JP6522608B2 - 検体検査自動化システムおよび検体チェックモジュール - Google Patents

Description

本発明は、成分濃度を分析する自動分析装置への投入前の前処理に用いられる検体検査自動化システムおよび検体チェックモジュールに関する。

特許文献１には、採血管の側面に近接し、対向する静電容量プローブを設け、静電容量プローブの近傍には採血管及びその内容物のみが存在するようにして、静電容量プローブを垂直の支柱に沿って移動させることにより、採血管の側面と一定距離を保って上下に移動させる。静電容量プローブの上下動において採血管からの影響は一定に保たれるため、内容物である物質層の誘電率の相違が静電容量プローブの静電容量変化として検知されることから、この静電容量変化位置に基づいて、物質層の境界面を検知する技術が開示されている。

特開２００１−１０８５０６号公報

臨床検査の分野において、病院で患者から採取した血液・尿などの検体は試験管に封入され、病院の検査室または検査センターに運ばれ分析装置にて分析される。

分析の前には、検体が封入された試験管（以下、親試験管と称す）に対して、遠心分離、開栓、親試験管からの検体分注時に使用する複数の試験管（以下、子試験管と称す）への分注などの前処理を行う必要がある。近年、これらの前処理は自動化され、検体検査自動化システムとして病院の検査室、または検査センターなどで使用されている。

検体は複数種類の子試験管に分注されて分析装置へと送られるが、その分注時に液量が不足するとその検査項目を測定できなくなるため、再度採血をしなければならない。

これに対して、予め検体の液量を把握することができれば優先順位の高い検査項目から子検体を発行することが可能である。これに加え、再度採血を行うにあたっても早い段階で液量不足をアラームで出すことができるため、待ち時間などの患者負担を軽減することができる。

しかしながら、検体の液量や状態のチェックはユーザによる目視確認（マニュアル作業）によるところが大きく、ユーザの経験や感覚に左右されやすい。また、向上した処理能力に同調して適切なタイミングで判断するには人的な方法では限界があった。

検体の液量を検知する技術としては、例えば上述したような技術がある。

ところで、試験管の表面には患者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が、試験管種類とラベルの大きさによっては試験管の管壁の全体が被覆されるというケースや、幾重にも重ねてラベルを貼付され、内容物が見えなくなるという場合も多い。

特許文献１の静電容量を用いた方法では、非接触で界面を検知することができるため、子検体の発行よりも前に予め液量を把握することができる。また誘電率の低い紙の影響は受けにくいため、バーコードラベルが採血管の管壁全体や幾重にも重ねられても界面の検知をすることができる。

静電容量型近接センサの原理はコンデンサと同じで、静電容量センサに印加された電圧によって形成された電界により対象物の分極が生じ、分極によって生じた電荷に応じて変化する静電容量を検出するため、対象物質の誘電率や対象物質との距離に大きく影響される。

通常、試験管はホルダもしくはラックに載せられてシステム内を搬送されるため、静電容量センサで界面を走査する際には試験管をアームで持ち上げてホルダもしくはラックから引き抜き、把持・固定をしなければ、ホルダやラック高さより下の界面を検知することはできない。静電容量センサを用いた非接触の界面検知技術では、対象物質の距離（特に試験管の傾きや、直径１３ｃｍや直径１６ｃｍ等の試験管種類）や対象物質周辺にある物質（把持アームや試験管の栓、試験管を置く台）に大きく影響されるため、把持・固定方法が重要な意味を持つ。

しかしながら、特許文献１のような試験管にフィットするような孔の開いたアームで試験管の開口部を固定し、試験管底部を窪みのある台で固定する方法では、アームの孔自体の径が変化しないため、試験管径の異なる直径１３ｃｍと直径１６ｃｍに対応できず、試験管が傾く可能性がある。

また、試験管の底部形状は試験管種類によって様々であるため、一律に同形状の窪みで試験管底部を固定するのは難しく、試験管が傾いて挿入された場合、底部での補正ができないため、傾いたまま固定されてしまう。静電容量センサは対象物質との距離に大きく影響されるため、試験管が傾くと界面検出の精度が悪くなり、上述の方法では複数種類の試験管に対応することが困難である。

さらに、アーム近傍に液面が来た場合、静電容量センサから試験管までの距離よりもセンサからアームまでの距離のほうが近くなるため、液面を誤検出する可能性がある。また、センサの形状が試験管にフィットするような曲率を有するものを利用して界面高さを走査するにあたっても、試験管径の異なる直径１３ｃｍと直径１６ｃｍが混在する場合、曲率自体が変化するため一律に対応するのは難しい。

本発明は、１つの試験管に収納された少なくとも１つの層を有する試料の界面に関する情報を静電容量センサによって取得する際に、界面の検出に影響せず、試験管の種類によらない把持方法で、試験管をホルダもしくはラックから引き抜き、固定することができる把持アームを備えた検体検査自動化システムおよび検体チェックモジュールを提供する。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、試験管に収容された少なくとも１つの層を有する検体のチェックを行う検体検査自動化システムであって、前記試験管内の検体の界面に関する情報を非接触の静電容量方式によって検出する計測部と、この計測部を前記試験管に対して上下動させる移動部と、前記試験管を搬送用ホルダもしくは搬送用ラックから持ち上げる把持機構とを備え、この把持機構は、前記計測部が前記試験管に対して非接触で正対して界面を検出する際に、前記試験管を前記計測部に対して左右方向からの開閉で把持して正対させる把持アームであって、前記試験管との接触箇所は水よりも誘電率の低いゴムで構成され、その他の箇所はプラスチックで構成されており、前記試験管の中心に比べて前記計測部に対して前面側で、前記試験管より前記計測部側に突出しない位置で片アームにつき１点以上の点で接触して把持して、前記試験管を把持アーム端面から前記計測部に対して突出させて固定する把持アームを有することを特徴とする。

本発明のうち、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以下の通りである。
すなわち、本発明によれば、１つの試験管に収納された少なくとも１つの層を有する試料の界面に関する情報を静電容量センサによって取得する際に、界面の検出に影響せず、試験管の種類によらない把持方法で、試験管をホルダもしくはラックから引き抜き、固定することができ、界面の検出精度の向上に大きく貢献することができる。

本発明の第１の実施形態に係る検体検査自動化システムの全体構成および自動分析装置との位置関係を示す構成図である。 本発明の第１の実施形態における検体検査自動化システムでチェックする検体容器および検体の概略の例を示す図である。 本発明の第１の実施形態における検体検査自動化システムでチェックする検体容器および検体の概略の例を示す図である。 本発明の第１の実施形態における検体検査自動化システムでチェックする検体容器および検体の概略の例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る検体検査自動化システムにおける生体試料の容量の測定を行う機能を備えたモジュールの概略を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る検体検査自動化システムにおける生体試料の容量の測定を行う構成の概略を示す図である。 本発明の第１の実施形態における把持アームと従来の把持アームの形状の一例を示す上面図である。 本発明の第１の実施形態における把持アームと従来の把持アームの形状を示す側面図である。 本発明の第１の実施形態における把持アームと従来の把持アームの形状を示す側面図である。 本発明の第１の実施形態における把持アームと従来の把持アームの形状を示す側面図である。 本発明の第１の実施形態における検体の液量の測定を行う際の把持アームの把持動作の流れの概略を説明する図である。 本発明の第１の実施形態における検体の液量の測定を行う際の把持アームの把持動作の流れの概略を説明する図である。 本発明の第１の実施形態における検体の液量の測定を行う際の把持アームの把持動作の流れの概略を説明する図である。 本発明の第１の実施形態における検体の液量の測定を行う際の把持アームの把持動作の流れの概略を説明する図である。 本発明の第１の実施形態における検体の液量の測定を行う際の把持アームの把持動作の流れの概略を説明する図である。 本発明の第１の実施形態における検体の液量の測定を行う際の把持アームの把持動作の流れの概略を説明する図である。 本発明の第１の実施形態における検体の液量の測定を行う際の把持アームの把持動作の流れの概略を説明する図である。 本発明の第１の実施形態における検体の液量の測定を行う際の把持動作および走査動作の流れの概略を示す図である。 本発明の第１の実施形態における検体の液量の測定を行う際の把持動作および走査動作の流れの概略を示す図である。 本発明の第１の実施形態における検体の液量の測定を行う際の把持動作および走査動作の流れの概略を示す図である。 本発明の第１の実施形態における検体の液量の測定を行う際の把持動作および走査動作の流れの概略を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る検体検査自動化システム検体容器中の生体試料の容量の測定のフローチャート図である。 本発明の第２の実施形態に係る把持アームの概略の一例を示す上面図である。 本発明の第２の実施形態に係る把持アームの概略の他の一例を示す上面図である。

以下に本発明の検体検査自動化システムおよび検体チェックモジュールの実施形態を、図面を用いて説明する。

＜第１の実施形態＞
本発明の検体検査自動化システムおよび検体チェックモジュールの第１の実施形態を、図１乃至図９を用いて説明する。

図１は本実施形態の検体検査自動化システム１の全体構成図である。
図１において、検体検査自動化システム１は、検体検査自動化システム全体を制御するシステムマネージャ２、投入モジュール３，遠心分離モジュール４，検体チェックモジュール５，開栓モジュール６，バーコードラベラ７，検体分注モジュール８，閉栓モジュール９，検体分類モジュール１０，収納モジュール１１等の種々のモジュールと、それら各検体処理モジュールを結合し、検体を検体処理ユニットから他の検体検査自動化システムへと搬送する搬送ライン１２を基本要素としている。
この検体検査自動化システム１の先には、検体中の成分の定性・定量分析を行うための自動分析装置１３が接続されている。

投入モジュール３は、検体が収容された試験管３３を検体検査自動化システム１内に投入するモジュールであり、この投入モジュール３内に投入された試験管３３の撮像を行うためのカメラ３ａを備えている。遠心分離モジュール４は、投入された試験管３３に対して遠心分離を行うモジュールである。開栓モジュール６は、試験管３３の栓を開栓するモジュールである。バーコードラベラ７は、小分けされた試験管３３にバーコード等を貼り付けるモジュールである。検体分注モジュール８は、遠心分離された検体を、自動分析装置１３などで分析するために小分けを行うモジュールである。閉栓モジュール９は、小分けされた容器や分注元の試験管３３に栓を閉栓するモジュールである。検体分類モジュール１０は、分注された容器の分類を行うモジュールである。収納モジュール１１は、閉栓された容器や試験管３３を収納するモジュールである。

システムマネージャ２は、検体検査自動化システム１内の各モジュールや各モジュール内の各機構の動作を制御する。このシステムマネージャ２は、投入モジュール３内に投入された試験管３３の種類，試験管３３の栓５４の種類を特定する試験管情報特定部２ａを有している。
試験管情報特定部２ａは、カメラ３ａによって撮像された、投入モジュール３に投入された試験管３３の撮影画像を画像処理することにより試験管３３の種別を認識する。認識の方法には、例えば、予め使用する試験管を撮影したデータベースを備え、撮像した画像とマッチングを行う方法などがある。また、試験管情報特定部２ａは、特定した試験管３３の種類から、試験管３３に取り付けられた栓５４の底の位置や試験管３３の径の情報を取得する。この得られた情報を解析演算部４２に対して出力する。試験管３３の径の情報は、解析演算部４２における血清５２等の容量を演算する際に使用される。栓５４の底の位置の情報は、試験管把持機構２７の把持アーム３６が試験管３３を把持する位置の決定（把持アーム３６の下降量）に用いる。

ここで、図２Ａ乃至図２Ｃを用いて測定対象について説明する。
試験管３３の内容物である検体について、ここでは血液を例に挙げる。

試験管３３には分離剤５１を有するものを用いる。採血後の遠心分離処理により、上から、血清５２、分離剤５１および血餅５３の３層に分離されている。種類は問わないが、試験管３３には栓５４およびバーコード５５が付いている。なお、バーコードの貼付状態には、図２Ａに示すようなバーコード５５のサイズが試験管３３の径より小さくかつ片面にのみに貼られた状態、すなわち隙間から内容物が見える状態と、図２Ｂに示すようなバーコード５５が試験管３３を覆い隠すように側面全体に貼られる、あるいはバーコード５５が２重３重に貼られることにより、内容物が見えない状況になっている状態がある。
また、測定対象には、図２Ｃに示すような検体の量が過多な状態もある。図２Ｃに示すように、検体量が多く、血清５２が栓５４の下面と接触しているような、規定量よりも多い検体が採血管に封入されている場合を考える。この場合、栓５４を開ける際に、検体が栓５４に付着して飛散する可能性が高く、また栓５４を開けた状態での搬送時においても検体がこぼれる恐れがある。このため、感染防止のために開栓前に検体液量チェックを行い、エラー検体に関しては開栓を行わないでエラー検体として排出することが求められる。
本発明はいずれの状態にも一様に対応することが可能である。

検体チェックモジュール５について、図３を参照して以下説明する。図３は、本実施形態の検体チェックモジュールの一例を示す概略図である。

図３において、検体チェックモジュール５は、主構成要素として、検体検査自動化システム１に接続するための架台２１、検体を設置するホルダ２２、検体を搬送する搬入ライン２３、搬出ライン２４、追い越しライン２５、走査機構２６、試験管把持機構２７とを備えている。

図４は、本発明の一実施形態に係る検体チェックモジュール５に設けられた検体液量の測定を行う液量検出機能を備えた走査機構２６および試験管把持機構２７の構成の一例を示す構成図（上面図３１および正面図３２）であり、検体液量を測定する開始直前の様子を示している。

検体チェックモジュール５は、図１に示すように、検体検査自動化システム１内の各モジュール間に設置することができ、通信ケーブルで検体検査自動化システム１のシステムマネージャ２と接続され、検体の液量等の情報を授受することができるよう構成されている。

図４において、検体チェックモジュール５は、主構成要素として、検体の液量を走査する走査機構２６と、検体の封入された試験管３３を持ち上げ・把持する試験管把持機構２７の二つの機構と、走査機構２６内の静電容量センサ３４の信号を増倍する信号増倍部３９、取得したアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換部４０、取得したデータを記憶するデータ記憶部４１、解析演算部４２から構成されている。

解析演算部４２は、静電容量センサ３４によって検出した試験管３３内の検体の液面５６および血餅界面５７に関する情報と試験管情報特定部２ａによって特定された試験管３３の種類から試験管３３の径に関する情報等とから試験管３３内の血清５２の容量を演算する。この得られた血清５２の容量の情報は、検体分注モジュール８における試験管３３内の血清５２の小分けの際に使用する。
また、この解析演算部４２は、静電容量センサ３４による検出結果が、図２Ｃに示すような試験管３３内の検体の高さが予め設定した検体過多液面高さ（規定高さ）より高いと判定されるときは、栓５４をつけたまま異常検体として当該試験管３３を検体検査自動化システム１の外に排出するようよう、制御信号をシステムマネージャ２に対して出力する。更に、検体量が規定量より少ないと判定されるときは優先順位の高い依頼項目の子検体から発行するよう、制御信号をシステムマネージャ２に対して出力する。

走査機構２６の主構成要素としては、界面高さを検出する静電容量センサ３４と、この静電容量センサ３４を試験管３３に対して上下方向に移動させる駆動モータ３５とからなる。

試験管把持機構２７の主構成要素としては、検体の封入された試験管３３を持ち上げ・把持するための把持アーム３６と、把持アーム３６の開閉を行う把持駆動モータ３７、把持アーム３６を上下方向に移動させる駆動モータ３８を有している。

次に、本実施形態における測定系統である静電容量センサ３４の詳細について以下説明する。

静電容量センサ３４は、非接触の静電容量方式によって検体の各層の静電容量の差異から層の境界を検出するセンサであり、液体の検出に優れている。
静電容量センサ３４の原理はコンデンサと同じであり、静電容量センサ３４に印加された電圧によって形成された電界により対象物の分極が生じ、分極によって生じた電荷に応じて変化する静電容量を検出する。そのため、対象物質の誘電率や対象物質との距離に大きく影響される。ここでは、誘電率の低い空気層と誘電率の高い血清５２の界面である液面５６の検出と、誘電率の比較的低い分離剤５１と誘電率の高い血餅５３の界面である血餅界面５７の検出に利用する。なお、先述のように、図２Ｂに示すようなバーコード５５で界面が見えない状態にあっても、容易に安定して液面５６および血餅界面５７を検出することが可能である。

静電容量センサ３４による液面５６および血餅界面５７の検出は、走査機構２６を上から下に移動させて行う。
通常、センサのついた走査機構２６を固定して、試験管３３を上下させる方法が一般的と考えられる。しかし、試験管３３を上下移動させる場合、血清５２に揺れが生じ、この揺れによって測定誤差を生む要因となる。そこで、本実施形態では、試験管３３を動かさずに走査機構２６を上下させて液面５６および血餅界面５７の検出を行う。

次に、本実施形態に係る静電容量センサ３４を用いて非接触で界面を走査する際に試験管３３を把持する、把持アーム３６の形状に関して説明する。

通常、試験管３３を把持するアームとしては、図５（ａ）に示すような、試験管３３をトレイからホルダへの移載する際に使用されている試験管移載アームのように試験管３３を４方向から把持する形状のアーム６１や、図５（ｂ）に示すように一般的な試験管バサミのような試験管を囲う形状のアーム６２が知られている。

ここで、静電容量センサは、誘電率の低い物質であっても距離が近いと誘電率の高い物質として検知してしまうという欠点を有している。

そのため、静電容量センサ３４で液面５６および血餅界面５７を走査するにあたって、移載用チャックや試験管バサミのような形状の把持アーム６１，６２では、界面近くの位置で試験管３３を把持したときに、把持アーム６１，６２に誘電率の低い材質を用いていたとしても、把持アーム６１，６２の端面６３が試験管３３の端面６４よりも静電容量センサ３４に対して近接しているため、試験管３３内の界面より先に把持アーム６１，６２に反応してしまう場合があった。このため、誤検知しないようにするための感度調整が困難であるとの問題を有していた。この問題を避けるために、試験管３３の栓５４や開口部を把持することにしても、この場合試験管３３が傾きやすく、この試験管３３の傾きにより静電容量センサ３４と試験管３３との距離が均一でなくなるため、界面検出の精度が悪くなってしまうとの問題を有していた。

これに対し、本実施形態の把持アーム３６は、図５（ｃ）に示すように、上面側から見たときに、把持する対象の試験管３３の中心を通る線６６に比べて静電容量センサ３４に対して近く、試験管３３の端面６４に比べて静電容量センサ３４側に突出しない位置３６ａで試験管３３に接触し、把持アーム３６の端面６５から試験管３３の端面６４を静電容量センサ３４に対して突出させて固定することが可能な、試験管３３を静電容量センサ３４に対して左右方向からの開閉で把持する左右１対のアームである。把持アーム３６は、把持する対象の試験管３３の中心を通る線６６に比べて静電容量センサ３４に対して後面側の位置３６ｂにおいても試験管３３と接触している。
この把持アーム３６は、試験管３３と接触する位置３６ａ，３６ｂの間は、試験管３３の径よりも大きな曲率で凹んでいる曲線部３６ｃを有している。この曲線部３６ｃは、本実施形態の検体検査自動化システム１に投入される様々な直径の試験管３３のうち、最も径の小さい試験管３３の曲率よりも大きな曲率を有している。

把持アーム３６の材質は、試験管３３と接触する位置３６ａ，３６ｂや曲線部３６ｃとその周囲は水よりも誘電率の低いゴムで構成され、その他の箇所はプラスチックで構成されている。

次に、把持アーム３６の側面形状について図６Ａ乃至図６Ｃを用いて説明する。
図６Ａ乃至図６Ｃにおいて、一般的な移載チャックの把持アームの側面図は、図６Ａに示すように試験管３３の中心に近い位置を、液面５６および血餅界面５７に重なる可能性が低くなるように短い長さで、極力点に近い状態で把持するような形状であった。
これに対し、本実施形態の把持アーム３６は、図６Ｂに示すように、栓５４の直下を把持し、把持している試験管３３が傾かないように、試験管３３の長手方向において点ではなく線３６ｄで試験管３３に接触して把持するよう構成されている。
線３６ｄの長さ７４は、１００ｍｍ高さの試験管が傾かないように把持するために、１０ｍｍ以上あることが望ましい。また、図６Ｃに示すように、６５ｍｍ高さの試験管がホルダに収納された場合、把持が可能な栓５４とホルダ間の距離７５は１８ｍｍ程度であるため、１０〜１８ｍｍ程度の長さであることが望ましい。なお、線３６ｄの長さは１０〜１８ｍｍ程度としたが、試験管３３が傾かない程度の長さがあればよい。

次に、検体の処理手順に沿って、測定順序を説明する。

ユーザは、最初に、血液の入った試験管３３を投入モジュール３に投入する。そこでは、カメラ３ａにより試験管３３の撮像が行われ、試験管情報特定部２ａによって試験管３３の種類の特定が行われ、特定結果と検体ＩＤを関連付けて記憶しておく。

この後、血液の入った試験管３３は専用のホルダ２２に架設されて搬送ライン１２上を移動し、必要に応じて遠心分離モジュール４に搬送される。例えば血球カウンタのような項目に対応するのであれば遠心分離モジュール４を飛ばして遠心処理されずに通過させる。遠心分離処理を終えた試験管３３を検体チェックモジュール５に搬送して容量を計測する。計測された容量はシステムマネージャ２に送信される。この際、ホルダ２２には検体ＩＤに関する情報が記憶される。

この時点で、システムマネージャ２は小分けの計画（小分け数、小分け量等）を決めるプロセスを開始する。小分けのスケジュールは基本的には依頼されている測定項目によって決まるが、本実施形態においては更に容量を加味する。例えば、依頼のある項目のうち測定された容量で全ての分析が可能か、あるいは不可能だとした場合に分析可能な項目数はいくらか、などをパラメータとして適正な小分けをする。

検体チェックモジュール５において容量計測が終了した試験管３３を開栓モジュール６に運び、開栓処理を行う。先述のスケジュールに基づいた小分け用容器の準備をバーコードラベラ７で行い、続けて実際の小分けを検体分注モジュール８で実施する。その後は、用途に応じて、自動分析装置１３への搬送や、閉栓モジュール９による閉栓処理を経て、検体分類モジュール１０での分類あるいは収納モジュール１１への収納を行う。

次に、本実施形態に係る検体チェックモジュール５の動作について図７Ａ乃至図９を用いて以下説明する。
図７Ａ乃至図７Ｇは、検体チェックモジュール５に搬入された試験管３３を把持アーム３６で掴んでホルダ２２から引き抜き、走査後にホルダ２２内に収め、搬出するまでの一連の流れを説明する図、図８Ａ乃至図８Ｄは把持アーム３６で試験管３３を掴んで引き抜き、走査開始から完了までの一連の流れを説明する図、図９は検体チェックモジュール５での処理アルゴリズムを示す図である。

検体チェックモジュール５に搬送された試験管３３は、液量走査待機位置２８に搬入される（ステップＳ８１）。このとき、把持アーム３６は図７Ａに示すような状態で待機している。

ホルダ２２が到着すると、センサがホルダ２２を検知し、ストッパ等により液量走査待機位置２８でホルダ２２を停止させた後、ＩＤリーダー３０によりホルダ２２に書き込まれている検体ＩＤ情報を読み取る（ステップＳ８２）。この読み取った検体ＩＤ情報をシステムマネージャ２に送信し、システムマネージャ２は、到着したホルダ２２に架設された試験管３３についての、先に試験管情報特定部２ａで特定した試験管種別、動作パラメータ、依頼項目等に関する情報の問い合わせ処理を実施する（ステップＳ８３）。これにより試験管３３の直径（直径１３ｃｍ，直径１６ｃｍ等）や試験管３３の高さ（６５ｍｍ，７５ｍｍ，１００ｍｍ等）、栓の種類（ゴム栓，スクリュー栓，オーバーキャップ）等様々な種類の試験管３３に関する情報を入手し、対応することが可能となる。

その後、液量走査位置２９に向けて試験管３３は搬送される。液量走査位置２９にホルダ２２が到着すると、システムマネージャ２はストッパを稼働させ、ホルダ２２を液量走査位置２９に停止させる。

液量走査位置２９でホルダ２２が停止した後、システムマネージャ２は、駆動モータ３８に対して信号を出力し、試験管把持機構２７の把持アーム３６を図７Ｂに示すような試験管３３の栓５４の直下を掴む位置まで下降させる。このときの把持アーム３６の下降量は先に試験管情報特定部２ａで特定した試験管情報を利用して各試験管種類で定められた下降量とする。下降後、システムマネージャ２は、把持駆動モータ３７に対して信号を出力し、把持アーム３６を閉じ方向に稼働させて試験管３３の把持を行う（ステップＳ８４）。

試験管３３を把持した後は、システムマネージャ２は、駆動モータ３８に対して信号を出力して把持アーム３６を上昇させて、図７Ｃおよび図８Ａに示すように試験管３３をホルダ２２から持ち上げる（ステップＳ８５）。このとき、走査機構２６は、図８Ａに示すような位置で待機した状態である。

把持アーム３６が図８Ｂに示すような所定高さまで上昇した後、システムマネージャ２は、駆動モータ３５に対して信号を出力し、静電容量センサ３４を試験管３３に向けて下降させ、液面５６および血餅界面５７の検出走査を行う（ステップＳ８６）。
このステップＳ８６では、走査機構２６が下降を始め、最初に液面５６を静電容量センサ３４で検出する。続いて同じく静電容量センサ３４で血餅界面５７を検出する。走査時には、把持アーム３６は試験管３３を持ち上げた状態で停止しているため、液面を揺らすことなく界面走査することすることができる。また、把持する対象の試験管３３を把持アーム端面６５から静電容量センサ３４側に露出させて固定しているため、静電容量センサ３４が把持アーム３６の影響を受けることなく液面５６および血餅界面５７を検出することができる。

このステップＳ８６における界面検出走査で得られた静電容量センサ３４の信号は信号増倍部３９で増倍され、取得したアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換部４０を経て、データ記憶部４１に保存される。また、得られた液面５６の高さ情報、血餅界面５７の高さ情報および試験管種別情報とから、解析演算部４２において血清５２の液量を演算する（ステップＳ８７）。

その後、解析演算部４２は、試験管３３中の検体の高さが規定高さ以下であるか否かを判定する（ステップＳ８８）。

ステップＳ８８において検体高さが規定高さより高いと判定されるときは、図２Ｃに示すような液量過多などの検体異常、あるいは検体の液量異常のいずれかである可能性が高いため、解析演算部４２は、エラー検体として、当該試験管３３を開栓モジュール６に搬送せずに収納モジュール１１に搬出させるようシステムマネージャ２に対して処理信号を出力する（ステップＳ８９）。この搬出動作自体は後ほど実行する。また、その旨をシステムマネージャ２の画面などでオペレータなどに通知する。

これに対し、ステップＳ８８において検体高さが規定高さ以下であると判定されたときは、解析演算部４２は、試験管３３中の検体量が規定量以上であるか否かを判定する（ステップＳ９０）。検体量が規定量以上であるときは検体量が正常であるため、検査依頼項目を参照して子検体発行を行うための信号をシステムマネージャ２に対して出力する（ステップＳ９１）。これに対し検体量が規定量より少ないときは、検査依頼項目に対して血清液量が少ない場合であり、優先順位の高い依頼項目の子検体から発行するための信号をシステムマネージャ２に対して出力する（ステップＳ９２）。同時に依頼項目に対して血清液量が少ない旨のアラームを出力し、その旨をシステムマネージャ２の画面などでオペレータなどに通知する。

走査機構２６が図８Ｃに示すように位置まで下降し終えると、静電容量センサ３４による界面走査は終了であり、システムマネージャ２は、把持アーム３６の下降と走査機構２６の上昇を同時に行う。具体的には、駆動モータ３５に対して信号を出力して静電容量センサ３４を上昇させて図８Ｄに示す状態とするとともに、駆動モータ３８に対して信号を出力して把持アーム３６を下降させる。

システムマネージャ２は、把持アーム３６を図７Ｄの位置から図７Ｅの位置まで下降させて試験管３３をホルダ２２内に収める。

次いで、システムマネージャ２は、把持駆動モータ３７に対して信号を出力し、把持アーム３６を開き方向に稼働させて、図７Ｅから図７Ｆに示すように試験管３３を把持アーム３６から解放させる。

試験管３３の解放後、システムマネージャ２は、駆動モータ３８に対して信号を出力して把持アーム３６を上昇させ、図７Ｆから図７Ｇに示すような状態となったら試験管３３を搬出し、開栓モジュール６または収納モジュール１１に搬出させる。その後、試験管３３は開栓モジュール６または収納モジュール１１に搬出され、開栓、分注等の処理が行われる。

上述したように、本発明の検体検査自動化システムおよび検体チェックモジュールの第１の実施形態では、把持する対象の試験管３３の中心を通る線６６に比べて静電容量センサ３４に対して前面側であり、試験管３３の端面６４に比べて静電容量センサ３４側に突出しない位置３６ａで試験管３３に接触し、把持アーム３６の端面６５から試験管３３の端面６４を静電容量センサ３４に対して突出させて固定することが可能な、試験管３３を静電容量センサ３４に対して左右方向からの開閉で把持する左右１対の把持アーム３６を有しており、静電容量センサによる液面５６および血餅界面５７の走査の際にこの把持アーム３６により試験管３３をホルダ２２より持ち上げる。

よって、現在一般的に用いられている試験管バサミや移載用チャックのような把持アームにおける端面６３よりも、本実施形態の把持アーム端面６５は静電容量センサ３４との距離が試験管端面６４よりも離れた距離に位置するようになり、試験管の種類によらず一律に、把持する対象の試験管３３を把持アーム端面６５から静電容量センサ３４側に露出させて固定することができ、静電容量センサ３４が把持アーム３６の影響を受けることなく液面５６および血餅界面５７を検出することができる。また、把持アーム３６で試験管３３を持ち上げて固定するため、静電容量センサ３４ではなく試験管３３を動かして走査する場合に比べ、界面走査時に液面を揺らすことなく走査を行うことができる。その結果、非接触で検体の液量に関する情報を安定して精度良く得られる。よって、検体液量が検査項目に対して少ない場合でも測定項目の優先順位づけが可能となり、処理順序の最適化が図られる。また、再度採血を行うにあたっても早い段階で液量不足をアラームで出すことができるため、再採血を行って結果を受け取るまでの待ち時間などの患者負担を軽減することができる。

また、把持アーム３６は、試験管３３の長手方向において点ではなく線３６ｄで試験管３３を把持するため、非接触で液面５６および血餅界面５７を走査するにあたって、栓５４の直下を把持し、把持している試験管３３が傾かないようにすることができ、傾きによる界面高さの誤検出を防ぐことができる。このため、検体の液量に関する情報が安定して精度良く得ることができる。

更に、把持アーム３６は、試験管３３と接触する位置３６ａ，３６ｂの間は、様々な直径の試験管３３のうち、最も径の小さい試験管３３の曲率よりも大きな曲率で凹んでいる曲線部３６ｃを有しているため、試験管３３に対して線接でなく面での接触で把持することができる。このため、より安定して試験管３３を把持することができ、検体の液量に関する情報を安定して精度良く得ることができる。

また、把持アーム３６の材質は、試験管３３と接触する箇所３６ａ，３６ｂや曲線部３６ｃとその周囲は水よりも誘電率の低いゴムで構成され、その他の箇所はプラスチックで構成されており、試験管３３の高さ方向において把持アーム３６で掴んでいる箇所に液面５６および血餅界面５７がある場合においても、把持アーム３６に影響されることなく液面５６および血餅界面５７を検出することができる。

なお、カメラ３ａを投入モジュール３内に設けた例について説明したが、カメラ３ａは検体チェックモジュール５の搬入ライン２３に設けることができる。この場合、チェックモジュール単体で試験管３３内の情報を把握することができ、既存の検体前処理システムや自動分析装置内部に追加するのに好適なモジュールとなる。

また、カメラ３ａは検体チェックモジュール５の搬入ライン２３に設けるような態様は、自動分析装置１３の試薬保冷庫に保管されている試薬容器内の試薬の残量測定にも適用できる。
試薬保冷庫に保管される試薬は、通常、遮光目的のため有色の容器に入れて運用されているため、残量の目視確認はできない。
しかし、上述の形態のようなチェックモジュールを自動分析装置１３の試薬保冷庫やその付近に備えていることで、試薬の容量の目視確認ができない状況でも、試薬容器内の試薬の残量のチェックが可能となる。

更に、血餅界面５７の検出を静電容量センサ３４で行う態様について説明したが、この血餅界面５７は光学検出系によって行うことも可能である。

＜第２の実施形態＞
本発明の検体検査自動化システムおよび検体チェックモジュールの第２の実施形態を図１０および図１１を用いて説明する。図１０および図１１に、本実施形態の検体チェックモジュールの試験管把持機構における把持アームの形状の上面図を示す。

本実施形態の検体検査自動化システムは、検体チェックモジュール５における試験管把持機構２７における把持アームの形状が第１の実施形態の検体検査自動化システムと異なる以外は第１の実施形態の検体検査自動化システムと同じ構成であり、その説明は省略する。

図１０に示すように、本実施形態の試験管把持機構における把持アーム９１は、上面側から見たときに、片アームにつき、把持する対象の試験管３３の中心を通る線６６に比べて静電容量センサ３４に対して前面側であり、試験管３３の端面６４に比べて静電容量センサ３４側に突出しない位置９１ａと、把持する対象の試験管３３の中心を通る線６６に比べて静電容量センサ３４に対して後面側である位置９１ｂとの２点で接触することで試験管３３を保持することが可能な、試験管３３を静電容量センサ３４に対して左右方向からの開閉で把持する左右１対の把持アームである。この把持アーム９１は、試験管３３と接触する位置９１ａ，９１ｂの間は、曲線部ではなく直線となっており、角張って凹んでいる形状となっている。

このような形状の把持アーム９１によっても、把持アーム３６の端面６５から試験管３３の端面６４を静電容量センサ３４に対して突出させて固定することが可能であり、前述した検体検査自動化システムおよび検体チェックモジュールの第１の実施形態とほぼ同様な効果が得られる。

なお本実施形態の試験管把持機構における把持アームは、図１０に示すような形態に限られない。以下、図１１を用いて把持アームの他の形状について説明する。

図１１に示すように、把持アーム９２は、片アームにつき、把持する対象の試験管３３の中心を通る線６６に比べて静電容量センサ３４に対して前面側であり、試験管３３の端面６４に比べて静電容量センサ３４側に突出しない位置９２ａで試験管３３に接触するための腕部９２ｃと、把持する対象の試験管３３の中心を通る線６６に比べて静電容量センサ３４に対して後面側である位置９２ｂで試験管３３に接触するための腕部９２ｄとを有している。把持アーム９２も、位置９２ａおよび位置９２ｂとの２点で試験管３３と接触することで静電容量センサ３４に対して左右方向からの開閉で試験管３３を保持する左右１対の把持アームである。

このような形状の把持アーム９２でも、把持アーム３６の端面６５から試験管３３の端面６４を静電容量センサ３４に対して突出させて固定することが可能であり、前述した検体検査自動化システムおよび検体チェックモジュールの第１の実施形態とほぼ同様な効果が得られることは言うまでもない。

＜その他＞
なお、本発明は上記の実施形態に限られず、種々の変形、応用が可能なものである。上述の実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

例えば、本発明の検体チェックモジュールは、検体検査自動化システムに設けられるのではなく、自動分析装置に直接搭載することができる。

また、解析演算部４２がシステムマネージャ２と別体の例を説明したが、これらはシステムマネージャ２の内部に設けることができる。

１…検体検査自動化システム、
２…システムマネージャ、
２ａ…試験管情報特定部、
３…投入モジュール、
３ａ…カメラ、
４…遠心分離モジュール、
５…検体チェックモジュール、
６…開栓モジュール、
７…バーコードラベラ、
８…検体分注モジュール、
９…閉栓モジュール、
１０…検体分類モジュール、
１１…収納モジュール、
１２…搬送ライン、
１３…自動分析装置、
２１…架台、
２２…ホルダ、
２３…搬入ライン、
２４…搬出ライン、
２５…追い越しライン、
２６…走査機構、
２７…試験管把持機構、
２８…液量走査待機位置、
２９…液量走査位置、
３０…ＩＤリーダー、
３３…試験管、
３４…静電容量センサ、
３５…駆動モータ、
３６…把持アーム、
３６ａ，３６ｂ…位置、
３６ｃ…曲線部、
３６ｄ…線、
３７…把持駆動モータ、
３８…駆動モータ、
３９…信号増倍部、
４０…アナログ／デジタル変換部、
４１…データ記憶部、
４２…解析演算部、
５１…分離剤、
５２…血清、
５３…血餅、
５４…栓、
５５…バーコード、
５６…液面、
５７…血餅界面、
６１…試験管移載アーム、
６２…アーム、
６３…端面、
６４…端面、
６５…端面、
６６…線、
７５…距離、
９１…把持アーム、
９１ａ，９１ｂ…位置、
９２…把持アーム、
９２ａ，９２ｂ…位置、
９２ｃ，９２ｄ…腕部。

Claims (7)

1. 試験管に収容された少なくとも１つの層を有する検体のチェックを行う検体検査自動化システムであって、
   前記試験管内の検体の界面に関する情報を非接触の静電容量方式によって検出する計測部と、
   この計測部を前記試験管に対して上下動させる移動部と、
   前記試験管を搬送用ホルダもしくは搬送用ラックから持ち上げる把持機構とを備え、
   この把持機構は、前記計測部が前記試験管に対して非接触で界面を検出する際に、前記試験管を前記計測部に対して左右方向からの開閉で把持して正対させる把持アームであって、前記試験管との接触箇所は水よりも誘電率の低いゴムで構成され、その他の箇所はプラスチックで構成されており、前記試験管の中心に比べて前記計測部に対して前面側で、前記試験管より前記計測部側に突出しない位置で片アームにつき１点以上の点で接触して把持して、前記試験管を把持アーム端面から前記計測部に対して突出させて固定する把持アームを有する
   ことを特徴とする検体検査自動化システム。
2. 請求項１に記載の検体検査自動化システムにおいて、
   前記把持アームは、片アームにつき前記試験管の長手方向で少なくとも２点以上の箇所で線接触することで前記試験管が傾かないように把持する
   ことを特徴とする検体検査自動化システム。
3. 請求項２に記載の検体検査自動化システムにおいて、
   前記把持アームは、前記少なくとも２点以上の線接触する箇所の間が前記試験管の径よりも大きな曲率で凹んでいる、あるいは直線となっており、角張って凹んでいる
   ことを特徴とする検体検査自動化システム。
4. 請求項２に記載の検体検査自動化システムにおいて、
   前記把持アームは、片アームにつき前記試験管の中心を通る線に比べて前記計測部に対して前面側であり、前記試験管の端面に比べて前記計測部側に突出しない位置で前記試験管に接触するための第１腕部と、前記試験管の中心を通る線に比べて前記計測部に対して後面側である位置で前記試験管に接触するための第２腕部とを有している
   ことを特徴とする検体検査自動化システム。
5. 請求項１に記載の検体検査自動化システムにおいて、
   前記把持機構および前記移動部は、ともに上下方向に移動可能である
   ことを特徴とする検体検査自動化システム。
6. 請求項１に記載の検体検査自動化システムにおいて、
   前記計測部によって前記試験管内の検体の高さが予め設定した検体過多液面高さを超えると検出されるときは、栓をつけたまま異常検体として当該試験管を前記検体検査自動化システム外に排出するよう制御する制御部を更に備えた
   ことを特徴とする検体検査自動化システム。
7. 試験管に収容された少なくとも１つの層を有する試料または試薬のチェックを行うチェックモジュールであって、
   前記試験管内の試料または試薬の界面に関する情報を非接触の静電容量方式によって検出する計測部と、
   この計測部を前記試験管に対して上下動させる移動部と、
   前記試験管を搬送用ホルダもしくは搬送用ラックから持ち上げる把持機構とを備え、
   この把持機構は、前記計測部が前記試験管に対して非接触で界面を検出する際に、前記試験管を前記計測部に対して左右方向からの開閉で把持して正対させる把持アームであって、前記試験管との接触箇所は水よりも誘電率の低いゴムで構成され、その他の箇所はプラスチックで構成されており、前記試験管の中心に比べて前記計測部に対して前面側で、前記試験管より前記計測部側に突出しない位置で片アームにつき１点以上の点で接触して把持して、前記試験管を把持アーム端面から前記計測部に対して突出させて固定する把持アームを有する
   ことを特徴とする検体チェックモジュール。

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