JP2001083081A - 自動化学分析装置における非直線検量線作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】標準試料の測定後、装置が最適な近似式を選択
して、検量線を作成し、かつ、低濃度域、または、高濃
度域の標準試料の希釈倍率を可変して吸光度を測定し、
検量線を延長することにより、検体の測定範囲を拡大
し、かつ、測定精度の向上、および再検に要する時間を
省き、迅速な検査結果の報告が行えるなど、生化学検査
の作業効率および信頼性の向上を図ることが目的であ
る。 【解決手段】標準試料の測定後、装置が最適な近似式を
選択して、検量線を作成し、かつ、低濃度域、または、
高濃度域の標準試料の希釈倍率を可変して吸光度を測定
し、検量線を延長することにより、検体の測定範囲を拡
大し、かつ、正確性など測定精度を向上することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は臨床検査に使用する
自動化学分析装置おける非直線検量線作成方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】現在の自動化学分析装置はコンピュータ
の導入により多検体多項目を迅速に、かつ高精度で分析
処理することができるため、病院や検査センターなどで
の生化学検査はもちろんのこと、免疫血清学検査、製薬
関連における研究機関での毒性試験など様々な分野での
検査に用いられる。特に、免疫血清検査や抗原抗体反応
を利用する薬物やホルモン検査、特殊蛋白質測定等、従
来は専用機で分析していた項目が自動化学分析装置によ
って分析する必要性が増加している。これに伴い、特殊
項目の分析には、非直線の検量線作成機能が必要不可欠
となっている。一例を血清中のＣＲＰ（CーReactive Pro
tein）で説明する。CRPの検査は、細菌感染症、リウマ
チ熱、心筋梗塞、広範な転移を有する悪性腫瘍、その他
の炎症性疾患の場合、患者血清中に現れるCRPの消長が
これら疾病の活動性、重傷度、経過や予後または治療効
果に極めて有効なため、重要な検査項目の1つである。

【０００３】ＣＲＰの測定方法には、様々な種類が存在
する。その中で自動化学分析装置に用いられている測定
方法としては、ラテックス粒子を担体とした逆受身凝集
反応を測定するラテックス凝集法、免疫複合体による透
過光を測定する免疫比濁法、抗体感作ラテックスの免疫
複合体による透過光を測定するラテックス免疫比濁法な
ど、濁度を測定する方法が挙げられが、これらの方法
は、濃度と吸光度との間には比例的な関係は得られな
い。

【０００４】したがって、数点の標準試料を使用して、
非直線の検量線を作成して、この検量線から濃度を求め
るのが普通である。そのため、自動化学分析装置には、
非直線の検量線作成機能として、収束関数（Logit−Log
関数）、発散関数（Exponential関数）、自在関数（Spl
ine関数）などの近似式が用意されている。非直線の検
量線を作成する場合には、標準試料の各点を上記近似式
に当てはめて作成する。従来の検量線の作成手順は、ま
ず、どの近似式を使用するかを装置の画面上で設定し、
次に標準試料の吸光度を測定し、その後に、検量線を作
成する、という手順である。一般に自動化学分析装置に
使用する試薬および標準試料は、試薬メーカから発売さ
れ、分析に必要な条件等も各装置ごとに用意されてい
る。

【０００５】しかし、非直線の検量線を使用して検体の
濃度を求める場合、測定できる濃度範囲は標準試料の濃
度範囲に限られている。また、標準試料の本数は、多い
ほど正確な近似が可能となることは良く知られた事実で
あるが、その反面ルーチン検査における試薬ランニング
コストが高騰になることから、５〜６本使用するのが通
常である。

【０００６】従来技術における問題を図６を例にして以
下説明する。図６の横軸は各標準液の濃度、縦軸は吸光
度を示す。実線は測定可能範囲であり、点線は標準試料
の濃度範囲外により、数学的に推測されたものになるた
め、検量線範囲外の領域は、正確性に欠ける。そのた
め、定量範囲から外れた高値検体は、希釈等を行い、再
測定を行う必要があり、また、定量範囲から外れた低値
領域の場合は実際の測定範囲に入るように検体量を増量
しての再測定が必要となるため、迅速に結果を得ること
が困難になる。ユーザ自らが、上記問題を解決するため
の測定範囲の拡大、あるいは、低値領域や高値領域の正
確度を重視する目的で、検量線の作成を行う場合、標準
試料の本数や濃度間隔、および、近似式の選択法の条件
をユーザが判断することは容易ではなく、多くの時間を
費やす事になる。また、標準試料は高価格なものが多
く、かつ、量も少量であり、キャリブレーション（検量
線を作成する操作）を何回も行う事は、時間やランニン
グコストなど経済面においても非常に不利である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、従来の自動
化学分析装置における非直線の検量線の作成は、予め、
装置の画面上で近似式の選択をしてから、検量線を作成
していたために、ユーザ自らが、測定範囲の拡大、ある
いは、低値領域や高値領域の正確度を重視する目的で、
検量線の作成を行う場合、標準試料の濃度や間隔、およ
び、近似式の選択方法、など検量線を作成するための条
件をユーザが判断することは困難であった。

【０００８】また、検量線範囲外の領域は、数学的に推
測されたものになり、正確性に欠けるため、濃度範囲か
ら外れた検体の測定は、再測定を行う必要があり、迅速
結果が要求される現在では致命的である。

【０００９】本発明は、標準試料の測定後、装置が最適
な近似式を選択して、検量線を作成し、かつ、低濃度
域、または、高濃度域の標準試料の希釈倍率を可変して
吸光度を測定し、検量線を延長することにより、検体の
測定範囲を拡大し、かつ、測定精度の向上、および再検
に要する時間を省き、迅速な検査結果の報告が行えるな
ど、生化学検査の作業効率および信頼性の向上を図るこ
とが目的である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】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。

【００１１】すなわち、複数の標準試料の吸光度を測定
する手段と、上記吸光度から非直線の検量線を作成する
手段と、上記標準試料の濃度、非直線の検量線を作成す
るための近似式を選択する条件、および実測した上記標
準試料の吸光度と近似式により求めた検量線からの吸光
度との差を求め、統計処理によるＳＤ算出値とＳＤ許容
値を比較判定してチェックする機能などを設定する操作
部を有する自動化学分析装置において、上記測定した複
数の標準試料吸光度から、装置が持つ近似曲線の種類
分、検量線を作成し、その上記検量線の中から、上記チ
ェック機能より算出ＳＤ値の小さい検量線を選択する手
段を備える。このとき作成される検量線を検量線１とす
る。

【００１２】また、上記自動化学分析装置において、上
記標準試料の希釈倍率を可変して吸光度を測定する手段
を設けて、測定範囲を拡大する検量線を作成する手段を
さらに備える。このとき作成される検量線を検量線２と
する。

【００１３】上記自動化学分析装置において、図１に示
すように、目的の検体の吸光度が検量線１の範囲内にあ
るときは、検量線１より上記検体の濃度あるいは酵素活
性値を求める手段、かつ、上記検体の吸光度が検量線１
の範囲から外れた場合には、検量線２より上記検体の濃
度を求める手段を備える。

【００１４】上記手段により、標準試料の測定後、装置
が最適な近似式を選択して、検量線を作成し、かつ、低
濃度域、または、高濃度域の標準試料の希釈倍率を可変
して吸光度を測定し、検量線を延長することにより、検
体の測定範囲を拡大し、かつ、正確性など測定精度を向
上することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明を用いた自動化学分
析装置の一実施例を図２に示す。本装置は複数のサンプ
ルカップ１が架設できるサンプルディスク２、試料を所
定量採取するサンプルプローブ３を備えたサンプリング
機構４、複数の試薬分注を行なう試薬ピペッティング機
構５ａ、５ｂおよび試薬ディスク６ａ、６ｂ、複数の直
接測光用反応容器７を保持した反応ディスク８、攪拌機
構９ａ、９ｂ、反応容器洗浄機構１０、光度計１１、機
構系全体の制御を行なわせるための中央処理装置（マイ
クロコンピュータ）１２などを主要に構成されている。
複数の反応容器を保持した反応ディスク８は、１サイク
ル毎に半回転+１反応容器を回転させ一時停止する動作
の制御が行われる。すなわち１サイクル毎の停止時に反
応ディスク８の反応容器７は反時計方向に１反応容器分
ずつに進行した形で停止する。光度計１１は複数の検知
器を有する多波長光度計が用いられており、光源ランプ
１３と相対し反応ディスク８が回転状態にあるとき反応
容器７の列が光源ランプ１３からの光束１４を通過する
ように構成されている。光束１４の位置と試料吐出位置
１５の間には反応容器洗浄機構１０が配備されている。
さらに波長を選択するマルチプレクサ１６、対数変換増
幅器１７、Ａ／Ｄ変換器１８、プリンタ１９、ＣＲＴ２
０、試薬分注機構駆動回路２１などから構成され、これ
らはいずれもインターフェース２２を経て中央処理装置
１２に接続されている。この中央処理装置は機構系全体
の制御を含めた装置全体の制御と濃度あるいは酵素活性
値演算などのデータ処理も行なう。上記の構成における
動作原理を以下に説明する。

【００１６】操作パネル２３にあるスタートスイッチを
押すと反応容器洗浄機構１０により反応容器７の洗浄が
開始され、さらに水ブランクの測定が行なわれる。この
値は反応容器７で以後測定される吸光度の基準となる。
反応ディスク８の１サイクルの動作、すなわち反回転＋
１反応容器をさせて一時停止する動作の繰り返しにより
試料吐出位置１５まで進むと、サンプルカップ１はサン
プリング位置に移動する。同様に２つの試薬ディスク６
ａ、６ｂも試薬ピペッティング位置に移動する。

【００１７】この間にサンプリング機構４が動作し、サ
ンプルカップ１から、例えば分析項目Ａの試料量をサン
プルプローブ３で吸引しその後、反応容器７に吐出す
る。一方試薬ピペッティング機構はサンプリング機構が
反応容器７に試料の吐出を行なっているとき、試薬ピペ
ッティング機構５ａが動作を開始し試薬ディスク６ａに
架設した分析項目Ａの第一試薬を試薬プローブ２４ａに
よって吸引する。ついで試薬プローブ２４ａは反応容器
７上に移動して吸引した試薬を吐出した後、プローブ洗
浄槽でプローブの内壁と外壁が洗浄され、次の分析項目
Ｂの第一試薬分注に備える。第一試薬添加後に測光が開
始される。測光は反応ディスク８の回転時、反応容器７
が光束１４を横切ったときに行われる。第一試薬が添加
されてから反応ディスクが２回転＋２反応容器分回転す
ると攪拌機構８ａが作動して試料と試薬を攪拌する。反
応容器７が試料分注位置から２５回転＋２５反応容器分
回転した位置、すなわち第二試薬分注位置まで進むと第
二試薬が試薬プローブ２４ｂから添加されその後攪拌機
構８ｂにより攪拌が行われる。反応ディスク８によって
反応容器７は次々と光束１４を横切りそのつど吸光度が
測定される。これらの吸光度は１０分の反応時間におい
て計５０回の測光が行われる。測光を終えた反応容器７
は反応容器洗浄機構１０より洗浄され次の試料の測定に
備える。測定した吸光度は中央処理装置１２で濃度ある
いは酵素活性値に換算されプリンタ１９から分析結果が
出力される。

【００１８】このような自動化学分析装置における本発
明での、具体例を図３のフローチャートを用いて、検量
線作成の処理の流れを説明する。本発明の自動化学分析
装置は、２つの検量線を作成する。この検量線の１つは
前述の図１に示したように装置が持つ近似曲線の種類
分、検量線を作成した中からSD許容値との比較判定にお
いて算出SD値が最も小さい値を示した検量線、すなわ
ち、検量線１であり、標準試料の吸光度の範囲内の通常
の検体の濃度を算出するためにに用いられる。もう1つ
の検量線は、検量線１の測定範囲から外れた低濃度ある
いは高濃度の検体を測定に使うものである、すなわち、
図１の検量線２に示した領域に相当する。

【００１９】まず、検量線の作成の条件は画面から設定
する。図４に示すような自動化学分析装置のＣＲＴ２０
の中から検量線の作成条件を設定するための条件設定画
面を表示させる。条件設定画面は、分析項目を選択する
ための入力欄２５、標準液１〜５までの標準液の濃度を
入力する入力欄２６、および検体量（サンプルプローブ
が分注する標準液の量）を入力する入力欄２７、検量線
作成時に行う良否判定のチェックのための許容値（SD
値）を入力する入力欄２８から構成される。検体量の入
力は、同一標準液で検体量１と検体量２および検体量３
の３つがあり、検体量１には、通常の検体量を入力し、
検体量２には、検量線１の定量範囲を高値側に範囲を拡
大するための、標準試料の希釈倍率を可変するための条
件を入力し、また、検量線３には、検量線１の定量範囲
を低値側に範囲を拡大するための、標準試料の希釈倍率
を可変するための条件を入力する。

【００２０】具体的には、例えば、標準液１から標準液
５の検体量１にそれぞれ４（μｌ）を入力した場合、上
記検量線１の低濃度領域の定量範囲を拡大するときは、
例えば、標準液２の検体量３の入力エリアに、２、３、
４を入力すると、検体量１に入力した検体量の１／２、
１／３、１／４倍の検体量、すなわち、２、４／３、１
μｌがサンプリングされ、その結果として標準液２の検
体量１で測定した吸光度を含め計４点で検量線２が作成
されることになる。一方、高濃度領域の定量範囲の拡大
の場合は、標準液４の検体量２の入力エリアに、２、
３、４を入力すると、検体量１に入力した検体量の２、
３、４倍の検体量、すなわち、８、１２、１６μｌがサ
ンプリングすることになり、同様に標準液４の検体量１
で測定した吸光度を含め計４点で検量線２が作成される
ことになる。続いて標準試料の準備をしたのち、操作パ
ネル２３にあるスタートスイッチを押して測定を開始す
る。各標準液とも、条件設定画面で設定した検体量１、
検体量２および検体量３の条件下により、それぞれ標準
液を２回ずつサンプリングしたのち、上記動作原理によ
り、吸光度を測定する。検体量１の条件で算出した吸光
度（2回の平均値）を吸光度１―１〜５、検体量２の条
件で算出した吸光度を吸光度２―１〜５、および検体量
３の条件で算出した吸光度を吸光度３―１〜５とする。
吸光度２―１〜５、吸光度３―１〜５は、標準試料を希
釈していた場合は、その希釈倍率を、検体量を増減して
いたときは、液量補正等、補正した吸光度を用いること
は言うまでない。吸光度測定後、まず、各標準液の吸光
度１―１〜５を使用して、装置のもつ非直線検量線のタ
イプごとに近似曲線を作成する。

【００２１】例を、図５に示す。作成後、最も良い近似
のものを選択する。選択する方法は、例えば、実測した
標準試料の吸光度１−１〜５と近似曲線から求めた吸光
度との差を統計処理、すなわちSD値を求め許容SDと比較
判定を行い、SD値の最も小さい近似曲線を選択する。こ
のとき、選択した近似曲線が、検量線１となり、ＨＤ
（ハードディスク）など記憶媒体に記憶され、画面に結
果を表示する。続いて、先に求めた吸光度２―１〜５、
吸光度３―１〜５を使用して検量線を作成する。このと
きの検量線は検量線２となり、ＨＤ（ハードディスク）
など記憶媒体に記憶され、画面に結果を表示する。

【００２２】本発明により、標準試料の測定後、装置が
最適な近似式を選択して、検量線を作成し、かつ、低濃
度域、または、高濃度域の標準試料の希釈倍率を可変し
て吸光度を測定し、検量線を延長することにより、検体
の測定範囲を拡大し、かつ、測定精度を向上することが
出来るようになり、生化学検査の作業効率および信頼性
の向上が図ることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、標準試料の測定後、装置
が最適な近似式を選択して、検量線を作成し、かつ、低
濃度域、または、高濃度域の標準試料の希釈倍率を可変
して吸光度を測定し、検量線を延長することにより、測
定精度の向上、および、再検に要する時間を省き、迅速
な検査結果の報告が行えるなど、生化学検査の作業効率
および信頼性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における非直線検量線作成方法を示す
図。

【図２】本発明における自動化学分析装置の構成を示す
図。

【図３】本発明における検量線作成の流れを示す図。

【図４】本発明における条件設定画面を示す図。

【図５】本発明における検量線作を示す図。

【図６】従来技術の問題を説明するための図。

【符号の説明】 １…サンプルカップ、２…サンプルディスク、３…サン
プルプローブ、４…サンプリング機構、５…試薬ピペッ
ティング機構５、６…試薬ディスク、７…直接測光用反
応容、８…反応ディスク、９…攪拌機構、１０…反応容
器洗浄機構、１１…光度計、１２…中央処理装置（マイ
クロコンピュータ）、１３…光源ランプ、１４…光束、
１５…試料吐出位置、１６…マルチプレクサ、１７…対
数変換増幅器、１８…Ａ／Ｄ変換器、１９…プリンタ、
２０…ＣＲＴ、２１…試薬分注機構駆動回路、２２…イ
ンターフェース、２３…操作パネル、２４…試薬プロー
ブ、２５…分析項目を選択するための入力欄、２６…標
準液１~５までの標準液の濃度を入力する入力欄、２７
…検体量を入力する入力欄、２８…検量線作成時に行う
チェックのための許容値を入力する入力欄。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横瀬 泰三 茨城県ひたちなか市大字市毛1040番地 株 式会社日立サイエンスシステムズ内 (72)発明者 今井 恭子 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器グループ内 Ｆターム(参考） 2G058 GD02 2G059 AA01 BB12 CC16 DD04 DD05 EE01 EE12 GG10 KK01 MM01 MM02 MM03 MM05 MM09 MM10 MM12 PP04

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の標準試料の吸光度を測定する手段
   と、上記吸光度から非直線の検量線を作成する手段と、
   上記標準試料の濃度、非直線の検量線を作成するための
   近似式を選択する条件、および実測した上記標準試料の
   吸光度と近似式により求めた検量線からの吸光度との差
   を求め、統計処理によるＳＤ算出値とＳＤ許容値を比較
   判定してチェックする機能を設定する操作部を有する自
   動化学分析装置において、上記測定した複数の標準試料
   吸光度から、装置が持つ近似曲線の種類に応じて複数の
   検量線を作成し、それらの検量線の中から、上記チェッ
   ク機能により算出ＳＤ値の小さい検量線を選択すること
   を特徴とする自動化学分析装置における非直線検量線作
   成方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の自動化学分析装置におけ
   る非直線検量線作成方法において、上記標準試料の希釈
   倍率を可変して吸光度を測定し、濃度領域毎に分割した
   検量線を作成する手段をさらに備えたことを特徴とする
   自動化学分析装置における非直線検量線作成方法。