JP2005539234A - 必要な作業の頻度に従ってアッセイを区分化することによって自動臨床アナライザ・システムの処理量を増大させる方法 - Google Patents

Abstract

少なくとも２つのアナライザを含み、検査アッセイが要求される頻度に従って検査されるべきサンプルを３つのグループに区分けするようになっている二重アナライザ・システムである。１つのアナライザは、最も頻度の多いメニューアッセイの一部と、頻度の少ない要求されるアッセイの第１のサブグループのすべてを実施する。第２のアナライザは、最も頻度の多いメニューアッセイの同様の部分と、頻度の少ない要求されるアッセイの第２サブグループのすべてを実施する。アナライザのうち第１のアナライザは、第２サブグループのアッセイのうちいかなるアッセイを実施するものも備えておらず、第２のアナライザは、第１のサブグループのアッセイのうちいかなるアッセイを実施するものも備えていない。

Description

本発明は、尿、血清、血漿、脳脊髄液などの患者の生物学的流体を自動的に処理する方法および装置に関する。特に、本発明は、各々異なったアッセイ技術を使用して多くの異なった臨床アッセイを実施するようになっている少なくとも２つのアナライザを有する分析システムにおいて患者サンプルを処理する改良方法を提供する。

患者の感染部、体液または膿瘍のサンプルの分析測定によって患者の診断および治療に関連した種々タイプの検査を実施できる。このような患者サンプルは、代表的には、サンプル・バイアルに入れ、次いでバイアルから抽出し、特殊な反応容器または反応チューブ内で種々の試薬と混ぜ合わせてからインキュベートし、分析して患者の治療の補助とする。代表的な臨床化学分析においては、１つまたはそれ以上のアッセイ試薬を、別々の時刻に、既知の濃度を有する液体サンプルに添加し、このサンプルと試薬の組み合わせを混合してインキュベートする。検査用測定、すなわち、濁度または蛍光度または吸収度の読み取りなどを行って終末点値（end-point）または変化率値を確定し、この値から周知の較正技術を使用して被検物質量を測定できる。

サンプルの化学的、免疫化学的、生物学的な検査のためには種々の公知の臨床アナライザが利用できるが、分析臨床技術は、なお、分析レベルの向上を迫られている。アッセイ処理量に関して臨床検査室に対する要求が高まっていることにより、自動臨床アナライザの性能全体を向上させる必要性はまだある。特に、サンプル分析では、アナライザ処理量を向上させることによって、そして、近頃では、多数のアナライザを相互に接続し、アナライザ間でサンプルを受け渡しさせることによって、予め決められている検査所用時間を短縮することでコスト効率を向上させる必要が絶えずある。

自動アナライザの処理量を高く維持するための重要な一要因は、種々の異なったアッセイプロセスおよびシグナル測定段階を通じて複数のサンプルを迅速に処理する能力である。この機能を達成する１つの方法は、各々が特定のアッセイ目録を実施するようになっている異なったタイプのアナライザを相互に接続させることである。別の方法は、同じタイプの２つまたはそれ以上のアナライザを相互に接続し、処理すべきサンプル滞貨が最も少ないいずれかのアナライザに装入サンプルを割り当てることである。あるいは、アッセイで必要とされ、各アナライザで重複しているアッセイ用リソース（反応容器、試薬等）の数および利用可能性に従ってアナライザ間で入って来るサンプルを振り分けてもよい。しかしながら、このような多段アナライザ・システムにおいて見落されてきたことは、アナライザが種々のアッセイを必要とする頻度が互いにかなり異なっている可能性があり、そして、これが多段アナライザ・システムの処理量および／または信頼性を高めるに際して重要な役割を果すかもしれないということである。

米国特許第６,２６１,５２１号が、分析操作の前にメイン・コンベアラインに沿って設置した複数の分析ユニットを有するサンプル分析システムを開示している。システム・セットアップには、異なったタイプの試薬供給源と組み合わせての分析ユニットのセットアップ、固定タイプか自動タイプであるかどうかに関する分析ルートのセットアップ、そして、どの試薬供給タイプを有するどの分析ユニットにどの分析項目を割当てるべきかに関する各分析ユニットについての分析項目のセットアップがある。

米国特許第６,１１７,３９２号が、サンプル・ラックを収容できるラック供給ユニット
と、サンプル・ラックに収容されたサンプル容器から採取したサンプルを検査する分析ユニットと、ラック供給ユニットから供給されたサンプル・ラックを分析ユニットに対応する位置まで移送し、サンプル採取後にサンプル・ラックを移送ラインの出口まで移送する移送ラインと、再検査される可能性を有するサンプル・ラックを待機状態に保持する待機ユニットと、サンプル採取後にサンプル・ラックを移送ラインの入口側に戻す戻しラインと、および再検査を必要としないサンプル・ラックを収容するラック回収ユニットとを有する、自動分析装置を開示している。

米国特許第６,０２２,７４６号が、所与の反応容器内でシステムによって実施されるべき検査のリストを生成することによって多段アナライザ・システムを操作する方法を開示している。検査のリストは、所与の時間内でシステムによって実施されるべき各検査を実施する際に使用される反応容器の数に従って分類される。検査についての重複パーセンテージが決定され、分類済みの検査リストと比較される。検査に関連したリソースは、少なくとも１つの検査が少なくとも２つのアナライザで実施されるということに関して、重複パーセンテージと分類検査リストとの比較に基づいて少なくとも２つのアナライザを通じて二重にされる。

米国特許第６,０１９,９４５号が、コンベアラインといくつかのアナライザの各々に形成されたサンプリング領域との間でサンプル容器ホルダを移送するための移送機構であって、複数のアナライザのそれぞれに接続可能である移送機構を開示している。少なくとも２つのアナライザ・ユニットは、試薬供給手段のタイプ、分析できる分析項目の数、単位時間で処理できる検査の数または処理すべきサンプルの種類のいずれかの点で互いに異なっている。そこでは、上記の少なくとも２つの分析ユニットは、コンベアラインに関して同じアタッチメント機構または同じ形状を有する。

米国特許第５,９７２,２９５号が、サンプル・ラックを収容できるラック供給ユニットと、サンプル・ラックに収容されたサンプル容器から採取したサンプルに対して指示された分析項目を検査する分析ユニットと、ラック供給ユニットから供給されたサンプル・ラックを分析ユニットに対応する位置まで移送し、サンプル採取後にサンプル・ラックを移送ラインの出口まで移送する移送ラインと、再検査される可能性を有するサンプル・ラックを待機状態に保持する待機ユニットと、サンプル採取後にサンプル・ラックを移送ラインの入口側に戻す戻しラインと、および再検査を必要としないサンプル・ラックを収容するラック回収ユニットとを含む、自動アナライザを開示している。

米国特許第５,９６６,３０９号が、特有のラベルを付けた容器に収容されたサンプルを移送するコンベアラインを含む、１つまたはそれ以上の検査ステーションのところで、サンプルを１つまたはそれ以上の選択した検査手順に付する自動装置であって、前記コンベアラインが、前記容器を１つまたはそれ以上の選択可能な検査ステーションに送る少なくとも２つのレーンを有し、前記レーンのうち少なくとも１つが移送レーンであり、前記レーンのうち少なくとも１つが待機レーンであり、かつ、前記コンベアラインが、待機レーンから前記検査装置へ容器を移送し、次いで再び前記待機レーン上に容器を戻す容器インターフェイス装置を有する自動装置を開示している。

米国特許第５，９０２，５４９号が、血清用の複数のアナライザ・ユニットと、血漿用の複数のアナライザ・ユニットと、および尿用の複数のアナライザ・ユニットが、サンプル・ラックをラック供給部からラック保管部まで移送する主移送ラインに沿って配置してあることを開示している。肝機能を検査するための試薬瓶が、複数の血清用アナライザ・ユニットのうちの２つのアナライザ・ユニットの各試薬給送機構に収容されている。２つのアナライザ・ユニットのうち１つで肝機能を検査するための試薬が不足しそうなときには、１つのサンプル・ラックをサンプル供給部から他のアナライザ・ユニットに移送する
ことによってサンプルにおける肝機能分析項目についての分析を継続できる。

米国特許第５,３８０,４８８号が、容器を保持しているラックを保存する供給ストッカと、供給ストッカの下流側に接続した１つまたはそれ以上のサンプリング・フィーダと、およびサンプリング・フィーダに対する相互錠止状態でサンプリング位置まで動かされる、容器からサンプルを吸引するための１つまたはそれ以上のアナライザとを含む容器送りシステムを開示している。１つまたはそれ以上の接続用フィーダが、サンプリング・フィーダのそれぞれの下流側に接続しており、処理済み容器ストッカが、接続用フィーダの最も下流側に接続している。個々の構成要素は、それぞれ、ユニットとして設けられている。サンプリング・フィーダおよびそれに接続している接続用フィーダの数は増減することができ、それに対応してラック送りラインに沿って配置したアナライザの数を増減できる。したがって、ラック送り経路は、給送側の規模に合わせるように、所望に応じて、容易に延長短縮することができる。同様にして、選択優先度に応じて容器の送りを制御する制御機構も非常に簡略化される。

米国特許第５,０８７,４２３号が、複数の分析モジュール、複数の分析ルートおよび少なくとも１つの分析モジュールをバイパスする少なくとも１つのバイパス・ルートを設けることを開示している。各分析モジュールは、１つまたはそれ以上の項目に関してサンプルを分析することができ、モジュールの導入側から引き続いて供給されるサンプルは、各モジュールの可能な分析項目および分析されるべきサンプルの分析項目に従って各モジュールに選択的に給送される。サンプル・カップは、分析されるべき項目に従って、バイパスを経てモジュールを通過させることもできるし、バイパスを経てモジュールの導入側に戻すこともできる。こうして、サンプル・カップの効果的な分配を実施できる。

自動臨床アナライザの技術状態についての上記の考察から、以下のことがわかる。すなわち、処理効率を向上させることにかなりの進歩があったけれども、特に、要求されるアッセイ全体のより大きい比率を実施するのに、より小さい比率の異なったアッセイタイプが要求されているとき、およびその反対に、要求されるアッセイ全体のより小さい比率を実施するのに、より大きい比率の異なったアッセイが要求されているときの、異なったタイプのアッセイの組み合わせについて、異なったタイプのアッセイを高い処理効率で行うことのできるシステムおよび装置についての要望がまだ残ったままである。それに加えて、たとえば、要求されるアッセイのより大きい比率をカバーするバックアップ操作能力を与えることによって、少なくとも２つのアナライザからなる二重アナライザ・システムの動作信頼性を向上させることについての進捗はほとんどなかった。

本発明の主目的は、システム全体の信頼性を不当に犠牲にすることなく、二重アナライザ・システムに付された異なったサンプルのためにアナライザで行うことが要求されている異なったアッセイの組み合わせの如何にかかわらず、高い処理効率を達成するように、少なくとも２つのアナライザからなる自動臨床二重アナライザ・システムを使用する方法を提供することにある。各アナライザは、反応容器を保持し、一定速度で一定の円形方向に段階的に移動する円形の回転可能なアッセイ反応用回転コンベヤを含み、この段階的移動は一定の静止停留時間で分けてあり、この停留時間中に、アッセイ装置が反応容器内に収容されたアッセイ混合物に対して働きかけることができる。本発明を実施することのできるものと同様の二重アナライザ・システムは、代表的には、個々のアッセイ装置、たとえばセンサ、を設置した複数の在来型アッセイ操作ステーション、試薬添加ステーション、混合ステーション、分離ステーションなどを有する。

本発明の第１の実施態様においては、実施を要求される頻度のより多いメニューアッセ
イが、異なったメニューアッセイの総数のうちより少ない数のメニューアッセイを含む第１のサブグループに割当てられ、二重アナライザ・システムにおける両方のアナライザはこのアッセイ全体を実施するように設置されている。実施される残りのアッセイは、２つのより小さい個別のサブグループに分けられる。その結果、３つのグループにおけるアッセイ全体は必要なアッセイの全リストを含むことになる。２つの小さい方のグループは、最も頻度高く実施する必要のあるメニューアッセイのうちより少ない比率を含む。重要なことは、２つの小さい方のグループにおける異なったアッセイの総数が、たとえ要求されているアッセイの頻度が要求されるメニューアッセイの総数のうちより少ない数である場合であっても、異なったメニューアッセイの総数のうちより大きい数を含むということである。本発明の重要な特徴は、２つのアナライザのうちの第１のアナライザが、第１サブグループのアッセイおよび２つのより小さい個別のサブグループのうちの第１のサブグループのアッセイのすべてを実施するのに必要な試薬およびその他の特殊な品目を備えることになり、ならびに、２つのより小さいサブグループのうちの第２のサブグループのアッセイを実施するのに必要なものは何も備えることがないということである。同様に、システム内の第２アナライザが、第１サブグループのアッセイおよび２つのより小さい個別のサブグループのうちの第２のサブグループのアッセイのすべてを実施するのに必要な試薬およびその他の特殊な品目を備えることになり、ならびに、２つのより小さいサブグループのうちの第１のサブグループのアッセイを実施するのに必要なものは何も備えることがないということである。

本発明の別の実施態様においては、２つのアナライザのうち第１のアナライザは、第１サブグループのアッセイのすべてを実施するのに必要な試薬または他の特殊な品目を備えることになり、そして、２つの小さい方のサブグループいずれのアッセイを実施するに必要なものは何も備えることがない。この実施態様においては、システム内の第２のアナライザは、第１サブグループおよび２つの小さい方の個別のサブグループ両方のアッセイのすべてを実施するに必要な試薬または他の特殊な品目を備えることになる。このような実施態様では、第１の実施態様のバックアップ信頼性特徴を有するが、第１サブグループの最も頻繁に要求されるアッセイの処理量が増大する。

〔図面の説明〕
本出願の一部をなす添付図面と関連して行った以下の詳細な説明から本発明をより完全に理解して貰えよう。
添付図面において、
図１はこの技術分野で知られたものと同様の単一の在来型自動臨床アナライザの概略平面図であり；
図２は図１の自動アナライザの部分拡大概略平面図であり；
図３Ａ、３Ｂは本発明を実施する際に役に立つサンプル・ラック移送システムの斜視図であり；
図４は本発明を実施する際に役に立つマルチウェル・アリクォット容器の斜視図であり；
図５は本発明で教示するように作動する、図１のものと同様の一対の自動臨床アナライザを示す概略平面図であり；
図６は臨床検査室で普通に要求される異なったアッセイの頻度順位を示すチャート図である。

〔発明の詳細な説明〕
図１は、図２と共に、本発明を実施するのに便利である単一の在来型自動化学アナライザ１０の諸要素を概略的に示しており、この自動化学アナライザ１０は、キュベット・ポート２０の外側キュベット環１４とキュベット・ポート２２の内側キュベット環１６とを支持している反応回転コンベヤ１２を含む。外側キュベット環１４および内側キュベット環１６は、開放溝１８によって分離されている。キュベット・ポート２０、２２は、代表的には、小さい、平らな壁面のあるＵ字形容器として形成される複数の反応キュベット２４を受け入れるようになっており、開いた中央反応部分は底のところで閉じており、キュベット２４の頂部にある開口部によって試薬およびサンプル液を添加できるようになっている。反応回転コンベヤ１２は、一定速度で一定方向における段階的移動を行うように回転可能であり、この段階的移動は一定の停留時間によって分けられており、この停留時間中、回転コンベヤ１２は静止状態に維持され、回転コンベヤ１２に近接して設置したアッセイ装置がキュベット２４内に収容されているアッセイ混合物上で操作することができる。

２つの温度制御式試薬保管領域２６、２８が、各々、複数の試薬カートリッジ３０を格納しており、カートリッジ３０は、たとえば、米国特許第４,７２０,３７４号または本発明の譲受人に譲渡された同時係属の出願番号第０９／９４９,１３２号に記載され、イリ
ノイ州ディアフィールドのＤａｄｅ Ｂｅｈｒｉｎｇ Ｉｎｃ.によって商品名ＦＬＥＸ（
ｔｍ）カートリッジとして販売されているような、多区画式試薬容器であり、所与のアッセイを実施するのに必要に応じて試薬を収容している。選択的に開けられる蓋（図示せず）が、試薬保管領域２６、２８の各々を覆っていてカートリッジ３０へアクセスできるようになっている。説明を簡単にするため、３つの試薬カートリッジ３０だけが試薬保管領域２６のカットアウト部分の下方に配置された状態で図２に概略的に示してあるが、同様の試薬カートリッジ３０が試薬保管領域２８内にも配置されている。シャトル手段（図示せず）が、個々のカートリッジ３０を後に説明する試薬プローブ５６Ｐ、５８Ｐのためのアクセス・ポートまで移動させる。保管領域２８は、外側キュベット環１４の円周に対して外側に位置すると便利であり、試薬保管領域２６は、内側キュベット環１６の円周に対して内側に位置すると便利である。

本発明を実施できるものと同様の臨床アナライザ１０は、回転コンベヤ１２に近接して配置した複数の在来型アッセイ操作装置３４を有し、これらのアッセイ操作装置３４のところに、周知の臨床アッセイで必要とされる無数の操作を実施するのに要求されるような個別のコンピュータ制御式電気機械装置、たとえば、センサ、試薬添加ステーション、混合ステーションなどが設置してある。このような装置およびそれらの操作はこの技術分野では周知であるからここでは説明しない。たとえば、米国特許第５，８７６，６６８号、同第５,５７５,９７６号および同第５,４８２,８６１号およびそれらで引用された文献を参照されたい。

反応回転コンベヤ用の間欠割出装置（indexing drive）が反応容器を一定の方向へ所定数の増分工程分移動させる。キュベット環１４、１６の円周長、キュベット・ポート２０、２２間の分離距離、キュベット・ポート２０、２２の数および割り出し毎の増分の数は、一定数の増分工程の後に任意所与のキュベット・ポート２０、２２がその当初の出発位置に戻るように選ぶ。こうして、反応回転コンベヤ１２上のすべてのキュベット・ポート２０、２２は、全作動サイクル時間でそれらの初期位置に戻る。この全作動サイクル時間は、一定数の増分段階×（各アッセイ装置の停留時間の合計＋段階的移動に必要な時間）で決まる。

検査されるべき装入サンプル試料は、サンプル・チューブ・ラック４２に装着されたサンプル・チューブ４０内に入れられ、白抜きの矢印３６Ａで示すように、そして、本発明の譲受人に譲渡された同時係属の出願番号第０９／９９２,９１７号に記載されているよ
うに、たとえば、双方向装入・送出サンプル・チューブ移送システム３６によってサンプリング・アーム４４の円弧内へ移送される。ここではこのシステムを説明するが、いくつかの他の移送機構がこの技術分野では周知であるから、磁気タイプのサンプル・チューブ・ラック４２を移送するこの方法は決定的なものでもないし、これに限定するつもりもない。本発明を実施するためにアナライザ１０で使用可能な磁気ドライブ・システム９０が図３Ａの斜視図に示してあり、これは、たとえば、第１対のプーリ８６まわりを移動する第１の無端ベルト８５として示される少なくとも１つの双方向直線駆動移送機構９０ＬＴを含み、第１プーリ８６のうちの１つは第１の双方向モータ８８に連結しており、第１ベルト８５および第１プーリ８６は、入出力レーンを構成するアナライザ１０の作動面の下方でそれにきわめて接近して装着してある。図３Ａは、２つのこのような双方向直線駆動移送機構９０ＬＴを示しているが、単一の装入サンプル・チューブ移送システム７０を使用する後述の本発明の第１実施態様においては、本発明を実施するにはただ１つの双方向直線駆動移送機構９０ＬＴしか必要としない。ここで、いくつかの機構のうちの任意の機構、たとえば、何れも磁性ハウジングを支持し、その中に磁石を有する直線駆動ネジに連結した双方向モータまたは空気作動式プランジャが、本発明で使用される双方向直線駆動移送機構９０ＬＴとなり得ることは了解されたい。

第１ベルト８５は、装入方向に、たとえば、矢印３６Ａの方向に沿ってモータ８８によって駆動され、アナライザ１０の作動面の下に位置している。同様にして、磁気駆動システム９０は、第２対のプーリ９２まわりを移動する第２の無端ベルト９３を含み、第２プーリ９２（このようなプーリ９２が１つだけ示してある）の１つは、第２の双方向モータ９４に連結してあり、第２ベルト９３および第２プーリ９２は、アナライザ１０の作動面の出力レーン７４部分の下方でそれに極めて接近して装着してある。第２ベルト９３は、第１方向と反対の第２方向に第２のモータ９４によって駆動される。モータ８８、９４は、代表的には、コンピュータ１５によって独立して制御されるステップ・モータであって、好ましくはベルト８５、９３に形成されたギヤ歯とかみ合うプーリ歯車として形成される、プーリ８６、９２に連結した駆動歯車９６を有する。磁気駆動システム９０は、プーリ・ベルト式駆動機構としてここに説明したが、数多くの双方向直線駆動機構のうち任意のものを、２つの互いに反対方向のいずれにもサンプル・チューブ・ラック４２を直線移動させる目的を達成するのに使用できる。図３Ｂは、所定距離でほぼ等間隔に隔たった複数の直立ポスト１１２によって各駆動ベルト８５、９３に連結した複数のサンプル・チューブ・ラック４２を示している。図３Ｂに示すように、複数の直立ポスト１１２は、その同じ所定距離のところでベルト８５、９３に取り付けてある。ポスト１１２は、種々の機械的な技術、たとえば、ねじ、スナップ、溶接その他のうち任意の技術によって複数の磁気サンプル・チューブ・ラック４２をベルト８５、９３に固着するようになっている。

サンプルが以下に説明するようにサンプリング・アーム４４によって吸引され、アリクォット・ウェル５２Ｗ内に入れられた後、場合により、サンプル・チューブ・ラック４２は、本発明の譲受人に譲渡された同時係属の出願番号第０９／８２７,０４５号に記載されているように、環境室３８内にあるアナライザ１０の目録に入れられる。開いているサンプル・チューブ４０に収容された患者液体試料は、そこに記録されたバーコード記号を在来型バーコードリーダを用いて読み取ることによって識別され、項目の中でも特に患者の身元、実施されるべき検査、サンプルを環境室３８内に保持することを望んでいるかどうか、その場合にどのくらいの期間保持したいのかという諸点を決定する。サンプル・チューブ・ラック４２上にバーコード記号を設け、アナライザ１０全体にわたって据え付けた多数の在来型バーコードリーダを使用してサンプル・チューブ４０およびサンプル・チューブ・ラック４２両方の位置を確認、制御、追跡することも普通の実務である。このようなリーダ装置および追跡技術は、この技術分野では周知のものであるから、図１に示していないし、さらに説明することもしていない。

流体サンプリング・アーム４４が在来型液体サンプリング・プローブ４６を支持しており、この流体サンプリング・アーム４４は、回転可能なシャフト４８に装着してあり、サンプリング・アーム４４の移動経路がサンプル・チューブ移送システム３６と交差する円弧を描くようになっており、そして、アリクォット・ストリップ移送システム５０が、図
４に示すものと同様のマルチウェル・アリクォット容器５２を反応回転コンベヤ１２に近接して設置した在来型サンプル／試薬吸引・分配アーム５４に移送するようになっている。サンプリング・アーム４４は、サンプル・チューブ４０から液体サンプルを吸引するように、そして、必要なアッセイを実施するのに必要なサンプルの量に依存してアリクォット容器５２内の複数のアリクォット・ウェル５２Ｗのうちの１つまたはそれ以上へサンプル・アリクォットを分配するように、そして、環境室３８内のアナライザ１０によって保持されるべきサンプル・アリクォットを提供するように作動可能である。別のサンプル吸引・分配アーム５４は、コンピュータ１５によって制御され、１つまたはそれ以上の被検物質についてのアッセイ検査のために在来型ノズル５４Ｎを経てウェル５２Ｗから制御した量のサンプルを吸引し、吸引した適切な量のサンプルを１つまたはそれ以上のキュベット２４に分配するようになっている。サンプルがキュベット・ポート２０、２２の反応キュベット２４に分配された後、在来型移送手段が、アリクォット・ストリップ５２を必要に応じてアリクォット・ストリップ移送システム５０と環境室３８との間で移動させるか、または、場合により、廃棄物処理領域（図示せず）へ移動させる。

アナライザ１０は、イリノイ州のディアフィールドのＤａｄｅ Ｂｅｈｒｉｎｇ Ｉｎｃ.が販売するＤｉｍｅｎｓｉｏｎ^(R)臨床化学アナライザで使用され、コンピュータ・ベースの電気機械制御プログラミングの当業者によって広範囲にわたって使用されているものと同様の、機械言語で記述されたソフトウェアに基づいてコンピュータ１５によって制御される。それぞれ一対の在来型液体試薬プローブ５６Ｐ、５８Ｐを含む少なくとも２つの試薬吸引・分配アーム５６、５８は、独立して装着され、それぞれ、試薬保管領域３６、２８間で並進可能である。プローブ５６Ｐ、５８Ｐが図１において２つの作動位置で示してあり、一方のプローブ５６Ｐは、保管領域２６で試薬容器から試薬を取り出し、キュベット環１４、１６に位置したキュベット２２、２４内へ吸引した試薬を分配するようになっており、他方のプローブ５８Ｐは、保管領域２８において試薬容器から試薬を取り出し、キュベット環１４、１６に位置したキュベット２２、２４内へ吸引した試薬を分配するようになっている。プローブ５６Ｐ、５８Ｐは、代表的には、試薬を水和、吸引、分配、混合するのに使用する超音波機構を含む。この水和・吸引・分配・混合機構は、この技術分野では周知の特徴を有するので、ここではさらに説明する必要はないであろう。

キュベット装入・取り出しステーション６０、６２が、外側のキュベット回転コンベヤ１４に近接して設置してあり、これらは、従来同様に、たとえば並進可能なロボット式クランプ６４を使用して、内外のキュベット回転コンベヤ１４、１６に形成した、図２に示すキュベット・ポート２０、２２にキュベット２４を装入するようになっている。在来のサンプル処理装置３４（図２）が、反応回転コンベヤ１２まわりの選択円周方向位置に設けてあり、反応キュベット２６にアクセスするようになっている。処理装置３４は、処理工程のうちでも特に以下の工程を行うようになっている。すなわち、キュベット２４内に収容されているサンプル液および試薬液体を混ぜ合わせる工程と、キュベット２４内に収容されているサンプル液および試薬液体を洗浄する工程と、フリー・タグまたはキュベット２４内に収容された試薬液体からタグ付き磁性粒子を磁気分離する工程とを行うようになっている。

種々のアッセイステーション６６を外側の反応回転コンベヤ１２に近接して設けるとよい。これらのアッセイステーション６６は、種々の波長でのキュベット２４における吸光度またはこのキュベットからの光放出量を測定するようになっている。これらの測定値から、周知の分析技術を使用してサンプル液内の被検物質の存在を決定できる。ステーション６６は、代表的には、反応回転コンベヤ１２が静止している任意の便利な時間間隔で検査用測定を実施するようになっている在来型光度測定装置、蛍光定量装置または発光測定装置を含む。

駆動手段が、１つの軸線まわりに外側の反応回転コンベヤ１２を独立して回転させるように設けてあり、この駆動手段は、代表的には、回転コンベヤ１２に配置してあって、モータのシャフト上に装着したピニオンギアとかみ合っているギヤ歯を含む。駆動手段は、従来設計のものであってもよいので図示していない。

本発明の主目的は、図５に示すように双方向サンプル・ラック・シャトル６８によって相互に接続した一対の自動臨床アナライザ１０を操作して、検査されるべき異なったサンプルについて実施される必要のある異なったアッセイの組み合わせに関係なく、処理量を最適化する方法を提供することにある。この場合、アナライザ１０の個別のコンピュータ１５が周知の技術を使用してプログラムされたスタンドアロン・コンピュータ１７によって共制御されてもよいし、コンピュータ１５のうちのただ１つのものがアナライザ１０、１１の両方を制御するようにプログラムされていてもよい。

アナライザ１０は、本質的に互いに同じであるが、ただし、後に説明するようにそこで実施され得るアッセイのメニューが選択的に異なっている点で異なっている。対になった自動臨床アナライザ１０の動作を説明するのに便利なように、最も右側のアナライザをアナライザ１１とする。この配置において、アナライザ１０の双方向装入・送出サンプル・チューブ移送システム３６は、アナライザ１０または１１のいずれかによって分析されることになっているサンプル・チューブ４０を有するすべてのサンプル・チューブ・ラック４２を受け入れるようになっている一方向装入サンプル・チューブ移送システム７０に切り換えられる。次いで、任意のサンプル・チューブ・ラック４２が、アナライザ１０と双方向サンプル・ラック・シャトル６８との間で作動でき、コンピュータ１７の指示に従ってシャトル６８から同様の移送機構７４を経てアナライザ１１上へ受け渡しできる在来型移送機構７２によって装入サンプル・チューブ移送システム７０から移送され得る。同様にして、アナライザ１１の装入サンプル・チューブ移送システム３６は、最終的にアナライザ１０または１１のいずれかによって分析されるサンプルを含むサンプル・チューブ４０を有するすべてのサンプル・チューブ・ラック４２を配置するようになっている一方向送出移送システム７６に切り換えることができる。サンプル・ラック・シャトル６８のような移送機構の動作および機能は、この技術分野では周知である。たとえば、米国特許第６，１１７，３９２号および同第６，１１７，６８３号および同第６，１４１，６０２号に記載されているのでここでは説明しない。一般的に、コンベヤ・ベルト、フック、磁気装置などが移送システム７０、移送機構７２および移送機構７４の設計で使用できる。

この方法の重要な特徴は、実施されるべきアッセイを個々のアッセイを使用する検査の頻度で定められたグループに区分けし、異なったグループを異なったアナライザに割当てるという独特な点にある。以下で用いる「メニューアッセイ（menu assays）」という用語は、アッセイアナライザ１０、１１の全数を、アナライザに装填された必須の試薬または他の特殊な品目を含むように設計し、それらを実施できるようにしたことを意味している。説明の目的のためにのみ、本発明の第１実施態様では、実施される必要のある最も頻度の多いメニューアッセイのより大きいパーセンテージ、たとえば７５〜９０％を、グループＡとした第１のサブグループに割当てるものとする。ここで重要なのは、グループＡにおける異なったアッセイの総数が異なったメニューアッセイの総数のうちのより少ない数を含むということである。この場合、アナライザ１０（以下、「上流側アナライザ１０」と呼ぶ）は、グループＡ内のすべてのアッセイを選択的に実施するようになっていてもよく、アナライザ１１（以下に「下流側アナライザ１１」と呼ぶ）は、同様に、グループＡ内の同じアッセイ全体を実施するようになっていてもよい。

メニューアッセイの全リスト内の残余のアッセイは、２つの他のグループ、すなわち、第２のサブグループ（グループＢ）と第３のサブグループ（グループＣ）に分割され、その結果、グループＡ、Ｂ、Ｃに割当てられたアッセイ全体がメニューアッセイの全リスト
を含むことになる。グループＢ、Ｃにおける異なったアッセイは、実施される必要のある最も頻度の多いメニューアッセイのより少ないパーセンテージ、たとえば２５〜１０％を含む。重要なのは、グループＢ、Ｃにおける異なったアッセイの総数が、たとえそこで要求されている頻度が要求されたメニューアッセイの総数のうちより少ない数であったとしても、異なったメニューアッセイの総数のうちのより多い数を含むということである。好ましくは、グループＢ、Ｃに割り当てられたメニューアッセイ全体は、各個別のグループＢ、Ｃが、メニューアッセイの全リスト内で要求されている頻度に基づいて、グループＡに割当てられていないメニューアッセイのほぼ等しいパーセンテージを含むように分割されるとよい。図６は、同定用の慣用的な臨床用省略形を使用して区別した、異なったアッセイが、典型的に、臨床検査室で実施される必要があるかもしれない頻度の順位を示し、それによって、本発明のこの操作上の特徴を明らかにしているチャートである。図６において、グループＡアッセイは、ほぼグラフの最も左側の半分に示してある。すなわち、要求される頻度が１番目から約２０番目までの順位のアッセイである。そして、グループＢ、Ｃのアッセイは、ほぼグラフの最も右側の半分に示してある。すなわち、約２１番目〜約４０番目の順位のアッセイである。グラフの最も右側の半分にあるものからグループＢ、Ｃをどのように選んだかは本発明を実施するのに際して重要ではないが、先に述べたように、各グループＢ、ＣがグループＡに割り当てられていないメニューアッセイのうちほぼ等しいパーセンテージを含むということが重要である。

本発明の重要な特徴は、上流側アナライザ１０が、グループＡ内のアッセイのすべてを実施するのに必要な必須の試薬または他の特殊な品目を備えていることに加えて、グループＢのアッセイのすべてを実施するに必要な必須の試薬または他の特殊な品目を備えることになるが、グループＣのアッセイのうちのいずれのアッセイを実施するに必要な必須の試薬または他の特殊な品目は備えていないということにある。同様に、下流側アナライザ１１は、グループＡ内のアッセイのすべてを実施するのに必要な必須の試薬または他の特殊な品目を備えていることに加えて、グループＣのアッセイのすべてを実施するに必要な必須の試薬または他の特殊な品目を備えることになるが、グループＢのアッセイのうちのいずれのアッセイを実施するに必要な必須の試薬または他の特殊な品目は備えていない。この限定要件は、アナライザ１０、１１が、全メニューアッセイのうちの任意のものおよびすべてを物理的に実施することはできないが、アナライザ１０、１１のみがオンボードで保管した試薬を有し、その結果、グループＡおよびグループＢのアッセイだけがアナライザ１０で実施することができ、グループＡおよびグループＣのアッセイだけがアナライザ１１によって実施できることを意味しているわけではない。

この第１の実施態様を説明するためのために、グループＡ、Ｂ、Ｃのアッセイについての代表的な臨床免疫測定の例を列挙した表１を以下に示す。このリストは、いかなる意味でも決定的ものではなく、それに限定することを意図していない。しかしながら、実際には、グループＡにおけるアッセイは、アナライザ１０、１１によって実施されることを要求されるアッセイ検査全体のほぼ８０〜８５％を含み、そして、グループＢおよびグループＣにおけるアッセイは、前記検査全体の残りのそれぞれほぼ１０〜１２％を含む。ここで、多数の異なった医師によって実施することを要求されるアッセイの頻度が地域的、人口統計学的の両方で変化するので、図６および表１は実際の臨床経験を一般的に説明しているが、単に代表的なものにすぎないということに留意されたい。

さらなる説明事項として、選定時間内で実施されることを要求されるタイプＡ、Ｂ、Ｃのアッセイの各々についてのアナライザ１０、１１の非常に簡略化した操作を以下に説明する。この例では、最も頻度の多い要求されるアッセイのうちの８５回のアッセイ、たとえば、２６回のブドウ糖アッセイ、２４回のクレアチニンアッセイ、２０回の尿素窒素アッセイおよび１４回のカルシウムアッセイをアナライザ１０、１１によって実施することになっており、これらのアッセイをタイプＡのアッセイと特徴付けている。さらに、頻度の少ない要求されるアッセイのうちの６回のアッセイ、たとえば、２回のマグネシウムアッセイ、２回のアミラーゼアッセイ、１回の鉄分窒素アッセイおよび１回のフェニトインアッセイをアナライザ１０、１１によって実施することになっており、これらのアッセイをタイプＢのアッセイと特徴付けている。最後に、頻度の少ない要求されるアッセイのうちの６回のアッセイ、たとえば、２回のトロポニンＩアッセイ、２回のマスＣＫＭＢアッセイ、１回のリパーゼアッセイおよび１回の甲状腺刺激ホルモンアッセイをアナライザ１０、１１によって実施することになっており、これらのアッセイをタイプＣのアッセイと特徴付けている。

これらの要求されるアッセイのための患者サンプルを収容しているサンプル・チューブ容器４０がバーコード・スキャンによって特定され、アナライザ１０、１１からなる二重
システムを作動させるためのコンピュータ１７に入っているデータと結びつけられると、タイプＡのアッセイとして特徴付けられている１３回のブドウ糖アッセイ、１２回のクレアチニンアッセイ、１０回の尿素窒素アッセイおよび７回のカルシウムアッセイのための対応する患者サンプル流体を有するサンプル・チューブ・ラック４２が、アナライザ１０のアリクォット・ストリップ移送システム５０内へ移動させられる。そこにおいて、アーム４４が、サンプル・チューブ４０から液体サンプルを吸い込み、アリクォット容器５２の複数のアリクォット・ウェル５２Ｗのうち１つまたはそれ以上のアリクォット・ウェル内へサンプル・アリクォットを分配する。サンプル吸引・分配アーム５４がコンピュータ１５によって制御されて、ノズル５４Ｎを経てウェル５２Ｗから制御した量のサンプルを吸引し、アナライザ１０でのタイプＡのアッセイ検査のために適切な量の吸引されたサンプルを１つまたはそれ以上のキュベット２４に分配する。それに加えて、本発明に従って、タイプＢのアッセイと特徴付けられている２回のマグネシウムアッセイ、２回のアミラーゼアッセイ、１回の鉄分窒素アッセイおよび１回のフェニトインアッセイのための対応する患者サンプル流体を有するサンプル・チューブ・ラック４２がアナライザ１０のアリクォット・ストリップ移送システム５０内へ移動させられる。次いで、サンプル・チューブ４０から液体サンプルが取り出され、アナライザ１０でのタイプＢのアッセイ検査のために１つまたはそれ以上のキュベット２４に入れられる。

同様に、残りのＡタイプアッセイを含む１３回の他のブドウ糖アッセイ、１２回の他のクレアチニンアッセイ、１０回の他の尿素窒素アッセイおよび７回の他のカルシウムアッセイのための対応する患者サンプル流体を有するサンプル・チューブ・ラック４２が、コンピュータ１７の指示に従って、アナライザ１０の装入サンプル・チューブ移送システム７０によってアナライザ１０と双方向サンプル・ラック・シャトル６８との間で移送機構７２に移動させられ、シャトル６８からアナライザ１１上の同様の移送機構７４を経てアナライザ１１の送出移送システム７６に移動させられる。移送システム７６は、適切なサンプル・チューブ・ラック４２をアナライザ１１のアリクォット・ストリップ移送システム５０に移動させ、そこにおいて、アーム４４が、サンプル・チューブ４０から液体サンプルを吸い込み、アリクォット容器５２の複数のアリクォット・ウェル５２Ｗのうち１つまたはそれ以上のアリクォット・ウェル内へサンプル・アリクォットを分配する。サンプル吸引・分配アーム５４がコンピュータ１７によって制御されて、ノズル５４Ｎを経てウェル５２Ｗから制御した量のサンプルを吸引し、アナライザ１１でのタイプＡのアッセイ検査のために適切な量の吸引されたサンプルを１つまたはそれ以上のキュベット２４に分配する。さらに、本発明に従って、タイプＣのアッセイとして特徴付けられている２回のトロポニンＩアッセイ、２回のマスＣＫＭＢアッセイ、１回のリパーゼアッセイおよび１回の甲状腺刺激ホルモンアッセイのための対応する患者サンプル流体を有するサンプル・チューブ・ラック４２が、アナライザ１１のアリクォット・ストリップ移送システム５０に移動させられ、次いで、サンプル・チューブ４０から液体サンプルが取り出され、アナライザ１１でのタイプＣのアッセイ検査のために１つまたはそれ以上のキュベット２４に入れられる。

この作業中、単一のサンプル・チューブ・ラック４２がタイプＢ、Ｃのアッセイの両方が要求された患者サンプルを有する１つまたはそれ以上のチューブ４０を収容する場合があることは明らかである。このような場合には、タイプＢアッセイのための要件を有するサンプル・チューブ４０を、まず、アナライザ１０のアリクォット・ストリップ移送システム５０に移動させ、そこにおいて、サンプル・アリクォットをアリクォット容器５２のアリクォット・ウェル５２Ｗに入れ、その後、アナライザ１１でのタイプＢアッセイ検査のための１つまたはそれ以上のキュベット２４に入れる。次いで、サンプル・ラック４２をアナライザ１０の装入サンプル・チューブ移送システム７０に戻し、移送機構７２を介してアナライザ１０と双方向サンプル・ラック・シャトル６８との間で移動させ、シャトル６８から移送機構７４を経てアナライザ１１上へ移動させることができる。そこにおい
て、タイプＣアッセイのための要件を有するサンプル・チューブをアナライザ１１のアリクォット・ストリップ移送システム５０内へ移動させることができる。そして、サンプル・アリクォットをアリクォット・ウェル５２Ｗに入れた後に、アナライザ１１でのタイプＣアッセイ検査のために１つまたはそれ以上のキュベット２４に入れる。

本発明の別の実施態様においては、アナライザ１０のみが要求されるタイプＡのアッセイのすべてを実施するのに必要な必須の試薬または他の特殊な品目を備えることになり、タイプＢおよびタイプＣのアッセイのいずれかを実施するためのものを備えることはない。この別の実施態様において、アナライザ１１が、要求されるタイプＡのアッセイのすべてを実施するのに必要な必須の試薬または他の特殊な品目を備えることになり、また、要求されるタイプＢおよびタイプＣのアッセイのすべてを実施するものを備えることにもなる。このような実施態様は、第１の実施態様のバックアップ信頼性特徴を有すると共に、第１のサブグループの最も頻度の多い要求されるアッセイの処理量を向上させることができる。

二重アナライザ・システムにおいてタイプＡ、Ｂ、Ｃとして無数のこのようなアッセイを実施することについての詳細は、この技術分野では日常行われている作業であるから、ここで説明する必要はない。要求頻度によってアッセイを区分けし、異なったタイプ専用に適切な試薬保管・アクセス・プローブを設けるという本発明の教示を、従来達成できなかったアナライザ処理量の向上を達成するように当業者に提示することだけが必要であるということで充分である。ここで、ここに開示した本発明の実施態様が発明の原理を説明するものであり、発明の範囲内に留まる他の変更もなし得ることは了解されたい。これらの理由により、本発明は、本明細書で明示し、説明した実施態様に限定されることがなく、特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。

この技術分野で知られたものと同様の単一の在来型自動臨床アナライザの概略平面図である。 図１の自動アナライザの部分拡大概略平面図である。 本発明を実施する際に役に立つサンプル・ラック移送システムの斜視図である。 本発明を実施する際に役に立つサンプル・ラック移送システムの斜視図である。 本発明を実施する際に役に立つマルチウェル・アリクォット容器の斜視図である。 本発明によって、教示するように作動する、図１のものと同様の一対の自動臨床アナライザを示す概略平面図である。 臨床検査室で普通に要求される異なったアッセイの頻度順位を示すチャート図である。

Claims (4)

1. 第１、第２のアナライザを含み、各アナライザが複数の異なったサンプルについて多数の異なったアッセイを実施するようになっている分析用アナライザ・システムを操作する方法であって、
   アッセイを行うための要求量の頻度に基づいて実施されるべきアッセイを３つの個別のグループに区分けする工程；
   ３つの個別のグループのうち最初の２つのグループについてアッセイを実施するように第１のアナライザを作動させる工程；および
   ３つの個別のグループのうち次の２つのグループについてアッセイを実施するように第２のアナライザを作動させる工程
   からなり、３つの個別のグループのうち最初の２つのグループが共通するグループを１つだけ有する、上記方法。
2. ３つの個別のグループのうち２つのグループに割り当てられたメニューアッセイ全体が、該２つのグループの各々がこの２つのグループのいずれにも割り当てられていないメニューアッセイのほぼ等しいパーセンテージを含むように分割されている、請求項１の方法。
3. 第１、第２のアナライザを含み、各アナライザが複数の異なったサンプルについて多数の異なったアッセイを実施するようになっている分析用アナライザ・システムを操作する方法であって、
   アッセイを行うための要求量の頻度に基づいて実施されるべきアッセイを３つの個別のグループに区分けする工程；
   ３つの個別のグループのうちただ１つのグループのみについてアッセイを実施するように第１のアナライザを作動させる工程；および
   ３つの個別のグループのうち３つすべてのグループについてアッセイを実施するように第２のアナライザを作動させる工程
   からなる、上記方法。
4. ３つの個別のグループのうち２つのグループに割り当てられたメニューアッセイ全体が、該２つのグループの各々がこの２つのグループのいずれにも割り当てられていないメニューアッセイのほぼ等しいパーセンテージを含むように分割されている、請求項３の方法。

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