WO2017203864A1 - 試料液面位置計測装置及び試料液面位置計測方法 - Google Patents

試料液面位置計測装置及び試料液面位置計測方法 Download PDF

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清隆 杉山
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    • G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/49—Blood

Definitions

  • the present invention relates to a sample liquid level position measuring apparatus and a sample liquid level position measuring method.
  • a technique for analyzing components constituting a biological sample using the biological sample is provided.
  • a biological sample collected from a patient is processed in the container.
  • the sample is blood
  • the collected blood is injected into a test tube in which a separating agent is previously stored.
  • the test tube is centrifuged to separate blood into blood clot and serum, and serum, which is a component necessary for analysis, is extracted.
  • pre-processing there is processing for detecting the amount of serum. If the amount of serum is unknown, the probe may pierce the separating agent during dispensing, resulting in clogging errors. If the amount of serum can be detected at the pretreatment stage, the clogging error can be avoided by controlling the probe height. Furthermore, when the serum amount does not satisfy the amount necessary for the analysis, the dispensing amount can be determined by giving priority to the analysis items. From the above, if the amount of serum can be detected at the pretreatment stage, it is expected that the efficiency of the test using serum will be improved.
  • Patent Document 1 discloses a first light beam that passes through the serum and is blocked by the clot, and the serum and the clot. A method is disclosed in which a second light beam interrupted by the first and second beams is detected, the light transmitted through the container is detected, and the interface position is determined.
  • Patent Document 2 discloses a configuration in which a transmitted light from an infrared light surface light source is detected by a line sensor and a serum interface position is specified.
  • Patent Document 3 discloses a configuration for detecting a liquid surface position using differential value data.
  • a label attached to the surface of the container In order to measure the liquid level position of a biological sample such as serum contained in a container such as a test tube without opening the lid, it is necessary to consider a label attached to the surface of the container.
  • the label include a pre-label on which the type and lot number are printed, and a label on which a patient ID for identifying each specimen is written in a barcode. For this reason, a plurality of labels may be attached to one container.
  • a label gap is detected by using a label position detection unit (gloss level sensor), and the line sensor is rotated so as to be positioned in the gap, and a range without a label is measured to specify the liquid level position.
  • a method is disclosed.
  • a label position detection unit gloss level sensor
  • the light hitting the label is reflected and scattered, so that the intensity of the transmitted light is reduced and measurement is not easy. Even in such a case, it is required to detect the liquid level position with high reliability.
  • Patent Document 3 discloses a configuration in which a differential value of transmitted light intensity is calculated and a liquid level position is detected based on differential characteristics at the liquid level.
  • the transmitted light intensity decreases. Therefore, it is not easy to reliably detect a minute feature amount caused by the meniscus of the liquid level only with the differential value of the transmitted light intensity.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a technique for detecting the liquid level or interface position of a sample in a container with a label attached with high accuracy.
  • the present application includes a plurality of means for solving the above-described problems.
  • a first light source that emits light from a side surface of a container that contains a sample, and the first light source that sandwiches the container
  • a first optical measurement sensor that is positioned on the opposite side and that measures the transmitted light of the light from the first light source
  • a first label position measurement unit that measures the position of a label affixed to the container
  • From the transmitted light intensity data in the longitudinal direction of the container measured by the first optical measurement sensor and the position of the label in the longitudinal direction of the container measured by the first label position measuring unit There is provided a sample liquid surface position measuring apparatus comprising: an analysis unit that calculates a liquid surface position or an interface position of the sample.
  • the step of irradiating light from the side surface of the container containing the sample with the first light source, and the first optical measurement located on the opposite side of the first light source across the container A step of measuring transmitted light from the first light source by a sensor; a step of measuring the position of a label affixed to the container by a first label position measuring unit; and the first optical measurement. From the transmitted light intensity data in the longitudinal direction of the container measured by the sensor and the position of the label in the longitudinal direction of the container measured by the first label position measuring unit, the analysis unit causes the label in the container to A sample liquid surface position measuring method including the step of calculating a liquid surface position or an interface position of the sample is provided.
  • the liquid level or interface position of the sample in the container with the label attached can be detected with high accuracy. Further features related to the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings. Further, problems, configurations and effects other than those described above will be clarified by the description of the following examples.
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an overall configuration of a biological sample analyzer according to Example 1.
  • FIG. 1 is a side view of a liquid level position measuring apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a top view of a liquid level position measuring apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is an example of a transmitted light intensity profile measured by the liquid surface position measurement apparatus according to the first embodiment. It is another example of the transmitted light intensity profile measured with the liquid level position measuring apparatus which concerns on Example 1.
  • FIG. It is the 1st example of the transmitted light intensity profile measured with the liquid level position measuring apparatus which concerns on Example 1, the output of a label position measurement part, and a threshold value.
  • FIG. 6 is a side view of a liquid level position measuring apparatus according to Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a top view of a liquid surface position measuring apparatus according to Embodiment 2.
  • FIG. It is the 1st example of the transmitted light intensity profile measured with the liquid level position measuring apparatus which concerns on Example 2, the output of a label position measurement part, and a threshold value.
  • FIG. 6 is a side view of a liquid level position measuring apparatus according to Embodiment 3.
  • FIG. 6 is a top view of a liquid level position measuring apparatus according to Embodiment 3.
  • the following examples relate to a detection device for a liquid level position of a sample and a method for detecting a liquid level position of a sample, and more specifically, an interface of the component or a biological sample composed of a plurality of components.
  • the present invention relates to a specimen pretreatment apparatus that detects the position of a liquid surface or the amount of a sample.
  • a test tube Another container may be used.
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating the overall configuration of the biological sample analyzer according to the first embodiment.
  • the biological sample automatic analyzer is a device that pre-processes a biological sample (for example, blood) collected from a patient and analyzes the pre-processed biological sample.
  • the biological sample analyzer 120 includes a pretreatment system 100, a control PC 111 that controls the entire pretreatment system 100, and an automatic analyzer 112 that analyzes components of the biological sample connected to the pretreatment system 100. Yes.
  • the preprocessing system 100 is composed of a plurality of modules.
  • the pretreatment system 100 includes, as basic elements, a transfer line 101, a loading module 102, a centrifuge module 103, a sample check module (detection device) 104, an opening module 105, a labeler 106, and a dispensing module 107.
  • the input module 102 is a module for inputting a sample (a test tube containing blood), and the centrifuge module 103 is a module for performing centrifugation on the input sample.
  • the sample check module 104 is a module that detects information related to serum (serum type, serum amount, etc.).
  • the plug-opening module 105 is a module for opening the plug of the centrifuged specimen, and the dispensing module 107 divides the centrifuged specimen for dispensing by the automatic analyzer 112 or the like. It is a module.
  • the labeler 106 is a module for attaching a barcode to the small container.
  • the closing module 108 is a module for closing the stopper of the specimen
  • the storage module 110 is a module for storing the stoppered specimen.
  • the classification module 109 is a module that classifies the dispensed sample containers.
  • the transport line 101 is responsible for transporting the specimen between the modules.
  • Specimen analysis flow is as follows. First, patient blood (whole blood) is collected using a test tube. The test tube is input to the input module 102 of the pretreatment system 100. Blood collection and injection are performed manually by the user, and subsequent operations are automatic operations performed by the pretreatment system 100. In general, blood collection is performed by a nurse, and input is performed by a laboratory technician. Blood collection may be performed at a facility different from the facility where the biological sample analyzer 120 is installed.
  • the loaded test tube is transported to the centrifuge module 103 by the transfer line 101 and subjected to centrifugation.
  • the test tube contains a separating agent in advance, and is separated into a clot layer having a relatively high specific gravity and a serum layer having a relatively low specific gravity by centrifugation.
  • the centrifuged sample is conveyed to the sample check module 104 by the conveyance line 101, and the serum type and the serum amount are detected. Details of the liquid surface position detection method in the specimen check module 104 will be described later.
  • Specimens determined to have a serum type of hemolysis, jaundice, or chyle are transported to the classification module 109 by the transport line 101 and classified as error samples.
  • the specimen whose serum type is determined to be normal and whose serum amount is detected is transported to the opening module 105 by the transport line 101.
  • the centrifuge specimen is opened, and the opened specimen is conveyed to the dispensing module 107 by the transport line 101.
  • a small container to which the barcode is attached by the labeler 106 is also carried to the dispensing module 107.
  • the dispensing module 107 dispenses the serum into a small container based on the information about the serum detected by the sample check module 104.
  • the sample that has been dispensed is transported to the closing module 108 by the transport line 101.
  • the capping module 108 the specimen plug is capped, and the capped specimen is stored in the storage module 110.
  • the stored subdivided containers are transported to the automatic analyzer 112 for various component analysis.
  • the liquid surface position measurement apparatus includes a light source 201, an optical measurement sensor 202, first and second label position measurement units 203 a and 203 b, and a test tube gripping unit 206.
  • the light source 201 and the optical measurement sensor 202 are arranged so as to sandwich the test tube 200.
  • the light source 201 irradiates light from the side surface of the test tube 200 including the sample whose liquid level position is to be measured.
  • the optical measurement sensor 202 is located on the opposite side of the light source 201 with the test tube 200 interposed therebetween, and measures light from the light source 201 that has passed through the test tube 200.
  • the first label position measurement unit 203 a measures the position of the label attached to the test tube 200 along the longitudinal direction of the test tube 200.
  • the first label position measurement unit 203a includes a light source 204a and an optical measurement sensor 205a. The light emitted from the light source 204 a is reflected and scattered by the surface of the test tube 200. The optical measurement sensor 205a receives light scattered from the light source 204a when it hits the test tube 200 or a part of the reflected light.
  • the reflected light and scattered light on the wall surface of the test tube 200 are different. Specifically, for example, in the portion where the label is affixed, light is scattered by the label, so that the amount of light received by the optical measurement sensor 205a increases. On the other hand, in the part where the label is not attached, light is applied to the surface of the transparent test tube 200, so that the amount of scattered light is reduced as compared with the case where there is a label. Accordingly, the amount of light received by the optical measurement sensor 205a is reduced. For example, the liquid surface position measuring apparatus determines that the label has a position where the scattered light intensity is lower than a predetermined threshold. Thus, since scattered light changes with the presence or absence of a label, the presence or absence of a label can be detected by measuring the scattered light.
  • the optical measurement sensor 205a is arranged in the optical axis direction of the light from the light source 204a (for example, the opposite side across the test tube 200), and is configured to receive the light from the light source 204a. May be.
  • the light source 204 a irradiates light near the wall surface of the test tube 200 on the optical axis (optical path) 207 between the light source 201 and the optical measurement sensor 202.
  • the light source 204 a irradiates light at the intersection of the optical axis 207 of the light from the light source 201 and the test tube 200.
  • the wall surface of the test tube 200 is located at two locations, a portion where light enters the test tube 200 from the light source 201 and a portion where light exits from the test tube 200. is there. Therefore, the light received by the optical measurement sensor 202 is affected by the labels attached to these two places.
  • the first and second label position measuring units 203a and 203b are installed so as to detect the presence / absence of labels at these two locations.
  • the first label position measurement unit 203a is arranged on the light source 201 side, and measures the position of the label at the position where the light from the light source 201 enters the test tube 200.
  • the second label position measurement unit 203b is arranged on the optical measurement sensor 202 side, and measures the position of the label at a position where the light from the light source 201 is transmitted through the test tube 200 and emitted. According to this configuration, it is possible to estimate light scattering and attenuation at a position where light enters the test tube 200 and a position where light exits from the test tube 200.
  • the wavelength of the light source 201 a wavelength absorbed by blood clot and serum is used.
  • a wavelength in the range of 1400 nm to 1600 nm in the near infrared region or a wavelength centered around 1900 nm is selected. Since light of this wavelength is absorbed by water, most of it is absorbed by serum composed of water. More specifically, a wavelength of 1450 nm or 1550 nm may be used as the wavelength of the light source 201.
  • a laser or a light emitting diode may be used as the wavelength of the light source 201. When a laser is used, high directivity and high output can be obtained. On the other hand, the light emitting diode is inferior in directivity and output power as compared with the laser, but has an advantage that the cost is low.
  • FIG. 3A is a diagram schematically showing the amount of light received by the optical measurement sensor 202 from the light emitted from the light source 201 and transmitted through the test tube 200.
  • the test tube 200a is a test tube on which no label is attached
  • the test tube 200b is a test tube on which a label 303b is attached only on one side
  • the test tube 200c is provided with labels 303c on both sides. It is a test tube.
  • FIG. 3A is an example when the transmitted light intensity data (logarithmic scale) is measured along the vertical direction for each of the test tubes 200a, 200b, and 200c.
  • S304a indicates transmitted light intensity data (hereinafter referred to as “transmitted light intensity profile”) in the test tube 200a
  • S304b indicates a transmitted light intensity profile in the test tube 200b
  • S304c indicates that in the test tube 200c.
  • a transmitted light intensity profile is shown.
  • the centrifuged blood sample is separated into a blood clot 300, a separating agent 301, and serum 302 in order from the bottom of the test tube. Since the clot 300 does not transmit light, it hardly transmits light regardless of the number of labels.
  • the separating agent 301 is composed of a polyolefin-based resin or the like, and has the property of attenuating near infrared light but transmitting light.
  • the transmitted light intensity decreases because of the influence of scattering, reflection and attenuation at the labels 303b and 303c.
  • the light from the light source 201 is absorbed by the serum 302 portion. However, it is not completely absorbed by the serum 302, and part of the light is transmitted and received by the optical measurement sensor 202. Therefore, the transmitted light intensity varies depending on the number of labels. For example, the transmitted light intensity in the portion of serum 302 is the highest in the case of the test tube 200a, the next highest in the case of the test tube 200b, and the lowest in the case of the test tube 200c.
  • the light is reflected, scattered, and attenuated by the labels 303b and 303c, so that the transmitted light intensity varies depending on the number of labels.
  • FIG. 3B shows another example of the amount of light received by the optical measurement sensor 202 from the light emitted from the light source 201 and transmitted through the test tube 200.
  • FIG. 3B shows the transmitted light intensity in the test tube 200d.
  • 3B is different from the example of FIG. 3A in the relationship between the upper surface position of the serum 302 of the specimen and the upper end position of the label 303d, and the upper surface position of the serum 302 is located above the upper end of the label 303d.
  • the transmitted light intensity greatly changes even in the same serum 302 region depending on the presence or absence of the label. Comparing the test tube 200b (labeled only on one side) in FIG. 3A with the test tube 200d in FIG. 3B, the same is true even though the positional relationship between the upper surface of the serum 302 and the upper end of the label is reversed. Such a transmitted light intensity profile is obtained. In such a transmitted light intensity profile, it is difficult to distinguish between the upper surface of the serum 302 and the upper end of the label.
  • FIG. 4A to 4C are schematic diagrams illustrating the output of the label position measurement unit 203 in addition to the transmitted light intensity profile received by the optical measurement sensor 202.
  • FIG. The outputs of the first and second label position measuring units 203a and 203b are shown as Lo level when a label is detected and as Hi level when a label is not detected.
  • FIG. 4A is an example in the case of the test tube 200a without a label.
  • the outputs S401a and S402a of the first and second label position measuring units 203a and 203b are both at the Hi level. Therefore, the liquid level position measuring apparatus (more specifically, a data analysis unit 705 described later) compares the transmitted light intensity profile S304a with the threshold value S403a when there is no label, and transmits the transmitted light intensity profile S304a and the threshold value S403a.
  • the liquid surface or interface position is detected from the intersection of Specifically, the liquid surface position measuring device detects the boundary surface between the separating agent 301 and the serum 302 and the boundary surface between the serum 302 and the air layer (a vacuum part in the case of a vacuum test tube). Similarly, the liquid level position measuring apparatus can also detect the boundary surface between the clot 300 and the separating agent 301.
  • FIG. 4B is an example of a test tube 200b in which a label is attached only on one side.
  • the output S402b of the first label position measurement unit 203a on the one side becomes the Lo level in the range where the label is affixed.
  • the output S401b of the second label position measurement unit 203b is at the Hi level.
  • the threshold value S403b is set to be relatively small in the range where the label is attached, compared to the case where the label is not attached.
  • the liquid surface position measuring device compares the transmitted light intensity profile S304b with the threshold value S403b, and detects the liquid surface or interface position from the intersection of the transmitted light intensity profile S304b and the threshold value S403b.
  • FIG. 4C is an example in the case of the test tube 200c having labels on both sides.
  • the outputs S401c and S402c of the first and second label position measuring units 203a and 203b are both at the Lo level. Therefore, in this range, the threshold value S403c is set to be smaller than in the case where the label is attached only to one side.
  • the liquid surface position measuring device compares the transmitted light intensity profile S304c and the threshold value S403c, and detects the liquid surface or interface position from the intersection of the transmitted light intensity profile S304c and the threshold value S403c.
  • a threshold value S403a when there is no label is shown for reference.
  • the transmitted light intensity at the portion of the separating agent 301 is small, so that the separating agent 301, the blood clot 300, and the serum 302 cannot be distinguished, and the interface between the serum 302 and the separating agent 301 is detected. Can not do it.
  • the transmitted light intensity at the label portion above the serum 302 is small, the upper surface of the serum 302 cannot be detected, and the upper end of the label is erroneously detected as the upper surface of the serum.
  • the threshold value is changed at the portion where the label is present, the upper surface of the separating agent 301 and the upper surface of the serum 302 with reduced transmitted light intensity can be detected.
  • the liquid surface position measuring apparatus detects the presence / absence of a label by the first and second label position measuring units 203a and 203b, and based on the detection result, a threshold value (for detecting each interface in the specimen). Change the threshold. For example, the threshold value is decreased as the number of detected labels increases. In the example of FIGS. 4A to 4C, the threshold magnitude relationship at the position where the label is detected is S403a> S403b> S403c.
  • the liquid surface position measuring apparatus uses the threshold value corresponding to the detection result of the label, thereby allowing the interface in the specimen (the interface between the clot 300 and the separating agent 301, the interface between the separating agent 301 and the serum 302, and the serum 302 Detect at least one of the upper liquid levels.
  • the liquid level position measuring apparatus may determine threshold values corresponding to the four states.
  • the threshold value determined here removes the influence of reflection, attenuation, and scattering by the transmitted light intensity label from the light source 201 to the optical measurement sensor 202. By doing in this way, even when a label is stuck and the transmitted light intensity becomes weak, the liquid level can be detected without erroneous detection.
  • the liquid level position measuring device may detect the liquid level by executing a process of increasing the transmitted light intensity profile only at the portion where the label is present while the threshold value is fixed. This corresponds to compensating the transmitted light intensity attenuated by the label and detecting the liquid level in the same manner as in the state where there is no label.
  • the polarities of the outputs of the label position measuring units 203a and 203b may be reversed. Specifically, the label position measurement units 203a and 203b may output a Hi level when there is a label, and output a Lo level when there is no label. Further, although the configuration has been described in which the output of the label position measuring units 203a and 203b is output as digital values of Hi level and Lo level, the present invention is not limited to this. Using the analog value output sensor, the label position measurement units 203a and 203b may determine the presence / absence of a label based on the analog value, or may determine the threshold value as an analog value.
  • red light emitting diodes are used as the light sources 204a and 204b of the label position measuring units 203a and 203b.
  • the red visible light source has a merit that it is less expensive than near infrared light or ultraviolet light.
  • the light from the light sources 204a and 204b of the label position measurement units 203a and 203b is applied directly to the test tube 200, direct reflected light is input to the optical measurement sensors 205a and 205b of the label position measurement units 203a and 203b. It may be difficult to detect the presence or absence of a label. In such a case, the light from the light sources 204a and 204b of the label position measurement units 203a and 203b is slightly inclined with respect to the test tube 200 so that the reflected light is not directly reflected to the label position measurement units 203a and 203b. Good.
  • the light sources 204a and 204b irradiate light with an inclination of about 5 to 40 degrees with respect to the optical axis 207, and the light measurement sensors 205a and 205b receive the light scattered on the surface of the test tube 200. Is preferred. Since the scattered light varies depending on the presence or absence of the label, the presence or absence of the label can be detected robustly by measuring the scattered light without measuring the reflected light.
  • the label is printed with a barcode.
  • the printed black line is thick, the scattered light is smaller than the white part of the label, and there is a possibility that it is erroneously determined that there is no label even though there is a label. This can be avoided by making the spot diameters of the light sources 204a and 204b larger than the print line. Further, by taking a moving average of the outputs of the optical measurement sensors 205a and 205b, it is possible to remove the fine influence of printing in the label and accurately measure the presence or absence of the label.
  • the positional relationship between the two label position measuring units 203a and 203b is not limited to the arrangement shown in the figure.
  • interference may occur and malfunction may occur.
  • the vertical positional relationship between the label position measurement units 203 a and 203 b and the light source 201 and the optical measurement sensor 202 is not limited to the arrangement shown in the figure, and the label position measurement units 203 a and 203 b include the light source 201 and the optical measurement sensor 202. May also be on the upper side.
  • an optical measurement sensor with a wide dynamic range is required.
  • a configuration in which the output current of the photodiode is converted into a voltage and amplified by a logarithmic amplifier is conceivable.
  • the photodiode for example, a sensor sensitive to near infrared light made of InGaAs (indium gallium arsenide) may be used.
  • InGaAs indium gallium arsenide
  • An AGC automatic gain control
  • the gain is dynamically changed by the AGC amplifier. Thereby, it is possible to take a wide dynamic range and receive light from small power to large power.
  • the signal-to-noise ratio may be improved by pulsed emission of light from the light source and measuring in synchronization (synchronous detection).
  • FIG. 5C is an example of the transmitted light intensity profile and the signal after passing through the filter in the case of FIGS. 5A and 5B.
  • S304e is a transmitted light intensity profile in the case of FIG. 5B
  • S304f is a transmitted light intensity profile in the case of FIG. 5A.
  • the outputs of the first and second label position measuring units 203a and 203b do not change in either case of FIG. 5A or FIG. 5B. Therefore, the threshold value S403ef for detecting the liquid level is not changed in either case of FIGS. 5A and 5B.
  • the transmitted light intensity is smaller when the four-layer label is transmitted, an error occurs when the liquid level is detected with the same threshold.
  • 5C is an enlarged view of the transmitted light intensity profile.
  • the threshold value S403ef is used, an error occurs in the liquid level detection position between the case of FIG. 5A and the case of FIG. 5B. In order to reduce this error, a filtered signal is used.
  • the liquid level position measuring apparatus may include a filter unit that filters the transmitted light intensity profile to obtain a filter waveform of the transmitted light intensity profile.
  • the liquid surface position measuring apparatus corrects the liquid surface position or interface position of the sample using the position (for example, peak position) of the feature point of the filter waveform.
  • the lower waveform in FIG. 5C is an example in which the transmitted light intensity profile is passed through a filter having bandpass characteristics.
  • S501e is an example in which the transmitted light intensity profile in the case of FIG. 5B is passed through the filter
  • S501f is an example in which the transmitted light intensity profile in the case of FIG. 5A is passed through the filter.
  • the filter characteristic is preferably a bandpass characteristic in which a low frequency region is cut in order to detect a change in transmitted light intensity and a high frequency region is cut in order to remove noise. When the noise is small, a high-pass characteristic may be used to detect a change in the liquid level.
  • the lower right graph in FIG. 5C is an enlarged view of the signal after passing through the band pass filter.
  • Waveforms S501e and S501f of the signal after passing through the band pass filter have a peak at the position where the transmitted light intensity changes on the serum surface. This is presumably because the change at the point where the optical axis 207 of the light from the light source 201 has just reached the liquid level position is maximized. The position where this change occurs is almost unchanged even when the attenuation is large due to the label. Therefore, the liquid surface position measuring device can detect the liquid surface position with high accuracy by detecting the peak of the signal after filtering.
  • the liquid level position measuring device is configured to search for a rough liquid level position based on the threshold value and to correct it using the filtered signal.
  • a configuration using a FIR (Fine Impulse Response) filter that filters a digitized transmitted light intensity profile, or a digital filter configuration using an IIR (Infinite Impulse Response) filter can be considered.
  • FIR Fast Impulse Response
  • IIR Intelligent Impulse Response
  • the present invention is not limited to this, and a filter mounted with an analog circuit may be used.
  • the liquid level position measuring apparatus when a high-pass filter is used, it becomes sensitive to high-frequency noise because high-frequency components are extracted. Since the liquid level position measuring apparatus according to the present embodiment performs liquid level measurement even when a plurality of labels are attached, the optical measurement sensor needs to be highly sensitive and is also highly sensitive to noise. Sensitivity. Therefore, the signal data after the filter can be used for correction so that it is relatively unaffected by noise.
  • the liquid level position measurement device may determine the value of the temporary liquid level position as the final liquid level position when the peak of the post-filter signal is not found near the temporary liquid level detected by the threshold value. .
  • the transmitted light intensity is expressed in a logarithmic scale such as a common logarithm, natural logarithm, or absorbance, and after a small signal change is emphasized, it is passed through a filter such as a high-pass filter or a band-pass filter to obtain a liquid level. Emphasize changes in position. Therefore, the liquid surface position measuring apparatus converts the transmitted light intensity profile to a logarithmic scale, and then inputs the converted profile to the filter unit to acquire a filter waveform. By doing in this way, it becomes possible to respond to a signal with a wide dynamic range when a plurality of sheets are attached from the case where no label is attached, and the liquid level position can be detected with high accuracy.
  • a logarithmic scale such as a common logarithm, natural logarithm, or absorbance
  • FIG. 6 is an operation flow for measuring the liquid surface position with the liquid surface position measuring apparatus.
  • the liquid surface position measurement apparatus receives light from the light source 201 using the optical measurement sensor 202, and measures the transmitted light intensity profile in the longitudinal direction of the test tube 200 (S600).
  • the liquid surface position measuring apparatus measures the scattered light intensity profile by the label using the label position measuring units 203a and 203b, and measures the position in the longitudinal direction of the label (S601). For example, the liquid surface position measurement apparatus determines that the label has a position where the value of the scattered light intensity profile is lower than a predetermined threshold.
  • the liquid level position measuring device generates a threshold value at each position in the longitudinal direction of the test tube 200 according to the presence / absence of a label from the outputs of the label position measuring units 203a and 203b (S602).
  • the liquid surface position measuring device compares the transmitted light intensity profile with a threshold value, and calculates the intersection.
  • the liquid level position measuring device detects the intersection as a liquid level, and determines this as a temporary liquid level position (S603).
  • the liquid surface position measuring apparatus calculates a signal obtained by passing the transmitted light intensity profile measured in S600 through the filter (S604).
  • the liquid level position measuring device searches for the peak point of the filtered signal calculated in S604 near the temporary liquid level position detected in S603, and sets the peak point as the liquid level position (S605).
  • the liquid level position can be accurately measured without erroneously detecting the liquid level even when a plurality of labels are attached. Is possible.
  • either one of the front-rear relationships between S600 and S601 may be first, or may be measured simultaneously. Measurement can be performed simultaneously by fixing the label position measurement units 203a and 203b, the light source 201, and the optical measurement sensor 202 and moving the test tube 200 in the vertical direction for scanning.
  • the processing is performed by shifting the time waveform by a predetermined time.
  • the processing is executed in the order of searching for the peak point of the filtered signal calculated in S604 first, storing a plurality of peak points in the memory, and searching for the one near the temporary liquid surface position. May be.
  • the liquid level position is searched using the transmitted light intensity profile and the output of the label position measuring units 203a and 203b, and the peak of the filtered signal is used in the vicinity of the searched liquid level position. By determining this, the liquid level position can be measured with high accuracy.
  • FIG. 7 is a diagram showing components in the vicinity of the liquid level position measuring apparatus of FIGS. 2A and 2B.
  • the liquid level position measurement apparatus includes a driver 700, a vertical control unit 701, a moving mechanism 702, a test tube gripping unit 206, and a test.
  • a tube holder 703, a data acquisition unit 704, a data analysis unit 705, a storage unit 706, a controller 707, and an input / output unit 708 are provided.
  • the light source 201 emits light toward the test tube 200, and the optical measurement sensor 202 receives the light transmitted through the test tube 200.
  • the label position measurement units 203a and 203b apply light to the test tube 200 and measure the reflected light or scattered light.
  • the driver 700 drives the light source 201.
  • the test tube 200 is carried on the test tube holder 703.
  • the test tube holding unit 206 holds the upper part of the test tube 200.
  • the moving mechanism 702 moves the test tube 200 in the vertical direction by moving the test tube grip 206 in the vertical direction.
  • the movement mechanism 702 is controlled by the vertical controller 701.
  • the data acquisition unit 704 acquires outputs from the optical measurement sensor 202 and the label position measurement units 203a and 203b.
  • the data acquisition unit 704 temporarily stores the acquired data in the storage unit 706.
  • the data analysis unit 705 acquires data stored in the storage unit 706 and analyzes the acquired data.
  • the data analysis unit 705 uses the transmitted light intensity profile in the longitudinal direction of the test tube 200 measured by the optical measurement sensor 202 and the position of the label in the longitudinal direction of the test tube 200 measured by the label position measuring units 203a and 203b.
  • the liquid level position or interface position of the sample in the test tube 200 is calculated.
  • the analysis process performed here is the process described in S602 to S605 of FIG.
  • the data analysis unit 705 temporarily stores the interface position or the liquid level position as a result of the analysis in the storage unit 706.
  • the input / output unit 708 acquires liquid level position data from the storage unit 706 and outputs the data.
  • the data output destination is a host controller and / or a display unit such as a display.
  • the controller 707 controls these series of operations.
  • the set value of the threshold value used for detecting the interface position or the liquid level may be stored in the storage unit 706 through the input / output unit 708 in advance. Threshold values may be set for each type of test tube, label type, or apparatus, and each threshold value may be input using the input / output unit 708 and stored in the storage unit 706.
  • the data analysis unit 705 can calculate the liquid amount of the target sample from the calculated liquid surface position.
  • the data analysis unit 705 calculates the serum volume from information on physical dimensions such as the interface position between the serum and the separating agent, the position of the upper surface of the serum, and the diameter of the test tube set in the storage unit 706 in advance. Can be calculated.
  • the calculated serum volume is output through the input / output unit 708.
  • the liquid level position measuring apparatus measures the transmitted light intensity profile and the output profiles of the label position measuring units 203a and 203b while moving the test tube 200 in the vertical direction, and based on the presence or absence of the label, the threshold value is measured. And the liquid level position is calculated using the threshold value.
  • the interface position of the sample composed of a plurality of components can be detected with high accuracy even in a state where the label is attached to the test tube.
  • the liquid level position can be detected with high accuracy even when light scattering and attenuation are large.
  • the present Example demonstrated the structure which moves the test tube 200 to a perpendicular direction with the moving mechanism 702, it does not restrict to this.
  • the transmitted light intensity profile and the label position in the longitudinal direction of the test tube 200 may be measured by fixing the test tube 200 and moving the light source 201, the optical measurement sensor 202, and the label position measurement units 203a and 203b. Therefore, the moving mechanism 702 only needs to change the vertical relative positions of the test tube 200, the light source 201, the optical measurement sensor 202, and the label position measurement units 203a and 203b. While changing the relative position in the vertical direction using the moving mechanism 702, the optical measurement sensor 202 measures the transmitted light of the light from the light source 201, and the label position measurement units 203a and 203b only need to measure the label position. .
  • the label position measuring units 203a and 203b have been described as having a light source and an optical measurement sensor, but the present invention is not limited to this.
  • the test tube 200 may be imaged and the position of the label may be recognized by image processing.
  • a plurality of images may be captured by a camera while rotating the test tube 200, and the presence or absence of a label on the optical axis for measuring transmitted light intensity may be recognized using these images. In this way, it is possible to recognize the presence or absence of labels on both sides of the intersection of the optical axis 207 and the wall surface of the test tube 200 with one camera.
  • Example 2 are configuration diagrams of the liquid level position measuring apparatus according to the second embodiment.
  • the liquid surface position measurement apparatus includes a light source 201, an optical measurement sensor 202, and a label position measurement unit 203a.
  • the configuration including two label position measurement units has been described.
  • one label position measurement unit 203a is used, there is an effect of highly accurate liquid level detection.
  • FIG. 9A is a first example of a transmitted light intensity profile, an output of a label position measuring unit, and a threshold value measured by the liquid surface position measuring apparatus according to the present embodiment.
  • the liquid level position measuring device compares the threshold value S903a when there is no label and the transmitted light intensity profile S902a, and detects the liquid level position.
  • FIG. 9B is a second example of the transmitted light intensity profile, the output of the label position measuring unit, and the threshold value measured by the liquid surface position measuring apparatus according to the present embodiment.
  • the output of the label position measuring unit 203a becomes Lo level within the label range, To detect.
  • the liquid surface position measurement apparatus sets the threshold value S903b to be smaller (compared to the case where there is no label) in the detected range of the label.
  • the liquid level position measuring device compares the threshold value S903b with the transmitted light intensity profile S902b, and detects the liquid level position.
  • FIG. 9C is a third example of the transmitted light intensity profile, the output of the label position measurement unit, and the threshold value measured by the liquid level position measurement apparatus according to the present embodiment.
  • the label is attached only to one side of the test tube, but when there is a label on the opposite side to the label position measuring unit 203a, the output of the label position measuring unit 203a is at the Hi level, and the label Is not detected. Therefore, the liquid level position measuring apparatus compares the threshold value S903c when there is no label with the transmitted light intensity profile S902c. In order to detect the liquid level even in this state, the threshold value S903c when there is no label is set to such a value that the liquid level position can be measured in both the states of FIGS. 9A and 9C. That is, the threshold value S903c may be set to a value that can intersect the transmitted light intensity profile at the liquid level in both the states of FIGS. 9A and 9C.
  • FIG. 9D is a fourth example of the transmitted light intensity profile, the output of the label position measurement unit, and the threshold value measured by the liquid level position measurement apparatus according to the present embodiment.
  • the output of the label position measurement unit 203a becomes Lo level within the label range, and the label is detected.
  • the liquid level position measuring apparatus sets the threshold value S903d to be smaller (compared to the case where there is no label) in the detected range of the label.
  • the threshold value S903d of the range where the label exists may be set to a range where the liquid level can be detected even when the label is on one side or the label is on both sides.
  • the threshold value setting is severe compared to the case where there are two label position measuring units, but the liquid level position can be measured by changing the threshold value by the output of the label position measuring unit 203a. It becomes possible.
  • the label position measurement unit 203a may be on the light source 201 side or on the optical measurement sensor 202 side.
  • FIGS. 10A and 10B are configuration diagrams of the liquid level position measuring apparatus according to the present embodiment.
  • the liquid surface position measurement apparatus includes a light source 201, an optical measurement sensor 202, and an optical measurement sensor 1001.
  • the light source of the label position measuring unit 203a described in the first and second embodiments is shared with the light source 201 for measuring transmitted light intensity.
  • the light emitted from the light source 201 is received by the optical measurement sensor 202 through the test tube 200.
  • a part of the light from the light source 201 is scattered and reflected by the surface of the test tube 200, and a part of the light is received by the optical measurement sensor 1001.
  • the amount of light received by the optical measurement sensor 1001 is affected by the state of the surface of the test tube 200, that is, the presence or absence of a label. Therefore, the liquid level position measuring apparatus can detect the presence / absence of a label from the output of the optical measurement sensor 1001.
  • the liquid level position measuring device can detect the presence / absence of a label and change the threshold value according to the presence / absence of a label to measure the liquid level.
  • the influence of the label can be reduced and the liquid level can be calculated with high accuracy. Further, by making the light source for transmitted light intensity measurement and the light source for label detection common, the components of the apparatus can be reduced.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications.
  • the above embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment.
  • the structure of another Example can also be added to the structure of a certain Example.
  • another configuration can be added, deleted, or replaced.
  • Each of the above-described configurations and functions may be realized by software by the processor interpreting and executing a program that realizes each function.
  • Information such as programs and files for realizing each function can be placed in a memory, a hard disk, a recording device such as an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
  • SSD Solid State Drive
  • control lines and information lines indicate what is considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. All the components may be connected to each other.
  • SYMBOLS 100 Pretreatment system 101 ... Conveyance line 102 ... Input module 103 ... Centrifugal module 104 ... Sample check module 105 ... Opening module 106 ... Labeler 107 ... Dispensing module 108 ... Closing module 109 ... Classification module 110 ... Storage module 111 ... PC for control DESCRIPTION OF SYMBOLS 112 ... Automatic analyzer 120 ... Biological sample analyzer 200 ... Test tube 201 ... Light source 202 ... Optical measurement sensor 203 ... Label position measurement part 204 ... Light source 205 ... Optical measurement sensor 206 ... Test tube holding part 207 ... Optical axis 300 ... Blood ⁇ 301 ...
  • Separation agent 302 ... Serum 700 ... Driver 701 ... Vertical control unit 702 ... Moving mechanism 703 ... Test tube holder 704 ... Data acquisition unit 705 ... Data analysis unit 706 ... Storage unit 707 ... Controller 708 ... Input / output unit 1001 ... Light Measuring sensor

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Abstract

試料液面位置計測装置は、試料を含む容器の側面から光を照射する第１の光源と、前記容器を挟んで前記第１の光源と反対側に位置し、前記第１の光源からの光の透過光を計測する第１の光計測センサと、前記容器に貼付されたラベルの位置を計測する第１のラベル位置計測部と、前記第１の光計測センサによって計測された前記容器の長手方向の透過光強度データと、前記第１のラベル位置計測部によって計測された前記容器の長手方向の前記ラベルの位置から、前記容器内の前記試料の液面位置又は界面位置を算出する解析部とを備える。

Description

試料液面位置計測装置及び試料液面位置計測方法
　本発明は、試料液面位置計測装置及び試料液面位置計測方法に関する。
　従来から生体試料を用いて当該生体試料を構成する成分を分析する技術が提供されてきた。この技術には、専用の容器が用意されており、患者から採取した生体試料は、当該容器で処理される。例えば、試料が血液の場合、予め分離剤が収納されている試験管に、採取した血液を注入する。その後、当該試験管に対して遠心分離を施すことで、血液を血餅と血清に分離し、分析に必要な成分である血清を抽出している。
　近年、血清を用いて測定できる検査項目が多様化している。その結果、自動分析装置の数も増加しており、検体数の増加も顕著となっている。この状況を受け、生体試料を自動分析装置に投入する前に行う処理（前処理）や、自動分析装置への検体の搬送処理を自動で行うシステムへの要求が高まっている。
　前処理の例として、血清量を検出する処理がある。血清量が不明の場合、分注時にプローブが分離剤に突き刺さり、詰まりエラーが生じることがある。前処理の段階で血清量を検出することができれば、プローブ高さを制御して詰まりエラーを回避することができる。さらに、血清量が分析に必要な量を満たさない場合、分析項目に優先順位を設けて分注量を決定することができる。以上より、前処理の段階で血清量を検出することができれば、血清を用いて測定する検査の高効率化が見込まれる。
　血清量を検出する技術、あるいは、血清などの試料の液面位置を計測する技術として、特許文献１には、血清を透過し、血餅に遮られる第１の光ビームと、血清及び血餅に遮られる第２の光ビームを用い、前記第１、第２のビームが容器を透過した光を検出し、界面位置を決定する方法が開示されている。また、特許文献２には、赤外光面光源からの透過光をラインセンサで検出して、血清界面位置を特定する構成が開示されている。また、特許文献３には、微分値のデータを用いて液面位置を検出する構成が開示されている。
特表２００５－５１６２１２号公報 特開２００４－３７３２０号公報 特開２００４－０３７３２２号公報
　試験管などの容器に入った血清などの生体試料の液面位置を、蓋を開けずに計測するためには、容器表面に貼付されたラベルを考慮する必要がある。ラベルの例としては、その種類やロット番号などが印字されたプリラベルや、各検体識別用の患者ＩＤなどがバーコードなどで記載されたラベルなどがある。このため、１つの容器に複数枚のラベルが貼付されることもある。
　特許文献２には、ラベル位置検出手段（光沢度センサ）を用いてラベルの隙間を探し、ラインセンサを隙間に位置付けるように回転させて、ラベルのない範囲を計測して液面位置を特定する方法が開示されている。しかしながら、複数枚のラベルが貼られているような状況では、このようなラベルの隙間がない場合もある。このため、ラベルが容器全周に貼付されており、隙間がない場合にも液面を検出できる方法が求められている。また、複数枚のラベルを透過させて計測させようとすると、ラベルに当たった光が反射及び散乱するため、透過光の強度が小さくなり、計測が容易ではなくなる。このような場合においても、信頼性高く、液面位置を検出することが求められる。
　また、特許文献３では、透過光強度の微分値を算出し、液面での微分特性を元に液面位置を検出する構成が開示されている。しかしながら、複数枚のラベルが貼られているような状況では、透過光強度が小さくなる。したがって、透過光強度の微分値だけでは、液面のメニスカスに起因するような微小な特徴量を信頼性高く検出することは容易ではない。
　そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ラベルが貼付された容器内の試料の液面又は界面位置を高精度に検出する技術を提供する。
　例えば、上記課題を解決するために、請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例をあげるならば、試料を含む容器の側面から光を照射する第１の光源と、前記容器を挟んで前記第１の光源と反対側に位置し、前記第１の光源からの光の透過光を計測する第１の光計測センサと、前記容器に貼付されたラベルの位置を計測する第１のラベル位置計測部と、前記第１の光計測センサによって計測された前記容器の長手方向の透過光強度データと、前記第１のラベル位置計測部によって計測された前記容器の長手方向の前記ラベルの位置から、前記容器内の前記試料の液面位置又は界面位置を算出する解析部と、を備える試料液面位置計測装置が提供される。
　また、他の例によれば、第１の光源によって、試料を含む容器の側面から光を照射するステップと、前記容器を挟んで前記第１の光源と反対側に位置した第１の光計測センサによって、前記第１の光源からの光の透過光を計測するステップと、第１のラベル位置計測部によって、前記容器に貼付されたラベルの位置を計測するステップと、前記第１の光計測センサによって計測された前記容器の長手方向の透過光強度データと、前記第１のラベル位置計測部によって計測された前記容器の長手方向の前記ラベルの位置から、解析部によって、前記容器内の前記試料の液面位置又は界面位置を算出するステップとを含む試料液面位置計測方法が提供される。
　本発明によれば、ラベルが貼付された容器内の試料の液面又は界面位置を高精度に検出することができる。本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
実施例１に係る生体試料分析装置の全体構成を示す構成図である。 実施例１に係る液面位置計測装置の側面図である。 実施例１に係る液面位置計測装置の上面図である。 実施例１に係る液面位置計測装置で測定される透過光強度プロファイルの一例である。 実施例１に係る液面位置計測装置で測定される透過光強度プロファイルの別の例である。 実施例１に係る液面位置計測装置で測定される透過光強度プロファイル、ラベル位置計測部の出力、及び、閾値の第１の例である。 実施例１に係る液面位置計測装置で測定される透過光強度プロファイル、ラベル位置計測部の出力、及び、閾値の第２の例である。 実施例１に係る液面位置計測装置で測定される透過光強度プロファイル、ラベル位置計測部の出力、及び、閾値の第３の例である。 液面位置計測装置の光軸上に４層のラベルが存在する例である。 液面位置計測装置の光軸上に２層のラベルが存在する例である。 図５Ａ及び図５Ｂの場合の透過光強度プロファイル、及び、フィルタ通過後信号の例である。 実施例１に係る液面位置計測装置で液面位置を計測する動作フローである。 図２Ａ及び図２Ｂの液面位置計測装置の周辺の構成要素を示す図である。 実施例２に係る液面位置計測装置の側面図である。 実施例２に係る液面位置計測装置の上面図である。 実施例２に係る液面位置計測装置で測定される透過光強度プロファイル、ラベル位置計測部の出力、及び、閾値の第１の例である。 実施例２に係る液面位置計測装置で測定される透過光強度プロファイル、ラベル位置計測部の出力、及び、閾値の第２の例である。 実施例２に係る液面位置計測装置で測定される透過光強度プロファイル、ラベル位置計測部の出力、及び、閾値の第３の例である。 実施例２に係る液面位置計測装置で測定される透過光強度プロファイル、ラベル位置計測部の出力、及び、閾値の第４の例である。 実施例３に係る液面位置計測装置の側面図である。 実施例３に係る液面位置計測装置の上面図である。
　以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明する。添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。なお、実施の形態及び実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
　以下の実施例は、試料の液面位置の検出装置、及び、試料の液面位置の検出方法に関し、より具体的には、複数の成分により構成される生体試料に対して当該成分の界面或いは液面の位置、又は、試料の量を検出する検体前処理装置に関する。以下では、試料を試験管に入れた例で説明するが、試験管に限定されず、他の容器が使用されてもよい。
［実施例１］
　実施例１に係る生体試料分析装置を、図１～図６を用いて説明する。図１は、実施例１に係る生体試料分析装置の全体構成を示す構成図である。
　生体試料自動分析装置は、患者から採取した生体試料（一例として、血液）を前処理して、前処理後の生体試料を分析する装置である。生体試料分析装置１２０は、前処理システム１００と、前処理システム１００全体を制御する制御用ＰＣ１１１と、前処理システム１００に接続された生体試料の成分を分析する自動分析装置１１２とから構成されている。
　前処理システム１００は、複数のモジュールから構成されている。前処理システム１００は、基本要素として、搬送ライン１０１と、投入モジュール１０２と、遠心分離モジュール１０３と、検体チェックモジュール（検出装置）１０４と、開栓モジュール１０５と、ラベラ１０６と、分注モジュール１０７と、閉栓モジュール１０８と、分類モジュール１０９と、収納モジュール１１０とを備える。
　投入モジュール１０２は、検体（血液が入った試験管）を投入するモジュールであり、遠心分離モジュール１０３は、投入された検体に対して遠心分離を施すモジュールである。検体チェックモジュール１０４は、血清に関する情報（血清種別及び血清量など）を検出するモジュールである。開栓モジュール１０５は、遠心分離された検体の栓を開栓するモジュールであり、分注モジュール１０７は、自動分析装置１１２などで分析するために、遠心分離された検体を小分け（分注）するモジュールである。ラベラ１０６は、その小分けの容器にバーコードを貼付けるモジュールである。閉栓モジュール１０８は、検体の栓を閉栓するモジュールであり、収納モジュール１１０は、閉栓された検体を収納するモジュールである。分類モジュール１０９は、分注された検体容器を分類するモジュールである。搬送ライン１０１は、各モジュール間の検体の搬送作業を担う。
　検体の分析フローは以下の通りである。まず、試験管を用いて患者血液（全血）を採取する。試験管は、前処理システム１００の投入モジュール１０２に投入される。なお、採血と投入はユーザのマニュアル作業で行い、以後の作業は前処理システム１００による自動作業となる。また、一般的には、採血は看護師によって行われ、投入は検査技師によって行われる。採血は、生体試料分析装置１２０が設置される施設とは異なる施設で行われることもある。
　投入された試験管は、搬送ライン１０１によって遠心分離モジュール１０３に運ばれ、遠心分離が施される。試験管には予め分離剤が入っており、遠心分離によって、相対的に比重の大きい血餅の層と、相対的に比重が小さい血清の層に分離される。遠心分離された検体は搬送ライン１０１によって検体チェックモジュール１０４に運ばれ、血清種別及び血清量が検出される。検体チェックモジュール１０４における液面位置検出方法の詳細は後述する。
　血清種別が溶血、黄疸、又は乳びであると判断された検体は、搬送ライン１０１によって分類モジュール１０９に運ばれ、エラー検体として分類される。一方、血清種別が正常であると判断され、かつ、血清量が検出された検体は、搬送ライン１０１によって開栓モジュール１０５に運ばれる。開栓モジュール１０５では、遠心分離された検体の栓が開栓され、開栓された検体は、搬送ライン１０１によって分注モジュール１０７に運ばれる。同時に、ラベラ１０６でバーコードが貼付された小分けの容器も分注モジュール１０７に運ばれる。分注モジュール１０７は、検体チェックモジュール１０４で検出した血清に関する情報をもとに、小分けの容器に血清を分注する。分注が完了した検体は、搬送ライン１０１によって閉栓モジュール１０８に運ばれる。閉栓モジュール１０８では、検体の栓が閉栓され、閉栓された検体は、収納モジュール１１０に収納される。収納された小分けの容器は自動分析装置１１２に運ばれ、各種成分分析が行われる。
　図２Ａ及び図２Ｂは、液面位置計測装置の構成図である。液面位置計測装置は、光源２０１と、光計測センサ２０２と、第１及び第２のラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂと、試験管把持部２０６とを備える。光源２０１及び光計測センサ２０２は、試験管２００を挟むように配置されている。光源２０１は、液面位置の測定対象である試料を含む試験管２００の側面から光を照射する。光計測センサ２０２は、試験管２００を挟んで光源２０１と反対側に位置し、試験管２００を透過してきた光源２０１からの光を計測する。
　第１及び第２のラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂは同じ構成であるため、以下では、第１のラベル位置計測部２０３ａについて説明し、第２のラベル位置計測部２０３ｂの説明は省略する。第１のラベル位置計測部２０３ａは、試験管２００に貼付されたラベルの位置を試験管２００の長手方向に沿って計測するものである。第１のラベル位置計測部２０３ａは、光源２０４ａと、光計測センサ２０５ａとを備える。光源２０４ａから照射された光は、試験管２００の表面で反射及び散乱される。光計測センサ２０５ａは、光源２０４ａからの光が試験管２００に当たって散乱した光又は反射した光の一部を受光する。
　試験管２００の壁面にラベルが貼付されている場合と、貼付されていない場合とを比較すると、試験管２００の壁面での反射光及び散乱光が異なる。具体的には、例えば、ラベルが貼付されている部分では、ラベルにより光が散乱されるため、光計測センサ２０５ａで受光される光量が増加する。一方、ラベルが貼付されていない部分では、透明な試験管２００の表面に光があたるため、ラベルがある場合と比較し、散乱される光量が減少する。したがって、光計測センサ２０５ａで受光される光量が減少する。例えば、液面位置計測装置は、散乱光強度が所定の閾値より低くなった位置をラベルが有ると判定する。このように、ラベルの有無により散乱光が異なるため、散乱光を計測することによりラベルの有無を検出することができる。
　なお、散乱光でなく、反射光を計測するなどしてラベルの有無を検出してもよい。また、別の例として、光計測センサ２０５ａが、光源２０４ａからの光の光軸方向（例えば、試験管２００を挟んで反対側）に配置され、光源２０４ａからの光を受光するように構成されてもよい。
　光源２０４ａは、光源２０１と光計測センサ２０２との間の光軸（光路）２０７上の試験管２００の壁面付近に光を照射する。言い換えれば、光源２０４ａは、光源２０１からの光の光軸２０７と試験管２００との交点に光を照射する。このようにすることで、光源２０１と光計測センサ２０２との間の光軸２０７上のラベルの有無を検出することができる。光源２０１と光計測センサ２０２の間の光軸２０７上において、光源２０１から試験管２００に光が入る部分と、光が試験管２００から出てくる部分の２か所に試験管２００の壁面がある。したがって、光計測センサ２０２で受光する光は、これら２か所に貼られているラベルにより影響を受ける。第１及び第２のラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂは、これら２か所それぞれのラベル有無を検出するように設置される。第１のラベル位置計測部２０３ａは、光源２０１側に配置され、光源２０１からの光が試験管２００へ入射する位置においてラベルの位置を計測する。一方、第２のラベル位置計測部２０３ｂは、光計測センサ２０２側に配置され、光源２０１からの光が試験管２００を透過して出射する位置においてラベルの位置を計測する。この構成によれば、光が試験管２００に入射する位置及び光が試験管２００から出射する位置での光の散乱及び減衰を推測することができる。
　光源２０１の波長としては、血餅、及び、血清にて吸収される波長を用いる。例えば、光源２０１の波長として、近赤外領域の１４００ｎｍ～１６００ｎｍの範囲の波長、又は、１９００ｎｍ付近を中心とする波長が選択される。この波長の光は水により吸収されるため、大部分が水からなる血清により吸収される。より具体的には、光源２０１の波長として、１４５０ｎｍ又は１５５０ｎｍの波長が用いられてもよい。光源２０１としては、レーザを用いてもよいし、発光ダイオードが用いられてもよい。レーザを使用した場合、高い指向性と高出力が得られる。一方、発光ダイオードは、レーザと比較して、指向性及び出力パワーが劣るが、コストが低いというメリットがある。
　図３Ａは、光源２０１から出射され、試験管２００を透過した光を光計測センサ２０２で受光した光量を模式的に示す図である。試験管２００ａは、ラベルが貼られていない試験管であり、試験管２００ｂは、片側のみにラベル３０３ｂが貼られている試験管であり、試験管２００ｃは、両側にラベル３０３ｃが貼られている試験管である。
　図３Ａは、試験管２００ａ、２００ｂ、２００ｃのそれぞれについて鉛直方向に沿って透過光強度データ（対数スケール）を測定したときの例である。Ｓ３０４ａは、試験管２００ａでの透過光強度データ（以下、「透過光強度プロファイル」と呼ぶ）を示し、Ｓ３０４ｂは、試験管２００ｂでの透過光強度プロファイルを示し、Ｓ３０４ｃは、試験管２００ｃでの透過光強度プロファイルを示す。
　遠心分離された血液検体は、試験管の下部から順に、血餅３００、分離剤３０１、及び血清３０２に分離される。血餅３００の部分は光を通さないため、ラベルが貼られた枚数によらずほとんど光を通さない。一方、分離剤３０１は、ポリオレフィン系樹脂等で構成されるが、近赤外光を減衰するが、光を透過する性質を有する。
　ラベル３０３ｂ，３０３ｃが貼られていると、ラベル３０３ｂ，３０３ｃでの散乱、反射、及び減衰の影響を受けるため、透過光強度は小さくなる。また、光源２０１からの光は血清３０２の部分で吸収される。しかしながら、血清３０２により完全に吸収されるわけではなく、一部の光は透過して光計測センサ２０２で受光される。したがって、ラベルの枚数によって、透過光強度は変化する。例えば、血清３０２の部分における透過光強度は、試験管２００ａの場合が最も大きく、試験管２００ｂの場合が次に大きく、試験管２００ｃの場合が最も小さい。
　また、血清３０２よりも上部の位置（試験管が空の部分）では、ラベル３０３ｂ，３０３ｃにより光が反射、散乱、及び減衰されるため、ラベルの枚数によって透過光強度が変化する。
　図３Ｂは、光源２０１から出射され、試験管２００を透過した光を光計測センサ２０２で受光した光量の別の例である。図３Ｂは、試験管２００ｄでの透過光強度を示す。図３Ｂは、図３Ａの例と比べ、検体の血清３０２の上面位置とラベル３０３ｄの上端の位置との関係が異なり、血清３０２の上面位置がラベル３０３ｄの上端よりも上側に位置する。
　血清３０２がある領域の試験管２００ｄの側面には、ラベルが貼られている領域と、ラベルが貼られていない領域とが存在する。このため、ラベル有無により、同じ血清３０２の領域であっても透過光強度が大きく変化する。図３Ａの（片側のみラベルが貼られている）試験管２００ｂと、図３Ｂの試験管２００ｄとを比較すると、血清３０２の上面とラベル上端の位置関係が逆転しているにも関わらず、同じような透過光強度プロファイルとなる。このような透過光強度のプロファイルでは、血清３０２の上面かラベルの上端かを見分けることが困難となる。
　図４Ａ～図４Ｃは、光計測センサ２０２で受光した透過光強度プロファイルに加え、ラベル位置計測部２０３の出力を合わせて図示した模式図である。なお、第１及び第２のラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂの出力は、ラベルを検出した場合にＬｏレベル、検出していない場合にＨｉレベルとして示している。
　図４Ａは、ラベルが貼られていない試験管２００ａの場合の例である。ラベルが貼られていない場合、第１及び第２のラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂの出力Ｓ４０１ａ，Ｓ４０２ａは共にＨｉレベルとなる。したがって、液面位置計測装置（より具体的には、後述するデータ解析部７０５）は、透過光強度プロファイルＳ３０４ａとラベルがない場合の閾値Ｓ４０３ａとを比較し、透過光強度プロファイルＳ３０４ａと閾値Ｓ４０３ａとの交点から液面又は界面位置を検出する。具体的には、液面位置計測装置は、分離剤３０１と血清３０２の境界面、及び、血清３０２とその上の空気（真空試験管の場合は真空部分）の層の境界面を検出する。また、同様にして、液面位置計測装置は、血餅３００と分離剤３０１の境界面を検出することもできる。
　図４Ｂは、片側のみにラベルが貼られている試験管２００ｂの場合の例である。ラベルが片側に貼られている場合では、片側の第１のラベル位置計測部２０３ａの出力Ｓ４０２ｂが、ラベルが貼られた範囲でＬｏレベルとなる。一方、第２のラベル位置計測部２０３ｂの出力Ｓ４０１ｂは、Ｈｉレベルとなる。ラベルが貼られている部分では、光源２０１からの光が反射、散乱、及び減衰されるので、光計測センサ２０２で受光される透過光強度は小さくなる。したがって、ラベルが貼られている範囲では、ラベルが貼られていない場合と比べて閾値Ｓ４０３ｂを相対的に小さく設定する。液面位置計測装置は、透過光強度プロファイルＳ３０４ｂと閾値Ｓ４０３ｂとを比較し、透過光強度プロファイルＳ３０４ｂと閾値Ｓ４０３ｂとの交点から液面又は界面位置を検出する。
　図４Ｃは、両側にラベルが貼られている試験管２００ｃの場合の例である。ラベルが貼られている範囲において、第１及び第２のラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂの出力Ｓ４０１ｃ，Ｓ４０２ｃが、共にＬｏレベルとなる。したがって、この範囲では、ラベルが片側のみに貼られている場合と比べて、閾値Ｓ４０３ｃをさらに小さく設定する。液面位置計測装置は、透過光強度プロファイルＳ３０４ｃと閾値Ｓ４０３ｃとを比較し、透過光強度プロファイルＳ３０４ｃと閾値Ｓ４０３ｃとの交点から液面又は界面位置を検出する。
　図４Ｃにおいて、参考のために、ラベルがない場合の閾値Ｓ４０３ａが示されている。閾値Ｓ４０３ａを用いた場合、分離剤３０１の部分での透過光強度が小さいため、分離剤３０１と血餅３００と血清３０２とを区別することができず、血清３０２と分離剤３０１の界面を検出することができない。また、血清３０２より上側のラベル部分での透過光強度が小さいため、血清３０２の上面を検出することができず、ラベル上端を血清上面として誤って検出してしまう。一方、ラベル有無を検出し、ラベルがある部分で閾値を変えれば、透過光強度が小さくなった分離剤３０１の上面及び血清３０２の上面を検出することができる。
　このようにして、液面位置計測装置は、第１及び第２のラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂによりラベルの有無を検出し、検出結果に基づいて閾値（検体内の各界面を検出するための閾値）を変える。例えば、ラベルの検出枚数が大きいほど、閾値の値を小さくする。図４Ａ～図４Ｃの例では、ラベルが検出された位置での閾値の大小関係が、Ｓ４０３ａ＞Ｓ４０３ｂ＞Ｓ４０３ｃである。液面位置計測装置は、ラベルの検出結果に応じた閾値を使用することにより、検体内の界面（血餅３００と分離剤３０１の界面、分離剤３０１と血清３０２の界面、及び、血清３０２の上側液面の少なくとも１つ）を検出する。
　１つのラベル位置計測部の出力が２値（Ｈｉ、Ｌｏ）を取り得るため、２つのラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂの出力の組合せは４つの状態があり得る。したがって、液面位置計測装置は、４つの状態のそれぞれに対応した閾値を定めてもよい。ここで決定される閾値は、光源２０１から光計測センサ２０２への透過光強度のラベルによる反射、減衰、及び散乱の影響を除去するものである。このようにすることにより、ラベルが貼られて透過光強度が弱くなる場合でも誤検出することなく液面検出が可能となる。
　なお、本実施例ではラベルがある部分で閾値を低くする構成を説明したが、これに限るものではない。閾値は固定しておき、液面位置計測装置が、透過光強度プロファイルをラベルがある部分のみで高くする処理を実行し、液面を検出してもよい。これは、ラベルで減衰した透過光強度を補償し、等価的にラベルがない状態と同じようにして液面検出することに対応する。
　また、ラベル位置計測部２０３ａ、２０３ｂの出力の極性は、逆であっても構わない。具体的には、ラベル位置計測部２０３ａ、２０３ｂは、ラベルがある場合にＨｉレベルを出力し、ラベルがない場合にＬｏレベルを出力してもよい。また、ラベル位置計測部２０３ａ、２０３ｂの出力がＨｉレベル、Ｌｏレベルのデジタル値での出力する構成を説明したが、これに限るものではない。アナログ値出力のセンサを用いて、ラベル位置計測部２０３ａ、２０３ｂは、そのアナログ値をもとにラベルの有無を判定してもよいし、閾値をアナログ値として定めてもよい。
　ラベル位置計測部２０３ａ、２０３ｂの光源２０４ａ，２０４ｂは、例えば、赤色の発光ダイオードを用いる。可視光の波長の光を使うことにより、光源２０１と光計測センサ２０２との間の光軸２０７上に光の照射位置を合わせる調整などが容易になる。また、近赤外光や紫外光に比べ赤色の可視光の光源は安価であるメリットがある。
　ラベル位置計測部２０３ａ、２０３ｂの光源２０４ａ，２０４ｂからの光を試験管２００に正対して当てると、直接の反射光が、ラベル位置計測部２０３ａ、２０３ｂの光計測センサ２０５ａ，２０５ｂに入力され、ラベル有無の検出が難しくなる場合がある。このような場合は、ラベル位置計測部２０３ａ、２０３ｂの光源２０４ａ，２０４ｂからの光を試験管２００に対して少し傾けて、反射光がラベル位置計測部２０３ａ、２０３ｂ側に直接反射しないようにするとよい。具体的には、光源２０４ａ，２０４ｂは、光軸２０７に対して５度～４０度程度傾けて光を照射し、試験管２００の表面で散乱した光を光計測センサ２０５ａ，２０５ｂで受光するのが好ましい。散乱光はラベル有無により変わるため、反射光を測定せずに散乱光を測定することでロバストにラベル有無を検出することができる。
　また、ラベルにはバーコードなどの印字が書かれている。印字された黒い線が太い場合などには、ラベルの白い部分と比較し、散乱光が小さくなり、ラベルがあるにも関わらず、ラベルがないと誤判断する可能性がある。これは、光源２０４ａ，２０４ｂのスポット径を印字の線よりも大きくして回避することができる。また、光計測センサ２０５ａ，２０５ｂの出力の移動平均をとることで、ラベル内の印字の細かい影響を除去し、ラベルの有無を精度よく計測することができる。
　また、２つのラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂの位置関係は、図示した配置に限るものではない。２つのラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂで同じ波長の光を使用する場合などは、干渉が起こり、誤動作が起こる可能性がある。このような場合は、ラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂの鉛直方向の位置をずらすなどし、干渉が起こらない配置にすることが望ましい。また、ラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂと光源２０１及び光計測センサ２０２との鉛直方向の位置関係も図示した配置に限るものではなく、ラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂが光源２０１及び光計測センサ２０２よりも上側にあってもよい。
　複数枚のラベルが貼られた試験管での液面検出に対応するためには、ダイナミックレンジの広い光計測センサが必要となる。具体的には、例えば、フォトダイオードの出力電流を電圧に変換し、対数増幅器で増幅する構成が考えられる。フォトダイオードとして、例えば、ＩｎＧａＡｓ（インジウムガリウムヒ素）を材料とした近赤外光に感度のあるセンサを使用してもよい。対数増幅器を用いることにより、小さい光での増幅率を上げ、かつ、大きい光での増幅を圧縮できる。これにより、広いダイナミックレンジの光を検出することが可能となる。また、ＡＧＣ（オートマチックゲインコントロール）増幅器を用いてもよい。ＡＧＣ増幅器によって動的にゲインを変える。これにより、ダイナミックレンジを広く取り、小さなパワーの光から大きなパワーの光までを受光できるようにすることも可能である。また、光源からの光をパルス発光させ、同期させて計測（同期検波）することにより信号対雑音比を向上させてもよい。
　本実施例において、液面位置の精度をさらに上げる方法について、図５Ａ～図５Ｃを用いて説明する。
　本実施例では試験管に貼られたラベルを、外側から測定することにより検出する。したがって、ラベルが重なっている状態と、ラベルが重なっていない状態とを区別をすることができない。図５Ａは、試験管２００に２枚のラベルが貼られている第１の例である。この例の場合、光源２０１からの光が、２層＋２層＝４層のラベルを通過することになる。また、図５Ｂは、試験管２００に２枚のラベルが貼られている第２の例である。この例の場合、光源２０１からの光が、１層＋１層＝２層のラベルを通過することになる。このように、試験管２００に同じ２枚のラベルが貼られた状況であっても、光源２０１からの光が、ラベルの重なった部分を通過する場合と、ラベルの重なっていない部分を通過する場合が存在する。透過光の減衰は、４層の方が大きい。
　図５Ｃは、図５Ａ及び図５Ｂの場合の透過光強度プロファイル、及び、フィルタ通過後信号の例である。Ｓ３０４ｅは、図５Ｂの場合の透過光強度プロファイルであり、Ｓ３０４ｆは、図５Ａの場合の透過光強度プロファイルである。なお、第１及び第２のラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂの出力は、図５Ａ及び図５Ｂのいずれの場合でも変わらない。したがって、液面を検出する閾値Ｓ４０３ｅｆも、図５Ａ及び図５Ｂのいずれの場合でも変わらない。一方、透過光強度は４層のラベルを透過した場合の方が小さくなるため、同じ閾値で液面を検出しようとすると、誤差が生じてしまう。図５Ｃの右上のグラフは、透過光強度プロファイルの拡大図である。閾値Ｓ４０３ｅｆを用いた場合、図５Ａの場合と図５Ｂの場合とで液面の検出位置に誤差が生じる。この誤差を低減するために、フィルタを通した信号を用いる。
　液面位置計測装置は、透過光強度プロファイルをフィルタリングして透過光強度プロファイルのフィルタ波形を得るフィルタ部を備えてもよい。液面位置計測装置は、フィルタ波形の特徴点の位置（例えば、ピークの位置）を用いて、試料の液面位置又は界面位置を補正する。
　図５Ｃの下側の波形は、透過光強度プロファイルをバンドパス特性を持つフィルタに通した例である。Ｓ５０１ｅは、図５Ｂの場合の透過光強度プロファイルをフィルタに通した例であり、Ｓ５０１ｆは、図５Ａの場合の透過光強度プロファイルをフィルタに通した例である。ここで、フィルタの特性は、透過光強度の変化を検出するために、低周波域をカットし、かつ、ノイズを除去するため高周波域をカットしたバンドパス特性が望ましい。ノイズが小さい場合などは液面での変化を検出するために、ハイパス特性であってもよい。
　図５Ｃの右下のグラフは、バンドパスフィルタを通した後の信号の拡大図である。バンドパスフィルタを通した後の信号の波形Ｓ５０１ｅ，Ｓ５０１ｆは、血清の液面での透過光強度の変化の位置でピークをもつ。これは、光源２０１からの光の光軸２０７がちょうど液面位置に来たところでの変化が最大となるためと考えられる。この変化が生じる位置は、ラベルによって減衰が大きかった場合であっても、ほとんど変わらない。したがって、液面位置計測装置は、フィルタ後の信号のピークを検出することにより液面位置を精度よく検出することができる。
　一方、フィルタ後の信号では、血清上面だけでなく、ラベル上端でも同様のピークが検出される。閾値との比較による液面の認識をすることなく、フィルタ後の信号のみを用いた場合、液面位置を認識することは困難となる。したがって、液面位置計測装置は、閾値により大まかな液面位置を探し、フィルタ後信号を用いて補正するように構成される。
　フィルタの具体的な実装方法としては、デジタル化した透過光強度プロファイルをフィルタするＦＩＲ（Ｆｉｎａｔｅ　Ｉｍｐｕｌｓｅ　Ｒｅｓｐｏｎｃｅ）フィルタを用いた構成や、ＩＩＲ（Ｉｎｆｉｎａｔｅ　Ｉｍｐｕｌｓｅ　Ｒｅｓｐｏｎｃｅ）フィルタを用いたデジタルフィルタの構成が考えられるが、これに限るものではなく、アナログ回路で実装したフィルタを用いてもよい。
　一般にハイパスフィルタを用いると、高周波成分を抽出するため高周波ノイズに敏感になる。本実施例に係る液面位置計測装置は、複数枚のラベルが貼付された場合であっても液面計測を行うため、光計測センサは高感度にする必要があり、ノイズに対しても高感度となる。従って、フィルタ後の信号のデータは補正に用いるようにすることでノイズの影響を比較的受けないようにすることができる。なお、液面位置計測装置は、閾値で検出した仮の液面付近にフィルタ後信号のピークが見つからない場合は、仮の液面位置の値を最終的な液面位置と判定してもよい。
　より好適には、透過光強度を常用対数、自然対数、又は吸光度などの対数スケールで表現し、小さい信号変化を強調した後、ハイパスフィルタ、又は、バンドパスフィルタなどのフィルタを通過させ、液面位置での変化を強調するとよい。したがって、液面位置計測装置は、透過光強度プロファイルを対数スケールに変換した後、その変換後のプロファイルをフィルタ部に入力してフィルタ波形を取得する。このようにすることで、ラベルが貼られていない場合から複数枚貼られた場合の広いダイナミックレンジの信号に対応可能となり、精度よく液面位置を検出することが可能となる。
　図６は、液面位置計測装置で液面位置を計測する動作フローである。液面位置計測装置は、光源２０１からの光を光計測センサ２０２を用いて受光し、試験管２００の長手方向の透過光強度プロファイルを計測する（Ｓ６００）。次に、液面位置計測装置は、ラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂを用いて、ラベルによる散乱光強度プロファイルを計測し、ラベルの長手方向の位置を計測する（Ｓ６０１）。例えば、液面位置計測装置は、散乱光強度プロファイルの値が所定の閾値より低くなった位置をラベルが有ると判定する。次に、液面位置計測装置は、ラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂの出力からラベル有無に応じて、試験管２００の長手方向の各位置において閾値を生成する（Ｓ６０２）。液面位置計測装置は、透過光強度プロファイルと閾値を比較し、その交点を算出する。液面位置計測装置は、前記交点を液面として検出し、これを仮の液面位置と判定する（Ｓ６０３）。次に、液面位置計測装置は、Ｓ６００で計測した透過光強度プロファイルをフィルタに通した信号を計算する（Ｓ６０４）。次に、液面位置計測装置は、Ｓ６０３で検出した仮の液面位置付近で、Ｓ６０４で計算したフィルタ後信号のピーク点を探索し、そのピーク点を液面位置とする（Ｓ６０５）。
　このようなフローにより液面位置を計算することにより、複数枚のラベルが貼られているような場合であっても液面を誤検出することなく、かつ、精度よく液面位置を計測することが可能となる。
　なお、図６に示した動作フローはこの順番に限るものではない。例えば、Ｓ６００とＳ６０１の前後関係はどちらが先でも構わないし、同時に計測しても構わない。ラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂと光源２０１と光計測センサ２０２を固定し、試験管２００を鉛直方向に動かしてスキャンすることで、同時に計測することができる。ラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂと光計測センサ２０２の出力を同時に取得する場合、試験管２００の長手方向の位置に対応させるために、時間波形を所定の時間ずらして処理を行う。
　また、Ｓ６０４で計算したフィルタ後信号のピーク点を先に探索して複数のピーク点をメモリに格納しておき、その中で仮の液面位置に近いものを探すという順番で処理が実行されてもよい。いずれにしても、透過光強度プロファイルとラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂの出力を用いて液面位置を探索すること、及び、探索した液面位置付近でフィルタ後信号のピークを用いて液面位置を決定することにより、精度よく液面位置を計測することができる。
　図７は、図２Ａ及び図２Ｂの液面位置計測装置の周辺の構成要素を示す図である。液面位置計測装置は、光源２０１、光計測センサ２０２、及びラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂに加えて、ドライバ７００と、上下制御部７０１と、移動機構７０２と、試験管把持部２０６と、試験管ホルダ７０３と、データ取得部７０４と、データ解析部７０５と、記憶部７０６と、コントローラ７０７と、入出力部７０８とを備える。
　光源２０１は、試験管２００に向けて光を照射し、光計測センサ２０２は、試験管２００を透過した光を受光する。ラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂは、試験管２００に光を当て、その反射光又は散乱光を計測する。ドライバ７００は光源２０１を駆動する。試験管２００は、試験管ホルダ７０３に載せられて運ばれる。試験管把持部２０６は、試験管２００の上部を把持する。移動機構７０２は、試験管把持部２０６を上下方向に動かすことにより試験管２００を鉛直方向に動かす。移動機構７０２の制御は上下制御部７０１で行われる。
　データ取得部７０４は、光計測センサ２０２及びラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂからの出力を取得する。データ取得部７０４は、取得したデータを一旦記憶部７０６に格納する。データ解析部７０５は、記憶部７０６に格納されているデータを取得し、取得したデータを解析する。データ解析部７０５は、光計測センサ２０２によって計測された試験管２００の長手方向の透過光強度プロファイルと、ラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂによって計測された試験管２００の長手方向のラベルの位置から、試験管２００の試料の液面位置又は界面位置を算出する。ここで行われる解析処理は、図６のＳ６０２～Ｓ６０５で説明した処理（閾値の生成、仮液面の検出、ファイル後信号の生成、及び、最終的な液面の決定）である。データ解析部７０５は、解析された結果である界面位置又は液面位置を、記憶部７０６に一旦格納する。入出力部７０８は、記憶部７０６から液面位置のデータを取得し、出力する。データの出力先は、上位のコントローラ、及び／又は、ディスプレイなどの表示部である。コントローラ７０７は、これらの一連の動作の制御を行う。
　界面位置又は液面検出に用いる閾値の設定値は、あらかじめ入出力部７０８を通じて記憶部７０６に格納されていてもよい。試験管の種類、ラベルの種類、又は、装置毎に閾値を設定してもよく、入出力部７０８を用いて各閾値を入力し、これら閾値を記憶部７０６に格納しておいてもよい。
　また、データ解析部７０５は、計算した液面位置から対象となる試料の液量を計算することができる。データ解析部７０５は、血清と分離剤の界面位置、血清上面の位置、及び、あらかじめ記憶部７０６に設定しておいた試験管の径などの物理的な寸法の情報から、血清の液量を算出することができる。算出した血清液量は入出力部７０８を通じて出力される。
　このような構成によれば、液面位置計測装置は、試験管２００を鉛直方向に動かしながら透過光強度プロファイルとラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂの出力プロファイルを測定し、ラベル有無をもとに閾値を変更し、閾値を用いて液面位置を算出する。これにより、複数の成分により構成される試料の界面位置を、試験管にラベルが貼られた状態であっても高精度に検出することができる。特に、複数枚のラベルが貼付された試験管において、光の散乱及び減衰が大きい場合であっても、精度よく液面位置を検出することができる。
　なお、本実施例では、試験管２００を移動機構７０２によって鉛直方向に移動する構成を説明したが、これに限るものではない。試験管２００を固定し、光源２０１、光計測センサ２０２、及びラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂを動かすことにより、試験管２００の長手方向の透過光強度プロファイル及びラベル位置を計測してもよい。したがって、移動機構７０２は、試験管２００と、光源２０１、光計測センサ２０２、及びラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂとの鉛直方向の相対位置を変化させるものであればよい。移動機構７０２を用いて鉛直方向の相対位置を変化させながら、光計測センサ２０２が、光源２０１から光の透過光を計測し、ラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂが、ラベルの位置を計測すればよい。
　本実施例では、ラベル位置計測部２０３ａ，２０３ｂとして、光源と光計測センサを持つ構成を説明したが、これに限るものではない。例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳカメラなどの撮像手段を用い、試験管２００を撮像して画像処理でラベルの位置を認識してもよい。また、試験管２００を回転させながらカメラで複数枚の画像を撮像し、これらの画像を用いて透過光強度計測用の光軸上のラベルの有無を認識してもよい。このようにすることで、１つのカメラで光軸２０７と試験管２００の壁面の交点両側のラベルの有無を認識することができる。
［実施例２］
　図８Ａ及び図８Ｂは、実施例２に係る液面位置計測装置の構成図である。液面位置計測装置は、光源２０１と、光計測センサ２０２と、ラベル位置計測部２０３ａとを備える。実施例１では、２つのラベル位置計測部を備える構成を説明したが、１つのラベル位置計測部２０３ａを用いた場合でも高精度な液面検出の効果がある。
　図９Ａは、本実施例に係る液面位置計測装置で測定される透過光強度プロファイル、ラベル位置計測部の出力、及び、閾値の第１の例である。図９Ａのように、試験管にラベルが貼られていない場合は、ラベル位置計測部２０３ａの出力が、Ｈｉレベルであり、ラベルを検出しない。したがって、液面位置計測装置は、ラベルがない場合の閾値Ｓ９０３ａと透過光強度プロファイルＳ９０２ａとを比較し、液面位置を検出する。
　図９Ｂは、本実施例に係る液面位置計測装置で測定される透過光強度プロファイル、ラベル位置計測部の出力、及び、閾値の第２の例である。図９Ｂのように、試験管の片側のみにラベルが貼られており、ラベル位置計測部２０３ａ側にラベルがある場合は、ラベル位置計測部２０３ａの出力がラベルの範囲でＬｏレベルとなり、ラベルを検出する。液面位置計測装置は、ラベルの検出された範囲において閾値Ｓ９０３ｂを（ラベルがない場合と比べて）小さく設定する。液面位置計測装置は、閾値Ｓ９０３ｂと透過光強度プロファイルＳ９０２ｂとを比較し、液面位置を検出する。
　図９Ｃは、本実施例に係る液面位置計測装置で測定される透過光強度プロファイル、ラベル位置計測部の出力、及び、閾値の第３の例である。図９Ｃのように、試験管の片側のみにラベルが貼られているが、ラベル位置計測部２０３ａと逆側にラベルがある場合は、ラベル位置計測部２０３ａの出力が、Ｈｉレベルであり、ラベルを検出しない。したがって、液面位置計測装置は、ラベルがない場合の閾値Ｓ９０３ｃと透過光強度プロファイルＳ９０２ｃとを比較する。この状態でも液面を検出するために、ラベルがない場合の閾値Ｓ９０３ｃは、図９Ａ及び図９Ｃの両方の状態で液面位置が計測できるような値に設定される。すなわち、閾値Ｓ９０３ｃは、図９Ａ及び図９Ｃの両方の状態において、液面位置で透過光強度プロファイルと交点ができるような値で設定されればよい。
　図９Ｄは、本実施例に係る液面位置計測装置で測定される透過光強度プロファイル、ラベル位置計測部の出力、及び、閾値の第４の例である。図９Ｄのように、両側にラベルが貼付されている場合は、ラベル位置計測部２０３ａの出力がラベルの範囲でＬｏレベルとなり、ラベルを検出する。液面位置計測装置は、ラベルの検出された範囲において閾値Ｓ９０３ｄを（ラベルがない場合と比べて）小さく設定する。この例では、ラベルが両側に貼られているため、図９Ｂに比べ、透過光強度が小さくなる。したがって、ラベルがある範囲の閾値Ｓ９０３ｄは、ラベルが片側である場合でも、ラベルが両側にある場合でも液面が検出できる範囲に設定すればよい。
　上記のように閾値を設定することにより、ラベル位置計測部が１つであっても、液面位置を検出することが可能になる。本実施例は、ラベル位置計測部が２つある場合と比較して、閾値の設定がシビアになるが、ラベル位置計測部２０３ａの出力によって、閾値を変えることにより液面位置を計測することが可能になる。なお、ラベル位置計測部２０３ａは、光源２０１側にあってもよいし、光計測センサ２０２側にあってもよい。
［実施例３］
　図１０Ａ及び図１０Ｂは、本実施例に係る液面位置計測装置の構成図である。液面位置計測装置は、光源２０１と、光計測センサ２０２と、光計測センサ１００１とを備える。本実施例は、実施例１～２で説明したラベル位置計測部２０３ａの光源を透過光強度計測用の光源２０１と共用化した構成である。
　光源２０１から発した光は、試験管２００を通って光計測センサ２０２で受光される。また、光源２０１からの光の一部は、試験管２００の表面で散乱及び反射され、その一部が光計測センサ１００１で受光される。光計測センサ１００１で受光される光量は、試験管２００の表面の状態、すなわち、ラベルの有無により影響を受ける。したがって、液面位置計測装置は、光計測センサ１００１の出力からラベルの有無を検出することができる。液面位置計測装置は、ラベルの有無を検出し、ラベルの有無に応じて閾値を変えて液面の計測を行うことができる。
　本実施例によれば、ラベルの影響を低減し、高精度に液面を算出することが可能となる。また、透過光強度計測用の光源とラベル検出用の光源を共通化することで、装置の構成要素を減らすことができる。
　本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることもできる。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることもできる。また、各実施例の構成の一部について、他の構成を追加・削除・置換することもできる。
　上記の各構成、機能（例えば、解析処理）などは、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、ファイルなどの情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの記録装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤなどの記録媒体に置くことができる。また、上記の各構成などは、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。
　上述の実施例において、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていてもよい。
１００　　　　…前処理システム
１０１　　　　…搬送ライン
１０２　　　　…投入モジュール
１０３　　　　…遠心分離モジュール
１０４　　　　…検体チェックモジュール
１０５　　　　…開栓モジュール
１０６　　　　…ラベラ
１０７　　　　…分注モジュール
１０８　　　　…閉栓モジュール
１０９　　　　…分類モジュール
１１０　　　　…収納モジュール
１１１　　　　…制御用ＰＣ
１１２　　　　…自動分析装置
１２０　　　　…生体試料分析装置
２００　　　　…試験管
２０１　　　　…光源
２０２　　　　…光計測センサ
２０３　　　　…ラベル位置計測部
２０４　　　　…光源
２０５　　　　…光計測センサ
２０６　　　　…試験管把持部
２０７　　　　…光軸
３００　　　　…血餅
３０１　　　　…分離剤
３０２　　　　…血清
７００　　　　…ドライバ
７０１　　　　…上下制御部
７０２　　　　…移動機構
７０３　　　　…試験管ホルダ
７０４　　　　…データ取得部
７０５　　　　…データ解析部
７０６　　　　…記憶部
７０７　　　　…コントローラ
７０８　　　　…入出力部
１００１　　　…光計測センサ 

Claims (15)

  1. 　試料を含む容器の側面から光を照射する第１の光源と、
    　前記容器を挟んで前記第１の光源と反対側に位置し、前記第１の光源からの光の透過光を計測する第１の光計測センサと、
    　前記容器に貼付されたラベルの位置を計測する第１のラベル位置計測部と、
    　前記第１の光計測センサによって計測された前記容器の長手方向の透過光強度データと、前記第１のラベル位置計測部によって計測された前記容器の長手方向の前記ラベルの位置から、前記容器内の前記試料の液面位置又は界面位置を算出する解析部と
    を備える試料液面位置計測装置。
  2. 　請求項１に記載の試料液面位置計測装置において、
    　前記第１のラベル位置計測部が、
    　前記容器の側面から光を照射する第２の光源と、
    　前記第２の光源からの光が前記容器に当たって散乱した光又は反射した光を計測する第２の光計測センサと
    を備えることを特徴とする試料液面位置計測装置。
  3. 　請求項２に記載の試料液面位置計測装置において、
    　前記第２の光源は、前記第１の光源からの前記光の光軸と前記容器の表面との交点に光を照射することを特徴とする試料液面位置計測装置。
  4. 　請求項２に記載の試料液面位置計測装置において、
    　前記第２の光源は、前記第１の光源からの前記光の光軸に対して５度～４０度傾けて光を前記容器に照射することを特徴とする試料液面位置計測装置。
  5. 　請求項１に記載の試料液面位置計測装置において、
    　前記容器に貼付されたラベルの位置を計測する第２のラベル位置計測部をさらに備え、　前記第１のラベル位置計測部が、前記第１の光源側に配置され、前記第１の光源からの前記光が前記容器へ入射する位置において前記ラベルの位置を計測し、
    　前記第２のラベル位置計測部が、前記第１の光計測センサ側に配置され、前記第１の光源からの前記光が前記容器を透過して出射する位置において前記ラベルの位置を計測することを特徴とする試料液面位置計測装置。
  6. 　請求項１に記載の試料液面位置計測装置において、
    　前記解析部は、前記ラベルが貼られている範囲で閾値を小さくし、前記閾値と前記透過光強度データとを比較することにより、前記試料の液面位置又は界面位置を算出することを特徴とする試料液面位置計測装置。
  7. 　請求項１に記載の試料液面位置計測装置において、
    　前記試料が、血液を遠心分離した後の血清を含み、
    　前記液面位置又は界面位置は、血餅と分離剤の界面、前記血清と前記分離剤の界面、及び、前記血清の上側液面の少なくとも１つを含むことを特徴とする試料液面位置計測装置。
  8. 　請求項７に記載の試料液面位置計測装置において、
    　前記解析部は、前記液面位置又は界面位置から、前記血清の液量を算出することを特徴とする試料液面位置計測装置。
  9. 　請求項７に記載の試料液面位置計測装置において、
    　前記第１の光源の光の波長は、１４００ｎｍ～１６００ｎｍの範囲から選択されることを特徴とする試料液面位置計測装置。
  10. 　請求項１に記載の試料液面位置計測装置において、
    　前記解析部は、前記透過光強度データをフィルタリングして前記透過光強度データのフィルタ波形を得るフィルタ部を備え、
    　前記解析部は、前記フィルタ波形の特徴点の位置を用いて、前記試料の前記液面位置又は前記界面位置を補正することを特徴とする試料液面位置計測装置。
  11. 　請求項１０に記載の試料液面位置計測装置において、
    　前記解析部は、前記透過光強度データを対数スケールに変換した後、前記変換後の透過光強度データを前記フィルタ部に入力して前記フィルタ波形を取得することを特徴とする試料液面位置計測装置。
  12. 　請求項１に記載の試料液面位置計測装置において、
    　移動機構をさらに備え、
    　前記移動機構を用いて、前記容器と、前記第１の光源、前記第１の光計測センサ、及び、前記第１のラベル位置計測部との鉛直方向の相対位置を変化させながら、前記第１の光計測センサが、前記第１の光源から光の透過光を計測し、前記第１のラベル位置計測部が、前記ラベルの位置を計測することを特徴とする試料液面位置計測装置。
  13. 　請求項１に記載の試料液面位置計測装置において、
    　前記第１のラベル位置計測部が、前記第１の光源からの光が前記容器に当たって散乱した光又は反射した光を計測し、前記容器に貼付されたラベルの位置を計測する第２の光計測センサを備えることを特徴とする試料液面位置計測装置。
  14. 　請求項１に記載の試料液面位置計測装置を含む前処理部と、
    　前記試料の成分を分析する自動分析部と
    を備える生体試料分析装置。
  15. 　第１の光源によって、試料を含む容器の側面から光を照射するステップと、
    　前記容器を挟んで前記第１の光源と反対側に位置した第１の光計測センサによって、前記第１の光源からの光の透過光を計測するステップと、
    　第１のラベル位置計測部によって、前記容器に貼付されたラベルの位置を計測するステップと、
    　前記第１の光計測センサによって計測された前記容器の長手方向の透過光強度データと、前記第１のラベル位置計測部によって計測された前記容器の長手方向の前記ラベルの位置から、解析部によって、前記容器内の前記試料の液面位置又は界面位置を算出するステップと
    を含む試料液面位置計測方法。 
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