JP2004184141A - 分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の故障の兆候を事前に予測し、不測の停止及び結果不正を予防し、保守に要する時間を低減するのに適した分析装置を提供する。
【解決手段】装置の稼動中に、機構の動作の有無によらず、常時、検出器の出力情報や、装置の使用情報をモニタリングし、経時変化を追跡することによって装置の故障の兆候を診断する。
【効果】装置の稼動中に常時、装置が備える全ての検出器の状態を監視するため、装置の故障を事前に予測し、分析装置の停止を未然に防ぐことができる。
また、装置の故障の兆候が見られた段階で、ユーザやサービスマンに通知されるため、装置の不稼動時間を低減することができる。
また、状況に応じて装置の故障の兆候を診断するため、過剰メンテナンスを回避でき、メンテナンス費の削減につなげることができる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試薬等を使用して分析対象である検体の成分の定量・定性分析を行う機構を備えた分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生体サンプルからなる検体と試薬を反応容器で混合し所定時間及び所定温度の条件下で反応させて検体中の成分の定量・定性分析を行う分析装置では、機構を制御するセンサや反応を測定する測定器を初めとする多くの検出器を備えている。これらの検出器を用いて装置の異常を検出し、装置の異常を発見した場合には、表示装置にその旨を表示し、警告を発する機能を備えた分析装置が特許文献１等に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−００４６３５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１記載の技術は機構を動作した結果に基づいて装置の故障を判断している。その場合、異常の有無は、機構動作後に検出器の出力を読み込みを制御用コンピュータが指示し、その指示に応じて読み込まれた検出器の出力が正常範囲か否かの１か０かで判断していた。すなわち、故障が発生して初めて異常の発生に気づくようになっていた。異常が見出されると、装置は停止し、測定中の分析は結果が得られないまま、測定を中止するだけでなく、それ以降、故障した部品を交換するまでの間、不稼動時間が生じる。
【０００５】
本発明の目的は、異常の兆候を事前に判断できる分析装置を提供することにある。これにより、故障しそうな部品については、分析装置を稼動していない夜間や早朝などに予め交換，補修することにより、分析を中断することなく、分析装置を使用することが可能となる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、装置の稼動中に、機構の動作の有無によらず、常時、検出器の出力情報や装置の使用情報をモニタリングし、その経時変化を追跡することによって、装置の故障の兆候を診断する手段を備えた自動分析装置を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１に示す自動分析装置は、サンプルディスク１，試薬ディスク２，反応ディスク３，反応槽４，検体サンプリング機構５，試薬サンプリング機構６，攪拌機構７，測光機構８，洗浄機構９，表示部１０，入力部１１，記憶部１２，制御部１３、及びそれぞれの機構を動作させるための検出器（図示せず）、それら機構を制御する手段を備える。
【０００８】
サンプルディスク１には、採取したサンプルが入れられた複数のサンプル容器１６が、円形ディスク１７の円周上に設置されており、円形ディスク１７は、モータ等の駆動機構により、周方向に回転する。試薬ディスク２には、サンプルと混合して反応させるための試薬が入れられた複数の試薬容器１８が、円形ディスク１９の円周上に設置されており、その周囲は、温度制御された保冷庫２０になっている。また、円形ディスクはモータ等の駆動機構により、周方向に回転する。
【０００９】
反応ディスク３には、サンプル及び試薬を入れるための反応容器２１を保持した反応容器ホルダ２２が、複数取り付けられており、駆動機構２３により、一定サイクルで周方向回転と停止を繰り返す。
【００１０】
検体サンプリング機構５は、プローブ２４と支持軸２５に取り付けられたアーム２６と支持軸２５を回転中心に、サンプルディスク１と反応ディスク３との間を往復する駆動機構を備え、サンプルディスク１内にサンプル容器１６から採取したサンプルを反応容器２１に供給する。同様に、試薬サンプリング機構６は、プローブ２７と支持軸２８に取り付けられたアーム２９と、支持軸２８を回転中心に、試薬ディスク２と反応ディスク３との間を往復可能にする駆動機構を備え、試薬ディスク２内の試薬容器１８から採取した試薬を反応容器２１に供給する。
【００１１】
攪拌機構７は、攪拌位置に移送された反応容器２１の側面から音波を照射することで、反応容器２１内のサンプル及び試薬を攪拌して混合する。攪拌機構７は、音源３１を備える。もちろん攪拌機構は通常の攪拌棒を用いた攪拌方式を用いることもできる。
【００１２】
測光機構８は、反応容器２１内の反応液の吸光度を測定する。洗浄機構９は、複数のノズル３３とその上下駆動機構３４とを備えて構成され、反応容器２１内の反応液を吸引し、洗浄液を吐出することによって、洗浄位置に移送されてきた反応容器２１を洗浄する。
【００１３】
各機構は検出器１４と検出器や機構を駆動するコントローラ１５を備える。
【００１４】
表示部１０は、分析項目や分析結果等の各種画面表示を行い、入力部１１は、分析項目等の各種情報の入力を行う。
【００１５】
記憶部３０は、検出器の情報や装置の使用情報を蓄積する。また、記憶部３０は、取得した情報の累積や単位時間当たりの使用頻度等の統計処理も実施し、それらの情報も記憶する。
【００１６】
診断部１２は、制御部１３や記憶部３０を通じて、検出器の出力情報や、装置の使用情報や、それらの統計処理後の結果を取得し、取得した情報から装置の異常の兆候を診断する。なお、診断部１２は、例えば、サービスセンタなどに存在し、通信回線を通じて分析装置が提供する検出器の出力情報や、装置の使用情報や、それらの統計処理後の結果を入手及び記憶し、診断結果を分析装置に提供する形態も考えることができる。
【００１７】
制御部１３は、各機構を制御するとともに、検出器１４やコントローラ１５の出力情報を定期的に収集する。
【００１８】
以上のように構成された自動分析装置において、装置の異常の兆候を診断する方式について、以下に説明する。
【００１９】
装置の異常の兆候を診断する手順は、装置を立ち上げた直後から、図２のようなフローに従って実施する。
【００２０】
まず、ステップ４０−１として、現在、装置の電源がＯＮとなっている状態ならば、装置の機構の異常の兆候を診断する処理を行う。次に、ステップ４０−２として、制御部１３は、分析装置が備える全ての機構に備わる検出器１４やコントローラ１５から、検出データを収集し、診断部１２に収集した検出データを提供する。
【００２１】
ステップ４０−３として、診断部１２は、制御部１３から検出データを受け取ると、記憶部３０にその検出データを記憶する。記憶部３０は、取得した検出データから、検出データの経時変化や累積値，平均値の導出等、統計処理を実施する。
【００２２】
ステップ４０−４として、診断部１２は制御部１３から取得した検出データや記憶部３０が検出データから統計処理を行った結果によって、所定の診断方式に従って、それぞれの機構に故障の兆候が見られるかを判断する。
【００２３】
ステップ４０−５，４０−６として、診断した結果、異常の兆候ありと判断した場合は、表示部１０に診断結果を表示する。
【００２４】
上述の処理は、診断した結果によらず、再び、ステップ４０−１から予め設定されたモニタリング周期で繰り返される。この処理の繰り返しは、装置の電源が落とされるまで継続する。
【００２５】
上記は、検出器の出力データから、故障の兆候を診断する手順について説明したが、装置の使用情報から故障の兆候を診断する手段についても同様に、ステップ４０−２において、制御部１３から各機構の使用情報を取得し、ステップ４０−３において、記憶部３０に取得した各機構の使用情報から、各機構の使用回数の経時変化や累積値，平均値の導出等、統計処理を実施し、ステップ４０−４において、各機構に故障の兆候が見られるかを診断することによって実現できる。
【００２６】
なお、検出器や装置ごとに、あるいは装置を使用する環境によって装置の各機構の劣化の特性が異なるため、診断方式は、個別に設定できるようにする。以下、診断方式を設定する方法として、図３を使って説明する。
【００２７】
図３は、診断結果一覧の表示例である。
【００２８】
表示部１０は、例えば、機構名称５０−１，検出器名称５０−２，診断結果
５０−３，機構が動作したタイミングでの診断方式５０−４，機構の動作に依存せずに常時実施する診断方式５０−５，当該検出器を使用して診断を実施するかどうかを選択する診断有無５０−６，検出器の取付日５０−７などの項目を表示する。
【００２９】
機構が動作したタイミングでの診断方式５０−４及び、機構の動作に依存せずに常時実施する診断方式５０−５は検出器ごとに割り当てることができ、例えば、リストボックスに一覧表示された複数の診断方式から、入力部１１を通して設定することができる。
【００３０】
診断方式には、例えば、停止誤差による診断方式，振動頻度による診断方式，波形照合による診断方式などがある。
【００３１】
例えば、検体サンプリング機構のアーム２６が備える検体吸引位置検知器は、デフォルトで、停止誤差による診断方式によって検体サンプリング機構の故障の兆候を診断する。停止誤差による診断方式について、検体サンプリング機構のアーム２６を例にとって以下に説明する。
【００３２】
制御部１３は、検体吸引位置の座標値の情報を記憶しており、さらに、一定周期で検体サンプリング機構のアーム２６の現在座標を追跡する。検体吸引位置検知器は、検体サンプリング機構のアーム２６がその位置に到達したことを検出する。検体サンプリング機構のアーム２６は、その検出をトリガとして停止する。また、同時に、診断部１２は、制御部１３から装置使用情報を受け取ると、記憶部３０は、診断部から装置使用情報を受け取り、検体サンプリング機構のアーム２６の累積使用回数として記憶する。停止誤差による診断方式では、記憶部３０は、検体サンプリング機構のアーム２６が、検体吸引位置で停止したときの座標値と予め記憶していた検体吸引位置の座標値の差（停止位置のずれ）の２乗を計算する。記憶部３０は、さらに、装置納入時以降、あるいは部品交換よって取り付けられた時点以降現在までの時間に発生した停止位置のずれの２乗和を計算する。診断部１２は、記憶部３０から停止位置のずれの２乗和を取得する。累積使用回数が所定の回数を超え、かつ、この値が一定のしきい値を超えていた場合には、故障の兆候ありと診断し、表示部１０の診断結果５０−３に結果を表示させる。なお、累積使用回数の所定の回数を０に設定し、検出器の出力情報のみで故障の兆候を診断することも可能である。
【００３３】
また、検体サンプリング機構のアーム２６が備える検体吸引位置検知器は、常時、モニタリング周期ごとに、デフォルトで振動頻度による診断方式によって、検体サンプリング機構の故障の兆候を診断する。振動頻度による診断方式について、検体サンプリング機構を例にとって以下に説明する。制御部１３は、検体サンプリング機構の動作によらず、一定周期で、検体吸引位置検知器のＯＮ／ＯＦＦと機構が現在動作中か停止中かを示す情報と機構の動作方向をモニタリングする。制御部１３は、上述のように、一定周期で検体サンプリング機構の現在座標を追跡しており、現在座標と検体吸引位置との位置関係から、現在、検体吸引位置検知器がＯＮであるべきか、ＯＦＦであるべきかを判断する。診断部１２は、制御部１３から、検体吸引位置検知器がＯＮであるべきか、ＯＦＦであるべきかを示す情報（理論値）と、実際に検体吸引位置検知器から取得した情報（検出値）を比較する。診断部１２は、一定期間内に、理論値と検出値で相違のあった回数をカウントし、この回数がしきい値を超えた場合に、異常の兆候ありと診断し、表示部１０の診断結果５０−３に結果を表示させる。
【００３４】
他に、検体サンプリング機構が、検体吸引位置検知器以外にも、検体吐出位置検知器など、複数の検出器を備えている場合は、複数の検出器の出力情報から検体サンプリング機構の故障の兆候を診断する方式もある。
【００３５】
また、攪拌機構７が備える検出波形検出器は、デフォルトで、波形照合による診断方式によって攪拌機構７の故障の兆候を診断する。波形照合による診断方式について、以下に説明する。
【００３６】
制御部１３は、音波を出力したタイミングにおいて、印加電圧を検出し、その波形を取得する。診断部は、正常時の印加電圧の波形を記憶しており、検出した波形と正常時の印加電圧の波形とのパターンマッチングを行う。パターンマッチングの手法については、公知であるため、本文では省略する。パターンマッチングの結果、正常時の波形と一致しない場合、異常の兆候ありと診断し、表示部
１０の診断結果５０−３に結果を表示させる。
【００３７】
なお、適切な診断方式は、部品を取り付けてからの時間や装置を使用する環境によっても異なる。このため、図３のように、表示部１０は診断方式の編集する機能を持たせることもできる。例えば、入力部１１から診断方式編集キーを選択すると、表示部１０は、平均値算出，最小値算出，最大値算出など、基本的な統計処理の関数を表示し、ユーザはその関数を入力部１１から選択し、組み合わせることで、診断方式をカスタマイズする案もある。
【００３８】
また、表示部１０は、診断有無５０−６を表示し、入力部１１から、診断に使用する検出器を選択してもよい。
【００３９】
表示部１０は、検出器のモニタリング周期を表示し、入力部から、状況に応じてモニタリング周期を変更することも可能である。
【００４０】
また装置に備わる全ての機構の検出器について常時出力を記録する場合は、記憶部の容量が足りないような場合は、操作者により出力をモニターする機構を選択するようにしても良い。またモニター間隔を任意に設定できるようにして記憶部メモリーの負荷を減らすようにすることもできる。
【００４１】
図４は、検出器ごとの異常の兆候を診断した詳細表示例である。
【００４２】
例えば、検出器ごとに、装置納入時から記憶した検出器の出力データのグラフ６０−１や、異常の兆候ありと診断するしきい値６０−２，故障と判断するしきい値５０−３などを表示する。装置納入時から記憶した検出器の出力データ６０−１は、最近一時間の結果や、一ヶ月間の結果等、表示範囲を選択して表示する方法もある。また、装置納入時から記憶した検出器の出力データ６０−１は、機構が動作したタイミングで取得した出力データと、機構が停止しているタイミングで取得した出力データを選択して表示することができる。
【００４３】
また、異常の兆候ありと診断するしきい値と、故障と判断するしきい値は、設定可能としてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、装置の稼動中に常時、装置が備える全ての検出器の状態を監視するため、装置の故障を事前に予測し、分析装置の停止を未然に防ぐことができる。
【００４５】
また、装置の故障の兆候が見られた段階で、ユーザやサービスマンに通知されるため、装置の不稼動時間を低減することができる。
【００４６】
また、状況に応じて装置の故障の兆候を診断するため、過剰メンテナンスを回避でき、メンテナンス費の削減につなげることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る自動分析装置の構成。
【図２】本発明の実施形態に係る機構の異常の兆候を診断するためのフロー図。
【図３】本発明の実施形態に係る診断結果一覧の表示例。
【図４】検出器ごとの異常の兆候を診断した詳細表示例。
【符号の説明】
１…サンプルディスク、２…試薬ディスク、３…反応ディスク、４…反応槽、５…検体サンプリング機構、６…試薬サンプリング機構、７…攪拌機構、８…測光機構、９…洗浄機構、１０…表示部、１１…入力部、１２…記憶部、１３…制御部、１４…検出器、１５…コントローラ、１６…サンプル容器、１７，１９…円形ディスク、１８…試薬容器、２０…保冷庫、２１…反応容器、２２…反応容器ホルダ、２３…駆動機構、２４，２７…プローブ、２５，２８…支持軸、２６，２９…アーム、３０…記憶部、３１…音源、３３…ノズル、３４…上下駆動機構、４０−１〜４０−６…装置の異常の兆候を診断するフローのステップ、５０−１〜５０−７…診断結果一覧の表示項目、６０−１〜６０−３…一つの検出器によるモニタリング結果の表示項目。

Claims (8)

1. 検体を分注する検体分注機構と、試薬を分注する試薬分注機構と、該検体と該試薬を攪拌する攪拌機構と、該検体と該試薬の反応を分析する分析機構と、それら機構を制御するための制御部を備え、
   かつ前記検体分注機構，試薬分注機構，攪拌機構，分析機構はそれぞれの機構を動作させるための検出器を備えた自動分析装置において、
   装置の稼動中、前記機構の動作の有無に係らず前記検出器からの出力を所定間隔で記録する記録部と、
   該記録部の記録結果に基づき前記機構の故障の兆候を判断する判断部を備えたことを特徴とする自動分析装置。
2. 請求項１記載の自動分析装置において、
   前記判断部は前記記録部に記録された検出器出力の経時変化に基づいて、前記機構の故障の兆候を判断することを特徴とする自動分析装置。
3. 請求項１記載の自動分析装置において、
   前記判断部は前記記録部に記録された検出器の出力結果及び該検出器が備わる機構の累積使用回数の情報を組み合わせることによって装置の故障の兆候を判断することを特徴とする自動分析装置。
4. 請求項１記載の自動分析装置において、
   検出器が備わる機構の種類により、故障の兆候を判断する方式を設定できる機構を備えたことを特徴とする自動分析装置。
5. 請求項１記載の自動分析装置において、
   診断を行う機構を予め選択することが可能な入力装置を備えたことを特徴とする自動分析装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の自動分析装置において、
   機構に故障の兆候があると判断された場合、該機構を用いた測定の結果に、機構の故障の兆候がある旨を表示する機能を備えたことを特徴とする自動分析装置。
7. 請求項６記載の自動分析装置において、
   機構の故障の兆候があると判断された場合に、該情報を通信回線を通じて自動分析装置の外に通知する機能を備えたことを特徴とする自動分析装置。
8. 請求項４記載の自動分析装置において、
   故障の兆候を判断する方式を、統計処理の関数を組み合わせることによって、カスタマイズ可能な入力装置を備えたことを特徴とする自動分析装置。

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