低コストでの実施も可能となる。

なお、本発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば処理の対象として分取処理を例示したが処理内容はこれに限られるものではなく、他の処理にも適用できる。また、処理対象も上記実施形態に例示したものに限られるものではなく、例えば検体容器に対して処理を行うものであってもよい。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］検体を収容可能な少なくともその一部が透明に構成された検体容器に装着され、ゴムまたは合成樹脂材を含む材料で構成された栓体を貫通可能に構成された貫通挿入部を有し、前記検体容器または前記検体に処理を行う貫通処理ユニットと、前記処理の際に前記検体または前記検体容器の状態を検出する検出ユニットと、前記検出の前に前記検体容器の側部に付されたラベルの少なくとも一部を除去するラベル除去ユニットと、前記貫通挿入ユニットは、先端が尖鋭なノズル針を有し前記ノズル針の先端が前記栓体を貫通して前記検体容器内に挿入された状態で前記検体の分取または分注処理を行う分取・分注ユニットと、前記ノズル針よりも大径の空洞を有し栓体を貫通する筒状部と、前記筒状部に連続し径が拡大する拡径部とを有する金属材製のチップスロープとを具備し、前記検体の分取処理の前に、前記チップスロープが前記栓体を貫通して前記検体容器内に挿入され、前記チップスロープの前記空洞によって前記検体容器の内外が連通した状態で、前記分取処理が行われることを特徴とする検体処理装置。
［２］前記貫通挿入ユニットは、前記検体の分取・分注が終了した前記チップスロープを洗浄するチップスロープ洗浄部をさらに備えていることを特徴とする［１］に記載の検体処理装置。
［３］前記検出ユニットは、前記検体または検体容器の画像情報を取得し、前記画像情報に基づき前記検体容器内に収容された検体としての血清面、シリコン面、血餅面、及び前記貫通挿入部の少なくともいずれかの位置を検出することを特徴とする［１］に記載の検体処理装置。
［４］前記検体容器を、前記栓体を上側に配して起立状態に保持しながら所定の搬送経路に沿って搬送する搬送ユニットを備え、前記搬送経路に沿って、前記貫通処理ユニット及び前記検出ユニットが配され、前記貫通処理ユニットよりも前記搬送経路の上流側に前記ラベル除去ユニットが配されたことを特徴とする［１］に記載の検体処理装置。
［５］栓体に開口を形成するカッタをさらに備え、前記検体の分取処理の前に、前記カッタにより前記栓体に開口を形成することを特徴とする［１］請求項１記載の検体処理装置。

１…検体処理装置、１１…搬入装置、１２…分取・分注装置、１３…搬出装置、１４…分析装置、１５…記憶部、１６…データ処理部、１７…制御部、２０ａ…搬送経路、２０…搬送部、２４…ホルダ、２５…試験管（検体容器）、２５ａ…検体、２５ｂ…血餅、２５ｃ…シリコン（分離剤）、２５ｄ…血清、２５ｅ…血餅面、２５ｆ…シリコン面、２５ｇ…血清面、２６…栓体、２７…ラベル、２７ａ…バーコード、２７ｂ…剥離対象部、３１…装置本体、３２…読取部、３３…ラベル剥離部（ラベル除去ユニット）、３４…検出部（検出ユニット）、３５…分取・分注部（貫通処理ユニット）、４１…ベース部、４２…アーム部、４３…削り刃、４５…撮像部、５１…昇降機構部、５２…分取・分注チップ、５３…ノズル針（貫通挿入部）、６０…チップスロープ供給部、７０…チップスロープ、７１…筒状部、７１ａ…空洞、７２…拡径部、７３…先端部。

Claims (3)

1. 検体を収容可能な少なくともその一部が透明に構成された検体容器に装着され、ゴムまたは合成樹脂材を含む材料で構成された栓体を貫通可能に構成された貫通挿入部を有し、前記検体容器または前記検体に処理を行う貫通処理ユニットと、
   前記検出の前に前記検体容器の側部に付されたラベルの対向する一対の部分を除去するラベル除去ユニットと、
   前記処理の際に前記検体または検体容器の画像情報を取得し、前記画像情報に基づき前記検体容器内に収容された検体としての血清面、シリコン面、血餅面、及び前記貫通挿入部の少なくともいずれかの位置を検出する検出ユニットと、
   前記貫通挿入ユニットは、先端が尖鋭なノズル針を有し前記ノズル針の先端が前記栓体を貫通して前記検体容器内に挿入された状態で前記検体の分取または分注処理を行う分取・分注ユニットと、
   前記ノズル針よりも大径の空洞を有し栓体を貫通する筒状部と、前記筒状部に連続し径が拡大する拡径部とを有する金属材製のチップスロープとを具備し、
   前記検体の分取処理の前に、前記チップスロープが前記栓体を貫通して前記検体容器内に挿入され、前記チップスロープの前記空洞によって前記検体容器の内外が連通した状態で、前記検出ユニットによる検出結果に基づいて前記分取処理が行われることを特徴とする検体処理装置。
2. 前記貫通挿入ユニットは、前記検体の分取・分注が終了した前記チップスロープを洗浄するチップスロープ洗浄部をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の検体処理装置。
3. 前記検体容器を、前記栓体を上側に配して起立状態に保持しながら所定の搬送経路に沿って搬送する搬送ユニットを備え、
   前記搬送経路に沿って、前記貫通処理ユニット及び前記検出ユニットが配され、
   前記貫通処理ユニットよりも前記搬送経路の上流側に前記ラベル除去ユニットが配されたことを特徴とする請求項１に記載の検体処理装置。

Images