特許 6516727 検体検査自動化システムおよびチェックモジュールならびに試料のチェック方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6516727

(24)【登録日】2019年4月26日

(45)【発行日】2019年5月22日

(54)【発明の名称】検体検査自動化システムおよびチェックモジュールならびに試料のチェック方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 35/10 20060101AFI20190513BHJP

   G01N 35/02 20060101ALI20190513BHJP

【ＦＩ】

   G01N35/10 C

   G01N35/02 C

【請求項の数】8

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2016-513672(P2016-513672)

(86)(22)【出願日】2015年3月13日

(86)【国際出願番号】JP2015057573

(87)【国際公開番号】WO2015159620

(87)【国際公開日】20151022

【審査請求日】2017年10月16日

(31)【優先権主張番号】特願2014-85696(P2014-85696)

(32)【優先日】2014年4月17日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】501387839

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテクノロジーズ

(74)【代理人】

【識別番号】110001829

【氏名又は名称】特許業務法人開知国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 孝浩

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 巌

(72)【発明者】

【氏名】末成 元

(72)【発明者】

【氏名】中川 樹生

(72)【発明者】

【氏名】江崎 佳奈子

【審査官】 小野 郁磨

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０４６０３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２４０５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２６６７６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−００６０９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２１８７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１３３９２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１０８５０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ３５／０２−３５／１０

Ｇ０１Ｆ ２３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

容器に収容された試料のチェックを行う検体検査自動化システムであって、
この検体検査自動化システム内に投入された前記容器の種類、前記容器の栓種類を特定する特定部と、
この特定部によって特定された前記容器の種類および前記容器の栓種類に応じて、前記容器内の試料の上面を非接触の静電容量方式によって検出する異形状容器対応計測部と、
この異形状容器対応計測部を前記容器に対して上下動させる上下方向移動部と、
前記特定部によって特定された前記栓種類に関する情報に応じて、前記上下方向移動部によって前記異形状容器対応計測部を前記容器に対して上下動させながら前記容器内の試料の上面を検出するよう制御する制御部とを備え、
前記異形状容器対応計測部は、
前記容器内の試料の上面を非接触の静電容量方式によって検出する静電容量センサと、
この静電容量センサを前記容器に対して水平方向に移動させることで前記静電容量センサと前記容器との水平方向距離を調整する水平方向移動部と、を有する
ことを特徴とする検体検査自動化システム。

【請求項2】

請求項１に記載の検体検査自動化システムにおいて、
前記特定部によって特定された容器種類に関する情報から前記容器の容器径および分離剤の有無を特定して、この特定結果と前記異形状容器対応計測部で検出した前記容器内の試料の上面に関する情報とから前記容器内の試料の容量を演算する演算部を更に備えた
ことを特徴とする検体検査自動化システム。

【請求項3】

請求項２に記載の検体検査自動化システムにおいて、
前記容器の側面に対して光を照射する照射部と、
前記容器を通過した透過光の量を測定する受光部とを更に備え、
前記上下方向移動部は、前記照射部および前記受光部を、前記異形状容器対応計測部とともに前記容器に対して上下動させ、
前記演算部は、前記受光部で測定した前記透過光の量に基づき、前記容器内の試料の固液分離面を求め、この求めた固液分離面と、前記容器径および分離剤の有無の特定結果と、前記異形状容器対応計測部で検出した前記容器内の試料の上面に関する情報とから前記容器内の試料の容量を演算する
ことを特徴とする検体検査自動化システム。

【請求項4】

請求項３に記載の検体検査自動化システムにおいて、
前記異形状容器対応計測部、前記照射部および前記受光部とが、前記容器内に収容された試料の長手方向の幅に応じた間隔で配置された
ことを特徴とする検体検査自動化システム。

【請求項5】

請求項１に記載の検体検査自動化システムにおいて、
前記容器の直径が１３ｍｍのときは、前記異形状容器対応計測部と前記容器との距離を１ｃｍとし、
前記容器の直径が１６ｍｍのときは、前記異形状容器対応計測部と前記容器との距離を１．５ｃｍとする
ことを特徴とする検体検査自動化システム。

【請求項6】

容器に収容された試料または試薬のチェックを行うチェックモジュールであって、
このチェックモジュール内に搬送された前記容器の種類、前記容器の栓種類を特定する特定部と、
この特定部によって特定された前記容器の種類および前記容器の栓種類に応じて、前記容器内の試料または試薬の上面を非接触の静電容量方式によって検出する異形状容器対応計測部と、
この異形状容器対応計測部を前記容器に対して上下動させる上下方向移動部と、
前記特定部によって特定された前記栓種類に関する情報に応じて、前記上下方向移動部によって前記異形状容器対応計測部を前記容器に対して上下動させながら前記容器内の試料または試薬の上面を検出するよう制御する制御部とを備え、
前記異形状容器対応計測部は、
前記容器内の試料の上面を非接触の静電容量方式によって検出する静電容量センサと、
この静電容量センサを前記容器に対して水平方向に移動させることで前記静電容量センサと前記容器との水平方向距離を調整する水平方向移動部と、を有する
ことを特徴とするチェックモジュール。

【請求項7】

容器に収容された試料のチェック方法であって、
前記容器の種類を特定し、この特定された容器種類に関する情報から、前記容器の栓種類を特定する特定工程と、
前記特定工程によって特定された前記栓種類に関する情報に応じて、前記容器内の試料の上面を非接触の静電容量方式によって検出する静電容量センサと、この静電容量センサを前記容器に対して水平方向に移動させることで前記静電容量センサと前記容器との水平方向距離を調整する水平方向移動部と、を有する、非接触の静電容量方式の異形状容器対応計測部を前記容器に対して上下動させることで前記容器内の試料の上面を検出する検出工程と、を具備する
ことを特徴とする試料のチェック方法。

【請求項8】

容器に収容された試料のチェックを行う検体検査自動化システムであって、
この検体検査自動化システム内に投入された前記容器の種類、前記容器の栓種類を特定する特定部と、
この特定部によって特定された前記容器の種類および前記容器の栓種類に応じて、前記容器内の試料の上面を非接触の静電容量方式によって検出する異形状容器対応計測部と、
この異形状容器対応計測部を前記容器に対して上下動させる上下方向移動部と、
前記特定部によって特定された前記栓種類に関する情報に応じて、前記上下方向移動部によって前記異形状容器対応計測部を前記容器に対して上下動させながら前記容器内の試料の上面を検出するよう制御する制御部とを備え、
前記異形状容器対応計測部は、
前記容器内の試料の上面を非接触の静電容量方式によって検出する第１静電容量センサと、
この第１静電容量センサに比べて検出可能距離が短い第２静電容量センサとを有し、
前記制御部は、前記特定部によって特定された前記容器の種類に基づいて、前記第１静電容量センサと前記第２静電容量センサとのいずれのセンサを用いるかを選択し、選択されたセンサによって前記容器内の試料の上面を検出するよう制御する
ことを特徴とする検体検査自動化システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、容器の中に採取した血液などの生体試料やその分析に用いる試薬等の状態を自動でチェックするための検体検査自動化システムおよびチェックモジュールならびに試料のチェック方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、液体の吸引または吐出を行うプローブの先端部が液体の液面に到達したか否かを検知するために、静電容量の変化量に基づいて血清の液面を検知するとともに分注時のプローブ内の圧力の変化による液面検知を参照して真の液面を検知する液面検知装置を備えた自動分析装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許４８９８２７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

生体試料の成分の濃度を自動で分析する自動分析装置の技術が進歩し、分析項目が増加した。また、個別の分析項目に対する測定時間の短縮が実現したことにより、各検査室における一日あたりの処理すべき生体試料数、すなわち処理能力が従来と比べ圧倒的に増加している。

【0005】

生体試料を自動分析装置に投入する前に必要な処理（遠心処理、開栓処理、分注処理等を意味し、以下前処理と言う）を自動で行う技術や、自動分析装置への自動搬送を行う技術が、前処理システムとして提供されている。

【0006】

このうち、分注処理は、自動分析装置に搬送する子検体を作成する小分け処理である。従来は、依頼項目に応じて、子検体の本数と分注量を決めていた。そのため、採取した生体試料の量が少なく依頼項目の測定に必要な量に満たない場合、指示された本数分の子検体容器を準備したにも関わらず、分注処理が完了せずに途中で終了するということがあった。このことが、子検体容器およびそれに貼付するバーコードの無駄な消費に繋がっていた。

【0007】

近年、これを避けるために、分注処理の前に生体試料の容量または残量を計測し、分注が可能な本数のみ子検体容器を用意する制御方法が必要とされるようになった。また、容量不足で作成されなかった子検体を搬送する予定だった自動分析装置に関わる項目が一律に測定されないことを避けるため、測定項目の優先度に応じて、自動分析装置による測定に必要な量と実際の生体試料の容量を照らし合わせ、最適な本数と量を分注する制御方法が求められるようになった。さらに、自動分析装置の測定項目数の増加と処理する検体数の増加に伴い、容量の計測を自動化することが市場要求となってきた。

【0008】

これを受け、前処理段階で生体試料の容量を自動で測定する機能に関する技術の開発がなされてきた。

【0009】

しかし、一般に、容器の表面に患者ＩＤ・個人情報・装置運用に必要なパラメータなどの重要情報が記載されたバーコードラベルが貼付され、場合によっては、採血管種とラベルの大きさにより採血管の管壁の全体が被覆されている、あるいは幾重にも重ねてラベルを貼付されている。このため、内容物が外側から不可視になることがある。このことが当分野における容量測定の障害となっていた。

【0010】

このような条件下であっても、当目的に有用な結果を提供できる技術として、例えば上述した特許文献１に記載のような技術がある。

【0011】

しかし、特許文献１に記載のような静電容量とプローブ内圧力を用いる検出方法は、分注プローブにて液面と接触することが必要であり、分注前に生体試料の容量を計測したいという要望には沿わない。

【0012】

また、液面を事前に検知できることによって、分注の際に分注用プローブが分離剤へ衝突することを防止できる点で利点はある。しかし、迅速かつ正確に状態を把握するためのワークフローを制御するための情報を提供するという目的は達成できない。

【0013】

さらに、液面を検知するためには採血管の蓋を開封する必要があり、検体の汚染の問題、プローブの洗浄、更には開栓および閉栓の手間が余計にかかるなど、多くの問題を有している。

【0014】

ところで、生体試料の容量測定を行う際に生じる別の課題に、多種多様に存在する容器の形状に対応しなければならないことが挙げられる。通常、容器には血清検査用や尿検査用等、検査対象ごとに形状が用意される場合や、血液学検査用や生化学検査用等、検査項目により形状が用意される場合がある。また、それぞれの容器は、製造各者の独自の設計思想による形状に基づき開発、製造され、市場投入されているのが現状である。

【0015】

また、前処理システムが導入されるのは相対的に規模の大きな施設であり、そのような施設におけるシステムの運用では多種多様の容器が用いられ、投入順序も不規則である。そのため、検査装置のシステムとしての実用性に耐えうる技術を構築する必要があった。

【0016】

本発明は、例えば生体試料の成分濃度の定性・定量分析を行う自動分析装置に投入する検体等の前処理を実施するための検体検査自動化システムにおいて、処理能力の向上を達成することができる検体検査自動化システムおよびチェックモジュールならびに試料のチェック方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0017】

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
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、容器に収容された試料のチェックを行う検体検査自動化システムであって、この検体検査自動化システム内に投入された前記容器の種類、前記容器の栓種類を特定する特定部と、この特定部によって特定された前記容器の種類および前記容器の栓種類に応じて、前記容器内の試料の上面を非接触の静電容量方式によって検出する異形状容器対応計測部と、この異形状容器対応計測部を前記容器に対して上下動させる上下方向移動部と、前記特定部によって特定された前記栓種類に関する情報に応じて、前記上下方向移動部によって前記異形状容器対応計測部を前記容器に対して上下動させながら前記容器内の試料の上面を検出するよう制御する制御部とを備え、前記異形状容器対応計測部は、前記容器内の試料の上面を非接触の静電容量方式によって検出する静電容量センサと、この静電容量センサと前記容器との水平方向距離を調整する水平方向移動部とを有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0018】

本発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。
すなわち、本発明によれば、従来の目視確認の作業を低減することができ、よって、マニュアル作業の低減と、複数の分析項目数からなる複雑な処理フローの最適化に貢献する容器内の試料についての情報を得るための検出精度の向上を図ることが可能となり、処理能力を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る検体検査自動化システムの全体構成および自動分析装置との位置関係を示す構成図である。

【図2】本発明の第１の実施形態における検体検査自動化システムでチェックする検体容器の概略の一例を示す図である。

【図3】本発明の第１の実施形態における検体検査自動化システムでチェックする検体容器の概略の一例を示す図である。

【図4】本発明の第１の実施形態における検体検査自動化システムでチェックする検体容器の概略の一例を示す図である。

【図5】本発明の第１の実施形態に係る検体検査自動化システムにおける生体試料の容量の測定を行う機能を備えたモジュールの概略を示す図である。

【図6】本発明の第１の実施形態に係る検体検査自動化システムにおける生体試料の容量の測定を行う構成の側面の概略を示す図である。

【図7】本発明の第１の実施形態に係る検体検査自動化システムにおける生体試料の容量の測定結果の一例を示す図である。

【図8】本発明の第１の実施形態に係る検体検査自動化システムにおける検体容器中の生体試料の容量の測定のセンサの制御と出力の関係を説明する図である。

【図9】本発明の第１の実施形態に係る検体検査自動化システム検体容器中の生体試料の容量の測定のフローチャート図である。

【図10】本発明の第２の実施形態に係る検体検査自動化システムにおける生体試料の容量の測定を行う構成の概略を示す図である。

【図11】本発明の第３の実施形態に係る検体検査自動化システムにおける生体試料の容量の測定を行う構成の概略を示す図である。

【図12】本発明の第４の実施形態に係る検体検査自動化システムにおける生体試料の容量の測定を行う機能を備えたモジュールの概略を示す図である。

【図13】本発明の第５の実施形態に係る検体検査自動化システムにおける生体試料の容量の測定を行う機能を備えたモジュールの概略を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下に本発明の検体検査自動化システムおよびチェックモジュールならびに試料のチェック方法の実施形態を、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

【0021】

＜第１の実施形態＞
本発明の検体検査自動化システムおよび試料のチェック方法の第１の実施形態を、図１乃至図９を用いて説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る検体検査自動化システムの全体構成と自動分析装置との位置関係を示す構成図であり、患者から採取した生体試料（血液）を前処理して、自動分析装置で分析する構成を示している。

【0022】

図１において、容器１０１に収容された生体試料のチェックを行う検体検査自動化システムは、搬送ライン２、投入モジュール２０１、遠心分離モジュール２０２、生体試料チェックモジュール２０３ａ、開栓モジュール２０４、ラベラ２０５、分注モジュール２０６、閉栓モジュール２０７、分類モジュール２０８、収納モジュール２０９を基本要素とする複数のモジュールを備える検体前処理システム２００と、この検体前処理システム２００全体を制御する制御用パソコン２１０とから構成されている。
検体前処理システム２００の先には、生体試料の成分濃度の定性・定量分析を行う自動分析装置２１１が接続されている。

【0023】

投入モジュール２０１は、検体を収容した容器１０１を検体前処理システム２００内に投入するモジュールであり、カメラ（容器情報取得部）２２１を備えている。遠心分離モジュール２０２は、投入された検体に対して遠心分離を行うモジュールである。開栓モジュール２０４は、遠心分離された検体を収容した容器１０１の栓１０２を開栓するモジュールである。分注モジュール２０６は、遠心分離された容器１０１内の検体を後述する容量演算部１９ｄ２において演算された検体の容量に関する情報に基づいて、または未遠心検体を自動分析装置２１１などで分析するために小分けするモジュールである。ラベラ２０５は、分注モジュール２０６で小分けされる予定の試料を収容する容器にバーコードを貼り付けるモジュールである。閉栓モジュール２０７は、小分けされた容器や分注元の容器１０１に栓を閉栓するモジュールである。分類モジュール２０８は、分注された容器の分類を行うモジュールである。収納モジュール２０９は、閉栓された容器を収納するモジュールである。
制御用パソコン２１０は、検体前処理システム２００内の各モジュールや各モジュール内の各機構の動作を制御する。
搬送ライン２は、投入された容器１０１を各モジュールに対して搬送するためのラインである。

【0024】

次に、測定対象について説明する。
容器１０１の内容物である生体試料について、ここでは血液を例に挙げる。

【0025】

容器１０１には分離剤１１２を有するものを用いる。採血後の遠心分離処理により、上から、血清１１１、分離剤１１２、血餅１１３の３層に分離されている。種類は問わないが、容器１０１には栓１０２およびバーコード１０３が付いている。なお、バーコードの貼付状態には、図２に示すようなバーコード１０３のサイズが容器１０１の径より小さくかつ片面にのみに貼られた状態、すなわち隙間から内容物が見える状態１０４と、図３に示すようなバーコード１０３が容器１０１を覆い隠すように側面全体に貼られる、あるいはバーコードのシールが２重３重に貼られることにより、内容物が見えない状況になっている状態１０５とがある。
また、測定対象には、採血後に遠心分離処理が行われなかった容器１０１も存在する。この場合、図４に示すように、全血１１７と下に沈んだ分離剤１１２の２層構造の状態１０６となる。
本発明はいずれの状態にも一様に対応することが可能である。以下図２および図３の三層構造の例を参照して説明する。

【0026】

まず、図５を参照して、生体試料の容量の測定を行う機構の構成について説明する。図５は、本発明の一実施形態に係る検体検査自動化システムで生体試料の容量の測定を行う機能を備えたモジュールの概略図である。

【0027】

生体試料容量測定機器１は、図１に示すような検体前処理システム２００の生体試料チェックモジュール２０３ａに設置されている。

【0028】

生体試料チェックモジュール２０３ａに関する搬送ライン２は、生体試料チェックモジュール２０３ａに立ち寄る容器１０１を搬送する主要ライン２ｄ、生体試料チェックモジュール２０３ａに立ち寄らず、通過する容器１０１を搬送する追い越しライン２ｃ、測定待ちの容器１０１を一時的に待機させるとともに、測定のために停止させることが可能なバッファライン２ｂ、および測定を実行し、測定後の容器１０１を主要ライン２ｄに戻す搬出ライン２ａの４つのラインにより構成されている。
矢印３ａ，３ｂ，３ｃはライン２の移動方向を示している。
機器１は、図５に示す搬出ライン２ａ上に設置されており、この機器１の位置が測定ポジション７となる。この測定ポジション７の下方には、容器１０１を保持したホルダ４の到着を検知するセンサ（例えばＲＦＩＤ）と、ホルダ４を測定ポジション７に停止させるストッパが設けられている。

【0029】

次に、本発明の一実施形態に係る生体試料の容量の測定を行う機構の構成について図６を用いて説明する。図６は、本発明の一実施形態に係る生体試料の容量の測定を行う機構の構成図（側面図）であり、代表例として、容量を測定する開始直前の様子を示している。

【0030】

図６に示すように、生体試料容量測定機器１は、主要構成要素の１つとして、検知機構１２、この検知機構１２を上下稼働させるための回転棒１７、この回転棒１７を回転させるモータ１１を有している。回転棒１７にはネジがついており、回転棒１７に接続した検知機構１２が矢印１３ａの方向に稼働する仕組みとなっている。

【0031】

検知機構１２は、図６に示すように、静電容量センサ３１をその左右の中心位置に、照射部２１および受光部２２とをその中心線からみて左右対称の位置にそれぞれ有している。

【0032】

ここで、本実施形態における測定系統である検知機構１２の詳細について図６を用いて以下説明する。

【0033】

機器１に設けられた静電容量センサ３１は、非接触の静電容量方式によって容器１０１内の試料の上面を容器１０１の外側から検出するセンサであり、液体の検出に優れている。

【0034】

非接触の静電容量方式について以下簡単に説明する。
ある導体（以下電極と称する）に大地に対してプラスの電圧を加えると、電極にはプラスの電荷が生じ、電極と大地間に電界ができる。この電界中に物体が存在すれば静電誘導を受けて、電極に近い側に電極と異種のマイナスの電荷が現われ、反対側にはプラス電荷が現われる。この現象を分極という。物体が電極から遠く離れていれば電界は弱いので分極も小さいが、電極に接近するにしたがって電界は強くなって分極も大きくなる。そうすると、物体に生じたマイナス電荷の誘導を受けて電極側のプラス電荷は増加する。したがってＣ＝Ｑ／Ｖの関係から電荷Ｑが増加することは、電極の静電容量Ｃが増加することになる。

【0035】

ここで、非接触の静電容量方式において、ある物体の接近を検出するためのスイッチを考えると、検出回路に発振回路を利用しており、発振回路のある端子（電極）の静電容量Ｃが発振条件の一要素となるように発振回路を構成し、この電極のＣの変化にしたがって発振を開始、あるいは停止するようにして電極に接近する物体の検出を行う。

【0036】

ところで、電極の静電容量の変化は、物体の大きさ、厚さ、誘電体の場合には比誘電率εｓなどに関係があり、大きいほど、厚いほど、εｓが大きいほど静電容量変化は大きくなり、動作距離も大きくなる。この比誘電率εｓは、静電誘導を受けて物体中の電荷が分極する度合を示し、真空の場合を基準にして１とすると、水の約８０をはじめ液体は比較的大きく、固体では１０以下のものが多い。このことから、検出電極に物体が接近した時の電極の静電容量変化を検出して、静電容量の差異を検出することで、液相と他の層（気相，固層）との境界を検出する。

【0037】

ここでは、静電容量センサ３１は、血清１１１の上面１１４（血清１１１と空気層との境界）の検出に利用する。

【0038】

照射部２１は容器１０１の側面に対して光を照射する。受光部２２は、この照射部２１から照射されて容器１０１を通過した透過光の量を測定する。すなわち、照射部２１と受光部２２とからなる光検出系は、透過光量の差異から層の境界を検出するものであり、光学的に厚い層とそうでない層との境界の検出に優れている。

【0039】

受光部２２は、具体的にはノイズに強いファイバセンサなどが適している。もちろんフォトダイオード、ＣＣＤ、ＣＭＯＳなどでもよい。また、照射部２１には、光量の強いものを採用することが望ましい。本実施形態ではＬＥＤ光源を用いる。照射部２１は、もちろんレーザ光源やハロゲンランプでもよい。また、本実施形態のＬＥＤ光源では、赤外光（約９４０ｎｍ）を用いるが、透過率の高いものであれば波長帯は特に限定されない。

【0040】

照射光であるＬＥＤ赤外光は、血清１１１、分離剤１１２のような比較的に光学的に薄い層を容易に透過する。この特徴は、先述のように、バーコード１０３が貼られていた状態でも不変的な原理である。一方で、血餅１１３のように光学的に厚い層は透過しにくい。ここでは、この特徴を利用して、光学的に厚い血餅１１３と光学的に相対的に薄い分離剤１１２との境界面１１６の検出に利用する。

【0041】

そのために、血清１１１や分離剤１１２に対するＬＥＤ光の透過光量と、血餅１１３に対するＬＥＤ光の透過光量を区別するためのしきい値を予め信号量取得部１９ｂにインストールしておく。血餅１１３に対するＬＥＤ光の透過光量は、血清１１１または分離剤１１２に対するＬＥＤ光の透過光量と比して極めて小さいため、しきい値に大きく依存せずにバラツキなく検出することができる。

【0042】

バーコード１０３で上面１１４や境界面１１６が見えない状態にあっても、静電容量センサ３１および光検出系は安定して上面１１４や境界面１１６を検出可能である。

【0043】

本実施形態では、上面１１４および境界面１１６の検出は、静電容量センサ３１や光検出系を備えた検知機構１２を容器１０１の上側から下側に移動させて行う。
通常、センサのついた検知機構１２を固定し、容器１０１を上下させる方法が一般的である。しかし、容器１０１を上下移動させる場合、血清１１１に揺れが生じそれが測定誤差を生む要因となる。そこで、本実施形態では、容器１０１を動かさずに、検知機構１２を上下動させて測定する。

【0044】

更に、本実施形態においては、静電容量のセンサ３１の中心と、照射部２１の中心との距離を、容器１０１内に収容された生体試料の幅に応じた間隔ｈ０に設定している。この間隔ｈ０は、以下のように決定する。
本実施形態では、詳しくは後述するが、静電容量センサ３１にて血清１１１の上面１１４を検出したのちに、照射部２１による分離剤１１２と血餅１１３の境界面１１６検出に移行するように検知機構１２を制御する。
従って、静電容量センサ３１による検出が終了したらすぐに境界面１１６が検出される、つまり照射部２１による走査時間が短ければ短いほど処理能力は向上する。このため、静電容量のセンサ３１が血清１１１の上面１１４に到達したときに、照射部２１が境界面１１６の付近にあることが望まれる。
この点、容器１０１（採血管）には、採血管の製造者による推奨採血量があることから、検査室で一般的に採血される血液の平均的な量はある程度の精度で定義できる。この一般的な量から、血清１１１の高さの平均的な値はある程度決定することが可能である。この血清１１１の高さの平均的な値と、分離剤１１２の高さを足した値が血清上面１１４と境界面１１６の間の距離となる。この距離を上述した間隔ｈ０とする。

【0045】

図６に戻って、生体試料容量測定機器１は、主要構成要素として、更に、異なる形状の容器１０１に対応するための構成を備えている。具体的には、測定対象の容器１０１の形状、特に直径に応じて静電容量センサ３１を水平方向（図６における矢印１３ｂの方向）に移動させるための水平方向移動部として、回転棒２５と、この回転棒２５を回転させるモータ２４を有している。回転棒２５にはネジがついており、回転棒２５に接続した検知機構１２が矢印１３ｂ方向に稼働する仕組みとなっている。

【0046】

更に、生体試料容量測定機器１は、主要構成要素として、制御部１９ａ、信号量取得部１９ｂ、データ記憶部１９ｃ、解析演算部１９ｄ、制御信号とセンサ信号を授受するための通信線１８を備えている。

【0047】

制御部１９ａは、上述した機器１内の各要素の動作を制御する。また、制御部１９ａは、投入モジュール２０１に検体を収容した容器１０１が投入されたことを認識すると、投入された容器１０１の撮像を行うようカメラ２２１を制御する。更に、静電容量センサ３１を容器１０１に対して水平方向に移動させるようモータ２４を制御するとともに、静電容量センサ３１を容器１０１に対して上下方向に移動させながら容器情報特定部１９ｄ１によって特定された栓１０２の種類に関する情報に応じて容器１０１内の試料の上面１１４や分離剤１１２と血餅１１３との境界面１１６を検出するように、モータ１１，静電容量センサ３１，照射部２１および受光部２２を制御する。

【0048】

本実施形態における制御部１９ａによる検知機構１２の水平方向の動作の制御の詳細について以下説明する。

【0049】

制御部１９ａは、容器情報特定部１９ｄ１において特定した容器１０１の形状、特に容器１０１の径に関する情報を基にして、容器１０１と静電容量センサ３１との距離が静電容量センサ３１による上面１１４の検出に最適な距離となるよう、静電容量センサ３１の水平方向移動距離を演算し、演算結果をモータ２４に対して信号として出力する。モータ２４は、この移動距離信号によって回転し、この回転運動により回転棒２５が回転することで検知機構１２が矢印１３ｂの方向に稼働する。この検知機構１２の移動（１２ａまたは１２ｂの位置への移動）に伴い、静電容量センサ３１の位置も移動する（３１ａまたは３１ｂの位置に移動する）。

【0050】

ここで、「最適な距離」とは、容器１０１の種類ごとに予め決まっており、あらかじめデータ記憶部１９ｃに記憶されており、必要時に参照できるようになっている。

【0051】

例えば、使用頻度の高い、１３ｍｍ径の容器と１６ｍｍ径の容器を例に挙げて具体例を説明する。
静電容量センサ３１は容器１０１の壁面に近づけるほど感度はよくなるが、近づけすぎると液面以外の物にも反応しやすくなり誤検知が多くなる。一方、静電容量センサ３１を容器１０１の壁面から遠ざけると感度が悪くなり、液面の検知の誤差が大きくなる。両作用のバランスから、容器毎に目的に最適な間隔が存在する。
そこで、１３ｍｍ径の容器の場合は、静電容量センサ３１を容器１０１に近づけるように検知機構１２を移動させ（例えば１２ｂ（点線）の位置）、１６ｍｍ径の容器の場合は静電容量センサ３１を容器１０１から遠ざけるように検知機構１２を移動させる（例えば１２ａの位置）。この場合、容器１０１の壁面と静電容量センサ３１との間隔は、１３ｍｍ径の容器の場合は約１ｃｍ程度が最適であり、１６ｍｍ径の容器の場合は約１．５ｃｍ程度が最適である。

【0052】

容器１０１と静電容量センサ３１との距離を調整することにより実際に感度が向上する様子について、図７を用いて説明する。図７は、静電容量センサの感度を示す実験データの一例である。横軸は容器の高さ位置で、単位はｍｍとし、原点に近いほうを容器の上部に相当するものとする。縦軸は静電容量の値を換算した電圧の値で、単位はＶとする。

【0053】

詳しくは後述するが、試料上面の検出中の静電容量センサ３１の出力はＯＮとＯＦＦのみであるが、この図ではセンサの感度を説明するためにアナログのデータを出力として縦軸に示している。横軸の約２５ｍｍ（容器の上から２５ｍｍの位置に相当）のあたりに液面３１３がある。実線３１１は径１３ｍｍ容器に対する静電容量のデータ（センサと容器の距離は１６ｍｍ容器に対する距離と同等）、太線３１２は径１３ｍｍ容器に対する静電容量のデータ（センサと容器の距離を１６ｍｍ容器に対する距離より２．５ｍｍ近付けたときのデータ）、破線３１４は参考値として示した径１６ｍｍ容器に対する静電容量のデータである。

【0054】

図７に示すように、径１６ｍｍ容器（破線３１４）では、液面３１３の前後で静電容量の差が大きく鋭い。静電容量の差が大きいことは液面３１３の検出が容易であることを示し、また、鋭く差が出ることは正確な位置を検出できることを示している。この点で、１６ｍｍ容器（破線３１４）に対する検出感度は高いことが分かる。

【0055】

一方で、計１６ｍｍ容器測定時と同じ距離のままで径１３ｍｍ容器の液面３１３の検出を行うと、図７の実線３１１に示すように、波形がやや滑らかであり、かつ液面の前後での静電容量の差が小さい結果となり、１６ｍｍ容器の結果と比較して感度が小さいことが判る。しかし、静電容量センサ３１と容器１０１の距離を縮めると、図７の太線３１２に示すように、液面３１３前後の波形が鋭く、かつ差が大きくなる。このように、センサの距離を調整することで、静電容量センサの感度を向上させることができる。

【0056】

次に、本実施形態における制御部１９ａによる検知機構１２の上下方向の動作の制御の詳細について図８を用いて以下説明する。図８は、本発明の一実施形態に係る生体試料の容量の測定のセンサの制御と出力を示す説明図である。

【0057】

図８の矢印６１は位置を表す軸で、栓の底の位置６８を基点として、検体容器１０１の底方向に向かって引いている。

【0058】

測定開始前の状態として、静電容量センサ３１が栓１０２の上部の位置で静止している。この状態で電源６４はＯＦＦである。

【0059】

制御部１９ａは、検知機構１２を下に移動させ、静電容量センサ３１が栓１０２の底に差し掛かったタイミングで、センサの電源６４をＯＦＦからＯＮにする（６２ａ）。このような制御をする理由は、もし静電容量センサ３１の電源６４を常時ＯＮにするような運用をすると、栓１０２の存在により出力６５がＯＮになることがあり、これにより栓の位置を血清の上面と誤認識してしまう。このため、この誤認識を防ぐ目的で、電源６４は初めＯＦＦとし、静電容量センサ３１が栓１０２を通過した後に初めて電源６４をＯＮにするという制御方式を採用する。なお、栓１０２の底の位置は、容器１０１に依存して決まるものであり、その情報については、後述する容器情報特定部１９ｄ１において特定する。

【0060】

次いで、検知機構１２をさらに下に移動させる。静電容量センサ３１は、通常はＯＦＦ、血清１１１の検出に対してＯＮとなるように設定されている。そのため、静電容量センサ３１が血清上面１１４に到達すると、センサの出力６５がＯＦＦからＯＮに切り替わる（６２ｂ）。この出力の切り替わりによって、血清上面１１４を検出する。

【0061】

血清上面１１４が認識された後、制御部１９ａは、静電容量センサ３１の電源６４をＯＦＦにし（６３ａ）、同時に照射部２１の電源６６をＯＦＦからＯＮにする（６２ｃ）。静電容量センサ３１の電源６４をＯＦＦにしたことにより、出力６５はＯＦＦに戻る（６３ｂ）とともに、照射部２１は血清１１１の位置にあるため、受光部２２の出力はＯＮとなる（６２ｄ）。

【0062】

ここで、受光部２２の出力６７とは、容器１０１を透過した光の量のことである。血清１１１、分離剤１１２に対するＬＥＤ光の透過光量と、血餅１１３に対するＬＥＤ光の透過光量とを区別するためのしきい値を予めデータ記憶部１９ｃにインストールしておく。

【0063】

制御部１９ａは、検知機構１２を更に下に移動させ、受光部２２が分離剤１１２と血餅１１３との境界面１１６に到達すると、ＬＥＤ光２３が血餅１１３に遮られ透過光量がしいき値より小さくなり、出力６７がＯＦＦになる（６３ｄ）。この出力の切り替わりによって、分離剤１１２と血餅１１３との境界面１１６を検出する。

【0064】

血餅と分離剤の境界面１１６が認識された後は、制御部１９ａは、照射部２１の電源をＯＦＦにする（６３ｃ）。

【0065】

制御部１９ａは、静電容量センサ３１、照射部２１がともにＯＦＦの状態となると、次の検体の測定に備えて、元の位置である栓１０２の上部の位置に検知機構１２を戻す。

【0066】

図６に戻って、信号量取得部１９ｂは、静電容量センサ３１と受光部２２の信号量（両者まとめてセンサ信号と称す）を取得する。

【0067】

データ記憶部１９ｃは、信号量取得部１９ｂによって取得した静電容量センサ３１や受光部２２の信号量、後述する解析演算部１９ｄの各部で処理した情報を記憶する。

【0068】

解析演算部１９ｄは、容器情報特定部１９ｄ１、容量演算部１９ｄ２を有している。

【0069】

容器情報特定部１９ｄ１は、投入モジュール２０１内に投入された容器１０１の種類、容器１０１の栓１０２の種類を特定する。
具体的には、容器情報特定部１９ｄ１は、カメラ２２１によって撮像された、投入モジュール２０１に投入された容器１０１の撮影画像を画像処理することにより容器１０１の種別を認識する。認識の方法には、例えば、予め使用する容器を撮影したデータベースを備え、撮像した画像とマッチングを行う方法などがある。また、容器情報特定部１９ｄ１は、容器１０１の種類から、容器１０１に取り付けられた栓１０２の底の位置や容器１０１の径の情報を取得する。この得られた情報を制御用パソコン２１０に送信する。この情報はまた、生体試料チェックモジュール２０３ａ、ステージ１５ｂ、通信線１８を経由して、生体試料容量測定機器１の解析演算部１９ｄにも送信される。これらの情報のうち容器１０１の栓１０２の底の位置は、制御部１９ａにおける静電容量センサ３１の電源６４をＯＮにする位置を決めるための情報として用いられる。また、容器１０１の径の情報は、生体試料容量測定機器１の測定で得られる血清１１１や全血１１７の高さ情報と併せて、容量演算部１９ｄ２における血清１１１や全血１１７の容量を算出する際に使用される。

【0070】

容量演算部１９ｄ２は、容器情報特定部１９ｄ１によって特定された容器１０１の種類から容器１０１径および分離剤１１２の有無を特定するとともに、血餅１１３と分離剤１１２との境界面１１６を求める。その上で、この特定結果と、境界面１１６に関する情報と、静電容量センサ３１で検出した容器１０１内の試料の上面１１４に関する情報とから容器１０１内の試料の容量を演算する。
具体的には、容量演算部１９ｄ２は、まず、信号量取得部１９ｂにおいて取得した静電容量センサ３１の信号量（静電容量センサ３１のＯＦＦかＯＮかの状態）から、検知機構１２の高さ情報ｈ１を求める。この高さ（ｈ１）は、初期位置からモータ１１の回転数に相当する移動距離を引くことによって算出する。また、受光部２２の信号量（受光部２２で検知する透過光の値が急減する値）から検知機構１２の高さ情報ｈ２を求め、受光部２２で測定した透過光の量に基づき、容器１０１内における血餅１１３と分離剤１１２との境界面１１６を求める。この高さ（ｈ２）は、初期位置からモータ１１の回転数に相当する移動距離を引くことによって算出する。その後、ｈ１−ｈ２−分離剤１１２の高さｈｓの演算処理を実行することで、血清１１１の高さを算出する。なお、分離剤１１２の量は、容器１０１の種類によってほぼ一定の値であることが知られているため、固定値として予め解析演算部１９ｄに記憶されている。そのため、容器情報特定部１９ｄ１において特定された容器情報から、容器１０１の径の情報と分離剤１１２の量の情報とから演算することで分離剤１１２の高さｈｓは求められる。その後、容器１０１の径に関する情報を用いることで、具体的な体積値として、血清１１１の容量を算出する。

【0071】

また、機器１は、検体前処理システム２００の他のモジュールや制御用パソコン２１０と物理的に通信するためのステージ１５ｂを備えている。

【0072】

次に、検体の処理手順に沿って、測定順序を説明する。

【0073】

ユーザは、最初に、血液の入った容器１０１を、投入モジュール２０１に投入する。そこでは、カメラ２２１により、容器１０１の種類を認識する。

【0074】

この後、血液の入った容器１０１は専用のホルダ４に架設されて搬送ライン２上を移動し、必要に応じて遠心分離モジュール２０２に搬送される。例えば血球カウンタのような項目に対応するのであれば遠心分離モジュール２０２を飛ばして遠心処理されずに通過させる。遠心分離処理を終えた容器を生体試料チェックモジュール２０３ａに搬送して容量を計測する。計測された容量は制御用パソコン２１０で送信される。

【0075】

この時点で、制御用パソコン２１０は小分けの計画（小分け数、小分け量等）を決めるプロセスを開始する。小分けのスケジュールは基本的には依頼されている測定項目によって決まるが、本実施形態においては更に容量を加味する。例えば、依頼のある項目のうち測定された容量で全ての分析が可能か、あるいは不可能だとした場合に分析可能な項目数はいくらか、などをパラメータとして適正な小分けをする。

【0076】

生体試料チェックモジュール２０３ａにおいて容量計測が終了した容器１０１を開栓モジュール２０４に運び、開栓処理を行う。先述のスケジュールに基づいた小分け用容器の準備をラベラ２０５で行い、続けて実際の小分けを分注モジュール２０６で実施する。その後は、用途に応じて、自動分析装置２１１への搬送や、閉栓モジュール２０７による閉栓処理を経て、分類モジュール２０８での分類あるいは収納モジュール２０９への収納を行う。

【0077】

次に、生体試料チェックモジュール２０３ａにおける生体試料容量測定機器１と関連する機構の動作について説明する。

【0078】

生体試料チェックモジュール２０３ａに搬送された容器１０１は、バッファライン２ｂを通して測定ポジション７に搬送される。ホルダ４が到着すると、センサがホルダ４を検知し、制御用パソコン２１０にその情報を送信し、制御用パソコン２１０は処理開始指示信号を機器１の制御部１９ａに送信する。それと同時に、ストッパを稼働させ、測定中の間は容器１０１を測定ポジション７に停止させる。

【0079】

次いで、測定の詳細について、図９を参照して以下説明する。

【0080】

まず、容器１０１が、ホルダ４に載った状態で検知機構１２の中心位置（測定ポジション７）に停止する。

【0081】

次いで、制御部１９ａは、容器情報特定部１９ｄ１により特定した容器１０１の情報、特に容器１０１の径に関する情報を基にしてモータ２４の回転量を演算し、モータ２４に対して出力する。この信号の入力を受けてモータ２４は回転し、この回転運動によって回転棒２５が回転して検知機構１２（静電容量センサ３１）が容器１０１に対して近づく（１２ｂ，３１ｂの位置）、または遠ざかる（１２ａ、３１ａの位置）ように移動し、検出実行位置に到達したらモータ２４が停止し、回転棒２５および検知機構１２も停止する。

【0082】

これらの動作の完了により、容器１０１に対する測定を開始する（ステップＳ４１）。なお、検知機構１２のステージからの高さは、予め製造段階でティーチングされる固定の位置（以後、初期位置と呼ぶ）とする。

【0083】

制御部１９ａによりモータ１１が稼働すると、回転棒１７が矢印１６の方向に回転して、検知機構１２が矢印１３ａの方向に下降する（ステップＳ４２）。

【0084】

静電容量センサ３１が栓１０２の底の位置まで到達すると、静電容量センサ３１の電源をＯＮに切り替える。この位置は、容器１０１の栓１０２の種類に依存するもので、予め容器情報特定部１９ｄ１により予め既知となっている。その後、常時通信線１８を通して信号量取得部１９ｂに送信しながら下降させ続け、静電容量センサ３１の出力情報がＯＮかＯＦＦかを判定し続ける（ステップＳ４３）。ＯＮになるまでの間は下降を継続する。

【0085】

静電容量センサ３１が血清上面１１４まで到達すると、静電容量センサ３１が上面検知信号を出力する。この瞬間、血清１１１の上面を検知したとして、制御部１９ａは、通信線１８を通して停止信号をモータ１１に与え、検知機構１２を瞬間的に停止させる（ステップＳ４６）。この信号を受信したモータ１１は停止し、これに連動して回転棒１７および検知機構１２が停止する。このとき、データ記憶部１９ｃは、検知機構１２の高さ情報（ｈ１）を記録する（ステップＳ４７）。

【0086】

高さｈ１が記録された後、制御部１９ａは、次に、分離剤１１２と血餅１１３との境界面１１６の検知のため、通信線１８を通して発光信号を照射部２１に送るとともに、静電容量センサ３１の電源をＯＦＦにする信号を出力する。この信号を受信した静電容量センサ３１は電源がＯＦＦになるとともに、照射部２１は電源がＯＮとなりＬＥＤ発光を開始する（ステップＳ４８）。これと同時に、制御部１９ａは、通信線１８を通して動作信号を再びモータ１１に与え、この信号を受信したモータ１１は回転を始め、これに連動して検知機構１２が下降を再開する（ステップＳ４９）。

【0087】

検知機構１２を下降させながら、受光側である受光部２２で透過光の値を測定してこの情報を、通信線１８を介して信号量取得部１９ｂに常時送信し、所定のしきい値以下であるか否かを監視する（ステップＳ５０）。所定のしきい値より大きいときは、検知機構１２の下降を続ける（ステップＳ５０において、いいえの場合）。

【0088】

照射部２１が境界面１１６に達すると、受光部２２で検知する透過光の値が急減し、信号量取得部１９ｂに予めインストールされたしきい値以下となる。この場合、制御部１９ａは、通信線１８を通して停止信号をモータ１１に与え、この信号を受信したモータ１１は停止し、これに連動して回転棒１７および検知機構１２が停止する（ステップＳ５３）。このとき、データ記憶部１９ｃは、検知機構１２の高さ情報（ｈ２）を記録する（ステップＳ５４）。

【0089】

高さｈ２が記録された後、制御部１９ａは、通信線１８を通して停止信号を照射部２１に送り、照射部２１によるＬＥＤ発光を停止させる。ＬＥＤ光源の寿命を縮めないための措置である。

【0090】

次いで、制御部１９ａは、次の容器１０１の測定に備えて検知機構１２を初期位置に戻すよう制御する（ステップＳ５５）。具体的には、通信線１８を通して動作信号を再びモータ１１に与える。この信号を受信したモータ１１は回転を始め、連動して検知機構１２が上昇を開始する。なお、検知機構１２を上昇させる場合は下降の場合と逆方向にモータ１１を稼働させるとよい。

【0091】

この動作の間に、解析演算部１９ｄの容量演算部１９ｄ２は、ステップＳ４７において記録した静電容量センサ３１の状態（ＯＦＦかＯＮか）の情報に基づく検知機構１２の高さ情報（ｈ１）と、ステップＳ５４において記録した検知機構１２の高さ情報（ｈ２）との情報を用いて血清１１１の高さを算出する。次いで、容量演算部１９ｄ２は、容器情報特定部１９ｄ１において特定した容器１０１の径に関する情報と先に求めた血清１１１の高さの情報とを用いることで、具体的な体積値として、血清の容量を算出する。

【0092】

以上で、一つの容器１０１に対するデータの取得は終了する（ステップＳ５６）。

【0093】

このように、本実施形態では、カメラ２２１で容器１０１を撮像して、容器情報特定部１９ｄ１によって容器１０１の種類や容器１０１の栓１０２の種類を特定する。そして、検知機構１２を水平方向に移動させて静電容量センサ３１による検出精度を高めた状態とする。その後に静電容量センサ３１を下方に移動させ、特定した栓１０２の種類の情報から静電容量センサ３１が栓１０２の底に差し掛かったタイミングを特定し、このタイミングでセンサの電源６４をＯＦＦからＯＮにし、静電容量センサ３１によって血清１１１の上面１１４を検出する。また、静電容量センサ３１によって血清１１１の上面１１４を検出することに加えて、照射部２１と受光部２２とからなる光検出系を用いて、受光部２２が取得する透過光量によって血餅１１３と分離剤１１２との境界面１１６を検知する。その上で、上面１１４と境界面１１６とから血清１１１の高さおよび容量を演算する。

【0094】

よって、自動分析装置に投入する検体の前処理を実施する装置において、容器１０１の形状や直径がバラバラであったり、容器１０１内がバーコードラベルで内部が見えない状態であったりと、容器１０１の形状や状態が一定でない場合でも、ユーザが予め意識をすることなく容器１０１を投入しても容器１０１内の検体における血清１１１の上面１１４や分離剤１１２と血餅１１３との境界面１１６を精度よく検知することができ、１度の走査のみで、測定対象物の高さ、ひいては容量を算出できるようになり、従来に比べて素早く容量に関する情報を取得することができる。従って、従来の目視確認の作業を低減することができ、ユーザのマニュアル作業の低減を図ることができるとともに、生体試料の容量に関する情報が得られることで、測定項目の優先順位づけが可能となり、処理順序の最適化が図ることができる。よって、患者の負担の軽減と処理結果の報告の遅延防止を達成できる検体検査自動化システムおよび試料のチェック方法が提供される。さらに、再採血の指示を必要に応じて迅速に出せるため、患者の負担の軽減と処理結果の報告の遅延防止に貢献する。これに付随して作業者の接触に伴う感染の可能性を低減することができる。

【0095】

更に、静電容量センサ３１、照射部２１および受光部２２が、容器１０１内に収容された生体試料の幅に応じた間隔で配置されたことで、静電容量のセンサ３１による検出が終了した後、すぐに境界面１１６が検出されるような状況となり、照射部２１による走査時間を短縮でき、如いては処理能力の向上に繋がる。

【0096】

なお、再検査依頼の場合や、ユーザによる判断を優先させる場合など、生体試料チェックモジュール２０３ａにおける測定が不要な場合は、制御用パソコン２１０の指示等に従い、ホルダ４を追い越しライン２ｃに搬送することで測定をせずに処理することができる。

【0097】

また、静電容量センサ３１や光検出系による検出時に、制御部１９ａはモータ２４を稼働させずに検知機構１２の水辺方向の移動を行わないようにしたが、容器１０１の形状（例えば逆円錐形状など）によっては、静電容量センサ３１と容器１０１との距離を適切に保つようにモータ２４を稼働させながら静電容量センサ３１による上面１１４の検出を実行するよう制御することができる。

【0098】

更に、照射部２１におけるＬＥＤ光の照射方向は、上述した方向と逆でもよい。

【0099】

＜第２の実施形態＞
本発明の検体検査自動化システムおよび試料のチェック方法の第２の実施形態を図１０を用いて説明する。
図１０は本発明の第２の実施形態に係る検体検査自動化システムにおける生体試料の容量の測定を行う構成の概略を示す図である。

【0100】

図１０に示すように、本実施形態に係る生体試料容量測定機器１では、異なる形状の容器１０１に対応するための構成として、静電容量センサ３１の水平方向移動部の代わりに、長距離用の静電容量センサ３３および短距離用の静電容量センサ３４の２種類の静電容量センサを備えている。図示したように、一般に、長距離用の静電容量センサ３３は、短距離用の静電容量センサ３４と比して相対的に寸法も大きい。

【0101】

また、本実施形態では、制御部１９ａは、容器情報特定部１９ｄ１において特定された容器１０１の径に応じて、長距離用の静電容量センサ３３と短距離用の静電容量センサ３４のいずれのセンサを使用するかを選択する。例えば、１３ｍｍ径の容器であれば長距離用の静電容量センサ３３を、１６ｍｍ径の容器であれば短距離用の静電容量センサ３４をそれぞれ使用するよう選択し、適切なセンサによって容器１０１の液面の検出を実行するよう制御する。なお、この際、容器１０１が、選択された方の静電容量センサの真下にくるように、容器１０１の停止位置（測定ポジション７）についても調整し、固定するよう制御する。

【0102】

本発明の検体検査自動化システムおよび試料のチェック方法の第２の実施形態のように容器１０１に応じてセンサを使い分けることにより、前述した検体検査自動化システムおよび試料のチェック方法の第１の実施形態とほぼ同様に、容器１０１の形状や状態が一定でない場合でも、測定精度を担保することが可能との効果が得られる。

【0103】

なお、備えられる静電容量センサの種類は２種類に限られず、異なる形状の容器１０１に細かに対応できるように３種類以上とすることも可能である。

【0104】

＜第３の実施形態＞
本発明の検体検査自動化システムおよび試料のチェック方法の第３の実施形態を図１１を用いて説明する。
図１１は本発明の第３の実施形態に係る検体検査自動化システムにおける生体試料の容量の測定を行う構成の概略を示す図である。

【0105】

図１１に示すように、本実施形態に係る生体試料容量測定機器１では、異なる形状の容器１０１に対応するための構成として、検知機構１２の代わりに検知機構３５を備えている。

【0106】

この検知機構３５は、機器１を上面から見たときに箱状の形状となっており、この内側に２つの静電容量センサ３８，３９が互いに向かいあうように配置されている。図１１において、検知機構３５の内側に描かれた２つの円１０１ａ，１０１ｂは、それぞれ１６ｍｍ径容器１０１ａと１３ｍｍ径容器１０１ｂの測定位置を表している。本実施形態では、図１１の下側に配置された静電容量センサ３８にて１３ｍｍ径容器１０１ｂを、上側に配置された静電容量センサ３９にて１６ｍｍ径容器１０１ａを、それぞれ測定するよう構成されている。

【0107】

また、本実施形態では、制御部１９ａは、容器情報特定部１９ｄ１において特定された容器１０１の径に応じて静電容量センサ３８，３９の配置を適切に調整することで、容器１０１の径によらずに同じ測定ポジション７で測定できるようにする。以下、図１１を用いて具体的に説明する。

【0108】

まず、２つの静電容量センサ３８，３９間の距離をＬとする。各静電容量センサに関して、有効な測定結果を得るための距離（以下、検出可能距離）をそれぞれＤ１，Ｄ２とする。また、説明の便宜上、一旦、１３ｍｍ径容器１０１ｂの外縁の半径をｒ１、１６ｍｍ径容器１０１ａの外縁の半径をｒ２とする。また、静電容量センサ３８の検知面を原点とする座標ｙを設定し、１３ｍｍ径容器１０１ｂの中心点と１６ｍｍ径容器１０１ａの中心点をそれぞれｙ１，ｙ２とする。

【0109】

１３ｍｍ径容器１０１ｂについて、外縁が静電容量センサ３８と物理的に干渉しないためには、ｙ１は、
ｒ１＜ｙ１ …（条件１）
を満たす必要がある。

【0110】

また、静電容量センサ３８で有効な測定をするには、
ｙ１＜ｒ１＋Ｄ１ …（条件２）
を満たす必要がある。

【0111】

１６ｍｍ径容器１０１ａについても同様に、静電容量センサ３９と物理的に干渉せず、かつ有効な測定結果を得るためには、ｙ２は、
Ｌ−（ｒ２＋Ｄ２）＜ｙ２＜Ｌ−ｒ２・・・（条件３）
を満たす必要ある。

【0112】

以上の条件をｒ１＝６．５ｍｍ、ｒ２＝８．０ｍｍとして解く。解は沢山存在するが、典型的な解として、
（Ｄ１，Ｄ２，Ｌ）＝（２．０，２．０，１７．０）の場合、ｙ１＝ｙ２＝８．２５ｍｍ …（１）
（Ｄ１，Ｄ２，Ｌ）＝（１．６，０．８，１６．８）の場合、ｙ１＝ｙ２＝８．０５ｍｍ …（２）
などがある。

【0113】

ここで、（１）については、Ｄ１，Ｄ２ともに２．０であるから、静電容量センサ３８，３９の両方に、２．０ｍｍ離れていても測定可能な長距離用センサを用いることを意味する。また、容器の中心点ｙ１，ｙ２に共通解が存在するが、このことは、１３ｍｍ容器１０１ｂと１６ｍｍ容器１０１ａいずれも同一測定位置で測定できることを意味する。また、Ｌ＝１７．０より、両静電容量センサ３８，３９の中間点（中心線３６参照）は座標８．５の地点であるのに対し、容器１０１の中心を通る中心線３７は座標８．２５の地点である。両者は一致せず、容器１０１に対して両静電容量センサ３８，３９が非対象に配置されているという点に特徴がある。なお、この解では、１３ｍｍ径容器１０１ｂの外縁と下センサ３８との距離ｄ１は１．７５、１６ｍｍ径容器１０１ａの外縁と上センサ３９との距離ｄ２は０．７５で、両者それぞれ確かに検出可能距離内である。また、いずれの容器も静電容量センサ３８，３９と物理的に干渉しないことが分かる。

【0114】

また、（２）については、Ｄ１＝１．６より静電容量センサ３８には相対的に長距離用の静電容量センサを、Ｄ２＝０．８より静電容量センサ３９には相対的に短距離用の静電容量センサを、それぞれ採用する。この場合も、ｙ１，ｙ２両者には共通解が存在するため、（１）と同様に、容器の径ごとに測定位置を変えることなく、１３ｍｍ容器１０１ｂと１６ｍｍ容器１０１ａいずれも同一測定位置で測定することができる。また、Ｌ＝１６．８より両静電容量センサ３８，３９の中間点（中心線３６参照）は座標８．４の地点であるのに対し、容器１０１の中心を通る中心線３７は座標８．０５の地点である。（１）と同様に、非対象に配置されているという点に特徴がある。なお、この解では、１３ｍｍ径容器１０１ｂの外縁と静電容量センサ３８との距離ｄ１は１．５５、１６ｍｍ径容器１０１ａの外縁と上センサ３４との距離ｄ２は０．７５となり、両者それぞれ確かに検出可能距離内であることが分かる。また、いずれの容器もセンサ３８，３９と物理的に干渉しないことも分かる。

【0115】

以上具体的に示すように、本発明の検体検査自動化システムおよび試料のチェック方法の第３の実施形態においても、前述した検体検査自動化システムおよび試料のチェック方法の第１，第２の実施形態とほぼ同様に、容器１０１の形状や状態が一定でない場合でも、静電容量センサを適切に配置するにより、容器１０１の径ごとに測定位置を変えることなく共通の測定位置にて測定精度を担保した状態で測定を実施することができる、との効果が得られる。

【0116】

＜第４の実施形態＞
本発明の検体検査自動化システムおよびチェックモジュールならびに試料のチェック方法の第４の実施形態を図１２を用いて説明する。
第４の実施形態における検体検査自動化システムは、投入モジュールおよび生体試料チェックモジュール以外の構成は第１の実施形態と略同じであり、詳細は省略する。
図１２は本発明の第４の実施形態に係る検体検査自動化システムにおける生体試料の容量の測定を行う機能を備えたモジュールの概略を示す図である。

【0117】

図１２に示すように、本発明の検体検査自動化システムの第４の実施形態は、投入モジュール２０１ではなく、生体試料チェックモジュール（チェックモジュール）２０３ｂがカメラ２２１ｂを備えている。

【0118】

本実施形態の生体試料チェックモジュール２０３ｂを備えた検体検査自動化システムでは、容器１０１が生体試料チェックモジュール２０３ｂ内に立ち寄ると、まずカメラ２２１ｂにて、容器１０１の形状を把握する。
具体的には、まず、カメラ２２１の撮影により容器１０１の外径を撮像し、解析演算部１９ｄの容器情報特定部１９ｄ１において容器１０１の種別を認識する。この認識の方法には、第１の実施形態と同様に、例えば、予め使用する容器を撮影したデータベースを備え、撮像した画像とマッチングを行う方法などがある。その後、容器情報特定部１９ｄ１において容器１０１の種類を認識することにより、容器の１０１の径、栓１０２の種類、栓１０２の底の位置を特定する。これらの情報は、静電容量センサ３１の電源６４をＯＮにする位置や、血清１１１の容量を算出する際の情報として用いられる。これ以降の動作は、第１の実施形態と略同じである。

【0119】

本発明の検体検査自動化システムおよびチェックモジュールならびに試料のチェック方法の第４の実施形態においても、前述した検体検査自動化システムおよび試料のチェック方法の第１の実施形態とほぼ同様な効果が得られる。

【0120】

また、チェックモジュール単体で採血管内の試料の状態を把握することが可能であり、既存の検体前処理システムに追加するのに好適なモジュールとすることができる。

【0121】

更に、本実施形態のようなチェックモジュールは、自動分析装置２１１の試薬保冷庫に保管されている試薬容器内の試薬の残量測定にも適用できる。
試薬保冷庫に保管される試薬は、通常、遮光目的のため有色の容器に入れて運用されているため、残量の目視確認はできない。
しかし、本実施形態のようなチェックモジュールを自動分析装置２１１の試薬保冷庫やその付近に備えていることで、試薬の容量の目視確認ができない状況でも、試薬容器内の試薬の残量のチェックが可能となる。

【0122】

＜第５の実施形態＞
本発明の検体検査自動化システムおよび試料のチェック方法の第５の実施形態を説明する。本発明の検体検査自動化システムおよび試料のチェック方法は、ホルダ４の代わりに、図１３に示すようなラック７２を使用する検体検査自動化システムや自動分析装置に対しても採用可能である。以下、５本の検体容器１０１を搬送するラック７２を使用するシステムの例を用いて説明する。
図１３は本発明の第５の実施形態に係る検体検査自動化システムにおける生体試料の容量の測定を行う機能を備えたモジュールの概略を示す図である。

【0123】

ホルダ４と異なり、ラック７２では、容器１０１の全体がラック７２の孔に入っている。このため、生体試料容量測定機器１による容量計測のために、持上げ機構７１を備えている。この持上げ機構７１の各動作の制御は、制御部１９ａで行う。具体的には、持上げ機構７１によって容器１０１を掴んだのち、容器１０１の底辺がラック７２より高くなるまで矢印７３方向に持上げ機構７１を上昇させ、停止させる。その後、停止した状態において、第１の実施形態と同様に、生体試料容量測定機器１による容量計測を行う。

【0124】

本発明の検体検査自動化システムおよび試料のチェック方法の第５の実施形態においても、前述した検体検査自動化システムおよび試料のチェック方法の第１の実施形態とほぼ同様な効果が得られる。

【0125】

＜その他＞
なお、本発明は上記の実施形態に限られず、種々の変形、応用が可能なものである。上述の実施形態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。

【0126】

例えば、上述の実施形態では、チェックの対象を遠心済みで３層に分離した検体を前提として説明したが、未遠心の血液にも本実施形態の検体検査自動化システムおよびチェックモジュールならびに試料のチェック方法は適用が可能である。
この場合、上述した図４に示すように、全血１１７と下に沈んだ分離剤１１２の２層構造となり、血餅１１３が存在しない構造となる。このため、透過光量が低くならずｈ２が検出されない状況、あるいは血餅１１３を探して走査し続けてＬＥＤ光２３がホルダ４の背の高さにまで下降し、この背が透過を遮ることにより、ホルダ４の背を血餅１１３と誤検知し、より低い値のｈ２を検出する状況となる。
これらに対応するために、ｈ２に対するしきい値（例えば、ｈ２ｍｉｎ）を予め設けておき、ｈ２＜ｈ２ｍｉｎとなった場合、あるいは、ｈ２が見つからなかった場合、一律、未遠心検体とみなすよう制御部１９ａ、信号量取得部１９ｂおよび解析演算部１９ｄを設定しておく。
また、解析演算部１９ｄの容量演算部１９ｄ２におけるデータ解析においては、ｈ１−分離剤の高さ、を全血１１７の高さとする。そして容器情報特定部１９ｄ１において特定した容器１０１の径に関する情報を用いることで、具体的な体積値として、全血１１７の容量を算出する。

【0127】

更に、分離剤の無い容器が混在した場合にも、本実施形態の検体検査自動化システムおよびチェックモジュールならびに試料のチェック方法は適用することができる。以下説明する。

【0128】

容器１０１の種類には、分離剤の無いものが存在し、検体前処理システム２００には、分離剤のある容器と無い容器とが混在した状態で搬送される。

【0129】

分離剤の無い容器では、検体は、遠心分離済みの場合は血漿と血餅の２層構造、あるいは未遠心の場合は全血の１層となっている。

【0130】

そのため、遠心分離済みの場合は、静電容量センサ３１で血漿の上面を検出してｈ１と求め、光検出系で血漿と血餅との境界を検出してｈ２を求める。
未遠心の場合は、静電容量センサ３１で全血の上面を検出してｈ１とするが、境界面が存在しないために光検出系による境界面検出は不可能である。

【0131】

しかし、投入モジュール２０１等のカメラ２２１や容器情報特定部１９ｄ１において、投入された容器１０１の種類は特定できる。また、分離剤の有無は容器の種類で決まっているため、種類が特定できれば分離剤の有無がわかる。

【0132】

そこで、分離剤が無い容器と判明した場合は、分離剤の高さを０に置き換えた上で、遠心分離済みに対しては、ｈ１−ｈ２−分離剤の高さ（＝０）、を算出する。また、未遠心に対しては、ｈ１−分離剤の高さ（＝０）、を算出する。こうすることにより、分離剤の有無に関わらず第１の実施形態と同様のアルゴリズムで対象物の高さを測定することが可能となる。

【0133】

このように、容器情報の特定から、分離剤の有無を判別することで、分離剤の無い条件下でも、同様の測定方法で対応することが可能であり、分離剤のある容器と無い容器とが混在しても対応でき、非常に汎用性が高いシステムとなる。

【0134】

また、制御部１９ａや信号量取得部１９ｂ、データ記憶部１９ｃ、解析演算部１９ｄ（容器情報特定部１９ｄ１、容量演算部１９ｄ２）が制御用パソコン２１０と別体の例を説明したが、これらは制御用パソコン２１０の内部に設けることができる。

【0135】

また、静電容量センサ３１によって上面１１４を検出することに加えて、光検出系を用いて境界面１１６を検知し、上面１１４と境界面１１６とから血清１１１の高さおよび容量を演算する対応について説明したが、光検出系による境界面１１６の検知を行わずに、上面１１４の情報から血清１１１の容量を求めてもよい。

【0136】

この場合、容器情報特定部１９ｄ１において、容器１０１内の分離剤１１２の有り無し、容器１０１の径に関する情報は特定できる。また、容器１０１に採取される血液量は容器１０１毎に大きな違いはなくほぼ同量であること、その血液量における固層（例えば血餅１１３の量、高さ）についてもある程度は把握することができる。従って、静電容量センサ３１によって上面１１４を検出することによって、これらの情報を基にすることで容器１０１内の液量（例えば血清１１１の容量）をある程度の精度で把握することができる。

【0137】

さらに、異なる形状の容器１０１に対応するための構成である異形状容器対応計測部は、第１の実施形態のような水平方向移動機構、第２および第３の実施形態のような複数の静電容量センサに限られず、静電容量センサ３１の電流値（ゲイン）を信号量取得部１９ｂや解析演算部１９ｄにおいて制御することによって対応する手法も有効である。

【符号の説明】

【0138】

１…生体試料容量測定ユニット、
２…搬送ライン、
２ａ…搬出ライン、
２ｂ…バッファライン、
２ｃ…追い越しライン、
２ｄ…主要ライン、
３…搬送方向、
４…ホルダ、
５…カメラ、
６…遮光版、
７…測定位置、
１１…モータ、
１２…検知機構、
１２ａ，１２ｂ…検知機構の位置、
１３ａ，１３ｂ…矢印（検知機構の稼働方向を示す矢印）、
１４…背板、
１５ａ…ステージ、
１５ｂ…ステージ、
１７…回転棒、
１８…通信線、
１９ａ…制御部、
１９ｂ…信号量取得部、
１９ｃ…データ記憶部、
１９ｄ…解析演算部、
２１…照射部、
２２…受光部、
２３…ＬＥＤ光、
２４…モータ、
２５…回転棒、
３１…静電容量センサ、
３３…長距離用静電容量センサ、
３４…短距離用静電容量センサ、
３５…検知機構、
３６…中心線（検知機構の中心線）、
３７…中心線（円の中心線）、
３８…１３ｍｍ径容器用静電容量センサ、
３９…１６ｍｍ径容器用静電容量センサ、
６１…位置を表す軸、
６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ…ＯＦＦからＯＮへの切替え、
６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ…ＯＮからＯＦＦへの切替え、
６４…静電容量センサの電源の状態、
６５…静電容量センサの出力、
６６…ＬＥＤの電源の状態、
６７…ＬＥＤの出力、
６８…栓の底の位置、
７１…持上げ機構、
７２…ラック、
７３…矢印、
１０１…容器（採血管）、
１０２…栓、
１０３…バーコード、
１０４…バーコードが側面に被覆された容器、
１０５…バーコードが全側面被覆された容器、
１０６…未遠心検体を収容した容器、
１１１…血清、
１１２…分離剤、
１１３…血餅、
１１４…血清上面、
１１５…血清と分離剤の境界面、
１１６…血餅と分離剤の境界面、
１１７…全血検体、
２００…検体前処理システム、
２０１…投入モジュール、
２０２…遠心分離モジュール、
２０３ａ，２０３ｂ…生体試料チェックモジュール、
２０４…開栓モジュール、
２０５…ラベラ、
２０６…分注モジュール、
２０７…閉栓モジュール、
２０８…分類モジュール、
２０９…収納モジュール、
２１０…制御用パソコン、
２１１…自動分析装置、
２２１…カメラ、
３１１…実線、
３１２…太線、
３１３…液面、
３１４…破線。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】