JPH06341994A - データ処理装置を備えた分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】サイクリックなタイミングチャートで動作する
分析装置から出力されるアナログデータ波形を表示する
データ処理装置において、タイミングチャートに対応し
たコメントをデータ波形と同時に表示し、専門家以外で
も分析装置異常の検出を容易にし、分析装置の保守，点
検を効率的に行うことを可能にする。 【構成】データ処理は、アナログデータパターン検出の
ための情報入力（破線内）と、データ入力１３と，アナ
ログデータパターン検出１４と，アナログデータグラ
フ，コメント，アラーム表示１７により構成される。ア
ナログデータパターン検出のための情報入力は、タイミ
ングチャート入力１１と，正常な状態および異常な状態
のアナログデータ入力１２により構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、サイクリックなタイミ
ングで動作する分析装置より得られるアナログデータの
処理装置を備えた分析装置に係り、特にアナログデータ
波形により判断が可能な分析装置の保守，点検に有効な
分析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の分析装置では、アナログデータ信
号は記憶されず、濃度計算に必要な情報のみが記憶され
ている。

【０００３】また、従来のデータ処理装置で、検知部の
故障等を診断する場合においては、シンクロスコープ等
のアナライザを利用して、アナライザが表示するアナロ
グデータ波形を人間が検証し、アナログデータ各時点に
おける装置動作を解析し、そのノイズ状態により分析装
置の異常箇所等を判断して保守，点検を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】データ異常が発生した
場合、従来は専門家がシンクロスコープ等を利用してア
ナログデータを計測し、装置の故障診断をしていた。分
析装置が少数の部品から構成され、動作タイミングが簡
単な場合、原因追及は比較的容易である。しかし、分析
装置が高速となり動作する部品が増加してくると、故障
の原因追及は容易ではなくなる。また、長時間の計時変
化などを人間がチェックし、原因を追及することはます
ます困難になってきている。特に、以下３つの作業が困
難である。 （１）アナログデータパターンを検出し、１サイクル開
始時期を判断する。

【０００５】（２）タイミングチャートを記憶して、ア
ナログデータ波形の各時点において分析装置がどのよう
な動作をしているかを解析する。

【０００６】（３）測定したアナログデータを、正常な
状態のアナログデータおよび異常な状態のアナログデー
タと比較し、データ異常検出とその原因を判断する。

【０００７】本発明の目的は、係る事情に着目してなさ
れたもので、分析装置より得られるサイクリックなアナ
ログデータパターンを検出し、アナログデータ波形とタ
イミングチャートに基づいたコメントを表示すること
で、アナログデータの各時点における分析装置の動作を
明確にし、正常な状態のアナログデータと比較してデー
タ異常を検出してアラームを発生することで、分析装置
の保守，点検を効率的に行うことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、以下の機能を設けた。

【０００９】（１）サイクリックな動作のタイミングチ
ャートを記憶する機能。

【００１０】（２）アナログデータを記憶する機能。

【００１１】（３）正常な状態のアナログデータを記憶
する機能。

【００１２】（４）異常な状態のアナログデータを記憶
する機能。

【００１３】（５）サイクリックなアナログデータのパ
ターンを検出する機能。

【００１４】（６）測定したアナログデータと、正常な
状態のアナログデータを比較する機能。

【００１５】（７）測定したアナログデータの表示時
に、タイミングチャートを参照してコメントを発生する
機能。

【００１６】（８）測定したアナログデータが正常な状
態から外れた場合、自動的にアラームを発生させる機
能。

【００１７】上記（５）は、１サイクル開始時期、およ
び記憶したアナログデータの全サイクル数を判断し、１
サイクル毎にサイクル番号を割り当てる機能を有する。

【００１８】

【作用】前記各機能は図１に示す処理フローに従い動作
する。

【００１９】（１）ステップ１１では、アナログデータ
を出力する分析装置のタイミングチャートを入力する。

【００２０】（２）ステップ１２では、正常な状態およ
び異常な状態のアナログデータを入力する。

【００２１】（３）ステップ１３では、測定したアナロ
グデータの中から、検証するアナログデータを入力す
る。

【００２２】（４）ステップ１４では、ステップ１３で
入力したアナログデータのデータパターンを自動的に検
出し、１サイクル開始時期の検出、およびステップ１３
で入力したデータの全サイクル数を判断し、各サイクル
毎にサイクル番号を割り当てる。

【００２３】（５）ステップ１５では、正常な状態およ
び異常な状態のアナログデータパターンと、ステップ１
３で入力したアナログデータを比較する。

【００２４】（６）ステップ１６では、表示するアナロ
グデータのサイクル番号を指定する。 （７）ステップ１７では、アナログデータ波形，コメン
ト，現表示波形のサイクル番号，記憶装置に記憶するア
ナログデータの全サイクル数、および正常なアナログデ
ータと比較して異常があった場合にアラームを表示す
る。

【００２５】（８）ステップ１８では、ステップ１７で
表示したサイクル番号のアナログデータ波形以外を検証
する必要があるか、否かを判断する。別のアナログデー
タ波形を表示する必要があると判断した場合、ステップ
１６に戻る。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図２から図８を用い
て説明する。本実施例は、臨床検査用の生化学自動分析
装置から出力されるイオン選択電極（以降ＩＳＥと略
す）アナログデータの解析機能を有するデータ処理装置
である。

【００２７】図２は本発明を適用する装置のブロック構
成図である。ＩＳＥアナログデータを出力する生化学自
動分析装置２１と，データ処理装置２２と，ディスプレ
イ装置２３と，キーボード２４からなり、ＩＳＥアナロ
グデータファイル２５を生化学自動分析装置とデータ処
理装置に接続した。ＩＳＥアナログデータファイル２５
にはアナライザ等であらかじめ測定したＩＳＥアナログ
データが、装置の各異常パターン，正常パターンとして
記憶されており、分析装置の保守，点検のための検証に
有効なデータが蓄積されているものとする。

【００２８】データ処理装置(図２の２２)の構成を、図
３に示す。データ記憶部３１，パターン認識部３２，デ
ータ表示部３３からなる。パターン認識部３２は、ＩＳ
Ｅアナログデータの正常パターン，異常パターンを学習
する学習機構３４と，測定したＩＳＥアナログデータの
１パターン開始時期を判断する推論機構３５，ＩＳＥア
ナログデータの正常，異常を判断する推論機構３６を有
する。

【００２９】本実施例の処理フローを、図４に示す。

【００３０】（１）ステップ４０１で、生化学自動分析
装置のＩＳＥ動作のタイミングチャートを入力する。入
力情報は、１サイクルの秒数と各動作時間である。

【００３１】（２）ステップ４０２で、ＩＳＥアナログ
データファイルに蓄積された正常パターン，異常パター
ンに分類されたデータを入力する。入力データは、１サ
イクル開始時期が明確なデータとし、パターン認識機構
（図３の３４）におけるパターン学習に十分なサイクル
数分のデータであるものとする。

【００３２】（３）ステップ４０３では、パターン認識
部の学習機構(図３の３４)において、ステップ４０２で
入力したデータを教師データとし、正常な状態のＩＳＥ
アナログデータパターン、および生化学自動分析装置各
機構の異常な状態のＩＳＥアナログデータパターンを学
習する。

【００３３】（４）ステップ４０４で、検証するＩＳＥ
アナログデータを入力する。

【００３４】（５）ステップ４０５では、ステップ４０
４で入力したデータを、パターン認識部の推論機構１
（図３の３５）においてパターン検出し、１サイクル開
始時期を決定し、入力したデータの全サイクル数を検出
し、サイクル番号を割り当てる。

【００３５】（６）ステップ４０６では、ステップ４０
５で検出した１サイクル開始時期から１サイクル分のデ
ータを、ステップ４０３で学習した正常パターンデー
タ、あるいは異常パターンデータと比較し、異常データ
に関しては、自動分析装置のどの機構の異常パターンに
属するかを判断し、アラームを割り当てる。

【００３６】（７）ステップ４０７で、次に表示する
（ステップ４０８）ＩＳＥアナログデータのサイクル番
号を指定する。異常パターンのデータを自動的に選択す
る等により装置が自動的に指定する手段と、ユーザがキ
ーボードから入力して自由に指定する手段がある。

【００３７】（８）ステップ４０８で、ＩＳＥアナログ
データ波形，コメント，現表示データ波形のサイクル番
号，入力データの全サイクル数を表示する。

【００３８】（９）ステップ４０９では、ステップ４０
８で表示したデータが、ステップ406で異常パターンと
判断したものであるかを判断する。

【００３９】（10）ステップ４１０では、表示データが
異常パターンである場合、アラームを表示する。

【００４０】（11）ステップ４１１では、ステップ４０
８で表示したサイクル番号以外のアナログデータ波形を
検証する必要があるか、否かを判断し、必要であると判
断した場合、ステップ４０７に戻る。

【００４１】（12）ステップ４１２で、ステップ４０４
で入力したデータ以外のアナログデータについて検証す
る必要があるか否かを判断する。必要と判断した場合、
ステップ４０４へ戻る。

【００４２】上記（３）記載のＩＳＥアナログデータパ
ターン学習方法例について説明する。本実施例におけ
る、１つのパターンを認識する学習の処理フローを図５
に示す。

【００４３】（３−１）ステップ５１では、学習パター
ンに該当するＩＳＥアナログデータを教師データとして
入力する。入力データは、 教師データ数＝ｎ １サイクル時間の分割数＝ｘ（ｘはパターン認識に十分
な大きさｍ） 教師データ番号＝ｉ（ｉ＝１からｎ） 教師データｉの分割点ｘにおけるアナログデータ値＝Ｔ
_i(ｘ） としたときのＴ_i(ｘ）である。但し、ｉ＝１，…，ｎ，
ｘ＝０，…，ｍである。 （３−２）ステップ５２では、ステップ５１で入力した
データの分割点ｘにおける重心Ｙ_i(ｘ）を求める。計算
式は、以下の通り。

【００４４】Ｙ_i(ｘ）＝１／ｎ(Ｔ₁(ｘ）＋Ｔ₂(ｘ）＋
・・・＋Ｔ_n(ｘ）） （３−３）ステップ５３では、各重心の成分を２つにす
る。Ｅをある小さな数としたとき、計算式は以下の通
り。

【００４５】Ｙ_ji(ｘ）＝Ｙ_i(ｘ）＋Ｅ （ｊ＝１） Ｙ_ji(ｘ）＝Ｙ_i(ｘ）−Ｅ （ｊ＝２） （３−４）ステップ５４では、ステップ５１で入力した
教師データを再入力し、クラスタリングを行う。

【００４６】各データＹ_i(ｘ）と各パターン重心値Ｙ_ji
(ｘ）の差の二乗和Ａ_ijを計算し、Ａ_ijが最小となるＡ_i
minのｊを検出し、データｉがｊに属すると判断する。
計算式は以下の通り。

【００４７】Ａ_ij＝（Ｙ_i(ｘ)−Ｙ_ji(ｘ))²＋…＋(Ｙ
_i(ｘ）−Ｙ_ji(ｘ))² Ａ_imin＝min(Ａ_i1，Ａ_i2，…，Ａ_ik） 但し、ｋはステップ５３で分けた重心数。繰返し処理の
ため、ｋ＝２，４…と増加する。

【００４８】（３−５）ステップ５５では、ステップ５
４で計算したＡ_ijのｊに関する平均歪ＥＥを計算し、Ｅ
Ｅ＜Ｅである場合にステップ５３へ戻り、重心成分をさ
らに分ける。ＥＥ＞＝Ｅである場合は、ステップ５３で
分けた重心を再計算する。

【００４９】平均歪ＥＥの計算式は、以下の通り。

【００５０】Ｂ＝１／ｎ(Ａ₂min＋…＋Ａ_nmin） ＥＥ＝(Ｂ₀−Ｂ)／Ｂ （Ｂ₀はＢの前回値） 以上が１つのパターンを認識する学習の処理フローであ
る。上記（３−１）から（３−５）に示した手順を正常
パターンと異常パターンのそれぞれについて行い、各パ
ターンの重心値によりパターン認識する。

【００５１】前記（５）のパターン認識部の推論機構
（図３の３５）におけるパターン検出と１サイクル開始
時期を決定方法を、図６により説明する。

【００５２】（５−１）ステップ６１では、検証するア
ナログデータのある時点を１パターン開始時期（０秒
目）仮定し、パターン検出の基準点とする。

【００５３】（５−２）ステップ６２では、ステップ６
１で決定した１パターン開始時期のアナログデータ値を
Ｔ_c(０）とし、各分割点ｘのアナログデータ値Ｔ_c(ｘ）
を入力する。

【００５４】（５−３）ステップ６３では、ステップ６
１で入力したデータのクラスタリングを行う。各パター
ン重心値とデータ重心値の差の二乗和ＡＡ_j を計算し、
その値が最小となるパターンに属すると判断する。当該
１サイクル開始時期のＡＡ_j は記憶しておく。

【００５５】（５−４）ステップ６４では、ステップ６
２，６３，６４，６５の処理を分割数分繰り返したかど
うかを判断する。

【００５６】（５−５）ステップ６５では、ステップ６
４で分割数分繰り返したと判断した場合、ステップ６１
で０秒目に設定した時点から、((１サイクル／分割数）
×繰返し回数）秒分、１サイクル開始時期を後にずら
し、ステップ６２に戻る。

【００５７】（５−６）ステップ６６では、ステップ６
３の処理で記憶したＡＡ_j を比較し、最小のＡＡ_j とな
る１サイクル開始時期を、ステップ６１で決定したパタ
ーン検出基準点ｔの最適な１サイクル開始時期ｔ(ｋ）
と判断する。

【００５８】（５−７）ステップ６７では、ステップ６
１，６２，６３，６４，６５，６６の処理を、十分な数
のパターン検出基準点について繰り返したかを判断す
る。不十分である場合には、ステップ６１に戻り、未検
証な基準点のなかより次の１パターン開始時期を決定す
る。

【００５９】（５−８）ステップ６８では、ステップ６
７で十分な基準点について検証したと判断した場合に、
各基準点の最適１サイクル開始時期のなかで、最も頻度
が高い１サイクル開始時期を、最終的な１サイクル開始
時期として採用する。

【００６０】前記（６）の正常パターンデータ、あるい
は異常パターンデータと比較する方法は、１サイクル開
始時期から１サイクル分のデータを入力として、正常パ
ターン，異常パターンの重心値と検証アナログデータの
差の二乗和が、十分小さな値Ｅより小さくなるパターン
に属するものとする。

【００６１】本実施例において、ディスプレイ上の操作
手順を、図７，図８の画面例により具体的に説明する。

【００６２】タイミングチャート入力（図４のステップ
４０１）の画面例を図７に示す。１サイクルの秒数入力
領域７１に、タイミングチャート１サイクルの秒数をキ
ーボードより入力する。１サイクル秒数を入力すると、
タイミングチャートグラフの目盛り表示領域７２に目盛
りを自動表示する。処理名入力領域７３に、１サイクル
中に行う処理をキーボードより入力する。処理開始タイ
ミング入力領域７４に、同行の処理名入力領域７３に入
力した処理について、１サイクル開始時を０秒とした場
合の処理開始時間を入力する。同様に、処理終了タイミ
ング入力領域７５に、１サイクル開始時を０秒とした場
合の処理終了時間を入力する。処理開始タイミング７４
と処理終了タイミング７５が入力されると、処理タイミ
ンググラフ表示領域７６に処理タイミングをグラフ表示
する。

【００６３】ＩＳＥアナログデータ波形とコメント表示
（図４のステップ４０８）の画面例を図８に示す。サイ
クル番号８１，全サイクル数８２，ＩＳＥアナログデー
タ波形８３，コメント８４を表示する。表示するアナロ
グデータ波形が異常パターンである場合には、アラーム
情報表示欄８０へ、アラーム名を表示する。

【００６４】ＩＳＥアナログデータ波形は、横軸に１サ
イクル分の目盛りをとり、１目盛を点線８８で示した表
示領域に、サイクル開始時期から１サイクル分のデータ
を表示する。コメントは、タイミングチャート入力画面
（図７）で入力した処理名（図７の７３）を参照して表
示する。各コメントは、コメントに対応した矢印８５が
指す指標線（点線８６）とＩＳＥアナログデータ波形の
交点における処理名を表す。表示したアナログデータ波
形と同時に、正常パターンのアナログデータ波形を参照
する場合は、正常パターン表示指示の入力領域８９へ、
表示する場合はＯＮ、表示しない場合はＯＦＦを入力す
る。ＯＮが入力された場合、アナログデータ波形表示領
域に、正常パターンの波形を別色，細線で同時に表示す
る。現在表示するアナログデータを変更する場合は、次
に表示するデータのサイクル番号をカーソル８８で、キ
ーボードより入力する。実行キーの入力と同時に自動的
に該当するデータとコメントを表示する。

【００６５】

【発明の効果】本発明により、専門家以外の者でも容易
にアナログデータを検証することが可能となり、分析装
置の保守，点検を効率的に行うことを可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の処理フロー図である。

【図２】本発明実施例の装置構成図である。

【図３】同じく装置構成図である。

【図４】本発明実施例の処理フロー図である。

【図５】同じく処理フロー図である。

【図６】同じく処理フロー図である。

【図７】本発明実施例の画面例を示す図である。

【図８】同じく画面例を示す図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サイクリックなタイミングで、サンプル機
   構，試薬分注機構，洗浄機構，検知器などが動作し、前
   記検知器より連続的なアナログ信号が出力され、前記連
   続的なアナログ信号を測定してその情報を表示すること
   が可能であるデータ処理部を有する臨床検査用の分析装
   置において、 サイクリックな動作のタイミングチャートを記憶する機
   能と、 アナログデータを記憶する機能と、 正常な状態のアナログデータパターンを記憶する機能
   と、 異常な状態のアナログデータパターンを記憶する機能
   と、 サイクリックなアナログデータのパターンを検出する機
   能と、 測定したアナログデータと正常な状態のアナログデータ
   を比較する機能と、 測定したアナログデータと異常な状態のアナログデータ
   を比較する機能と、 前記アナログデータ表示時に、タイミングチャートを参
   照してコメントを発生する機能を設け、 アナログデータの解析機能を持つことを特徴とするデー
   タ処理装置を備えた分析装置。
2. 【請求項２】請求項１において、アナログデータパター
   ンを検出する機能は、請求項１記載のアナログデータと
   タイミングチャートの関係を特徴づける情報より、１サ
   イクルの開始時期を自動的に判断する機能と、前記アナ
   ログデータ記憶装置に記憶したデータの全サイクル数を
   判断する機能と、前記アナログデータ記憶装置に記憶し
   たデータの１サイクル毎にサイクル番号を割当てる機能
   を設け、アナログデータの自動解析機能を特徴とするデ
   ータ処理装置を備えた分析装置。
3. 【請求項３】請求項１において、アナログデータ表示時
   にコメントを発生する機能は、アナログデータが正常な
   パターンからはずれた場合、自動的にアラームを発生す
   る機能を設け、アナログデータの解析機能を持つことを
   特徴とするデータ処理装置を備えた分析装置。