光学測定機の検証装置
【課題】 光学測定機の検証において、この光学測定機専用の検証装置が必要であった。
【解決手段】 光学測定機２６の第１の制御部３５にメモリ２３を接続し、このメモリ２３に光源３７の第１発光特性係数を格納し、第１の制御部３５と第２の制御器７６とを接続する通信手段を設け、光源３７の検証は、光源検査手段７８の出力と、通信手段を介して得られる第１発光特性係数に基づいて検証されるものである。これにより、初期の目的を達成することができる。
【解決手段】 光学測定機２６の第１の制御部３５にメモリ２３を接続し、このメモリ２３に光源３７の第１発光特性係数を格納し、第１の制御部３５と第２の制御器７６とを接続する通信手段を設け、光源３７の検証は、光源検査手段７８の出力と、通信手段を介して得られる第１発光特性係数に基づいて検証されるものである。これにより、初期の目的を達成することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学測定機が正常に動作しているか否かを検証する光学測定機の検証装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来の光学測定機とその検証装置について説明する。先ず、光学測定機の一例として医療現場で用いられる血液凝固測定機について述べる。血液凝固測定機は臨床現場において、患者の血液の凝固時間を測定し、患者に対して適切な量の抗凝固剤を処方するために用いられるものである。
【０００３】
図１０において、１は血液凝固測定機であり、この血液凝固測定機１の上面には検査片２が載置される。この検査片２には試料３が塗着されている。なお、この試料３は照射されることにより、照射エネルギーで励起された蛍光を発する性質を有するものである。また、この試料３は、試薬に点着された血液と混合されたものである。
【０００４】
４は、血液凝固測定機１の内部に設けられるとともに、試料３を照射するように設けられた光源であり発光ダイオードで構成されている。５はこの光源４の前方に設けられた光フィルタである。この光フィルタ５は、蛍光の波長より短い波長の光を通過させるものである。６は、試料３で励起した蛍光を検出するフォトダイオードで構成された光検出器である。また、７は、この光検出器６の前方に設けられた光フィルタであり、この光フィルタ７は光フィルタ５とは異なる波長を有する波長を通過させるフィルタである。従って、光源４からの照射光が試料３を照射すると、この照射光により試料３が蛍光を発光する。この試料３で発光した蛍光のみが光検出器６で検知されることになる。
【０００５】
図１１は、試料３の蛍光特性曲線である。縦軸８は蛍光量であり、横軸９は時間である。そして、１０ｂは、凝固し易い血液を有する患者の蛍光特性曲線であり、１０ｃは、凝固し難い血液を有する患者の蛍光特性曲線である。また、１０ａは、正常の血液凝固時間を有する者の血液の蛍光特性曲線である。
【０００６】
これ等の蛍光特性曲線１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃの総称）が示すように、時間とともに血液が凝固し、この凝固の度合いに応じて試料３は蛍光を強める。即ち、血液の凝固に伴い蛍光量は増加する。これらの蛍光特性曲線１０は、患者により夫々異なる蛍光特性曲線１０を有する。従って医療現場では、夫々の患者に適合した抗凝固剤を調合するために、この血液凝固測定機１を用いている。
【０００７】
抗凝固剤は、少なすぎたら血管が詰まり、多すぎたら出血が止まらないことになる。そのため、血液凝固測定機１は、常に正確な血液凝固時間を測定する必要がある。そのために、図１２に示すような検証装置１１を用いて、定期的に血液凝固測定機１が正常に動作するか否かを検証する必要がある。
【０００８】
以下、血液凝固測定機１の検証装置１１について説明する。図１２において、検証装置１１は、検査片２の代わりに血液凝固測定機１の上方に載置されるものである。１２は、光の照射により蛍光を発する裏打ちである。１３は裏打ち１２の下方（血液凝固測定機１側）に設けられた液晶シャッターである。この液晶シャッター１３は開口面積を自由に制御することができるようになっている。
【０００９】
即ち、この液晶シャッター１３によって光源４から放射された光線が、裏打ち１２を照射する光量を制御することができる。このようにして、裏打ち１２による蛍光の励起量が制御される。この蛍光の励起量は検証用としてシミュレートされた基準となる例えば蛍光特性曲線１０ａが得られるように制御される。この基準の蛍光特性曲線１０ａが得られるように液晶シャッター１３を制御して、光源４と光検出器６を含む血液凝固測定機１が正常に動作しているか否かを検証するものである。ここで重要なことは、血液凝固測定機１の正確な動作の検証を行なうために、この裏打ち１２には蛍光塗料がムラ無く均一に塗布されていることである。
【００１０】
しかしながらこのような従来の検証装置１１では、裏打ち１２に蛍光塗料を均一に塗布することは困難であり塗布にムラができてしまう。このムラを修正して均一にする作業はそれ以上に困難であった。従って、この問題を電気回路で解決した検証装置１５も提案されている。
【００１１】
即ち、図１３に示すように、この検証装置１５は、フォトダイオードで構成された光検出器１６と、この光検出器１６の出力が接続された光源検査手段１７と、この光源検査手段１７の出力が接続された制御器１８と、この制御器１８に接続された光量調整器１９と、この光量調整器１９に接続されるとともに発光ダイオードで構成された光源２０とで構成されていた。
【００１２】
以上の構成において、光源４から放射された照射光は、検証装置１５の光検出器１６で受光され、この受光された光は電気信号に変換されて、光源検査手段１７でその光量が適正か否かが検証されるものであった。
【００１３】
また、光検出器６の検証においては、光量調整器１９で、蛍光の励起量をシミュレートした電気信号が光源２０で光量に変換され、この変換された光量を、光検出器６が受光してこの光検出器６の出力から光検出器６が適正に受光できるか否かを検証していた。なお、制御器１８は、光源検査手段１７による光源４の検証が終了した後に、光量調整器１９を動作させて光検出器６の検証をするように制御するものである。
【００１４】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１、特許文献２が知られている。
【特許文献１】特表平５−５０３１５１号公報
【特許文献２】特表２００１−５１５２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながらこのような従来の検証装置１１では、裏打ち１２にムラ無く均一に蛍光塗料を塗布することが困難であった。また、検証装置１５においても、光源４、２０を構成する発光ダイオードや、光検出器６、１６を構成するフォトダイオードにおいて、波長や光量や取付位置のバラツキにより発光量や受光量が一定とならなかった。従って、血液凝固測定機１ａには、この血液凝固測定機１ａ専用の検証装置１５ａを用いなければならないという問題があった。
【００１６】
例えば、図１４に示すように受光量２２の数値が９０以上、１１０以下は使用可能として判別する判別式を用いて、血液凝固測定機１ａを検証する場合、この血液凝固測定機１ａ専用の検証装置１５ａを用いなければ、適正な検査を行なうことはできなかった。即ち、この場合において実際には使用できるものであったとしても他の検証装置１５ｂを用いると使用できないものと判定されるという問題があった。
【００１７】
これは光学系のバラツキを有する光源の光量２１によるもので、このようなバラツキを有するものを同一の検証装置１５で検証すると、誤った検証を行なうことになる。即ち、複数の血液凝固測定機１の光源４から照射される光を一つの検証装置１５の光検出器１６で受光した場合、受光量２２が数値８０になるものや数値１１０となる組み合わせが生じてしまい、使用できないことになってしまう。即ち、一つの検証装置１５で全ての血液凝固測定機１を検証することはできなかった。
【００１８】
そこで本発明は、この問題を解決したもので、光学測定機と検証装置の組み合わせに関係無く検証することのできる光学測定機の検証装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
この目的を達成するために本発明の光学測定機の検証装置は、光学測定機の第１の制御部に第１のメモリを接続し、この第１のメモリに第１の光源の第１発光特性係数を格納し、前記第１の制御部と第２の制御器とを接続する通信手段を設け、前記第１の光源の検証は、光源検査手段の出力と、前記通信手段を介して得られる前記第１発光特性係数に基づいて検証されるものである。これにより、初期の目的を達成することができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように本発明の光学測定機の検証装置によれば、光学測定機の第１の制御部に第１のメモリを接続し、この第１のメモリに第１の光源の第１発光特性係数を格納し、前記第１の制御部と第２の制御器とを接続する通信手段を設け、前記第１の光源の検証は、光源検査手段の出力と、前記通信手段を介して得られる前記第１発光特性係数に基づいて検証されるものである。
【００２１】
従って、第１の光源の検証は、光源検査手段の出力と、通信手段を介して得られる第１発光特性係数に基づいて検証されるので、夫々の発光特性係数（光学特性）を加味して検証されることになり、光学測定機と検証装置の組み合わせに関係無く検証することができる。
【００２２】
また、電気的な処理で光学測定機の性能を検証するので、蛍光塗料を均一にムラ無く塗布しなければならない従来の装置と比べて均一な性能を有する検証装置の製造が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図２は、血液検査システム（光学測定機を用いたシステムの一例として用いた）の斜視図である。この血液検査システムは、検査すべき血液が点着された検査片２５と、この検査片２５に点着された血液の凝固時間（ＰＴ）を測定する光学測定機２６と、この光学測定機２６が正常に動作するか否かを検証する検証装置２７とから構成されている。
【００２４】
光学測定機２６には、検査片２５を載置するための検査台２８が設けられている。検査片２５上には反応部３０が設けられており、この反応部３０に特定の化学反応の結果、光学的変化を起こす試料（図示せず）２４が塗着されている。この試料２４は、試薬に点着された血液２９が混合されたものである。この検査片２５を光学測定機２６の検査台２８に載置した際に、反応部３０は検査台２８に設けられた窓部３１の真上に位置するような構造となっている。
【００２５】
また、光学測定機２６には測定中に外来光や埃等の侵入を防止する目的で、上面に開閉自在な蓋部３２が設けられており、閉状態では検査台２８を覆い、外来光や埃等の侵入を防止する。また、この蓋部３２が設けられた側には表示部３３と、ユーザが操作をするボタン３４が設けられている。
【００２６】
２７は光学測定機２６の動作を検証するための検証装置であり、検査片２５に代えて検査台２８上に設置される構成となっている。
【００２７】
図３は、光学測定機２６のブロック図である。図３において、３５は第１の制御部であり、この第１の制御部３５の出力はドライバ３６を介して青色ＬＥＤ（青色の発光ダイオード）で構成された光源３７に接続されている。この光源３７の前方には光学フィルタ３８が設けられている。光源３７から放射された光は光学フィルタ３８とレンズ４６を介して検査台２８上に載置された検査片２５に導かれ、この検査片２５に載置された試料２４を照射するように設けられている。
【００２８】
試料２４を照射することにより、照射エネルギーで励起された蛍光は、レンズ４６と光学フィルタ３９を介してフォトダイオードで構成された光検出器４０に入力される。光検出器４０の出力は増幅器４１に接続されており、その出力はシリアル・アナログ・デジタル変換器（以後、ＳＡＤＣという）４２を介して検査部４３の一方の入力に供給される。また、この検査部４３の他方の入力には血液凝固特性が格納されたメモリ４４が接続されている。また、検査部４３の出力は第１の制御部３５の入力に接続されており、第１の制御部３５の出力は表示ドライバ４５を介して表示部３３に接続されている。また、第１の制御部３５はユーザが操作するボタン３４とメモリ２３にも接続されている。
【００２９】
このメモリ２３には、光学特性として、光源３７の第１発光特性係数と光検出器４０の第１受光特性係数が格納されている。第１発光特性係数は、工場での製造時に、この光学測定機２６を基準となる検証装置２７ｓに接続して、このとき検証装置２７ｓで得られた値に基づいて決定され、その値がメモリ２３に格納されている。同様に、第１受光特性係数は、この光学測定機２６を基準となる検証装置２７ｓに接続して、このとき検証装置２７ｓで得られた値に基づいて決定され、その値がメモリ２３に格納されている。これらの光学特性は、検証装置２７との組み合わせに依存することなく、検証可能にするために用いるものである。
【００３０】
４６はレンズであり、光源３７から放射された光を効率良く窓部３１を介して反応部３０に導くとともに、この反応部３０の試料２４で励起された蛍光を効率良く光検出器４０に導くものである。また、４７はヒータであり、このヒータ４７は反応部３０の試料２４の温度を３７度℃（人体の温度）に暖めるものであり、検査台２８に設けられている。
【００３１】
また、４８ａ、４８ｂ、４８ｃは夫々検査台２８に設けられた電極であり、第１の制御部３５に夫々接続されている。一方、検査片２５には、これらの電極４８ａ、４８ｂ、４８ｃに対向して電極４８ｄ、４８ｅ、４８ｆが設けられており、電極４８ｄと電極４８ｅとは検査片２５上で接続されている。また、電極４８ｅと電極４８ｆとは反応部３０を介して接続されている。
【００３２】
従って、検査片２５が検査台２８に装着されると、電極４８ａと電極４８ｂ間が短絡されることになり、第１の制御部３５では検査片２５の装着を検知することができる。また、血液２９が反応部３０に点着されると電極４８ｂと電極４８ｃとの間の抵抗が変化するので、血液２９の点着を第１の制御部３５で検知することができる。
【００３３】
以上のように構成された光学測定機２６について、以下にその動作を説明する。第１の制御部３５から出力される点灯指示の電気信号は光源３７で光信号に変換される。この光信号は試料２４を照射する。そうするとこの試料２４は照射エネルギーで励起されて蛍光を発する。この蛍光は患者の血液２９の凝固反応に従った凝固特性を示す。そして、この凝固特性に従った蛍光はレンズ４６を介して、光検出器４０で検出されて電気信号に変換される。
【００３４】
電気信号に変換された信号は、ＳＡＤＣ４２でデジタル量に変換されて検査部４３に入力される。検査部４３では、メモリ４４に格納された標準の血液凝固時間データと比較して、検査片２５に点着された血液２９が固まり易い性質のものであるか、標準のものであるか、それとも固まり難いものであるかを検査する。そして、その検査結果を表示部３３に表示する。このようにして、医療現場では患者の血液の凝固時間を測定し、その患者に合った適切な抗凝固剤を調合するものである。
【００３５】
図４は、血液の凝固特性曲線である。図４において、横軸５０は時間（秒）であり、縦軸５１は試料２４により蛍光反応した蛍光量である。５２は凝固時間の特性曲線であり、患者の血液２９の凝固特性である。図４に示すように、時間５０ａで血液２９を点着し、それから予め定められた時間５０ｂ後から一定間隔で、その時の蛍光量５１ｂ、５１ｃと順次測定する。そして、蛍光量５１ｋになるまでの時間５０ｋを血液凝固時間とする。
【００３６】
この血液凝固時間５０ｋが短い血液２９は固まり易いことを示し、この血液凝固時間５０ｋが長い血液２９は固まり難いことを示す。この特性曲線５２は、患者によって異なるものである。
【００３７】
図５は、光学測定機２６の要部断面図である。図５において、５５は光学測定機２６の筐体であり、この筐体５５の下方には、窓部３１方向に向かって光源３７が設けられている。この光源３７の直前には光学フィルタ３８が設けられている。
【００３８】
また、この筐体５５の下方には光源３７から遮蔽部５５ａを介して光検出器４０が設けられており、この光検出器４０はフォトダイオードで構成されている。この光検出器４０の直前には光学フィルタ３９が設けられている。また、光学フィルタ３８，３９と検査台２８との間にはレンズ４６が設けられている。このレンズ４６は光源３７から放射された光が検査片２５の反応部３０で焦点を結ぶとともに、窓部３１を通過する蛍光（励起光）が光検出器４０で焦点を結ぶように設けられている。
【００３９】
次に、光学フィルタ３８，３９の光通過特性について図６を用いて説明する。図６において、横軸５６は光の波長（ｎｍ）であり、縦軸５７は透過率（％）である。５８は光学フィルタ３８の光通過特性である。その透過率は約９０％で、５２０ｎｍ以下の波長の光のみ通過させるものである。
【００４０】
また、５９は光学フィルタ３９の光通過特性である。その透過率は約８０％で、５４０ｎｍから５７５ｎｍの波長の光のみ通過させるものである。ここで重要なことは、光学フィルタ３８と３９とでは、光の通過特性帯域が異なるということである。即ち、光学フィルタ３８を通過した光は、光学フィルタ３９によって略完全に遮断される。このことにより、光源３７から放射された光は、光検出器４０に直接入射されることは無く、試料２４で励起された蛍光のみが光検出器４０に入力するようになっている。
通常の血液凝固時間などの測定は、検査片２５を検査台２８上に載置し、温度等の条件が適切であることを確認した後に血液２９を反応部３０に点着する。反応部３０に含まれる試薬の作用により蛍光強度は時間経過とともに増大する。即ち、光源３７の発光から光学フィルタ３８により選択された波長帯域の光のみがレンズ４６、窓部３１を介して検査片２５の反応部３０を照射する。
【００４１】
照射された光によって反応部３０内の試料２４は、照射エネルギーで励起して蛍光を発する。この蛍光は、窓部３１を介して、レンズ４６の作用で集光され、さらに光学フィルタ３９により選択された波長帯域の光（蛍光）のみが光検出器４０に到達する。前述のように光学フィルタ３８および３９の波長通過特性は異なっており、光源３７から光学フィルタ３８を通過した光は、光学フィルタ３９により遮断されるため直接には光検出器４０に到達することは無い。
【００４２】
即ち、純粋に試料２４において発光した蛍光のみを観測することができる。この蛍光の強度変化を観測することにより試料２４固有の血液凝固時間を測定することができる。このとき、反応部３０、或いは窓部３１から外来光が光検出器４０に向かって入射しないことが重要である。そのために蓋部３２を閉じて測定する。
【００４３】
次に、光学測定機２６を用いた血液凝固時間測定について説明する。図７において、ステップ６１は、メニュー操作待ち状態であり、表示部３３（図２）にメニューが表示される。そして、６１ａでユーザからの要求を待っている。ユーザがボタン３４を用いて血液凝固時間測定を選ぶと、ステップ６２に移り表示部３３に検査片２５の挿入を指示し、ステップ６３へ移る。そしてこのステップ６３では、６３ａで検査片２５の挿入を待つ。検査片２５が挿入されるとステップ６４に移り表示部３３に「ウオームアップ中」を表示して、ステップ６５へ移る。そして、６５ａでウオームアップの完了を待つ。
【００４４】
ウオームアップが完了するとステップ６６へ移り、サンプル血液２９の点着要求の旨を表示する。その後ステップ６７に移り、６７ａで血液２９の点着を待つ。血液２９が点着されると、ステップ６８に移り、表示部３３に蓋部３２を「閉じる」よう指示する。そして、６８ａで蓋部３２が閉じられることを待つ。蓋部３２が閉じられたことを検知すると、ステップ６９に移り、表示部３３に測定中である旨を表示し、６９ａの間、血液２９の凝固時間を測定する。
【００４５】
血液２９の凝固時間の測定が完了するとステップ７０に移り、測定結果を表示部３３に表示する。その結果、再測定が必要と判断された場合にはステップ６２へ戻る。また、測定が正常に終了した場合には、ステップ６１に戻る。
【００４６】
図１は、光学測定機２６と、この光学測定機２６が正常に働いているか否かを検証する検証装置２７のブロック図である。この検証装置２７は、検査片２５の代わりに光学測定機２６の検査台２８に装着して使用するものである。
【００４７】
図１において、７１ａ、７１ｂはフォトダイオードで構成された光検出器であり、その出力は、夫々増幅器７２ａ、７２ｂに接続されている。そして、この増幅器７２ａ、７２ｂの出力は夫々ＳＡＤＣ７３ａ、７３ｂを介して比較器７４に接続されている。この比較器７４の出力は判定器７５に接続され、その出力は第２の制御器７６に接続されている。そして、この第２の制御器７６には、光学特性が格納されるメモリ４９が接続されている。
【００４８】
このメモリ４９には、光学特性として、光源８４の第２発光特性係数と光検出器７１ａ、７１ｂの第２受光特性係数が格納されている。第２発光特性係数は、工場での製造時に、この検証装置２７を基準となる光学測定機２６ｓに接続して、このとき光学測定機２６ｓで得られた値に基づいて決定され、その値がメモリ４９に格納されている。同様に、第２受光特性係数は、この検証装置２７を基準となる光学測定機２６ｓに接続して、このとき光学測定機２６ｓで得られた値に基づいて決定され、その値がメモリ４９に格納される。これらの光学特性は、光学測定機２６との組み合わせに依存することなく、検証可能にするために用いるものである。
【００４９】
また、光検出器７１ｂの前面（検査台２８側）には、光学フィルタ７７が設けられている。この光学フィルタ７７は、光学測定機２６に用いた光学フィルタ３９と同様の光学特性を有したものである。なお、ＳＡＤＣ７３ａ、７３ｂと比較器７４と、判定器７５とで光源検査手段７８を形成している。
【００５０】
８１は、第２の制御器７６に接続された光量調整器である。この光量調整器８１は、メモリ８２にも接続されている。また、この光量調整器８１の出力は、シリアル・デジタル・アナログ変換器（以下ＳＤＡＣという）８５に入力される。そしてこのＳＤＡＣ８５の出力はドライバ８３を介してＬＥＤ（発光ダイオード）で構成された光源８４に接続されている。ここで、メモリ８２には、図４で説明した時間とともに蛍光量が変化するデータに基づいて得られる基準データが格納されている。この基準データは、基準として使用する特性曲線５２である。そして、光量調整器８１では、このメモリ８２内に格納された基準データに基づいて、時間ととともに増大する特性電圧を生成する。この特性電圧が光検出器４０を含む受光系の良否を判定する基準となる。
【００５１】
４８ｇ、４８ｈ、４８ｉは検証装置２７側に設けられた電極であり、夫々第２の制御器７６に接続されている。また、この電極４８ｇ、４８ｈ、４８ｉに対向する光学測定機２６の検査台２８上には電極４８ｊ、４８ｋ、４８ｍが設けられており、夫々第１の制御部３５に接続されている。
【００５２】
そして、検証装置２７の第２の制御器７６と光学測定機２６の第１の制御部３５との通信は、電極４８ｇ、４８ｊを介して行なわれる。このように電極４８ｇ、４８ｊを介して通信を行なっているので、検証動作を行ないながら通信を行なうことができる。また、この通信には、第２の制御器７６及び第１の制御部３５を構成する夫々のマイクロコンピュータのＰＷＭ（パルス幅変調）入出力端子を用いてパルス幅変調を用いた通信を行なっている。送信側は３種類のパルス幅の信号を出力し、夫々のパルス幅を０データ、１データ、開始コードと定義し、開始コードの後、１０ビットのデータと１ビットの偶数パリティを送信する。
【００５３】
受信側は、パルス幅で送信されてきたデータのパルス幅を認識し、受信データとする。パリティビットの受信後、受信データのパリティを計算し、この計算結果と一致した場合、前記０データ、１データ、開始コードと幅の異なるＡＣＫコードを送信側に送信する。
【００５４】
送信側は、ＡＣＫコードを認識すれば送信を終了する。一定時間内にＡＣＫコードを認識することができなかったら、データの再送信を行なう。なお、この再送信は３回までとし、それ以上はエラーとして処理する。このようにして、通信を行っているので、データの信頼性が高い。
【００５５】
なお、検証装置２７と光学測定機２６の通信において、光源３７と光検出器７１ａを用いて光学測定機２６から検証装置２７への送信を行うことができる。同様に光源８４と光検出器４０を用いて検証装置２７から光学測定機２６への送信を行うこともできる。この場合、電極４８ｇ、４８ｊを使用する必要は無く接点を使わないので、接触による信頼性を害うことはない。
【００５６】
以上のように構成された検証装置２７について、以下にその動作を説明する。光学測定機２６の光源３７から放射された光は、光学フィルタ３８により５２０ｎｍ以下の波長の光のみが選択されて放射され、その光は検証装置２７の光検出器７１ａに入力されて電気信号に変換される。この電気信号は増幅器７２ａで増幅される。そして、この増幅器７２ａ増幅された信号はＳＡＤＣ７３ａでデジタル量に変換されて比較器７４を介して判定器７５に入力される。従って、この判定器７５からの判定出力により、光源３７の光量が正常であるか否かを知ることができる。この判定結果は第２の制御器７６から電極４８ｇ、４８ｊを介して光学測定機２６の第１の制御部３５に入力される。そして、表示部３３に表示される。
【００５７】
また、光学測定機２６の光源３７から放射された光（この光は、光学フィルタ３８により５２０ｎｍ以下の波長のみが選択されている）は、検証装置２７の光学フィルタ７７を介して光検出器７１ｂにも入力されて電気信号に変換される。この電気信号は増幅器７２ｂで増幅される。そして、この増幅された信号はＳＡＤＣ７３ｂでデジタル量に変換される。そして比較器７４により、ＳＡＤＣ７３ａの出力と比較される。
【００５８】
本来、ＳＡＤＣ７３ｂの出力は５４０ｎｍから５７５ｎｍの波長の光のみ通過させる光学フィルタ７７を通過しているので、光源３７から放射される光は遮断されている筈である。従って、光源３７が良品の場合は、ＳＡＤＣ７３ａの出力との比較において、その差が極めて顕著になる。しかし、光源３７の経時変化による劣化や、光学フィルタ３８の亀裂が生じた場合等においては、本来阻止される筈の光が通過することになり、比較器７４の比較出力の差が小さくなることが考えられる。このような場合は、この判定器７５により光源３７又は光フィルタ３８等の発光系の不良と判定することができる。この判定出力は第２の制御器７６から電極４８ｇ、４８ｊを介して光学測定機２６の第１の制御部３５に入力され表示部３３に表示される。
【００５９】
また、この判定器７５からの判定出力の処理が終了すると、第２の制御器７６は光量調整器８１を働かせる。即ち、メモリ８２から基準データを取得し、この基準データに基づいて、光量調整器８１では時間とともに増加する血液凝固特性をシミュレートした基準データをＳＤＡＣ８５に出力する。このＳＤＡＣ８５でデジタル信号からアナログ信号に変換されたデータはドライバ８３を介して光源８４に伝達される。この光源８４から光学測定機２６の光検出器４０に向けて、基準データから形成された調整光を放射する。そして、この調整光は検査部４３でメモリ４４に格納されたデータと比較して光学測定機２６の受光系の受光量が正常であるか否かを検査する。そして、この検査結果は第１の制御部３５を介して表示部３３に表示される。
【００６０】
また、本実施の形態の検証装置２７を用いれば、光源検査手段７８を設けているので、光学測定機２６の光源３７や光学フィルタ３８を含む発光系の検証を容易に行なうことができる。また、光量調整器８１とこれに接続されたメモリ８２を有しているので、光学測定機２６の光学フィルタ３９や光検出器４０を含む受光系の検証を容易に行なうことができる。
【００６１】
更に、光学測定機２６のメモリ２３に、この光学測定機２６特有の光学特性として、光源３７の第１発光特性係数と光検出器４０の第１受光特性係数が格納されており、検証装置２７のメモリ４９に、この検証装置２７特有の光学特性として、光源８４の第２発光特性係数と光検出器７１ａ、７１ｂの第２受光特性係数が格納されている。従って、これらの光学特性を用いて、光学測定機２６と検証装置２７のバラツキに依存しない（組み合わせに依存しない）検証が可能となっている。
【００６２】
以下図９を用いて、本実施の形態におけるこうしたバラツキの補正について述べる。９１は、バラツキを有する光源３７或いは光源８４の光量である。この光量９１が光検出器４０或いは光検出器７１ａ、７１ｂで受光した場合の受光量９２が、第１の製品９３ａの数値は８０、第２の製品９３ｂの数値は１００、第３の製品９３ｃの数値は１２０であったとする。なお、受光量の数値が９０以上であって、数値が１１０以下のものを使用可能とする。
【００６３】
このような場合、従来のものなら使用不可と判別されるものでも、使用可能として扱うことができる。即ち、第１の製品９３ａの光学特性係数が１．２であったならば、結果として受光量９２は、光検出器４０、７１ａ、７１ｂで得た受光量９２の数値８０に、光学特性係数１．２を乗算すると受光量９２の数値は９６となり使用可能となる。
【００６４】
また、第３の製品９３ｃにおいても光学特性係数が０．８であったならば、結果として受光量９２は、光検出器４０、７１ａ、７１ｂで得た受光量９２の数値１２０に光学特性係数０．８を乗算して受光量９２の数値は９６となり使用可能となる。
【００６５】
なお、本実施の形態において、光源３７の検証には、光源検査手段７８の出力と、メモリ４９に格納された光検出器７１ａ、７１ｂの第２受光特性係数と、通信手段を用いて供給されるとともに、メモリ２３に格納された光源３７の第１発光特性係数を乗算して求めており、その値が予め定められた受光量９２の数値を１００とし、そのプラス・マイナス１０％以内である場合を使用可能領域とし、それ以外は、使用不可能領域としている。なお、簡易な検証方法として、光検出器７１ａ、７１ｂの第２受光特性係数を用いない場合もある。
【００６６】
また、光検出器４０の検証には、メモリ４９に格納された光源８４の第２発光特性係数と、通信手段を用いて供給されるとともに、メモリ２３に格納された光検出器４０の第１受光特性係数及び光検出器４０の出力を乗算して求めており、その値が予め定められた受光量９２の数値１００のプラス・マイナス１０％以内である場合を使用可能領域とし、それ以外は、使用不可能領域としている。なお、簡易な検証方法として、光検出器４０の第１受光特性係数を用いない場合もある。
【００６７】
また、この検証装置２７は、主な構成が電気回路で構成されているので、製品のバラツキが無く、容易に製造することができる。
【００６８】
図８は、光学測定機２６に検証装置２７を装着した断面図である。図８において、検証装置２７は、光学測定機２６の検査台２８上に装着されている。そして、光検出器７１ａ、７１ｂ及び光フィルタ７７は、光学測定機２６に設けられた光源３７の光軸８８ａに対して垂直に設けられている。 また、光源８４と光フィルタ３９及び光検出器４０とは向かい合っており、お互い光軸８８ｂに対して垂直に設けられている。
【００６９】
以上説明した、本実施の形態における光学測定機システムは、以下の機能を有している。先ず、光学測定機２６は、検証装置２７との組み合わせに依存せず、光学測定機２６の光源３７の光量を検証することができる。即ち、光学測定機２６の光源３７を構成するＬＥＤが正常な光量で点灯しているか否かを確認するために、光源３７の光量を光検出器７１ａで検出して、光源検査手段７８で光源３７の光量を検証する。もし、光量が適正でない場合には検証装置２７は、その旨を光学測定機２６に通知し、表示部３３に表示する。
【００７０】
また、擬似的な蛍光反応を電気回路を用いて出力することができる。即ち、光学測定機２６において血液凝固時間の測定が正常に動作するか否かを確認するために、検証装置２７は検査片２５による測定と同様の蛍光反応を光量調整器８１を用いて擬似的に出力し、光学測定機２６はその擬似的な蛍光反応を検出して血液凝固時間の算出が正しくできるか否かの検証を行なうことができる。
【００７１】
また、光学測定機２６の温度制御を検証することができる。即ち、光学測定機２６のヒータ４７の制御が正常に動作しているか否かを確認するために、検証装置２７は光学測定機２６に搭載しているサーミスタから出力される温度情報を電極４８経由で取得し、光学測定機２６の温度制御をチェックしている。もし、光学測定機２６の温度制御が正常に働いていない場合は、検証装置２７は電極４８を介して光学測定機２６にその旨を知らせ表示部３３に表示する。
【００７２】
更に、光学測定機２６に装着される検査片２５の装着検出をチェックすることができる。即ち、光学測定機２６の検査片２５の装着検出が正常に動作するか否かを確認するために、検証装置２７は、電極４８間の抵抗の抵抗値を切替えることにより、擬似的に検査片２５が装着された状態を生成し、光学測定機２６にその擬似的な検査片２５の装着を検出させる。
【００７３】
更にまた、検査片２５の試料２４（血液２９）の点着検出をチェックすることができる。即ち、光学測定機２６の試料２４検出が正常に動作するか否かを確認するために、検証装置２７は電極４８間の抵抗の抵抗値を切替えることにより、光学測定機２６に擬似的な試料２４の点着を検出させる。
【００７４】
また、制御プログラムを更新することができる。即ち、第２の制御器７６を形成するマイクロコンピュータのシリアル通信入力を用いて、検証装置２７の光源検査手段７８や光量調整器８１の制御プログラムを外部から更新することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明にかかる光学測定機の検証装置は、光学測定機と検証装置の組み合わせに依存すること無く検証することができるので、複数の光学測定機と検証装置を有する医療現場等で検証装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態１における光学測定機と検証装置のブロック図
【図２】同、血液検査システムの斜視図
【図３】同、光学測定機のブロック図
【図４】同、血液の凝固特性図
【図５】同、光学測定機の断面図
【図６】同、光学フィルタの波長特性図
【図７】同、血液の凝固時間測定のフローチャート
【図８】同、光学測定機と検証装置の断面図
【図９】同、光源系のバラツキを補正する説明図
【図１０】従来の光学測定機の断面図
【図１１】同、血液の凝固特性図
【図１２】同、光学測定機と検証装置の断面図
【図１３】同、他の例における光学測定機と検証装置の断面図
【図１４】同、光源系のバラツキの説明図
【符号の説明】
【００７７】
２３ メモリ
２６ 光学測定機
２７ 検証装置
３５ 第１の制御部
３７ 光源
４０ 光検出器
４３ 検査部
４９ メモリ
７１ａ 光検出器
７１ｂ 光検出器
７６ 第２の制御器
７８ 光源検査手段
８１ 光量調整器
８４ 光源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学測定機が正常に動作しているか否かを検証する光学測定機の検証装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来の光学測定機とその検証装置について説明する。先ず、光学測定機の一例として医療現場で用いられる血液凝固測定機について述べる。血液凝固測定機は臨床現場において、患者の血液の凝固時間を測定し、患者に対して適切な量の抗凝固剤を処方するために用いられるものである。
【０００３】
図１０において、１は血液凝固測定機であり、この血液凝固測定機１の上面には検査片２が載置される。この検査片２には試料３が塗着されている。なお、この試料３は照射されることにより、照射エネルギーで励起された蛍光を発する性質を有するものである。また、この試料３は、試薬に点着された血液と混合されたものである。
【０００４】
４は、血液凝固測定機１の内部に設けられるとともに、試料３を照射するように設けられた光源であり発光ダイオードで構成されている。５はこの光源４の前方に設けられた光フィルタである。この光フィルタ５は、蛍光の波長より短い波長の光を通過させるものである。６は、試料３で励起した蛍光を検出するフォトダイオードで構成された光検出器である。また、７は、この光検出器６の前方に設けられた光フィルタであり、この光フィルタ７は光フィルタ５とは異なる波長を有する波長を通過させるフィルタである。従って、光源４からの照射光が試料３を照射すると、この照射光により試料３が蛍光を発光する。この試料３で発光した蛍光のみが光検出器６で検知されることになる。
【０００５】
図１１は、試料３の蛍光特性曲線である。縦軸８は蛍光量であり、横軸９は時間である。そして、１０ｂは、凝固し易い血液を有する患者の蛍光特性曲線であり、１０ｃは、凝固し難い血液を有する患者の蛍光特性曲線である。また、１０ａは、正常の血液凝固時間を有する者の血液の蛍光特性曲線である。
【０００６】
これ等の蛍光特性曲線１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃの総称）が示すように、時間とともに血液が凝固し、この凝固の度合いに応じて試料３は蛍光を強める。即ち、血液の凝固に伴い蛍光量は増加する。これらの蛍光特性曲線１０は、患者により夫々異なる蛍光特性曲線１０を有する。従って医療現場では、夫々の患者に適合した抗凝固剤を調合するために、この血液凝固測定機１を用いている。
【０００７】
抗凝固剤は、少なすぎたら血管が詰まり、多すぎたら出血が止まらないことになる。そのため、血液凝固測定機１は、常に正確な血液凝固時間を測定する必要がある。そのために、図１２に示すような検証装置１１を用いて、定期的に血液凝固測定機１が正常に動作するか否かを検証する必要がある。
【０００８】
以下、血液凝固測定機１の検証装置１１について説明する。図１２において、検証装置１１は、検査片２の代わりに血液凝固測定機１の上方に載置されるものである。１２は、光の照射により蛍光を発する裏打ちである。１３は裏打ち１２の下方（血液凝固測定機１側）に設けられた液晶シャッターである。この液晶シャッター１３は開口面積を自由に制御することができるようになっている。
【０００９】
即ち、この液晶シャッター１３によって光源４から放射された光線が、裏打ち１２を照射する光量を制御することができる。このようにして、裏打ち１２による蛍光の励起量が制御される。この蛍光の励起量は検証用としてシミュレートされた基準となる例えば蛍光特性曲線１０ａが得られるように制御される。この基準の蛍光特性曲線１０ａが得られるように液晶シャッター１３を制御して、光源４と光検出器６を含む血液凝固測定機１が正常に動作しているか否かを検証するものである。ここで重要なことは、血液凝固測定機１の正確な動作の検証を行なうために、この裏打ち１２には蛍光塗料がムラ無く均一に塗布されていることである。
【００１０】
しかしながらこのような従来の検証装置１１では、裏打ち１２に蛍光塗料を均一に塗布することは困難であり塗布にムラができてしまう。このムラを修正して均一にする作業はそれ以上に困難であった。従って、この問題を電気回路で解決した検証装置１５も提案されている。
【００１１】
即ち、図１３に示すように、この検証装置１５は、フォトダイオードで構成された光検出器１６と、この光検出器１６の出力が接続された光源検査手段１７と、この光源検査手段１７の出力が接続された制御器１８と、この制御器１８に接続された光量調整器１９と、この光量調整器１９に接続されるとともに発光ダイオードで構成された光源２０とで構成されていた。
【００１２】
以上の構成において、光源４から放射された照射光は、検証装置１５の光検出器１６で受光され、この受光された光は電気信号に変換されて、光源検査手段１７でその光量が適正か否かが検証されるものであった。
【００１３】
また、光検出器６の検証においては、光量調整器１９で、蛍光の励起量をシミュレートした電気信号が光源２０で光量に変換され、この変換された光量を、光検出器６が受光してこの光検出器６の出力から光検出器６が適正に受光できるか否かを検証していた。なお、制御器１８は、光源検査手段１７による光源４の検証が終了した後に、光量調整器１９を動作させて光検出器６の検証をするように制御するものである。
【００１４】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１、特許文献２が知られている。
【特許文献１】特表平５−５０３１５１号公報
【特許文献２】特表２００１−５１５２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながらこのような従来の検証装置１１では、裏打ち１２にムラ無く均一に蛍光塗料を塗布することが困難であった。また、検証装置１５においても、光源４、２０を構成する発光ダイオードや、光検出器６、１６を構成するフォトダイオードにおいて、波長や光量や取付位置のバラツキにより発光量や受光量が一定とならなかった。従って、血液凝固測定機１ａには、この血液凝固測定機１ａ専用の検証装置１５ａを用いなければならないという問題があった。
【００１６】
例えば、図１４に示すように受光量２２の数値が９０以上、１１０以下は使用可能として判別する判別式を用いて、血液凝固測定機１ａを検証する場合、この血液凝固測定機１ａ専用の検証装置１５ａを用いなければ、適正な検査を行なうことはできなかった。即ち、この場合において実際には使用できるものであったとしても他の検証装置１５ｂを用いると使用できないものと判定されるという問題があった。
【００１７】
これは光学系のバラツキを有する光源の光量２１によるもので、このようなバラツキを有するものを同一の検証装置１５で検証すると、誤った検証を行なうことになる。即ち、複数の血液凝固測定機１の光源４から照射される光を一つの検証装置１５の光検出器１６で受光した場合、受光量２２が数値８０になるものや数値１１０となる組み合わせが生じてしまい、使用できないことになってしまう。即ち、一つの検証装置１５で全ての血液凝固測定機１を検証することはできなかった。
【００１８】
そこで本発明は、この問題を解決したもので、光学測定機と検証装置の組み合わせに関係無く検証することのできる光学測定機の検証装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
この目的を達成するために本発明の光学測定機の検証装置は、光学測定機の第１の制御部に第１のメモリを接続し、この第１のメモリに第１の光源の第１発光特性係数を格納し、前記第１の制御部と第２の制御器とを接続する通信手段を設け、前記第１の光源の検証は、光源検査手段の出力と、前記通信手段を介して得られる前記第１発光特性係数に基づいて検証されるものである。これにより、初期の目的を達成することができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように本発明の光学測定機の検証装置によれば、光学測定機の第１の制御部に第１のメモリを接続し、この第１のメモリに第１の光源の第１発光特性係数を格納し、前記第１の制御部と第２の制御器とを接続する通信手段を設け、前記第１の光源の検証は、光源検査手段の出力と、前記通信手段を介して得られる前記第１発光特性係数に基づいて検証されるものである。
【００２１】
従って、第１の光源の検証は、光源検査手段の出力と、通信手段を介して得られる第１発光特性係数に基づいて検証されるので、夫々の発光特性係数（光学特性）を加味して検証されることになり、光学測定機と検証装置の組み合わせに関係無く検証することができる。
【００２２】
また、電気的な処理で光学測定機の性能を検証するので、蛍光塗料を均一にムラ無く塗布しなければならない従来の装置と比べて均一な性能を有する検証装置の製造が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図２は、血液検査システム（光学測定機を用いたシステムの一例として用いた）の斜視図である。この血液検査システムは、検査すべき血液が点着された検査片２５と、この検査片２５に点着された血液の凝固時間（ＰＴ）を測定する光学測定機２６と、この光学測定機２６が正常に動作するか否かを検証する検証装置２７とから構成されている。
【００２４】
光学測定機２６には、検査片２５を載置するための検査台２８が設けられている。検査片２５上には反応部３０が設けられており、この反応部３０に特定の化学反応の結果、光学的変化を起こす試料（図示せず）２４が塗着されている。この試料２４は、試薬に点着された血液２９が混合されたものである。この検査片２５を光学測定機２６の検査台２８に載置した際に、反応部３０は検査台２８に設けられた窓部３１の真上に位置するような構造となっている。
【００２５】
また、光学測定機２６には測定中に外来光や埃等の侵入を防止する目的で、上面に開閉自在な蓋部３２が設けられており、閉状態では検査台２８を覆い、外来光や埃等の侵入を防止する。また、この蓋部３２が設けられた側には表示部３３と、ユーザが操作をするボタン３４が設けられている。
【００２６】
２７は光学測定機２６の動作を検証するための検証装置であり、検査片２５に代えて検査台２８上に設置される構成となっている。
【００２７】
図３は、光学測定機２６のブロック図である。図３において、３５は第１の制御部であり、この第１の制御部３５の出力はドライバ３６を介して青色ＬＥＤ（青色の発光ダイオード）で構成された光源３７に接続されている。この光源３７の前方には光学フィルタ３８が設けられている。光源３７から放射された光は光学フィルタ３８とレンズ４６を介して検査台２８上に載置された検査片２５に導かれ、この検査片２５に載置された試料２４を照射するように設けられている。
【００２８】
試料２４を照射することにより、照射エネルギーで励起された蛍光は、レンズ４６と光学フィルタ３９を介してフォトダイオードで構成された光検出器４０に入力される。光検出器４０の出力は増幅器４１に接続されており、その出力はシリアル・アナログ・デジタル変換器（以後、ＳＡＤＣという）４２を介して検査部４３の一方の入力に供給される。また、この検査部４３の他方の入力には血液凝固特性が格納されたメモリ４４が接続されている。また、検査部４３の出力は第１の制御部３５の入力に接続されており、第１の制御部３５の出力は表示ドライバ４５を介して表示部３３に接続されている。また、第１の制御部３５はユーザが操作するボタン３４とメモリ２３にも接続されている。
【００２９】
このメモリ２３には、光学特性として、光源３７の第１発光特性係数と光検出器４０の第１受光特性係数が格納されている。第１発光特性係数は、工場での製造時に、この光学測定機２６を基準となる検証装置２７ｓに接続して、このとき検証装置２７ｓで得られた値に基づいて決定され、その値がメモリ２３に格納されている。同様に、第１受光特性係数は、この光学測定機２６を基準となる検証装置２７ｓに接続して、このとき検証装置２７ｓで得られた値に基づいて決定され、その値がメモリ２３に格納されている。これらの光学特性は、検証装置２７との組み合わせに依存することなく、検証可能にするために用いるものである。
【００３０】
４６はレンズであり、光源３７から放射された光を効率良く窓部３１を介して反応部３０に導くとともに、この反応部３０の試料２４で励起された蛍光を効率良く光検出器４０に導くものである。また、４７はヒータであり、このヒータ４７は反応部３０の試料２４の温度を３７度℃（人体の温度）に暖めるものであり、検査台２８に設けられている。
【００３１】
また、４８ａ、４８ｂ、４８ｃは夫々検査台２８に設けられた電極であり、第１の制御部３５に夫々接続されている。一方、検査片２５には、これらの電極４８ａ、４８ｂ、４８ｃに対向して電極４８ｄ、４８ｅ、４８ｆが設けられており、電極４８ｄと電極４８ｅとは検査片２５上で接続されている。また、電極４８ｅと電極４８ｆとは反応部３０を介して接続されている。
【００３２】
従って、検査片２５が検査台２８に装着されると、電極４８ａと電極４８ｂ間が短絡されることになり、第１の制御部３５では検査片２５の装着を検知することができる。また、血液２９が反応部３０に点着されると電極４８ｂと電極４８ｃとの間の抵抗が変化するので、血液２９の点着を第１の制御部３５で検知することができる。
【００３３】
以上のように構成された光学測定機２６について、以下にその動作を説明する。第１の制御部３５から出力される点灯指示の電気信号は光源３７で光信号に変換される。この光信号は試料２４を照射する。そうするとこの試料２４は照射エネルギーで励起されて蛍光を発する。この蛍光は患者の血液２９の凝固反応に従った凝固特性を示す。そして、この凝固特性に従った蛍光はレンズ４６を介して、光検出器４０で検出されて電気信号に変換される。
【００３４】
電気信号に変換された信号は、ＳＡＤＣ４２でデジタル量に変換されて検査部４３に入力される。検査部４３では、メモリ４４に格納された標準の血液凝固時間データと比較して、検査片２５に点着された血液２９が固まり易い性質のものであるか、標準のものであるか、それとも固まり難いものであるかを検査する。そして、その検査結果を表示部３３に表示する。このようにして、医療現場では患者の血液の凝固時間を測定し、その患者に合った適切な抗凝固剤を調合するものである。
【００３５】
図４は、血液の凝固特性曲線である。図４において、横軸５０は時間（秒）であり、縦軸５１は試料２４により蛍光反応した蛍光量である。５２は凝固時間の特性曲線であり、患者の血液２９の凝固特性である。図４に示すように、時間５０ａで血液２９を点着し、それから予め定められた時間５０ｂ後から一定間隔で、その時の蛍光量５１ｂ、５１ｃと順次測定する。そして、蛍光量５１ｋになるまでの時間５０ｋを血液凝固時間とする。
【００３６】
この血液凝固時間５０ｋが短い血液２９は固まり易いことを示し、この血液凝固時間５０ｋが長い血液２９は固まり難いことを示す。この特性曲線５２は、患者によって異なるものである。
【００３７】
図５は、光学測定機２６の要部断面図である。図５において、５５は光学測定機２６の筐体であり、この筐体５５の下方には、窓部３１方向に向かって光源３７が設けられている。この光源３７の直前には光学フィルタ３８が設けられている。
【００３８】
また、この筐体５５の下方には光源３７から遮蔽部５５ａを介して光検出器４０が設けられており、この光検出器４０はフォトダイオードで構成されている。この光検出器４０の直前には光学フィルタ３９が設けられている。また、光学フィルタ３８，３９と検査台２８との間にはレンズ４６が設けられている。このレンズ４６は光源３７から放射された光が検査片２５の反応部３０で焦点を結ぶとともに、窓部３１を通過する蛍光（励起光）が光検出器４０で焦点を結ぶように設けられている。
【００３９】
次に、光学フィルタ３８，３９の光通過特性について図６を用いて説明する。図６において、横軸５６は光の波長（ｎｍ）であり、縦軸５７は透過率（％）である。５８は光学フィルタ３８の光通過特性である。その透過率は約９０％で、５２０ｎｍ以下の波長の光のみ通過させるものである。
【００４０】
また、５９は光学フィルタ３９の光通過特性である。その透過率は約８０％で、５４０ｎｍから５７５ｎｍの波長の光のみ通過させるものである。ここで重要なことは、光学フィルタ３８と３９とでは、光の通過特性帯域が異なるということである。即ち、光学フィルタ３８を通過した光は、光学フィルタ３９によって略完全に遮断される。このことにより、光源３７から放射された光は、光検出器４０に直接入射されることは無く、試料２４で励起された蛍光のみが光検出器４０に入力するようになっている。
通常の血液凝固時間などの測定は、検査片２５を検査台２８上に載置し、温度等の条件が適切であることを確認した後に血液２９を反応部３０に点着する。反応部３０に含まれる試薬の作用により蛍光強度は時間経過とともに増大する。即ち、光源３７の発光から光学フィルタ３８により選択された波長帯域の光のみがレンズ４６、窓部３１を介して検査片２５の反応部３０を照射する。
【００４１】
照射された光によって反応部３０内の試料２４は、照射エネルギーで励起して蛍光を発する。この蛍光は、窓部３１を介して、レンズ４６の作用で集光され、さらに光学フィルタ３９により選択された波長帯域の光（蛍光）のみが光検出器４０に到達する。前述のように光学フィルタ３８および３９の波長通過特性は異なっており、光源３７から光学フィルタ３８を通過した光は、光学フィルタ３９により遮断されるため直接には光検出器４０に到達することは無い。
【００４２】
即ち、純粋に試料２４において発光した蛍光のみを観測することができる。この蛍光の強度変化を観測することにより試料２４固有の血液凝固時間を測定することができる。このとき、反応部３０、或いは窓部３１から外来光が光検出器４０に向かって入射しないことが重要である。そのために蓋部３２を閉じて測定する。
【００４３】
次に、光学測定機２６を用いた血液凝固時間測定について説明する。図７において、ステップ６１は、メニュー操作待ち状態であり、表示部３３（図２）にメニューが表示される。そして、６１ａでユーザからの要求を待っている。ユーザがボタン３４を用いて血液凝固時間測定を選ぶと、ステップ６２に移り表示部３３に検査片２５の挿入を指示し、ステップ６３へ移る。そしてこのステップ６３では、６３ａで検査片２５の挿入を待つ。検査片２５が挿入されるとステップ６４に移り表示部３３に「ウオームアップ中」を表示して、ステップ６５へ移る。そして、６５ａでウオームアップの完了を待つ。
【００４４】
ウオームアップが完了するとステップ６６へ移り、サンプル血液２９の点着要求の旨を表示する。その後ステップ６７に移り、６７ａで血液２９の点着を待つ。血液２９が点着されると、ステップ６８に移り、表示部３３に蓋部３２を「閉じる」よう指示する。そして、６８ａで蓋部３２が閉じられることを待つ。蓋部３２が閉じられたことを検知すると、ステップ６９に移り、表示部３３に測定中である旨を表示し、６９ａの間、血液２９の凝固時間を測定する。
【００４５】
血液２９の凝固時間の測定が完了するとステップ７０に移り、測定結果を表示部３３に表示する。その結果、再測定が必要と判断された場合にはステップ６２へ戻る。また、測定が正常に終了した場合には、ステップ６１に戻る。
【００４６】
図１は、光学測定機２６と、この光学測定機２６が正常に働いているか否かを検証する検証装置２７のブロック図である。この検証装置２７は、検査片２５の代わりに光学測定機２６の検査台２８に装着して使用するものである。
【００４７】
図１において、７１ａ、７１ｂはフォトダイオードで構成された光検出器であり、その出力は、夫々増幅器７２ａ、７２ｂに接続されている。そして、この増幅器７２ａ、７２ｂの出力は夫々ＳＡＤＣ７３ａ、７３ｂを介して比較器７４に接続されている。この比較器７４の出力は判定器７５に接続され、その出力は第２の制御器７６に接続されている。そして、この第２の制御器７６には、光学特性が格納されるメモリ４９が接続されている。
【００４８】
このメモリ４９には、光学特性として、光源８４の第２発光特性係数と光検出器７１ａ、７１ｂの第２受光特性係数が格納されている。第２発光特性係数は、工場での製造時に、この検証装置２７を基準となる光学測定機２６ｓに接続して、このとき光学測定機２６ｓで得られた値に基づいて決定され、その値がメモリ４９に格納されている。同様に、第２受光特性係数は、この検証装置２７を基準となる光学測定機２６ｓに接続して、このとき光学測定機２６ｓで得られた値に基づいて決定され、その値がメモリ４９に格納される。これらの光学特性は、光学測定機２６との組み合わせに依存することなく、検証可能にするために用いるものである。
【００４９】
また、光検出器７１ｂの前面（検査台２８側）には、光学フィルタ７７が設けられている。この光学フィルタ７７は、光学測定機２６に用いた光学フィルタ３９と同様の光学特性を有したものである。なお、ＳＡＤＣ７３ａ、７３ｂと比較器７４と、判定器７５とで光源検査手段７８を形成している。
【００５０】
８１は、第２の制御器７６に接続された光量調整器である。この光量調整器８１は、メモリ８２にも接続されている。また、この光量調整器８１の出力は、シリアル・デジタル・アナログ変換器（以下ＳＤＡＣという）８５に入力される。そしてこのＳＤＡＣ８５の出力はドライバ８３を介してＬＥＤ（発光ダイオード）で構成された光源８４に接続されている。ここで、メモリ８２には、図４で説明した時間とともに蛍光量が変化するデータに基づいて得られる基準データが格納されている。この基準データは、基準として使用する特性曲線５２である。そして、光量調整器８１では、このメモリ８２内に格納された基準データに基づいて、時間ととともに増大する特性電圧を生成する。この特性電圧が光検出器４０を含む受光系の良否を判定する基準となる。
【００５１】
４８ｇ、４８ｈ、４８ｉは検証装置２７側に設けられた電極であり、夫々第２の制御器７６に接続されている。また、この電極４８ｇ、４８ｈ、４８ｉに対向する光学測定機２６の検査台２８上には電極４８ｊ、４８ｋ、４８ｍが設けられており、夫々第１の制御部３５に接続されている。
【００５２】
そして、検証装置２７の第２の制御器７６と光学測定機２６の第１の制御部３５との通信は、電極４８ｇ、４８ｊを介して行なわれる。このように電極４８ｇ、４８ｊを介して通信を行なっているので、検証動作を行ないながら通信を行なうことができる。また、この通信には、第２の制御器７６及び第１の制御部３５を構成する夫々のマイクロコンピュータのＰＷＭ（パルス幅変調）入出力端子を用いてパルス幅変調を用いた通信を行なっている。送信側は３種類のパルス幅の信号を出力し、夫々のパルス幅を０データ、１データ、開始コードと定義し、開始コードの後、１０ビットのデータと１ビットの偶数パリティを送信する。
【００５３】
受信側は、パルス幅で送信されてきたデータのパルス幅を認識し、受信データとする。パリティビットの受信後、受信データのパリティを計算し、この計算結果と一致した場合、前記０データ、１データ、開始コードと幅の異なるＡＣＫコードを送信側に送信する。
【００５４】
送信側は、ＡＣＫコードを認識すれば送信を終了する。一定時間内にＡＣＫコードを認識することができなかったら、データの再送信を行なう。なお、この再送信は３回までとし、それ以上はエラーとして処理する。このようにして、通信を行っているので、データの信頼性が高い。
【００５５】
なお、検証装置２７と光学測定機２６の通信において、光源３７と光検出器７１ａを用いて光学測定機２６から検証装置２７への送信を行うことができる。同様に光源８４と光検出器４０を用いて検証装置２７から光学測定機２６への送信を行うこともできる。この場合、電極４８ｇ、４８ｊを使用する必要は無く接点を使わないので、接触による信頼性を害うことはない。
【００５６】
以上のように構成された検証装置２７について、以下にその動作を説明する。光学測定機２６の光源３７から放射された光は、光学フィルタ３８により５２０ｎｍ以下の波長の光のみが選択されて放射され、その光は検証装置２７の光検出器７１ａに入力されて電気信号に変換される。この電気信号は増幅器７２ａで増幅される。そして、この増幅器７２ａ増幅された信号はＳＡＤＣ７３ａでデジタル量に変換されて比較器７４を介して判定器７５に入力される。従って、この判定器７５からの判定出力により、光源３７の光量が正常であるか否かを知ることができる。この判定結果は第２の制御器７６から電極４８ｇ、４８ｊを介して光学測定機２６の第１の制御部３５に入力される。そして、表示部３３に表示される。
【００５７】
また、光学測定機２６の光源３７から放射された光（この光は、光学フィルタ３８により５２０ｎｍ以下の波長のみが選択されている）は、検証装置２７の光学フィルタ７７を介して光検出器７１ｂにも入力されて電気信号に変換される。この電気信号は増幅器７２ｂで増幅される。そして、この増幅された信号はＳＡＤＣ７３ｂでデジタル量に変換される。そして比較器７４により、ＳＡＤＣ７３ａの出力と比較される。
【００５８】
本来、ＳＡＤＣ７３ｂの出力は５４０ｎｍから５７５ｎｍの波長の光のみ通過させる光学フィルタ７７を通過しているので、光源３７から放射される光は遮断されている筈である。従って、光源３７が良品の場合は、ＳＡＤＣ７３ａの出力との比較において、その差が極めて顕著になる。しかし、光源３７の経時変化による劣化や、光学フィルタ３８の亀裂が生じた場合等においては、本来阻止される筈の光が通過することになり、比較器７４の比較出力の差が小さくなることが考えられる。このような場合は、この判定器７５により光源３７又は光フィルタ３８等の発光系の不良と判定することができる。この判定出力は第２の制御器７６から電極４８ｇ、４８ｊを介して光学測定機２６の第１の制御部３５に入力され表示部３３に表示される。
【００５９】
また、この判定器７５からの判定出力の処理が終了すると、第２の制御器７６は光量調整器８１を働かせる。即ち、メモリ８２から基準データを取得し、この基準データに基づいて、光量調整器８１では時間とともに増加する血液凝固特性をシミュレートした基準データをＳＤＡＣ８５に出力する。このＳＤＡＣ８５でデジタル信号からアナログ信号に変換されたデータはドライバ８３を介して光源８４に伝達される。この光源８４から光学測定機２６の光検出器４０に向けて、基準データから形成された調整光を放射する。そして、この調整光は検査部４３でメモリ４４に格納されたデータと比較して光学測定機２６の受光系の受光量が正常であるか否かを検査する。そして、この検査結果は第１の制御部３５を介して表示部３３に表示される。
【００６０】
また、本実施の形態の検証装置２７を用いれば、光源検査手段７８を設けているので、光学測定機２６の光源３７や光学フィルタ３８を含む発光系の検証を容易に行なうことができる。また、光量調整器８１とこれに接続されたメモリ８２を有しているので、光学測定機２６の光学フィルタ３９や光検出器４０を含む受光系の検証を容易に行なうことができる。
【００６１】
更に、光学測定機２６のメモリ２３に、この光学測定機２６特有の光学特性として、光源３７の第１発光特性係数と光検出器４０の第１受光特性係数が格納されており、検証装置２７のメモリ４９に、この検証装置２７特有の光学特性として、光源８４の第２発光特性係数と光検出器７１ａ、７１ｂの第２受光特性係数が格納されている。従って、これらの光学特性を用いて、光学測定機２６と検証装置２７のバラツキに依存しない（組み合わせに依存しない）検証が可能となっている。
【００６２】
以下図９を用いて、本実施の形態におけるこうしたバラツキの補正について述べる。９１は、バラツキを有する光源３７或いは光源８４の光量である。この光量９１が光検出器４０或いは光検出器７１ａ、７１ｂで受光した場合の受光量９２が、第１の製品９３ａの数値は８０、第２の製品９３ｂの数値は１００、第３の製品９３ｃの数値は１２０であったとする。なお、受光量の数値が９０以上であって、数値が１１０以下のものを使用可能とする。
【００６３】
このような場合、従来のものなら使用不可と判別されるものでも、使用可能として扱うことができる。即ち、第１の製品９３ａの光学特性係数が１．２であったならば、結果として受光量９２は、光検出器４０、７１ａ、７１ｂで得た受光量９２の数値８０に、光学特性係数１．２を乗算すると受光量９２の数値は９６となり使用可能となる。
【００６４】
また、第３の製品９３ｃにおいても光学特性係数が０．８であったならば、結果として受光量９２は、光検出器４０、７１ａ、７１ｂで得た受光量９２の数値１２０に光学特性係数０．８を乗算して受光量９２の数値は９６となり使用可能となる。
【００６５】
なお、本実施の形態において、光源３７の検証には、光源検査手段７８の出力と、メモリ４９に格納された光検出器７１ａ、７１ｂの第２受光特性係数と、通信手段を用いて供給されるとともに、メモリ２３に格納された光源３７の第１発光特性係数を乗算して求めており、その値が予め定められた受光量９２の数値を１００とし、そのプラス・マイナス１０％以内である場合を使用可能領域とし、それ以外は、使用不可能領域としている。なお、簡易な検証方法として、光検出器７１ａ、７１ｂの第２受光特性係数を用いない場合もある。
【００６６】
また、光検出器４０の検証には、メモリ４９に格納された光源８４の第２発光特性係数と、通信手段を用いて供給されるとともに、メモリ２３に格納された光検出器４０の第１受光特性係数及び光検出器４０の出力を乗算して求めており、その値が予め定められた受光量９２の数値１００のプラス・マイナス１０％以内である場合を使用可能領域とし、それ以外は、使用不可能領域としている。なお、簡易な検証方法として、光検出器４０の第１受光特性係数を用いない場合もある。
【００６７】
また、この検証装置２７は、主な構成が電気回路で構成されているので、製品のバラツキが無く、容易に製造することができる。
【００６８】
図８は、光学測定機２６に検証装置２７を装着した断面図である。図８において、検証装置２７は、光学測定機２６の検査台２８上に装着されている。そして、光検出器７１ａ、７１ｂ及び光フィルタ７７は、光学測定機２６に設けられた光源３７の光軸８８ａに対して垂直に設けられている。 また、光源８４と光フィルタ３９及び光検出器４０とは向かい合っており、お互い光軸８８ｂに対して垂直に設けられている。
【００６９】
以上説明した、本実施の形態における光学測定機システムは、以下の機能を有している。先ず、光学測定機２６は、検証装置２７との組み合わせに依存せず、光学測定機２６の光源３７の光量を検証することができる。即ち、光学測定機２６の光源３７を構成するＬＥＤが正常な光量で点灯しているか否かを確認するために、光源３７の光量を光検出器７１ａで検出して、光源検査手段７８で光源３７の光量を検証する。もし、光量が適正でない場合には検証装置２７は、その旨を光学測定機２６に通知し、表示部３３に表示する。
【００７０】
また、擬似的な蛍光反応を電気回路を用いて出力することができる。即ち、光学測定機２６において血液凝固時間の測定が正常に動作するか否かを確認するために、検証装置２７は検査片２５による測定と同様の蛍光反応を光量調整器８１を用いて擬似的に出力し、光学測定機２６はその擬似的な蛍光反応を検出して血液凝固時間の算出が正しくできるか否かの検証を行なうことができる。
【００７１】
また、光学測定機２６の温度制御を検証することができる。即ち、光学測定機２６のヒータ４７の制御が正常に動作しているか否かを確認するために、検証装置２７は光学測定機２６に搭載しているサーミスタから出力される温度情報を電極４８経由で取得し、光学測定機２６の温度制御をチェックしている。もし、光学測定機２６の温度制御が正常に働いていない場合は、検証装置２７は電極４８を介して光学測定機２６にその旨を知らせ表示部３３に表示する。
【００７２】
更に、光学測定機２６に装着される検査片２５の装着検出をチェックすることができる。即ち、光学測定機２６の検査片２５の装着検出が正常に動作するか否かを確認するために、検証装置２７は、電極４８間の抵抗の抵抗値を切替えることにより、擬似的に検査片２５が装着された状態を生成し、光学測定機２６にその擬似的な検査片２５の装着を検出させる。
【００７３】
更にまた、検査片２５の試料２４（血液２９）の点着検出をチェックすることができる。即ち、光学測定機２６の試料２４検出が正常に動作するか否かを確認するために、検証装置２７は電極４８間の抵抗の抵抗値を切替えることにより、光学測定機２６に擬似的な試料２４の点着を検出させる。
【００７４】
また、制御プログラムを更新することができる。即ち、第２の制御器７６を形成するマイクロコンピュータのシリアル通信入力を用いて、検証装置２７の光源検査手段７８や光量調整器８１の制御プログラムを外部から更新することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明にかかる光学測定機の検証装置は、光学測定機と検証装置の組み合わせに依存すること無く検証することができるので、複数の光学測定機と検証装置を有する医療現場等で検証装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態１における光学測定機と検証装置のブロック図
【図２】同、血液検査システムの斜視図
【図３】同、光学測定機のブロック図
【図４】同、血液の凝固特性図
【図５】同、光学測定機の断面図
【図６】同、光学フィルタの波長特性図
【図７】同、血液の凝固時間測定のフローチャート
【図８】同、光学測定機と検証装置の断面図
【図９】同、光源系のバラツキを補正する説明図
【図１０】従来の光学測定機の断面図
【図１１】同、血液の凝固特性図
【図１２】同、光学測定機と検証装置の断面図
【図１３】同、他の例における光学測定機と検証装置の断面図
【図１４】同、光源系のバラツキの説明図
【符号の説明】
【００７７】
２３ メモリ
２６ 光学測定機
２７ 検証装置
３５ 第１の制御部
３７ 光源
４０ 光検出器
４３ 検査部
４９ メモリ
７１ａ 光検出器
７１ｂ 光検出器
７６ 第２の制御器
７８ 光源検査手段
８１ 光量調整器
８４ 光源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光検出器の出力が接続された検査部と、この検査部の出力が接続された第１の制御部と、この第１の制御部の出力が接続された第１の光源とを有する光学測定機の動作を検証する検証装置であって、前記検証装置は、前記第１の光源から照射される光を受光する第２の光検出器と、この第２の光検出器の出力に接続された光源検査手段と、この光源検査手段の出力が接続された第２の制御器と、この第２の制御器に接続された光量調整器と、この光量調整器の出力が接続されるとともに前記第１の光検出器に向かって照射する第２の光源とを備え、前記第１の制御部に第１のメモリを接続し、この第１のメモリに前記第１の光源の第１発光特性係数を格納し、前記第１の制御部と前記第２の制御器とを接続する通信手段を設け、前記第１の光源の検証は、前記光源検査手段の出力と、前記通信手段を介して得られる前記第１発光特性係数に基づいて検証される光学測定機の検証装置。
【請求項２】
検証装置の第２の制御器に第２のメモリを接続するとともに、この第２のメモリに第２の光源の第２発光特性係数を格納し、第１の光検出器の検証は、通信手段を介して得られる第１の光検出器の出力と、前記第２発光特性係数に基づいて検証される請求項１に記載の光学測定機の検証装置。
【請求項３】
検証装置の第２の制御器に第２のメモリを接続するとともに、この第２のメモリに第２の光検出器の第２受光特性係数を格納し、第１の光源の検証は、光源検査手段の出力と、前記第２受光特性係数と、通信手段を介して得られる第１発光特性係数に基づいて検証される請求項１に記載の光学測定機の検証装置。
【請求項４】
第１のメモリに第１の光検出器の第１受光特性係数を格納し、第１の光検出器の検証は、通信手段を介して得られる第１の光検出器の出力及び前記第１受光特性係数と、第２発光特性係数に基づいて検証される請求項２に記載の光学測定機の検証装置。
【請求項５】
検証装置と検査片とは光学測定機へ選択的に装着可能とし、前記検証装置と前記光学測定機の装着面に電極を設け、この電極を介して通信をする請求項１に記載の光学測定機の検証装置。
【請求項６】
検証装置と光学測定機の通信において、通信エラーが発生した場合は自動的に再送信する請求項５に記載の光学測定機の検証装置。
【請求項７】
検証装置と光学測定機の通信は、第１の光源と第２の光検出器を用いて前記光学測定機から前記検証装置へ通信をし、第２の光源と第１の光検出器を用いて前記検証装置から前記光学測定機への通信を行う請求項１に記載の光学測定機の検証装置。
【請求項１】
第１の光検出器の出力が接続された検査部と、この検査部の出力が接続された第１の制御部と、この第１の制御部の出力が接続された第１の光源とを有する光学測定機の動作を検証する検証装置であって、前記検証装置は、前記第１の光源から照射される光を受光する第２の光検出器と、この第２の光検出器の出力に接続された光源検査手段と、この光源検査手段の出力が接続された第２の制御器と、この第２の制御器に接続された光量調整器と、この光量調整器の出力が接続されるとともに前記第１の光検出器に向かって照射する第２の光源とを備え、前記第１の制御部に第１のメモリを接続し、この第１のメモリに前記第１の光源の第１発光特性係数を格納し、前記第１の制御部と前記第２の制御器とを接続する通信手段を設け、前記第１の光源の検証は、前記光源検査手段の出力と、前記通信手段を介して得られる前記第１発光特性係数に基づいて検証される光学測定機の検証装置。
【請求項２】
検証装置の第２の制御器に第２のメモリを接続するとともに、この第２のメモリに第２の光源の第２発光特性係数を格納し、第１の光検出器の検証は、通信手段を介して得られる第１の光検出器の出力と、前記第２発光特性係数に基づいて検証される請求項１に記載の光学測定機の検証装置。
【請求項３】
検証装置の第２の制御器に第２のメモリを接続するとともに、この第２のメモリに第２の光検出器の第２受光特性係数を格納し、第１の光源の検証は、光源検査手段の出力と、前記第２受光特性係数と、通信手段を介して得られる第１発光特性係数に基づいて検証される請求項１に記載の光学測定機の検証装置。
【請求項４】
第１のメモリに第１の光検出器の第１受光特性係数を格納し、第１の光検出器の検証は、通信手段を介して得られる第１の光検出器の出力及び前記第１受光特性係数と、第２発光特性係数に基づいて検証される請求項２に記載の光学測定機の検証装置。
【請求項５】
検証装置と検査片とは光学測定機へ選択的に装着可能とし、前記検証装置と前記光学測定機の装着面に電極を設け、この電極を介して通信をする請求項１に記載の光学測定機の検証装置。
【請求項６】
検証装置と光学測定機の通信において、通信エラーが発生した場合は自動的に再送信する請求項５に記載の光学測定機の検証装置。
【請求項７】
検証装置と光学測定機の通信は、第１の光源と第２の光検出器を用いて前記光学測定機から前記検証装置へ通信をし、第２の光源と第１の光検出器を用いて前記検証装置から前記光学測定機への通信を行う請求項１に記載の光学測定機の検証装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００７−１７１７４（Ｐ２００７−１７１７４Ａ）
【公開日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１９５９１３（Ｐ２００５−１９５９１３）
【出願日】平成１７年７月５日（２００５．７．５）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月５日（２００５．７．５）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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