JP6886243B2 - 自動分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、臨床検査に供される、生体試料中の特定成分の定性・定量分析を行う自動分析装置に関する。

患者の血液、尿等の生体試料中に含まれる成分を分析する臨床検査では、試料と試薬を反応させ、反応液の色の変化を吸光度変化として測定し、目的成分の定性・定量分析をする方式が一般的である。

近年、臨床検査では検査結果の妥当性を証明することが要求されている。そのために、検査工程の自動化が普及した現在の臨床検査室では、検査に用いられる自動分析装置の個々の測定プロセスを検証することができる仕組みが求められている。

自動分析装置の測定プロセスにおいて、試料や試薬の分注に関する動作は非常に重要である。

例えば、試料分注動作は、試料容器からの試料吸引動作、反応容器への試料吐出動作、洗浄槽での試料分注ノズル洗浄動作、各動作間のノズル移動動作から構成される。これらの動作は、試料分注機構によって行われ、特に試料分注機構を構成する試料分注ノズルの先端の状態を観察することが重要である。

特許文献１には、試験管の上方でノズル先端を撮像するカメラを備え、ノズル先端開口付近の画像を取得し、ノズルに液体を吸入・吐出させるポンプの作動を制御し、液垂れの発生を防止する技術が開示されている。

特開２００５−２２７１０３号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術において、上記カメラはＺ軸アームに配置されているものの、ノズルを下降させるＺ軸方向移動手段とは独立した位置に配置されている（特許文献１の図１において下降途中のノズル先端はカメラから相当程度離れた位置に図示されている）。

このため、試料容器や試薬容器にまでノズルを下降して行う試料吸引動作や試料吐出動作を上記カメラで撮像することは困難である。

従い、これらの動作を撮像するためには吸引動作を行うために試料容器内を撮像する位置や吐出動作を行うために反応容器内を撮像する位置に別途カメラを設ける必要がありカメラの個数の増加を伴う。例えば、試料容器内と反応容器内を撮像するためには夫々２つのカメラが追加で必要となる。

また、特許文献１には、カメラはＺ軸アームに配置されており、Ｚ軸アームにはＸ軸方向移動手段が設けられているため水平方向に移動することができる構成となっている。しかしながら、Ｚ方向への移動については何ら開示されておらずＺ方向への移動中のノズルの先端をカメラで撮像することはできない。

従い、移動中のノズル先端を撮像するためにはカメラをＺ方向へ移動させるためのアクチュエータが別途必要となり構造の複雑化を招いてしまう。

以上のように、特許文献１に開示の技術では、吸引動作、吐出動作、洗浄動作といった複数の異なる位置で実行される動作を１つのカメラで撮像することは困難であった。

また、Ｚ方向移動中のノズル先端を撮像することは困難であった。

本発明の目的は、吸引動作、吐出動作、洗浄動作の複数の異なる位置で実行される動作を１つのカメラで撮像可能な自動分析装置を実現することである。

上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。

自動分析装置において、上下及び水平方向に移動し、液体容器から液体を吸引して、反応容器に吐出する液体分注ノズルと、当該液体分注ノズルを上下方向及び水平方向に移動させる支柱とを有する液体分注機構と、上記反応容器が複数配置される反応槽と、上記反応容器内の試料を計測する光度計と、上記液体分注機構の上記支柱の側面側に配置され、上記支柱の移動に伴って、上記液体分注ノズルの上下方向及び水平方向に移動し、上記液体分注ノズルの側面側から上記液体分注ノズルの先端部分を撮影する液体分注ノズル用カメラと、上記液体分注機構、上記反応槽、上記光度計、及び上記液体分注ノズル用カメラの動作を制御する制御部と、を備え、上記反応槽は、上記液体分注ノズルから上記液体が吐出される液体吐出位置を有し、上記液体吐出位置における上記反応槽の側面に透明の反応槽スリットが形成されている。

本発明によれば、吸引動作、吐出動作、洗浄動作の複数の異なる位置で実行される動作を１つのカメラで撮像可能な自動分析装置を実現することができる。

本発明が適用された自動分析装置の全体概略構成図である。 本発明が適用された試料分注機構の構成説明図である。 本発明が適用された試料分注機構の概略平面図である。 本発明が適用された試料分注機構の動作フローチャートである。 本発明が適用された試料分注機構の洗浄位置における動作説明図である。 本発明が適用された試料分注機構の洗浄位置における動作説明図である。 本発明が適用された試料分注機構の洗浄位置における動作説明図である。 本発明が適用された試料分注機構の試料吐出位置における下方位置での説明図である。 本発明が適用された試料分注機構と、反応槽に配置され試料吐出位置に位置する反応容器の配置説明図である。 本発明が適用された試料分注機構に補助アームを付した場合の例の説明図である。 本発明が適用された試料分注機構に補助アームを付した場合の他の例の説明図である。 プローブガードが形成されている場合の例に本発明が適用された試料分注ノズル用カメラ２０を配置する説明図である。 作業者をプローブから保護等するためのプローブガードが形成されている場合の例であり図１２の例の変形例の説明図である。 本発明が適用された間接（折れ曲がり機構）を備えた試薬分注機構の説明図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明が適用された自動分析装置の全体概略構成図である。

図１において、操作部１に内蔵された制御ユニット（制御部）６は、インタフェース３を介して、分析部２の動作を制御する。試料分注機構９は、試料を測定する際に、必要な試料量を試料容器８から吸引する。試料分注機構９の支柱３２には試料分注ノズル用カメラ２０が設置され、この試料分注ノズル用カメラ２０は試料分注ノズル１８の先端を撮影する。

試料分注ノズル１８は、反応槽１７の試料吐出位置に回転移動したのちに下降動作し、反応槽１７に配置された反応容器１０に試料を吐出する。

このとき、試料分注機構９の支柱（試料分注機構支柱）３２に設置された試料分注ノズル用カメラ２０は、試料分注ノズル１８の先端を撮影する。

上記試料吐出位置における反応槽１７の側面には、透明の材質で形成された反応槽スリット２４が形成されており、試料分注ノズル１８が試料吐出位置の反応容器１０内に下降した場合も、反応槽スリット２４を介して、試料分注ノズル用カメラ２０は、試料分注ノズル１８の先端の反応容器１０内での様子を撮影できる。

反応容器１０内に試料を吐出した試料分注ノズル１８は、試料分注ノズル洗浄機構２２へ移動し、試料分注ノズル１８の先端の洗浄が実施される。

試料分注ノズル洗浄機構２２は、洗浄水を噴射する洗浄ノズル３３（後述する）と試料分注ノズル１８に付着した洗浄水の液滴を除去する液滴除去機構（空気吸引・空気噴射のいずれも含む）と廃液を排出する洗浄槽とを備えている。

試料分注ノズル用カメラ２０は、試料分注ノズル洗浄機構２２における試料分注ノズル１８の洗浄の様子を撮影する。

試料分注ノズル洗浄機構２２における試料分注ノズル１８の洗浄が終了すると、次の測定動作へ移行する。

試料分注ノズル１８から試料が吐出された反応容器１０は、反応槽１７における、試薬吐出位置に回転移動される。試薬分注機構１４は、試薬ディスク１３に格納されている試薬ボトル（試薬容器）１２内の必要な試薬を試薬分注ノズル１５により吸引する。

試薬分注機構１４の試薬分注機構支柱４２に設置された試薬分注ノズル用カメラ２１は、試薬分注ノズル１５の先端を撮影する。

試薬分注ノズル１５は、反応槽１７の試薬吐出位置に回転移動したのちに下降動作し、反応槽１７に配置された反応容器１０に試薬を吐出する。

試薬吐出位置においても、試薬分注機構１４の支柱４２に設置された試薬分注ノズル用カメラ２１は、試薬分注ノズル１５の先端を撮影する。

上記試薬吐出位置における反応槽１７の側面には、透明の材質で形成された反応槽スリット２５が形成されており、試薬分注ノズル１５が反応容器１０内に下降した場合も、反応槽スリット２５を介して、試薬分注ノズル用カメラ２１は、試薬分注ノズル１５の先端の反応容器１０内での様子を撮影できる。

反応容器１０内に試薬を吐出した試薬分注ノズル１５は、試薬分注ノズル洗浄機構２３へ移動し、試薬分注ノズル１５の先端の洗浄が実施される。

試薬分注ノズル洗浄機構２３は、試料分注ノズル洗浄機構２２と同様に、洗浄水を噴射する洗浄ノズルと試薬分注ノズル１５に付着した洗浄水の液滴を除去する液滴除去機構と廃液を排出する洗浄槽とを備えている。

試薬分注ノズル用カメラ２１は、試薬分注ノズル洗浄機構２３における試薬分注ノズル１５の洗浄の様子を撮影する。

試薬分注ノズル１５は洗浄が終了すると、次の試薬の吸引動作へ移行する。試薬が吐出された反応容器１０は、反応槽１７の撹拌位置に回転移動し、撹拌機構１６によって、試料と試薬との撹拌動作が実施される。そして、撹拌動作が終了した反応容器１０は、反応槽１７内を回転移動する。

反応容器１０が回転移動し、光度計１１の前を横切る際に、吸光度が計測される。光度計１１により計測された吸光度は、インタフェース３を介して操作部１のデータ演算ユニット５に送られる。データ演算ユニット５は、計測された吸光度を用いて、対象物質の濃度を演算し、測定結果を算出する。算出された測定結果は、データ記憶部７に格納され、表示部２６に表示される。

試料分注ノズル用カメラ２０により撮影された撮影データと、試薬分注ノズル用カメラ２１により撮影された撮影データは、インタフェース３を介して操作部１の撮影画像記憶部１９に送られ、撮影画像記憶部１９に格納される。操作部１の入力機構４はキーボードやマウスであり、オペレータにより試料情報等その他の情報が入力機構４により入力される。

制御ユニット（制御部）６は、試料分注機構９、試薬分注機構１４、試薬ディスク１３、反応槽１７、試料分注ノズル用カメラ２０、試薬分注ノズル用カメラ２１等の分析部２全体の動作を制御する。

図２は、試料分注機構９の構成説明図である。図２において、試料分注機構９は、上下方向に延びる試料分注機構支柱３２、水平方向に延びる試料分注アーム３１、上下方向に延びる試料分注ノズル１８および試料分注ノズル用カメラ２０を備えている。試料分注アーム３１は、試料分注機構支柱３２に取り付けられ、試料分注ノズル１８を支持する。

試料分注ノズル用カメラ２０は、試料分注機構支柱３２に設置されており、距離Ａの位置にある試料分注ノズル先端３４の付近である撮影エリア２７（破線で示す）を常時撮影可能である。

試料分注ノズル１８の回転移動、上下移動は、駆動機構５５により試料分注機構支柱３２を回転動作、上下動作させることにより行われるが、試料分注機構支柱３２に設置された試料分注ノズル用カメラ２０も、駆動機構５５による試料分注機構支柱３２の回転動作、上下動作に伴い、回転動作及び上下動作が行われる。試料分注機構支柱３２の下降動作は、反応槽１７の筐体５４（一部を図１１に示す）の内部に挿入することにより行われる。

試料分注ノズル用カメラ２０及び試料分注ノズル先端３４は、基準高さＨの直上位置に配置され、この基準高さＨから下方向に移動して、試料の吸引吐出動作が行われる。

図３は、本発明が適用された試料分注機構９の概略平面図である。図３において、試料分注アーム３１は、試料分注機構支柱３２を軸にし、水平方向に円弧を描くように動作する。

試料分注アーム３１の水平方向の停止位置は３箇所ある。試料吸引位置３０と、試料分注ノズル洗浄槽位置２９と、試料吐出位置２８である。

図３において、試料分注ノズル洗浄槽位置２９にて、試料分注ノズル洗浄機構２２で洗浄の終了した試料分注ノズル１８は、区間βを経由して試料吸引位置３０へ移動する。

区間βを移動中の試料分注ノズル１８は、試料分注機構支柱３２に取り付けられ、試料分注機構支柱３２の上下水平移動とともに移動する試料分注ノズル用カメラ２０により撮影が可能である。

試料吸引位置３０で、試料容器８から試料を吸引した試料分注ノズル１８は、区間β、区間αを経由して、試料吐出位置２８へ移動する。区間β、区間αを移動中の試料分注ノズル１８は、試料分注ノズル用カメラ２０により撮影が可能である。

試料吐出位置２８に到着した試料分注ノズル１８は、反応容器１０へ試料を吐出する。試料吐出位置２８にて、試料吐出後、試料分注ノズル１８は、区間αを経由して試料分注ノズル洗浄槽位置２９へ移動する。

図４は、本発明が適用された試料分注機構９の動作フローチャートである。試料分注機構９の動作フローをＳＴＥＰ１からＳＴＥＰ１５まで順に説明する。

ＳＴＥＰ１において、試料分注ノズル１８は、試料吸引位置３０で停止する。このとき、試料分注ノズル用カメラ２０は、試料分注ノズル１８の先端部分の撮像エリア２７の静止画を撮影する。撮影された静止画は、インタフェース３を介してデータ記憶部７に対照画像として格納される。

次に、ＳＴＥＰ２において、試料分注ノズル１８は下降動作を開始する。

そして、ＳＴＥＰ３において、試料分注ノズル１８は試料液面を検出し、下降動作を停止する。

ＳＴＥＰ２の試料分注ノズル１８の下降動作開始時点から、ＳＴＥＰ３の下降動作停止時点までにおける試料分注ノズル１８の先端付近が試料分注ノズル用カメラ２０により動画として撮影され、データ記憶部７に格納される。これは、試料分注ノズル１８の下降動作中に先端部からダミー試料等の液体が飛散する可能性があるためである。

ＳＴＥＰ３において、下降動作が停止したら、そのときの試料分注ノズル１８の先端部の静止画像を試料分注ノズル用カメラ２０により撮影することで、試料分注ノズル１８の先端が適切に試料に到達しているか否かをチェックする。この場合、例えば、試料容器８内の分離剤の層に試料分注ノズル１８が達している場合には、表示部２６に異常発生のアラームを発生させる。

この異常が発生したか否かの判断は、ＳＴＥＰ１において、データ記憶部７に格納された対照画像と、撮影した試料分注ノズル１８の先端部付近の静止画像とを比較することにより行われる。

この比較は、例えば、撮影した静止画像と、データ記憶部７に格納された対照画像とを画像処理し、両者の画像差分をデータ演算ユニット５が演算し、演算した画像差分に従って行われる。

また、ＳＴＥＰ２からＳＴＥＰ３の間における試料分注ノズル１８から試料等が飛散したか否かの判断は、データ記憶部７に格納された対照画像と、撮影された動画の各フレーム画像とを比較することで、行うことができる。ＳＴＥＰ２からＳＴＥＰ３の間における試料分注ノズル１８から試料等が飛散したと判断したときは、異常発生を表示部２６に表示させる。

次に、ＳＴＥＰ４において、試料分注ノズル１８は試料容器８内の試料の吸引を開始する。

そして、ＳＴＥＰ５において、試料分注ノズル１８は試料の吸引を停止する。試料分注ノズル１８が試料の吸引を停止すると、試料分注ノズル用カメラ２０が静止画像を撮影する。撮影した静止画は、上述と同様にしてデータ記憶部７に格納された対照画像と比較され、試料分注ノズル１８の先端に異物の付着が無いか否かをチェックする。

例えば、試料分注ノズル１８の先端にフィブリン等の異物が付着していると判断した場合には、表示部２６にアラームを発生させる。

次に、ＳＴＥＰ６において、試料分注ノズル１８は上昇動作を開始する。

そして、ＳＴＥＰ７において、試料分注ノズル１８は上昇動作を停止する。

ＳＴＥＰ６の試料分注ノズル１８の上昇動作開始時点から、ＳＴＥＰ７の上昇動作停止時点までにおける試料分注ノズル１８の先端付近が試料分注ノズル用カメラ２０により動画として撮影され、データ記憶部７に格納される。これは、試料分注ノズル１８の上昇動作中に先端部から試料等の液体が飛散する可能性があるためである。

そして、ＳＴＥＰ７において、上昇動作が停止したら、そのときの試料分注ノズル１８の先端部の静止画像を試料分注ノズル用カメラ２０により撮影する。これにより、試料分注ノズル１８の先端に異物の付着が無いかをチェックする。このチェックは、上述したように、データ記憶部７に格納された対照画像と、撮影した静止画像とを比較することにより行われる。

次に、ＳＴＥＰ８において、試料分注ノズル１８は、試料分注ノズル洗浄槽位置２９を経由して試料吐出位置２８へ水平移動する。

そして、ＳＴＥＰ９において、試料分注ノズル１８は試料吐出位置２８で停止する。

ＳＴＥＰ８の試料分注ノズル１８の水平移動開始時点から、ＳＴＥＰ９の停止時点までにおける試料分注ノズル１８の先端付近が試料分注ノズル用カメラ２０により動画として撮影され、データ記憶部７に格納される。これは、試料分注ノズル１８の水平移動動作中に先端部から試料等の液体が飛散する可能性があるためである。上述したと同様にして、撮影した動画により、区間α、区間βにおける試料の飛散有無を判断する。試料の飛散があったと判断した場合には、異常発生のアラームを表示部２６に表示させる。

次に、ＳＴＥＰ１０において、試料分注ノズル１８は反応容器１０内へ下降動作を開始する。

そして、ＳＴＥＰ１１において、試料分注ノズル１８は反応容器１０の底面に到達すると、試料の吐出を開始する。

ＳＴＥＰ１０からＳＴＥＰ１１までの、試料分注ノズル１８の先端部は、上述と同様にして、試料分注ノズル用カメラ２０により動画として撮影され、試料等の飛散等の異常が発生した場合は、アラームが表示部２６に表示される。

次に、ＳＴＥＰ１２において、試料分注ノズル１８が反応容器１０への試料の吐出を終了する。

そして、ＳＴＥＰ１３において、試料分注ノズル１８が上昇動作を開始する。

ＳＴＥＰ１４において、試料分注ノズル１８が上昇を停止する。

ＳＴＥＰ１３からＳＴＥＰ１４までの、試料分注ノズル１８の先端部は、上述と同様にして、試料分注ノズル用カメラ２０により動画として撮影され、試料等の飛散等の異常が発生した場合は、アラームが表示部２６に表示される。

また、ＳＴＥＰ１４にて試料分注ノズル１８が上昇動作を停止した後、試料分注ノズル１８の先端部の静止画像を撮影し、上述と同様にして、試料の付着有無をチェックし、試料分注ノズル１８の先端部に試料が付着していると判断した場合は、異常発生アラームが表示部２６に表示される。

次に、ＳＴＥＰ１５において、試料分注ノズル１８は、試料分注ノズル洗浄槽位置２９へ移動する。試料分注ノズル１８が試料分注ノズル洗浄位置２９への水平移動期間中における試料分注ノズル１８の先端部は、試料分注ノズル用カメラ２０により動画像として撮影され、区間αにおける試料飛散の有無がチェックされる。この動画像による試料飛散のチェックは、ＳＴＥＰ８からＳＴＥＰ９における試料分注ノズル１８の試料の飛散判断と同様にして行われる。

図５は、本発明が適用された試料分注機構９の洗浄位置における動作説明図である。図５において、試料分注ノズル１８は、試料分注ノズル洗浄機構２２に備えられた洗浄ノズル３３から吐出される洗浄水により洗浄される。洗浄時には、試料分注ノズル用カメラ２０は、距離Ａの位置にある試料分注ノズル１８の先端の様子を撮影する。これにより、試料分注ノズル１８の先端に十分な洗浄水が吐出されているかどうかを画像で捉えることができる。

図６は、本発明が適用された試料分注機構９の試料吸引位置３０における動作説明図である。図６において、試料分注ノズル１８は、試料吸引位置３０にて、試料容器８に格納された試料３０を吸引する。試料吸引後の試料分注ノズル１８の先端の様子は、距離Ａの位置にある試料分注ノズル用カメラ２０が捉える。試料分注ノズル１８が試料吸引を開始するときは、図６に示した状態から、試料容器８の液面にまで下降する。この下降位置にて、試料分注ノズル１８が試料吸引を開始するときにも、試料分注ノズル用カメラ２０により試料分注ノズル１８の先端部を撮影することができる。

図７は、本発明が適用された試料分注機構９の試料吐出位置における上方位置での説明図である。反応容器１０へ試料を吐出する直前および反応容器１０へ試料を吐出した直後の様子は、距離Ａの位置にある試料分注ノズル用カメラ２０が捉える。ここで、基準高さＨは反応槽１７の筐体上面位置に対応している。

図８は、本発明が適用された試料分注機構９の試料吐出位置における下方位置での説明図である。反応容器１０は、恒温環境を維持するための反応槽１７の中にセットされている。試料分注ノズル１８が反応容器１０へ試料を吐出する位置の反応槽１７には、反応槽スリット２４が設置されている。

反応槽スリット２４は透明の材料から形成されており、試料分注ノズル１８が反応容器１０へ試料を吐出する様子は、試料分注支柱３２が下降動作を行うに伴って、試料分注ノズル用カメラ２０が基準高さＨより下方に移動して撮影する。つまり、試料分注ノズル用カメラ２０が、反応槽１７の上面より下方に移動し、反応槽スリット２４及び反応槽１７の内部の反応容器１０を介して、反応槽１７の筐体の上面より下方に位置する試料分注ノズル１８の先端部を、この先端部から距離Ａの位置にある試料分注ノズル用カメラ２０で捉えることができる。

図９は、本発明が適用された試料分注機構９と、反応槽１７に配置され、試料吐出位置２８に位置する反応容器１０の配置説明図である。

反応槽１７と試料分注機構９とを平面図で見た場合、円形状の反応槽１７の中心点１７ｃと試料分注機構支柱３２の中心軸３２ｃとを結ぶ直線上に試料吐出位置２８の中心を位置させることが望ましい。つまり、中心軸３２ｃに直交する線と試料吐出位置の中心点１０ｃと中心点１７ｃとを結ぶ線が直線となるように、配置させることが望ましい。そして、試料分注機構支柱３２を回転させて、試料分注アーム３１の長手方向中心線を、中心点１７ｃと中心軸３２ｃとを結ぶ直線上に配置させることにより、カメラ２０の撮影方向中心線は、中心点１７ｃと中心軸３２ｃとを結ぶ直線上に配置され、反応容器１０の中心点１０ｃを通過する。

図示した例においては、反応容器１０は四角形の底面を有し、互いに対向する２つの辺（容器の壁面）が、中心点１７ｃと中心軸３２ｃとを結ぶ線に直交する配置となる。このような配置関係とすることにより、反応容器１０内を、光の屈折等の影響を抑制して撮影することが可能となる。

図１０は、本発明が適用された試料分注機構９に補助アームを付した場合の例の説明図である。

自動分析装置の部品配置等の関係により、円形状の反応槽１７の中心点１７ｃと試料分注機構支柱３２の中心軸３２ｃとを結ぶ直線上に試料吐出位置２８の中心を位置させることが出来ない場合がある。この場合、試料分注ノズル用カメラ２０を試料分注機構支柱３２に設置したのでは、試料分注ノズル用カメラ２０の撮影方向中心線が中心点１７ｃと反応容器１０の中心点１０ｃとを結ぶ直線上に配置できない。図１０に示した例はこのような場合に対応する例である。

図１０において、補助アーム３５の一方端部が試料分注アーム３１の下部に取付けられ、補助アーム３５の他方端に試料分注ノズル用カメラ２０が取付けられている。試料分注アーム３１に取り付けられた試料分注ノズル１８が試料吐出位置２８に位置する状態で、試料分注ノズル用カメラ２０の撮影方向中心線が中心点１７ｃと中心軸３２ｃとを結ぶ直線上に配置される状態となるように、試料分注機構支柱３２が配置され、分注ノズル用カメラ２０が補助アーム３５に取り付けられ、かつ、補助アーム３５が試料分注アーム３１に取り付けられている。そして、試料吐出位置に配置された四角形の底面を有する反応容器１０の互いに対向する２つ壁面に、試料分注ノズル用カメラ２０の撮影方向中心線が直交する構成となる。

図１０に示した例においては、図９の例に比較して、試料分注ノズル用カメラ２０が反応槽１７の筐体に接近しており、試料分注機構支柱３２が下降し、試料分注ノズル１８が反応容器１０内への挿入動作により、試料分注ノズル用カメラ２０が反応槽１７の筐体上面に接触する可能性がある。このため、反応槽１７の試料吐出位置近傍の反応槽１７の筐体には、試料分注ノズル用カメラ２０と筐体との衝突を回避し、試料分注ノズル用カメラ２０により反応容器１０内の試料分注ノズル１８の先端が撮影可能なように切欠き又は穴が形成される。

なお、図１０に示した例は補助アーム３５を試料分注アーム３１に取り付けた場合の例であるが、補助アーム３５の一方端を試料分注機構支柱３２に取り付け、補助アーム３５の他方端に試料分注ノズル用カメラ２０を取り付ける構成であってもよい。

図１１は、本発明が適用された試料分注機構９に補助アームを付した場合の他の例の説明図である。

図１１において、補助アーム３５の一方端部が試料分注アーム３１の下部に取付けられ、補助アーム３５の他方端に試料分注ノズル用カメラ２０が取付けられている。そして、反応槽１７の筐体５４の内部の試料吐出位置２８の近辺には、ミラー３６、３７が配置されている。

ミラー３７（第１のミラー）は、反応槽１７の中心点１７ｃと反応容器１０の中心点１０ｃとを結ぶ直線上に配置され、反応容器１０内に挿入された試料分注用ノズル１８の先端部像を反射する。ミラー３６（第２のミラー）は、試料分注ノズル１８が試料吐出位置に位置するとき、ミラー３７が反射した試料分注用ノズル１８の先端部像が入射される位置であり、かつ、入射した試料分注用ノズル１８の先端部像を試料分注ノズル用カメラ２０に反射できる位置に配置されている。

上記構成配置により、反応槽１７の中心点１７ｃと試料分注機構支柱３２の中心軸３２ｃとを結ぶ直線上に試料吐出位置２８の中心を位置させることが出来ない場合であっても、反応容器１０内に挿入された試料分注用ノズル１８の先端部を試料分注ノズル用カメラ２０で撮影することができる。

なお、試料分注ノズル用カメラ２０の撮影方向中心線は、試料分注ノズル１８の先端部と交差する配置となっている。

また、図１１に示した例においては、試料分注アーム３１に補助アーム３５を取り付ける例であるが、図３に示すように、試料分注ノズル用カメラ２０を試料分注機構支柱３２に取り付ける例にも適用可能である。その場合は、ミラー３６の配置位置が、図１１の例とは異なる位置となる。

図１２は、試料分注ノズル１８の水平方向への移動経路に、作業者をプローブから保護等するためのプローブガードが反応槽１７に形成されている場合の例に、本発明が適用された試料分注ノズル用カメラ２０を適用する説明図である。

図１２において、プローブガード３８、３９は、作業者が不意に感染の危険性のある試料分注ノズル１８に接触することを防ぐために、配置された接触防御壁である。このため、プローブガード３８、３９は、試料分注ノズル１８の水平方向への移動経路の一部を間にして互いに対向して配置される。

試料分注ノズル用カメラ２０を試料分注ノズル１８の先端を撮影するために、図２等に示したように、試料分注ノズル１８の先端部に対して水平な位置に配置すると、試料分注ノズル用カメラ２０と試料分注ノズル１８の先端との間に内側プローブガード３８が位置した場合、内側プローブガード３８により、試料分注ノズル１８の先端が遮られ、試料分注ノズル用カメラ２０により試料分注ノズル１８の先端を撮影することができない。

そのため、試料分注ノズル用カメラ２０を、試料分注ノズル１８の先端に対して水平な位置ではなく、内側プローブガード３８が試料分注ノズル用カメラ２０と試料分注ノズル１８の先端との間の障壁とならないように、試料分注機構支柱３２の上方に取り付ける。そして、試料分注ノズル用カメラ２０の撮影方向中心線が試料分注ノズル先端３４と交差するように、試料分注ノズル用カメラ２０を斜め下方向に向けて取付け、内側プローブガード３８に遮られることなく、試料分注ノズル先端３４を観察可能とする。

図１３は、図１２に示した例と同様に、試料分注ノズル１８の移動経路に、作業者をプローブから保護等するためのプローブガードが形成されている場合の例であり、図１２の例の変形例の説明図である。

図１２の例においては、内側プローブガード３８に遮られることなく、試料分注ノズル先端３４を観察可能であるが、試料分注ノズル１８の試料分注ノズル用カメラ２０と対向する側の反対側（裏側）については、撮影が困難である。

そこで、図１３に示す例は、外側プローガード３９の内側プローブガード３８に対向する側の側面に鏡面４４を形成する。鏡面４４は、試料分注ノズル１８の裏側が試料分注ノズル用カメラ２０により観察可能なように形成されている。

その他の構成は、図１２の例と同等となっている。鏡面４４は、外側プローブガード３９の内側プローブガード３８に対向する側の側面全面に形成されていてもよいし、部分的に形成されていてもよい。また、外側プローブガード３９の壁面に対して傾斜して形成されていてもよい。さらに、凹面鏡とすることも可能である。

以上の説明は、試料分注機構９に本発明を摘用し、試料分注ノズル用カメラ２０により試料分注用ノズル１８の先端を撮影する構成であるが、本発明は、試薬分注機構１４についても、図２〜図１３に示した例と同様に、試薬分注機構支柱、試薬分注アーム、試薬分注ノズル、カメラ２０と同様な試薬ノズル用カメラにより構成し、試薬分注ノズルの先端を撮影することが可能である。

試薬分注機構１４の構成は、図２の試料分注機構支柱３２、試料分注アーム３１、試料分注ノズル１８、試料ノズル用カメラ２０を、それぞれ、試薬分注機構支柱、試薬分注アーム、試薬分注ノズル、試薬分注ノズル用カメラに置き換えたものと同様であるので、図２を試薬分注機構の構成を示す図とすることができる。

試薬分注機構１４には、試料分注機構９と同様な構成を有する場合の他に、図１４に示すような関節機構（折れ曲がり機構）を有する構成がある。つまり、図１４において、試薬分注機構１４は、上下方向に移動し、かつ、回転する試薬分注機構支柱４８と、第１試薬分注アーム４５と、第２試薬分注アーム５２と、試薬分注ノズル４６とを有する。そして、第１試薬分注アーム４５の一方端は、試薬分注機構支柱４８に支持され、第１試薬分注アーム４５の他方端は回転軸５３を有し、この回転軸５３に第２試薬分注アーム５２の一方端が支持される。そして、第２試薬分注アーム５２の他方端に試薬分注ノズル４６が支持されている。第１試薬分注アーム４５は試薬分注機構支柱４８の回転に同期して回転移動するが、第２試薬分注アーム５２は、回転軸５３で試薬分注機構支柱４８の回転とは独立して可能となっており、試薬分注ノズル４６の回転移動は、試薬分注機構支柱４８の回転と同期しない構成となっている。

このような関節機構を有する試薬分注機構１４の支柱４８に試薬分注ノズル用カメラ４７を固定すると、この試薬分注ノズル用カメラ４７は、試薬分注ノズル４６の先端を撮影可能とすることは保障できない。

そこで、試薬分注ノズル用カメラ４７は、試薬分注機構支柱４８の回転とは独立して回転する駆動機構に固定され、試薬分注ノズル用カメラ４７が試薬分注ノズル４６の先端を追従可能なように構成する。ただし、試薬分注ノズル用カメラ４７は、Ｚ方向には、試薬分注機支柱４８の上下動に同期して上下動する。

図１４は、本発明が適用された間接（折れ曲がり機構）を備えた試薬分注機構の説明図である。図１４に示すように、第２試薬分注アーム５２の独立した回転動作に関わらず、試薬吸引位置５０、試薬分注ノズル洗浄槽位置４９、試薬吐出位置５１においては、試薬分注ノズル４６の先端は、試薬分注ノズル用カメラ４７の撮影方向中心線に位置する。

また、試薬分注ノズル４６が、これら試薬吸引位置５０、試薬分注ノズル洗浄槽位置４９、試薬吐出位置５１間の移動中においても、試薬分注ノズル４６の先端が、試薬分注ノズル用カメラ４７の撮影方向中心線に位置するように試薬分注ノズル用カメラ４７の回転動作が制御される。

本発明の実施例は以上のように構成されているので、試料分注ノズル及び試薬分注ノズルの、吸引動作、吐出動作、洗浄動作の複数の異なる位置で実行される動作を１つのカメラで撮像可能であり、個々の動作プロセスを検証可能な自動分析装置を実現することができる。

なお、以上の例においては、試料分注ノズル及び試薬分注ノズルの吸引動作、吐出動作、洗浄動作の全てを撮像することを説明したが、実際に撮像する箇所は、これらの全てを撮像する必要はなく、複数の異なる位置で実行される動作をカメラで撮像すれば良い。

このように、試料分注ノズル及び試薬分注ノズルの吸引動作、吐出動作、洗浄動作の全てを撮像しなくとも、カメラの共通化によるカメラ数の増加抑制による簡便性効果が得られるからである。

また、同様に、吸引動作、吐出動作、洗浄動作の全てを撮像することを説明したが、実際に撮像する箇所は、Ｚ方向での移動中の試料分注ノズル先端や試薬分注ノズル先端を撮像すれば良い。

この場合、カメラ２０は、試料分注ノズル又は試薬分注ノズルの上下方向移動にのみ追従して移動する構成とすることができる。

このように構成すれば、カメラ用のＺ方向アクチュエータが不要となり、試料分注ノズルや試薬分注ノズルのＺ方向駆動のアクチュエータとカメラ用のアクチュエータの共通化による複雑化抑制の効果が得られるからである。

また、上述した例では、ノズル１８の先端部をカメラ２０により撮影する例であるが、本発明は、カメラ２０の撮影エリアを拡大し、ノズル１８の先端部を含むノズル１８の側面を撮影可能な構成とすることもできる。

また、上述した例においては、試料分注機構９及び試薬分注機構１４に、カメラを備える例を説明したが、いずれか一方のみにカメラを備える場合であっても、本発明は適用可能である。

また、試料分注機構及び試薬分注機構は、いずれも、液体分注機構と定義でき、試料分注ノズル及び試薬分注ノズルは、いずれも、液体分注ノズルと定義できる。また、試料容器及び試薬容器は、いずれも、液体容器と定義することができ、試料分注ノズル用カメラ及び試薬分注ノズル用カメラは、いずれも、液体分注ノズルカメラと定義できる。この場合、液体分注機構は、試料分注機構及び試薬分注機構のうちのいずれか一方のみ有していてもよいし、両者を備えていてもよい。

１・・・操作部、 ２・・・分析部、 ３・・・インタフェース、 ４・・・入力機構、 ５・・・データ演算ユニット、 ６・・・制御ユニット、 ７・・・データ記憶部、 ８・・・試料容器、 ９・・・試料分注機構、 １０・・・反応容器、 １１・・・光度計、 １２・・・試薬容器、 １３・・・試薬ディスク、 １４・・・試薬分注機構、 １５、４６・・・試薬分注ノズル、 １６・・・撹拌機構、 １７・・・反応槽、 １８・・・試料分注ノズル、 １９・・・撮影画像記憶部、 ２０・・・試料分注ノズル用カメラ、 ２１・・・試薬分注ノズル用カメラ、 ２２・・・試料分注ノズル洗浄機構、 ２３・・・試薬分注ノズル洗浄機構、 ２４、２５・・・反応槽スリット、 ２６・・・表示部、 ２７・・・試料分注ノズル用カメラの撮影エリア、 ３０・・・試料、 ３１・・・試料分注アーム、 ３２・・・試料分注機構支柱、 ３３・・洗浄ノズル、 ３４・・・試料分注ノズル先端、 ３５・・・補助アーム、 ３６、３７・・・ミラー、 ３８、３９・・・プローブガード、 ４２、４８・・・試薬分注機構支柱、 ４４・・・鏡面、 ４５・・・第１試薬分注アーム、 ４７・・・試薬分注ノズル用カメラ、 ５２・・・第２試薬分注アーム、 ５３・・・回転軸、 ５４・・・反応槽の筐体、 ５５・・・駆動機構

Claims (14)

1. 上下及び水平方向に移動し、液体容器から液体を吸引して、反応容器に吐出する液体分注ノズルと、当該液体分注ノズルを上下方向及び水平方向に移動させる支柱とを有する液体分注機構と、
   上記反応容器が複数配置される反応槽と、
   上記反応容器内の試料を計測する光度計と、
   上記液体分注機構の上記支柱の側面側に配置され、上記支柱の移動に伴って、上記液体分注ノズルの上下方向及び水平方向に移動し、上記液体分注ノズルの側面側から上記液体分注ノズルの先端部分を撮影する液体分注ノズル用カメラと、
   上記液体分注機構、上記反応槽、上記光度計、及び上記液体分注ノズル用カメラの動作を制御する制御部と、
   を備え、
   上記反応槽は、上記液体分注ノズルから上記液体が吐出される液体吐出位置を有し、上記液体吐出位置における上記反応槽の側面に透明の反応槽スリットが形成されていることを特徴とする自動分析装置。
2. 請求項１に記載の自動分析装置において、
   上記液体分注機構は、試料容器から試料を吸引して上記反応容器に吐出する試料分注ノズルを有する試料分注機構であり、上記液体分注ノズル用カメラは、上記試料分注機構の上記支柱の移動に伴って、上記試料分注ノズルの上下方向及び水平方向へ移動し、上記試料分注ノズルの先端部分を撮影する試料分注ノズル用カメラであることを特徴とする自動分析装置。
3. 請求項２に記載の自動分析装置において、
   上記試料分注ノズル用カメラは、上記試料分注機構の上記支柱に取り付けられていることを特徴とする自動分析装置。
4. 請求項３に記載の自動分析装置において、
   上記反応槽は筐体を有し、上記試料分注機構の上記支柱は、上記筐体内を上下方向に移動し、上記試料分注ノズル用カメラは、上記試料分注機構の上記支柱の上記筐体内での上下方向移動に伴って、上記筐体内を上下方向に移動することを特徴とする自動分析装置。
5. 請求項４に記載の自動分析装置において、
   上記反応槽は上記試料分注ノズルから試料が吐出される試料吐出位置を有し、上記反応容器は四角形の底面を有し、上記試料分注機構の上記支柱の中心軸に直交する線と試料吐出位置の中心点とを結ぶ直線が、上記試料吐出位置に配置された上記反応容器の互いに対向する２つ壁面に直交するように、上記試料分注機構の上記支柱が配置されることを特徴とする自動分析装置。
6. 請求項２に記載の自動分析装置において、
   上記試料分注機構は、上記試料分注機構の上記支柱に取り付けられ、水平方向に延び、上記試料分注ノズルを支持する試料分注アームと、この試料分注アームに取り付けられ、上記試料分注ノズル用カメラが取付けられた補助アームとを有し、
   上記反応槽は上記試料分注ノズルから試料が吐出される試料吐出位置を有し、上記反応容器は四角形の底面を有し、上記試料分注ノズル用カメラの撮影方向中心線と上記試料吐出位置の中心点とを結ぶ直線が、上記試料吐出位置に配置された上記反応容器の互いに対向する２つ壁面に直交するように、上記試料分注機構の上記支柱が配置されることを特徴とする自動分析装置。
7. 請求項２に記載の自動分析装置において、
   上記反応槽は筐体を有し、
   上記試料分注機構は、上記試料分注機構の上記支柱に取り付けられ、水平方向に延び、上記試料分注ノズルを支持する試料分注アームと、この試料分注アームに取り付けられ、上記試料分注ノズル用カメラが取付けられた補助アームとを有し、
   上記反応槽は上記試料分注ノズルから試料が吐出される試料吐出位置を有し、上記反応容器は四角形の底面を有し、
   上記筐体は、第１のミラーと、第２のミラーとを内部に有し、上記第１のミラーは、上記試料吐出位置と上記第１のミラーの中心点とを結ぶ直線が上記反応容器の互いに対向する２つ壁面に直交するように配置され、上記第２のミラーは、上記試料分注ノズルが上記試料吐出位置に位置するとき、上記第１のミラーが反射した上記試料分注ノズルの像が入射される位置であり、かつ、入射した上記試料分注ノズルの像を上記試料分注ノズル用カメラに反射できる位置に配置されることを特徴とする自動分析装置。
8. 請求項３に記載の自動分析装置において、
   上記反応槽は、上記試料分注ノズルの水平方向への移動経路の一部を間にして互いに対向して配置される内側プローブガードと外側プローブガードとを有し、上記試料分注ノズル用カメラは、上記試料分注ノズルの先端部が、上記内側プローブガードと上記外側プローブガードとの間に位置したときに、上記試料分注ノズル用カメラの撮影方向中心線が、上記内側プローブガードに遮られることなく、上記試料分注ノズルの先端部と交差するように斜め下方向に向けて、上記試料分注機構の上記支柱の上方に取り付けられていることを特徴とする自動分析装置。
9. 請求項８に記載の自動分析装置において、
   上記外側プローブガードの、上記内側プローブガードに対向する側の側面に鏡面が形成されていることを特徴とする自動分析装置。
10. 請求項２に記載の自動分析装置において、
    上記試料分注ノズルの上下方向の移動と、上記試料分注ノズル用カメラの上下方向の移動とを共通して行う駆動機構を備えることを特徴とする自動分析装置。
11. 請求項１に記載の自動分析装置において、
    上記液体分注機構は、試薬容器から試薬を吸引して上記反応容器に吐出する試薬分注ノズルを有する試薬分注機構であり、上記液体分注ノズル用カメラは、上記試薬分注機構に配置され、上記試薬分注ノズルの上下方向及び水平方向に移動し、上記試薬分注ノズルの先端部分を撮影する試薬分注ノズル用カメラであることを特徴とする自動分析装置。
12. 請求項１１に記載の自動分析装置において、
    上記試薬分注機構は、一方端が上記試薬分注機構の上記支柱に支持される第１試薬分注アームと、この第１試薬分注アームの他方端に、その一方端が回転可能に支持される第２試薬分注アームとを有し、上記第２試薬分注アームの他方端に上記試薬分注ノズルが支持され、上記試薬分注ノズル用カメラは、上記試薬分注ノズルの上下方向及び水平方向の移動に伴って移動し、上記試薬分注ノズルの先端部分を撮影することを特徴とする自動分析装置。
13. 請求項１１に記載の自動分析装置において、
    上記試薬分注ノズル用カメラは、上記試薬分注機構の上記支柱に取り付けられていることを特徴とする自動分析装置。
14. 請求項１に記載の自動分析装置において、
    上記液体分注機構は、上下及び水平方向に移動し、試料容器から試料を吸引して、反応容器に吐出する試料分注ノズルを有する試料分注機構と、上下及び水平方向に移動し、試薬容器から試薬を吸引して、上記反応容器に吐出する試薬分注ノズルを有する試薬分注機構とを有し、
    上記液体分注ノズル用カメラは、上記試料分注機構に配置され、上記試料分注ノズルの上下方向及び水平方向の移動に伴って移動し、上記試料分注ノズルの先端部分を撮影する試料分注ノズル用カメラと、上記試薬分注機構に配置され、上記試薬分注ノズルの上下方向及び水平方向の移動に伴って移動し、上記試薬分注ノズルの先端部分を撮影する試薬分注ノズル用カメラとであることを特徴とする自動分析装置。

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