WO2015046425A1

WO2015046425A1 - 試験片ピックアップ機構、試験片移動装置、液体試料分析装置及び試験片ピックアップ方法

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Publication number: WO2015046425A1
Application number: PCT/JP2014/075625
Authority: WO
Inventors: 誠史高井; 華子由良; 進冴畑田; 泰弘宮家
Original assignee: シスメックス株式会社
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2014-09-26
Publication date: 2015-04-02
Also published as: US10101345B2; EP3051292A1; JP6255198B2; JP2015064313A; EP3051292A4; US20160216285A1; CN105556315A; CN105556315B

Abstract

　この試験片ピックアップ機構は、液体試料分析用の試験片を試験片ボトルから１枚ずつ取り出す試験片ピックアップ機構であって、試験片を吸着保持するピックアップヘッドと、ピックアップヘッドを回転させるためのモーターと、を備え、ピックアップヘッドには試験片を吸着保持するための吸引口が設けられ、モーターが中空モーターであり、その中空部が吸引口と繋がっている。

Description

試験片ピックアップ機構、試験片移動装置、液体試料分析装置及び試験片ピックアップ方法

　本発明は、臨床検査における尿や血液等の液体試料、特に尿試料の分析に使用する試験片を、該試験片を多数収納した試験片ボトル（容器）から一枚ずつ取り出して測定部に供給する試験片ピックアップ機構、試験片移動装置、液体試料分析装置及び試験片ピックアップ方法に関する。

　尿検査は、試料が手軽に採取できしかも短時間で結果が判るので、腎機能検査や糖尿病診断などのスクリーニングテストとして重要であり、学童検診や職場検診などの集団検診では必須の検査項目となっている。集団検診の場合は、検体数が多いため連続自動分析装置で処理されることになるが、測定の迅速化を図るためには、試験片を効率良く容器から取り出して測定部に供給することが必要になる。

　従来この種の供給装置としては、本発明者らが考案し、特許も得ている特許文献１の発明が知られている。
　この特許文献１の装置は、試験片の把持部を吸着保持する試験片ピックアップヘッドに、少なくとも一部で表裏の反転率が異なる把持部の表裏判定を行なうための光検出器を設けるとともに、試験片ピックアップヘッドを試験片の表裏反転可能な可回転状態に支持した試験片ピックアップ機構である。

　この特許文献１の装置は、表裏が簡単に判定でき、かつその判定に従って試験片を回転させることができる。

特許第３６９７５３５号

　しかし、特許文献１の装置では、試験片ピックアップヘッドとパルスモータとの間にベルトやプーリー等の伝達機構が介在しているため、機構が複雑で大型であった。

　試験紙を用いた尿検査や血液検査は、民間の小さな医療機関でも多量に行われるようになり、自動検査装置の導入が盛んになってきている。小さな医療機関ではできるだけ小型のものが望まれる。

　そこで、機構が簡単で小型化の試験片ピックアップ機構及び試験片移動装置を提供する。

　以上のような現状に鑑み、本発明者等は鋭意研究の結果、本発明を完成した。
　本発明は、第１の観点によれば、液体試料分析用の試験片を試験片ボトルから１枚ずつ取り出す試験片ピックアップ機構であって、試験片を吸着保持するピックアップヘッドと、ピックアップヘッドを回転させるためのモーターと、を備え、ピックアップヘッドには試験片を吸着保持するための吸引口が設けられ、モーターが中空モーターであり、その中空部が吸引口と繋がっている。

　本発明は、第２の観点によれば、上述の試験片ピックアップ機構と、試験片ピックアップ機構を回転可能に支持する上下搬送部と、上下搬送部を上下動可能に支持する支持柱と、試験片の表裏を判定する表裏判定機構と、を備える試験片移動装置である。

　本発明は、第３の観点によれば、液体試料分析用の試験片を試験片ボトルから１枚ずつ取り出し、表裏を揃えて試験片載置部に載置する試験片移動装置と、試験片載置部に載置された試験片に、液体試料を付着させる処理部と、液体試料が付着した試験片を測定する測定部と、を備え、試験片移動装置は、試験片を吸着保持するピックアップヘッドと、ピックアップヘッドを回転させるためのモーターと、を備え、ピックアップヘッドには試験片を吸着保持するための吸引口が設けられ、モーターが中空モーターであり、その中空部が吸引口と繋がっている液体試料分析装置である。

　本発明は、第４の観点によれば、先端に試験片を保持可能なピックアップヘッド、および、保持した試験片の長手方向の軸を中心にピックアップヘッドを回転させるための中空モーターを備えた試験片ピックアップ機構と、上下に延びる支持柱と、支持柱に沿って上下動可能に支持され、かつ試験片ピックアップ機構を、支持柱に対して振り子状に回転可能に支持する上下搬送部と、試験片ピックアップ機構によって保持されて試験片ボトルから取り出され、かつ振り子状に所定角度回転された試験片と向き合うように配置され、試験片の表裏を判定する表裏判定機構と、を備える、試験片移動装置である。

　本発明は、第５の観点によれば、試験片ボトルに収容された試験片をピックアップヘッドの先端に保持し、保持した試験片を、試験片ボトルから取り出し、保持した試験片の表裏を、表裏判定機構によって判定し、試験片の表裏が逆であれば、ピックアップヘッドに接続された中空モーターによって、試験片の表裏を回転させる、試験片ピックアップ方法である。

　ここで試験片とは、片面の一端側に試薬層を設け、他端側を把持部とした細長い紙或いはプラスチック製のスティックである。試薬層を設けた面が表である。把持部の表裏は、少なくともその一部が反射率を異にしている。例えば、プラスチック製スティックの場合、片面は乳白色の素材表面をむき出しにし、他方の面に文字、ロゴマーク、バーコード或いはベタ塗りを印刷（着色）することで、両面の反射率を変えることができる。表裏とも反射率の異なる色で印刷することもできる。把持部の表面に印刷を施しておけば、試薬層の色や個数と併せて、試験片のメーカー名や種類が直ちに判読できる利便性がある。

　液体試料とは、検査される液体であり、好ましくは被検者から採取された液体であり、尿や血液が例示される。勿論他の液体でもよい。試験片ボトルは、通常、試験片が縦方向に多数（１０枚以上等）収納できるものである。

　ピックアップヘッドとは、試験片を保持する部分である。ピックアップヘッドは、好ましくは、吸着によって試験片を保持する。ピックアップヘッドには、試験片が保持される位置を規定するための溝部と、空気を吸引する吸引口とが設けられている。この溝部に試験片が嵌り、吸引口を介した空気の吸引によって試験片が吸着され、ピックアップヘッドに保持される。
　即ち、試験片は、ポンプによって吸引され、ピックアップヘッドに吸いつけられるように保持される。吸引口からポンプまでは吸引チューブによって繋がれている。吸引チューブは柔軟性のあるゴムやプラスチック製が好ましいが、硬質の素材を用いてもよい。

　このピックアップヘッドには、これを回転するためのモーターが、ベルトやプーリーを介在せずに直接接続されている。このモーターは、ピックアップヘッドを回転させて、試験片の表裏を反転させる。このモーターは、他の部材に固定されている。このモーターが中空モーターであることが本発明の１つの特徴である。

　中空モーターとは、回転の軸方向の中心部が中空になっているモーターである。つまり、モーターの駆動に応じて回転するシャフトが中空になっている。この中空部に気体、液体、信号線等を通過させることができる。シャフトはピックアップヘッドに固定されていて、シャフトが回転するとピックアップヘッドが回転する。好ましい実施形態では、ピックアップヘッドの吸引口に連通した吸引チューブが、中空部の内部に収容されている。中空部は、Ｌ字カップリングに連通している。吸引チューブは、中空部とＬ字カップリングを通じて、ポンプに接続されている。これにより、ピックアップヘッドを回転させても吸引チューブが捩れる問題がなく、吸引チューブの閉塞や破損を防止することができる。これによって、モーターの外側に吸引チューブを配置した構造と比較してシンプルになる。このモーターの回転軸は、ピックアップヘッドの長手方向と平行である。

　試験片ピックアップ機構とは、試験片ボトル内に存在する試験片を１枚保持し持ち上げる機構をいう。
　本発明の第１の態様は、この試験片ピックアップ機構であり、上記した要件を満たすものであればよい。また、その移動方法も下記のものだけでなく、他の方法でもよい。例えば、ロボットのアーム先端にヘッドを取り付けて行なうようにしてもよいし、ヘッドを支軸に可回転に支持し、この支軸を前後、上下、左右に駆動するような構成を採ってもよい。

　次に、試験片移動装置について説明する。これは、保持した試験片を試験片載置部に載置する。試験片を、表裏を揃えて試験片載置部に載置すれば、試験片は、適当な装置によって液体試料が付着され、測定される。
　試験片移動装置は、上記した試験片ピックアップ機構と、上下搬送部と、支持柱と、表裏判定機構とを備える。

　上下搬送部とは、試験片ピックアップ機構を保持する部分である。上下搬送部は、一端側において支持柱に支持されており、他端側において試験片ピックアップ機構を支持している。上下搬送部は、試験片ピックアップ機構を、水平の軸を中心に（回転面はほぼ垂直に）回転させるためのモーターを備えている。このモーターは、試験片の表裏を反転させるためのものではなく、試験片ピックアップ機構を、支持柱に対して振り子状に回転させて、支持柱に対する角度を変化させるためのモーターである。試験片ピックアップ機構は、モーターの駆動により、試験片を吸着保持するときの角度、表裏判定機構が試験片の表裏を判定するときの角度、および試験片載置部に試験片を載置するときの角度に位置付けられる。

　支持柱とは、上下搬送部を上下動可能に支持する支柱である。上下搬送部を上下させる機構は自由である。ラックとピニオン方式でも、ネジとナット方式でも、さらに他の方式でもよい。

　表裏判定機構とは、試験片ピックアップ機構によって保持された試験片の表裏を判定する機構である。表裏判定機構は、光源と受光部（光検出器）を備える。表裏判定機構としては、例えば、発光ダイオードと反射型ホトトランジスタが一体化されたものが好ましい。表裏判定機構は、光源と受光部とが別個になったものでもよい。受光部は、試験片の把持部の反射率を測定する。受光部に接続された解析デバイスが、反射率の大小によって表裏の判定を行う。即ち、解析デバイスは、測定された反射率を予め設定された域値と比較することにより、表裏の判定を行なう。解析デバイスは、コンピューターでもよいし、プログラムされたゲートアレイでもよい。

　表裏判定機構の設置場所は、上下搬送部による試験片ピックアップ機構の上下移動および回転によって、試験片の把持部に光源からの光が当たり、受光部によって反射光が測定できる位置にあればよい。しかし、上記した試験片載置部と交錯しないようにする。即ち、表裏判定機構と試験片載置部は、上下搬送部による上下移動と回転によって、互いに邪魔にならず試験片が辿りつくことが可能な位置関係に配置される。

　上記の表裏判定は、試験片ピックアップヘッドが、試験片ボトルから取り出した試験片を、試験片載置部へ搬送する途中において行なわれる。そして表裏が逆の場合、搬送中に、試験片の試薬部が上向きに試験片載置部に載置されるように試験片ピックアップヘッドが回転する。

　本発明は、臨床検査における尿や血液等の液体試料を分析する試験片を試験片ボトルから一枚ずつ取り出す試験片ピックアップ機構、試験片移動装置、液体試料分析装置及び試験片ピックアップ方法である。

　本発明は、以下に述べるような効果を有する。
（１）　試験片を収納した状態で市販されている試験片ボトルが、そのまま使用できる。従って、専用の容器やホッパーへの試験片の移し替え操作が不要になり、省力化されるとともに、移し替えに伴う試験片の汚染が防止される。
（２）　試験片ピックアップヘッドで一枚ずつ取り出した試験片の表裏判定及び表裏反転が、試験片を試験片載置部へ搬送する間に行なえるので、判定や反転に要する時間が短縮される。
（３）　試験片の表裏を反転させるためのモーターを中空モーターにしたことで、試験片ピックアップ機構が非常にコンパクトになり小規模の医療機関や小規模の検査機関向けの分析装置に適用しやすい。

試験片の一例を示す斜視図である。試験片ピックアップ機構の一例を示す斜視図である。試験片移動装置の一例を示す側面図である。試験片移動装置の一例を示す側面図である。試験片移動装置の一例を示す側面図である。試験片移動装置の一例を示す側面図である。試験片移動装置の一例を示す側面図である。尿定性分析装置の一例を示すブロック図である。

　次に、本発明の一つの例における実施形態を図面に基づいてより詳細に説明する。図１は、試験片の一例を示す。この試験片１は、尿に含まれる成分を定性的に検査するための試験片である。成分としては、例えば、潜血、蛋白質、ブドウ糖、ケトン体などがある。この試験片１は、細長い乳白色のプラスチック製スティック１ａの一端側に複数の試薬層１ｂを有し、他端側に把持部１ｃを有する。試薬層１ｂを設けた面が表であり、把持部１ｃの一部にロゴマーク１ｄが印刷してある。複数の試薬層１ｂは、それぞれ、潜血、蛋白質といった各項目に対応している。

　図２は、試験片ピックアップ機構２の一例を示す。試験片ピックアップ機構２は、ピックアップヘッド３と中空モーター４とを有している。ピックアップヘッド３には、試験片が嵌り込む溝部５があり、その溝部５の中に試験片を吸着するための吸引口６が設けられている。把持部１ｃがこの溝部５に嵌まり込むことにより、試験片１の長辺が溝部５の長手方向に沿って保持される。

　この吸引口６から続く空洞は、中空モーター４の中空部に接続され、その中空部にＬ字カップリング７が接続されている。中空部およびＬ字カップリング７の内部には、吸引口６とポンプとを接続する吸引チューブが配置されている。

　図３は、試験片移動装置８の一例を示す側面図である。ピックアップヘッド３を有する試験片ピックアップ機構２が上下搬送部９に固定されている。上下搬送部９には、試験片ピックアップ機構２を支持柱１１に対して振り子状に回転（この図の面に平行な面で）させるためのモーター１０が設けられている。更に、上下搬送部９は、支持柱１１に上下動可能に支持されている。支持柱１１にはモーター１２が接続されている。支持柱１１と上下搬送部９とは、ネジとナットの関係になっている。モータ１２の駆動によって支持柱１１が回転することによって上下搬送部９が上下移動する。

　表裏判定機構１３は、上方に設置されている。試験片載置部１４は、表裏判定機構１３の下方に設置されている。試験片ボトル１５はこの図では左下方に位置している。この例では試験片ボトル１５はわずかに傾斜している（垂直から約２０～３０度）。これは試験片を取り出しやすくするためである。

　この例でわかるように、中空モーター４のシャフトがピックアップヘッド３に直接接続されているため、中空モーター４とピックアップヘッド３との間に複雑な力伝達機構はまったくない。更に、この例では、前後、左右への移動装置がない。これによっても、必要な部品や空間が大きく軽減できる。

　図４は、ピックアップヘッド３が試験片ボトル１５内に進入し、吸引口６から空気を吸引しつつ、試験片１に近寄り、その吸引力によって試験片１を溝部５にはめ込んでいるところである。この状態から、図５に示すように上下搬送部９が上方に移動すると、試験片１が試験片ボトル１５から取り出される。図５は、試験片１を取り出したところである。この状態から、モーター１０の駆動によって試験片ピックアップ機構２が破線矢印に沿って回転し、図６に示す状態になる。破線矢印は試験片１の先端の軌跡である。この図から、試験片載置部１４に接触せず、表裏判定機構１３に試験片１を位置づけ得ることがわかる。

　図６は、表裏判定機構１３により試験片１の表裏を判定しているところである。丁度、試験片１の把持部１ｃが表裏判定機構１３に近接している。表裏判定の結果、図６における試験片１の上側の面（ピックアップヘッド２が吸着した面の背面）が表であれば、そのまま上下搬送部９が下降して試験片１が試験片載置部１４に載置される。一方、試験片１の上側の面が裏であれば、上下搬送部９が下降しながら、ピックアップヘッド２が回転して、試験片１の表裏が反転される。反転した試験片１が試験片載置部１４に載置される。

　図７は、図６の位置から上下搬送部９が下降し、試験片１を試験片載置部１４に載置しているところである。試験片１を載置後、吸引を停止すればそこで試験片１は離され、以降の工程に移ることができる。

　図８は、尿定性分析装置１００の構成を示すブロック図である。試験片移動装置８によって試験片ボトル１５から取り出され、試験片載置部１４に載置された試験片１は、搬送部１６によって、処理部１７および測定部１８に順に搬送される。搬送部１６は、好ましい実施形態では、試験片１を長手方向に沿って搬送するベルトコンベアである。処理部１７は、搬送された試験片１の試薬層１ｂに尿試料を滴下する。測定部１８は、尿試料が滴下された各試薬層１ｂの変色を光学的に読み取る。これにより、各試薬層１ｂに対応した測定項目（成分）の含有量が定性的に測定される。測定結果は、各試薬層１ｂの変色の度合いに応じて（－）、（＋）、（＋＋）のようにランク付けされ、分析結果として報告される。

１　試験片
２　試験片ピックアップ機構
３　ピックアップヘッド
４　中空モーター
５　溝部
６　吸引口
７　Ｌ字カップリング
８　試験片移動装置
９　上下搬送部
１０　モーター
１１　支持柱
１２　モーター
１３　表裏判定機構
１４　試験片載置部
１５　試験片ボトル
１７　処理部
１８　測定部
１００　尿定性分析装置

Claims

　液体試料分析用の試験片を試験片ボトルから１枚ずつ取り出す試験片ピックアップ機構であって、
　試験片を吸着保持するピックアップヘッドと、
　前記ピックアップヘッドを回転させるためのモーターと、を備え、
　前記ピックアップヘッドには試験片を吸着保持するための吸引口が設けられ、
　前記モーターが中空モーターであり、その中空部が前記吸引口と繋がっている、試験片ピックアップ機構。
　前記モーターは、前記ピックアップヘッドによって保持された試験片の長手方向を軸に、前記ピックアップヘッドを回転させる、請求項１に記載の試験片ピックアップ機構。
　請求項１記載の試験片ピックアップ機構と、
　前記試験片ピックアップ機構を回転可能に支持する上下搬送部と、
　前記上下搬送部を上下動可能に支持する支持柱と、
　試験片の表裏を判定する表裏判定機構と、を備える試験片移動装置。
　前記上下搬送部は、前記試験片ピックアップ機構を、水平の軸を中心に回転可能に支持する、請求項３に記載の試験片移動装置。
　前記表裏判定機構は、光源と受光部とを備え、反射率の違いによって試験片の表裏を判定する、請求項３または４に記載の試験片移動装置。
　前記試験片移動装置は、試験片ボトル内の試験片を保持した前記試験片ピックアップ機構を、前記支持柱に沿って所定の高さまで上方に移動させ、且つ、前記上下搬送部によって回転させることにより、前記表裏判定機構により表裏を判定できる位置に試験片を位置付ける、請求項３～５のいずれか一項に記載の試験片移動装置。
　試験片が載置される試験片載置部をさらに備え、
　前記試験片移動装置は、前記表裏判定機構による判定結果に応じて、前記試験片載置部に載置される試験片の表側が上方を向くように、前記モーターによって前記ピックアップヘッドを回転させ、前記支持柱によって前記ピックアップヘッドを移動させて前記試験片載置部に試験片を載置する、請求項３～６のいずれか一項に記載の試験片移動装置。
　前記試験片載置部は、前記表裏判定機構の下方に配置され、
　前記表裏判定機構により表裏を判定できる位置に試験片が位置付けられた状態から、前記試験片ピックアップ機構が前記支持柱に沿って下方に移動すると、保持された試験片が前記試験片載置部に載置される、請求項７に記載の試験片移動装置。
　液体試料分析用の試験片を試験片ボトルから１枚ずつ取り出し、表裏を揃えて試験片載置部に載置する試験片移動装置と、
　前記試験片載置部に載置された試験片に、液体試料を付着させる処理部と、
　液体試料が付着した試験片を測定する測定部と、を備え、
　前記試験片移動装置は、
　試験片を吸着保持するピックアップヘッドと、
　前記ピックアップヘッドを回転させるためのモーターと、を備え、
　前記ピックアップヘッドには試験片を吸着保持するための吸引口が設けられ、
　前記モーターが中空モーターであり、その中空部が前記吸引口と繋がっている、液体試料分析装置。
　試験片が、尿定性試験に用いられる試験片であり、
　前記液体試料分析装置が、尿定性分析装置である、請求項９に記載の液体試料分析装置。
　先端に試験片を保持可能なピックアップヘッド、および、保持した試験片の長手方向の軸を中心に前記ピックアップヘッドを回転させるための中空モーターを備えた試験片ピックアップ機構と、
　上下に延びる支持柱と、
　前記支持柱に沿って上下動可能に支持され、かつ前記試験片ピックアップ機構を、前記支持柱に対して振り子状に回転可能に支持する上下搬送部と、
　前記試験片ピックアップ機構によって保持されて試験片ボトルから取り出され、かつ振り子状に所定角度回転された試験片と向き合うように配置され、試験片の表裏を判定する表裏判定機構と、を備える、試験片移動装置。
　前記試験片ピックアップ機構は、前記表裏判定機構による判定の結果、保持した試験片の表裏が逆である場合、前記ピックアップヘッドを回転させる、請求項１１に記載の試験片移動装置。
　試験片が載置される試験片載置部をさらに備え、
　前記試験片ピックアップ機構による前記ピックアップヘッドの回転は、前記表裏判定機構から前記試験片載置部に試験片が移動する間に行われる、請求項１２に記載の試験片移動装置。
　前記ピックアップヘッドには、試験片を吸着保持するための吸引口が設けられ、前記中空モーターの中空部は、前記吸引口とポンプとを接続している、請求項１１に記載の試験片移動装置。
　試験片ボトルに収容された試験片をピックアップヘッドの先端に保持し、
　保持した前記試験片を、前記試験片ボトルから取り出し、
　保持した前記試験片の表裏を、表裏判定機構によって判定し、
　前記試験片の表裏が逆であれば、前記ピックアップヘッドに接続された中空モーターによって、前記試験片の表裏を回転させる、試験片ピックアップ方法。
　前記ピックアップヘッドには吸引口が設けられており、前記中空モーターの中空部を介して前記吸引口から空気を吸引することにより、前記ピックアップヘッドの先端に試験片を吸着保持する、請求項１５に記載の試験片ピックアップ方法。
　前記表裏判定機構は、光源と受光部とを備え、試験片の表と裏の反射率の違いに基づき、表裏を判定する、請求項１５に記載の試験片ピックアップ方法。