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技術 自動分析装置に用いる試薬搬送システム

出願人 株式会社日立ハイテクノロジーズ
発明者 滝澤光西田正治
出願日 2018年9月10日 (2年3ヶ月経過) 出願番号 2018-168743
公開日 2020年3月19日 (9ヶ月経過) 公開番号 2020-041883
状態 未査定
技術分野 自動分析、そのための試料等の取扱い 移動体の位置、進路、高度又は姿勢の制御
主要キーワード 設置テーブル レーザー測距計 ガイドレール支 カセット形状 運搬速度 小分け作業 補充流路 試薬種類
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年3月19日)のものです。
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図面 (19)

課題

自動分析装置周辺の上方や下方の空間を移動して試薬を搬送でき、種々の試薬カセット形状に対応可能であり、自動分析装置の小型化が可能な自動分析装置に用いる試薬搬送システムを実現する。

解決手段

試薬搬送システムは試薬カセット104を空輸するドローン101と、試薬搬送システムの制御を担う試薬管理システム102と、自動分析装置103と、試薬カセット104を保管する試薬保管庫107と、試薬カセット104をドローン101へ受け渡すための受け渡しポイント108と、ドローン101の待機場所であるドック110を備える。試薬管理システム102は自動分析装置103から試薬残量情報105を受け取り、試薬保管庫107へ試薬搬出命令106、ドック110へ試薬搬送命令109を発信する。発信情報を元にドローン101が受け渡しポイント108から自動分析装置103へ試薬カセット104の搬送を行う。

概要

背景

従来、液体試薬を用いて血液等の検体の成分の測定を行う自動分析装置がある。この装置は、試薬を消耗品として使用するため、測定後に試薬を補充する必要がある。自動分析装置にはいくつもの種類の試薬が搭載されるため、補充には手間がかかる。

従来、試薬の補充の手間を軽減するために、さまざまな技術が開発されてきた。

補充した試薬のカセットを自動分析装置が自動で識別し、試薬種類と補充箇所の確認の手間を省いた技術が特許文献1に記載されている。

また、試薬の投入口と自動分析装置内自動搬送機構を備え、装置稼働中の試薬補充を可能とし、試薬補充のために装置を止める手間を省いた技術が特許文献2に記載されている。

概要

自動分析装置周辺の上方や下方の空間を移動して試薬を搬送でき、種々の試薬カセット形状に対応可能であり、自動分析装置の小型化が可能な自動分析装置に用いる試薬搬送システムを実現する。試薬搬送システムは試薬カセット104を空輸するドローン101と、試薬搬送システムの制御を担う試薬管理システム102と、自動分析装置103と、試薬カセット104を保管する試薬保管庫107と、試薬カセット104をドローン101へ受け渡すための受け渡しポイント108と、ドローン101の待機場所であるドック110を備える。試薬管理システム102は自動分析装置103から試薬残量情報105を受け取り、試薬保管庫107へ試薬搬出命令106、ドック110へ試薬搬送命令109を発信する。発信情報を元にドローン101が受け渡しポイント108から自動分析装置103へ試薬カセット104の搬送を行う。

目的

本発明の目的は、自動分析装置周辺の上方や下方の空間を移動して試薬を搬送でき、かつ、種々の試薬カセット形状に対応可能であり、自動分析装置の小型化が可能な自動分析装置に用いる試薬搬送システムを実現することである

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

自動分析装置が保有する試薬残量情報が伝達され、前記試薬の管理を行う試薬管理部と、前記自動分析装置の周辺の上方又は下方の空間を移動して、試薬を搬送する空輸機と、前記自動分析装置に使用される複数の試薬を保管する試薬保管庫と、を備え、前記試薬管理部は、前記試薬残量情報に基づいて、前記自動分析装置に試薬の補充が必要かを判断し、試薬の補充が必要であると判断すると、前記空輸機に試薬搬送命令伝送するとともに、前記試薬保管庫に試薬搬出命令を伝送し、前記空輸機は、前記試薬搬送命令に従って、前記試薬保管庫に保管された試薬を受け取り、前記自動分析装置に搬送することを特徴とする自動分析装置の試薬搬送システム

請求項2

請求項1に記載の自動分析装置の試薬搬送システムにおいて、前記空輸機は、前記試薬を把持する把持機構を有するドローンであることを特徴とする自動分析装置の試薬搬送システム。

請求項3

請求項2に記載の自動分析装置の試薬搬送システムにおいて、前記試薬は、試薬カセットに収容され、前記ドローンは、前記試薬カセットを把持することにより、前記試薬を把持することを特徴とする自動分析装置の試薬搬送システム。

請求項4

請求項2に記載の自動分析装置の試薬搬送システムにおいて、前記ドローンを待機させるドックを備え、前記試薬管理部が伝送する試薬搬送命令は、前記ドックを介して前記ドローンに伝送されることを特徴とする自動分析装置の試薬搬送システム。

請求項5

請求項2に記載の自動分析装置の試薬搬送システムにおいて、前記ドローンが前記試薬カセットを受け取る試薬カセット受け取り部と、前記試薬保管庫に保管された前記試薬カセットを、前記試薬カセット受け取り部に搬送する搬送ラインとをさらに備えることを特徴とする自動分析装置の試薬搬送システム。

請求項6

請求項2に記載の自動分析装置の試薬搬送システムにおいて、前記ドローンは、加速度センサを有し、前記加速度センサによる座標計算によって、現在位置座標割り出し、予め定めた飛行経路を辿ることを特徴とする自動分析装置の試薬搬送システム。

請求項7

請求項6に記載の自動分析装置の試薬搬送システムにおいて、前記ドローンは、カメラを有し、前記カメラにより、予め設置された位置座標補正マーカーの三次元画像が認識され、前記現在位置座標が補正されることを特徴とする自動分析装置の試薬搬送システム。

請求項8

請求項3に記載の自動分析装置の試薬搬送システムにおいて、前記試薬カセットには複数の孔が形成され、前記ドローンは、前記試薬カセットに形成された前記複数の孔に挿入される把持部を有し、前記把持部を前記試薬カセットに形成された前記孔に挿入することにより前記ドローンは前記試薬カセットを把持することを特徴とする自動分析装置の試薬搬送システム。

請求項9

請求項6に記載の自動分析装置の試薬搬送システムにおいて、前記飛行経路は、前記自動分析装置が配置された検査室の床の近辺に形成されていることを特徴とする自動分析装置の試薬搬送システム。

請求項10

請求項6に記載の自動分析装置の試薬搬送システムにおいて、前記飛行経路は、前記自動分析装置が配置された検査室の床下に形成され、前記自動分析装置が配置された検査室の床には、前記ドローンの出入口が形成されていることを特徴とする自動分析装置の試薬搬送システム。

請求項11

請求項2に記載の自動分析装置の試薬搬送システムにおいて、前記ドローンは、前記自動分析装置が配置された検査室の天井に形成されたガイドレールに支持されることを特徴とする自動分析装置の試薬搬送システム。

請求項12

請求項6又は9に記載の自動分析装置の試薬搬送システムにおいて、前記飛行経路は複数され、前記ドローンは、人の存在位置を検知する人感センサを有し、前記人感センサが人の存在位置を検知すると、前記複数の飛行経路のうち、検知した人が存在しない飛行経路を選択することを特徴とする自動分析装置の試薬搬送システム。

技術分野

0001

本発明は、臨床検査用分析装置、特に試薬を用いて血液等の検体の成分の測定を行う自動分析装置に用いる試薬搬送システムに関する。

背景技術

0002

従来、液体の試薬を用いて血液等の検体の成分の測定を行う自動分析装置がある。この装置は、試薬を消耗品として使用するため、測定後に試薬を補充する必要がある。自動分析装置にはいくつもの種類の試薬が搭載されるため、補充には手間がかかる。

0003

従来、試薬の補充の手間を軽減するために、さまざまな技術が開発されてきた。

0004

補充した試薬のカセットを自動分析装置が自動で識別し、試薬種類と補充箇所の確認の手間を省いた技術が特許文献1に記載されている。

0005

また、試薬の投入口と自動分析装置内自動搬送機構を備え、装置稼働中の試薬補充を可能とし、試薬補充のために装置を止める手間を省いた技術が特許文献2に記載されている。

0006

特開2005−121492号公報

先行技術

0007

特開平4−36658号公報

発明が解決しようとする課題

0008

従来の技術によって、単体の自動分析装置中で試薬の補充を簡潔に行うための手段が実現されてきた。

0009

しかし、自動分析装置に補充が必要な試薬の種別等を確認し、試薬を運搬し、自動分析装置に応じた方法で試薬を補充することは、人の手で行われており、その自動化が困難であり、時間と手間とがかかっていた。

0010

自動分析装置に使用される試薬はカセットタイプが主であるが、種々の形状があり、検体のように搬送ラインによる運搬を実現するためには複数のカセット形状に対応しなければならないという技術的な課題がある。また、試薬の搬送ラインが必要であることから、搬送ラインが、自動分析装置の小型化を困難とする一要因となっていた。

0011

また、試薬の搬送ラインは使用場所ごとにラインレイアウトを変更する必要があり、検査室内の人の移動経路が試薬の搬送ラインによって限定され、操作者等の作業効率を低減させる場合があった。

0012

本発明の目的は、自動分析装置周辺の上方や下方の空間を移動して試薬を搬送でき、かつ、種々の試薬カセット形状に対応可能であり、自動分析装置の小型化が可能な自動分析装置に用いる試薬搬送システムを実現することである。

課題を解決するための手段

0013

上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。

0014

自動分析装置の試薬搬送システムにおいて、自動分析装置が保有する試薬の残量情報が伝達され、前記試薬の管理を行う試薬管理部と、前記自動分析装置の周辺の上方又は下方の空間を移動して、試薬を搬送する空輸機と、前記自動分析装置に使用される複数の試薬を保管する試薬保管庫と、を備え、前記試薬管理部は、前記試薬残量情報に基づいて、前記自動分析装置に試薬の補充が必要かを判断し、試薬の補充が必要であると判断すると、前記空輸機に試薬搬送命令伝送するとともに、前記試薬保管庫に試薬搬出命令を伝送し、前記空輸機は、前記試薬搬送命令に従って、前記試薬保管庫に保管された試薬を受け取り、前記自動分析装置に搬送する。

発明の効果

0015

本発明により、自動分析装置周辺の上方や下方の空間を移動して試薬を搬送でき、種々の試薬カセット形状に対応可能であり、自動分析装置の小型化が可能な自動分析装置に用いる試薬搬送システムを実現することができる。

図面の簡単な説明

0016

本発明による実施例1の試薬搬送システムが適用された自動分析装置の概略構成図である。
実施例1において、試薬を補充する動作フローを示す図である。
試薬保管庫の動作説明図である。
ドローンドッグ待機した状態を示す図である。
ドローンの飛行方法についての説明図である。
ドローンの位置決め方法を説明するための図である。
ドローンの試薬カセットの把持方法についての説明図である。
ドローンによる試薬カセットの補充方法の説明図である。
装置内試薬搬送機構を備える自動分析装置に対するドローンによる試薬カセットの補充方法についての説明図である。
ドローンによる運用を想定した装置内試薬搬送機構を備える自動分析装置に対する試薬カセットの補充方法の説明図である。
不要となった試薬カセットのドローンによる廃棄方法の説明図である。
実施例1における構成要素間の情報のやり取りの説明図である。
試薬カセットの上面に複数の孔形成されている例を示す図である。
実施例2におけるドローンが備える把持機構の概略説明図である。
実施例10における、検査室天井ガイドレールガイドレール支持部によって支持し、ガイドレールに支持されたドローンが移動する例を示す図である。
実施例10における、検査室の天井に支持されたガイドレールを示す図である。
実施例11におけるドローンの飛行中の安全対策についての説明図である。
実施例12におけるドローンの飛行中の安全対策についての説明図である。

0017

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

0018

(実施例1)
図1は、本発明による実施例1の試薬搬送システムが適用された自動分析装置の概略構成図である。

0019

図1において、 本発明による実施例1の試薬搬送システムは、空輸システムの役割を担うドローン(空輸機)101と、試薬搬送システムの制御を担う試薬管理システム(試薬管理部)102と、自動分析装置103と、補充用の試薬カセット104を複数個保管する試薬保管庫107と、試薬カセット104をドローン101へ受け渡すための受け渡しポイント(試薬カセット受け取り部)108と、ドローン101の待機場所であるドック110とを備える。試薬は、試薬カセット104内に収容されている。ドローン101が試薬カセット101を把持することにより試薬を把持することが可能となる。

0020

試薬管理システム102は自動分析装置103から伝送される試薬残量情報105を受け取り、自動分析装置に103に試薬の補充が必要か否かを判断し、試薬の補充が必要であると判断すると、試薬保管庫107へ試薬搬出命令106と、ドック110を介してドローン101に試薬搬送命令109を発信(伝送)する。発信された情報を元に、ドローン101が、試薬保管庫107の試薬受け渡しポイント108から試薬カセット104を受けとり、自動分析装置103へ搬送する。

0021

以上が本発明を構成するシステムの概要である。

0022

次に、図2を参照して実施例1の試薬補充動作を説明する。図2は、実施例1において、試薬を補充する動作フローを示す図である。

0023

図2において、最初に、試薬管理システム102が自動分析装置103が保有する試薬の残量情報である試薬残量情報105を監視している(ステップS1)。試薬残量情報105の監視は、試薬管理システム102が定期的に、自動分析装置103へ、試薬残量情報の送信リクエストを送信することで、実現するものとする。

0024

次に、試薬監視システム102が試薬残量情報105を参照し、試薬の残量があらかじめ定められ記憶されている閾値を下回ったと判断した場合、補充用の試薬カセット104の搬出命令106を試薬保管庫107へ発行する(ステップS2)。

0025

次に、試薬搬出命令106を受信した試薬保管庫107は、試薬搬出命令106を元に試薬カセット104を搬出し、受け渡しポイント108まで搬送する(ステップS3)。

0026

また、試薬監視システム102は、試薬カセット104の運搬命令109を、ドック110を通してドローン101へ発行し、ドック110で待機中のドローン101が運搬命令(搬送命令)109を受け取る(ステップS4)。

0027

そして、運搬命令109を受信したドローン101は、試薬カセット104を受け取るため、受け渡しポイント108へ飛行する(ステップS5)。

0028

次に、ドローン101は、受け渡しポイント108へ到着した後、試薬カセット104の把持を行う(ステップS6)。

0029

そして、ドローン101は、試薬カセット104を把持した後、運搬命令109の情報を元に、補充対象の自動分析装置103へ飛行する(ステップS7)。

0030

次に、ドローン101は、自動分析装置103へ到着した後、自動分析装置103へ試薬カセット104を補充する(ステップS8)。

0031

そして、ドローン101は、自動分析装置103へ試薬カセット104を補充した後、ドック110へ帰還する(ステップS9)。

0032

以上が本発明の実施例1によって試薬を補充する動作フローである。

0033

次に、図3を参照して実施例1の試薬保管庫107の動作について説明する。図3は、試薬保管庫107の動作説明図である。

0034

図3において、試薬保管庫107は、試薬ハンドリング機構301によって、試薬保管庫107内にあらかじめ納められている試薬カセット104にランダムアクセスし、必要な試薬カセット104を搬出できるものとする。

0035

なお、図3の左側に示した試薬カッセット104は、試薬保管庫107の内部に配置されていることを簡略化して示している。

0036

搬出された試薬カセット104は、搬送ライン302へ乗せられ、搬送される。搬送ライン302は、単純な直線状であるため、搬送ライン302をベルトで構成することで、試薬カセット104の形状によらず搬送できるものとする。

0037

搬送ライン302上には試薬開栓機構303が構成され、試薬カセット104の開栓が必要な場合は、開栓を行う。

0038

試薬カセット104は、搬送ライン302の先に設置されている受け渡しポイント108へ到達し、試薬保管庫107の動作は完了する。

0039

以上が試薬保管庫107の動作である。

0040

次に、図4を参照して、ドローン101とドック110との関係について説明する。図4は、ドローン101がドッグ110に待機した状態を示す図である。

0041

図4において、運搬命令109がない状態にて、ドローン101は、ドック110にて待機する。ドローン101は、支持台充電機構401で支持され、充電される。

0042

本実施例1において、ドローン101は電波を用いた通信は行わない。自動分析装置103が設置される検査室内には、様々な検査機器が設置されている。このような検査機器の誤動作を防止するために、ある一定以上の強度の電磁波を放射しないことが、医療機器には求められているからである。

0043

本実施例1では、ドローン101への試薬運搬命令109等の情報伝達には、画像による通信を用いる。ドック110が備えるQRコード登録商標表示画面403にQRコード(登録商標)を表示し、ドローン101が備える全天周カメラ402によってQRコード(登録商標)を読み取ることで、ドック110からドローン101への情報伝達を行う。

0044

ドッグ110からドローン110への情報伝達後、ドローン101は受け渡しポイント108へ移動するために飛行を開始する。ドック101は、ドローン101が飛び立ったことを、ドック101が備える光学センサによって検知するものとする。

0045

以上がドローン101とドック110との関係である。

0046

次に、図5を参照して、ドローン101の飛行方法について説明する。図5は、ドローン101の飛行方法についての説明図である。

0047

図5において、ドローン101は、ドック101から伝達された情報を元に、飛行を行う。

0048

本実施例1では、一般的にドローン技術に用いられるGPSは用いない。本実施例1では室内での運用を想定しているため、GPS電波が利用できないためである。そのため、飛行は、基本的にドローン101が備える加速度センサ404による座標計算によって、ドローン101の現在位置座標割り出し三次元座標データ系列によって表現されるドローン飛行経路501を辿ることで、実現するものとする。

0049

ドローン101が備える加速度センサによる座標計算は、計算の積み重ねによる座標計算方法であり、飛行距離が長くなると計算誤差が積み重なり、計算した現在位置座標と実際の現在位置座標にずれが生じる可能性がある。

0050

本実施例1では、飛行経路中にあらかじめ設置した位置座標補正マーカー502を、ドローン101が備える全天周カメラ402によって画像認識し、位置座標補正マーカー502の三次元座標によって、該現在位置座標を補正することにより、ずれを修正するものとする。

0051

図5は、ドック110から受け渡しポイント108までの、ドローン101の飛行方法を示している。受け渡しポイント108から自動分析装置103への飛行と、自動分析装置103からドック110への飛行も、図5と同様の方法によって行うこととする。

0052

以上がドローン101の飛行方法である。

0053

次に、図6を参照して、ドローン101の位置決め方法について説明する。

0054

図6は、ドローン101の位置決め方法を説明するための図である。

0055

図6において、ドローン101は、ドローン101に備えられた全天周カメラ402によって、受け渡しポイント108に配置された位置決めマーカー601を画像認識する。位置決めマーカー601は複数形成されており、ドローン101は、各々の位置決めマーカー601を認識した角度から、位置決めマーカー601に対する水平方向と垂直方向の相対位置を、三角測量の応用により正確に計算できるものとする。

0056

ドローン101は、計算した位置決めマーカー601に対する相対座標を元に、各位置決めマーカー602の中心へ位置決めし、受け渡しポイント108の所定位置着地する。

0057

図6は、受け渡しポイント108におけるドローン101の位置決め方法を示している。ドローン101の、自動分析装置103における位置決めと、ドック110における位置決めも、図6と同様の方法で行うこととする。

0058

以上がドローン101の位置決め方法である。

0059

次に、図7を参照して、ドローン101の試薬カセット104の把持方法について説明する。図7は、ドローン101の試薬カセット104の把持方法についての説明図である。

0060

飛行をするドローン101に搭載する機構は、重量が軽いことが求められる。また、種々の形状の試薬カセット104を落とすことなく強い力で把持できることが求められる。

0061

図7において、ドローン101に対する上記要求事項満足するため、ドローン101は、リンク機構直動アクチュエータ702により構成される把持ハンド701を備えることとする。左右から把持ハンド701の把持部703a及び703bにより試薬カセット104を把持する機構は、人の手に近い動作をするため、従来人の手による運搬を想定している全ての試薬カセット104を把持可能である。

0062

また、リンク機構により把持する力が増幅されるため、重量が軽く出力が弱い直動アクチュエータ702でも、強い力で試薬カセット104を把持することが可能である。

0063

ドローン101が試薬カセット104を運搬し、設置する際は、把持と逆の順序によって、試薬カセット104を解放する。

0064

把持ハンド701を駆動する直動アクチュエータ702の動作制御は、ドローン101に備えられたアクチュエータ制御部704により実行される。

0065

以上がドローン101の試薬カセット104の把持方法である。

0066

次に、図8を参照して、装置内試薬搬送機構を備えない自動分析装置103に対する、ドローン101による試薬カセット104の補充方法について述べる。

0067

図8は、ドローン101による試薬カセット104の補充方法の説明図である。

0068

装置内試薬搬送機構を備えない自動分析装置103に対しては、ドローン101による完全自動の試薬補充は困難である。そのため、ドローン101は、自動分析装置103の付近に備えられた、試薬カセット設置テーブル801に、試薬カセット104を設置する。試薬カセット設置テーブル801には、受け渡しポイント108と同様に、複数の位置決めマーカー601が形成されている。試薬カセット104は、最終的に人の手によって、自動分析装置103へ補充される。

0069

以上が装置内試薬搬送機構を備えない自動分析装置103に対する、ドローン101による試薬カセット104の補充方法である。

0070

次に、図9を参照して、人の手による運用を想定した装置内試薬搬送機構を備える自動分析装置103に対する、ドローン101による試薬カセット104の補充方法について説明する。ドローン101によって、完全自動化が可能となる。

0071

図9は、装置内試薬搬送機構を備える自動分析装置103に対するドローン101による試薬カセット104の補充方法についての説明図である。

0072

図9において、人の手による運用を想定した装置内試薬搬送機構を備える自動分析装置103に対しては、自動分析装置103に、試薬補充を補助するための試薬カセット挿入機構901を設置する。この試薬カセット挿入機構901を設置することで、完全自動の試薬補充を実現する。

0073

図9に示したタイプの自動分析装置103の試薬搬送機構902は、所定の場所に試薬カセット104を設置した後、一定の水平方向へ試薬カセット104をスライドさせることで、試薬カセット104を認識し、試薬搬送を開始する方式であることがほとんどである。

0074

ドローン101がマーカー601を検出しながら、所定の場所へ試薬カセット104を設置した後、試薬カセット挿入機構901が試薬カセット104を検知し、試薬搬送機構902へ試薬カセット104を挿入する。

0075

試薬搬送機構902は、試薬カセット104を試薬ディスク903へ搬送し、試薬カセット104の補充が完了する。

0076

以上が人の手による運用を想定した装置内試薬搬送機構を備える自動分析装置103に対する、ドローン101による試薬カセット104の補充方法である。

0077

次に、図10を参照して、ドローン101による運用を想定した装置内試薬搬送機構1000を備える自動分析装置103に対する、ドローン101による試薬カセット104の補充方法について述べる。図10は、ドローン101による運用を想定した装置内試薬搬送機構1000を備える自動分析装置103に対する試薬カセット104の補充方法の説明図である。

0078

図10において、ドローン101による運用を想定した装置内試薬搬送機構100を備える自動分析装置103は、ドローン101のアクセスが容易な、自動分析装置103の上面に、試薬カセット104の挿入口1001cが形成されている。ドローン101は、位置決めマーカー601を検出しながら、挿入口1001cへ試薬カセット104を設置する。その後、シャッター1001aが開き、エレベータ機構1002により、試薬カセット104が下降され、シャター1001bが開き、試薬ディスク903へ配置される、そして、シャッター1001bが閉じて試薬カセット104の補充が完了する。

0079

以上がドローン101による運用を想定した装置内試薬搬送機構1000を備える自動分析装置103に対する、ドローン101による試薬カセット104の補充方法である。

0080

次に、図11を参照して、不要となった試薬カセット1102のドローン101による廃棄方法について述べる。

0081

図11は、不要となった試薬カセット1102のドローン101による廃棄方法の説明図である。

0082

図11において、空となった試薬カセット1102は、不要のため廃棄が必要である。自動分析装置103が排出した不要なカセット1102を、画像認識によりドローン101が認識し、把持を行う。ドローン101は、試薬カセット廃棄台1101へ飛行し、不要な試薬カセット1102の破棄を行う。

0083

以上が不要となった試薬カセット1102のドローン101による廃棄方法である。

0084

次に、図12を参照して、実施例1における構成要素間の情報のやり取りについて説明する。

0085

図12は、実施例1における構成要素間の情報のやり取りの説明図である。なお、図12に示した縦長のボックスは情報入出力部を示すものとする。

0086

図12において、試薬管理システム102は、自動分析装置103へ試薬残量情報105のリクエストを行い、それに応じて自動分析装置103は、試薬残量情報105を試薬管理システム102へ送信する。

0087

次に、試薬管理システム102は、試薬保管庫107へ試薬搬出命令106を発行する。試薬搬出命令106には、搬出する試薬カセット104を特定するための情報と、試薬カセット104の開栓の要否の情報(試薬情報)とが試薬搬出命令に含まれているものとする。試薬保管庫107は、試薬の搬出が完了後、搬出完了報告を試薬管理システム102へ発行する。

0088

次に、試薬管理システム102は、試薬搬出完了報告を受け、ドック110へ試薬運搬命令(試薬搬送命令)109を発行する。試薬運搬命令109には、試薬カセット104の形状や重さ、補充対象の自動分析装置103の位置座標とそれに至る飛行経路501など、運搬に必要な情報(試薬情報・搬送先情報)が含まれているものとする。

0089

ドック110は、試薬運搬命令109を受け、試薬カセット104の重量、ドローン101の飛行経路を示す三次元座標のデータ系列など飛行に必要な情報をドローン101へ伝達する。

0090

ドローン110は、自動分析装置103まで試薬カセット104を運搬(搬送)し、試薬カセット104の補充を行う。試薬カセット104の補充を検知することが可能な自動分析装置103の場合は、試薬カセット104の受領報告を試薬管理システム102へ行う。

0091

ドローン110は、試薬カセット104の補充後、ドック110へ帰還する。ドック110はドローン101の帰還を検知し、試薬管理システム102へドローン101の帰還と、充電状態故障状態などの状況を報告する。

0092

以上が本実施例1における構成要素間の情報のやり取りである。

0093

以上が、本発明の実施例1における、試薬カセット104を空輸によって自動分析装置103へ補充するための、具体的な説明である。

0094

本発明の実施例1によれば、自動分析装置103における試薬残量情報に基づいて、試薬を補充する必要がある場合は、ドローン101を用いて、試薬カセット104を試薬保管庫107から自動分析装置103に、搬送するように構成したので、自動分析装置103周辺の上方の空間を移動して試薬を搬送でき、種々の試薬カセット形状に対応可能であり、自動分析装置の小型化が可能な自動分析装置に用いる試薬搬送システムを実現することができる。

0095

(実施例2)
次に、本発明の実施例2について説明する。

0096

なお、実施例1で説明した各構成要素について、特別な言及がない限り、実施例1において、構成要素の一部、あるいは複数部を下記の他の実施例に置き換えても、成り立つものとする。よって、構成要素の実施例の組み合わせにより、本発明は構成可能である。

0097

実施例2は、ドローン101による試薬カセット104の把持方法が実施例1とは異なる例である。実施例1では、図7に示したように、把持部703a及び703bにより、試薬カセット104を挟み込み、把持する例であるが、実施例2は、異なる方法により、試薬カセット104を把持する例である。

0098

試薬カセット104は、自動分析装置103の内部での搬送のために、専用の孔、くぼみ、もしくは突起を備えている場合がある。図13Aは、試薬カセット104の上面に複数の孔104aが形成されている例を示す図である。

0099

図9に示したように、自動分析装置103内部の試薬搬送機構902は、試薬カセット104に形成された孔104a、もしくは突起を利用して、試薬カセット104を把持し、搬送を行うことが可能である。それと同様の把持機構をドローン101に備えることで、試薬カセット104を把持することが出来る。

0100

図13Bは、実施例2におけるドローン101が備える把持機構101aの概略説明図であり、把持機構101aの断面を示している。図13Bには、把持部101c及び101dの2つの把持部を示しているが、孔104aが形成され数に対応する数の把持部を備えている。

0101

図13Bにおいて、把持機構101aは、左右回転可能なディスク101bを有し、先端に爪部が形成された把持部101c、101dの他端部が回動可能に支持されている。把持部101c及び101dのほぼ中間部分は、把持機構101aに形成された支点部101eに回動可能に支持されている。

0102

ディスク101bが、図13Bにおける右方向に回動することにより、把持部101c、101dの先端部が互いに離間する方向に移動する。

0103

また、ディスク101bが、図13Bにおける左方向に回動することにより、把持部101c、101dの先端部が互いに接近する方向に移動する。

0104

ディスク101bの回動の制御は、図7に示したようなアクチュエータ制御部704と同様な制御部により制御される。

0105

ドローン101は、把持部101c、101dが孔104a内に挿入されるように、ディスク101bの回動を制御し、試薬カセット104に接近する。そして、把持部101c、101dが孔104a内に挿入されたことを確認すると、ディスク101bを図13Bにおける右回転させて、把持部101c及び101dの爪部により試薬カセット104を把持させる。そして、ドローン101は、試薬カセット104を把持して、目的地に飛行し、試薬カセット104を設置する。その後、ディスク101bを図13Bにおける左回転させて、把持部101c及び101dの爪部を試薬カセット104から解放し、試薬カセット104から離間する。

0106

以上のように、本発明の実施例2によれば、実施例1と同様な効果を得ることができる他、ドローン101の試薬カセット104の把持が確実に行え、信頼度がさらに向上可能な、自動分析装置に用いる試薬搬送システムを実現することができる。

0107

なお、実施例2の変形例として、試薬カセット104にマグネットを備え、ドローン101に電磁石を備えることで、稼動する部分なしに試薬カセット104を把持するように構成することも可能である。電磁石に電流を流して試薬カセット104の備えるマグネットを吸着することで、試薬カセット104を把持し、電流を切って試薬カセット104を解放する。

0108

また、他の変形例として、ドローン101がスロット状の機構を備え、搬送ライン302(図3)によって試薬カセット104を上記スロットに挿入することで、試薬カセット104を把持するように構成することもできる。試薬カセット104を解放するときは、ドローン101、もしくは開放する場所に備えられたスライド機構により、上記スロットから試薬カセットを取り出して行う。

0109

また、ドローン101が把持機構を複数備えることで、一つのドローンで複数の試薬カセット104を把持するように構成することも可能である。その場合、単一の自動分析装置103へ複数の試薬カセット104を投入することも、複数の自動分析装置103へ試薬カセット104を投入することも可能である。

0110

また、試薬カセット104を把持する時、または解放する時のドローン101の状態について、着陸状態、ホバリング状態は問わないものとする。着陸状態の場合はドローン101の姿勢が安定する、ホバリング状態では着陸機構401を必要としないと、それぞれにメリットがあるため、実施の形態によって選択するものとする。

0111

以上が、試薬カセット104の把持方法の別の実施例の説明である。

0112

(実施例3)
次に、本発明の実施例3について説明する。実施例3は、ドローン101の飛行方法が実施例1とは異なる例である。

0113

実施例1においては、加速度センサを用いているが、実施例3では、ドローン101が備える全天周カメラ402によりオプティカルフローの技術を用いることにより、座標計算を行い、あらかじめ定められた飛行経路501を辿る。

0114

オプティカルフローは全天周カメラ402で撮像した画像の特徴点の位置から、移動ベクトルを算出する方法であり、速度、または位置を直接測定できるため、加速度センサを用いる方法よりも演算誤差を少なく出来るメリットがある。

0115

また、実施例3の変形例として、ドローン101がステレオカメラレーザー測距計超音波距離センサを備え、飛行経路マーカー502や自動分析装置103とドローン101の距離を測定する。これによりあらかじめ設定した飛行経路501を正確に辿ることが可能である。

0116

また、他の変形例として、自動分析装置103が配置された検査室の天井や壁にカメラを備え、飛行管理システムがドローン101の姿を画像認識しつつ飛行指示を出すことで、あらかじめ設定した飛行経路501を、ドローン101に辿らせる構成とすることも可能である。この方式は、飛行管理システムとドローン101の飛行中の通信が必須であるため、有線による通信か、無線による通信を行う。有線の場合は、ドローン101の飛行を妨げない通信線の取り回しとし、無線の場合は法令違反しない強度の無線通信システムを用いるものとする。

0117

また、他の変形例として、ドローン101が備えるカメラ402によるマーカーレス型の画像認識を用いるように構成することも可能である。マーカーレス型の画像認識は、特定のパターン画像を有するマーカーを必要としない画像認識で、検査室内の物体の形状を認識し、あらかじめ設定した飛行経路501を辿るものとする。

0118

以上が、ドローン101の飛行方法の別の実施例の説明である。

0119

(実施例4)
次に、本発明の実施例4について説明する。

0120

実施例4は、実施例1における試薬保管庫107とは別の例となっている。

0121

実施例4においては、試薬保管庫107が、ドローン101が侵入できるだけのスペースを備え、ドローン101が、補充が必要な試薬カセット104の保管場所まで飛行し、試薬カセット104を把持し、運搬する。試薬カセット104は、ドローン101が必要な試薬カセット104を識別するのに必要なマーカーを備えるものとする。もしくは、試薬カセット104の種類ごとに設置場所が定められており、ドローン101は必要な試薬カセット104の設置場所の情報を元に把持を行うものとする。

0122

実施例4の変形例として、一度に複数の試薬カセット104を排出する試薬保管庫107がある。自動分析装置103が複数台存在する場合など、試薬カセット104の運搬要求が複数ある場合に、運搬効率向上のため、複数の試薬カセット104を、試薬搬送完了報告を待たずに搬出する。その場合、複数の運搬要求のうち、緊急度の高い順に搬出を行う。緊急度は、自動分析装置103の現在の試薬残量と試薬消費速度、今後の測定予定から試薬の予想消費量を予測し決定するロジックとする。試薬カセット104の排出中に緊急度の高い運搬要求を受信した場合は、割り込みによって緊急度の高い試薬カセット104の搬出を優先するものとする。試薬保管庫107は、排出した順序を試薬管理システム102に報告する。もしくは、試薬保管庫107が複数台の試薬カセット受け渡しポイント108を備え、試薬カセット104をどの試薬カセット受け渡しポイント108に搬出したかを試薬管理システム102に報告するものとする。

0123

実施例4においても、実施例1と同様な効果を得ることができる。

0124

以上が、試薬保管庫107の他の構成である実施例4の説明である。

0125

(実施例5)
次に、本発明の実施例5について説明する。

0126

実施例5は、ドローン101の試薬運搬方法の他の例である。

0127

ドローン101がシリンジなどの試薬の吸引吐出に必要な機構と試薬の保管容器を備え、試薬カセット104から、試薬を小分けにし、運搬、自動分析装置103への補充を行う。

0128

試薬保管庫107は、ドローン101の試薬吸引のために、試薬カセット104を搬出し、吸引後に試薬が試薬カセット104へ残っている場合は再度、試薬保管庫107内に格納する。自動分析装置103は、試薬補充のために、試薬カセット104を、試薬カセット搬送機構902(図9)により試薬ディスク903(図9)から搬出する。ドローン101により搬出された試薬カセット104に試薬を補充した後、再度試薬カセット搬送機構902により試薬カセット104を試薬ディスク903へ格納するものとする。もしくは、自動分析装置103が試薬補充用の流路試薬注入口を備え、試薬注入口からドローン101が試薬を注入することで、補充が必要な試薬カセット104へ試薬が補充されるものとする。

0129

この場合、試薬のコンタミネーションを防止するために、流路の洗浄機構を備えるか、試薬ごとの専用の補充流路を備えるものとする。ドローン101が備える試薬吸引吐出機構と保管容器は、試薬ごとに専用化されて、ドローン101が補充する試薬ごとに付け替えるか、ドローン101自体が一つの試薬専用の運用を行うものとする。

0130

実施例5においては、実施例1と同様な効果を得ることができる他、ドローン101に試薬吸引吐出機能を備え、試薬の小分けを行う構成となっているので、自動分析装置103では試薬の小分け作業を省略化でき、分析動作の時間を短縮することができるという効果を有する。

0131

以上が、ドローン101の試薬運搬方法が別の実施例5の説明である。

0132

(実施例6)
次に、本発明の実施例6について説明する。

0133

実施例6は、ドローン101の運用に関する例である。

0134

上述した実施例5のように、試薬を小分けにして運搬する場合や、ある1つの種類の試薬を運搬する回数が多い場合は、ドローン101を1つの種類の試薬に対して専用化する、一試薬一ドローンの運用を行う例が実施例6である。実施例6のような運用により、運搬中の試薬のコンタミネーションの防止を実現することが出来る。

0135

以上が、ドローン101の運用に関する実施例6の説明である。

0136

(実施例7)
次に、本発明の実施例7について説明する。

0137

実施例7は、複数台のドローン101の運用に関する例である。

0138

試薬カセット104の運搬頻度が多い場合は、複数台のドローン101の運用を行う。複数台のドローン101の運用を行うことで、運搬速度の向上やドローン101への負荷分散を実現できる。

0139

複数台のドローン101を運用する場合は、ドローン101の数に見合ったドック110を備えるものとする。試薬管理システム102は、ドック110から各ドローン101の充電状況故障状況の情報を収集し、運搬命令を送信するドローン101を決定するロジックとする。

0140

具体的には、故障が発生したドローン101は使用せず、運搬命令送信時点充電容量が最も多いドローン101へ、命令を送信するロジックとする。ドローンの飛行経路501は、複数台のドローン101が飛行しても干渉しないように選択するロジックとする。

0141

具体的には、運搬命令を送信してから帰還命令を受信するまでの間は、あるドローン101へ送信した飛行経路501は使用不可とし、その間に運搬命令を発令する場合は、使用可能な飛行経路501から選択し、選択可能な飛行経路501が無い場合は、帰還命令を受信するまで運搬命令を送信しないロジックとする。

0142

実施例7によれば、実施例1と同様な効果を得ることができる他、複数台のドローン101を効率よく運用することが可能となり、運搬速度の向上やドローン101への負荷を分散することが可能となる。

0143

以上が、複数台のドローン101の運用に関する実施例7の説明である。

0144

次に、複数台の自動分析装置103に対する運用に関して説明する。

0145

検査室に複数台の自動分析装置103が存在する場合、それぞれの自動分析装置103に対して試薬カセット104の補充を行う。試薬管理システム102は、各自動分析装置103の位置情報を把握し、補充が必要な自動分析装置103までの飛行経路501を決定するものとする。

0146

以上が、実施例7における複数台の自動分析装置103に対する運用の説明である。

0147

実施例7によれば、実施例1と同様な効果を得ることができる他、複数のドローン101についても、効率よく運用可能となる。

0148

(実施例8)
次に、本発明の実施例8について説明する。

0149

実施例8は、試薬カセット104に収容された試薬以外の消耗品の運搬に関する例である。

0150

自動分析装置103は、検体と反応させて分析に使用する試薬以外に、反応容器サンプリングプローブ洗浄するための洗剤を消耗品として必要とする。この洗剤も、現状は人の手による補充が必要なため、補充の頻度を低減させる為に大容量の洗剤ボトルを使用する例がある。

0151

消耗品である洗剤に対しても、試薬カセット104と同様にドローン101によって運搬を自動化することで、自動分析装置103の運用を効率化することが可能である。洗剤のボトルは、試薬カセット104と比較して大容量であることが多いため、洗剤ボトルそのものを運搬せずに、上述した実施例5と同様にして、小分けにして運搬するものとする。もしくは、ドローン101による運搬を前提とした、小型の洗剤ボトルを使用し、ドローン101により運搬するものとする。

0152

自動分析装置103は、上述した実施例に示した試薬補充用の流路と注入口を備えるものとする。もしくは、自動分析装置103は、自動での洗剤ボトル交換に対応した自動交換機構を備えるものとする。

0153

以上が、試薬カセット104以外に収容された試薬以外の消耗品の運搬に関する例の説明である。

0154

なお、本発明においては、消耗品である洗剤も試薬の一種類と考えられるため、洗剤は試薬に含まれると定義する。

0155

(実施例9)
次に、本発明の実施例9について説明する。

0156

実施例9は、ドローン101の飛行経路501の決定論理に関する例である。

0157

飛行経路501は、本発明に係る試薬搬送システムの導入の際に、あらかじめ定められ、試薬管理システム102の中に保存されているものとする。

0158

飛行経路501は、安全を考慮して、人の通路や、重要施設を出来るだけ避け
て設定されることが望ましい。ドック110から試薬受け渡しポイント108や、自動分析装置103へ到る飛行経路501は、複数設定してもよい。

0159

その場合、試薬管理システム102が備えるロジックによって、実際に使用する飛行経路501を決定する。具体的には、複数台のドローン101を運用する場合の実施例7に示した経路決定ロジックや、検査室内の人の存在位置を検知する検知器を備え、人の存在する近傍の飛行経路を使用せず、検知した人が存在しない飛行経路を選択するロジックとする。検査室内の人の存在位置を検知する検知器は全天周カメラ402が兼用することも可能である。なお、全天周カメラ402により検査室内の人の存在位置を検知するように構成することも可能である。好ましくは、ドローン101は、図17に示すような人感センサ405を備え、人感センサ405(人の存在位置を検知する検知器)により検査室内の人の存在位置を検知する。

0160

以上が、ドローン101の飛行経路501の決定論理に関する実施例9の説明である。

0161

(実施例10)
次に、本発明の実施例10について説明する。

0162

実施例10は、ドローン101の飛行中の安全対策に関する例である。

0163

実施例10は、 不測の事態における飛行中のドローン101からの試薬カセット104の落下、もしくはドローン101自体の落下についての安全対策に関する例である。

0164

ドローン101の運用に関しては、上述した例のように、飛行経路を予め安全な経路に設定することにより、安全は確保されるが不測の事態等が発生する場合も考えられる。このため、安全性をより向上するための例が実施例10である。

0165

自動分析装置103が配置される検査室の天井付近にドローン101の安全通路を設け、飛行経路501を安全通路上に設定することで、不測の事態によるドローン101の落下時に検査室内の人や施設への被害を防止する。

0166

安全通路は、天井から吊り下げられたガイドレールや、簡易的にはネットによって構成される。

0167

また、実施例10の変形例として、ドローン101の飛行中の際は、ドローン101に、もしくは安全通路上に目視できるサインを表示することで、周囲の人にドローン101が飛行中であることを周知し、注意喚起を行うことで落下が起きた際も人への被害を防止するように構成することも可能である。

0168

また、他の変形例として、ドローン101の備える全天周カメラ402により、ドローン101の近傍に人を検知した場合、ドローン101は移動を中止し、その場でホバリング状態へ移行するように構成することができる。ドローン101が、人がいなくなったことを検知したら、ドローン101の移動を再開する。

0169

また、他の変形例として、ドローン101を、検査室天井に設置されたレール上を動作する吊り下げハンドに置き換えても、本発明は成り立つ。システム設置費用が格段に高くなるが、ドローン101の落下の可能性を排除することが出来る。

0170

図14は、検査室の天井1201に、ガイドレール1200をガイドレール支持部1202によって支持し、ガイドレール1200に支持されたドローン101が移動する例を示す図である。

0171

また、図15は、検査室の天井に支持されたガイドレール1300及び1301を示す図である。図15において、ガイドレール1301は、ガイドレール1300上を移動可能に構成され、ドローン101は、ガイドレール1301によって支持され、ガイドレール1301に沿って移動可能となっている。つまり、ドローン101は、ガイドレール1300、1301により、検査室の水平面上をXY方向に移動可能である。また、ドローン101のガイドレール1301の支持部材は、上下方向に移動可能であり、ドローン101の上下方向移動も可能な構成となっている。ドローン101のガイドレール1301の支持部材によって、不測の事態により、ドローン101が落下する場合であって、緩やかに降下するように構成することができる。これは図14に示した例も同様である。

0172

以上が、ドローン101の飛行中の安全対策の例の説明である。

0173

(実施例11)
次に、本発明の実施例11について説明する。

0174

実施例11も、実施例10と同様に、ドローン101の飛行中の安全対策に関する例である。

0175

図16は、実施例11におけるドローン101の飛行中の安全対策についての説明図である。

0176

図16において、自動分析装置103が配置された検査室が高床の検査室である場合は、検査室の床1400の床下にドローン101の飛行経路を形成し、ドローン101の出入口1401、1402を形成する。

0177

このように、構成すれば、ドローン101が不測の事態により落下した場合でも、検査室内の人等に被害を及ぼすことが防止される。

0178

(実施例12)
次に、本発明の実施例12について説明する。

0179

実施例12も、実施例10、11と同様に、ドローン101の飛行中の安全対策に関する例である。

0180

図17は、実施例12のドローン101の飛行中の安全対策についての説明図である。

0181

図17において、自動分析装置103が配置された検査室の床の近辺にドローン101の飛行経路を形成し、自動分析装置103等の近辺でドローン101が上下に移動する構成とする。

0182

このように、構成すれば、ドローン101が不測の事態により落下した場合でも、検査室内の人等に被害を及ぼすことが防止される。ドローン101には、人感センサ405が備えられ、人が近辺に存在することを検知した場合は、移動を停止するように構成することができる。

0183

なお、上述した本発明の実施例において、ドローン101とドック110との通信方式は、RFID(近距離無線通信)、光通信(非接触の光を用いた通信(シリアルパラレルは問わない))、又は有線通信のいずれの方式も採用することが可能である。

0184

また、上述した例においては、試薬カセット104を、ドローン101にて空輸する構成としたが、ドローンに限らず、自動分析装置103の周辺の上方又は下方の空間を移動し、試薬カセット104を空輸することができる空輸機であれば本発明は適用可能である。例えば、自動分析装置103の周辺の上方空間に配置されたレールを移動し、試薬カセット104を把持及び解放可能なクレーンであってもよい。よって、本発明においては、ドローンや上述したクレーン等を空輸機と定義することができる。

実施例

0185

また、空輸機であるドローン101は試薬カセット104を空輸するように構成したが、試薬カセット104ではなく、試薬が収容された試薬容器を空輸することも可能である。本発明においては、試薬カセットと試薬容器とを単に試薬と総称する。

0186

100・・・ 101・・・ドローン、 101a・・・把持機構、 101b・・・ディスク、 101c、101d・・・把持部、 101e・・・支点部、 102・・・試薬管理システム、 103・・・自動分析装置、 104・・・試薬カセット、 104a・・・孔、 105・・・試薬残量情報、 106・・・試薬搬出命令、 107・・・試薬保管庫、 108・・・試薬カセットの受け渡しポイント、 109・・・試薬運搬命令、 110・・・ドック、 301・・・試薬ハンドリング機構、 302・・・搬送ライン、 303・・・試薬開栓機構、 401・・・支持台兼充電機構、 402・・・全天周カメラ、 403・・・QRコード(登録商標)表示画面、 404・・・加速度センサ、 405・・・人感センサ、 501・・・ドローン飛行経路、 502・・・位置座標補正マーカー、 601・・・位置決めマーカー、 701・・・把持ハンド、 702・・・直動アクチュエータ、 703a、703b・・・把持部、 704・・・アクチュエータ制御部、 801・・・試薬カセット設置テーブル、 901・・・試薬カセット挿入機構、 902・・・試薬搬送機構、 903・・・試薬ディスク、 1000・・・装置内試薬搬送機構、 1001a、1001b・・・シャッター、 1001c・・・挿入口、 1002・・・エレベータ機構、 1101・・・試薬カセット廃棄台、 1102・・・空き試薬カセット、 1200、1300、1301・・・ガイドレール、 1201・・・天井、 1202・・・ガイドレール支持部、 1400・・・床、 1401、1402・・・出入口

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