JP7306948B2

JP7306948B2 - 自動分析装置

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Publication number: JP7306948B2
Application number: JP2019185633A
Authority: JP
Inventors: 明宏下田
Original assignee: Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2019-10-09
Filing date: 2019-10-09
Publication date: 2023-07-11
Anticipated expiration: 2039-10-09
Also published as: JP2021060327A

Description

本発明は、血液、尿などの生体試料からなる検体の定量・定性分析を行う自動分析装置に関する。

特許文献１の自動分析装置では、過去の分析実績から、分析項目毎の試薬消費量を日時や分析グループなどの情報とリンクして記憶しておき、当該日時での分析において、各試薬の交換時期がいつになるかを、それらの傾向から予測し、提示できる機能がある。

特開２００８－２０９３２９号公報

試薬交換や追加を実施している間はシステムで検体を処理することができないため、試薬がなくなり試薬交換や追加が必要となるときと、システムが多くの検体を処理する必要となるときとが重なる場合、検体の処理が滞り、結果報告の遅延につながってしまう問題がある。

また、分析装置の試薬保管部に架設できる試薬ボトル数には限りがあり、試薬ボトルの数が多すぎると、占有スペースが大きくなり、コストが大きくなる。逆に、試薬ボトルの数が少なすぎると、分析装置を停止させて、試薬ボトルの交換を行う回数が多くなり、稼働率が低下する問題がある。

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、試薬ボトルの交換回数を低減できるとともに、試薬交換推奨時期を予測することができる自動分析装置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、複数の試薬を用いて検体の測定を行う自動分析装置であって、自動分析装置の制御部は、過去の測定履歴を記憶する記憶部と、処理部とを備え、処理部は、過去の測定履歴に基づき、複数の試薬が満杯の状態から枯渇するまでの予想時間を算出し、複数の試薬が枯渇するまでの予想時間を平準化できるような試薬ボトルの設置数を提案する試薬ボトル数提案部と、試薬において試薬残量と過去の測定履歴に基づき、試薬の交換が必要となる予測時刻を求め、該予測時刻までに単位時間あたりの処理検体実績数が少なくなる試薬交換作業の推奨時期を予測する試薬交換時期予測部と、を有し、前記試薬ボトル数提案部は、各測定項目において、各試薬の試薬ボトルが満杯の状態から枯渇するまでの予想時間を算出し、前記各試薬が枯渇するまでの予想時間の最大値と最小値の差が小さくなる前記各試薬の試薬ボトル数を算出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、試薬ボトルの交換回数を低減できるとともに、試薬交換推奨時期を予測することができる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略図である。本実施形態に係る自動分析装置を示す詳細図である。本実施形態に係る操作部ＰＣを示す構成図である。試薬消費実績ＤＢのデータの一例を示す説明図である。試薬交換時期予測部の処理を示すフローチャートである。試薬交換の推奨時刻を算出する一例を示す説明図である。表示部の表示画面例を示す図である。試薬ボトル数提案部の処理を示すフローチャートである。

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。
図１は、本実施形態に係る自動分析装置１００を示す概略図である。図２は、本実施形態に係る自動分析装置１００を示す詳細図である。自動分析装置１００は、図１に示すように、操作部ＰＣ１０１、投入部１０２、搬送ライン１０３、分析装置１０４を含んで構成される。ユーザは、検体などを含む検体容器を検体ラック３（搬送ラック）にセットして、投入部１０２から投入する。投入された検体ラック３は搬送ライン１０３を経て分析装置１０４へ搬送される。分析装置１０４にて検体ラック３に架設されている検体容器内の検体と試薬を混合および攪拌する。分析装置１０４は、反応溶液を測定し、測定結果を操作部ＰＣ１０１（制御部）へ報告する。なお、図１においては２台の分析装置１０４を設置し単位時間あたりの検体の処理数を増している。

図２において、分析装置１０４を詳細に説明する。分析装置１０４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を反応槽水に浸漬するための反応槽１４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ＰＣ１０１からの指示により、検体の入った検体容器２は分析装置１０４に搬送される。検体容器２は検体ラック３に架設されている。分析装置１０４に搬送された検体は操作部ＰＣ１０１から指示された分析を行うため、検体容器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ＰＣ１０１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８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８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に架設される反応容器６に分注する。反応容器６に注入された検体と試薬は攪拌機構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。分析後は次の検体を分析するため、反応容器６を洗浄機構１２により洗浄する。分析を行うための検体を吸引後、検体容器２を架設した検体ラック３は分析装置１０４から搬出される。

図３は、本実施形態に係る操作部ＰＣ１０１を示す構成図である。操作部ＰＣ１０１は、処理部１１０、記憶部１２０、入力部１３０、表示部１４０、通信部１５０、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１４０は、ディスプレイなどであり、操作部ＰＣ１０１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１３０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。処理部１１０は、メモリに格納される各種プログラムを実行する。通信部１５０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。記憶部１２０は、操作部ＰＣ１０１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ＰＣ１０１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。

処理部１１０は、装置との通信処理をする対装置通信処理部１１１、装置からのデータを記憶部１２０への記憶処理などを行うデータ処理部１１２、表示部１４０へ画面表示を行う画面表示部１１３、試薬ボトル数提案部１１４、試薬交換時期予測部１１５などを含んで構成される。記憶部１２０は、試薬残量の閾値などを記憶する設定保存ＤＢ１２１、試薬消費の実績値などを記憶する試薬消費実績ＤＢ１２２、測定テスト数（処理した検体数）（図４参照）などを記憶する処理検体数ＤＢ１２３、試薬管理ＤＢ１２４などを含んで構成される。自動分析装置１００は、操作部ＰＣ１０１により管理されている。

試薬ボトル数提案部１１４は、過去の測定履歴に基づき、複数の試薬が満杯の状態から枯渇するまでの予想時間を算出し、複数の試薬が枯渇するまでの予想時間を平準化できるような試薬ボトルの設置数を提案する処理を行う。詳細については、図８を参照して後記する。

試薬交換時期予測部１１５は、試薬において試薬残量と過去の測定履歴に基づき、試薬の交換が必要となる予測時刻を求め、該予測時刻までに単位時間あたりの処理検体実績数が少なくなる試薬交換作業の推奨時期を予測する処理を行う。詳細については、図５、図６を参照して後記する。

図４は、試薬消費実績ＤＢ１２２のデータの一例を示す説明図である。試薬消費実績ＤＢ１２２は、図４に示すように曜日および時間帯ごとに測定したテスト数を装置および測定項目ごとに消費量を格納している。また、試薬消費実績ＤＢ１２２への消費実績の格納は、測定結果報告を分析装置１０４から対装置通信処理部２２経由で受信するデータ処理部２３によって行う。季節ごとに罹患しやすい病気が異なることに伴い、消費する試薬の量が異なることを考慮し、曜日や時間帯だけでなく、月ごとにも消費実績を格納できるものとする。

図５は、試薬交換時期予測部１１５の処理を示すフローチャートである。試薬交換時期予測部１１５は、試薬残量の閾値を設定保存ＤＢ２５から取得する（処理Ｓ３１）。設定保存ＤＢ２５に格納している閾値の単位はパーセント（％）とし、前もって入力部１３０からの入力により画面表示部１１３が設定保存ＤＢ２５に格納しているものとする。

試薬交換時期予測部１１５は、試薬管理ＤＢ１２４から現在の試薬残量（単位％）を取得する（処理Ｓ３２）。試薬交換時期予測部１１５は、試薬消費実績ＤＢ２７から曜日および時間帯ごとの試薬使用実績を取得する（処理Ｓ３３）。

試薬交換時期予測部１１５は、処理Ｓ３２で取得した現在の試薬残量から、処理Ｓ３３で取得した試薬使用実績のうち現在時刻以降の試薬使用実績（単位％）を減算していき、処理Ｓ３１で取得した試薬残量の閾値以下となる予想時刻を計算する（処理Ｓ３４）。

同様に、試薬交換時期予測部１１５は、処理Ｓ３２で取得した現在の試薬残量から、処理Ｓ３３で取得した試薬使用実績のうち現在時刻以降の試薬使用実績を減算していき、試薬がなくなる（試薬が切れる、残量０％）予想時刻を計算する（処理Ｓ３５）。

試薬交換時期予測部１１５は、処理検体数実績ＤＢ２６から曜日および時間帯ごとの処理検体数実績を取得し、処理Ｓ３４で計算した試薬残量の閾値以下となる予想時刻から処理Ｓ３５で計算した試薬がなくなる予想時刻の間で処理検体数実績が最も少ない時刻（最適な時刻）を取得し、その時刻を試薬交換推奨時刻とする（処理Ｓ３６）。

なお、処理検体数実績ＤＢ１２３への処理検体数実績の格納は、検体処理問い合わせをして、分析装置１０４から対装置通信処理部１１１経由で受信するデータ処理部１１２によって行う。

試薬交換時期予測部１１５は、画面表示部２４を介して、処理Ｓ３６で計算した試薬交換推奨時刻を表示部１４０へ出力する（処理Ｓ３７）。

表示部１４０への出力にあたっては、試薬ごとに処理Ｓ３１から処理Ｓ３６までによって計算した交換推奨時刻のうち、現在時刻から最も近い交換推奨時刻の文字色を他と異なるように表示してもよい。また、わかりやすくするために試薬交換推奨時刻順に並べ替えるようにしてもよい。さらに、試薬交換推奨時刻の一定時間前、例えば１時間前などにアラームなどによりユーザ端末へ試薬交換推奨時刻を迎えることを通知してもよい。

すなわち、処理部１１０は、試薬交換作業の推奨時期を表示部に表示する際に、前記表示する試薬交換作業の推奨時期は、試薬のポジション単位または項目単位いずれかを選択できるようにするとよい。これにより、ユーザは、容易に交換場所、検査項目ごとに知ることができる。

また、処理部１１０は、試薬交換作業の推奨時期を表示部に表示する際に、前記試薬交換作業の推奨時期順に並べ替えるとよい。これにより、ユーザは、どの時刻、どの時間帯に交換すべきであるか容易に知ることができる。

また、処理部１１０は、試薬交換作業の推奨時期の所定時間前に、試薬交換時期が迫っている旨をユーザ端末へ通知するとよい。これにより、試薬切れになることを未然に防止することができる。

図６は、試薬交換の推奨時刻を算出する一例を示す説明図である。図６の横軸は時刻であり、縦軸は処理検体実績数である。図６には、項目Ａ、項目Ｂについて図示している。
項目とは検査項目であり、例えば、図７に示すＡＬＢ、ＣＲＥが該当する。項目Ｂの場合、時刻ｔ_１が、試薬残量が閾値以下となる予想時刻であり、時刻ｔ_３が、試薬切れとなる予測時刻である。時刻ｔ_１と時刻ｔ_３の間で、処理検体実績数が最小となる時刻ｔ_２を、試薬交換推奨時刻と決定されている。試薬交換推奨時刻では、処理検体実績数が比較的少なく、検体の処理の滞りを少なくすることができる。

項目Ａの場合、時刻ｔ_４が、試薬残量が閾値以下となる予想時刻であり、時刻ｔ_７が、試薬切れとなる予測時刻である。時刻ｔ_４と時刻ｔ_７の間で、処理検体実績数が極小となる時刻に時刻ｔ_５と時刻ｔ_６がある。このうち、処理検体実績数が最小となる時刻ｔ_６を、試薬交換推奨時刻と決定されている。試薬交換推奨時刻では、処理検体実績数が比較的少なく、検体の処理の滞りを少なくすることができる。

図７は、表示部１４０の表示画面例を示す図である。交換時期に表示する時刻は図６に示す試薬交換推奨時刻である。ただし、既に残量が０％となっている試薬ボトルがある場合は、試薬残量が閾値以下となる予想時刻と試薬切れとなる予想時刻に関係なく、他項目の交換時期のうち直近の時刻を表示するものとする。

自動分析の分野においては、分析装置がさまざまな運用形態で使用される場合がある。例えば、定期検診の血液検査時には多くの項目を分析する必要がなく、限られた項目に対して多検体の分析を行う必要がある場合である。このような場合には、分析装置に設置する試薬として一つの項目に対して多量の試薬を設置することで、長時間の多検体分析において試薬が不足することを回避している。これに対して、夜間運用等、あらゆる項目の分析依頼に対して対応する場合、依頼検体数が少なく、多くの検体数が分析する必要はないが、多項目の分析を行う必要がある。このような場合、多くの分析項目を処理できるように多くの種類の試薬を設置する必要がある。

前記のように、運用形態により試薬の設置の仕方は大きく異なる。そのため、分析装置で複数パターンの運用を行う場合、各運用形態に応じて必要な分析項目およびテスト数の分析を行うために、試薬の入れ替えを行う必要がある。そのためにも、試薬の交換作業を簡便にする必要がある。

近年の分析装置は、分析速度の向上に伴い、時間当たりの試薬消費量が増加する傾向にある。分析装置において長時間の分析を可能にする方法の一つとして、装置の試薬保管部に架設できる試薬数（本数）を増やすことがある。しかしながら、試薬数を増やしても、各々の試薬の交換時期が異なると、分析装置を停止させ、試薬ボトルの交換回数が多くなり、稼働率が低下する問題がある。そこで、試薬ボトルの交換回数を低減できるとともに、試薬交換推奨時期を限定することが必要である。本実施形態では、システムに設置する試薬ボトルの本数を最適にすることにより、試薬交換推奨時期を限定する方法を採用する。

図８は、試薬ボトル数提案部１１４の処理を示すフローチャートである。システムに設置する試薬ボトルの最適数を以下にて算出する。試薬ボトル数提案部１１４は、各測定項目において、試薬ボトルが満杯の状態から枯渇するまでの予想時間を算出し、算出結果を試薬消費実績ＤＢ２７に保存する（処理Ｓ４１）。なお、予測時間は、同じ試薬が複数本を有する場合は、その中身の総量に対する時間である。試薬ボトル数提案部１１４は、試薬が枯渇する（中身がなくなる）までの予想時間の最大値と最小値の差を算出する（処理Ｓ４２）。

次に、試薬ボトル数提案部１１４は、試薬が枯渇するまでの予想時間が最大の測定項目のボトルを１減算し（処理Ｓ４３）、試薬が枯渇するまでの予想時間が最小の測定項目のボトルを１加算し（処理Ｓ４４）、その場合における再度試薬が枯渇するまでの予想時間を算出し（処理Ｓ４５）、その最大値と最小値の差を算出する（処理Ｓ４６）。

試薬ボトル数提案部１１４は、現在のボトル設置数での枯渇するまでの時間の差と設置数を加減算したときでの枯渇するまでの時間の差を比較したときに設置数を加減算したときの方が枯渇するまでの時間の差が少なくなる場合か否かを判定する（処理Ｓ４７）。時間の差が少なくなる場合は（処理Ｓ４７，Ｙｅｓ）、試薬ボトル数提案部１１４は、その設置数を最適数候補とし（処理Ｓ４８）、処理Ｓ４２に戻る。

同様にして、試薬ボトル数提案部１１４は、枯渇するまでの時間の最大値と最小値の差が最小となる試薬ボトルの設置数を算出する（処理Ｓ４２～処理Ｓ４６）。そして、処理Ｓ４７において、時間の差が少なくならない場合は（処理Ｓ４７，Ｎｏ）、試薬ボトル数提案部１１４は、直前の設置数の最適数候補を、試薬ボトルの本数の最適数として表示部に表示する（処理Ｓ４９）。このことにより、システムに設置する試薬ボトルの本数の最適数を算出することができる。

処理Ｓ４９において、処理部１１０は、複数の試薬について、現在の試薬ボトルの設置数と提案する試薬ボトルの設置数とを表示部に表示するとよい。これにより、ユーザは、現在架設されている試薬ボトル数に対し、どの程度増減する必要があるか容易にわかる。

さらに、具体的に説明する。試薬a，ｂ，ｃ，・・・，ｚとし、各試薬の試薬ボトル数をＮａ，Ｎｂ，Ｎｃ，・・・，Ｎｚとする。当初の試薬の中身が枯渇するまでの予想時間Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，・・・，Ｔｃである。

試薬ボトル数提案部１１４は、試薬が枯渇するまでの予想時間の最大値と最小値の差であるΔＴを算出する。すなわち、ΔＴ＝ＭＡＸ（Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，・・・，Ｔｚ）－ＭＩＮ（Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，・・・，Ｔｚ）が算出される。なお、ＭＡＸは最大値を算出する関数であり、ＭＩＮは最小値を算出する関数である。

ここで、試薬が枯渇するまでの予想時間が最大の測定項目のボトルをｂとし、最小の測定項目のボトルをｃとすると、試薬ｂの試薬ボトル数をＮｂ－１とし、試薬ｃの試薬ボトルＮｃ＋１とする。そして、試薬ボトル数提案部１１４は、試薬が枯渇するまでの予想時間の最大値と最小値の差であるΔＴ_１を算出する。すなわち、ΔＴ_１＝ＭＡＸ（Ｔａ，Ｔｂ－１，Ｔｃ＋１，・・・，Ｔｚ）－ＭＩＮ（Ｔａ，Ｔｂ－１，Ｔｃ＋１，・・・，Ｔｚ）が算出される。

試薬ボトル数提案部１１４は、ΔＴ_１＜ΔＴであるか判定し、該当する場合はその設置する数（ボトルの数）を最適数候補とする。その後、同様にして、枯渇するまでの時間の最大値と最小値の差が最小となる試薬ボトルの設置数を算出する。このことにより、システムに最適な試薬ボトルの最適数を算出することができる。

本実施形態では、システムに設置する試薬ボトルの本数を最適にすることにより、試薬交換推奨時期を限定することができる。

<発明の効果>
以上説明したように、試薬の消費実績およびシステムの処理検体数実績を用いて試薬交換の推奨時刻を算出することにより、試薬交換が与える影響を与える検体数を減少することができる。また、試薬が満杯の状態から枯渇するまでの時間を算出することで試薬交換のために装置を停止する回数を低減できるような試薬ボトルの最適数を提案することができる。

２検体容器
３検体ラック
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
１０攪拌機構
１１光度計
１２洗浄機構
１３蓋開口部
１４反応槽
１００自動分析装置
１０１操作部ＰＣ（制御部）
１０２投入部
１０３搬送ライン
１０４分析装置
１１０処理部
１１１対装置通信処理部
１１２データ処理部
１１３画面表示部
１１４試薬ボトル数提案部
１１５試薬交換時期予測部
１２０記憶部
１２１設定保存ＤＢ
１２２試薬消費実績ＤＢ
１２３処理検体数実績ＤＢ
１２４試薬管理ＤＢ
１３０入力部
１４０表示部
１５０通信部

Claims

複数の試薬を用いて検体の測定を行う自動分析装置であって、
前記自動分析装置の制御部は、過去の測定履歴を記憶する記憶部と、処理部とを備え、
前記処理部は、
前記過去の測定履歴に基づき、前記複数の試薬が満杯の状態から枯渇するまでの予想時間を算出し、前記複数の試薬が枯渇するまでの前記予想時間を平準化できるような試薬ボトルの設置数を提案する試薬ボトル数提案部と、
前記試薬において試薬残量と前記過去の測定履歴に基づき、前記試薬の交換が必要となる予測時刻を求め、該予測時刻までに単位時間あたりの処理検体実績数が少なくなる試薬交換作業の推奨時期を予測する試薬交換時期予測部と、を有し、
前記試薬ボトル数提案部は、各測定項目において、各試薬の試薬ボトルが満杯の状態から枯渇するまでの予想時間を算出し、前記各試薬が枯渇するまでの予想時間の最大値と最小値の差が小さくなる前記各試薬の試薬ボトル数を算出する
ことを特徴とする自動分析装置。
請求項１に記載の自動分析装置であって、
前記処理部は、前記複数の試薬について、現在の試薬ボトルの設置数と提案する試薬ボトルの設置数とを表示部に表示する
ことを特徴とする自動分析装置。
請求項１に記載の自動分析装置であって、
前記処理部は、前記試薬交換作業の推奨時期を表示部に表示する際に、前記表示する試薬交換作業の推奨時期は、前記試薬ボトルのポジション単位または検査項目単位いずれかを選択できる
ことを特徴とする自動分析装置。
請求項１に記載の自動分析装置であって、
前記処理部は、前記試薬交換作業の推奨時期を表示部に表示する際に、前記試薬交換作業の推奨時期を前記試薬交換作業の推奨時期順に並べ替える
ことを特徴とする自動分析装置。
請求項１に記載の自動分析装置であって、
前記処理部は、前記試薬交換作業の推奨時期の所定時間前に、試薬交換時期が迫っている旨をユーザ端末へ通知する
ことを特徴とする自動分析装置。