JPH11237384A - 臨床検査システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は主制御器の負荷を低減してリア
ルタイム性の向上を図るのに適した臨床検査システムを
提供することにある。 【解決手段】検体を搬送する搬送ライン５００と検体を
処理する処理ユニット４００ａ〜４００ｇとを含み、搬
送ラインは記処理ユニットが接続されてそれぞれ対をな
し得る搬送ラインユニット５００ａ〜５００ｇを含む。
また、主制御器２０を備えていると共に、処理ユニット
と該処理ユニットが接続される搬送ラインユニットとの
対ごとのユニット制御器４０１を備え、ユニット制御器
４０１は対応する処理ユニット用の制御部４０１ｂとそ
の対応処理ユニットが接続される搬送ラインユニット用
の制御部４０１ａとを含み、それぞれの制御部は通信ネ
ットワーク３０ａ、３０ｂを介して主制御器２０に接続
され、それによって、処理ユニット４００ａ〜４００ｇ
にそれぞれ分散処理を行わせるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は臨床検査システム、
特に血液や尿のような生体試料からなる検体の分析や分
析結果の管理を一括して自動的に行うために用いられる
のに適した臨床検査システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は通常の臨床検査システムの構成を
示す。同図において、１はシステム全体の制御を司るホ
ストコンピュータ、２は処理ユニット４０〜４６の制御
を行なう主制御器である。３０ａ〜３０ｇは主制御器２
と処理ユニット４０〜４６の間において、処理ユニット
４０〜４６と該処理ユニットに接続される搬送ラインユ
ニット５０ａ〜５０ｇとをシーケンシャル制御するシー
ケンサである。３は主制御器２とシーケンサ３０ａ〜３
０ｇを接続するためのネットワーク３である。

【０００３】処理ユニット４０〜４６は具体的には次の
ような処理機能をもつユニットである。すなわち、４０
は投入した検体を検査項目に応じて分別する検体投入／
振り分けユニット、４１は検体の遠心分離を行なう遠心
分離ユニット、４２は検体の入った試験管の開栓を行な
う開栓ユニット、４３はこのシステムにて分析を行なう
検体の分注を行なうオンライン分注ユニット、４４は検
体と試薬との反応液を分析する分析ユニット、４５はこ
のシステムにて分析を行なわない検体の分注を行うオフ
ライン分注ユニット、そして４６は検体を保管、収納す
るための検体収納ユニットである。

【０００４】検体は試験管に入れられ、ラックと呼ばれ
る容器に数本単位で一纏めにされ、図６の上から順に、
検体投入／振り分けユニット４０、遠心分離ユニット４
１、開栓ユニット４２、オンライン分注ユニット４３、
分析ユニット４４、オフライン分注ユニット４５、検体
収納ユニット４６という径路を辿って搬送される。ま
た、ホストコンピュータ１の処理スケジュールに則り、
主制御器２からシーケンサ３０ａ〜３０ｇに制御データ
が送信され、シーケンサ３０ａ〜３０ｇが搬送ライン５
０ａ〜５０ｇと処理ユニット４０〜４６の制御を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】通常の臨床検査システ
ムにおいては、主制御器が多数のシーケンサのステータ
スをポーリング等で監視する必要があるため、ポーリン
グ等による主制御器の負荷の増大により制御のリアルタ
イム性が損なわれる恐れがある。

【０００６】また、１個のシーケンサにより搬送ライン
と処理ユニットを制御する構成であるため、搬送ライン
と処理ユニットの制御は分離不可能である。このため、
搬送ラインと処理ユニットのいずれか一方が故障する
と、残った片方の制御がその影響を受ける恐れがある。
たとえば、処理ユニットだけが故障し、搬送ラインは正
常な場合には、故障処理ユニットをバイパスし、隣接す
る処理ユニットへ検体を搬送できることが好ましいにも
かかわらず、システムの配置の変更なしには故障処理ユ
ニットより下流にある処理ユニットへの検体の搬送がス
トップしてしまうという問題がある。

【０００７】通常の臨床検査システムにおいては、ユー
ザー側の機器設置スペースや検査規模により、システム
構成は流動的かつ多種多様となっており、このことがシ
ステムを複雑にし、価格を引き上げる第一の原因となっ
ている。

【０００８】本発明の目的は主制御器の負荷低減を図っ
てリアルタイム性を向上させるのに適した臨床検査シス
テムを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、検体を搬送す
る搬送ラインと前記検体を処理する処理ユニットとを含
み、前記搬送ラインは前記処理ユニットが接続されてそ
れぞれ対をなし得る搬送ラインユニットを含む臨床検査
システムにおいて、主制御器を備えていると共に、前記
処理ユニットと該処理ユニットが接続される搬送ライン
ユニットとの対ごとのユニット制御器を備え、該ユニッ
ト制御器は対応する処理ユニット用の制御部とその対応
処理ユニットが接続される搬送ラインユニット用の制御
部とを含み、前記それぞれの制御部は通信ネットワーク
を介して前記主制御器に接続され、それによって、前記
処理ユニットにそれぞれ分散処理を行わせるようにした
ことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明にもとづく臨床検査
システムの一実施例の構成を示す。同図において、１０
はシステム全体の制御を司るホストコンピュータ、２０
は各処理ユニットの制御を行なう主制御器である。３０
は通信ネットワークで、主制御器２と搬送ラインユニッ
ト５００及び各制御ユニット４０〜４６との間にて機構
系データの送受信を行なうための機構系制御データ通信
用ネットワーク３０ａと、主制御器２と搬送サイン５０
０及び処置ユニット４００ａ〜４００ｇとの間にて検体
データの送受信を行なうための検体データ通信用ネット
ワーク３０ｂとを含む。

【００１１】処理ユニット４００ａ〜４００ｇは具体的
には次のような処理機能をもつユニットである。４００
ａは投入した検体を検査項目に応じて分別する検体投入
／振り分けユニット、４００ｂは検体の遠心分離を行な
う遠心分離ユニット、４００ｃは検体の入った試験管の
開栓を行なう開栓ユニット、４００ｄはこのシステムに
て分析を行なう検体の分注を行なうオンライン分注ユニ
ット、４００ｅは検体と試薬との反応液を分析する分析
ユニット、４００ｆはこのシステムにて分析を行なわな
い検体の分注を行うオフライン分注ユニット、そして４
００ｇは検体を保管、収納するための検体収納ユニット
である。

【００１２】搬送ライン５００は搬送ラインユニット５
００ａ〜５００ｇからなり、これらにはそれぞれ処理ユ
ニット４００ａ〜４００ｇが分離可能なるように接続さ
れ、そして互いに接続される搬送ラインユニット及び処
理ユニットはそれぞれ対をなす。また、搬送ラインユニ
ット５００ａ〜５００ｇの幅は処理ユニット４００ａ〜
４００ｇのいずれでも接続可能なるように統一されてい
る。

【００１３】検体は試験管に入れられ、ラックと呼ばれ
る容器に数本単位で一纏めにされ、図１の上から順に、
検体投入／振り分けユニット４００ａ、遠心分離ユニッ
ト４００ｂ、開栓ユニット４００ｃ、オンライン分注ユ
ニット４００ｄ、分析ユニット４００ｅ、オフライン分
注ユニット４００ｆ、検体収納ユニット４００ｇという
径路を辿って搬送され、処理される。

【００１４】前述のように、通信ネットワーク３０は機
構系制御データ通信用ネットワーク３０ａと検体データ
通信用ネットワーク３０ｂを含み、前者は搬送ラインユ
ニット５００ａ〜５００ｇ及び処理ユニット４００ａ〜
４００ｇを主制御器２に接続して相互の機構系制御デー
タ通信を行い、後者は機構系制御データ通信用ネットワ
ーク３０ａと処理ユニット４００ａ〜４００ｇを主制御
器２に接続して相互の検体データ通信を行う。

【００１５】図２はユニット制御器の内部構成を示す。
４０１はユニット制御器で、該ユニット制御器は処理ユ
ニットと搬送ラインユニットとの対（図１の例では処理
ユニットと搬送ラインユニットとの対の数は７である）
ごとに備えられているが、図２においては簡略化のため
１個のユニット制御器４０１だけが示されている。図１
の搬送ラインユニット５００ａ〜５００ｇの各々は搬送
ラインユニット用機構系制御部４０１ａを有し、また、
処理ユニット４００ａ〜４００ｇの各々は処理ユニット
制御部４０１ｂを有し、該処理ユニット制御部４０１ｂ
は処理ユニット用機構系制御部４０１ｂ１及び検体処理
データ部４０１ｂ２を含んでいる。処理ユニットと搬送
ラインユニットとの対ごとに備えられているユニット制
御器４０１の各々は、互いに対をなしている搬送ライン
ユニットにおける搬送ラインユニット用機構系制御部４
０１ａと処理ユニットにおける処理ユニット制御部４０
１ｂとを含んでいる。

【００１６】搬送ラインユニット用機構系制御部４０１
ａの機構系制御用ＭＰＵ６２及び処理ユニット用機構系
制御部４０１ｂ１の機構系制御部６２は機構系制御デー
タ通信ネットワーク３０ａを介して機構系データ通信を
行うことができるようになっており、機構系データ通信
用ネットワークＩ／Ｆ６１はそのためのインタフェース
である。また、検体データ処理部４０１ｂ２の検体デー
タ通信用ＭＰＵ８２は検体データ通信用ネットワーク３
０ｂを介して検体データ通信を行うことができるように
なっており、検体データ通信用ネットワークＩ／Ｆ８１
はそのためのインタフェースである。

【００１７】搬送ラインユニット用機構系制御部４０１
ａは、機構系制御データ通信用ネットワーク３０ａと機
構系制御用ＭＰＵ６２とのインタフェースである機構系
データ通信用ネットワークＩ／Ｆ６１、機構系制御デー
タ通信用ネットワーク３０ａ上のデータをパルスジェネ
レータ６３のデータフォーマットに変換する機構系制御
用ＭＰＵ６２、ステッピングモータにパルスを出力する
パルスジェネレータ６３、パルスジェネレータ６３のパ
ルス出力電圧レベルを変換し、ステッピングモータ６５
の各相に励磁電流を流し、駆動するモータ駆動用回路６
４、搬送ラインのベルト駆動に使用するステッピングモ
ータ６５によって構成される。また、パルスジェネレー
タ６３内部には、ステッピングモータ６５用駆動パター
ンデータを複数個記憶した、フラッシュメモリなどに代
表される、データの読み出し、書込み及び保持が可能な
記憶素子を内蔵する。この素子を使用することにより、
フィールドにおいても機構系制御データ通信用ネットワ
ーク３０ａ経由で駆動パターンデータの変更が可能であ
る。

【００１８】処理ユニット装置制御部４０１ｂは、前述
のように、処理ユニット用機構系制御部４０１ｂ１と検
体データ制御部４０１ｂ２にて構成され、処理ユニット
用機構系制御部４０１ｂ１の内部構成は搬送ラインユニ
ット用機構系制御部４０１ａと同一である。検体データ
処理部４０１ｂ２は、検体データ通信用ネットワーク３
０ｂと検体データ通信用ＭＰＵ８２とのインタフェース
である、検体データ通信用ネットワークＩ／Ｆ８１、検
体のセンサ情報を検体データ通信用ネットワーク３０ｂ
上のデータに変換する検体データ通信用ＭＰＵ８２、検
体を分析するための検体検出用のセンサ８３によって構
成される。

【００１９】図３（Ａ）は主制御器側のイニシャル動作
実行時の動作フローを示す。同報通信によりステータス
送信要求が各ユニット制御器に対して出される（１）。
それに対して全てのユニット制御器から応答があったか
どうかが判断され（２）、その結果が「ＹＥＳ」ならそ
れで終了する。その判断結果が「ＮＯ」なら更にタイム
アウトかどうかの判断がなされ（３）、その結果が「Ｙ
ＥＳ」なら異常とみなされ、「ＮＯ」ならフローはステ
ップ（２）に戻る。

【００２０】図３（Ｂ）はユニット制御器側のイニシャ
ル動作実行時の動作フローを示す。処理ユニット内部の
ステータスチェックがなされ（１）、その結果がＯＫが
どうかの判断がなされる（２）。その結果が「ＮＯ」な
ら異常とみなされ、「ＹＥＳ」なら主制御器から送信要
求があったかどうかの判断がなされる（３）。その結果
が「ＹＥＳ」ならそれで終了し、「ＮＯ」なら更にタイ
ムアウトかどうかの判断がなされる（４）。その結果が
「ＹＥＳ」なら異常とみなされ、「ＮＯ」ならフローは
ステップ（３）に戻る。

【００２１】更に詳述するに、電源投入後、ユニット制
御器４０１内部の機構系制御用ＭＰＵ６２は、パルスジ
ェネレータ６３に対し、自己診断コマンドを発行する。
パルスジェネレータ６３は内蔵の、データの読み出し、
書込み及び保持が可能な記憶装置から自己診断データを
読み出し、パルスに変換する。パルスジェネレータ６３
の出力パルスはモータ駆動用回路６４によって電圧レベ
ルを変換され、ステッピングモータ６５の各相に励磁電
流を流すことで機構系をニュートラル位置に設定する。

【００２２】機構系のイニシャルが終了したならば、機
構系制御用ＭＰＵ６２はパルスジェネレータ６３に対
し、モータステータスのチェックコマンドを発行し、結
果を保持する。ここで、機構系制御用ＭＰＵ６２がユニ
ット用機構系制御部４０１ｂ１の異常を検知し、搬送ラ
インユニット用機構系制御部４０１ａのみ動作可能と判
断した場合には、そのユニット制御器４０１は検体を、
隣接する制御ユニットに単に搬送するだけの動作モード
であるバイパス動作モードに入る。

【００２３】主制御器２０は、各ユニット制御器の機構
系の自己診断が終了するまでの一定の時間待機した後、
機構系制御データ通信用ネットワーク３０ａを通じ、処
理ユニット４００ａ〜４００ｇに対し、同報通信にてス
テータス送信要求を行なう。これに対し、処理ユニット
４００ａ〜４００ｇ内部の機構系制御用ＭＰＵ６２が自
己診断結果を報告する。これにより、主制御器２は全て
の処理ユニット４０〜４６の状態を把握する。

【００２４】図４はユニット制御器イベント実行時の動
作フローを示す。ユニット制御器Ｎｏ．、検体Ｎｏ．及
びイベントＮｏ．をホストコンピュータ１０に入力する
と、その情報は主制御器２０からユニット制御器４０１
へ送られる（１）。当該ユニット制御器からは応答があ
ったかどうかの判断がなされ（２）、その結果が「ＹＥ
Ｓ」なら当該ユニット制御器が指定されたイベントを実
行し（３）、その実行が正常に終了したかどうかの判断
がなされる（４）。その結果が「ＹＥＳ」ナラら終了報
告がなされ（５）、その後全てのイベントが終了かどう
かの判断がなされ（６）、その結果が「ＹＥＳ」ならそ
れで終了となる。

【００２５】ステップ（２）において、判断結果が「Ｎ
Ｏ」ならタイムアウトかどうかの判断がなされる
（７）。その結果が「ＹＥＳ」なら異常処理がなされ
（８）、「ＮＯ」ならフローはステップ（２）に戻る。
また、ステップ（４）において、判断結果が「ＮＯ」な
らリトライ可能かどうかの判断がなされる（９）。その
結果が「ＹＥＳ」ならフローはステップ（３）に戻り、
「ＮＯ」なら異常報告をして（１０）、異常処理される
（８）。

【００２６】更に詳述するに、イニシャル動作終了後に
ホストコンピュータ１０からの指令を受けて、主制御器
２０は処理ユニット４０〜４６に対し、イベントＮｏ．
と検体Ｎｏ．を送信する。ユニット制御器４０１内部の
機構系制御用ＭＰＵ６２は、イベントＮｏ．及び検体Ｎ
ｏ．を受信し、まず搬送ラインユニット用機構系制御部
４０１ａ内部のパルスジェネレータ６３に対し、イベン
トＮｏ．に対応した動作コマンドを発行する。パルスジ
ェネレータ６３は内蔵の、データの読み出し、書込み及
び保持が可能な記憶装置に各イベントに対応してイベン
ト化された機構系制御データを予め登録している。この
ため、上記発行されたコマンドにより対応する機構系制
御データが読み出され、パルスに変換される。パルスジ
ェネレータ６３の出力パルスはモータ駆動用回路６４に
よって電圧レベルを変換され、ステッピングモータ６５
の各相に励磁電流を流すことでステッピングモータ６５
を回転させる。以上の動作により、搬送ライン５００を
動作させ、検体の搬入を完了する。

【００２７】検体の搬入の終了後、機構系制御用ＭＰＵ
６２は処理ユニット用機構系制御部４０１ｂ１内部のパ
ルスジェネレータ６３に対し、イベントＮｏ．に対応し
た動作コマンドを発行する。以下上記内容と同様にし
て、処理ユニット内部のシリンジ、サンプリングアーム
などを動作させ、その処理ユニット固有の動作である検
体の振り分けや分注、分析などの作業を行なう。

【００２８】その処理ユニット固有の動作終了後、機構
系制御用ＭＰＵ６２はシステム下流に位置するユニット
制御器４０１に対し、機構系制御データ通信用ネットワ
ーク３０ａを通じ、正常終了報告を、検体データ通信用
ネットワーク３０ｂを通じ、検体Ｎｏ．と動作結果報告
を行なう。また、当該ユニット制御器４０１に隣接し、
かつ、下流に位置するユニット制御器４０１に対しては
搬入可能状態にあるかどうか確認を同様の径路にて行な
う。機構系制御用ＭＰＵ６２が搬出可能と判断した場合
には、搬送ラインユニット用機構系制御部４０１ａ内部
のパルスジェネレータ６３に対し、イベントＮｏ．に対
応した動作コマンドを発行する。以下上記内容と同様に
して、搬送ラインを動作させ、検体の搬出を完了する。

【００２９】これらの一連の動作中に異常が発生した場
合、機構系制御用ＭＰＵ６２はパルスジェネレータ６３
からのステータス情報により、リトライ可能か否か判断
し、可能な場合にはリトライ動作を規定回数行なう。リ
トライが成功した場合には処理を続行し、リトライ不可
と判断した場合やリトライが失敗した場合にはメインコ
ントローラ２に報告し、異常処理へ移行する。

【００３０】図５は参考としての機構系制御データ通信
用ネットワークのコード体系を示す。機構系制御データ
通信用ネットワーク３０ａのコードは、ＭＳＧのバイト
数を示すＬＥＮＧＴＨ、主制御器２０のデータ送信時に
付与する番号であるＭＳＧ．Ｎｏ、機構系制御用ＭＰＵ
６２と主制御器２０との間でのコマンドやデータなどの
メッセージであるＭＳＧによって構成される。また、Ｍ
ＳＧはコマンドＮｏ．を示すＣＯＤＥ、ＤＡＴＡのバイ
ト数を示すＬＥＮＧＴＨ、データ領域であるＤＡＴＡに
よって構成される。

【００３１】以上の説明から理解されるように、処理ユ
ニット単位での分散処理を可能とすることで、主制御器
の負荷を低減して、リアルタイム性の向上を図っただけ
でなく、通信ネットワークを機構系通信ネットワークと
検体データネットワークに分離することにより、リアル
タイム性の更なる向上を図るとともに、処理ユニットの
メンテナンス時などに、搬送ラインのみで、隣接する処
理ユニットへの検体の搬送を可能とした。更に、搬送ラ
インと処理ユニットの間にイベント化した機構系制御デ
ータを予め登録し、これをホストコンピュータからイベ
ントＮｏ．を指定することにより読み出して搬送ライン
と処理ユニットを制御するようにしたため、機構系ネッ
トワーク上のトラフイック低減化が図られ、それによっ
てリアルタイム性の更なる向上が図られるようになっ
た。加えて、搬送ユニットは処理ユニットをそれぞれ接
続可能なるように統一化されているため、システム価格
の低減を図ることが可能となった。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、主制御器の負荷を低減
してリアルタイム性の向上を図るのに適した臨床検査シ
ステムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にもとづく臨床検査システムの一実施例
の構成を示すブロック図。

【図２】ユニット制御器の内部構成を示すブロック図。

【図３】主制御器側及びユニット制御器側のイニシャル
動作実行時の動作フロー図。

【図４】ユニット制御器イベント実行時の動作フロー
図。

【図５】機構系制御データ通信用ネットワークのコード
体系を示す図。

【図６】通常の臨床検査システムの構成を示すブロック
図。

【符号の説明】

１０：ホストコンピュータ、２０：主制御器、３０：通
信ネットワーク、３０ａ：機構系制御用データ通信用ネ
ットワーク、３０ｂ：検体データ通信用ネットワーク、
４００ａ〜４００ｇ：処理ユニット、５００：搬送ライ
ン、５００ａ〜５００ｇ：搬送ラインユニット、４０
１：ユニット制御器、４０１ａ：搬送ラインユニット用
機構系制御部、４０１ｂ：処理ユニット制御部、４０１
ｂ１：処理ユニット用機構系制御部、４０１ｂ２：検体
データ処理部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検体を搬送する搬送ラインと前記検体を処
   理する処理ユニットとを含み、前記搬送ラインは前記処
   理ユニットが接続されてそれぞれ対をなし得る搬送ライ
   ンユニットを含む臨床検査システムであって、主制御器
   を備えていると共に、前記処理ユニットと該処理ユニッ
   トが接続される搬送ラインユニットとの対ごとのユニッ
   ト制御器を備え、該ユニット制御器は対応する処理ユニ
   ット用の制御部とその対応処理ユニットが接続される搬
   送ラインユニット用の制御部とを含み、前記それぞれの
   制御部は通信ネットワークを介して前記主制御器に接続
   され、それによって、前記処理ユニットにそれぞれ分散
   処理を行わせるようにしたことを特徴とする臨床検査シ
   ステム。
2. 【請求項２】請求項１において、前記処理ユニット用の
   制御部は処理ユニット用機構系制御部と検体データ処理
   部とを含み、前記搬送ラインユニット用の制御部は搬送
   ラインユニット用機構系制御部を含み、前記通信ネット
   ワークは機構系制御データ通信用ネットワークと検体デ
   ータ通信用ネットワークとを含み、前記搬送ラインユニ
   ット用機構系制御部及び前記処理ユニット用機構系制御
   部は前記機構系制御データ通信用ネットワークを介し
   て、検体データ処理部は前記検体データ通信用ネットワ
   ークを介してそれぞれ前記主制御器に接続されているこ
   とを特徴とする臨床検査システム。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、前記主制御器は
   ホストコンピュータに接続され、前記搬送ラインユニッ
   ト用機構系制御器及び前記検体処理ユニット用機構系制
   御部はイベント化した機構系制御データを予め登録した
   記憶装置を備え、前記ホストコンピュータからイベント
   を指定することにより前記記憶装置に記憶されている機
   構系制御データにもとづいて前記搬送ラインユニット及
   び前記処理ユニットを機構制御することを特徴とする臨
   床検査システム。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれかにおいて、前記検
   体搬送ラインユニットの幅は前記検体処理ユニットがそ
   れぞれ接続可能なるように統一されていることを特徴と
   する臨床検査システム。