JP7153803B2 - 自動分析装置およびその水平出し方法 - Google Patents

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Description

本発明は血液、尿などの生体サンプルの定性・定量分析を行う自動分析装置およびその水平出し方法に関する。
簡単に反応槽の水平出しを行うことができる自動分析装置およびその水平出し方法の一例として、特許文献1には、複数の分注プローブを熱媒体に液面検知させ、該下降距離から位置情報を算出し反応槽の水平出しを行う技術が開示されている。
また、特許文献2には、複数の検体プローブ、試薬プローブを用いて金属に該プローブを接触・検知させ下降距離から水平度を確認する技術が開示されている。
特開2007-248413号公報 特開2016-183913号公報
自動分析装置には検体と試薬を混合した反応液を一定温度に保つための反応槽水、および該反応槽水が満たされている反応槽がある。装置が安定した分析動作を長期にわたり行うためには装置全体、そして装置上での反応槽の水平度を保つことが重要である。
しかし、特許文献1に記載の方法では、大掛かりな機構や部品が必要で、装置コストの上昇につながってしまう。また、特許文献2に記載の方法では、複数のプローブに専用の動作をさせることとなり、装置の水平出しを実施するサービスエンジニアにとって煩雑さが課題となっていた。
こうした背景から装置コストの上昇を抑制しつつ、サービス性向上につながる、よりシンプルな装置水平出しの方法が望まれていた。
本発明は、前記した課題を解決するためになされたものであり、シンプルな構成で装置の水平度を確認可能な自動分析装置およびその水平出し方法を提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、本発明の自動分析装置は、反応ディスクと、該反応ディスクに架設される反応容器と、該反応容器を反応槽水に浸漬するための反応槽と、該反応槽の水位を検出する水位センサと、反応容器へ試薬を吸引・吐出する試薬プローブと、制御部とを備え、試薬プローブは、水の存在を検出する水検出部を所定部位に備えて反応槽の水位を検出可能であり、
反応槽には、少なくとも3箇所の水位確認部が設けられており、制御部は、少なくとも3箇所の水位確認部のうちの1箇所には水位センサが備えられて当該水位確認部での反応槽における水位を検出し、他の水位確認部での反応槽における水位は試薬プローブで検出し、検出した水位に基づいて反応槽又は該反応槽が設置された装置の水平度を確認する機能を有することを特徴とする。本発明のその他の態様については、後記する実施形態において説明する。
本発明によれば、シンプルな構成で装置の水平度を確認可能な自動分析装置を提供することができる。
本実施形態に係る自動分析装置を示す概観図である。 本実施形態に係る自動分析装置における反応ディスク、反応容器を示す配置図である。 本実施形態に係る試薬プローブの説明図である。 本実施形態に係る水位センサの説明図である。 本実施形態に係る水位センサを示す構成図である。 本実施形態に係る自動分析装置での水平出しの動作(その1)を示す説明図である。 本実施形態に係る自動分析装置での水平出しの動作(その2)を示す説明図である。 本実施形態に係る自動分析装置での水平出しの動作(その3)を示す説明図である。 水位センサでの水位検出の状態を示す図である。 本実施形態に係る水平出し動作時における操作部PCの表示部のUI表示例を示す説明図である。 本実施形態に係る自動分析装置での水平出しの処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係るメンテナンス選択画面を示す説明図である。
本発明を実施するための実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
<実施形態1>
図1は、本実施形態に係る自動分析装置100を示す概観図である。自動分析装置100は、反応ディスク5と、該反応ディスク5に架設される反応容器6と、該反応容器6を反応槽水15(図2参照)に浸漬するための反応槽14と、該反応槽14の水位を検出する水位センサ19(図2参照)と、反応容器6へ試薬を吸引・吐出する複数の試薬プローブ9と、操作部PC1(制御部)などを備える。図1の例では試薬プローブ9は4本備わっている。
操作部PC1は、表示部、入力部、中央演算処理部(CPU)、通信部、外部記憶部、メモリ、およびこれらを接続するバスから構成される。表示部は、ディスプレイなどであり、操作部PC1による処理の実行状況や実行結果などを表示する。入力部は、キーボードやマウスなどのコンピュータに指示を入力するための装置であり、プログラム起動などの指示を入力する。中央演算処理部は、メモリに格納される各種プログラムを実行する。通信制御部は、LANを介して、他の装置と各種データやコマンドを交換する。外部記憶部は、操作部PC1が処理を実行するための各種データを保存する。メモリは、操作部PC1が処理を実行する各種プログラムおよび一時的なデータを保持する。
操作部PC1からの指示により、サンプルの入ったサンプル容器2は分析部に搬送される。サンプル容器2は搬送ラック3に架設されている。分析部に搬送されたサンプルは操作部PC1から指示された分析を行うため、サンプル容器2内の測定用液体を、サンプルプローブ4を用いて吸引して、反応ディスク5に架設した反応容器6に分注する。
また、操作部PC1からの指示により、試薬保冷庫7内に架設した試薬容器8を、予め取得した試薬容器の情報に基づき、所定の試薬を吸引するため、蓋上の蓋開口部13の位置に移動する。試薬容器内の試薬を試薬プローブ9により吸引して、反応ディスク5に乗った反応容器6に分注する。反応容器6に注入されたサンプルと試薬は攪拌機構10によって攪拌される。これによる化学反応の発色を光源ランプ、分光用回折格子、光検知器により構成される光度計11で測光して分析を行う。分析後は次のサンプルを分析するため、反応容器6を洗浄機構12により洗浄する。分析を行うためのサンプルを吸引後、サンプル容器2を架設した搬送ラック3は分析部から搬出される。
図1中では、試薬保冷庫7の蓋の一部を切り欠いて断面表示して、保冷されている複数の試薬容器の一部が見えるようにしてある。試薬保冷庫7は、試薬を充填し円周上に配置された複数の試薬容器を保冷し、試薬容器から試薬を吸引するための少なくとも1つの蓋開口部13を持つことを特徴とする。
図2Aは、本実施形態に係る自動分析装置100における反応ディスク5、反応容器6を示す配置図である。図2Bは、本実施形態に係る試薬プローブ9の説明図である。図2Cは、本実施形態に係る水位センサ19の説明図である。図2Aに示す反応ディスク5には、前記の通り、反応容器6が架設され、反応容器6は複数連結された構成となっている。また、反応容器6は反応槽14の内側に位置しており、反応槽14は反応槽水15で満たされている。反応槽水15はサンプルと試薬の化学反応が安定するよう、およそ37℃の一定温度に保たれている。
また、4本ある試薬プローブ9のうち、反応ディスク5よりも内側に位置する試薬保冷庫7に架設された試薬吸引用として、R1-B試薬プローブ9aとR2-B試薬プローブ9bが図示されている。なお、R1-B試薬プローブ9aは第一試薬を、R2-B試薬プローブ9bは第二試薬を吸引・分注する役割を持つ。4本ある試薬プローブ9は、図2Bに示すように、全てが上下方向に動作可能である。
本実施形態の試薬プローブ9は、図2Bに示すように、水の存在を検出する水検出部91を所定部位に備えて反応槽14の水位を検出可能である。
反応槽14には第一水位確認部16、第二水位確認部17、第三水位確認部18が設けられている。第一水位確認部16には水位センサ19が取り付けられており、反応槽水15の水位を電極で構成される接触式センサで監視し、水位を一定に保っている。なお、本実施形態では接触式センサで説明するが非接触式センサ、例えば超音波・音波、レーザー、カメラ・イメージングセンサ等の水位が確認できるセンサであればどんな種類のものでもよい。
また、第一水位確認部16には、万一何らかの要因で水位が上昇し過ぎても反応槽水が溢れないよう、排水口20がついており、水位が一定以上になると強制的に排水口から反応槽水が流れ出る仕組みになっている。こうして反応槽から反応槽水が溢れないようになっている。
また、水位センサ19に用いられる接触式センサは、図2Cに示すように、長さが異なる少なくとも二つの電極(長さが長い第一電極21、長さが短い第二電極22)がついている。図2Cでは互いに長さが異なる二つの電極で説明するが、三本以上の電極を用いてもよい。電極は反応槽水15に接触することで、静電容量の変化や導電率の変化などを要因として反応槽水15の水位を検出する。第一電極21は、水平度を確認するために使用し、第二電極22は、通常の装置分析動作を行う上で使用する水位(通常水位)を検出するために使用する。ここでは装置の水平度確認がとれ、通常水位まで反応槽水15が供給され装置が分析動作を行う準備が出来ている状態を図示している。
次に、図3を用いて水位センサ19の構成についてさらに説明する。
図3は、本実施形態に係る水位センサ19を示す構成図である。水位センサ19は、装置内にある基板において水位検知回路23とつながっている。第一電極21、第二電極22とも水位検知回路23に結線されている。水位検知回路23は、例えば水位センサ19が静電容量方式なら、反応槽水15へ電極が接触した際に静電容量の変化を、液面検知ICを用いて判定し、水位検知の有無を判断できるようにすればよい。また、導電率方式ならGND(グランド)電極を追加した上で、コンパレータで閾値を超えたかどうかで水位検知の有無を判断できるようにすればよい。なお、ICは、Integrated Circuitの略である。
従来までの使い方を説明する。第一電極21は、装置分析動作を行う上で最低限必要な反応槽水15の水位を検出するのに用いた。また、第二電極22は、前述の通り装置分析動作を行う上で使用する水位(通常水位)を検出するために用いた。どちらの電極も、液面検知した際の反応槽水の水量・水位が、当該装置としての基準値(基準位置)となる。
これに対し、本実施形態の特徴として、この水位センサ19の基準位置をベースとして水平出しを行う点が挙げられる。特許文献1のように、複数の試薬プローブ9、又は検体プローブのみを用いて水平出しを行うと、基準位置を定めるのが困難で、基本的には検出した相対位置を補正しながらの装置水平出しとなる。本実施形態では、反応槽水15の水位を検出する目的で実装している水位センサ19を、装置水平出しの基準位置としても利用することで、装置コストを上げることなくシンプルな方法・構成で装置の水平出しを実現する。
なお、特許文献1における反応槽における熱媒体の液面を検出する液面センサは、「その液面検出信号を分析制御部の制御部に出力する。液面センサからの液面検出信号を受信した制御部では、水平出しされた反応槽における熱媒体の液面が、反応容器内の混合液よりも高いが予め設定した正常の高さよりも低い時に、供給ポンプを動作させる」(段落0040)ことの記載はあるが、液面センサの液面検出信号を水平出しに用いることの記載はない。
図4Aは、本実施形態に係る自動分析装置100での水平出しの動作(その1)を示す説明図である。図4Bは、本実施形態に係る自動分析装置100での水平出しの動作(その2)を示す説明図である。図4Cは、本実施形態に係る自動分析装置100での水平出しの動作(その3)を示す説明図である。図4Dは、水位センサ19での水位検出の状態を示す図である。図4A、図4B、図4C、図4D、図5を参照して、自動分析装置100での水平出しの方法について説明する。適宜図1~図3を参照する。
サービスエンジニアは、自動分析装置100の装置電源投入後、操作部PC1の操作部メニューから「初期水平出し」のメンテナンス項目を実行する。まず、反応槽14へ反応槽水15を給水開始し、徐々に水位が上昇する。水位が上昇し一定高さになると、最初に水位センサ19の第一電極21が、図4Dに示すように、反応槽水15の表面に接触することで水位が一定高さになったことを検出する。その後、給水を停止する。この際、水位センサ19での水位検出により、水平であった場合の反応槽水の水量(例えば2リットル中1.5リットルで検出する)が装置上で識別できるようにしておく。
次に、図4Aに示すように、R1-B試薬プローブ9aが第二水位確認部17の上方へ移動し、その後、試薬プローブ9(R1-B試薬プローブ9a)を下降させる。試薬プローブ9の先端は電極式センサ(水検出部91)になっており、反応槽水15に対して試薬プローブ先端を接触させることで水位検出を行う。水位検出後、試薬プローブ9は下降動作を止め一旦停止した後に上昇し、元の位置へ戻る。ここでは試薬プローブ9の下降量から、水位の高さがわかり第二水位確認部17における水平時の水量の特定が可能となる。第一水位確認部16における水位センサで検出した水位と、第二水位確認部17における試薬プローブで検出した水位との差を装置上で認識(記憶)しておく。
次に、第二水位確認部17での動作同様に、図4Bに示すように、R1-B試薬プローブ9aが第三水位確認部18の上方へ移動し、その後、試薬プローブ9を下降させる。下降後に水位を検出した後、試薬プローブ9は下降動作を止め一旦停止した後に上昇し、元の位置へ戻る。ここで第一水位確認部16における水位センサ19で検出した水位と、第二水位確認部17における試薬プローブ9で検出した水位と、第三水位確認部18における試薬プローブ9で検出した水位との差を装置上で認識(記憶)しておく。
操作部PC1は、図4Cに示すように、第一水位確認部16、第二水位確認部17、第三水位確認部18の3点で水位を確認することで、平面が構成され、各々の水位から装置の水平度を、平面をもって算出する。水平出しの結果に関して、3点の平面構成から装置上で水平度が出ている場合は操作部PC1の表示部へ水平度が出ている旨を表示し、さらに反応槽水15の給水を再開し、水位センサ19が通常水位を検出する位置まで給水後、給水を停止し「初期水平出し」のメンテナンス項目を終了する。
装置上で水平度が出ていなかった場合は、認識した水位高さの差分から現在の装置傾き、および修正して水平出しが可能となるアジャスターフットを特定して、操作部PC1を介して装置にあるアジャスターフットを位置調整し水平出しが完了するようサービスエンジニアへ伝える。
図5は、本実施形態に係る水平出し動作時における操作部PC1の表示部のUI表示例を示す説明図である。サービスエンジニアは、操作部PC1の表示に従って、アジャスターフットの調整を行う。アジャスターフットは、反応槽14又は該反応槽14が設置された装置の下に4箇所設けられている。
図5の表示部の表示画面には、どの位置のアジャスターフットがどの程度上げ下げするかが表示されている。具体的には、「図示の左下のアジャスターフットを10mm上げてください。」の表示から、装置の左下(フロント側左側)が下がっていることが容易に把握することができる。
なお、アジャスターフットの調整を行った後は、再度R1-B試薬プローブ9aへ第二水位確認部17、第三水位確認部18へ水位検出させ、水平出しが正しく行われたか再確認するようにしてもよい。
また、再確認前に、一旦、反応槽水15を少し排出し水位を減らしてから、第一水位確認部16の水位センサ19から第一電極21にて水位を確認するステップへ戻ってメンテナンスを継続してもよい。また、反応槽水15には細菌・バクテリア等の繁殖を抑制するために、抗菌剤等を添加していてもよい。
図4A、図4B、図4Cの動作の処理について、さらに説明する。
図6は、本実施形態に係る自動分析装置100での水平出しの処理を示すフローチャートである。操作部PC1は、給水を開始し、水位センサ19で反応槽14の水面高さを確認する(ステップS1)。次に、R1-B試薬プローブ9aが第二水位確認部17の上方へ移動し、その後、試薬プローブ9(R1-B試薬プローブ9a)を下降させ、反応槽水15に対して試薬プローブ先端を接触させることで水位を確認する(ステップS2)。そして、R1-B試薬プローブ9aが第三水位確認部18の上方へ移動し、その後、試薬プローブ9を下降させ、反応槽水15に対して試薬プローブ先端を接触させることで水位を確認する(ステップS3)。
操作部PC1は、確認した三点の水位を照合し(ステップS4)、水面の水平度が出ているか否かを判定する(ステップS5)。水平度が出ていれば(ステップS5,Yes)、操作部PC1は、水平度がでている旨を表示部に表示し(ステップS8)、水平出しの処理を終了する。
水度度が出ていなければ(ステップS5,No)、操作部PC1は、表示部にアジャスターの位置調整をする旨を表示する(ステップS6)。そして、サービスエンジニアによる、再度の水平出しの処理の再開の指示を受けると、操作部PC1は、一旦水位センサ19が水位を検知できない水位まで(外れるまで)、反応槽14の反応槽水15の排水指令をし(ステップS7)、ステップS1に戻る。
本実施形態によれば、操作部PC1(制御部)は、装置の水平度を確認後、装置の水平度が所定範囲内の場合はその旨の結果を表示部に表示し、装置の水平度が所定範囲外であった場合は、水平出しを行う旨を表示部に表示をすることができる。これにより、サービスエンジニアは、現状の装置の状態を把握し、適切な水平度調整を行うことができる。
なお、本実施形態では、水平度の確認結果を表示部に表示するとしているがこれに限定されるわけではない。例えば、音声により、「フロント側左下のアジャスターフットを10mm上げてください。」と知らせてもよい。
以上に説明した構成により、大掛かりな機構や部品は準備不要で、かつ複数のプローブに専用の動作をさせることなく、シンプルな装置構成で1つの試薬プローブ9に装置水平出しの機能を持たせた自動分析装置100を提供することが可能となる。また、サービスエンジニアにとっては操作部PC1(操作部)の表示に従ってアジャスターフットの調整を行うことで、装置の水平出しが可能となり、サービス性が向上する。
<実施形態2>
実施形態1で説明したのは「初期水平出し」のメンテナンス項目であったが、サービスエンジニアが定期的に装置に対して実施する定期メンテナンス項目として実施するケースを本実施形態にて説明する。
図7は、本実施形態に係るメンテナンス選択画面を示す説明図である。実施形態2では、装置上で実施できるメンテナンス項目に、新たに「装置水平度確認」のメンテナンス項目を設けている。図7で「装置水平度確認」を選択すると項目が二重枠で表示され、「次へ」のボタンを押下されると実行が開始される。
このケースでは反応槽水15は既に通常水位まで反応槽へ給水されている状態であり、装置はメンテナンスを実行可能な状態である。この場合、「装置水平度確認」というメンテナンスを実行する。既に水位センサ19が水位を検出している状態であるため、該メンテナンスを実行後に反応槽水15を少し排出し、いったん水位センサ19が通常水位も、水平度確認のための水位も検出している状態から外す。その後、再び給水して水位センサ19の第一電極21にて水位検出し、その後はR1-B試薬プローブ9aにて第二水位確認部17、そして第三水位確認部18で水位を検出し、位置ずれが無いことを確認する。
位置ずれがなかった場合は、操作部PC1は、水平度が出ている旨を表示部に表示しサービスエンジニアへ伝えメンテナンス項目を終了する。万一、何らかの要因により位置ずれが見つかった場合は、3点の平面構成からの水平度により、操作部PC1がアジャスターフットの調整を行う旨を表示部に表示するようにする。サービスエンジニアが画面表示に従い、調整を行うことで装置水平度の確認ができた場合、操作部PC1の水平度が出ている旨を表示部に表示し、サービスエンジニアは「装置水平度確認」のメンテナンス項目を終了する。
また、装置水平度確認の結果を装置内に、メンテナンスログとして残しておくようにしてもよい。装置水平度確認を定期的に実施することで、水平度が保たれている場合は安定した分析動作を長期にわたり行うことが可能である。
操作部PC1(制御部)は、装置の水平出しのメンテナンスログを記録しておき、定期的な水平出しの結果から装置の水平度が保たれているか保たれていないかを判別するとよい。万一、何らかの要因、例えば床のわずかな沈み込みなどにより水平度にずれが発生してきたことが判明したら、「装置水平度確認」のメンテナンス実行時に、操作部PCへ注意喚起を表示しアジャスターフットの調整により水平度を維持する。こうすることで安定した分析動作を長期にわたり行うことが可能である。
本実施形態の自動分析装置100の水平出し方法は、反応ディスク5と、該反応ディスク5に架設される反応容器6と、該反応容器6を反応槽水15に浸漬するための反応槽14と、該反応槽14の水位を検出する水位センサ19と、反応容器6へ試薬を吸引・吐出する試薬プローブ9と、制御部とを備える自動分析装置の水平出し方法である。試薬プローブ9は、水の存在を検出する水検出部91を所定部位に備えて反応槽14の水位を検出可能であり、反応槽14には、少なくとも3箇所の水位確認部が設けられている。制御部は、少なくとも3箇所の水位確認部のうちの1箇所には水位センサ19が備えられて当該水位確認部での反応槽14における水位を検出し、他の水位確認部での反応槽14における水位は試薬プローブ9で検出し、検出した水位に基づいて反応槽14を配設した装置の水平度を確認する。これによれば、シンプルな方法で装置の水平度を確認可能である。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は前述の内容に限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変形が可能である。例えば、水平出しの処理を、操作部PC1で実行するとしたが、サービスエンジニアのメンテナンス用PCで実行してもよい。
また、本実施形態の図4A~図4Cでは、R1-B試薬プローブ9aが第二水位確認部17において水位を確認し、さらに、R1-B試薬プローブ9aが第三水位確認部18において水位を確認しているが、これに限定されるわけではない。例えば、R2-B試薬プローブ9bが第二水位確認部17において水位を確認し、R1-B試薬プローブ9aが第三水位確認部18において水位を確認してもよい。
1 操作部PC(制御部)
2 サンプル容器
3 搬送ラック
4 サンプルプローブ
5 反応ディスク
6 反応容器
7 試薬保冷庫
8 試薬容器
9 試薬プローブ
9a R1-B試薬プローブ
9b R2-B試薬プローブ
10 攪拌機構
11 光度計
12 洗浄機構
13 蓋開口部
14 反応槽
15 反応槽水
16 第一水位確認部
17 第二水位確認部
18 第三水位確認部
19 水位センサ
20 排水口
21 第一電極
22 第二電極
23 水位検知回路
91 水検出部
100 自動分析装置(装置)

Claims (6)

  1. 反応ディスクと、該反応ディスクに架設される反応容器と、該反応容器を反応槽水に浸漬するための反応槽と、該反応槽の水位を検出する水位センサと、前記反応容器へ試薬を吸引・吐出する試薬プローブと、制御部とを備え、
    前記試薬プローブは、水の存在を検出する水検出部を所定部位に備えて前記反応槽の水位を検出可能であり、
    前記反応槽には、少なくとも3箇所の水位確認部が設けられており、
    前記制御部は、前記少なくとも3箇所の水位確認部のうちの1箇所には前記水位センサが備えられて当該水位確認部での前記反応槽における水位を検出し、他の水位確認部での前記反応槽における水位は前記試薬プローブで検出し、前記検出した水位に基づいて前記反応槽又は該反応槽が設置された装置の水平度を確認する機能を有する
    ことを特徴とする自動分析装置。
  2. (削除)
  3. 請求項1に記載の自動分析装置において、
    前記制御部は、前記装置の水平度を確認後、前記装置の水平度が所定範囲内の場合はその旨の結果を表示部に表示し、前記装置の水平度が前記所定範囲外であった場合は、水平出しを行う旨を前記表示部に表示をする
    ことを特徴とする自動分析装置。
  4. 請求項1に記載の自動分析装置において、
    前記制御部は、前記装置の水平出しを行う調整がされた後、再度、前記3箇所の水位を検出することで、前記装置の水平度を再確認する
    ことを特徴とする自動分析装置。
  5. 請求項1に記載の自動分析装置において、
    前記制御部は、前記装置の水平出しのメンテナンスログを記録しておき、定期的な水平出しの結果から前記装置の水平度が保たれているか保たれていないかを判別する
    ことを特徴とする自動分析装置。
  6. 反応ディスクと、該反応ディスクに架設される反応容器と、該反応容器を反応槽水に浸漬するための反応槽と、該反応槽の水位を検出する水位センサと、前記反応容器へ試薬を吸引・吐出する試薬プローブと、制御部とを備える自動分析装置の水平出し方法であって、
    前記試薬プローブは、水の存在を検出する水検出部を所定部位に備えて前記反応槽の水位を検出可能であり、
    前記反応槽には、少なくとも3箇所の水位確認部が設けられており、
    前記制御部は、
    前記少なくとも3箇所の水位確認部のうちの1箇所には前記水位センサが備えられて当該水位確認部での前記反応槽における水位を検出し、
    他の水位確認部での前記反応槽における水位は前記試薬プローブで検出し、
    前記検出した水位に基づいて前記反応槽を配設した装置の水平度を確認する
    ことを特徴とする自動分析装置の水平出し方法。
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