JP6214360B2 - 待機モードにおける自動分析装置の運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、体外診断の分野に属し、中央制御ユニット及び待機制御ユニットを備える自動分析装置と該分析装置の待機モードにおける一時的な省エネルギー運転方法に関する。

血液、血漿、血清又は尿などの体液サンプル、又は他の生物学的サンプルにおける生理学的パラメータを決定する多数の検出及び分析方法は、昨今、適切な分析装置で自動的に実行される。

現在の分析装置は、多様な種々の検出反応及び分析を多様なサンプルで実行することができる。臨床検査室又は血液銀行で使用されているような従来の分析装置は通常、分析する１次サンプルを含むサンプル容器を供給する区域を有する。サンプル容器を分析装置に供給するために、通常は搬送システムが提供され、このシステムは最初に、サンプル容器に取り付けられたサンプル固有の情報を検出するサンプル識別装置へサンプル容器を搬送し、その情報を記憶ユニットに伝送する。サンプル容器はその後、サンプル取り出しステーションへと搬送される。サンプルピペッティング装置を用いて、上記位置にてサンプル容器から少なくともアリコートのサンプル液を取り出し、反応容器内に移送する。

反応容器は、一般に、分析装置のキュベット収容器内に保管され、該収容器から確定したテークアップ位置へ自動的に移送される、使い捨てのキュベットである。ただし、次の使用前に洗浄することによって何回もキュベットを使用する装置もある。様々な検査固有の反応混合物を提供するために必要な試薬は、試薬ステーションに保管された試薬容器内に位置している。試薬容器は自動的に、又は手動で分析装置に供給される。

試薬ステーションは、試薬の貯蔵寿命を可能な限り長く確保するために、通常は冷却ユニットを備える。アリコートの１つ又は複数の試薬を、多くの場合ヒータを有する試薬ピペッティング装置を用いて、検査するサンプルが既に位置している反応容器内へ、移送する。試薬をサンプルに添加することによって起こる生化学反応のタイプに応じて、反応混合物のインキュベーション時間の長さを変える必要がある場合がある。いずれの場合も、反応混合物を含む反応容器は最終的に、反応混合物の物理特性を測定する測定システムへ供給される。

光度測定（例えば濁度測定、比濁測定、蛍光測定、又は照度測定）又は放射測定の原理に基づく測定システムが殊に広く使用されている。これらの方法により、追加の分離ステップを設けずとも、液体サンプル中の分析物の定性検出及び定量検出が可能である。例えば分析物の濃度又は活性のような臨床的に関連のあるパラメータは、多くの場合、患者の体液のアリコートを反応容器内で１つ又は複数の検査試薬と同時又は順次に混合し、その結果、検査混合物の光学的特性に測定可能な変化をもたらす生化学反応が起こることによって、測定される。

この後、測定システムは測定結果を記憶ユニットに伝送し、これを評価する。そして、分析装置が、例えばモニタ、プリンタ又はネットワーク接続のような出力媒体によってサンプル固有の測定値を使用者に提供する。

上記基本的機能に加えて、自動分析装置は、例えばピペッティング装置を駆動するステッパモータ、キュベット把持部又は他の可動装置、温度センサ、圧力センサ、動作センサ、液体レベル検出器、発熱素子、換気装置、光源などの多数のその他の構成要素を備える。自動分析装置のすべての構成要素及び機能の非常に複雑な相互作用は、中央制御ユニットで制御され、これは通常、記憶媒体、計算ユニット、モニタ及びキーボードを有するパソコンの形態である。

これらの機能及び構成要素をすべて運転するために、自動分析装置には電気エネルギーを供給する必要がある。したがって特に、検査を実行していないが待機状態である場合の分析装置の消費電力が問題となる。分析装置を使用していない場合、すなわち、分析が不要である場合は、従来、分析装置を待機モードに入れるのが普通である。この場合、消費電力を低減するために、例えば可動装置、ヒータ又は光源などの装置の様々な機能のスイッチが切られ、中央制御ユニットが内的休止モードになる。

しかし、スイッチを切る分析装置の構成要素が多ければ多いほど、運転モードへの再起動に時間を要することが欠点である。運転モードへの再起動にかかる時間は可能な限り短くする必要がある。このため、緊急のサンプルを処理するために常時準備していなければならない臨床ラボラトリでは特に、装置を迅速に再起動できるように、装置の電子機器をすべて通電状態にしておくことが普通である。中央制御ユニットは、通常はパソコンとして設計されており、いずれの場合も通電したままである。これらの結果、使用していない場合でも装置の消費電力は多い。

本発明の目的は、待機モードにおいて、消費電力を大幅に低減して自動分析装置を運転できるようにする方法と、さらに、運転モードへ可能な限り迅速に再起動できるようにする方法を、提供することにある。

上記目的は、待機制御ユニットを設けた自動分析装置及び次のステップを含む方法によって達成される。
待機制御ユニットを起動するステップ、
自動分析装置において設定されているシステム状態の少なくとも１つを中央制御ユニットに記憶するステップ、
中央制御ユニットを停止するステップ。

好ましくは、上記方法において、待機制御ユニットが、予め決めた対象値の逸脱がないか、待機モード中に１以上の運転パラメータを監視する。

本発明は、上記の本発明による方法を使用して、待機モード中の自動分析装置で運転モードを再開する方法にも関連する。この運転モード再開方法は、好ましくは、次の追加ステップを含む。
中央制御ユニットを再起動するステップ、
待機制御ユニットが監視していた運転パラメータを中央制御ユニットにロードするステップ。

本発明は、中央制御ユニットを完全に停止することが可能であれば、不使用期間中の消費電力を抑制できるという発想に基づく。このために、中央制御ユニットから独立させた専用の待機制御ユニットを設けている。この待機制御ユニットは分析を制御する必要がないので、中央制御ユニットよりも本質的に簡素で電力を節約可能な設計にすることができる。ただし、中央制御ユニットのスイッチを切ると、システム状態、すなわちシステムの個々の構成要素又は機能ユニットの状態が失われてしまうので不都合である。これら状態は、システムの再起動時に複雑な手順によって最初に設定し直さなければならず、したがって、再起動にかかる時間が大幅に長くなってしまう。そこで、中央制御ユニットを止める前にシステム状態を記憶し、中央制御ユニットを停止すると共に待機制御ユニットを起動する。

用語「中央制御ユニット」は、自動分析装置がいわゆる運転モードにある場合に、当該装置のすべての機能ユニットを制御するように構成された制御ユニットを意味する。運転モードでは、装置の全機能ユニットは活動中であるか、又は少なくとも即時使用可能である。中央制御ユニットはパソコンとして設計することが好ましい。

用語「待機制御ユニット」は、自動分析装置がいわゆる待機モードである場合に、当該装置のすべての機能ユニットのサブセットのみを制御するように構成された制御ユニットを意味する。待機モードでは、自動分析装置の全機能ユニットのサブセットのみが活動中であり、全体として装置は即時に使用することができない。すなわち、即時に分析を実行することはできない。待機制御ユニットは、プリント回路基板に組み込まれて自動分析装置の機能ユニットのサブセットのみに接続された、プログラマブルマイクロコントローラ又はデジタル制御モジュールとして設計することが好ましい。

好ましくは、中央制御ユニットを有する自動分析装置は、中央制御ユニットが停止した後に、予め決めた対象値の逸脱がないか、１以上の運転パラメータを監視するように構成された待機制御ユニットを、備えている。

例えば、待機モード中、予定の温度範囲内に維持されているかどうか、冷却ユニットの温度をチェックすることができる。関連するセンサで、待機モード中にハウジング部品が開けられたか否かをチェックすることもできる。可能性のある対象値の逸脱を待機制御ユニットが記憶し、再起動中に中央制御ユニットへ伝達する。これにより、該逸脱がさらに処理され、この認定された逸脱に基づいて、記憶してあるシステム状態の妥当性をチェックすることができる。

待機制御ユニットは、好ましくは、中央制御ユニットを電圧源から切り離す電気スイッチを制御する。この電源断は、待機モードへの遷移中、中央制御ユニットを停止する過程において行われる。

近年の自動分析装置は、多くの場合、分析に使用する試薬の冷却ユニットを備えている。好ましくは、待機制御ユニットは、その冷却ユニットも動作状態にする。これによると、分析を実行していないとき（例えば終夜）、試薬を取り出しておく必要がない。試薬は装置内に残して待機モード中に冷却し続けることができる。当該試薬は、再起動に伴い即座に使用可能である。

既述のように、多くの場合、自動分析装置はサンプル及び試薬の一方又は両方の保管部をさらに備える。これらは通常、分析に使用するサンプル及び試薬を含んでいる。この場合、中央制御ユニットは、自動処理が可能であるように、どのサンプル及びどの試薬が保管部のどの位置に保管されるかを知っている必要がある。したがって、一例として、中央制御ユニットに記憶するシステム状態は、サンプル及び試薬の少なくともいずれかの保管部の装填状態である。再起動時、すなわち待機モードから運転モードへの遷移中に、待機制御ユニットから中央制御ユニットへ、逸脱のあった装填状態をロードすることが可能である。これを実行しない場合、各試薬容器を個別に自動的に取り出し、例えばそれらに印刷されているバーコードを読み出すことを実行して、当状態をはるかに多大な労力をはらって設定し直すことが必要となり、再起動プロセスを大幅に遅滞させることになる。

自動分析装置は、多くの場合、消耗品及び廃棄物の一方又は両方の保管部をさらに備えている。反応容器及びピペットチップは、装置の適切な保管収容器に大量に保管され、１回の使用で廃棄物収容器に入れて廃棄される典型的な消耗品である。したがって、中央制御ユニットに記憶されるシステム状態は、好ましくは、例えば反応容器又はピペットチップのような消耗品の保管収容器及び廃棄物収容器の少なくともいずれかの装填状態である。再起動時、すなわち待機モードから運転モードへの遷移中に、待機制御ユニットから中央制御ユニットへ、逸脱のあった装填状態をロードすることができる。これによって、再起動時に消耗品及び廃棄物の状態をチェックする必要がなくなる。

待機制御ユニットの起動後、使用者の命令によって能動的に、又は自動分析装置の予め決められた非活動期間の後に、待機モードを開始することができる。使用者が忘れていても待機モードが始まるので、後者の例の方が消費電力を低減可能である。

好ましくは、待機制御ユニットは、予め決めた対象値の逸脱がないか、複数の運転パラメータを監視する。

待機制御ユニットが認識した逸脱は、好ましくは、中央制御ユニットの再起動時に使用者へ提示される。これにより使用者は、例えば試薬が取り出されたのでハウジングが開かれたことが装填状態にとって重大であったとか、生じたことがすべて光学検査であった、ということを評価することができる。使用者はまた、例えば温度逸脱が試薬を交換する必要のないほど小さかったことを、判断することもできる。

この他に、使用者の入力に従ってシステム状態を設定し直すことができる。すなわち、逸脱が、待機制御ユニットに記憶された情報がもはや信頼できなくなるほどのものであった場合に、対応する情報が設定し直される。ただし、これは必須ではない。

本発明に係る利点は、中央制御ユニット及びこの他の、自動分析装置のモータ、弁及びヒータなどのアセンブリ及び機能ユニットを、待機モードで止め、これにより大幅なエネルギーの節約を達成することを可能にする、独立した待機制御ユニットによってもたらされる。この結果、消費電力は、例えば、従来技術で既知のシステムと比較して最大３００Ｗ低減することができる。待機モード中にシステム状態及び状態変化を記憶しておくことにより、システム状態を新たに時間をかけて設定し直すことなく、運転準備が整った状態（運転モード）に復帰することが可能である。待機モード中に、関係のある運転パラメータを監視し、待機モードが終了して自動分析装置を再起動する場合において、使用者が逸脱を評価することにより当該遷移を確実な方法で実施することが可能である。

本発明を次の図面に基づいて詳細に説明する。
運転モードにある自動分析装置の略図。 待機モードにある自動分析装置の略図。

図１及び図２において同機能の要素には同じ参照符号が付けられている。

図１は、自動分析装置１の設計を概略的に示す。給電線は図１の左手領域に単線を使用して図示され、データ接続線は右手領域に二重線を使用して図示されている。自動分析装置１は、２２０Ｖ又は１１０Ｖの交流幹線のプラグからの電力供給用にプラグインコネクタ２を有する。プラグインコネクタ２はＡＣハブ４に接続される。ＡＣハブ４は、ＡＣ電圧を給電するように設計された自動分析装置１のシステムに接続される。

これらのシステムは、パソコンとして設計された中央制御ユニット６と、ＤＶＩ又はＶＧＡケーブルとして設計されたグラフィクスデータ接続７によって中央制御ユニットに接続されたモニタ８と、真空ポンプ１０と、具体的には冷媒圧縮機を備えている冷却ユニット１２と、を含む。中でも冷却ユニット１２は、様々な診断検査のために多数の試薬が保管されている試薬保管部（詳細には図示せず）を冷却する働きをもつ。試薬は、必要に応じて取り出しシステム（同様に詳細には図示せず）によって自動的に取り出される。

ＤＣハブ１４がＡＣハブ４に接続されている。ＤＣハブ１４は、ＡＣハブ４からの交流電流を２４ＶのＤＣ電圧に変換する整流器をもつ電源ユニット１６を備える。ＤＣハブ１４は出力ユニット１８をさらに備え、２４ＶのＤＣ電圧を自動分析装置１の各種ＤＣ運転のモジュール２０に送る。

モジュール２０には光度計が含まれる。光度計は分析中に使用され、回転可能に装着されるので、スリップリング２２を介して給電される。モジュール２０には、サンプル、アリコート及び試薬、及び他の要素のための移送システムの電気モータも含まれる。モジュール２０には、例えばハウジングの開放などの自動分析装置の運転状態を監視するセンサもさらに含まれる。自動分析装置１が全体的に運転中である場合、一例では、消費電力が１５００Ｗ程度である。なお、図１では、分かりやすくするために３つのモジュール２０しか図示されていない。

データ側では、自動分析装置１の各種構成要素がデータバス１３によって接続されている。一方では、データバス１３は、制御データを中央制御ユニット６からモジュール２０、真空ポンプ１０、及び冷却ユニット１２へ伝送する。他方では、これらの構成要素からのデータが中央制御ユニット６へ伝送される。データには、これらの構成要素にそれぞれ関連するセンサが検出したセンサデータも含まれる。

自動分析装置１の不使用期間中に、中央制御ユニット６を休止状態にすることができる。ただし、図１に示す全構成要素への給電はそのままの状態である。モジュール２０のいずれもが活動中でなくても、この場合、一例として電流入力は５００Ｗから６００Ｗ程度を維持する。

この電流入力をさらに低減するために、自動分析装置１は待機制御ユニット２４を有する。待機制御ユニット２４は、比較的簡単な設計で電流入力が低い。中央制御ユニット６とは異なり、待機制御ユニット２４はパソコンとして実施されず、連係する記憶媒体とデータバス１３及び電源との適切な接続端子を備えたマイクロコントローラを含むプリント回路基板からなる。待機制御ユニット２４はＤＣハブ１４のハウジング内に集約され、詳細には図示されていない電気スイッチによって、自動分析装置１の個々の構成要素（例えば構成要素６，８，１０，１２）への電力供給を中断することができる。

待機モードは、中央制御ユニット６に対する使用者の入力によって、又は、中央制御ユニット６に設定可能な自動分析装置１の非活動期間の後に、活性化される。この目的において、待機制御ユニット２４がまず起動される。そして、中央制御ユニット６が、各種のシステム状態、具体的には、試薬保管部の装填及び充填状態、廃棄物保管部及び例えばキュベット、ピペット先端などの多様な消耗品の保管部の装填状態を、記憶する。システム運転に必要な情報のあるその他のシステム状態はいずれも含まれ得る。

これに続いて、中央制御ユニット６が停止する。このときの停止は単に休止状態になるのではなくて、このときの中央制御ユニット６は、待機制御ユニット２４によって制御可能な電気スイッチにより、ＡＣハブ４による電圧供給から切り離される。同じことがモニタ８及び真空ポンプ１０にも当てはまる。同様に、２〜３の独立したモジュール２０を除くすべてが、待機制御ユニット２４によって制御可能な電気スイッチによって、ＤＣハブ１４による電圧供給から切り離される。

待機モードについて２に示されている。同図には図１の全構成要素を示してあるが、ただし、給電から切り離されている構成要素は網かけ表示にしてある。２〜３のモジュール２０のみ、具体的には自動分析装置１のハウジングへのアクセスを監視するセンサだけは、ＡＣハブ４、ＤＣハブ１４、冷却ユニット１２及び当然ながら待機制御ユニット２４と同様に活動を維持する。本例の待機制御ユニット２４は、活動を維持する構成要素の動作が待機モードにおいてデータバス１３を介し実行可能なように、設計される。

待機制御ユニット２４は、特定の運転パラメータに関して予め決めた対象値の逸脱について、活動モジュール２０、具体的にはセンサ、及び冷却ユニット１２を監視する。例えば、試薬保管部の開放や温度に関してハウジングを監視する。このとき、待機モードにおけるデータ伝送のためにデータバス１３が使用される。逸脱はいずれも待機制御ユニット２４の記憶媒体に記録される。当プロセスにおいては、逸脱の時間及びタイプが記録される。一例としての当該形態によれば、待機モードの消費電力は、２００から２５０Ｗに制限される。

この後、自動分析装置１は、待機制御ユニット２４に関連したスイッチによる使用者の入力に従って、又は、待機制御ユニット２４において設定可能な期間又は一定時間の経過後に、運転状態へ再起動する。このときには、電源から切り離してあった構成要素へまず電流供給が再開され、中央制御ユニット６が活動を再開する。そして、記憶されたシステム状態が中央制御ユニット６にロードされ、すなわち、直接的に使用可能になり、時間のかかる方法で設定し直す必要がない。

同様に、待機制御ユニット２４が待機モード中に記録した逸脱が、中央制御ユニット６へ伝達される。対象状態の逸脱が生じていた場合は使用者に通知される。したがって、使用者は、システム状態に関する情報の保持について決定することができる。

逸脱が生じていない場合、又は、認識された逸脱を使用者が重要ではないと見なす場合、自動分析装置１は起動済みで運転準備が整っている。すべての関連するシステム状態、すなわち、具体的には現状及び装填状態が、ユニットに記憶されたデータを使用することによって正確に再設定される。これは、すべてを設定し直すよりも大幅な時間短縮になる。

使用者が逸脱を重要と評価した場合は、影響を受けるユニットが状態に応じて初期化されるか、又は、装填が設定し直される。したがって、例えば、試薬を再識別することができ、あるいは、比較的長い間、許容保管温度を超過していた又は該温度に到達していなかった場合、該当試薬を廃棄することができる。

１ 自動分析装置
２ プラグインコネクタ
４ ＡＣハブ
６ 中央制御ユニット
７ グラフィクスデータ接続
８ モニタ
１０ 真空ポンプ
１２ 冷却ユニット
１３ データバス
１４ ＤＣハブ
１６ 電源ユニット
１８ 出力ユニット
２０ モジュール
２２ スリップリング
２４ 待機制御ユニット

Claims (13)

1. 中央制御ユニット（６）と待機制御ユニット（２４）とを備えた自動分析装置（１）を待機モードで運転する方法であって、
   前記待機制御ユニット（２４）を起動するステップと、
   前記自動分析装置（１）において設定されているシステム状態の少なくとも１つを前記中央制御ユニットに記憶するステップと、
   前記中央制御ユニット（６）を停止するステップと、
   を含む方法。
2. 前記待機制御ユニット（２４）により制御可能な電気スイッチによって前記中央制御ユニット（６）を電圧供給から切り離して前記中央制御ユニット（６）を停止する、請求項１に記載の方法。
3. 前記自動分析装置（１）に試薬用の冷却ユニット（１２）が備えられており、
   前記待機制御ユニット（２４）は、前記冷却ユニット（１２）を動作させる、
   請求項１又は請求項２に記載の方法。
4. 前記自動分析装置（１）に少なくともサンプル又は試薬の保管部が備えられており、
   前記システム状態として当該保管部の装填状態を記憶する、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記自動分析装置（１）に少なくとも消耗品又は廃棄物の収容器が備えられており、
   前記システム状態として当該収容器の装填状態を記憶する、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記待機制御ユニット（２４）を、前記自動分析装置（１）の所定の非活動期間の後に起動する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記待機制御ユニット（２４）が、予め決めた対象値の逸脱がないか１以上の運転パラメータを監視する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 請求項７に記載の方法を実行した待機モードにある自動分析装置（１）において運転モードを再開する方法であって、
   前記中央制御ユニット（６）を再起動するステップと、
   前記待機制御ユニット（２４）が監視していた前記運転パラメータを前記中央制御ユニット（６）にロードするステップと、
   を含む方法。
9. 前記運転パラメータの予め決めた対象値の認識された逸脱を使用者に提示する、請求項８に記載の方法。
10. 前記システム状態が、使用者の入力に従って前記中央制御ユニット（６）により設定し直される、請求項９に記載の方法。
11. 中央制御ユニット（６）と待機制御ユニット（２４）とを有する自動分析装置（１）であって、
    前記中央制御ユニット（６）の停止後、予め決めた対象値の逸脱がないか１以上の運転パラメータを監視するように、前記待機制御ユニット（２４）が構成される、
    自動分析装置。
12. 前記待機制御ユニット（２４）が、前記中央制御ユニット（６）を電圧供給から切り離す電気スイッチを制御する、請求項１１に記載の自動分析装置。
13. 試薬の冷却ユニット（１２）が備えられていて、
    前記待機制御ユニット（２４）は、前記冷却ユニット（１２）を動作させるように構成される、
    請求項１１又は請求項１２に記載の自動分析装置。