JP3823766B2

JP3823766B2 - 自動分析装置

Info

Publication number: JP3823766B2
Application number: JP2001205536A
Authority: JP
Inventors: 武志渋谷; 裕康内田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-07-06
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2021-07-06
Also published as: JP2003021645A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、環状に配列された反応容器を有する自動分析装置に係り、特に単位時間あたりの分析処理速度を、測定すべき試料の数に応じて変えることのできる自動分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動分析装置は患者の血清や尿を分析する装置であり、血清などの試料を収容する試料容器を備えた試料保持機構，試験項目に対応した試薬を収納する試薬保持機構，試料と試薬を混合させた反応液を反応させる反応容器を備えた反応容器保持機構，反応液を撹拌混合させる撹拌機構，反応液を測光する測定機構、さらに反応容器を洗浄する洗浄機構等から構成されている。ここで、前記反応容器保持機構には、反応容器を環状に配列した構成が多く採用されており、分析の高効率化，高信頼化が図られている。
【０００３】
ところで、自動分析装置に求められる分析処理能力（単位時間に分析処理可能な試料の数）は病院や検査センタの検体処理数によりさまざまであり、小形から大形装置まで施設の検体処理数に応じた装置が使用されている。分析装置のサイクル時間（一つの分析に要する時間）は、分析処理能力の小さな小形装置では長くなるため、各動作サイクル毎の反応テーブルの移動量（回転角度）を大きくし、反応容器中の反応液の測光点数が過剰に少なくならないようにしている。すなわち、環状に反応容器が設置された自動分析装置では、測光装置は、通常一箇所に設けられているため、反応容器が一周しないと１回の測定ができない。１サイクルの反応テーブルの移動量が小さいと単位時間当たりの測光点数が少なくなり、分析精度が低下する。分析精度を維持するため、分析処理能力の小さな小形装置では反応テーブルの移動量が大きくなるように設定するのである。一方、分析処理能力の大きな中形，大形装置ではサイクル時間が短く、反応テーブル自体が大きくなるので、比較的移動量を小さくしている。一般に、分析中に得られる測定点数が少ないと分析精度が低下する。特に、反応速度に関する測定を行う分析項目ではその影響が大きい。そこで、反応容器数の少ない小形の反応テーブルを持つ小形装置では、各動作サイクル毎に反応テーブルを１周程度回転させて、測定機構を通過する回数を増やし、測光点数を多くする工夫が取られている。この結果、分析処理能力に応じて固有の機構配置，動作制御方式を持つ自動分析装置がその都度開発されてきた。このような設計手法を用いた場合、分析処理能力の異なる装置に関して、試薬，試料の分注位置を処理能力に応じて最適化した装置を開発していたため、開発に時間を要していた。この問題を解決するため特開昭５７−４４８５５号公報に記載の発明では試料の順次測定の１周期中に反応部を正逆方向に回動して、試料容器または他の反応容器を分注手段の位置に停止させるようにしたことにより、操作性が良く、フレキシブルな分析が可能な自動分析装置が提供できることが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特開昭５７−４４８５５号公報に記載の発明では、反応部を１周期中に正逆両方向に回転させることにより、分析にフレキシビリティをもたせることを特徴としているが、この方法では分析順序を決めるアルゴリズムが複雑になるという問題点を有していた。
【０００５】
反応部の反応容器は数十個を円周上に並べるのが普通であるが、これら数十個の反応容器での試料と試薬の反応は並行して行われる。１個または２個の反応容器での反応のみを監視して反応部の回転方向を決定すれば充分であり、特開昭５７−４４８５５号公報に記載の発明は有効である。しかし、数十個の反応容器で並行して進んでいる反応を考慮しながら、反応部の回転方向を１周期中で正逆方向に回転させる制御は現実的には非常に困難である。
【０００６】
本発明は、従来のこのような問題に注目し、反応テーブルの回転方向を反応部の回転の１周期内で変更するのではなく、１日単位、またはそれ以上の周期で変更できるように制御プログラムを変更したことにより、試薬，試料の分注機構の吐出位置をほとんど変えずに分析処理能力の異なる自動分析装置を実現し、施設側のニーズに応じた自動分析装置を提供することを目的としている。
【０００７】
また、ほぼ同一構成で処理能力の異なる装置を大量に生産することで、生産コストを低減し、信頼性の高い自動分析装置を安価に提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本装置は次のように構成される。
【０００９】
（１）試薬を収容する試薬容器を載置する試薬設置部と、試料を収容する試料容器を載置する試料設置部と、試薬と試料を混合して反応させる反応容器を載置する反応部と、試薬と試料の反応を測定する測定部と、前記試薬容器から前記反応容器に試薬を分注する試薬分注装置と、前記試料容器から前記反応容器に試料を分注する試料分注装置と、を備えた自動分析装置において、前記反応容器は回動可能な反応テーブルの円周上に配置され、かつ、該反応テーブルの回動方向を変える回動方向変更装置と、前記回動方向に応じて、少なくとも反応テーブルの回転速度，反応テーブルの動作角度、を変える制御装置を備えた自動分析装置。
【００１０】
（２）前記（１）の自動分析装置において、前記反応テーブルの回動方向を、予め定められたパターンに従い、１日単位以上の単位で自動的に変更する変更手段を備えた自動分析装置。
【００１１】
（３）前記（１）の自動分析装置において、反応テーブルの回動方向を前記回動方向変更装置に指示するための入力画面を、自動分析装置の動作を制御するための制御装置の表示画面に表示する機能を備えた自動分析装置。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は本発明が適用された自動分析装置の一実施例を示している。
【００１４】
分析部１００は試料が満たされた試料容器１，試料容器を保持するためのサンプルディスク２及び駆動機構３，分析試験内容に対応した試薬を保持するための試薬ディスク４及び駆動機構５，試料と試薬を反応させるための反応容器６，反応容器を保持するための反応テーブル７及び駆動機構８，試料を反応容器６に分注するための試料分注機構９，試薬を反応容器６に分注するための試薬分注機構１０，試料と試薬を撹拌混合するための撹拌機構１１，反応容器を洗浄するための洗浄機構１２，反応容器内の反応液を吸光度測定するための光度計１３から構成されている。また制御系２００は、制御部１４，分析制御情報を記憶する情報記憶部１５，情報を表示するための表示部１６，情報記憶部に情報を入力するための入力部１７から構成され、インターフェース１８を介して分析部１００の制御を行う。
【００１５】
図２は分析処理能力６００テスト／時の自動分析装置における反応容器６への試料および試薬の分注位置を示している。ここで、１６０個の反応容器６を保持する反応テーブル７は、各動作サイクル毎に１／４周＋反応容器１個(１ピッチ)(ｎ＝４１)反時計回りに回転する。Pos.１は試料分注位置、Pos.８３，Pos.５８，Pos.４９はそれぞれ第１試薬，第２試薬，第３試薬の分注位置および撹拌位置を示している。試薬分注を行った直後、撹拌機構１１により同じ位置で撹拌が行われる。また、光度計１３は光束がPos.１４１の反応容器を通過するように配置されており、反応容器６が光束を通過する際に反応液の吸光度測定が行われる。始めにPos.１の反応容器６に試料が分注されると、２サイクル後にPos.８３で第１試薬，１７サイクル後にPos.５８で第２試薬，４８サイクル後にはPos.４９で第３試薬が分注され、１０分後に分析が終了するまでに２６回の吸光度測定が行われる。ここで反応テーブル７の制御情報に関して回転方向を逆回転、各動作サイクル毎の反応容器６の移動数を３／４周−１ピッチ（Ｎ−ｎ＝１４９）に変更する。図３にそれぞれの動作制御方式による反応テーブル７の停止位置を示している。図３に示される通り、各動作サイクル毎の停止位置は、前述した１／４周＋１ピッチの動作制御における各動作サイクル毎に停止する位置と全く同じであり、従って試料分注位置はPos.１、第１試薬，第２試薬，第３試薬の分注位置および撹拌位置はそれぞれPos.８３，Pos.５８，Pos.４９となる。ところで、反応容器６の移動数を３／４周−１ピッチとした場合、各動作サイクル毎の反応テーブル７の回転角が大きくなるため、反応テーブル７の回転速度を高速化する必要がある。しかし、分析処理能力６００テスト／時の動作サイクルは６秒であり、テーブル動作時間を十分に確保できるので、さほど高速で動かすことなく実現できる。一方、各動作サイクル毎の移動量が大きいことから、光度計１３の光束を通過する回数は７３回となり、測光点数は約３倍まで飛躍的に増加する。この結果、分析精度を十分に保った自動分析装置を提供することができる。
【００１６】
図４は分析処理能力８００テスト／時の自動分析装置における反応容器６への試料および試薬の分注位置を示している。ここで、１６０個の反応容器６を保持する反応テーブル７は、各動作サイクル毎に１／４周＋反応容器１個(１ピッチ)（ｎ＝４１）反時計回りに回転する。この際、動作サイクル時間は４.５秒である。Pos.１は試料分注位置、Pos.８３，Pos.６２，Pos.６５はそれぞれ第１試薬，第２試薬，第３試薬の分注位置および撹拌位置を示している。試薬分注を行った直後、撹拌機構１１により同じ位置で撹拌が行われる。また、光度計１３は光束がPos.１４１の反応容器６を通過するように配置されており、反応容器６が光束を通過する際に反応液の吸光度測定が行われる。始めにPos.１の反応容器６に試料が分注されると、２サイクル後にPos.８３で第１試薬，２１サイクル後にPos.６２で第２試薬，６４サイクル後にはPos.６５で第３試薬が分注され、１０分後に分析が終了するまでに３４回の吸光度測定が行われる。ここで分析処理能力を８００テスト／時から６００テスト／時の自動分析装置に変更する場合を説明するが、先ず始めに動作サイクル時間を４.５秒から６秒に変更する場合について説明する。動作サイクル時間のみを変更した場合、試料および試薬の分注位置は前述したように試料分注位置はPos.１、第１試薬，第２試薬，第３試薬の分注位置および撹拌位置はそれぞれPos.８３，Pos.５８，Pos.４９となるので、試料分注位置および第１試薬分注位置と撹拌位置、更には光度計１３の光束位置も変更する必要がない。従って、第２試薬および第３試薬分注位置とそれぞれの撹拌位置を変更するのみで、分析処理能力の異なる装置を実現できる。なお、この場合の測光回数は２６回であるが、前述したように反応テーブルの制御情報に関して回転方向を逆回転，動作サイクル毎の反応容器６の移動数を３／４周−１ピッチに変更することで、光度計の光束を通過する回数を７３回まで増加させることができる。
【００１７】
このようにして、本実施例によれば、反応テーブル７の回転動作方法を変更して、ほぼ同一構成で分析処理能力が異なる自動分析装置を実現することができる。
【００１８】
ここでは、試薬分注機構１０により試薬を反応容器６に吐出する位置および試薬吐出直後に撹拌機構１１により試料と試薬を撹拌混合する位置を同一位置として実施例を説明したが、異なる位置としても良い。
【００１９】
また、あらかじめ情報記憶部１５に分析処理能力または測定点数を変更する複数の制御情報を記憶させておくことで、外部入力部１７から制御情報を選択し、簡便に分析処理能力や光度計１３による測光点数を変更することができる。
【００２０】
本発明では、反応テーブルの回転方向を変えることにより、少なくとも反応テーブルの回転速度，反応テーブルの動作角度も連動して切り替わるような制御プログラムを備える。この構成により、分析すべき試料の量に応じて、反応テーブルの回転方向を変えるだけで装置の処理能力を切り替えることが可能になる。処理能力の大きい装置を運転するのは、処理能力の小さい装置を運転することに比べ、反応容器，分注プローブの洗浄に使う洗剤の量や水の消費が多く、ランニングコストが高くなる。従って、分析すべき試料の数（量）が少ないときには処理能力を小さくし、分析すべき試料の数（量）が多くなったときに処理能力を大きくできれば、ランニングコストを低減できる。
【００２１】
分析すべき試料の数（量）は、季節により変化する。例えば、冬は風邪がはやるため、夏に比べて患者の数が多くなり、それだけ分析すべき試料の数が増える。また、１週間の間でも月曜日は患者が増え、金曜日はそれほど多くないなど、自動分析装置を使用する病院，検査センターごとに分析すべき試料の数の変化は異なる。このような分析すべき試料の数の変動に応じて、自動分析装置の処理能力を変化させることにより、最もランニングコストの低い、自動分析装置の運転が可能となる。反応テーブルの回転方向（すなわち処理能力）は、朝、装置を立ち上げるときに、操作者が今日は、どちらに回すかを判断して、制御用コンピュータに回転方向を入力することによって決定しても良い。その場合は、自動分析装置立ち上げ時に、反応テーブルの回転方向をどのようにするか操作者に確認する画面がコンピュータのディスプレイ上に現れ、キーボードで操作者が回転方向を入力して決定する。また、分析すべき試料の数の変動を統計的に求めたデータがあれば、そのデータに基づき、例えば、月曜日は処理能力を高くするため反応テーブルを時計回りにするが、金曜日は、反時計回りにするなど、予め設定しておくことで、操作者が朝にいちいち判断しなくてすむようにすることもできる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明によれば、ほぼ同一構成の装置で分析処理能力の異なる自動分析装置を実現し、施設側のニーズに応じた自動分析装置をタイムリーに提供することができる。また、ほぼ同一構成の装置を大量に生産することで、生産コストを低減し、信頼性の高い自動分析装置を安価に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された自動分析装置の一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明が適用された自動分析装置の一実施例における反応容器への試料および試薬の分注位置を示す説明図である。
【図３】反応テーブルの動作手順を示す説明図である。
【図４】本発明が適用された自動分析装置の別の実施例における反応容器への試料および試薬の分注位置を示す説明図である。
【符号の説明】
１…試料容器、２…サンプルディスク、３…サンプルディスク駆動機構、４…試薬ディスク、５…試薬ディスク駆動機構、６…反応容器、７…反応テーブル、８…反応テーブル駆動機構、９…試料分注機構、１０…試薬分注機構、１１…撹拌機構、１２…洗浄機構、１３…光度計、１４…制御部、１５…情報記憶部、１６…表示部、１７…入力部、１８…インターフェース、１００…分析部、200…制御系。

Claims

試薬と試料を混合する反応容器を、回動可能な反応テーブル上に配置した自動分析装置において、
前記反応テーブルを回動させる駆動機構と、該駆動機構を制御する制御機構を備え、
該制御機構は、
前記反応テーブルを常に正転方向、または逆転方向に回転させた場合でも、
各動作サイクル毎の反応テーブルの所定の順番での停止位置が同じになるように制御するとともに、
自動分析装置の立ち上げ時に、予め設定された前記反応テーブルの回動方向にて該自動分析装置が運転されるよう制御することを特徴とする自動分析装置。
請求項１記載の自動分析装置において、
前記反応テーブルの回動方向を、予め定められたパターンに従い、１日単位以上の単位で自動的に変更する変更手段を備えたことを特徴とする自動分析装置。
請求項１記載の自動分析装置において、
前記反応テーブルの回動方向を前記制御機構に指示するための入力画面を表示する表示手段を備えたことを特徴とする自動分析装置。