JP7041240B2 - 生体試料分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、生体試料分析装置に関する。

生化学や免疫自動分析装置の進歩とともに、生体試料（検体）の前処理や搬送技術の自動化についても開発が進んでいる。検査項目数及び生体試料数は年々増加しており、多様化する生体試料の前処理に適用できるシステムが市場ニーズとなっている。

一般的な生体試料検査においては専用の容器が用意されており、患者の生体試料は当該容器で採取され、前処理が行われる。第一の前処理の例としては、生体試料の状態の分類である。例えば、生体試料が血液の場合、採取した血液が採血管に投入される。そして、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が分離され、分析に使用される成分である血清が抽出される。なお、これらの採血管は、例えばラック等に立て置かれ、その後の分析に供される。

採血管が立て置かれたラックには、遠心分離実施前の採血管（即ち血餅と血清とを分離する前のもの）と、遠心分離実施後の採血管（即ち血餅と血清とに分離されたもの）とが混在している場合もある。さらに、より不純物の混ざっていない血清を得るため、採血管には分離剤が予め収納されている場合もある。このような場合には、分離剤を含む採血管と、分離剤を含まない採血管とが混在している場合もある。従って、ラックには、様々な種別の生体試料を含む採血管が立て置かれていることになる。

また、分離された血清に溶血や混濁があると、吸光度を測定原理とする血液分析にとって、分析結果が正確に得られないことがある。そこで、ラックに立て置かれた採血管に含まれる血清の選別作業が行われる。これにより、自動分析装置に搬送される前に当該採血管が特定されてその後の分析から除外されたり、又は、分析ラインから物理的に除外されたりする等の措置が取られる。

これらの処理は、現状、検査技師等の人手により行われる。即ち、例えば、採血管の内部の状態（遠心の有無や分離剤の有無等）の把握や、分離された血清の状態の把握等は、人手によって行われているのが実情である。具体的には、検査技師等が実際に採血管の内部を確認し、採血管の内部の状態や血清の状態の把握が行われている。ただ、前記のように、検査項目数及び検体数の増加により、検査技師等の負担が大きくなっている。そこで、採血管等の生体試料収容容器の内部の状態を把握して、その生体試料の種別を自動で把握する技術が望まれている。

このような技術に関連して、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１には、検出装置は、第一の成分及び第二の成分を含む試料が収納される容器に対して検出を行うことが記載されている。そして、当該検出装置は、容器を撮像する撮像部と、撮像部の背景となる背景部と、試料の第一の成分の色を検知する検知部と、を備えることが記載されている。このとき、容器は撮像部と背景部の間に配置されることが記載されている。そして、検知部は、容器に貼付されたラベルを背景とした第一の成分の第一の領域及び背景部を背景とした第一の成分の第二の領域を認識し、第一の領域、第二の領域のうち少なくとも一つの領域から第一の成分の色情報を検出するようにされることが記載されている。

特開２０１５－１４５０６号公報（特に、要約書の［要約］を参照）

生体試料が血液の場合、採血管には、患者を識別するためのバーコードを印字したラベルが貼付されている場合がほとんどである。そして、このラベルには、患者を識別するための情報のほか、例えば分析時に使用される情報が印刷されることも多く、複数枚のラベルが貼付されることもある。即ち、ラベルが貼付される領域は拡大される傾向にある。そのため、例えば採血管のほぼ全周にラベルが貼付されていることがある。

この場合において、特許文献１に記載の技術では、ラベルの貼付されていない部分（周方向において、ラベル端部の間の隙間）について、カメラを使用した二次元画像の取得が行われている（特許文献１の例えば段落００２０等参照）。そして、得られた二次元画像の画像解析により、血清の色情報及び量に関する情報の取得が行われている（特許文献１の例えば段落００２７等参照）。

しかし、カメラによる撮像の際、採血管の内部に照射される光の量や方向によっては、血清の種別を正確に判定できない可能性がある。特に、ラベルの貼付領域が拡大し、ラベルの貼付されていない部分（即ち、周方向におけるラベル端部の間の隙間）が狭くなれば、ラベルの色の影響を受け易くなることと相俟って、血清の種別を正確に判定できない可能性がある。従って、特許文献１に記載の技術では、特に、ラベルの貼付領域が拡大し、採血管等の容器の内部が人手によっては視認しづらくなったとき、血清等の生体試料の種類の把握の精度について、依然として課題がある。

本発明がこれらの課題に鑑みて為されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、生体試料管におけるラベルの貼付領域が拡大又は生体試料管が小型化し、生体試料管の内部が人手によっては視認しづらくなったときであっても、生体試料の種別を精度よく把握可能な生体試料分析装置を提供することである。

本発明者らは前記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、以下の知見を見出した本発明を完成させた。即ち、本発明の要旨は、生体試料が含まれる生体試料管を撮像する撮像装置と、波長が０．７μｍ以上２．５μｍ以下の光を前記生体試料管に向けて照射し、前記生体試料の液面位置を表す前記生体試料管の透過光プロファイルを取得する液面位置検出装置と、前記透過光プロファイルの透過光量と予め定められた閾値とを比較し、前記透過光量が前記閾値を下回っている領域が二つ以上存在するか否かを判定することで、前記生体試料管が分離剤を含みかつ遠心後と判定するとともに、前記生体試料管の底付近の前記透過光量が前記閾値よりも大きいか否かを判定することで、前記生体試料管が分離剤を含みかつ遠心前と判定する比較解析装置と、前記比較解析装置による判定後、前記撮像装置により撮像した画像のうち、前記生体試料管に貼り付けられたラベルの下方であって前記生体試料管の底付近よりも上方の画素の色相値を取得し、前記色相値が所定閾値範囲内に存在するか否かに基づいて、前記生体試料管が分離剤を含まずかつ遠心後と判定するとともに、前記透過光プロファイルにスパイク状の急峻な透過光量の変化があるか否かを判定することで、前記生体試料管が分離剤を含まずかつ遠心前と判定する画像解析装置と、を備えることを特徴とする、生体試料分析装置に関する。

本発明によれば、生体試料管におけるラベルの貼付領域が拡大又は生体試料管が小型化し、生体試料管の内部が人手によっては視認しづらくなったときであっても、生体試料の種別を精度よく把握可能な生体試料分析装置を提供することができる。

第一実施形態の生体試料分析装置の全体図である。 第一実施形態の生体試料分析装置に備えられる検出装置を示す図である。 図２に示した検出装置に備えられるカメラにより撮像される画像であり、（ａ）はラベルが貼付されていないとした場合の生体試料管、（ｂ）はカメラ側にラベルが配置された生体試料管、（ｃ）は画像上で大部分がラベルで覆われた生体試料管、（ｄ）はラベル端部同士の間に形成された隙間がはっきりとわかる生体試料管の様子を示す図である。 第一実施形態の生体試料分析装置において行われる画像解析のフローを示す図である。 図４に示すフローにより得られる境界面位置を説明する図であり、（ａ）は正常な血清についての図面代用写真であり、（ｂ）は（ａ）の画像解析により得られた境界面及びこれらで区切られた血清領域を示す図であり、（ｃ）は黄疸と判定された血清についての図面代用写真であり、（ｄ）は乳びと判定された血清についての図面代用写真であり、（ｅ）は（ｄ）の画像解析により得られた境界面及びこれらで区切られた血清領域を示す図である。 第一実施形態の生体試料分析装置においてレーザ光を使用して行われる液面位置の決定方法を説明する図であり、（ａ）はラベルが貼付されていない採血管について決定するときの様子を示す図であり、（ｂ）は（ａ）における透過光量と採血管の長さ方向の位置との関係を示すグラフであり、（ｃ）はラベルが貼付された採血管について決定するときの様子を示す図であり、（ｄ）は（ｃ）における透過光量と採血管の長さ方向の位置との関係を示すグラフである。 第一実施形態の生体試料分析装置において行われる、血清の種別及び量を判定するフローである。 第二実施形態の生体試料分析装置において分析される採血管を表し、（ａ）は血清のみが入った、（ｂ）は血清、分離剤及び血餅が入った、（ｃ）は血清及び血餅が入った、（ｄ）は分離剤及び血餅が入った、（ｅ）は血餅のみが入った、（ｆ）は血液及び分離剤が入った、（ｇ）は空の、それぞれ採血管を表す。 第二実施形態の生体試料分析装置においてレーザを使用して行われる液面位置の決定方法を説明する図であり、（ａ）は図８（ａ）に示す採血管についての、（ｂ）は図８（ｃ）に示す採血管についての、（ａ）は図８（ａ）に示す採血管についての、分離剤が入っていない採血管に血液が採取されたものについての、透過光量と採血管の長さ方向の位置との関係を示すグラフである。 第二実施形態の生体試料分析装置において行われる、生体試料の種別及び量を判定するフローである。

以下、図面を適宜参照しながら本発明を実施するための形態（本実施形態）を説明するが、本発明は以下の例に何ら限定されるものではない。なお、以下の説明においては、特に断らない限り、生体試料管として採血管を例に挙げて、本実施形態の生体試料分析装置の説明を行う。

まず、第一実施形態（参考例）の生体試料分析装置１００（後記する）では、カメラ２０１（後記する）により撮像して得られた画像を解析することで検出された生体試料（血清等）の存在位置と、赤外光を使用して検出された生体試料（血清等）の液面位置とを比較することで、採血管内部の生体試料の種別が精度良く取得される。即ち、生体試料分析装置１００では、採血管２０９（後記する）について、ソフトウェアによる分析と、ハードウェアによる分析との双方が行われる。そして、このようにすることで、大型のラベル３０６（後記する）が採血管２０９の表面に貼付され、検査技師等が内部がほとんど確認できないような場合であっても、わずかな隙間（採血管の周方向におけるラベル端部同士の間）を利用して、生体試料の種別を精度良く把握することができる。

図１は、第一実施形態の生体試料分析装置１００の全体図である。生体試料分析装置１００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、種別判定モジュール１０４、開栓モジュール１０５、生体試料を含む採血管２０９（図２参照、図１では図示しない）とは異なる、空の採血管（図示しない）にバーコードを印字して貼付するラベラモジュール１０６、分注モジュール１０７、閉栓モジュール１０８、仕分けモジュール１０９、及び収納モジュール１１０を備えて構成される。そして、この生体試料分析装置１００には、生体試料分析装置１００に備えられる入出力Ｉ／Ｆ２０７（図２参照、図１では図示しない）を介して、生体試料分析装置１００を制御する制御用パーソナルコンピュータ１１１と、採血管２０９の内部の血清の成分を分析する自動分析装置１１２とが接続されている。

次に、生体試料の前処理及び分析を行う一連の工程について説明する。はじめに、患者（被験者）から採取された血液（生体試料）は、採血管２０９に入れられた後、投入モジュール１０２に投入される。ここで投入される採血管２０９には、ある程度大きなラベル３０６（図３（ｂ）参照）が貼付され、採血管２０９の内部が視認しにくくなっている。通常、採血及び投入モジュール１０２への採血管２０９の投入は、検査技師等の手作業によって行われる。その後の採血管２０９は、搬送ライン１０１の上に載って、遠心分離モジュール１０３、種別判定モジュール１０４、開栓モジュール１０５、ラベラモジュール１０６、分注モジュール１０７、閉栓モジュール１０８、仕分けモジュール１０９、収納モジュール１１０の間で移動される。

遠心分離モジュール１０３では、投入された血液（生体試料）に対して遠心分離が実施される。遠心分離によって、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成分分析に使用される血清の層とに分離される。これらの層（血餅及び血清の層）には、赤外光を吸収する水分や血球成分が含まれる。次に、種別判定モジュール１０４では、生体試料（血液）の生体試料の種別及び量が検出される。具体的には、前記の自動分析装置１１２で分析される血清の量が検出される。ここで、溶血と判定された生体試料や、量が極めて少ない場合には、当該生体試料が収容された採血管２０９は仕分けモジュール１０９まで移動され、エラー検体に分類される。一方、溶血と判定されず、かつ、十分な血清量の場合であり、成分分析が行われる採血管２０９は、搬送ライン１０１によって開栓モジュール１０５に移動される。

開栓モジュール１０５では、採血管２０９の栓３００（図３参照、図２では図示しない）が開栓される。ラベラモジュール１０６では、空の容器（図示しない）に、詳細は後記する種別判定モジュール１０４での判定結果を表すバーコード等が印刷されたラベル（図示しない）が貼付される。分注モジュール１０７では、遠心分離された採血管２０９（親検体）が、自動分析装置１１２等で分析されるために、図示しないラベルが貼付された採血管（子検体、図示しない）に小分けされる。閉栓モジュール１０８では、親検体及び子検体のそれぞれの採血管の栓が閉栓される。仕分けモジュール１０９では、親検体及び子検体の仕分けを行い、親検体の場合には収納モジュール１１０に、また、子検体の場合には自動分析装置１１２にまで移動され、各種成分の分析が実施される。

図２は、第一実施形態の生体試料分析装置１００に備えられる種別判定モジュール１０４を示す図である。種別判定モジュール１０４は、カメラ２０１ａを備えて構成される画像処理部２０１ｂと、赤外光を採血管２０９に照射する光源２０３ａ１及び採血管２０９を透過した赤外光を受光する受光部２０３ａ２を備えて構成される液面位置検出部２０３ｂと、を備えている。また、種別判定モジュール１０４は、可視光を採血管２０９に照射するとともに、採血管２０９で反射した光を受光する発光受光部２０４ａ，２０４ａを備えて構成されるラベル位置検出部２０４ｂを備えている。発光受光部２０４ａ，２０４ａは同軸上に採血管２０９を挟むように対向して二つ備えられ、これにより、精度の高いラベル位置の検出が行われる。

さらに、種別判定モジュール１０４は、前記画像処理部２０１ｂ、液面検出部２０３ｂ及びラベル位置検出部２０４ｂで得られたデータを蓄積するデータ蓄積部２０５と、得られたデータを比較解析する比較解析部２０６と、入出力Ｉ／Ｆ（インターフェース）２０７と、ユーザーＩ／Ｆ２０８とから構成される。これらは、いずれも図２において破線で示す電気信号線２１４により接続されている。

種別判定モジュール１０４で得られた各種情報（画像解析によって抽出された境界面５０２，５０３（図５参照）の位置情報や、液面位置検出部２０３ｂによって得られた血清の位置情報（図６参照）、血清の色情報（図７参照）等）は、検査技師等へと伝達される。具体的には、種別判定モジュール１０４に供えられた入出力Ｉ／Ｆ２０７（例えばＵＳＢ端子やＬＡＮポート等）及びユーザＩ／Ｆ２０８を介して、これらの情報が検査技師等に伝達される。

ここでいう「検査技師等」とは、必ずしも生体試料分析装置１００の近くにいる検査技師等のことではなく、入出力Ｉ／Ｆ２０７を介してユーザＩ／Ｆ２０８を操作できる検査技師等を意味している。そのため、生体試料分析装置１００では、遠隔地から無線やインターネットを通じ、検査技師等による操作が行われてもよい。

ユーザＩ／Ｆ２０８としては、例えば、前記の制御用パーソナルコンピュータ１１１に供えられた各種装置及びその動作、具体的には、マウス、キーボード、タッチパネル、ディスプレイ、ランプの点灯、スピーカによる警告音等が挙げられる。ユーザＩ／Ｆ２０８は、例えば、検出した生体試料種別や生体試料量の表示、生体試料種別、生体試料量の検出等に用いられるパラメータや閾値等の入力の際に使用される。なお、図２に示すユーザＩ／Ｆ２０８は、前記の図１を参照しながら説明した制御用パーソナルコンピュータ１１１に相当する。

また、生体試料分析装置１００に備えられる画像処理部２０１ｂ、液面位置検出部２０３ｂ、ラベル位置検出部２０４ｂ、データ蓄積部２０５及び比較解析部２０６は、それぞれ少なくとも一部が独立して又はこれらが一体となって、いずれも図示はしないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only
Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等を備えて構成される。そして、これらは、前記のＲＯＭに格納されている所定の制御プログラムが前記ＣＰＵによって実行されることにより具現化される。

種別判定モジュール１０４では、画像処理部２０１ｂによって取得した生体試料の境界面位置と、液面位置検出部２０３ｂによって得られた生体試料の液面位置とが比較解析されることで、採血管２０９内部の血清の種別（正常、溶血、黄疸又は乳び）が判定される。この判定は、詳細は後記するが、比較解析部２０６によって行われる。また、採血管２０９の断面積は分析前に把握できることから、血清の液面位置が把握されることで、血清の液量を測定することもできる。

そして、これら一連の検出動作は、ホルダ（図示しない）に載せられた採血管２０９が搬送ライン１０１の上を移動することによって行われる。なお、図２では、カメラ２０１ａと、光源２０３ａ１及び受光部２０３ａ２と、発光受光部２０４ａ，２０４ａとは、この順で図示したが、検出の順序は、上記に記載した順番どおりに実施することに限られたものではない。

図３は、図２に示した種別判定モジュール１０４に備えられるカメラ２０１ａにより撮像される画像であり、（ａ）はラベル３０６が貼付されていないとした場合の採血管２０９、（ｂ）はカメラ２０１ａ側にラベル３０６が配置された採血管２０９、（ｃ）は画像上で大部分がラベル３０６で覆われた採血管２０９、（ｄ）はラベル３０６の端部同士の間に形成された隙間がはっきりとわかる採血管２０９の様子を示す図である。

分離剤３０２が封入された採血管２０９を用いて血液３０５（図８（ｆ）参照、図３では図示しない）を採取し、遠心分離を実施した後の検体は図３（ａ）に示すような配置構成となる。なお、図３（ａ）では、遠心分離後の採血管２０９の様子を示すために、前記のようにラベル３０６が貼付されていないとした場合の状態を示している。そして、図３（ａ）に示すように、採血管２０９に封入された血液は、分離剤３０２によって、上部に血清３０３の領域と、下部に血餅３０４の領域とに分離する。また、採血管２０９の上方には、空気３０１が存在している。そして、採血管２０９の上部にはキャップ３００が配置され、生体試料が漏れないよう封がされている。

また、実際には、採血管２０９には前記のようにラベル３０６が貼付されているため、カメラ２０１ａ（図２参照）と採血管２０９との位置関係によっては、図３（ｂ）のように血清３０３の部分がラベル３０６で覆われる場合がある。そこで、このような場合に対応するため、図示しない生体試料管回転装置により、採血管２０９が周方向に回転される。即ち、生体試料分析装置１００では、高速に検出を行う観点から、この生体試料管回転装置によって採血管２０９が回転されながら、生体試料分析装置１００に固定されたカメラ２０１ａによる採血管２０９の撮像が連続的に行われる。これにより、カメラ２０１ａと採血管２０９との位置関係が変化し、周方向でラベル３０６の端部同士の隙間から血清３０３の少なくとも一部が見える部位が撮像される（図３（ｃ）及び図３（ｄ））。ここでいう「連続的」とは、「複数枚の画像取得」であってもよいし、「動画」であってもよい。

なお、採血管２０９の背面に、白又は黒の背景３０７が設置されると、後記する画像処理がスムーズに行えるため好ましい。そして、ここで撮像された画像は、画像処理部２０１ｂに入力される。

図４は、第一実施形態の生体試料分析装置１００において行われる画像解析のフローを示す図である。以下、適宜図２及び図３を併せて参照しながら、当該フローの説明を行う。はじめに、カメラ２０１ａにより、採血管２０９が連続的に撮像されることで、二次元の画像が取得される（ステップＳ４０１）。ここで撮像され画像は、例えば前記の図３（ｂ）～図３（ｄ）に示したようなものである。撮像された画像データは画像処理部２０１ｂに転送され、以降の処理が行われる。

次に、画像処理部２０１ｂは、転送された画像に基づいて、ラベル３０６の隙間判定を行う（ステップＳ４０２）。即ち、画像処理部２０１は、周方向でラベル３０６の端部同士の間に隙間が形成されているか否かを判定する。例えば前記の図３（ｃ）及び図３（ｄ）の画像が、隙間が形成されている場合に該当する。ここでは、画像処理部２０１ｂでは、背景３０７の領域を除去する画像処理が行われる。また、ラベル３０６の表面には、バーコードラベルや文字、数字等の印字があるものの、ラベル３０６の色は白色である場合が多い。そのため、画素値の微分等を用いたエッジ抽出処理によって、ラベル３０６の隙間を容易に判定することができる。

なお、図４のフローでは、説明の簡略化のために記載を省略したが、このステップＳ４０２においてラベル３０６の隙間を見つけることができない場合には、図４のフローでは以降の処理には進むことはできない。そのため、後記する色情報を抽出することなく、終了となる。このとき、場合によっては、該当する採血管２０９は、生体試料分析装置１００での分析にはその後供されずに、生体試料分析装置１００から分離され、検査技師等の目視で作業が行われる。

前記のステップＳ４０２において、ラベル３０６の隙間が存在することが確認された後、画像処理部２０１ｂは、撮像された複数の画像のうち、血清領域の面積、即ち、生体試料の部分の領域のうちの最も上に存在する領域（生体試料の存在領域）の面積が最も大きな画像を一つ選択する（ステップＳ４０３）。例えば、図３（ｂ）～（ｄ）に示すような複数の画像が取得された場合には、図３（ｄ）の画像を選択し、以降の処理を行う。各層の判別及び各層の面積は、例えば前記のエッジ抽出処理等によって算出することができる。このステップＳ４０３は、次のステップＳ４０４と一緒に行われる。即ち、各境界面の判別が行われながら、各層の面積が算出される。

なお、このとき、採血管２０９の内壁に付着し易い生体試料、具体的には黄疸等であった場合、実際の量はさほど多くないにも関わらず、カメラ２０１ａにより測定された画像での面積が最大と判定される可能性がある。この場合には、後記する液面位置検出部２０３ｂによる液面位置の検出時にも、このような生体試料を含む採血管２０９が検出されることになる（詳細は図７を参照しながら後記する）。そして、このような場合には、物理的に検出される液面位置によって補正されることになる。従って、ここでのステップＳ４０３及び後記するステップＳ４０４は、このような検出誤りを含んでいても構わない。

次いで、画像処理部２０１ｂは、血清領域の面積が最大となる画像（例えば前記の図３（ｄ））から、境界面の抽出を行う（ステップＳ４０４）。即ち、前記のステップＳ４０３において説明した、血清領域の面積が最も大きくなる画像において、各層の境界面の抽出が行われる。

ここで、採血管２０９に分離剤が封入されていてかつ遠心分離が実施されている場合には、採血管２０９の内部では、生体試料の境界面は、空気－血清の境界面と、血清－分離剤の境界面と、分離剤－血餅の境界面との、いずれかとなる。各境界面は、採血管２０９の長さ方向に対して垂直方向（即ち、直立している採血管２０９に対して境界面は水平）に存在する。そのため、各境界面は、採血管２０９の長手方向に対する画素値の微分等を用いたエッジ抽出処理によって、検出することができる。また、血清３０３の領域は、分離剤３０２の領域及び血餅３０４の領域より上側となる。これにより、このステップＳ４０４により、空気と血清との境界面、即ち、血清が存在する領域を抽出することが可能である。

なお、ここで境界面が抽出できない場合には、境界面が存在していないことになる。即ち、採血管は空（後記する図８（ｇ）を参照）となる。従って、この場合には、以降の処理を行うことなく、終了となる。この場合には、該当する採血管２０９は、生体試料分析装置１００での分析にはその後供されずに、生体試料分析装置１００から分離される。

最後に、画像処理部２０１ｂは、画像処理された画像において得られた血清の領域において、少なくとも一つの画素について、血清の色情報を抽出する（ステップＳ４０５）。そして、抽出された少なくとも一つの色情報を用いて、採血管２０９の表面に印字された文字や数字情報（例えば採血管２０９の製造ロット番号や型番等）の影響を除外することができる。このとき、精度をより高める観点から、二つ以上の色情報を抽出し、画素値の平均値や画素値の中央値、画素の分散値等を算出し、用いることが好ましい。ここで抽出された色情報により、血清の種別（正常、溶血、黄疸又は乳び）を判定することができる。なお、色情報の抽出の具体的方法については、図７を参照しながら後記する。

図５は、図４に示すフローにより得られる境界面５０２，５０３の位置を説明する図であり、（ａ）は正常な血清についての図面代用写真であり、（ｂ）は（ａ）の画像解析により得られた境界面５０２，５０３及びこれらで区切られた領域５０４を示す図であり、（ｃ）は黄疸と判定された血清についての図面代用写真であり、（ｄ）は乳びと判定された血清についての図面代用写真であり、（ｅ）は（ｄ）の画像解析により得られた境界面５０２，５０３及びこれらで区切られた領域５０７を示す図である。また、図５では、図示の簡略化のために、血餅や分離剤を表す符号（それぞれ３０４，３０２）の図示を省略している。

図５（ａ）は、分離剤３０２を有する採血管２０９に血液を入れ、遠心分離した後の実際の採血管２０９の内部を示している。一方で、図５（ａ）において、前記の図４に示したフローに沿って得られた境界面５０２，５０３の位置（即ち、前記の図２に示した比較解析部２０６による画像解析により得られた境界面５０２，５０３の位置）を矢印で示している。この図５（ａ）に示すように、実際の血清の上下境界面の位置（図５（ａ）に示す図面代用写真における血清の上下界面の位置）と、画像解析により得られた境界面５０２，５０３とは、ほとんど一致していることがわかる。ここでいう一致とは、採血管２０９の長さ方向（高さ方向）の位置での一致を意味する。

図５（ｂ）に示すように、画像解析により得られた境界面５０２，５０３によって区切られた領域５０４は、実際の血清３０３の領域に含まれている。そのため、この領域５０４の内部から色情報を抽出することで、血清の色情報を確実に抽出することができる。また、前記のように、実際の境界面（図５（ａ）に示す図面代用写真の位置）と、画像解析により得られた境界面５０２，５０３とは、ほとんど一致していることから、領域５０４の面積を算出することで、血清の量を高精度に把握することもできる。

次に、事前に別途成分分析を行い、黄疸と判定された血清（図５（ｃ））、及び、乳びと判定された血清（図５（ｄ））を用いて、前記の図４のフローに沿って画像処理を行った。そして、画像解析により得られた境界面５０２，５０３を、図５（ｃ）及び図５（ｄ）のそれぞれに付した。そして、これらの境界面５０２，５０３で区切られた領域５０７を模式的に表したものが、図５（ｅ）である。

図５（ｅ）に示すように、画像解析によって抽出された血清の境界面５０２，５０３で区切られた領域５０７には、実際の血清３０３の領域に含まれていない部分が存在する。即ち、画像解析によって抽出された血清３０３の境界面５０２，５０３で区切られた領域５０７が、実際の血清３０３の領域の内側に収まっていない。従って、この領域５０７の内部で色情報を抽出しても、必ずしも、血清３０３の領域内から色情報を抽出できるとは限らない。例えば、血清３０３以外の領域（例えば空気３００（図５では符号省略、図３（ａ）参照）の背景）の色を血清の色と誤って抽出する場合がある。

また、ここでは、一例として黄疸や乳びの血清を用いたが、他の状態の生体試料でも、前記のように、画像解析によって抽出された血清の境界面５０２，５０３で区切られた領域５０７が、前記の領域５０４とは異なり、その生体試料の領域の内側に収まらない場合がある。例えば、ラベル３０６（図３（ｂ）参照、図５では図示しない）の色に近い白濁した生体試料の場合に、ラベル３０６の端面を境界面と誤る場合がある。他にも例えば、採血管２０９の内壁面と親和性が高い等の理由により、生体試料が採血管２０９の内壁面近傍に吸着や残留し易い試料では、このような現象が生じやすい。そのため、これらの場合には、画像解析によっては、誤った血清の色の抽出を行う可能性がある。

ただし、前記のように、この場合には、後記する液面位置検出部２０３ｂによる液面位置の検出時に、このような生体試料を含む採血管２０９が検出されることになる。そして、このような場合には、物理的に検出される液面位置によって補正されることになる（詳細は後記する）。従って、前記のステップＳ４０３及びステップＳ４０４は、このような検出誤りを含んでいても構わない。そして、第一実施形態の生体試料分析装置１００では、これらの画像解析に加えて、ハードウェアを使用した、画像解析によらない物理的な液面検出が行われている。

図６は、第一実施形態の生体試料分析装置１００においてレーザ光を使用して行われる液面位置の決定方法を説明する図であり、（ａ）はラベル３０６が貼付されていない採血管２０９について決定するときの様子を示す図であり、（ｂ）は（ａ）における透過光量と採血管２０９の長さ方向の位置（即ち高さ位置）との関係を示すグラフであり、（ｃ）はラベル３０６が貼付された採血管２０９について決定するときの様子を示す図であり、（ｄ）は（ｃ）における透過光量と採血管２０９の長さ方向の位置（即ち高さ位置）との関係を示すグラフである。なお、前記の図２では、光源２０３ａ１及び受光部２０３ａ２と、ラベル位置を検出する発光受光部２０４ａ，２０４ａとは独立したものとして示したが、この図６では、便宜的に、同じ図面に一体物として示すものとする。

図６（ａ）において、光源２０３ａ１及び受光部２０３ａ２は、生体試料を含む採血管２０９を挟んで向かい合わせに配置され、生体試料を透過した赤外光のみが検出される。ここで使用される光源２０３ａ１は、レーザである。このような指向性の高い光を使用することで、より精度良く液面位置の検知が可能となる。特に、レーザのように発光量の大きい光源２０３ａを使用することで、採血管２０９の全周がラベル３０６に覆われている場合においてもラベル３０６を透過して、採血管２０９内部での液面位置が検出され易くなる。ただし、光源２０３ａ１としては、レーザのほかにも、ハロゲンランプやＬＥＤ等も使用可能である。

光源２０３ａから照射される光の波長は、前記のように赤外光であるが、具体的には例えば０．７μｍ以上、好ましくは１μｍ以上、また、その上限として、２．５μｍ以下、好ましくは２μｍ以下である。このような範囲にある赤外光を使用することで、血餅３０４に含まれる血球成分や、血清３０３に含まれる水分等では、大部分の光が吸収される一方で、分離剤３０２に用いられることが多い樹脂製のゲル成分中では大部分の光が透過する性質を利用することができる。

そして、これにより、血餅３０４と分離剤３０２との境界面、及び、分離剤３０２と血清３０３との界面面において、より急峻なシグナル変化を検知できる。即ち、赤外光を使用することで、より確実に、液面位置を検出することができる。また、透過光量は生体試料の成分及び体積によって変わるため、赤外光の透過光量に基づいて液面位置を検出することで、採血管２０９の内壁面近傍に吸着したり残留したりし易い生体試料の場合にも、高精度に液面位置を検出することができる。そして、高精度に液面位置が検出されることで、前記の図５を参照しながら説明したように、血清３０３の色情報を正確に取得することができ、血清３０３の種別を精度よく判定することができる。

さらに、分離剤３０２がゲル状の樹脂である場合には、その色は白色に近い場合が多くラベル３０６の色や乳びの血清３０３の色と似ている。そのため、画像解析のみでは、ラベル３０６の貼り方や血清３０３の状態によっては、分離剤３０２と血清３０３とが紛らわしくなり、血清３０３の種別を間違える場合もある。しかし、図６に示す方法を併用することで、このような誤りを防止することができ、高精度に液面位置を検出することができる。

また、生体試料分析装置１００には、採血管２０９を、生体試料分析装置１００に固定された光源２０３ａ１及び受光部２０３ａ２に対して上下方向に移動させる生体試料管移動装置（図示しない）が備えられている。従って、この生体試料管移動装置により、採血管２０９が上下方向のうちの少なくとも一方に移動しながら、透過した赤外光の光量（透過光量）が測定される。これにより、長さ方向における透過光量のプロファイル（図６（ｂ）、後記する）が得られる。なお、ここで得られたプロファイルは、液面位置検出部２０３ｂを通じて、データ蓄積部２０５に蓄積される。

さらに、生体試料分析装置１００では、このプロファイルの作成時に、ラベル３０６の貼付位置も検出される。具体的には、生体試料分析装置１００に固定された発光受光部２０４ａ，２０４ａに対して、前記の生体試料管移動装置によって採血管２０９が上下方向のうちの少なくとも一方に移動される際、採血管２０９で反射した光の量の変化が測定される。ラベル３０６が貼付された部分では、貼付されていない部分と比べて光（可視光）の反射量が変化する。そのため、この反射量を測定することで、光が照射された部分でのラベル３０６の有無を判定することができる。そして、この判定を採血管２０９の長さ方向の全域で行うことで、ラベル３０６の貼付位置を検出することができる。なお、ここで得られたラベル３０６の貼付位置は、ラベル位置検出部２０４ｂ及び液面位置検出部２０３ｂを通じて、データ蓄積部２０５に蓄積される。

図６（ｂ）は、前記の受光部２０３ａ２により取得された透過光量のプロファイルである。採血管２０９の液面より上面側の空気３００（図３（ａ）参照）の領域、及び分離剤３０２の領域では、大部分の赤外光は透過されるため、透過光量は大きくなる。一方、血球成分が含まれる血餅３０４の領域、及び水分が含まれる血清３０３の領域では赤外光が吸収されるため、透過光量は小さくなる。

そこで、予め定められた閾値６０５を設け、透過光量が当該閾値を上回り、かつ、採血管２０９の長さ方向で上側の部分（即ち、高さ位置として高い方の部分）は、空気３００が含まれる領域と判定することができる。また、閾値６０５を下回り、かつ、採血管２０９の長さ方向で上側の部分は、血清３０３の領域と判定ことができる。さらに、当該閾値を上回り、かつ、採血管２０９の長さ方向で下側の部分（即ち、高さ位置として低い方の部分）は、分離剤３０２の領域と判定することができる。そして、閾値６０５を下回り、かつ、採血管２０９の長さ方向で下側の部分は、血餅３０４の領域と判定することができる。即ち、赤外光の透過光量と閾値６０５とを比較することで、生体試料の液面位置を決定することができる。そして、生体試料の液面位置、即ち採血管２０９の長さ方向の長さ（即ち高さ方向の位置）がわかることで、各生体試料（特には血清３０３）の量を把握することもできる。

また、前記の図６（ａ）では、便宜的にラベル３０６が貼り付けられていない例を説明したが、実際には、図６（ｃ）に示すように、採血管２０９にはラベル３０６が貼付されている。そのため、ラベル３０６の表面での赤外光の散乱やラベル３０６の内部での赤外光の吸収によって、ラベル３０６が存在する部分において、赤外光の透過光量はわずかに減衰する（図６（ｄ））。そこで、発光受光部２０４ａ，２０４ａによってラベル３０６が存在すると検出された部分では、ラベル３０６の存在する領域での閾値６０５が部分的に変更（小さく）される。これにより、ラベル３０６が存在する場合にも、高精度に液面位置を検出可能である。そして、高精度に液面位置が検出されることで、前記の図５を参照しながら説明したように、血清３０３の色情報を正確に取得することができ、血清３０３の種別を精度よく判定することができる。

図７は、第一実施形態の生体試料分析装置１００において行われる、血清の種別及び量を判定するフローである。まず、前記の図４のフローに沿って画像解析を行い、採血管２０９の内部での境界面５０２，５０３が抽出される（ステップＳ７０１）。ここで抽出された境界面５０２，５０３の位置は、前記のようにデータ蓄積部２０５に蓄積される。なお、採血管２０９の表面にはラベル３０６が貼付されている。ちなみに、生体試料である血清３０３は、正常なもののほか、溶血や黄疸、乳びの可能性がある。そして、これらの場合には、前記のように、正確な境界面５０２，５０３が抽出されない可能性がある。

次いで、前記のステップＳ７０１を経た採血管２０９について、前記の図６を参照しながら説明したようにして、血清３０３の液面位置が検出される（ステップＳ７０２）。ここで検出された液面位置は、前記のようにデータ蓄積部２０５に蓄積される。そして、比較解析部２０６（図２参照）は、データ蓄積部２０５に蓄積された境界面５０２，５０３と液面位置とを比較する。具体的には、まず、比較解析部２０６は、画像解析で得られた境界面５０２（図５参照）が、レーザ光を使用して得られた血清液面の上面よりも上側にあるか否かを判定する（ステップＳ７０３）。

もしこの条件が満たされれば（Ｙｅｓ方向）、前記の図５（ｅ）を参照しながら説明したように、領域５０７のように上側端部が実際の血清３０３の領域からはみ出しており、この状態で血清３０３の色情報の抽出を行えば、血清３０３以外の部分の色情報が誤って抽出されてしまう可能性がある。そこで、この場合には、レーザ光を使用して得られた血清液面（液面位置検出部２０３ｂにより検出された液面）を考慮しながら、前記のステップＳ７０１において取得された画像での境界面５０２，５０３について再解析が行われる（ステップＳ７０５）。

一方で、前記のステップＳ７０３において、画像解析で得られた境界面５０２（図５参照）が、レーザ光を使用して得られた血清３０３の液面の上面よりも上側には無い場合（Ｎｏ方向）、前記の図５（ｂ）を参照しながら説明したように、領域５０４の少なくとも上端は、血清３０３の領域に含まれていることになる。そのため、次のステップとして、比較解析部２０６は、画像解析で得られた境界面５０３（図５参照）が、レーザ光を使用して得られた血清３０３の液面の下よりも下側にあるか否かを判定する（ステップＳ７０５）。

もしこの条件が満たされれば（Ｙｅｓ方向）、前記の図５（ｅ）を参照しながら説明した内容と同様に、領域５０７のように下側端部が実際の血清３０３の領域からはみ出しており、この状態で血清３０３の色情報の抽出を行えば、血清３０３以外の部分の色情報が誤って抽出されてしまう可能性がある。そこで、この場合には、レーザ光を使用して得られた血清３０３の液面を考慮しながら、前記のステップＳ７０１において取得された画像での境界面５０２，５０３について再解析が行われる（ステップＳ７０５）。

一方で、前記のステップＳ７０４において、画像解析で得られた境界面５０３（図５参照）が、レーザ光を使用して得られた血清３０３の液面の下面よりも下側には無い場合（Ｎｏ方向）、前記の図５（ｂ）を参照しながら説明した内容と同様に、領域５０４のように下端も、血清３０３の領域に含まれていることになる。即ち、前記のステップＳ７０３及びステップＳ７０４の双方の条件が満たされなければ、画像解析により得られる領域５０４は、実際の血清３０３の領域に含まれているといえる。従って、当該領域５０４の内側から任意の部位で色情報の抽出を行うことで、血清３０３の色情報を抽出することができる。このことを換言すれば、以上の判定により、血清３０３の種別の判定対象となる部分（領域５０４）が特定されたことになる。

そこで、比較解析部２０６は、前記のステップＳ７０１で抽出した境界面５０２と境界面５０３との間の領域５０４（即ち、血清３０３の種別の判定対象となる部分）のうちの少なくとも一つの画素値に基づいて、血清３０３の色情報を抽出する（ステップＳ７０６）。ここで、例として、取得される色情報としては、人間が色を知覚する方法と類似したＨＳＶ系の色情報である。ＨＳＶ系のうち、例えば色相であるＨは、赤、黄、緑、青等の色の様相の相違を数値的に示したものであり、例えば０～３６０の範囲で数値的に示される。

そして、比較解析部２０６は、抽出したＨＳＶ系の色情報に基づいて、血清３０３の種別を判定する（ステップＳ７０７）。具体的には、血清３０３の種別の判定は、抽出された色相値（ＨＳＶ系におけるＨの値）を、基準となる閾値と比較することによって行われる。そして、この閾値は、血清３０３が例えば正常、溶血、黄疸、乳びのそれぞれについて範囲として設定されており、この比較により、血清３０３の種別を判定することができる。

なお、ここで行われる判定は、予め設定されている閾値との比較に限られるものではない。例えば、生体試料種別間の判別式を予め設定しておき、検出対象領域の全画素の画素値又は代表値（検出対象領域の全画素の画素値の平均値や画素値の中央値等）を判別式に代入して得られた値によって、生体試料種別を判定するようにしてもよい。このような方法によれば、分類すべき血清の色の状態に似た色、例えば溶血の場合には赤色、黄疸の場合には緑色や茶色、乳びの場合には白色の印字が存在するような生体試料管の場合にも、高精度に血清色を抽出することができる。

ちなみに、ステップＳ７０３やステップＳ７０４において「Ｙｅｓ」と判定された場合、ワーニングを通知させる等してその旨が検査技師等に知らせるようにしてもよい。また、ステップＳ７０３やステップＳ７０４において「Ｙｅｓ」と判定された場合には、ステップＳ７０１及びステップＳ７０２において、複数枚画像を取得した後にラベル隙間判定を行う段階で判定を間違えている可能性もある。そこで、ラベル隙間の判定を行う候補画像をユーザＩ／Ｆ２０８（図２参照、図１の制御用パーソナルコンピュータ１１１に相当）に表示させ、検査技師等に目視で判定してもらい、再解析を行う等すれば、さらに信頼性を向上させることができる。

以上の説明のように、生体試料分析装置１００では、前記の図３～図５を参照しながら説明した画像解析に加え、図６を参照しながら説明したようなレーザによる液面位置の検出が行われる。このようにすることで、特に採血管２０９の内壁面近傍に吸着したり残留したりし易い生体試料の場合にも、高精度に液面位置を検出することができる。

ここで、本発明者らは、分離剤が封入された採血管２０９に血液を採取し、遠心分離して作製した擬似検体を用いて、図７のフローを実行した。なお、擬似検体が含まれる採血管２０９には、予め用意したラベル３０６（バーコードが印字されている）を一枚貼付した。その結果、作製した疑似検体の約１０％で、画像解析で得られた境界面５０２，５０３とレーザ光を用いて検出された液面位置との間に乖離がみられ、ステップＳ７０５の処理が行われた。これにより、血清液面を正しく抽出できた疑似検体の割合は、最終的に９５％に上昇し、残りの５％に関しても、前記に示したようにワーニングを検査技師等に通知することが可能であった。これにより、今回用いたほぼ全ての擬似検体で何らかの状態に分類が可能、又は、検査技師等にワーニングを通知することが可能であり、分類の精度を向上させることができることがわかった。

また、生体試料は、国籍や地域性によって、その傾向が異なる場合もある。そこで、使用が想定される場所ごとに、試料種別や液量が既知の試料を事前に用意し、検出装置のパラメータを逐次変更させるなどの手法をとれば、検出の信頼性をさらに向上させることができる。

以上の第一実施形態では、採血管２０９の内部に血餅３０４、分離剤３０２、及び血清３０３の全てが収容されていることを前提として、採血管２０９の内部の血清３０３の種別（正常、溶血、黄疸、乳び）が判定されていた。しかし、以下で説明する第二実施形態では、採血管２０９の内部に血餅３０４、分離剤３０２、及び血清３０３の全てが収容されていない場合、即ち、血餅３０４、分離剤３０２、及び血清３０３のうちの少なくとも一つを含まない採血管０２９も考慮し、血清３０３の種別が判定される。以下、第二実施形態の生体試料分析装置について説明する。

なお、第二実施形態で使用する生体試料分析装置は、制御のみが異なること以外は、前記の生体試料分析装置１００の構成と同じである。そこで、第二実施形態で使用する生体試料分析装置のことを便宜的に「生体試料分析装置２００」というが、その図示は省略する。また、以下で示す符号は、前記の生体試料分析装置１００において示した符号と同じものを使用している。

図８は、第二実施形態の生体試料分析装置２００において分析される採血管２０９を表し、（ａ）は血清３０３のみが入った、（ｂ）は血清３０３、分離剤３０２及び血餅３０４が入った、（ｃ）は血清３０３及び血餅３０４が入った、（ｄ）は分離剤３０２及び血餅３０４が入った、（ｅ）は血液３０５のみが入った、（ｆ）は血液３０５及び分離剤３０２が入った、（ｇ）は空（即ち空気３０１のみ）の、それぞれ生体試料管を表す。それぞれの採血管２０９において、空の部分（空気の部分）は「空気３０１」として示している。なお、図８では、説明の便宜上、ラベル３０６の図示は省略している。

前記のように、採血管２０９に含まれている成分には、様々なものがある。具体的には、図８（ａ）は、血清３０３が分注によって小分けにされた場合であり、液体成分のみが含まれる場合である。図８（ｂ）は、分離剤３０２が封入された採血管２０９を用いて、血液３０５（図８（ｂ）では図示しない）が遠心分離された場合である。図８（ｃ）は、分離剤３０２（図８（ｃ）では図示しない）が封入されていない採血管２０９を用いて、血液３０５（図８（ｃ）では図示しない）が遠心分離された場合である。

図８（ｄ）は、分離剤３０２が封入された採血管２０９を用いて、血液３０５（図８（ｄ）では図示しない）が遠心分離された後、分注によって血清３０３（図８（ｄ）では図示しない）が小分けされて除去された後の状態である。図８（ｅ）は、分離剤３０２（図８（ｅ）では図示しない）が封入されていない採血管２０９に血液３０５を採取し、遠心分離される前の状態である。図８（ｆ）は、分離剤３０２（図８（ｆ）では図示しない）が封入されている採血管２０９に血液３０５を採取し、遠心分離される前の状態である。図８（ｇ）は、空の採血管であり、空気３０１のみが含まれている状態である。

これらのように、生体試料の種類には、遠心分離前の血液３０５のほか、遠心分離により得られる血清３０３や血餅３０４等がある。また、採血管２０９には、分離剤３０２が封入されているものもあれば、封入されていないものもある。さらに、遠心分離が行われる前に採血管２０９や、遠心分離が行われた後の採血管２０９もある。そこで、第二実施形態の生体試料分析装置２００では、これらのような様々な状態の採血管２０９について、含まれる生体試料の分類処理が行われる。具体的には、生体試料分析装置２００では、画像解析による境界面の抽出と、レーザによる液面位置の検出とを併用することで、採血管２０９の内部の生体試料の種別（空の状態を含む）の判定が行われる。

図９は、第二実施形態の生体試料分析装置２００においてレーザを使用して行われる液面位置の決定方法を説明する図であり、（ａ）は図８（ａ）に示す採血管２０９についての、（ｂ）は図８（ｃ）に示す採血管２０９についての、（ｃ）は図８（ｅ）に示す採血管２０９についての、透過光量と採血管２０９の長さ方向の位置（即ち高さ位置）との関係を示すグラフである。なお、図９では、説明の便宜上、ラベル３０６の貼付がされていない採血管２０９について、評価している。ただし、実際には、前記の第一実施形態と同様にラベル３０６が貼付された採血管２０９について判定が行われる。そして、透過光のプロファイルでの閾値（図９では図示しない）も、ラベル３０６の貼付位置によって変更される。

前記の図６を参照しながら説明したように、血清３０３及び血餅３０４は赤外光を吸収する。また、水分や血球を含む血液３０５も、赤外光を吸収する。一方で、空気３０１及び分離剤３０２は赤外光を吸収しない。そうすると、血清３０３及び血餅３０４のみを含む（即ち分離剤３０２を含まない）ような場合や、血液３０５及び分離剤３０２を含むような場合には、血清３０３、血餅３０４及び血液３０５のいずれもが赤外光を吸収し、大きな透過光ピークが現れないため、液面位置を反映した透過光のプロファイルを得ることが難しい。そこで、生体試料分析装置２００では、画像解析により、ラベル３０６の貼付された部分以外の領域（具体的には採血管２０９の底付近）の色情報を抽出し、これにより、生体試料の種類の判定が行われる。

図１０は、第二実施形態の生体試料分析装置２００において行われる、生体試料の種別及び量を判定するフローである。以下、図１０に示すフローについて、前記の第一実施形態で参照した図面を適宜併せて参照しながら説明する。

まず、液面位置検出部２０３ｂ（図２参照）は、前記の生体試料分析装置１００と同様にして、採血管２０９での生体試料の透過光プロファイル（図６（ｄ）参照）を取得する（ステップＳ１００１）。この透過光プロファイルは、生体試料管の内部における生体試料の液面位置を表すものである。次に、ラベル位置検出部２０４ｂ（図２参照）は、前記の生体試料分析装置１００と同様にして、ラベル３０６の貼付位置の検出を行い、ラベル３０６が存在する領域で閾値を一定値低下させる処理を行い（図６（ｄ）参照）、採血管２０９の長さ方向（高さ方向）全体での閾値を取得する（ステップＳ１００２）。

次いで、比較解析部２０６（図２参照）は、透過光量とステップＳ１００２で取得した閾値とを比較する（ステップＳ１００３）。そして、比較解析部２０６は、透過光量が閾値を下回っている領域が少なくとも一つ存在するかどうか判定を行う（ステップＳ１００４）。透過光量が閾値を下回っている領域が存在しない場合には、赤外光を吸収する血清３０３及び血餅３０４のいずれも存在しないと判定される。そのため、比較解析部２０６は、生体試料種別は空（図８（ｇ）参照）と判定し、処理を終了する（ステップＳ１００５）。

一方で、透過光量が閾値を下回っている領域が存在する場合には、そこで、比較解析部２０６は、その領域の数を判定し、二つ以上あるか否かの判定を行う（ステップＳ１００６）。そして、透過光量が閾値を下回っている領域が二つ以上存在する場合には、分離剤３０２に挟まれて血清３０３及び血餅３０５が存在することを意味する。即ち、血餅３０５と分離剤３０２との間には、透過光量の変化によって認識可能な液面が存在していることになる。また、分離剤３０２と血清３０２との間にも、透過光量の変化によって認識可能な液面が存在していることになる。そのため、比較解析部２０６は、生体試料種別は分離剤３０２を含み、かつ、遠心後（図８（ｂ）参照）と判定し、処理を終了する（ステップＳ１００７）。

次に、比較解析部２０６は、採血管２０９の底付近の透過光量の大小を判定する（ステップＳ１００８）。即ち、採血管２０９の底付近の透過光量が閾値よりも大きいか否かが判定される。ここで、採血管２０９は、半透明又は透明な材料により構成されるため、赤外光の大部分は透過する。しかし、採血管２０９の底付近では、湾曲した形状となっており、入射した赤外光が強く散乱して透過光量が減衰する。そのため、このような減衰を検出することで、底付近かどうかを検知することができる。なお、もし、この方法で底の位置を検知することができない場合には、透過光プロファイルを取得する時点で基準となる位置を設ければよい。

採血管２０９の底付近での透過光量が前記の閾値を上回る場合には（大きい場合には）、その採血管２０９には、底付近に分離剤３０２が存在していることを意味している。そのため、比較解析部２０６は、生体試料種別は分離剤３０２を含み、かつ、遠心前（図８（ｆ）参照）と判定し、処理を終了する（ステップＳ１００９）。

一方で、採血管２０９の底付近での透過光量が前記の閾値を下回る場合には（小さい場合には）、画像処理部２０１ｂ（図２参照）は、カメラ２０１ａ（図２参照）により、採血管２０９の全周の撮像を行い、複数の画像を連続的に取得する（ステップＳ１０１０）。ここでの画像の取得は、前記の第一実施形態において図３及び図４を参照しながら説明した方法と同様の方法により行われる。

次に、画像処理部２０１ｂは、取得された画像について、ラベル位置検出部２０４ｂ（図２参照）により検出されたラベル３０６の貼付位置以外の領域において、採血管２０９の色情報（前記のＨＳＶ系での色相（Ｈ）の値）を少なくとも一つ、抽出する（ステップＳ１０１１）。ここでは、画像処理部２０１ｂは、採血管２０９の底周辺の画素の色相値（以下、この値のことを「色相値１」という）と、採血管２０９の底より上方の画素の色相値（以下、この値のことを「色相値２」という）を取得する。従って、このステップ１０１１では、カメラ２０１ｂにより、生体試料の存在領域が画像として抽出されることになる。そして、この画像と、前記の採血管２０９の内部における生体試料の液面位置を表す透過光プロファイル（図９参照）とに基づいて、生体試料の種別の判定対象となる部分（採血管２０９の底の部分及び底より上方の部分）が特定されることになる。

なお、色相値１及び色相値２は、それぞれ、前記の第一実施形態と同様に、抽出された色情報を用いて、画素値の平均値や、画素値の中央値、画素の分散値として算出することもできる。また、「底より上方」とは、採血管２０９の内底部と、ラベル位置検出部２０４ｂにより検出可能なラベル３０６の下側端部（即ち、当該端部よりも下方にはラベル３０６は存在しない）との間であれば、どこであってもよく、例えば、ラベル３０６の下側端部のすぐ真下等とすることができる。

もし、取得した色相値１と色相値２とが近い場合（例えば色相値１と色相値２との比率が予め定められた所定範囲内の場合）には、撮像で認識できた領域の生体試料の成分は一つであることを意味する。一方で、取得した色相値１と色相値２とが近くない場合（例えば色相値１と色相値２との比率が予め定められた所定範囲から外れる場合）には、撮像で認識できた領域に複数の種類の生体試料が存在することを意味する。そこで、比較解析部２０６は、底付近の色相値１と予め定められた閾値範囲とを比較し、色相値１が閾値範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１０１２）。

ここで、色相値は色の様相の違いを表わす。そのため、予め定められた閾値範囲と比較をすることで、色情報を取得した領域の生体試料の成分を見積もることができる。例えば、色相値１が０～３６０の範囲で表現される場合に、色相値１の閾値範囲を３０～１２０とすれば、色相値１が３０～１２０に含まれれば、採血管２０９の底付近の生体試料の色は黄色又は黄色に近い色であると判定することができる。

この判定の結果、色相値１が上記の閾値範囲に含まれる場合には、採血管１の底付近の生体試料の色は黄色又は黄色に近い色であることを意味する。そのため、比較解析部２０６は、生体試料の種別は血清（図８（ａ））のみと判定し、処理を終了する（ステップＳ１０１３）。しかし、色情報１の色相値が上記の閾値範囲に含まれない場合には、次のステップＳ１０１４の処理が実行される。

このステップＳ１０１４において、比較解析部２０６は、底付近よりも上方での色相値２と予め定められた閾値範囲とを比較し、色相値２が閾値範囲内であるか否かを判定する。なお、ここでも、前記の色相値１と同様に、例えば色相値２が０～３６０の範囲で表現される場合には、色相値２の閾値範囲を３０～１２０とすれば、生体試料の色が黄色又は黄色に近い場合のみを判定することができる。即ち、採血管２０９の底付近での生体試料の色は黄色以外であるものの、底よりも上方では生体試料の色が黄色に近いという判定結果より、撮像で認識できた領域には複数の種類の生体試料が存在していることを表わしている。そして、この判定の結果、色相値２が閾値範囲内である場合には、比較解析部２０６は、生体試料種別は分離剤無し遠心後（図８（ｃ））と判定し、処理を終了する（ステップＳ１０１５）。

一方で、色相値２が上記の閾値範囲に含まれない場合には、以下のステップが行われる。まず、比較解析部２０６は、赤外光の透過光プロファイル解析に戻り、判定を行う。残っている未分類の状態は、試料が血液の場合で、分離剤が無く遠心分離も実施されていない状態（図８（ｅ）参照）、又は、分離剤が有り遠心分離も実施されているが分注により血清が空に近い状態（図８（ｄ）参照）のどちらかである。

前者の場合（図８（ｅ））には、生体試料が均一であるため、透過光プロファイルはラベル３０６が存在しない領域で、ほぼ一定の値を示す。一方、後者の場合（図８（ｄ））には、生体試料に分離剤３０２が含まれるため、ラベル３０６が存在しない領域においても、分離剤３０２の部分で透過光プロファイルに変化が生じる。具体的には、分離剤３０２の上方において、分離剤３０２と空気３０１の界面（液面）、又は、分離剤３０２と血清３０３との界面（液面）において、入射光が散乱する。これにより、透過光は減衰し、透過光プロファイルには急峻なピーク（所謂スパイク）が現れる。

そこで、比較解析部２０６は、透過光プロファイルにスパイク状の急峻な透過光量の変化があるか否かの判定を行う（ステップＳ１０１６）。スパイクが見つからなかった場合には（Ｎｏ方向）、比較解析部２０６は、生体試料の種別は分離剤無し遠心前（図８（ｅ）参照）と判定し、処理を終了する（ステップＳ１０１８）。一方で、スパイクが見つかった場合には（Ｙｅｓ方向）、比較解析部２０６は、生体試料種別は分離剤有り遠心後で血清空（図８（ｄ）参照）と判定し、処理を終了する（ステップＳ１０１７）。

以上のフローを用いることで、ラベル３０６が採血管２０９のほぼ全周に存在し、採血管２０９の内部が極めて視認しにくい場合においても、生体試料の種別を高精度に判定することが可能である。

ここで、本発明者らは、前記の図８に示したような配置構成となるように作成された擬似検体７種類を用いて、図１０に示したフローで処理を行い、疑似検体の分類を実施した。なお、ラベル３０６の影響が除外できているか確認するために、擬似検体が含まれる採血管２０９には、ラベル３０６が貼付されていないもの、ラベル３０６が採血管２０９の周囲の一部に貼付されているものに加えて、参考としてラベル３０６が採血管２０９の全周に貼付されているものの合計三種類を用いた。従って、疑似検体の数は全部で２１種類である。

図１０に示したフローで処理を実行することで、用意した２１種類の検体のうち１９種類を正しく判定することができ、約９０％の正答率であった。これは、液面計測の結果のみを用いて判定した場合（即ち画像解析を行わない場合）と比較して、約３０％正答率が向上した。分類結果を一意に決定できなかった残りの２種類の検体についても、分離剤３０２の有無の判定については正しい結果を得られた。従って、今回用いた全ての模擬検体において遠心分離の実施判定は行うことができる。そのため、例えば、前記の画像解析の結果得られた色情報に基づいて判定された生体試料の種別に応じて、前記の図１に示した遠心分離モジュール１０３に供して、遠心分離を行うか否かの判断を行うことができる。

また、得られた生体試料の種別に基づいてに、生体試料が次に移動されるべきモジュールを自動で決めることで、効率的な前処理が可能である。例えば、遠心分離後の生体試料については、開栓モジュール１０５、ラベラモジュール１０６及び分注モジュール１０７へと順次移動させた後、分注が実施される。また、分離剤有りで遠心前の試料については、遠心分離モジュール１０３に移動され、遠心分離が実行される。そのほかには、空と判定されている生体試料の場合には、ユーザＩ／Ｆ２０８にワーニングの表示をさせることも可能である。

なお、生体試料としては、例えば、生体試料の例として、前記の実施形態では血液や血清等を例示したが、例えば尿などであってもよい。また、他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、任意に変形して実施可能である。

１００ 生体試料分析装置
１０３ 遠心分離モジュール（遠心分離機）
１０４ 種別判定モジュール
２００ 生体試料分析装置
２０１ａ カメラ（撮像装置、画像解析装置）
２０１ｂ 画像処理部（画像解析装置）
２０３ａ１ 光源（液面位置検出装置）
２０３ａ２ 受光部（液面位置検出装置）
２０３ｂ 液面位置検出部（液面位置検出装置）
２０４ａ 発光受光部（ラベル位置検出装置）
２０４ｂ ラベル位置検出部（ラベル位置検出装置）
２０６ 比較解析部（画像解析装置、液面位置検出装置、比較解析装置）
２０９ 採血管（生体試料管）
３０２ 分離剤
３０３ 血清（生体試料）
３０４ 血餅（生体試料）
３０５ 血液（生体試料）
３０６ ラベル
６０５ 閾値

Claims (7)

1. 生体試料が含まれる生体試料管を撮像する撮像装置と、
   波長が０．７μｍ以上２．５μｍ以下の光を前記生体試料管に向けて照射し、前記生体試料の液面位置を表す前記生体試料管の透過光プロファイルを取得する液面位置検出装置と、
   前記透過光プロファイルの透過光量と予め定められた閾値とを比較し、
   前記透過光量が前記閾値を下回っている領域が二つ以上存在するか否かを判定することで、前記生体試料管が分離剤を含みかつ遠心後と判定するとともに、
   前記生体試料管の底付近の前記透過光量が前記閾値よりも大きいか否かを判定することで、前記生体試料管が分離剤を含みかつ遠心前と判定する
   比較解析装置と、
   前記比較解析装置による判定後、
   前記撮像装置により撮像した画像のうち、前記生体試料管に貼り付けられたラベルの下方であって前記生体試料管の底付近よりも上方の画素の色相値を取得し、前記色相値が所定閾値範囲内に存在するか否かに基づいて、前記生体試料管が分離剤を含まずかつ遠心後と判定するとともに、
   前記透過光プロファイルにスパイク状の急峻な透過光量の変化があるか否かを判定することで、前記生体試料管が分離剤を含まずかつ遠心前と判定する
   画像解析装置と、を備える
   ことを特徴とする、生体試料分析装置。
2. 前記比較解析装置は、前記底付近での透過光量が前記閾値を上回る場合には、前記生体試料管が分離剤を含みかつ遠心前と判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の生体試料分析装置。
3. 前記画像解析装置は、前記色相値である第２色相値、及び、前記生体試料管の底付近の画素の色相値である第１色相値、が何れも所定閾値範囲内に存在しない場合に、前記透過光プロファイルに急峻なピークが存在すると判定されたときに、前記生体試料管が分離剤を含みかつ遠心後であるが血清が空に近い状態と判定する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の生体試料分析装置。
4. 前記撮像装置は、前記底付近での透過光量が前記閾値を下回る場合に、前記生体試料管を撮像する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の生体試料分析装置。
5. 前記画像解析装置は、前記色相値である第２色相値と、前記生体試料管の底付近の画素の色相値である第１色相値と、の比率が予め定められた所定範囲内にあるか否かに基づいて、撮像で認識できた領域での前記生体試料の種類の数を判定する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の生体試料分析装置。
6. 前記画像解析装置は、前記色相値である第２色相値、及び、前記生体試料管の底付近の画素の色相値である第１色相値、がそれぞれ独立して、予め定められた前記所定閾値範囲内であるか否かを判定することで、前記生体試料の種別を判定する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の生体試料分析装置。
7. 前記撮像装置は、前記比較解析装置による判定後に前記生体試料管を撮像する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の生体試料分析装置。
   

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