JP4243632B2 - 真空採血管の開栓装置及び開栓方法 - Google Patents

Description

本発明は、採血した血液を収容する真空採血管から栓を自動的に取外す真空採血管の開栓装置及び開栓方法に関する。

血液を収容する試験管は、その開口部がゴム栓等の栓体によって閉塞されている。そして、例えば、血液の分取・分注装置においては、多数本の試験管が試験管ホルダー等によって１本ずつ支持され、ベルトコンベアによって搬送される。搬送途中には開栓ポジションが設けられ、試験管が開栓ポジションに到達すると、試験管の搬送が一時停止され、試験管栓取外し装置によって試験管の栓体が自動的に取り外される。栓体が取り外された試験管は、再びコンベアによって血液の分取・分注ポジションに搬送され、試験管内の血液は、分取・分注装置によって分取・分注される。

前記試験管栓取外し装置は、試験管が開栓ポジションに到達すると、試験管クランプ機構によって保持した状態で、試験管の栓体をチャック機構によってチャックされる。その後、チャック機構を昇降機構によって上昇させ、試験管の栓体を取り外すように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−２７１９９１号公報

ところで、血液が収容された試験管が、減圧されている真空採血管においては、採血管内が真空で、外部が大気圧であるため、開栓すると同時に大気圧が真空の採血管内に急激に侵入する。このため、採血管内の血液の液面が大気圧によって押圧され、採血管内の血液が飛散し、外部に飛び散って周辺機器、隣の真空採血管に付着して汚染させるという問題があり、コンタミネーションの原因になっている。

本発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、真空採血管の開栓時に内部の血液が飛散するという不具合を簡単に解消でき、コンタミネーションの問題を解決できる真空採血管の開栓装置及び開栓方法を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、請求項１は、開口部が栓体１４によって閉栓され、内部が真空状態の真空採血管１１を開栓する真空採血管１１の開栓装置２４において、真空採血管１１を開栓ポジション２３で直立状態にクランプする採血管クランプ機構２５と、前記開栓ポジション２３に設けられ、前記真空採血管１１の栓体１４を咬持するチャック機構４１と、前記チャック機構４１に設けられ、前記真空採血管１１の栓体１４を咬持したとき、該栓体１４を含む前記真空採血管１１の開口部周辺を密封するとともに、この密封領域を前記真空採血管１１の内圧と略同圧に減圧する密封減圧手段と、前記チャック機構４１を栓咬持位置から上昇させ、前記真空採血管１１の栓体１４を開栓する昇降機構と、を具備したことを特徴とする真空採血管の開栓装置にある。

請求項２は、請求項１の前記チャック機構４１は、シリンダ４２と、このシリンダ４２によって駆動され前記栓体１４をその側面から挟持する一対のチャック部材４４と、これらチャック部材４４に設けられ前記栓体１４に穿刺される穿刺針４６とから構成されていることを特徴とする。

請求項３は、請求項１の前記密封減圧手段は、前記チャック機構４１と一体的に開閉し、閉塞時には前記チャック部材４４及び前記真空採血管１１の開口部周辺を包容する少なくとも一対の覆い部材４７からなり、この覆い部材４７には、内部を減圧する真空吸引機構が接続されていることを特徴とする。

請求項４は、請求項１または３の前記一対の覆い部材４７は、横断面が略半円状で、その開口縁部を対向させた開閉自在な一対の容器からなり、これら容器の開口縁部には閉塞時に密接して前記真空採血管１１の周囲を遮蔽するシール部材４８が設けられていることを特徴とする。

請求項５は、開口部が栓体１４によって閉栓され、内部が真空状態の真空採血管１１を開栓する真空採血管の開栓方法において、真空採血管１１を開栓ポジション２３で直立状態にクランプする第１の工程と、クランプされた前記真空採血管１１の栓体１４をチャックする第２の工程と、前記真空採血管１１の栓体１４をチャックしたとき、該栓体１４を含む前記真空採血管１１の開口部周辺を密封するとともに、この密封領域を前記真空採血管１１の内圧と略同圧に減圧する第３の工程と、前記真空採血管１１の栓体１４を開栓する第４の工程と、からなる真空採血管の開栓方法にある。

本発明によれば、真空採血管の開栓前に、栓体を含む真空採血管の開口部周辺を密封するとともに、この密封領域を減圧することにより、真空採血管の内圧との圧力差を少なくすることができる。従って、開栓すると同時に大気圧が真空の採血管内に急激に侵入して採血管内の血液の液面が大気圧によって押圧されるという不具合を解消でき、採血管内の血液が外部に飛び散って周辺機器、隣の真空採血管に付着して汚染させるという、コンタミネーションの問題を解消できるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は真空採血管の開栓装置の正面図、図２は覆い部材の斜視図、図３（ａ）（ｂ）は要部を拡大した縦断正面図、図４は図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。１１は真空採血管であり、プラスチックもしくはガラス製の管体１２の内部には採血した血液１３が収容されている。管体１２の開口部はゴムもしくは合成樹脂材料からなる栓体１４によって閉塞され、内部は真空状態に保たれている。

真空採血管１１は採血管ホルダー１５に挿入保持され、直立状態に保持されている。採血管ホルダー１５は、底面を有する筒体１６の下端部に上下一対のフランジ１７が設けられ、これらフランジ１７間には環状溝１８が設けられている。この採血管ホルダー１５は、真空採血管１１を保持して採血管搬送路１９上を搬送されるようになっている。

採血管搬送路１９は、上面に採血管ホルダー１５の底面が載置される載置面を有するエンドレスベルトからなるベルトコンベア２０と、このベルトコンベア２０の両側に立設された一対のガイドレール２１と、これらガイドレール２１の互いに対向する面に設けられ、採血管ホルダー１５の環状溝１８と係合する案内突条２２とから構成されている。そして、ベルトコンベア２０の走行に伴って真空採血管１１を保持した採血管ホルダー１５が一列縦隊で搬送されるようになっている。

採血管搬送路１９の搬送途中には真空採血管１１の栓体１４を開栓する開栓ポジション２３が設けられている。開栓ポジション２３には管体１２から栓体１４を自動的に取り外す本発明の開栓装置２４が設けられている。

次に、開栓装置２４について説明すると、開栓ポジション２３には真空採血管１１を開栓位置で直立状態に保持する採血管クランプ機構２５が設けられている。この採血管クランプ機構２５は、採血管搬送路１９の上部で、該搬送路１９を挟んで互いに対向する一対のエアシリンダ２６が水平に固定されている。これらエアシリンダ２６のピストンロッド２７には採血管ホルダー１５に支持された真空採血管１１の管体１２を両側から挟持するクランプ体２８が設けられている。このクランプ体２８は例えばゴム部材からなり、クランプ面には管体１２の外周面に沿う円弧面が設けられ、管体１２が周方向及び軸方向に移動しないように保持するようになっている。

開栓ポジション２３の上方位置には固定枠２９が設けられている。固定枠２９には鉛直方向に一対のガイド部材３０が固定されている。固定枠２９には昇降自在な可動枠３１が設けられ、この可動枠３１にはガイド部材３０に案内されて昇降する昇降軸３２が設けられている。

固定枠２９の上部には正逆回転可能な駆動モータ３３がその回転軸３４を上向きにして取り付けられ、回転軸３４には駆動スプロケット３５が装着されている。固定枠２９には駆動モータ３３の左右方向に延長する支持プレート３６が固定され、この支持プレート３６の両端部には従動スプロケット３７が回転自在に取り付けられている。駆動スプロケット３５と左右の従動スプロケット３７との間には無端チェーン３８が掛け渡され、左右の従動スプロケット３７は同方向に回転するようになっている。

左右の従動スプロケット３７にはこれと一体に回転するスクリューロッド３９が設けられ、これらスクリューロッド３９は下方に向かって延長している。さらに、可動枠３１には左右のスクリューロッド３９と螺合するナット部材４０が固定されている。従って、スクリューロッド３９の回転運動はナット部材４０によって直線運動に変換され、固定枠２９に対して可動枠３１が昇降する昇降機構を構成している。

可動枠３１に固定された昇降軸３２の下端部には真空採血管１１の栓体１４を咬持するチャック機構４１が設けられている。チャック機構４１は、駆動機構として、例えば２軸エアシリンダ４２を備えており、昇降軸３２の下端部に横向きに固定されている。２軸エアシリンダ４２の両端部には同時に左右（開閉）方向に移動自在な開閉部材４３を介して一対のチャック部材４４が設けられている。

一対のチャック部材４４のチャック面には栓体１４の外周面に沿う円弧面４５が設けられ、円弧面４５の内部には栓体１４に穿刺可能な穿刺針４６が水平方向に突設されている。さらに、一対のチャック部材４４には密封減圧手段としての開閉可能な一対の覆い部材４７が設けられている。

一対の覆い部材４７は円筒体を左右に２分割した形状であり、上下面には閉塞部４７ａ、４７ｂが設けられている。覆い部材４７の上部の閉塞部４７ａは前記チャック部材４４と一体的に固定され、このチャック部材４４の上部には円弧面４５の上部を覆う閉塞部４７ｃが設けられている。さらに、閉塞部４７ｂには真空採血管１１の管体１２に嵌合する半円状の嵌合部４７ｄが設けられている。覆い部材４７の開口縁部及び閉塞部４７ａ，４７ｂ，４７ｃの開口縁部にはゴム部材等のシール部材４８が装着され、覆い部材４７及び閉塞部４７ａ，４７ｂ，４７ｃが閉じたときにチャック部材４４を包容する密封領域としての空間部４９が形成されるようになっている。

覆い部材４７の閉塞部４７ａには透孔が設けられ、この透孔は配管５０を介して２軸エアシリンダ４２に固定された真空吸引機構としての真空ポンプ５１と接続されている。そして、覆い部材４７によって構成される空間部４９内を真空吸引して減圧できるようになっている。

次に、前述のように構成された開栓装置の作用について説明する。

採血した血液１３が収容されている真空採血管１１の開口部は栓体１４によって閉塞され、内部は真空状態に保たれている。この真空採血管１１は試験管ホルダー１５に挿入保持され、採血管搬送路１９によって一方向に搬送される。真空採血管１１が保持された採血管ホルダー１５が開栓ポジション２３に到達すると、センサ等によって検知され、採血管ホルダー１５が停止手段によって停止されると同時に採血管クランプ機構２５が作動する。

採血管クランプ機構２５の一対のエアシリンダ２６は同時に作動し、ピストンロッド２７が突出してクランプ体２８によって採血管ホルダー１５に支持された真空採血管１１の管体１２を両側から挟持して管体１２の周方向及び軸方向に移動しないように固定する。

次に、駆動モータ３３が駆動し、駆動スプロケット３５が回転し、この回転は無端チェーン３８を介して従動スプロケット３７に伝達される。左右の従動スプロケット３７の回転によってスクリューロッド３９が回転すると、これらスクリューロッド３９に螺合しているナット部材４０が下方に移動する。従って、固定枠２９に対して可動枠３１がガイド部材３０に案内されて下降し、昇降軸３２の下端部に設けられたチャック機構４１が下降する。

チャック機構４１の一対のチャック部材４４は開放状態にあり、真空採血管１１の栓体１４の側部に一対のチャック部材４４が対向する位置に到達すると、駆動モータ３３は停止する。そして、チャック機構４１の２軸エアシリンダ４２が作動し、開閉部材４３を介して一対のチャック部材４４が閉じる。従って、栓体１４は一対のチャック部材４４によって咬持され、穿刺針４６が栓体１４の側壁に穿刺される。チャック部材４４には覆い部材４７が設けられているため、チャック部材４４の円弧面４５の上方は閉塞部４７ｃで閉塞され、真空採血管１１の管体１２には嵌合部４７ｄが嵌合され、覆い部材４７の開口縁部及び閉塞部４７ａ，４７ｂ，４７ｃの開口縁部はシール部材４８によってシールされる。従って、真空採血管１１の開口部を含む周囲はチャック部材４４とともに空間部４９の内部に包容される。

このとき、真空ポンプ５１は常時真空吸引されているため、覆い部材４７の閉塞によって空間部４９内は減圧され、真空採血管１１の内部と略同圧になる。この状態で、駆動モータ３３が逆方向に駆動すると、スクリューロッド３９が逆転し、ナット部材４０を介して昇降軸３２が上昇する。覆い部材４７は一対のチャック部材４４と一緒に上昇し、嵌合部４７ｄは管体１２の外周面を摺動して上昇する。

従って、チャック機構４１の一対のチャック部材４４によって咬持されている栓体１４はチャック部材４４の上昇に伴って管体１２から取り外され、真空採血管１１の栓体１４が開栓される。このとき、空間部４９内は減圧され、真空採血管１１の内部との圧力差が少なくなるため、真空採血管１１の内部の血液１３が大気圧によって急激に押圧されることはなく、真空採血管１１内の血液１３が外部に飛び散って周辺機器、隣の真空採血管に付着して汚染させるという、コンタミネーションの問題を解消できる。

なお、前記実施形態においては、チャック機構４１の一対のチャック部材４４によって栓体１４を咬持し、チャック機構４１をそのまま上昇させて開栓するようにしたが、チャック部材４４によって栓体１４を回転させながら開栓させてもよく、抉じ開けるようにしてもよい。

なお、本発明は前記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。また、前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合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を組み合わせてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る真空採血管の開栓装置の正面図。 同実施形態の覆い部材の斜視図。 同実施形態の開栓装置の要部を示し、（ａ）はチャック部材が開いているときの縦断正面図、（ｂ）はチャック部材が閉じているときの縦断正面図。 同実施形態を示し、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図。

符号の説明

１１…真空採血管、１４…栓体、１５…採血管ホルダー、２３…開栓ポジション、２４…開栓装置、２５…採血管クランプ機構、４１…チャック機構、４４…チャック部材、４７…覆い部材、４８…シール部材

Claims (5)

1. 開口部が栓体によって閉栓され、内部が真空状態の真空採血管を開栓する真空採血管の開栓装置において、
   真空採血管を開栓ポジションで直立状態にクランプする採血管クランプ機構と、
   前記開栓ポジションに設けられ、前記真空採血管の栓体を咬持するチャック機構と、
   前記チャック機構に設けられ、前記真空採血管の栓体を咬持したとき、該栓体を含む前記真空採血管の開口部周辺を密封するとともに、この密封領域を前記真空採血管の内圧と略同圧に減圧する密封減圧手段と、
   前記チャック機構を栓咬持位置から上昇させ、前記真空採血管の栓体を開栓する昇降機構と、
   を具備したことを特徴とする真空採血管の開栓装置。
2. 前記チャック機構は、シリンダと、このシリンダによって駆動され前記栓体をその側面から挟持する一対のチャック部材と、これらチャック部材に設けられ前記栓体に穿刺される穿刺針とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の真空採血管の開栓装置。
3. 前記密封減圧手段は、前記チャック機構と一体的に開閉し、閉塞時には前記チャック部材及び前記真空採血管の開口部周辺を包容する少なくとも一対の覆い部材からなり、この覆い部材には、内部を減圧する真空吸引機構が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の真空採血管の開栓装置。
4. 前記一対の覆い部材は、横断面が略半円状で、その開口縁部を対向させた開閉自在な一対の容器からなり、これら容器の開口縁部には閉塞時に密接して前記真空採血管の周囲を遮蔽するシール部材が設けられていることを特徴とする請求項１または３に記載の真空採血管の開栓装置。
5. 開口部が栓体によって閉栓され、内部が真空状態の真空採血管を開栓する真空採血管の開栓方法において、
   真空採血管を開栓ポジションで直立状態にクランプする第１の工程と、
   クランプされた前記真空採血管の栓体をチャックする第２の工程と、
   前記真空採血管の栓体をチャックしたとき、該栓体を含む前記真空採血管の開口部周辺を密封するとともに、この密封領域を前記真空採血管の内圧と略同圧に減圧する第３の工程と、
   前記真空採血管の栓体を開栓する第４の工程と、
   からなる真空採血管の開栓方法。

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