JPWO2011040196A1 - 検体搬送システム - Google Patents

Abstract

従来の搬送ラインは試験管ラック及び試験管ホルダの形状に合わせてそれぞれ形状に合った搬送ラインを必要としていた。そのため、同じシステム内に試験管ラック専用ライン及び試験管ホルダ専用ラインという少なくても２種類のラインが必要となり構造的に複雑になりまた、コスト的にも不利であった。この発明は前記課題を解決するために、試験管ラックと試験管ホルダを同じライン上で動作可能とし、安価で信頼性の高い検体搬送システムを提供する。

Description

本発明は、血液等の検体を搬送するシステムにおいて、検体の分取または分注、分析を行うために検体を搬送する場合等において用いられる技術に関する。

血液等の検体を収容する試験管はガラス及び樹脂製である。この試験管に収容された検体を搬送するには、垂直保持可能な試験管ラック及び試験管ホルダなどに載せて、搬送ベルトライン等で運ぶのが一般的である。

また、径や長さの異なる試験管を保持するにはこれまで多種多様なホルダ、ラックが考案されている。

このような多種多様な試験管ラック及び試験管ホルダを搬送するラインは、それぞれの形状や大きさによって、ラインの幅や形状を変えてそれぞれの試験管ホルダ及び試験管ラックに合わせて搬送ラインを構築する必要があった。

試験管ホルダ専用のシステムとして特許文献１が知られている。

特開平８−２２０１０２号公報

従来の搬送ラインは試験管ラック及び試験管ホルダの形状に合わせてそれぞれ形状に合った搬送ラインを必要としていた。そのため、同じシステム内に試験管ラック専用ライン及び試験管ホルダ専用ラインという少なくても２種類のラインが必要となり構造的に複雑になりまた、コスト的にも不利であった。

また、供給するべき分析装置の設置場所によっては互いのラインを交差する場合も考えられる。その時は、搬送ラインチェンジャー機構などで互いの搬送ラインの上をまたぐか、またはエレベータ機構などを追加してラインの下側を通過するなどの必要があり、やはり複雑でコストの高いシステムになる可能性があった。

この発明は前記課題を解決するために、試験管ラックと試験管ホルダのいずれかの形状の一部を同等の寸法にすることにより、同じ搬送ライン上を通過することが可能となる。例えば、長方形の立体構造で少なくても５本の試験管を搭載可能な試験管ラックの幅と円柱状の立体構造で大径の円柱と小径の円柱で構成された少なくても試験管を１本搭載可能な試験管ホルダの小径側の径を同等の寸法に設定し、また搬送ラインの幅をそれらより１〜２ｍｍ程度大きい寸法に設定した構造にすれば、試験管ラックも試験管ホルダも通過することが可能となる。このとき、試験管ホルダは搬送中に倒れる可能性があるため、搬送ライン側に倒れ防止用の構造を追加する必要がある。

また、この搬送ラインは形状が違う試験管ラック及び試験管ホルダの形状を自動で判別し、自身にＩＤタグのような記憶媒体を装着することにより、システムと通信しながら目的の分析装置まで試験管ラック及び試験管ホルダを供給することが可能であることが特徴である。

この発明によれば、下記の検体搬送システムを提供できる。
（１）形状の異なる試験管キャリアである試験管ラック及び試験管ホルダを同一の搬送ラインを使用して検体を分析装置に自動的に供給することが可能である。
（２）（１）の実施形態が可能となることにより、各試験管キャリア専用の搬送ラインが１本で済むことになり製造コストが低く抑えることが可能となる。
（３）（１）の実施形態が可能となることにより、搬送ラインチェンジャー機構などで互いの搬送ラインの上をまたぐか、またはエレベータ機構などを追加してラインの下側を通過するなどの必要がなくなり製造コストを低く抑えられ、且つ搬送ラインの進行方向を左右フレキシブルに変更することが可能となる。

検体搬送システムの概略図。 試験管ラック及び試験管ホルダの搬送ラインが別ラインの場合の概略図。 試験管ラック及び試験管ホルダを同一の混合搬送ラインにした場合の概略図。 搬送ライン上を移動時の試験管ラック、試験管ホルダの概略図。 搬送ラインの上面図であり、代表的な停止パターンを示している。 搬送ラインの上面図であり、代表的な停止パターンを示している。 搬送ラインの上面図であり、代表的な停止パターンを示している。 搬送ラインの上面図であり、代表的な停止パターンを示している。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

本実施形態は多種の組み合わせが存在する検体搬送システムのある一構成について説明する。

検体搬送システム１１は通常、投入ユニット、遠心分離ユニット、開栓ユニット、ＢＣＲユニット、検体分注ユニット、閉栓ユニット、収納ユニットなど、複数のユニットで構成されている。

システムに投入された検体入りの試験管を試験管ホルダ２１に搭載し、システム内の搬送ラインを通って各ユニットへ供給される。

試験管ホルダ２１は通常は検体搬送システム１１内を巡回して検体入り試験管を各ユニットへ供給しているが、運用体系によっては試験管ホルダ２１を分析装置へ供給する場合もある。尚、この試験管ホルダ２１にはＲＦＩＤ等の情報を蓄積可能な記憶媒体が搭載されており、アンテナ２４ａ〜２４ｆを介してシステムと通信しながら移動している。

図２、図３は検体分注ユニット１１ｂから各分析装置までの概略を示している。

検体分注ユニット１１ｂは試験管ホルダ２１に搭載された検体入り試験管からサンプルカップや別の試験管に小分けに分注するユニットである。試験管ホルダ２１に搭載されている検体を親検体とするとこれらは子検体となる。

ここでは試験管ラック２２に搭載されたサンプルカップに小分け分注することを前提として説明する。尚、この試験管ラック２２にはＲＦＩＤ等のデータを蓄積可能な記憶媒体が搭載されており、アンテナ２４ａ〜２４ｆを介してシステムと通信しながら移動している。

図２について説明すると、子検体を搭載した試験管ラックはアンテナ２４ａ及び２４ｂと通信を行い、システムから情報を取得して指示された分析装置１３及び分析装置１４へ向かって移動を開始する。

試験管ラック２２はシステム内のラック搬送部を通過して、ラック専用の搬送ラインを移動することになる。

一方、子検体へ分注が完了した試験管ホルダ２１はアンテナ２４ｄ通信を行い、親検体入りの試験管を収納ユニットへ戻すか、分析装置１２へ向かうかなどの情報を取得し目標に向かって移動を開始する。

分岐点ではストッパ２６ｂで一度停止し、アンテナ２４ｆにて通信を行う。行き先方向は分岐機構２３によって振り分けられる。

ラック専用の搬送ラインを移動する試験管ラック２２は分析装置１３へ向かうとすると回転機構１６により方向を変えなければならい。そのため、回転機構１６の手前でアンテナ２４ｅにて情報交換を行い、回転機構１６で方向を変更し、分析装置１３へ向かう搬送ラインへ移動する。

分析装置１３へ移動した試験管ラック２２は分析が完了した後に分析装置１３のラック収納部１３ａに格納される。

ホルダ専用搬送ラインを移動して分析装置１２へ向かう試験管ホルダ２１の方向転換する場合は分岐機構２３と同等なものを設置すれば問題ない。

ただし、本実施形態の検体搬送システムは試験管ホルダ２１に搭載された親検体は収納ユニットに収納しなければならないため、試験管ホルダ２１を試験管ホルダ戻りライン１５ｄを通って戻さなければならない。

以上が図２に関する試験管ラック２２及び試験管ホルダ２１の動きの説明であるが、図２の方式の問題点として、まず、搬送ラインの数がホルダ戻りラインを含めると最低でも３本必要になるという点である。機構数が多くなり、その分サイズも大きくなる。コスト的にも不利になる。

また、分析装置を設置する位置が限定されてしまうという問題もある。図２の方式だと通常であれば試験管ラック２２を使用する分析装置１３及び１４は進行方向に対して正面か右側、試験管ホルダ２１を使用する分析装置１２なら正面か左側になる。

どうしても同じ方向に並べて設置したい場合は、試験管ラック２２使用の装置と試験管ホルダ２１を使用する分析装置の設置する順番を固定すれば可能であるが、いずれにしてもフレキシブルな対応は不可能である。

ましてや、分析装置１３と１２を左右入れ替えて設置する場合などは、搬送ラインチェンジャー機構などで互いの搬送ラインの上をまたぐか、またはエレベータ機構などを追加してお互いの搬送ラインの下側を通すしか方法がない。これではコストが掛かりすぎてしまうため現実的ではない。

これらの問題点を踏まえて、図３に最良の形態を示す。

図３は試験管ラック２２と試験管ホルダ２１が同じ搬送ラインを通る構造としている。

検体入りの試験管もしくはサンプルカップを搭載した試験管ラック２２及び試験管ホルダ２１はシステム内のラック搬送部を通過した後に、各分析装置へ接続されている搬送ライン１５を通って供給されるが、試験管ラック２２と試験管ホルダ２１を同じ搬送ライン１５を通過可能とすることにより、搬送ライン数が２本となりシンプルな搬送ラインとなるため、コスト的に有利である。

図４は搬送ライン１５、試験管ラック、試験管ホルダの簡単な構造図である。試験管ラック２２の幅と試験管ホルダ２１の細い径の部分を同一の寸法として同じ幅の搬送ラインの使用を可能としている。

搬送ライン１５側にはガイド部２７を設けて、試験管ホルダ２１の倒れ防止機能を追加してある。

ラインは金属性でガイド部２７は金属性もしくは樹脂などを利用すれば良い。また、これらを押し出し成形などで、一体で製作しても同じ機能が果たせるであろう。

試験管ラック２２は基本的には従来から使用されているもので試験管を５本以上搭載可能な物を使用可能とし、情報を記憶可能な記憶媒体を具備している。バーコードなどでも代用は可能である。

試験管ホルダ２１は中空の円筒形状で構成されており、円の中心位置の中空部に試験管を搭載することが可能である。細い円筒部と倒れ防止用のガイド部２７として太い円筒部が組み合わせた構造となっており、細い円筒部が試験管ラックの幅と同じ寸法とすることが特徴である。

また、搬送ライン１５を移動する試験管ラック２２及び試験管ホルダ２１の動きであるが、試験管ラック２２及び試験管ホルダ２１は検体分注ユニット１１ｂ上に設けられた試験管ラック移動機構２９によって試験管ホルダ２１と同じライン上に移動する。

この時、試験管ラック２２は間隔を置いて移動してくる試験管ホルダ２１の合間に投入されることになるが、センサ等を使用してホルダやラックの位置などをシステムが制御することによって、ホルダとラックのぶつかりなどの発生は回避できる。

合流地点で合流した試験管ラック２２と試験管ホルダ２１は、各指示された分析装置へ向かって移動を始めるが、進行方向を変更する場合はやはり回転機構１５ｃなどを利用する必要がある。

この回転機構１５ｃは試験管ラック２２と試験管ホルダ２１が共通で使用することが可能な構造となっており、双方向に高速で回転が可能である。

少なくてもラックなら１個以上、ホルダなら２個以上を搭載して回転動作が可能であるが、搭載する物によって回転方向を変更すことも可能である。

すなわち、分析装置の設置位置を自由に進行方向に対して固定することなく決定することが可能となる。図１、図３を参照。

ただし、試験管ラック２２と試験管ホルダ２１を２種類同時に回転機構１５ｃに搭載することは不可となる。理由は１方向に１本のベルトライン機構で動作させるためである。

したがって、回転機構１５ｃに乗せる前に試験管ラック２２なのか試験管ホルダ２１なのかを１個ずつ判別しなければならない。

これらを判別する方法にはいくつか考えられるが、１つはカメラなど形状を判別することが可能な機能をもった装置を設置することが一般的である。

試験管ラック２２と試験管ホルダ２１は形状がまったく異なるため、判別は容易と考えられるが、コスト的な問題が残る。コストを考慮するとセンサ２５ｆ〜２５ｏと各キャリアに搭載されているＲＦＩＤなどを利用した方式の方がはるかに安価に装置を構成することが可能となる。

図５〜図８により搬送ラインキャリア判別機能部２０１のセンサ及びＲＦＩＤを利用した判別方式を説明する。いろいろなパターンがあると考えられるが、ここでは４例に限って説明する。また、センサの数や位置、ＲＦＩＤ情報交換用アンテナの数もこれに限ったわけではない。

図５は回転機構１５ｃの手前で試験管ホルダ２１が並んで停止している場合である。通常は高速で判別し動作しているため、何らかのシステム異常が発生しない限りこのように並ぶことはない。また、分析装置に搬入する手前にバッファ１５ａ，１５ｂも備えることも可能である。しかし、何かしらの異常が発生した場合の対応として、センサ２５ｏが数十秒連続してＯＮになった時点でラインストップ状態となる制御としている。

搬送ライン１５ｄのベルトラインは通常は連続動作をしているため、ストッパ機構を利用してラックやホルダの動作の制御をする。

図５について説明すると、搬送ライン１５ｄを移動してきた試験管ホルダ２１はストッパ２６ｃによって一時停止し、アンテナ２４ｇにてシステムと情報を交換する。

この時、ホルダに搭載しているＩＤチップに自分はホルダという情報が記憶されているのでシステムはこれはホルダだと認識ができる。また、センサ２５ｆがＯＦＦ、２５ｇがＯＮであるから、間違いなく停止しているのは試験管ホルダ２１だと判断することができる。

試験管ホルダ２１だと判別した時点でストッパ２６ｄが動作して次に移動してくるキャリア（試験管ホルダ２１か試験管ラック２２）を停止させる状態で待機する。

この２つのストッパを交互に動作させることで、１個ずつ試験管ホルダ２１もしくは試験管ラック２２を回転機構１５ｃに送り出すことが可能となる。

次に移動してきたキャリアが試験管ホルダ２１の場合は、ストッパ２６ｅが動作して、次のキャリアの到着を待つ。

図６について説明すると、搬送ライン１５ｄを移動してきた試験管ラック２２はストッパ２６ｃによって一時停止し、アンテナ２４ｇにてシステムと情報を交換する。図５と同様にシステムと情報交換を行い、試験管ラック２２であることを判別した時点で、ストッパ２６ｅが動作して次のキャリアの到着を待つ。また、センサ２５ｆ〜２５ｉがＯＮとなりこちらでも試験管ラック２２が停止していることを判別することができる。

次に到着したキャリアが試験管ラック２２′だった場合は、センサ２５ｋ〜２５ｏがＯＮとなるため、システム側は試験管ラック２２′だと判別することができる。試験管ラック２２が２つ連続した場合はストッパ２６ｃとストッパ２６ｅは交互に動作して１個ずつ試験管ラック２２を送り出すことが可能となる。

図７について説明すると、先頭は試験管ラック２２で図６の条件と同じであるが、次に到着したキャリアが試験管ホルダ２１の場合である。センサ２５ｋがＯＮ、２５ｌがＯＦＦとなり、システム側は待機しているキャリアが試験管ホルダ２１であることが判別すことができる。

２番目に待機しているキャリアが試験管ホルダ２１だと判別した時点で、ストッパ２６ｆが動作して次のキャリアの到着を待つ。

図８について説明すると、先頭は試験管ホルダ２１で図５の条件と同じであるが、次に到着したキャリアが試験管ラック２２の場合である。センサ２５ｈ〜２５ｌまでがＯＮとなり、システム側は待機しているキャリアが試験管ラック２２であることが判別することができる。

２番目に待機しているキャリアが試験管ラック２２′だと判別した時点で、ストッパ２６ｆが動作して次のキャリアの到着を待つ。

以上が回転機構１５ｃに移動する前に実施されるべき、移動キャリアの個別判別事例であるが、これ以外にもいろいろなパターンがあるのは言うまでもない。例えば、試験管ホルダと試験管ラックを識別するのに必要なセンサの数であるが、図５を例にすると試験管ホルダと試験管ラックは形状が大きく違うために、センサの配置を図５のセンサ２５ｆ，２５ｇの様に試験管ホルダが２個繋がった状態でもセンサ２５ｆがＯＦＦ、センサ２５ｇがＯＮとなるように配置してやれば、試験管ホルダだと判断することが可能である。また試験管ラックの場合は図６の様にセンサ２５ｆ，２５ｇどちらもＯＮとなる。すなわち、試験管ホルダと試験管ラックの識別には少なくても隣り合ったセンサが２個あれば可能である。これらの隣り合ったセンサの間隔は、試験管を搭載している試験管ホルダが２つ連続して搬送されている場合における、当該試験管ホルダ上の試験管間隔よりも狭いことが望ましい。

回転機構１５ｃ上でも同様な方法で移動キャリアの判別、情報交換を実施することにより、信頼性の高い状態での分析装置への検体の安定供給が可能な検体搬送システムを実現することができる。

１１ 検体搬送システム
１２ 試験管ホルダ対応分析装置
１３ 試験管ラック対応分析装置
１４ 試験管ラック対応分析装置
１５ 試験管ラック、試験管ホルダ共通搬送ライン
１６ 試験管ラック専用回転機構
２１ 試験管ホルダ
２２ 試験管ラック
２３ 分岐機構
２４ 通信用アンテナ
２５ 有無検知センサ
２６ ストッパ機構
２７ 試験管ホルダ倒れ防止ガイド
２８ ベルトライン
２９ 試験管ラック移動機構
２０１ 搬送ラインキャリア判別機能部

Claims (7)

1. 検体入りの試験管を搬送する搬送ラインと、
   前記搬送ラインに沿って少なくとも分析ユニットを含む複数の処理ユニットを配置した検体搬送システムにおいて、
   前記搬送ラインは、前記検体入りの試験管の複数本を一組として保持する試験管ラックおよび、前記検体入り試験管を少なくとも１本保持する試験管ホルダを混在して搬送する搬送ベルトラインを備え、
   前記搬送ベルトライン上に搬送される前記試験管ラックと前記試験管ホルダとを区別する機構と、
   前記試験管ラック及び前記試験管ホルダを供給する分析装置を指定する制御部を備えたことを特徴とする検体搬送システム。
2. 請求項１記載の検体搬送システムにおいて、
   前記試験管ラック及び前記試験管ホルダは、搭載された前記試験管に収容された検体の情報、該検体の搬送先の情報、および該検体に対して実行されるべき処理の情報に関するデータを記憶するチップを備え、
   前記搬送ラインは前記チップに記憶された情報を読み取る読み取り器を備え、
   該読み取り器によって読み取られた情報に基づき、前記分析装置へ前記試験管ラックおよび前記試験管ホルダを供給することを特徴とする検体搬送システム。
3. 請求項１記載の検体搬送システムにおいて、
   前記試験管ラックおよび試験管ホルダの外形状の違いを識別する識別装置を備え、
   該識別装置は前記搬送ベルトラインが動作中あるいは停止中に機能し、
   前記試験管ラック及び前記試験管ホルダが前記搬送ベルトライン上で連続に繋がって停止していても、１個ずつ個別に動作させることが可能なことを特徴とする検体搬送システム。
4. 請求項１記載の検体搬送システムにおいて、
   前記搬送ラインには前記試験管ラック及び試験管ホルダを停止させるストッパを少なくても２箇所備え、
   該ストッパを交互もしくは個別に動作させることにより前記搬送ベルトライン上で連続して停止した状態の前記試験管ラック及び前記試験管ホルダを、ベルトが動作したまま状態で１個ずつ個別に停止状態を解除させることを特徴とする検体搬送システム。
5. 請求項１記載の検体搬送システムにおいて、
   前記搬送ベルトラインにおいて前記試験管ラック及び前記試験管ホルダの進む方向を左右９０°可変可能な機構を有し、
   該機構は前記試験管ラック及び前記試験管ホルダを識別する識別装置を備え、前記試験管ラックであれば１個以上、前記試験管ホルダであれば少なくとも２個以上を搭載することが可能で、
   前記機構を利用することにより前記試験管ラック及び前記試験管ホルダを前記システムもしくは前記ホストコンピュータから指定された前記分析装置へ進行方向を９０°可変して供給することを可能としたことを特徴とする検体搬送システム。
6. 請求項３記載の検体搬送システムにおいて、
   前記識別装置は、試験管を搭載している前記試験管ホルダが連続して搬送されている場合における、当該試験管ホルダ上の試験管間隔よりも狭い間隔で設置された、少なくとも２個のセンサを備えたことを特徴とする検体搬送システム。
7. 請求項６記載の検体搬送システムにおいて、
   前記識別装置の前記２個のセンサの出力値が異なる場合には検体ホルダが搬送されていると判断する判断手段を備えたことを特徴とする検体搬送システム。

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