JPH0519960U - 自動調整機能を備えた試料吸引監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 血液分析装置などの自動分析装置における試
料吸引監視装置、詳しくは、自動調整機能を備えた試料
吸引監視装置を提供する。 【構成】 試料吸引チューブ１４と、駆動回路１６によ
り駆動され試料吸引チューブ１４に向けて光を出射する
発光素子１０と、試料吸引チューブ１４からの光を入射
する受光素子１２と、受光素子１２の信号に基づき試料
吸引の判定をする判定回路２０とを包含する試料吸引監
視装置において、試料吸引前には受光素子１２の出力Ｖ
ｐがほぼ基準値Ｖｒになるように発光素子１０を駆動
し、試料吸引時にはその駆動状態を保持するように発光
素子１０を駆動させる制御手段２２を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、血液分析装置などの自動分析装置における試料吸引監視装置、詳し くは、良好な検出感度を維持するような自動調整機能を備えた試料吸引監視装置 に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来から、血液などの試料が、正しく吸引されたかどうかを監視する装置は既 に知られている。図４はその一例であり、光素子による透過光の変化により、試 料吸引を監視するものである。 １４は試料吸引を行なうためのチューブであり、透明度の良い樹脂製である。 ＬＥＤなどの発光素子１０とフォトトランジスタなどの受光素子１２が、その試 料吸引チューブ１４を挟んで対向して設けられている。発光素子１０には、トラ ンジスタ１８と抵抗Ｒ３とからなる定電流回路１６が接続されている。トランジ スタ１８のベースＢには可変抵抗ＶＲが接続され、可変抵抗ＶＲの調整により、 発光素子１０に流す電流値を変化させている。 一方、受光素子１２のコレクタＣ、エミッタＥには、抵抗Ｒ２、Ｒ１がそれぞ れ接続され、検出された受光光量に対応した電流を電圧に変換し取り出している 。抵抗Ｒ２はなくてもよい。受光素子１２の出力には試料吸引時における透過光 量の変化に基づき、試料吸引の正常、異常を判定する判定回路２０が接続されて いる。ＴＰは電圧確認用のテストポイントである。

【０００３】 はじめ、試料吸引チューブ１４には全体的に洗浄用の液が満たされており、チ ューブ先端にはエア層が設けられている。発光素子１０、受光素子１２が設けら れた部分の試料吸引チューブ１４部分は透明度が良いので、光はよく透過しテス トポイントＴＰの電圧Ｖｐも高値となっている。試料吸引により、血液が監視領 域に到達すると、光は血球成分により遮断され検出電圧Ｖｐは低値になる。判定 回路２０内のコンパレータ（図示せず）により、検出電圧Ｖｐは血液が吸引され た状態か否かに２値化され、さらに、その２値化信号に基づき正常な吸引か否か の判定がなされる。試料吸引が終了すれば、チューブ内に洗浄用の液が流され、 血液試料の残留分は洗い流される。 ところで、この装置には、各種のばらつきが生じる。例えば、発光素子、受光 素子等の回路部品のばらつき、チューブの径や透明度のばらつきが挙げられる。 そこで、このようなばらつきを吸収し、高い検出能力を維持するために、発光素 子１０の電流をボリウムＶＲで調整できるようにしている。この調整では、試料 吸引チューブ１４内の状態が一定の条件下（例えばチューブ内に透明な液が充満 されている状態）で、テストポイントＴＰの検出電圧Ｖｐが所定の値になるよう にしている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

従来の装置には、次のような問題があった。 （１） チューブを交換する度に、そのチューブの径や透明度にあわせて発光素 子の電流をボリウムＶＲで調整しなければならず、作業が煩雑である。 （２） 時間の経過や温度の変化等により、回路部品の特性が変化し、検出感度 が低下してしまう。 （３） チューブの汚れや傷の発生により検出感度が低下してしまう。 （４） チューブが細い場合、チューブの微小な位置ずれ、発光素子又は受光素 子の位置ずれにより検出感度が低下してしまう。 本考案は上記の諸点に鑑みなされたもので、自動調整により常に良好な検出感 度を維持することができるようにした試料吸引監視装置を提供することを目的と するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、本考案の自動調整機能を備えた試料吸引監視装 置は、図１に示すように、試料吸引チューブ１４と、駆動回路１６により駆動さ れ試料吸引チューブ１４に向けて光を出射する発光素子１０と、試料吸引チュー ブ１４からの光を入射する受光素子１２と、受光素子１２の信号に基づき試料吸 引の判定をする判定回路２０と、を包含する試料吸引監視装置において、 試料吸引前には受光素子１２の出力Ｖｐがほぼ基準値Ｖｒになるように発光素 子１０を駆動し、試料吸引時にはその駆動状態を保持するように発光素子１０を 駆動させる制御手段２２を備えたことを特徴としている。

【０００６】 この場合において、図２に示すように、制御手段２２が、基準値Ｖｒを発生す る基準値発生手段２４と、 一方の入力部に受光素子１２の出力を入力し、他方の入力部に上記基準電圧Ｖ ｒを入力し、両者の差を増幅する増幅回路２６と、 増幅回路２６の出力に一端が接続され、試料吸引前にオンとなり、試料吸引時 にオフとなるスイッチ手段２８と、スイッチ手段２８の他端に接続されたコンデ ンサＣと、入力部にスイッチ手段２８の他端及びコンデンサＣが接続され、出力 部に発光素子１０の駆動回路１６が接続されたバッファ回路３０とからなるサン プルホールド回路３１と、 を備えるように構成することもできる。

【０００７】 また、図３に示すように、制御手段２２が、受光素子１２の出力に接続された Ａ／Ｄ変換回路３２と、 Ａ／Ｄ変換回路３２に接続されたデータ処理手段３４と、 データ処理手段３４と駆動回路１６との間に接続されたＤ／Ａ変換回路３６と 、からなり、 データ処理手段３４は、基準値を設定する基準値設定手段Ｍ１と、 受光素子１２の出力値と上記基準値との差に対応した値を算出する算出手段Ｍ ２と、 試料吸引前においては、上記演算を行ない、そのデータをＤ／Ａ変換回路３６ に供給し、試料吸引時には、上記演算を禁止させ試料吸引前のデータを保持しＤ ／Ａ変換回路３６に供給する保持手段Ｍ３と、 を備えるように構成することもできる。

【０００８】

【作用】

試料が試料吸引チューブ１４に吸引されると、発光素子１０から試料吸引チュ ーブ１４に向けて光が出射され、試料吸引チューブ１４を透過して受光素子１２ に入射する光量に変化が生じ、この変化が受光素子１２で検知され、試料吸引が なされたか否か、そして試料吸引が正常に行なわれたか否かが判定回路２０で判 定される。この際、制御手段２２は、試料吸引前には受光素子１２の出力Ｖｐが ほぼ基準値Ｖｒになるように発光素子１０を駆動し、試料吸引時にはその駆動状 態を保持するように発光素子１０を駆動させる。

【０００９】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の好適な実施例を詳細に説明する。ただし、この 実施例に記載されている構成機器の形状、その相対配置などは、とくに特定的な 記載がない限りは、本考案の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、 単なる説明例にすぎない。 実施例１ 図１において、１６は発光素子１０を所定電流で駆動するための定電流駆動回 路である。本実施例では、図４におけるボリウムＶＲを省略し、受光素子１２の 出力電圧Ｖｐに基づき定電流駆動回路１６の電流値を、所定値に自動設定できる 制御手段２２を設けている。１４は試料吸引チューブ、１８はトランジスタ、２ ０は判定回路である。 制御手段２２は、試料吸引前の状態において、受光素子１２の出力Ｖｐが基準 値Ｖｒに近い値となるように、発光素子１０を発光させるように定電流駆動回路 １６を駆動させるとともに、試料吸引時には、その発光状態を保持するように定 電流駆動回路１６を駆動させる。

【００１０】 実施例２ 本実施例は、図２に示すように、制御手段２２としてアナログ回路を用いたも のである。 ２４は基準値Ｖｒを発生させる基準値発生手段であり、電源電圧Ｖｃを抵抗Ｒ ４、Ｒ５により分圧して発生させている。もちろん他の定電圧回路によって発生 させてもよい。２６は上記基準値Ｖｒと受光素子１２の出力Ｖｐとの差分を増幅 するための差分増幅回路である。増幅回路２６の反転入力端子（−）に受光素子 １２の出力Ｖｐを入力し、非反転入力端子（＋）に基準電圧Ｖｒを入力し、両者 の差を増幅する。増幅回路２６の出力にはスイッチ手段２８の一端が接続されて いる。スイッチ手段２８の他端には電荷蓄積用のコンデンサＣが接続されている 。コンデンサＣの他端はグランドに接続されている。コンデンサＣには高入力イ ンピーダンスのバッファ回路３０がさらに接続されている。スイッチ手段２８、 コンデンサＣ、バッファ回路３０とでサンプルホールド回路３１を構成している 。スイッチ手段２８がオンのときがサンプル状態、オフのときがホールド状態と なる。

【００１１】 試料吸引前においては、監視領域の試料吸引チューブ１４内部は、洗浄用の液 が満たされている。その状態にて、装置の自動制御を行なう。試料吸引前に、ス イッチ手段２８をオンの状態にし、試料吸引時にはスイッチ手段２８をオフの状 態にする。スイッチ手段２８のオン／オフ切り換えは、外部からの制御により行 なう。 つぎに、回路の動作を説明する。増幅回路２６の出力Ｖｏは次の式で表せる。 Ｖｏ＝Ｖｒ−（Ｖｐ−Ｖｒ）＊Ｒ７／Ｒ６ ただし、出力Ｖｏは０〜Ｖｃ＊Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）の範囲内である。ここで はＶｃは１２[V]とし、基準値Ｖｒは９[V]程度の値とする。また、抵抗Ｒ７はＲ ６と比べて大きな値である。例えば、Ｒ６＝１[kΩ]、Ｒ７＝１００[kΩ]の如く である。 今、スイッチ手段２８がオフであり、またコンデンサＣにも電荷が蓄積されて おらず、発光素子１０に電流が流れず発光していないとする。その状態では受光 素子１２の出力Ｖｐはほとんど０[V]である。スイッチ手段２８をオンにすると 、上式から出力Ｖｏは上限値となり、バッファ回路３０の出力も上昇する。定電 流駆動回路１６内のトランジスタ１８のベース電位が上昇することにより、発光 素子１０の電流が増加して発光光量が増加し、受光素子１２の出力電圧Ｖｐは上 昇する。しかし、出力Ｖｐが上昇しすぎると、出力Ｖｏは減少し、ベース電位は 下降し、電流が減少し、発光光量が減少し、出力Ｖｐは下降する。つまり、出力 Ｖｐはある点を境に、下降すれば上昇させようとし、上昇すれば下降させようと する作用が働き、ある安定な値を維持するのである。上記のように抵抗Ｒ７をＲ ６と比べて大きな値にとることにより、基準値Ｖｒ付近では出力Ｖｐのわずかな 変化により、出力Ｖｏが大きく変化することになり、結局出力Ｖｐは基準値Ｖｒ に近い値で安定化する。つまり、感度調整が行なえるのである。

【００１２】 スイッチ手段２８がオフになると、コンデンサＣの働きにより出力Ｖｐの値に かかわらず、発光素子１０は一定の光量で発光する。試料が吸引されると、監視 部分の状態により受光素子１２からは所定の電圧が出力される。その電圧に基づ き正常な吸引か否かが判定回路２０にて判定される。なお、制御手段２２の応答 が速すぎると、出力Ｖｐが発振現象を起こすので、応答を遅れさせる必要がある 。コンデンサＣはその役目も果たしているが、増幅回路２６の抵抗Ｒ７と並列に コンデンサを接続してもよい。また、通常、制御手段２２の出力はある所定の範 囲内にあるのが普通であり、その範囲から外れているときは何らかの異常（チュ ーブに傷が生じた等）の発生が考えられるので、その出力監視をしておくのがさ らに好ましい。 他の構成、作用は実施例１の場合と同様である。

【００１３】 実施例３ 本実施例は、図３に示すように、制御手段２２としてデジタル回路を用いたも のである。 制御手段２２は、受光素子１２の出力に接続されたＡ／Ｄ変換回路３２、Ａ／ Ｄ変換回路３２に接続されたマイクロコンピュータ等のデータ処理手段３４、デ ータ処理手段３４と駆動回路１６との間に接続されたＤ／Ａ変換回路３６を備え ている。データ処理手段３４において、Ｍ１は基準値データ（図２の基準電圧Ｖ ｒに相当する値）を設定する基準値設定手段（例えばメモリ手段）であり、Ｍ２ は受光素子１２の出力値データと上記基準値データとの差に対応した値を算出す る算出手段Ｍ２であり、そしてＭ３は、試料吸引前においては、算出手段Ｍ２に 上記演算を行わせ、その算出結果に基づき受光素子１２の出力値データを基準値 データに等しくさせ、試料吸引時には、算出手段Ｍ２に上記演算を禁止させ試料 吸引前のデータを保持させるようにする保持手段である。 他の構成、作用は実施例１の場合と同様である。

【００１４】

【考案の効果】

本考案は上記のように構成されているので、つぎのような効果を奏する。 （１） 簡単な構成で、試料吸引監視装置の感度調整を自動化することができ、 しかも、装置の種々のばらつきを吸収して、所定の値に調整することができる。 これにより、調整の手間が省けるだけでなく、装置の監視能力が向上し、しかも 、時間の経過や温度の変化等によって検出感度が低下することもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の自動調整機能を備えた試料吸引監視装
置の一実施例を示す概略構成図である。

【図２】図１に示す装置において、制御手段を具体的に
示した一実施例を示す概略構成図である。

【図３】図１に示す装置において、制御手段を具体的に
示した他の実施例を示す概略構成図である。

【図４】従来の試料吸引監視装置の一例を示す概略構成
図である。

【符号の説明】

１０ 発光素子 １２ 受光素子 １４ 試料吸引チューブ １６ 駆動回路 １８ トランジスタ ２０ 判定回路 ２２ 制御手段 ２４ 基準値発生手段 ２６ 増幅回路 ２８ スイッチ手段 ３０ バッファ回路 ３１ サンプルホールド回路 ３２ Ａ／Ｄ変換回路 ３４ データ処理手段 ３６ Ｄ／Ａ変換回路 Ｃ コンデンサ Ｒ１ 抵抗 Ｒ２ 抵抗 Ｒ３ 抵抗 Ｒ４ 抵抗 Ｒ５ 抵抗 Ｒ６ 抵抗 Ｒ７ 抵抗 Ｍ１ 基準値設定手段 Ｍ２ 算出手段 Ｍ３ 保持手段

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料吸引チューブ（１４）と、駆動回路
   （１６）により駆動され試料吸引チューブ（１４）に向
   けて光を出射する発光素子（１０）と、試料吸引チュー
   ブ（１４）からの光を入射する受光素子（１２）と、受
   光素子（１２）の信号に基づき試料吸引の判定をする判
   定回路（２０）と、を包含する試料吸引監視装置におい
   て、 試料吸引前には受光素子（１２）の出力（Ｖｐ）がほぼ
   基準値（Ｖｒ）になるように発光素子（１０）を駆動
   し、試料吸引時にはその駆動状態を保持するように発光
   素子（１０）を駆動させる制御手段（２２）を備えたこ
   とを特徴とする自動調整機能を備えた試料吸引監視装
   置。
2. 【請求項２】 制御手段（２２）が、基準値（Ｖｒ）を
   発生する基準値発生手段（２４）と、 一方の入力部に受光素子（１２）の出力を入力し、他方
   の入力部に上記基準電圧（Ｖｒ）を入力し、両者の差を
   増幅する増幅回路（２６）と、 増幅回路（２６）の出力に一端が接続され、試料吸引前
   にオンとなり、試料吸引時にオフとなるスイッチ手段
   （２８）と、スイッチ手段（２８）の他端に接続された
   コンデンサ（Ｃ）と、入力部にスイッチ手段（２８）の
   他端及びコンデンサ（Ｃ）が接続され、出力部に発光素
   子（１０）の駆動回路（１６）が接続されたバッファ回
   路（３０）とからなるサンプルホールド回路（３１）
   と、 を備えたことを特徴とする請求項１記載の自動調整機能
   を備えた試料吸引監視装置。
3. 【請求項３】 制御手段（２２）が、受光素子（１２）
   の出力に接続されたＡ／Ｄ変換回路（３２）と、 Ａ／Ｄ変換回路（３２）に接続されたデータ処理手段
   （３４）と、 データ処理手段（３４）と駆動回路（１６）との間に接
   続されたＤ／Ａ変換回路（３６）と、 からなり、 データ処理手段（３４）は、基準値を設定する基準値設
   定手段（Ｍ１）と、 受光素子（１２）の出力値と上記基準値との差に対応し
   た値を算出する算出手段（Ｍ２）と、 試料吸引前においては、上記演算を行ない、そのデータ
   をＤ／Ａ変換回路（３６）に供給し、試料吸引時には、
   上記演算を禁止させ試料吸引前のデータを保持しＤ／Ａ
   変換回路（３６）に供給する保持手段（Ｍ３）と、 を備えたことを特徴とする請求項１記載の自動調整機能
   を備えた試料吸引監視装置。