JP5930865B2 - Detector and biological sample analyzer - Google Patents
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Description
本発明は検出装置および生体試料分析装置に関する。より具体的には、複数の成分により構成される試料に対し当該成分の境界面の位置を検出する検出装置、および、係る検出装置を有する生体試料分析装置に関する。 The present invention relates to a detection device and a biological sample analyzer. More specifically, the present invention relates to a detection device that detects the position of the boundary surface of a component composed of a plurality of components, and a biological sample analyzer having such a detection device.
従来から生体試料を用いて当該生体試料を構成する成分を分析する技術が提供されてきた。この技術には、専用の容器が用意されており、患者から採取した生体試料は、当該容器で処理される。例えば、試料が血液の場合、採取した血液を、予め分離剤が収納されている採血管に投入する。その後、その中で当該採血管に対し遠心分離を施すことで、血液から血餅と血清とを分離し、分析に必要な成分である血清を抽出している。 2. Description of the Related Art Conventionally, techniques for analyzing components constituting a biological sample using the biological sample have been provided. In this technique, a dedicated container is prepared, and a biological sample collected from a patient is processed in the container. For example, when the sample is blood, the collected blood is put into a blood collection tube in which a separating agent is stored in advance. Thereafter, the blood collection tube is centrifuged in the blood to separate blood clot and serum from blood and extract serum which is a component necessary for analysis.
近年、血清を用いて測定できる検査項目が多様化している。その結果、自動分析装置の数も増加しており、検体数の増加も顕著となっている。これらの状況を受け、生体試料を自動分析装置に投入する前に行う処理（前処理）や、自動分析装置への検体の搬送処理を自動で行うシステムへの要求が高まっている。 In recent years, test items that can be measured using serum have been diversified. As a result, the number of automatic analyzers is increasing, and the increase in the number of specimens is also remarkable. In response to these situations, there is an increasing demand for a system that automatically performs a process (pre-processing) before putting a biological sample into an automatic analyzer and a process for automatically transporting a specimen to the automatic analyzer.
前処理の第１の例として、血清と分離剤との境界面を検出する処理がある。例えば、血清の液量が少ない検体を自動分析装置で分析する場合、分注時にプローブが分離剤に突き刺さり、詰まりエラーを生じる原因となるため、このような前処理が必要とされる。ここで、検査室における実際の運用方法の１つに、採血管の表面に患者ＩＤ・個人情報・装置運用に必要なパラメータ、などの重要情報が記載されたバーコードラベルが貼付されるという事実がある。採血管種とラベルの大きさによっては、採血管の管壁の全体が被覆されるというケースもある。また、通常使用する市販の採血管には、購入時に既にラベルが貼付されていることも多く、運用の都合上、この上に幾重にも重ねてラベルを貼付するという場面もある。 As a first example of the pre-processing, there is processing for detecting the boundary surface between serum and separating agent. For example, when a sample with a small amount of serum is analyzed by an automatic analyzer, such a pretreatment is required because the probe sticks into the separating agent during dispensing and causes a clogging error. Here, one of the actual operation methods in the laboratory is the fact that a bar code label with important information such as patient ID, personal information, and parameters necessary for device operation is attached to the surface of the blood collection tube There is. Depending on the type of blood collection tube and the size of the label, the entire tube wall of the blood collection tube may be covered. In addition, a commercially available blood collection tube for normal use is often already affixed with a label at the time of purchase. For convenience of operation, there are cases where the label is affixed several times on the label.
このように、血清と分離剤との境界面を検出する前処理に関し、特にバーコードラベルによる誤差を排除する先行技術として、特許文献１がある。特許文献１においては、回転機構により採血管を回転させつつ光沢センサにより光沢を測定することで、ラベル無し領域を特定する。そして、センサ出力からラベルなし領域を光照射領域に選定し、血清層と分離剤層の境界面を求めている。 As described above, there is Patent Document 1 as a prior art for eliminating an error due to a barcode label, in particular, regarding preprocessing for detecting a boundary surface between serum and a separating agent. In Patent Document 1, a region without a label is specified by measuring gloss with a gloss sensor while rotating a blood collection tube with a rotation mechanism. Then, the unlabeled area is selected as the light irradiation area from the sensor output, and the boundary surface between the serum layer and the separating agent layer is obtained.
前処理の第２の例として、遠心分離の影響を排除する処理がある。遠心分離の結果として、血清と分離剤の境界面が傾斜することが知られており、この傾斜の影響を排除する先行技術として、特許文献２および３がある。特許文献２においては、血清と分離剤の境界面が傾斜している場合に、傾斜の最上位および最下位の高さを算出し、この中間値を境界面としている。また、特許文献３においては、採血管が斜めに固定される特殊な遠心分離機を用い、採血管にも特殊な基準形状を設けることによって、分離剤の傾斜方向を特定している。 As a second example of the pretreatment, there is a process for eliminating the influence of centrifugation. As a result of the centrifugation, it is known that the interface between the serum and the separating agent is inclined, and Patent Documents 2 and 3 are prior arts that eliminate the influence of this inclination. In Patent Document 2, when the boundary surface between the serum and the separating agent is inclined, the highest and lowest heights of the inclination are calculated, and this intermediate value is used as the boundary surface. Moreover, in patent document 3, the inclination direction of a separating agent is specified by providing a special reference | standard shape also to a blood collection tube using the special centrifuge which diagonally fixes a blood collection tube.
第１に、ラベルによる誤差を排除する前処理について検討する。特許文献１では、ラベル無し領域から光を照射している。しかしながら、発明者らは、採血管に貼りつけられたラベルによる支配的な誤差とは、ラベルによる単純な反射による誤差ではなく、受光センサ側のラベルのエッジが光る事による液面位置の計測誤差であることを見出した。この、ラベルエッジが光る事による計測誤差は、ラベルエッジについて何ら検討していない特許文献１に記載の技術では、回避できるものではない。この詳細は図３および４にて後述する。 First, the preprocessing for eliminating the error due to the label will be considered. In Patent Document 1, light is emitted from a region without a label. However, the inventors found that the dominant error due to the label affixed to the blood collection tube is not an error due to simple reflection by the label, but a measurement error of the liquid surface position due to the label edge on the light receiving sensor side shining. I found out. This measurement error due to the shining of the label edge cannot be avoided by the technique described in Patent Document 1 in which no consideration is given to the label edge. Details of this will be described later with reference to FIGS.
第２に、遠心分離による液面の傾きを排除する前処理について検討する。特許文献２のように、液面が傾いた場合に、複数の方向から計測することでその誤差を低減する方法では、複数回計測を行う必要があるため、計測に時間を要し、処理速度が低下するという問題がある。また、図９において後述する通り、遠心分離機には通常液面の傾きについて、採血管の場所依存性があるため、境界面の検出に際しても、係る場所依存性を考慮する必要がある。しかし、特許文献２では、係る場所依存性については何ら検討されていない。 Secondly, a pretreatment for eliminating the inclination of the liquid surface due to centrifugation will be examined. As in Patent Document 2, when the liquid level is tilted, the method of reducing the error by measuring from a plurality of directions needs to perform measurement a plurality of times. There is a problem that decreases. As will be described later with reference to FIG. 9, since the centrifuge usually has a location dependency of the blood collection tube with respect to the inclination of the liquid surface, it is necessary to consider the location dependency when detecting the boundary surface. However, Patent Document 2 does not discuss such location dependency.
また、特許文献３に記載の技術は、特定の形状の遠心分離器および特殊な形状の採血管を用いているため、複数の方向から計測する必要がなく、計測に時間を要するという問題はない。しかしながら、特許文献３に記載の技術は、特定の形状の遠心分離機のみに適用可能な技術であり、採血管を格子状に配置し、一度に多数の採血管の遠心分離を行うような、一般の前処理システムの遠心分離機において採用しうるものではない。また、特別な採血管を用いているため、一般に用いられる円柱状の採血管と比較し、コストが増加してしまう課題もある。また、上述した場所依存性について検討されていない点は、特許文献２と同様である。 Moreover, since the technique described in Patent Document 3 uses a centrifuge of a specific shape and a specially shaped blood collection tube, there is no need to measure from a plurality of directions, and there is no problem that measurement takes time. . However, the technique described in Patent Document 3 is a technique that can be applied only to a centrifuge of a specific shape, such as arranging blood collection tubes in a lattice pattern and performing centrifugation of many blood collection tubes at once. It cannot be employed in a centrifuge of a general pretreatment system. In addition, since a special blood collection tube is used, there is a problem that the cost is increased as compared with a generally used cylindrical blood collection tube. Moreover, the point which is not examined about the location dependence mentioned above is the same as that of patent document 2.
以上を踏まえ、本発明の目的は、複数の成分により構成される生体試料に対し、それぞれの成分の境界面の位置をより高精度または低コストに検出する検出装置を提供することにある。 In light of the above, an object of the present invention is to provide a detection device that detects the position of the boundary surface of each component with high accuracy or low cost for a biological sample composed of a plurality of components.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次の通りである。 Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
第１に、１つの容器に収納され、２つ以上の成分から構成される試料に対して検出を行う検出装置であって、容器に貼られたラベルのエッジの位置を検知する検知部と、容器に光を照射する照射部と、容器を透過した光を受光する受光部と、容器を回転させる回転部と、を備え、回転部は、検知部からの情報に基づいて、容器のうち光が透過する部分にエッジが来ないように採血管を回転させることを特徴とする。 1stly, it is the detection apparatus which detects with respect to the sample comprised by two or more components accommodated in one container, Comprising: The detection part which detects the position of the edge of the label affixed on the container, An irradiating unit that irradiates light to the container, a light receiving unit that receives light transmitted through the container, and a rotating unit that rotates the container. The rotating unit transmits light from the container based on information from the detecting unit. The blood collection tube is rotated so that the edge does not come to the portion where the light is transmitted.
第２に、１つの容器に収納され、２つ以上の成分から構成される試料に対して検出を行う検出装置であって、容器に貼られたラベルのエッジの位置を検知する検知部と、容器に光を照射する照射部と、容器を透過した光を受光する受光部と、受光部からの信号を元に成分の境界面の位置を算出する計算部と、を備え、計算部は、検知部からの情報に基づいて、位置の算出方法を変えることを特徴とする。 Second, it is a detection device that detects a sample that is housed in one container and is composed of two or more components, and a detection unit that detects the position of the edge of a label attached to the container; An irradiation unit that irradiates light to the container, a light receiving unit that receives light transmitted through the container, and a calculation unit that calculates the position of the boundary surface of the component based on the signal from the light receiving unit, the calculation unit, The position calculation method is changed based on information from the detection unit.
第３に、１つの容器に収納され、遠心分離機により２つ以上の成分に分離された試料に対して検出を行う検出装置であって、容器に光を射する照射部と、容器を透過した光を受光する受光部と、遠心分離機内で容器が設置された場所の情報に基づいて、容器を回転する角度を算出する算出部と、容器を角度分回転させる回転部と、を備えることを特徴とする。 Third, a detection device that detects a sample contained in one container and separated into two or more components by a centrifuge, an irradiation unit that emits light to the container, and a transmission through the container A light receiving unit that receives the received light, a calculation unit that calculates an angle for rotating the container based on information on a place where the container is installed in the centrifuge, and a rotation unit that rotates the container by an angle. It is characterized by.
第４に、１つの容器に収納され、遠心分離機により２つ以上の成分に分離された試料の、２つ以上の成分の境界面を検出する検出装置であって、容器に光を照射する照射部と、容器を透過した光を受光する受光部と、受光部からの信号を元に成分の境界面の位置を算出する計算部と、を備え、計算部は、遠心分離機内で容器が設置された場所の情報に基づいて、境界面の位置を補正することを特徴とする。 Fourth, a detection device that detects a boundary surface between two or more components of a sample that is housed in one container and separated into two or more components by a centrifuge, and irradiates the container with light. An irradiation unit, a light receiving unit that receives light transmitted through the container, and a calculation unit that calculates a position of the boundary surface of the component based on a signal from the light receiving unit, the calculation unit including a container in the centrifuge It is characterized in that the position of the boundary surface is corrected based on the information on the place where it is installed.
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、複数の成分により構成される生体試料に対し、それぞれの成分の境界面の位置をより高精度または低コストに検出する検出装置、および、係る検出装置を有する生体試料測定装置を提供しうる。 The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described. With respect to a biological sample composed of a plurality of components, the position of the boundary surface of each component is more highly accurate or low. It is possible to provide a detection device that detects the cost, and a biological sample measurement device having the detection device.
本発明第１の実施例に係る生体試料の分析装置を、図１ないし図６を用いて説明する。図１は、本発明第１の実施例に係る生体試料の分析装置の全体構成を示す構成図である。患者から採取した生体試料（血液）を前処理して、自動分析装置で分析する構成を示している。本生体試料の分析装置は、搬送ライン１０１、投入モジュール１０２、遠心分離モジュール１０３、開栓モジュール１０４、バーコードなどのラベラ１０５、分注モジュール１０６、閉栓モジュール１０７、分類モジュール１０８、収納モジュール１０９を基本要素とする複数のモジュールからなる前処理システム１００と、前処理システム全体を制御する制御用ＰＣ１１０と、その先に接続された生体試料の成分を分析する自動分析装置１１１とから構成される。そして、遠心分離モジュールの近隣には、本実施の形態の特徴となる液面検出ユニット１１２が配置されている。 A biological sample analyzer according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a configuration diagram showing the overall configuration of a biological sample analyzer according to a first embodiment of the present invention. A configuration is shown in which a biological sample (blood) collected from a patient is preprocessed and analyzed by an automatic analyzer. This biological sample analyzer includes a transport line 101, a loading module 102, a centrifuge module 103, an opening module 104, a labeler 105 such as a barcode, a dispensing module 106, a closing module 107, a classification module 108, and a storage module 109. The system includes a preprocessing system 100 including a plurality of modules as basic elements, a control PC 110 that controls the entire preprocessing system, and an automatic analyzer 111 that analyzes components of a biological sample that is connected to the PC. In the vicinity of the centrifugal separation module, a liquid level detection unit 112 that is a feature of the present embodiment is arranged.
投入モジュール１０２では、検体を生体試料の分析装置内に投入し、遠心分離モジュール１０３では、投入された検体に対して遠心分離を行う。開栓モジュール１０４では、遠心分離された検体の栓を開栓し、分注モジュール１０６では、遠心分離された検体を、自動分析装置などで分析するために小分けする。ラベラ１０５では、その小分けの容器にバーコードを貼り付ける。閉栓モジュール１０７では、検体に栓を閉栓し、収納モジュール１０９では、閉栓された検体を収納する。分類モジュール１０８では、分注された検体容器の分類を行う。 The input module 102 inputs the specimen into the biological sample analyzer, and the centrifuge module 103 centrifuges the input specimen. The capping module 104 opens the centrifuge specimen, and the dispensing module 106 divides the centrifuge specimen for analysis by an automatic analyzer or the like. In the labeler 105, a barcode is attached to the subdivided container. The stopper module 107 closes the stopper of the specimen, and the storage module 109 stores the stoppered specimen. In the classification module 108, the dispensed sample containers are classified.
検体の分析フローは以下の通りである。まず、採血管を用いて患者血液（全血）を採取する。当採血管は、前処理システム１００の投入モジュール１０２に投入される。なお、採血と投入はユーザーのマニュアル作業で行い、以後の作業は前処理システムによる自動作業となる。 The analysis flow of the sample is as follows. First, patient blood (whole blood) is collected using a blood collection tube. The blood collection tube is input to the input module 102 of the pretreatment system 100. Blood collection and injection are performed manually by the user, and subsequent operations are automatic operations by the pretreatment system.
また、搬送作業は搬送ライン１０１が担う。投入された採血管は遠心分離モジュール１０３に運ばれ、そこで遠心分離が行われる。採血管には予め分離剤が入っており、遠心分離により、相対的に比重の大きい血餅の層と、相対的に比重が小さく、血液分析に使用する血清の層に分離される。なお、分析項目によっては、分離剤のない採血もある。 Further, the transfer line 101 takes charge of the transfer work. The input blood collection tube is conveyed to the centrifugal separation module 103, where centrifugal separation is performed. The blood collection tube contains a separating agent in advance, and is separated into a clot layer having a relatively large specific gravity and a serum layer having a relatively small specific gravity and used for blood analysis by centrifugation. Depending on the analysis item, there is blood collection without a separating agent.
遠心分離された検体は、血清、分離剤、血餅の３つの層に分離される。各層の液面位置の情報は、血清量の計算に用いる事ができる。血清量がわかれば、測定項目の優先順位付けが行えるほか、血清量が少ない場合に異常として処理する事ができるなど、従来人手で行っていたことの自動化が可能となる。また、血清を分注する際に、分離剤に分注プローブを挿入してしまい、分離剤を吸引してしまうことを回避できる。このため、各層の液面位置の計測が重要である。 The centrifuged specimen is separated into three layers: serum, separating agent, and blood clot. Information on the liquid level position of each layer can be used for the calculation of the serum amount. If the amount of serum is known, it is possible to prioritize the measurement items, and it is possible to treat as abnormal when the amount of serum is low. In addition, when dispensing serum, it is possible to avoid sucking the separating agent by inserting a dispensing probe into the separating agent. For this reason, measurement of the liquid level position of each layer is important.
各層の液面位置を計測する際には、光の透過光強度を計測し算出する。図２に光透過光強度を計測する構成を示す。光源２０１、受光センサ２０２、採血管ホルダ２０３、上下移動機構２０４、および、計測対象である採血管２０５で構成される。採血管２０５にはラベル２０６が貼付されている。 When measuring the liquid level position of each layer, the transmitted light intensity of light is measured and calculated. FIG. 2 shows a configuration for measuring the transmitted light intensity. It comprises a light source 201, a light receiving sensor 202, a blood collection tube holder 203, a vertical movement mechanism 204, and a blood collection tube 205 that is a measurement target. A label 206 is attached to the blood collection tube 205.
採血管ホルダ２０３に設置された採血管２０５の側面に光源２０１で光を照射し、採血管２０５を挟んで光源２０１と逆側に設置した受光センサ２０２で透過光強度を計測する。上下移動機構２０４により、光源２０１および受光センサ２０２と、採血管２０５との相対的な位置を変えながら透過光強度を計測することにより、採血管２０５の位置に対応する透過光強度プロファイルが得られる。このプロファイルから液面の位置を算出する方法である。 Light is irradiated to the side surface of the blood collection tube 205 installed in the blood collection tube holder 203 by the light source 201, and the transmitted light intensity is measured by the light receiving sensor 202 installed on the opposite side of the light source 201 across the blood collection tube 205. The transmitted light intensity profile corresponding to the position of the blood collection tube 205 is obtained by measuring the transmitted light intensity by changing the relative positions of the light source 201 and the light receiving sensor 202 and the blood collection tube 205 by the vertical movement mechanism 204. . This is a method of calculating the position of the liquid level from this profile.
ここで、採血管には、バーコードラベルが添付されている。バーコードラベルが貼付されている場合、光が反射、減衰されるため、透過光強度プロファイルに影響が生じ、液面位置計算の誤差と成り得る。従来、光源からの光が採血管表面のラベルで反射されるのを防ぐため、ラベルの隙間から光を当てる方法などが知られている。この方法では、光源からの光がラベルにより反射するのを防ぐ事ができる。しかしながら、発明者らは、ラベルの隙間から光を当てる、当てないに依存せず、受光センサ側にラベルのエッジが向いた場合に、液面位置の検出誤差が生じる場合があることを見出した。以下これについて詳細を説明する。 Here, a barcode label is attached to the blood collection tube. When a bar code label is attached, the light is reflected and attenuated, so that the transmitted light intensity profile is affected, which may be an error in liquid level position calculation. Conventionally, in order to prevent light from a light source from being reflected by a label on the surface of a blood collection tube, a method of applying light from a gap between labels is known. In this method, the light from the light source can be prevented from being reflected by the label. However, the inventors have found that the detection error of the liquid surface position may occur when the edge of the label faces the light receiving sensor side regardless of whether or not the light is applied from the gap of the label. . This will be described in detail below.
図３に光源、受光センサと採血管に貼られたラベルの向きとの関係図を示す。上半分が上面図、下半分が受光センサ側からみた図であり、ラベルと、光源および受光センサとの位置関係について、典型的な４つの例を示している。図３（ａ）は、採血管２０５ａにラベルが貼られていないものである。採血管内は血清３０１、分離剤３０２、血餅３０３の３つの層に分離されている。図３（ｂ）は採血管２０５ｂに貼られたラベル２０６ｂが光源側に向いており、受光センサ側にはラベルが貼られていない状態である。図３（ｃ）は、採血管２０５ｃに貼られたラベル２０６ｃが受光センサ側を向いており、光源側にはラベルが貼られていない状態である。図３（ｄ）は、採血管２０５ｄに貼られたラベル２０６ｄのエッジが受光センサ側を向いている場合である。なお、添え字のａ，ｂ，ｃ，・・・は同一の構成要素であることを示し、特に必要のない場合は省略する。 FIG. 3 shows a relationship diagram between the light source, the light receiving sensor, and the direction of the label attached to the blood collection tube. The upper half is a top view and the lower half is a view from the light receiving sensor side, and shows four typical examples of the positional relationship between the label, the light source, and the light receiving sensor. FIG. 3A shows a case where no label is attached to the blood collection tube 205a. The inside of the blood collection tube is separated into three layers of serum 301, separating agent 302, and blood clot 303. FIG. 3B shows a state in which the label 206b attached to the blood collection tube 205b faces the light source side, and no label is attached to the light receiving sensor side. FIG. 3C shows a state in which the label 206c attached to the blood collection tube 205c faces the light receiving sensor side and no label is attached to the light source side. FIG. 3D shows a case where the edge of the label 206d attached to the blood collection tube 205d faces the light receiving sensor side. The subscripts “a”, “b”, “c”,... Indicate the same components, and are omitted unless particularly necessary.
図３（ａ）〜（ｄ）に示す状態で、光源からの光の透過光を受光センサで受信した際に得られる透過光強度プロファイルの例を図４（ａ）〜（ｄ）にそれぞれ示す。ここでは、血清３０１、分離剤３０２をある程度透過し、血餅３０３によりほぼ遮断される光について考える。図４（ａ）では、血清、分離剤部分では、空気の部分よりは透過光強度が小さくなるが、大部分の光が透過し、受光センサで検出される。血餅部分では、光が遮断されるため、透過光強度は小さく、センサや計測システムのノイズレベルとなる（４０１ａ）。 FIGS. 4A to 4D show examples of transmitted light intensity profiles obtained when the light receiving sensor receives the transmitted light from the light source in the states shown in FIGS. . Here, light that passes through serum 301 and separating agent 302 to some extent and is substantially blocked by blood clot 303 is considered. In FIG. 4A, although the transmitted light intensity is smaller in the serum and separating agent portions than in the air portion, most of the light is transmitted and detected by the light receiving sensor. In the clot portion, since light is blocked, the transmitted light intensity is small, which is the noise level of the sensor or measurement system (401a).
ここでは特に、分離剤３０２と血餅３０３の境界面に注目する。血餅の吸光度は高いため光が透過しにくい。一方、分離剤の吸光度は血餅の吸光度に比べて小さく、血清の吸光度に近い。従って、透過光強度の差は、血餅と分離剤との境界面で大きくなる。このため、本実施例では、吸光度の違いが大きい、血餅３０３と分離剤３０２との境界面の検出を考える。 Here, attention is particularly paid to the interface between the separating agent 302 and the clot 303. Since the clot has a high absorbance, it is difficult to transmit light. On the other hand, the absorbance of the separating agent is smaller than that of clot and is close to that of serum. Therefore, the difference in transmitted light intensity is increased at the interface between the clot and the separating agent. For this reason, in the present embodiment, the detection of the interface between the clot 303 and the separating agent 302 with a large difference in absorbance is considered.
図４（ａ）のようにラベルが貼られていない場合、血餅３０３と分離剤３０２との境界面４０２ａは吸光度の違いが明確であるため、その境界面位置を検出する事ができる。 When the label is not attached as shown in FIG. 4A, the boundary surface 402a between the clot 303 and the separating agent 302 has a clear difference in absorbance, and thus the boundary surface position can be detected.
また、図４（ｃ）のように、採血管２０５ｃにラベルが貼られており、ラベル２０６ｃが光源２０１側にある場合、光源からの光がラベル２０６ｃにより反射され、ラベル２０６ｃが貼付されている範囲で透過光強度が弱くなる。しかしながら、血餅３０３部分では元々血餅が光を遮断するため、ラベル２０６ｃが貼られている部分でも透過光強度はノイズレベルとなる（４０１ｃ）。その結果、血餅部分は光を遮断するのに対し、分離剤部分は、ラベル２０６ｃにより透過光強度が弱くなってはいるものの光を透過するため、透過光強度がノイズレベルよりも大きくなる位置が血餅３０３と分離剤３０２の境界面であると判断することで、血餅３０３と分離剤３０２との境界面４０２ｃを検出することができる。 As shown in FIG. 4C, when the label is attached to the blood collection tube 205c and the label 206c is on the light source 201 side, the light from the light source is reflected by the label 206c and the label 206c is attached. The transmitted light intensity is weakened in the range. However, since the clot originally blocks light at the clot 303 portion, the transmitted light intensity is at a noise level even at the portion where the label 206c is attached (401c). As a result, the clot portion blocks light, whereas the separating agent portion transmits light although the transmitted light intensity is weakened by the label 206c, so that the transmitted light intensity is higher than the noise level. Is the boundary surface between the clot 303 and the separating agent 302, the boundary surface 402c between the clot 303 and the separating agent 302 can be detected.
また、図４（ｂ）のように採血管２０５ｂのラベルが受光センサ２０２側にある場合も、ラベル２０６ｂにより光強度が弱くなるが、ラベルが光源側に貼付されている場合とほぼ同様の強度プロファイルとなる。よってこの場合も、図４（ｃ）の場合と同様に、境界面４０２ｂを検出することができる。 In addition, when the label of the blood collection tube 205b is on the light receiving sensor 202 side as shown in FIG. 4B, the light intensity is weakened by the label 206b, but the intensity is almost the same as when the label is attached to the light source side. Profile. Therefore, also in this case, the boundary surface 402b can be detected as in the case of FIG.
一方、図４（ｄ）のようにラベル２０６ｄのエッジが受光センサ２０２側を向いている場合、ラベル２０６ｄのエッジが光ることにより、分離剤３０２、血餅３０３の境界面の位置を計測する際に誤差を生じることがあることを、発明者らは見出した。血餅部分では光を遮断するが、採血管壁面での乱反射などが原因で、ラベルのエッジが光る現象が生じる。この場合、本来光を遮断する血餅部分で光が透過したかのように見える（４０１ｄ）。このため、ラベルの下端部分（４０３ｄ）を、分離剤と血餅との境界面と誤認識したり、算出した分離剤、血餅境界面の位置に誤差が生じたりする。このような現象は、受光センサ側にエッジが来ることが問題であるため、従来のようにラベルの隙間から光を当てたとしても防ぐ事ができるものではない。そこで、本発明の第１の実施例では、以下の構成によりラベルのエッジが光る事による境界面の誤認識や液面位置の計測誤差を抑制する。 On the other hand, when the edge of the label 206d faces the light receiving sensor 202 side as shown in FIG. 4D, the edge of the label 206d shines to measure the position of the boundary surface between the separating agent 302 and the blood clot 303. The inventors have found that an error may be caused. The clot portion blocks light, but a phenomenon occurs in which the edge of the label shines due to irregular reflection on the blood collection tube wall surface. In this case, it appears as if light is transmitted through the clot portion that originally blocks the light (401d). For this reason, the lower end portion (403d) of the label may be misrecognized as a boundary surface between the separating agent and the clot, or an error may occur in the position of the calculated separating agent and clot boundary surface. Such a phenomenon has a problem that an edge comes to the light receiving sensor side, and thus cannot be prevented even if light is applied from a gap between labels as in the conventional case. Therefore, in the first embodiment of the present invention, erroneous recognition of the boundary surface and measurement error of the liquid surface position due to the fact that the edge of the label shines is suppressed by the following configuration.
図５に本発明第１の実施例の液面検出ユニット１１２の構成を示す。光源５０１、光源用のドライバ５０５、受光センサ５０２、受光回路５０６、採血管ホルダ５０３、カメラ５０８、画像処理エンジン５０９、光源および受光センサの上下移動機構５０４、および上下制御ドライバ５０７、回転機構５１０、回転制御ドライバ５１１、コントローラ５１２、入出力インタフェース５１３、ユーザインタフェース５１４、データバス５１５から構成される。 FIG. 5 shows the configuration of the liquid level detection unit 112 according to the first embodiment of the present invention. Light source 501, light source driver 505, light receiving sensor 502, light receiving circuit 506, blood collection tube holder 503, camera 508, image processing engine 509, light source and light receiving sensor vertical movement mechanism 504, vertical control driver 507, rotation mechanism 510, It comprises a rotation control driver 511, a controller 512, an input / output interface 513, a user interface 514, and a data bus 515.
照射部である光源５０１は、採血管２０５の側面に光を照射する。光源としては、強度が強く、指向性のよい光であるレーザー光源などを用いる。波長は、血清３０１、分離剤３０２を透過し、血餅３０３により吸収される領域を用いる。具体的には、例えば、８３０ｎｍなどの近赤外光であるが、これに限るものではなく、可視光の赤色レーザーであってもよい。波長の範囲はおおよそ、６５０ｎｍから１２００ｎｍ程度であることが望ましい。 A light source 501 serving as an irradiating unit irradiates light to the side surface of the blood collection tube 205. As the light source, a laser light source or the like having high intensity and good directivity is used. As the wavelength, a region that passes through the serum 301 and the separating agent 302 and is absorbed by the blood clot 303 is used. Specifically, for example, near infrared light of 830 nm or the like is not limited to this, and a visible red laser may be used. The wavelength range is preferably about 650 nm to 1200 nm.
光源５０１を駆動するためには電源などのドライバ５０５を用いる。光源５０１から照射され、採血管２０５を透過した光は、受光部である受光センサ５０２で受光される。受光センサとしては、はフォトダイオードなどの光を電気に変換するセンサを用いる。受光回路５０６では、受光センサ５０２からの信号を増幅、フィルタリングなどを行い、アナログ−デジタル変換し、デジタルデータとして透過光強度プロファイルを保持する。 A driver 505 such as a power source is used to drive the light source 501. Light emitted from the light source 501 and transmitted through the blood collection tube 205 is received by a light receiving sensor 502 which is a light receiving unit. As the light receiving sensor, a sensor such as a photodiode that converts light into electricity is used. The light receiving circuit 506 amplifies and filters the signal from the light receiving sensor 502, performs analog-digital conversion, and holds a transmitted light intensity profile as digital data.
カメラ５０８では採血管２０５全体の２次元画像を撮像する。画像処理エンジン５０９ではカメラ５０８で撮像された画像からエッジ抽出処理などの画像処理を行い、ラベル２０６のエッジの有無を認識する。以上のカメラ５０８および画像処理エンジン５０９が、採血管２０５に貼られたラベルのエッジ位置を検知する検知部となる。上下移動機構５０４は、光源５０１および受光センサ５０２を鉛直方向に移動させ、採血管２０５と、光源５０１および受光センサ５０２の相対位置を変える。上下の移動は上下制御ドライバ５０７で制御される。 The camera 508 captures a two-dimensional image of the entire blood collection tube 205. The image processing engine 509 performs image processing such as edge extraction processing from the image captured by the camera 508 and recognizes the presence or absence of the edge of the label 206. The camera 508 and the image processing engine 509 described above serve as a detection unit that detects the edge position of the label attached to the blood collection tube 205. The vertical movement mechanism 504 moves the light source 501 and the light receiving sensor 502 in the vertical direction, and changes the relative positions of the blood collection tube 205, the light source 501, and the light receiving sensor 502. The vertical movement is controlled by the vertical control driver 507.
回転機構５１０は、採血管ホルダ５０３を回転させ、採血管２０５に光を当てる方向を変えるために用いる。回転機構５１０は回転制御ドライバ５１１で制御される。以上の回転機構５１０および回転制御ドライバ５１１が、採血管２０５を回転させる回転部として機能する。コントローラ５１２は、光源用ドライバ５０１や受光センサ５０２、移動機構の制御のほか、取得した透過光強度プロファイルから液面位置を算出する。入出力インタフェース５１３はユーザインタフェース５１４とのインタフェースとして用いられ、算出した液面位置の表示やデータの伝送、液面位置の算出などに用いられるパラメータなどを入力する際に用いる。 The rotation mechanism 510 is used to rotate the blood collection tube holder 503 and change the direction in which light is applied to the blood collection tube 205. The rotation mechanism 510 is controlled by a rotation control driver 511. The rotation mechanism 510 and the rotation control driver 511 described above function as a rotation unit that rotates the blood collection tube 205. The controller 512 calculates the liquid level position from the acquired transmitted light intensity profile, in addition to controlling the light source driver 501, the light receiving sensor 502, and the moving mechanism. The input / output interface 513 is used as an interface with the user interface 514, and is used when inputting the parameters used for displaying the calculated liquid level position, transmitting data, calculating the liquid level position, and the like.
図６に本実施例の液面検出ユニットの動作フローを示す。まずラベルの貼られた採血管２０５を採血管ホルダ５０３にセッティングする（６０１）。その後、カメラ５０８で採血管２０５全体の画像を撮像する（６０２）。画像処理エンジン５０９により採血管に貼られたラベル２０６のエッジを抽出する（６０３）。ラベル２０６のエッジが抽出された場合、採血管を所定の角度だけ回転させ（６０５）、再度撮像し、エッジ抽出を行う。ラベルのエッジが抽出されなくなるまでこの動作を繰り返す。ラベルのエッジが抽出されなければ、ラベルのエッジのない面を受光センサ側に向ける。 FIG. 6 shows an operation flow of the liquid level detection unit of this embodiment. First, the labeled blood collection tube 205 is set in the blood collection tube holder 503 (601). Thereafter, an image of the entire blood collection tube 205 is captured by the camera 508 (602). The edge of the label 206 attached to the blood collection tube is extracted by the image processing engine 509 (603). When the edge of the label 206 is extracted, the blood collection tube is rotated by a predetermined angle (605), the image is picked up again, and the edge is extracted. This operation is repeated until no label edge is extracted. If the edge of the label is not extracted, the surface without the label edge is directed to the light receiving sensor side.
この処理は、例えば、受光センサとカメラが９０°異なる方向に設置されている場合は、９０°回転させる。なお、受光センサとカメラの設置角度のずれは９０°である必要はなく、受光センサとカメラを採血管の同じ側に設置してもよい。この場合、ラベルのエッジが抽出されなくなった後に、さらに採血管を回転させる必要はない。また、受光センサとカメラを採血管の同じ向きに設置し、回転させるのではなく、移動させる制御を行ってもよい。以上の動作により、回転部は、検知部からの情報に基づいて、採血管２０５のうち光が透過する部分にラベルのエッジが来ないように採血管を回転させる。 For example, in the case where the light receiving sensor and the camera are installed in directions different by 90 °, the processing is rotated by 90 °. Note that the difference between the installation angles of the light receiving sensor and the camera need not be 90 °, and the light receiving sensor and the camera may be installed on the same side of the blood collection tube. In this case, it is not necessary to further rotate the blood collection tube after the edge of the label is not extracted. Further, the light receiving sensor and the camera may be installed in the same direction of the blood collection tube, and may be controlled to move rather than rotate. With the above operation, the rotation unit rotates the blood collection tube based on the information from the detection unit so that the edge of the label does not come to the portion of the blood collection tube 205 through which light is transmitted.
その後、光源５０１および受光センサ５０２を鉛直方向に動かしながら透過光強度を計測する（６０６）。透過光強度データを、受光回路５０６からコントローラ５１２に伝送し（６０７）、コントローラ５１２で液面位置を計算する（６０８）。 Thereafter, the transmitted light intensity is measured while moving the light source 501 and the light receiving sensor 502 in the vertical direction (606). Transmitted light intensity data is transmitted from the light receiving circuit 506 to the controller 512 (607), and the controller 512 calculates the liquid level position (608).
ここで、ラベル２０６のエッジが抽出された場合に、採血管２０５を回転させる角度は一定値でもよいし、抽出されたエッジの位置から定めてもよい。具体的には、例えば、ラベルエッジの位置が光軸と直交する位置に配置されるように、回転角を求め、回転させる。また、ラベルのエッジが１つ検出された場合には、典型的なラベルの大きさから、もう１つのエッジが採血管のどのあたりにあるかを計算することができる。従って、画像で直接検出されていないエッジの位置を推定することで、回転によりそのエッジをも避けることができる。また、この回転角度の計算を採血管の直径によって変更することにより、より正確にラベルエッジを避けることができる。これらの一連の情報は制御用ＰＣ１１０に送られ、制御用ＰＣ１１０を介して前処理システム１００は制御される。 Here, when the edge of the label 206 is extracted, the angle at which the blood collection tube 205 is rotated may be a fixed value or may be determined from the position of the extracted edge. Specifically, for example, the rotation angle is obtained and rotated so that the position of the label edge is arranged at a position orthogonal to the optical axis. Further, when one edge of the label is detected, it is possible to calculate where the other edge is in the blood collection tube from the typical label size. Therefore, by estimating the position of an edge that is not directly detected in the image, the edge can be avoided by rotation. Further, by changing the calculation of the rotation angle according to the diameter of the blood collection tube, the label edge can be avoided more accurately. The series of information is sent to the control PC 110, and the preprocessing system 100 is controlled via the control PC 110.
このように、本実施例に係る検出装置は、１つの容器（採血管２０５）に収納され、２つ以上の成分から構成される試料（血液等）に対して検出を行う検出装置であって、容器に貼られたラベルのエッジの位置を検知する検知部（５０８および５０９）と、容器に光を照射する照射部（５０１）と、容器を透過した光を受光する受光部（５０２）と容器を回転させる回転部（５１０および５１１）を、を備え、回転部は、検知部からの情報に基づいて、容器のうち光が透過する部分にエッジが来ないように採血管を回転させることを特徴とする。 As described above, the detection apparatus according to the present embodiment is a detection apparatus that detects a sample (blood or the like) that is housed in one container (collecting blood tube 205) and includes two or more components. A detection unit (508 and 509) for detecting the position of the edge of the label attached to the container, an irradiation unit (501) for irradiating the container with light, and a light receiving unit (502) for receiving the light transmitted through the container Rotating units (510 and 511) that rotate the container, and the rotating unit rotates the blood collection tube based on information from the detecting unit so that the edge does not come to the portion of the container through which light is transmitted. It is characterized by.
係る特徴により、本実施例に係る検出装置は、図３および４にて詳述した、ラベルのエッジが光る事による液面位置の誤認識、計算誤差を抑制する事ができる。 Due to such characteristics, the detection apparatus according to the present embodiment can suppress the erroneous recognition of the liquid surface position and the calculation error due to the fact that the edge of the label shines as described in detail with reference to FIGS.
上記では、ラベルのエッジが抽出されなくなるまでカメラによる撮像と画像処理を繰り返す事としたが、これに限るものではない。例えば、一度採血管を撮像して回転角度を算出し、計算された角度分回転させ、透過光強度プロファイルを取得して液面位置を計算してもよい。このように一度の撮影で回転角度を決めることにより処理時間が短縮され、処理のスループットを上げることが可能となる。 In the above description, imaging with the camera and image processing are repeated until no label edge is extracted. However, the present invention is not limited to this. For example, the blood collection position may be calculated by imaging the blood collection tube once, calculating the rotation angle, rotating it by the calculated angle, obtaining the transmitted light intensity profile. In this way, by determining the rotation angle by one shooting, the processing time can be shortened and the processing throughput can be increased.
このような方法により、血餅３０３と分離剤３０２の境界面を算出すれば、分離剤３０２の高さは採血管により決まっているため、血清３０１と分離剤３０２の液面位置を計算により求める事ができる。また、血清３０１と空気の液面位置を静電容量センサなどで計測すれば、血清３０１の上面と下面の位置がわかることとなり、血清の量を計算することができる。 If the boundary surface between the clot 303 and the separating agent 302 is calculated by such a method, the height of the separating agent 302 is determined by the blood collection tube, and therefore the liquid level positions of the serum 301 and the separating agent 302 are obtained by calculation. I can do things. Further, if the liquid level positions of the serum 301 and the air are measured by a capacitance sensor or the like, the positions of the upper surface and the lower surface of the serum 301 can be known, and the amount of serum can be calculated.
なお、本実施例では２次元カメラでラベルのエッジを抽出することを説明したが、２次元カメラの種類に依存するものではなく、例えば、ＣＣＤ、ＣＭＯＳカメラのいずれでもよい。また、２次元カメラで撮像する例を示したがこれに限るものではなく、光沢センサなどでラベルのエッジを計測してもよい。 In this embodiment, the label edge is extracted by the two-dimensional camera, but it does not depend on the type of the two-dimensional camera, and may be, for example, a CCD or a CMOS camera. Moreover, although the example imaged with a two-dimensional camera was shown, it is not restricted to this, You may measure the edge of a label with a gloss sensor etc.
また、本液面検出ユニットは遠心分離モジュール付近に配置されるとして説明したがこれに限るものではない。 Moreover, although this liquid level detection unit was demonstrated as arrange | positioning in the centrifuge module vicinity, it does not restrict to this.
なお、本実施の形態のユニットの機能は、液面位置測定という結果の値にバラツキが入り込みやすい分野である。そのため、自動で、定期的に既知分量・既知液面位置の検体を測定し、測定結果が正しいか否かのチェックと、必要ならば、チェック結果に基づいて、結果を補正する機能を備えたり、その結果を表示するなどの機能を備えたりすることが望ましい。 Note that the function of the unit of the present embodiment is a field in which variations tend to occur in the value of the result of the liquid level position measurement. For this reason, it is possible to automatically and periodically measure a sample with a known amount and a known liquid surface position, check whether the measurement result is correct, and if necessary, provide a function to correct the result based on the check result. It is desirable to provide a function such as displaying the result.
実施例１では、ラベルのエッジが受光センサ側に向く事を、採血管を回転させることにより避ける方法を説明したが、本実施例では採血管を回転させることなく、液面位置の誤検出を低減する方法を説明する。 In the first embodiment, the method of avoiding the edge of the label from facing the light receiving sensor by rotating the blood collection tube has been described. However, in this embodiment, the liquid level position is erroneously detected without rotating the blood collection tube. A method of reducing will be described.
図７は本発明第２の実施例に係る動作フローである。まず採血管を採血管ホルダに設置する（７０１）。その後、カメラ５０８で採血管２０５の画像を撮像する（７０２）。画像処理エンジン５０９で、撮像した画像からラベル２０６のエッジを抽出する（７０３）。ラベルエッジの抽出結果を元に、液面位置計算に用いるパラメータを設定する。また、並行して、光源５０１および受光センサ５０２を鉛直方向に移動させながら透過光強度のプロファイルを取得する（７０５）。ラベルエッジの抽出結果および、透過光強度データはコントローラ５１２に伝送される（７０４、７０５）。コントローラ５１２では、ラベル２０６のエッジが抽出されたか、されなかったかによって、液面位置の算出方法を変更する。具体的には、例えば、ラベルエッジが抽出された場合は、エッジが光るため、透過光強度のプロファイルが血餅部分でもノイズレベルとならないことを考慮して液面位置を計算するように計算のパラメータを変更する（７０７）。より具体的には、例えば、液面位置の計算に用いる閾値を、エッジが検出された場合には高くする。これらのパラメータの変更においては、光源からの光の強度や受光センサのノイズレベルの値などが重要な要素となる。このような液面検出ユニットの特性を表すパラメータは、ユーザインタフェースを通じて入力する。 FIG. 7 is an operation flow according to the second embodiment of the present invention. First, the blood collection tube is installed in the blood collection tube holder (701). Thereafter, an image of the blood collection tube 205 is captured by the camera 508 (702). The image processing engine 509 extracts the edge of the label 206 from the captured image (703). Based on the label edge extraction result, parameters used for liquid level position calculation are set. In parallel, a profile of transmitted light intensity is acquired while moving the light source 501 and the light receiving sensor 502 in the vertical direction (705). The label edge extraction result and the transmitted light intensity data are transmitted to the controller 512 (704, 705). The controller 512 changes the liquid level position calculation method depending on whether or not the edge of the label 206 has been extracted. Specifically, for example, when a label edge is extracted, since the edge shines, the liquid level position is calculated in consideration of the fact that the transmitted light intensity profile does not become a noise level even in the clot portion. The parameter is changed (707). More specifically, for example, the threshold used for calculating the liquid surface position is increased when an edge is detected. In changing these parameters, the intensity of light from the light source and the value of the noise level of the light receiving sensor are important factors. Parameters representing the characteristics of such a liquid level detection unit are input through a user interface.
このように、本実施例に係る検出装置は、１つの容器（採血管２０５）に収納され、２つ以上の成分から構成される試料（血液等）に対して検出を行う検出装置であって、容器に貼られたラベルのエッジの位置を検知する検知部（５０８および５０９）と、容器に光を照射する照射部（５０１）と、容器を透過した光を受光する受光部（５０２）と、受光部からの信号を元に成分の境界面位置（液面位置）を算出する計算部（コントローラ５１２）と、を備え、計算部は、検知部からの情報に基づいて、境界面位置の算出方法を変えることを特徴とする。算出方法を変える具体例としては、検知部でラベルのエッジが検出された場合に、計算部が、境界面の位置を算出する際の閾値を変える方法がある。 As described above, the detection apparatus according to the present embodiment is a detection apparatus that detects a sample (blood or the like) that is housed in one container (collecting blood tube 205) and includes two or more components. A detection unit (508 and 509) for detecting the position of the edge of the label attached to the container, an irradiation unit (501) for irradiating the container with light, and a light receiving unit (502) for receiving the light transmitted through the container A calculation unit (controller 512) that calculates a boundary position (liquid level position) of the component based on a signal from the light receiving unit, and the calculation unit calculates the boundary position based on information from the detection unit The calculation method is changed. As a specific example of changing the calculation method, there is a method in which, when the edge of the label is detected by the detection unit, the calculation unit changes the threshold value for calculating the position of the boundary surface.
係る特徴により、本実施例に係る検出装置は、エッジが受光センサ側にあった場合においても、液面位置の誤検出を抑制することができる。また、計算によりエッジの影響を除外するため、回転制御をする必要がなく、処理速度を向上することができる。また、画像処理と透過光強度プロファイルを同時に行うことが出来るため、スループットを上げることが可能となる。 With such a feature, the detection apparatus according to the present embodiment can suppress erroneous detection of the liquid surface position even when the edge is on the light receiving sensor side. Further, since the influence of the edge is excluded by calculation, it is not necessary to perform rotation control, and the processing speed can be improved. In addition, since image processing and transmitted light intensity profile can be performed simultaneously, throughput can be increased.
本発明第３の実施例に係る装置の構成について図８ないし図１１を用いて説明する。図８は本発明第３の実施例に係る遠心分離機の構成図の一例である。遠心分離機８０１は、スイングロータ８０２、および、複数のバケット８０３ａ，８０３ｂ，・・・から構成される。なお、添え字のａ，ｂ，・・・は同一の構成要素であることを示し、特に必要のない場合は省略する。 The configuration of the apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is an example of a configuration diagram of a centrifuge according to the third embodiment of the present invention. The centrifuge 801 includes a swing rotor 802 and a plurality of buckets 803a, 803b,. The subscripts a, b,... Indicate the same components, and are omitted if not particularly necessary.
遠心分離を行う採血管は、バケット８０３に入れる。バケット８０３はスイングロータ８０２に固定されており、遠心分離時は遠心力によりバケット８０３が水平となる。採血管内の血液は、遠心力によって比重が比較的軽い血清成分と、比重が比較的重い血餅成分とに分離される。 A blood collection tube to be centrifuged is placed in a bucket 803. The bucket 803 is fixed to the swing rotor 802, and the bucket 803 becomes horizontal by centrifugal force during centrifugal separation. The blood in the blood collection tube is separated into a serum component having a relatively low specific gravity and a clot component having a relatively high specific gravity by centrifugal force.
この遠心分離機のバケット８０３には、複数の採血管を入れる場所がある。このように複数の採血管を入れることができるバケットの場合、原理的に遠心分離時の液面は傾きが生じるものがある。図９は、バケットの場所により液面が傾く事を説明するための模式図である。バケット８０３に採血管２０５ｅ，２０５ｆ，２０５ｇが入れられている。採血管２０５ｆは遠心分離機の回転中心とバケットの中心を結ぶ直線９０１上に配置されている。一方、採血管２０５ｅ，２０５ｇはこの直線９０１からずれた位置に配置されている。採血管２０５内の血液、および、分離剤にかかる遠心力は、回転中心を通る半径方向の力となる。回転中心とバケットの中心を結ぶ直線９０１上に置かれた採血管２０５ｆには、採血管の軸方向に遠心力がかかる。このため、遠心分離後の液面は、水平となる。一方、回転中心とバケットの中心を結ぶ直線９０１からずれた場所に設置された採血管２０５ｅ、２０５ｇは、遠心力がかかる方向と、採血管の軸の方向とにずれが生じる。液面は遠心力のかかる方向に垂直な方向に形成されるため、このような採血管では、液面が水平に形成されず、傾きを持った液面が形成されることになる。 The centrifuge bucket 803 has a place for storing a plurality of blood collection tubes. In the case of a bucket in which a plurality of blood collection tubes can be put in this way, in principle, the liquid level at the time of centrifugation may be inclined. FIG. 9 is a schematic diagram for explaining that the liquid level is inclined depending on the location of the bucket. Blood collection tubes 205e, 205f, and 205g are placed in the bucket 803. The blood collection tube 205f is disposed on a straight line 901 connecting the rotation center of the centrifuge and the center of the bucket. On the other hand, the blood collection tubes 205e and 205g are arranged at positions shifted from the straight line 901. The centrifugal force applied to the blood in the blood collection tube 205 and the separation agent becomes a radial force passing through the center of rotation. Centrifugal force is applied to the blood collection tube 205f placed on the straight line 901 connecting the rotation center and the center of the bucket in the axial direction of the blood collection tube. For this reason, the liquid level after centrifugation is horizontal. On the other hand, in the blood collection tubes 205e and 205g installed at positions deviated from the straight line 901 connecting the center of rotation and the center of the bucket, a deviation occurs between the direction in which the centrifugal force is applied and the direction of the axis of the blood collection tube. Since the liquid surface is formed in a direction perpendicular to the direction in which the centrifugal force is applied, in such a blood collection tube, the liquid surface is not formed horizontally, and an inclined liquid surface is formed.
図１０に回転中心を通る直線上の採血管２０５ｆと、軸からずれた場所に設置した採血管２０５ｅ，２０５ｇでの、液面位置測定結果１００１の例を示す。横軸は、採血管のどの方向から光を当てたかを示す角度である。添え字のｅ，ｆ，ｇがそれぞれ対応する。直線９０１上の採血管２０５ｆは、液面が水平であるため、どの方向から計測するかに依存せず、ほぼ一定の液面位置となる（１００１ｆ）。一方、軸からずれた場所に設置した採血管２０５ｅ，２０５ｇでは、液面が傾いているため、液面位置が光を当てる方向に依存する（１００１ｅ，１００１ｇ）。このため、一方向から計測した場合は液面位置の計測誤差が生じる。 FIG. 10 shows an example of the liquid level position measurement result 1001 for a blood collection tube 205f on a straight line passing through the center of rotation and blood collection tubes 205e and 205g installed at positions shifted from the axis. The horizontal axis is an angle indicating from which direction of the blood collection tube the light is applied. Subscripts e, f, and g correspond to each other. Since the liquid level of the blood collection tube 205f on the straight line 901 is horizontal, the liquid level position is almost constant regardless of the direction from which the measurement is performed (1001f). On the other hand, in the blood collection tubes 205e and 205g installed at positions shifted from the axis, the liquid level is inclined, and therefore the liquid level position depends on the direction in which light is applied (1001e and 1001g). For this reason, when measuring from one direction, a measurement error of the liquid surface position occurs.
本実施例では、遠心分離機のバケット内の採血管の位置の情報を、液面検出の制御に用いる事で液面位置の計測誤差を低減する。図１１に本実施例の液面検出ユニットの構成を示す。光源５０１、光源用のドライバ５０５、受光センサ５０２、受光回路５０６、採血管ホルダ５０３、光源および受光センサの上下移動機構５０４、および上下制御ドライバ５０７、回転機構５１０、回転制御ドライバ５１１、採血管移動機構１１０１、採血管移動制御ドライバ１１０２、採血管位置情報管理メモリ１１０３、コントローラ１１０４、入出力インタフェース１１０５、ユーザインタフェース１１０６、データバス５１５から構成される。 In the present embodiment, the measurement error of the liquid level position is reduced by using the information on the position of the blood collection tube in the bucket of the centrifuge for the control of the liquid level detection. FIG. 11 shows the configuration of the liquid level detection unit of this embodiment. Light source 501, light source driver 505, light receiving sensor 502, light receiving circuit 506, blood collection tube holder 503, light source and light receiving sensor vertical movement mechanism 504, vertical control driver 507, rotation mechanism 510, rotation control driver 511, blood collection tube movement A mechanism 1101, a blood collection tube movement control driver 1102, a blood collection tube position information management memory 1103, a controller 1104, an input / output interface 1105, a user interface 1106, and a data bus 515 are included.
採血管移動機構は、遠心分離機８０１のバケット８０３に置かれ遠心分離された採血管２０５を、液面検出用の採血管ホルダ５０３に移動する。この移動機構１１０１の制御は移動制御ドライバ１１０２にて行う。バケット８０３内での採血管の位置情報は、採血管位置情報メモリ１１０３で、採血管のＩＤなどとともに管理される。コントローラ１１０４は、採血管の移動などの制御を行う。 The blood collection tube moving mechanism moves the blood collection tube 205 placed and centrifuged in the bucket 803 of the centrifuge 801 to the liquid collection tube holder 503 for detecting the liquid level. The movement mechanism 1101 is controlled by a movement control driver 1102. The position information of the blood collection tube in the bucket 803 is managed in the blood collection tube position information memory 1103 together with the ID of the blood collection tube. The controller 1104 controls the movement of the blood collection tube.
図１２に、本実施例の液面検出ユニットの動作フローを示す。採血管移動機構１１０１により、遠心分離後の採血管２０５をバケット８０３から取り出し、採血管ホルダ５０３に移動する（１２０１）。この際、採血管が任意の方向に回転しないように、採血管を固定して移動する。コントローラ１１０４で、取り出した採血管２０５のバケット８０３内での位置情報から回転すべき角度を計算する（１２０２）。採血管を回転させる角度は、例えば、バケットの位置から、最上位の液面位置となる方向を計算する。あるいは、中間値となる方向を計算するなどが考えられるが、これに限るものではない。具体的には、液面は、回転中心とバケットの中心を結ぶ直線９０１側が低く、その逆側が高くなる。従って、例えば、直線９０１と平行な方向から光を当てることにより、液面の傾きの影響をなくした検出が可能となる。 FIG. 12 shows an operation flow of the liquid level detection unit of the present embodiment. The blood collection tube moving mechanism 1101 takes out the centrifuged blood collection tube 205 from the bucket 803 and moves it to the blood collection tube holder 503 (1201). At this time, the blood collection tube is fixed and moved so that the blood collection tube does not rotate in an arbitrary direction. The controller 1104 calculates an angle to be rotated from the position information of the extracted blood collection tube 205 in the bucket 803 (1202). The angle at which the blood collection tube is rotated is calculated, for example, from the bucket position in the direction of the highest liquid level position. Alternatively, the direction of the intermediate value may be calculated, but the present invention is not limited to this. Specifically, the liquid level is low on the side of the straight line 901 connecting the center of rotation and the center of the bucket, and is higher on the opposite side. Therefore, for example, by applying light from a direction parallel to the straight line 901, it is possible to detect without the influence of the inclination of the liquid level.
その後、計算した角度に基づき回転機構５１０を用いて採血管の向きを調整する（１２０３）。採血管の向きの調整後、光源５０１、受光センサ５０２を移動させながら透過光強度を計測する（１２０５）。計測した透過光強度データはコントローラ１１０４に伝送され（１２０５）、コントローラで液面位置の計算を行う（１２０６）。 Thereafter, the direction of the blood collection tube is adjusted using the rotation mechanism 510 based on the calculated angle (1203). After adjusting the direction of the blood collection tube, the transmitted light intensity is measured while moving the light source 501 and the light receiving sensor 502 (1205). The measured transmitted light intensity data is transmitted to the controller 1104 (1205), and the controller calculates the liquid level position (1206).
このように本実施例に係る検出装置は、１つの容器（採血管２０５）に収納され、遠心分離機（８０１）により２つ以上の成分に分離された試料（血液等）に対して検出を行う検出装置であって、容器に光を照射する照射部（５０１）と、容器を透過した光を受光する受光部（５０２）と、遠心分離機内で容器が設置された場所の情報に基づいて、容器を回転する角度を算出する算出部（コントローラ１１０４）と、容器を前記角度分回転させる回転部（５１０および５１１）と、を備えることを特徴とする。係る特徴によって、遠心分離のバケットの位置に依存せず、常に最上位、平均値などの液面位置を安定に測定することが可能となる。具体例には、前記角度を、遠心分離機の回転中心と前記バケットの中心を結ぶ直線と平行に前記照射部が配置される角度とするのが好適である。 As described above, the detection apparatus according to the present embodiment can detect a sample (blood or the like) that is stored in one container (collecting tube 205) and separated into two or more components by a centrifuge (801). Based on information on an irradiation unit (501) that irradiates light to a container, a light receiving unit (502) that receives light transmitted through the container, and a location where the container is installed in the centrifuge A calculation unit (controller 1104) for calculating an angle for rotating the container, and a rotation unit (510 and 511) for rotating the container by the angle are provided. Such a feature makes it possible to always stably measure the liquid level position such as the highest level and the average value without depending on the position of the centrifugal bucket. In a specific example, it is preferable that the angle is an angle at which the irradiation unit is arranged in parallel with a straight line connecting the rotation center of the centrifuge and the center of the bucket.
なお、本発明では、採血管移動機構によりバケットから採血管ホルダに採血管を移動する構成としたが、採血管の向きが保存されればよいため、これに限るものではない。例えば、バケットから採血管を取り出しながらに液面位置を計測してもよい。この際は、光源と受光センサの向きをバケットの位置により調整し、液面検出を行う方向を調整すればよい。 In the present invention, the blood collection tube is moved from the bucket to the blood collection tube holder by the blood collection tube moving mechanism. However, the present invention is not limited to this as long as the orientation of the blood collection tube is stored. For example, the liquid surface position may be measured while removing the blood collection tube from the bucket. At this time, the direction of the liquid level detection may be adjusted by adjusting the orientation of the light source and the light receiving sensor according to the position of the bucket.
また、本実施例の液面検出ユニットは、遠心分離機内での採血管の位置情報を考慮して液面位置を計算するため、遠心分離モジュールとセットで用いるというのが特徴の１つである。 One feature of the liquid level detection unit of the present embodiment is that it is used in combination with a centrifuge module in order to calculate the liquid level position in consideration of the position information of the blood collection tube in the centrifuge. .
また、採血管ホルダに爪があり、光源および受光センサの光路に爪がかかるような場合は、予め計算された回転角度と逆の角度分、採血管ホルダを回転させておき、採血管を設置したのち、元の角度に戻すという方法もよい。このように制御することで採血管ホルダの爪が光路にかかることをなくすことができる。 If there is a claw in the blood collection tube holder and the light path of the light source and light receiving sensor is clawed, rotate the blood collection tube holder by an angle opposite to the pre-calculated rotation angle and install the blood collection tube Then, the method of returning to the original angle is also good. By controlling in this way, the claw of the blood collection tube holder can be prevented from being applied to the optical path.
実施例３では、採血管を回転させることにより、バケット内での採血管の位置の影響を除外したが、本実施例では、計算により採血管の位置の影響を抑制する。すなわち、バケットの位置に基づき、測定された液面位置を補正し、出力を行う。 In the third embodiment, the influence of the position of the blood collection tube in the bucket is excluded by rotating the blood collection tube. However, in this embodiment, the influence of the position of the blood collection tube is suppressed by calculation. That is, based on the position of the bucket, the measured liquid level position is corrected and output is performed.
図１３に本実施例の液面検出ユニットの動作フローを示す。まず、採血管移動機構１１０１により、遠心分離後の採血管２０５をバケット８０３から取り出し、採血管ホルダ５０３に移動する（１３０１）。この際、採血管が任意の方向に回転しないように、採血管を固定して移動する。その後、光源５０１、受光センサ５０２を移動させながら透過光強度を計測する（１３０２）。計測した透過光強度データはコントローラ１１０４に伝送され（１３０３）、コントローラで液面位置の計算を行う（１３０４）。また、コントローラ１１０４では、バケット８０３内での採血管の位置情報から、計算した液面位置の補正値を計算する（１３０５）。この補正値を元に、最終的な液面位置を計算する（１３０６）。 FIG. 13 shows an operation flow of the liquid level detection unit of this embodiment. First, the blood collection tube moving mechanism 1101 removes the centrifuged blood collection tube 205 from the bucket 803 and moves it to the blood collection tube holder 503 (1301). At this time, the blood collection tube is fixed and moved so that the blood collection tube does not rotate in an arbitrary direction. Thereafter, the transmitted light intensity is measured while moving the light source 501 and the light receiving sensor 502 (1302). The measured transmitted light intensity data is transmitted to the controller 1104 (1303), and the controller calculates the liquid level position (1304). Further, the controller 1104 calculates a correction value of the calculated liquid level position from the position information of the blood collection tube in the bucket 803 (1305). Based on this correction value, the final liquid level position is calculated (1306).
このように、本実施例に係る検出装置は、１つの容器（採血管２０５）に収納され、遠心分離機（８０１）により２つ以上の成分に分離された試料の、前記２つ以上の成分の境界面を検出する検出装置であって、容器に光を照射する照射部（５０１）と、容器を透過した光を受光する受光部（５０２）と、受光部からの信号を元に前記成分の境界面の位置を算出する計算部（コントローラ１１０４）と、を備え、計算部は、遠心分離機内で前記容器が設置された場所の情報に基づいて、前記境界面の位置を補正することを特徴とする。係る特徴によって、本実施例に係る検出装置は、採血管の位置に起因する液面傾きによる計測誤差を低減することができる。また、実施例３と比べて回転制御する必要はなく、一定の方向から光を当て液面位置を計測すればよく、演算のみでバケットの位置の影響を除外することができる。 As described above, the detection device according to the present embodiment is stored in one container (collecting tube 205), and the two or more components of the sample separated into two or more components by the centrifuge (801). , An irradiation unit (501) for irradiating light to the container, a light receiving unit (502) for receiving light transmitted through the container, and the components based on signals from the light receiving unit A calculation unit (controller 1104) for calculating the position of the boundary surface of the first and second correction units, and the calculation unit corrects the position of the boundary surface based on information on a place where the container is installed in the centrifuge. Features. With such a feature, the detection apparatus according to the present embodiment can reduce measurement errors due to the liquid level inclination caused by the position of the blood collection tube. Further, it is not necessary to control the rotation as compared with the third embodiment, and it is sufficient to measure the liquid surface position by applying light from a certain direction, and the influence of the position of the bucket can be excluded only by calculation.
採血管には、様々な種類が存在し、各ユーザーがそれぞれの用途に応じて使い分けを行っている。形状も多種にわたっており、径が異なるもの（例えば直径１６ｍｍ、１３ｍｍ）、高さが異なるもの（例えば７５ｍｍ、１００ｍｍ）、異なる栓を持つものなどが混在して使用される。従って、計算により液面位置を補正する際は、この採血管の情報をパラメータとして用いる事で、補正の精度を上げることができる。採血管の情報は、入出力インタフェースを通じて入力するが可能である。また、カメラ等を用いて画像処理で採血管の直径や高さなどの情報を取得して、計算パラメータとして用いてもよい。 There are various types of blood collection tubes, and each user uses different types according to their usage. Various shapes are used, and those having different diameters (for example, 16 mm and 13 mm in diameter), those having different heights (for example, 75 mm and 100 mm), those having different stoppers, and the like are mixedly used. Therefore, when correcting the liquid level position by calculation, the correction accuracy can be improved by using the information of the blood collection tube as a parameter. The blood collection tube information can be input through the input / output interface. Further, information such as the diameter and height of the blood collection tube may be acquired by image processing using a camera or the like and used as a calculation parameter.
実施例３ないし実施例４で示した制御を行うと、受光センサ側にラベルのエッジが向く場合がある。実施例１で示したようにラベルエッジが受光センサ側に向くと液面位置の計測の誤差となる。これを回避するためにはバケット８０３に採血管２０５を入れる前にカメラにより画像を撮像し、ラベルエッジを認識する方法がある。ラベルエッジを認識し、液面位置計測時にラベルエッジが受光センサ側にこないような方向に採血管２０５を回転し、バケット８０３に入れる。このようにすることで、ラベルエッジが受光センサ側に向く事を回避でき、液面位置の誤検出の抑制、計測精度の向上が可能となる。 When the control shown in the third to fourth embodiments is performed, the edge of the label may face the light receiving sensor side. As shown in the first embodiment, when the label edge faces the light receiving sensor side, an error in measuring the liquid surface position occurs. In order to avoid this, there is a method of recognizing the label edge by taking an image with a camera before putting the blood collection tube 205 into the bucket 803. The label edge is recognized, and the blood collection tube 205 is rotated in a direction so that the label edge does not come to the light receiving sensor side at the time of measuring the liquid level, and is put into the bucket 803. By doing in this way, it can avoid that a label edge faces the light-receiving sensor side, and it becomes possible to suppress a misdetection of a liquid level position and to improve measurement accuracy.
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
１００…前処理システム、１０１…搬送ライン、１０２…投入モジュール、１０３…遠心分離モジュール、１０４…開栓モジュール、１０５…ラベラ、１０６…分注モジュール、１０７…閉栓モジュール、１０８…分類モジュール、１０９…収納モジュール、１１０…制御用ＰＣ、１１１…自動分析装置、１１２…液面検出ユニット、２０１，５０１…光源、２０２，５０２…受光センサ、２０３，５０３…採血管ホルダ、２０４，５０４…上下移動機構、２０５…採血管、２０６…ラベル、３０１…血清、３０２…分離剤、３０３…血餅、５０５…光源用ドライバ、５０６…受光回路、５０８…カメラ、５０９…画像処理エンジン、５０７…上下制御ドライバ、５１０…回転機構、５１１…回転制御ドライバ、５１２，１１０４…コントローラ、５１３，１１０５…入出力インタフェース、５１４，１１０６…ユーザインタフェース、データバス…５１５、８０１…遠心分離機、８０２…スイングロータ、８０３ａ，８０３ｂ…バケット、１１０１…採血管移動機構、１１０２…採血管移動制御ドライバ、１１０３…採血管位置情報管理メモリ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Pretreatment system, 101 ... Conveyance line, 102 ... Dosing module, 103 ... Centrifugal module, 104 ... Opening module, 105 ... Labeler, 106 ... Dispensing module, 107 ... Closing module, 108 ... Classification module, 109 ... Storage module, 110 ... PC for control, 111 ... automatic analyzer, 112 ... liquid level detection unit, 201,501 ... light source, 202,502 ... light receiving sensor, 203,503 ... blood collection holder, 204,504 ... vertical movement mechanism 205 ... Blood collection tube, 206 ... Label, 301 ... Serum, 302 ... Separating agent, 303 ... Blood clot, 505 ... Driver for light source, 506 ... Light receiving circuit, 508 ... Camera, 509 ... Image processing engine, 507 ... Vertical control driver , 510 ... Rotation mechanism, 511 ... Rotation control driver, 512, 1104 ... Control La, 513, 1105 ... I / O interface, 514, 1106 ... User interface, data bus ... 515, 801 ... Centrifuge, 802 ... Swing rotor, 803a, 803b ... Bucket, 1101 ... Blood collection tube moving mechanism, 1102 ... Blood collection tube Movement control driver, 1103... Blood collection tube position information management memory.
Claims (8)
前記容器に貼られたラベルのエッジの位置を検知する検知部と、
前記容器に光を照射する照射部と、
前記容器を透過した光を受光する受光部と、
前記容器を回転させる回転部と、を備え、
前記回転部は、前記検知部の情報に基づいて、前記容器のうち前記受光部側に前記ラベルのエッジが向くとする場合に、前記容器のうち光が透過する部分に前記エッジが来ないように前記容器を回転させることを特徴とする検出装置。 A detection device that performs detection on a sample that is housed in one container and is composed of two or more components,
A detection unit for detecting the position of the edge of the label attached to the container;
An irradiation unit for irradiating the container with light;
A light receiving portion for receiving light transmitted through the container ;
A rotating part for rotating the container,
Based on the information of the detection unit, the rotation unit may prevent the edge from coming to a portion of the container through which light passes when the edge of the label faces the light receiving unit. A detection device characterized by rotating the container .
前記検知部で前記ラベルのエッジが検知された場合には、前記回転部で前記容器を回転させ、再度前記検知部で前記ラベルのエッジを検知する動作を、前記検知部で前記ラベルのエッジが検出されなくなるまで繰り返すことを特徴とする検出装置。 The detection device according to claim 1,
When the detection unit detects the edge of the label, the rotation unit rotates the container, and the detection unit detects the label edge again. The detection unit detects the label edge. A detection device that repeats until it is no longer detected.
前記エッジの前記容器内での位置に基づいて、前記回転部が前記容器を回転させる角度を決定することを特徴とする検出装置。 The detection device according to claim 1,
The detection apparatus according to claim 1, wherein an angle at which the rotating unit rotates the container is determined based on a position of the edge in the container.
前記光の波長は、６５０ｎｍから１２００ｎｍの範囲であることを特徴とする検出装置。 The detection device according to claim 1,
The wavelength of the said light is the range of 650 nm-1200 nm, The detection apparatus characterized by the above-mentioned.
前記受光部と前記検知部が、前記容器に対して同じ側に配置されることを特徴とする検出装置。 The detection device according to claim 1,
The detection device, wherein the light receiving unit and the detection unit are arranged on the same side with respect to the container.
前記成分は、血清、分離剤、および血餅を含み、
前記分離剤と前記血餅の境界面の位置を検出することを特徴とする検出装置。 The detection device according to claim 1,
The ingredients include serum, a separating agent, and a clot,
A detection apparatus for detecting a position of an interface between the separating agent and the clot.
前記位置の情報を用いて、前記血清を分注し、
前記血清の分析を行うことを特徴とする生体試料分析装置。 A biological sample analyzer comprising the detection device according to claim 6,
Using the location information, dispense the serum,
A biological sample analyzer for analyzing the serum.
前記容器に貼られたラベルのエッジの位置を検知する検知部と、
前記容器に光を照射する照射部と、
前記容器を透過した光を受光する受光部と、
前記受光部からの信号を元に前記成分の境界面の位置を算出する計算部と、を備え、
前記計算部は、前記検知部の情報に基づいて、前記容器のうち前記受光部側に前記ラベルのエッジが向くとする場合に、前記境界面の位置を算出する際の閾値を高くすることを特徴とする検出装置。 A detection device that performs detection on a sample that is housed in one container and is composed of two or more components,
A detection unit for detecting the position of the edge of the label attached to the container;
An irradiation unit for irradiating the container with light;
A light receiving portion for receiving light transmitted through the container;
A calculation unit that calculates the position of the boundary surface of the component based on a signal from the light receiving unit,
The calculation unit increases the threshold value when calculating the position of the boundary surface when the edge of the label faces the light receiving unit side of the container based on the information of the detection unit. A featured detection device.
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