(57)【要約】  交換、もしくは追加投入しなければならない試薬に対し、蒸発・泡立ち・液面の揺れを最大限防止し、分析装置の試薬保冷庫内に試薬を設置することが可能な自動分析装置を提供することにある。  試薬投入機構を、試薬投入部と、試薬保持部に分け、試薬保持部を回転運動をする機構構成とし、試薬保持部の円周上に試薬蓋開栓機構と、試薬移動機構を設け、試薬保持数（Ｘ）と開栓機構と移動機構のオフセット数（Ｙ）が、Ｘ＝ｎＹ＋１（ｎは任意）の関係にすることで、試薬投入部から投入される際、試薬保持部内の収容位置で連続投入が可能な位置を選択することと、連続した試薬の開栓・移動動作を実現可能になるように順番制御をすることで、開栓動作と、移動動作を同一時期に行い、必要以上の機構の動作を抑えることを可能とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の試薬容器を載置する、回転移動が可能な試薬容器保持機構と、
該試薬容器保持機構に載置された試薬容器を、該試薬容器保持機構の外に移動させる試薬交換位置移動機構と、
前記試薬容器保持機構に試薬容器を投入する試薬容器投入機構と、
前記試薬容器保持機構に保持された試薬容器の蓋を開栓する試薬蓋開栓機構と、
を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項２】
請求項１記載の自動分析装置において、
前記試薬容器保持機構の試薬保持可能数（Ｘ）と、
前記試薬容器保持機構上の試薬容器が、前記試薬蓋開栓機構と前記試薬交換位置移動機構との間で移動するスロット数（Ｙ）が、
Ｘ＝ｎＹ±１（ｎは、０を含まない任意の自然数とする。）の関係を満たすよう、前記試薬蓋開栓機構および前記試薬交換位置移動機構を配置したことを特徴とする自動分析装置。
【請求項３】
請求項１記載の自動分析装置において、
前記試薬容器保持機構の試薬保持可能数（Ｘ）と、
前記試薬容器保持機構上の試薬容器が、前記試薬蓋開栓機構と前記試薬交換位置移動機構との間で移動するスロット数（Ｙ）が、
Ｘ＝ｎＹ±ｍ（ｎは、０を含まない任意の自然数とする。ｍは、０を含まない任意の自然数で、かつ、Ｙの因数以外とする。）の関係を満たすよう、前記試薬蓋開栓機構および前記試薬交換位置移動機構を配置したことを特徴とする自動分析装置。
【請求項４】
請求項２または３記載の自動分析装置において、
前記試薬容器投入機構が、前記試薬容器保持機構に対して試薬容器を投入する合間に、前記試薬容器保持機構を、機構の動作方向と反対方向に、ポジション数Ｙだけ回転させる制御機構を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項５】
請求項１記載の自動分析装置において、
前記試薬容器に備えられた蓋の開閉状態を検知する、試薬蓋開閉検知機構を配置したことを特徴とする自動分析装置。
【請求項６】
請求項１記載の自動分析装置において、
前記試薬容器保持機構が、前記試薬容器に貼り付けられた試薬バーコードを読取る、試薬バーコード読取機構を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項７】
請求項１記載の自動分析装置において、
前記試薬容器保持機構が、使用不可能と判断された試薬容器を排出する、試薬廃棄機構を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項８】
請求項１記載の自動分析装置において、
前記試薬容器保持機構上の試薬容器を、まず前記試薬蓋開栓機構により、蓋を開栓した後、前記試薬交換位置移動機構の試薬交換位置に移動させるように、前記試薬容器保持機構の回転動作を制御する制御機構を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項９】
請求項１記載の自動分析装置において、
前記試薬蓋開栓機構での開栓動作と、前記試薬交換位置移動機構での試薬の交換が同時に行えるよう、前記試薬容器保持機構上の試薬容器の配置を設定する設定機構を備えたことを特徴とする自動分析装置。
【請求項１０】
請求項８記載の自動分析装置において、
前記設定機構は、前記試薬容器投入機構での試薬投入と前記試薬容器保持機構の回転動作を制御する機構であることを特徴とする自動分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液，尿等の生体試料の定量，定性分析を行う自動分析装置に係り、特に複数の交換用試薬容器を保持する交換用試薬容器保持機構を備えた自動分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
血液，尿等の生体試料の定量，定性分析を自動で行う自動分析装置は、複数の分析項目の測定を可能とするため、分析項目に対応した複数の試薬を装置上に保管する試薬容器保管庫を備えるのが一般的である。試薬容器保管庫には、一日の分析に必要な試薬を保管するように装置管理者が管理するが、万一分析中に試薬不足が生じた場合は、分析を一旦中断させて試薬を交換することになる。【０００３】
一方で自動分析装置の分析項目数は増加しており、他項目の分析に対応するため、１つの試薬容器を小型化して、多くの試薬容器を搭載可能とすることも行われている。この場合、従来装置に比べ分析中に試薬が不足する可能性が大きくなるため、試薬を自動で試薬容器保管庫に追加できる機構を備えた自動分析装置が特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０３００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の自動分析装置では、分析中での試薬の追加が自動で可能ではあるが、試薬蓋を自動で開栓する機能を持ち合わせてはいない。このため、事前に試薬蓋を開けた状態で試薬投入機構に設置しなければならない。【０００６】
試薬蓋を開けたまま放置しておくと、試薬容器内の試薬が蒸発することにより、試薬の濃度が変化してしまい、測定結果が不安定な状態になる恐れがある。【０００７】
また、試薬投入動作に伴い、試薬容器保管庫を一時的に止める必要があるので、この停止している時間をできる限り短くする必要がある。【０００８】
更に、試薬容器そのものを移動させることになるので、機構の動作速度を可能な限り遅くすることで、試薬容器内の液の泡立ちや液面のゆれを防止することは、先の試薬の濃度変化防止とともに、測定結果を安定させることに繋がる。【０００９】
つまり、試薬を必要な状況になるまで、試薬蓋を開けずに待機し、必要と判断されたタイミングにおいて、蓋を開けて迅速に分析装置の試薬保管庫内に試薬を設置し、かつ可能な限り機構の動作回数を抑える必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
試薬投入機構を、試薬投入部と、投入試薬保持部に分け、投入試薬保持部を回転運動をする機構構成とする。また、投入試薬保持部の円周上に試薬蓋開栓機構と、試薬搬送部を設けることで、保持された試薬の開栓から試薬搬送部への移動を一連の動作にすることが可能である。【００１１】
また、連続して試薬を投入されることを想定し、試薬投入部から投入される際、試薬保持部内の収容位置で連続投入が可能な位置を選択することで、連続した試薬の開栓動作と、搬送動作を同一の時期に行うことが可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、１日の分析に必要な試薬を準備しておくことで、装置を止めること無く分析が続けられるだけでなく、試薬の蒸発を最大限防止することができる。【００１３】
更に、試薬交換に伴う時間を最大限短縮しながらも、試薬液面上での泡立ちや液面の揺れを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例における自動分析装置の構成図。
【図２】試薬交換動作のステップを示す図。
【図３】試薬投入ステップの動作を示す図。
【図４】試薬開栓ステップの動作を示す図。
【図５】試薬移動ステップの動作を示す図。
【図６】試薬開栓動作と試薬移動動作を並列に動作させるステップを示す図。
【図７】分析部への連続試薬投入動作における動作時間の違いを示す図。
【図８】試薬容器投入時における、投入位置を決定するフローチャート。
【図９】試薬容器開栓、移動時における、動作順を決定するフローチャート。
【図１０】本発明の一実施例において用いられる交換用試薬容器を示す３面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明装置の一実施例の構成図であって、検体試料の複数分析項目を測光方式によって分析する多項目化学分析装置の全体構成を示す概略図である。
【００１６】
図１において、試薬蓋開栓機構１１，試薬容器投入機構１３，試薬廃棄機構１４，試薬交換位置移動機構１２が、交換用試薬容器保持機構１０に対して放射状に配置されている。試薬蓋開栓機構１１，試薬容器投入機構１３，試薬廃棄機構１４，試薬交換位置移動機構１２，交換用試薬容器保持機構１０の動作は、インターフェイス６を介して各機構部の動作制御及び測定データの演算をするマイクロコンピュータ１によって制御される。
【００１７】
試薬蓋開栓機構１１は交換用試薬容器保持機構１０上に設置された交換用試薬容器の蓋を開栓する。試薬交換位置移動機構１２は、交換用試薬容器保持機構１０に設置されている試薬容器を、図示されていない他の試薬容器保持機構もしくは分析ユニットへと搬送する。試薬容器投入機構１３は、外部から交換用試薬容器２０を交換用試薬容器保持機構１０に投入する。試薬廃棄機構１４は、交換用試薬容器保持機構１０上の試薬容器を廃棄する。
【００１８】
なお、本実施例では、交換用試薬容器保持機構１０内に、最大１０個の交換用試薬容器２０が待機できるようにしてある。
【００１９】
図２に示すように通常の試薬交換動作は、試薬投入ステップ１０１，試薬開栓ステップ１０２，試薬交換位置移動ステップ１０３の順に動作することになる。
【００２０】
図３に示す試薬投入ステップ１０１では、設置された交換用試薬容器２０を認識した時点において、試薬容器投入機構１３と交換用試薬容器保持機構１０内の収容可能な位置を直線上になるように交換用試薬容器保持機構１０を回転移動させる。この交換用試薬容器保持機構１０は、交換用試薬容器保持機構駆動用モータ１０−１によって回転動作される。次に、交換用試薬容器２０を交換用試薬容器保持機構１０内に移動させる。交換用試薬容器保持機構１０内に移動した試薬容器２０は、試薬蓋検知機構１６、及び試薬バーコード読み取り機構１５によって、交換用試薬容器上の試薬蓋２２の開栓状態と、交換用試薬容器上の試薬バーコード２１が読取られる。これらの試薬に付随する情報はインターフェイス６を介して、外部記憶媒体３内の情報と照合され、使用可能な交換用試薬容器２０であると判断されれば交換用試薬保持機構１０内に待機する。使用不可能であると判断されれば交換用試薬保持機構１０を、試薬排出機構１４と直線上になるように回転移動させ、試薬排出機構１４を介して排出される。
【００２１】
図４に示す試薬開栓ステップ１０２では、試薬蓋開栓機構１１と交換用試薬容器保持機構１０内の開栓する交換用試薬容器２０の待機位置を直線上になるように交換用試薬容器保持機構１０を回転移動させる。次に試薬蓋開栓機構１１を交換用試薬容器２０の試薬蓋２２の上に移動する。試薬蓋開栓チャック１１−１を下降させて、試薬蓋２２を掴む。試薬蓋２２を掴んだ状態の試薬蓋開栓チャック１１−１を上昇させて、試薬蓋２２を交換用試薬容器２０から外す。試薬蓋開栓機構１１を試薬蓋廃棄ボックス１１−２の上に移動させ、試薬蓋開栓チャック１１−１から試薬蓋２２を放す。
【００２２】
以上により、開栓動作を行うことができる。図には試薬蓋が２個で示してあるが、これは１個以上であればいくつでもよい。
【００２３】
図５に示す試薬交換位置移動ステップ１０３では、試薬交換位置移動機構１２と交換用試薬容器保持機構１０内の移動する交換用試薬容器２０の待機位置を直線上になるように交換用試薬容器保持機構１０を回転移動させる。次に試薬交換位置移動機構１２を用いて交換用試薬容器２０を移動させる。この試薬交換位置移動機構１２は、試薬交換位置移動支持部１２−１と、試薬交換位置移動機構駆動用モータ１２−２によって構成され、試薬交換位置移動機構駆動用モータ１２−２が動作することで、このモータの動作が試薬交換位置移動支持部１２−１を、直線的な動作に変換され、交換用試薬容器２０が、試薬交換位置移動機構１２に移動される。この動作によって、交換用試薬容器保持機構１０内の位置は開放され、再度新たな交換用試薬容器２０を投入することが可能となる。
【００２４】
なお、図中には記載されていなが、上記動作の後に、交換位置移動機構駆動用モータ１２−２を逆方向に回転させ、試薬交換位置移動支持部１２−１を初期位置に移動させる行為を行う。
【００２５】
これらのステップ１０１，ステップ１０２，ステップ１０３を順番に動作させることによって、交換用試薬容器２０を交換位置に移動させることは可能であるが、交換用試薬容器保持機構１０が回転移動するため、ある交換用試薬容器２０を開栓動作している時には、別な交換用試薬容器２０は試薬交換位置移動機構１２の直線上にあることになる。
【００２６】
そこで、ステップ１０１，ステップ１０２，ステップ１０３の交換用試薬容器保持機構１０の回転動作を一つの独立したステップ２００とし、それぞれを独立したステップ２０１，ステップ２０２，ステップ２０３とする。これにより、ステップ２００の動作が終了している時点において、ステップ２０１，ステップ２０２，ステップ２０３を同時に実行可能になる。
【００２７】
ここで一つの交換用試薬容器２０について着目すると、交換用試薬容器２０は朝の検査業務が開始する前に投入されることが多いと考えられる。つまり、図６に示すように、試薬投入ステップ２０１という行為は、装置が運転中に行われることは少ないと考えることができる。一方、交換用試薬容器２０の試薬蓋２２は、実際に装置が使用する直前まで開栓しない状態を維持することが望まれる。これは交換用試薬容器２０内に充填されている試薬が蒸発することによる、試薬濃度の変動を可能な限り抑えるためである。そうなると、一つの交換用試薬容器２０に対する試薬開栓ステップ２０２と試薬交換位置移動ステップ２０３は連続した動作であることが望まれるといえる。
【００２８】
試薬開栓ステップ２０２と試薬交換位置移動ステップ２０３を連続した動作とするための、本発明の交換用試薬容器保持機構１０について説明する。
【００２９】
図１で示す交換用試薬容器保持機構１０は最大１０個の保持用のスロットを有しており、試薬蓋開栓機構１１と試薬交換位置移動機構１２は、交換用試薬容器保持機構１０に対して放射状に配置されており、反時計回りに３スロットずれた位置、つまり、３スロット分のオフセットを有することになる。この交換用試薬容器保持機構が保持する試薬容器の数の１０と、機構配置のオフセットの３は割り切れない数値の関係であり、１０＝３×３＋１の関係になる。このように設計すると、交換用試薬容器２０が連続して図示されない他の試薬容器保持機構、もしくは分析ユニットに投入されるとしたら、各交換用試薬容器を時計周りに３つずらした位置に連続して配置すれば、前述のような、試薬開栓から試薬交換位置への移動を連続して実現できることになる。また、このように配置することによって、試薬容器の蓋の開栓動作と、他の試薬保持機構もしくは分析ユニットへの試薬容器の投入とをほぼ同じタイミングで実施することができ、交換用試薬容器保持機構１０の回転動作を最小限にすることができる。
【００３０】
例えば、開栓済みのスロット１に設置された試薬容器を、試薬交換位置移動機構によって他の試薬容器保持機構もしくは分析ユニットに投入する際には、試薬蓋開栓機構による蓋開栓位置にはスロット４の試薬が移動することになる。つまり、時計回りに１，２，３とスロットに番号をつければ、１，４，７，１０，３，６，９，２，５，８の順に試薬を設置することで、図７（ａ）に示すように、試薬蓋開栓機構１１の動作と、試薬交換位置移動機構１２の動作をほぼ同じタイミングで実施できる。これにより、交換用試薬容器保持機構１０の回転動作を最小限の動作回数に抑えることができ、他の試薬保持機構または分析ユニットへの試薬投入の全体時間を短縮することができる。また、これによって、試薬液面の泡立ちなどを抑制することができる。
【００３１】
また、あるサイクルで試薬交換位置移動機構１２によって搬送される試薬容器は、その前のサイクルで試薬蓋開栓機構１１によって開栓された試薬容器であるため、試薬開栓から試薬交換位置への移動を連続して実現できる。
【００３２】
一方、図７（ｂ）には従来の機構動作のタイミングを示す。試薬蓋開栓機構１１と試薬交換位置移動機構１２とが異なるタイミングで実施されるため、交換用試薬容器保持機構１０はその都度回転動作をする必要があり、処理に要するトータルの時間も長くなる。また、交換用試薬容器保持機構１０の回転回数が増えるため、試薬液面の泡立ちが生じ易い。
【００３３】
図７（ａ）に示す動作を実現するためには、２通りの方法が考えられる。
【００３４】
本実施例で示す交換用試薬保持機構１０というのは、一日に使用する交換用試薬容器２０を、事前に設置することが主な運用形態となる。従って、交換用試薬容器２０を交換用試薬保持機構１０から他の試薬容器保持機構もしくは分析ユニットへ投入する際に、連続した投入が実現可能になるよう、交換用試薬容器２０を投入する空きスロット位置を決定する。
【００３５】
一つは、交換用試薬容器２０を、交換用試薬容器保持機構１０内に設置する際における、スロット位置番号を最適に選択することにある。
【００３６】
図８を用いて説明すると、各交換用試薬容器２０には試薬容器投入時刻が記録されているので、これらの情報のうち、最後に交換用試薬容器２０が投入されたスロット位置番号を前回位置として登録する。
【００３７】
この前回位置に対して、機構のオフセット数を足した数値を理想位置とする。
【００３８】
理想位置が全体スロット数より大きければ、理想位置より全体スロット数を引く。
【００３９】
理想位置が示すスロットが使用可能か判断し、使用可能であれば、そのスロット番号を投入位置に決定する。
【００４０】
もし、使用不可能であれば、前回位置の交換用試薬容器２０が投入された時刻より、前に登録されたスロット位置を、前回位置として更新し、再度同じ処理を繰り返す。
【００４１】
これによって、全スロット使用可能な状況であれば、全ての交換用試薬容器２０が、連続した位置に投入されることになる。また、幾つかのスロットが設置済みの状況であったとしても、最終設置試薬に対して連結した位置関係を築くことが可能となる。
【００４２】
もちろん、本実施例では説明していないが、この投入スロット位置選択のロジックは、投入可能なスロットが空いていないと実行されることはない。
【００４３】
もう一つの方法としては、実際に交換用試薬容器２０を開栓し、他の試薬容器保持機構もしくは分析ユニットへ移動させる際のスケジューリングによって実現される。
【００４４】
図９を用いて説明すると、まず、マイクロコンピュータ１よりインターフェイス６を介して、交換用試薬容器２０の開栓・移動の要求が指示される。この際、複数の交換用試薬容器２０に対して開栓・移動が指示される。
【００４５】
各交換用試薬容器２０には試薬容器投入時刻が記録されているので、対象となる交換用試薬容器２０のうち、最古の交換用試薬容器２０が設置されたスロット位置を検索位置として登録し、最初に開栓・移動するようにスケジューリングする。
【００４６】
この時点で１試薬容器しか開栓・移動されることになっていなければ、処理は終了する。
【００４７】
次に、検索位置に対して、機構のオフセット数を足した数値を次の検索位置とする。
【００４８】
検索位置が全体スロット数より大きければ、検索位置より全体スロット数を引く。
【００４９】
検索位置が示すスロットが開栓・移動対象であれば、検索位置を開栓・移動するスケジューリング順番に追加する。
【００５０】
検索位置が示すスロットが開栓・移動対象でなければ、残存の対象試薬容器のうち、最古に投入されたものを開栓・移動するスケジューリング順番に追加する。
【００５１】
対象となる試薬容器が存在する限りにおいて、このオフセットを加算して、スケジューリング順番を決定するロジックを繰り返す。
【００５２】
これによって、全交換用試薬容器２０を開栓・移動する状況であれば、全ての交換用試薬容器２０が、連続した順番で開栓・移動することになる。また、幾つかのスロットの交換用試薬容器が対象でなかった場合、その一時的に空きができたとしても、それ以外の部分で連続したスケジューリングを実施することが可能となる。
【００５３】
つまり、交換用試薬容器保持機構１０をＸとし、試薬蓋開栓機構１１と試薬交換位置移動機構１２のオフセット数をＹとした時、Ｘ＝ｎＹ＋１（ｎは０を含まない任意の自然数）の関係が成り立つように機構を配置すれば、本実施例に示した動作が可能となり、連続したスケジューリングの実現，機構動作回数の低減を実現することが可能となる。更に動作回数を低減することで、動作の速度を遅くすることが可能になり、液面内の泡立ちや揺れを押さえることが可能な自動分析装置を提供することができる。
【００５４】
また、この関係式は、Ｘ＝ｎＹ−１でも成立する。例えば、機構のオフセット数Ｙを前述の実施例の通り３とした場合、Ｘが８となる。この場合、１，４，７，２，５，８，３，６という順番に試薬を設置すればよいことになるからである。
【００５５】
更にいえば、Ｘ＝ｎＹ±ｍで成立する。ｍは、０を含まない自然数であり、かつ、Ｙの因数以外の数値であればよい。
【符号の説明】
【００５６】
１  マイクロコンピュータ
２  マイクロコンピュータが用いるメモリ
３  外部記憶媒体
４  キーボード
５  ディスプレイ
６  インターフェイス
１０  交換用試薬容器保持機構
１０−１  交換用試薬容器保持機構駆動用モータ
１１  試薬蓋開栓機構
１１−１  試薬蓋開栓チャック
１１−２  試薬蓋廃棄ボックス
１２  試薬交換位置移動機構
１２−１  試薬交換位置移動支持部
１２−２  試薬交換位置移動機構駆動用モータ
１３  試薬容器投入機構
１４  試薬排出機構
１５  試薬バーコード読み取り機構
１６  試薬蓋検知機構
２０  交換用試薬容器
２０−１，２０−２，２０−３，２０−４  待機中の交換用試薬容器
２１  試薬バーコード
２２  試薬蓋
１０１，２０１  試薬投入ステップ
１０２，２０２  試薬開栓ステップ
１０３，２０３  試薬交換位置移動ステップ
２００  交換用試薬容器保持機構回転移動ステップ
２１０  試薬投入位置決定ステップ
３０１  交換用試薬容器保持機構回転動作時間
３０２  試薬開栓機構動作時間
３０３  試薬交換位置移動機構動作時間
３１１  最適化後の連続試薬投入動作における動作時間
３１２  最適化前の連続試薬投入動作における動作時間
３２０  連続試薬投入動作における動作時間の差
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2011074202.tif 000010
【図９】
2011074202.tif 000011
【図１０】
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【国際調査報告】
2011074202.tif 000013
2011074202.tif 000014
2011074202.tif 000015
2011074202.tif 000016