検体容器判別装置
【課題】採血管等の検体容器の種別を簡便に判別できるようにする。
【解決手段】ラック１０には採血管１２が保持され、それに対して上方から光ビームを走査することにより、距離算出部４０において高さプロファイルが取得される。解析部４２は高さプロファイルに対して波形解析を実行する。この場合においては、複数の波形特徴量が求められる。それらの波形特徴量から、採血管における本体の種別と栓の種別とが判別される。更に、栓の有無及び採血管自体の有無までも判別可能である。
【解決手段】ラック１０には採血管１２が保持され、それに対して上方から光ビームを走査することにより、距離算出部４０において高さプロファイルが取得される。解析部４２は高さプロファイルに対して波形解析を実行する。この場合においては、複数の波形特徴量が求められる。それらの波形特徴量から、採血管における本体の種別と栓の種別とが判別される。更に、栓の有無及び採血管自体の有無までも判別可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検体容器判別装置に関し、特に、採血管等の検体容器の種別を非接触で判別する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
検体前処理装置は、遠心分離ユニット、開栓ユニット、分注ユニット、閉栓ユニット等によって構成される。検体前処理装置においては、複数の採血管を保持したラックが搬送される。採血管には栓が設けられ、その栓の種別としてはゴム栓、シール栓等があげられる。同じゴム栓であっても、形、色等が異なる様々なものがあり、これはシール栓についても同様である。採血管の本体についても幾つかの種類がある。典型的には、長さが異なる複数の本体が存在する。
【０００３】
上記の開栓ユニットにおいては、栓の種類に応じて、場合によっては更に本体の種類に応じて、その動作条件を事前に設定する必要がある。例えば、ゴム栓及びシール栓等の種類に応じて、専用の開栓機構へ採血管を投入し、そこで対象採血管に適合した動作条件をもって開栓作業を行わせる必要がある。このため、栓の種類及び本体の種類を開栓に先立って計測しておくことが望まれる。
【０００４】
特許文献１には、栓の有無や高さを検出するセンサを備えた検体処理システムが開示されている。特許文献２には、液面の高さを検出するセンサを備えた装置が記載されている。当該センサの出力としてスキャン位置に応じた反射光データが得られている（図５参照）。但し、それは栓を検出するものではない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−８５９６７号公報
【特許文献２】特開２００５−２２１３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、検体容器の種別を簡便に判別できるようにすることにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、検体容器における栓の種別及び本体の種別の双方を判別できるようにすることにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、検体容器としての採血管固有の形態に適合した判別方法の適用により採血管の種別を簡便かつ正確に判別できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ラックに保持された検体容器に対してその上方から光ビームの走査を行うことにより、前記検体容器について一次元の高さプロファイルを取得する計測手段と、前記検体容器について取得された高さプロファイルを解析することにより、前記検体容器の種別を判別する判別手段と、を含むことを特徴とする検体容器判別装置に関する。
【００１０】
上記構成によれば、採血管等の検体容器に対して光ビームを相対的に移動させて一次元の高さプロファイルが取得される。この場合、光ビームそれ自体を走査するようにしてもよいが、それを固定してラック搬送により検体容器を前方へ送って結果として光ビームが検体容器に対して相対的に走査されるようにしてもよい。一次元の高さプロファイルは、連続的なサンプリングデータによって構成されてもよいし、離散的なサンプリングデータにより構成されてもよい。
【００１１】
ラック上に複数の検体容器が保持され、それらの全体に対する連続的な光ビーム走査によって全体的な高さプロファイルが取得される場合、波形解析に先立って、全体的な高さプロファイルを個々の検体容器ごとの高さプロファイル（部分波形）に分割する処理を施すのが望ましい。ラックの位置が既知であれば、ラック上における各検体容器の存在範囲は容易に特定できる。勿論、全体的な高さプロファイルにおける検体容器間の隙間を特定することにより（及び両端の検体容器の外側の落ち込みを特定することにより）、各検体容器ごとの高さプロファイルを切り出すことも可能である。
【００１２】
各検体容器についての高さプロファイルの波形形態は検体容器の上部形状を反映したものとなっているので、高さプロファイルの波形を解析することにより、検体容器の種別を特定することが可能となる。判別対象が採血管であれば、基本的に、その本体は中心軸を中心として回転対称形状を有し、同様に、その栓（ゴム栓、アルミシール栓、等）も中心軸を中心として回転対称形状を有しているから、採血管がどのような回転角度にあっても、その中心軸（又はその付近）を通過する一次元の高さプロファイルを取得すれば、そこから採血管の種別を判別することが可能となる。特に、栓の種別に応じて上部形態が顕著に異なるから、その異なる部分が明らかになるような少なくととも１つの（望ましくは複数の）波形特徴量を演算するのが望ましい。なお、アルミシール栓の中には鍔状のタブが付いているものもあるが、その部分を波形解析対象から除外してもよく、また、タブが折れ曲がっていて計測に障害が生じるならばエラー処理にて対処することも可能である。上記構成に加えて、栓の色等の情報を併せて考慮して検体容器の種別を判別するようにしてもよい。
【００１３】
上記構成では、光ビームが利用されているので、非接触での種別判定が可能となる。よって、汚染の問題を回避できる。検体容器がラック上において若干傾斜していることも考えられる。光ビームの走査方向への傾斜に対しては、高さプロファイル上において検体容器の基準座標を見出し、それを原点として計測座標を定めるのが望ましい。一方、光ビームの走査方向と直交する方向への傾斜に対しては、それが若干であって、検体容器の上部形態を反映した一次元の高さプロファイルが取得できる限りにおいては上記構成をそのまま使うことが可能である。一方、有効な高さプロファイルを得られないような場合には、エラー処理で対処してもよいし、光ビームのスキャン経路を複数個並行に設定して有効な高さプロファイルを選択的に利用するようにしてもよい。
【００１４】
望ましくは、前記判別手段は、少なくとも、前記各検体容器に装着された栓の種別を判別する。採血管については、各種のゴム栓及び各種のシール栓が存在し、それらが混在して流されても、上記構成によれば、個々の採血管について栓の種別を個別的に判定できるから、後工程において有用な情報を取得できる。あるいは、データベース上に登録された種別に対して実測した種別を突き合わせること等が可能となる。
【００１５】
望ましくは、前記判別手段は、更に前記検体容器の本体の種別を判別し、前記判別手段により、前記検体容器の種別として、前記本体の種別と栓の種別との組み合わせが判別される。この構成によれば、栓の種別のみならず、本体の種別が異なっても、それらを個別的に判定して、どのような組み合わせとなっているのかを判別することができる。
【００１６】
望ましくは、前記判別手段は、前記高さプロファイル上において検体容器中心軸に相当する基準座標を特定する基準座標特定手段と、前記高さプロファイルに対して波形解析を行う手段であって、前記基準座標を利用して波形解析を行う機能を有する波形解析手段と、前記高さプロファイルの波形解析結果に基づいて前記検体容器の種別を判別する種別判別手段と、を含む。この構成によれば、例えば容器対称性を利用して基準座標がまず特定される。基準座標を特定すれば、そこを原点として波形参照領域や波形参照点を相対的に適切に定めることが可能となる。特に、検体容器に位置ズレや傾斜があっても、原点を見出した上で、それを基準として波形解析を行えるから、正確な判別が可能となる。
【００１７】
望ましくは、前記波形解析手段は、前記基準座標を原点として水平方向に広がる第１参照領域内の高さ平均値と、前記基準座標を原点として水平方向に広がる第２参照領域内の凹凸程度を示す値と、を求める。平均値は例えば本体の高さや栓の有無を評価する際に利用できる。凹凸程度を示す値は、栓の有無の判断において利用でき、その他、栓の種別を特定するための特徴量を利用することも可能である。多面的な観点から、つまり複数の特徴量から総合的に種別を判断するのが望ましい。第１参照領域と第２参照領域は同一であってもよいし、別々であってもよい。望ましくは、前記波形解析手段は、前記高さプロファイル上の高さピークを特定する。これも栓の有無や栓の種別の判定等に利用できるものである。
【００１８】
望ましくは、前記波形解析手段は、前記基準座標を原点として水平方向に広がる中央部波形部分についての波形特徴量と、前記基準座標を原点として水平方向に広がる周辺部波形部分についての波形特徴量と、を求める。特に採血管においては中央部に針を貫通するための弾性部材や構造が設けられており、その部分の形態及びその周囲の形態は採血管によって相違する。そこで、中央部と周辺部のそれぞれについて特徴量を求めるものである。
【００１９】
望ましくは、前記波形解析手段は、前記高さプロファイルにおける２つのピーク間の距離を求める。栓の種別によって周辺部の立ち上がり位置が異なる場合が多いので、ピーク間距離は種別を判別するための特徴量として利用可能である。望ましくは、前記判別手段は、更に、検体容器の不存在、及び、栓の不存在を判別する。
【００２０】
望ましくは、前記計測手段は、ラック搬送路の上方に設けられて前記測定ビームを下向きに形成する非接触式の距離センサを有し、前記ラックの搬送により、前記測定ビームが前記検体容器の上面中央部を相対的に横切るように走査される。
【００２１】
本発明は、ラックに保持された採血管に対してその上方から光ビームの走査を行うことにより、前記採血管について一次元の高さプロファイルを取得する計測工程と、前記採血管について取得された高さプロファイルを解析することにより複数の波形特徴量を求める波形解析工程と、前記複数の波形特徴量に基づいて前記採血管における本体の種別及び栓の種別の組み合わせを判別する判別工程と、前記判別された本体の種別及び栓の種別の組み合わせに応じて、開栓動作、分注動作、及び、閉栓動作の少なくとも１つの動作条件を変更する制御工程と、を含むことを特徴とする検体前処理方法に関する。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明によれば、検体容器の種別を簡便に判別できる。あるいは、検体容器における栓の種別及び本体の種別の双方を判別できる。あるいは、検体容器としての採血管固有の形態に適合した判別方法の適用により採血管の種別を簡便かつ正確に判別できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１には、本発明に係る検体容器判別装置の好適な実施形態が示されており、図１はその要部構成を示す概念図である。この検体容器判別装置は本実施形態において検体前処理装置に組み込まれているものである。検体容器は本実施形態において遠心分離処理後の採血管である。周知のように、採血管は本体とその上部開口に装着された栓とにより構成され、本体としては高さの異なるいくつかの本体があり、一方、栓としてはゴム栓及びシール栓がある。本実施形態では、ゴム栓とシール栓との弁別が行われているが、もちろんゴム栓及びシール栓のそれぞれについてより細かく種別が判定されるようにしてもよい。
【００２５】
図１において、ラック１０には複数の採血管が起立状態で保持されている。図１には、１つの採血管１２だけが示されている。採血管１２内には血液検体が収容されており、具体的には、遠心分離後の血液検体が収容されている。採血管１２は、チューブとしての本体１４とその上部開口に装着された栓１６とにより構成される。栓１６については各種のものが存在している。本体１４についても長さの異なるものがいくつか存在している。そのような栓及び本体について複数の種別がある中で、本実施形態の検体容器判別装置によれば、栓及び本体のそれぞれについて個別的に種別を判定することが可能である。ちなみに、本体１４に対してはバーコードラベル等のラベル１８が貼付されており、そのようなラベルの影響を受けずに種別の判定を行うため、ラック１０の搬送経路における上方に光計測部２０が設けられている。
【００２６】
光計測部２０は、光ビームを発生するＬＤ（レーザーダイオード）２２とレンズ２４とを有しており、それらによって光ビーム２６が形成される。この光ビームは、図２に示されるように、栓１６における上面１６Ａの中心をできる限り通過するように、具体的には符号３４で示されるような中心軸を通過するラインが形成されるように、光ビーム２６が位置決めされている。図１に戻って、上面１６Ａで反射した光は符号２８で示されるように光計測部２０において受光される。具体的には、レンズ３０を介して光検出器３２によって検出される。
【００２７】
ＬＤ２２に対してはドライバ３６からの駆動信号が供給されており、光検出器３２からの検出信号は後に説明する距離算出部４０へ出力されている。なお、図１においてはラック１０を搬送する搬送機構は図示省略されている。光ビーム２６は固定的に設定されているが、ラック１０の搬送に伴って採血管１２に対して相対的に光ビーム２６が走査されることになり、その結果以下に説明する１次元の高さプロファイル（以下、単にプロファイルという）が得られる。
【００２８】
演算制御部３８は、ＣＰＵ及び動作プログラム等によって構成されるものである。もっとも、演算制御部３８が有する一部の機能が別のモジュールによって実現されてもよい。距離算出部４０は光検出器３２から出力される信号に基づいて各位置における距離を演算し、これによって１次元のプロファイルを生成する。すなわちラック１０の搬送方向に沿った高さの変動を表すプロファイルが取得されることになる。解析部４２は、生成されたプロファイルに対して波形解析を実行する。具体的な手法については後に説明するが、解析部４２は、取得されたプロファイルに対して前処理を適用した上でプロファイルを採血管単位で分割する処理を実行し、各採血管ごとのプロファイルから複数の波形特徴量を求め、その情報を動作制御部４４に出力している。動作制御部４４は、波形解析結果に基づいて採血管の種別、具体的には栓の種別及び本体の種別を判別する機能を有している。その判別結果に基づき、後段に存在している開栓装置、分注装置、閉栓装置等の各構成の動作制御を行う。前もって、各採血管ごとにその種別が具体的に特定されるので、例えば開栓装置において、シール栓及びゴム栓のそれぞれ専用のユニットを適切に利用して、しかも動作条件を適切に設定して、開栓処理を遂行できるという利点が得られる。
【００２９】
次に、図３乃至図１７を用いて種別判定方法について説明する。図３において、符号５０は、複数の採血管５４〜６２を保持したラック１０を表している。各採血管５４〜６２は、図示の例において、それぞれ異なるものであり、本体及び栓の組み合わせが各採血管において相互に異なっている。本実施形態においては、このように各種の採血管が混在しているような場合においても個々の採血管についてその種別を適正に判定することができる。
【００３０】
図３の符号５２は、複数の採血管５４〜６２に対して光ビームを相対的に走査した場合に得られるプロファイルを表している。プロファイル５２は、各位置による距離すなわち高さを表すものであり、それが水平のＸ方向に変動しているため、波形として取り扱うことが可能である。本実施形態においては、プロファイル５２の解析に先立って、必要に応じてフィルタリングが実行される。例えばメディアンフィルタや平均化フィルタ等が利用され、プロファイルに存在するノイズ等が除去される。このような前処理が必要に応じて実行された上で、図３の下段に示されるように、各採血管単位で全体的なプロファイルを分割する処理が実行される。すなわち、複数のライン６６は分割線を表しており、そのような複数のライン６６によって全体的なプロファイル５２が分割された結果、各区間ａ〜ｅに相当する部分波形としての各採血管単位でのプロファイルが得られることになる。そのプロファイルが符号５４Ａ〜６２Ａで示されている。ちなみに、符号６４は、全体的なプロファイルにおける隣接採血管の間に存在する隙間を表している。両端の採血管の外側にも波形の落ち込みが生じている。いずれにしても、上記の分割処理により、各採血管単位でプロファイルが切り出されることになる。
【００３１】
ちなみに、プロファイルの分割処理にあたっては、ラックの位置が既知であれば、ラック上における各採血管の存在範囲を容易に特定できるので、ラック位置を基準として分割処理を行うようにすればよい。あるいは、全体的なプロファイル５２において、隣接する採血管の間に生じる隙間６４や外側に存在する落ち込み等を特定できるのであれば、それらを基準として分割用のライン６６を設定するようにすればよい。この他にもいくつかの手法が考えられる。なお、図３の下段においてＸは搬送方向を表している。Ｌは光計測部側から見た距離を表している。換言すればそれは各位置における高さを表している。
【００３２】
本実施形態においては、図４に示される判定方法に基づいて、本体及び栓の種別が特定されている。まず、符号７０で示される工程について説明する。この工程では、図５に示される波形解析が実行される。図５において、符号１００は対象となる採血管のプロファイルを表している。まずそのプロファイル１００に対して中心線７１が特定される。その中心線７１は波形における重心点や中央値であってもよいし、ラック上における挿入孔の中心座標であってもよい。望ましくは、採血管の傾斜等への対処のため、実際の採血管の中心座標ができるだけ正確に特定されるように中心線７１を定めるのが望ましい。このように中心線７１すなわち原点が特定されると、中心線７１の両側に一定距離７２をカバーする区間として参照領域Ａが定義される。参照領域Ａは線の中央部及びその周囲の局所形態に着目するための領域である。
【００３３】
参照領域Ａ内における高さの平均値ＬAVと、参照領域Ａ内における最高点と最低点とのギャップ（ばらつき）Ｌdとが求められる。ギャップＬdは高さのばらつき範囲に相当するものであり、本実施形態では距離の最大値と最小値との間の大きさとして高さのばらつきが特定されている。
【００３４】
このように平均値ＬAVとばらつきＬdとが求められると、図４に示される解析工程Ｉが実行される。具体的には、図６に示す条件のいずれに該当するのかが判断されることになる。
【００３５】
図６には、本実施形態において、Ｆ〜Ｊまでの５つの条件が示されており、上記のように求められた平均値ＬAVとばらつきＬdとがいずれの条件に該当するのかが特定される。条件Ｆは、平均値ＬAVが閾値ＬH1よりも大きく、閾値ＬH2よりも小さく、且つ、ばらつきＬdが比較値ΔａHよりも小さいという条件である。つまり、長い本体に相当する範囲内に平均値があり、且つ、ばらつきが大きくなく栓が不存在でない場合に条件Ｆが満たされる。
【００３６】
同様に、条件Ｇは、平均値ＬAVが閾値ＬS1よりも大きく閾値ＬS2よりも小さく、且つ、ばらつきＬdが比較値ΔａSよりも小さいという条件である。つまり、短い本体に相当する範囲内に平均値が該当し、しかもばらつきが小さく栓が不存在ではないことを判断する条件である。
【００３７】
次に、条件Ｈは平均値ＬAVがラックの底の高さＬBに相当するか否かを判断する条件であり、その条件が満たされた場合には採血管そのものが無いことが推定される。条件Ｊは平均値ＬAVが比較値ＬH1よりも小さいという条件であり、この条件はエラーを判断するためのものである。更に、条件Ｉは上記で説明した条件Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｊ以外の場合を判定する条件である。図７には、平均値ＬAVと比較されるいくつかの閾値及び比較値が示されており、また各条件が該当する範囲が明示されている。
【００３８】
図４に戻って、解析工程Ｉにおいて、条件Ｈが満たされた場合には、符号７６で示されたようにチューブすなわち採血管自体が無いと判定される。一方、条件Ｊが満たされた場合には、符号７８で示されるように、チューブすなわち採血管が浮いていることが予想され、いずれにしても適正な状態ではないのでエラーが判断される。一方、条件Ｆ、Ｇ及びＩが満たされた場合には、次に説明する解析工程ＩＩが実行される。ちなみに、上述した解析工程Ｉにおいて用いられる閾値及び比較値については判別対象となる採血管群に応じて適宜定めればよい。平均値及びばらつき以外の他の特徴量を利用して上述した解析工程Ｉを実行するようにしてもよい。
【００３９】
図４において、解析工程ＩＩでは、図８及び図９で示すようにプロファイル１０２，１０４におけるピーク値ＬTOPが求められる。図８及び図９にはそれぞれ異なる採血管に対応するプロファイル１０２，１０４が示されている。ピーク値ＬTOPは分割された各区間内におけるピーク値であってもよいし、中心線７１を基準として水平方向に設定された所定範囲内におけるピーク値であってもよい。
【００４０】
このようにピーク値ＬTOPが求められると、図１０に示すいずれの条件が満たされるのかが判断される。図１０には、この実施形態における３つの条件Ｋ，Ｌ，Ｍが示されている。条件Ｋはピーク値ＬTOPが閾値ＬH3より大きく閾値ＬH4よりも小さいという条件であり、この条件によれば栓の有無に関係なく長い本体を判別することが可能である。条件Ｌは、ピーク値ＬTOPが閾値ＬS3より大きく閾値ＬS4より小さいという条件であり、この条件Ｌによれば栓の有無に関係無く短い本体を判別することが可能である。条件Ｍは上記の条件Ｋ及び条件Ｌが満たされない場合の条件である。図１１には、距離Ｌ上におけるそれぞれの閾値が示されており、同時に条件Ｋ及び条件Ｌの範囲が示されている。なお、各閾値については上記同様に対象となる採血管群に応じて適宜定めればよい。
【００４１】
図４に戻って、解析工程ＩＩでは、いずれの条件が満たされたのが判断され、図示されるように、前の解析工程Ｉで判定された条件との組み合わせに応じて、次の処理或いは判定内容が異なっている。具体的には、条件Ｆ及び条件Ｋが満たされた場合、次の解析工程ＩＩＩが実行される。条件Ｆが満たされたにもかかわらず、条件Ｋ以外が満たされた場合には符号８０で示されるように想定外であるとしてエラー処理が実行される。同様に、条件Ｇが満たされ、条件Ｍが満たされた場合には、エラー処理が実行される。条件Ｇ及び条件Ｌが満たされた場合には解析工程ＩＩＩが実行される。条件Ｇ及び条件Ｋが満たされた場合には、符号８２で示されるように、栓の不存在が判定され、本体が長いチューブであると判定される。
【００４２】
条件Ｉ及び条件Ｋが満たされた場合には符号８２で示される判定が実行され、条件Ｉ及び条件Ｌが満たされた場合には符号８４で示されるように、栓の不存在と本体が短いチューブであることとが判定される。条件Ｉ及び条件Ｍが判定された場合には、上記のようにエラーが出力される。
【００４３】
次に、図４に示される解析工程ＩＩＩについて説明する。この工程では、図１２〜図１４で示される２種類の平均値が演算される。具体的には、中心線７１を基準として、中央部分に参照領域Ｂが設定されており、その周囲に参照領域Ｃが設定されている。参照領域Ｃは区間Ｃ1及びＣ2により構成されるものである。つまり、栓の種別の判定にあたっては、栓の中央部分の形態及びその周辺部分の形態が特徴量になり得るのであり、部位に応じた個別評価を行うために、２種類の参照領域が設定される。図１２〜図１４には互いに異なる採血管に対応するプロファイル１０６，１０８，１１０が示されており、それぞれのプロファイル１０６，１０８，１１０において参照領域Ｂ及び参照領域Ｃにおける形態あるいは高さの組み合わせはかなり異なっていると言える。
【００４４】
本実施形態では、参照領域Ｂにおける高さの平均値ＬBと、参照領域Ｃにおける高さの平均値ＬCとが算出される。そして、ΔＤ＝ＬB−ＬCの計算が実行され、その指数ΔＤが図５に示されるいずれの条件を満たすのかが判断される。図１５において、条件Ｐは、指数ΔＤが−ｓよりも小さいという条件である。ここで、ｓは栓が存在せずに液面が検知されてしまった場合における指数ΔＤが取り得る最大値であり、ここでｓは例えば０に近い値である。条件Ｑは指数ΔＤがｓよりも大きいという条件である。条件Ｒは指数ΔＤの絶対値がｓよりも小さいという条件である。
【００４５】
図４に戻って、解析工程ＩＩＩでは、図１５に示したいずれの条件が満たされたのかが判断される。ここで、条件Ｐが満たされたと判断された場合、それ以前の２つの解析工程において判断された条件の組み合わせに応じて、符号８６で示される判定又は符号９０で示される判定がなされる。符号８６で示される判定は、シール栓であり且つ本体が長いチューブであるという内容である。符号９０で示される判定は、シール栓であり、本体が短いチューブであるという内容である。条件Ｑが満たされたと判断された場合、それ以前の２つの解析構成において判定された条件の組み合わせに応じて、符号８８で示される判定又は符号９２で示される判定がなされる。符号８８で示される判定は、ゴム栓であり、本体が長いチューブであるという内容を有するものであり、符号９２で示される判定は、ゴム栓であり本体が短いチューブであるという内容を有するものである。更に、解析工程ＩＩＩにおいて、条件Ｒが満たされたと判断された場合、上記同様に、解析工程Ｉ及びＩＩで判定された条件の組み合わせに応じて、符号８２で示される判定又は符号８４に示される判定がなされる。符号８２で示される判定は、栓が無く、本体が長いチューブであるという内容を有し、符号８４で示される判定は栓が無く、本体が短いチューブであるという内容を有する。
【００４６】
以上のように、図４で示されるように、多面的に波形の特徴量を観測することにより、栓の種別のみならず、本体の種別（実施形態では高さ）までを個別的に判断することができ、しかも栓の有無や採血管それ自体の有無までを判定できるという利点がある。上述した各特徴量は例示であり、それ以外の特徴量を利用するようにしてもよい。判別対象となる採血管群においてそれぞれの採血管が際立っている部分がより明らかになるように特徴量を定めるのが望ましい。また、場合によっては、栓の色を認識して、色を判断基準として採用することも可能である。更に、栓の直径等もプロファイルから容易に観測することができるので、直径を特徴量として利用することも可能である。上記実施形態においては、各採血管に対応するプロファイルにおいてまず中心線を特定し、それを座標原点として利用しつつ波形解析を行ったので、仮に試験管の位置にずれがあっても解析精度の低下を防止できるという利点がある。同様に、採血管が少々傾いていても、上述したプロセスをそのまま実行して正確な判定を行えるという利点がある。もっとも、採血管が大きく傾いていたり、プロファイルが取得できない程度、直交方向に傾いているような場合には、エラー処理を適用するようにしてもよいし、また光ビームを直交方向にスキャンする方式を併用するようにしてもよい。
【００４７】
上述した図４に示す判定プロセスにおいて十分な判別を行えない場合には、更に図１６及び図１７に示すような手法を利用するようにしてもよい。図１６には、ある採血管においてのプロファイル１１２が示されている。これに対して強い平滑化処理をかけることにより、図１７に示すようなプロファイル１１２Ａを得ることができる。すなわち中心線７１の両側に立ち上がっている矩形状の突出部分に丸みを持たせてそれらのピークを特定できるようにしたものである。ここでは、２つのピークＰ1及びＰ2が特定されており、それらの間隔ΔＰは栓の種別の判定にあたっての１つの特徴量をなすものであると認められるため、それをさらに利用して、あるいは上述したいずれかの特徴例に代えて利用することにより、より高精度に栓の種別を判定することが可能である。また、ピーク位置における高さのずれ等から、上述したシール栓の縁部分に存在するタブの折れ曲がりに起因するエラー要因を除外するようにしてもよい。
【００４８】
以上説明した本実施形態の判別方法よれば、光ビームを照射して高さ計測を行うだけで、ラックの搬送と相まって一次元のプロファイルを取得でき、そのプロファイルに対するソフトウェア解析により、各採血管単位で具体的に種別を特定することが可能である。そのように特定された情報を後段の開栓処理等の動作条件に反映させれば、検体前処理装置全体としての動作効率や信頼性を著しく高めることができるという利点がある。従来においては、上述したような多数の採血管が混載されたようなラックを受け入れることが困難であった検体前処理装置においても、上流側に上述した検体容器判別装置を組み込めば、そのような混載状態にあるラックに対して検体前処理を円滑に遂行させることができるという利点が得られる。上述した実施形態における光ビームに代えて上方からあるいは側面から採血管を撮像し、その撮像結果である画像の解析により種別の判定を行うことも可能であるが、そのような場合にはどうしてもコストアップという問題が生じやすい。上記構成によれば、一次元の光ビームの走査だけで簡便且つ迅速に種別の判定を行えるので、実用性の高い判別装置を構成できるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る検体容器判別装置の好適な実施形態を示す要部構成図である。
【図２】光ビームのスキャン経路を説明するための図である。
【図３】ラック上に搭載された複数の採血管とそれらに対応するプロファイル等を示す説明図である。
【図４】本実施形態に係る種別判定方法の全体的な流れを説明するための概念図である。
【図５】特徴量としての平均値及びばらつきを説明するための図である。
【図６】第１解析工程において判定される条件を説明するための図である。
【図７】図６に示した複数の条件の相互関係を説明するための図である。
【図８】他の特徴量としてのピーク値を説明するための図である。
【図９】他の特徴量としてのピーク値を説明するための図である。
【図１０】第２解析工程において判定される条件を説明するための説明図である。
【図１１】図１０に示した複数の条件の相互関係を説明するための図である。
【図１２】更に他の特徴量としての中央部分の平均値及び周辺部分の平均値を説明するための図である。
【図１３】更に他の特徴量としての中央部分の平均値及び周辺部分の平均値を説明するための図である。
【図１４】更に他の特徴量としての中央部分の平均値及び周辺部分の平均値を説明するための図である。
【図１５】第３解析工程において判定される条件を説明するための図である。
【図１６】採血管のプロファイルを示す図である。
【図１７】図１６に示したプロファイルに対して平滑化処理を適用した後のプロファイルを示すものであり、２つのピークの特定を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０ ラック、１２ 採血管、１４ 本体、１６ 栓、２０ 光計測部、３８ 演算制御部、４０ 距離算出部、４２ 解析部、４４ 動作制御部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検体容器判別装置に関し、特に、採血管等の検体容器の種別を非接触で判別する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
検体前処理装置は、遠心分離ユニット、開栓ユニット、分注ユニット、閉栓ユニット等によって構成される。検体前処理装置においては、複数の採血管を保持したラックが搬送される。採血管には栓が設けられ、その栓の種別としてはゴム栓、シール栓等があげられる。同じゴム栓であっても、形、色等が異なる様々なものがあり、これはシール栓についても同様である。採血管の本体についても幾つかの種類がある。典型的には、長さが異なる複数の本体が存在する。
【０００３】
上記の開栓ユニットにおいては、栓の種類に応じて、場合によっては更に本体の種類に応じて、その動作条件を事前に設定する必要がある。例えば、ゴム栓及びシール栓等の種類に応じて、専用の開栓機構へ採血管を投入し、そこで対象採血管に適合した動作条件をもって開栓作業を行わせる必要がある。このため、栓の種類及び本体の種類を開栓に先立って計測しておくことが望まれる。
【０００４】
特許文献１には、栓の有無や高さを検出するセンサを備えた検体処理システムが開示されている。特許文献２には、液面の高さを検出するセンサを備えた装置が記載されている。当該センサの出力としてスキャン位置に応じた反射光データが得られている（図５参照）。但し、それは栓を検出するものではない。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−８５９６７号公報
【特許文献２】特開２００５−２２１３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、検体容器の種別を簡便に判別できるようにすることにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、検体容器における栓の種別及び本体の種別の双方を判別できるようにすることにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、検体容器としての採血管固有の形態に適合した判別方法の適用により採血管の種別を簡便かつ正確に判別できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ラックに保持された検体容器に対してその上方から光ビームの走査を行うことにより、前記検体容器について一次元の高さプロファイルを取得する計測手段と、前記検体容器について取得された高さプロファイルを解析することにより、前記検体容器の種別を判別する判別手段と、を含むことを特徴とする検体容器判別装置に関する。
【００１０】
上記構成によれば、採血管等の検体容器に対して光ビームを相対的に移動させて一次元の高さプロファイルが取得される。この場合、光ビームそれ自体を走査するようにしてもよいが、それを固定してラック搬送により検体容器を前方へ送って結果として光ビームが検体容器に対して相対的に走査されるようにしてもよい。一次元の高さプロファイルは、連続的なサンプリングデータによって構成されてもよいし、離散的なサンプリングデータにより構成されてもよい。
【００１１】
ラック上に複数の検体容器が保持され、それらの全体に対する連続的な光ビーム走査によって全体的な高さプロファイルが取得される場合、波形解析に先立って、全体的な高さプロファイルを個々の検体容器ごとの高さプロファイル（部分波形）に分割する処理を施すのが望ましい。ラックの位置が既知であれば、ラック上における各検体容器の存在範囲は容易に特定できる。勿論、全体的な高さプロファイルにおける検体容器間の隙間を特定することにより（及び両端の検体容器の外側の落ち込みを特定することにより）、各検体容器ごとの高さプロファイルを切り出すことも可能である。
【００１２】
各検体容器についての高さプロファイルの波形形態は検体容器の上部形状を反映したものとなっているので、高さプロファイルの波形を解析することにより、検体容器の種別を特定することが可能となる。判別対象が採血管であれば、基本的に、その本体は中心軸を中心として回転対称形状を有し、同様に、その栓（ゴム栓、アルミシール栓、等）も中心軸を中心として回転対称形状を有しているから、採血管がどのような回転角度にあっても、その中心軸（又はその付近）を通過する一次元の高さプロファイルを取得すれば、そこから採血管の種別を判別することが可能となる。特に、栓の種別に応じて上部形態が顕著に異なるから、その異なる部分が明らかになるような少なくととも１つの（望ましくは複数の）波形特徴量を演算するのが望ましい。なお、アルミシール栓の中には鍔状のタブが付いているものもあるが、その部分を波形解析対象から除外してもよく、また、タブが折れ曲がっていて計測に障害が生じるならばエラー処理にて対処することも可能である。上記構成に加えて、栓の色等の情報を併せて考慮して検体容器の種別を判別するようにしてもよい。
【００１３】
上記構成では、光ビームが利用されているので、非接触での種別判定が可能となる。よって、汚染の問題を回避できる。検体容器がラック上において若干傾斜していることも考えられる。光ビームの走査方向への傾斜に対しては、高さプロファイル上において検体容器の基準座標を見出し、それを原点として計測座標を定めるのが望ましい。一方、光ビームの走査方向と直交する方向への傾斜に対しては、それが若干であって、検体容器の上部形態を反映した一次元の高さプロファイルが取得できる限りにおいては上記構成をそのまま使うことが可能である。一方、有効な高さプロファイルを得られないような場合には、エラー処理で対処してもよいし、光ビームのスキャン経路を複数個並行に設定して有効な高さプロファイルを選択的に利用するようにしてもよい。
【００１４】
望ましくは、前記判別手段は、少なくとも、前記各検体容器に装着された栓の種別を判別する。採血管については、各種のゴム栓及び各種のシール栓が存在し、それらが混在して流されても、上記構成によれば、個々の採血管について栓の種別を個別的に判定できるから、後工程において有用な情報を取得できる。あるいは、データベース上に登録された種別に対して実測した種別を突き合わせること等が可能となる。
【００１５】
望ましくは、前記判別手段は、更に前記検体容器の本体の種別を判別し、前記判別手段により、前記検体容器の種別として、前記本体の種別と栓の種別との組み合わせが判別される。この構成によれば、栓の種別のみならず、本体の種別が異なっても、それらを個別的に判定して、どのような組み合わせとなっているのかを判別することができる。
【００１６】
望ましくは、前記判別手段は、前記高さプロファイル上において検体容器中心軸に相当する基準座標を特定する基準座標特定手段と、前記高さプロファイルに対して波形解析を行う手段であって、前記基準座標を利用して波形解析を行う機能を有する波形解析手段と、前記高さプロファイルの波形解析結果に基づいて前記検体容器の種別を判別する種別判別手段と、を含む。この構成によれば、例えば容器対称性を利用して基準座標がまず特定される。基準座標を特定すれば、そこを原点として波形参照領域や波形参照点を相対的に適切に定めることが可能となる。特に、検体容器に位置ズレや傾斜があっても、原点を見出した上で、それを基準として波形解析を行えるから、正確な判別が可能となる。
【００１７】
望ましくは、前記波形解析手段は、前記基準座標を原点として水平方向に広がる第１参照領域内の高さ平均値と、前記基準座標を原点として水平方向に広がる第２参照領域内の凹凸程度を示す値と、を求める。平均値は例えば本体の高さや栓の有無を評価する際に利用できる。凹凸程度を示す値は、栓の有無の判断において利用でき、その他、栓の種別を特定するための特徴量を利用することも可能である。多面的な観点から、つまり複数の特徴量から総合的に種別を判断するのが望ましい。第１参照領域と第２参照領域は同一であってもよいし、別々であってもよい。望ましくは、前記波形解析手段は、前記高さプロファイル上の高さピークを特定する。これも栓の有無や栓の種別の判定等に利用できるものである。
【００１８】
望ましくは、前記波形解析手段は、前記基準座標を原点として水平方向に広がる中央部波形部分についての波形特徴量と、前記基準座標を原点として水平方向に広がる周辺部波形部分についての波形特徴量と、を求める。特に採血管においては中央部に針を貫通するための弾性部材や構造が設けられており、その部分の形態及びその周囲の形態は採血管によって相違する。そこで、中央部と周辺部のそれぞれについて特徴量を求めるものである。
【００１９】
望ましくは、前記波形解析手段は、前記高さプロファイルにおける２つのピーク間の距離を求める。栓の種別によって周辺部の立ち上がり位置が異なる場合が多いので、ピーク間距離は種別を判別するための特徴量として利用可能である。望ましくは、前記判別手段は、更に、検体容器の不存在、及び、栓の不存在を判別する。
【００２０】
望ましくは、前記計測手段は、ラック搬送路の上方に設けられて前記測定ビームを下向きに形成する非接触式の距離センサを有し、前記ラックの搬送により、前記測定ビームが前記検体容器の上面中央部を相対的に横切るように走査される。
【００２１】
本発明は、ラックに保持された採血管に対してその上方から光ビームの走査を行うことにより、前記採血管について一次元の高さプロファイルを取得する計測工程と、前記採血管について取得された高さプロファイルを解析することにより複数の波形特徴量を求める波形解析工程と、前記複数の波形特徴量に基づいて前記採血管における本体の種別及び栓の種別の組み合わせを判別する判別工程と、前記判別された本体の種別及び栓の種別の組み合わせに応じて、開栓動作、分注動作、及び、閉栓動作の少なくとも１つの動作条件を変更する制御工程と、を含むことを特徴とする検体前処理方法に関する。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明によれば、検体容器の種別を簡便に判別できる。あるいは、検体容器における栓の種別及び本体の種別の双方を判別できる。あるいは、検体容器としての採血管固有の形態に適合した判別方法の適用により採血管の種別を簡便かつ正確に判別できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１には、本発明に係る検体容器判別装置の好適な実施形態が示されており、図１はその要部構成を示す概念図である。この検体容器判別装置は本実施形態において検体前処理装置に組み込まれているものである。検体容器は本実施形態において遠心分離処理後の採血管である。周知のように、採血管は本体とその上部開口に装着された栓とにより構成され、本体としては高さの異なるいくつかの本体があり、一方、栓としてはゴム栓及びシール栓がある。本実施形態では、ゴム栓とシール栓との弁別が行われているが、もちろんゴム栓及びシール栓のそれぞれについてより細かく種別が判定されるようにしてもよい。
【００２５】
図１において、ラック１０には複数の採血管が起立状態で保持されている。図１には、１つの採血管１２だけが示されている。採血管１２内には血液検体が収容されており、具体的には、遠心分離後の血液検体が収容されている。採血管１２は、チューブとしての本体１４とその上部開口に装着された栓１６とにより構成される。栓１６については各種のものが存在している。本体１４についても長さの異なるものがいくつか存在している。そのような栓及び本体について複数の種別がある中で、本実施形態の検体容器判別装置によれば、栓及び本体のそれぞれについて個別的に種別を判定することが可能である。ちなみに、本体１４に対してはバーコードラベル等のラベル１８が貼付されており、そのようなラベルの影響を受けずに種別の判定を行うため、ラック１０の搬送経路における上方に光計測部２０が設けられている。
【００２６】
光計測部２０は、光ビームを発生するＬＤ（レーザーダイオード）２２とレンズ２４とを有しており、それらによって光ビーム２６が形成される。この光ビームは、図２に示されるように、栓１６における上面１６Ａの中心をできる限り通過するように、具体的には符号３４で示されるような中心軸を通過するラインが形成されるように、光ビーム２６が位置決めされている。図１に戻って、上面１６Ａで反射した光は符号２８で示されるように光計測部２０において受光される。具体的には、レンズ３０を介して光検出器３２によって検出される。
【００２７】
ＬＤ２２に対してはドライバ３６からの駆動信号が供給されており、光検出器３２からの検出信号は後に説明する距離算出部４０へ出力されている。なお、図１においてはラック１０を搬送する搬送機構は図示省略されている。光ビーム２６は固定的に設定されているが、ラック１０の搬送に伴って採血管１２に対して相対的に光ビーム２６が走査されることになり、その結果以下に説明する１次元の高さプロファイル（以下、単にプロファイルという）が得られる。
【００２８】
演算制御部３８は、ＣＰＵ及び動作プログラム等によって構成されるものである。もっとも、演算制御部３８が有する一部の機能が別のモジュールによって実現されてもよい。距離算出部４０は光検出器３２から出力される信号に基づいて各位置における距離を演算し、これによって１次元のプロファイルを生成する。すなわちラック１０の搬送方向に沿った高さの変動を表すプロファイルが取得されることになる。解析部４２は、生成されたプロファイルに対して波形解析を実行する。具体的な手法については後に説明するが、解析部４２は、取得されたプロファイルに対して前処理を適用した上でプロファイルを採血管単位で分割する処理を実行し、各採血管ごとのプロファイルから複数の波形特徴量を求め、その情報を動作制御部４４に出力している。動作制御部４４は、波形解析結果に基づいて採血管の種別、具体的には栓の種別及び本体の種別を判別する機能を有している。その判別結果に基づき、後段に存在している開栓装置、分注装置、閉栓装置等の各構成の動作制御を行う。前もって、各採血管ごとにその種別が具体的に特定されるので、例えば開栓装置において、シール栓及びゴム栓のそれぞれ専用のユニットを適切に利用して、しかも動作条件を適切に設定して、開栓処理を遂行できるという利点が得られる。
【００２９】
次に、図３乃至図１７を用いて種別判定方法について説明する。図３において、符号５０は、複数の採血管５４〜６２を保持したラック１０を表している。各採血管５４〜６２は、図示の例において、それぞれ異なるものであり、本体及び栓の組み合わせが各採血管において相互に異なっている。本実施形態においては、このように各種の採血管が混在しているような場合においても個々の採血管についてその種別を適正に判定することができる。
【００３０】
図３の符号５２は、複数の採血管５４〜６２に対して光ビームを相対的に走査した場合に得られるプロファイルを表している。プロファイル５２は、各位置による距離すなわち高さを表すものであり、それが水平のＸ方向に変動しているため、波形として取り扱うことが可能である。本実施形態においては、プロファイル５２の解析に先立って、必要に応じてフィルタリングが実行される。例えばメディアンフィルタや平均化フィルタ等が利用され、プロファイルに存在するノイズ等が除去される。このような前処理が必要に応じて実行された上で、図３の下段に示されるように、各採血管単位で全体的なプロファイルを分割する処理が実行される。すなわち、複数のライン６６は分割線を表しており、そのような複数のライン６６によって全体的なプロファイル５２が分割された結果、各区間ａ〜ｅに相当する部分波形としての各採血管単位でのプロファイルが得られることになる。そのプロファイルが符号５４Ａ〜６２Ａで示されている。ちなみに、符号６４は、全体的なプロファイルにおける隣接採血管の間に存在する隙間を表している。両端の採血管の外側にも波形の落ち込みが生じている。いずれにしても、上記の分割処理により、各採血管単位でプロファイルが切り出されることになる。
【００３１】
ちなみに、プロファイルの分割処理にあたっては、ラックの位置が既知であれば、ラック上における各採血管の存在範囲を容易に特定できるので、ラック位置を基準として分割処理を行うようにすればよい。あるいは、全体的なプロファイル５２において、隣接する採血管の間に生じる隙間６４や外側に存在する落ち込み等を特定できるのであれば、それらを基準として分割用のライン６６を設定するようにすればよい。この他にもいくつかの手法が考えられる。なお、図３の下段においてＸは搬送方向を表している。Ｌは光計測部側から見た距離を表している。換言すればそれは各位置における高さを表している。
【００３２】
本実施形態においては、図４に示される判定方法に基づいて、本体及び栓の種別が特定されている。まず、符号７０で示される工程について説明する。この工程では、図５に示される波形解析が実行される。図５において、符号１００は対象となる採血管のプロファイルを表している。まずそのプロファイル１００に対して中心線７１が特定される。その中心線７１は波形における重心点や中央値であってもよいし、ラック上における挿入孔の中心座標であってもよい。望ましくは、採血管の傾斜等への対処のため、実際の採血管の中心座標ができるだけ正確に特定されるように中心線７１を定めるのが望ましい。このように中心線７１すなわち原点が特定されると、中心線７１の両側に一定距離７２をカバーする区間として参照領域Ａが定義される。参照領域Ａは線の中央部及びその周囲の局所形態に着目するための領域である。
【００３３】
参照領域Ａ内における高さの平均値ＬAVと、参照領域Ａ内における最高点と最低点とのギャップ（ばらつき）Ｌdとが求められる。ギャップＬdは高さのばらつき範囲に相当するものであり、本実施形態では距離の最大値と最小値との間の大きさとして高さのばらつきが特定されている。
【００３４】
このように平均値ＬAVとばらつきＬdとが求められると、図４に示される解析工程Ｉが実行される。具体的には、図６に示す条件のいずれに該当するのかが判断されることになる。
【００３５】
図６には、本実施形態において、Ｆ〜Ｊまでの５つの条件が示されており、上記のように求められた平均値ＬAVとばらつきＬdとがいずれの条件に該当するのかが特定される。条件Ｆは、平均値ＬAVが閾値ＬH1よりも大きく、閾値ＬH2よりも小さく、且つ、ばらつきＬdが比較値ΔａHよりも小さいという条件である。つまり、長い本体に相当する範囲内に平均値があり、且つ、ばらつきが大きくなく栓が不存在でない場合に条件Ｆが満たされる。
【００３６】
同様に、条件Ｇは、平均値ＬAVが閾値ＬS1よりも大きく閾値ＬS2よりも小さく、且つ、ばらつきＬdが比較値ΔａSよりも小さいという条件である。つまり、短い本体に相当する範囲内に平均値が該当し、しかもばらつきが小さく栓が不存在ではないことを判断する条件である。
【００３７】
次に、条件Ｈは平均値ＬAVがラックの底の高さＬBに相当するか否かを判断する条件であり、その条件が満たされた場合には採血管そのものが無いことが推定される。条件Ｊは平均値ＬAVが比較値ＬH1よりも小さいという条件であり、この条件はエラーを判断するためのものである。更に、条件Ｉは上記で説明した条件Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｊ以外の場合を判定する条件である。図７には、平均値ＬAVと比較されるいくつかの閾値及び比較値が示されており、また各条件が該当する範囲が明示されている。
【００３８】
図４に戻って、解析工程Ｉにおいて、条件Ｈが満たされた場合には、符号７６で示されたようにチューブすなわち採血管自体が無いと判定される。一方、条件Ｊが満たされた場合には、符号７８で示されるように、チューブすなわち採血管が浮いていることが予想され、いずれにしても適正な状態ではないのでエラーが判断される。一方、条件Ｆ、Ｇ及びＩが満たされた場合には、次に説明する解析工程ＩＩが実行される。ちなみに、上述した解析工程Ｉにおいて用いられる閾値及び比較値については判別対象となる採血管群に応じて適宜定めればよい。平均値及びばらつき以外の他の特徴量を利用して上述した解析工程Ｉを実行するようにしてもよい。
【００３９】
図４において、解析工程ＩＩでは、図８及び図９で示すようにプロファイル１０２，１０４におけるピーク値ＬTOPが求められる。図８及び図９にはそれぞれ異なる採血管に対応するプロファイル１０２，１０４が示されている。ピーク値ＬTOPは分割された各区間内におけるピーク値であってもよいし、中心線７１を基準として水平方向に設定された所定範囲内におけるピーク値であってもよい。
【００４０】
このようにピーク値ＬTOPが求められると、図１０に示すいずれの条件が満たされるのかが判断される。図１０には、この実施形態における３つの条件Ｋ，Ｌ，Ｍが示されている。条件Ｋはピーク値ＬTOPが閾値ＬH3より大きく閾値ＬH4よりも小さいという条件であり、この条件によれば栓の有無に関係なく長い本体を判別することが可能である。条件Ｌは、ピーク値ＬTOPが閾値ＬS3より大きく閾値ＬS4より小さいという条件であり、この条件Ｌによれば栓の有無に関係無く短い本体を判別することが可能である。条件Ｍは上記の条件Ｋ及び条件Ｌが満たされない場合の条件である。図１１には、距離Ｌ上におけるそれぞれの閾値が示されており、同時に条件Ｋ及び条件Ｌの範囲が示されている。なお、各閾値については上記同様に対象となる採血管群に応じて適宜定めればよい。
【００４１】
図４に戻って、解析工程ＩＩでは、いずれの条件が満たされたのが判断され、図示されるように、前の解析工程Ｉで判定された条件との組み合わせに応じて、次の処理或いは判定内容が異なっている。具体的には、条件Ｆ及び条件Ｋが満たされた場合、次の解析工程ＩＩＩが実行される。条件Ｆが満たされたにもかかわらず、条件Ｋ以外が満たされた場合には符号８０で示されるように想定外であるとしてエラー処理が実行される。同様に、条件Ｇが満たされ、条件Ｍが満たされた場合には、エラー処理が実行される。条件Ｇ及び条件Ｌが満たされた場合には解析工程ＩＩＩが実行される。条件Ｇ及び条件Ｋが満たされた場合には、符号８２で示されるように、栓の不存在が判定され、本体が長いチューブであると判定される。
【００４２】
条件Ｉ及び条件Ｋが満たされた場合には符号８２で示される判定が実行され、条件Ｉ及び条件Ｌが満たされた場合には符号８４で示されるように、栓の不存在と本体が短いチューブであることとが判定される。条件Ｉ及び条件Ｍが判定された場合には、上記のようにエラーが出力される。
【００４３】
次に、図４に示される解析工程ＩＩＩについて説明する。この工程では、図１２〜図１４で示される２種類の平均値が演算される。具体的には、中心線７１を基準として、中央部分に参照領域Ｂが設定されており、その周囲に参照領域Ｃが設定されている。参照領域Ｃは区間Ｃ1及びＣ2により構成されるものである。つまり、栓の種別の判定にあたっては、栓の中央部分の形態及びその周辺部分の形態が特徴量になり得るのであり、部位に応じた個別評価を行うために、２種類の参照領域が設定される。図１２〜図１４には互いに異なる採血管に対応するプロファイル１０６，１０８，１１０が示されており、それぞれのプロファイル１０６，１０８，１１０において参照領域Ｂ及び参照領域Ｃにおける形態あるいは高さの組み合わせはかなり異なっていると言える。
【００４４】
本実施形態では、参照領域Ｂにおける高さの平均値ＬBと、参照領域Ｃにおける高さの平均値ＬCとが算出される。そして、ΔＤ＝ＬB−ＬCの計算が実行され、その指数ΔＤが図５に示されるいずれの条件を満たすのかが判断される。図１５において、条件Ｐは、指数ΔＤが−ｓよりも小さいという条件である。ここで、ｓは栓が存在せずに液面が検知されてしまった場合における指数ΔＤが取り得る最大値であり、ここでｓは例えば０に近い値である。条件Ｑは指数ΔＤがｓよりも大きいという条件である。条件Ｒは指数ΔＤの絶対値がｓよりも小さいという条件である。
【００４５】
図４に戻って、解析工程ＩＩＩでは、図１５に示したいずれの条件が満たされたのかが判断される。ここで、条件Ｐが満たされたと判断された場合、それ以前の２つの解析工程において判断された条件の組み合わせに応じて、符号８６で示される判定又は符号９０で示される判定がなされる。符号８６で示される判定は、シール栓であり且つ本体が長いチューブであるという内容である。符号９０で示される判定は、シール栓であり、本体が短いチューブであるという内容である。条件Ｑが満たされたと判断された場合、それ以前の２つの解析構成において判定された条件の組み合わせに応じて、符号８８で示される判定又は符号９２で示される判定がなされる。符号８８で示される判定は、ゴム栓であり、本体が長いチューブであるという内容を有するものであり、符号９２で示される判定は、ゴム栓であり本体が短いチューブであるという内容を有するものである。更に、解析工程ＩＩＩにおいて、条件Ｒが満たされたと判断された場合、上記同様に、解析工程Ｉ及びＩＩで判定された条件の組み合わせに応じて、符号８２で示される判定又は符号８４に示される判定がなされる。符号８２で示される判定は、栓が無く、本体が長いチューブであるという内容を有し、符号８４で示される判定は栓が無く、本体が短いチューブであるという内容を有する。
【００４６】
以上のように、図４で示されるように、多面的に波形の特徴量を観測することにより、栓の種別のみならず、本体の種別（実施形態では高さ）までを個別的に判断することができ、しかも栓の有無や採血管それ自体の有無までを判定できるという利点がある。上述した各特徴量は例示であり、それ以外の特徴量を利用するようにしてもよい。判別対象となる採血管群においてそれぞれの採血管が際立っている部分がより明らかになるように特徴量を定めるのが望ましい。また、場合によっては、栓の色を認識して、色を判断基準として採用することも可能である。更に、栓の直径等もプロファイルから容易に観測することができるので、直径を特徴量として利用することも可能である。上記実施形態においては、各採血管に対応するプロファイルにおいてまず中心線を特定し、それを座標原点として利用しつつ波形解析を行ったので、仮に試験管の位置にずれがあっても解析精度の低下を防止できるという利点がある。同様に、採血管が少々傾いていても、上述したプロセスをそのまま実行して正確な判定を行えるという利点がある。もっとも、採血管が大きく傾いていたり、プロファイルが取得できない程度、直交方向に傾いているような場合には、エラー処理を適用するようにしてもよいし、また光ビームを直交方向にスキャンする方式を併用するようにしてもよい。
【００４７】
上述した図４に示す判定プロセスにおいて十分な判別を行えない場合には、更に図１６及び図１７に示すような手法を利用するようにしてもよい。図１６には、ある採血管においてのプロファイル１１２が示されている。これに対して強い平滑化処理をかけることにより、図１７に示すようなプロファイル１１２Ａを得ることができる。すなわち中心線７１の両側に立ち上がっている矩形状の突出部分に丸みを持たせてそれらのピークを特定できるようにしたものである。ここでは、２つのピークＰ1及びＰ2が特定されており、それらの間隔ΔＰは栓の種別の判定にあたっての１つの特徴量をなすものであると認められるため、それをさらに利用して、あるいは上述したいずれかの特徴例に代えて利用することにより、より高精度に栓の種別を判定することが可能である。また、ピーク位置における高さのずれ等から、上述したシール栓の縁部分に存在するタブの折れ曲がりに起因するエラー要因を除外するようにしてもよい。
【００４８】
以上説明した本実施形態の判別方法よれば、光ビームを照射して高さ計測を行うだけで、ラックの搬送と相まって一次元のプロファイルを取得でき、そのプロファイルに対するソフトウェア解析により、各採血管単位で具体的に種別を特定することが可能である。そのように特定された情報を後段の開栓処理等の動作条件に反映させれば、検体前処理装置全体としての動作効率や信頼性を著しく高めることができるという利点がある。従来においては、上述したような多数の採血管が混載されたようなラックを受け入れることが困難であった検体前処理装置においても、上流側に上述した検体容器判別装置を組み込めば、そのような混載状態にあるラックに対して検体前処理を円滑に遂行させることができるという利点が得られる。上述した実施形態における光ビームに代えて上方からあるいは側面から採血管を撮像し、その撮像結果である画像の解析により種別の判定を行うことも可能であるが、そのような場合にはどうしてもコストアップという問題が生じやすい。上記構成によれば、一次元の光ビームの走査だけで簡便且つ迅速に種別の判定を行えるので、実用性の高い判別装置を構成できるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る検体容器判別装置の好適な実施形態を示す要部構成図である。
【図２】光ビームのスキャン経路を説明するための図である。
【図３】ラック上に搭載された複数の採血管とそれらに対応するプロファイル等を示す説明図である。
【図４】本実施形態に係る種別判定方法の全体的な流れを説明するための概念図である。
【図５】特徴量としての平均値及びばらつきを説明するための図である。
【図６】第１解析工程において判定される条件を説明するための図である。
【図７】図６に示した複数の条件の相互関係を説明するための図である。
【図８】他の特徴量としてのピーク値を説明するための図である。
【図９】他の特徴量としてのピーク値を説明するための図である。
【図１０】第２解析工程において判定される条件を説明するための説明図である。
【図１１】図１０に示した複数の条件の相互関係を説明するための図である。
【図１２】更に他の特徴量としての中央部分の平均値及び周辺部分の平均値を説明するための図である。
【図１３】更に他の特徴量としての中央部分の平均値及び周辺部分の平均値を説明するための図である。
【図１４】更に他の特徴量としての中央部分の平均値及び周辺部分の平均値を説明するための図である。
【図１５】第３解析工程において判定される条件を説明するための図である。
【図１６】採血管のプロファイルを示す図である。
【図１７】図１６に示したプロファイルに対して平滑化処理を適用した後のプロファイルを示すものであり、２つのピークの特定を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０ ラック、１２ 採血管、１４ 本体、１６ 栓、２０ 光計測部、３８ 演算制御部、４０ 距離算出部、４２ 解析部、４４ 動作制御部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラックに保持された検体容器に対してその上方から光ビームの走査を行うことにより、前記検体容器について一次元の高さプロファイルを取得する計測手段と、
前記検体容器について取得された高さプロファイルを解析することにより、前記検体容器の種別を判別する判別手段と、
を含むことを特徴とする検体容器判別装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記判別手段は、少なくとも、前記各検体容器に装着された栓の種別を判別する、ことを特徴とする検体容器判別装置。
【請求項３】
請求項２記載の装置において、
前記判別手段は、更に前記検体容器の本体の種別を判別し、
前記判別手段により、前記検体容器の種別として、前記本体の種別と栓の種別との組み合わせが判別される、ことを特徴とする検体容器判別装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置において、
前記判別手段は、
前記高さプロファイル上において検体容器中心軸に相当する基準座標を特定する基準座標特定手段と、
前記高さプロファイルに対して波形解析を行う手段であって、前記基準座標を利用して波形解析を行う機能を有する波形解析手段と、
前記高さプロファイルの波形解析結果に基づいて前記検体容器の種別を判別する種別判別手段と、
を含むことを特徴とする検体容器判別装置。
【請求項５】
請求項４記載の装置において、
前記波形解析手段は、前記基準座標を原点として水平方向に広がる第１参照領域内の高さ平均値と、前記基準座標を原点として水平方向に広がる第２参照領域内の凹凸程度を示す値と、を求める、
ことを特徴とする検体容器判別装置。
【請求項６】
請求項４又は５記載の装置において、
前記波形解析手段は、前記高さプロファイル上の高さピークを特定する、
ことを特徴とする検体容器判別装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１項に記載の装置において、
前記波形解析手段は、前記基準座標を原点として水平方向に広がる中央部波形部分についての波形特徴量と、前記基準座標を原点として水平方向に広がる周辺部波形部分についての波形特徴量と、を求める、
ことを特徴とする検体容器判別装置。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれか１項に記載の装置において、
前記波形解析手段は、前記高さプロファイルにおける２つのピーク間の距離を求める、
ことを特徴とする検体容器判別装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置において、
前記判別手段は、更に、検体容器の不存在、及び、栓の不存在を判別する、
ことを特徴とする検体容器判別装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のラック搬送装置において、
前記計測手段は、ラック搬送路の上方に設けられて前記測定ビームを下向きに形成する非接触式の距離センサを有し、
前記ラックの搬送により、前記測定ビームが前記検体容器の上面中央部を相対的に横切るように走査される、
ことを特徴とする検体容器判別装置。
【請求項１１】
ラックに保持された採血管に対してその上方から光ビームの走査を行うことにより、前記採血管について一次元の高さプロファイルを取得する計測工程と、
前記採血管について取得された高さプロファイルを解析することにより複数の波形特徴量を求める波形解析工程と、
前記複数の波形特徴量に基づいて前記採血管における本体の種別及び栓の種別の組み合わせを判別する判別工程と、
前記判別された本体の種別及び栓の種別の組み合わせに応じて、開栓動作、分注動作、及び、閉栓動作の少なくとも１つの動作条件を変更する制御工程と、
を含むことを特徴とする検体前処理方法。
【請求項１】
ラックに保持された検体容器に対してその上方から光ビームの走査を行うことにより、前記検体容器について一次元の高さプロファイルを取得する計測手段と、
前記検体容器について取得された高さプロファイルを解析することにより、前記検体容器の種別を判別する判別手段と、
を含むことを特徴とする検体容器判別装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記判別手段は、少なくとも、前記各検体容器に装着された栓の種別を判別する、ことを特徴とする検体容器判別装置。
【請求項３】
請求項２記載の装置において、
前記判別手段は、更に前記検体容器の本体の種別を判別し、
前記判別手段により、前記検体容器の種別として、前記本体の種別と栓の種別との組み合わせが判別される、ことを特徴とする検体容器判別装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置において、
前記判別手段は、
前記高さプロファイル上において検体容器中心軸に相当する基準座標を特定する基準座標特定手段と、
前記高さプロファイルに対して波形解析を行う手段であって、前記基準座標を利用して波形解析を行う機能を有する波形解析手段と、
前記高さプロファイルの波形解析結果に基づいて前記検体容器の種別を判別する種別判別手段と、
を含むことを特徴とする検体容器判別装置。
【請求項５】
請求項４記載の装置において、
前記波形解析手段は、前記基準座標を原点として水平方向に広がる第１参照領域内の高さ平均値と、前記基準座標を原点として水平方向に広がる第２参照領域内の凹凸程度を示す値と、を求める、
ことを特徴とする検体容器判別装置。
【請求項６】
請求項４又は５記載の装置において、
前記波形解析手段は、前記高さプロファイル上の高さピークを特定する、
ことを特徴とする検体容器判別装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１項に記載の装置において、
前記波形解析手段は、前記基準座標を原点として水平方向に広がる中央部波形部分についての波形特徴量と、前記基準座標を原点として水平方向に広がる周辺部波形部分についての波形特徴量と、を求める、
ことを特徴とする検体容器判別装置。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれか１項に記載の装置において、
前記波形解析手段は、前記高さプロファイルにおける２つのピーク間の距離を求める、
ことを特徴とする検体容器判別装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置において、
前記判別手段は、更に、検体容器の不存在、及び、栓の不存在を判別する、
ことを特徴とする検体容器判別装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のラック搬送装置において、
前記計測手段は、ラック搬送路の上方に設けられて前記測定ビームを下向きに形成する非接触式の距離センサを有し、
前記ラックの搬送により、前記測定ビームが前記検体容器の上面中央部を相対的に横切るように走査される、
ことを特徴とする検体容器判別装置。
【請求項１１】
ラックに保持された採血管に対してその上方から光ビームの走査を行うことにより、前記採血管について一次元の高さプロファイルを取得する計測工程と、
前記採血管について取得された高さプロファイルを解析することにより複数の波形特徴量を求める波形解析工程と、
前記複数の波形特徴量に基づいて前記採血管における本体の種別及び栓の種別の組み合わせを判別する判別工程と、
前記判別された本体の種別及び栓の種別の組み合わせに応じて、開栓動作、分注動作、及び、閉栓動作の少なくとも１つの動作条件を変更する制御工程と、
を含むことを特徴とする検体前処理方法。
【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】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００９−２０４３６０（Ｐ２００９−２０４３６０Ａ）
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４５０７８（Ｐ２００８−４５０７８）
【出願日】平成２０年２月２６日（２００８．２．２６）
【出願人】（３９００２９７９１）アロカ株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２６日（２００８．２．２６）
【出願人】（３９００２９７９１）アロカ株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]