特許 6929467 液面検知装置

(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】6929467

(24)【登録日】2021年8月12日

(45)【発行日】2021年9月1日

(54)【発明の名称】液面検知装置

(51)【国際特許分類】

   G01F 23/292 20060101AFI20210823BHJP

   G01N 35/10 20060101ALI20210823BHJP

【ＦＩ】

   G01F23/292 A

   G01N35/10 C

【請求項の数】10

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2020-538459(P2020-538459)

(86)(22)【出願日】2019年8月22日

(86)【国際出願番号】JP2019032744

(87)【国際公開番号】WO2020040239

(87)【国際公開日】20200227

【審査請求日】2021年2月5日

(31)【優先権主張番号】特願2018-155954(P2018-155954)

(32)【優先日】2018年8月23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

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 文恭

(72)【発明者】

【氏名】角野 雅仁

(72)【発明者】

【氏名】島根 亘由

【審査官】 森 雅之

(56)【参考文献】

【文献】 特許第５９９３３８８（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特許第５９３０８６５（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特許第５５５７７７２（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 国際公開第２０１７／２０３８６４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００１３８８９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 実公昭６１−３０１９５（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】 特許第４４０９９１２（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特許第６５９２４０１（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｆ ２３／２９２

Ｇ０１Ｎ ３５／１０

本件特許出願に対応する国際特許出願ＰＣＴ／ＪＰ２０１９／０３２７４４の調査結果及び予備審査結果が利用された。

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

層を有する検体が収容された検体容器に対して、当該検体容器の側面から光を照射する照射部と、
前記照射部から照射された光が前記検体容器を透過した透過光を受光する受光部と、
前記受光部で受光した透過光の受光量から、前記検体容器内に収容された前記検体の前記層の境界面を求める解析部と、
を有する液面検知装置であって、
前記検体容器と前記照射部および前記受光部とを相対的に上下方向に移動させる第一駆動部と、
前記検体容器と前記照射部および前記受光部とを相対的に当該検体容器の円周方向に移動させる第二駆動部と、
前記第一駆動部と前記第二駆動部とを制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、第１の照射角度と、当該第１の照射角度とは異なる第２の照射角度とにおいて、前記照射部が前記検体容器に対して前記光を照射し、当該光が前記検体容器を透過した透過光を前記受光部が受光するように、前記第二駆動部を制御し、
前記解析部は、前記容器内の層を形成するセパレータの種類または前記セパレータの有無の少なくとも一方に基づいて選択された解析方法により、前記第１の照射角度と前記第２の照射角度とにおける透過光の受光量に基づいて、前記検体の前記層の境界面を求める液面検知装置。

【請求項2】

請求項１に記載の液面検知装置であって、
前記制御部が、前記第１の照射角度と前記第２の照射角度とにおいて、前記照射部が前記検体容器に対して上下方向に前記光を照射し、当該光が前記検体容器を透過した透過光を前記受光部が受光するように前記第一駆動部を制御し、
前記解析部が、前記第１の照射角度と前記第２の照射角度とにおける、前記上下方向での前記透過光の受光量の変化に基づいて、前記検体の前記層の境界面を求める
液面検知装置。

【請求項3】

請求項２に記載の液面検知装置であって、
前記セパレータは、前記第１の照射角度と前記第２の照射角度で透過光の受光量の変化が小さい第１セパレータと、前記第１の照射角度と前記第２の照射角度で透過光の受光量の変化が大きい第２セパレータとを有し、
前記セパレータが第１セパレータの場合またはセパレータがない場合は、前記解析部が、前記第１の照射角度と前記第２の照射角度とにおける、前記上下方向での前記透過光の受光量の変化に基づいて、前記第１の照射角度と前記第２の照射角度とにおける前記境界面を求め、求められた前記第１の照射角度と前記第２の照射角度とにおける前記境界面を比較し、前記境界面の最高位置または最低位置を求め、
前記セパレータが第２セパレータの場合は、前記解析部が、前記第１の照射角度と前記第２の照射角度とにおける、前記上下方向での前記透過光の受光量の変化を比較し、前記受光量の変化が最も大きい測定データから前記境界面を求める液面検知装置。

【請求項4】

請求項２または３に記載の液面検知装置であって、
前記解析部が、前記第１の照射角度と前記第２の照射角度とにおける、前記上下方向での前記透過光の受光量の変化に基づいて、前記第１の照射角度と前記第２の照射角度とにおける前記境界面を求め、求められた前記第１の照射角度と前記第２の照射角度とにおける前記境界面の平均点を求める液面検知装置。

【請求項5】

請求項４の液面検知装置であって、
前記解析部は、前記境界面の最低位置から最高位置までの受光量の和に基づいて、受光量の割合から前記境界面の平均位置を求める液面検知装置。

【請求項6】

請求項１乃至５のいずれかに記載の液面検知装置であって、
前記第一駆動部が、検体容器を上下方向に移動させる液面検知装置。

【請求項7】

請求項１乃至６のいずれかに記載の液面検知装置であって、
前記第二駆動部が、検体容器を回転させる液面検知装置。

【請求項8】

請求項１乃至５のいずれかに記載の液面検知装置であって、
前記第一駆動部が、前記照射部を検体容器の上下方向に移動させる液面検知装置。

【請求項9】

請求項１乃至５または請求項８のいずれかに記載の液面検知装置であって、
前記第二駆動部が、前記照射部を回転させる液面検知装置。

【請求項10】

請求項３に記載の液面検知装置であって、
第１セパレータは、少なくともゲルまたはビーズのいずれか一方であり、
第２セパレータは、メカニカルセパレータである液面検知装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液面検知装置に関する。

【背景技術】

【0002】

血液や尿などの検体について定性・定量分析を行う自動分析装置が使用されている。検体に遠心分離等を施す前処理工程、各自動分析装置まで搬送する搬送工程を自動的に行う検体検査自動化システムも使用されている。

【0003】

前処理工程においては、検体の遠心分離、遠心分離後の検体の液面検知が行われる場合がある。例えば検体が血液である場合、血液は遠心分離により血清（または血漿）と血餅とに分離される。検体を収める検体容器内には血清（または血漿）と血餅を分離するためのセパレータが入っている場合もあり、遠心分離後の検体容器内には血清、セパレータ、血餅が層状に収められる。この遠心分離の後、検体検査自動化システムの液面検知装置が検体容器内の層の境界面や液量の測定を行う。

【0004】

特許文献１では、液状物質が収納された検体容器の一部に光を照射する照射部を検体容器の軸心と平行方向に移動させるのに連動して、透過光を検出可能な位置に検出部を移動させるように、照射部と検知部との相対位置を制御し、検体容器全長分の透過光の検出を行うことで、検体容器内に存在する液面を検知する液面検知装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−１７３２２６

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１では、セパレータとしてゲル以外が使用されている場合や、液面が平面ではない場合について検討がなされていない。

【0007】

そこで、本発明はセパレータの種類や境界面の状態にかかわらず、容器内の境界面を正確に検知可能な液面検知装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

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。

【0009】

本願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、層を有する検体が収容された検体容器に対して、当該検体容器の側面から光を照射する照射部と、前記照射部から照射された光が前記検体容器を透過した透過光を受光する受光部と、前記受光部で受光した透過光の受光量から、前記検体容器内に収容された前記検体の前記層の境界面を求める解析部と、を有する液面検知装置であって、前記検体容器と前記照射部および前記受光部とを相対的に上下方向に移動させる第一駆動部と、前記検体容器と前記照射部および前記受光部とを相対的に当該検体容器の円周方向に移動させる第二駆動部と、前記第一駆動部と前記第二駆動部とを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、第１の照射角度と、当該第１の照射角度とは異なる第２の照射角度とにおいて、前記照射部が前記検体容器に対して前記光を照射し、当該光が前記検体容器を透過した透過光を前記受光部が受光するように、前記第二駆動部を制御し、前記解析部は、前記第１の照射角度と前記第２の照射角度とにおける透過光の受光量に基づいて、前記検体の前記層の境界面を求めることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、セパレータの種類や液面の状態にかかわらず、容器内の境界面を正確に検知可能な液面検知装置を提供することができる。

【0011】

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施例１に係る液面検知装置の全体構成図。

【図2A】ゲルを使用して遠心分離した後の検体容器の側面図。

【図2B】メカニカルセパレータを使用して遠心分離した後の検体容器の側面図。

【図2C】ビーズを使用して遠心分離した後の検体容器の側面図。

【図2D】セパレータを使用せずに遠心分離した後の検体容器の側面図。

【図3】実施例１に係る透過光の測定動作の流れを示すフローチャート。

【図4A】検体容器（境界面が水平）への光の照射経路と照射位置を示す図。

【図4B】検体容器（境界面が斜め）への光の照射経路と照射位置を示す図。

【図4C】図４Ｂの検体容器を上から見て時計回りに９０度回転させた位置での光の照射経路と照射位置を示す図。

【図5】メカニカルセパレータの形状を示す図。

【図6】複数方向から透過光の測定を行う様子を示す上面図。

【図7】実施例１に係る境界面を求める流れを示すフローチャート。

【図8A】ゲルを使用した検体容器の測定の様子を示す図。

【図8B】図８Ａの検体容器を上から見て時計回りに９０度回転させて測定する様子を示す図。

【図8C】ゲル上側端面付近の透過光量のデータを示す図。

【図9A】メカニカルセパレータを使用した検体容器の測定の様子を示す図。

【図9B】図９Ａの検体容器を上から見て時計回りに９０度回転させて測定する様子を示す図。

【図9C】メカニカルセパレータ上側端面付近の透過光量のデータを示す図。

【図10】実施例２に係る液面検知装置の全体構成図。

【図11】実施例２に係る透過光の測定動作の流れを示すフローチャート。

【図12】検体検査自動化システムの全体構成図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

【実施例1】

【0014】

図１は本実施例の液面検知装置１００の全体構成図である。

【0015】

液面検知装置１００は、主に、照射部１１０、受光部１２０、解析部１３０、把持部１４０、第一駆動部１５０、第二駆動部１６０、制御部１７０により構成されている。

【0016】

検体容器２００には、検体が収容されている。検体容器２００は、各種樹脂材料や各種ガラス材料などから構成された実質的に透明な上下方向に細長い有底筒状であって、円筒状あるいはテーパ状の容器である。検体容器２００には、様々な種類が存在し、ユーザーがそれぞれの用途に応じて使い分けを行っている。形状も多種にわたり、径が異なるもの、高さが異なるもの、異なる栓を持つものなどが混在して使用される。本実施例では、検体容器２００として試験管を用いる。

【0017】

検体容器２００に収容された検体は、遠心分離により相対的に比重の重い物質の層と、相対的に比重が小さい物質の層とに分離されている。検体容器２００には、これらの物質の中間の比重を持つセパレータ３００が収納されていても良い。本実施例では、検体として患者から採取した血液検体を用いる。血液検体は遠心分離により、相対的に比重の重い血餅２１０と、相対的に比重が小さい血清２２０（または血漿）とに分離される。検体容器２００には、セパレータ３００が収納されており、遠心分離後、血餅２１０と血清２２０はセパレータ３００により隔離される。

【0018】

なお、検体は、血液検体以外に尿等の生体試料や、生体試料と試薬を混合した混合液、または、これらが反応した反応液等であっても良い。

【0019】

照射部１１０は、検体容器２００の側面から光を照射する。

【0020】

受光部１２０は、照射部１１０が照射した光が検体容器２００を透過した透過光を受光する。

【0021】

把持部１４０は、検体容器２００を把持する。把持部１４０は、第一駆動部１５０及び第２駆動部により駆動される。第一駆動部１５０は検体容器２００を上下方向に移動させ、第二駆動部１６０は検体容器２００の上下方向を回転軸として（すなわち、検体容器２００の円周方向に）検体容器２００を回転させる。

【0022】

解析部１３０は、受光部１２０で取得した透過光のデータから検体容器内の液体（層）同士の境界面、液体と気体との境界面、または、セパレータと液体との境界面を求める。

【0023】

制御部１７０は、照射部１１０、受光部１２０、第一駆動部１５０、および、第二駆動部１６０の動作を制御する。

【0024】

なお、制御部１７０が解析部１３０の機能を有しても良い。また、制御部１３０や制御部１７０の機能を、液面検知装置１００の外部に設けた制御装置が有しても良い。

【0025】

図２Ａ−図２Ｄに遠心分離した後の検体容器２００の側面図を示す。

【0026】

図２Ａはセパレータ３００としてゲル３１０を使用した場合、図２Ｂはセパレータ３００としてメカニカルセパレータ３２０を使用した場合、図２Ｃはセパレータとしてビーズ３３０を使用した場合を示している。分析項目によっては、図２Ｄに示すようにセパレータを使用しない場合もある。

【0027】

図３は本実施例における液面検知の流れを示すフローチャートである。液面検知装置１００に検体容器２００が到着すると、制御部１７０によって検知動作を開始して以下の通りに処理をおこなう。

【0028】

液面検知装置１００に到着した検体容器２００を、第一駆動部１５０に駆動された把持部１４０が把持し、持ち上げる（ステップ４００）。

【0029】

液面測定開始位置まで第一駆動部１５０により検体容器２００が移動される（ステップ４０１）。測定開始位置は、試験管の上方側でも下方側でも良い。

【0030】

第一駆動部１５０により測定開始位置から上下方向に移動している検体容器２００に、照射部１１０が光を照射し、検体容器２００を透過した透過光を受光部１２０が受光し、透過光を測定する（ステップ４０２）。このとき、検体容器を上下方向に移動させながら、検体容器２００の全長分の透過光のデータを取得する。

【0031】

液体の種類やセパレータによって光の透過率が異なるため、光の照射位置が、液体とセパレータの境界面、異なる液体の境界面、または液体と気体との境界面にかかる場合、透過光の受光量（輝度と考えても良い）が大きく変化する。そのため、透過光の受光量が大きく変化した位置を境界面と判定することが可能となる。言い換えれば、ステップ４０２では、検体容器２００を円周方向上の第１の位置（照射角度）において上下方向に走査し、透過光量の変化を表すデータを取得する。

【0032】

ステップ４０２の照射位置の移動（または透過光のデータ取得）は、検体容器全長分行っても良いし、境界面のおおよその位置等が分かっている場合等は必要な範囲で行っても良い。

【0033】

ステップ４０２の透過光測定を所定の回数行う。そのため、ステップ４０２で透過光を測定後、ステップ４０２の測定を所定の回数行ったかどうかを確認する（ステップ４０３）。ステップ４０２の測定回数は、常に一定の回数でも良いし、検体容器２００や検体の種類ごとに回数を設定しても良い。

【0034】

所定の回数に達していない場合は、第二駆動部１６０により、検体容器２００を回転させて光の照射位置を変更する（ステップ４０４）。このとき、検体容器への光の照射位置が重複しないように検体容器を回転させる。そして、ステップ４０１に戻り容器を測定開始位置へ移動させ、再びステップ４０２の検体容器全長分の透過光測定を行う。言い換えれば、ステップ４０４を経たステップ４０２では、検体容器２００を第１の位置とは異なる円周方向上の位置（第２、第３、…、第Ｎの位置（照射角度）。Ｎは前述の所定の回数を示す）から上下方向に走査し、透過光量の変化を表すデータを取得する。

【0035】

なお、ステップ４０４では、検体容器２００を回転させた後に検体容器２００を測定開始位置へ移動させているが、検体容器２００を測定開始位置へ移動させてから検体容器２００を回転させても良いし、測定開始位置への移動と検体容器２００の回転とを同時に行っても良い。また、測定の終了位置を測定開始位置とし、検体容器２００を回転させ、次の測定を開始しても良い。

【0036】

ステップ４０３で所定の測定回数に達したことが確認されると、検体容器２００を持ち上げ前の位置まで第一駆動部１５０により戻し、把持部１４０は検体容器２００の把持をやめる（ステップ４０５）。この後、検体容器２００は次の工程へ搬送される。

【0037】

図４Ａ−図４Ｃに検体容器２００への照射部１１０からの光の照射位置の例を示す。点線は光の照射経路５０１、照射経路５０１上にある黒丸は光の照射位置５０２である。図４Ａ−図４Ｃにおいて、照射部１１０は、検体容器２００に対し、図面の奥行き方向に光を照射する。

【0038】

照射位置５０２は、照射経路５０１を通って検体容器２００の全長を移動する。この照射位置５０２の移動は、本実施例では検体容器２００が第一駆動部１５０により上下方向に移動することで実現される。

【0039】

図３のステップ４０２では、検体容器全長分の光照射位置で取得された透過光のデータから境界面が求められる。図４Ａのように境界面が水平な場合には、どの方向から光を照射しても同じ高さを境界面として検知可能である。

【0040】

しかし、境界面が水平になっていない場合は、光の照射位置５０２により境界面として検知される位置が異なってしまう。

【0041】

図４Ｂに境界面が斜めになっている場合を示す。図４Ｃは図４Ｂの検体容器を上から見て時計回りに９０度回転させた位置で測定するときの光の照射経路５０１と照射位置５０２である。光の照射経路５０１と境界面との交点が境界面として検知されるため、図４Ｂでは、点線５０３の位置が血清２２０とゲル３１０との境界面として検知される。一方、図４Ｃでは、血清２２０とゲル３１０の境界面の最上部の点線５０３の位置が境界面として検知される。

【0042】

図４Ｂでは、境界面として検知される位置（点線５０３）よりも上方にゲル３１０が存在するため、点線５０３を基準にプローブを降ろすと、分注時にゲル３１０を吸引し詰まりエラーとなる可能性がある。一方、図４Ｃでは、境界面として検知される位置（点線５０３）がゲル３１０と血清２２０との境界面の最上部であるため、点線５０３を基準にプローブを降ろすと、プローブを汚染せずに血清２２０を吸引することが可能である。しかしながら、血清量を求める場合には、ゲル３１０と血清２２０との境界面の最上部を境界面とすると、実際の血清量よりも少なく見積もってしまう。また、ゲル３１０と血清２２０との境界面の最下部を境界面として見積もった場合には、実際の血清量よりも多く見積もってしまうことになる。

【0043】

セパレータ３００がゲル３１０の場合について述べたが、ゲル３１０以外のビーズ３３０等のセパレータや、セパレータを使用していない場合についても境界面が水平でない場合がある。

【0044】

また、メカニカルセパレータ３２０には境界面を検知しやすい光の照射方向がある。メカニカルセパレータ３２０と血清２２０の境界面として、図２Ｂの点線３０５の位置を検知する場合を例に考える。図５にメカニカルセパレータ３２０の形状を示す。メカニカルセパレータは遠心後、下部３２３が下側になるような構造となっている。矢印Ａ，Ｂは、照射部１１０による光の照射方向を示している。

【0045】

矢印Ａの方向から光が照射された場合、照射部１１０からの光は検体容器２００内のメカニカルセパレータ３２０と血清２２０との両方を透過するため、受光部１２０が測定する透過光の受光量は、メカニカルセパレータ３２０の上下方向で徐々に変化する。すなわち、受光量の変化が小さいため、境界面の検知が難しい。一方、矢印Ｂの方向から光が照射された場合、受光部１２０は、メカニカルセパレータ３２０のみを透過した透過光と血清２２０のみを透過した透過光とを交互に受光する。そのため、矢印Ｂの方向から光を照射した場合、透過光の受光量の変化が大きくなるため、境界面を容易に検知できる。

【0046】

そこで本実施例では、透過光の測定（ステップ４０３）において、検体容器２００を回転させ、検体容器２００に対して複数の方向から透過光の検出を行うことで、より正確に液面を検知する。図６は複数方向から検体容器２００に光を照射して測定をおこなう様子を示す図である。光は、照射位置が変更されても（すなわち、検体容器２００が回転しても）検体容器２００の中心軸を通るように照射される。

【0047】

続いて、図３のフローチャートから得られた透過光のデータから、境界面を解析する流れを図７のフローチャートに示す。

【0048】

セパレータ３００の種類を確認する（ステップ８００）。セパレータ３００の種類の判断は、図３のフローチャートで取得したデータによる判断でも、検体容器２００に関連付けられた情報（ラベルなど）からセパレータ３００の情報を取得しての判断でも良い。セパレータ３００がメカニカルセパレータ３２０の場合は、それ以外の場合とは異なる境界面の算出方法を用いる。セパレータ３００がメカニカルセパレータ３２０以外のゲル３１０やビーズ３３０、またはセパレータなしと確認された場合は、ステップ８０１に移行する。

【0049】

複数方向からの測定によって得られた各データの、透過光量の変化から境界面の位置を求める（ステップ８０１）。図８Ａはゲル３１０の上側端面が水平ではない場合を測定した様子を示す。ゲル３１０の上側端面で最も高い位置を最高点３１１、最も低い位置を最低点３１２とする。図８Ｂは図８Ａの検体容器２００を上から見て時計回りに９０度回転させて測定した様子を示す。図８Ｃはゲル３１０を透過しやすく、かつ、血清２２０を透過しにくい光を検体容器２００に照射した時の、ゲル３１０上側端面付近のデータを示す。図８Ｃの縦軸９０１が受光部１２０での受光量、横軸９０２が照射位置５０２の照射経路５０１上の位置（検体容器２００の上下方向における位置）を示す。データ９０３（破線）は図８Ａの状態で測定したデータ、データ９０４（実線）は図８Ｂの状態で測定したデータを示す。各データの受光量を図８Ｃの横軸９０２の左側から右側（本実施例では、「検体容器２００の下側から上側」を意味する）に向かって比較し、受光量の変化が開始する最も低い高さを最低点３１２、受光量の変化が終了する最も高い位置を最高点３１１とする。

【0050】

ステップ８０１により、各測定方向における最高点３１１同士、最低点３１２同士をそれぞれ比較し、検体容器２００の上下方向における位置が最も高い最高点３１１を最高位置として、最も低い最低点３１２を最低位置として抽出する（ステップ８０２）。

【0051】

さらに、ゲル３１０の境界面の平均点を算出する（ステップ８０３）。平均点とはゲル３１０の容量を変えずに境界面（本実施例では上側端面）を水平にした時の位置を意味する。ゲル３１０を透過しやすく、かつ、血清２２０を透過にくい光を照射した場合、光を照射した位置における検体容器２００内のゲル３１０の量が多いと受光量は小さく、ゲル３１０の量が少ないと受光量は大きくなる。最低点３１２から最高点３１１までの受光量の和を計算することで、検体容器２００内の最低点３１２から最高点３１１までに存在するゲル３１０の割合を求めることができ、その割合から上側端面の平均点を算出する。

【0052】

なお、上述の説明ではゲル３１０がある場合で説明したが、ゲル３１０を血餅２１０と読み替えれば、セパレータ３００がない場合の境界面検知を行うことができる。また、上述の説明では照射部１１０からの光としてゲル３１０を透過しやすく、かつ、血清２２０を透過しにくい光を用いたが、ゲル３１０を透過しにくく、かつ、血清２２０を透過しやすい光を用いても良く、この場合は図８Ｃにおける受光量の多寡が逆転する。

【0053】

ステップ８００でセパレータ３００がメカニカルセパレータ３２０であると判断された場合、ステップ８０４に移行する。図９Ａはメカニカルセパレータ３２０を使用した検体容器２００の測定の様子を示す。図９Ｂは図９Ａの検体容器２００を上から見て時計回りに９０度回転させて測定した様子を示す。図９Ｃはメカニカルセパレータ３２０を透過しやすく、かつ、血清２２０を透過しにくい光を検体容器２００に照射した時の、メカニカルセパレータ３２０上側端面付近のデータを示す。図９Ｃのデータ９０５（破線）は図９Ａの状態で測定したデータ、データ９０６（実線）は図９Ｂの状態で測定したデータを示す。データ９０５では受光量の変化が小さく、ノイズと区別するのが困難である。一方、データ９０５と光の照射角度の異なるデータ９０６では受光量の変化が大きく、ノイズとの区別が容易である。複数方向からの測定によって得られた各データの受光量を比較し、受光量が最も大きくなる検体容器２００の上下方向における位置を特有点９０７とする（ステップ８０４）。

【0054】

続いて、特有点９０７から横軸９０２の右側（本実施例では、「検体容器２００の上側」を意味する）で受光量の変化が終了する最も高い高さを、メカニカルセパレータ３２０の上側端面の高さ３２１とする（ステップ８０５）。同様に、特有点９０７から横軸９０２の左側（本実施例では、「検体容器２００の下側」を意味する）で受光量の変化が終了する最も低い高さを、メカニカルセパレータ３２０の下側端面の高さ３２２とすることも可能である。

【0055】

なお、セパレータ３００としてメカニカルセパレータ３２０を使用していても、メカニカルセパレータ３２０の境界面以外の境界面は、ステップ８０１−ステップ８０３と同様の手順で求めることが可能である。このとき、ステップ８０３を省略し、ステップ８０１とステップ８０２のみで境界面を求めても良い。

【0056】

また、上述の説明ではすべての境界面の境界位置を求めているが、必要な境界位置を求めるだけでも良い。また、ステップ８０１で求めたデータから、最高位置、最低位置、平均位置を求めたが、必要なものだけを求めても良い。例えば、検体分注時のプローブ下降量を求めたい場合には、セパレータ３００と血清２２０の境界面の最高位置だけを求めれば足りる。

【0057】

このように、セパレータ毎にアルゴリズムを切り替えて境界面の位置を検知する。セパレータ３００の一例としてゲル３１０やビーズ３３０を挙げたが、光が入射する角度によって透過光が大きく異ならないような形状・材質の全てのセパレータが対象となる。また、もう一方の例としてメカニカルセパレータ３２０を挙げたが、光を照射する角度によって透過光が大きく異なるような形状・材質の全てのセパレータが対象となる。

【0058】

複数の方向から測定することで、１つ以上の層を有した検体が収納された検体容器２００内における層の端面の位置を正確に検知できる。さらに、検体容器２００内で使用されているセパレータ３００の種類に応じて端面の位置を特定するアルゴリズムを切り替えることで、一般的なゲル３１０以外の形状を有するセパレータが使用されていても端面の正確な位置を検知できる。

【0059】

複数方向からの測定によって得られたデータをもとに、境界面の最高位置、最低位置、平均点を算出することで、検体容器２００内の各層の液量を正確に見積もることが可能となる。

【実施例2】

【0060】

図１０は液面検知装置１００の別実施例の全体構成図である。

【0061】

本実施例では、把持部１４０で把持した検体容器２００は移動させずに、一対の照射部１１０と受光部１２０とを移動させる。このために、実施例１の第一駆動部１５０、第二駆動部１６０に代えて、本実施例の液面検知装置１００は照射部１１０と受光部１２０とを移動させる第一駆動部１５１、第二駆動部１６１を有する。

【0062】

第一駆動部１５１は検体容器２００の上下方向に照射部１１０と受光部１２０とを移動させる。第二駆動部１６１は検体容器２００の上下方向を回転軸として（すなわち、検体容器２００の円周方向に）照射部１１０と受光部１２０とを回転させる。

【0063】

図１１に本実施例の液面検知の流れのフローチャートを示す。実施例１での動作から変更のある動作のみを説明する。

【0064】

第一駆動部１５１が、照射部１１０と受光部１２０とを測定開始位置へ移動させる（ステップ１１００）。測定開始時の照射部１１０と受光部１２０の位置は検体容器２００の上側でも下側でも良い。

【0065】

測定位置で検体容器２００を固定したまま、上下方向に照射部１１０と受光部１２０を第一駆動部１５１が移動させながら、照射部１１０が照射し検体容器２００を透過した光を受光部１２０が受光することで透過光の受光量を測定する（ステップ１１０１）。

【0066】

所定の測定回数に達していない場合（１１０２）、照射部１１０と受光部１２０とを第二駆動部１６１が回転させて、検体容器２００に対する光の照射方向（照射角度）を変更し（ステップ１１０３）、ステップ１１００に戻る。

【0067】

実施例１のように検体容器２００を移動させながら測定すると層の端面が揺れて測定値にノイズが入る可能性がある。本実施例では検体容器２００を固定しているため、層の端面が揺れることを防ぐことができる。

【0068】

なお、上述の各実施例では、照射部１１０と受光部１２０との対が１つであったが、照射部１１０と受光部１２０との対を水平方向に複数設けても良い。この場合、検体容器２００に光を照射する角度を変えるための回転動作にかかる時間を短縮することが可能である。また、照射部１１０と受光部１２０との対を上下方向に複数設けても良い。この場合、上下方向の移動にかかる時間を短縮することが可能である。

【0069】

上述の各実施例に係る液面検知装置は、例えば、単独装置として、あるいは、自動分析装置、検体の前処理を自動で行う検体前処理装置、または、検体検査自動化システムの一部として実装することが可能である。

【0070】

図１２を用いて、液面検知装置を検体検査自動化システムの一部として実装する場合の例を説明する。図１２は検体検査自動化システムの全体構成を示す図である。

【0071】

検体検査自動化システムは、検体容器２００に収容された検体に種々の前処理を実施する前処理装置１２００と、前処理が実施された検体容器２００の検体に分析処理を実施する複数の分析装置１２０１と、前処理装置１２００及び分析装置１２０１の装置間で検体容器２００を搭載したホルダ２５０を搬送する搬送路１２０２と、搬送路１２０２と複数の分析装置１２０１のそれぞれとの間に設けられ、搬送路１２０２により搬送されたホルダ２５０と各分析装置１２０１で検体容器２００を搭載して搬送するのに用いるラックとの間で検体容器２００を移載する複数の検体移載ユニット１２０３と、検体処理システム全体の動作を制御する制御部１２０４を備えている。なお、制御部１２０４は、動作を制御する動作制御部と、検体処理システムに投入される検体容器２００に収容された検体の分析項目や優先情報等の検体情報、各識別子の検体との関係性などを記憶する記憶部を有している。

【0072】

前処理装置１２００は、種々の機能を有するユニットが複数連結されて構成されている。前処理装置１２００は、例えば、検体投入ユニット１２００ａ、検体収納ユニット１２００ｂ、遠心分離ユニット１２００ｃ、液量測定処理ユニット１２００ｄ、開栓処理ユニット１２００ｅ、子検体容器生成処理ユニット１２００ｆ、分注処理ユニット１２００ｇ、閉栓処理ユニット１２００ｈを備える。

【0073】

検体投入ユニット１２００ａは、検体が収容された検体容器２００を検体検査自動化システム内に投入するためのユニットである。また検体投入ユニット１２００ａ内には、図示しない検体認識部、栓体検知部、および検体ホルダ認識部が設置されており、搬送される検体容器２００の容器種別、容器の栓体の形状、および検体容器２００が架設されたホルダ２５０に付与されているＩＤ情報を認識し、搬送される検体容器２００を特定する情報を得る。なお図示しない検体ホルダ認識部は、検体検査自動化システム内の各所に設けられており、各所の検体ホルダ認識部で検体容器２００の所在を確認することが可能となる。

【0074】

遠心分離ユニット１２００ｃは、投入された検体容器２００に対して遠心分離を行うためのユニットである。

【0075】

液量測定処理ユニット１２００ｄは、搬送された検体容器２００内に充填されている検体の量や色について、図示しないレーザ光源部や画像認識部によって測定や判別を行うためのユニットである。

【0076】

開栓処理ユニット１２００ｅは、投入された検体容器２００から図示しない栓体を開栓処理するためのユニットである。

【0077】

子検体容器生成処理ユニット１２００ｆは、投入された検体容器２００に収容された検体を次の分注処理ユニット１２００ｇにて分注するために必要な別の検体容器２００の準備し、バーコード等を貼り付けるためのユニットである。

【0078】

分注処理ユニット１２００ｇは、未遠心もしくは遠心分離ユニット１２００ｃにて遠心分離された検体を、分析装置１２０１などで分析するために、子検体容器生成処理ユニット１２００ｆで準備した別の検体容器２００に検体を小分けするためのユニットである。

【0079】

閉栓処理ユニット１２００ｈは、栓体を開栓された検体容器２００や小分けされた検体容器２００に栓体を閉栓処理するためのユニットである。なお検体容器２００の閉栓に用いる栓体の種類に応じて、閉栓処理ユニット１２００ｈが２つ以上備わる検体検査自動化システムの構成も可能である。

【0080】

検体収納ユニット１２００ｂは、閉栓処理ユニット１２００ｈで閉栓された検体容器２００を収納するユニットである。

【0081】

なお、本構成は一例にすぎず、他の機能ユニットを前処理システムに備えていても良い。前処理装置１２００の上記ユニットは、搬送路１２０２により接続されており、搬送路１２０２によってホルダ２５０に搭載された検体容器２００が搬送されている。

【0082】

搬送路１２０２は、検体投入ユニット１２００ａから投入された検体容器２００や分注処理ユニット１２００ｇにおいて分注された小分けされた検体容器２００を、遠心分離ユニット１２００ｃや分注処理ユニット１２００ｇ、分析装置１２０１などの検体検査自動化システム内の各部へ移送する機構である。また搬送路１２０２は、遠心分離ユニット１２００ｃや分注処理ユニット１２００ｇ、分析装置１２０１などの各部内の所定の動作を行う各機構部への搬送にも用いられる。

【0083】

制御部１２０４は、検体検査自動化システム内の各部や各部内の各機構の動作を制御、分析装置１２０１での測定データの解析を行う。制御部１２０４は上述の各部や各機構との通信し、ホルダ２５０のＩＤ情報から検体が検体検査自動化システム内での所在を確認することが可能である。

【0084】

分析装置１２０１は、移送された検体の成分の定性・定量分析を行うためのユニットである。分析装置１２０１として、用途に応じて生化学分析装置、免疫分析装置、凝固分析装置など、前処理を施された検体の成分を分析する種々の自動分析装置が使用されうる。

【0085】

上述の実施例に係る液面検査装置１００は、例えば液量測定処理ユニット１２００ｄに組み込まれることが可能である。

【0086】

なお、本発明は上述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。例えば、上述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が可能であり、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。

【符号の説明】

【0087】

１００ 液面検知装置
１１０ 照射部
１２０ 受光部
１３０ 解析部
１４０ 把持部
１５０ 第一駆動部
１５１ 第一駆動部
１６０ 第二駆動部
１６１ 第二駆動部
１７０ 制御部
２００ 検体容器
２１０ 血餅
２２０ 血清
２５０ ホルダ
３００ セパレータ
３１０ ゲル
３１１ 最高点
３１２ 最低点
３２０ メカニカルセパレータ
３２１ 上側端面の高さ
３２２ 下側端面の高さ
３２３ 下部
３３０ ビーズ
５０１ 照射経路
５０２ 照射位置

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図10】

【図11】

【図12】