JP2008224372A - Autoanalyzer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、反応容器に注入された検体と試薬等を攪拌する攪拌手段と、攪拌手段を制御する制御部等を備えた自動分析装置に係わる。 The present invention relates to an automatic analyzer including an agitation unit for agitating a specimen and a reagent injected into a reaction vessel, a control unit for controlling the agitation unit, and the like.
更に具体的には、攪拌手段として超音波振動発生素子を用い、超音波による振動、音響流動、音響放射圧等を利用して試薬等と検体の攪拌を行う機能を備えた自動分析装置に関する。 More specifically, the present invention relates to an automatic analyzer having a function of stirring a reagent and a specimen using ultrasonic vibration, acoustic flow, acoustic radiation pressure, etc., using an ultrasonic vibration generating element as stirring means.
従来の自動分析装置においては、反応容器の攪拌部で、試薬を検体に混合するためにへら状の先端を有する攪拌棒を使う。試薬と検体を混合するセル(反応容器)内に注入し、攪拌棒を回転または往復運動させて混ぜ合わせるようにしている。 In a conventional automatic analyzer, a stirring bar having a spatula-like tip is used in the stirring section of a reaction vessel to mix a reagent with a specimen. The reagent and the sample are injected into a cell (reaction vessel) for mixing, and the stirring rod is rotated or reciprocated to mix.
このような従来の自動分析装置では、攪拌棒に付着した試薬または検体が、次の分析結果に影響を与えるキャリーオーバーと言われる現象が起こる。これを避けるために攪拌棒を使用する自動分析装置では、攪拌棒を洗浄する機構が必要であった。 In such a conventional automatic analyzer, a phenomenon called carry-over occurs in which the reagent or specimen attached to the stirring bar affects the next analysis result. In order to avoid this, an automatic analyzer using a stir bar requires a mechanism for washing the stir bar.
試薬を検体に混合する機構の攪拌素子にピエゾ素子を用いて超音波振動による攪拌を適用している自動分析装置が、特許文献1に記載されている。この機構により前記キャリーオーバーを防止し、自動分析装置全体の小型化を図ることが可能である。
また、自動分析装置に用いた攪拌素子としての超音波振動発生素子の超音波振動強度を検出し、攪拌状態の不良を検出する方法が特許文献2に記載されている。この方法は攪拌素子である超音波振動発生素子の印加波形を監視することにより攪拌不良を検出している。
Further,
しかし、超音波振動発生素子の破壊の特徴を示す波形を観測する必要があるため、同素子が壊れるまで素子の劣化について知ることは困難であった。 However, since it is necessary to observe a waveform indicating the characteristics of the destruction of the ultrasonic vibration generating element, it has been difficult to know the deterioration of the element until the element is broken.
従来、代表的な超音波振動発生素子セグメントのみを使用して電気的な接続と電流値等のモニタによる超音波振動出力を確認していた。また、印加波形の観測をして攪拌不良を知るようにしていた。 Conventionally, only a typical ultrasonic vibration generating element segment has been used to confirm the electrical connection and the ultrasonic vibration output by monitoring the current value and the like. In addition, the application waveform was observed so as to know the stirring failure.
さらに、超音波振動発生素子が故障するまで素子の状態を把握できず、故障による超音波振動攪拌の異常で分析できなくなることがあった。 Furthermore, the state of the element cannot be grasped until the ultrasonic vibration generating element fails, and analysis may not be performed due to abnormal ultrasonic vibration stirring due to the failure.
本発明は、上記の課題に対処し、分析中に、超音波振動発生素子の異常で分析できなくなることを未然に防ぐことにある。 An object of the present invention is to cope with the above-described problems and to prevent a situation in which analysis cannot be performed due to an abnormality of an ultrasonic vibration generating element during analysis.
また、超音波振動発生素子が故障前に超音波振動発生素子の劣化から寿命を予測し、超音波振動発生素子の交換時期を見極め、早めにオペレータ又は、サービスマンに警告することにより、万一の超音波振動発生素子故障時に対する対応が迅速できるようにすることである。 In addition, by predicting the life from the deterioration of the ultrasonic vibration generating element before the failure of the ultrasonic vibration generating element, ascertaining the replacement time of the ultrasonic vibration generating element, and warning the operator or serviceman as soon as possible, It is to be able to quickly respond to the failure of the ultrasonic vibration generating element.
本発明は、反応容器と、前記反応容器に注入された試料と試薬を攪拌する超音波振動発生素子と、制御部と、を備える自動分析装置において、前記制御部は、攪拌運転時の前記超音波振動発生素子の出力強度,および共振周波数を含む出力信号情報を検知する検知機能と、前記出力信号情報を記録する記録機能と、前記出力信号情報,および前記出力信号情報に関する記録信号情報を演算する演算機能を有することを特徴とする。 The present invention relates to an automatic analyzer comprising a reaction vessel, an ultrasonic vibration generating element that stirs a sample and a reagent injected into the reaction vessel, and a control unit, wherein the control unit includes the super A detection function for detecting output signal information including the output intensity and resonance frequency of the sonic vibration generating element, a recording function for recording the output signal information, the output signal information, and a recording signal information related to the output signal information are calculated. It has the calculation function to perform.
更に具体的に述べると、本発明の演算機能は、前記出力信号情報に関する経過情報および現在情報から前記超音波振動発生素子の劣化傾向を予測、判定する機能を有することを特徴とする。 More specifically, the calculation function of the present invention is characterized in that it has a function of predicting and determining the deterioration tendency of the ultrasonic vibration generating element from the progress information and the current information related to the output signal information.
本発明によれば、超音波振動発生素子が故障して振動不能が発生する前に、超音波振動発生素子の劣化から寿命を予測し、超音波振動発生素子の交換時期を見極めることができる。 According to the present invention, it is possible to predict the life from the deterioration of the ultrasonic vibration generating element and determine the replacement time of the ultrasonic vibration generating element before the ultrasonic vibration generating element breaks down and vibration becomes impossible.
これにより、自動分析装置のダウンタイムの低減や、分析作業中に自動分析装置が停止するのを未然に防止できるので、自動分析装置の信頼性向上を図ることができる。 As a result, the downtime of the automatic analyzer can be reduced and the automatic analyzer can be prevented from stopping during the analysis work, so that the reliability of the automatic analyzer can be improved.
本発明の実施例について、図を引用して説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、図1から図3を引用して本発明の実施例に係わる自動分析装置の概要について述べる。 First, an outline of an automatic analyzer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明による自動分析装置の一部を断面した概略構成図であり、図2は図1の要部の平面図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a cross section of a part of an automatic analyzer according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the main part of FIG.
図1、図2において、制御部1はCPU・メモリ・I/O等を有する情報処理装置等で構成され、メモリに格納された自動分析及び診断のプログラムおよびデータを利用して、自動分析装置5の動作及び分析動作に必要な情報をCPUで処理又は統括的な制御をする。
1 and 2, the
また、制御部1は図3に示すマイコン21、ラッチ22を含む。広義的には、制御部1は、後述する超音波振動素子駆動回路6、発振器17、アンプ18、分配器19や、図示されていない超音波振動発生素子の出力強度,および共振周波数を含む出力信号情報を検知する検知機能(検知手段)を含む。
The
超音波振動発生素子は、後述する超音波振動発生器7に含まれる。
The ultrasonic vibration generating element is included in an
制御部1は、自動分析装置5の全体的な制御や、超音波振動発生器7の制御等を行なう。
The
超音波振動発生器7に関する制御部1の制御機能には、種々の機能がある。
The control function of the
すなわち、制御部1は、出力信号情報を検知する検知機能と、出力信号情報を記録する記録機能(メモリ等)と、前記出力信号情報,および前記出力信号情報に関する記録信号情報を演算する演算機能(CPU・マイコン21等)を有する。
That is, the
これらの機能は、プログラムにしたがって行なわれる演算によりもたらせられる。 These functions are provided by operations performed according to the program.
演算機能(CPU・マイコン21等)は、超音波振動発生素子の出力傾向を演算する機能、出力信号情報に関する経過情報および現在情報から前記超音波振動発生素子の劣化傾向を予測、判定する機能、出力信号情報と予め定めた閾値と比較して前記超音波振動発生素子の状態を判定する機能を含む。
The calculation function (CPU /
記録機能(メモリ等)には、次のような機能がある。 The recording function (memory etc.) has the following functions.
制御部1の記録機能は、超音波振動発生素子の出力強度,および共振周波数を含む出力信号情報を記録格納する。
The recording function of the
また、記録機能は、出力信号情報の最大値,最小値,平均値、および前記共振周波数ないし前記演算機能で演算した判定結果をDBとして保存する。記録機能に記録する出力信号情報は、分析時の攪拌はもちろん、分析前やオペレータの指示により行う攪拌での出力信号情報も含まれる。 The recording function stores the maximum value, minimum value, average value of the output signal information, and the determination result calculated by the resonance frequency or the calculation function as a DB. The output signal information recorded in the recording function includes not only stirring at the time of analysis but also output signal information at the time of stirring performed before analysis or by an operator's instruction.
試料、試薬の混合は攪拌部でする。攪拌部は、反応槽10、反応セル9、超音波振動発生器7等を有する。
Mix the sample and reagent in the stirring section. The stirring unit includes a
攪拌部の反応セル9には、検体容器12から検体分注機構14により検体11(試料)が、試薬容器13から試薬分注機構15により試薬が分注され、超音波振動発生器7から発生した超音波振動8により混合及び攪拌が行なわれる。
A sample 11 (sample) is dispensed from the
反応セル9は、反応槽10にためられた水を代表とする保温媒体16に浸っており、一定の温度に保たれている。
The
超音波振動素子駆動回路6は、図3に示す発振器17、アンプ18、分配器19等を有する。超音波振動発生器7は超音波振動素子駆動回路6により駆動される。超音波振動素子駆動回路6は超音波振動8の周波数の電圧を発生する。超音波振動素子駆動回路6は、制御部1によって制御され、超音波振動発生器7を振動させて超音波9を発生させる。
The ultrasonic vibration
超音波振動発生器7の超音波振動素子は、ピエゾ素子・磁歪振動子・電歪振動子を含む。
The ultrasonic vibration element of the
制御部1には、商用電源3に接続された電源部2から電力が供給される。また、処理結果は表示部4に画面表示される。すなわち、前述した演算機能の演算で判定した超音波振動発生素子の状態過程、劣化状態、および不良予測時期等が表示部4に表示されるのである。
Power is supplied to the
なお、超音波振動発生素子を複数備えた場合には、個々の超音波振動発生素子に対して同様な機能を用いて制御を行なう。 When a plurality of ultrasonic vibration generating elements are provided, control is performed using the same function for each ultrasonic vibration generating element.
次に、超音波振動攪拌部の構成概要、および基本動作に関して図3を引用して説明する。 Next, the configuration outline and basic operation of the ultrasonic vibration stirring unit will be described with reference to FIG.
ピエゾ素子(超音波振動発生素子)に超音波を発生させ、超音波の振動によって検体と試薬を混合し攪拌する超音波攪拌をする。この場合、検体と試薬の混合及び攪拌に十分な超音波の音圧を発生させるには、ピエゾ素子を構成する要素である電極に、ピエゾ素子の変位が最大になる周波数と、さらに十分な変位量を発生させる電圧を持った電力を供給するようにする。 An ultrasonic wave is generated in a piezo element (ultrasonic vibration generating element), and the sample and the reagent are mixed and stirred by ultrasonic vibration to perform ultrasonic stirring. In this case, in order to generate an ultrasonic sound pressure sufficient for mixing and stirring the specimen and the reagent, the electrode that is a component of the piezo element has a frequency at which the displacement of the piezo element is maximized, and a further sufficient displacement. Supply power with a voltage that generates a quantity.
発振器17は基本周波数をFM変調(スイープ)した正弦波を発生する。アンプ18は発振器17の信号を増幅し、ピエゾ素子20を駆動する。
The oscillator 17 generates a sine wave whose basic frequency is FM modulated (swept). The
ピエゾ素子は照射位置により側方照射素子24、気泡除去素子、逆方向照射素子に分けられ、さらに、側方照射素子24、気泡除去素子はセグメントとよばれる単位に分けられる。分配器19はリレーで構成され、セル内部の反応液量に応じて側方素子24の照射位置を駆動セグメントにより切替える。
Piezo elements are divided into
攪拌部は、自動分析装置の動作とともにマイコン21により行われる自己診断の結果を確認し、正常であれば電源をONにし、初期値として攪拌パラメータの半固定となるパラメータを設定する。
The agitation unit confirms the result of the self-diagnosis performed by the
超音波振動発生器7は、初めに、(1)照射により液面を振動させて液中に気泡を取り込み、反射板23で反射した超音波振動で気泡をセル底に押し入れる。気泡の動きで液中に旋回流が発生し、攪拌を行う。
First, the ultrasonic vibration generator 7 (1) vibrates the liquid surface by irradiation to take bubbles into the liquid, and pushes the bubbles into the cell bottom by ultrasonic vibration reflected by the
攪拌中にセル壁に付いた気泡は、(2)照射の正方向からの照射と、(3)照射の逆方向からの照射により剥がされる。 Bubbles attached to the cell wall during stirring are peeled off by (2) irradiation from the forward direction of irradiation and (3) irradiation from the opposite direction of irradiation.
次に、超音波振動発生素子を使用した攪拌素子のチェック動作フローについて、図4、図5、図6、図7を引用して以下に説明する。 Next, a check operation flow of the stirring element using the ultrasonic vibration generating element will be described below with reference to FIGS. 4, 5, 6, and 7.
まず、隣り合う3つの反応セル9を洗浄する。
First, the three
以下、例として3つの反応セル9を#1,2,3として説明する。
Hereinafter, the three
#1の反応セル9を試薬分注位置に移動させ、試薬プローブでシステム水を450μl吐出する。順次、#2,3の反応セル9を試薬分注位置に移動し、#1の反応セル9と同様夫々の反応セルにシステム水を450μ分注する。
The # 1
#2の反応セル9を攪拌位置に移動する。攪拌を実行し、その時の電流値をモニタする。この時、最大電流値時の発振器17の周波数から共振周波数を測定する。電流値より出力強度を知ることができる。
The
この出力強度の電流値、および共振周波数が検知機能により測定検知され、記録機能に記録される。そして、演算機能により演算処理や判定により、超音波振動発生素子の状態過程、劣化状態、および不良予測時期等の診断が行なわれ、その旨の内容が表示部4に表示される。
The current value of the output intensity and the resonance frequency are measured and detected by the detection function and recorded in the recording function. Then, the state of the ultrasonic vibration generating element, the deterioration state, the failure prediction time, and the like are diagnosed by calculation processing and determination by the calculation function, and the contents to that effect are displayed on the
図6にセグメントの組合せと駆動条件を示す。 FIG. 6 shows segment combinations and driving conditions.
攪拌は各チェックNo.毎に5回繰返し実施し、インターバルは5.0秒、攪拌時間はオペレーションと同じとする。 Stirring was conducted for each check No. Repeated 5 times each, the interval is 5.0 seconds, and the stirring time is the same as the operation.
図4にタイムチャートを示す。 FIG. 4 shows a time chart.
攪拌素子の駆動は,オペレーションに同じとする。 The driving of the stirring element is the same as the operation.
次に、攪拌時の電流値をモニタし、予め定めた閾値と比較して攪拌素子の状態を判定する。図7に攪拌素子の良否の判定基準を示す。 Next, the current value at the time of stirring is monitored and compared with a predetermined threshold value to determine the state of the stirring element. FIG. 7 shows criteria for determining whether the stirring element is good or bad.
また、モニタ値と判定結果はファイルに記録、保存する(DBとして保存する)。保存は初回値と最新の10回分とし、モニタに表示、印刷可能とする。チェックを中断した場合は、中断したチェック中の結果は消去する。記録例を図5に示す。 The monitor value and the determination result are recorded and saved in a file (saved as a DB). The storage is the initial value and the latest 10 times, and can be displayed and printed on the monitor. When the check is interrupted, the result of the interrupted check is deleted. An example of recording is shown in FIG.
こうして、使用した反応セルを洗浄し、チェックプログラムを終了する。 Thus, the used reaction cell is washed and the check program is terminated.
また、反応ディスクをリセットし、#1〜3の反応セルを同様に洗浄する。
Also, the reaction disk is reset and the
この実施例によると、自動分析装置における攪拌機構に使用しているピエゾ素子の攪拌素子に故障あるいは劣化が発生した場合、速やかに故障、劣化の情報をアラームとして表示させることが可能になり、ピエゾ素子に起因する故障が発生した時の解析を容易にし、自動分析装置の不可動時間を短くすることが可能になる。 According to this embodiment, when a failure or deterioration occurs in the stirring element of the piezoelectric element used in the stirring mechanism in the automatic analyzer, it becomes possible to promptly display information on the failure and deterioration as an alarm. It is possible to facilitate analysis when a failure caused by the element occurs and to shorten the non-operation time of the automatic analyzer.
又、制御部1により観測/検知した電流値を基に時間軸と電流値軸によるトレンドグラフを作成することにより、使用限界値を下回る日時を予測することができ、ピエゾ素子(超音波振動発生素子)の劣化による交換時期を予想することが可能であり、事前に攪拌不良にいたる故障を防止可能になる。
In addition, by creating a trend graph with the time axis and current value axis based on the current value observed / detected by the
また、分析時の攪拌だけでなく、分析前やオペレータの指示により行う攪拌動作の出力強度および共振周波数のデータを蓄積することにより、超音波振動発生素子の劣化傾向予測をより正確に行うことが可能となる。 In addition to the agitation during analysis, it is possible to more accurately predict the deterioration tendency of the ultrasonic vibration generating element by accumulating the output intensity and resonance frequency data of the agitation operation performed before analysis or according to the operator's instruction. It becomes possible.
これにより、早めにオペレータ又は、サービスマンに警告され、自動分析装置の早期復帰が図られるとともに信頼性の向上を図ることができる。 As a result, an operator or a service person is warned early, and the automatic analyzer can be restored early and the reliability can be improved.
1…制御部、2…電源部、3…商用電源、4…表示部、5…自動分析装置、6…超音波振動素子駆動回路、7…超音波振動発生器、8…超音波振動、9…反応セル、10…反応槽、11…検体、12…検体容器、13…試薬容器、14…検体分注機構、15…試薬分注機構、16…保温媒体、17…発振器、18…アンプ、19…分配器、20…ピエゾ素子、21…マイコン、22…ラッチ、23…反射板、24…側方素子。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記制御部は、攪拌運転時の前記超音波振動発生素子の出力強度,および共振周波数を含む出力信号情報を検知する検知機能と、前記出力信号情報を記録する記録機能と、前記出力信号情報,および前記出力信号情報に関する記録信号情報を演算する演算機能を有することを特徴とする自動分析装置。 In an automatic analyzer comprising a reaction vessel, an ultrasonic vibration generating element that stirs the sample and reagent injected into the reaction vessel, and a control unit,
The controller is configured to detect an output signal information including an output intensity of the ultrasonic vibration generating element during a stirring operation and a resonance frequency, a recording function to record the output signal information, the output signal information, And an automatic analyzer having a calculation function for calculating the recording signal information related to the output signal information.
前記制御部は前記出力信号情報をモニタするモニタ機能を有し、
前記演算機能は、前記超音波振動発生素子の出力傾向を演算する機能を含むことを特徴とする自動分析装置。 The automatic analyzer according to claim 1,
The control unit has a monitor function of monitoring the output signal information,
The automatic analysis apparatus characterized in that the calculation function includes a function of calculating an output tendency of the ultrasonic vibration generating element.
前記演算機能は、前記出力信号情報に関する経過情報および現在情報から前記超音波振動発生素子の劣化傾向を予測、判定する機能を含むことを特徴とする自動分析装置。 The automatic analyzer according to claim 1,
The automatic analysis apparatus includes a function of predicting and determining a deterioration tendency of the ultrasonic vibration generating element from progress information and current information regarding the output signal information.
前記演算機能は、前記出力信号情報と予め定めた閾値と比較して前記超音波振動発生素子の状態を判定する機能を含むことを特徴とする自動分析装置。 The automatic analyzer according to claim 1,
The calculation function includes a function of comparing the output signal information with a predetermined threshold value to determine a state of the ultrasonic vibration generating element.
前記記録機能は、前記出力信号情報の最大値,最小値,平均値、および前記共振周波数ないし前記演算機能で演算した判定結果をDBとして保存することを特徴とする自動分析装置。 In the automatic analyzer according to claim 4,
The automatic recording apparatus, wherein the recording function stores a maximum value, a minimum value, an average value of the output signal information, and a determination result calculated by the resonance frequency or the calculation function as a DB.
前記演算機能の演算で判定した前記超音波振動発生素子の状態過程、劣化状態、および不良予測時期等が表示される表示部を有することを特徴とする自動分析装置。 The automatic analyzer according to claim 4 or 5,
An automatic analyzer comprising a display unit for displaying a state process, a deterioration state, a failure prediction time, and the like of the ultrasonic vibration generating element determined by calculation of the calculation function.
前記記録機能に記録する前記出力信号情報は、分析時の攪拌はもちろん、分析前やオペレータの指示により行う攪拌での出力信号情報をも含むことを特徴とする自動分析装置。 The automatic analyzer according to claim 1,
The output signal information recorded in the recording function includes not only stirring at the time of analysis but also output signal information at the time of stirring performed before analysis or by an operator's instruction.
前記反応容器に前記超音波振動発生素子を複数備え、
前記制御部は、個々の前記超音波振動発生素子に対して同様な機能による制御を行なうことを特徴とする自動分析装置。 In the automatic analyzer as described in any one of Claims 1-7,
The reaction vessel comprises a plurality of the ultrasonic vibration generating elements,
The automatic analysis apparatus characterized in that the control unit controls each of the ultrasonic vibration generating elements with a similar function.
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