JP2002539429A - 状態検出方法 - Google Patents
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
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Abstract
(57)【要約】
被検者が呼気した呼吸ガスから水性凝縮物を得る段階と、水性凝縮物中に存在する或る種を検出する段階と、前記種の存在と状態の発生とを相関付ける段階とを有することを特徴とする、呼吸する被検者の状態の発生を検出する方法を開示する。
Description
【０００１】 （技術分野） 本発明は、呼吸する被検者の状態の発生を検出する方法および体液の検出およ
び評価に関する。
び評価に関する。
【０００２】 （背景技術） 国際特許公開WO 95/33848から、微生物は、しばしば微生物の代謝過程の結果
として微生物が放出する或るガス状種または揮発性種を検出することにより検出
できることが知られている。国際特許公開WO 98/39470には、放出される呼吸ガ
ス中に或る特性をもつ気相種が存在する、呼吸する被検者の種々の状態の発生を
検出する方法が開示されている。実際には、放出されるガスがガス検出装置によ
り直接検出されるこの方法で得られる結果は、望むほどの信頼性および感度が得
られないことが判明している。上記国際特許公開WO 98/ 39470の方法を用いて遭
遇する困難性の理由の１つは、呼気されたガスが多量の水蒸気を含有していると
いう事実による。しばしば、全く不特定の個々のガスセンサの配列からなるいわ
ゆる「電子ノーズ」を含む多くのガス検出装置は、マスキング効果をもつ水蒸気
に感応し易い。
として微生物が放出する或るガス状種または揮発性種を検出することにより検出
できることが知られている。国際特許公開WO 98/39470には、放出される呼吸ガ
ス中に或る特性をもつ気相種が存在する、呼吸する被検者の種々の状態の発生を
検出する方法が開示されている。実際には、放出されるガスがガス検出装置によ
り直接検出されるこの方法で得られる結果は、望むほどの信頼性および感度が得
られないことが判明している。上記国際特許公開WO 98/ 39470の方法を用いて遭
遇する困難性の理由の１つは、呼気されたガスが多量の水蒸気を含有していると
いう事実による。しばしば、全く不特定の個々のガスセンサの配列からなるいわ
ゆる「電子ノーズ」を含む多くのガス検出装置は、マスキング効果をもつ水蒸気
に感応し易い。
【０００３】 重要な適用領域は、人工的に呼吸（換気）されている危篤患者の状態の検出に
ある。この場合には上記問題が実際に悪化される。なぜならば、人工呼吸器は通
常、湿った空気を患者に供給するからである。
ある。この場合には上記問題が実際に悪化される。なぜならば、人工呼吸器は通
常、湿った空気を患者に供給するからである。
【０００４】 （発明の開示） 本発明は、上記問題を解消できる改善された方法を提供する。
【０００５】 脳脊髄液（ＣＳＦ）に関して多くの診断試験を行うことが知られているが、こ
れらの試験はかなりの長時間（一般に、約２４時間）を要し、かつＣＳＦの試料
が漿液で汚染されている場合には不確実なものとなる。
れらの試験はかなりの長時間（一般に、約２４時間）を要し、かつＣＳＦの試料
が漿液で汚染されている場合には不確実なものとなる。
【０００６】 残念なことに、漿液による汚染は珍しいことではない。なぜならば、ＣＳＦの
試料は幾分危険を伴う不的確な手法で収集されるからである。また、この手法は
、最も快適性に欠け、しばしば非常に痛みを伴う経験を患者に与えるものである
。従って、試料の抽出からかなりの時間が経過した後に試料の汚染が検出される
ことは患者および医者の双方にとって非常に好ましくないものである。なぜなら
ば、かなりの時間経過後（大抵は、別の日）に全く同じ収集処置を反復しなけれ
ばならないからである。また、脳を保護する膜を破裂させることがあるため、こ
の収集処置には危険が付随する。
試料は幾分危険を伴う不的確な手法で収集されるからである。また、この手法は
、最も快適性に欠け、しばしば非常に痛みを伴う経験を患者に与えるものである
。従って、試料の抽出からかなりの時間が経過した後に試料の汚染が検出される
ことは患者および医者の双方にとって非常に好ましくないものである。なぜなら
ば、かなりの時間経過後（大抵は、別の日）に全く同じ収集処置を反復しなけれ
ばならないからである。また、脳を保護する膜を破裂させることがあるため、こ
の収集処置には危険が付随する。
【０００７】 本発明は上記問題に対処して、ＣＳＦ試料の品質の迅速試験を行うものである
。本発明の試験は、患者が、収集処置を受け入れる肉体的覚悟ができており、か
つ更なる収集処置に耐える精神的覚悟ができている間に結果を得ることができる
。
。本発明の試験は、患者が、収集処置を受け入れる肉体的覚悟ができており、か
つ更なる収集処置に耐える精神的覚悟ができている間に結果を得ることができる
。
【０００８】 本発明の第１態様によれば、呼吸する被検者の状態の発生を検出する方法にお
いて、 被検者が呼気した呼吸ガスから水性凝縮物を得る段階と、 水性凝縮物中に存在する或る種を検出する段階と、 前記種の存在と状態の発生とを相関付ける段階とを有することを特徴とする方
法が提供される。
いて、 被検者が呼気した呼吸ガスから水性凝縮物を得る段階と、 水性凝縮物中に存在する或る種を検出する段階と、 前記種の存在と状態の発生とを相関付ける段階とを有することを特徴とする方
法が提供される。
【０００９】 種は、ガス検出装置を用いてガス状種または揮発性種を検出することにより検
出される。ガス状種または揮発性種は、水性凝縮物中に存在する種と同じもので
あり、この場合、種は蒸発されるか、凝縮物から簡単に蒸発される。不揮発性種
は誘導化されるか、或いは検出可能なガス状種または揮発性種を作るべく処理さ
れる。
出される。ガス状種または揮発性種は、水性凝縮物中に存在する種と同じもので
あり、この場合、種は蒸発されるか、凝縮物から簡単に蒸発される。不揮発性種
は誘導化されるか、或いは検出可能なガス状種または揮発性種を作るべく処理さ
れる。
【００１０】 ガス検出装置は、質量分析計で構成できる。また、ガス検出装置はＧＣ−ＭＳ
で構成できる。
で構成できる。
【００１１】 ガス検出装置は、ガスに露出されると電気的特性または圧電的特性が変化する
ガス感応材料を備えた少なくとも１つのガスセンサで構成できる。ガス感応材料
は半導体有機ポリマーで構成できる。
ガス感応材料を備えた少なくとも１つのガスセンサで構成できる。ガス感応材料
は半導体有機ポリマーで構成できる。
【００１２】 ガス検出装置は、ガスセンサの配列で構成できる。
【００１３】 水性凝縮物は人工呼吸器から得ることができる。
【００１４】 検出される状態は肺内感染の場合があり、該肺内感染は肺炎の場合がある。
【００１５】 検出される種はアンモニアまたはアミンで構成できる。
【００１６】 本発明の第２態様によれば、 体液の試料と関連するガス状種または揮発性種
を、ガス検出装置を用いて検出する段階と、前記種の存在と体液の存在とを相関
付ける段階とを有する体液検出方法が提供される。
を、ガス検出装置を用いて検出する段階と、前記種の存在と体液の存在とを相関
付ける段階とを有する体液検出方法が提供される。
【００１７】 この方法は、体液の試料の純度を評価するのに使用でき、体液の試料と関連す
るガス状種または揮発性種がガス検出装置を用いて検出され、前記種の存在と体
液の試料の純度とが相関付けられる。
るガス状種または揮発性種がガス検出装置を用いて検出され、前記種の存在と体
液の試料の純度とが相関付けられる。
【００１８】 体液はＣＳＦで構成でき、この場合にはＣＳＦの試料中の漿液の存在が検出さ
れる。
れる。
【００１９】 ガス検出装置は、ガスに露出されると電気的特性または圧電的特性が変化する
ガス感応材料を備えた少なくとも１つのガスセンサで構成できる。ガス感応材料
は半導体有機ポリマーで構成できる。
ガス感応材料を備えた少なくとも１つのガスセンサで構成できる。ガス感応材料
は半導体有機ポリマーで構成できる。
【００２０】 ガス検出装置はガスセンサの配列で構成でき、このような装置は、一般に「電
子ノーズ」として知られている。
子ノーズ」として知られている。
【００２１】 ガス検出装置は質量分析計で構成できる。また、ガス検出装置はＧＣ−ＭＳで
構成できる。
構成できる。
【００２２】 （発明を実施するための最良の形態） 以下、添付図面を参照して本発明の方法を説明する。
【００２３】 本発明の一態様では、呼吸する被検者の状態の発生を検出する方法は、被検者
が呼気した呼吸ガスから水性凝縮物を得る段階と、水性凝縮物中に存在する或る
種を検出する段階と、前記種の存在と状態の発生とを相関付ける段階とを有して
いる。
が呼気した呼吸ガスから水性凝縮物を得る段階と、水性凝縮物中に存在する或る
種を検出する段階と、前記種の存在と状態の発生とを相関付ける段階とを有して
いる。
【００２４】 この方法では、呼気された呼吸ガス中に必然的に存在しかつ国際特許公開WO 9
8/39470の方法の性能に大きな問題を呈する水蒸気が、実際に有効に使用される
。凝縮物は多くの重要な化学種中に多量に含まれていることが判明している。
8/39470の方法の性能に大きな問題を呈する水蒸気が、実際に有効に使用される
。凝縮物は多くの重要な化学種中に多量に含まれていることが判明している。
【００２５】 呼気された水蒸気は実質的に体温と同じ温度を有し、従って冷えた表面に接触
すると凝縮する顕著な傾向を呈することに留意されたい。凝縮物を収集する計画
を以下に説明する。被検者の呼気中に帯同される水滴には、収集される凝縮物の
幾分かが含まれる。
すると凝縮する顕著な傾向を呈することに留意されたい。凝縮物を収集する計画
を以下に説明する。被検者の呼気中に帯同される水滴には、収集される凝縮物の
幾分かが含まれる。
【００２６】 好ましい実施形態では、凝縮物中の種は、ガス状種または揮発性種をガス検出
装置で検出することにより検出される。凝縮物中の種が揮発性であるか、蒸発さ
せることができるものであれば、凝縮物中の種自体を気相で検出できる。或いは
、実質的に不揮発性の種は、検出可能な種すなわち揮発性種を得るため、誘導体
化するか、他の方法で処理しなければならない。微生物代謝により一般的に発生
する生成物である脂肪酸は、この目的のために誘導体化することができる。
装置で検出することにより検出される。凝縮物中の種が揮発性であるか、蒸発さ
せることができるものであれば、凝縮物中の種自体を気相で検出できる。或いは
、実質的に不揮発性の種は、検出可能な種すなわち揮発性種を得るため、誘導体
化するか、他の方法で処理しなければならない。微生物代謝により一般的に発生
する生成物である脂肪酸は、この目的のために誘導体化することができる。
【００２７】 種々のクラスのガス検出装置を使用できる。より詳細に後述するように、質量
分析（できる限り、ＧＣ−ＭＣシステムの一部として用いる）が１つの好ましい
技術である。いわゆる「バーチャルセンサ」を使用することもでき、他の形式の
ガスクロマトグラフィを使用することもできる。
分析（できる限り、ＧＣ−ＭＣシステムの一部として用いる）が１つの好ましい
技術である。いわゆる「バーチャルセンサ」を使用することもでき、他の形式の
ガスクロマトグラフィを使用することもできる。
【００２８】 他の好ましいアプローチでは、ガス検出装置は、ガスに露出されると電気的特
性または圧電的特性が変化するガス感応材料を備えた少なくとも１つのガスセン
サを備えている。
性または圧電的特性が変化するガス感応材料を備えた少なくとも１つのガスセン
サを備えている。
【００２９】 ガス検出装置は、半導体有機ポリマーガスセンサの配列で構成でき、これによ
れば、ガスの存在は前記センサのＤＣ抵抗の変化をモニタリングすることにより
検出される。このような装置は、例えばAromaScan plc社（Crewe、英国）により
製造されている。このような装置に適した多くの半導体有機ポリマーがあり、例
えば、ポリピロール、ポリインドールおよびこれらの置換変異体がある。これら
のポリマーの特性は、或るガス（通常、極性ガス）の吸着によって測定可能な導
電性の変化が生じることであり、従って、ポリマーのＤＣ抵抗の変化をモニタリ
ングすることによりこのようなガスを検出できる。一般に各ポリマーは非常に広
帯域の感度を呈するので、ガスセンサの配列が使用される。これにより、配列を
横切る応答の特徴的「指紋」を識別することにより、広範囲のガスの選択的特定
が可能になる（例えば、J V Hatfield, P Neaces, P J Hicks, K C Persaudおよ
びP Travers著「センサおよびアクチュエータＢ（Sensors and Actuators B」、
１８〜１９巻（１９９４年）、第２２１〜２２８頁参照）。センサの出力は、セ
ンサ応答の出力パターンと或る状態の発生とを相関付ける分析手段により分析で
きる。通常、分析手段はコンピュータまたはマイクロプロセッサである。単一の
このような装置を使用して多数の状態を認識できる。この点に関しては、学習し
た神経回路網が特に有効である。
れば、ガスの存在は前記センサのＤＣ抵抗の変化をモニタリングすることにより
検出される。このような装置は、例えばAromaScan plc社（Crewe、英国）により
製造されている。このような装置に適した多くの半導体有機ポリマーがあり、例
えば、ポリピロール、ポリインドールおよびこれらの置換変異体がある。これら
のポリマーの特性は、或るガス（通常、極性ガス）の吸着によって測定可能な導
電性の変化が生じることであり、従って、ポリマーのＤＣ抵抗の変化をモニタリ
ングすることによりこのようなガスを検出できる。一般に各ポリマーは非常に広
帯域の感度を呈するので、ガスセンサの配列が使用される。これにより、配列を
横切る応答の特徴的「指紋」を識別することにより、広範囲のガスの選択的特定
が可能になる（例えば、J V Hatfield, P Neaces, P J Hicks, K C Persaudおよ
びP Travers著「センサおよびアクチュエータＢ（Sensors and Actuators B」、
１８〜１９巻（１９９４年）、第２２１〜２２８頁参照）。センサの出力は、セ
ンサ応答の出力パターンと或る状態の発生とを相関付ける分析手段により分析で
きる。通常、分析手段はコンピュータまたはマイクロプロセッサである。単一の
このような装置を使用して多数の状態を認識できる。この点に関しては、学習し
た神経回路網が特に有効である。
【００３０】 また、半導体有機ポリマーにＡＣ信号を入力してポリマーのインピーダンス量
および該インピーダンス量の変化をモニタリングすることにより、入力したＡＣ
電気信号の周波数の関数として半導体有機ポリマーに尋問識別することができる
（例えば、英国特許第2 203 553号およびM E H Amrani. R M Dowdeswell, P A P
ayneおよびK C Persaud著「ユーロセンサＸの会報（Proceedings of Eurosensor
s X）」（第２巻、１９９６年、第６６５〜６６８頁参照）。このアプローチを
使用すると、単一の半導体有機ポリマーセンサが、ＤＣ抵抗技術により尋問識別
されるこのようなセンサの配列により得られる情報と同等または実際にはより優
れた情報を得ることができる。
および該インピーダンス量の変化をモニタリングすることにより、入力したＡＣ
電気信号の周波数の関数として半導体有機ポリマーに尋問識別することができる
（例えば、英国特許第2 203 553号およびM E H Amrani. R M Dowdeswell, P A P
ayneおよびK C Persaud著「ユーロセンサＸの会報（Proceedings of Eurosensor
s X）」（第２巻、１９９６年、第６６５〜６６８頁参照）。このアプローチを
使用すると、単一の半導体有機ポリマーセンサが、ＤＣ抵抗技術により尋問識別
されるこのようなセンサの配列により得られる情報と同等または実際にはより優
れた情報を得ることができる。
【００３１】 例えば金属酸化物半導体（ＭＯＳ）、水晶振動子または表面弾性波（ＳＡＷ）
装のようなガス感応材料を備えた他の形式のガスセンサを使用することもできる
。複数のこのようなデバイスからなる配列を使用することもできる。或いは、例
えば赤外線分光学のような分光技術を使用することもできる。
装のようなガス感応材料を備えた他の形式のガスセンサを使用することもできる
。複数のこのようなデバイスからなる配列を使用することもできる。或いは、例
えば赤外線分光学のような分光技術を使用することもできる。
【００３２】 重要ではあるがこれに限定されない適用領域は、人工呼吸器により人工呼吸（
換気）を受けている危篤状態にある患者の状態を検出することである。水性凝縮
物を収集する手段は多数ある。例えば、慣用呼吸器には、凝縮物を抽出できる、
アクセスが容易なポートを設けることができる。主呼吸気道からの適当な流出チ
ャンネルを設けることもできる。凝縮物の形成を増進させるため、コールドフィ
ンガ（cold-finger）またはこれと同等の装置を組み込むこともできる。慣用の
人工呼吸器には、凝縮物を収集すべく機能する受容器が設けられる。すなわち、
実際には、この受容器から水性凝縮物の試料を抽出するのが便利であることが判
明している。
換気）を受けている危篤状態にある患者の状態を検出することである。水性凝縮
物を収集する手段は多数ある。例えば、慣用呼吸器には、凝縮物を抽出できる、
アクセスが容易なポートを設けることができる。主呼吸気道からの適当な流出チ
ャンネルを設けることもできる。凝縮物の形成を増進させるため、コールドフィ
ンガ（cold-finger）またはこれと同等の装置を組み込むこともできる。慣用の
人工呼吸器には、凝縮物を収集すべく機能する受容器が設けられる。すなわち、
実際には、この受容器から水性凝縮物の試料を抽出するのが便利であることが判
明している。
【００３３】 測定は、４人の患者の呼吸を行うのに使用される人工呼吸器の受容器から得ら
れた水性凝縮物について行われた。２人の患者は肺炎を呈しており、他の２人の
患者は基準凝縮物の源として機能した。試料は約８０μｌの凝縮物および約６０
μｌの水酸化ナトリウムを用いて作られた。
れた水性凝縮物について行われた。２人の患者は肺炎を呈しており、他の２人の
患者は基準凝縮物の源として機能した。試料は約８０μｌの凝縮物および約６０
μｌの水酸化ナトリウムを用いて作られた。
【００３４】 試料は、ｍ／ｚ＝１７チャンネルをモニタすべく設定されたＧＣ−ＭＳシステ
ム内に蒸発された。これにより、アンモニアの生成を検出できる。測定はまた、
臭化アンモニウムの１％溶液についても行われた。
ム内に蒸発された。これにより、アンモニアの生成を検出できる。測定はまた、
臭化アンモニウムの１％溶液についても行われた。
【００３５】 図１（ａ）〜図１（ｆ）には、得られたクロマトグラフが示されている。図１
（ａ）および図１（ｄ）基準凝縮物に対応するものであり、ｍ／ｚ＝１７チャン
ネルに大きい信号がないことを示している。図１（ｂ）および図１（ｅ）は肺炎
を呈している患者から得られた凝縮物に対応するものである。多量のアンモニア
生成が観察される。比較のため、図１（ｃ）および図１（ｆ）は、臭化アンモニ
ウム溶液から発生されたアンモニア信号を示している。この溶液は、気相中に約
５００ｐｐｍのアンモニアを供給すると見積もられている。
（ａ）および図１（ｄ）基準凝縮物に対応するものであり、ｍ／ｚ＝１７チャン
ネルに大きい信号がないことを示している。図１（ｂ）および図１（ｅ）は肺炎
を呈している患者から得られた凝縮物に対応するものである。多量のアンモニア
生成が観察される。比較のため、図１（ｃ）および図１（ｆ）は、臭化アンモニ
ウム溶液から発生されたアンモニア信号を示している。この溶液は、気相中に約
５００ｐｐｍのアンモニアを供給すると見積もられている。
【００３６】 水酸化ナトリウムは溶液のｐＨを上昇させ、これによりアンモニアを追い出す
。水酸化ナトリウムは、少量の揮発性アミン種を追い出すこともある。肺炎の特
徴を有しかつ凝縮物中に存在する種はアンモニア自体であると考えられるが、ア
ミン種はアンモニアに加えて存在するか、アンモニアの代わりに存在することも
ある。
。水酸化ナトリウムは、少量の揮発性アミン種を追い出すこともある。肺炎の特
徴を有しかつ凝縮物中に存在する種はアンモニア自体であると考えられるが、ア
ミン種はアンモニアに加えて存在するか、アンモニアの代わりに存在することも
ある。
【００３７】 半導体有機ポリマーセンサ（モデルＡ３２Ｓ、AromaScan plc社、Crewe、英国
）の配列を使用して、他の測定も行った。１ｍｌの水、２５０μｌの水性凝縮物
および約１００μｌの水酸化ナトリウムからなる溶液が作られた。溶液面を横切
ってキャリヤガスを通し、次にガスセンサ配列によりガスをサンプリングする「
ストリッピング」技術を使用して、溶液面上のガス状ヘッドスペースの分析を行
った。ガスセンサ配列によりアンモニアの存在が検出された。
）の配列を使用して、他の測定も行った。１ｍｌの水、２５０μｌの水性凝縮物
および約１００μｌの水酸化ナトリウムからなる溶液が作られた。溶液面を横切
ってキャリヤガスを通し、次にガスセンサ配列によりガスをサンプリングする「
ストリッピング」技術を使用して、溶液面上のガス状ヘッドスペースの分析を行
った。ガスセンサ配列によりアンモニアの存在が検出された。
【００３８】 また、キャリヤガスを溶液に通して発泡させる「スパージング」技術によりガ
ス状種または揮発性種をセンサ配列に導入することもできる。ガス状種または揮
発性種は、後でセンサの配列を横切って流されるキャリヤガス中に帯同される。
ス状種または揮発性種をセンサ配列に導入することもできる。ガス状種または揮
発性種は、後でセンサの配列を横切って流されるキャリヤガス中に帯同される。
【００３９】 本発明は上記例のみに限定されるものではないことを理解すべきである。例え
ば、短鎖脂肪酸および低分子量アルコールのような微生物活動に関連する種を介
して他の感染性状態を検出することもできる。微生物は凝縮物中にも存在し、特
徴的化学種の濃度を高めるため、適当な条件下でこれらの微生物を培養すること
ができる。アルコールまたは他の物質の乱用による中毒のような非感染性状態を
検出することもできる。特徴的揮発性「マーカ」の性質によっては、該特徴的揮
発物（単一または複数）を放出させまたは放出を高めるため、酸またはアルカリ
等の添加物を適宜添加できる。試料を得るため被検者が息を吹き込む水性凝縮物
用のポータブル収集装置を設けることもできる。ガス検出配列のようなガス検出
デバイスはこのような装置と一体化でき、或いは、凝縮物は分析のためガス検出
装置に搬送することもできる。人工呼吸器の場合には、患者に近接した位置から
試料を収集できるように特別設計された人工呼吸器を設けることもできる。揮発
性種の検出前にこれらの揮発性種を捕捉するための選択的媒体を用いることもで
きる。
ば、短鎖脂肪酸および低分子量アルコールのような微生物活動に関連する種を介
して他の感染性状態を検出することもできる。微生物は凝縮物中にも存在し、特
徴的化学種の濃度を高めるため、適当な条件下でこれらの微生物を培養すること
ができる。アルコールまたは他の物質の乱用による中毒のような非感染性状態を
検出することもできる。特徴的揮発性「マーカ」の性質によっては、該特徴的揮
発物（単一または複数）を放出させまたは放出を高めるため、酸またはアルカリ
等の添加物を適宜添加できる。試料を得るため被検者が息を吹き込む水性凝縮物
用のポータブル収集装置を設けることもできる。ガス検出配列のようなガス検出
デバイスはこのような装置と一体化でき、或いは、凝縮物は分析のためガス検出
装置に搬送することもできる。人工呼吸器の場合には、患者に近接した位置から
試料を収集できるように特別設計された人工呼吸器を設けることもできる。揮発
性種の検出前にこれらの揮発性種を捕捉するための選択的媒体を用いることもで
きる。
【００４０】 気相中のガス状種または揮発性種を検出する代わりに、液相中で、すなわち直
接凝縮物上で測定を行うことができる。赤外線分光学のような分光技術を用いる
こともできる。或いは、ＥＬＩＳＡ形式の適当な試験を考えることもできる。可
能性ある他の技術として、国際特許公開WO 98/46985に開示されているような電
気化学的技術による分析または電気的インピーダンスの測定による分析がある。
接凝縮物上で測定を行うことができる。赤外線分光学のような分光技術を用いる
こともできる。或いは、ＥＬＩＳＡ形式の適当な試験を考えることもできる。可
能性ある他の技術として、国際特許公開WO 98/46985に開示されているような電
気化学的技術による分析または電気的インピーダンスの測定による分析がある。
【００４１】 本発明の他の態様では、体液を検出する方法は、体液の試料と関連するガス状
種または揮発性種を、ガス検出装置を用いて検出する段階と、前記種の存在と体
液の存在とを相関付ける段階とを有している。
種または揮発性種を、ガス検出装置を用いて検出する段階と、前記種の存在と体
液の存在とを相関付ける段階とを有している。
【００４２】 この方法は体液の試料の純度を評価するもので、体液の試料に関連するガス状
種または揮発性種がガス検出装置により検出され、前記種の存在と体液の試料の
純度とが相関付けられる。
種または揮発性種がガス検出装置により検出され、前記種の存在と体液の試料の
純度とが相関付けられる。
【００４３】 好ましい実施形態では、体液はＣＳＦであり、この場合にはＣＳＦの試料中の
漿液の存在が検出される。或いは、体液は血液または漿液でもよい。
漿液の存在が検出される。或いは、体液は血液または漿液でもよい。
【００４４】 以下の説明から明らかなように、ガス状種または揮発性種の同一性が既知であ
ること、または試料の上方のガス状「ヘッドスペース」の個々の成分が識別され
ることは重要でない。
ること、または試料の上方のガス状「ヘッドスペース」の個々の成分が識別され
ることは重要でない。
【００４５】 図面は、容器１２内に貯蔵されたＣＳＦ１０の試料を示す。一般に、ＣＳＦ１
０の試料は、既知の方法を用いて患者から得られ、その後直ぐに検出される。Ｃ
ＳＦ１０の上方には、該ＣＳＦ１０に関連する或るガス状種または揮発性種を含
有するガス状ヘッドスペース１４がある。ヘッドスペース１４は、例えばポンピ
ングのような適当な方法でガス検出装置１６によりサンプリングされる。ガス検
出装置１６からのデータは、分析手段１８（一般にコンピュータまたはマイクロ
プロセッサ）により分析される。
０の試料は、既知の方法を用いて患者から得られ、その後直ぐに検出される。Ｃ
ＳＦ１０の上方には、該ＣＳＦ１０に関連する或るガス状種または揮発性種を含
有するガス状ヘッドスペース１４がある。ヘッドスペース１４は、例えばポンピ
ングのような適当な方法でガス検出装置１６によりサンプリングされる。ガス検
出装置１６からのデータは、分析手段１８（一般にコンピュータまたはマイクロ
プロセッサ）により分析される。
【００４６】 好ましいアプローチでは、ガス検出装置１６は、ガスに露出されると電気的特
性または圧電的特性が変化するガス感応材料を備えた少なくとも１つのガスセン
サを有している。
性または圧電的特性が変化するガス感応材料を備えた少なくとも１つのガスセン
サを有している。
【００４７】 ガス検出装置１６は半導体有機ポリマーガスセンサの配列で構成でき、ガスの
存在は前記センサのＤＣ抵抗の変化をモニタリングすることにより検出される。
このような装置は、例えばAromaScan plc社（Crewe、英国）により製造されてい
る。このような装置に適した多くの半導体有機ポリマーがあり、例えば、ポリピ
ロールおよびポリインドールおよびこれらの置換変異体がある。このようなポリ
マーは、或るガス（通常、極性ガス）を吸着すると測定可能な導電性変化を引き
起こす特性を有し、従って、このようなガスは、ポリマーのＤＣ抵抗の変化をモ
ニタリングすることにより検出される。各ポリマーは、一般に、非常に広帯域の
感度を有するため、ガスセンサの配列が使用される。これにより、配列を横切る
応答の特徴的「指紋」を認識することにより広範囲のガスを選択的に識別できる
（例えば、J V Hatfield, P Neaves, P J Hicks, K C PersaudおよびP Travers
著「センサおよびアクチュエータＢ（Sensors and Actuators B）」（１８〜１
９巻、１９９４年、第２２１〜２２８頁参照）。センサの出力は、センサ応答の
出力パターンと試料１０の状態とを相関付ける分析手段１８により分析される。
この点に関しては、学習した神経回路網の使用が特に有効である。サモンマッピ
ング（Sammon Mapping）のようなデータ縮小技術またはクラスター分析技術は、
特に、サンプリングされるヘッドスペース間の差異を表示するのに非常に有効で
ある。これは、ヘッドスペース（従って、ＣＳＦ試料）が不純物を含有するとき
の表示に有効である。
存在は前記センサのＤＣ抵抗の変化をモニタリングすることにより検出される。
このような装置は、例えばAromaScan plc社（Crewe、英国）により製造されてい
る。このような装置に適した多くの半導体有機ポリマーがあり、例えば、ポリピ
ロールおよびポリインドールおよびこれらの置換変異体がある。このようなポリ
マーは、或るガス（通常、極性ガス）を吸着すると測定可能な導電性変化を引き
起こす特性を有し、従って、このようなガスは、ポリマーのＤＣ抵抗の変化をモ
ニタリングすることにより検出される。各ポリマーは、一般に、非常に広帯域の
感度を有するため、ガスセンサの配列が使用される。これにより、配列を横切る
応答の特徴的「指紋」を認識することにより広範囲のガスを選択的に識別できる
（例えば、J V Hatfield, P Neaves, P J Hicks, K C PersaudおよびP Travers
著「センサおよびアクチュエータＢ（Sensors and Actuators B）」（１８〜１
９巻、１９９４年、第２２１〜２２８頁参照）。センサの出力は、センサ応答の
出力パターンと試料１０の状態とを相関付ける分析手段１８により分析される。
この点に関しては、学習した神経回路網の使用が特に有効である。サモンマッピ
ング（Sammon Mapping）のようなデータ縮小技術またはクラスター分析技術は、
特に、サンプリングされるヘッドスペース間の差異を表示するのに非常に有効で
ある。これは、ヘッドスペース（従って、ＣＳＦ試料）が不純物を含有するとき
の表示に有効である。
【００４８】 また、半導体有機ポリマーに電気信号を入力し、かつ入力されたＡＣ電気信号
の周波数の関数として該ポリマーのインピーダンス量をモニタリングすることに
より、該ポリマーに尋問識別することもできる（例えば、英国特許第2 203 553
号およびM E H Amrani. R M Dowdeswell, P A PayneおよびK C Persaud著「ユー
ロセンサＸの会報（Proceedings and Eurosensors X）」（第２巻、１９９６年
、第６６５〜６６８頁参照）。このアプローチを使用すると、単一の半導体有機
ポリマーセンサが、ＤＣ抵抗技術により尋問識別されるこのようなセンサの配列
により得られる情報と同等または実際にはより優れた情報を得ることができる。
の周波数の関数として該ポリマーのインピーダンス量をモニタリングすることに
より、該ポリマーに尋問識別することもできる（例えば、英国特許第2 203 553
号およびM E H Amrani. R M Dowdeswell, P A PayneおよびK C Persaud著「ユー
ロセンサＸの会報（Proceedings and Eurosensors X）」（第２巻、１９９６年
、第６６５〜６６８頁参照）。このアプローチを使用すると、単一の半導体有機
ポリマーセンサが、ＤＣ抵抗技術により尋問識別されるこのようなセンサの配列
により得られる情報と同等または実際にはより優れた情報を得ることができる。
【００４９】 例えば金属酸化物半導体（ＭＯＳ）、水晶振動子または表面弾性波（ＳＡＷ）
装のようなガス感応材料を備えた他の形式のガスセンサを使用することもできる
。複数のこのような装置からなる配列を使用することもできる。或いは、例えば
赤外線分光学のような分光技術を使用することもできる。
装のようなガス感応材料を備えた他の形式のガスセンサを使用することもできる
。複数のこのような装置からなる配列を使用することもできる。或いは、例えば
赤外線分光学のような分光技術を使用することもできる。
【００５０】 適用できる他の形式のガス検出技術として、より完全に後述するように、質量
分析（できる限り、ＧＣ−ＭＣシステムの一部として用いる）が１つの好ましい
技術である。いわゆる「バーチャルセンサ」を使用することもでき、他の形式の
ガスクロマトグラフィを使用することもできる。
分析（できる限り、ＧＣ−ＭＣシステムの一部として用いる）が１つの好ましい
技術である。いわゆる「バーチャルセンサ」を使用することもでき、他の形式の
ガスクロマトグラフィを使用することもできる。
【００５１】 通常、検出されるガス状種または揮発性種は、試料の上方のヘッドスペース内
に存在する。しかしながら、試料の加熱、酸性化またはアルカリ処理、または試
料中に存在する任意の種の揮発性種への化学変換、または試料からガス状種また
は揮発性種を作るための他のあらゆる処置は、本発明の範囲内に包含されるもの
である。ＣＳＦおよび漿液の場合には、ＣＳＦが透明であるのに対し、漿液は多
数の微生物、その代謝生成物および他の老廃生成物により汚染されているため、
両流体は識別できると考えられている。より詳しくは、漿液には比較的高レベル
のアンモニアが関連していると考えられている。しかしながら、本発明は、この
種のみの検出に限定されるものではなく、または上記説明により制限されるもの
でもない。
に存在する。しかしながら、試料の加熱、酸性化またはアルカリ処理、または試
料中に存在する任意の種の揮発性種への化学変換、または試料からガス状種また
は揮発性種を作るための他のあらゆる処置は、本発明の範囲内に包含されるもの
である。ＣＳＦおよび漿液の場合には、ＣＳＦが透明であるのに対し、漿液は多
数の微生物、その代謝生成物および他の老廃生成物により汚染されているため、
両流体は識別できると考えられている。より詳しくは、漿液には比較的高レベル
のアンモニアが関連していると考えられている。しかしながら、本発明は、この
種のみの検出に限定されるものではなく、または上記説明により制限されるもの
でもない。
【００５２】 一般に、ＣＳＦの試料は既知の方法を用いて患者から得られ、その後直ぐに検
出される。これにより、処置の成否が非常に迅速に判断される。ＣＳＦ試料を得
るのに使用される器具にガス検出装置を組み込むこともできる。例えば、ガスセ
ンサの配列を注射器に組み込むことにより、ＣＳＦ試料の純度を評価できる「賢
い注射器」を作ることができる。
出される。これにより、処置の成否が非常に迅速に判断される。ＣＳＦ試料を得
るのに使用される器具にガス検出装置を組み込むこともできる。例えば、ガスセ
ンサの配列を注射器に組み込むことにより、ＣＳＦ試料の純度を評価できる「賢
い注射器」を作ることができる。
【図１】 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、１７のｍ／ｚ比をモニ
タリングするＧＣ−ＭＳシステムにより得られるガスクロマトグラフを示す。
タリングするＧＣ−ＭＳシステムにより得られるガスクロマトグラフを示す。
【図２】 ＣＳＦを検出する方法を示す図面である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 33/50 Ｇ０１Ｎ 33/50 Ｂ // Ｇ０１Ｎ 30/72 30/72 Ａ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ，ＵＳ (72)発明者 マーケロフ・マイケル アメリカ合衆国 オハイオ 44131 クリ ーヴランド イー シャーフ ロード 5405 Ｆターム(参考） 2G045 AA25 AA28 CB22 CB30 DA17 DB06 FA34 FB04 FB05 2G046 AA10 AA34 BA09 EA04 FA01 FB02
Claims (20)
- 【請求項１】 呼吸する被検者の状態の発生を検出する方法において、 被検者が呼気した呼吸ガスから水性凝縮物を得る段階と、 水性凝縮物中に存在する或る種を検出する段階と、 前記種の存在と状態の発生とを相関付ける段階とを有することを特徴とする方
法。 - 【請求項２】 前記種は、ガス検出装置を用いてガス状種または揮発性種を
検出することにより検出されることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記ガス検出装置は質量分析計を有していることを特徴とす
る請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 前記ガス検出装置はＧＣ−ＭＳを有していることを特徴とす
る請求項３記載の方法。 - 【請求項５】 前記ガス検出装置は、ガスに露出されると電気的特性または
圧電的特性が変化するガス感応材料を備えた少なくとも１つのガスセンサを有し
ていることを特徴とする請求項２記載の方法。 - 【請求項６】 前記ガス感応材料は半導体有機ポリマーであることを特徴と
する請求項５記載の方法。 - 【請求項７】 前記ガス検出装置はガスセンサの配列を有していることを特
徴とする請求項５または６記載の方法。 - 【請求項８】 前記水性凝縮物は人工呼吸器から得られることを特徴とする
請求項１〜７のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項９】 検出される状態は肺内感染であることを特徴とする請求項１
〜８のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１０】 前記肺内感染は肺炎であることを特徴とする請求項９記載
の方法。 - 【請求項１１】 前記検出される種はアンモニアまたはアミンであることを
特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１２】 体液の試料と関連するガス状種または揮発性種を、ガス検
出装置を用いて検出する段階と、 前記種の存在と体液の存在とを相関付ける段階とを有することを特徴とする体
液検出方法。 - 【請求項１３】 前記体液の試料と関連するガス状種または揮発性種がガス
検出装置を用いて検出され、前記種の存在と体液の試料の純度とが相関付けられ
ることを特徴とする、体液の試料の純度を評価する請求項１２記載の方法。 - 【請求項１４】 前記体液はＣＳＦであることを特徴とする請求項１２また
は１３記載の方法。 - 【請求項１５】 前記ＣＳＦの試料中の漿液の存在が検出されることを特徴
とする請求項１３または１４記載の方法。 - 【請求項１６】 前記ガス検出装置は、ガスに露出されると電気的特性また
は圧電的特性が変化するガス感応材料を備えた少なくとも１つのガスセンサを有
していることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１７】 前記ガス感応材料は半導体有機ポリマーであることを特徴
とする請求項１６記載の方法。 - 【請求項１８】 前記ガス検出装置はガスセンサの配列を有していることを
特徴とする請求項１６または１７記載の方法。 - 【請求項１９】 前記ガス検出装置は質量分析計を有していることを特徴と
する請求項１２〜１５のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項２０】 前記ガス検出装置はＧＣ−ＭＳを有していることを特徴と
する請求項１９記載の方法。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GBGB9905259.9A GB9905259D0 (en) | 1999-03-09 | 1999-03-09 | Method for detecting conditions |
| GBGB9908113.5A GB9908113D0 (en) | 1999-04-10 | 1999-04-10 | Method for detecting bodily fluids and for assessing the purity thereof |
| GB9908113.5 | 1999-04-10 | ||
| GB9905259.9 | 1999-04-10 | ||
| PCT/GB2000/000859 WO2000054050A2 (en) | 1999-03-09 | 2000-03-09 | Method for detecting conditions by analysis of aqueous condensate from respiratory gases |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002539429A true JP2002539429A (ja) | 2002-11-19 |
Family
ID=26315238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000604224A Withdrawn JP2002539429A (ja) | 1999-03-09 | 2000-03-09 | 状態検出方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1169640B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002539429A (ja) |
| AT (1) | ATE298086T1 (ja) |
| DE (1) | DE60020823T2 (ja) |
| WO (1) | WO2000054050A2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008506958A (ja) * | 2004-07-21 | 2008-03-06 | ジボダン エス エー | 香料および芳香の分野において有用な化合物を同定または評価する方法 |
| JP2009186487A (ja) * | 2004-06-07 | 2009-08-20 | Charlotte-Mecklenburg Hospital Authority | 呼気凝縮液中のリポ多糖体を利用するグラム陰性菌性肺炎の診断 |
| JP2013231711A (ja) * | 2012-04-02 | 2013-11-14 | Hitachi High-Technologies Corp | サンプル液に含まれる揮発性物質の分析方法 |
| JP2015072237A (ja) * | 2013-10-04 | 2015-04-16 | 株式会社島津製作所 | 質量分析を用いたアンモニア測定方法 |
| JP2017104487A (ja) * | 2015-12-11 | 2017-06-15 | 台湾ナノカーボンテクノロジー股▲ふん▼有限公司Ｔａｉｗａｎ Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 気体識別を利用し且つ肺炎感染及び肺炎菌種の疾患分析機能を有する人工呼吸器 |
Families Citing this family (5)
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| DE69938662D1 (de) | 1998-06-19 | 2008-06-19 | Cyrano Sciences Inc | Spurendetektion von analyten mit hilfe artifizieller olfaktometrie |
| GB0113188D0 (en) * | 2001-05-31 | 2001-07-25 | Osmetech Plc | Method for detecting conditions |
| WO2003075745A2 (en) * | 2002-03-04 | 2003-09-18 | Cyrano Sciences, Inc. | Detection, diagnosis, and monitoring of a medical condition or disease with artificial olfactometry |
| GB0920315D0 (en) | 2009-11-20 | 2010-01-06 | Univ Bristol | A diagnostic apparatus |
| CN103616414A (zh) * | 2013-12-10 | 2014-03-05 | 江苏大学 | 一种产气菌种类的快速鉴别方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8708201D0 (en) * | 1987-04-06 | 1987-05-13 | Cogent Ltd | Gas sensor |
| WO1995030765A1 (en) * | 1994-05-06 | 1995-11-16 | Slotman Gus J | Method for identifying and monitoring patients at risk for systemic inflammatory conditions |
| GB9411515D0 (en) * | 1994-06-09 | 1994-08-03 | Aromascan Plc | Detecting bacteria |
| GB9700012D0 (en) * | 1997-01-02 | 1997-02-19 | Aromascan Plc | Improvements in the detection of bacteria |
| GB9704676D0 (en) * | 1997-03-06 | 1997-04-23 | Aromascan Plc | Condition indicator |
| GB9717209D0 (en) * | 1997-08-14 | 1997-10-22 | Aromascan Plc | Condition detector |
| GB9717306D0 (en) * | 1997-08-15 | 1997-10-22 | Aromascan Plc | Method and device for detecting a condition |
-
2000
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- 2000-03-09 DE DE60020823T patent/DE60020823T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2000-03-09 JP JP2000604224A patent/JP2002539429A/ja not_active Withdrawn
- 2000-03-09 AT AT00907857T patent/ATE298086T1/de not_active IP Right Cessation
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| JP2008506958A (ja) * | 2004-07-21 | 2008-03-06 | ジボダン エス エー | 香料および芳香の分野において有用な化合物を同定または評価する方法 |
| JP2013231711A (ja) * | 2012-04-02 | 2013-11-14 | Hitachi High-Technologies Corp | サンプル液に含まれる揮発性物質の分析方法 |
| JP2015072237A (ja) * | 2013-10-04 | 2015-04-16 | 株式会社島津製作所 | 質量分析を用いたアンモニア測定方法 |
| JP2017104487A (ja) * | 2015-12-11 | 2017-06-15 | 台湾ナノカーボンテクノロジー股▲ふん▼有限公司Ｔａｉｗａｎ Ｃａｒｂｏｎ Ｎａｎｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 気体識別を利用し且つ肺炎感染及び肺炎菌種の疾患分析機能を有する人工呼吸器 |
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|---|---|---|---|
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