JP2004251802A

JP2004251802A - 自動分析装置

Info

Publication number: JP2004251802A
Application number: JP2003043607A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Onuma; 武彦大沼
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【課題】光源ランプの劣化等を検出する新たな検出装置等を設けることなく、光源ランプの劣化や恒温液の汚染等を的確に捕らえることができる自動分析装置を提供する。
【解決手段】反応管４ａと、反応管４ａを複数収納した反応管ホルダ４と、反応ディスクと、光源ランプ及び受光センサを備えた光学系１３と、測光データを得る演算手段４０と、制御手段５０とを有し、演算手段４０は得られた測光データのうち、検体を介さない測光データの変動に基づいて測光系の異常を検知することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は検体中に含まれる成分、特にヒトの血液や尿等に含まれる化学成分を分析する自動分析装置に関し、特に光源ランプの異常や恒温液の汚染等を検出する自動分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光源ランプから発する光を検体の入った反応管に透過させて、その透過させた光を受光センサによって受光して得られる測光データにより、前記検体の吸光度を測定する自動分析装置においては、前記光源ランプの寿命末期等に生じる光量変動を検知するためには、前記測光データの著しい変化やばらつきから発見する等、測定後のトラブルシューティングに頼らざるをえなかった。すなわち、前記測光データの著しい変化やばらつきが光源ランプの劣化等から生じたのか、恒温液の汚染によるものなのか、反応管や検体に原因があって生じているのかを検者が判断するのは難しく、サービスエンジニアも含め、このようなトラブルシューティングに多くの労力を費やしていた。
【０００３】
特に、恒温液の汚染が生じる原因としては、主に以下の２点が挙げられる。
▲１▼分注ノズルの位置ズレ
分注ノズルによって検体が反応管に分注される際、分注ノズルの作動位置が不適正であると、検体が反応管に入らず、恒温液内に入ってしまうことによって恒温液内の汚染が生じる。
▲２▼反応管の洗浄時における洗浄液の溢れ
反応管を洗浄する際には、試料及び試薬を吸引し、洗浄水を反応管に注入し、洗浄水を排出するが、前記試料及び試薬を吸引する機構が故障するなどして適正な吸引が行われなかった場合、恒温液に洗浄液が溢れることになり、結果として恒温液内の汚染が生じる。
【０００４】
このような問題を解決するために、洗浄後の反応管に蒸留水等を入れた水ブランク値を３，４回測定する時の測光データの変動で光源ランプの異常をモニタする方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−９０２７５号公報（段落〔００１５〕−〔００１７〕、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１のような方法では、水ブランクを複数回測定できるように設計しておかなければならず、それ相当の反応管数を必要とする。また、４回程度では、１分足らずの間の変動（ＳＤ（標準偏差）や吸光度差）しかモニタできないことになるが、光源ランプが異常である時には、そのような短い時間の変動だけではなく、数分〜数十分にわたるドリフト現象を示すことがあるため、光源ランプの異常を適正に検出することができなかった。また、恒温液の汚染を検出することについても何ら開示されていないため、測光データの著しい変化やばらつきの原因を適正に検出することはできなかった。
【０００７】
さらに、他の方法として、光源ランプの輝度の変動を監視するようなセンサを光源ランプの近傍に設置する案も考えられるが、そのように検出するための部材を必要とするため、余計なコストを要することとなっていた。
【０００８】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、光源ランプの劣化等を検出する新たな検出装置等を設けることなく、光源ランプの劣化等によって生じる光量の不安定状態や恒温液の汚染を的確に捕らえることができる自動分析装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための、請求項１記載の発明に係る自動分析装置は、反応管と、それら反応管を複数収納した反応管ホルダと、係る反応管ホルダを複数連結して円環状に収納し、回動可能とされた反応ディスクと、恒温液及び前記反応管ホルダを介在させて測光するように設置された光源ランプ及び受光センサを備えた光学系と、前記光源ランプの光が前記反応管ホルダを介して前記受光センサに検知されることによって測光データを得る演算手段と、前記反応ディスクを回動動作させると共に、その回動動作に基づいて前記演算手段を制御する制御手段とを有してなる自動分析装置であって、前記演算手段は得られた測光データのうち、検体を介さない測光データの変動に基づいて測光系の異常を検知することを特徴とする。
【００１０】
係る構成とすることにより、検体による影響を排除し、測光データの著しい変化やばらつきの原因となる光源ランプの劣化や恒温液の汚染等を検出する光源ランプの劣化や恒温液の汚染等を的確に検出することができるので、新たな検出装置等を設けることなく、測光データの著しい変化やばらつきの原因を適正に特定することができる。
【００１１】
上記課題を解決するための、請求項２記載の発明に係る自動分析装置は、請求項１に記載の自動分析装置において、前記演算手段は得られた測光データのうち、前記光源ランプの変動状況を検知し、その変動が所定値以上であった場合に前記光源ランプが異常であると検知する手段であることを特徴とする。
【００１２】
係る構成とすることにより、前記光源ランプの変動を示す測光データが所定の値を超えた場合には、光源ランプに異常が生じていると適正に判断することができる。また、前記測光データがある値を中心に振幅するような挙動を示す場合には光源ランプの異常とみなすことができるので、前記測光データが振幅することなく、例えば一様に減少傾向をとるようであれば恒温液の汚染と明確に検出することもできる。
【００１３】
上記課題を解決するための、請求項３記載の発明に係る自動分析装置は、請求項１に記載の自動分析装置において、前記演算手段は得られた測光データのうち、前記測光系の変動状況を検知し、その変動が所定値以上であった場合に恒温液の汚染を検知することを特徴とする。
【００１４】
係る構成とすることにより、測光系のうち、恒温液の汚染を適正に検出することができる
【００１５】
上記課題を解決するための、請求項４記載の発明に係る自動分析装置は、請求項１に記載の自動分析装置において、前記演算手段は得られた測光データのうち、前記光源ランプの挙動を反映する２つ以上の波長における検体を介さない測光データを抽出すると共に、係る測光データの差分が所定値以上であった場合に前記光源ランプが異常であると検知することを特徴とする。
【００１６】
係る構成は、検体を介することなく、前記演算手段が測光データをリアルタイムに統計処理することによって選択的に光源ランプの異常を検知する構成を採用したものである。すなわち、前記演算手段が得る測光データのうち、光源ランプ以外の要素、例えば異常値を示す検体や反応管の汚れが関与する測光データを可及的に除くことによって光源ランプの挙動をモニタする構成である。係る構成とすることにより、前記モニタ結果が所定の値を超えた場合には、光源ランプに異常が生じていると適正に判断することができる。
【００１７】
上記課題を解決するための、請求項５記載の発明に係る自動分析装置は、請求項１から４のいずれかに記載の自動分析装置において、前記検体を介さない測光データは、前記反応ディスクが回動中又は停止中に前記光源ランプの光軸が前記反応管間の間隙に位置した場合に前記受光センサが検知する測光データであることを特徴とする。
【００１８】
係る構成は、具体的には、反応管が停止するごと、又は反応管が収納されている反応ディスクの回動周期にあわせて所定の前記間隙における測光データをリアルタイムに統計処理し、それが所定の値を超えた場合には、光源ランプに異常が生じていると判断するものである。このとき、前記所定の値は、実際に測定している項目の感度等から計算することができる。寿命末期の光源ランプはスパイク状に変動したり、数分〜数十分間のドリフトとして現れることがあるため、モニタ区間の時間に関しては、実際の測定項目測定区間を考慮して決めなければならない。
【００１９】
また、測定波長の選択に関しては、光源ランプの寿命を反映しやすい複数の波長（例えば、３４０ｎｍ及び３８０ｎｍの２つの波長）における測光データの差分を用いることによって、吸光度変化をモニタして光源ランプの正常時と異常時とを判断することができる。
【００２０】
上記課題を解決するための、請求項６記載の発明に係る自動分析装置は、請求項１から４のいずれかに記載の自動分析装置において、前記検体を介さない測光データは、検体が入っていない反応管ごとの経時的な測光データであることを特徴とする。
【００２１】
係る構成は、反応管間に間隙がない場合でも光源ランプの変動をモニタするものである。具体的には、反応管を洗浄して再利用し、毎回の測定の前にセルブランク値（純水を入れた反応管の測定値）を取る方法において、特定の反応管ごとに今回のセルブランク値から前回のセルブランク値を差し引くことにより、セル要因の変動（セル自身に潜在する誤差要因）を除くことができ、光源ランプの変動のみをリアルタイムでモニタすることができるので、結果として光源ランプの異常を容易に認識することができる。
【００２２】
この場合も、光源ランプの寿命を反映しやすい複数の波長（例えば、３４０ｎｍ及び３８０ｎｍの２波長）における測光データを使用し、その差分を統計処理を行うことによって光源ランプの異常検出が可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態における自動分析装置の構成を示す斜視図である。本実施形態における自動分析装置は、検体の各種成分と反応する試薬を納めた複数の試薬ボトルを収納した試薬ラック１を設置可能な試薬庫２及び３と、円環状に複数の反応管４ａ収容した反応管ホルダ４を複数配置した反応ディスク５と、検体が納められた検体容器がセットされるディスクサンプラ６とを有している。試薬庫２，３、反応ディスク５及びディスクサンプラ６は、それぞれ駆動装置により回動されるようになっている。測定に必要な試薬は、試薬庫２或いは試薬庫３の試薬ラック１に収納されている試薬ボトル７から、それぞれ分注アーム８或いは分注アーム９を用いて反応ディスク５上に設置された複数の反応管ホルダ４内の反応管４ａに分注される。
【００２４】
また、ディスクサンプラ６上に配置されている検体容器１７に納められた検体は、サンプリングアーム１０を用いて反応ディスク５上の反応管４ａに分注される。検体と試薬を分注された反応管４ａは、反応ディスク５の回動により撹拌位置まで移動し、撹拌ユニット１１により検体と試薬の混合液が撹拌される。その後、測光系１３は、測光位置まで移動した反応管４ａに対して光を照射して混合液の吸光度変化を測定することにより、検体の成分分析を行う。そして、分析の終了した反応管４ａ内の混合液は廃棄され、その後反応管４ａは洗浄ユニット１２により洗浄されるようになっている。
ここで、前記反応管ホルダ４は、図２に示すように、その反応管ホルダ４内に設置される隣接した反応管４ａ間に間隙を有するもの（図２（ａ））と、前記反応管ホルダ４内に設置される隣接した反応管４ａ間に間隙が設けられていないもの（図２（ｂ））とがある。
【００２５】
次に、図３は、図１に示した測光系１３の構成図である。図３に示すように、測光系１３は、例えばハロゲンタングステンランプ等の光源ランプ２１と、この光源ランプ２１からの光から熱成分を除去する熱線吸収フィルタ２２と、熱線吸収フィルタ２２により熱成分が除去された光を集光する集光レンズ２３と、集光レンズ２３により集光された光を透過させて反応管４ａに照射する光透過窓２４と、反応管４ａを介した光を透過させる光透過窓２５とを有している。ここで、反応管４ａの温度環境を一定に保つために反応管４ａは恒温液に浸っており、その恒温液が入った恒温漕に前記光透過窓２４及び光透過窓２５が設けられている。従って、前記光は反応管４ａだけでなく恒温液も透過することとなる。
【００２６】
また、この測光系１３は、測定時に開制御されるシャッタ２６と、シャッタ２６からの光を集光する集光レンズ２７と、集光レンズ２７からの光を全反射するミラー２８と、ミラー２８により反射された光を所定の幅に絞り込むスリット２９と、スリット２９を介した光の偏向方向を所定の方向に回折する凹面回折格子３０と、凹面回折格子３０により偏光された光を受光する受光手段３１とを有している。
【００２７】
また、前記受光手段３１は、受光した光の光量に応じた電気信号である受光信号を形成し、これを演算手段４０に供給する。このとき、演算手段４０では、前記受光信号に基づいて、検体の吸光度等、測光データを経時的に測定することとなる。
【００２８】
ここで、反応ディスク５の駆動を制御する制御手段５０からは当該駆動に関する情報（例えば反応ディスク５の回動サイクルに関する情報）が前記演算手段４０に供給されるので、演算手段４０は測定した前記検体の吸光度等、測光データのうち、検体を介在させない測光データ（例えば、反応管４ａ間の間隙を透過した測光データや検体の入っていない反応管４ａを透過した測光データ）を選択的に得ることができる。
【００２９】
次に、本発明の実施の形態における動作について説明する。本実施の形態における動作の説明では、前記反応管ホルダ４内に設置される反応管４ａ間に隙間がある場合と反応管４ａ間に隙間がない場合とに分けて説明する。
【００３０】
（反応管間に間隙がある場合）
反応管ホルダ４が、図２（ａ）に示すように、反応管４ａ間に間隙がある場合、例えば反応管ホルダ４が停止している間に測光を行う。通常、反応管ホルダ４の回転及び停止は、システムサイクルごとに行われるので、システムサイクルが４．５秒の場合、４．５秒ごとに測定データを収集することができる。反応管４ａの測光インターバルが例えば１８秒の場合、４．５秒ごとにモニタできれば光源ランプ１３ａのモニタ間隔としては十分短いものである。
【００３１】
また、前記反応管ホルダ４が停止中ではなく回転中に反応管４ａ間の間隙で測光することにより、よりモニタ間隔を狭めることが可能である。
【００３２】
演算手段４０が行う統計処理としては、例えば３分間の吸光度の変化を最大−最小（＝レンジ）という値で演算手段４０に設けられたＣＰＵにて計算しながら、それが所定値（例えば、０．００５Ａｂｓ）を超えた時には、エラーとして報知手段６０や表示手段７０に出力させる。尚、前記所定値に関しては、例えば、軽度及び重度の２つの変動レベルを設定し、それらいずれかの値に前記吸光度の変化が至ったことによって注意又は警告を発し、前記制御手段５０によるサンプリング動作を止めたり、測定を止めたりすることが望ましい。
【００３３】
（実施例）
本発明の実施例として、反応管間に間隙がある自動分析装置の光源ランプが正常である場合と異常である場合（寿命に至った場合）との吸光度の比較を図４に示す。尚、本実施例では、３４０ｎｍ及び３８０ｎｍの２つの波長における吸光度の比較を行った。
【００３４】
図４に示すように、２つの波長とも、正常時に比べて異常時の吸光度の挙動は、安定していないことが確認される。また、これはそれぞれの波長の差分をとったときにも顕著にあらわれる。すなわち、２つの波長における正常な光源ランプの吸光度差の挙動は、経時的にも変位が少ないことが見受けられるが、同様に２つの波長における異常が確認された光源ランプの吸光度差の挙動は、鋸歯状をなすように振幅する部分が多く、しかもそれが断続的である。従って、前記演算手段４０によって検査対象である光源ランプの挙動をモニタリングし、的確に異常を検知するためには、本実施例のように反応管間に設けられた間隙に対して測光して得られた測光データの挙動をモニタリングするだけでなく、光源ランプの挙動を反映しやすい任意の２つ以上の波長における測光データ（吸光度）の差分をとって、その値が所定の幅で安定するか否かで判定することが好ましいことがわかる。
【００３５】
（反応管間に間隙がない場合）
反応管ホルダ４が、図２（ｂ）に示すように、搭載される反応管４ａ間に間隙がない構成である場合には、前述のように反応管ホルダ４が停止している間に測光を行うことはできないので、測定前のセルブランクに係る測光データを前記演算手段４０に記憶させておき、特定の反応管４ａ（例えば当該装置内で使用されているセル番号等が同じ反応管）につき、今測定時のセルブランクに係る測光データから前回のセルブランクに係る測光データを差し引く。
【００３６】
ここで前記今測定時のセルブランクに係る測光データ及び前回のセルブランクに係る測光データのパラメータとして使用する波長は、光源ランプの変動を反映する波長、例えば、３４０ｎｍ及び３８０ｎｍの２波長を用いることが望ましい。これにより、セル要因の変動を除くことができると共に、前回測定値（例えば１０分前）からの光源ランプの変動を取り出すことができるので、ドリフトを考慮した光源ランプの異常を適正に検出することができる。
【００３７】
また、この処理を全ての反応管４ａで行い、所定の区間でのデータ変動を演算手段４０によって統計処理することにより、前述の反応管４ａ間隙を利用すると同様に光源ランプの異常検出が可能となる。
【００３８】
さらに、前記セルブランク値とは、純水を入れた反応管の測定値であるが、空の反応管の測定値でもよい。
【００３９】
（実施例）
本発明の実施例として、反応管間に間隙がない場合の各反応管毎（横軸）のセルブランク値（吸光度；縦軸）を図５に示す。図５は、光源ランプが正常であった場合の「前回セルブランク値」、「今回セルブランク値」及びそれらの差を示し、図６は、光源ランプが異常であった場合の「前回セルブランク値」、「今回セルブランク値」及びそれらの差を示すものである。
【００４０】
図５に示すように、各反応管における「前回セルブランク値」及び「今回セルブランク値」の変動幅は、０．００５Ａｂｓ程度以下に収まっているが、「前回セルブランク値」と「今回セルブランク値」との差分は、０．００１Ａｂｓ以下に収まっている。これは、反応管の汚れ等による要因が除かれ、主に光源ランプの変動が抽出されていることを示す。
【００４１】
一方、図６に示す各反応管における「前回セルブランク値」及び「今回セルブランク値」の変動幅は小さいものの、「前回セルブランク値」と「今回セルブランク値」との差分は、０．０３０Ａｂｓ程度の変動が見られ、図５に示す差分値に比較して著しく大きいので、光源ランプに異常が見られることがわかる。このように、正常な光源ランプのセルブランク値に対して３０倍もの差分値を生じた場合に、検者に対して光源ランプの異常を報知するように、そのしきい値を適宜設定することが望ましい。
【００４２】
また、本発明の他の実施形態として、前述の本発明の実施形態のように、２つ以上の波長を用いずとも、単一波長を異なる時間の測光データにより光源ランプの特異な変動を検知してもよい。ここで、前記特異な変動とは、測光データがある値を中心に振幅するような挙動を指す。従って、簡単な構成で、光源ランプの異常を適正に検知することができる。
【００４３】
さらに、本発明の他の実施の形態として、得られた測光データが異常であると検知すべき所定値以上であった場合、ある値を中心に振幅するような挙動を示す場合には光源ランプの異常とみなし、測光データが振幅することなく、例えば一様に減少傾向をとるようであれば恒温液の汚染と明確に検出することもできる。
このような恒温液の汚染の検出は、前述した実施形態と同様、図３に示す演算手段４０が行い、恒温液の汚染が認められた時には、エラーとして報知手段６０や表示手段７０に出力させると共に、制御手段５０によるサンプリング動作を止めたり、測定を止めたりすることが望ましい。
このように、光源ランプが劣化した場合には、ある値を中心に振幅するといった特異な挙動をとるので、測定データが著しい変化やばらつきを示したときに、それが光源ランプの劣化によるものなのか、恒温液の汚染によるものなのかを適正に検出することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明によれば、測光データの著しい変化やばらつきの原因となる光源ランプの劣化や恒温液の汚染等を検出する新たな検出装置等を設けることなく、光源ランプの劣化や恒温液の汚染等を的確に検出することができるので、測光データの著しい変化やばらつきの原因を適正に特定することができる。
【００４５】
また、反応管間に間隙を有する反応管ホルダを使用する場合には、光源ランプの状態を直接的にしかも測定開始直後からモニタすることができる。
【００４６】
さらに、反応管間に間隙がない反応管ホルダを使用する場合には、セルブランクを利用しているので、反応管間の間隙での測光が不可能な自動分析装置にも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における自動分析装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態における反応管ホルダの構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態における測光系の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例において光源ランプが正常である場合と異常である場合（寿命に至った場合）との吸光度の比較を示すグラフである。
【図５】本発明の実施例において光源ランプが正常であった場合のセルブランク（前回、今回、その差）を示すグラフである。
【図６】本発明の実施例において光源ランプが異常であった場合のセルブランク（前回、今回、その差）を示すグラフである。
【符号の説明】
１試薬ラック
２試薬庫
３試薬庫
４反応管ホルダ
５反応ディスク
６ディスクサンプラ
７試薬ボトル
８分注アーム
９分注アーム
１０ディスクサンプラ用分注アーム
１１撹拌ユニット
１２洗浄ユニット
１３測光ユニット
１４分注アームのプローブ
１５分注アームのプローブ
１６サンプリングプローブ
１７検体容器
３０回折格子
４０演算手段
５０制御手段
６０報知手段
７０表示手段

Claims

反応管と、それら反応管を複数収納した反応管ホルダと、係る反応管ホルダを複数連結して円環状に収納し、回動可能とされた反応ディスクと、恒温液及び前記反応管ホルダを介在させて測光するように設置された光源ランプ及び受光センサを備えた光学系と、前記光源ランプの光が前記反応管ホルダを介して前記受光センサに検知されることによって測光データを得る演算手段と、前記反応ディスクを回動動作させると共に、その回動動作に基づいて前記演算手段を制御する制御手段とを有してなる自動分析装置であって、
前記演算手段は得られた測光データのうち、検体を介さない測光データの変動に基づいて測光系の異常を検知することを特徴とする自動分析装置。
前記演算手段は得られた測光データのうち、前記光源ランプの変動状況を検知し、その変動が所定値以上であった場合に前記光源ランプが異常であると検知する手段であることを特徴とする請求項１に記載の自動分析装置。
前記演算手段は得られた測光データのうち、前記測光系の変動状況を検知し、その変動が所定値以上であった場合に恒温液の汚染を検知することを特徴とする請求項１に記載の自動分析装置。
前記演算手段は得られた測光データのうち、前記光源ランプの挙動を反映する２つ以上の波長における検体を介さない測光データを抽出すると共に、係る測光データの差分が所定値以上であった場合に前記光源ランプが異常であると検知することを特徴とする請求項１に記載の自動分析装置。
前記検体を介さない測光データは、前記反応ディスクが回動中又は停止中に前記光源ランプの光軸が前記反応管間の間隙に位置した場合に前記受光センサが検知する測光データであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の自動分析装置。
前記検体を介さない測光データは、検体が入っていない反応管ごとの経時的な測光データであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の自動分析装置。