JPWO2015174226A1 - 自動分析装置 - Google Patents

Abstract

圧力信号処理部９８により予め定めた条件でのデータ取得を行い、記憶部９３に記憶された判定用基準データとの統計距離を演算部９４にて演算し、分注異常判定部９７により分注異常か否かを判定する。異常検知機能が正しく働くのに適合したものであるかの確認を適合性確認部９５により行い、異常検知機能が正しく働くのに適合したものではないと判断した場合、仮判定用基準データを作成し、先に行った、予め定めた条件でのデータとを比較し、その相違が予め定めた閾値より大である場合は、自動分析装置の部品に異常が存在するか自動分析装置に故障が発生している可能性があると判断して、その結果を制御指令部９９に伝達し、表示装置９２にアラームを表示させる。これにより、流路を構成する各パーツの経時変化や交換に影響されることなく、確度よく部品交換や装置の調整が必要な状態を検知することができる。

Description

本発明は、血液や尿などの生体検体の定性・定量分析を行う自動分析装置に関する。

自動分析装置は、血液や尿などの生体検体（以下、検体と称する）に含まれる特定の成分に特異的に反応する試薬を添加・反応させ、反応液の吸光度や発光量を測定することにより、定性・定量分析を行うものである。

このような自動分析装置においては、検体と試薬を反応させるため、検体容器に収容された分析対象である検体や、検体に添加・反応させる試薬を反応容器に分注する工程が必要である。反応容器に分注される検体や試薬は少量であるため、分注精度の分析精度への影響は必然的に大きくなる。

したがって、分注精度の低下に繋がる分注異常を確実に検出することが重要である。

検体を反応容器に分注する工程において、分注異常の発生要因として頻度が高いのがフィブリン等の固形異物の吸引によるプローブ詰まりである。プローブに詰まりが生じると、所定量の検体を反応容器に分注することができず、信頼性のある分析結果を得ることができない。また、被検検体の液面上に気泡あるいは液膜が存在する場合においては、気泡や液膜を液面と判断してしまい、本来、吸引するべき量の検体を吸引できず、分注異常が発生する。気泡や液膜が存在する場合の分注異常を回避するためには、被検検体中へのプローブの浸漬量を大とすることが考えられるが、検体へのプローブの浸漬量が大となると、コンタミネーションが増大して、分析結果に悪影響を与える恐れが生じる。

そこで、プローブの液体内への浸漬深さを極力低減するために、容器内の液体の液面を検出し、プローブの先端が液面より僅かに下に達した位置でプローブの下降動作を停止させ、次いでプローブ内へ所定量の液体を吸引するように動作制御する手法が一般的である。

被検検体の液面を検出する手段としては、プローブが液面に触れたときの静電容量の変化を検知する静電容量変化方式が最も一般的に用いられている。

しかし、このような液面センサを用いる場合、上述したように、液面上に気泡や液膜が存在すると、それを液面と誤検知することがあり、分注異常が発生する。

試薬を反応容器に分注する工程においても、試薬液面上に生じた気泡を吸引することにより、分注異常が発生することがある。検体の場合と同様に試薬へのプローブの浸漬量を大とすると、コンタミネーションが増大して、分析結果に悪影響を与える恐れが生じる。このため、検体の場合と同様のプローブ動作制御手法を採用しているのが一般的である。

分注異常を検出する技術として、例えば特許文献１には、サンプルを吸引・吐出するプローブと、そのプローブにサンプルを吸引・吐出させるための圧力を発生させる分注シリンジとを接続する分注流路内の圧力を検出する少なくとも一つの圧力センサと、サンプルの分注動作時における圧力センサの出力値を時系列的に記憶する圧力値記憶手段と、プローブでサンプルが正常に吸引または吐出されたときの圧力センサの時系列的な出力値からなる基準データベースを記憶した記憶手段とを備えた自動分析装置が開示されている。

そして、上記特許文献１に記載された自動分析装置は、圧力値記憶手段に時系列的に記憶された圧力センサ出力値に基づいて作成された比較データと基準データベースとからマハラノビス距離を算出し、算出結果とあらかじめ定められた閾値とを比較することによりサンプルの分注異常を判定する。

特開２００８−２２４６９１号公報

しかしながら、上記従来技術には次のような問題点がある。

分注流路内に設置した圧力センサの出力値には、流路を構成する各パーツの経時変化（シールピースの摩耗）や交換によって、同一の検体あるいは同一の試薬の分注であっても変動が生じる場合がある。この変動幅が大きい場合には、予め記憶している基準データベースが当該装置における分注異常検知にとって不適合なものとなり、検知性能が低下してしまう恐れがあった。

しかしながら、オペレータおよびサービスエンジニアは、分注異常の検知性能が正常に維持されていることの確認および性能低下時の対策手段を有していなかった。

このため、部品交換や装置の調整が必要な状態であるにもかかわらず、それを検知することができず、分析精度が低下してしまう可能性があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、流路を構成する各パーツの経時変化や交換に影響されることなく、確度よく部品交換や装置の調整が必要な状態を検知できる自動分析装置を実現することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は次のように構成される。

本発明の自動分析装置は、容器に収容された分注対象に分注ノズルを浸漬して吸引し、反応容器に吐出する分注機構と、上記分注機構の分注ノズルの内部の圧力を検出する圧力センサと、上記反応容器に収容された検体の分析を行う分析処理部と、上記分注機構の異常の有無の判定に用いる判定用基準データが記憶される記憶部と、この記憶部に記憶された判定用基準データにより上記分注機構の分注動作が異常か否かを判定する分注異常判定部と、上記判定用基準データが異常検知に適合するか否かの確認を行う判定用基準データ適合性確認部と、上記分注機構、上記圧力センサ、上記分析処理部、上記分注異常判定部、及び上記判定用基準データ適合性確認部の動作を制御する制御指令部と、表示部とを備える。

そして、上記判定用基準データ適合性確認部が判定用基準データは異常検知に適合しないと判断した場合、上記制御指令部は、仮判定用基準データを取得し、この仮判定用基準データが、異常検知に適合しないか否かを上記判定用基準データ適合性確認部が判断し、上記仮判定用基準データは異常検知に適合しないと判断した場合、上記制御指令部は、上記表示部に警告を表示させる。

流路を構成する各パーツの経時変化や交換に影響されることなく、確度よく部品交換や装置の調整が必要な状態を検知できる自動分析装置を実現することができる。

本発明の実施例１に係る自動分析装置の全体構成を概略的に示す図である。 複数の分注機構のうち試料分注機構５０を代表してその内部構成を模式的に示す図である。 実施例１における制御装置の詳細を示す機能ブロック図である。 マハラノビスの距離を算出するために用いる判定用基準データの例を示す図である。 実施例１における制御装置の一連の処理についてのフローチャートである。 図５のＳＴＥＰ１における判定用基準データの適合確認に用いる正常及び異常データを取得するための動作条件の一例を示す図である。 図５のＳＴＥＰ１における判定用基準データの適合確認に用いる正常及び異常条件における流路内圧力データの取得波形例である。 実施例１における制御装置の内部構成ブロック図であり、図３に示した内部構成相互間の指令信号及びデータ転送関係を明確化した図である。 分析処理動作中における分注機構の異常判定処理を示す動作フローチャートである。 実施例２における制御装置の詳細を示す機能ブロック図である。 実施例２における制御装置の一連の処理についてのフローチャートである。 実施例２における制御装置の内部構成ブロック図であり、図１０に示した内部構成相互間の指令信号及びデータ転送関係を明確化した図である。 実施例３における制御装置の一連の処理についてのフローチャートである。 実施例４における制御装置の一連の処理についてのフローチャートである。 実施例４における制御装置の一連の処理についてのフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

（実施例１）
本発明の実施例１について説明する。

（１）自動分析装置の全体構成
図１は、本発明の実施例１に係る自動分析装置の全体構成を概略的に示す図である。

図１において、自動分析装置は、試料ディスク（サンプルディスク）１０と、第１試薬ディスク２０と、第２試薬ディスク３０と、反応ディスク４０と、試料分注機構５０と、第１試薬分注機構６０と、第２試薬分注機構７０と、測光機構８０と、制御装置９０とを備えている。

試料ディスク（サンプルディスク）１０は、分析対象である血液や尿などの検体を収容した検体容器１１を周方向に複数並べて搭載している。試料ディスク１０は、図示しない回転駆動装置により回転駆動され、検体容器１１の周方向の搬送を行う。

第１試薬ディスク２０は、検体の分析に用いる試薬（第１試薬）を収容した試薬容器２１を周方向に複数並べて搭載している。第１試薬ディスク２０は、図示しない回転駆動装置により周方向に回転駆動され、試薬容器２１の周方向の搬送を行う。

第２試薬ディスク３０は、検体の分析に用いる試薬（第２試薬）を収容した試薬容器３１を周方向に複数並べて搭載している。第２試薬ディスク３０は、図示しない回転駆動装置により周方向に回転駆動され、試薬容器３１の周方向の搬送を行う。

反応ディスク４０は、検体と試薬の混合液（反応液）を収容した反応容器４１を周方向に複数並べて搭載している。反応ディスク４０は、図示しない回転駆動装置により周方向に回転駆動され、反応容器４１の周方向の搬送を行う。また、反応ディスク４０の反応容器４１の搬送経路上には、反応容器４１に収容された混合液の攪拌を行う攪拌機構４２と、分析の終了した反応容器４１の洗浄を行う洗浄機構４３とが配置されている。

試料分注機構５０は、検体容器１１に収容された分注対象の検体に分注ノズル５１（後の図２参照）を浸漬して吸引し、反応容器４１に吐出することにより検体の分注を行う。試料分注機構５０は、図示しない駆動装置により水平および垂直方向に駆動される。

第１試薬分注機構６０は、試薬容器２１に収容された分注対象の第１試薬に分注ノズル（図示せず）を浸漬して吸引し、反応容器４１に吐出することにより第１試薬の分注を行う。第１試薬分注機構６０は、図示しない駆動装置により水平および垂直方向に駆動される。

第２試薬分注機構７０は、試薬容器３１に収容された分注対象の第２試薬に分注ノズル（図示せず）を浸漬して吸引し、反応容器４１に吐出することにより第２試薬の分注を行う。第２試薬分注機構７０は、図示しない駆動装置により水平および垂直方向に駆動される。

測光機構８０は、反応ディスク４０における反応容器４１の搬送経路上に配置されており、測定対象の反応液が収容された反応容器４１に光を照射する光源８１と、反応容器４１に収容された反応液を透過した透過光を検出する分光検出器８２とを備えている。分光検出器８２での検出結果は、ディジタル信号に変換されて制御装置９０に送られる。

制御装置９０は、各駆動装置を含む自動分析装置全体の動作を制御するものであって、分析対象である血液や尿などの検体の分析を行う分析処理や、分析処理に伴う各分注機構５０、６０、７０の異常判定を行う異常判定処理などの制御を行うものであり、各種設定値や指令等を入力するための入力装置９１と、各種設定画面や分析結果画面等を表示する表示装置９２とを備えている。

（１−１）分注機構５０、６０、７０
図２は、複数の分注機構のうち試料分注機構５０を代表してその内部構成を模式的に示す図である。

図２に示すように、試料分注機構５０は、検体５１ａ及びシステム液５１ｂを内部に通すための分注流路５３を有する分注ノズル５１と、試料５１ａやシステム液５１ｂ、分離空気５１ｃなどの分注ノズル５１に対する吸引・吐出等を行う定量ポンプ５７と、分注ノズル５１の内部（言い換えると、分注流路５３の内部）の圧力を検出する圧力センサ５４と、分注流路５３に接続されたポンプ５９と、分注流路５３とポンプ５９の間の流路に設けられたバルブ５８とを備えている。

分注ノズル５１の試薬に浸漬する側の一端には、分注流路５３の断面積の小さい絞り部５２が設けられている。

定量ポンプ５７は、分注ノズル５１の他端に接続されており、駆動機構５６による分注流路５３内へのプランジャ５５の侵入、或いは、分注流路５３内からのプランジャ５５の退避を行って分注流路５３内の容量を調整することにより、絞り部５２からの検体等の吸引・吐出を行う。

ポンプ５９は、システム液５１ｂを分注経路５３に供給するものであり、バルブ５８の開閉状態とともに制御装置９０により制御される。

圧力センサ５４の検出結果は、Ａ／Ｄ変換器５４ａを介して制御装置９０に送られる。なお、第１及び第２試薬分注機構６０、７０においても試料分注機構５０と同様の構成を有しており、詳細な説明は省略する。

（１−２）制御装置９０
図３は制御装置９０の詳細を示す機能ブロック図である。

図３において、制御装置９０は、入力装置９１や表示装置９２の他に、各分注機構５０、６０、７０のＡ／Ｄ変換器５４aからの圧力信号のディジタル信号について、特徴変数を算出する圧力信号処理部９８と、分析処理や異常判定処理など、自動分析装置の動作に用いる各種情報を記憶する記憶部９３と、複数の特徴変数で代表される２つの事象間の類似性を数値化した指標である統計距離を演算する統計距離演算部９４と、分注処理の異常判定処理に用いるために記憶部９３に記憶された判定用基準データが異常検知を確度よく行うのに適合したものであるかの確認を行う判定用基準データ適合性確認部９５と、判定用基準データ適合性確認部９５および判定用基準データ更新部９６を経て判定用基準データとしての適合性のある判定用基準データを用いて分注処理の異常判定処理を行う分注異常判定部９７、分析対象である血液や尿などの検体の分析を行う分析処理部１００などの各種機能ブロックを備えている。

図３には示していないが、制御装置９０には、反応ディスク４０、第１試薬ディスク２０、第２試薬ディスク３０、試料ディスク１０、分注機構５０、６０、７０、測光機構８０等の制御を行う、制御指令部９９(後述する)を備えている。

（２）分析処理
次に、本実施例１における自動分析装置の分析処理の基本動作を説明する。

分析処理では、血液や尿などの検体に含まれる特定の成分に特異的に反応する試薬を添加・反応させ、反応液の吸光度を測定することにより、定性・定量分析を行う。

まず、検体容器１１に分析対象の検体（試料）を収容し、試料ディスク１０に搭載する。なお、それぞれの検体の分析処理で必要な情報（分析項目や試薬種類等）は、予め制御装置９０の入力装置９１により入力され記憶される。

次に、試料分注機構５０の分注プローブ５１によって検体容器１１から一定量の検体を吸引し反応ディスク４０に搭載された反応容器４１に吐出することにより分注する。

続いて、第１及び第２試薬分注機構６０、７０によって、試薬容器２１、３１から定量の試薬を吸引し反応ディスク４０の反応容器４１に吐出することにより分注し、攪拌機構４２により攪拌する。なお、第１及び第２試薬分注機構６０、７０により分注する試薬の種類や分量、タイミング等は、検体の種類や分析項目等により予め定められている。

続いて、反応ディスク４０は、周期的に回転／停止を繰り返し、反応容器４１が測光機構８０（すなわち、光源８１と分光検出器８２の間）を通過するタイミングで測光が行われる。予め定めた反応時間の間に分光検出器８２により測光を繰り返し、その後、洗浄機構４３により分析の終了した反応容器４１の洗浄を行う。測光機構８０による測光は、複数の検体容器４１に対しても並列的に行われる。測光機構８０による検出結果は、制御装置９０に送られて分析の種類に応じた成分の濃度が算出され、表示装置９２に表示される。

（２−１）分注処理
次に、分析処理における分注機構による分注処理の基本動作を説明する。

ここでは、分注機構５０、６０、７０のうち代表して試料分注機構５０について説明する。

試料分注機構５０による分注処理（すなわち、検体の分注処理）では、分注対象である検体に分注プローブ５１を浸漬した状態で吸引し、所定の反応容器４１に吐出することにより分注を行う。

制御装置９０は、まず、検体を吸引する前に、バルブ５８を開いて分注プローブ５１の分注流路５３内部をポンプ５９から供給されるシステム液５１ｂで満たし、バルブ５８を閉じる。次に、分注プローブ５１の先端が空中にある状態で、駆動機構５６によりプランジャ５５を下降動作させ、分離空気５１ｃを吸引する。

次に、分注プローブ５１を検体容器１１の中に下降させ、その先端が検体に浸漬した状態でさらにプランジャ５５を下降動作して検体を絞り部５２及び分注プローブ５１の分注流路５３内に吸引する。その後、分注プローブ５１を反応容器４１上に移動した状態で、駆動機構５６によりプランジャ５５を上昇動作させ、分離空気５１ｃに達するまで検体を吐出する。

分注プローブ５１による検体の吸引時及び吐出時における分注プローブ５１の分注流路５３の圧力は、圧力センサ５４で検出され、Ａ／Ｄ変換器５４ａでディジタル変換されて制御装置９０に送られる。制御装置９０では、圧力センサ５４の検出結果（つまり、吸引時又は吐出時の圧力波形）から各分注機構５０、６０、７０の異常の有無を判定する異常判定処理を行い、異常があったと判定された場合は、分析処理を一時停止し、表示装置９２にアラーム等を表示するなどしてオペレータに報知し、復帰動作を促す。

復帰動作としては、異常発生の原因を取り除いての再分注や、別の検体の分析への移行、装置の停止などの中から選択される。

分注プローブ５１は、検体を吐出した後、バルブ５８の開閉によるシステム液の５１ｂの流れにより洗浄され、次の分注処理に備える。

（２−２）異常判定処理
次に、異常判定処理について、説明する。

異常判定処理は、各分注機構５０、６０、７０における分注処理中の異常を判定する処理である。

異常判定処理において、統計距離演算部９４は、各分注機構５０，６０，７０の分注ノズルによる対象（検体や試薬）の吸引時および吐出時における圧力波形（つまり、圧力センサ５４の検出結果）を取得するとともに、記憶部９３に記憶された予め異常検知が正常に機能するための適合性が確認された判定用基準データを用い、統計距離を算出する。

本実施例１では、統計距離演算部９４で用いる統計距離として、マハラノビス距離を用いた場合を例示して説明する。

分注異常判定部９７は、統計距離演算部９４で算出された統計距離を、記憶部９３に記憶された閾値と比較し、その比較結果に基づいて、各分注機構５０、６０、７０の分注異常の判定を行う。記憶部９３に記憶された閾値は、予め分注処理の対象ごと及び分注量ごとに定められている。

（２−２．１）統計距離
次に、統計距離について説明する。

統計距離は、複数の特徴変数で代表される２つの事象間の類似性を数値化した指標である。本実施例１の形態の場合には、予め用意した既知データの集合に対して、対象データがどれだけ離れているかを算出することになる。ここでは、統計距離の一例としてマハラノビス距離の計算方法について説明する。

図４は、既知データの集合の一例を模式的に示す図である。この既知データの集合では、ｎ事象（１〜ｎ）の各データがｋ個（１〜ｋ）の特徴変数を有している（ｎ、ｋは正の整数）。

マハラノビス距離の計算では、まず、対象データの各特徴変数をｙ_１、ｙ_２、・・・、ｙ_ｋ、既知データｘ_ｎｋの各特徴変数の平均をｚ_１、ｚ_２、・・・、ｚ_ｋ、標準偏差をσ_１、σ_２、・・・、σ_ｋとした場合、下記の式（１)により正規化を行う。

但し、式（１）において、ｉ＝１、・・・、ｋである。

そして、既知データの集合に対する対象データのマハラノビス距離Ｄ_Ｍは、下記の式（２）により表される。

上記式（２）に示すように、評価データの特徴変数行列と判定用基準データの相関行列との積をｋで除算し、平方根を算出してマハラノビス距離Ｄ_Ｍを算出する。
なお、本実施例１に適用可能な統計距離の計算方としては、マハラノビス距離の他にも、ユークリッド距離、標準ユークリッド距離、マンハッタン距離、チェビシェフ距離、ミンコフスキー距離、多変量正規密度などの計算法がある。

（２−２．２）判定用基準データの適合性確認
異常判定処理で用いる判定用基準データには、判定用基準データ適合性確認部９５において、分注異常検知の所定の性能が維持されるように、その適合性があることが確認されたものが用いられる。分注異常検知に対する適合性が無いと判断された場合には、部品交換や装置の調整が必要か否かを判断する。

判定用基準データの適合性確認は、試料分注機構５０、第１試薬分注機構６０、第２試薬分注機構７０のいずれかを対象として行われる。

図５は、制御装置９０の判定用基準データ適合性確認部９５等における一連の処理についてのフローチャートである。また、図８は、制御装置９０の内部構成ブロック図であり、図３に示した内部構成相互間の指令信号及びデータ転送関係を明確化した図である。

なお、図５に示した判定用基準データ適合性確認における一連の処理工程は、オペレータあるいはサービスエンジニアが、制御装置９０のＧＵＩ（Graphical User Interface）等から実行可能とし、自動分析装置による分析処理の開始前に通常の分析動作から独立して行うものとする。予め設定しておくことにより装置立ち上げ時に自動実行することも可能である。

図５のＳＴＥＰ１〜７、図８に示した各部９３〜９５、９７〜９９により行われる。

図５のＳＴＥＰ１において、正常分注および異常分注条件における流路内圧力変動データの取得を行う。ここでの異常分注条件とは、検体あるいは試薬の液面上の泡を吸引する場合（泡吸引）あるいは空気のみの吸引を行う場合（空吸い）、高粘性の検体の吸引を行う場合等である。前記の異常分注条件下での圧力データ取得については、確実なデータ取得を実現するためにプローブの上下方向の停止位置の制御を行う。

ＳＴＥＰ１を実行するにあたっては、予め判定用基準データの適合確認用の検体あるいは試薬をそれぞれ試料ディスク、試薬ディスクに設置する。適合確認用の検体あるいは試薬の液性としては、運用上ありうる最小粘度、最大粘度を擬似したものが考えられるが、この限りではない。データ取得対象とする分注量は、例えばシリンジ駆動モータの動作パターン切り替えの両端の量とする（４動作パターンある場合には８分注量）。各分注量ごとに正常および異常データの取得を行う。信頼性向上のために２〜３セット繰り返すようにしてもよい。

図６は、ＳＴＥＰ１における判定用基準データの適合確認に用いる正常及び異常データを取得するための動作条件の一例を示す図である。図６に示すように、条件のシーケンス番号は１〜１２であり、正常動作は８例、異常動作（空吸い）は４例だけ行うこととなっている。設定量は１０μＬ、４９μＬ、５０μＬ、１００μＬの３種類、吸引対象（疑似試薬）は精製水、グリセリン３０％水溶液の２種類、実行回数は、各シーケンスにつき、５回となっている。

なお、吸引した対象（疑似試薬又は疑似検体）は、反応容器４１に必ずしも吐出する必要は無く、洗浄機構における洗浄槽等の特定の場所に吐出してもよい。

図７は、ＳＴＥＰ１における判定用基準データの適合確認に用いる正常及び異常条件における流路内圧力データの取得波形例である。図７において、実線の波形が正常の場合の例であり、破線の波形が空吸い（異常）の場合の例である。吸引区間は、吸引開始から１２５ｍｓ程度である。図７に示すように、吸引区間においては、正常吸引と異常吸引（空吸い）との間には、約２０００Ｐａの圧力差がある。

次に、ＳＴＥＰ２において、制御装置９０の圧力信号処理部９８がＡ／Ｄ変換器５４ａから送られてくる圧力センサ信号である正常分注および異常分注条件下での圧力波形のディジタル信号について、特徴変数を算出する。ここでの特徴変数とは、一定時間間隔ごとの圧力平均値やプランジャ５５の動作開始および停止時に現れる圧力変動の極小点および極大点の出現タイミングなどである。

次に、ＳＴＥＰ３において、記憶部９３に格納されている判定用基準データとＳＴＥＰ１、２において取得した各データとの統計距離Ｄ_Ｍを統計距離演算部９４が演算する。

判定用基準データは、正常データセットおよび異常データセット、あるいはその一方からなるものとする。取得した正常データについては、判定用基準データを構成する正常データセットからの統計距離Ｄ_Ｍを算出し、取得した異常データについては、基準データベースを構成する異常データセットからの統計距離Ｄ_Ｍを算出する。

分注異常判定部９７は、統計距離演算部９４が演算した統計距離Ｄ_Ｍと記憶部９３に予め格納してある閾値とを比較し、分注異常であるか否かを判定する。

次に、ＳＴＥＰ３Ａにおいて、判定用基準データ適合性確認部９５は、分注異常判定部９７で判定された結果が図６に示すような判定用基準データの正常、異常と一致するか否かを判断し、一致する場合には、異常検知機能が正常に機能していると判断して、その結果を制御指令部９９に伝達する。制御指令部９９は、自動分析装置を待機状態へと移行させる。この場合、制御指令部９９は、異常検知機能が正常に機能していることを表示装置９２に表示させることもできる。

判定用基準データ適合性確認部９５は、分注異常判定部９７で判定された結果が判定用基準データの正常、異常と一致しない場合には、異常検知機能が正常に機能していない可能性があると判断して、その結果を制御指令部９９に伝達し、ＳＴＥＰ４に処理は移行する。

ＳＴＥＰ４において、制御指令部９９は、判定用基準データの取得を実行する。これはＳＴＥＰ１と同様な動作により、正常及び異常条件下でのデータを取得する。取得するデータの分注量は、任意に設定できるものとし、分析パラメータ登録がされている項目の分注量のみあるいは、選択した項目の分注量のみとすることが可能であるとする。ここで取得を行った基準データは、既存の判定用基準データに追加して仮判定用基準データを作成する。作成した仮判定用基準データは、圧力信号処理部９８を介して記憶部９３に格納される。

なお、既存の判定用基準データに追加することなく、ここで取得を行った基準データのみで仮判定用基準データを作成することも可能である。これらの動作は、制御指令部９９により各部を制御することにより、自動的に実行することが可能である。また、ＳＴＥＰ４において、正常又は異常条件下にいずれか一方のみでのデータを取得し、基準データとしてもよい。

次に、ＳＴＥＰ５において、ＳＴＥＰ１、２で取得したデータと、ＳＴＥＰ４にて作成した仮判定用基準データとの統計距離Ｄ_Ｍを統計距離演算部９４が計算する。計算の実行内容としては、ＳＴＥＰ３と同様である。

次に、ＳＴＥＰ５Ａにおいて、判定用基準データ適合性確認部９５は、統計距離演算部９４が計算した統計距離Ｄ_Ｍと予め記憶部９３に格納してある閾値とを比較し、その差が一定値未満であれば、異常検知機能が正常に機能していると判断して、その結果を制御指令部９９に伝達する。制御指令部９９は、自動分析装置を待機状態へと移行させる。

判定用基準データ適合性確認部９５は、上記差が一定値以上であれば、自動分析装置の部品に異常が存在するか自動分析装置に故障が発生している可能性があると判断して、その結果を制御指令部９９に伝達する。

次に、ＳＴＥＰ７において、制御指令部９９は、表示装置９２に警告（アラーム）を表示させ、部品の交換や自動分析装置の調整を促す。あるいは、再びＳＴＥＰ４からの一連の処理を実行して、再度、判定に誤りがあるか否かの判断所処理を行う。

次に、分析処理動作中における分注機構の異常判定処理動作について、説明する。

（２−２．３）異常判定処理の動作
図９は、分析処理動作中における分注機構の異常判定処理を示す動作フローチャートである。

なお、図９においては、試料分注機構５０の動作を例に示して説明するが、第１試薬分注機構６０および第２試薬分注機構７０についても同様に異常判定処理を行う。

制御装置９０の制御指令部９９は、入力装置９１から分析開始が指示されると、試料分注機構５０にて分注工程の吸引動作を行い（ＳＴＥＰ１）、圧力信号処理部９８にて、Ａ／Ｄ変換器５４ａから送られてくる圧力センサ５４の圧力波形のディジタル信号について、対象データの特徴変数を算出する（ＳＴＥＰ２）。続いて、統計距離演算部９４は、対象データの予め選択してある判定用基準データからの統計距離Ｄ_Ｍを算出する（ＳＴＥＰ３）。

次に、分注異常判定部９７で統計距離Ｄ_Ｍが、記憶部９３に格納された予め定めた閾値よりも小さいかどうかを判定する（ＳＴＥＰ４）。ＳＴＥＰ４での判定結果が、ＮＯの場合には、復帰処理を行い（ＳＴＥＰ５）、処理を終了する。ここで、復帰処理とは、分注異常判定部９７が吸引異常ありの情報を発報し、制御指令部９９によるアラーム処理及び次の検体の処理に進む動作を実行する処理である。

また、ＳＴＥＰ４での判定結果がＹＥＳの場合は、制御指令部９９に指令により駆動機構５６、プランジャ５５が吐出動作を行い（ＳＴＥＰ６）、次の分注があるかどうかを判定する（ＳＴＥＰ７）。ＳＴＥＰ７において、判定結果がＹＥＳの場合、すなわち、次の分注がある場合には、ＳＴＥＰ１の処理に戻り、判定結果がＮＯの場合、すなわち、次の分注が無い場合には、処理を終了する。

なお、ここでは、吐出時の圧力変動に対しても同様に処理を行う。

（３）本実施例１の効果
以上のように構成した本実施例１の効果を説明する。

一般に、自動分析装置において、圧力センサの出力値は、流路を構成する各パーツの経時変化や交換によって、同一の検体あるいは試薬の分注であっても変動が生じる場合がある。この変動幅が大きい場合には、予め記憶している基準データベースが当該装置における分注異常検知にとって不適合なものとなり、結果として分注異常の検知性能が低下してしまう恐れがあった。

本実施例１においては、予め定めた条件（正常条件、異常条件）でのデータ取得を行い、記憶部９３に記憶された判定用基準データが、異常検知機能が正しく働くのに適合したものであるかの確認を行う。そして、判定用基準データが、異常検知機能が正しく働くのに適合したものではないと判断した場合、仮判定用基準データを作成し、作成した仮判定用基準データと、先に行った、予め定めた条件（正常条件、異常条件）でのデータとを比較し、その相違が予め定めた閾値より大である場合は、自動分析装置の部品に異常が存在するか自動分析装置に故障が発生している可能性があると判断して、その結果を制御指令部９９に伝達し、アラームを表示させ、部品の交換や自動分析装置の調整を促す。あるいは、再び一連の処理を実行して、再度、判定に誤りがあるか否かの判断所処理を行う。

したがって、流路を構成する各パーツの経時変化や交換に影響されることなく、確度よく部品交換や装置の調整が必要な状態を検知することができる自動分析装置を実現することができる。

（実施例２）
次に、本発明の実施例２について説明する。

実施例１は、確度よく部品交換や装置の調整が必要な状態を検知することができる自動分析装置の例であるが、実施例２は、それに加えて、判定用基準データを適切なデータに更新し、分注異常の検知機能を適切化して、分析精度を向上可能とする例である。

実施例２において、自動分析装置の全体構成及び試薬、試料の分注機構は、実施例１と同等であるので、図示及び詳細な説明は省略する。

図１０は、実施例２における制御装置９０の機能ブロック図である。実施例１における図３に示した機能ブロック図との相違点は、図１０の例は、図３の例の構成に、判定基準データ更新部９６が追加されている点である。なお、実施例２においても、制御装置９０は分析処理部１００を備えるが、簡略化のため、図示は省略する。後述する実施例３、４も同様である。

また、図１１は、制御装置９０の一連の処理についてのフローチャートであり、実施例１における図５に示したフローチャートとの相違点は、図１１には、図５に示した全てのＳＴＥＰ１〜３、３Ａ、４、５、５Ａ、７が記載されているほかにＳＴＥＰ６が追加されている点である。

また、図１２は、制御装置９０の内部構成ブロック図であり、図１０に示した内部構成相互間の指令信号及びデータ転送関係を明確化した図である。図１２は、実施例１における図８の内部構成ブロック図に対応するが、図１２に示した例は、図８に示した例の全てを含み、かつ、判定用基準データ更新部９６が追加されている。

図１１のＳＴＥＰ１〜３、３Ａ、４、５、５Ａ、７の動作については、実施例１と同様であるので、説明は省略し、ＳＴＥＰ６に関連する事項ついてのみ説明する。

図１１のＳＴＥＰ５Ａにおいて、判定用基準データ適合性確認部９５は、統計距離Ｄ_Ｍと予め記憶部９３に格納してある閾値との差が一定値未満であれば、ＳＴＥＰ６に進む。

ＳＴＥＰ６において、判定用基準データ適合性確認部９５から、判定用基準データの更新を指示された判定用基準データ更新部９６は、ＳＴＥＰ４で作成した仮判定用基準データを正式の判定用基準データとして更新し、記憶部９３に格納する。

なお、実施例２における異常判定処理は、実施例１と同様であるので、詳細な説明は省略する。

本発明の実施例２は、実施例１と同様な効果を得ることができる他、判定用基準データを適切なデータに更新するように構成したので、流路を構成する各パーツの経時変化や交換に影響されることなく、常に確度よく分注異常検知を行うことが可能となり、信頼性の高い分析結果が得ることができる。

なお、実施例２においても、実施例１と同様に、既存の判定用基準データに追加して仮判定用基準データを作成する。作成した仮判定用基準データは、圧力信号処理部９８を介して記憶部９３に格納される。また、既存の判定用基準データに追加することなく、ここで取得を行った基準データのみで仮判定用基準データを作成することも可能である。

(実施例３)
次に、本発明の実施例３について説明する。

実施例３は、複数個の判定用基準データを記憶部９３に格納し、通常の分析処理動作においては、使用する判定用基準データは適切な一つの判定用基準データに固定し、判定用基準データの適合性確認時に、適合性が否定された場合は、他の判定用基準データのうちの適切なものに更新する。

そして、複数個の判定用基準データの全てについて適合性が確認できなかった場合には、アラームを表示する例である。

実施例３において、自動分析装置の全体構成及び試薬、試料の分注機構、分析動作中の異常処理については、実施例１と同等であるので、図示及び詳細な説明は省略する。

また、制御装置９０の構成は、実施例２と同様であるので、図示及び詳細な説明は省略する。

図１３は、実施例３における制御装置９０の一連の処理についてのフローチャートである。

図１３のＳＴＥＰ１、２は、実施例２における図１２に示したＳＴＥＰ１、２、３と同様である。

図１３のＳＴＥＰ３Ａにおいて、判定が誤りであれば、ＳＴＥＰ５に進み、複数の判定用基準データの全てが適合性の確認処理が終了したか否かを判定する。ＳＴＥＰ５において、判定用基準データの全てが適合性の確認処理が終了していなければ、ＳＴＥＰ７に進み、記憶部９３に格納されている次の判定用基準データを取得し、仮判定用基準データとして設定し、ＳＴＥＰ３に戻る。

ＳＴＥＰ３Ａにおいて、判定に誤りが無ければＳＴＥＰ４に進み、判定用基準データ更新部９６が判定に誤りの無い仮判定用基準データを判定用基準データとして更新して、記憶部９３に格納する。ここで、更新とは、既に使用していた判定用基準データの判定に誤りがなければ、その判定用基準データを続けて正式な判定用基準データとすることを含むものとする。

ＳＴＥＰ５において、全判定用基準データが終了した場合は、複数の判定用基準データに中に適合するデータがなかったということであるから、ＳＴＥＰ６に進み、制御指令部９９は、表示装置９２に、部品の交換、装置調整等をアラームとして表示する。

実施例３においても、実施例２と同様な効果を得ることができる。

（実施例４）
次に、本発明の実施例４について説明する。

実施例４は、実施例２と実施例３とを組み合わせた例である。

図１４、図１５は、実施例４の動作フローチャートである。図１４は、実施例３の図１３に示したフローチャートにおけるＳＴＥＰ１〜３、３Ａ、４、５、７と同様なＳＴＥＰを有する。

そして、図１５は、図１４のＳＴＥＰ５に続く、ＳＴＥＰ８〜１２であり、図１５のＳＴＥＰ８、９、１１は、実施例２の図１１におけるＳＴＥＰ４、５、５Ａに対応する。さらに、図１５のＳＴＥＰ１０、１２は、図１１のＳＴＥＰ６、７に対応する。

実施例４は、実施例３と同様に、複数個の判定用基準データを記憶部９３に格納し、通常の分析処理動作においては、使用する判定用基準データは適切な一つの判定用基準データに固定し、判定用基準データの適合性確認時に、適合性が肯定された場合は、その判定用基準データに更新する。

そして、この実施例４において、判定用基準データの適合性確認時に、適合性が否定された場合は、実施例２と同様に、判定用基準データの取得を実行し新たな仮判定用基準データとする（ＳＴＥＰ８）。次に、ＳＴＥＰ９において、ＳＴＥＰ１、２で取得したデータと、ＳＴＥＰ８にて作成した仮判定用基準データとの統計距離Ｄ_Ｍを統計距離演算部９４が計算する。

次に、ＳＴＥＰ１１において、判定用基準データ適合性確認部９５は、統計距離演算部９４が計算した統計距離Ｄ_Ｍと予め記憶部９３に格納してある閾値とを比較し、その差が一定値未満であれば、異常検知機能が正常に機能していると判断して、判定用基準データ適合性確認部９５から、判定用基準データの更新を指示された判定用基準データ更新部９６は、ＳＴＥＰ８で作成した仮判定用基準データを正式の判定用基準データとして更新し、記憶部９３に格納する。

判定用基準データ適合性確認部９５は、上記差が一定値以上であれば、自動分析装置の部品に異常が存在するか自動分析装置に故障が発生している可能性があると判断して、その結果を制御指令部９９に伝達する。

次に、ＳＴＥＰ１２において、制御指令部９９は、表示装置９２にアラームを表示させ、部品の交換や自動分析装置の調整を促す。あるいは、再びＳＴＥＰ８からの一連の処理を実行して、再度、判定に誤りがあるか否かの判断所処理を行う。

実施例４において、自動分析装置の全体構成及び試薬、試料の分注機構、分析動作中の異常処理については、実施例２と同等であるので、図示及び詳細な説明は省略する。

また、制御装置９０の構成も、実施例２と同様であるので、図示及び詳細な説明は省略する。

実施例４においても、実施例２と同様な効果を得ることができる。

なお、本発明における分注異常判断は、試料又は試薬の吸引波形のみならず、吐出波形からも判断可能である。

また、上述した実施例においては、図５、図１３、図１４のＳＴＥＰ１で分注が正常の場合のデータと、異常の場合の圧力データとの両データを取得し、判定用基準データの適合性を判断しているが、分注が正常の場合のデータ又は異常の場合の圧力データのいずれか一方を取得し、判定用基準データの適合性を判断することも可能である。

１０・・・試料ディスク（サンプルディスク）、１１・・・検体容器、１２・・・検体容器ラック、２０・・・第１試薬ディスク、２１・・・試薬容器、３０・・・第２試薬ディスク、３１・・・反応容器、４０・・・反応ディスク、４１・・・反応容器、４２・・・攪拌機構、４３・・・洗浄機構、５０・・・試料分注機構、５１・・・分注ノズル、５２・・・絞り部、５３・・・分注流路、５４・・・圧力センサ、５５・・・プランジャ、５６・・・駆動機構、５７・・・定量ポンプ、５８・・・バルブ、５９・・・ポンプ、６０・・・第１試薬分注機構、７０・・・第２試薬分注機構、８０・・・測光機構、９０・・・制御装置、９１・・・入力装置、９２・・・表示装置、９３・・・記憶部、９４・・・統計距離演算部、９５・・・判定用基準データ適合性確認部、９６・・・判定用基準データ更新部、９７・・・分注異常判定部、９８・・・圧力信号処理部、９９・・・制御指令部、１００・・・分析処理部

Claims (10)

1. 容器に収容された分注対象に分注ノズルを浸漬して吸引し、反応容器に吐出する分注機構と、
   上記分注機構の分注ノズルの内部の圧力を検出する圧力センサと、
   上記反応容器に収容された検体の分析を行う分析処理部と、
   上記分注機構の異常の有無の判定に用いる判定用基準データが記憶される記憶部と、
   この記憶部に記憶された判定用基準データにより上記分注機構の分注動作が異常か否かを判定する分注異常判定部と、
   上記判定用基準データが異常検知に適合するか否かの確認を行う判定用基準データ適合性確認部と、
   上記分注機構、上記圧力センサ、上記分析処理部、上記分注異常判定部、及び上記判定用基準データ適合性確認部の動作を制御する制御指令部と、
   表示部と、
   を備え、
   上記判定用基準データ適合性確認部が判定用基準データは異常検知に適合しないと判断した場合、上記制御指令部は、仮判定用基準データを取得し、この仮判定用基準データが、異常検知に適合しないか否かを上記判定用基準データ適合性確認部が判断し、上記仮判定用基準データは異常検知に適合しないと判断した場合、上記制御指令部は、上記表示部に警告を表示させ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、
   上記記憶部に記憶された判定用基準データの更新を行う判定用基準データ更新部を、さらに備え、
   上記判定用基準データ適合性確認部が上記仮判定用基準データは異常検知に適合すると判断した場合、上記仮判定用基準データを判定用基準データとして上記憶部に記憶させ、判定用基準データを更新することを特徴とする自動分析装置。
3. 請求項１に記載の自動分析装置において、
   上記記憶部に記憶された判定用基準データの更新を行う判定用基準データ更新部を、さらに備え、
   上記記憶部には、複数の判定用基準データが記憶され、上記判定用基準データ適合性確認部が判定用基準データは異常検知に適合すると判断した場合、上記判定用基準データを判定用基準データとして上記憶部に記憶させ、判定用基準データを更新し、
   上記判定用基準データ適合性確認部が判定用基準データは異常検知に適合しないと判断した場合、上記記憶部に記憶された複数の判定用基準データのうちの、上記判定用基準データ適合性確認部が異常検知に適合するか否かを確認していない判定用基準データを仮判定用基準データとし、この仮判定用基準データが、異常検知に適合しないか否かを上記判定用基準データ適合性確認部が判断し、上記仮判定用基準データは異常検知に適合しないと判断した場合、さらに、上記記憶部に記憶された複数の判定用基準データのうちの、上記判定用基準データ適合性確認部が異常検知に適合するか否かを確認し、上記記憶部に記憶された複数の判定用基準データの全てが異常検知に適合しないと判断した場合、上記制御指令部は、上記表示部に警告を表示させ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、
   上記記憶部に記憶された判定用基準データの更新を行う判定用基準データ更新部を、さらに備え、
   上記記憶部には、複数の判定用基準データが記憶され、上記判定用基準データ適合性確認部が判定用基準データは異常検知に適合すると判断した場合、上記判定用基準データを判定用基準データとして上記憶部に記憶させ、判定用基準データを更新し、
   上記判定用基準データ適合性確認部が判定用基準データは異常検知に適合しないと判断した場合、上記記憶部に記憶された複数の判定用基準データのうちの、上記判定用基準データ適合性確認部が異常検知に適合するか否かを確認していない判定用基準データを仮判定用基準データとし、この仮判定用基準データが、異常検知に適合しないか否かを上記判定用基準データ適合性確認部が判断し、上記仮判定用基準データは異常検知に適合しないと判断した場合、
   さらに、上記記憶部に記憶された複数の判定用基準データのうちの、上記判定用基準データ適合性確認部が異常検知に適合するか否かを確認し、上記記憶部に記憶された複数の判定用基準データの全てが異常検知に適合しないと判断した場合、上記制御指令部は、新たな仮判定用基準データを作成し、この仮判定用基準データが、異常検知に適合しないか否かを上記判定用基準データ適合性確認部が判断し、
   上記判定用基準データ適合性確認部が新たな仮判定用基準データは異常検知に適合すると判断した場合、上記新たな仮判定用基準データを判定用基準データとして上記憶部に記憶させ、判定用基準データを更新し、
   上記新たな仮判定用基準データが異常検知に適合しないと判断した場合、上記制御指令部は、上記表示部に警告を表示させ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、
   上記仮判定用基準データは、新たに予め定められた条件にて取得したデータを既存の判定用基準データに追加したデータ、または、新たに取得したデータのみのデータのいずれかであることを特徴とする自動分析装置。
6. 請求項１に記載の自動分析装置において、
   予め記憶部に記憶した判定用基準データと、予め定められた条件にて上記分注機構により分注を行って取得した正常および異常条件下での上記圧力センサからの検出結果との統計距離を演算する統計距離演算部を備え、上記判定用基準データ適合性確認部は、上記統計距離演算部で算出した統計距離に基づいて、判定用基準データが異常検知に適合しないか否かの判定を行うことを特徴とする自動分析装置。
7. 請求項５に記載の自動分析装置において、
   上記判定用基準データ適合性確認部での適合性確認は、予め定められた条件にて取得した正常データおよび異常データの両方を用いて行うことを特徴とする自動分析装置。
8. 請求項５に記載の自動分析装置において、
   上記判定用基準データ適合性確認部での判定用基準データが異常検知に適合するか否かの判定は、算出した統計距離と予め定めた閾値との比較で行い、正常データおよび異常データのそれぞれに対して行うことを特徴とする自動分析装置。
9. 請求項５に記載の自動分析装置において、
   上記分注異常判定部は、分析に用いる分注対象を上記分注機構により分注した場合の上記圧力センサからの検出結果と上記判定用基準データとの統計距離と、予め定めた閾値との比較結果に基づいて、上記分注機構の異常の有無を判定することを特徴とする自動分析装置。
10. 請求項６に記載の自動分析装置において、
    上記統計距離は、マハラノビス距離、ユークリッド距離、標準ユークリッド距離、マンハッタン距離、チェビシェフ距離、ミンコフスキー距離、多変量正規密度のいずれかであることを特徴とする自動分析装置。

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