JP3607336B2

JP3607336B2 - 自動分析装置

Info

Publication number: JP3607336B2
Application number: JP665195A
Authority: JP
Inventors: 倫明竹内
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 1995-01-19
Filing date: 1995-01-19
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2020-01-05
Also published as: JPH08194005A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、被検試料を希釈して測定項目成分の測定を行う自動分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動分析装置において被検試料の希釈は、使用者が予め希釈率を算出して、操作パネル等により希釈用パラメータとして被検試料量、希釈液（緩衝液）量を設定するようになっている。
【０００３】
自動分析装置は、その設定された被検試料量、希釈液量に基づいて、被検試料を希釈して、被検試料の分析を行うようになっている。
被検試料の分析としては、反応速度法が知られている。これは被検試料に試薬を分注・攪拌し、光を照射し、その透過光の光量の変化を検出することにより、被検試料の反応の変化を検出し、この反応の変化から被検試料の測定項目成分（成分量）を分析する。
【０００４】
すなわち、反応セルの中に被検試料と試薬を分注・攪拌する。この瞬間が反応開始時である。この反応開始時から所定のサイクル（ほぼ一定時間間隔）毎に測定ポイントとして、反応セルに光を照射しその反応セルから透過光を検出して吸光度を測定する。
【０００５】
この吸光度は、反応セル内の被検試料の試薬による反応状態を示しており、反応が進行している状態のときには吸光度が変化し、反応が終了すると吸光度は変化しなくなる。
【０００６】
反応開始時から所定時間を経過した所定の測定ポイントから反応を検出するのに十分な測定ポイント数分の間を観測区間（観測時間）として設定されており、この観測区間における各測定ポイント間の吸光度差及び所定単位時間（例えば分単位）における吸光度差（反応速度）を算出して、測定項目成分の分析が行われる。
【０００７】
従って、理想的にはこの観測区間内に被検試料の反応の変化が最大の部分が含まれるようにすれば、より正確な測定結果を得ることができる。
ところで、被検試料の濃度が高く希釈が不足している場合には、図５に示すように、この被検試料に試薬を分注した後、急激に反応が進行して観測区間Ｋ（一点鎖線で示された範囲Ａ〜Ｂ）に入る前に被検試料の反応が終了する現象が発生する。
この場合には、オペレータは希釈率を計算し直して、被検試料量及び希釈液量を再設定して再測定を行うようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような現象等により再測定を行う場合に、従来の自動分析装置ではオペレータが希釈率を算出して、被検試料量及び希釈液量を再設定しなければならないので、オペレータに負担がかかるという問題があった。
【０００９】
また、オペレータは、被検試料の濃度を正確に知り得る手段が少ないため、適切な希釈率を算出することが難しく、１回の再測定で正確な測定結果が得られるとは限らないという問題があった。
【００１０】
そこでこの発明は、上記の現象等による再測定に行う場合に、自動的に最適な希釈率を算出してオペレータの負担を軽減し、１回の再測定で正確な測定結果を得ることができる自動分析装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被検試料に試薬を分注して攪拌させ、設定された観測区間内の複数の測定ポイントにおける前記攪拌させた溶液の吸光度データに基づいて測定項目の成分の分析を行う自動分析装置において、前記観測区間前からの吸光度データを記憶する手段と、前記記憶手段に記憶された吸光度データに基づき前記観測区間内に前記吸光度データの変化が最大となる測定ポイントが入っていない場合、被検試料を希釈液により希釈後に再測定することにより前記観測区間内に該測定ポイントが入るように前記被検試料に対する希釈率を前記吸光度の最大変化に基づいて算出する手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
【作用】
本発明によれば、再計測の必要性を、吸光度の最大変化が観測区間内で起きているか否かに基づいて判断し、またそれが否のとき、反応過程が観測区間で起きるような希釈率を吸光度の最大変化に基づいて計算することにより、基質不足等による再測定を行う場合に、最適な被検試料の希釈率を算出してオペレータの負担を軽減し、１回の再測定でより正確な測定結果を得ることができる。
【００１３】
【実施例】
以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。
図１は、この発明を適用した自動分析装置の分析部２６の概略の構成を示す図である。
【００１４】
円周上に複数個の反応セルが配列された円板状の反応ディスク１は、ある一定のサイクルで所定の角度（約９０−（ α／４）°αは１個の反応セルを収納する角度）だけ回転して停止する間欠的回転動作を行う。被検試料が収容されたサンプルカップ（又は採血管、図示せず）がセットされるサンプルディスク２は、前記反応ディスク１の近傍に所定間隔をおいて配置されている。
【００１５】
各種成分と反応する試薬が収容された試薬容器がセットされる第１試薬庫３は、前記反応ディスク１の内側に配置され、また、前記第１試薬庫３と同様に試薬容器がセットされる第２試薬庫４は、前記反応ディスク１の近傍に所定間隔をおいて配置されている。
【００１６】
前記サンプルディスク２、第１試薬庫３及び第２試薬庫４は、それぞれ所定の指定制御により前記サンプルディスク２にセットされた指定のサンプルカップ（採血管）又は前記第１試薬庫及び前記第２試薬庫４にセットされた指定の試薬容器が所定位置に位置決めされるように回転動作する。
【００１７】
前記反応ディスク１と前記サンプルディスク２との間にはサンプルアーム５が配置され、その先端にはサンプルノズルが取付けられている。このサンプルアーム５は、そのサンプルノズルを前記サンプルディスク２の所定位置にセットされているサンプルカップ上に位置させて、そのサンプルカップ内のサンプル（被検試料）を所定量だけ吸引し、この吸引が終了すると回動して、そのサンプルノズルを前記反応ディスク１のサンプル分注位置上へ位置させて、そのサンプル分注位置にセットされている反応セルに前記サンプルを予め設定された量だけ分注する。
【００１８】
前記反応ディスク１の外周近傍には第１試薬分注アーム６が配置され、その先端には第１試薬分注ノズルが取付けられている。この第１試薬分注アームは、その第１試薬分注ノズルを前記第１試薬庫３の所定位置にセットされた試薬容器上に位置させて、その試薬容器内の試薬を所定量だけ吸引し、この吸引が終了すると回動して、その第１試薬分注ノズルを前記反応ディスク１の第１試薬分注位置上へ位置させて、その第１試薬分注位置にセットされている反応セルに前記試薬を予め設定された量だけ分注する。
【００１９】
前記反応ディスク１と前記第２試薬庫４との間には第２試薬分注アーム７が配置され、その先端には第２試薬分注ノズルが取付けられている。この第２試薬分注アーム７は、その第２試薬分注ノズルを前記第２試薬庫４の所定位置にセットされている試薬容器上に位置させて、その試薬容器内の試薬を所定量だけ吸引し、この吸引が終了すると回動して、その第２試薬分注ノズルを前記反応ディスク１の第２試薬分注位置上へ位置させて、その第１試薬分注位置にセットされている反応セルに前記試薬を予め設定された量だけ分注する。
【００２０】
また、前記反応ディスク１の外周近傍には、第１攪拌アーム８及び第２攪拌アーム９が配置され、それぞれの先端には攪拌子が取付けられている。この第１攪拌アーム８及び第２攪拌アーム９は、それぞれ前記反応ディスク１の第１攪拌位置及び第２攪拌位置にセットされている反応セル内のサンプルを、攪拌子により攪拌するようになっている。
【００２１】
さらに、前記反応ディスク１の外周近傍には洗浄ユニット１０が配置され、この洗浄ユニット１０には、複数本の洗浄ノズルと、乾燥ノズルとが取付けられている。この洗浄ユニット１０は、前記反応ディスク１の洗浄位置にセットされている各反応セルに対してそれぞれ洗浄ノズル又は乾燥ノズルにより洗浄又は乾燥を行うようになっている。
【００２２】
また、前記反応ディスク１の外周近傍には、オプションとして電極１１が配置可能になっており、電解質の分析を行うことができる。
前記反応ディスク１の１カ所には、測光部１２が設けられている。この測光部１２は、発光部を備え、発光部からの光を前記反応ディスク１の測光位置にセットされた反応セルに照射し、その透過光の光量を測定して、反応セル内のサンプルの試薬による変化量を測定するようになっている。この測定された変化量により、サンプルの成分分析（定量分析・定性分析）が行える。
【００２３】
なお、前記反応ディスク１は、反応セルの温度を予め設定された温度に保つため恒温槽（恒温水槽）構造になっており、前記第１試薬庫３及び前記第２試薬庫４は、試薬容器（試薬）の温度を予め設定された温度に保つための冷却構造となっている。
【００２４】
上述したような構成に基づいて、被検試料の測定項目成分の反応速度法による測定が行われる。
すなわち、前記反応ディスク１には１６５個の反応セルを収納する位置があり、前記反応ディスク１の回転に応じてＮｏ．１の位置から各サイクルによる約９０°の間欠的な回転停止動作により、順番に、Ｎｏ．２の位置、Ｎｏ．３の位置、…、Ｎｏ．１６５の位置に停止しながら移動して、再びＮｏ．１の位置に戻る。
【００２５】
被検試料が分注された１本の反応セルは、Ｎｏ．１の位置からＮｏ．２の位置に回転移動する途中で、第１ポイントの測光点を通過する。以下、同様にして、Ｎｏ．５の位置からＮｏ．６の位置の間に第２ポイント、Ｎｏ．９の位置からＮｏ．１０の位置の間に第３ポイント、…、Ｎｏ．７３の位置からＮｏ．７４の位置の間に第１９ポイント、Ｎｏ．７７の位置からＮｏ．７８の位置の間に第２０ポイント、Ｎｏ．８２の位置からＮｏ．８３の位置の間に第２１ポイント、…、Ｎｏ．１０６の位置からＮｏ．１０７の位置の間に第２７ポイント、…、Ｎｏ．１３４の位置からＮｏ．１３５の位置の間に第３４ポイントの測光点がある。
【００２６】
以上説明した分析部２６に対して、図１では図示しないが、次に説明するデータ処理部（コンピュータ部）が接続されている。
図２は、上述した分析部（測光部１２）から供給される測定データに基づいて測定項目成分の分析を行うデータ処理部の要部回路構成を示す図である。
【００２７】
２１は、制御部本体を構成するＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｕｎｉｔ）である。
このＣＰＵ２１が行う処理（後述する希釈率算出処理を含む）を行うためのプログラムデータが記憶されたＲＯＭ（ｒｅａｄｏｎｌｙｍｅｍｏｒｙ）２２、前記ＣＰＵ２１が処理を行うときに使用する各種メモリのエリアが形成されるＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍａｃｃｅｓｓｍｅｍｏｒｙ）２３、被検試料毎に測定データ等を記憶する外部記憶装置２４とのデータの伝送制御を行う外部記憶装置インターフェイス２５、前記分析部２６と回線で接続された通信インターフェイス２７は、それぞれシステムバス２８を介して前記ＣＰＵ２１と接続されている。
【００２８】
また、前記ＣＰＵ２１は前記システムバス２８を介して、キーボード２９とのデータの伝送制御を行うキーボードインターフェイス３０、ディスプレイ３１を制御する表示コントローラ３２、プリンタ３３とのデータの伝送制御を行うプリンタインターフェイス３４とそれぞれ接続されている。
【００２９】
前記分析部２６からこのデータ処理部へ、各ポイントでの測定値としての吸光度のデータが供給され、このデータ処理部は、反応曲線をモニタリングできるランダムアクセス方式により成分分析を行うことができる。
【００３０】
このような構成の本実施例において、図３は、前記ＣＰＵ２１が行う希釈率算出処理の流れを示す図である。
まず、ステップ１（ＳＴ１）の処理として、供給された吸光度のデータから、観測区間（第２１ポイント〜第２７ポイント）の前（第２１ポイントより前）における、各ポイント間の吸光度差を算出する。
【００３１】
ステップ２（ＳＴ２）の処理として、この算出された吸光度差を該当するサイクル時間により除算して、１分間当りの変化量（吸光度差率）を算出する。
ステップ３（ＳＴ３）の処理として、この算出された変化量の最大値を検索する。
【００３２】
ステップ４（ＳＴ４）の処理として、この最大値のポイントにおける吸光度差を、試薬分注時（第１９ポイントの直前、Ｎｏ．７１の位置で試薬分注し、Ｎｏ．７３の位置で攪拌する。）からその検索された最大値のポイントまでに当てはめ、その吸光度差を試薬分注時から最大値のポイントまでの時間により除算して、１分間当りの変化量を算出する。
【００３３】
ステップ５（ＳＴ５）の処理として、この変化量にファクタ（測定用試薬ＬＤＨの固有係数）＝１０４２９を乗算して仮濃度（Ａ）を算出する。
ステップ６（ＳＴ６）の処理として、ステップ３で検索された最大値のポイントにおける吸光度差を試薬分注時から観測区間の終了時（第２７ポイント）までに当てはめ、その吸光度差を試薬分注時から観測区間の終了時までの時間により除算して１分間当りの変化量を算出する。
【００３４】
ステップ７（ＳＴ７）の処理として、この変化量にファクタ＝１０４２９を乗算して比較濃度（Ｂ）を算出する。
ステップ８（ＳＴ８）の処理として、ステップ５で算出された仮濃度（Ａ）をステップ７で算出された比較濃度（Ｂ）により除算して、希釈率Ａ／Ｂを算出する。
【００３５】
このように算出された希釈率に基づいて、希釈用試薬量が設定されれば、希釈試料量が自動的に算出されるようになっている。
なお、比較基準となる試薬ブランクの変化量は０とした。
【００３６】
例えば、図４に示すような反応曲線が得られた場合を考察する。すなわち、被検試料の濃度が高い（基質不足）ため、ほとんど被検試料と試薬との反応が観測区間（第２１ポイント〜第２７ポイント）の前に終了する現象が発生している。従って、再測定が必要になる。このとき、この図４に示す反応曲線から自動的に希釈率が算出される（表１参照）。なお、この計算においては、小数点以下５桁又は６桁を四捨五入している。
【００３７】
まず、測定用試薬分注時（第１９ポイント）から、各ポイント間の吸光度差を算出する。第１９ポイントと第２０ポイントとの間の吸光度差は０．８２２７−０．５８７１＝０．２３５６Ａｂｓ．、第２０ポイントと第２１ポイントとの間の吸光度差は０．５８７１−０．３３４５＝０．２５２６Ａｂｓ．と算出される。第２１ポイント以降は観測区間に入るので、希釈率の算出においては考慮する必要はない。ただし、観測区間内で反応が終了していなければ、正常時の測定項目成分の測定においては必要となる。
【００３８】
次に、この各吸光度差をそれぞれのポイント間の測光サイクルで除算して、吸光度差率（反応速度）を算出する。第１９ポイントと第２０ポイントとの間の吸光度差率は、（０．２３５６／１８．０）＊６０＝０．７８５３３Ａｂｓ．／ｍｉｎ、第２０ポイントと第２１ポイントとの間の吸光度差率は、（０．２５２６／２１．０）＊６０＝０．７２１７１Ａｂｓ．／ｍｉｎと算出される。
【００３９】
従って、最大値は第１９ポイントと第２０ポイントとの間の吸光度率０．７８５３３Ａｂｓ．／ｍｉｎとなり、そのときの吸光度差を試薬分注時（第１９ポイント）から第２０ポイントまでに当てはめて、１分間当りの変化量が吸光度率と同じく、（０．２３５６／１８．０）＊６０＝０．７８５３３と算出される。
この変化量０．７８５３３に対してファクタ１０４２９を乗算して、仮濃度（Ａ）が８１９０と算出される。
【００４０】
【表１】

【００４１】
さらに、その変化量０．７８５３３試薬分注時（第１９ポイント）から観測区間の終了時（第２７ポイント）までに当てはめて、１分間当りの変化量が、（０．２３５６／１４７．３）＊６０＝０．０９６０と算出され、この変化量にファクタ１０４２９を乗算して、比較濃度（Ｂ）が１００１と算出される。
【００４２】
ここで、希釈率（Ａ／Ｂ）が仮濃度（Ａ）／比較濃度（Ｂ）＝８１９０／１００１＝８．１８１８と算出される。従って、８．１８１８倍希釈して再測定を行えば、測定項目成分の正確な測定を行うことができる。
【００４３】
希釈被検試料量は、被検体試料量をＸとし、希釈率をＺとし、希釈用試薬量をＹとすると、Ｘ＝Ｙ／（Ｚ−１）として算出することができる。
従って、希釈用試薬量を設定すれば、自動的に被検試料量が算出されて、サンプル分注プローブにより、その算出された被検試料量が反応セルに分注され、この反応セルにその設定された希釈用試薬量が分注・攪拌される。そして測定用試薬がこの反応セルに分注されて、測定項目成分の分析が行われる。
【００４４】
このようなに本実施例によれば、試薬の分注時から観測時間帯としての観測区間前までにサイクル毎に検出された各吸光度差率のうちの最大値となる吸光度差率を最大となる反応速度として検索し、その最大値の吸光度差率のポイントにおける吸光度差を試薬分注時からそのポイントまで時間で除算して変化量を算出し、この変化量にファクタを乗算して仮濃度（Ａ）を算出する。さらに、その最大値となる吸光度差率のポイントにおける吸光度差を試薬分注時から観測区間終了時のポイントまでの時間で除算して変化量を算出し、この変化量にファクタを乗算して比較濃度（Ｂ）を算出する。そして、仮濃度を比較濃度で除算して希釈率（Ａ／Ｂ）を自動的に算出することにより、基質不足等による再測定を行う場合に、自動的に最適な希釈率を算出してオペレータの負担を軽減し、１回の再測定で正確な測定結果を得ることができる。
【００４５】
なお、この実施例では仮濃度と比較濃度を算出するようになっていたが、この発明はこれに限定されるものではなく、吸光度差率の最大値を検索したときに、試薬分注時のポイントから観測区間の終了時のポイントまでの時間に試薬分注時のポイントからその最大値のポイントまでの時間を除算して直接希釈率を算出しても良いものである。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、再計測の必要性を、吸光度の最大変化が観測区間内で起きているか否かに基づいて判断し、またそれが否のとき、反応過程が観測区間で起きるような希釈率を吸光度の最大変化に基づいて計算することにより、基質不足等による再測定を行う場合に、最適な被検試料の希釈率を算出してオペレータの負担を軽減し、１回の再測定でより正確な測定結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例の自動分析装置の分析部の概略の構成を示す図。
【図２】同実施例の自動分析装置のデータ処理部の要部回路構成を示す図。
【図３】同実施例の自動分析装置で行われる希釈率算出処理の流れを示す図。
【図４】同実施例の自動分析装置で希釈率が算出される基質不足による異常現象が発生している反応曲線の一例を示す図。
【図５】基質不足による異常現象が発生している反応曲線の一例を示す図。
【符号の説明】
２１…ＣＰＵ、
２２…ＲＯＭ、
２３…ＲＡＭ、
２６…分析部。

Claims

被検試料に試薬を分注して攪拌させ、設定された観測区間内の複数の測定ポイントにおける前記攪拌させた溶液の吸光度データに基づいて測定項目の成分の分析を行う自動分析装置において、
前記観測区間前からの吸光度データを記憶する手段と、
前記記憶手段に記憶された吸光度データに基づき前記観測区間内に前記吸光度データの変化が最大となる測定ポイントが入っていない場合、被検試料を希釈液により希釈後に再測定することにより前記観測区間内に該測定ポイントが入るように前記被検試料に対する希釈率を前記吸光度の最大変化に基づいて算出する手段とを備えることを特徴とする自動分析装置。
観測区間の前における各ポイント間の吸光度データの差を算出する手段と、
前記吸光度データの差に基づいて、吸光度データの変化量を算出する手段とを備え、
前記希釈率算出手段は、前記変化量および試薬分注時から前記吸光度データが最大となる測定ポイントおよび観測区間終了までの時間に基づき希釈率を算出することを特徴とする請求項１記載の自動分析装置。