JPH11248853A - 凝固検体判定方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 人手を使わずに、機械的に検体容器内の検体
が凝固しているかどうかを判定する凝固検体判定方法お
よびその装置を提供する。 【解決手段】 試験管１１を垂直な保持状態からその垂
直面内で１２０〜１３０°程度だけ回動させて、試験管
１１内の血液１２をこの試験管１１内で移動させ、この
際、この血液１２をカメラ１４により撮像して制御装置
１６に取り込み、この取り込まれた画像を２値化処理手
段により２値化処理し、この結果から、凝固検体判定手
段により、血液１２中の凝固物１２ａの有無を判定する
ので、試験管１１内に収納された血液１２が凝固してい
るかどうかを、人間の視覚に頼らずに、正確かつ迅速に
自動判定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は凝固検体判定方法
およびその装置、詳しくは目視によらず検体容器内の検
体の凝固の有無を自動的に判定する凝固検体判定方法お
よび凝固検体判定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種の血液検査を行う前には、遠心分離
により試験管（検体容器）内の血液（検体）を血清と血
餅とに分離し、このうちの上澄み液である血清だけを分
取後、複数本の検査容器に分注するという前処理が施さ
れている。ところで、近年、この検体前処理中の検体の
取り違えや、検体接触による作業者の感染などを防ぐた
め、このような検体前処理を自動化した自動検体前処理
搬送システムが開発されている。この自動検体前処理搬
送システムによる血清の分注工程は、搬送中の検体の採
血管が分注ユニットの分取位置に達した際、光センサに
より血清分離剤と血清との境界面の高さを検出し、その
後、この光センサからの検出信号に基づいて、ピペット
状の分取分注用チップを下降し、チップ先端を採血管内
の血清中へ差し込んで、血清だけをチップ内へ吸引す
る。次いで、分取分注用チップを分注位置まで移動さ
せ、セットされた複数本の検査管内へ血清を吐出して分
注する、という作業工程からなる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この血液検
査において、患者の身体から採取された血液は、密封さ
れた試験管に注入してあっても、一定時間静止状態で放
置していると徐々に凝固してくる。この状態となった血
液は、自動分析機による検査が困難となる場合が多い。
これは、自動分析機に装着された血液採取用のノズル
は、内径が小さく、凝固した血液ではノズルが詰まって
しまうからである。そこで、従来は、このような機械的
なトラブルを未然に防ぐために、検査技師が全部の試験
管を一本ずつ手にとり、目視によって凝固物の有無を判
定し、その後、血液中に凝固物があった試験管を、この
検査ラインから取り除いている。なお、排除された試験
管は、検査技師自らが指定された血液試験を行う。しか
しながら、このように全ての試験管をとりあげて凝固物
の有無を判定するのはかなりの手間がかかり、長時間こ
の作業を行っていると、疲労性の錯覚などを起こして、
判定を誤るおそれもあった。

【０００４】そこで、この発明者らは、鋭意研究の結
果、試験管を横に倒したとき、管内の血液が試験管の底
部から、閉栓された頭部の方へと移動するが、この際、
広がった血液の液面付近に浮かぶ凝固物を画像により正
確に判別することができることに着目し、この発明を完
成させた。

【０００５】

【発明の目的】そこで、この発明は、目視によらず、機
械的に検体容器内の検体が凝固しているか否かを判定す
る凝固検体判定方法およびその装置を提供することを、
その目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、検体を収納した検体容器を第１の状態から第２の状
態に動かして検体容器内で検体を移動させる工程と、第
２の状態での検体容器の内部の検体を撮像する工程と、
撮像した検体の画像に基づいて検体の凝固の有無を判定
する工程とを備えた凝固検体判定方法である。ここでい
う検体容器とは、例えば試験管、採血管などである。検
体を収納することができる容器であれば、その種類、大
きさ、形状、材質などは、限定されない。

【０００７】検体容器を第１の状態から第２の状態に動
かす方法は限定されない。例えば、検体容器を３次元的
にランダムに揺らしたり、検体容器を鉛直状態からその
鉛直面内で所定角度だけ回動させてもよい。要は、この
検体容器を動かすことで、検体容器に収納された流動性
を有する検体を、その中の凝固物が容易に判定できる状
態に変位させることができればよい。そして、検体の撮
像には、例えばＣＣＤカメラ，ＩＲカメラなどが使用さ
れる。ただし、これらに限定されない。撮像により取り
込まれた画像の処理方法としては、例えば２値化処理な
どが挙げられる。凝固物の判定には、取り込まれた画像
の面積を、あらかじめ決定された基準面積と照らし合わ
せて判定してもよい。また、凝固物を示す画像の形状を
基準に判定してもよい。

【０００８】請求項２に記載した発明は、血液を収納し
た試験管を鉛直に保持した状態からその鉛直面内で所定
角度だけ回動させる工程と、回動させた試験管内の血液
を撮像する工程と、撮像した画像を２値化処理する工程
と、この２値画像に基づいて血液が凝固しているか否か
を判定する工程とを含む凝固検体判定方法である。この
試験管を回動させる方法は限定されない。例えば、ロボ
ットアームのクランパにより試験管を把持し、このクラ
ンパを駆動することにより、試験管が鉛直に保持された
状態からその鉛直面内で所定角度だけ回動させる方法で
もよい。この際の試験管の回動角度は、試験管の軸線を
含む平面内で鉛直から例えば４５°，９０°，１２０
°，１３５°など、限定されない。また、この試験管を
ゆっくりと、上記鉛直面内で１回転または複数回回転さ
せてもよい。この場合には、回転中の試験管をカメラで
撮像することとなる。２値化処理の方法としては、周知
の方法を採用することができる。また、凝固物の判定に
は、２値化処理後の画像の面積を、あらかじめ決定され
た基準面積と照らし合わせて判定してもよい。

【０００９】請求項３に記載した発明は、検体を収納す
る検体容器を第１の状態から第２の状態にまで回動させ
る回動手段と、この回動に伴って移動した検体容器内の
検体を撮像する撮像手段と、撮像された画像を２値化処
理する２値化処理手段と、この２値化処理された画像に
基づいて、検体中の凝固物の有無を判定する凝固検体判
定手段とを備えた凝固検体判定装置である。使用される
カメラとしては、例えばＣＣＤカメラ，ＩＲカメラなど
が挙げられる。ただし、これらに限定されない。また、
カメラ撮像中の照明には、例えば反射光でも透過光でも
採用することができる。さらに、献体容器を照明する照
明の種類、そのランプの波長などは限定されない。

【００１０】

【作用】請求項１乃至請求項３に記載の各発明によれ
ば、検体を収納する検体容器（請求項２では試験管）を
第１の状態から第２の状態に動かす（請求項２では試験
管を垂直状態からその鉛直面内で所定角度だけ回動させ
る）。これにより、検体容器に収納された検体が、検体
中に存在する凝固物を容易に判定できる状態（例えば横
倒し状態）にまで変位する。この動きにより、検体の液
面付近にある凝固物が背景との関係で濃淡がはっきりし
て見やすくなる。これを、カメラにより撮像し、撮像し
た画像（例えば階調画像）に基づいて、検体の凝固の有
無を判定する。すなわち、例えば請求項２および請求項
３にあっては、所定のしきい値を基準にして２値化処理
する。その後、この２値化処理の結果、例えば２値画像
の面積や形状などから、検体中の凝固物の有無を判定す
る。よって、検体容器内に収納された検体が凝固してい
るか否かを、人間の視覚に頼らなくても、正確かつ迅速
に自動判定することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例に係る
凝固検体判定方法および凝固検体判定装置を図面を参照
して説明する。図１は、この発明の一実施例に係る凝固
検体判定装置の全体構成図である。図２の（ａ）は、検
体中に凝固物がない検体容器の正面図である。図２の
（ｂ）は、検体中に凝固物がある検体容器の正面図であ
る。

【００１２】図１において、１０は凝固検体判定装置で
あり、この凝固検体判定装置１０は、血液の分注工程の
前にある凝固検体のライン除去工程に配備されて、試験
管１１（検体容器の一例）内に収納された血液１２（検
体の一例）の一部が凝固しているか否かを自動的に判定
する装置である。凝固検体判定装置１０は、主に、試験
管１１を把持して、この試験管１１を鉛直に保持した状
態からその鉛直面内で１２０〜１３０°程度回動（以
下、単に回動という場合がある）させる回動手段の一例
であるロボットアーム１３と、試験管１１の回動によ
り、試験管１１内を移動した血液１２を撮像するカメラ
１４と、これら機器の動作を制御するための制御装置１
６と、制御装置１６に設定値の入力などを行うキーボー
ド１７とを備えている。以下、各構成部品を詳細に説明
する。

【００１３】試験管１１は、あらかじめ血液１２が注入
され、頭部の開口部がゴム栓１１ａにより閉栓されてい
る。血液１２は患者から採血したもので、遠心分離前の
血清と血餅とが混在している状態のものである。ロボッ
トアーム１３は、アーム先端部に試験管１１を把持する
クランパ１３ａが設けられている。このロボットアーム
１３は、図外の駆動モータにより、クランパ１３ａに把
持した試験管１１を、ＸＹＺθ方向へ任意に移動させる
ことができる。

【００１４】カメラ１４は、凝固検体判定ステージＳへ
到達した試験管１１内の血液１２の状態を捕らえて、そ
の画像を制御装置１６に取り込むＣＣＤカメラである。
なお、制御装置１６は、取り込んだ画像をモニタ１５の
画面に表示する。この制御装置１６は、凝固検体判定装
置１０の全体機器の動作を制御する装置である。しか
も、カメラ１４により取り込まれた画像を２値化処理す
る２値化処理手段と、この２値化処理の結果によって、
血液１２中の凝固物１２ａの有無を判定する凝固検体判
定手段とを具備している。なお、モニタ１５はブラウン
管方式の汎用型であり、またキーボード１７も通常のキ
ーボードである。

【００１５】次に、図３の凝固検体判定装置の制御系を
示すブロック図を参照して、制御装置１６の構成を説明
する。図３に示すように、制御装置１６には、その入力
側にカメラ１４，キーボード１７などが接続されてい
る。一方、出力側には、ロボットハンド１３，モニタ１
５などが接続されている。この制御装置１６はコンピュ
ータシステムとしての一般的な構成を有している。すな
わち、ＣＰＵ１６ａ、ＲＯＭ１６ｂ、ＲＡＭ１６ｃ、Ｉ
／Ｏポート１６ｄが、それぞれバス接続されている（図
４の制御装置内のブロック図参照）。

【００１６】制御装置１６のＲＡＭ１６ｃには、あらか
じめキーボード１７の操作により、試験管１１のロボッ
トアーム１３による回動方向および回動角度，２値化画
像における凝固物１２ａの有無判定のしきい値（面積差
の基準値）などが記憶されている。制御装置１６は、ロ
ボットアーム１３に作動指令を出して、試験管１１を図
外のステージ待機位置から凝固検体判定ステージＳへと
移動する。この際、このステージＳへ達した試験管１１
を、常時作動しているカメラ１４が撮像する。また、制
御装置１６は、撮像された階調画像を２値化処理手段に
よって２値化処理する。試験管１１内の血液画像１２
を、あらかじめＲＡＭ１６ｃに記憶させた所定のしきい
値により、２値化する。さらに、ＣＰＵ、ＲＯＭなどで
構成される凝固検体判定手段は、この２値画像の面積を
計測し、その値が、記憶させた判定基準面積以上かどう
かを判断する。判定基準面積以上であれば血液中に凝固
物が存在するものと判定する。未満であれば凝固物が存
在しないものと判定する。

【００１７】次に、図１，図２に基づいて、この一実施
例の凝固検体判定装置１０を用いた凝固検体判定方法
を、さらに詳細に説明する。図１において、あらかじめ
キーボード１７などの入力手段を操作して、制御装置１
６のＲＡＭ１６ｃに、試験管１１のロボットアーム１３
による回動方向および回動角度，２値化画像における凝
固物１２ａの有無判定のしきい値などを入力、登録して
おく。または、ＲＯＭ格納プログラムによりこれらの回
動角度などは設定されている。そして、制御装置１６か
らの指令に基づき、ロボットアーム１３が図外のステー
ジ待機位置へ移動し、待機中の試験管１１の１本をクラ
ンパ１３ａにより把持する。そして、ロボットアーム１
３を駆動して、把持した試験管１１を凝固検体判定ステ
ージＳへと移動する。この際、カメラ１４を通して、モ
ニタ１５の画面に、このステージＳへ達した試験管１１
の画像が映し出される。

【００１８】この判定ステージに試験管１１が移動して
きて、これを鉛直状態に保持して静止すると、制御装置
１６からロボットアーム１３に、試験管１１を保持した
クランパ１３ａを２回転するように回転指令が出され
る。これは、時間が経つと血液１２中の血清と血餅とが
分離するためである。再度、鉛直状態に保持された試験
管１１中の血液１２は、カメラ１４により撮像されてお
り、階調画像として取り込まれる。この取り込まれた画
像は、所定のしきい値を基準にして２値化処理手段によ
り２値化処理される。そして、この２値化処理後の面積
が演算される。この演算値を血液１２の基準の面積Ａと
して制御装置１６に記憶する。

【００１９】その後、制御装置１６からロボットアーム
１３に、クランパ１３ａを回動させて試験管１１を傾倒
させる回動指令が出される。これにより、クランパ１３
ａがその軸線回りに回動し、試験管１１が図２に示す矢
印方向へ鉛直面内で１２０〜１３０°程度だけ回動す
る。この回動に伴って試験管１１内の血液１２も、試験
管１１の底部から頭部へ向かって徐々に移動していく。
この移動中、図２（ｂ）に示すように、横へ広がった血
液１２の液面付近にある凝固物１２ａが背景との関係で
見やすくなる（濃淡差が明確になる）。なお、凝固物１
２ａが存在しない場合、血液１２は図２（ａ）に示す状
態となる。これらのいずれの状態であってもカメラ１４
により撮像され、階調画像として取り込まれる。この取
り込まれた画像は、所定のしきい値を基準にして２値化
処理手段により２値化処理される。そして、この２値化
処理後面積演算がなされた結果、この演算値を血液１２
の面積Ｂとして制御装置１６に記憶する。

【００２０】そして、凝固検体判定手段により、基準で
ある面積Ａの値から面積Ｂの値を差し引いた値を、予め
制御装置１６に登録されていた面積差の基準値と比較し
て、血液１２中の凝固物１２ａの有無の判定を行う。こ
れにより、試験管１１内に収納された血液１２が凝固し
ているかどうかを、人間の視覚に頼らなくても、正確か
つ迅速に自動判定することができる。次に、図５，図６
のフローチャートに基づき、この凝固検体判定方法を詳
細に説明する。

【００２１】図５は凝固検体判定装置の制御系のメイン
ルーチンを示すフローチャートである。図６は、凝固検
体判定ルーチンを示すフローチャートである。図５に示
すように、起動後、メインルーチンが実行され、ステッ
プＳ５１により制御装置１６での各種イニシャライズが
行われ、その後、凝固検体判定ルーチン（ステップＳ５
２）などのサブルーチンが、順次、実行される。次に、
図６を参照して、ステップＳ５２の凝固検体判定ルーチ
ンを具体的に説明する。

【００２２】図６に示すように、このルーチンでは、ス
テップＳ１０１では、試験管１１が凝固検体判定ステー
ジＳへ到達したかどうかをチェックする。この試験管１
１の到達を、制御装置１６が認識すると、ロボットアー
ム１３のクランパ１３ａを２回転させて血清と血餅とを
混ぜ合わせ（ステップＳ１０２）、ステップＳ１０３で
その２回転が完了したかどうかを判断する（ステップ１
０３）。２回転後、鉛直状態に戻った試験管１１の画像
を、凝固検体判定ステージＳを常時撮影中のカメラ１４
によって取り込み、同時にモニタ１５にを表示する（ス
テップＳ１０４）。その後、この画像を、２値化処理手
段により２値化処理する（ステップＳ１０５）。この２
値化処理は、あらかじめＲＡＭ１６ｃに登録されたしき
い値を基準に行われる。それから、ステップＳ１０６に
おいて、２値化処理後の血液１２の２値画像上の面積を
計測し、これを当該試験管１１中の血液１２の面積基準
値ＡとしてＲＡＭ１６ｃに登録する。

【００２３】それから、クランパ１３ａを所定方向へ回
動させ（ステップＳ１０７）、その回動が所定角度に達
したかどうかを判断する（ステップＳ１０８）。回動が
完了したならば、この傾倒した試験管１１の画像をカメ
ラ１４によって取り込むとともに、この取り込んだ画像
をモニタ１５の画面上に映し出す（ステップＳ１０
９）。次いで、この制御装置１６内へ取り込まれた画像
を、２値化処理手段により２値化処理する（ステップＳ
１１０）。この２値化処理は、あらかじめＲＡＭ１６ｃ
に登録されたしきい値を基準に行われる。それから、ス
テップＳ１１１において、２値化処理後の血液１２の２
値画像上の面積Ｂを計測、算出する。次いで、この面積
Ｂを、ＲＡＭ１６ｃに登録された面積基準値Ａと比較す
る（ステップＳ１１２）。その面積差（Ａ−Ｂ）が、あ
らかじめＲＡＭ１６ｃに登録された基準面積差の値以上
であれば、モニタ１５画面に「凝固物有り」の表示を行
い（ステップＳ１１３）、またこの基準面積未満であれ
ばモニタ１５画面に「凝固物無し」の表示を行って（ス
テップＳ１１４）、メインルーチンへ戻る。

【００２４】

【発明の効果】請求項１〜請求項３の発明によれば、検
体容器（試験管）を動かして、検体容器に収納された検
体が、検体中に存在する凝固物を容易に判定できる状態
にまで変位させ、この動きによって見やすくなった凝固
物をカメラにより撮像し、その画像に基づいて検体の凝
固の有無を判定するようにしたので、検体容器内に収納
された検体が凝固しているかいなかを、人間の視覚に頼
らなくても、正確かつ迅速に自動判定することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る凝固検体判定装置の
全体構成図である。

【図２】（ａ）は、この発明の一実施例に係る検体中に
凝固物がない検体容器の正面図である。（ｂ）は、この
発明の一実施例に係る検体中に凝固物がある検体容器の
正面図である。

【図３】この発明の一実施例に係る凝固検体判定装置の
制御系を示すブロック図である。

【図４】この発明の一実施例に係る制御装置内のブロッ
ク図である。

【図５】この発明の一実施例に係る凝固検体判定装置の
制御系のメインルーチンのフローチャートである。

【図６】この発明の一実施例に係る凝固検体判定ルーチ
ンのフローチャートである。

【符号の説明】

１０ 凝固検体判定装置、 １１ 試験管（検体容器）、 １２ 血液（検体）、 １３ ロボットアーム（回動手段）、 １４ カメラ（撮像手段）、 １６ 制御装置（２値化処理手段、凝固検体判定手
段）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検体を収納した検体容器を第１の状態か
   ら第２の状態に動かして検体容器内で検体を移動させる
   工程と、 第２の状態での検体容器の内部の検体を撮像する工程
   と、 撮像した検体の画像に基づいて検体の凝固の有無を判定
   する工程とを備えた凝固検体判定方法。
2. 【請求項２】 血液を収納した試験管を鉛直に保持した
   状態からその鉛直面内で所定角度だけ回動させる工程
   と、 回動させた試験管内の血液を撮像する工程と、 撮像した画像を２値化処理する工程と、 この２値画像に基づいて血液が凝固しているか否かを判
   定する工程とを含む凝固検体判定方法。
3. 【請求項３】 検体を収納する検体容器を第１の状態か
   ら第２の状態にまで回動させる回動手段と、 この回動に伴って移動した検体容器内の検体を撮像する
   撮像手段と、 撮像された画像を２値化処理する２値化処理手段と、 この２値化処理された画像に基づいて、検体中の凝固物
   の有無を判定する凝固検体判定手段とを備えた凝固検体
   判定装置。