JP7423752B2 - 自動分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、検体を分析する自動分析装置に関する。

自動分析装置は、血液や尿等の検体に含まれる特定成分の濃度の測定に用いられる。より具体的には、検体と試薬を反応させた反応液の吸光度や検体を希釈した電解質溶液の電位等が測定され、予め作成された検量線を用いて吸光度や電位等の測定結果が特定成分の濃度に換算される。なお検量線は、濃度が既知である複数の標準液や校正液を用いた吸光度や電位等の測定を含むキャリブレーションの実行により作成される。また自動分析装置の精度管理のために、濃度が既知である精度管理物質の測定値が精度管理の範囲内にあることが定期的に確認される。キャリブレーションは、精度管理等の結果に応じて、適切な実施内容及び間隔で行われることが望ましい。

特許文献1には、精度管理とキャリブレーションとの結果の組み合わせについて記憶された変動パターンと測定された変動パターンとを比較した結果に基づいて、キャリブレーションの実施内容と期間を知らせる自動分析装置が開示されている。

特開２０１２－０２６８１５号公報

しかしながら特許文献１では、精度管理物質の測定値に生じた変動原因の解析を支援することに対する開示はなされていない。精度管理物質の測定値が変動した場合、変動原因が迅速に解析されることが望ましい。例えば、精度管理物質の測定値の変動原因がキャリブレーションに用いられる校正液のロット変更であるか否かが推定できると、その後の対処が容易になる。

そこで本発明は、精度管理物質の測定値の変動原因を推定する自動分析装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、検体を分析する自動分析装置であって、精度管理に用いられる精度管理物質の測定値の変動量を取得する取得部と、キャリブレーションに用いられる校正液の濃度値のロット変更前後の差分値に基づいて変動予測量を算出する算出部と、前記変動量と前記変動予測量との比較結果に基づいて、前記精度管理物質の測定値に生じた変動原因を推定する推定部を備えることを特徴とする。

本発明によれば、精度管理物質の測定値の変動の原因を推定する自動分析装置を提供することが可能となる。

自動分析装置の構成の一例を説明する図である。 電解質測定ユニットの構成の一例を説明する図である。 精度管理物質の定期的な測定結果である日差変動グラフの一例を示す図である。 校正液のロット変更により精度管理物質の測定値に変動が生じた日差変動グラフの一例を示す図である。 実施例１の処理の流れの一例を示す図である。 変動原因の推定処理の流れの一例を示す図である。 校正液のロット変更により精度管理物質の測定値に変動が生じた場合の表示の一例を示す図である。 入力値ガイドの表示の一例を示す図である。

以下、添付図面に従って本発明に係る自動分析装置の好ましい実施形態について説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、図面は実施形態を模式的に表したものであり、現実の物体を簡略化して示す場合がある。

図１を用いて、自動分析装置１の構成の一例について説明する。自動分析装置１は、検体ディスク２、試薬ディスク４、反応容器５、試薬分注部６、検体分注部７、電解質測定ユニット８、インターフェース９、コンピュータ１０、入力ユニット１１、出力ユニット１２、光度計１３を備える。

検体ディスク２は、患者から供せられる血液や尿等の検体や、キャリブレーションおよび精度管理に使用される標準検体が収容される検体カップ３を、同心円上に並べて積載する。検体カップ３は、検体ディスク２ではなく、直線上に検体カップ３を並べる検体ラックに積載されても良い。

なおキャリブレーションに使用される標準検体には、特定成分の濃度が既知である標準液と校正液が含まれる。標準液は特定成分を含む溶液であり、自動分析装置１の測定範囲の上限値近辺の濃度と下限値近辺の濃度を少なくとも有する。つまり少なくとも２つの標準液が使用される。校正液は患者から供せられる検体を模擬する溶液である。

試薬ディスク４には、検体等と反応させられる試薬が収容される。反応容器５には、試薬分注部６によって試薬ディスク４から試薬が分注され、さらに検体分注部７によって検体カップ３から検体等が分注される。反応容器５に分注された試薬と検体等は、所定の温度に保たれることで反応して呈色し、呈色した液体の吸光度が光度計１３によって測定される。なお、吸光度の測定に係る試薬ディスク４や、反応容器５、光度計１３等をまとめて比色ユニットと呼ぶ。

電解質測定ユニット８は、検体や標準検体を希釈した電解質溶液の電位を測定するユニットであり、図２を用いて後述される。

コンピュータ１０は、インターフェース９を介して接続される各部を制御するとともに、比色ユニットや電解質測定ユニット８で測定された結果に基づいて特定成分の濃度値を算出し、出力ユニット１２に出力する。出力ユニット１２は、例えば液晶モニタやタッチパネル、プリンタであり、コンピュータ１０から出力された特定成分の濃度値を表示したり、印刷したりする。比色ユニットや電解質測定ユニット８における測定条件等は入力ユニット１１から入力されても良い。入力ユニット１１は、例えばキーボードやマウスであり、出力ユニット１２がタッチパネルである場合には、タッチパネルに表示されるＧＵＩ（Graphical User Interface）が入力ユニット１１として機能する。

図２を用いて、電解質測定ユニット８の構成の一例について説明する。電解質測定ユニット８は、検体や標準検体に含まれるイオン濃度を測定するユニットであり、電解質濃度演算部１４、電位差計１５、希釈槽１８、Ｃｌ電極１９、Ｋ電極２０、Ｎａ電極２１、ピンチ弁２２、比較電極２３を備える。

希釈槽１８では、検体分注部７によって検体カップ３から分注される検体または標準検体が、希釈液１７によって測定に適した濃度に希釈される。希釈された検体または標準検体は、ピンチ弁２２の動作によって、Ｃｌ電極１９、Ｋ電極２０、Ｎａ電極２１を通過させられる。Ｃｌ電極１９、Ｋ電極２０、Ｎａ電極２１には、通過する溶液に含まれるＣｌイオン、Ｋイオン、Ｎａイオンのイオン濃度に応じた電位がそれぞれ発生する。また比較電極２３にも比較電極液２４の濃度に応じた電位が発生するので、電位差計１５によって、Ｃｌ電極１９、Ｋ電極２０、Ｎａ電極２１のそれぞれと比較電極２３との間の電位差が測定される。なお希釈された検体または標準検体の電位差の測定に先立ち、内部標準液１６の比較電極液２４に対する電位差が電解質測定ユニット８の基準電位として測定される。電位差計１５によって測定された電位差は電解質濃度演算部１４に送られる。

電解質濃度演算部１４は、検体に対して測定された電位差を、検体に含まれるＣｌイオン、Ｋイオン、Ｎａイオンのイオン濃度に換算する演算器であり、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）とメモリで構成される。なおコンピュータ１０が電解質濃度演算部１４として機能しても良い。測定された電位差を特定成分の濃度に換算するには、電位差と濃度との関係を表す直線である検量線が用いられる。検量線は、濃度が既知である複数の標準液や校正液の電位差の測定を含むキャリブレーションの実行により作成される。

具体的には、低濃度の標準液に対して測定される電位差と高濃度の標準液に対して測定される電位差とを縦軸に、２つの標準液の濃度を横軸にとることで検量線の傾きが算出される。さらに算出された傾きを有する検量線の切片が、校正液に対して測定された電位差と校正液の濃度とに基づいて算出される。キャリブレーションによって作成された検量線は、電解質濃度演算部１４に記憶され、検体や精度管理物質の濃度を算出するときに読み出されて使用される。

図３を用いて精度管理について説明する。自動分析装置１の精度管理のために、濃度が既知である精度管理物質の測定値が精度管理の範囲内にあることが日差変動グラフ等によって定期的に確認される。図３は日差変動グラフの一例であって、縦軸はＮａ濃度が既知である精度管理物質の測定値、横軸は測定日であり、精度管理物質の濃度の測定値が上下限値の間にあることが日々確認される。上下限値は精度管理物質毎に設定され、例えば同じ精度管理物質を複数回測定したときの平均値と標準偏差から、（平均値－２×標準偏差）から（平均値＋２×標準偏差）を精度管理の範囲としても良い。

図４を用いて、精度管理物質の測定値の変動について説明する。図４は、精度管理物質の測定値に変動が生じた日差変動グラフの一例であり、２０２０／１／１４に校正液のロットが変更された場合である。精度管理物質の濃度の算出に使用される検量線の作成には、試薬メーカから提供される校正液の濃度値と、その校正液に対して測定された電位差が用いられる。以降、試薬メーカから提供される校正液の濃度値を表示値と呼ぶ。なお表示値は、入力ユニット１１を介して操作者によって自動分析装置に入力される。校正液の表示値が例えば１４０と整数表記される場合、校正液の実濃度は１３９．５～１４０．４の幅を有する。すなわち同じ表示値１４０である校正液であっても、異なるロット間では実濃度の値として最大０．９の差異を有し、実濃度値の差異に応じて異なる検量線が使用されることにより、精度管理物質の測定値が変動する場合がある。なお、精度管理物質の測定値の変動原因は校正液のロット変更に限られず、操作者が変動原因を見誤ると、その対応に長時間を費やすことになる。

そこで本実施例では、キャリブレーションに用いられる校正液の濃度値のロット変更前後の差分値に基づいて算出される変動予測量と精度管理物質の測定値の変動量との比較結果に基づいて、精度管理物質の測定値の変動原因を推定する。

図５を用いて、本実施例の処理の流れの一例についてステップ毎に説明する。

（Ｓ５０１）
コンピュータ１０は、比色ユニットまたは電解質測定ユニット８に標準液及び校正液を測定させ、キャリブレーションを実行する。具体的には、低濃度と高濃度の標準液の吸光度または電位差の測定値と２つの標準液の濃度から検量線の傾きが算出される。さらに算出された傾きを有する検量線の切片が校正液の吸光度または電位差の測定値と校正液の濃度の表示値から算出される。

なお校正液のロットが変更された場合は、ロット変更後の校正液である新ロット校正液の濃度の表示値Ｃ_Ｎと新ロット校正液に対する測定値に基づいて検量線が作成されて、校正液のロットが変更されたこととともに記憶される。また作成された検量線とは別に、ロット変更前の校正液である旧ロット校正液の濃度の表示値Ｃ_ｏが新ロット校正液の表示値Ｃ_Ｎとともに記憶される。また旧ロット校正液と新ロット校正液とに対する吸光度または電位差の測定値も記憶される。校正液のロットが変更されない場合は、旧ロット校正液の表示値Ｃ_ｏと旧ロット校正液に対する測定値に基づいて検量線が作成されて記憶される。

（Ｓ５０２）
コンピュータ１０は、比色ユニットまたは電解質測定ユニット８に少なくとも２つの精度管理物質の濃度値を測定させる。具体的には、各精度管理物質の吸光度または電位差の測定値が、Ｓ５０１で算出された検量線によって各精度管理物質の濃度値に換算される。算出された濃度値は、日差変動グラフに表示されても良い。

（Ｓ５０３）
コンピュータ１０は、Ｓ５０２で測定された各精度管理物質の濃度値に変動が有るか否かを判定する。変動の有無は、例えば過去の測定値の平均値±２・標準偏差とＳ５０２の測定値との比較に基づいて判定される。図４の２０２０／１／１４の測定値１２０．９は２０２０／１／１～２０２０／１／１３の測定値の平均値１２０．０と標準偏差０．１から定められる範囲１１９．８～１２０．２の外にあるので変動が有ると判定される。精度管理物質の濃度値に変動が有る場合はＳ５０４へ処理が進み、変動がない場合はＳ５０５へ処理が進む。なお、過去の測定値の平均値とＳ５０２の測定値との差異は、精度管理物質の測定値の変動量として取得される。すなわちコンピュータ１０は、精度管理物質の測定値の変動量を取得する取得部として機能する。

（Ｓ５０４）
コンピュータ１０は、精度管理物質の濃度の測定値の変動原因を推定する。

図６を用いて、本ステップの処理の流れの一例について説明する。

（Ｓ６０１）
コンピュータ１０は、校正液のロット変更があったか否かを判定する。ロット変更があった場合はＳ６０２へ処理が進み、ロット変更がなかった場合はＳ６０８へ処理が進む。

（Ｓ６０２）
コンピュータ１０は、各精度管理物質の測定値が所定条件を満たすか否かを判定する。所定条件とは、例えば各精度管理物質の測定値の測定回数が所定回数以上、かつ各精度管理物質の測定値の変動係数ＣＶ（Coefficient of Variance）が設定値以下、各精度管理物質の測定値のばらつきが表示値に対して設定値以内、といった条件である。所定回数は例えば３回、変動係数ＣＶの設定値は例えば３％、表示値に対する設定値は例えば３％である。所定条件を満たす場合はＳ６０３へ処理が進み、所定条件を満たさなかった場合はＳ６０８へ処理が進む。

（Ｓ６０３）
コンピュータ１０は、未知試料として、校正液の旧ロット濃度値と新ロット濃度値を算出する。具体的には、Ｓ５０１で記憶された旧ロット校正液と新ロット校正液とに対する吸光度または電位差の測定値が、Ｓ５０１で作成された検量線によって、旧ロット校正液の濃度値Ｃ’_ｏと新ロット校正液の濃度値Ｃ’_Ｎとに換算される。

（Ｓ６０４）
コンピュータ１０は、各精度管理物質の測定値と校正液の濃度値とのロット間の変動方向が同じであるか否かを判定する。具体的には、Ｓ５０３で取得される変動量の正負が、Ｓ６０３で算出される濃度値Ｃ’_ｏとＣ’_Ｎとの差分値（Ｃ’_Ｎ－Ｃ’_ｏ）の正負と同じであるか否かが判定される。変動方向が同じである場合はＳ６０５へ処理が進み、変動方向が異なる場合はＳ６０８へ処理が進む。

（Ｓ６０５）
コンピュータ１０は、校正液のロット変更によって生じる精度管理物質の濃度値の変動予測量を算出する。つまりコンピュータ１０は変動予測量を算出する算出部として機能する。変動予測量は、校正液の旧ロット表示値Ｃ_ｏと新ロット表示値Ｃ_Ｎとの差分値（Ｃ_Ｎ－Ｃ_ｏ）と、Ｓ６０３で算出された濃度値Ｃ’_ｏとＣ’_Ｎとの差分値（Ｃ’_Ｎ－Ｃ’_ｏ）の差分値とに基づいて算出される。より具体的には差分値（Ｃ’_Ｎ－Ｃ’_ｏ）と差分値（Ｃ_Ｎ－Ｃ_ｏ）との差異｛（Ｃ’_Ｎ－Ｃ’_ｏ）－（Ｃ_Ｎ－Ｃ_ｏ）｝の±設定値が変動予測量として算出される。設定値には例えば５０％が用いられる。

（Ｓ６０６）
コンピュータ１０は、各精度管理物質の測定値の変動が変動予測量内であるか否かを判定する。変動予測量内である場合はＳ６０７へ処理が進み、変動予測量内でない場合はＳ６０８へ処理が進む。

（Ｓ６０７）
コンピュータ１０は、精度管理物質の測定値の変動原因は校正液のロット変更であると推定する。推定された変動原因は、例えば図７のように日差変動グラフに表示されても良い。図７の日差変動グラフには、Ｎａ濃度の測定値が変動した箇所が他の箇所と異なるマーカーで示されるとともに、注意喚起を促すマークと変動原因を示すコメントが表示される。具体的には、他の箇所が黒色の丸マーカーであるのに対し、測定値が変動した箇所は白色の菱形マーカーで示される。また注意喚起を促すマークとして「！」が、変動原因を示すコメントとして「校正液のロット変更による濃度変動」が表示される。

（Ｓ６０８）
コンピュータ１０は、精度管理物質の測定値の変動原因は校正液のロット変更ではないと推定する。推定された変動原因は、日差変動グラフにコメントとして表示されても良い。なお変動原因のコメント表示の代わりに、校正液の濃度の測定値のロット変更前後の差分値（Ｃ’_Ｎ－Ｃ’_ｏ）が参考として表示されても良い。

以上の処理の流れにより、精度管理物質の濃度の測定値の変動原因が推定される。すなわちコンピュータ１０は、精度管理物質の測定値に生じた変動原因を推定する推定部として機能する。また操作者は推定された変動原因に応じた対処をしても良い。

図５の説明に戻る。

（Ｓ５０５）
コンピュータ１０は、精度管理物質の濃度値が精度管理の範囲内であるか否かを判定する。精度管理の範囲内の測定値であればＳ５０６に処理が進み、範囲内の測定値でなければＳ５０１へ処理が戻る。

（Ｓ５０６）
コンピュータ１０は、患者から供される検体を比色ユニットまたは電解質測定ユニット８に測定させる。測定結果は、出力ユニット１２へ出力される。

以上、説明した処理の流れにより、精度管理物質の測定値に変動が生じた場合は、変動原因が推定される。操作者は、自動分析装置１によって推定された変動原因に応じて適切な対処が取れるので、その後の検体測定が円滑に実行されるとともに、検体測定の精度も保たれる。

実施例１では、精度管理物質の測定値の変動原因を推定することについて説明した。操作者は推定された変動原因に応じた対処を取ることが好ましく、例えば入力ユニット１１を介して入力する校正液の濃度値を、試薬メーカから提供される表示値の範囲内で変更しても良い。本実施例では、より適切な入力値を提示することについて説明する。

試薬メーカから提供される校正液の表示値は、多くの場合、入力可能な値の範囲、例えばてＮａの表示値として「１４０±１」といった表記がなされる。そこで、本実施例では図６においてＳ６０７に至ったときに、より適切な入力値がコンピュータ１０によって算出され、出力ユニット１２に出力される。例えばＳ６０５において算出される変動予測量が最小となる表示値Ｃ_Ｎが、試薬メーカから提供される表示値の範囲内で算出され、より適切な入力値として出力される。

なお、出力される入力値は複数個であってもよく、図８に示すように各入力値を用いた場合に作成される日差変動グラフが入力値ガイドとして表示されても良い。図８の入力値ガイドによれば、いずれの入力値を用いれば良いかを操作者は迅速に判断できる。

実施例１では、精度管理物質の測定値の変動原因を推定することについて説明した。変動原因が明確になった場合、精度管理物質の測定値は変動原因に応じて補正されても良い。そこで、本実施例では図６においてＳ６０７に至ったときに、校正液のロット変更によって生じる変動量に応じて、精度管理物質の測定値を補正する。具体的には、校正液の新旧ロットの濃度値の差分値（Ｃ’_Ｎ－Ｃ’_ｏ）と表示値の差分値（Ｃ_Ｎ－Ｃ_ｏ）との乖離分｛（Ｃ’_Ｎ－Ｃ’_ｏ）－（Ｃ_Ｎ－Ｃ_ｏ）｝が、精度管理物質の測定値から減算されることで補正がなされる。なお、精度管理物質の測定値の補正の可否は、操作者の設定により選択される。

以上、本発明の複数の実施例について説明した。本発明は上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形しても良い。また、上記実施例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせても良い。さらに、上記実施例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除しても良い。

１：自動分析装置、２：検体ディスク、３：検体カップ、４：試薬ディスク、５：反応容器、６：試薬分注部、７：検体分注部、８：電解質測定ユニット、９：インターフェース、１０：コンピュータ、１１：入力ユニット、１２：出力ユニット、１３：光度計、１４：電解質濃度演算部、１５：電位差計、１６：内部標準液、１７：希釈液、１８：希釈槽、１９：Ｃｌ電極、２０：Ｋ電極、２１：Ｎａ電極、２２：ピンチ弁、２３：比較電極、２４：比較電極液

Claims (7)

1. 検体を分析する自動分析装置であって、
   精度管理に用いられる精度管理物質の測定値の変動量を取得する取得部と、
   キャリブレーションに用いられる校正液の濃度の表示値のロット変更前後の差分値である表示差分値と、前記校正液の濃度の測定値のロット変更前後の差分値である測定差分値との差異に基づいて変動予測量を算出する算出部と、
   前記変動量が前記変動予測量の範囲内であるとき、前記精度管理物質の測定値に生じた変動原因が前記校正液のロット変更であると推定する推定部を備えることを特徴とする自動分析装置。
2. 請求項１に記載の自動分析装置であって、
   前記算出部は、前記校正液のロット変更前の濃度の表示値がＣＯ、ロット変更後の濃度の表示値がＣＮ、前記校正液のロット変更前の濃度の測定値がＣ’Ｏ、ロット変更後の濃度の測定値がＣ’Ｎであるとき、前記変動予測量を｛（Ｃ’Ｎ－Ｃ’Ｏ）－（ＣＮ－ＣＯ）｝±０.５として算出することを特徴とする自動分析装置。
3. 請求項２に記載の自動分析装置であって、
   前記推定部は、前記精度管理物質の測定値と前記校正液の濃度の測定値との変動方向が異なるときに、前記校正液のロット変更が前記変動原因ではないと推定することを特徴とする自動分析装置。
4. 請求項２に記載の自動分析装置であって、
   前記推定部が前記校正液のロット変更が前記変動原因であると推定した場合、前記変動予測量に基づいて算出される前記校正液の濃度値の入力値を表示することを特徴とする自動分析装置。
5. 請求項４に記載の自動分析装置であって、
   前記入力値は、前記精度管理物質の測定値の変移を示す日差変動グラフに表示されることを特徴とする自動分析装置。
6. 請求項２に記載の自動分析装置であって、
   前記推定部が前記校正液のロット変更が前記変動原因であると推定した場合、前記表示差分値と前記測定差分値とに基づいて前記精度管理物質の測定値を補正することを特徴とする自動分析装置。
7. 請求項２に記載の自動分析装置であって、
   前記推定部が前記校正液のロット変更が前記変動原因ではないと推定した場合、前記精度管理物質の測定値の変移を示す日差変動グラフに、前記測定差分値が表示されることを特徴とする自動分析装置。

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