JPH11304806A - 検体検査前処理自動化システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】検体の遠心処理を効率的に行うのに適した検体
検査前処理自動化システムを提供すること。 【解決手段】モード１では検体を遠心バッファ１２ａに
搬入して満杯になったらこれらを遠心機１２ｂに搬入し
て遠心処理するモードである。モード２は遠心機１２ｂ
が空いていればここにラックを搬入して満杯になったら
遠心処理を開始するモードである。３つの運用方式
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の内、いずれかを選択して運用
がおこなわれる。運用方式（Ａ）では、一般ラック用と
してモード１を運用し、緊急ラックが到着したのを契機
にモード１をモード２に切り替える。運用方式（Ｂ）で
は、緊急ラックの到着が時間帯によって違うことに着目
し、その時間帯に応じてモード１および２の切り替えを
おこなう。運用方式（Ｃ）では、一般検体は基本的に遠
心バッファで待機させ、緊急検体は遠心機で待機させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は検体検査前処理自動
化システム、特に検体の遠心処理に改良を加えた検体検
査前処理自動化システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、医療分野では、多様な自動化機器
の導入により、検査業務が省力化されつつある。

【０００３】病院の検査では、入院患者や外来患者の検
査検体は病院内の各科で集められ、検査室で一括して処
理される。検体ごとの検査項目はオンラインの情報処理
システムを利用して医師より検査室に伝えられ、検査結
果はオンラインで逆に迅速に医師に報告される。

【０００４】血液、尿の検査項目の多くは、検査処理の
前段階として遠心処理、分注処理、開栓処理、閉栓処理
等の前処理を必要とし、その作業が検査作業時間全体に
占める割合は大きい。

【０００５】遠心処理は血液から血清成分を分離して検
査試料とするための処理である。分注処理は検査項目数
に応じて検査試料を必要量採取し別の容器に移し替える
処理である。開栓処理は、遠心処理後に試験管の栓を空
ける処理であり、閉栓処理は、保存等を行う試料の試験
管に栓を締める処理である。従来、人の手に頼っていた
前処理の作業を自動化することにより、処理の正確性を
確保しつつ、処理時間を短縮し、検査業務の作業効率を
向上できる。

【０００６】検査システムの運用方法は病院によって様
々であるが、医用の自動化システムには、高い信頼性と
高い処理能力に加え、システム運用の柔軟性が要求され
ている。システムの柔軟性の面では、機器機能の充実に
加え、よりフレキブルなシステム運用方法に関する提案
が強く望まれている。

【０００７】遠心処理部では、高回転域での安定性を保
持できることが信頼性を確保する上で重要である。一
方、遠心回転数や遠心時間は検査処理の内容を基準とし
て決まる固有のものであり、システムに依存せず処理能
力の向上のために短縮できるものではない。したがっ
て、遠心処理部の処理速度を向上させるためには検体の
遠心機への搬入、または遠心機からの搬出過程の処理に
的を絞って改善をしなければならない。遠心処理が他の
処理と異なるのは複数の検体あるいはラックを一度に処
理する点である。また、処理時間が数分と長いため、検
体によっては前の処理が終わって、その処理された検体
が搬出されるまで処理を待つ必要が出てくる。そのた
め、従来から遠心機の直前には待機中のラックを待つた
めの遠心バッファが用意されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】通常の検体検査前処理
自動化システムでは、遠心処理は、まず規定数のラック
をバッファに貯め、その後、遠心機に投入する順序で行
われていた。この場合、遠心機が空いていても回転中で
あっても制御シーケンスは遠心バッファ、遠心機の順序
で同じになり、制御が簡単であると同時にシステム制御
のハードウエアの処理能力としても負荷が小さいという
メリットがある。

【０００９】しかしながら、そのようなシステム設計
は、医療の検査業務において迅速な処理を要求している
顧客のニーズを反映したシステム設計であるとは必ずし
もいえない。

【００１０】また、検査システムには、システムの処理
能力の向上に加え、緊急検体の選択的優先処理も取り込
んだシステム設計も要求されている。すなわち、検査室
へ到着順に処理してゆく一般検体とは別に、緊急を要す
る緊急検体を同一システム内でいかに区別して効率よく
処理できるかが課題となっている。

【００１１】本発明の目的は、検体の遠心処理を効率的
に行うのに適した検体検査前処理自動化システムを提供
することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、検体を支持し
たラックを搬送ラインにより搬送し、遠心バッファと遠
心機を有する遠心処理部を含む一連の処理部で処理する
検体検査前処理自動化システムにおいて、前記ラックを
前記遠心バッファに搬入し、それによってその遠心バッ
ファに予め定められた数のラックが貯まるか、または前
記ラックを前記遠心バッファに搬入してから予め設定し
た時間が経過すると、その遠心バッファ内のラックを前
記遠心機に搬入し、遠心処理するモード１と、前記ラッ
クを、前記遠心機が空いている場合はその遠心機に搬入
し、それによって、その遠心機に予め定められた数のラ
ックが貯まるか、または前記ラックを前記遠心機に搬入
してから予め設定した時間が経過すると、遠心処理をお
こなうモード２とを選択して運用するように構成したこ
とを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明による検体検査前処
理システムの一実施例を示す。検体は通常試験管に入れ
られ、栓をされてラックに載せられる。ラックは検体を
一定数載せて支持する試験管支持体であり、投入部１１
のラック投入部２１から投入される。処理部は処理単位
でモジュール化されており、各処理モジュール間の検体
の搬送はモジュールを結ぶ搬送ライン１８により該搬送
ラインを経路としてラック単位で行われる。

【００１４】本システムには検体単位およびラック単位
の処理指示情報や処理結果情報を管理する情報管理部５
０があり、また、ユーザがシステム運用条件のパラメー
タを設定するための入力部５１とシステム状態をユーザ
に報告する表示部５２がある。

【００１５】各モジュールおよび搬送ラインはそれぞれ
ＣＰＵからなる処理制御部６０をもっており、これによ
りモジュール単位または搬送ライン単位で自立的に制御
される。

【００１６】ラックの搬送制御情報と検体の処理情報の
通信はそれぞれ専用の通信回線でおこなわれる。搬送ラ
イン間、モジュール間、搬送ライン−モジュール間のラ
ックの授受に伴う通信には、通信回線４１を利用する。
システム管理部５０と各モジュールとしての処理部１１
〜１７との間は通信回線４２を介して検体の処理指示情
報および処理結果情報の通信がおこなわれる。

【００１７】検体試験管およびラックにはバーコード等
の識別番号が添付されており、投入部１１では、バーコ
ードリーダ７０により、投入されたラック上の検体の検
体識別番号とラック識別番号が読み取られる。投入部１
１の処理制御部６０はバーコードリーダの読取り結果を
情報管理部５０に報告する。情報管理部５０はどのラッ
ク上にどの検体が存在するか認識できる。後方の処理部
では、ラックがそれぞれの処理部へ到着するごとに、そ
の情報と検体に対して依頼された処理内容の情報を情報
管理部５０から取得し、検体ごとに必要な処理を施す。
モジュール間、およびモジュールと搬送ライン間でラッ
クを授受するときには、ラックの識別番号の情報も同時
に授受される。

【００１８】血液の検査においては、検体は血液から血
清を分離するために遠心処理部１２で遠心処理を施され
る。遠心処理部は遠心バッファ１２ａと遠心機１２ｂか
ら構成される。遠心機１２ｂは複数のラックを同時に遠
心処理できるように遠心軸の周りにラックを設置する複
数のバケット３１を用意している。

【００１９】遠心処理を終えた試験管は、開栓処理部１
３で栓を抜かれる。次に、開栓された試験管の検体は、
分注処理部１４において検査項目ごとに試料を分ける分
注処理を施される。分注処理部１４では、例えば、検体
から検査に必要な量の血清を採取し、自動分析装置別の
専用カップあるいは試験管に血清を分配する。

【００２０】分注された検体は子検体と呼ばれ、それに
対して、元の検体を親検体と呼ぶ。親検体および子検体
が保管用として貯蔵されたり、遠隔にある他の分析装置
に運び出される場合は、試験管に栓をする。閉栓処理部
１５ではその閉栓処理を行なう。

【００２１】子検体の試験管を行先ごとに分類するのが
分類処理部１６である。前処理システムが直接自動分析
装置に繋がっている場合には、子検体の中には出口部１
７を経て分析計に直接搬送されるものもある。なお、２
２はラックの収納部バッファである。

【００２２】本発明の実施例では、遠心バッファと遠心
機の運用手順を示す２つの基本的なモードがある。

【００２３】まずモード１について図２を用いて説明す
る。遠心処理部にラックが到着すると、検知器１２０で
ラックの存在が検知される。投入部２１からラックを受
け渡されると同時に投入部２１の処理制御部から遠心処
理部の処理制御部にラックの識別番号が通信経路４１で
通知される。到着したラックはまず経路１１１に従って
遠心バッファ１２ａに入る。そのラックが入ったことの
検出は検知器１２１によってなされる。遠心バッファ１
２ａが満杯になるとラックは経路１１２に従い遠心機１
２ｂへ搬入される。遠心機のバケット３１が満杯になり
次第遠心処理が開始される。所定の回転数で所定の時間
遠心処理した後、ラックは遠心機より搬出され、経路１
１４に従い後の処理工程に搬送される。

【００２４】ただし、遠心処理しないラックは経路１１
０に従い搬出位置まで搬送され、その位置では検知器１
２２によりラックが送られてきたことが確認される。

【００２５】一方、遠心バッファに最初にラックが搬入
されると同時に、ラックが遠心バッファに待機している
時間の計測が開始される。ラックが遠心バッファに長時
間待機していると検体の性状が変化するため、ラックの
遠心バッファに止まる最大の時間を設定する。この時間
をタイムアウト時間と呼ぶ。１本目のラックから計測を
開始された時間がタイムアウト時間を超えると、遠心バ
ッファが満杯でなくとも遠心バッファ内のラックは遠心
機に移されて、遠心処理される。

【００２６】タイムアウト時間としては、緊急ラック用
の緊急タイムアウト時間と一般ラック用の一般タイムア
ウト時間が設定できる。もちろん、一般的には、緊急タ
イムアウト時間は一般タイムアウト時間よりも短い。

【００２７】この場合、遠心機が空いている場合であっ
ても、遠心処理中であっても、ラックはまず遠心バッフ
ァに入れられ、次に遠心機に移される。したがって、条
件分岐の少ない単純なシーケンス制御として実装が容易
である。この運用手順は従来から用いられてきたもので
ある。緊急ラックであってもこの手順は変わらない。

【００２８】この運用手順をモード１と呼ぶ。モード１
は以下のように規定することもできる。すなわち、遠心
処理部内では、ラック搬入位置（検知器１２０で検出さ
れる位置）、遠心バッファおよび遠心機で同時に処理の
要求が起き得る。ラック搬入位置では一般ラックまたは
緊急ラックが到着するごとに遠心機または遠心バッファ
にラックを搬入する要求が生じ得る。ラックが到着する
という事象に対し、遠心処理部の処理制御部は、図２の
検知器１２０でラックの受け取りを確認し、ラック識別
番号を投入部２１より受信し、さらにそのラックに対す
る処理指示情報を情報管理部５０から入手し、その指示
内容に従って次の動作を決める。しかし、ラック搬入位
置からのラックの搬送動作に対して、同時に遠心機や遠
心バッファからも他のラックの搬送要求が生じた場合、
互いのラックの搬送経路が重なって干渉するときは、処
理制御部が優先順位を決める必要がある。図３のフロー
チャートに示すように、遠心処理部の処理制御部は、あ
る一定のサイクル間隔（Δt刻み）で処理部内に起きる
（図３（１））事象を常時監視し、同時に起きた事象に
対してそれらの処理内容が干渉するときは、一定のルー
ルに従って処理の優先順位を決める（図３（２））。そ
の後、終了の割り込み指示の有無が判断され（図３
（３））、割り込みがあれば終了となり、割り込みがな
ければラック搬送をおこない（図３（４））、以上のス
テップが繰り返される。

【００２９】遠心処理部における各位置で起きる得る事
象と、その事象に対しての処理指示内容と、ラック搬送
動作とを定めた一例を表１に示す。また、ラック搬送動
作の優先度の規定を表２に示す。

【００３０】モード１では表１の（ア）列で規定する動
作のみ可能である。例えば、「ラック搬出部」の位置で
「一般ラック到着」という事象が生起した場合、そのラ
ックが「遠心バッファ」へ入る処理指示をされているな
らば、ラック搬送動作としてまず（ｂ２１）のラック搬
入位置から遠心バッファへの搬送が計画される。しか
し、遠心バッファが満杯状態の場合には、表２より遠心
バッファからのラックの搬出（ｃ１１）が優先して処理
される。表２では表１のラック搬出処理の間で優先する
方を行方向および列方向の矢印の向きで表わす。互いに
干渉しない動作には優劣がないので横棒で示す。表２左
下部分は、右上部分を反転させたものが当てはまるので
記入を省略した。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】

【００３３】次に、モード２について説明する。図２に
おいて、遠心機のバケットが空いている場合には、ラッ
クを遠心バッファ１２ａに入れずに、可能な限り経路１
１３に従い直接遠心機１２ｂに搬入する。遠心機１２ｂ
が満杯になるか、遠心機１２ｂに最初に入ったラックの
搬入時点から計測した時間が予め定めたタイムアウト時
間に達すれば、遠心機１２ｂはそのまま遠心処理を開始
する。遠心処理後ラックは後処理工程に搬出される。

【００３４】遠心機が運転中の場合に限りラックを遠心
バッファ１２ａに待機させる。遠心機が運転終了後、遠
心処理されたラックが搬出され次第、遠心バッファ１２
ａのラックを遠心機１２ｂに移し、残りの空きバケット
分のラックを待つ。

【００３５】この運用手順をモード２と呼ぶ。このモー
ド２の遠心処理部の動作を規定したものが表１の（イ）
列である。

【００３６】モード１および２は次の点で大きく異な
る。すなわち、モード１では、タイムアウト時間に達し
たときはラックが遠心機に搬入されるが、モード２では
タイムアウトに達するときはそのまま遠心処理を開始で
きる。したがって、それぞれの基本的運用手順において
同じタイムアウト時間を設定した場合、遠心バッファか
ら遠心機へのラックの搬送時間分だけ、モード２の方が
実質上の処理速度は高くなる。

【００３７】本発明に実施例では、モード１および２の
運用方法として運用方式（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の
３つがある。

【００３８】運用方式（Ａ）は、一般ラック用としてモ
ード１を運用し、緊急ラックが到着したのを契機にモー
ド１をモード２に切り替える運用方式である。すなわ
ち、この運用方式では、緊急ラックを優先的に扱うシス
テムとして、通常時は、遠心機は緊急ラックのために空
けておいて、一般ラックは一度遠心バッファに貯め、緊
急ラックが到着するや否やモード２の運用に切替えて、
緊急ラックはそのまま遠心機に搬入する。緊急ラックが
到着したのを契機にしてタイムアウト時間の計測が開始
される。また、遠心バッファにある一般ラックは遠心機
に搬入され、遠心機で待機する。その途中で他の緊急ラ
ックが到着したときには、緊急ラックを先に入れる。遠
心機が満杯になるか、タイムアウト時間になれば遠心処
理を開始する。

【００３９】緊急ラックが投入時あるいは投入前に登録
できるシステムでは、あらかじめ緊急ラックの数をユー
ザが登録することで、その緊急ラック数分だけ遠心機の
バケット分空けておき投入される遠心機に到着するラッ
クを待たせることも可能である。この場合、登録なされ
た時点で遠心処理手順をモード１からモード２に自動的
に切り替わる。

【００４０】運用方式（Ｂ）は、緊急ラックの到着が時
間帯によって違うことに着目し、その時間帯に応じてモ
ード１および２の切り替えをおこなう運用方式、すなわ
ち、緊急ラックの到着が多い時間帯には、緊急ラックの
ために遠心機を空けておくモード１をまず運用しておい
て、緊急ラックが到着するとモード２の運用に切替え、
緊急ラックをそのまま遠心機に搬入する運用方式であ
る。この場合、緊急ラックが到着したのを契機にタイム
アウト時間の計測が開始され、同時にバッファにある一
般ラックは遠心機に搬入され、遠心機で待機する。一般
ラックの遠心機への搬入途中で他の緊急ラックが到着し
たときには、緊急ラックを先に入れる。遠心機が満杯に
なるか、タイムアウト時間になれば遠心処理を開始す
る。

【００４１】緊急ラックが少ない時間帯は、基本的に一
般ラックは遠心機に入れて待機させる（モード２）。遠
心機が満杯になるか、タイムアウトになると遠心処理を
する。

【００４２】したがって、あらかじめ時間帯によってモ
ード設定を切り替えることで、システムにおける緊急ラ
ックの優先性を考慮するとともにモード２を設定した時
間帯に関して一般ラックに対する処理速度向上も達成で
きる。

【００４３】運用方式（Ｃ）はモード１とモード２を併
用する運用方式、すなわち、一般検体は基本的に遠心バ
ッファで待機させ、緊急検体は、遠心機で待機させる運
用方式である。遠心バッファに対するタイムアウト時間
は一般ラック用の値を設定し、遠心機に対するタイムア
ウトは緊急ラック用のものを設定する。遠心バッファが
タイムアウトになると、遠心バッファの一般ラックを遠
心機に搬入し、遠心処理を開始する。一方、遠心機がタ
イムアウトになった場合、遠心機のラック数が規定数以
上ならば一般ラックを搬入する時間を省き、遠心機のラ
ックだけを遠心する。これにより、緊急ラックは、必要
に応じて優先処理できる。

【００４４】ユーザは運用方式（Ａ）、（Ｂ）および
（Ｃ）の３つの内からどれかを選択することができる。
図の場合は、入力部５１においてマウスによりチェック
ボックス２１０をクリックして運用方式を選択できる。
選択した運用方式にはチェックマーク２１１がつく。運
用方式（Ｂ）では運転モードを自動的に変更する時間帯
およびモードをそれぞれ２１２と２１３に指定すること
ができる。さらに各運用方式において緊急ラックと一般
ラックそれぞれに対するタイムアウト時間をタイムアウ
ト時間１（２１４）とタイムアウト時間２（２１５）に
設定できる。ただし、運用方式（Ａ）ではタイムアウト
時間１、２ともに遠心バッファに対するもので、運用方
式（Ｂ）ではタイムアウト時間１は遠心バッファに対す
るもの、タイムアウト時間２は遠心機に対するものであ
る。運用方式（Ｃ）ではタイムアウト時間１は遠心バッ
ファに対するもの、タイムアウト時間２は遠心機に対す
るものである。選択され、そしてタイムアウト設定がな
された運用方式は情報管理部５０に登録され、その運用
方式に従ってラックの遠心処理がなされる。

【００４５】以上に説明したように、運用方式（Ａ）に
よれば、遠心処理では、緊急ラックの処理を優先できる
システム状態にして待機させておくことでき、緊急ラッ
ク到着後、そのラックをすばやく処理できる。

【００４６】運用方式（Ｂ）によれば、緊急ラックの多
い時間帯では緊急ラックを早く処理でき、緊急ラックの
少ない場合には一般ラックを処理を早くできる。

【００４７】運用方式（Ｃ）によれば、一般ラックの処
理を待たせてでも、一般ラックに対する緊急ラックの優
先性を高くして早く処理することができる。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば検体の遠心処理を効率的
に行うのに適した検体検査前処理自動化システムが提供
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による検体検査前処理システムの一実施
例の構成概略図。

【図２】図２の遠心処理部における検体ラック移動経路
説明図。

【図３】遠心処理部におけるラック搬送の一例としての
フロー図。

【図４】運用方式（Ａ）、（Ｂ）または（Ｃ）を選択す
る入力画面の一例を示す図。

【符号の説明】

１１：投入部、１２ａ：遠心バッファ、１２ｂ：遠心
機、１３：開栓処理部、１４：分注処理部、１５：閉栓
処理部、１６：分類処理部、１７：出口部、１８：搬送
ライン、５０：情報管理部、５１：入力部、５２：表示
部、６０：処理制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小又 幹夫 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 今岡 龍勇 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器事業部内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検体を支持したラックを搬送ラインにより
   搬送し、遠心バッファと遠心機を有する遠心処理部を含
   む一連の処理部で処理する検体検査前処理自動化システ
   ムにおいて、前記ラックを前記遠心バッファに搬入し、
   それによってその遠心バッファに予め定められた数のラ
   ックが貯まるか、または前記ラックを前記遠心バッファ
   に搬入してから予め設定した時間が経過すると、その遠
   心バッファ内のラックを前記遠心機に搬入し、遠心処理
   するモード１と、前記ラックを、前記遠心機が空いてい
   る場合はその遠心機に搬入し、それによって、その遠心
   機に予め定められた数のラックが貯まるか、または前記
   ラックを前記遠心機に搬入してから予め設定した時間が
   経過すると、遠心処理をおこなうモード２とを選択して
   運用するように構成したことを特徴とする検体検査前処
   理自動化システム。
2. 【請求項２】請求項１において、前記モード１を運用し
   ている状態において、前記遠心処理部に緊急ラックが到
   着したとき前記モード１に代わって前記モード２を運用
   するように構成したことを特徴とする検体検査前処理自
   動化システム。
3. 【請求項３】請求項１において、前記モード１および２
   を予め定められた時間帯に応じて切り替えるように構成
   したことを特徴とする検体検査前処理自動化システム。
4. 【請求項４】請求項１において、前記モード１を一般検
   体用として、前記モード２を緊急検体用として運用する
   ように構成したことを特徴とする検体検査前処理自動化
   システム。