JP4410506B2 - 自動分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば血液や尿等のサンプルを分析するために使用される自動分析装置に関する。

従来、例えば血液や尿等のサンプルを分析するために自動分析装置が使用されている。例えば、特許文献１では、自動分析装置に使用される分注装置が開示されている。この分注装置は、サンプルを吸引、吐出する分注手段を有する。この分注手段は、吸排作動する分注ポンプを有する。この分注ポンプには、サンプルを吸引、吐出する分注ノズルが管路を介して連結されている。

ところで、自動分析装置では、分注ノズルでサンプルを吸引する際に、フィブリンなどの異物により分注ノズルが詰まってしまう場合がある。この場合には、正確な量のサンプルを吸引、吐出できない。このため、分注ノズルの詰まりによる分注異常を検知して何らかのエラー警報を発する必要がある。

分注ノズルの詰まりによる分注異常を検知するために、特許文献１の分注装置では、管路内の圧力を検出する圧力センサが管路に配設されている。この圧力センサには、圧力センサの出力に基づいて分注ノズルの詰まりを判別する判別手段が接続されている。この判別手段は、分注ノズルによるサンプル吸引動作終了後かつサンプル吐出動作開始前の所定のタイミングにおける圧力と、所定の圧力とを比較する。そして、所定のタイミングにおける圧力が所定の圧力よりも低いときに、分注ノズルが詰まったと判別する。この場合には、操作者又はサービスマンに対してエラー警報を発する。

特許文献２の自動分析装置では、特許文献１の判別手段とは異なった判別手段が使用されている。この判別手段では、まず、基準液体の分注時の圧力データを圧力センサにより検知して第１の圧力データとする。また、所定液体の分注時の圧力データを圧力センサにより検知し、第２の圧力データとする。そして、第１の圧力データと第２の圧力データとを比較して分注異常を検知する。

自動分析装置では、分注ノズルの詰まり以外の様々な原因により分注異常が発生する。このような分注異常を検知するために、特許文献３の自動分析装置では、容器内のサンプルの液面高さを利用している。

特許文献３の分注ノズル（プローブ）は、分注制御部により制御され、パルスモータによって上下に駆動される。分注ノズルには、液面を検知するための液面センサが配設されている。パルスモータと液面センサとを利用して、液面検知部によって液面高さを検知する。即ち、分注ノズルの液面センサがサンプルの液面を検知するまでのパルスモータのパルス数から分注ノズルの下降距離を検知して液面高さを計算する。液面高さは液面記憶部に記憶される。同一サンプルの次回の分注時、液面検知部により検出されたサンプルの液面高さと液面記憶部に記憶されている前回の液面高さとを比較判断部によって比較する。比較判断部は、液面高さの変化量から前回のサンプルの分注量を計算し、分注の正否を判断する。
特開平１１−８３８６８号公報 特許第２５７７３４３号 特開平９−１２７１３６号公報

分注されるサンプルには様々な種類、特性があり、一瞬の異常圧力や、経時的な変化による異常圧力が発生して、分注ノズルによるサンプルの吸引、吐出量が変化する可能性がある。しかし、特許文献１及び２の分注装置は、分注時に圧力センサにより検知された圧力が所定の閾値を越えたときにのみ分注異常と判断する構成となっている。このため、一瞬の異常圧力や経時的な変化による異常圧力を分注異常であると判別することは困難である。

分注異常を判別できなかった場合には、エラー警報は発せられない。このため、異常な分析データが得られる可能性がある。この場合、分析データに異常があると思われても、操作者又はサービスマンがその原因が異常圧力にあることを究明することは困難である。

また、自動分析装置では様々な原因により分注異常が発生するため、特許文献３のように分注異常を判別するための様々な手段が使用されている。しかしながら、分注異常の原因によっては分注異常と判断されない場合がある。

例えば、容器内のサンプルや試薬を吸引するためにその液面を正確に検知する必要がある。しかし、何らかの原因で液面検知手段が正常に機能せず、液面の高さを誤って検知してしまう場合がある。しかしながら、その原因によっては液面を誤検出したことを判別することができず、エラー警報が発せられない場合がある。このような場合には、異常な分析データが得られる可能性がある。この場合、分析データに異常があると思われても、操作者及びサービスマンがその原因が液面検知手段による液面の誤検知であると究明することは困難である。

さらに、自動分析装置では、分注異常以外の様々な作動異常により異常な分析データが得られる可能性がある。しかしながら、その原因によっては作動異常と判断されない場合がある。

例えば、分注されたサンプルを適切に分析するために、サンプルを恒温する恒温槽を適切に温度制御する必要がある。何らかの原因により温度異常が発生し、それを検出できなかった場合には、異常な分析データが得られる可能性がある。この場合、分析データに異常があると思われても、操作者又はサービスマンがその原因が恒温槽の温度異常であると究明することは困難である。

本発明は、上記課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、異常な分析データが得られた場合に、操作者又はサービスマンがその原因を容易に推測することが可能な自動分析装置を提供することである。

請求項１の発明は、吸排ポンプへと接続され前記吸排ポンプの吸排作動によりサンプル又は試薬を反応容器に分注する分注ノズルを有する分注ユニットと、前記反応容器中のサンプルを分析して分析データを得る分析ユニットと、前記分注ユニットの管路内の圧力情報、サンプル容器内のサンプル液面及び試薬容器内の試薬液面のうち少なくとも一方の液面高さ情報、前記反応容器を恒温する恒温槽の温度及び室温を含む温度情報のうち少なくとも一つの情報をハード情報として検知する検知ユニットと、前記サンプルの分析データと前記ハード情報とを関連づけて記憶する記憶ユニットと、前記記憶ユニットに記憶された前記サンプルの分析データと前記ハード情報とを夫々時系列データとしてグラフ化して同一画面上に表示する閲覧ユニットと、を具備することを特徴とする自動分析装置である。

請求項２の発明は、前記検知ユニットは、前記分注ユニットの管路内の圧力を測定する圧力検知手段を有することを特徴とする請求項１の自動分析装置である。

請求項３の発明は、前記検知ユニットは、前記分注ノズルによる分注の際に、前記サンプル容器内のサンプルの液面高さを検知するサンプル液面検知手段を有することを特徴とする請求項１の自動分析装置である。

請求項４の発明は、前記検知ユニットは、前記分注ノズルによる分注の際に、前記試薬容器内の試薬の液面高さを検知する試薬液面検知手段を有することを特徴とする請求項１の自動分析装置である。

請求項５の発明は、前記検知ユニットは、前記恒温槽の温度を検知する温度検知手段を有することを特徴とする請求項１の自動分析装置である。

請求項６の発明は、前記検知ユニットは、室温を検知する室温検知手段を有することを特徴とする請求項１の自動分析装置である。

請求項７の発明は、前記閲覧ユニットは、前記記憶ユニットに記憶された前記サンプルの分析データと前記ハード情報とを表示する表示手段と、前記表示手段を操作するための入力手段と、を有し、前記サンプルの分析データと、当該サンプルの分析データに関連づけられた前記ハード情報であって前記入力手段からの入力によって選択されたハード情報と、を表示させることを特徴とする請求項１の自動分析装置である。
請求項８の発明は、前記閲覧ユニットは、前記サンプルの分析データと前記ハード情報とを、同一のグラフ上に重ねて表示することを特徴とする請求項１の自動分析装置である。
請求項９の発明は、前記閲覧ユニットは、前記サンプルの分析データと前記ハード情報とを、複数のグラフ上に夫々表示することを特徴とする請求項１の自動分析装置である。

本発明によれば、異常な分析データが得られた場合に、操作者又はサービスマンがその原因を容易に推測することが可能である。

以下、本発明の一実施形態を図１乃至５を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態の自動分析装置２の概略構成を示す説明図である。本実施形態の自動分析装置２は、サンプルを分注するための分注ユニットを有する。

この分注ユニットは、サンプルを吸引、吐出する分注ノズル４を有する。この分注ノズル４の後端部は、第１の管路６の先端部に接続されている。この第１の管路６の後端部には、吸排作動を行う吸排ポンプ８が接続されている。この吸排ポンプ８には、吸排ポンプ８を駆動するポンプ駆動手段１０が配設されている。本実施形態では、吸排ポンプ８はシリンダポンプであり、ポンプ駆動手段１０はピストンを駆動する。

吸排ポンプ８には、第２の管路１２の先端部が接続されている。この第２の管路１２の後端側には、第２の管路１２を開閉する電磁弁１４が配設されている。第２の管路１２の電磁弁１４より後端側には、洗浄水ポンプ１６が配設されている。さらに、第２の管路１２の後端部には、洗浄水を収容する洗浄水タンク１８が配設されている。洗浄水ポンプ１６は、電磁弁１４が開いている場合に、洗浄水タンク１８に収容されている洗浄水を第２及び第１の管路１２，６を介して分注ノズル４に送る構成となっている。

分注ノズル４には、分注ノズル４を移動するノズル駆動手段２０が配設されている。このノズル駆動手段２０は、分注ノズル４を水平に移動して所定の位置に位置決めした後、分注ノズル４を垂直方向に移動させる構成となっている。なお、ノズル駆動手段２０は、分注ノズル４を垂直方向に移動させているときにクロック信号を発する図示しないクロック信号発生手段を有する。

分注ノズル４が位置決めされる位置として、洗剤位置Ｓ１が存在する。この洗剤位置Ｓ１には、分注ノズル４を洗浄するための洗剤が収容される洗剤カップ２２が配置される。また、サンプル位置Ｓ２には、サンプルが収容されるサンプルカップ２４が配置される。分注位置Ｓ３には、分注されたサンプルを収容する分注カップ２６が配置される。洗浄位置Ｓ４には、分注ノズル４から吐出される洗浄水を受ける洗浄カップ２８が配置される。試薬位置Ｓ５には、試薬が収容されている試薬カップ３０が配置される。

また、自動分析装置２は、分注カップ２６に収容されたサンプルを分析して分析データを得る分析ユニット３２を有する。この分析ユニット３２は、分注カップ２６に収容されたサンプルを恒温する図示しない恒温槽を有する。また、分析ユニット３２は、分析データを記憶する記憶ユニット３４に接続されている。

そして、自動分析装置２は、分注ユニットによる分注又は分析ユニットによる分析における作動状態を検知する検知ユニットを有する。この検知ユニットは、第２の管路１２内の圧力を測定する圧力検知手段３６を有する。この圧力検知手段３６は、吸排ポンプ８と電磁弁１４との間で第２の管路１２に接続されている。

図２に圧力検知手段３６の詳細を示す。圧力検知手段３６は、第２の管路１２に接続されている圧力センサ４８を有する。この圧力センサ４８は、圧力センサ４８からの出力を増幅する増幅回路５０に接続されている。この増幅回路５０は、圧力を検知する検知回路５２に接続されている。この検知回路５２は、増幅回路５０からの出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器５４やＣＰＵ等を有する。

再び図１を参照すると、サンプルカップ２４内のサンプル又は試薬カップ３０内の試薬の液面高さを検知する液面検知手段（サンプル液面検知手段、試薬液面検知手段）３８が分注ノズル４に接続されている。この液面検知手段３８は、分注ノズル４に配設されている図示しない液面センサを有する。

さらに、検知ユニットは、分析ユニット３２の恒温槽の温度を測定する温度検知手段４０を有する。また、検知ユニットは、室温を検知して室温データを得る室温検知手段４２を有する。

上記した圧力検知手段３６、液面検知手段３８、温度検知手段４０及び室温検知手段４２は、分析ユニット３２に接続されている上記した記憶ユニット３４に接続されている。記憶ユニット３４は、圧力、サンプル液面高さ、試薬液面高さ、恒温槽温度及び室温といったハード情報を分析データと関連づけて記憶する構成となっている。

記憶ユニット３４には、関連づけて記憶された分析データとハード情報とを閲覧するための閲覧ユニットが接続されている。本実施形態では、閲覧ユニットは、関連づけて記憶された分析データとハード情報とを表示する表示手段４４と、表示手段４４を操作する入力手段４６とを有する。

表示手段４４の表示画面の構成を図３に示す。表示画面の一方のグラフには、分析データ、恒温槽温度及び室温が表示されている。他方のグラフには、圧力が表示されている。これらのデータは、横軸を時刻として表示されている。入力手段４６を操作することにより、サンプル液面高さ及び試薬液面高さを表示することも可能である。

次に、上記構成の本実施形態の自動分析装置の作用について説明する。サンプル駆動手段により分注ノズル４を水平方向に移動して、分注ノズル４をサンプル位置Ｓ２に位置決めする。さらに、ノズル駆動手段２０により分注ノズル４を垂直方向下向きに移動する。分注ノズル４は、分注ノズル４の液面センサがサンプルの液面を検知した後、所定の距離だけさらに下降されて停止される。

分注ノズル４が下降されているとき、下降の開始から液面センサによる液面の検知までの間、クロック信号発生装置によりクロック信号が発生される。発生されたクロック信号を積算することにより、分注ノズル４の下降距離が計算される。この下降距離からサンプルカップ２４内のサンプルの液面高さが計算される。

電磁弁１４を閉じた後、ポンプ駆動手段１０を駆動して吸排ポンプ８を所定の量だけ吸引作動させる。すると、分注ノズル４にサンプルカップ２４内のサンプルが吸引される。

再びノズル駆動手段２０を駆動して、分注ノズル４を垂直方向上向きに移動する。そして、分注ノズル４を水平方向に移動して、分注位置Ｓ３に位置決めする。この後、ポンプ駆動手段１０を駆動して吸排ポンプ８を排出作動させる。すると、分注ノズル４内のサンプルが分注カップ２６に吐出される。

以上の分注作動において、圧力検知手段３６は第２の管路１２内の圧力を検知する。圧力センサ４８からの出力は増幅回路５０によって増幅され、増幅回路５０からの出力はＡ／Ｄ変換器５４によってデジタル信号に変換される。このようにして第２の管路１２内の圧力が検知される。

さらに、分注位置Ｓ３にある分注ノズル４を洗浄位置Ｓ４に位置決めする。この後、電磁弁１４を開いて第２の管路１２を開状態にする。洗浄水ポンプ１６を駆動して、洗浄水タンク１８内に収容されている洗浄水を第２の管路１２、吸排ポンプ８及び第１の管路６を介して分注ノズル４に送る。洗浄水を分注ノズル４から洗浄カップ２８に排出することにより分注ノズル４の洗浄を行う。

必要ならば、洗剤を使用して分注ノズル４の洗浄を行う。即ち、分注ノズル４を洗剤位置Ｓ１に位置決めした後、垂直方向下向きに移動する。分注ノズル４は、分注ノズル４の液面センサが洗剤の液面を検知した後、所定の距離だけさらに下降されて停止される。電磁弁１４を閉じた後、ポンプ駆動手段１０を駆動して、分注ノズル４に洗剤カップ２２内の洗剤を吸引する。分注ノズル４を垂直方向上向きに移動した後、洗浄位置Ｓ４に位置決めし、上記した洗浄作動を行う。

さらに、ノズル駆動手段２０により分注ノズル４を水平方向に移動して、試薬位置Ｓ５に位置決めする。サンプルの分注作動と同様に、試薬を分注カップ２６に分注する。この際、試薬液面高さが検知される。この後、上記した分注ノズル４の洗浄作動を行う。

分注カップ２６に分注されたサンプルは、分析ユニット３２によって分析される。この際、分注カップ２６は恒温槽内に保持される。分析の結果、分析データが得られる。また、恒温槽の温度すなわち恒温層内に保持された分注カップ２６の温度は、温度検知手段４０によって検知される。この分注カップ２６は、サンプル又は試薬を分注する反応容器を形成する。

さらに、室温が室温検知手段４２によって検知される。

このような分注ユニットによる分注と分析ユニット３２による分析とを繰り返す。繰り返される各作動において、分析ユニット３２によって得られる分析データ、液面検知手段３８によって検知されるサンプル液面高さ及び試薬液面高さ、圧力検知手段３６によって検知される圧力、温度検知手段４０によって検知される恒温槽温度、及び、室温検知手段４２によって検知される室温は、記憶ユニット３４に関連づけて記憶される。

入力手段４６を操作することにより、所定の回の分注、分析作動における分析データ、恒温槽温度、室温、圧力、サンプル液面、及び／又は、試薬液面を選択して表示させる。分析データが異常だと考えられる場合には、表示されたハード情報に基づいて原因を究明する。

図３に正常な分析データ、恒温槽温度、室温及び圧力の一例を示す。分注ノズルによるサンプルの吸引、吐出が正常に行われた場合には、圧力は、吸引時に所定の量だけ負圧となり、排出時に所定の量だけ正圧となる。また、洗浄時には大きな正圧となる。

図４に異常な分析データの一例を示す。分析データはフラットであり明らかに異常である。この場合、圧力を参照すれば、分注ノズル４によるサンプルの吸引、吐出において、正常な吸引、吐出と比較して、吸引時には僅かな量だけしか負圧となっておらず、排出時にも僅かな量だけしか正圧となっていないことが理解される。即ち、サンプルの吸引、吐出において異常が発生し、分注カップにサンプルが分注されなかったことが理解される。さらに、洗浄も行われていないことから、分注異常は分注ノズルの詰まりが原因であると推測される。

ここで、洗浄が行われていれば、サンプルの吸引時にサンプルカップ２４内のサンプルの液面が分注ノズル４の先端部よりも下にあったために分注異常が生じたと推測することも可能である。これは、サンプル液面高さを表示することによって確かめることができる。

図５に異常な分析データの別の一例を示す。分析データは正常な分析データよりも立ち上がりが急になっている。ここで正常な分析データは破線で示されている。恒温槽温度を参照すれば、恒温槽温度が正常な場合よりも高くなっていることが理解される。即ち、恒温槽に異常が発生したために、分析データに異常が生じたと推測することができる。また、分析データが正常な分析データよりも立ち上がりが鈍くなっている場合がある。恒温槽温度を参照し、恒温槽温度が正常な場合よりも低くなっている場合には、恒温槽に異常が発生したために、分析データに異常が生じたと推測することができる。

このようにして、分析データの異常は、サンプルの性質に由来するものではなく、自動分析装置の作動不良に由来するものであると究明される。

そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。即ち、本実施形態では、分注ユニット及び分析ユニット３２による各分注、分析操作において、分析ユニット３２によって得られる分析データ、液面検知手段３８によって検知されるサンプル液面高さ及び試薬液面高さ、圧力検知手段３６によって検知される分注ノズルの作動圧力、温度検知手段４０によって検知される恒温槽温度、及び、室温検知手段４２によって検知される室温を、記憶ユニット３４に関連づけて記憶する。そして、入力手段４６を操作することにより、恒温槽温度、室温、圧力、サンプル液面高さ及び試薬液面高さを分析データと関連づけて表示することができる。このため、異常な分析データが得られた場合に、操作者又はサービスマンはその原因を容易に究明することが可能である。

なお、本実施形態では、液面検知手段３８、圧力検知手段３６、温度検知手段４０及び室温検知手段４２を使用しているが、これらを任意に組み合わせて使用することが可能である。

次に、本出願の他の特徴的な技術事項を下記の通り付記する。
記
（付記項１） 分注装置の配管内の圧力を計測する圧力センサから得られる試料の吸引・吐出時の配管内の圧力値と、その動作によって得た分析データとを関連付けて記憶装置に記憶し、その記憶装置に記憶された情報を閲覧することができることを特徴とする分析装置。

（付記項２） サンプル及び試薬の液面を検出する液面検知装置が液面を検出することによって得られるサンプル及び試薬の液面の高さと、その液面検知後の分注動作によって得た分析データとを関連付けて記憶装置に記憶し、その記憶装置に記憶された情報を閲覧することができることを特徴とする分析装置。

（付記項３） サンプルを反応容器に吐出した時点から分析結果が出るまでの間の、反応容器を恒温する恒温液の温度と、室温をその分析データと関連付けて記憶装置に記憶し、その記憶装置に記憶された情報を閲覧することができることを特徴とする分析装置。

本発明は、異常な分析データが得られた場合に、操作者又はサービスマンがその原因を容易に推測することが可能な、例えば血液や尿等のサンプルを分析するために使用される自動分析装置を提供する。

本発明の一実施形態の自動分析装置を示す説明図。 本発明の一実施形態の自動分析装置の圧力検知手段を示す説明図。 本発明の一実施形態の自動分析装置の表示手段の表示画面の構成及び正常な分析データの一例を示す説明図。 本発明の一実施形態の自動分析装置の表示手段の表示画面の構成及び異常な分析データの一例を示す説明図。 本発明の一実施形態の自動分析装置の表示手段の表示画面の構成及び異常な分析データの別の一例を示す説明図。

符号の説明

２…自動分析装置、４…分注ノズル、８…吸排ポンプ、３２…分析ユニット、３４…記憶ユニット、３６，３８，４０，４２…検知ユニット、４４、４６…表示ユニット。

Claims (9)

1. 吸排ポンプへと接続され前記吸排ポンプの吸排作動によりサンプル又は試薬を反応容器に分注する分注ノズルを有する分注ユニットと、
   前記反応容器中のサンプルを分析して分析データを得る分析ユニットと、
   前記分注ユニットの管路内の圧力情報、サンプル容器内のサンプル液面及び試薬容器内の試薬液面のうち少なくとも一方の液面高さ情報、前記反応容器を恒温する恒温槽の温度及び室温を含む温度情報のうち少なくとも一つの情報をハード情報として検知する検知ユニットと、
   前記サンプルの分析データと前記ハード情報とを関連づけて記憶する記憶ユニットと、
   前記記憶ユニットに記憶された前記サンプルの分析データと前記ハード情報とを夫々時系列データとしてグラフ化して同一画面上に表示する閲覧ユニットと、
   を具備することを特徴とする自動分析装置。
2. 前記検知ユニットは、前記分注ユニットの管路内の圧力を測定する圧力検知手段を有することを特徴とする請求項１の自動分析装置。
3. 前記検知ユニットは、前記分注ノズルによる分注の際に、前記サンプル容器内のサンプルの液面高さを検知するサンプル液面検知手段を有することを特徴とする請求項１の自動分析装置。
4. 前記検知ユニットは、前記分注ノズルによる分注の際に、前記試薬容器内の試薬の液面高さを検知する試薬液面検知手段を有することを特徴とする請求項１の自動分析装置。
5. 前記検知ユニットは、前記恒温槽の温度を検知する温度検知手段を有することを特徴とする請求項１の自動分析装置。
6. 前記検知ユニットは、室温を検知する室温検知手段を有することを特徴とする請求項１の自動分析装置。
7. 前記閲覧ユニットは、前記記憶ユニットに記憶された前記サンプルの分析データと前記ハード情報とを表示する表示手段と、前記表示手段を操作するための入力手段と、有し、前記サンプルの分析データと、当該サンプルの分析データに関連づけられた前記ハード情報であって前記入力手段からの入力によって選択されたハード情報と、を表示させることを特徴とする請求項１の自動分析装置。
8. 前記閲覧ユニットは、前記サンプルの分析データと前記ハード情報とを、同一のグラフ上に重ねて表示することを特徴とする請求項１の自動分析装置。
9. 前記閲覧ユニットは、前記サンプルの分析データと前記ハード情報とを、複数のグラフ上に夫々表示することを特徴とする請求項１の自動分析装置。

Images