JP7431709B2 - 自動分析装置 - Google Patents
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Description
(自動分析装置)
図1は本発明の第1実施形態に係る自動分析装置を表す模式図である。第1実施形態では、生化学分析、血液凝固分析(血液凝固線溶マーカー、血液凝固時間測定等)、及び免疫分析の機能を備えた複合型自動分析装置を適用対象として例示している。
分析ユニット1は、反応ディスク10、サンプルディスク20、試薬ディスク30A,30B、サンプル分注機構40、試薬分注機構50A,50B、測定ユニット60A-60C、読取装置70A-70Cを含んで構成されている。
反応ディスク10は、鉛直軸周りに回転可能なディスク状のユニットであり、透光性材料からなる多数の反応容器(反応セル)11を保持する。反応容器11は試料と試薬とを混合し反応させるための容器であり、反応ディスク10に環状に複数設置される。自動分析装置100の稼働時、反応容器11は、反応ディスク10の恒温槽12において所定温度(例えば37℃程度)に保温される。また、反応ディスク10には、攪拌機構13と反応容器洗浄機構14が備わっている。攪拌機構13は、反応容器11に収容された液体を攪拌する装置である。反応容器洗浄機構14は、使用済みの反応容器11の内部を洗浄する装置である。
サンプルディスク20は鉛直軸周りに回転可能なディスク状のユニットであり、サンプルを収容した多数のサンプル容器21を保持する。同図ではサンプルディスク20にサンプル容器21を2列の同心円状に配置できる構成を例示している。
第1の試薬ディスク30Aは鉛直軸周りに回転可能なディスク状のユニットであり、多数の第1の試薬ボトル31Aを保持する。試薬ボトル31Aは、試薬ディスク30Aに環状に複数配置される。同じく第2の試薬ディスク30Bは鉛直軸周りに回転可能なディスク状のユニットであり、多数の第2の試薬ボトル31Bを保持する。試薬ボトル31Bは、試薬ディスク30Bに環状に複数配置される。これらの試薬ボトル31A,31Bには、自動分析装置100で分析される分析項目に対応する試薬液が収容されている。試薬ディスク30Aの個々の試薬ボトル31Aには、例えば生化学や散乱に用いる第1試薬又は凝固試薬が収容され、試薬ディスク30Bの個々の試薬ボトル31Bには、例えば生化学や散乱に用いる第2試薬が収容される。
サンプル分注機構40はピペットノズルを有しており、ピペットノズルによりサンプルを吸引し吐出する。サンプル分注機構40は、サンプルディスク20と反応ディスク10との間に位置している。このサンプル分注機構40は、サンプルディスク20の分注位置(吸引位置)20aにあるサンプル容器21の内部から所定量のサンプルを吸引し、吸引したサンプルを反応ディスク10の分注位置(吐出位置)10aにある反応容器11の内部に吐出する。
試薬分注機構50A,50Bはそれぞれピペットノズルを有しており、ピペットノズルにより試薬を吸引し吐出する。第1の試薬分注機構50Aは、試薬ディスク30Aと反応ディスク10との間に位置している。第2の試薬分注機構50Bは、試薬ディスク30Bと反応ディスク10との間に位置している。試薬分注機構50Aは、試薬ディスク30Aの分注位置(吸引位置)30Aaで検査項目に応じた試薬ボトル31Aの内部から試薬を吸入し、反応ディスク10の分注位置(吐出位置)10bで目的の反応容器11の内部に試薬を吐出(分注)する。同じく試薬分注機構50Bは、試薬ディスク30Bの分注位置(吸引位置)30Baで検査項目に応じた試薬ボトル31Bの内部から試薬を吸入し、反応ディスク10の分注位置(吐出位置)10cで目的の反応容器11の内部に試薬を吐出(分注)する。反応容器11に吐出された試薬は、攪拌機構13で攪拌されてサンプルと混合される。
測定ユニット60A-60Cは、サンプルについて目的の項目を測定するユニットであり、それぞれ反応容器の内部のサンプル及び試薬の混合液に光を照射する光源と、混合液を透過した光を検出し測定値を出力する光度計を備えている。反応容器の内部のサンプル及び試薬の反応を測定することで、サンプルについて目的の項目が測定される。
読取装置70C-70Cは、容器に付された識別データを読み取る装置である。識別データにはバーコードやRFID等が採用できるが、本例ではバーコードを用いた例を説明する。つまり読取装置70A-70Cはバーコードリーダーである。
操作装置2は、測定依頼データ(後述)をコンピュータ7に入力したり各種データをモニタ4に表示させたりする際にオペレータが操作する装置である。操作装置2には、典型的にはキーボードやマウスを使用することができるが、タッチパネルその他の操作装置を適用することもできる。
制御装置3は、インターフェイス5、メモリー6、コンピュータ(第1コンピュータ)7、制御用コンピュータ(第2コンピュータ)8、サーバ(第3コンピュータ)9を含んで構成されている。
インターフェイス5は、分析ユニット1に対するコンピュータ7のデータの入出力部である。図1ではコンピュータ7とインターフェイス5が別々に図示してあるが、インターフェイス5はコンピュータ7と一体に構成される場合もある。コンピュータ7から分析ユニット1への分析項目のデータはインターフェイス5を介して制御用コンピュータ8に入力される。また、分析ユニット1からA/D変換器79を介して出力される測定ユニット60A-60Cによる測定データは、インターフェイス5を介してコンピュータ7やメモリー6に入力される。読取装置70A-70Cで読み取られた識別データもインターフェイス5を介してコンピュータ7やメモリー6に入力される。
メモリー6はHDDやSSD等といった記憶装置であり、図1ではインターフェイス5を介してコンピュータ7に接続した外付けの記憶装置を例示しているが、コンピュータ7に内蔵された記憶装置を適用することもできる。メモリー6には、試薬の識別情報、サンプルの識別情報、分析パラメータ、測定依頼データ、キャリブレーション結果、測定データ等のデータが記憶される。測定依頼データには、少なくともサンプルIDや測定項目が含まれており、患者ID等の他の情報も必要に応じて含まれ得る。
コンピュータ7は、オペレータが使用する制御装置である。このコンピュータ7は、オペレータの操作に応じて測定依頼データを作成して制御用コンピュータ8に出力したり、分析ユニット1からの測定データ等に基づいてオペレータの操作に応じた画面をモニタ4に表示出力したりする機能を持つ。その他、コンピュータ7のROMには、分析ユニット1の測定値とメモリー6に記憶された患者データとを基に医師その他の医療従事者の診断又はすべき検査の判断を支援するプログラムが格納されている。具体的には、コンピュータ7は、分析ユニット1から新たな(つまり現在或いは今回の)測定データが入力された場合、読取装置70Cで読み取られた識別データを基に、新たな測定データに対応する患者IDの患者データをメモリー6から読み込む。そしてコンピュータ7は更に、新たな測定データと読み込んだ患者データとを基に、その患者に関して疾患や次に行うべき検査の判定を実行し、判定結果をモニタ4に出力する。医師等はモニタ4でコンピュータ7の判定結果を確認し、疾患やその後すべき検査の判断をする上で参考にすることができる。
制御用コンピュータ8は、コンピュータ7から入力された測定依頼データに従って分析ユニット1に指令信号を出力し、分析を駆動する制御装置である。制御用コンピュータ8は分析ユニット1と一体構成とする(分析ユニット1のボディの内部に組み込まれる)ことが想定されるが、図1では分析ユニット1と別々に図示してある。制御用コンピュータ8による指令対象は、サンプルディスク20、試薬ディスク30A,30B、サンプル分注機構40、試薬分注機構50A,50B、反応容器移送機構64、試薬分注機構67といった作動機器(可動機器)である。本実施形態は1つの制御用コンピュータ8が統括的に分析ユニット1を駆動する例であるが、各作動機器に専用の制御用コンピュータを備え、各制御用コンピュータがコンピュータ7からの入力に応じて対応する作動機器を駆動する構成とすることもできる。
サーバ9はコンピュータ7と接続されている。同図ではインターフェイス5を介さずにコンピュータ7とサーバ9とを接続した構成を表しているが、サーバ9はインターフェイス5を介してコンピュータ7に接続される場合もある。このサーバ9のメモリー9Mには、患者ID毎の患者データ(後述)が記憶されている。
モニタ4はコンピュータ7に接続されており、コンピュータ7の操作の際のグラフィカルユーザインターフェイスや各種データを表示出力する表示装置である。モニタ4が表示出力する各種データには、分析ユニット1による測定データ、コンピュータ7による判定結果、患者データ等が含まれ、オペレータによる操作装置2の操作に応じてコンピュータ7から入力される信号により所望のデータがモニタ4に表示される。
自動分析装置100を用いた基本動作の一例を説明する。ここでは、光度計62Aを使用したサンプルの生化学検査及び血液凝固検査のうち、DダイマーやFDP等の血液凝固線溶マーカーに関する第1測定項目の分析動作について説明する。
自動分析装置100を用いた基本動作の他の例を説明する。ここでは、止血機能検査項目の測定、つまり血液凝固時間の測定に関する分析動作を説明する。血液凝固時間の測定においても、制御用コンピュータ8によって動作パラメータに従って分析ユニット1が駆動される。
図2は図1に示した自動分析装置100に備わった制御装置3の機能ブロック図である。図2において図1に対応する要素には図1と同符号を付して適宜説明を省略する。図2に示したように、制御装置3には、測定順管理F1、機構制御F2、データ演算F3、データ管理F4、解析F5の機能が備わっている。これらの機能は所定のプログラムに従って複数のコンピュータ(本実施形態ではコンピュータ7及び制御用コンピュータ8)で分担して実行する想定であるが、単一のコンピュータで全ての機能を実行する構成であっても構わない。例えば測定順管理F1と機構制御F2の機能は制御用コンピュータ8で実行し、他の3つの機能はコンピュータ7で実行する構成とすることができる。
測定順管理F1は、サンプルの測定順序を設定する機能である。この測定順管理F1の機能は、制御用コンピュータ8により実行される想定であるが、コンピュータ7で実行されるようにしても良い。コンピュータ7において操作装置2で設定された測定依頼データは、コンピュータ7から制御用コンピュータ8に入力される。説明の便宜上、特定の測定依頼データを指して測定依頼データXと記載し、また測定依頼データXでIDが指定されたサンプルをサンプルYと記載する。コンピュータ7から測定依頼データXが入力されると、制御用コンピュータ8ではサンプルYについて、どのサンプルの次に測定を実行するかといった測定順序が設定される。
機構制御F2は、分析ユニット1の動作を制御する機能である。この測定順管理F1の機能は、制御用コンピュータ8により実行される。制御用コンピュータ8は、測定順管理F1で設定されたサンプルYの測定順序が到来すると、分析ユニット1を駆動してサンプルYについて測定を実行する。具体的には、サンプルディスク20に設置されたサンプルYを、測定依頼データXで指定された測定項目に応じて反応容器11又は60aに分注し、前述した通り測定項目に応じて試薬と混合して反応させる。
データ演算F3は、分析ユニット1から入力される測定値から測定データを算出する機能である。このデータ演算F3の機能は、例えばコンピュータ7により実行される。機構制御F2によりサンプルYを試薬と反応させると、測定ユニット60A,60B又は60CからサンプルYについての測光値がA/D変換器79を介して入力される。この測定値を基にサンプルYについて指定された測定項目の測定データが演算される。ここで演算されたサンプルYについての測定データは、測定値、試薬識別情報、サンプル識別情報、分析パラメータ、測定依頼データ、キャリブレーション結果等と共にメモリー6に記憶される。
データ管理F4は、測定データを管理する機能である。このデータ管理F4の機能は、例えばコンピュータ7により実行される。具体的には、コンピュータ7は、データ演算F3で演算したサンプルYについてのデータ(測定データ等)をサンプルYのサンプルIDと紐付ける。同時にメモリー6に記憶されたサンプルYについての測定データ等にもサンプルYのサンプルIDが紐づけられる。サンプルYのサンプルIDと紐付けられた測定データ等は、コンピュータ7からサーバ9に送信され、サーバ9のメモリー9Mに記憶された対応する患者IDについての検査情報データベース9Aとして蓄積される。検査情報データベース9Aに登録された過去の測定データが、患者データに含まれるデータのうちの過去の測定データに相当する。コンピュータ7は、自動的に又はオペレータによる操作に応じて、データ管理F4で処理したサンプルYの測定データ等をモニタ4表示出力する。また、サーバ9のメモリー9Mには患者ID毎の電子カルテ9Bが格納されている。電子カルテ9Bは、診察での医師による所見、患者の症状、既往歴、投薬履歴、家族歴等のデータベースである。サーバ9においては、検査情報データベース9Aに登録された同一患者IDの測定データが患者データに反映され、これにより患者個人の様々なデータが集合したデータベースとしての患者データが患者ID毎に記憶される。
解析F5は、新たに得られた測定データと対応する患者IDの患者データとを基に、当該患者の診療において次に行うべき検査を解析し判定する機能である。この解析F5の機能は、例えばコンピュータ7により実行される。具体的には、コンピュータ7は、データ管理F4で新たに得られた測定データに患者IDが対応する患者データをサーバ9からダウンロードする。コンピュータ7はまた、新たな測定データと患者データとを基に、解析F5でサンプルYに対応する患者について疾患を推定したり、或いはその患者の診療において次に行うべき検査を判定したりする。また、解析F5の結果は、コンピュータ7からサーバ9に送信され、サーバ9のメモリー9Mに記憶された対応する患者IDについての患者データに反映される。また、コンピュータ7は、自動的に又はオペレータによる操作に応じて、解析F5の結果をモニタ4表示出力する。
図3は自動分析装置100で実行される疾患等判定の一例を表すフローチャートである。本例では、糖尿病について診断や検査の判定をする処理を一例として説明する。
図4は測定結果の一覧画面の一例、図5は患者データの参照画面の一例を表している。図4及び図5の画面を含め、本願明細書において説明する画面はいずれも、オペレータの操作に応じてコンピュータ7によりモニタ4に表示出力される。
患者の過去の測定データや既往歴、家族歴等の個々の情報を検索して収集する作業は多忙な医師その他の医療従事者にとって負担の大きな作業であり、また多くの情報を扱う場合には重要なデータを見落とす可能性もある。
図7は本発明の第2実施形態に係る自動分析装置で実行される疾患等判定の一例を表すフローチャートである。本実施形態も測定データで異常判定された場合に患者データを参照して疾患やすべき検査を判定する点で第1実施形態と共通するが、判定ができない場合に蓄積データを統計して疾患を判定する点で第1実施形態と異なる。具体的には、本例のコンピュータ7は、疾患が判定不能である場合、新たな測定データに所定の条件が共通する診断結果をメモリー9Mに記憶された複数の患者の患者データ(例えば全ての有効な患者データ)から抽出し、抽出結果を統計してモニタ4に出力する。本実施形態の自動分析装置のハードウェア構成は、第1実施形態と同様である。
図7を用いて本実施形態の自動分析装置による疾患等判定について血液凝固分析の場合を例に挙げて説明する。APTT(活性化部分トロンボプラスチン時間)が異常(凝固時間延長)となる代表的な疾患として、出血性疾患と血栓性疾患がある。また、これら疾患の要因として、凝固因子の産生低下とインヒビターの可能性がある。同図のフローチャートは、PT(プロトロンビン時間)が正常でAPTTのみが異常となった場合にコンピュータ7により開始される。
図8は判定不能時にコンピュータが実行する解析の結果を表す画面の一例、図9は解析データの参照画面の一例を表している。これらの画面はいずれも、オペレータの操作に応じてコンピュータ7によりモニタ4に表示出力される。
本実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果に加え、新たに得られた測定データ及び対応する患者データのみでは疾患が判定不能な場合でも、他の患者のデータを含めた多くの実績データから疾患の候補を絞り込むことができる。
本発明の第3実施形態に係る自動分析装置を説明する。本実施形態は、疾患等の判定に用いる診断基準を選択する機能を更に付加した例である。
図10は本発明の第3実施形態に係る自動分析装置で実行される疾患等判定の一例を表すフローチャートである。図10のフローでは、DIC診断をするに当たって適用するDIC診断基準の決定までの判定を説明する。
図11は図10のフローチャートで実行されたDICの判定結果(スコアリング結果)を表す画面の一例、図12は図11の画面で適用する診断基準を変更した場合のDICの判定結果(スコアリング結果)を表す画面の例である。これらの画面はいずれも、オペレータの操作に応じてコンピュータ7によりモニタ4に表示出力される。
図11及び図12の画面の診断基準804のチェックボックス800の中に表示された複数の診断基準は、画面下に表示するスコアリング結果に適用する診断基準として選択可能な選択肢である。また、チェックボックス800の中に設定した診断基準を、DIC診断に適用する診断基準として図10のフローチャートで選択され得る診断基準の選択肢とする構成とすることもできる。つまり、図10のフローチャートにおいて各種判定を実行した結果、チェックボックス800の中に設定された選択肢からDIC診断に適用する診断基準をコンピュータ7が選択しS316の処理を実行する構成である。
本実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果に加え、以下のメリットが得られる。
図14は本発明の第4実施形態に係る自動分析装置に備わった制御装置の機能ブロック図である。本実施形態において第1実施形態で説明した要素と同様の又は対応する要素については、図14において既出図面と同符号を付して説明を適宜省略する。以下に図14を用いて本発明の第4実施形態に係る自動分析装置を説明する。
なお、本発明の実施の例は以上の4つの実施形態に限定されるものではなく適宜変更可能である。例えば、第1-第4のいずれかの実施形態において構成の一部を他の実施形態の構成で置き換えたり、例えば、第1-第4のいずれかの実施形態に他の実施形態の構成を組み合わせたりすることもできる。第1-第4のいずれかの実施形態において、主発明の趣旨と無関係の構成を省略することも可能である。
図16は本発明が適用可能な複合型の自動分析装置の第1のバリエーションを表す図である。図16には分析ユニット1のみを図示し制御装置3は図示省略してある。また、本例の自動分析装置において図1の自動分析装置と同様の又は対応する部分には、図16において図1と同符号を付して説明を省略する。
図17は本発明が適用可能な複合型の自動分析装置の第2のバリエーションを表す図である。図17にはユニット1のみを図示し制御装置3は図示省略してある。また、本例の自動分析装置において図1の自動分析装置と同様の又は対応する部分には、図17において図1と同符号を付して説明を省略する。
Claims (5)
- サンプルを分析する分析ユニットと、操作装置と、前記操作装置からの入力を基に前記分析ユニットを制御する制御装置と、前記分析ユニットによる測定データを表示出力するモニタとを備え、
前記分析ユニットは、
反応容器にサンプルを分注するサンプル分注機構と、
前記反応容器に試薬を分注する試薬分注機構と、
前記反応容器の内部の前記サンプル及び前記試薬の反応を測定する測定ユニットと、
サンプル容器に付された識別データを読み取る読取装置と
を含んで構成された自動分析装置において、
前記制御装置は、
前記分析ユニットによる過去の測定データ、既往歴、投薬歴、及び家族歴の少なくとも1種を含む患者データを患者毎に記憶したメモリーを備えており、
前記分析ユニットから測定データが入力された場合、前記読取装置で読み取られた識別データを基に、前記分析ユニットからの測定データに対応する患者データを前記メモリーから読み込み、
前記分析ユニットからの測定データとこれに対応する前記患者データとを基に、疾患及び行うべき検査の少なくとも一方の判定を実行し、判定結果を前記モニタに出力し、
前記判定が不能である場合、前記分析ユニットからの測定データに条件が共通する診断結果を前記メモリーに蓄積されたデータから抽出し、抽出結果を統計して前記モニタに出力する
ことを特徴とする自動分析装置。 - 請求項1の自動分析装置において、
前記メモリーには、複数の診断基準が選択肢として記憶されており、
前記制御装置は、前記分析ユニットからの測定データと前記患者データとを基に、前記判定に適用する診断基準を前記選択肢の中から選択して前記メモリーから読み込む
ことを特徴とする自動分析装置。 - 請求項2の自動分析装置において、
前記メモリーには、前記選択肢の数より多くの診断基準が登録データとして記憶されており、前記選択肢は、前記登録データの中から任意に選択可能である
ことを特徴とする自動分析装置。 - 請求項1の自動分析装置において、
前記メモリーには、前記分析ユニットの出力及び前記患者データと前記判定結果との関係を予め学習して得られた学習データが記憶されており、
前記制御装置は、前記メモリーから前記学習データを読み込み、前記学習データに基づき、前記分析ユニットの出力及び前記患者データを入力として前記判定結果を出力する
ことを特徴とする自動分析装置。 - 請求項4の自動分析装置において、
前記制御装置は、前記判定結果の後、現実になされた確定診断の結果又は現実に行われた検査を前記学習データに反映させ、前記学習データを更新する
ことを特徴とする自動分析装置。
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