JP7320134B2 - 検体搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、検体検査自動化システムにおける検体搬送装置に関する。

特許文献１には、研究室試料配送システムは、いくつかの容器キャリアであって、各々が少なくとも１つの磁気的活性デバイス、好ましくは少なくとも１つの永久磁石を備え、試料容器を運ぶように適合された容器キャリアと、容器キャリアを運ぶように適合された搬送平面と、搬送平面の下方に静止して配置されたいくつかの電磁アクチュエータであって、容器キャリアに磁力を印加することによって搬送平面の上で容器キャリアを移動させるように適合された電磁アクチュエータとを備えることが記載されている。

特表２０１４－５３２８７０号公報

近年、医療分野での診断を目的とした検体検査において自動化機器を用いた検査の省力化、迅速化が進められている。

このために、検体検査自動化システムでは、前処理装置や、自動分析装置、後処理装置を検体搬送装置で接続して、血液の分析処理に係る作業の全自動化が進められている。

このような自動化システム内での検体の搬送には、検体の入った１本の検体容器を搭載可能な検体キャリアが用いられ、搬送面の下方に固定されて配列された複数の電磁石により磁場を発生させることで、検体キャリア内の磁石を吸引・反発させることにより搬送面上を滑走させる手法が知られている。この搬送方法により、１次元に加えて２次元での検体搬送を実現している。

特許文献１には、検体ホルダを搬送する際に「電磁アクチュエータは、容器キャリアに、すなわち容器キャリアの磁気的活性デバイスに、磁力を印加または引き起こすことによって、搬送平面の上で少なくとも２つの異なる方向に容器キャリアを移動させるように適合される。」ことが記載されている。

搬送面上を滑走させる方式では、検体ホルダの底面と搬送面とが摺動しながら検体が搬送されることが多い。このため、摺動部には摩耗の少ない材料を使用することが一般的である。しかし、摺動を伴う搬送方式では摩耗が一切生じない構造とすることは不可能である。

ここで、搬送面と検体ホルダ底面との摺動によって、搬送面や検体ホルダ底面由来の摩耗粉が発生する。また、搬送面と検体ホルダ底面との間には、大気中を漂う埃がどうしても介在してしまう。

このような摩耗粉や埃等の異物がホルダ摺動面と搬送面の間に存在すると、摺動面の摩擦力のばらつきを増加させる懸念がある。このため、搬送距離が設定より短くなる、あるいは搬送に要する電流値の増加やそれに伴う発熱に対する対策が必要になるなど、様々な問題が生じる。また、研磨剤のように働き、摩耗を加速する懸念がある。

このためには、摺動面に異物を極力介在させないことが求められる。

本発明は、複数の搬送モジュールを備えた検体搬送装置において、従来に比べて摺動面に異物が介在することを抑制することができる検体搬送装置を提供する。

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、検体が収容された検体容器を保持する検体ホルダを搬送する複数の搬送パネルと、複数の前記搬送パネルの相互間の隙間に設けられており、前記検体ホルダの底面と接触する清掃部と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、従来に比べて摺動面に異物が介在することを抑制することができる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。

本発明の実施例１の検体搬送装置を備えた検体検査自動化システムの全体構成を模式的に示す図。 一般的な検体搬送装置の側面概略図。 実施例１の検体搬送装置の平面図。 実施例１の検体搬送装置の清掃部の側面図。 実施例１の検体搬送装置の清掃部の他の形態の側面図。 本発明の実施例２の検体搬送装置の概要構成を示す図。 本発明の実施例３の検体搬送装置を備えた検体検査自動化システムの全体構成を模式的に示す図。 実施例３の検体搬送装置の平面図。

以下に本発明の検体搬送装置の実施例を、図面を用いて説明する。なお、本明細書で用いる図面において、同一のまたは対応する構成要素には同一、または類似の符号を付け、これらの構成要素については繰り返しの説明を省略する場合がある。

＜実施例１＞
本発明の検体搬送装置の実施例１について図１乃至図５を用いて説明する。

最初に、検体検査自動化システムの全体構成について図１を用いて説明する。図１は本発明の実施例に係る検体検査自動化システム全体の構成を示す平面図である。

図１に示した本実施例による検体検査自動化システム１は、血液、尿などの検体の成分を自動で分析するための分析装置を備えたシステムである。

検体検査自動化システム１の主な構成要素は、血液、尿などの検体が収容された検体容器１０（図２等参照）が搭載された検体ホルダ１１（図２参照）もしくは空ホルダを搬送する複数の検体搬送装置１５０、前処理装置１００、分析装置２００、検体検査自動化システム１を統合管理するシステム制御装置１１１で構成される。

検体検査自動化システム１における検査対象である検体は検体容器１０に採取された状態でハンドリングされる。検体容器１０はオペレータによって手作業で、または自動挿入ユニットによって検体ホルダ１１に挿入され、検体検査自動化システム１内を搬送され、各種の処理が実施される。

前処理装置１００は、分析処理の前に検体の前処理を行う部位である。前処理装置１００では、検体の受付処理、遠心分離が必要な検体に対して遠心分離処理、検体の液量などの情報の取得、検体容器の栓を取り除く開栓処理、複数の容器に検体を小分けする分注処理などの検体の前処理工程が実施される。前処理装置１００の詳細な構成は特に限定されず、公知の前処理装置の構成を採用することができる。

検体搬送装置１５０は、前処理装置１００や分析装置２００等と接続し、これらの装置内で検体ホルダ１１を搬送するための装置である。本実施例では、電磁アクチュエータにより検体ホルダ１１を搬送平面上で２次元に搬送可能な搬送モジュール２０を複数並べることで構成されている。前処理装置１００において前処理が完了した検体は、検体搬送装置１５０によって分析装置２００に搬送される。その詳細は図３以降を用いて詳細に説明する。

分析装置２００は、検体に対して各種分析処理を施す装置である。分析処理が完了した検体は検体搬送装置１５０によって前処理装置１００などに備えられた検体収納部に搬送され、一時的に保管される。

分析装置２００における分析項目は特に限定されず、生化学項目や免疫項目を分析する公知の自動分析装置の構成を採用することができる。更に、複数設ける場合に、同一仕様でも異なる仕様でもよく、特に限定されない。

システム制御装置１１１は、検体搬送装置１５０や分析装置２００を含めたシステム全体の動作を制御するものであり、液晶ディスプレイ等の表示機器や入力機器、記憶装置、ＣＰＵ、メモリなどを有するコンピュータで構成される。システム制御装置１１１による各機器の動作の制御は、記憶装置に記録された各種プログラムに基づき実行される。

なお、システム制御装置１１１で実行される動作の制御処理は、１つのプログラムにまとめられていても、それぞれが複数のプログラムに別れていてもよく、それらの組み合わせでもよい。また、プログラムの一部または全ては専用ハードウェアで実現してもよく、モジュール化されていても良い。

なお、上述の図１では、前処理装置１００や分析装置２００が１つ設けられている場合について説明しているが、これらの装置の数は特に限定されず、２つ以上とすることができる。同様に、検体搬送装置１５０を構成する搬送モジュール２０の数についても特に限定されず、２つ以上とすることができる。

次に、本実施例の検体搬送装置１５０の構成について図２以降を用いて説明する。

最初に、比較のために、一般的な搬送モジュールの構成について図２を用いて説明する。図２は、一般的な搬送モジュールを表す側面図である。

搬送モジュール１２０の搬送面１２２は、摩擦力の小さい平らな面で構成されており、その裏側（下方）に電磁石１２１が等間隔に配列されている。

このような搬送モジュール１２０を複数並べることで搬送路を形成する。搬送モジュール１２０を複数並べる際には搬送面１２２の継ぎ目の影響なくスムーズに搬送するためには、隙間なく並べることが望まれる。しかし、実際の据付では、作業の都合上、搬送モジュール１２０の間に隙間１４１ができてしまう場合や、搬送モジュール１２０の間が近く、干渉するような場合が生じる可能性がある。特に、隙間１４１が広い場合、検体ホルダ１１が搬送モジュール間の隙間１４１に引っ掛かり搬送不可能となる可能性がある。

また、検体ホルダ１１を搬送面１２２上を摺動しながら滑走させる方式では、搬送面１２２と検体ホルダ１１の底面との摺動で摩耗粉１４０が発生したり、埃が搬送面１２２と検体ホルダ１１の底面との間に介在する懸念がある。

このような課題に対する構成について以下図３乃至図５を用いて説明する。図３は本発明であるホルダ清掃部を実装した検体搬送装置の構成例を表す平面図である。図４は本発明の構成例を表す側面図である。図５は他の検体搬送装置の構成例を表す平面図である。

図３および図４に示すように、本実施例の検体搬送装置１５０を構成する搬送モジュール２０では、検体が収容された検体容器１０が架設された検体ホルダ１１は、搬送モジュール２０中に１つ以上搬送されている。複数の検体ホルダ１１は検体容器１０を１本搭載可能であり、各々の底面部分には磁性体１３が設けられている。

磁性体１３は、例えばネオジムやフェライトなどの永久磁石で構成されるが、その他の磁石および軟磁性体でも構成でき、それらを適宜組み合わせたものとすることができる。

磁性体１３を有する検体ホルダ１１は、摩擦力の小さい平らな搬送面２２の上を滑るように移動する。その搬送力を生成するために、搬送面２２の下部には、円柱状の磁性体からなるコア２１ａ、およびそのコア２１ａの外周に巻かれた巻線２１ｂで構成される電磁石２１が複数設けられている。この電磁石２１が、磁性体１３の位置を検出する複数の検出点の各々を構成する。また、この電磁石２１を覆うようにその上方に搬送路が複数設けられる。

本実施例の搬送モジュール２０では、その内部に複数設けられている電磁石２１は、磁性体１３の位置検出を担うとともに、磁性体１３の搬送、すなわち検体の搬送を担っている。

電磁石２１には、電磁石２１に対して所定の電圧を印加することで所定の電流を巻線２１ｂに流す駆動部２３が接続されている。この駆動部２３によって電圧が印加された電磁石２１は電磁石として働き、磁場を発生させることで、検体ホルダ１１内の磁性体１３を吸引・反発することができる。電磁石２１によって検体ホルダ１１を吸引・反発させた後に、電磁石２１への駆動部２３より電圧印加を止め、電磁石２１と隣り合う異なった電磁石２１に前述と同様にして駆動部２３より電圧を印加することで、隣り合った電磁石２１に検体ホルダ１１の磁性体１３を吸引・反発させる。

この手順を搬送路を構成するすべての電磁石２１で繰り返すことによって、磁性体１３が設けられている検体ホルダ１１に保持された検体容器１０内に収容された検体を、電磁石２１の配列に沿って搬送面２２上を２次元状に目的地まで搬送する。

この搬送中の電磁石２１の巻線２１ｂを流れる電流は、電流検出部２４によって検出される。電流検出部２４で検出された電磁石２１の巻線２１ｂを流れる電流は、演算部２５に送られて数値化処理され、検体ホルダ１１の位置に依存した電流変化量曲線が取得される。このような検体ホルダ１１の位置に依存した電流変化量曲線を取得することで、検体ホルダ１１の位置検出が可能となる。

演算部２５では、システム制御装置１１１からの指令に基づいて、電流変化量曲線から検体の位置を特定する。なお、位置検出処理については、演算部２５で実行してもよいし、システム制御装置１１１で実行してもよいが、本実施例ではシステム制御装置１１１において位置検出の際の各種設定を決定し、演算部２５で実行するものとする。

また、演算部２５は、検体ホルダ１１の位置情報や速度情報、重量情報等の各種情報を用いて、各々の巻線２１ｂに流す電流を演算し、各々の駆動部２３に指令信号を出力する。駆動部２３はその指令信号に基づいて対応する巻線２１ｂに電圧を印加する。

なお、搬送モジュール２０の構成は上述の構成に限定されず、例えば、検体ホルダ１１の位置をセンサなどで検出する構成や、一次元状の搬送路上を電磁搬送する構成（後述する実施例３参照）とすることができる。

ここで、図３および図４に示すように、搬送モジュール２０は複数並べることで搬送路を形成する。検体を並べる際には搬送面２２の継ぎ目の影響なく検体ホルダ１１をスムーズに搬送するため、隙間なく並べることが望ましいが、上述のように困難なことがある。そこで、本発明による検体搬送装置１５０では、搬送モジュール２０を複数並べて設置する際、搬送面２２の間に所定の隙間４１が空くように設置する。

そして検体搬送装置１５０に設けられる１箇所以上の隙間４１のうち、少なくとも１箇所以上の隙間４１に、検体ホルダ１１の底面１２と接触する清掃部を設ける。

清掃部は、本実施例では、底面１２から摩耗粉等の異物４０を除去するブラシ３０と、ブラシ３０が底面１２から除去した摩耗粉等の異物４０を収容する受け皿３１と、を有するものとする。

この清掃部により、検体搬送装置１５０で検体を搬送する搬送過程において搬送モジュール２０間を渡る際に、検体ホルダ１１底面にブラシ３０が接触しながら隙間４１を通過するものとすることができる。このように、ブラシ３０で隙間を通過している検体ホルダ１１を支えることで、搬送モジュール２０間の搬送中に検体ホルダ１１が隙間４１に引っ掛かることを抑制する。

また、ブラシ３０は検体ホルダ１１が通過する際、検体ホルダ１１の底面を掃くことになる。これにより検体ホルダ１１底面の搬送面２２との摺動部に付着した摩耗粉等の異物４０を除去することができる。

なお、検体ホルダ１１と搬送面２２は摺動しているため、静電気が発生して異物４０を吸着する可能性がある。この場合、ブラシ３０にカーボンや金属ワイヤ等、導電性を持つ繊維を混ぜ込むことで検体ホルダ１１底面の静電気を除電することでより効果的に異物４０を除去することができる。

上記効果を確実に得るため、ブラシ３０は検体ホルダ１１と接触するよう先端が搬送面２２と同等の高さから所定の許容差の範囲に調整され、設置されることが望ましい。

ブラシ３０により掃き出された異物４０が搬送面２２上に再度まき散らされないよう、受け皿３１によって収容される。受け皿３１を取り外しが可能な構造とすることで、受け皿３１に回収した異物４０を容易に廃棄することが可能となる。また、検体ホルダ１１底面との摺動により摩耗したブラシ３０は摩耗の限度を超える前に交換が必要となる。ブラシ３０を取り外し可能な受け皿３１に固定する構造とすることでブラシ３０の交換も容易にすることができる。

図５は本発明にかかる清掃部に異物４０の吸引機構を追加した構成の側面断面図である。

図５に示すように、本構成の吸引機構は、受け皿３１に収容された摩耗粉等の異物４０を吸引するダストボックス３２、図３等の構成の受け皿３１の下部に接続される吸引ダクト３３、吸引ポンプ３４で構成される。

本構成では、システムの動作中、吸引ポンプ３４が空気を吸引する。ブラシ３０を検体ホルダ１１が通過するとき検体ホルダ１１底面に付着した異物４０がブラシ３０で掃き取られる。

この異物４０は吸引ポンプ３４に吸われた空気とともに吸引され、吸引ダクト３３を介してダストボックス３２に運ばれる。ダストボックス３２ではフィルターや遠心力等の手段により吸引した異物４０と空気をと分離する。異物４０はダストボックス３２に収容され、空気のみが吸引ポンプ３４で吸引されて装置外部に排出される。

ここで、ダストボックス３２は取り外し可能にしたり、使い捨ての回収パックを取り付け可能にしたりすることで異物４０を容易に廃棄できる構造とする。

また、ダストボックス３２から複数の吸引ダクト３３で複数の受け皿３１を接続することにより、複数の位置でホルダ底から清掃した異物４０を１つのダストボックス３２に収容することができる。これにより、複数の受け皿から異物４０を廃棄する手間を１つのダストボックス３２からの廃棄にまとめることが可能となり、メンテナンスの作業効率を向上することができる。

また、ブラシ３０で掃き取った異物４０を空気で吸引するため、搬送装置上へ再度舞い上がることを防止することができる。これにより清掃の効率を向上することが可能となる。

なお、図３乃至図５の形態では、清掃部をブラシ３０として記述しているがこれに限らない。清掃部の他の形態として、粘着性のあるローラーをモジュール間の隙間に搬送面２２と同等の高さで設置し、受け渡し時に検体ホルダ１１が隙間４１に引っ掛からないよう支えるとともに、検体ホルダ１１底面に付着した異物４０を除去する構成を採用することができる。

また、清掃部はすべての搬送モジュール２０間に配置される必要はない。数モジュールに１か所等、配置する部位を限定することで、定期的なメンテナンスが必要である、受け皿３１に収容した異物４０の廃棄の手間を低減することができる。

次に、本実施例の効果について説明する。

上述した本発明の実施例１の検体搬送装置１５０は、検体が収容された検体容器１０を保持する検体ホルダ１１を搬送する複数の搬送モジュール２０と、複数の搬送モジュール２０の相互間の隙間４１に設けられており、検体ホルダ１１の底面１２と接触する清掃部と、を備えている。

このような構成により、簡易な構成で検体ホルダ１１の摺動面から異物４０を清掃し除去することができ、搬送面２２の摩耗を低減することが可能となる。また、搬送モジュール２０間の隙間４１を調整する余地が確保できるため、据付作業上発生し得る隙間４１の許容範囲を拡大することができ、隙間４１に検体ホルダ１１が引っかかることを従来に比べて抑制することができる。

また、清掃部は、底面１２から摩耗粉等の異物４０を除去するブラシ３０と、ブラシ３０が底面１２から除去した摩耗粉等の異物４０を収容する受け皿３１と、を有するため、検体ホルダ１１が隙間４１を通過する際にブラシ３０により検体ホルダ１１の底面に付着した異物４０を除去し、受け皿３１に回収することができるため、より効果的に異物４０を除去することができる。また、据付作業上生じ得る搬送モジュール２０間の隙間４１が大きくなっても、ブラシ３０により検体ホルダ１１の底面を支えることができるため、搬送中の検体ホルダ１１が隙間４１に引っ掛かることで安定した搬送を阻害する、との問題が生じることを抑制でき、隙間４１の増減にも対応できるようになる。

更に、清掃部は、受け皿３１に収容された摩耗粉等の異物４０を吸引するダストボックス３２、吸引ダクト３３、吸引ポンプ３４を更に有することで、異物４０を除去する回数を減らすことができ、メンテナンスの作業効率を更に向上することができる。

＜実施例２＞
本発明の実施例２の検体搬送装置について図６を用いて説明する。図６は本実施例の検体搬送装置の概要構成を示す図である。

図６に示すように、本実施例の検体搬送装置を構成する搬送モジュール２０Ａは、実施例１のような電磁搬送方式の代わりに、自走式の搬送方式となっている。

本実施例では、検体ホルダ１１Ａは、図６に示すように、その両側面に車輪１１Ａ１を備えており、内蔵電池により車輪１１Ａ１を駆動し、搬送モジュール２０Ａの搬送面２２Ａに設けられた搬送ガイド用スロット２６Ａに沿って、搬送面２２Ａ上を２次元に自走できる構成になっている。

搬送は、検体ホルダ１１Ａの両側面の車輪１１Ａ１がお互いに同方向に回転するときは、検体ホルダ１１Ａが前進もしくは後退移動し、検体ホルダ１１Ａの両側面の車輪１１Ａ１がお互いに逆方向に回転するときは、検体ホルダ１１Ａはその場で回転し、進行方向を変えられる。このような検体ホルダ１１Ａに検体が収容された検体容器１０が架設され、目的地まで搬送される。

本実施例における清掃部は、複数の搬送モジュール２０Ａの相互間の隙間４１Ａに設けられており、検体ホルダ１１の底面１２と接触するものとなっている。清掃部の詳細は、図３および図４の形態、あるいは図５に示す形態と同じであり、その詳細は省略する。

その他の構成・動作は前述した実施例１の検体搬送装置と略同じ構成・動作であり、詳細は省略する。

本発明の実施例２の検体搬送装置においても、前述した実施例１の検体搬送装置とほぼ同様な効果が得られる。

＜実施例３＞
本発明の実施例３の検体搬送装置について図７および図８を用いて説明する。図７は本実施例の検体搬送装置を備えた検体検査自動化システムの全体構成を模式的に示す図、図８は検体搬送装置の平面図である。

図７および図８に示すように、本実施例の検体搬送装置１５０Ｂは、実施例１のような２次元平面上をホルダ搬送できる搬送モジュール２０の代わりに、ライン状の搬送ライン２０Ｂにより搬送装置が構成される。

本実施例の搬送ライン２０Ｂは、基本的には実施例１の搬送モジュールと同じ電磁搬送方式であり、検体ホルダ１１が滑走する側の面の反対側に設けられた電磁石２１によって発生させた吸引力・反発力により、予め敷設されたレール２２Ｂの上を検体ホルダ１１が摺動しながら滑走する。

本実施例における清掃部は、複数の搬送ライン２０Ｂの相互間の隙間４１Ｂに設けられており、検体ホルダ１１の底面１２と接触するものとなっている。清掃部の詳細は、図３および図４の形態、あるいは図５に示す形態と同じであり、その詳細は省略する。

その他の構成・動作は前述した実施例１の検体搬送装置と略同じ構成・動作であり、詳細は省略する。

本発明の実施例３の検体搬送装置においても、前述した実施例１の検体搬送装置とほぼ同様な効果が得られる。

＜その他＞
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施例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。

また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。

１…検体検査自動化システム
１０…検体容器
１１，１１Ａ…検体ホルダ
１１Ａ１…車輪
１２…底面
１３…磁性体
２０，２０Ａ…搬送モジュール（搬送パネル）
２０Ｂ…搬送ライン（搬送路）
２１…電磁石（磁界制御部）
２１ａ…コア
２１ｂ…巻線
２２，２２Ａ…搬送面
２２Ｂ…レール
２３…駆動部
２４…電流検出部
２５…演算部
２６Ａ…搬送ガイド用スロット
３０…ブラシ
３１…受け皿（収容部）
３２…ダストボックス（吸引部）
３３…吸引ダクト（吸引部）
３４…吸引ポンプ（吸引部）
４０…異物
４１，４１Ａ，４１Ｂ…隙間
１００…前処理装置
１１１…システム制御装置
１２０…搬送モジュール
１２１…電磁石
１２２…搬送面
１４０…摩耗粉
１４１…隙間
１５０，１５０Ｂ…検体搬送装置
２００…分析装置

Claims (6)

1. 検体が収容された検体容器を保持する検体ホルダを搬送する複数の搬送パネルと、
   複数の前記搬送パネルの相互間の隙間に設けられており、前記検体ホルダの底面と接触する清掃部と、を備えた
   ことを特徴とする検体搬送装置。
2. 請求項１に記載の検体搬送装置において、
   前記清掃部は、
   前記底面から異物を除去するブラシと、
   前記ブラシが前記底面から除去した前記異物を収容する収容部と、を有する
   ことを特徴とする検体搬送装置。
3. 請求項２に記載の検体搬送装置において、
   前記清掃部は、前記収容部に収容された前記異物を吸引する吸引部を更に有する
   ことを特徴とする検体搬送装置。
4. 磁性体を有しており、検体が収容された検体容器を保持する検体ホルダを搬送する複数の搬送路と、
   前記搬送路のうち、前記検体ホルダが滑走する側の面の反対側に設けられた磁界制御部と、
   複数の前記搬送路の相互間の隙間に設けられており、前記検体ホルダの底面と接触する清掃部と、を備えた
   ことを特徴とする検体搬送装置。
5. 請求項４に記載の検体搬送装置において、
   前記清掃部は、
   前記底面から異物を除去するブラシと、
   前記ブラシが前記底面から除去した前記異物を収容する収容部と、を有する
   ことを特徴とする検体搬送装置。
6. 請求項５に記載の検体搬送装置において、
   前記清掃部は、前記収容部に収容された前記異物を吸引する吸引部を更に有する
   ことを特徴とする検体搬送装置。

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