JP2015219050A - 自動分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検体試料の量の大小に対応し、必要な項目の分析と、スループットの確保の両立を図る自動分析装置を提供する。【解決手段】検体試料の量の多少を判断し（２０２）、分析モジュール等を決定するスケジューリングの方法を切り替えることで、検体試料の量が少ない時は分注量を少なくするようスケジューリングを実施し（２０３）、検体試料の量が多い時には、スループットが高くなるようにスケジューリングを実施する（２０４）。検体試料の量が多いときは、空いているモジュールに搬送するようにし、分析パラメータの切り替えせず、分析項目をスケジューリングする。【選択図】図２

Description

本発明は、血液、尿等の検体試料の定性・定量分析を行う自動分析装置に関するものである。

血液、尿等の検体試料の定性・定量分析を行う自動分析装置では、装置内に複数の分析モジュールを持つものが知られている。複数の分析モジュールでは同一項目の分析が可能で、通常、スループットが高くなるように分析する複数の分析モジュールを切り替えている。しかし、複数の分析モジュールは必ずしも同じものではなく、異なる性能や機能の分析モジュールの場合がある。そのため、同一項目を分析しても分析モジュールが異なると分析に必要な検体試料の検体量が異なることや、単位時間当たりの分析数が異なることがある。

また、自動分析装置では、ユーザは各検体試料に対して複数の項目の分析を依頼するが、検体試料の量は、検体の採取者によって異なり、乳幼児等は体が小さいため検体試料を成人ほど多くは採取できない。特許文献１に記載の自動分析装置では、一つの分析モジュールで、通常測定モードと高い希釈率の微量測定モードの２つの動作モードが動作可能な自動分析装置の構成が開示されている。

特開２０１０−３８６５９号公報

複数の分析モジュールを持つ自動分析装置にあっては、分中量が少ない分析モジュールで分析をできるように、分中量が多い分析モジュールを止めるなどして、検体試料が搬送されないようにする。また、乳幼児等は検体試料を多くは採取できないので、分析する項目を必要最小限にすることがある。更に、分注する検体量を少なくすると反応液量が少なくなるため、希釈して分析する液量を確保することが必要になることがある。

このように従来の自動分析装置にあっては、分析可能な分析モジュールが少なくなることや、分析項目を限定する必要があることや、希釈のための追加動作があることでスループットが低下するという課題があった。

本発明の目的は、上記の課題を解決し、少ない検体量の検体試料で分析項目数の確保、及び装置全体のスループットの確保を両立することが可能な自動分析装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明においては、検体容器中の検体試料を分析する第一の分析モジュールと、第一の分析モジュールよりも少量の検体試料を用いて同一の分析項目の分析が可能な第二の分析モジュールと、検体容器中の検体試料の量を判断する判断部と、判断部の判断結果に基づき、検体容器を分析する分析モジュールを選択制御する制御部と、検体容器を複数の分析モジュールの何れかに搬送する搬送部とを備える構成の自動分析装置を提供する。

本発明によれば、検体試料の検体量が多い検体、少ない検体に応じて、分析モジュール、更には分析パラメータを選択することで、全体的なスループットを確保し、且つ依頼した項目を可能な限り多く分析することが可能となる。

実施例１に係る複数台構成の自動分析装置の一構成例を示す図である。 実施例１に係る分析モジュール選択のスケジューリングのフローチャート例を示す図である。 実施例１に係る分注量優先（モジュール）のスケジューリングのフローチャート例を示す図である。 実施例１に係るスループット優先のスケジューリングのフローチャート例を示す図である。 実施例１に係る、分析モジュールの一構成例を示す図である。 実施例１に係る分析パラメータ選択のスケジューリングのフローチャート例を示す図である。 実施例１に係る分注量優先（希釈）のスケジューリングのフローチャート例を図である。 実施例２に係る分析モジュール/分析パラメータ選択のスケジューリングのフローチャート図である。 実施例２に係る分注量優先（モジュール/希釈）のスケジューリングのフローチャート図である。

以下、本発明の実施例を図面に従い説明する。なお、以下の説明において、分注量優先とは、選択の際に検体試料の分注量が少ない分析モジュールや分析パラメータを用いることを優先させること、スケジュール優先とは、選択の際に分析待ちが少ない分析モジュールを優先させることを意味する。

実施例１として、検体容器中の検体試料を分析する第一の分析モジュールと、第一の分析モジュールよりも少量の検体試料を用いて同一の分析項目の分析が可能な第二の分析モジュールと、検体容器中の検体試料の量を判断する判断部と、判断部の判断結果に基づき、検体容器を分析する分析モジュールを選択制御する制御部と、検体容器を複数の分析モジュールの何れかに搬送する搬送部とを備える構成の自動分析装置の実施例を説明する。

図１に示すように、本実施例の自動分析装置は、ラック投入部１１０と、第一、第二の２つの分析モジュール１２０、１２５と、ラック収納部１４０と、搬送部であるメイン搬送ライン１５０を備えている。この自動分析装置では、検体試料が収容された検体容器ＳＣは、ラックＬに載置されて、ラック投入部１１０にセットされる。各検体試料の分析項目を入力し、登録し、スタートキーを押すと、機構部分のリセットに引き続き、ラックＬの搬送を開始する。ラック投入部１１０にセットされたラックＬは、メイン搬送ライン１５０によって搬送される途中で、検体容器中の検体試料の量を判断する検知部である検体容器検知器１６１によって検体容器の高さから検体容器の種別を判断し、制御部１７０は、判別した検体容器種別をその内部のメモリ１７２に記憶する。制御部１７０は図示したメモリ１７２に加え、省略した中央処理部（ＣＰＵ）や入出力部等を備える計算機等で構成可能である。

また、ラック投入側のラック番号読み取り器１６０によって、ラックＬのラック番号が読み取られる。また、ラック番号読み取り器１６０は、ラック番号に代えて、検体識別子（ＩＤ）を読み取るものであってもよい。読み取られたラック番号は、制御部１７０のメモリ１７２に記憶される。メモリ１７２は、ラック番号読み取り器１６０によって読み取られたラック番号を順次記憶するものであり、これによりラック番号読み取り器１６０を通過したラックＬの順番と、ラックＬに設置した検体容器ＳＣの検体容器種別がメモリ１７２に記憶されることになる。

そして、読み取られたラック番号によって、予め登録されている分析項目に応じて、分析モジュール１２０、１２５の何れかに搬送される。各分析モジュール１２０、１２５では、検体試料のサンプリング位置に位置決めされる。そして、ラックＬの検体容器ＳＣから検体試料を分注し、設定量だけ吐出され、分析モジュール１２０、１２５の分析項目に応じた分析が行われる。なお、図１の自動分析装置において、分析モジュール１２０、１２５は、２台備えられているものとしているが、この台数は３台以上設置されていても良い。複数の分析モジュールはそれぞれ独自に、分析する項目や分析パラメータを設定可能な構成を有する。好適には、複数の分析モジュールは、同一の分析項目で異なる分注量が設定され、例えば二つの第一、第二の分析モジュールを用いる場合、第一のモジュールは通常の分注量、第二のモジュールは分注量が通常より少なく設定される。言い換えるなら、検体容器中の検体試料を分析する第一の分析モジュールと、第一の分析モジュールよりも少量の検体試料を用いて同一の分析項目の分析が可能な第二の分析モジュールを用いることになる。

メイン搬送ライン１５０上でのラック搬送は、制御部１７０の制御の下、検体ごとの分析項目に対応したランダム動作を行い、例えば、分析モジュール１２０で測定する必要がないラックＬは、分析モジュール１２０で測定している先行のラックを追越して、分析モジュール１２５に搬送されるよう制御される。

図２に本実施例の自動分析装置に係る分析モジュール選択のスケジューリングのフローチャートの一例を示す。同図において、検体試料が自動分析装置に搬入された際、分析モジュール選択フローがスタートし（ステップ２０１）、検体ＩＤ等を使って、検体容器の記憶データをメモリ１７２から取得し、検体容器の大小を判定する（ステップ２０２）。その結果、検体容器が小さい、例えばサンプルカップ等の場合、ステップ２０３にて、分注量の少ない分析モジュールを優先する分注量優先（モジュール）で分析するスケジューリングをする。スケジューリングでは、検体試料で分析する項目と、分析する分析モジュールと、使用する分析パラメータを決定する。

検体容器が小さい場合の分注量優先（モジュール）のスケジューリングは、例えば図３で示すように行う。図３のスケジューリングフローがスタート（３０１）すると、ステップ３０２で未スケジューリングが存在するか否かを確認する。未スケジューリングの項目がない場合、スケジューリング終了とする（ステップ３０６）。未スケジューリングの項目がある場合、分析項目の分析パラメータから複数の分析モジュール各々の分注量を取得する（ステップ３０３）。そして、分注量が一番少ない分析モジュールに分析項目をスケジューリングする（ステップ３０４）。そして、スケジューリングした分析項目をスケジューリング済とし（ステップ３０５）、スケジューリングした結果はメモリ１７２に記憶する。スケジューリング後、ステップ３０２に戻る。

ステップ３０２において、検体容器が大きい、または不明の判定の場合、スループット優先でスケジューリングをする（ステップ２０４）。

スループット優先のスケジューリングは、例えば図４のスケジューリングをする。図４のフローにおいて、ステップ４０２で未スケジューリングがあるか否か確認する。未スケジューリングの項目がない場合、スケジューリング終了とする（ステップ４０７）。未スケジューリングの項目がある場合、ステップ４０３で複数の分析モジュール各々に既にスケジューリングした分析待ち項目数を取得する。ステップ４０４で取得した分析待ち項目数が一番少ない分析モジュールに分析項目をスケジューリングする。

そして、スケジューリングした結果はメモリ１７２に記憶し、スケジューリングした分析項目をスケジューリング済とする（ステップ４０５）。ステップ４０６でスケジューリングした分析モジュールの分析待ち項目数を１増やす。なお、この分析待ち項目数は、分注後１減らす。スケジューリング終了後、ステップ４０２に戻る。その後、図２のフローにおいて、ステップ２０３、または２０４でスケジューリングした結果をもとに各分析モジュールへの搬送をして分析開始する（ステップ２０５）。

図５は本実施例の自動分析装置の分析モジュールの基本的な構成の一例を示す図である。同図に見るように、一つの分析モジュールは、制御部５２０と筐体５２１から構成され、制御部５２０には、操作部５３１、記憶部５３２、表示部５３３が接続されている。この制御部５２０は、図１に示した制御部１７０と兼用することができる。分析モジュール筐体５２１上の反応ディスク５０９には反応容器５０５が円周上に並んでいる。

試薬保管庫５１５にはそれぞれ複数の試薬容器５１６が円周上に載置可能である。１つの試薬容器５１６には最大３種類（第１試薬〜第３試薬）の試薬が入るよう構成されている。

反応ディスク５０９の近くに検体容器５０２を載せたラック５０１を移動する搬送機構５０３が設置されている。一方、試薬保管庫５１５上にレール５２５、５２６が配置され、レール５２５にはレールと３軸方向に移動可能な試薬プローブ５１１と試薬開封機構５１２と試薬容器搬送機構５１４が設置されている。レール５２６には試薬プローブ５１３が設置されている。なお、試薬プローブ５１１、５１３各々は、図示を省略した試薬用ポンプと接続している。

反応容器５０５と搬送機構５０３の間には、回転及び上下動可能なサンプルプローブ５０４が設置されている。サンプルプローブ５０４は図示を省略したサンプル用ポンプに接続している。反応ディスク５０９の周囲には、攪拌装置５０６、５０７、光源および検出光学装置５１０、容器洗浄機構５０８が配置されている。また、容器洗浄機構５０８は、図示を省略した洗浄用ポンプに接続している。図５には明示されていないが、サンプル用ポンプ、試薬用ポンプ、洗浄用ポンプ、光源および検出光学装置５１０、反応ディスク５０９、試薬保管庫５１５、試薬プローブ５１１、５１３、サンプルプローブ５０４は、それぞれ制御部５２０に接続している。

この構成において、ラック５０１が搬送機構５０３により引き込まれ、ラック５０１に保持されて、検体吸引位置に位置付けられた検体試料は、サンプルプローブ５０４にて吸引され、反応ディスク５０９の反応容器５０５に検体分注位置において放出される。検体が放出された反応容器５０５は、反応ディスク５０９の回転により、第１の試薬分注位置に移動される。そこで、その反応容器５０５には試薬保管庫５１５に保持されている試薬容器５１６内の第１の試薬が、第１の試薬プローブ５１１により分注される。第１の試薬が分注された反応容器５０５は、攪拌位置に移動され、そこで攪拌装置５０６により検体と第１の試薬との攪拌が行われる。

更に、第２の試薬の添加が必要な場合は、攪拌処理済みの反応容器５０５は、第２の試薬分注位置に移動され、そこで、反応容器５０５には、試薬保管庫５１５に保持されている第１試薬と同じ試薬容器５１６内の第２の試薬が第２の試薬プローブ５１３によって分注される。分注済みの反応容器５０５は、攪拌位置に移動され、そこで、攪拌装置５０７により反応容器５０５内の検体、第１の試薬及び第２の試薬の攪拌が行われ、その反応液が生成される。

その後、反応液が入った反応容器５０５は、測定位置に移動され、そこで、光源および検出光学装置５１０により、反応液の多波長吸光度測定が行われ、生化学分析項目の分析結果が得られる。

なお、本実施例の分析モジュールにおいては、分析に必要な検体量などの分析パラメータを通常用だけでなく、好適には通常用と検体量少時用と複数設定する。分析パラメータは、制御部５２０の記憶部５３２に記憶する。検体量少時用の分析パラメータは通常分析用と比較して検体量の分注量を少なく設定しておく。例えば、検体液量を100μLと設定する。反応液の量が少なくなるため、希釈液100μLで希釈する設定として反応液量の確保をする。検体毎に検体容器中の検体量を上位システムや操作部５３１や表示部５３３の画面からの入力等で制御部５２０に記憶しておく。

次に、図６を用いて、本実施例の複数の分析モジュールを備えた自動分析装置の一つの分析モジュールにおいて、分析パラメータを通常用と検体量少時用に設定した場合の、分析パラメータ選択のスケジューリングについて説明する。図６に示すように、検体が分析モジュールに搬入され、分析パラメータ選択のスケジューリングが開始すると（ステップ６０１）、まずスループット優先でスケジューリングする（ステップ６０２）。そして、ステップ６０３では、通常分析用の分析パラメータと分析項目から全項目の分析に必要な総分注量を算出する。

ステップ６０４では、検体量が入力されているか確認し、検体量が入力されていないときはステップ６０７でスループット優先のスケジューリンで分析開始する。検体量が入力されているときはステップ６０５で検体量と必要とされる総分注量を比較する。比較の結果、総分注量より検体量が多いまたは同じ場合、ステップ６０７でスループット優先のスケジューリングで分析開始する。総分注量より検体量が少ない場合、ステップ６０６にて分注量優先（希釈）でスケジューリングを実施する。

図７に、本実施例の複数の分析モジュールを備えた自動分析装置の一つの分析モジュールにおける、分注量優先（希釈）のスケジューリングフローの一例を示す。スタート後、ステップ7０２で、未スケジューリングがあるか確認する。未スケジューリングの項目がない場合、ステップ７０８でスケジューリング終了とする。

未スケジューリングの項目がある場合、ステップ７０３で記憶されている通常分析用の分析パラメータと検体量少時用の分析パラメータを取得する。検体量少時用の分析パラメータがある場合、ステップ７０５で検体量少時用の分析パラメータで分析するようにスケジューリングする。検体量少用の分析パラメータがない場合、通常の分析パラメータで分析するようにスケジューリングする。スケジューリング後ステップ７０７でスケジューリングした項目をスケジューリング済としてステップ７０２へ戻る。この処理を未スケジュール項目が無くなるまで繰り返す。

以上説明した本実施例の複数の分析モジュールを備える自動分析装置にあっては、分析モジュール選択のスケジューリングにおいて、スループット優先か分注量優先かを選択することにより、全体的なスループットの低下を最小限におさめ、且つ依頼された項目を可能な限り多く分析することが可能になる。更に、複数の分析モジュールを備える自動分析装置の分析モジュール各々における分析パラメータ選択のスケジューリングにおいて、スループット優先か分注量優先かを選択することにより、全体的なスループットの低下を最小限におさめ、且つ依頼された項目を可能な限り多く分析することが可能になる。

実施例１にあっては、分析モジュール選択のスケジューリングにおいて、スループット優先か分注量優先かを選択する自動分析装置について説明した。実施例２においては、分析モジュール選択及び分析パラメータ選択それぞれのスケジューリングにおいて、スループット優先か分注量優先かを選択する自動分析装置の実施例について説明する。なお、本実施例の自動分析装置の構成は、図５で示した分析モジュールを複数備える、図１の構成の自動分析装置の構成となる。

図８に実施例２の分析モジュール/分析パラメータ選択のスケジューリングのフローチャートの一例を、図９に実施例２に係る分注量優先（モジュール/希釈）のスケジューリングのフローチャートの一例を示した。

図８のフローチャートに示すように、本実施例の自動分析装置では、検体が自動分析装置に搬入されたとき（ステップ８０１）、分析モジュール選択のスケジューリングにおいて、スループット優先のスケジューリングを行う（ステップ８０２）。スループット優先のスケジューリングの一例は、例えば図４のスケジューリング例がある。続いて、ステップ８０３で検体量を取得する。検体量が取得できた場合、分析パラメータから分析する項目の分注量の合計を算出し、総分注量を求める（ステップ８０４）。ステップ８０５で総分注量と検体量を比較する。検体量が総分注量より少ない場合、分注量優先（モジュール/希釈）で、各分析モジュール、各分析パラメータから分注量が最小となるようにスケジューリングする（ステップ８０６）。

図９に、分注量優先（モジュール/希釈）のスケジューリング例を示した。まず、ステップ９０２で未スケジュール項目があるか確認する。未スケジュール項目がなければ、スケジューリング完了となる（ステップ９０７）。

ステップ９０２で未スケジュール項目がある場合、各モジュールの通常の分析パラメータ、検体量少時用の分析パラメータを取得する（ステップ９０３）。そして、取得した分析パラメータのうち、分注する検体量が最少の分析パラメータを選択する（ステップ９０４）。次に、選択した分析パラメータと分析モジュールで分析するようにスケジューリングし（ステップ９０５）、スケジューリングした項目をスケジューリング済とし（ステップ９０６）、スケジューリングした分析モジュールに対して分析待ち項目数を＋１にする（ステップ９０７）。また、ステップ９０２に戻り残りの未スケジューリング項目のスケジュールを続ける。

本実施例においては、図８のステップ８０５で比較した結果が、検体量が総分注量と同じもしくは多い場合、ステップ８０２でスケジューリングした結果で分析開始する。ステップ８０３で、検体量が取得できなかった場合、ステップ８０９で検体容器を判別する。検体容器が小さい場合、ステップ８１０で、分注量優先（モジュール）でスケジューリングを実施する。スループット優先は、例えば図４に示したスケジューリング方法がある。検体容器が大きい、または不明の場合は、ステップ８０２でスケジューリングした結果が最終結果とする。最後のステップ８０７では、ステップ８０２またはステップ８０６でスケジューリングした結果をもとに各分析モジュールへ搬送し分析を開始する。

実施例２は、分析モジュールにおける分析パラメータ選択のスケジューリングにおいて、スループット優先か分注量優先かを選択することが可能な自動分析装置の実施例である。

本実施例の自動分析装置においては、検体試料の検体量が多い検体、少ない検体に応じて、スループット重視で分析モジュールと分析パラメータを選択、検体試料の検体量が少ない検体は、分注する検体量が少ない分析モジュールと分析パラメータを選択することで全体的なスループットの低下を最小限におさめ、かつ依頼した項目を可能な限り多く分析することが可能になる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明のより良い理解のために詳細に説明したのであり、必ずしも説明の全ての構成を備えるものに限定されものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることが可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

更に、上述した各構成、機能、制御部等は、それらの一部又は全部を実現するＣＰＵが実行可能なプログラムを作成する例を説明したが、それらの一部又は全部を例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現しても良いことは言うまでもない。

１１０ ラック投入部
１２０、１２５ 分析部
１４０ ラック収納部
１５０ メイン搬送ライン
１６０、６２ ラック番号読み取り器
１６１ 検体容器検知器
１７０ 制御部
１７２ メモリ
５０１ 検体ラック
５０２ 検体（サンプル）容器
５０３ ラック搬送ライン
５０４ 検体分注プローブ
５０５ 反応容器
５０６、７ 撹拌機構
５０８ 洗浄機構
５０９ 反応ディスク
５１１、５１３ 試薬分注プローブ
５１２ 試薬開封機構
５１４ 試薬容器搬送機構
５１５ 試薬保管庫
５１６ 試薬容器
５１７ 試薬バーコード読取装置
５１８ 試薬容器投入口
５２０ 制御部
５３１ 操作部
５３２ 記憶部
５３３ 表示部。

Claims (10)

1. 検体容器中の検体試料を分析する第一の分析モジュールと、
   前記第一の分析モジュールよりも少量の検体試料を用いて同一の分析項目の分析が可能な第二の分析モジュールと、
   前記検体容器中の前記検体試料の量を判断する判断部と、
   前記判断部の判断結果に基づき、前記検体容器を分析する前記分析モジュールを選択制御する制御部と、
   前記検体容器を複数の前記分析モジュールの何れかに搬送する搬送部と、
   を備える、
   ことを特徴とする自動分析装置。
2. 請求項１記載の自動分析装置であって、
   前記判断部は、前記検体容器の大小により前記検体試料の量を判断する、
   ことを特徴とする自動分析装置。
3. 請求項１に記載の自動分析装置であって、
   前記第二の分析モジュールは、分注量優先でスケジューリングを行う分析モジュールであり、
   前記第一の分析モジュールは、スループット優先でスケジューリングを行う分析モジュールである
   ことを特徴とする自動分析装置。
4. 請求項１に記載の自動分析装置であって、
   前記制御部は、前記判断部が前記検体試料の量を少と判断した場合、
   前記搬送部が、前記第二の分析モジュールに前記検体容器を搬送し、前記検体試料の分析を開始させるよう制御する、
   ことを特徴とする自動分析装置。
5. 請求項１に記載の自動分析装置であって、
   前記制御部は、前記判断部が前記検体試料の量を大または不明と判断した場合、
   前記搬送部が、前記第一の分析モジュールに前記検体容器を搬送し、前記検体試料の分析を開始させるよう制御する、
   ことを特徴とする自動分析装置。
6. 請求項１に記載の自動分析装置であって、
   前記分析モジュールは、前記検体容器中の前記検体試料を分析するため、前記検体容器から分注する前記検体試料の検体量が異なる複数の同一分析項目の分析パラメータ、を備える、
   ことを特徴とする自動分析装置。
7. 請求項６に記載の自動分析装置であって、
   前記制御部は、前記判断部の判断結果に基づき、前記分析モジュールの前記複数の同一分析項目の分析パラメータを切り換え制御する、
   ことを特徴とする自動分析装置。
8. 請求項７に記載の自動分析装置であって、
   前記制御部は、前記判断部が前記検体試料の量を少と判断した場合、
   前記分析モジュールが、前記検体容器から分注する前記検体試料の検体量が少ない分析パラメータで分析するよう制御する、
   ことを特徴とする自動分析装置。
9. 請求項７に記載の自動分析装置であって、
   前記制御部は、前記検知部が前記検体試料の量を大または不明と判断した場合、
   前記分析モジュールが前記検体容器から分注する前記検体試料の検体量が通常の分析パラメータで分析するよう制御する、
   ことを特徴とする自動分析装置。
10. 検体容器中の検体試料を分析するため、前記検体容器から分注する前記検体試料の検体量が異なる複数の分析パラメータを備える、複数の分析モジュールと、
    前記検体容器中の前記検体試料の量を判断する判断部と、
    前記検知部の判断結果に基づき、前記検体容器を分析する前記分析モジュールと前記分析パラメータを選択制御する制御部と、
    前記検体容器を選択された前記分析モジュールに搬送する搬送部と、を備える
    ことを特徴とする自動分析装置。

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