(57)【要約】  本発明は、空吸引が発生したか否かを簡易な処理によって判別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。本発明に係る自動分析装置は、分注プローブの内部において試料が通過する経路のうち実際に試料が充填されている部分の長さが、正常吸引時におけるものよりも短いか否かを特定するパラメータを算出することにより、空吸引が発生したか否かを判定する（図４参照）。
2018147003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を分析する自動分析装置であって、
前記試料を吸引または吐出する分注プローブ、
前記分注プローブの内部の圧力を計測する圧力センサ、
前記分注プローブの動作を制御する制御部、
前記分注プローブが前記試料を正常に吸引し終えた後に前記圧力センサが計測する前記圧力の波形を表す正常波形パラメータを記憶する記憶部、
を備え、
前記分注プローブは、前記試料が充填される流路を有し、
前記制御部は、前記分注プローブが前記試料を吸引し終えた後の前記圧力センサによる計測結果を取得するとともに、前記計測結果に基づき前記圧力の波形を表す計測結果パラメータを特定し、
前記制御部は、前記正常波形パラメータと前記計測結果パラメータを比較することにより、前記分注プローブの内部に充填されている前記試料の前記流路に沿った第１長さが、前記試料を正常に吸引したとき前記分注プローブの内部に充填される前記試料の前記流路に沿った第２長さよりも短いか否かを判定し、
前記制御部は、前記第１長さが前記第２長さよりも短いと判定した場合は、前記分注プローブが前記試料を正常に吸引しなかった旨を示す信号を出力する
ことを特徴とする自動分析装置。
【請求項２】
前記分注プローブは、前記流路に充填されている前記試料に対して圧力を加えることにより前記試料を吸引または吐出するプランジャを有し、
前記制御部は、前記流路のなかに前記試料が満たされて後から前記分注プローブが前記試料から引き上げられる前までの間に、前記流路のなかの前記試料が全て吐出しない程度の距離だけ、前記試料を吐出する方向へ向かって前記プランジャを移動させ、
前記制御部は、前記プランジャを前記距離だけ移動させた後、前記分注プローブが前記試料から引き上げられる間における前記圧力の極大値と極小値をそれぞれ１以上取得し、  前記制御部は、前記極大値と前記極小値がともに所定閾値の範囲内にある場合は前記分注プローブが前記試料を正常に吸引したと判定し、前記極大値と前記極小値の少なくともいずれかが前記所定閾値の範囲外である場合は前記分注プローブが前記試料を正常に吸引しなかった旨を示す信号を出力する
ことを特徴とする請求項１記載の自動分析装置。
【請求項３】
前記分注プローブは、前記流路に対して圧力を加えることにより前記試料を吸引または吐出するプランジャを有し、
前記圧力センサは、前記分注プローブの先端と前記プランジャの間に配置されており、  前記制御部は、前記プランジャが吸引動作を停止してから前記圧力が２回目の極大値に達するまでの第１時間を前記計測結果パラメータとして取得するとともに、前記分注プローブが前記試料を正常に吸引したとき前記プランジャが吸引動作を停止してから前記圧力が２回目の極大値に達するまでの第２時間を前記正常波形パラメータとして取得し、
前記制御部は、前記第１時間が前記第２時間よりも短い場合は、前記分注プローブが前記試料を正常に吸引しなかった旨を示す信号を出力する
ことを特徴とする請求項１記載の自動分析装置。
【請求項４】
前記分注プローブは、前記試料以外の液体を充填する第２流路を有し、
前記制御部は、データ取得開始時刻以後の期間についてのみ前記圧力センサによる計測結果を取得し、
前記データ取得開始時刻は、前記分注プローブが前記試料を吸引し終えてから、前記圧力による振動波が前記第２流路の長さを伝搬するために要する第１経過時間が経過した時点である
ことを特徴とする請求項１記載の自動分析装置。
【請求項５】
前記分注プローブは、前記流路に対して圧力を加えることにより前記試料を吸引または吐出するプランジャを有し、
前記制御部は、データ取得終了時刻以前の期間についてのみ前記圧力センサによる計測結果を取得し、
前記データ取得終了時刻は、前記分注プローブが前記試料を吸引し終えた後、前記圧力による振動波が前記プランジャから前記分注プローブの先端まで到達し、さらに前記分注プローブの先端から反射して前記圧力センサに到達するまでに要する第２経過時間が経過した時点、または前記第２経過時間の整数倍が経過した時点である
ことを特徴とする請求項１記載の自動分析装置。
【請求項６】
前記記憶部は、前記正常波形パラメータとして、減衰振動を記述するパラメータを記述しており、
前記制御部は、前記計測結果パラメータとして、前記圧力の波形が減衰振動であると仮定した場合におけるその減衰振動を記述するパラメータを特定し、前記特定したパラメータを用いて前記判定を実施する
ことを特徴とする請求項１記載の自動分析装置。
【請求項７】
前記記憶部は、前記正常波形パラメータとして、減衰振動の周期を記述しており、
前記制御部は、前記計測結果パラメータとして、前記圧力の波形が減衰振動であると仮定した場合におけるその減衰振動の周期を特定し、前記特定した周期と前記正常波形パラメータが記述している周期との間の差分が所定閾値以内であるか否かに基づき、前記判定を実施する
ことを特徴とする請求項６記載の自動分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料を分析する自動分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動分析装置は、被検査者から採取した尿や血液などのサンプルを、試薬と混合して反応させることにより色調の変化を生じさせ、その変化を分光光度計によって測定する装置である。【０００３】
自動分析装置は、分注プローブを試料の液面よりも下方に移動させて試料を吸引するようにあらかじめ調整される。したがって液面高さが誤って認識されていると、正しい分量の試料を吸引できない（あるいは試料を全く吸引しない）可能性がある。このような誤動作を空吸引と呼ぶ。例えば試料の液面に泡が発生している場合、その泡の表面を試料の液面として誤って認識し、以後はその高さにおいて吸引を実施することにより、空吸引が生じる可能性がある。【０００４】
下記特許文献１は、自動分析装置に関して、『膨大な量の基準データを必要とせずに様々な原因による分注の異常を高精度に検出して信頼性の高い分析ができる自動分析装置を実現する。』ことを課題として、『サンプルプローブ１５の先端が試料内に浸かった状態でプランジャ６６を所定量下降して試料をプローブ内に吸引する。吸引動作中の圧力変動を圧力センサ２６で検出し、ＡＤ変換器６２１でデジタル変換して信号処理器７６に送る。信号処理器７６は吸引波形の特徴変数の値を抽出し、正常群データからの統計距離Ｄを計算する。統計距離Ｄと閾値ｔｈとが比較され、統計距離Ｄが閾値ｔｈ以上の場合は、吸引に異常ありと判定する。統計距離Ｄが閾値ｔｈより小さい場合は、吐出動作に移行する。吐出動作後、吐出波形の特徴変数の値を抽出し、正常群データからの統計距離Ｄを計算する。統計距離Ｄが定められた閾値ｔｈ以上の場合は吐出に異常ありと判定する。』という技術を記載している（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−５３８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１記載の技術は、試料を吸引する際の圧力波形の特徴変数を算出し、正常波形の特徴変数と比較することにより、空吸引であるか否かを判別するものである。しかし同文献記載の技術は、必ずしも空吸引であるか否かを判別するために必須ではない特徴変数も求めているので、判別のための演算負荷や所要時間が多くなる傾向があると考えられる。【０００７】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、空吸引が発生したか否かを簡易な処理によって判別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ものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る自動分析装置は、分注プローブの内部において試料が通過する経路のうち実際に試料が充填されている部分の長さが、正常吸引時におけるものよりも短いか否かを特定するパラメータを算出することにより、空吸引が発生したか否かを判定する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る自動分析装置は、分注プローブの内部における経路の長さに関するパラメータを用いて空吸引を判別するので、判別のために算出するパラメータを絞り込むことができる。これにより、空吸引をより簡易な処理によって判別できるので、装置のコスト効率や演算時間などを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１に係る自動分析装置１００の概略構成図である。
【図２】サンプルプローブ１５の周辺構成を示す図である。
【図３】正常吸引の圧力波形と空吸引の圧力波形が異なるメカニズムを説明する図である。
【図４】圧力センサが検出する衝撃波の波形を示すグラフである。
【図５】バックラッシュ動作の前後において圧力センサ２６が検出する圧力波形を示すグラフである。
【図６】実施形態３に係る自動分析装置１００が備えるサンプルプローブ１５の側面図である。
【図７】圧力波形とピーク検出の例を示すグラフである。
【図８】吸引長さｘと圧力波形の極大値間隔との間の関係を測定した結果を示すグラフである。
【図９】近似式の１例を示すグラフである。
【図１０】式１のω０について正常吸引時と空吸引時の違いを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施形態１に係る自動分析装置１００の概略構成図である。自動分析装置１００は、サンプルディスク１２、第１試薬ディスク４１、第２試薬ディスク４２、反応ディスク３６を備える。サンプルディスク１２は、試料を保持するサンプル容器１０を搭載することができる。第１試薬ディスク４１と第２試薬ディスク４２は、試薬を保持する試薬容器４０を搭載することができる。反応ディスク３６の周上には、反応容器３５が配置されている。
【００１２】
自動分析装置１００はさらに、サンプルプローブ１５、第１試薬プローブ２０、第２試薬プローブ２１、攪拌装置３０、容器洗浄機構４５、光源５０、分光検出器５１、コンピュータ６２、コントローラ６０、タイミング検出部６１、を備える。
【００１３】
サンプルプローブ１５は、サンプル容器１０から吸引した試料を反応容器３５に分注する。第１試薬プローブ２０は、第１試薬ディスク４１内の試薬容器４０から吸引した試薬を反応容器３５に分注する。第２試薬プローブ２１は、第２試薬ディスク４２内の試薬容器４０から吸引した試薬を反応容器３５に分注する。攪拌装置３０は、反応容器３５内の液体を撹拌する。容器洗浄機構４５は、反応容器３５を洗浄する。光源５０は、反応ディスク３６の内周付近に設置されており、反応容器３５に対して光を照射する。分光検出器５１は、反応容器３５を挟んで対面に設置されており、光源５０が試料に対して照射した光を検出する。コンピュータ６２は、分光検出器５１に接続されており、分光検出器５１による検出結果を用いて試料を分析する。コントローラ６０は、自動分析装置１００の全体動作を制御する。タイミング検出部６１は、各駆動機構の動作開始／停止タイミングの検出し、動作開始／停止からの時間経過を監視する。
【００１４】
サンプルプローブ１５は、分注流路２４により定量ポンプ２５と接続されている。分注流路２４の途中には圧力センサ２６が設けられている。図１には示していないが、第１試薬プローブ２０と第２試薬プローブ２１も、サンプルプローブ１５と同様に、分注流路、定量ポンプ、圧力センサが接続されている。
【００１５】
サンプル容器１０には血液などの検査対象の試料が入れられ、サンプルディスク１２にセットされる。それぞれの試料に対して実施する分析の種類は、コントローラ６０に入力される。サンプルプローブ１５によってサンプル容器１０から採取された試料は、反応ディスク３６に並べられている反応容器３５に対して一定量分注される。一定量の試薬が第１試薬ディスク４１または第２試薬ディスク４２に設置された試薬容器４０から第１試薬プローブ２０または第２試薬プローブ２１により反応容器３５に分注され、攪拌装置３０によって攪拌される。この試料および試薬の分注量は、分析の種類毎にあらかじめコントローラ６０に対して設定されている。
【００１６】
反応ディスク３６は、周期的に回転停止を繰り返す。反応容器３５が光源５０の前を通過するタイミングで分光検出器５１が光を測定する。１０分間の反応時間の間に測光を繰り返す。その後、容器洗浄機構４５は反応容器３５内の反応液を排出して洗浄する。それらの間に別の反応容器３５は、別の試料と試薬を用いて並行動作する。コンピュータ６２は、分光検出器５１が計測したデータを用いて分析の種類に応じた成分の濃度を算出し、その結果をディスプレイに表示する。
【００１７】
図２は、サンプルプローブ１５の周辺構成を示す図である。第１試薬プローブ２０と第２試薬プローブ２１も同様の構成を備えるので、以下ではサンプルプローブ１５の周辺構成について説明する。
【００１８】
定量ポンプ２５は、駆動機構６７とプランジャ６６を有し、バルブ６８を通してポンプ６９に接続されている。定量ポンプ２５はコントローラ６０によって制御され、試料を吸引吐出する。定量ポンプ２５とサンプルプローブ１５は、分注流路２４を介して接続されている。圧力センサ２６は、プランジャ６６とサンプルプローブ１５の間に配置されている。
【００１９】
タイミング検出部６１は、コントローラ６０に接続されており、定量ポンプ２５の動作終了タイミングと動作開始からの経過時間を監視する機能を有している。
【００２０】
圧力センサ２６は、ＡＤ変換器６２１に接続されている。タイミング検出部６１は、定量ポンプ２５が停止した後、後述する時間が経過した時点で、ＡＤ変換器６２１に対してデジタル変換を実施するよう指示する（併せてクロック信号を出力する）。ＡＤ変換器６２１は、その指示に応じて、圧力センサ２６から出力されるアナログ電圧データをデジタル変換する。
【００２１】
データ抽出部６２２は、ＡＤ変換器６２１から圧力波形のデジタルデータを受け取り、異常判定部６２３に引き渡す。異常判定部６２３は、そのデータを用いて空吸引が発生しているか否かを判定する。ＡＤ変換器６２１、データ抽出部６２２、異常判定部６２３は例えばコンピュータ６２の一部として構成することができる。
【００２２】
サンプルプローブ１５は、図示していない移動機構を有している。移動機構がサンプルプローブ１５を上下移動および回転させることにより、サンプルプローブ１５はサンプル容器１０から試料を吸引する位置に移動し、反応容器３５に対して試料を吐出する位置に移動することができる。
【００２３】
試料を吸引する前に、コントローラ６０は、バルブ６８を開いて分注流路２４とサンプルプローブ１５の内部をポンプ６９から供給されるシステム液７９で満たす。次にコントローラ６０は、サンプルプローブ１５の先端が空中にある状態で、駆動機構６７によりプランジャ６６を下降動作させ、分節空気８０を吸引する。
【００２４】
次にコントローラ６０は、サンプルプローブ１５をサンプル容器１０の中に下降させ、その先端が試料内に浸かった状態でプランジャ６６を所定量下降して試料をプローブ内に吸引する。これにより、吸引液８１として当該試料がサンプルプローブ１５内に吸引される。第１試薬プローブ２０と第２試薬プローブ２１も同様の動作を実施するが、これらの場合における吸引液８１は試薬である。
【００２５】
図３は、正常吸引の圧力波形と空吸引の圧力波形が異なるメカニズムを説明する図である。定量ポンプ２５が停止した後に発生する衝撃波は、流路内に満たされているシステム液７９、および吸引液８１を媒体として伝搬する。定量ポンプ２５から発生した衝撃波は流路内の液体が満たされている領域を伝搬し、空気層（液体の終端部）で反射し、再び圧力センサ２６を通過して、バルブ６８で反射する。衝撃波はエネルギーを減衰しながらこの流路内の往復を繰り返す。分節空気８０は非常に体積が小さいので、圧力伝搬には影響しないものとする。
【００２６】
流路内のバルブ６８とシリンジを繋ぐ流路の長さをＬ１、定量ポンプ２５から圧力センサ２６までの距離をＬ２、圧力センサ２６からサンプルプローブ１５までの流路の長さをＬ３、サンプルプローブの長さをＬ４、吸引終了時に保持される液体のノズル内における長さをＬ５とする。吸引動作が正常になされた場合、Ｌ５＝Ｌ４となり、バルブ６８から液体先端までの距離は（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４）となる。空吸引の場合、試料が吸引される量が正常吸引よりも少ない（または全く吸引されていない）ので、サンプルプローブ１５内において液体が満たされている部分の長さＬ５はＬ４よりも短い。したがって、衝撃波の伝搬距離が正常吸引時よりも短くなる。このことを利用して、空吸引が発生したか否かを判定することができる。以下具体的に説明する。
【００２７】
図４は、圧力センサが検出する衝撃波の波形を示すグラフである。実線は正常吸引時の圧力波形を示し、点線は空吸引時の圧力波形を示す。圧力センサ２６は、検出した圧力を例えば電圧値として出力する。図４はその電圧値を圧力値に変換したものを示す。正常吸引時の圧力波形を記述するデータは、例えばコンピュータ６２が備える記憶部６２４にあらかじめ格納しておくことができる。
【００２８】
定量ポンプ２５が吸引動作をしている期間においては、プランジャ６６が下降し、サンプルプローブ１５の先端から試料を吸引する。吸引期間においては、サンプルプローブ１５内の圧力が低下する。
【００２９】
試料を吸引し終えると、定量ポンプ２５は吸引動作を停止する。定量ポンプ２５が動作を停止すると、最初に急峻な正の圧力変動が現れる。この正の圧力変動は、プランジャ６６が下降する動作が停止したとき発生する衝撃波が圧力センサ２６を通過する際に検出されるものである。したがって、定量ポンプ２５が吸引動作を停止してからこの正の圧力変動が検出されるまでの時間は、衝撃波の伝搬速度をＣとすると、正常吸引時／空吸引時ともにおおよそＬ２／Ｃとなる。したがってこの期間における圧力波形は、正常吸引と空吸引を判別するのに適していない。
【００３０】
空気層（液体の先端）まで伝搬した衝撃波が反射して再び圧力センサ２６を通過するとき、圧力波形は２回目のピークとなる。定量ポンプ２５が吸引動作を停止してからこの２回目のピークに達するまでの時間は、正常吸引時は（Ｌ２＋２×（Ｌ３＋Ｌ４））／Ｃとなるのに対し、空吸引時は（Ｌ２＋２×（Ｌ３＋Ｌ５））／Ｃとなる。３回目以降のピークの到達時刻も同様に、正常吸引時と空吸引時との間で差異が生じる。すなわち正常吸引時と空吸引時は圧力波形が明確に異なるので、異常判定部６２３は、これを利用して空吸引を判別することができる。
【００３１】
定量ポンプ２５から生じた衝撃波が、定量ポンプ２５から分注流路２４とサンプルプローブ１５との間の境界へ到達するまでの距離は、正常吸引時と空吸引時いずれにおいてもＬ２＋Ｌ３であるので、この期間における圧力波形は、空吸引を判別するために必ずしも必要ない。したがって異常判定部６２３は、定量ポンプ２５が吸引動作を停止してから（Ｌ２＋Ｌ３）／Ｃが経過した以降の圧力値のみを用いて、空吸引を判別してもよい。
【００３２】
正常吸引時の圧力波形と空吸引時の圧力波形の違いが顕著に現れるのは、２回目以降のピークであるから、少なくとも２回目のピークが現れるまでの圧力値を用いて空吸引を判別する必要がある。したがって異常判定部６２３は、定量ポンプ２５が吸引動作を停止してから（Ｌ２＋２×（Ｌ３＋Ｌ４））／Ｃが経過するまでの圧力値を用いて、空吸引を判別する必要がある。余裕をもたせるため、（Ｌ２＋２×（Ｌ３＋Ｌ４））／Ｃの整数倍が経過するまでの圧力値を用いてもよい。
【００３３】
異常判定部６２３が空吸引を判別するために用いるデータを取得するタイミングは、タイミング検出部６１によって制御することができる。タイミング検出部６１は、上記期間において圧力センサ２６から圧力値をサンプリングするように、所定のクロック周期ごとにＡＤ変換器６２１に対して指示する。データ抽出部６２２は、取得したデジタルデータを必要に応じて圧力値に変換し、異常判定部６２３へ渡す。
【００３４】
異常判定部６２３は、衝撃波が下記式によって表される減衰振動であると仮定して、取得した圧力波形を用いて下記式１のパラメータを推定する。式１中、ω０は減衰周期である。
【００３５】
【数１】
2018147003.tif 000003
【００３６】
記憶部６２４は、正常吸引時における圧力波形について上記式の各パラメータを記述したデータをあらかじめ記憶している。異常判定部６２３は、推定した各パラメータを、正常吸引時における同パラメータと比較し、両者の間の差分が所定閾値以内におさまっていれば正常吸引、おさまっていなければ空吸引と判定することができる。いずれか１つのパラメータについてのみ比較してもよいし、２以上のパラメータを例えば適当な評価式にあてはめることにより両者の間の差分を評価してもよい。
【００３７】
異常判定部６２３は、判定結果をコントローラ６０に対して通知する。正常吸引であると判定した場合、コントローラ６０はサンプルプローブ１５から反応容器３５に対して試料を吐出させ、次の試料を分注する。空吸引であると判定した場合、コントローラ６０は試料を吐出する動作を中止させ、コンピュータ６２の画面上にアラームを表示する。さらにバルブ６８の開閉によってサンプルプローブ１５の内部を洗浄する。
【００３８】
＜実施の形態２＞
自動分析装置１００は、サンプルプローブ１５内に保持する試料量の誤差を抑制するため、吸引動作を完了した後、サンプルプローブ１５を試料から引き上げる前に、プランジャ６６を吐出側へわずかに動作させる。この動作をバックラッシュ補正と呼ぶ。本発明の実施形態２では、このバックラッシュ補正時における圧力波形を用いて空吸引を判別する手法について説明する。
【００３９】
図５は、バックラッシュ動作の前後において圧力センサ２６が検出する圧力波形を示すグラフである。図５に示す圧力波形は、図４に示す吸引動作における圧力波形に続くものである。定量ポンプ２５は、吸引動作を完了した後、バックラッシュ補正を実施する。バックラッシュ補正が完了すると、プランジャ６６を停止させたうえでサンプルプローブ１５を試料から引き上げる。
【００４０】
この間、流路内にはプランジャ６６が停止することによる衝撃波とサンプルプローブ１５が上昇することにともない発生する慣性により、圧力変動が起こる。この圧力変動は、実施形態１と異なり複数の振動要因が重なっているので、減衰振動にはならない。しかしながら、正常吸引時と空吸引時は、流路内を満たす溶液量が異なっているので、これに起因する差異が生じる。具体的には、流路が液体で満たされている正常吸引においては圧力波形の振幅が小さく、液体で満たされている領域が少ない空吸引においては振幅が大きくなる。異常判定部６２３は、このことを利用して空吸引を判別する。
【００４１】
定量ポンプ２５がバックラッシュ補正を完了してからＬ２／Ｃが経過すると、１回目の圧力ピークが現れる。タイミング検出部６１は、それ以後の圧力波形のみを取得するようにＡＤ変換器６２１に対して指示してもよい。タイミング検出部６１は、サンプルプローブ１５が上昇完了するまで、圧力波形を取得する。
【００４２】
異常判定部６２３は、圧力波形の最大値と最小値との間の差分Ｐｍａｘを算出する。異常判定部６２３は、Ｐｍａｘがあらかじめ定めた閾値以内におさまっている場合は正常吸引であると判定し、おさまっていない場合は空吸引であると判定する。
【００４３】
＜実施の形態３＞
図６は、本発明の実施形態３に係る自動分析装置１００が備えるサンプルプローブ１５の側面図である。図４で説明した圧力波形の違いのうち、特に２回目のピークに達する時刻に着目して空吸引を判別する場合、Ｌ４とＬ５の違いが顕著であることが望ましい。そこで本実施形態３においては、細管部１６を細長くした。１例として、細管部１６はステンレス製のパイプであり、内径０．８ミリメートル、長さ５０ミリメートルである。ｘは吸引液８１を吸引した長さである。
【００４４】
図７は、圧力波形とピーク検出の例を示すグラフである。定量ポンプ２５が吸引動作を停止した時刻をｔ０、１回目の圧力極大値の時刻をｔ１、１回目の圧力極小値の時刻をｔ２、２回目の圧力極大値の時刻をｔ３、２回目の圧力極小値の時刻をｔ４とする。自動分析装置１００は、正常吸引時におけるこれら時刻を記述したデータを、あらかじめ記憶部６２４に保持しておく。異常判定部６２３は、ｔ１〜ｔ４を正常吸引時におけるものと比較することにより、空吸引を判別することができる。
【００４５】
図８は、吸引長さｘと圧力波形の極大値間隔との間の関係を測定した結果を示すグラフである。横軸は吸引長さｘ、縦軸は図７におけるｔ３−ｔ１を表す。図８に示すように、吸引長さｘが概ね２０ｍｍ以上であれば、正常吸引時におけるｔ３−ｔ１と空吸引時におけるｔ３−ｔ１が顕著に異なるので、これを比較することにより空吸引を判別することができる。正常吸引時におけるｔ３−ｔ１は、記憶部６２４にあらかじめ格納しておくことができる。両者の差分があらかじめ定めた閾値を超えている場合、空吸引と判別することができる。
【００４６】
本実施形態３においては、細管部１６を細長くしたので、同じ吸引量であっても吸引長さｘを大きくすることができる。したがって図８に示すように、正常吸引時におけるｔ３−ｔ１と空吸引時におけるｔ３−ｔ１との間の差分が顕著に現れるので、空吸引を精度よく判別することができる。
【００４７】
本実施形態３においては、定量ポンプ２５が吸引動作を停止した後の圧力ピークを用いるので、定量ポンプ２５の駆動パターンによらず、正常吸引時の圧力波形と空吸引時の圧力波形との間の違いを正確に識別することができる。また圧力ピーク間隔のみを用いて空吸引を判別するので、演算量を抑制することができる。
【００４８】
本実施形態３においては、図７におけるｔ３とｔ１を用いるので、同図におけるその他の時刻については必ずしも厳密に特定する必要はない。例えば定量ポンプ２５に対して吸引動作を停止するよう指示した時刻から圧力値を取得し始め、その後に２回目の極大値に達した時点をｔ３とすることができる。
【００４９】
＜実施の形態４＞
実施形態１において、異常判定部６２３は、圧力センサ２６による計測結果を正常吸引時の圧力波形と比較する際に、計測結果を近似式によって近似した上で比較することもできる。例えばタイミング検出部６１は、圧力波形の変動周期の間に少なくとも５回以上のサンプリング信号を出力する。異常判定部６２３は、各サンプル点と式１との間の差分が最小になるように、例えば最小２乗法を用いたカーブフィッティングを用いて、式１の各パラメータ（Ｃ、ζ、ω０、α、Ａ）を求める。
【００５０】
図９は、近似式の１例を示すグラフである。定量ポンプ２５が吸引動作を停止する時刻ｔ０以後のサンプリング点を用いて算出した近似式は、同じ期間における実際の圧力波形とよく一致する。
【００５１】
図１０は、式１のω０について正常吸引時と空吸引時の違いを示すグラフである。横軸は吸引長さｘ、縦軸はω０を表す。図１０に示すように、吸引長さｘが概ね２０ｍｍ以上であれば、正常吸引時におけるω０と空吸引時におけるω０が顕著に異なるので、これを比較することにより空吸引を判別することができる。正常吸引時におけるω０は、記憶部６２４にあらかじめ格納しておくことができる。両者の差分があらかじめ定めた閾値を超えている場合、空吸引と判別することができる。
【００５２】
本実施形態４においては、近似式のパラメータが５個であるのに対して、圧力波形のサンプリング点を５点以上取得するので、近似パラメータをカーブフィッティングで正しく推定することができる。サンプリング点をさらに増やすことにより、ノイズの影響を抑制することもできる。
【００５３】
本実施形態４においては、正常吸引時と空吸引時との間で違いが最も顕著なω０のみを用いて空吸引を判別するので、空吸引を精度よく判別することができる。式１におけるその他のパラメータは、正常吸引時と空吸引時の違い以外の要因による影響も大きいからである。
【００５４】
＜本発明の変形例について＞
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００５５】
実施形態３において、試料を分析するために必要な分注量が小さい場合は、必要量よりも多くの吸引液８１を吸引することにより、吸引長さｘを充分大きく確保することができる。
【００５６】
実施形態１において、式１のパラメータを算出し、求めたパラメータを評価することにより空吸引を判別することを説明した。これと併用して、例えば特許文献１が記載しているように、サンプリング点から特徴変数を算出し、その特徴変数を正常吸引時のものと比較することにより、空吸引を判別することもできる。本発明の手法による判別結果といずれを優先するかについては、例えば重み付けによって定めることができる。
【００５７】
以上の実施形態において、ＡＤ変換器６２１、データ抽出部６２２、異常判定部６２３はコンピュータ６２の一部として説明したが、自動分析装置１００本体がこれら機能部を備えてもよい。
【００５８】
ＡＤ変換器６２１、データ抽出部６２２、異常判定部６２３は、それらの一部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に格納することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１０：サンプル容器
１２：サンプルディスク
１５：サンプルプローブ
２０：第１試薬プローブ
２１：第２試薬プローブ
２４：分注流路
２５：定量ポンプ
２６：圧力センサ
３０：攪拌装置
３５：反応容器
３６：反応ディスク
４０：試薬容器
４１：第１試薬ディスク
４２：第２試薬ディスク
４５：容器洗浄機構
５０：光源
５１：分光検出器
６０：コントローラ
６１：タイミング検出部
６２：コンピュータ
６２１：ＡＤ変換器
６２２：データ抽出部
６２３：異常判定部
６６：プランジャ
６７：駆動機構
６８：バルブ
６９：ポンプ
７９：システム液
８０：分節空気
８１：吸引液
【図１】
2018147003.tif 000004
【図２】
2018147003.tif 000005
【図３】
2018147003.tif 000006
【図４】
2018147003.tif 000007
【図５】
2018147003.tif 000008
【図６】
2018147003.tif 000009
【図７】
2018147003.tif 000010
【図８】
2018147003.tif 000011
【図９】
2018147003.tif 000012
【図１０】
2018147003.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月26日(2018.11.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を分析する自動分析装置であって、
前記試料を吸引または吐出する分注プローブ、
前記分注プローブの内部の圧力を計測する圧力センサ、
前記分注プローブの動作を制御する制御部、
前記分注プローブが前記試料を正常に吸引し終えた後に前記圧力センサが計測する前記圧力の波形を表す正常波形パラメータを記憶する記憶部、
を備え、
前記分注プローブは、前記試料が充填される流路を有し、
前記制御部は、前記分注プローブが前記試料を吸引し終えた後の前記圧力センサによる計測結果を取得するとともに、前記計測結果に基づき前記圧力の波形を表す計測結果パラメータを特定し、
前記制御部は、前記正常波形パラメータと前記計測結果パラメータを比較することにより、前記分注プローブの内部に充填されている前記試料の前記流路に沿った長さを特定するパラメータを算出し、
前記制御部は、前記分注プローブの内部に充填されている前記試料の前記流路に沿った第１長さが、前記試料を正常に吸引したとき前記分注プローブの内部に充填される前記試料の前記流路に沿った第２長さよりも短いか否かを判定し、
前記制御部は、前記第１長さが前記第２長さよりも短いと判定した場合は、前記分注プローブが前記試料を正常に吸引しなかった旨を示す信号を出力する
ことを特徴とする自動分析装置。
【請求項２】
前記分注プローブは、前記流路に充填されている前記試料に対して圧力を加えることにより前記試料を吸引または吐出するプランジャを有し、
前記制御部は、前記流路のなかに前記試料が満たされて後から前記分注プローブが前記試料から引き上げられる前までの間に、前記流路のなかの前記試料が全て吐出しない程度の距離だけ、前記試料を吐出する方向へ向かって前記プランジャを移動させ、
前記制御部は、前記プランジャを前記距離だけ移動させた後、前記分注プローブが前記試料から引き上げられる間における前記圧力の極大値と極小値をそれぞれ１以上取得し、前記制御部は、前記極大値と前記極小値がともに所定閾値の範囲内にある場合は前記分注プローブが前記試料を正常に吸引したと判定し、前記極大値と前記極小値の少なくともいずれかが前記所定閾値の範囲外である場合は前記分注プローブが前記試料を正常に吸引しなかった旨を示す信号を出力する
ことを特徴とする請求項１記載の自動分析装置。
【請求項３】
前記分注プローブは、前記流路に対して圧力を加えることにより前記試料を吸引または吐出するプランジャを有し、
前記圧力センサは、前記分注プローブの先端と前記プランジャの間に配置されており、  前記制御部は、前記プランジャが吸引動作を停止してから前記圧力が２回目の極大値に達するまでの第１時間を前記計測結果パラメータとして取得するとともに、前記分注プローブが前記試料を正常に吸引したとき前記プランジャが吸引動作を停止してから前記圧力が２回目の極大値に達するまでの第２時間を前記正常波形パラメータとして取得し、
前記制御部は、前記第１時間が前記第２時間よりも短い場合は、前記分注プローブが前記試料を正常に吸引しなかった旨を示す信号を出力する
ことを特徴とする請求項１記載の自動分析装置。
【請求項４】
前記分注プローブは、前記試料以外の液体を充填する第２流路を有し、
前記制御部は、データ取得開始時刻以後の期間についてのみ前記圧力センサによる計測結果を取得し、
前記データ取得開始時刻は、前記分注プローブが前記試料を吸引し終えてから、前記圧力による振動波が前記第２流路の長さを伝搬するために要する第１経過時間が経過した時点である
ことを特徴とする請求項１記載の自動分析装置。
【請求項５】
前記分注プローブは、前記流路に対して圧力を加えることにより前記試料を吸引または吐出するプランジャを有し、
前記制御部は、データ取得終了時刻以前の期間についてのみ前記圧力センサによる計測結果を取得し、
前記データ取得終了時刻は、前記分注プローブが前記試料を吸引し終えた後、前記圧力による振動波が前記プランジャから前記分注プローブの先端まで到達し、さらに前記分注プローブの先端から反射して前記圧力センサに到達するまでに要する第２経過時間が経過した時点、または前記第２経過時間の整数倍が経過した時点である
ことを特徴とする請求項１記載の自動分析装置。
【請求項６】
前記記憶部は、前記正常波形パラメータとして、減衰振動を記述するパラメータを記述しており、
前記制御部は、前記計測結果パラメータとして、前記圧力の波形が減衰振動であると仮定した場合におけるその減衰振動を記述するパラメータを特定し、前記特定したパラメータを用いて前記判定を実施する
ことを特徴とする請求項１記載の自動分析装置。
【請求項７】
前記記憶部は、前記正常波形パラメータとして、減衰振動の周期を記述しており、
前記制御部は、前記計測結果パラメータとして、前記圧力の波形が減衰振動であると仮定した場合におけるその減衰振動の周期を特定し、前記特定した周期と前記正常波形パラメータが記述している周期との間の差分が所定閾値以内であるか否かに基づき、前記判定を実施する
ことを特徴とする請求項６記載の自動分析装置。
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月5日(2019.8.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を分析する自動分析装置であって、
前記試料を吸引または吐出する分注プローブ、
前記分注プローブの内部の圧力を計測する圧力センサ、
前記分注プローブの動作を制御する制御部、
前記分注プローブが前記試料を正常に吸引し終えた後に前記圧力センサが計測する前記圧力の波形を表す正常波形パラメータを記憶する記憶部、
を備え、
前記分注プローブは、前記試料が充填される流路を有し、
前記制御部は、前記分注プローブが前記試料を吸引し終えた後の前記圧力センサによる計測結果を取得するとともに、前記計測結果に基づき前記圧力の波形を表す計測結果パラメータを特定し、
前記制御部は、前記正常波形パラメータと前記計測結果パラメータを比較することにより、前記分注プローブの内部に充填されている前記試料の前記流路に沿った長さを特定するパラメータを算出し、
前記制御部は、前記分注プローブの内部に充填されている前記試料の前記流路に沿った第１長さが、前記試料を正常に吸引したとき前記分注プローブの内部に充填される前記試料の前記流路に沿った第２長さよりも短いか否かを判定し、
前記制御部は、前記第１長さが前記第２長さよりも短いと判定した場合は、前記分注プローブが前記試料を正常に吸引しなかった旨を示す信号を出力する
ことを特徴とする自動分析装置。
【請求項２】
前記分注プローブは、前記流路に充填されている前記試料に対して圧力を加えることにより前記試料を吸引または吐出するプランジャを有し、
前記制御部は、前記流路のなかに前記試料が満たされて後から前記分注プローブが前記試料から引き上げられる前までの間に、前記流路のなかの前記試料が全て吐出しない程度の距離だけ、前記試料を吐出する方向へ向かって前記プランジャを移動させ、
前記制御部は、前記プランジャを前記距離だけ移動させた後、前記分注プローブが前記試料から引き上げられる間における前記圧力の極大値と極小値をそれぞれ１以上取得し、
前記制御部は、前記極大値と前記極小値がともに所定閾値の範囲内にある場合は前記分注プローブが前記試料を正常に吸引したと判定し、前記極大値と前記極小値の少なくともいずれかが前記所定閾値の範囲外である場合は前記分注プローブが前記試料を正常に吸引しなかった旨を示す信号を出力する
ことを特徴とする請求項１記載の自動分析装置。
【請求項３】
前記分注プローブは、前記流路に対して圧力を加えることにより前記試料を吸引または吐出するプランジャを有し、
前記圧力センサは、前記分注プローブの先端と前記プランジャの間に配置されており、
前記制御部は、前記プランジャが吸引動作を停止してから前記圧力が２回目の極大値に達するまでの第１時間を前記計測結果パラメータとして取得するとともに、前記分注プローブが前記試料を正常に吸引したとき前記プランジャが吸引動作を停止してから前記圧力が２回目の極大値に達するまでの第２時間を前記正常波形パラメータとして取得し、
前記制御部は、前記第１時間が前記第２時間よりも短い場合は、前記分注プローブが前記試料を正常に吸引しなかった旨を示す信号を出力する
ことを特徴とする請求項１記載の自動分析装置。
【請求項４】
前記分注プローブは、前記試料以外の液体を充填する第２流路を有し、
前記制御部は、データ取得開始時刻以後の期間についてのみ前記圧力センサによる計測結果を取得し、
前記データ取得開始時刻は、前記分注プローブが前記試料を吸引し終えてから、前記圧力による振動波が前記第２流路の長さを伝搬するために要する第１経過時間が経過した時点である
ことを特徴とする請求項１記載の自動分析装置。
【請求項５】
前記分注プローブは、前記流路に対して圧力を加えることにより前記試料を吸引または吐出するプランジャを有し、
前記制御部は、データ取得終了時刻以前の期間についてのみ前記圧力センサによる計測結果を取得し、
前記データ取得終了時刻は、前記分注プローブが前記試料を吸引し終えた後、前記圧力による振動波が前記プランジャから前記分注プローブの先端まで到達し、さらに前記分注プローブの先端から反射して前記圧力センサに到達するまでに要する第２経過時間が経過した時点、または前記第２経過時間の整数倍が経過した時点である
ことを特徴とする請求項１記載の自動分析装置。
【請求項６】
前記記憶部は、前記正常波形パラメータとして、減衰振動を記述するパラメータを格納しており、
前記制御部は、前記計測結果パラメータとして、前記圧力の波形が減衰振動であると仮定した場合におけるその減衰振動を記述するパラメータを特定し、前記特定したパラメータを用いて前記判定を実施する
ことを特徴とする請求項１記載の自動分析装置。
【請求項７】
前記記憶部は、前記正常波形パラメータとして、減衰振動の周期を格納しており、
前記制御部は、前記計測結果パラメータとして、前記圧力の波形が減衰振動であると仮定した場合におけるその減衰振動の周期を特定し、前記特定した周期と前記正常波形パラメータが記述している周期との間の差分が所定閾値以内であるか否かに基づき、前記判定を実施する
ことを特徴とする請求項６記載の自動分析装置。
【国際調査報告】
2018147003.tif 000014
2018147003.tif 000015
2018147003.tif 000016
2018147003.tif 000017