JP2004117134A

JP2004117134A - 分析機の検量線計算方法

Info

Publication number: JP2004117134A
Application number: JP2002280235A
Authority: JP
Inventors: Muneyasu Kimura; 木村　統安
Original assignee: Fuji Kiki Kogyo KK
Current assignee: Fuji Kiki Kogyo KK
Priority date: 2002-09-26
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】試薬と検体との呈色反応などを測光等により測定し、この測定で求めた吸光度等の測定値に基づき検量線を用いて検体成分の物質濃度等の分析値を演算する際に、演算処理の簡素化を図り、誤差を小さくして分析精度を確保しつつ処理時間を短縮する。
【解決手段】試薬と検体との呈色反応を透過測光で求めた吸光度等の実測定値Ａ０に基づき検量線を用いて検体成分の物質濃度等の分析値Ｍを演算する。検量線は、測定値Ａと分析値Ｍとの厳密な関係を示す基本関数検量線Ｂと、基本関数検量線Ｂに近似して測定値Ａから分析値Ｍが直接求められる近似関数検量線Ｃとを備え、実測定値Ａ０をまず近似関数検量線Ｃに代入して求めた第１近似分析値Ｍ１を基本関数検量線Ｂに代入して換算測定値Ａを求め、この換算測定値Ａと実測定値Ａ０とを比較した大小に基づき第１近似分析値Ｍ１を１ステップ減増した第２近似分析値Ｍ２を基本関数検量線Ｂに代入して換算測定値Ａを求めて実測定値Ａ０と比較することを繰り返して、換算測定値Ａが実測定値Ａ０に収束した時点の近似分析値Ｍを演算結果の分析値とする。
【選択図】　　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試薬と検体との呈色反応などを測光等により測定し、この測定で求めた吸光度等の測定値に基づき検量線を用いて検体成分の物質濃度等の分析値を演算する便潜血分析等を行う分析機において、前記検量線を用いた演算の迅速化を図る検量線計算方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、集団検診等で集められた検体より便潜血分析を自動的に行う大型の分析装置は知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この大型の分析装置は、使い捨てまたは洗浄して再使用する混合容器を多量にセットし、この混合容器を直線移送しつつ、空の混合容器に検体採取容器から検体を、試薬ボトルから液状試薬をそれぞれ分注し、その呈色度合いの測光を行うようになっている。
【０００４】
また、その測定値は、検体の吸光度（光学濃度）を求めているものであり、この測定値を便潜血分析値としてのヘモグロビン溶融量に換算するには、検量線を用いて演算する必要がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−３５９６９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の自動分析装置では、その検量線計算は、誤差の少ない分析値を求めるためにログ・ログイット法などの複雑で演算回数の多い計算方法が採用されているが、これでは演算処理に時間がかかり、迅速化を図ろうとすると誤差が大きくなる問題を有していた。
【０００７】
上記ログ・ログイット法（Ｌｏｇ−Ｌｏｇｉｔ）の一例を図３に示す。この方法における検量線は、試薬と検体との呈色反応などを測光等により測定した吸光度（光学濃度）等の測定値Ａと、検体成分の物質濃度等の分析値Ｍとの厳密な関係を示す基本関数検量線で構成されている。この基本関数検量線は、測定値Ａが分析値Ｍのべき級数関数などで表されたようなもので、逆関数算出が困難で、測定値から分析値が直接求められない。
【０００８】
そのため、実際の計算は、例えば、まず小さな値の分析値Ｍ（物質濃度等）を上記基本関数検量線に代入して対応する測定値Ａ（吸光度）を求め、この換算した測定値Ａを実測定値Ａｏと比較し、換算した測定値Ａが実測定値Ａｏより小さい場合には、順次分析値Ｍを１ステップΔＭ（単位値）ずつ増加させながら計算し、算出した換算測定値Ａと実測定値Ａｏが一致または近傍値となったときに代入した分析値を演算結果の分析値Ｍｏとするものである。
【０００９】
しかし、上記計算方法では、実測定値Ａｏの大きさに関係なく、分析値Ｍを初期値（最小値）より１ステップΔＭ（単位値）ずつ増加させながら対応する測定値Ａを繰り返し演算するために、その演算回数は多く、計算処理に時間がかかる。また、分解能を高めるため、すなわち実測定値Ａｏに正確に対応した分析値Ｍを求めるためには、上記１ステップΔＭの大きさを小さくする必要があり、そうすると極端に処理時間が長くなる。
【００１０】
上記点から、検量線を前記基本関数検量線に変えて、これに近似する近似関数検量線として、実測定値Ａｏから分析値Ｍが直接求められる逆関数を近似すると、この近似関数検量線と基本関数検量線とが重なる部分の誤差は小さいが、両者が離れている領域では誤差が大きくなり、分析精度の点で問題となる。
【００１１】
そこで、本発明は上記点に鑑み、試薬と検体との呈色反応などを測光等により測定し、この測定で求めた吸光度等の測定値に基づき検量線を用いて検体成分の物質濃度等の分析値を演算する際に、演算処理の簡素化を図り、誤差を小さくして分析精度を確保しつつ処理時間を短縮するようにした分析機の検量線計算方法を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の分析機の検量線計算方法は、試薬と検体との呈色反応などを測光等により測定し、この測定で求めた吸光度等の実測定値に基づき検量線を用いて検体成分の物質濃度等の分析値を演算する分析機において、
前記検量線は、測定値と分析値との厳密な関係を示し、測定値から分析値が直接求められない基本関数検量線と、該基本関数検量線に近似して測定値から分析値が直接求められる近似関数検量線とを備え、
前記実測定値をまず前記近似関数検量線に代入して第１近似分析値を求め、この第１近似分析値を前記基本関数検量線に代入して換算測定値を求め、次に、この換算測定値と実測定値とを比較した大小に基づき前記第１近似分析値を１ステップ減増した第２近似分析値を求め、この第２近似分析値を前記基本関数検量線に代入して換算測定値を求めて実測定値と比較することを繰り返し、換算測定値が実測定値に収束した時点の近似分析値を演算結果の分析値とすることを特徴とするものである。
【００１３】
前記換算測定値と実測定値との大小関係が反転したときを前記収束した時点とするのが好適である。
【００１４】
また、前記近似関数検量線が、前記基本関数検量線のべき級数近似関数検量線、特に三次近似関数検量線であるものが好適である。
【００１５】
【発明の効果】
上記のような本発明によれば、測定値と分析値との厳密な関係を示す基本関数検量線と、測定値から分析値が直接求められる近似関数検量線とによる検量線を備え、実測定値を近似関数検量線に代入して第１近似分析値をまず求め、この第１近似分析値を基本関数検量線に代入した換算測定値を実測定値と比較した大小関係に基づき第１近似分析値を１ステップ減増した第２近似分析値を、基本関数検量線に代入して換算測定値を求めて実測定値と比較することを繰り返して、換算測定値が実測定値に収束した時点の近似分析値を演算結果の分析値とすることにより、近傍値からの演算が開始でき、分解能を高めても極端に処理時間が長くなることがなく、実測定値に正確に対応した分析値を計算することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。図１は本発明の一実施形態の検量線計算方法を示す検量線図、図２は一例の測光部を有する分析機の概略断面図である。
【００１７】
図２に示す実施形態の分析機３は便潜血分析を行うものであり、乾燥試薬を封入した使い捨ての混合容器１１、検体を収容する検体容器１２、吸引ノズル（不図示）の先端に装着する使い捨てのノズルチップ１３を組にして複数搭載できる円形状の回転テーブル３１と、その下部に回転しない温調ブロック３２と遮熱カバー３３を備える。
【００１８】
回転テーブル３１には、外周側に同心上に検体容器１２を保持する複数の円形搭載穴３４と、内周側に同心上に混合容器１１を保持する複数の矩形搭載穴３５と、円形搭載穴３４に隣接して外周側にノズルチップ１３を保持する筒状搭載部３６とが、円周を等分割して複数組設置されている。回転テーブル３１の下面中央には支持軸３７を備え、温調ブロック３２の中心部を貫通して旋回自在に支承されている。支持軸３７の下端部にはギヤ３８が固着され、不図示のタイミングベルトが掛けられて駆動モータにより正転方向および逆転方向に回転駆動される。
【００１９】
温調ブロック３２はアルミニウム等の金属製で厚く大きな熱容量に形成され、底部にヒーター３９が設置されて所定温度に加熱調整され、上面には回転テーブル３１に搭載された混合容器１１の下部が移動する円環状の凹部３２ａを有し、この凹部３２ａのエアの加熱によって混合容器１１を所定温度に加熱する。上記温調ブロック３２の底面および外周は樹脂製の遮熱カバー３３で覆われ、温調ブロック３２の保温効果を得るとともに、外周部に形成された環状空間３３ａに検体容器１２およびノズルチップ１３の下部が、回転テーブル３１の回転に伴って通るようになっている。
【００２０】
また、温調ブロック３２の内部には、混合容器１１内の試薬と検体の呈色反応を透過測光する、光源５１と受光部５２による測光部５が設置されている。つまり、この測光部５は、前記凹部３２ａの内外周に、この凹部３２ａ内を移動する混合容器１１を挟むように、一方に設置された光源５１（発光ダイオードによる発光素子）と、これと対向して反対側に設置された受光部５２（フォトセンサーによる受光素子）を備えてなる。両者は温調ブロック３２によって、その温調温度に加熱され、一定温度に維持される。
【００２１】
上記光源５１（ＬＥＤ）には定電流駆動回路（不図示）が接続され、規定電流値に定電流化された駆動電流が印加されて点灯が行われる。この定電流駆動と上記温調によって光源５１による発光スペクトルおよび発光強度が一定の状態に安定し、測光分析の精度を確保する。受光部５２は、光源５１より所定波長（色）の測定光が混合容器１１を透過して照射された受光量に応じた大きさの信号（電圧）を発生し、不図示の制御ユニットに送出するもので、制御ユニットではその信号に応じた呈色反応を測定した吸光度の測定値Ａから、図１に基づく検量線計算方法により検体成分（ヘモグロビン）の物質濃度の分析値Ｍを演算する。
【００２２】
なお、便潜血分析においては、主波長と副波長の２波長の測光を行うものであって、上記光源５１と受光部５２が２組設置されている。この２組の光源５１は発光波長が異なり、回転テーブル３１の混合容器１１の搭載間隔のピッチに合わせて設置され、異なる混合容器１１が同時に２組の光源５１と受光部５２の間に位置して測光が行えるもので、その都度呈色度合いを順次測光する。
【００２３】
また、図示してないが、分析機３は、その他、昇降移動および旋回移動する吸引ノズルを有する分注器と、混合容器１１のシールを開封ピンにより穿孔開封する開封機構と、使用後のノズルチップ１３を廃却するチップ廃却部と、試薬の溶解液を収容した溶解液ボトルが搭載されるボトル搭載部などを備えてなる。
【００２４】
前記混合容器１１は、透光性の樹脂で成形され、便潜血分析の場合には内部に金コロイド試薬による凍結乾燥試薬が収容され、上端開口部に金属箔によるシールが溶着されて密封されてなる。なお、この試薬は分析時には溶解液が注入されて溶解される。また、検体容器１２には不図示の検体採取容器より採取した便検体を溶解保存した検体が注入される。ノズルチップ１３は、液を吸引吐出するピペット状に形成され、吸引ノズルに装着されて吸引圧の導入で内部に液体を吸引収容し、吐出圧の導入で吐出する。
【００２５】
そして、便潜血分析の基本動作は、混合容器１１のシールを開封してから、分注器により溶解液を分注して試薬を溶解し、その後、検体容器１２より所定量の検体を混合容器１１に分注し、攪拌する。次に、測光部５の測定位置を通過する毎にその試薬と検体の呈色反応を光源５１と受光部５２による測光部５で透過測光し、初期値と所定時間後の呈色度合いから便潜血を求めるものである。
【００２６】
例えば、分注器は、旋回アームの先端下部に下方に向けて延びる棒状の吸引ノズルを備え、旋回アームが上下移動するとともに、旋回駆動される。吸引ノズルの先端には、旋回アームの下降移動によってノズルチップ１３が装着されるものであって、吸引ノズルのエア通路に、注射器状のピストンを備えたシリンジポンプなどのエアポンプからの負圧または正圧（吸引・吐出圧）が導入され、ノズルチップ１３内に検体、溶解液を吸引し吐出するもので、使用後は、チップ廃却部で嵌合を外し、落下廃却する。
【００２７】
次に、図１に基づいて本実施形態の検量線計算方法を説明する。この検量線計算においては、前述のような分析機３により、混合容器１１内で試薬と検体との呈色反応を測光部５による透過測光で求めた吸光度（光学濃度）の実測定値Ａ０に基づき検量線を用いて検体成分の物質濃度の分析値Ｍを演算するものである。
【００２８】
検量線は、基本関数検量線Ｂ（実線）と近似関数検量線Ｃ（鎖線）とを備える。基本関数検量線Ｂは、測定値Ａと分析値Ｍとの厳密な関係を示し、測定値Ａから分析値Ｍが直接求められないものである。また、近似関数検量線Ｃは、基本関数検量線Ｂに近似して測定値Ａより分析値Ｍが直接求められるもので、べき級数近似関数検量線、例えば三次近似関数検量線である。
【００２９】
前記基本関数検量線Ｂの基本検量線式は、例えば、
Ａ＝Ａ０＋Ｅｘｐ（Ｃ３（ｍ）×Ｌｎ（Ｍ）^３＋Ｃ２（ｍ）×Ｌｎ（Ｍ）^２＋Ｃ１（ｍ）×Ｌｎ（Ｍ）＋Ｃ０（ｍ））
であり、また、前記近似関数検量線Ｃの近似検量線式は、例えば、
Ｍ＝Ｂ３（ｎ）×Ａ^３＋Ｂ２（ｎ）×Ａ^２＋Ｂ１（ｎ）×Ａ＋Ｂ０（ｎ）
で表される。
【００３０】
そして、実際の計算は、まず、実測定値Ａ０を近似関数検量線Ｃに代入して第１近似分析値Ｍ１を求める。次に、この第１近似分析値Ｍ１を基本関数検量線Ｂに代入して換算測定値Ａ１を求める。次に、この換算測定値Ａ１と実測定値Ａ０とを比較し、その大小に基づき第１近似分析値Ｍ１を１ステップ減増し、図の場合は増大し、第２近似分析値Ｍ２を求める。次に、この第２近似分析値Ｍ２を基本関数検量線Ｂに代入して換算測定値Ａ２を求め、実測定値Ａ０と大小関係を比較し、所定値以上小さいことから、第２近似分析値Ｍ２を１ステップ増大し、第３近似分析値Ｍ３を求める。次に、この第３近似分析値Ｍ３を基本関数検量線Ｂに代入して換算測定値Ａ３を求め、実測定値Ａ０と大小関係を比較する。この場合には、換算測定値Ａ３が実測定値Ａ０より大きくなり、大小関係が反転したことにより、換算測定値Ａ３が実測定値Ａ０に収束したと判断し、この時点の近似分析値Ｍ３を演算結果の分析値Ｍとするものである。
【００３１】
分解能を高めるためには、第１近似分析値Ｍ１を増減する１ステップ値を小さく設定し、その加減算を上記と同様に繰り返して収束させるものである。
【００３２】
上記のような実施の形態では、まず実測定値Ａ０を近似関数検量線Ｃに代入して第１近似分析値Ｍ１を求め、これに基づいて基本関数検量線Ｂにより実測定値Ａ０に収束させるようにしたことにより、近傍値からの演算が開始でき、分解能を高めても極端に処理時間が長くなることがなく、実測定値に正確に対応した分析値を迅速に計算することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の検量線計算方法を示す検量線図
【図２】一例の測光部を有する分析機の概略断面図
【図３】従来の検量線計算法の一例を示す図
【符号の説明】
３　　分析機
５　　測光部
１１　　混合容器
１２　　検体容器
１３　　ノズルチップ
３１　　回転テーブル
３２　　温調ブロック
５１　　光源
５２　　受光部
Ａ　　測定値（物質濃度）
Ａ０　　実測定値
Ｍ　　分析値（吸光度）
Ｂ　　基本関数検量線
Ｃ　　近似関数検量線

Claims

試薬と検体との呈色反応などを測光等により測定し、この測定で求めた吸光度等の実測定値に基づき検量線を用いて検体成分の物質濃度等の分析値を演算する分析機において、
前記検量線は、測定値と分析値との厳密な関係を示し、測定値から分析値が直接求められない基本関数検量線と、該基本関数検量線に近似して測定値から分析値が直接求められる近似関数検量線とを備え、
前記実測定値をまず前記近似関数検量線に代入して第１近似分析値を求め、この第１近似分析値を前記基本関数検量線に代入して換算測定値を求め、次に、この換算測定値と実測定値とを比較した大小に基づき前記第１近似分析値を１ステップ減増した第２近似分析値を求め、この第２近似分析値を前記基本関数検量線に代入して換算測定値を求めて実測定値と比較することを繰り返し、換算測定値が実測定値に収束した時点の近似分析値を演算結果の分析値とすることを特徴とする分析機の検量線計算方法。
前記換算測定値と実測定値との大小関係が反転したときを前記収束した時点とすること特徴とする請求項１に記載の分析機の検量線計算方法。
前記近似関数検量線が、前記基本関数検量線のべき級数近似関数検量線であること特徴とする請求項１に記載の分析機の検量線計算方法。