(57)【要約】【課題】遠心分離回転中心対称位置に架設するバケットの重量差を許容範囲以下に抑え、且つこの手段はシステムに搬入された検体順序で連続して行うことができる検体検査自動化システムを提供する。【解決手段】検体２１は遠心バッファライン１１に搬入された時点でロードセルなどの重量測定手段３１にて検体重量を測定する。遠心分離回転中心対称位置に架設する２個のアダプタ２２をそれぞれアダプタＡ，アダプタＢと名称定義した場合、１検体目はアダプタＡに、２検体目はアダプタＢに、３検体目以降はアダプタに載せた検体重量の総和をそれぞれ演算比較し、軽い方のアダプタに検体を載せるように制御する。【選択図】  図２
2014128799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体を収容する検体容器と、
複数の該検体容器を載置可能なアダプタと、
該アダプタを載置可能なバケットと、
該バケットを回転させて遠心処理を行うロータと、
を備え、
前記ロータの遠心分離回転中心対称位置の１対のバケットに載置する前記アダプタの重量がほぼ等しくなるように、該アダプタに検体容器を選択的に載置する検体容器載置機構を備えたことを特徴とする遠心分離装置。
【請求項２】
請求項１記載の遠心分離装置において、
前記検体容器を保持するホルダを備え、
該検体容器の重量をホルダ単位で測定する検体容器重量測定機構を備えたことを特徴とする遠心分離装置。
【請求項３】
請求項２記載の遠心分離装置において、
前記検体容器重量測定機構で測定された重量をホルダ単位で記憶する記憶機構を備え、  前記検体容器載置機構で検体容器を前記アダプタに選択的に載置するに当たって、該記憶機構に記憶された検体容器重量に基づいて載置する検体容器を選択する選択機構を備えたことを特徴とする遠心分離装置。
【請求項４】
請求項１記載の遠心分離装置において、
前記アダプタを複数保持するためのアダプタ待機機構を備えたことを特徴とする遠心分離装置。
【請求項５】
請求項４記載の遠心分離装置において、
前記アダプタ待機機構は、円周上に複数のアダプタを載置するターンテーブルであることを特徴とする遠心分離装置。
【請求項６】
請求項５記載の遠心分離装置において、
アダプタの重量がほぼ等しくなるように、前記ロータの遠心分離回転中心対称位置の１対のバケットに載置するように選択されたアダプタのペアを前記ターンテーブル上から、前記バケットに搬送するアダプタ搬送機構を備えたことを特徴とする遠心分離装置。
【請求項７】
請求項６記載の遠心分離装置において、
前記ターンテーブルに保持可能なアダプタの数は、前記バケットの数より多いことを特徴とする遠心分離装置。
【請求項８】
請求項２記載の遠心分離装置において、
前記検体容器載置機構が、前記検体容器を選択的に前記アダプタに載置できるよう、複数の前記ホルダを待機させるバッファラインを備えたことを特徴とする遠心分離装置。
【請求項９】
請求項８記載の遠心分離装置において、
前記バッファラインは、前記アダプタに移載するための検体容器を保持する領域と、
検体容器が移載された後のホルダのみを保持する領域と、
遠心分離処理が終了した検体容器をホルダに移載する領域の少なくとも３つの領域を備えたことを特徴とする遠心分離装置。
【請求項１０】
請求項１記載の遠心分離装置において、
前記検体容器載置機構は、
前記ロータの遠心分離回転中心対称位置の１対のバケットに載置する前記アダプタをアダプタＡとＢと称した場合、
まずアダプタＡに検体容器を載置し、次にアダプタＢに別の検体容器を載置し、アダプタＡとＢの重量を比較し、アダプタＡの方が重い場合は次の検体容器をアダプタＢに載置する、逆にアダプタＢの方が重い場合は、次の検体容器をアダプタＡに載置する、
再度アダプタＡとＢの重量を比較する、ことをアダプタに空きポジションがなくなるまで繰り返す、ことを特徴とする遠心分離装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の遠心分離装置において、
予めタイムアウト時間を設定し、該タイムアウト時間を過ぎた場合は、前記アダプタに空きポジションが残っている場合であっても、アダプタを前記バケットに移載するように制御する制御機構を備えたことを特徴とする遠心分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料を遠心分離処理するための遠心分離装置に係り、特に遠心分離処理の際に重量差によるアンバランス運転が回避できる遠心分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療分野では多様な自動化機器の導入により、検査業務の省力化が進められている。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課で集められ、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検査室より医師に報告される。血液，尿の検査項目の多くは、検査処理の前処理として遠心処理，開栓処理，分注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。
【０００３】
前記前処理のうち遠心処理は、患者から採取した血液を遠心分離により血清成分を抽出して検査試料とするための処理である。一般的に検体検査自動化システムで使用する遠心分離装置は回転するロータに揺動自在に保持された複数のバケット群を有している。バケット群は複数のバケットペアで構成され、各バケットペアは互いに回転対称位置に設けられたバケットで構成される。各バケットには、複数（例えば５〜１０本程度）の検体が起立保持された状態で挿入される。従来、各バケットには人手により検体を挿入していたが、前処理を自動化した検体検査自動化システムでは、これらの作業を自動化することを目的としている。
【０００４】
遠心分離作業はロータを高速回転することにより行われる。従って、ロータ回転対称位置に配置したバケット重量が大幅に異なる場合はロータの回転異常が発生し、正しく遠心分離作業を行うことができないため、ロータに架設する前段階で重量調整を実施する必要がある。この重量調整手段に関して、特許文献１では、ダミーラックと呼んでいるおもりを使用しバケット間の重量差を軽減している。一方、特開平７−８０３５５号公報では、すべてのラックについて事前に重量測定を行ってそれらを一旦ストックしておき、ストックされたラック群の中から重量差が所定量以内のラックペアを選び出し、バケットペアに挿入する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−１４５９６８号公報
【特許文献２】特開平７−８０３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された方法では、バケットに架設する重量を測定しておらず、架設するラックの数が違う場合のみダミーラックを使用しているため、試験管サイズが異なりこれらの重量差が大きい場合には、正確に重量バランスを取ることが困難であった。また、ダミーラックなどの部材を配置するスペースも必要であり、これにより装置が大型化していた。
【０００７】
一方、特許文献２に記載の技術では、装置に投入された全ラックを一旦ストックしておいてから、重量差が少ないラックペアを決定しているため、組合せによっては投入順序でバケットに移載できない場合があり、また最終的に重量バランスがとれない場合には、ダミーラックを使用する必要があった。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、遠心機の小型化およびロータの簡素化を図りながらも正常な遠心分離作業を行うことができる遠心分離装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の構成は以下の通りである。
【００１０】
検体を収容する検体容器と、複数の該検体容器を載置可能なアダプタと、該アダプタを載置可能なバケットと、該バケットを回転させて遠心処理を行うロータと、を備え、前記ロータの遠心分離回転中心対称位置の１対のバケットに載置する前記アダプタの重量がほぼ等しくなるように、該アダプタに検体容器を選択的に載置する検体容器載置機構を備えた遠心分離装置。
【００１１】
検体容器は１つの検体容器のみを保持するホルダに搭載された状態で搬送される方式でも、複数本の検体容器を搭載可能なラックに搭載された状態で搬送される方式でも適用可能である。アダプタは複数の検体容器が設置できるものであればどのような形状のものであっても良いが、一般的には、箱形状のもので、遠心分離しても検体容器が振動しないように、検体容器の形状にフィットするような穴が開いているものである。バケットはアダプタがセットされた状態で、遠心分離のため、高速回転（通常は１つの同一軸を中心にして複数のバケットが回転する）しても、アダプタが飛散しないように、形状が工夫されている。アダプタの重量は、予め個々の検体容器または検体容器を保持した状態のホルダの重量を測定しておき、その測定結果に基づいて、計算でアダプタの重量を求めても良いし、検体容器を搭載したアダプタそのものの重量を測定しても良い。
【００１２】
より好ましくは以下のような構成である。
【００１３】
検体を支持したホルダを搬送ラインにより搬送し、複数の検体を一時待機させる遠心バッファラインと複数検体を支持するアダプタを保持するためのターンテーブル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自動化システムにおいて、遠心バッファライン上で検体を支持したホルダを１セットずつ重量測定を行い、対称位置に架設するアダプタペアを決定し、各アダプタに移載された検体重量の総和を逐次演算し、検体重量の総和の軽い方のアダプタに順次検体を移載するように制御することを特徴とする。上記構成によれば、対称位置に架設するアダプタペアの重量差は最小化され、この重量差は最大でも試験管重量１本以下となり、実質的に許容アンバランス重量差以下とできるため、重量バランスをとるためのおもりの挿入／抜き取りの工程は不要となる。例えば、対称位置に架設するアダプタペアのうちのアダプタＡとアダプタＢに検体を移載するにあたり、１本目をアダプタＡに、２本目をアダプタＢに、３本目の検体は重量の軽い側のアダプタに移載する。同様の作業をアダプタに空きポジションが無くなるまで継続する。これにより、アダプタＡとアダプタＢの重量差は検体重量１本以下となり、実質的に対称バケットを常に許容アンバランス重量差以下に制御することが可能となり、ダミーラック等の重量調整手段は不要となる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、遠心分離時の対称バケットを常に許容アンバランス重量差以下に制御することが可能となり、ダミーラック等の重量調整手段は不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る遠心処理部の全体構成を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る遠心処理部の上部を除いた構成を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る制御動作フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る遠心処理部の全体構成斜視図を図１に、上部を取り除いた斜視図を図２に、制御動作フローチャートを図３に示す。
【００１７】
遠心処理部主構成要素として、複数の検体２１を一時待機させる遠心バッファライン１１と、アダプタ２２を保持するターンテーブル１２と、検体の遠心分離を行う遠心機１３からなる。
【００１８】
図２に、前工程ユニットからベルトラインによってホルダ２３に支持された状態で遠心バッファライン１１に順次検体２１が１本ずつ搬入される。ホルダ２３は検体２１を１本ずつ起立保持可能な構造であり、それぞれ固有のＩＤ番号を付与されている。遠心バッファライン搬入位置近傍には重量測定のためのロードセル３１が配されており、当該位置において重量測定を行う。重量測定結果は、ホルダ２３のＩＤ番号と共に１検体ごとに中央制御部に送信される。重量測定が完了したホルダ２３は遠心バッファライン中央部へと順次搬送を継続する。本実施例では遠心バッファライン１１内には、遠心処理を行うためにホルダからアダプタに検体を移載するためのポジション２４と、遠心処理が完了した検体をアダプタからホルダに戻すためのポジション２５を固定している。処理能力を低下させない望ましい実施例においては、前記検体を抜き取るポジション２４から戻すポジション２５までの間隔内にホルダ２３が検体で満載される数の検体バッファ数を有していることが望ましい。また、遠心バッファライン１１は搬入した順序が途中で入れ替わらないために１本のベルトラインにより構成している。ホルダ２３は複数の検体２１を起立保持可能な構造となっており、前記ホルダ２３から検体２１を抜き取るポジションにおいて検体チャック機構１４により、アダプタ２２に検体を移載する。ターンテーブル１２には、遠心機バケット数の２倍の数のアダプタ２２が架設可能であることが望ましい。本実施例では遠心機１３のバケット数が４個であるため、アダプタ数は２倍の８個を記載している。これにより、遠心機１３内で遠心分離作業を行っている間の待ち時間（一般的に遠心時間は５〜１０分）を利用して、ホルダ２３からアダプタ２２への検体移載、あるいはアダプタ２２からホルダ２３への検体戻し作業をおこなうことが可能となり、処理全体のスループット低下を防止することができる。ターンテーブル１２は回転駆動モータを有しており、アダプタ２２を搭載した状態で回転し、任意位置で停止するように制御をおこなっている。検体チャック機構１４は水平方向および垂直方向に自在に移動可能なＸＹＺ機構１６に固定しており、ホルダ２３とアダプタ２２間の検体移載を行う。このＸＹＺ機構１６には検体チャック機構１４と同じく、アダプタ２２を遠心機バケット内に搬送するアダプタチャック機構１５を有する。遠心機１３は図示しない遠心分離のための高速回転用駆動モータと、このモータに取り付けられたロータ１８と、ロータ１８の回転軸対称に取り付けられた複数のバケット１７とを有している。アダプタ２２に遠心処理すべき検体の移載作業が完了した後、アダプタチャック機構１５により検体が載ったままの状態でアダプタ２２をバケット１７に挿入する。全てのバケット１７にアダプタ２２の挿入作業が完了した後、安全シャッタ１９を閉じ、遠心分離作業を開始する。遠心分離作業を行っている間は、次のサイクルで遠心を行うための準備として、ホルダ２３から検体を抜き取りアダプタ２２に挿入する作業を継続する。この作業はスループットを低下させないために遠心時間内で完了させるようにすることが望ましい。そのため、本実施例ではホルダ２３から検体を抜き取る位置とアダプタ２２に挿入する位置までの距離を最短距離に配するようにしている。遠心分離作業が完了した後は、前述の作業と逆の工程を進める。まず、安全シャッタ１９を開き、アダプタチャック機構１５によりバケット１７からアダプタ２２をターンテーブル１２まで戻す。遠心機１３の待ち時間短縮のためには、遠心作業が完了した全てのアダプタ２２をターンテーブル１２に戻し、かつ連続して次の遠心分離作業のためのアダプタ２２をバケット１７に挿入することが望ましい。また、アダプタ２２からホルダ２３に戻すまでの距離を最短にするため、ターンテーブル１２を回転させる。ターンテーブル１２の停止後、検体チャック機構１４により検体はアダプタ２２からホルダ２３に戻される。ホルダ２３に戻す順序は装置に投入された順序と同じとするため、アダプタ２２に載せた順序とする。ホルダ２３に戻された検体はベルトラインにより次の工程に搬送される。
【００１９】
図３は、遠心分離対称位置に載せるアダプタペアのうち、どちらのアダプタに載せるかを決定する制御フローチャートである。本実施例では、アダプタペアをそれぞれアダプタＡとアダプタＢに名称定義する。Start時（Ｓ１０）、アダプタＡ，アダプタＢ共に検体は載っていないため、まずアダプタＡに１本を載せ（Ｓ１１）、次にアダプタＢに１本を載せる（Ｓ１２）。続いて、検体ごとの重量測定結果よりアダプタＡとアダプタＢの重量比較演算を行う（Ｓ１３）。比較演算結果により、仮にアダプタＡの重量の方が重い場合には、次の検体をアダプタＢに載せる（Ｓ１４）。逆にアダプタＢの重量の方が重い場合には、次の検体をアダプタＡに載せる（Ｓ１５）。検体を載せた後は、再度アダプタＡとアダプタＢのそれぞれの重量の総和を比較演算し（Ｓ１３）、アダプタに空きポジションが無くなるまで（Ｓ１６，Ｓ１７）、この作業を継続する。なお、本フローチャートでは図示していないが、装置に投入された検体の数が少ない場合は、予め入力しておいたタイムアウト時間を経過した時点でEnd（Ｓ１８）に移行し、アダプタを遠心機バケット移送することが望ましい。この制御フローチャートによれば、途中で検体の架設を中断した場合でもアダプタＡとアダプタＢの重量差は検体重量１本以下となり、実質的に遠心許容アンバランス重量差以下となるため、ダミーラック等の重量調整手段は不要となる。また、アダプタＡ，アダプタＢは交互に検体を載せる場合がほとんどであるため、ターンテーブル上の隣り合うアダプタを選択することが望ましい。
【００２０】
また、上記とは別の実施手段として、検体毎の重量測定のためにＣＣＤカメラを用いて検体液量を測定し、その結果を用いて検体重量を求める方法もある。
【００２１】
なお、上記では、１つの検体容器のみを保持するホルダにより、検体容器を搬送する機構を記載したが、複数の検体容器を保持する検体ラック（通常は５つの検体容器を保持可能）で検体が搬送されるシステムであっても、本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００２２】
１１  遠心バッファライン
１２  ターンテーブル
１３  遠心機
１４  検体チャック機構
１５  アダプタチャック機構
１６  ＸＹＺ機構
１７  バケット
１８  ロータ
１９  安全シャッタ
２１  検体
２２  アダプタ
２３  ホルダ
２４  ホルダからアダプタに検体を移載するためのポジション
２５  アダプタからホルダに戻すためのポジション
【図１】
2014128799.tif 000003
【図２】
2014128799.tif 000004
【図３】
2014128799.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成26年2月27日(2014.2.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体を収容する検体容器を載置可能な複数のアダプタと、
回転軸に対して対象となる位置にアダプタを着脱可能に保持する複数のバケットと、
前記バケットに保持されたアダプタを、前記回転軸を中心に回転させて検体の遠心処理を行うロータと、
前記ロータが一度に遠心処理可能なアダプタの数の少なくとも二倍の数のアダプタを保持可能なアダプタ架設機構と、
検体容器を載せるアダプタを制御することにより、検体容器を載置したアダプタの重量を調整する重量調整手段と、
検体容器を載置したアダプタを前記アダプタ架設機構と前記バケットの間で搬送するアダプタ搬送機構と、
前記ロータにより遠心処理が実行されている間に、前記アダプタ待機機構上のアダプタに対して検体容器を移送する容器移送機構と、を備えたことを特徴とする遠心分離装置。
【請求項２】
請求項１記載の遠心分離装置において、
検体容器を搭載したホルダを搬送するベルトラインと、
前記ホルダと前記アダプタとの間で検体容器を移送する前記容器移送機構と、を備えたことを特徴とする遠心分離装置。
【請求項３】
請求項２記載の遠心分離装置において、
前記アダプタ架設機構は、前記ベルトライン上のホルダと前記アダプタ架設機構上のアダプタとの間で前記容器搬送手段が容器を移動させる距離を短くするよう、アダプタの位置を制御することを特徴とする遠心分離装置。
【請求項４】
請求項３記載の遠心分離装置において、
前記アダプタ架設機構は、円周上に複数のアダプタを保持可能なターンテーブルであることを特徴とする遠心分離装置。
【請求項５】
請求項１記載の遠心分離装置において、
前記重量調整手段は、アダプタの重量を比較してその重量差が検体容器１本以下の重量となるように、前記容器移送機構が検体容器を載せるアダプタを制御することを特徴とする遠心分離装置。
【請求項６】
請求項１記載の遠心分離装置を備えたことを特徴とする検体検査自動化システム。