JP2008039486A - 電解質分析装置及びその測定データ処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】検体の測定データに含まれる突発的に生ずるイレギュラーノイズを避けて検体を精度良く無駄な時間を掛けずに測定することが可能な電解質分析装置及びその測定データ処理方法を提供すること。
【解決手段】イオン選択性電極から出力されるアナログデータをデジタルデータに変換するA/Dコンバータ45と、イオン選択性電極から出力される複数のアナログデータから変換された複数のデジタルデータの中央値を求め、中央値を電解質の測定データとして出力するデータ処理部46aと、データ処理部が出力する電解質の測定データをもとに検体に含まれる電解質の濃度を演算する演算部46bとを備えている電解質分析装置及びその測定データ処理方法。
【選択図】 図2
【解決手段】イオン選択性電極から出力されるアナログデータをデジタルデータに変換するA/Dコンバータ45と、イオン選択性電極から出力される複数のアナログデータから変換された複数のデジタルデータの中央値を求め、中央値を電解質の測定データとして出力するデータ処理部46aと、データ処理部が出力する電解質の測定データをもとに検体に含まれる電解質の濃度を演算する演算部46bとを備えている電解質分析装置及びその測定データ処理方法。
【選択図】 図2
Description
本発明は、電解質分析装置及びその測定データ処理方法に関するものである。
従来、尿や血液等の検体に含まれる電解質を分析する電解質分析装置は、イオン選択性電極(Ion Selective Electrode)を用いて電解質の濃度を測定するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。このような電解質分析装置は、イオン選択性電極と比較電極とを用い、検体を希釈液で希釈した希釈検体の起電力(イオン選択性電極で検出される電位と比較電極で検出される電位との電位差)を測定すると共に、標準液の起電力を測定し、これら希釈検体と標準液の測定データから検体に含まれる電解質の濃度を測定している。
ところで、従来の電解質分析装置は、予期しない電気的又は機構的な原因によって、イオン選択性電極や比較電極から出力される測定信号に電圧がパルス状に変化した突発的に生ずるイレギュラーノイズを含むことがあった。このような突発的に生ずるイレギュラーノイズを含むデータは、エラーとなって検体の測定データとして使用することができない。このため、電解質分析装置は、パルス状のノイズデータに該当する検体を再度測定する必要があり、検体の測定に時間が掛かってしまうことからイレギュラーノイズについての対策が望まれていた。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、検体の測定データに含まれる突発的に生ずるイレギュラーノイズを避けて検体を精度良く無駄な時間を掛けずに測定することが可能な電解質分析装置及びその測定データ処理方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1に係る電解質分析装置は、イオン選択性電極から出力されるアナログデータをデジタルデータに変換するA/Dコンバータと、前記イオン選択性電極から出力される複数のアナログデータから変換された複数のデジタルデータの中央値を求め、該中央値を電解質の測定データとして出力するデータ処理手段と、前記データ処理手段が出力する電解質の測定データをもとに検体に含まれる電解質の濃度を演算する演算手段とを備えたことを特徴とする。
また、請求項2に係る電解質分析装置は、上記の発明において、前記A/Dコンバータは、ΔΣ変換方式のA/Dコンバータであることを特徴とする。
また、請求項3に係る電解質分析装置は、上記の発明において、前記イオン選択性電極は、測定対象の電解質毎に複数存在し、前記A/Dコンバータは、前記各イオン選択性電極が出力するアナログデータをそれぞれ時分割で受信することを特徴とする。
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項4に係る電界質分析装置の測定データ処理方法は、イオン選択性電極から出力されるアナログデータから変換されたデジタルデータをもとに検体に含まれる電解質の濃度を算出する電界質濃度の測定方法であって、前記イオン選択性電極から出力される複数のアナログデータから変換された複数のデジタルデータの中央値を前記電解質の測定データとすることを特徴とする。
また、請求項5に係る電界質濃度の測定方法は、上記の発明において、前記デジタルデータは、前記アナログデータをΔΣ方式のA/D変換によって求められることを特徴とする。
本発明の電解質分析装置は、データ処理手段が、イオン選択性電極から出力される複数のアナログデータから変換された複数のデジタルデータの中央値を求め、中央値を電解質の測定データとして演算手段に出力し、演算手段が測定データをもとに検体に含まれる電解質の濃度を演算し、本発明の電界質分析装置の測定データ処理方法は、イオン選択性電極から出力される複数のアナログデータから変換された複数のデジタルデータの中央値を電解質の測定データとするので、検体の測定データに含まれる突発的に生ずるイレギュラーノイズを避け、検体を精度良く無駄な時間を掛けずに測定することができるという効果を奏する。
以下に、本発明の電解質分析装置及びその測定データ処理方法にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の電解質分析装置にかかる一実施の形態を示す概略構成図である。図2は、図1に示す電解質分析装置の制御部を示す詳細図である。図3は、図2に示す制御部のデータ処理部が行う複数のデジタルデータをデータ値によりソーティングし、中央値を電解質の測定データとする測定データ処理方法を示す図である。
電解質分析装置は、図1に示すように、検体供給部1、標準液供給部10、希釈液供給部20、測定部30及び制御部40を備えている。
検体供給部1は、検体容器2に保持された検体を配管3によって移送し、予め設定した量を検体分注ノズル4から希釈槽31に分注する。
標準液供給部10は、標準液容器11内の標準液を配管12によって分注ノズル16から希釈槽31に分注する。標準液供給部10は、標準液容器11と分注ノズル16との間の配管12に電磁弁13、シリンジポンプ14及び電磁弁15が設けられている。
希釈液供給部20は、希釈液容器21内の標準液を配管22によって分注ノズル26から希釈槽31に分注する。希釈液供給部20は、希釈液容器21と分注ノズル26との間の配管22に電磁弁23、シリンジポンプ24及び電磁弁25が設けられている。
測定部30は、希釈槽31に接続した配管32に測定セル33及びポンプ34が設けられている。また、測定セル33は、比較電極液容器35から比較電極液を導入する配管36が下部に接続され、配管36には電磁弁37が設けられている。ここで、測定セル33には、測定対象の電解質毎に複数のイオン選択性電極が存在し、例えば、ナトリウム(Na),カリウム(K),塩素(Cl)のイオン濃度を測定する3種類のイオン選択性電極と比較電極が収容されている。ここで、3種類のイオン選択性電極と比較電極は、各イオン選択性電極による測定が終了する都度、比較電極による測定が交互に実行される。また、希釈槽31に分注された検体と希釈液等の液体は、攪拌棒38によって均一に攪拌される。
制御部40は、電解質分析装置を構成する各部の動作を制御すると共に、測定セル33から出力される各イオン濃度に関するデータを処理し、電解質の濃度を演算する。制御部40は、図2に示すように、プリアンプ41〜44、A/Dコンバータ45、処理制御部46及び通信インタフェース47を有している。制御部40は、図1に示すように、キーボード等の入力部51、ディスプレイパネル等の表示部52及びプリンタ等の出力部53と接続されている。
プリアンプ41〜44は、前記3種類のイオン選択性電極と比較電極のそれぞれから出力される出力信号(電圧値)を個々に増幅してA/Dコンバータ45へ出力する。A/Dコンバータ45は、マルチプレクサを有しており、プリアンプ41〜44のそれぞれから出力されるアナログデータを前記マルチプレクサによって切り替えて順次時分割で受信し、デジタルデータに変換するΔΣ変換方式のA/Dコンバータである。
処理制御部46は、図2に示すように、データ処理部46a、演算部46b、記憶部46c及び動作制御部46dを有しており、演算処理装置(CPU)が使用される。データ処理部46aは、A/Dコンバータ45からNa,K,Clそれぞれのイオン濃度ごとに出力される複数のデジタルデータをソーティングし、ソーティングした複数のデジタルデータの中央値を電解質の測定データとして演算部46bへ出力する。演算部46bは、入力された測定データ(デジタルデータの中央値)をもとに、予めNa,K,Clそれぞれのイオン濃度ごとに測定した検量線を用いて検体に含まれる電解質の濃度を演算する。記憶部46cは、前記検量線や検体に関する測定値のデータ等を記憶する。動作制御部46dは、電解質分析装置を構成する上述の各部の動作を制御する。
通信インタフェース47は、この電解質分析装置を他の電解質分析装置に接続し、或いはオンラインネットワークを介してこの電解質分析装置をメーカーのホストコンピュータに接続してデータ等を送受信するインタフェースである。
以上のように構成される電解質分析装置は、制御部40による制御の下に、以下のようにしてNa,K,Clそれぞれのイオン濃度を測定し検体に含まれる電界質濃度を測定するが、簡単のため、例えば、Clイオン濃度に基づく測定データ処理方法について、図4に示すフローチャートを参照して以下に説明する。
先ず、制御部40は、検体分注ノズル4から検体を、分注ノズル26から希釈液を、それぞれ希釈槽31に分注させ、攪拌棒38によって攪拌して所定濃度の希釈検体を調整する(ステップS102)。次に、制御部40は、ポンプ34を駆動して希釈槽31内の希釈検体を測定セル33に吸引させ、Cl電極と比較電極とによって希釈検体の電位をそれぞれ測定する(ステップS104)。
このとき、Cl電極と比較電極が出力したClイオン濃度に関するアナログの電圧値は、プリアンプ43,44で個別に増幅された後、前記マルチプレクサによって時分割に切り替えてA/Dコンバータ45に入力され、個別にデジタルの電圧値に変換される。
制御部40は、データ処理部46aによってA/Dコンバータ45から出力されるCl電極及び比較電極のそれぞれに関する複数の電圧値(デジタルデータ)の中央値を希釈検体の測定データとして演算部46bへ出力する(ステップS106)。
また、制御部40は、希釈検体の測定後、ポンプ34を駆動して希釈槽31及び測定セル33の希釈検体を廃棄するが、シリンジポンプ24を駆動して希釈液を分注し希釈槽31及び測定セル33を洗浄する。
次いで、制御部40は、シリンジポンプ14を駆動して標準液容器11内の標準液を分注ノズル16から希釈槽31に分注させ、攪拌棒38によって標準液を攪拌する(ステップS108)。その後、制御部40は、ポンプ34を駆動して希釈槽31内の標準液を測定セル33に吸引させ、Cl電極と比較電極とによって標準液の電位をそれぞれ測定する(ステップS110)。このとき、Cl電極と比較電極が出力した標準液に関するアナログの電圧値は、希釈検体の場合と同様に、プリアンプ43,44で個別に増幅された後、前記マルチプレクサによって時分割に切り替えてA/Dコンバータ45に入力され、個別にデジタルの電圧値に変換される。
そして、制御部40は、データ処理部46aによってA/Dコンバータ45から出力されるCl電極及び比較電極のそれぞれに関する複数の電圧値(デジタルデータ)の中央値を標準液の測定データとして演算部46bへ出力する(ステップS112)。
その後、制御部40は、データ処理部46aが出力したCl電極が測定した希釈検体及び標準液の測定データと比較電極が測定した希釈検体及び標準液の測定データをもとに、演算部46bによって検体に含まれるClイオンに起因する電解質濃度を演算する(ステップS114)。
このとき、データ処理部46aは、例えば、図3に示すように、A/Dコンバータ45から出力されるClイオン濃度に関する複数の電圧値(デジタルデータ)をソーティングし、ソーティングした複数のデジタルデータの中央値を電解質の測定データとして演算部46bへ出力する。これは、標準液に関する複数の電圧値(デジタルデータ)についても同様である。
ここで、A/Dコンバータ45は、ΔΣ変換方式のため、従来使用されているフラッシュ型のA/Dコンバータに比べて高精度であるが、サンプリング時間が3桁程度長い。このため、突発的に発生するパルス状のノイズが測定データに紛れ込む可能性がフラッシュ型のA/Dコンバータよりも高い。また、A/Dコンバータ45は、マルチプレクサによって複数の電極のそれぞれから出力される信号を切り替えて受信する。このため、A/Dコンバータ45は、電極ごとにA/Dコンバータ45を配置した場合に比べて、各電極から入力される信号を変換したデータ数が1/4に減ってしまう。
従って、複数のデジタルデータの中央値を電解質の測定データとして使用した方が、他の値、例えば、複数のデジタルデータの平均値又は最頻値を使用する場合に比べて突発的に発生するパルス状のノイズの影響を避けることができる。しかも、A/Dコンバータ45は、従来使用されているフラッシュ型のA/Dコンバータに比べて高精度なデジタルデータを出力するので、中央値を測定データとして使用することにより、デジタルデータの数が少なくても正しい値に近い測定データを得ることができることになる。そこで、本発明の電解質分析装置は、複数のデジタルデータの中央値を電解質の測定データとして演算部46bへ出力するデータ処理部46aを設けたのである。
なお、本発明の電解質分析装置は、生化学分析や免疫分析を行う自動分析装置に搭載してもよく、このようにして使用すると自動分析装置の用途が広がる。
また、上述の電解質分析装置は、最良の実施の形態としてΔΣ変換方式のA/Dコンバータ45と複数のデジタルデータの中央値を電解質の測定データとするデータ処理部46aとを使用した。しかし、本発明の電解質分析装置は、データ処理部46aが複数のデジタルデータの中央値を電解質の測定データとするものであれば、ΔΣ変換方式のA/Dコンバータ45に代えて、従来のフラッシュ型のA/Dコンバータを使用しても良いことはいうまでもない。
また、上述の電解質分析装置は、測定セル33による測定対象のイオンとしてナトリウム(Na),カリウム(K),塩素(Cl)の各イオンを挙げたが、これらの他に、例えば、水素(H),カルシウム(Ca),リチウム(Li),アンモニウム(NH4)イオンの濃度を測定するイオン選択性電極を設けることも可能である。
1 検体供給部
2 検体容器
3 配管
4 検体分注ノズル
10 標準液供給部
11 標準液容器
12 配管
13 電磁弁
14 シリンジポンプ
15 電磁弁
16 分注ノズル
20 希釈液供給部
21 希釈液容器
22 配管
23 電磁弁
24 シリンジポンプ
25 電磁弁
26 分注ノズル
30 測定部
31 希釈槽
32 配管
33 測定セル
34 ポンプ
35 比較電極液容器
36 配管
37 電磁弁
38 攪拌棒
40 制御部
41〜44 プリアンプ
45 A/Dコンバータ
46 処理制御部
46a データ処理部
46b 演算部
47 通信インタフェース
51 入力部
52 表示部
53 出力部
2 検体容器
3 配管
4 検体分注ノズル
10 標準液供給部
11 標準液容器
12 配管
13 電磁弁
14 シリンジポンプ
15 電磁弁
16 分注ノズル
20 希釈液供給部
21 希釈液容器
22 配管
23 電磁弁
24 シリンジポンプ
25 電磁弁
26 分注ノズル
30 測定部
31 希釈槽
32 配管
33 測定セル
34 ポンプ
35 比較電極液容器
36 配管
37 電磁弁
38 攪拌棒
40 制御部
41〜44 プリアンプ
45 A/Dコンバータ
46 処理制御部
46a データ処理部
46b 演算部
47 通信インタフェース
51 入力部
52 表示部
53 出力部
Claims (5)
- イオン選択性電極から出力されるアナログデータをデジタルデータに変換するA/Dコンバータと、
前記イオン選択性電極から出力される複数のアナログデータから変換された複数のデジタルデータの中央値を求め、該中央値を電解質の測定データとして出力するデータ処理手段と、
前記データ処理手段が出力する電解質の測定データをもとに検体に含まれる電解質の濃度を演算する演算手段と
を備えたことを特徴とする電解質分析装置。 - 前記A/Dコンバータは、ΔΣ変換方式のA/Dコンバータであることを特徴とする請求項1に記載の電解質分析装置。
- 前記イオン選択性電極は、測定対象の電解質毎に複数存在し、
前記A/Dコンバータは、前記各イオン選択性電極が出力するアナログデータをそれぞれ時分割で受信することを特徴とする請求項1又は2に記載の電解質分析装置。 - イオン選択性電極から出力されるアナログデータから変換されたデジタルデータをもとに検体に含まれる電解質の濃度を算出する電界質分析装置の測定データ処理方法であって、
前記イオン選択性電極から出力される複数のアナログデータから変換された複数のデジタルデータの中央値を前記電解質の測定データとすることを特徴とする電解質分析装置の測定データ処理方法。 - 前記デジタルデータは、前記アナログデータをΔΣ方式のA/D変換によって求められることを特徴とする請求項4に記載の電界質分析装置の測定データ処理方法。
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