JP2011117746A - 自動分析装置、および自動分析装置の光源ランプ交換方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、光源ランプの適正な交換時期をオペレータに提供することで、部品（光源ランプ）代のコスト低減とオペレータのルーチン業務以外の作業量負担軽減を図り、検査業務に専念することを可能とする自動分析装置を提供する。
【解決手段】本発明は、反応物の吸光度を測定する吸光度測定部が備わる自動分析装置において、使用時間の経過にともなう光量減少が基になっている標準光源ランプの吸光度経時変動と、前記吸光度測定部で使う光源ランプの吸光度経時変動を比べ、光源ランプの交換時期を算定することを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は生体液サンプルを測定する自動分析装置において、特に測定に関わる部品が光源ランプ等有寿命部品を含む構成からなる自動分析装置に関する。また、本発明は自動分析装置の光源ランプ交換方法に関する。

病気の診断に役立てるための検体の分析検査では、多数の生体液サンプルを同時に扱う。このため、血液や尿の如き生体液サンプルは自動分析装置を用いて連続的に吸光度測定が行われる。この吸光度測定に用いる光源ランプについては、フィラメント中のタングステンがハロゲンガス中に放出されるため徐々に細くなることから光量が減少するなど、交換が必要になってくる。

しかし、自動分析を行う施設によって、測定項目、自動分析装置の使用環境である温度，湿度，塵埃、さらに、１日当たりの使用時間や測定検体数の違いによって、劣化の進行程度にばらつきがある。

また、先行技術としては、自動分析装置に保守寿命品の交換時期や洗浄の有無を入力するための稼動情報管理画面を用いて消耗部品ごと日付けおよび時間管理を行い、消耗部品ごとに、あらかじめ定められた期間をオーバーするとアラームにてオペレータに通知するシステムがあった。

しかしながら、消耗部品の交換時期は、前記の如く施設毎に異なるため、一律に決められた定期的な周期で行う先行技術は、実情に合っていないのが現状であった。

また、消耗部品の最適な交換時期を決めるためには、各ユーザは寿命部品の交換来歴を確認するため交換時期や交換部品名の点検日誌管理のほかに、さらに、光源ランプの劣化程度の確認を行うための、光度計チェックやセルブランク測定などを行って、その値を確認し、前期交換時期と照らし合わせて判断していた。

なお、光源ランプの交換に関する発明が記載されている特許文献として特許文献１（特開２００２−２９６２８４号公報）、特許文献２（特開平１０−２８１９７８号公報）がある。

特開２００２−２９６２８４号公報 特開平１０−２８１９７８号公報

自動分析装置の寿命部品（光源ランプ）の交換時期を判断するためには、専任オペレータが自動分析装置の使用時間，通電時間，測定検体数，セルブランク測定値，光度計チェック値、など多岐にわたるチェック項目のデータを用いての総合判定が必要である。

しかしながら、多くの情報から消耗部品（光源ランプ）の交換を的確に判別するには、豊富な知識と長年積み重ねた技術、さらには、判断するための多大な時間を必要とした。そのため、大部分の施設は、劣化程度が交換を必要としないレベルであっても、一定の周期で交換してしまうことになってしまい、部品代のコスト高を招く結果になっていた。また、先行技術である稼動情報画面での管理においても同様に、一定の周期で交換することになり、また、画面への入力忘れや入力時期の遅延などにより、適切な管理が行われているとは言えなかった。

本発明は、上記の課題に鑑み、光源ランプの適正な交換時期をオペレータに提供することで、部品（光源ランプ）代のコスト低減とオペレータのルーチン業務以外の作業量負担軽減を図り、検査業務に専念することを可能とする自動分析装置を提供することにある。

本発明は、反応物の吸光度を測定する吸光度測定部が備わる自動分析装置において、使用時間の経過にともなう光量減少が基になっている標準光源ランプの吸光度経時変動と、前記吸光度測定部で使う光源ランプの吸光度経時変動を比べ、光源ランプの交換時期を算定することを特徴とする。

本発明によれば、光源ランプの適正な交換時期をオペレータに提供することができる。これにより、光源ランプ代のコスト低減とオペレータのルーチン業務以外の作業量負担軽減を図ることが可能になり、オペレータは検査業務に専念することが可能になる。

本発明の実施例に係るもので、吸光度測定部の概要を示す図。 本発明の実施例に係るもので、自動分析装置の概要を示す図。 本発明の実施例に係るもので、吸光度測定に関するフローチャート図。 本発明の実施例に係るもので、光源ランプの使用開始から交換に及ぶ吸光度の変化である吸光度経時変動を示す図。 本発明の実施例に係るもので、直近の測定値が標準光源ランプの吸光度経時変動と乖離したところを示す図。 本発明の実施例に係るもので、複数の反応容器を拡大して示した斜視図。 本発明の実施例に係るもので、光源ランプ寿命測定の概要を示す図である。

本発明は、反応容器と、前記反応容器にサンプルを供給するサンプル供給部と、前記反応容器に分析項目に応じた試薬を供給する試薬供給部と、前記反応容器で反応させた反応物の吸光度を測定する吸光度測定部と、前記吸光度測定部に設ける光源ランプと、前記光源ランプの使用時間や消耗部品等メンテナンスに係る情報を記憶する記憶部と、各種の情報を入出又条件設定をする操作部と、入出する情報や条件設定を表示する表示部と、中央処理部を備える自動分析装置にあって、光源ランプの交換時期を算定する。

光源ランプの交換時期算定は、使用時間の経過にともなう光量減少が基になっている標準光源ランプの吸光度経時変動と、吸光度測定部で使う前記光源ランプの吸光度経時変動を格納している記憶部から読み出し、中央処理部でその両吸光度経時変動を比べながら演算処理することにより、適正な交換時期が算定できる。これにより、光源ランプ代のコスト低減とオペレータのルーチン業務以外の作業量負担軽減を図ることが可能になり、オペレータは検査業務に専念することが可能になる。

以下に実施例を示す図に沿って詳しく説明する。

まず、図２を引用して本発明の実施例にかかわる自動分析装置の概要について述べる。

自動分析装置は、複数のサンプルカップ１が架設でサンプルディク２、試料を所定量採取するサンプルプローブ３を備えたサンプリング機構４、複数の試薬分注を行う試薬ピペッティング機構５ａ，５ｂおよび試薬ディスク６ａ，６ｂ，複数の反応容器７を保持した反応ディスク８，攪拌機構９ａ，９ｂ，反応容器洗浄機構１０，光度計１１（吸光度測定部に含まれる），機構系全体の制御を行わせるための中央処理部（マイクロコンピュータ）１２などから構成されている。

複数のサンプルカップ１が架設でサンプルディク２、試料を所定量採取するサンプルプローブ３を備えたサンプリング機構４を含めてサンプル供給部と言う。複数の試薬分注を行う試薬ピペッティング機構５ａ，５ｂおよび試薬ディスク６ａ，６ｂを含めて試薬を供給する試薬供給部と言う。吸光度測定部は後述する光源ランプを備える。

中央処理部（マイクロコンピュータ）５０には、光源ランプの使用時間や消耗部品等メンテナンスに係る情報を記憶する記憶部５１、各種の情報を入出又条件設定をする操作部５２、入出する情報や条件設定を表示する表示部５３、プリンタ５４、音声発生部５５等が接続されている。

記憶部５１には、使用時間の経過にともなう光量減少がもとになっている標準光源ランプの吸光度経時変動や、吸光度測定部で使う光源ランプの吸光度経時変動が格納される。この記憶部５１より、標準光源ランプの吸光度経時変動、吸光度測定部で使う光源ランプの吸光度経時変動を中央処理部（マイクロコンピュータ）５０を読み出し、両吸光度経時変動を比較演算して光源ランプの交換時期を算定する。

さて、複数の反応容器７を保持した反応ディスク８は、１サイクル毎に１回転＋１反応容器分回転し一時停止する動作が行われる。すなわち１サイクル毎の停止時に反応ディスク８の反応容器７は反時計方向に１反応容器分ずつに進行したかたちで停止する。

吸光度測定部の光度計１１は複数の検知器を有する多波長光度計が用いられており、吸光度測定部の光源ランプ１３と相対し反応ディスク８が回転状態にあるとき反応容器７の列が光源ランプ１３からの光束１４を通過するように構成されている。吸光度測定部の光束１４の位置とサンプルプローブ３の試料吐出位置１５との間には反応容器洗浄機構１０が配備されている。

さらに、波長を選択するマルチプレクサ１６，対数変換増幅器１７，Ａ／Ｄ変換器１８，プリンタ５４，表示モニター（表示部２０），試薬分注機構駆動回路２１などを備えている。これらはいずれもインターフェースを経て中央処理部５０に接続されている。この中央処理部５０は機構系全体の制御を含めた自動分析装置全体の制御と濃度あるいは酵素活性値演算などのデータ処理も行う。

吸光度測定部について、図１を引用して更に詳しく説明する。

光源ランプ１３が発する光束は上側のスリット６０で絞られ、反応ディスク８の反応容器７を通過し、下側のスリット６１で絞られて回折格子６２でスぺクトルに作られる。そのスぺクトルは光検知器（光度計）１１で吸光度の電気信号に変換され、マルチプレクサ，対数変換増幅器１７，Ａ／Ｄ変換器１８を経て中央処理部（マイクロコンピュータ）へと吸光度の電気信号は送られる。

反応ディスク８には恒温水槽６４を備えられ、恒温水で反応容器７は温められて反応容器７内の反応液（反応物）が反応を促進される。光束は恒温水槽６４、恒温水をも通過するようになっている。

次に自動分析装置の動作に関して説明する。

表示部２０の操作画面にあるスタートボタンを押すと、反応容器洗浄機構１０により反応容器７の洗浄が開始され、さらに水ブランクの測定が行われる。この値は反応容器７で以後測定される吸光度の基準となる。

反応ディスク８の１サイクルの動作、すなわち反回転＋１反応容器をさせて一時停止する動作の繰り返しにより試料吐出位置１５まで進むと、サンプルカップ１はサンプリング位置に移動する。同様に２つの試薬ディスク６ａ，６ｂも試薬ピペッティング位置に移動する。この間にサンプリング機構４が動作し、サンプルカップ１から、例えば分析項目Ａの試料量をサンプルプローブ３で吸引しその後、反応容器７に吐出する。

一方、試薬ピペッティング機構はサンプリング機構が反応容器７に試料の吐出を行っているとき、試薬ピペッティング機構５ａが動作を開始し、試薬ディスク６ａに架設した分析項目Ａの第一試薬を試薬プローブ２４ａによって吸引する。

ついで、試薬プローブ２４ａは反応容器７上に移動して吸引した試薬を吐出した後、プローブ洗浄槽でプローブの内壁と外壁が洗浄され、次の分析項目Ｂの第一試薬分注に備える。第一試薬添加後に吸光度測定部により測光が開始される。測光は反応ディスク８の回転時、反応容器７が光束１４を横切ったときに行われる。

第一試薬が添加されてから反応ディスクが２回転＋２反応容器分回転すると攪拌機構８ａが作動して試料と試薬を攪拌する。反応容器７が試料分注位置から２５回転＋２５反応容器分回転した位置、すなわち第二試薬分注位置まで進むと第二試薬が試薬プローブ２４ｂから添加され、その後攪拌機構８ｂにより攪拌が行われる。

反応ディスク８によって反応容器７は次々と光束１４を横切り、そのつど吸光度が測定される。これらの吸光度は１０分の反応時間において計５０回の測光が行われる。測光を終えた反応容器７は反応容器洗浄機構１０より洗浄され次の試料の測定に備える。測定した吸光度は中央処理部５０で濃度あるいは酵素活性値に換算され、プリンタ５４から分析結果が出力される。

次に本発明の主要部である光源ランプの交換時期算定に関し、図３〜図５を引用して説明する。

図４は光源ランプの使用開始から交換に及ぶ吸光度の変化である吸光度経時変動を示すもので、横軸に光源ランプ使用時間、縦軸に吸光度（Ａｂｓ）をとっている。右上がり直線は標準光源ランプの吸光度経時変動、折れ線は吸光度測定部で使う光源ランプの吸光度経時変動を示している。

図５は吸光度測定部で使う光源ランプの吸光度経時変動を３０時間幅の時間軸で示すもので、光源ランプの吸光度経時変動が標準光源ランプの吸光度経時変動から乖離したところを示した。図５は時間軸が図４に比べ短いので、吸光度（Ａｂｓ）の比数表示を図４と異にした。

標準光源ランプの吸光度経時変動は使用時間の経過とともに一定の割合で発光量が減少する理想の光源ランプから求める。また、発光量の減少度合を吸光度（Ａｂｓ）で示すようにしたのは、自動分析装置に備わる既存の吸光度測定部をそのまま利用することで吸光度（Ａｂｓ）変化の測定が簡単にでき、かつ的格な定量測定ができるからである。

図３に沿って光源ランプの交換時期算定について述べる。まず、自動分析装置はスタンバイ時に、光源ランプの使用時間の累計時間を判定チェック（Ｓ１１０）し、使用寿命時間（７５０Ｈ）を越えた場合は、交換部品である光源ランプの交換実施を促す表示を表示部２０（表示モニター）にする。

オペレータが要求に応じたら光源ランプの交換を実施した情報を自動分析装置に入力する（Ｓ２００）。この入力により、光源ランプの使用時間累計がリセットされ（Ｓ２１０）、自動的にセルブランク測定（Ｓ２２０）を実施する。

前記判定チェック（Ｓ１１０）にて、光源ランプの使用時間累計が前記使用寿命時間（７５０h）を越えていなければ、反応容器間の間隙に光束の測光軸が通るようにし、光源ランプの吸光度測定の実施及び中央処理部で算定した結果について出力し（Ｓ１２０）、測定データ（光源ランプの吸光度経時変動の値）を統計する（Ｓ１３０）。

統計結果後に判定チェック（Ｓ１４０）へ移行する。判定チェック（Ｓ１４０）は直近の測定データ（光源ランプの吸光度経時変動の値）と標準光源ランプの吸光度経時変動の値を比べ、乖離するかどうかを判断する。

直近の測定データ（光源ランプの吸光度経時変動の値）が標準光源ランプの吸光度経時変動の値と乖離しなかった場合は、光源ランプの劣化状態（使用可能残時間数）の推定（Ｓ１５０）を行い（図４：推定した光源ランプ使用可能残時間数）、光源ランプ交換予告時間ｔの判定チェック（Ｓ１６０）に移行する。

なお、光源ランプ使用可能残時間数は図４に示した吸光度測定閾値（A）を上限度として算定して推定する。吸光度測定閾値（A）は標準光源ランプの７５０h近傍での吸光度を目標とする。光源ランプの交換予告をする光源ランプ交換予告ポイントは、図４に示すように、吸光度測定閾値（A）に達する手前に設定する。例えば、吸光度測定閾値（A）の２４時間前にする。この時間はユーザ側で任意に設定することも可能である。

さて、光源ランプ交換予告時間ｔに到達した場合は、光源ランプ１３の交換予告をモニター上に表示（Ｓ１７０）し、光源ランプ交換予告時間ｔからの時間経過をカウントする（Ｓ１８０）。交換要求時間（例：２４時間）内での部品交換実施判定チェック（Ｓ１９０）を行い、交換要求を表示してからｔ時間（例：２４時間）以内であれば、ルーチン測定業務は実施可能とする（S３００）。

したがって、経過判定の交換要求時間を超えた場合は、S３０１を経てルーチン測定を中止し（S３０２）、部品交換要求をモニター上に表示する（Ｓ２００）。上記判定チェック（Ｓ１９０）により、部品交換未実施の場合は、交換要求を表示し続ける（Ｓ１７０）、また部品交換実施した場合は、光源ランプの累計時間をリセットし（Ｓ２１０）、セルブランク測定へ移行する（Ｓ２２０）。

また、図５に示すように、前記判定チェック（Ｓ１４０）により直近の測定データ（光源ランプの吸光度経時変動の値）が今までの変動の値と乖離した場合（ABS：２０００程度）、すなわち、光源ランプの吸光度測定値が吸光度測定閾値（A）以上に上昇した原因は、反応ディスク８の恒温水槽６４に溜まる恒温水のゴミや泡と断定し、専用洗剤液残量が十分であるかを確認する（Ｓ４００）。

専用洗剤液の残液量管理は測定に使用する試薬と同様に常時モニターしているため、十分（１０ｍＬ以上）残量していれば、自動分析装置の立ち上げ直後に実施する反応槽水交換では、反応槽に専用洗剤液が吐出済みと判断して判定チェック（Ｓ４０２）へ移行する。

一方、専用洗剤液の残量が不十分（１０ｍＬ未満）の場合は専用洗剤液を補充し（S４０１）、セルブランク測定の実施を行う。前回反応槽の水交換時期が２４Ｈ以内の判定チェック（Ｓ４０２）により、実施済みであれば反応槽清掃要求（Ｓ４０３）をモニター上に表示する。

２４時間以上水交換が実施していなければ、自動分析装置が自動的に水交換を実施し（Ｓ４０３）、光源ランプの吸光度測定（Ｓ１１０）の手順で同様なチェックを実施する。

こうした専用洗剤液の補充、反応槽清掃などを通じて不正常な乖離の原因が解消され、無駄な光源ランプの交換を阻止できる。

セルブランク測定と光源ランプ寿命測定について、図６、図７を引用して更に説明を加える。

図６に示すように、反応ディスクに設置される複数の反応容器７は間隔を並ぶ。この間隔の隙間７０には、図７に示すように反応ディスクの恒温水槽６４に恒温水が詰まる。セルブランク測定は光源ランプ１３の光束が恒温水槽６４の一方から入り、恒温水が反応容器７を透過し、恒温水槽６４の他方から抜けて光度計（光検知器）１１に検知され、測定が行われる。

光源ランプ寿命測定は光源ランプ１３の光束透過を反応容器７にしないで隙間７０にして測定をする。光源ランプ１３の光束透過を隙間７０にすることにより、光源ランプ寿命測定での吸光度測定には、反応容器７の汚れがもたらす影響がなく、反応容器７に光束透過をするよりも測定精度が向上し、光源ランプ使用可能残時間数の算定精度は高まる。

また、データ処理の軽減化で光源ランプ寿命測定には単一波長（３４０ｎｍ）を測定する。データ処理の軽減化と寿命測定向上との兼ね合いにより、単一波長／複数波長の選択を図ることが可能である。

１…光源ランプ、
７…反応容器
１１…光検知器（光度計）
１４…光束
１７…対数変換増幅器
１８…Ａ／Ｄ変換器
２０…表示モニター（表示部）
２１…試薬分注機構駆動回路
５０…中央処理部
５４…プリンタ
６０，６１…スリット
６２…回折格子
６４…恒温水槽
７０…隙間

Claims (6)

1. 反応物の吸光度を測定する吸光度測定部が備わる自動分析装置において、
   使用時間の経過にともなう光量減少が基になっている標準光源ランプの吸光度経時変動と、前記吸光度測定部で使う光源ランプの吸光度経時変動を比べることを特徴とする自動分析装置。
2. 反応容器と、前記反応容器にサンプルを供給するサンプル供給部と、前記反応容器に分析項目に応じた試薬を供給する試薬供給部と、前記反応容器で反応させた反応物の吸光度を測定する吸光度測定部と、前記吸光度測定部に設ける光源ランプと、前記光源ランプの使用時間や消耗部品等メンテナンスに係る情報を記憶する記憶部と、各種の情報を入出又条件設定をする操作部と、入出する情報や条件設定を表示する表示部と、中央処理部を備える自動分析装置において、
   使用時間の経過にともなう光量減少がもとになっている標準光源ランプの吸光度経時変動と、前記吸光度測定部で使う前記光源ランプの吸光度経時変動を比べて当該光源ランプの交換時期を算定することを特徴とする自動分析装置。
3. 請求項２記載の自動分析装置において、
   前記記憶部に使用初期から逐次累積した前記光源ランプの吸光度経時変動と、前記標準光源ランプの吸光度経時変動を前記中央処理部で演算処理して前記交換時期を算定することを特徴とする自動分析装置。
4. 請求項３記載の自動分析装置において、
   前記標準光源ランプの吸光度経時変動を基に前記交換時期の閾値を定め、前記閾値までの所要時間を推定することを特徴とする自動分析装置。
5. 請求項４記載の自動分析装置において、
   前記所要時間に達する手前に交換予告ポイント時期を設け、
   前記交換予告ポイント時期になったら前記表示部での交換要求表示を含む交換要求報知をすることを特徴とする自動分析装置。
6. 反応容器と、前記反応容器にサンプルを供給するサンプル供給部と、前記反応容器に分析項目に応じた試薬を供給する試薬供給部と、前記反応容器で反応させた反応物の吸光度を測定する吸光度測定部と、前記吸光度測定部に設ける光源ランプと、前記光源ランプの使用時間や消耗部品等メンテナンスに係る情報を記憶する記憶部と、各種の情報を入出又条件設定をする操作部と、入出する情報や条件設定を表示する表示部と、中央処理部を備える自動分析装置の光源ランプ交換方法において、
   使用時間の経過にともなう光量減少が基になっている標準光源ランプの吸光度経時変動と、前記吸光度測定部で使う前記光源ランプの吸光度経時変動を比べて当該光源ランプの交換時期を算定することを特徴とする自動分析装置の光源ランプ交換方法。

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