JP2017156105A - 血液凝固分析装置および血液凝固分析方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この血液凝固分析装置100の光照射部10は、血液凝固時間測定用の第1波長の光を発生させるための第1光源21と、合成基質測定用の第2波長の光を発生させるための第2光源22と、免疫比濁測定用の第3波長の光を発生させるための第3光源23と、を含む、複数の光源20と、各光源20に対向して設けられた複数の光ファイバ部30と、を備える。
【選択図】図1
Description
図1に示すように、血液凝固分析装置100は、検体に試薬を添加することにより調製された測定試料に光を照射し、測定試料に照射された光の透過光または散乱光を検出し、検出した光に基づいて検体を分析する装置である。検体は、血液から分離された血漿または血清である。血液凝固分析装置100は、凝固法、合成基質法、免疫比濁法または凝集法を用いて検体の分析を行う。
以下、図2以降を参照して、図1に示した血液凝固分析装置100のより具体的な構成例について説明する。図2では、血液凝固分析の自動分析装置の一構成例を示している。
図2の構成例では、血液凝固分析装置100は、測定部101、搬送部102および分析部12を備えている。光照射部10および受光部11(図9参照)は、測定部101に設けられている。
図3に光照射部10の構成例を示す。図3の構成例では、光照射部10は、5つの光源320と、5つの光源320に対応して設けられた5つの光ファイバ部330と、各光源320と各光ファイバ部330の入射端331とを保持するための1つの保持部材340とを含んでいる。光源320、光ファイバ部330および保持部材340は、たとえば金属製のハウジング310内に収容されている。
図3の構成例では、光照射部10は、光ファイバ部330の出射端332に隣接するように配置され、出射端332側から入射した光の強度分布を均一化させて出射するための均一化部材350をさらに含んでいる。ここで、出射端332に配置された個々の光ファイバ333は、第1波長から第5波長のいずれかの光のみを出射する。つまり、出射端332では波長毎の発光点がそれぞれ均一に分散して配置されることになる。そこで、出射端332からの光を均一化部材350に入射させて均一化させることにより、均一化部材350の出射面352では、面内全体にわたって各波長の強度分布が均一化される状態となる。これにより、波長毎の光強度のばらつきを効果的に均一化できる。
図3に戻り、光照射部10の保持部材340は、5つの光源320を保持する。したがって、5つの光源320が、共通の保持部材340に支持されている。保持部材340は、たとえば、アルミなどの金属製であり、角柱形状に形成されている。図3の構成例では、光源保持部341と入射端保持部342とは、それぞれ、保持部材340の一端部および他端部に設けられ、保持部材340を貫通する貫通孔からなる通路部344により互いに接続されている。
たとえば、図3では、光照射部10は、所定の波長帯域の光だけを透過させる光学バンドパスフィルタ360をさらに含む。光学バンドパスフィルタ360は、円板状形状を有し、一方の表面に照射された光のうち、所定の波長帯域の光だけを他方の表面へ透過させる。保持部材340は、光源320と、対応する光ファイバ部330の入射端331との間の位置で光学バンドパスフィルタ360を保持している。これにより、光源320から出射された光の中心波長や半値幅などを計測に適した特性となるように調節して、入射端331に入射させることができる。その結果、測定精度が向上する。また、光源320にも個体差が存在し、中心波長や半値幅などが異なる場合があるが、光学バンドパスフィルタ360によって光源320の個体差の影響を吸収し、安定した測定結果を確保することができる。
また、図6および図7の構成例では、光照射部10は、複数の光源320のうち少なくとも1つに対応して設けられ、光源320から出射される光を入射端331に収束させるための集光レンズ370をさらに含む。保持部材340は、光源320と、対応する光ファイバ部330の入射端331との間の位置で集光レンズ370を保持している。これにより、光源320で発生する光の利用効率を向上させることができるので、光源320の発光量あるいは光源320に供給する電流値を増大させなくても、十分な光強度を確保することができる。
図3に戻り、複数の光源保持部341は、互いに離間して並べて配置されている。図3の構成例では、複数の光源保持部341は、保持部材340に略等間隔で直線状に並ぶように設けられている。各光源保持部341により、複数の光源320は、互いに離間して並べて配置されている。また、図3の構成例では、少なくとも一部の光源320と光ファイバ部330の入射端331との間の第1距離D1は、隣接する光源320同士の間の第2距離D2よりも小さい。これにより、光源320と光ファイバ部330の入射端331とを第1距離D1だけ離間した近傍の位置に配置することができるので、光源320と入射端331との光軸調整を容易に行うことができる。
図8は、光照射部の他の構成例を示す。図8の構成例による光照射部10Aでは、ハウジング310に1つの取出口311が設けられている。複数の光源320の配置は、図3の構成例と同様であるが、配置位置を異ならせてもよい。5つの光ファイバ部330は、各入射端331が各光源320と対向する位置で保持部材340に保持され、途中で撚り合わされて一体化し、1つの出射端332を備えるように構成されている。撚り合わされて一体化した部分は、筒状の保持部材313内に収容されている。出射端332では、各光ファイバ部330を構成する光ファイバが出射端332の端面内において略均一に分布するように混合されている。
次に、光照射部10から各検出ユニット230および240まで光を導く構成および検出ユニット230(240)の構成について説明する。上述した通り、検出ユニット230および240は、同一の構成を有する。
図11に示すように、血液凝固分析装置100は、測定部101の動作を制御する制御部400を備えている。制御部400は、光源320の動作を制御する。制御部400は、CPU(Central Processing Unit)またはFPGA(field-programmable gate array)などの演算処理装置を備え、記憶部410に記憶されたプログラムに従って、測定部101内の各部および搬送部102を制御する。記憶部410は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)およびハードディスクなどの記憶媒体を備え、制御部400の動作に必要なプログラムおよびデータを記憶している。
補正後の電流値=(リファレンス信号の基準値/リファレンス信号の現在値)×補正前の電流値・・・(1)
制御部400は、可変抵抗425の抵抗値を調節して、算出した補正後の電流値となるように光源320の電流値CVを補正する。その結果、経時的に低下する光源320の光量は、リファレンス信号RSが下限値V2に到達する度に上昇して、基準値V1と下限値V2との間の適正範囲内に維持される。
図15に示す構成例では、分析部12は、演算処理部451と、記憶部452と、表示部453と、入力部454とを備える。演算処理部451は、CPUなどの演算処理装置を含み、記憶部452に記憶されたプログラムに従って、検体の分析処理を行う。記憶部410は、ROM、RAMおよびハードディスクなどの記憶媒体を備え、演算処理部451の処理および制御に必要なプログラムおよびデータを記憶する。表示部453は、モニタなどの表示手段を含む。入力部454は、キーボードやマウスなどの入力手段を備え、ユーザの操作入力を受け付ける。分析部12は、たとえば、パーソナルコンピュータにより構成されている。
図17および図18を参照して、図2の構成例における血液凝固分析装置100の測定動作を説明する。測定部101および搬送部102の動作制御は制御部400により行われる。分析部12の制御は演算処理部451により行われる。以下、測定部101および搬送部102の各部については、図18を参照するものとする。
次に、ステップS5A〜S10Aにおける測定部101の動作の詳細について説明する。図18に示すように、測定部101の動作は、容器15を検出ユニット230に移送して測定を行うか、容器15を検出ユニット240に移送して測定を行うか、によって異なるので、それぞれ説明する。
検体を検出ユニット230で測定する場合、検体分注部110が検体吸引位置501の検体容器106から検体を吸引する。検体分注部110は、容器テーブル130に保持された容器15に検体を分注する。容器テーブル130は、周方向に回転して、検体分注部120により吸引可能な位置に容器15を移送する。検体分注部120が容器15内の検体を吸引し、容器テーブル130上の検体分注位置503で移送部140に保持された容器15に検体を分注する。移送部140が加温テーブル220の近傍まで移動し、把持機構222が移送部140上の容器15を取り出して加温テーブル220に設置する。必要に応じて、把持機構222が試薬分注位置506に容器15を移送し、試薬分注部200が容器15に調整試薬を分注する。分注後、把持機構222が容器15を加温テーブル220に戻す。
検体を検出ユニット240で測定する場合、検体分注部110が検体吸引位置501の検体容器106から検体を吸引する。検体分注部110は、容器テーブル130に保持された容器15に検体を分注する。容器テーブル130は、周方向に回転して、検体分注部120により吸引可能な位置に容器15を移送する。検体分注部120が容器15内の検体を吸引し、検体分注位置504で移送部170に保持された容器15に検体を分注する。移送部170が加温テーブル220の近傍まで移動し、把持機構222が移送部170上の容器15を取り出して加温テーブル220に設置する。必要に応じて、把持機構222が試薬分注位置507に容器15を移送し、試薬分注部210が容器15に調整試薬を分注する。分注後、把持機構222が容器15を加温テーブル220に戻す。
Claims (25)
- 検体と試薬を含む測定試料を収容した容器に光を照射する光照射部と、
前記光照射部から照射され、前記容器を透過した光を受光するための受光部と、
前記受光部から出力される電気信号に基づいて、前記検体を分析するための分析部と、を備え、
前記光照射部は、
血液凝固時間測定用の第1波長の光を発生させるための第1光源と、合成基質測定用の第2波長の光を発生させるための第2光源と、免疫比濁測定用の第3波長の光を発生させるための第3光源と、を含む、複数の光源と、
各光源に対向して設けられた複数の光ファイバ部と、を備える、血液凝固分析装置。 - 各光源を保持する複数の光源保持部と、前記複数の光ファイバ部の入射端を各光源保持部に保持された各光源に対向して保持する複数の入射端保持部と、を備える、請求項1に記載の血液凝固分析装置。
- 前記複数の光源保持部と前記複数の入射端保持部とを備える保持部材を備える、請求項2に記載の血液凝固分析装置。
- 前記複数の光ファイバ部は、それぞれ複数本の光ファイバを含み、出射端において、各光源に対応した前記複数の光ファイバが略均一に分布するように混合して束ねられている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の血液凝固分析装置。
- 検体を収容した容器を設置するための容器設置部を複数備え、
前記光照射部は、束ねられた前記出射端からの光を、複数の前記容器設置部の各々に分配するための光分配部材をさら含み、
前記受光部は、前記光分配部材により各々の前記容器設置部に分配された光をそれぞれ検出するように、複数の前記容器設置部に対応して複数設けられている、請求項4に記載の血液凝固分析装置。 - 前記複数の容器設置部を備える検出ユニットを複数備え、
前記複数の光ファイバ部は、それぞれ複数本の光ファイバを含み、入射端と出射端の間の位置において、各光源に対応した前記複数の光ファイバが略均一に分布するように混合して束ねられており、出射端において、前記複数の光ファイバが略均一に分布するように混合された状態で、前記複数の検出ユニットに対応して複数に分岐している、請求項1に記載の血液凝固分析装置。 - 前記光照射部は、前記光ファイバ部の出射端に隣接するように配置され、前記出射端側から入射した光の強度分布を均一化させて出射するための均一化部材をさらに含む、請求項4〜6のいずれか1項に記載の血液凝固分析装置。
- 各光源を保持する複数の光源保持部と、前記複数の光ファイバ部の入射端をそれぞれ保持する複数の入射端保持部とは、前記保持部材において互いに直線状に向かい合う位置に配置されている、請求項3に記載の血液凝固分析装置。
- 前記光照射部は、所定の波長帯域の光だけを透過させる光学バンドパスフィルタをさらに含み、
前記保持部材は、前記光源と、対応する前記光ファイバ部の入射端との間の位置で前記光学バンドパスフィルタを保持している、請求項3に記載の血液凝固分析装置。 - 前記保持部材は、前記光源と、前記光学バンドパスフィルタと、前記光源と対応する前記光ファイバ部の入射端とを、直線状に並べて配置するための直線状の通路部を含み、
前記光学バンドパスフィルタは、前記光源と前記入射端との間で前記通路部を塞ぐように配置されている、請求項9に記載の血液凝固分析装置。 - 前記光照射部は、前記複数の光源のうち少なくとも1つに対応して設けられ、前記光源から出射される光を前記入射端に収束させるための集光レンズをさらに含み、
前記保持部材は、前記光源と、対応する前記光ファイバ部の入射端との間の位置で前記集光レンズを保持している、請求項3に記載の血液凝固分析装置。 - 前記保持部材は、前記光源と、前記集光レンズと、前記光源と対応する前記光ファイバ部の入射端とを、直線状に並べて配置するための直線状の通路部を含み、
前記集光レンズは、前記光源と前記入射端との間で前記通路部を塞ぐように配置されている、請求項11に記載の血液凝固分析装置。 - 前記複数の光源は、互いに離間して並べて配置されており、
少なくとも一部の前記光源と前記光ファイバ部の入射端との間の第1距離は、隣接する前記光源同士の間の第2距離よりも小さい、請求項1〜12のいずれか1項に記載の血液凝固分析装置。 - 前記光源の動作を制御する制御部をさらに備え
前記制御部は、前記複数の光源の各々を1つずつ順番に、周期的に発光させるように制御する、請求項1〜13のいずれか1項に記載の血液凝固分析装置。 - 前記分析部は、
前記容器設置部に設置された前記容器内の検体について、前記受光部から出力された検出信号から、前記複数の光源の各々に対応する複数の時系列データを作成し、
前記複数の時系列データのうちから測定項目に応じた前記時系列データを選択して、検体を分析する、請求項14に記載の血液凝固分析装置。 - 前記測定試料を収容した容器を設置するための複数の容器設置部と、
前記複数の光源の動作を制御する制御部と、をさらに備え、
前記光照射部は、各光源の光を、複数の前記容器設置部の各々に分配するための光分配部材をさらに含み、
前記受光部は、前記光分配部材により各々の前記容器設置部に分配された光をそれぞれ検出するように、複数の前記容器設置部に対応して複数設けられており、
前記制御部は、前記複数の光源の各々を1つずつ順番に、周期的に発光させるように制御し、
前記分析部は、
前記容器の設置された容器設置部に対応する受光部から周期的に出力される複数の電気信号から、前記複数の光源の各々に対応する複数の時系列データを作成し、
前記複数の時系列データのうちから、前記容器設置部に設置された前記容器内の検体の測定項目に応じた前記時系列データを選択して、検体を分析する、請求項1に記載の血液凝固分析装置。 - 前記制御部は、少なくとも装置がスタンバイ状態になってからシャットダウン指示を受け付けるまで、前記複数の光源の各々を1つずつ順番に、周期的に発光させる制御を継続する、請求項16に記載の血液凝固分析装置。
- 前記容器を把持し、把持した容器を前記容器設置部に設置するための把持機構と、
前記把持機構により前記容器設置部から取り出された容器を廃棄するための廃棄口と、をさらに備え、
前記制御部は、前記容器設置部に測定試料を収容した容器を設置し、前記容器設置部に設置された前記容器内の検体の測定項目に対応した測定時間の経過後、前記容器設置部から前記容器を取り出し、前記廃棄口に前記容器を廃棄するよう前記把持機構を制御する、請求項16または17に記載の血液凝固分析装置。 - 前記分析部は、
前記容器設置部に設置された前記容器内の検体の測定項目が、血液凝固測定の測定項目であれば、前記第1波長に対応する時系列データから、凝固時間、検体に含まれる成分の濃度、又は活性を算出し、
前記容器設置部に設置された前記容器内の検体の測定項目が、合成基質測定の測定項目であれば、前記第2波長に対応する時系列データから、検体に含まれる成分の濃度又は活性を算出し、
前記容器設置部に設置された前記容器内の検体の測定項目が、免疫比濁測定の測定項目であれば、前記第3波長に対応する時系列データから、検体に含まれる成分の濃度又は活性を算出する、請求項16〜18のいずれか1項に記載の血液凝固分析装置。 - 前記光源の動作を制御する制御部と、
前記受光部とは別個に設けられ、前記光照射部からの光を前記容器を透過させずに受光するためのリファレンス用受光部とをさらに備え、
前記制御部は、前記リファレンス用受光部の検出信号に基づいて、前記光源に供給される電流値を制御するように構成されている、請求項1〜19のいずれか1項に記載の血液凝固分析装置。 - 前記光源はLEDである、請求項1〜20のいずれか1項に記載の血液凝固分析装置。
- 前記複数の光源は、合成基質測定用の第2波長とは異なる第4波長の光を発生させるための第4光源をさらに含む、請求項1〜21のいずれか1項に記載の血液凝固分析装置。
- 前記複数の光ファイバ部は、前記第4光源に対応する光ファイバ部に沿うように集めて束ねられており、前記第4光源に対応する光ファイバ部は、前記複数の光ファイバ部のうちで前記入射端から前記出射端までの長さが最小となるように構成されている、請求項22に記載の血液凝固分析装置。
- 前記複数の光源は、免疫比濁測定用の第3波長とは異なる第5波長の光を発生させるための第5光源をさらに含む、請求項1〜23のいずれか1項に記載の血液凝固分析装置。
- 血液凝固時間測定用の第1波長の光を発生させるための第1光源と、合成基質測定用の第2波長の光を発生させるための第2光源と、免疫比濁測定用の第3波長の光を発生させるための第3光源と、を含む複数の光源から光を発生させ、
各光源に対向して設けられた複数の光ファイバ部の入射端に、それぞれ、複数の光源からの光を入射させ、
前記複数の光ファイバ部の各出射端から出射された光を、検体と試薬を含む測定試料を収容した容器に照射させ、
前記容器を透過した光を検出し、
検出した光に基づいて、前記検体を分析する、血液凝固分析方法。
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