JP6205122B2 - 検体処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、撹拌装置および撹拌方法に関する。

例えば沈査、定性、生化などの検査において、尿などの検体中の成分の沈澱による影響を防止するために、分取・分注前に撹拌を行っている。一般的には、手動でスポイトや棒状の物でかき回す処理を行う。この他、チップを用いて検体を吸引・吐出することで撹拌する自動撹拌装置も研究されている。

上記の手動でかき回す攪拌方法では、作業者のスキルが撹拌精度に影響するため、高い撹拌精度を確保することが困難である。また、吸引・吐出による撹拌ではチップの位置関係や吸引量等の条件が撹拌精度に影響し、検体容器内全体を高精度に撹拌することが困難である。

実施形態にかかる検体処理装置は、検体を収容するとともに上面開口を有するカップ状の検体容器を立位状態で保持するとともに、所定の移動経路に沿って移動可能であり回転可能に構成されたホルダと、前記ホルダの外面に当接して回転することで、前記ホルダを追従して回転させ、前記検体容器の内部の検体を撹拌する回転ローラと、前記回転ローラよりも、前記移動経路の下流側に設けられ、前記検体容器の前記上面開口に挿入され前記検体容器内の前記検体を吸引可能に構成されたノズルを備える、分取・分注部と、を備え、
前記ホルダは、前記カップ状の検体容器の下部の外周部を保持する保持部を有するとともに、前記検体容器は、直径３０ｍｍ以上で、内部に前記検体を収容する空間を有する筒形状に構成され、上側が広くなるように拡径し、下部が前記ホルダの保持部に挿入されて立位状態で支持され、前記撹拌における前記ホルダの回転速度は１５０〜２００ｒｐｍであり、前記分取・分注部は、撹拌後の前記検体容器の側面の所定位置を押圧して前記検体容器を傾動させる傾動部を備える、ことを特徴とする。

実施形態によれば、単純な構成で高精度の撹拌を実現できる。

本発明の第１実施形態に係る検体処理装置の説明図。 同実施形態にかかる撹拌部を一部切欠して示す側面図。

[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態にかかる検体処理装置１０について図１及び図２を参照して説明する。図１は本実施形態にかかる検体処理装置１０の説明図、図２は撹拌部３０の側面図であり、フレーム２２等を破断して一部断面で示している。なお、各図では説明のため、適宜構成を拡大、縮小、省略して示している。図中矢印Ｘ，Ｙ，Ｚは互いに直交する３方向をそれぞれ示している。

検体処理装置１０は各種検査処理に先立って予め検体を撹拌、分取・分注する装置であり、例えば分析装置の前処理装置の１つとして用いられる。検体処理装置１０は、所定の搬送パスに沿って検体容器としてのカップ１１を搬送する搬送部２０と、搬送されるカップ１１をホルダ１６毎回転させて検体の撹拌を行う撹拌部３０（撹拌装置）と、撹拌の直後にカップ１１から検体１２を分取し、スピッツ等に分注する分取・分注部４０と、各部の動作を制御する制御部５０と、を備えている。さらに搬送パスの上流側や下流側には各種の処理部が設置されており、搬送されるカップ１１またはカップ１１内の検体に対して各種の処理が施されるようになっている。

本実施形態では、検体１２は尿であり、検体容器として筒状のカップ１１を用いた。カップ１１は例えば紙製であって、上面開口を有し、内部に尿を収容する空間を有する円筒形状に構成されている。カップ１１は上側が広くなるように拡径し、下部がホルダ１６の保持部１７に挿入されて立位状態で支持され、搬送される。カップ１１の外周側面には、検体の量を認識するための目盛１１ａや、検体の識別情報を表示するバーコード１１ｂ等の各種検体情報が表示されている。なお、本実施形態では一例として底部直径３０〜１００ｍｍ、上面開口部の直径５０〜１５０ｍｍ、高さ３０〜１００ｍｍ程度のサイズのカップ１１を用いた。

図１及び図２に示すように、ホルダ１６は、カップ１１の下部の外側面を保持する保持部１７と、保持部１７の下に連続して設けられる首部１８と、首部１８の下に連続する大径の回転盤１９と、を同軸的に一体に備えている。

保持部１７は上側が拡径する有底円筒状に構成されている。保持部１７は樹脂製で有底円筒状を成す筒部１７ａと、筒部１７ａの外周の一部を被覆する金属製の外側層１７ｂとを有している。筒部１７ａの内側の樹脂表面がカップ１１の外周に密着し、カップ１１を略鉛直の立位状態に維持したまま、円形の収容空間に保持するように構成されている。

首部１８は保持部１７の下に連続して一体に成形され、保持部１７の底部の中心から下方に突出するように連続して設けられている。首部１８は搬送部２０のガイドレール２１間のスリット２１ａに沿って案内される。

回転盤１９は、首部１８の下に連続して設けられ、樹脂製で円盤状に構成された円盤部１９ａと、円盤部１９ａの中心から下方に突出する係合部１９ｂとを備えている。円盤部１９ａの外周側面は、ローラ３３の外周側面と当接して配置され、摩擦によりローラ３３に追従して回転するように構成されている。

係合部１９ｂは回転軸に沿って下方に突出し、搬送部２０のチェーンベルト２３上に設けられた支持部２４に回転可能に係合保持されている。

搬送部２０は、チェーン式の搬送機構であって、所定の搬送パスに沿う一対のガイドレール２１を有するフレーム２２と、搬送パスに沿って配されガイドレール２１の裏側でホルダ１６を係合保持した状態で移動するチェーンベルト２３と、チェーンベルト２３上にホルダを支持する支持部２４と、チェーンベルト２３を送り駆動する搬送モータと、を備え、ホルダ１６を搬送パスに沿って搬送する機能を有する。

一対のガイドレール２１間には搬送パスを規定するスリット２１ａが形成される。また、ガイドレール２１はローラ３３と回転盤１９との対向部において側部が一部分切欠かれた窓部２１ｂを有し、この窓部２１ｂからローラ３３が露出している。

一対のガイドレール２１の下側に回転盤１９が配され、ガイドレール２１の上側に保持部１７が配され、ガイドレール２１間のスリット２１ａに案内されてホルダ１６の首部１８が移動可能な状態で、ホルダ１６がフレーム２２に係止されるとともに、回転盤１９の下方において係合部１９ｂがチェーンベルト２３上の支持部２４に係合保持される。

撹拌部３０は、検体１２を収容するカップ１１を立位状態で保持するホルダ１６を回転させる回転機構部３１を備える。回転機構部３１は、制御部５０に制御される撹拌モータ３２と、撹拌モータ３２に接続されて回転するローラ３３とを備えている。ここでは、ローラ３３の回転に追従して回転するホルダ１６の回転盤１９ａが回転機構部３１の動力伝達機能の一部を担っている。

ローラ３３は、樹脂製で円筒状に構成されている。ローラ３３は、モータ３２によって回転駆動され、樹脂製の外周面に当接した円盤部１９ａを回転させる動力伝達機構として機能する。

図１に示すように、撹拌部３０の側部には、バーコード読取装置３４が設けられている。このバーコード読取装置３４は、撹拌時のカップ１１の回転初期に、カップ１１の側部に付されたバーコード１１ｂを検出し、表示された各種情報を検出する。

分取・分注部４０は、搬送パスにおいて撹拌部３０の下流側に隣接して設けられている。分取・分注部４０は、例えば撹拌後のカップ１１を傾動させる傾動部４１と、カップ１１内の検体１２を分取・分注するノズル４２と、ノズル４２を支持して動作する移動アーム４３と、移動アーム４３及びノズル４２を作動させる駆動部と、を備えて構成され、制御部５０の制御によって所定のタイミングで動作する。

傾動部４１は進退動可能な押圧片４１ａを備える。傾動部４１は制御部５０の制御によって所定のタイミングで押圧片４１ａを進退動させることにより、撹拌直後のカップ１１の側面の所定位置を所定量押圧してカップ１１を傾動させる。

ノズル４２は、検体１２を所定量吸引及び吐出可能であり、上下動（進退動）可能に構成されている。ノズル４２は制御部５０の制御による移動アーム４３の動作に伴って移動可能に構成されている。

以下、本実施形態に係る検体処理装置１０の動作について説明する。

搬送部２０においてフレーム２２にホルダ１６が回転可能に支持された状態で、制御部５０によって搬送モータを駆動し、チェーンベルト２３を移送する。チェーンベルト２３の移送に伴い、ホルダ１６が立位状態のまま搬送パスに沿って移動する。

搬送パスには複数のカップ１１が所定の間隔で保持され、チェーンベルト２３の移送に伴って順次流れており、複数のカップ１１に対して同時に並行して各種の処理が行われる。ここでは、一つのカップ１１に着目して撹拌処理及び分取分注処理を順番に説明する。

制御部５０は、対象のカップ１１が撹拌部３０の処理ステーションに到達した時点で、チェーンベルト２３の移動を一時停止する。そして、撹拌モータ３２を駆動することにより、ローラ３３を回転させる。ローラ３３の外周面３３ａが回転盤１９の円盤部１９ａの樹脂表面に当接した状態でローラ３３が回転すると、摩擦により回転盤１９がローラ３３の回転に追従して回転することで、ホルダ１６が回転し、ホルダ１６に保持されたカップ１１が立位状態に保持されたまま回転する。

この回転により、カップ１１内の検体１２が全体的に撹拌される。なお、回転速度や時間の条件は、検体１２の量等に応じて決定され、例えば飛散防止や所望の撹拌精度を満たすように設定する。本実施形態では例えば１５０〜２００ｒｐｍ程度の回転速度に設定した。

本実施形態では、カップ１１の回転時に、バーコード読取装置３４にて、カップ１１の側部に付されたバーコード１１ｂを検出し、表示された各種情報を検出する。すなわち、撹拌用のカップ１１の回転動作を利用して、側部のいずれかの部分に付されたバーコード１１ｂの検出を行うことで、読取動作を効率的に行う。

撹拌処理後に搬送部２０を駆動してカップ１１を下流の分取・分注部４０に送る。対象のカップ１１が分取・分注部４０の処理ステーションに到達した時点で、一時停止する。なお、撹拌部３０には次のカップ１１が送られ、次のカップ１１に対して上記と同様に撹拌処理が行われる。

分取・分注部４０において、制御部５０により移動アーム４３を駆動させてノズル４２をカップ１１の真上に移動させる。

ノズル４２の移動と並行して傾動部４1によってカップ１１の所定箇所を所定量押圧することで、カップ１１を傾ける傾動動作を行う。カップ１１が傾くと、内部の検体１２がノズル４２の位置に集められ、検体１２の深さが深くなるため、分取しやすくなる。

次に所定のタイミングでノズル４２を下降し、傾斜状態の撹拌後のカップ１１に挿入する。この挿入状態で吸引動作を行い、内部の検体１２を所定量分取する。

分取後にノズル４２を上昇させてカップ１１から抜き出し、移動アーム４３によって所定の分注ポイントまで移動させ、他のスピッツ等の容器に検体１２を吐出して分注する。以上により撹拌処理及び分取・分注処理が完了する。

なお、分取処理の終了後には傾動部４１の押圧片４１ａを退避させてカップ１１を立位状態に戻し、所定のタイミングで搬送部２０を駆動することによりカップ１１を下流側に送る。この時、上流側から撹拌処理後の別のカップ１１が分取・分注部４０に送られる。以上の処理を繰り返し、複数のカップ１１に対して順次処理を行う。

本実施形態にかかる検体処理装置１０及び撹拌部３０によれば、カップ１１を支持するホルダ１６を回転させるだけで容易かつ高精度に撹拌処理が行える。すなわち、分取・分注処理の直前にカップ１１をホルダ１６毎回転させるだけで、検体１２を全体的に均一に撹拌できる。検体１２に器具を挿入して掻き回す方法や検体１２を吸引・吐出して撹拌する方法と比べ、全体に撹拌処理を施すことができるため、撹拌精度が向上する。

また、検体１２に直接触れることなく非接触での撹拌が可能であって、コンタミネーション防止や衛生面でも優れている。例えば混ぜ棒等の器具を容器内に挿入して検体を直接掻き混ぜる場合には、器具の交換が必要となり取扱が煩雑であったが、その必要がないため、単純構成で高速かつ高効率に処理できる。

なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば本実施形態では検体及び検体容器として尿と、カップを例示したが、これに限られるものではなく他の検体及び検体容器にも適用可能である。

この他、上記実施形態に例示された各構成要素を削除してもよく、各構成要素の形状、構造、材質等を変更してもよい。上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
（１）
検体を収容する検体容器を立位状態で保持するホルダと、
前記検体容器を回転させて内部の検体を撹拌する回転機構部と、
を備えることを特徴とする撹拌装置。
（２）
前記回転機構部は、モータと、前記モータの出力軸に接続されて回転するとともに、樹脂を含む摩擦材料で構成された外面を有するローラと、前記ホルダに設けられるとともに前記ローラの外面に当接して配され前記ローラの回転に追従して回転する回転盤と、を備えて構成され、
前記検体容器は前記検体を収容する筒状のカップであり、
前記カップを立位状態に保持したまま回転させることを特徴とする（１）記載の撹拌装置。
（３）
検体を収容する検体容器を立位状態で保持し、
前記検体容器を回転させて内部の検体を撹拌する、ことを特徴とする撹拌方法。

１０…検体処理装置、１１…カップ、１２…検体、１６…ホルダ、１７…保持部、１９…回転盤、２０…搬送部、２１…ガイドレール、２１ａ…スリット、２１ｂ…窓部、２２…フレーム、２３…チェーンベルト、２４…支持部、３０…撹拌部（撹拌装置）、３１…回転機構部、３２…撹拌モータ、３３…ローラ、３３ａ…外周面、４０…分取・分注部、４１…傾動部、４１ａ…押圧片、４２…ノズル、４３…移動アーム、５０…制御部。

Claims (3)

1. 検体を収容するとともに上面開口を有するカップ状の検体容器を立位状態で保持するとともに、所定の移動経路に沿って移動可能であり回転可能に構成されたホルダと、
   前記ホルダの外面に当接して回転することで、前記ホルダを追従して回転させ、前記検体容器の内部の検体を撹拌する回転ローラと、
   前記回転ローラよりも、前記移動経路の下流側に設けられ、前記検体容器の前記上面開口に挿入され前記検体容器内の前記検体を吸引可能に構成されたノズルを備える、分取・分注部と、を備え、
   前記ホルダは、前記カップ状の検体容器の下部の外周部を保持する保持部を有するとともに、
   前記検体容器は、直径３０ｍｍ以上で、内部に前記検体を収容する空間を有する筒形状に構成され、上側が広くなるように拡径し、下部が前記ホルダの保持部に挿入されて立位状態で支持され、
   前記撹拌における前記ホルダの回転速度は１５０〜２００ｒｐｍであり、
   前記分取・分注部は、撹拌後の前記検体容器の側面の所定位置を押圧して前記検体容器を傾動させる傾動部を備える、ことを特徴とする検体処理装置。
2. 前記回転ローラは、樹脂を含む摩擦材料で構成された外面を有し、
   前記ホルダは、前記検体容器の底部を収容する保持部と、前記回転ローラの外面に当接して配され摩擦により前記回転ローラの回転に追従して回転する回転盤と、を同軸的に一体に備える、ことを特徴とする請求項１記載の検体処理装置。
3. 所定の搬送パスに沿って配される一対のガイドレールと、前記ホルダを係合保持した状態で移動するチェーンベルトと、前記チェーンベルト上に前記ホルダを回転可能に支持する支持部と、前記チェーンベルトを送り駆動する搬送モータと、を備える搬送機構を備え、
   前記ホルダは、前記検体容器の底部を収容する保持部と、前記保持部の下に連続して配される首部と、前記首部の下に連続すると共に前記回転ローラの外面に当接する回転盤と、を同軸的に一体に備え、
   前記一対のガイドレールの下側に前記回転盤が配され、前記一対のガイドレールの上側に前記保持部が配され、前記一対のガイドレールの間に形成されるスリットに前記首部が移動可能に支持され、
   前記回転ローラは前記搬送パスの側部に配される、ことを特徴とする請求項１または２に記載の検体処理装置。

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