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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Analyseverfahren für eine Blutkoagulationsreaktion.
Genauer bezieht sich die Erfindung auf ein Analyseverfahren einer
Blutkoagulationsreaktion zum Messen einer Zeit einer Blutkoagulation,
wobei das Verfahren dazu in der Lage ist, eine Anomalie in der Blutkoagulationsreaktion
zu detektieren.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Verfahren
zur Detektion der Blutkoagulation umfassen das Verfahren des Detektierens
eines Anstiegs in der Viskosität
(Viskositätsdetektionsverfahren),
das Verfahren des Detektierens einer Trübung (Trübungsdetektionsverfahren) und
deren kombiniertes Verfahren.
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Bei
dem Viskositätsdetektionsverfahren
wird ein stangenförmiges
oder sphärisches
Magnetelement in der Plasmaprobe platziert und ein Koagulationsreagens
wird hinzugefügt.
Die Bewegung des magnetischen Elementes wird aufgrund der Koagulation
langsamer und dieses Verlangsamen wird detektiert.
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Das
Viskositätsdetektionsverfahren
erzeugt jedoch variable Resultate abhängig von der Form der Fibrinklumpen,
welche das Endprodukt der Blutkoagulation sind (also der Menge oder
Viskosität
des Fibrins). Darüber
hinaus ist es unmöglich,
eine Koagulation zu detektieren, außer die Viskosität steigt über ein
spezifisches Niveau an. Daneben ist es abhängig von der Stärke des
Magnetfeldes des Elements, da das Messprinzip auf dem Beobachten
der Bewegung des magnetischen Elementes basiert.
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Das
Trübungsdetektionsverfahren
umfasst das Mischen der Plasmaprobe und eines Koagulationsreagens
und es erfordert kein magnetisches Element oder ähnliches. Das Verfahren kann
ein Verfahren des transmittierten Lichtes sein oder ein Verfahren
des gestreuten Lichtes. Mit diesen Detektionsverfahren wird, wenn
die Fibrinogenmenge klein ist, eine Veränderung in der Quantität des transmittierten
oder gestreuten Lichtes detektiert und es ist daher frei von den
Nachteilen des Viskositätsdetektionsverfahrens.
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Verfahren
zum Analysieren eines Blutkoagulationspunktes umfassen: (1) ein
Prozentdetektionsverfahren; (2) ein Differentialverfahren; (3) ein
doppeltes Differentialverfahren; (4) ein Beugungspunktverfahren;
(5) ein Fluktationsdetektionsverfahren und ähnliches. Unter diesen wird
bei dem Prozentdetektionsverfahren der Blutkoagulationspunkt als
ein Punkt detektiert, an welchem einen 50 %-iger optischer Veränderungsbetrag
relativ zu dem optischen Veränderungsbetrag
detektiert wird, zu dem die Blutkoagulation beendet wird, wobei
an diesem Punkt ein optisches Veränderungsverhältnis pro
Zeiteinheit am größten ist
und die Rate für
eine Polymerisationsreaktion eines Fibrinmonomers hoch ist. Dadurch
kann eine präzisere
Koagulationsmessung für
Proben, wie beispielsweise Proben mit niedrigen Fibrinogengehalt,
Darmsaftproben und ähnliche
Blutproben durchgeführt
werden.
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Normalerweise
wird zur Analyse einer Blutkoagulationsreaktion Plasma mit einem
Blutkoagulationsreagens gemischt, um die Blutkoagulationsreaktion
zu starten und der Grad der Trübung
während des
Prozesses des Plasmakoagulierens, also des Prozesses während der
Fibrinausbildung, als eine Veränderung
in der Intensität
eines Signals durch einen optischen Detektor zu detektieren. Wenn
der optische Detektor aus einem Streulichtdetektionssystem besteht,
wird solch eine Veränderung
repräsentiert
durch die Zeit, die auf der Abszisse aufgetragen ist, und dem gestreuten
Lichtbetrag (Intensität), der auf
der Ordinate aufgetragen ist, so wie beispielsweise in 1 gezeigt.
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Punkt
A in 1 zeigt einen Zeitpunkt, zu dem Plasma mit einem
Koagulationsreagens gemischt wird, um die Blutkoagulationsreaktion
zu starten. Dann schreitet die Blutkoagulationsreaktion durch eine
Kaskadenreaktion fort. Wenn stabiles fibröses Fibrin durch Fibrinogen
in dem Plasma ausgeformt wird, tritt eine Veränderung in dem Betrag des gestreuten
Lichtes auf (Punkt B). Wenn die Ausbildung des stabilen Fibrins
fortschreitet, steigt der Betrag des gestreuten Lichtes an. Wenn
das meiste Fibrinogen verbraucht ist, verändert sich der Betrag des gestreuten
Lichtes nicht mehr und die Blutkoagulationsreaktion endet (Punkt
C). Angenommen, dass der Betrag des gestreuten Lichtes am Punkt
B als 0% angenommen wird (Nichtkoagulationsniveau) und der Betrag
des gestreuten Lichtes am Punkt C als 100% angenommen wird, kann
eine Blutkoagulationszeit definiert werden als ein Punkt, an dem
der Betrag des gestreuten Lichtes 50% erreicht (Punkt T). ΔH gibt eine
Veränderung
des Betrages des gestreuten Lichtes von dem Start der Blutkoagulationsreaktion
bis zu dessen Beendigung an.
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Typischerweise
führt der
folgende komplizierte Prozess zu der Bildung von Fibrin. Die Blutkoagulation
schreitet im Allgemeinen auf zwei Wegen fort: Ein Weg wird der extrinsische
Weg genannt, durch den, startend mit einem Gewebe Thromboplastin,
welches aus den epidermischen Zellen und ähnlichem ausgegeben wird, wird
der Koagulationsfaktor VII aktiviert, welcher seinerseits den Koagulationsfaktor
X aktiviert, dann die Aktivierung des Koagulationsfaktors V und
des Faktors II auftritt, und letztendlich Fibrinogen in Fibrin transformiert
wird. Im Allgemeinen wird die Stärke
oder Schwäche,
also die Normalität
oder Anomalie der Blutkoagulationsreaktion entlang dieses Weges
durch Messen der "Prothrombinzeit
(PT)" bestimmt.
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Der
andere Weg wird als die intrinsische Koagulation bezeichnet, durch
welche der Koagulationsfaktor XII durch Kontaktieren der Oberfläche einer
festen Phase aktiviert wird, welche eine negative Ladung aufweist
und dann den Faktor XI aktiviert, wobei der aktivierte Faktor XI
seinerseits den Faktor IX aktiviert, und weiter der aktivierte Faktor
IX den Faktor X in einem kollaborativen Vorgang von Kalziumionen
und dem Faktor VIII aktiviert wird, dann die Aktivierung des Faktors
V und des Faktors II auftritt, und letztlich Fibrinogen in Fibrin
transformiert wird. Im Allgemeinen wird die Stärke oder Schwäche, also die
Normalität
oder Anomalie der Blutkoagulationsreaktion durch diesen Weg durch
das Messen einer "aktivierten
partiellen Thromboplastinzeit (APTT)" (engl. activated partial thromboplastine
time), eine "partielle
Thromboplastinzeit (PTT)" (engl.
partial thromboplastine time) bestimmt.
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Zusätzlich ist
in dem endgültigen
Zustand der Koagulationsreaktion ein Fibrinogen erforderlich, welches
in Fibrin transformiert wird, wodurch die Koagulation vervollständigt wird.
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Wie
oben beschrieben ist die Blutkoagulation eine Vielschrittreaktion
und daher kann, wenn eine Anomalie auftritt, innerhalb der Reaktionswege
ein instabiles Verhalten wiedergegeben werden. Zum Beispiel fällt die
Reaktion in einen solchen Zustand, als ob die Reaktion offensichtlich
in der Mitte der Reaktion zeitweise stoppen würde (eine optische Veränderung
wird nicht beobachtet) oder alternativ wird eine graduelle optische
Veränderung
unmittelbar nachdem das Blutkoagulationsreagens in das Plasma eingeführt ist,
beobachtet. Daher gibt es Fälle,
in denen die Reaktionskurve, so wie sie in 1 gezeigt
ist, nicht immer hergestellt wird.
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Als
ein Beispiel tendiert in dem Fall, in dem die Koagulationszeit basierend
auf einem optischen Veränderungsbetrag
bezüglich
Proben mit hohem Fibrinogengehalt gemessen wird, welche von mit
Heparin versorgten Patienten gesammelt sein, die APTT manchmal dazu,
extrem kurz zu sein. Es wird beachtet, dass solche Proben eine Zweihöckerreaktion zeigen
(die Blutkoagulationskurve hat zwei Anstiegsphasen) aufgrund einer
Koagulationsreaktion, welche durch einen extrinsischen Stheniezustand hervorgerufen
wird, so wie in 2 gezeigt: Der optische Veränderungsbetrag
der Proben nimmt nach und nach mit einem Verstreichen der Zeit von
der Eingangsphase der Reaktion aus zu und dann ist der optische
Veränderungsbetrag
größer als
der einer normalen Koagulationsreaktion (zweite Phase). Als ein
Resultat eines solchen Verhaltens, welches sich von dem Üblichen
unterscheidet, wird angenommen, dass eine nicht richtige Koagulationszeit
berechnet wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren
zum Analysieren einer Blutkoagulationsreaktion bereitzustellen,
welches dazu in der Lage ist, präzise
eine Anomalie in der Blutkoagulationsreaktion zu detektieren, umfassend
eine Anomalie in der Eingangsphase der Reaktion, so wie sie oben
beschrieben wurde.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Analyseverfahren einer Blutkoagulationsreaktion
angegeben durch das Detektieren einer optischen Veränderung
einer Blutprobe mit dem Verstreichen der Zeit, wobei das Verfahren
die Schritte des Festlegens eines Prüfpunktes oder einer Prüfregion
zwischen dem Start der Reaktion und dem Ende der Reaktion umfasst
und das Überwachen
eines Reaktionszustandes der Reaktion durch Berechnen eines Prüfwertes
an dem Prüfpunkt
oder der Prüfregion,
das Vergleichen des Prüfwertes
mit einem vorbestimmten Schwellenwert, und Bewerten des Vorliegens oder
Abwesendseins einer Anomalie der Blutkoagulationsreaktion basierend
auf dem verglichenen Resultat, wenn der Prüfwert ausgewählt ist
aus einem Wert (1), einem Wert (2), einem Wert (3) und einem Wert
(4), wobei der Wert (1) eine erste Zeit ist, die für eine Veränderung
von einem ersten optischen Detektionswert zu einem zweiten optischen
Detektionswert benötigt
wird, der Wert (2) ein Betrag einer optischen Veränderung
in einem vorbestimmten Zeitrahmen ist, der Wert (3) ein Verhältnis zwischen
einer zweiten Zeit ist, die für
eine Veränderung
von einem dritten optischen Detektionswert zu einem vierten optischen Detektionswert
benötigt
wird, und einer dritten Zeit, die zur Veränderung von einem fünften optischen
Detektionswert zu einem sechsten optischen Detektionswert benötigt wird,
und der Wert (4) eine vierte Zeit ist, die zum Erreichen eines vorbestimmten
optischen Detektionswertes erforderlich ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Ansicht, die eine Veränderung des
gestreuten Lichtes aufgrund einer Koagulationsreaktion zeigt.
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2 ist
eine Ansicht, die eine Veränderung des
von einer Probe gestreuten Lichtes zeigt, welche eine Anomalie in
einer Anfangsstufe der Blutkoagulationsreaktion anzeigt.
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3 ist
eine Ansicht, die die Zusammensetzung einer Vorrichtung zum Messen
einer Blutkoagulation zeigt.
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4 ist
ein Flussdiagramm, welches die Berechnung einer Koagulationszeit
durch die Vorrichtung zum Messen der Blutkoagulation zeigt.
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5 ist
eine Ansicht, die eine Veränderung der
Menge des gestreuten Lichtes über
die Zeit in einem Beispiel zeigt.
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6 ist
eine Ansicht, welche die Detektion einer Reaktionsratenanomalie
in der Fibrinausbildungsstufe zeigt.
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7 ist
eine Ansicht, welche die Detektion des Vorliegens oder Nichtvorliegens
einer initialen Stufe der Blutkoagulationsreaktion zeigt.
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8 ist
eine Ansicht, welche die Detektion des Vorliegens oder Nichtvorliegens
einer Drift in einer Reaktionskurve zeigt.
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9 ist
eine Ansicht, welche die Detektion einer Anomalie einer Zeit zeigt,
bis zu der ein vorbestimmter optischer Veränderungsbetrag erreicht wurde.
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10 ist
ein Flussdiagramm, welches die Detektion einer Reaktionsratenanomalie
in der Fibrinausbildungsstufe zeigt.
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11 ist
ein Flussdiagramm, welches die Detektion des Vorliegens oder Nichtvorliegens
einer Anomalie in einer initialen Stufe der Blutkoagulationsreaktion
zeigt.
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12 ist
ein Flussdiagramm, welches die Detektion des Vorliegens oder des
Nichtvorliegens einer Drift in einer Reaktionskurve zeigt.
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13 ist
ein Flussdiagramm, welches die Detektion einer Anomalie einer Zeit
zeigt, bis ein vorbestimmter optischer Veränderungsbetrag erreicht wurde.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Die
Blutprobe in der vorliegenden Erfindung meint ein Plasma oder ein
verdünntes
Plasma, welches vom Blut von Säugetieren,
umfassend Menschen, getrennt wurde.
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Zum
Starten einer Koagulationsreaktion wird die Blutprobe mit einem
Koagulationsreagens gemischt, welches die Koagulationsreaktion dadurch
initiieren kann, dass es zu der Blutprobe hinzugefügt wird
und zum Messen einer Blutkoagulationszeit verwendet wird. Unterschiedliche
Arten von Reagenzien können
abhängig
davon, welcher Typus von einer Blutkoagulationszeit gemessen werden
soll, verwendet werden. Zum Beispiel können Reagenzien für eine PT
(Prothrombinzeit) Messung oder eine APTT (aktivierte partielle Thromboplastinzeit)
Messung und eine Fbg (Fibrinogenmenge) Messung verwendet werden.
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In
der vorliegenden Erfindung wird eine optische Veränderung
in der Blutprobe über
die Zeit vom Start bis zum Ende einer Blutkoagulationsreaktion gemessen,
um die Blutkoagulationsreaktion zu beobachten. Hier meint die optische
Veränderung
eine Veränderung
eines gestreuten Lichtbetrages, eines transmittierten Lichtbetrages
oder ähnlichem.
Die Blutkoagulationsreaktion kann unter Verwendung eines Blutkoagulationsanalysators
beobachtet werden, so wie er später
beschrieben ist, welcher hauptsächlich
einen Lichttransmissionsbehälter
zum Aufnehmen der Blutprobe, einer Zufuhr für das Reagenz zum Zuführen eines
Blutkoagulationsreagens in den Behälter, einer Lichtquelle zum
Bestrahlen der aufgenommenen Blutprobe mit Licht, einem Photorezeptor zum
Aufnehmen von Licht, beispielsweise gestreutem Licht, der Blutprobe,
einer Messsektion zum Messen einer Veränderung über die Zeit des Betrages (oder
der Intensität)
des Lichtes, beispielsweise des gestreuten Lichtes, nachdem das
Blutkoagulationsreagens der Blutprobe zugeführt ist und Berechnen einer
Blutkoagulationszeit, und eine Anzeige zum Anzeigen eines Resultats
der Berechnung durch die Messsektion umfasst.
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Die
Blutkoagulationsreaktion kann aus der beobachteten Blutkoagulationsreaktion
analysiert werden, um das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Anomalie
der Blutkoagulationsreaktion zu detektieren, insbesondere einer
anfänglichen
Stufe der Blutkoagulationsreaktion (erste Stufe). Die Analyse der Reaktion
kann durch das Festlegen eines spezifischen Zeitpunktes oder eines
Bereiches oder eines spezifischen optischen Veränderungsbetragspunktes oder
-bereiches als einen Prüfpunkt
oder Prüfregion
durchgeführt
werden, zum Beispiel in einer Koagulationsreaktionskurve, vom Start
der Reaktion bis zum Ende der Reaktion, Berechnen eines Reaktionszustandes
(Reaktionsrate, Veränderungsbetrag,
einer Zeit, welche für
eine spezifische Veränderung
benötigt
wird, etc.) an dem festgelegten Punkt oder dem Bereich und Vergleichen
des berechneten Reaktionszustandes mit einem vorbestimmten Schwellenwert.
Der Schwellenwert kann experimentell oder empirisch aus einer Tendenz
normaler Proben oder ähnlichem
bestimmt werden.
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Die
Analyse kann beispielsweise an einem oder mehreren der folgenden
Werte ausgeführt
werden:
- (1) Eine Reaktionsrate während der
Fibrinausbildung (SLOW REACTION CHECK);
- (2) das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Initialstufe der
Blutkoagulationsreaktion (START ANGLE CHECK);
- (3) das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Drift in einer Koagulationsreaktionskurve
(DRIFT CHECK); und
- (4) eine Zeit vom Start der Reaktion bis zu einem Erreichen
eines vorbestimmten Wertes h des optischen Veränderungsbetrags (EARLY% CHECK).
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Diese
Werte werden nun detailliert beschrieben werden.
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(1) Eine Reaktionsrate
während
der Fibrinausbildung.
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Im
Allgemeinen ist die optische Veränderung sehr
klein bevor das Fibrin beginnt, sich als ein Resultat des Voranschreitens
der Blutkoagulation auszuformen, welche durch das Blutkoagulationsreagens
hervorgerufen wird, welches in die Blutprobe eingebracht wird. Sobald
jedoch die Fibrinausbildung startet und voranschreitet, tritt eine
schnelle optische Veränderung
innerhalb einer kurzen Zeit auf. Daher kann durch das Festlegen
eines Prüfpunktes
an einer Position eines bestimmten Veränderungsbetrages zwischen dem
Start der optischen Veränderung
aufgrund der Fibrinausbildung und dem Ende der Koagulation, beispielsweise
der Fibrinausbildung, und dem Prüfen
der Reaktionsrate an dem Prüfpunkt
eine Anomalie detektiert werden. Die Reaktionsrate kann erhalten
werden durch das Berechnen einer optischen Veränderungsrate je Zeiteinheit
(Steigung) an dem Prüfpunkt,
oder alternativ durch das Festlegen eines spezifischen Bereiches
mit dem Prüfpunkt
als dem Zentrum und Abzählen
einer Zeit, welche zum Erzeugen der optischen Veränderung
in diesem Bereich benötigt
wird. Eine Schwelle wird für
die Reaktionsrate (die Schwelle kann experimentell oder durch Erfahrung
festgelegt werden) festgelegt und wenn die ermittelte Reaktionsrate
die Schwelle nicht erreicht, wird sie so bewertet, dass eine "Reaktionsratenanomalie" existiert. Im Falle
der Anomalie kann eine Fehlermarkierung festgelegt werden (zum Beispiel
ein Zeichen, wie beispielsweise ein Stern "*" oder
ein Buchstabe, so wie "E") und auf der Anzeigesektion
angezeigt werden. Dieser Betrag ist anwendbar auf die folgenden
Werte.
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(2) Das Vorliegen oder
Nichtvorliegen einer initialen Reaktion
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Im
Allgemeinen gibt es nur einen geringen optischen Veränderungsbetrag
in einer initialen Stufe der Koagulationsreaktion (zum Beispiel
20 Sekunden für
APTT). Durch das Festlegen von spezifischen zwei Zeitpunkten als
Prüfpunkte
während
der initialen Stufe der Reaktion und ein Ermitteln des optischen
Veränderungsbetrages
in der Zeitdauer zwischen den beiden Zeitpunkten kann das Vorliegen oder
Nichtvorliegen einer initialen Stufe der Reaktion bewertet werden.
Eine Schwelle liegt auf die gleiche Weise wie oben beschrieben vor,
und wenn der erhaltene optische Veränderungsbetrag die festgelegte Schwelle überschreitet,
wird dies so bewertet, dass die initiale Stufe der Reaktion vorliegt.
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Zusätzlich wird
hierzu eine Schwelle für
den optischen Veränderungsbetrag
vom Start bis zum Ende der Fibrinausbildung festgelegt. Wenn diese Schwelle
nicht erreicht wird, wird dies so bewertet, dass ein Messfehler
existiert und das Resultat wird nicht berichtet. Wenn die Schwelle überschritten wird,
kann das Resultat berichtet und mit einer Fehlermarkierung angezeigt
werden, welche einen Messfehler andeutet.
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(3) Das Vorliegen oder
Nichtvorliegen einer Drift in der Reaktionskurve
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Im
Allgemeinen ist die Rate der optischen Veränderung in der initialen Stufe
der Reaktion gering und die Rate der optischen Veränderung
ist während
der Fibrinausbildung groß.
Ein signifikanter Unterschied wird zwischen den Reaktionsraten in
der initialen Stufe der Reaktion und während der Fibrinausbildung
gesehen. Andererseits zeigen in einer Probe, welche eine graduelle
optische Veränderung
zeigt, die Reaktionsraten nicht eine so signifikante Differenz wie
die in normalen Proben. Daher ist es möglich festzustellen, ob oder
ob nicht der optische Veränderungsbetrag
nach und nach ansteigt (ob oder ob nicht eine Drift existiert),
durch Vergleichen der Reaktionsraten in der initialen Stufe der
Reaktion und in der Fibrinausbildungsstufe. Spezifisch werden Prüfpunkte
in einer Position eines spezifischen optischen Veränderungsbetrages
in der initialen Stufe der Reaktion und an einer Position eines
spezifischen optischen Veränderungsbetrages
in der Fibrinausbildungsstufe festgelegt und die Reaktionsrate wird
an jedem Punkt ermittelt. Weiterhin wird ein Verhältnis (die
Reaktionsrate in der initialen Stufe der Reaktion/die Reaktionsrate
während
der Fibrinausbildung) berechnet. Wenn das berechnete Verhältnis nicht
einer vorbestimmten Schwelle entspricht, so wird es so bewertet,
dass eine Drift existiert. Die Reaktionsraten können auf die gleiche Weise
erhalten werden, wie es vorhergehend beschrieben wurde.
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(4) Die Prüfzeit ist
abgelaufen von dem Start der Reaktion bis dahin, wo der optische
Veränderungsbetrag
einen vorbestimmten Wert erreicht hat
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Im
Allgemeinen wird bei normalen Proben eine relativ lange Zeit dazu
benötigt,
bis die optische Veränderung
aufgrund der Fibrinausbildung stattfindet. Im Kontrast hierzu tritt
in Proben, welche eine graduelle optische Veränderung zeigen, die optische Veränderung
unmittelbar danach oder eine relativ kurze Zeit danach auf, nachdem
das Reagens in das Plasma eingebracht wurde. Daher wird eine spezifische
Position des optischen Veränderungsbetrages als
ein Prüfpunkt
festgelegt, die Zeit, welche dazu benötigt wird diesen Prüfpunkt zu
erreichen wird ermittelt, und die so ermittelte Zeit wird mit einer
vorgegebenen Schwelle verglichen. Dadurch ist es möglich, eine
Anomalie zu detektieren.
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Die
Anomalie der Reaktion, insbesondere der initialen Stufe der Reaktion,
kann durch das Kombinieren von zwei oder mehreren der obigen Werte (1)
bis (4) mit einer höheren Empfindlichkeit
detektiert werden. Insbesondere ist das Verfahren der vorliegenden
Erfindung effektiv bei der APTT Messung.
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Das
Verfahren des Analysierens der Blutkoagulationsreaktion der vorliegenden
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
detailliert beschrieben werden.
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Die
Blutkoagulationsreaktion wird unter Verwendung eines Blutkoagulationsanalysators
analysiert, so wie er in 3 gezeigt ist. In diesem Blutkoagulationsanalysator
wird Plasma, welches analysiert werden soll, vorher in eine transparente
Teströhre 1 eingebracht.
Wenn ein Reagenzkörper
(zum Beispiel ein PT Reagens aus einer Reagenzienzuführvorrichtung 2 der
Teströhre 1 mittels
einer Pipette 3 zugeführt
wird, wird Licht von einer LED 4 in die Teströhre 1 eingestrahlt.
Das Licht, welches innerhalb der Teströhre 1 gestreut wird,
wird durch eine Photodiode 5 aufgenommen und der Betrag
des gestreuten Lichtes wird detektiert.
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Eine
Messsektion 6 ist mit einer Detektionssektion 6a zum
Detektieren eines Betrages des gestreuten Lichtes versehen (Veränderung:
Ansteigen, Abnehmen oder Sättigung);
eine Bewertungssektion 6b zum Bewerten, ob oder ob nicht
der Betrag des gestreuten Lichtes ansteigt; eine Kontrollsektion 6c zum
Bewerten, wenn eine Sättigung
des Betrages des gestreuten Lichtes detektiert wurde, ob oder ob nicht
der Betrag des gestreuten Lichtes innerhalb einer vorbestimmten
nachfolgenden Zeit weiter ansteigt und zum Steuern, wenn der Betrag
ansteigt, der Detektionssektion 6a und der Bewertungssektion 6b so,
dass die Detektion einer nachfolgenden Sättigung wiederholt durchgeführt wird,
und eine Berechnungssektion 6d zum Berechnen, wenn die
Sättigung
des Betrages des gestreuten Lichtes endgültig detektiert ist, einer
Koagulationszeit basierend auf einem Sättigungswert. Die Messsektion 6 ist
dazu ausgebildet, ein Ausgangssignal der Photodiode 6 zu
bearbeiten und ein bearbeitetes Resultat auf einer CRT 7 anzuzeigen.
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Obwohl
die transparente Teströhre 1 in
dem oben beschriebenen Beispiel als ein Lichttransmissionsbehältnis verwendet
wird, kann das Lichttransmissionsbehältnis an zumindest einem Abschnitt transparent
sein, welcher in der optischen Detektion involviert ist. Zu diesem
Zweck kann beispielsweise eine aus Glas oder Kunstharz hergestellte
transparente Teströhre
oder ähnliches
von 10mm bis 20mm im Durchmesser und 50mm bis 100mm in der Höhe oder ähnlichem
verwendet werden.
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In
dem oben beschriebenen Beispiel wird beispielsweise die LED 4 als
die Lichtquelle verwendet. Die Photodiode 5 wird als der
Lichtempfänger verwendet,
aber andere Vorrichtungen, wie beispielsweise ein Phototransistor,
können
als Lichtempfänger
verwendet werden. Die CRT 7 wird als die Anzeigesektion
verwendet, aber die Anzeigesektion kann ebenso als ein Flüssigkristalldisplay
und eine Vorrichtung zum Drucken der Analyseresultate auf einem
Druckpaper ausgeformt sein. Weiterhin kann ein Mikrocomputer, welcher
aus einer CPU, einem ROM und einem RAM zusammengesetzt ist, als
Messsektion 6 verwendet werden.
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Die
Detektionssektion 6a kann nach und nach zu jeder vorbestimmten
Zeit Werte des Betrages des gestreuten Lichtes aufnehmen und speichern.
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Die
Bewertungssektion 6b ermittelt den Start der Koagulationreaktion
und kann dann i) einen Unterschied zwischen dem aktuellsten Sättigungswert und
dem aktuellsten Ermittlungswert berechnen, wobei, wenn die Differenz
kleiner ist als ein erster vorbestimmter Wert, sie es so bewerten
kann, dass der Betrag des gestreuten Lichtes nicht ansteigt (sättigt). Oder
alternativ ii) kann die Bewertungssektion 6b ein Verhältnis der
Differenz zwischen dem aktuellsten Ermittlungswert und dem minimalen
Ermittlungswert und dem aktuellsten Sättigungswert und dem minimalen
Ermittlungswert berechnen, wodurch, wenn das Verhältnis kleiner
ist als ein zweiter vorbestimmter Wert, sie es so bewerten kann,
dass der Betrag des gestreuten Lichtes nicht ansteigt (sättigt).
Zusätzlich
kann iii) die Bewertungssektion 6b die Differenz zwischen
dem aktuellsten Sättigungswert
und dem aktuellsten Aufnahmewert berechnen und ein Verhältnis der
Differenz zwischen dem aktuellsten Aufnahmewert und dem minimalen
Aufnahmewert zu der Differenz zwischen dem aktuellsten Sättigungswert
und dem minimalen Aufnahmewert berechnen, wobei, wenn die Differenz
kleiner ist als der erste vorbestimmte Wert und wenn das Verhältnis kleiner
ist als der zweite vorbestimmte Wert, sie es so bewerten kann, dass
der Betrag des gestreuten Lichtes nicht ansteigt. Wenn die Sättigung
des Betrages des gestreuten Lichtes detektiert wurde, wird betrachtet,
ob oder ob nicht der Betrag des gestreuten Lichtes über eine
vorbestimmte Zeit hinweg weiter zunimmt. Wenn der Betrag wieder
zunimmt, wird die Detektion der Sättigung des Betrages des gestreuten
Lichtes wiederholt, um den endgültigen
Sättigungswert
zu detektieren. Dadurch kann, selbst in dem Fall, in dem die Reaktion
so aussieht als ob sie zeitweise auf ihrem Weg stoppt, die Berechnungssektion 6d die
Koagulationszeit genauer bestimmen. Weiterhin kann, nachdem der
endgültige
Sättigungswert
bestimmt ist, die Bewertungssektion 6b bevorzugt das Fortschreiten
der Koagulationsreaktion analysieren und, wenn eine vorbestimmte
Bedingung erfüllt
wird, eine initiale Reaktionsanomalie bewerten. Hier meint die Sättigung,
dass die Veränderung
des Betrages des gestreuten Lichtes über die Zeit temporär oder permanent
verschwindet.
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Beispiel 1
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Eine
generelle Prozedur des Blutkoagulationsanalyseverfahrens wird weiter
detailliert unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm, welches in 4 gezeigt
ist, beschrieben.
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Als
erstes wird im Schritt S1 eine initiale Einrichtung bereitgestellt.
Als nächstes,
wenn ein Reagenz durch die Reagenzienzuführvorrichtung 2 in Übereinstimmung
mit einer Anweisung von der Messsektion 6 zugeführt wird,
wird die LED 4 gleichzeitig angeschaltet. Dann wird ein
Strombetrag des gestreuten Lichtes D(i) durch die Photodiode 5 aufgenommen
und die Messung wird gestartet (Schritte S2 und S3). Die Aufnahme des
Betrages des gestreuten Lichtes wird beispielsweise alle 0,1 Sekunden
durchgeführt.
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Als
nächstes,
wenn eine vorgestellte maximale Messzeit Tm (zum Beispiel 600 Sekunden) noch
nicht seit dem Start der Messung im Schritt S4 verstrichen ist,
wird ein Unterschied zwischen dem minimalen Wert Dmin der bereits
aufgenommenen Werte und einem aktuellen Wert D(i) berechnet. Wenn
die Differenz größer ist
als ein anfänglich
festgelegter Wert "d", so wird dies so
bewertet, dass eine Veränderung
innerhalb des aufgenommenen Wertes aufgetreten ist, nämlich, dass
die Koagulationsreaktion begonnen hat (Schritt S5). Jederzeit, wenn
ein aktueller Wert D(i) aufgenommen wird, wird eine Differenz zwischen
dem aktuellen Wert D(i) und dem Wert D(i-k) bei der Messung "k"-mal
aufgenommen, bevor sie berechnet wird (wobei k = 1, 2, 3 ... 63).
Wenn die Differenz kleiner ist als ein vorherbestimmter Wert "e" (Schritt S6), wird D(i) zu diesem Zeitpunkt
als ein vorläufiger
Sättigungswert "Del" (Schritt S7) angesehen.
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Dann
werden jedes Mal wenn ein aktueller Wert D(i) aufgenommen wird,
eine Differenz zwischen D(i) und Del und ein Verhältnis von
(D(i)-Dmin) und (Del-Dmin) berechnet. Wenn die Differenz kleiner
ist als ein vorbestimmter Wert "f" und das Verhältnis kleiner
ist als 1, 2, dann wird dies so angesehen, dass der aktuelle Wert
D(i) sich nicht verändert
(sättigt)
(Schritt S8).
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Wenn
dieser unveränderte
Zustand über eine
vorbestimmte Zeit "Ts" hinweg andauert
(zum Beispiel 100 Sekunden) (Schritt S9), wird der Sättigungswert "Del" als der finale Sättigungswert "Den" bestimmt (Schritt
S10).
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5 ist
ein Graph, der den oben beschriebenen Prozess zeigt. Wie in 5 gezeigt
ist, wird, wenn "Den" als 100% gesetzt
wird und "Dmin" als 0% gesetzt wird,
eine Zeit "t1" wenn der Betrag
des gestreuten Lichtes 50% erreicht, als die Koagulationszeit berechnet.
Dann werden der Graph der 5 und der
Wert von "t1" auf der CRT 7 angezeigt.
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Als
nächstes
wird, wenn sich D(i) im Schritt S8 geändert hat, "d" auf
(d+Del) zurückgesetzt
und die Routine kehrt zum Schritt S3 zurück. Dann werden die Schritte
S3 bis S8 wiederholt. Wenn angenommen wird, dass D(i) sich nicht
verändert
(sättigt), selbst
nachdem die Zeit "Ts" verstrichen ist
(Schritt S9), wird der Sättigungswert "Del" so bestimmt, dass er
ein endgültiger
Sättigungswert "Den" (Schritt S10) ist.
Im Schritt S4 jedoch, wenn die Zeit nach dem Start der Messung "Tm" überschreitet, wird die Messung
beendet und "nicht
messbar" wird auf
der CRT 7 angezeigt.
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Wenn
der finale Sättigungswert "Den" bestimmt wird, wird
ein initialer Reaktionsanomaliescheck (Schritt S11) in der Bewertungssektion durchgeführt, so
wie folgt. Wenn es so bewertet wird, dass keine Anomalie auftritt,
wird die Koagulationszeit berechnet. Wenn es so bewertet wird, dass
eine Anomalie auftritt, wird eine Fehlermarkierung gesetzt und auf
der CRT 7 gezeigt.
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Beispiel 2
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Eine
Prozedur des Analysierens einer Blutkoagulationsreaktion einer anormalen
Probe, welche eine optische Veränderung
unmittelbar nach der Einführung
des Reagenz erzeugt (unmittelbar nachdem die Reaktion gestartet
ist), wird nun unter Bezugnahme auf die Flussdiagramme der 6 bis 9 und 10 bis 13 beschrieben
werden. Die Blutkoagulationsreaktion in dieser Erklärung wird
unter Verwendung eines APTT Reagenz zum Messen von APTT ausgeführt. Aufgrund
einer einfachen Erklärung
zeigen die 6 bis 9 nicht
nur einen optischen Veränderungsbetrag
(Betrag der Veränderung des
gestreuten Lichtes) ΔH
(=Den – Dmin)
eines unkoagulierten Niveaus bis zu einem Koagulationsendpunkt einer
anormalen Probe, sondern ebenso eine normale Probe.
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(1) Das Vorliegen oder
Nichtvorliegen einer Anomalie der Reaktionsrate während der
Fibrinausbildung (SLOW REACTION CHECK)
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Wie
in 6 gezeigt ist, wird die Blutkoagulationsreaktion
gemessen und eine Blutkoagulationsreaktionskurve wird erzeugt. Dann,
wie in dem Flussdiagramm der 10 gezeigt,
wird der finale Sättigungswert
Den aus dem Betrag des gestreuten Lichtes am Koagulationsendpunkt über die
anormale Probe hinweg bestimmt.
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Nachfolgend
wird in 6 ein Prüfpunkt HT zuerst
vorgewählt.
Obwohl HT beliebig bestimmt werden kann,
kann der Prüfpunkt
HT bevorzugt an einem Punkt festgelegt sein,
der ungefähr
50% des gesamten gestreuten Lichtveränderungsbetrages ist, da die Reaktionsraten
der normalen Probe und der anormalen Probe dazu tendieren, einfach
voneinander zu differieren. Als nächstes wird ein Fenster mit
einer Breite von "h" festgelegt, so dass
es an dessen Zentrum HT aufweist (also ein
symmetrisches Fenster). Der Wert von "h" kann
beliebig gesetzt werden. Zum Beispiel ist, wenn HT ist
und "h" 4% ist, eine Zeit "dT" = T54% – T46% für
eine Veränderung
des Betrags des gestreuten Lichtes im Bereich von 46% bis 54% erforderlich
(wobei T54% eine Zeit ist, die benötigt wird
für eine
Veränderung
bis zu 54%, und T46% eine Zeit ist, die
dafür für eine Veränderung
bis zu 46% erforderlich ist) erhalten wird.
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Eine
Zeit "dta", welche für die anormale
Probe notwendig ist, um die Veränderung
des Betrags des gestreuten Lichtes des Fensters zu erzeugen, ist länger als
die Zeit "dtn", welche dazu notwendig
ist, in der Normalprobe die Veränderung
des Betrages des gestreuten Lichtes des Fensters zu erzeugen. Daher
wird eine Schwelle dTmax (dTmax kann experimentell oder über die
Erfahrung bestimmt werden) vorbestimmt und wenn dT > dTmax vorliegt, wird
dies als eine Anomalie bewertet. Sobald die Anomalie bewertet wird,
kann eine Fehlermarkierung gesetzt und angezeigt werden.
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(2) Das Vorliegen oder
Nichtvorliegen einer initialen Reaktion (START ANGLE CHECK)
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Wie
in 7 gezeigt, wird die Blutkoagulationsreaktion gemessen
und eine Blutkoagulationsreaktionskurve wird erzeugt.
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Dann
wird, wie in dem Flussdiagramm der 11 gezeigt,
der finale Sättigungswert
Den des Betrages des gestreuten Lichtes am Koagulationsendpunkt über die
anormale Probe hinweg bestimmt, und ein Veränderungsbetrag ΔH im Betrag
des gestreuten Lichtes wird berechnet.
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Nachfolgend
wird in 7 ein erster Zeitpunkt t1 und
ein zweiter Zeitpunkt t2 in einem Zeitintervall der initialen Stufe
der Reaktion (ungefähr
20 Sekunden für
APTT) gesetzt, und ein Intervall zwischen "t1" und "t2" wird als ein Prüfbereich
definiert. Innerhalb des Bereiches wird eine Suche nach einem Punkt
(tmax, Hmax) eines
maximalen Wertes (Hmax) der Veränderung
des Betrages des gestreuten Lichtes, und ein Punkt (tmin,
Hmin) eines Minimalwertes (Hmin) der
Veränderung
des Betrages des gestreuten Lichtes durchgeführt. Wenn es eine Mehrzahl
von Punkten des Maximalwertes gibt, wird einer dieser Punkte, welcher
die maximale Zeit aufweist, als (tmin, Hmax) definiert. Zusätzlich kann, wenn es eine Mehrzahl
von Punkten des Minimalwertes gibt, derjenige der Punkte, welche
die minimale Zeit aufweist, als (tmin, Hmin) definiert werden. In dem Beispiel der 7 werden tmin = t1 und tmax =
t2 erhalten und die Veränderungsbeträge des gestreuten
Lichtes an diesen Punkten werden jeweils als Hmin und
Hmax definiert.
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Als
nächstes
wird der Veränderungsbetrag des
gestreuten Lichtes dH = Hmax – Hmin in dem Prüfbereich berechnet. Der Veränderungsbetrag
des gestreuten Lichtes dHa in der anormalen Probe ist größer als
der Veränderungsbetrag
dHn des gestreuten Lichtes in der normalen Probe. Daher wird eine Schwelle
dHLimit festgelegt und wenn dH ≥ dHLimit vorliegt, wird dies als anormal bewertet.
Dann wird eine Fehlermarkierung festgelegt und in der Anzeigesektion
angezeigt.
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Zusätzlich wird
eine Schwelle ΔHLimit für
den Veränderungsbetrag
des gestreuten Lichtes ΔH
vom Start der Reaktion bis zum Endpunkt der Koagulation festgelegt
und, wenn dH ≥ dHLimit und tmax > tmin und ΔH > ΔHLimit ist
wird angenommen, dass die initiale Reaktion gefunden ist, und darüber hinaus,
dass ein hinreichend großer
optischer Veränderungsbetrag aufgrund
einer Fibrinformation nicht auftritt. Dann wird eine Fehlermarkierung
festgelegt, um einen Messfehler anzuzeigen und er wird in der Anzeigesektion
angezeigt. Wenn dH < dHLimit und tmax > tmin und ΔH > ΔHLimit sind,
wird dies so bewertet, dass die initiale Reaktion gefunden wurde,
aber dass ein hinreichend großer
optischer Veränderungsbetrag
existiert. Dann wird eine Fehlermarkierung festgelegt, um einen
Messfehler anzuzeigen. Weiterhin wird die Koagulationszeit berechnet
und das Resultat wird angezeigt. In dem Fall von dH < dHLimit wird
dies so bewertet, dass keine initiale Reaktion auftritt. Dann wird
die Koagulationszeit berechnet und das Resultat wird angezeigt.
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(3) Vorliegen oder Nichtvorliegen
einer Drift in der Reaktionskurve (DRIFT CHECK)
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Wie
in 8 gezeigt, wird die Blutkoagulationsreaktion gemessen
und eine Blutkoagulationsreaktionskurve wird erzeugt. Dann wird,
wie in dem Flussdiagramm der 12 gezeigt,
der endgültige Sättigungswert
Den des Betrages des gestreuten Lichtes am Koagulationsendpunkt über die
anormale Probe hinweg bestimmt.
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Nachfolgend
wird in 8 ein erster Prüfpunkt H1
an einer Position des Betrages des gestreuten Lichtes an der initialen
Stufe der Reaktion festgelegt und ein zweiter Prüfpunkt H2 wird in einer Position
des Betrages des gestreuten Lichtes während der Fibrinausbildung
festgelegt. H1 und H2 können
wahlweise bestimmt werden. Als nächstes
werden Fenster mit einer Breite von "h" festgelegt,
so dass sie die jeweiligen Prüfpunkte
H1 und H2 in deren Zentren aufweisen. Ein Wert von "h" kann wahlweise gesetzt werden. Zum
Beispiel werden in dem Fall, in dem H1 = 10%, H2 = 50% und h = 4%
ist, Fenster in Bereichen von 6% bis 14% und 46% bis 54% festgelegt. Als
nächstes
werden Zeiten dT1 = T14% – T6% (wobei T14% eine
Zeit ist, die für
eine Veränderung
bis zu 14% benötigt
wird, und T6% eine Zeit ist, die für eine Veränderung
bis zu 6% benötigt
wird) und dT2 = T54% – T46% (wobei
T54% eine Zeit ist, die für eine Veränderung
bis zu 54% benötigt
wird und T46% eine Zeit ist, die für eine Veränderung
bis zu 46% dafür
benötigt
wird) werden als die Zeit ermittelt, für die Veränderungen des Betrages des
gestreuten Lichtes in den Fenstern erforderlich ist. Weiterhin wird
das Verhältnis
der Reaktionsraten an zwei Prüfpunkten
R = dT1/dT2 berechnet. Wen sie mit Rn = dTn1/dTn2 der normalen Probe
verglichen wird (wobei Rn das Verhältnis der Reaktionsraten in
der normalen Probe ist, dTn1 eine Zeit ist, die für eine Veränderung
des Betrages des gestreuten Lichtes an einem ersten Prüfpunkt benötigt wird
und dTn2 eine Zeit ist, die für
eine Veränderung
des Betrags des gestreuten Lichts einem zweiten Prüfpunkt benötigt wird),
ist Ra = dTa1/dTa2 in der anormalen Probe, (in der Ra das Verhältnis der
Reaktionsraten in der anormalen Probe ist, dTa1 die Zeit ist, die
für eine
Veränderung
des Betrags des gestreuten Lichtes an dem ersten Prüfpunkt ist,
und dTa2 die Zeit ist, die für
eine Veränderung
des Betrages des gestreuten Lichts an dem zweiten Prüfpunkt erforderlich
ist) kleiner. Daher wird eine Schwelle RLimit festgelegt
und wenn R < RLimit erfüllt
ist, wird dies so bewertet, dass eine Drift existiert (also die
Reaktionskurve ist nicht flach und steigt graduell an). Dann wird
eine Fehlermarkierung festgelegt und auf der Anzeigesektion angezeigt.
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(4) Zeit bis ein vorher
gesetzter optischer Veränderungsbetrag
erreicht ist (EARLY% CHECK)
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Wie
in 9 gezeigt, wird die Blutkoagulationsreaktion gemessen
und eine Blutkoagulationsreaktionskurve wird erzeugt. Dann wird,
wie in dem Flussdiagramm der 13 gezeigt,
der finale Sättigungswert
Den des Betrages des gestreuten Lichtes an dem Koagulationsendpunkt über die
anormale Probe hinweg bestimmt.
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In 9 ist
ein Prüfpunkt
Hs eines spezifischen Veränderungsbetrages
des gestreuten Lichtes vorgegeben. Dieser Prüfwert ist zur Überwachung
ob oder ob nicht die Zeit, in der der Betrag des gestreuten Lichtes
beginnt sich zu verändern,
zu früh
liegt. Es ist bevorzugt, dass "Hs" in einer Position
festgelegt wird, in der sich der Betrag des gestreuten Lichtes beginnt
zu verändern.
Als nächstes
wird eine Zeit "ts", die zur Veränderung
des Betrages des gestreuten Lichtes auf "Hs" benötigt wird,
ermittelt. Wenn sie mit "tns" der normalen Probe
verglichen wird (wobei "tns" eine Zeit ist, die
dazu benötigt
wird, den Betrag des gestreuten Lichtes auf H der normalen Probe
zu verändern)
ist "tas" der anormalen Probe
(wobei "tas" eine Zeit ist, die
zur Veränderung
des Betrages des gestreuten Lichtes benötigt wird, um sich auf "Hs" der normalen Probe
zu verändern)
klein. Daher ist ein Schwellwert tLimit vorhanden
und wenn Ts < tLimit ist, wird dies so bewertet, dass die
Zeit, in der sich der Betrag des gestreuten Lichtes beginnt zu verändern, zu
früh liegt.
Dann wird eine Fehlermarkierung festgelegt und auf der Anzeigesektion
angezeigt.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung kann eine Anomalie in der Blutkoagulationsreaktion
genau detektiert werden, insbesondere in der initialen Reaktion.
Entsprechend ist es möglich, eine
genaue Messung der Blutkoagulationszeit unter Verwendung der Blutkoagulationsreaktion
zu messen.
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Ebenso
kann eine Anomalie in unterschiedlichen Reaktionssystemen bezüglich der
Blutkoagulationsreaktion genau detektiert werden. Genauer ist es
möglich,
eine Anomalie in der Reaktionsrate während der Fibrinausbildung
zu erkennen, um das Vorliegen der initialen Reaktion und das Vorliegen
der Drift in der Koagulationsreaktionskurve zu bewerten, und um
eine Anomalie in der Zeit von dem Start der Reaktion bis ein vorbestimmter
optischer Veränderungsbetrag
erreicht ist, zu erkennen und ähnliches. Die
Resultate der Detektion einer solchen Anomalität können klinisch verwendet werden.