JP5174930B2 - 自動分析装置 - Google Patents

Description

本発明は血液，尿等の生体サンプルの定性・定量分析を行う自動分析装置に係り、特に搬送装置を介して複数の分析ユニット間でサンプルを移送させる機能を備えた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試料からなるサンプルと試薬を反応容器に分注し、サンプルと試薬の混合液を光度計の如き測定手段によって測定する。

特に血液サンプルではサンプル中に凝固成分を含むため、ピペッター等のサンプル分注機構の流路に詰まりが生じる可能性がある。そのため、近年の自動分析装置には、分注動作時にサンプル吸引動作が正常に実行されたかどうかを認識するため、分注流路内の圧力を圧力センサを用いて測定する手段を備えたものも存在する。例えば特許文献１にはこのような圧力センサを用いたつまり検知手段を備えた自動分析装置が開示されている。

一方で、複数の分析ユニットが搬送機構を介して接続され分析ユニット間で同一検体の相互搬送を可能とする機能を持つ自動分析装置も存在する。このような自動分析装置は、例えば特許文献２に開示されている。

特開２００１−２４２１８２号公報 特開平１０−３２５８３９号公報

ここで、特許文献２に開示されたような構成を持つ自動分析装置において、同一の試料に対して複数の分析ユニットにおいて分析を行う必要がある場合を想定する。もし、最初に分析依頼された分析ユニットの試料分注動作において定量吸引異常と認識された場合であっても、現状のシステムでは試料を以降の分析ユニットに搬送し前述同様に試料分注動作を実施する。この場合、以降の分析ユニットにおいても当初の分析ユニット同様に定量吸引異常が発生する可能性がある。何故なら、分注機構での試料の吸引異常は、試料中の凝固性物質が原因である可能性が高く、同一の試料を分注した場合は、いずれの分注手段を用いても吸引流路に詰まりを発生させる可能性があるからである（もちろん分注機構の定量吸引異常は、分注機構の誤動作による単発的なものである可能性もある）。

一旦分注機構に詰まりが発生すると、定量吸引異常と認識した試料に対する洗浄動作の追加、既分注済み試薬の無駄な使用など装置として非効率的な動作を実行する必要がある。従来の自動分析装置では、単一の分析ユニットのみならず複数の全分析ユニットでこのような非効率的な動作を実行しなくてはならない可能性があった。

本発明は、定量吸引異常時に伴い発生する非効率的な動作を本異常が認識された当該分析ユニットのみに留め、自動分析装置を構成する他の複数の分析ユニットで同じ異常が発生する可能性を低減することによる、分析速度の向上，無駄な試薬の消費を抑えることによるコスト低減を目的とする。

上記目的を達成するための本発明の構成は以下の通りである。

試料容器から反応容器へ試料を分注する分注装置であって、該分注装置で試料の分注が正常に実行されたかどうかを検知する分注検知機構を備えた分析ユニットと、同一の試料を、複数の前記分析ユニット間で搬送する搬送機構と、を備えた自動分析装置において、いずれかの前記分析ユニットの分注検知機構が異常を検知した場合、異常が発生した試料に関し、登録されている試料情報に分注異常が発生した旨の情報を付加する機能を備えた自動分析装置。

反応容器は試料と試薬を混合する容器を意味する。自動分析装置は通常、反応容器中の混合液の物性（吸光度，発光強度等）を測定することにより試料中の目的成分の濃度を測定する。分注装置はシリンジ，ベローズ等の（負の）圧力発生手段により発生させた圧力変化により分注装置の流路に液体を吸引させることにより液体を吸引または吐出させる装置である。圧力発生手段は上記に限定されるものではなく、液体の吸引／吐出が可能な圧力差を発生させ得るものであればどのようなものであっても良い。

分析ユニットとは少なくとも１つの試料分注機構を備え、少なくとも１種の分析項目に関し分析結果を算出できる分析装置の単位を意味する。複数の分析ユニットとは筐体が別々に存在することを必ずしも意味しない。同一の筐体内に配置されていてもそれぞれ別の分注装置（分注機構）を備え、別の分析項目の分析結果を出力することができれば、それらは複数の分析ユニットである。例えば、生化学分析項目を分析する分析ユニットと免疫分析項目を分析する分析ユニットが同一の筐体中に配置されていても、それら分析ユニットがそれぞれ分注機構を備えていれば本発明の分析ユニットに該当する。

分注検知機構は圧力センサ，光学的センサ，液面検知センサから得られた液面高さの情報に基づき、液面高さの変化に基づくもの等、どのようなものであっても良い。試料が分注機構の流路等に詰まって、分注不能になったり、規定の分注量を分注できない状態であることを検知できるような機構であれば良い。

分注異常が発生した試料にフラグを立て、装置オペレータをそれを認識できる機能があることが望ましい。またフラグの立った試料に関しては、他の分析ユニットで分注が行われた場合は、最初の分析ユニットで発生したのと同様に分注異常が発生する可能性が高いので、他の分析ユニットでの同一試料の分注が行われないように制御する制御手段があることが望ましい。同一の試料とは分注異常が発生したものと同一の試料容器に入っている試料である場合もあるし、同一の試料を複数の試料容器に分けた場合は、それぞれの試料容器中の試料である場合もある。もちろん、分注異常の発生が試料そのものに起因するものでない場合もありえる。試料そのものが原因でなく、特定の分注装置に原因があることが判明した場合には、試料の情報を登録した試料情報データベースにおいて、以前登録した分注異常が発生したとのフラグを削除する機能があることが望ましい。分析ユニットは、試料情報データベースに分注異常が発生したとのフラグがあるかどうかに基づいて、当該試料の分注を行うか中止するかの判断をすることができる。

どの試料に分注異常が発生したかを容易に確認できるよう試料の一覧表示と該一覧表示中にフラグの有無が一目でわかるような表示があることが望ましい。オペレータが表示装置に表示された試料一覧から分注異常発生を示すフラグ（識別表示，マーク等）を追加したり、削除したりできる機能があっても良い。

本発明の効果としては、当該試料の分注動作において定量吸引異常と認識した分析ユニット以降の当該試料に対する分析動作を自動的に回避し、洗浄動作追加に伴う処理能力低減などの非効率的動作の回避、更には当該試料に対する試薬の分注など装置として非経済的な動作を回避することが可能となる。

本発明が適用される分析ユニットの全体構成を示す概略図。 分析ユニットが複数台で構成された自動分析装置の全体構成概略図。 本発明が解決すべき課題。 本発明を適用した自動分析装置の試料ワークフロー。

以下図面を用いて本発明の実施例を説明する。

以下に本発明の実施例を図１から順を追って説明する。

図１は一般的な自動分析装置の分注機構周辺部概略図を示す。各部の機能は公知のものである為、詳細についての記述は省略する。サンプリング機構１のサンプリングアーム２は上下すると共に回転し、サンプリングアーム２に取り付けられたプローブ１０５を用いて、左右に回転するサンプルディスク１０２に配置されたサンプル容器１０１内の試料７を吸引し、反応容器１０６へ吐出するように構成されている。本図からもわかるように試料容器１０１のサンプルディスク１０２への配置はサンプルディスク１０２上へ直接配置する場合や試験管（図示は無い）上にサンプル容器１０１を載せる事も可能なユニバーサルな配置に対応可能な構造のものが一般的である。

図１における自動分析装置の構成をさらに説明する。回転自在な試薬ディスク１２５上には分析対象となる複数の分析項目に対応する試薬のボトル１１２が配置されている。可動アームに取り付けられた試薬分注プローブ１１０は、試薬ボトル１１２から反応容器１０６へ所定量の試薬を分注する。

サンプル分注プローブ１０５は、サンプル用シリンジポンプ１０７の動作に伴ってサンプルの吸引動作、及び吐出動作を実行する。試薬分注プローブ１１０は、試薬用シリンジポンプ１１１の動作に伴って試薬の吸引動作、及び吐出動作を実行する。各サンプルのために分析すべき分析項目は、キーボード１２１、又はＣＲＴ１１８の画面のような入力装置から入力される。この自動分析装置における各ユニットの動作は、コンピュータ１０３により制御される。

サンプルディスク１０２の間欠回転に伴ってサンプル容器１０１はサンプル吸引位置へ移送され、停止中のサンプル容器内にサンプル分注プローブ１０５が降下される。その下降動作に伴って分注プローブ１０５の先端がサンプルの液面に接触すると液面検出回路１５１から検出信号が出力され、それに基づいてコンピュータ１０３が可動アーム２の駆動部の下降動作を停止するよう制御する。次に分注プローブ１０５内に所定量のサンプルを吸引した後、分注プローブ１０５は上死点まで上昇する。分注プローブ１０５がサンプルを所定量吸引している間は、分注プローブ１０５とサンプル用ポンプ１０７流路間の吸引動作中の流路内圧力変動を圧力センサ１５２からの信号を用い圧力検出回路１５３で監視し、吸引中の圧力変動に異常を発見した場合は所定量吸引されていない可能性が高い為、当該分析データに対しアラームを付加する。

次にサンプリングアーム２が水平方向に旋回し反応ディスク１０９上の反応容器１０６の位置でサンプル分注プローブ１０５を下降し反応容器１０６内へ保持していたサンプルを吐出する。サンプルが入った反応容器１０６が試薬添加位置まで移動された時に、該当する分析項目に対応した試薬が試薬分注プローブ１１０から添加される。サンプル、及び試薬の分注に伴って試料容器１０１内のサンプル、及び試薬ボトル１１２内の試薬の液面が検出される。サンプル、及び試薬が加えられた反応容器内の混合物は、攪拌器１１３により攪拌される。混合物が収納された反応容器が測定手段１６２に移送され、同時にアクチュエータ１６０による遮蔽手段が開口し、各混合物の発光値、或いは吸光度が測定手段としてのフォトマルチプライヤ１６１、或いは光度計により測定される。発光信号は、Ａ／Ｄ変換器１１６を経由しインターフェース１０４を介してコンピュータ１０３に入り、分析項目の濃度が計算される。分析結果は、インターフェース１０４を介してプリンタ１１７に印字出力するか、又はＣＲＴ１１８に画面出力すると共に、メモリとしてのハードディスク１２２に格納される。測光が終了した反応容器１０６は、洗浄機構１１９の位置にて洗浄される。洗浄用ポンプ１２０は、反応容器へ洗浄水を供給すると共に、反応容器から廃棄を排出する。図１の例では、サンプルディスク１０２に同心円状に３列のサンプル容器１０１がセットできるように３列の容器保持部が形成されており、サンプル分注プローブ１０５によるサンプル吸引位置が各々の列に１個ずつ設定されている。

次に分析ユニットを複数台接続し構成された自動分析装置の一例を図２を用い以下説明する。前述機能を有した分析ユニットを複数台接続し、これら分析ユニット間は試料搬送部１８により相互接続される。自動分析装置としてのＵ／Ｉは装置操作部１６により行われ、自動分析装置内部のインターフェースはイーサーネット（Ｒ）などの適当な通信手段により行われる。サンプル容器１０１は試料投入部１４より投入され試料搬送部１８により分析依頼された分析ユニットに搬送され、分析完了後にサンプル容器１０１は試料搬出部１５へ適宜搬送される。図２では分析ユニット１ １０のみに依頼があった場合、或いは分析ユニット１ １０，分析ユニット２ １１，分析ユニット４ １３に依頼があった場合の試料搬送経路を特定例と図示した。

次に、現状の自動分析装置が有す問題点を図３を用い以下説明する。試料搬送経路は図２で前述した通り分析ユニット１ １０，分析ユニット２ １１，分析ユニット４ １３に依頼があった場合とする。装置操作部１６により分析依頼されたサンプル容器１０１は試料投入部１４より投入され分析ユニット１ １０へ搬入され当該サンプルの分析を行う。搬入されたサンプルは前述のごとくサンプル容器１０１内にサンプル分注プローブ１０５が降下され、可動アーム２の駆動部の下降動作を停止後に分注プローブ１０５内に所定量のサンプルを吸引する。本吸引動作において圧力検出回路１５３で所定量の吸引動作で異常を認識した場合は現状の自動分析装置では分析ユニット１ １０において吸引したサンプルの排出動作，サンプル分注プローブ１０５の洗剤を用いた洗浄動作、或いは当該サンプル分析用試薬の排出動作等、吸引動作異常の認識に伴い複数の付加動作が発生し自動分析全体として処理能力を低下させる結果となる。図３に示すように分析ユニット１ １０で上記吸引動作異常が認識された場合、現状の自動分析装置ではサンプル容器１０１は分析依頼されたごとく分析ユニット２ １１，分析ユニット４ １３に搬入され上記吸引動作を行う。つまり分析ユニット１ １０と同様に吸引動作異常の認識される可能性が非常に高く、前述処理能力を更に低下させる可能性を持ち合わせていた。

次に、本発明を適用した自動分析装置の動作を図４を用い以下説明する。前述図３と同様に試料搬送経路は分析ユニット１ １０，分析ユニット２ １１，分析ユニット４ １３に依頼があった場合とする。分析ユニット１ １０でサンプル所定量吸引動作において圧力検出回路１５３で異常を認識した場合、本発明を適用した自動分析装置では分析ユニット１で認識された所定量吸引動作異常のステータスを当該サンプル容器１０１に付加し、分析依頼されている以降の当該サンプルの分析においても分析ユニット１の分析結果と同様に所定量吸引動作異常と認識される可能性が高いと判断し、分析ユニット２ １１，分析ユニット４ １３への当該サンプル容器１０１の搬入、及び分析を自動的に中止し、前述吸引動作異常の認識に伴う付加動作の発生を未然に防ぎ、処理能力低減などの非効率的動作、及び非経済的な動作の発生を回避し、自動分析装置として最適な動作環境の提供に寄与することが可能となる。

上記実施例ではサンプル所定量吸引動作の異常を認識する手段として圧力センサ１５２からの信号を圧力検出回路１５３で監視する手段を一例として挙げたが、別異常認識手段としてはサンプル用ポンプ１０７流路内の特定位置の光学的な屈折量を監視する手段、或いはサンプル吸引前の液面停止位置、つまりサンプル分注プローブ１０５停止位置高さと前回分注時のサンプル分注プローブ１０５停止位置高さの推移から推移高さが期待値未満であった場合に異常と認識する手段など複数の有効な手段が考えられるが本発明内で前述手段を詳細説明は省略する。

１…サンプリング機構、１０…分析ユニット１、１１…分析ユニット２、１２…分析ユニット３、１３…分析ユニット４、１４…試料投入部、１５…試料搬出部、１８…試料搬送部、１０１…サンプル容器（試料容器）、１５２…圧力センサ、１５３…圧力検知回路。

Claims (2)

1. 試料容器から反応容器へ試料を分注する分注装置と、該分注装置で試料の分注が正常に実行されたかどうかを検知する分注検知機構を、備えた複数の分析ユニットと、同一の試料を複数の前記分析ユニット間で搬送する試料搬送機構と、を備えた自動分析装置において、
   試料情報を記憶する記憶部と、
   いずれかの前記分析ユニットの分注検知機構が分注装置の詰まり異常を検知した場合、詰まり異常が発生した試料に関し、前記記憶部に登録されている試料情報に詰まり異常が発生した旨の情報を付加する情報付加部と、
   分析中の試料を画面上で確認するために試料を表示する表示部を備え、
   前記分注検知機構が詰まり異常を検知し、前記情報付加部が詰まり異常が発生した旨の情報を付加した試料に関して、前記表示部上で他の通常検体とは異なる方法で表示し、
   前記分析ユニットは、前記記憶部に登録されている試料情報に詰り異常が発生した旨の情報があるかどうかに基づいて、当該分析ユニットで当該試料の分注を行うか中止するかの判断をすることを特徴とする自動分析装置。
2. 請求項１記載の自動分析装置において、
   オペレータが試料情報を入力する入力部を備え、
   前記入力部は前記他の通常検体とは異なる方法による表示を、追加，削除することが可能であることを特徴とする自動分析装置。

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