JP2002541431A - 患者サンプルにおける止血機能不全の存在を予測するための方法および装置 - Google Patents

患者サンプルにおける止血機能不全の存在を予測するための方法および装置

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Abstract

(57)【要約】 止血機能不全の存在を予測するための方法が開示されている。未知のサンプル(標本)(103)上の少なくとも1つの時間依存計測(101)が実施され、且つ該サンプル(103)のそれぞれの特性が、時間依存計測プロファイルを導出するように、時間について計測される。初期スロープ(勾配)を含む1個またはそれより多くの予測変数(110)が定義され、そしてそれは、前記時間依存計測プロファイルのデータを充分に定義する。それから、異常性と1セットの予測変数(110)との間の関係を表現するモデル(113)が、導かれる。その後に、該モデル(113)は、止血機能不全を予測するために利用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (技術分野) この出願は、1995年6月7日に提出されたギブンズ(Givens)他に対する
合衆国特許出願08/477,839号の継続出願である、1997年5月21
日に提出されたギブンズ他に対する合衆国特許出願08/859,773号の一
部継続出願である、1997年12月31日に提出された合衆国特許出願09/
001,647号の一部継続出願であり、それらの全ては引用することにより本
願明細書の一部をなすものとする。この出願は、その主題が引用によりここに組
み込まれているフィッシャー(Fischer)他に対する合衆国特許第5,646,
046号にも関連している。この出願は、さらに、各々の主題も引用により本願
の一部とされている次の刊行物に関連している。
【0002】 1. B. Pohl, C. Beringer, M. Bomhard, F. Keller, The quick machine - a m
athematical model for the extrinsic activation of coagulation, Haemostas
is, 24, 325-337 (1994). 2.J. Brandt, D. Triplett, W. Rock, E. Bovill, C. Arkin, Effect of lupus
anticoagulants on the activated partial thromboplastin time, Arch Patho
l Lab Med, 115, 109-14 (1991). 3.I. Talstad, Which coagulation factors interfere with the one-stage pr
othrombin time?, Haemostasis, 23, 19-25 (1993). 4. P. Baumann, T. Jurgensen, C. Heuck, Computerized analysis of the in
vitro activation of the plasmatic clotting system, Haemostasis, 19, 309-
321 (1989). 5.C, Heuck, P. Baumann, Kinetic analysis of the clotting system in the
presence of heparin and depolymerized heparin, Haemostasis, 21, 10-18 (1
991). 6. M. Astion and P. Wilding, The application of backpropagation neural
networks to problems in pathology and laboratory medicine, Arch Pthol La
b Med, 116, 995-1001 (1992). 7. M. Astion, M. Wener, R. Thomas, G. Hunder, and D. Bloch, Overtrainin
g in neural networks that interpret clinical data, Clinical Chemistry, 3
9, 1998-2004 (1993). 8. J. Furlong, M. Dupuy, and J. Heinsimer, Neural network analysis of s
erial cardiac enzyme data, A.J.C.P, 96, 134-141 (1991). 9.W. Dassen, R. Mulleneers, J. Smeets, K. den Dulk, F. Cruz, P. Brugada
, and H. Wellens, Self-learning neural networks in electrocardiography,
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Advances in Neural Information Processing Systems, Morgan Kauffman Publi
shers, San Mateo, CA, 81-90 (1989). 11. A. Blum, Neural Networks in C++, John Wiley & Sons, New York, (1992
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0, 1285-1293 (1988). 14. M. Zweig and G. Campbell, Receiver-operating characteristic (ROC) p
lots: a fundamental evaluation tool in clinical medicine, Clinical Chemi
stry, 39, 561-577 (1993). 15. D. Bluestein, L. Archer, The sensitivity, specificity and predictiv
e value of diagnostic information: a guide for clinicians, Nurse Practit
ioner, 16,39-45 (1991). 16. C. Schweiger, G. Soeregi, S. Spitzauer, G. Maenner, and A. Pohl, Ev
aluation of laboratory data by conventional statistics and by three type
s of networks, Clinical Chemistry, 39, 1966-1971 (1993).
【0003】 (背景技術) 凝血は、タンパク質が生物学的増幅システムとして作動する酵素カスケードを
形成する複雑な連鎖反応の最終生成物である。このシステムのために、比較的少
ない分子数のイニシエータとなる生成物があると、このフィブリン凝固の生成を
最終的に生成させる一連の、ファクタとして知られる、不活性タンパク質のシー
ケンシャルな活性(activation)が誘起される。カスケードの経路の動力学につ
いての数学モデルは、以前に提案されている。
【0004】 [1]においては、クイックパーセント、活性化された部分的トロンボプラス
チン時間(APTT)、トロンビン時間(TT)、フィブリノーゲン、要因(F
)II,FV,FVII,FX、抗トロンビンIII(ATIII)、および要
因劣化生成物(FDP)アッセイを用いて、データが20サンプルについて収集
された、外因性凝固カスケードの動的モデルが、説明されている。これらのデー
タは、前記モデルへの入力として使用され、その予測出力は、実際に得られるプ
ロトロンビン時間(PT)スクリーニングアッセイ結果と比較された。前記モデ
ルは、20の事例のうちの11の事例でのみ正確にこのPTの結果を予測した。
これらの凝固カスケードモデルは、(1)凝固形成プロセスの複雑さ、および(
2)特定の条件のみでのPT凝固時間を関連付けることが困難であることを示し
ている。
【0005】 血栓症および止血検査は、血液が、凝固を形成する能力と、生体内で凝固を壊
す能力の生体外で検討である。凝固アッセイは、試験管を傾けたりワイヤループ
によりフィブリンストランドを除去したりして、凝固形成が試験管内で観測され
るようなマニュアルでの手法として始まった。このときの目標は、一定の物質が
加えられた後に患者の血液サンプルが凝固するかどうかを決定することであった
。生体外での反応の開始から凝固形成の時点までの時間の量が、先天的な疾患、
後天的な疾患、および治療的なモニタリングに関連があることは後に判明した。
マニュアル手法の主観的な終点決定に関連する内在的な変動性を除去するために
、(1)電気機械的特性、(2)凝固弾性、(3)光散乱、(4)フィブリン粘
着(癒着)および(5)インピーダンスに基づいて、凝固時間を計測すべく、計
測装備が開発されている。光散乱法のためには、時間の関数(光学的時間依存計
測プロファイル)として、検体を通過する光の透過率を表現するデータが集めら
れる。
【0006】 PTおよびAPTTの2つのアッセイは、凝固システムにおける異常をスクリ
ーニングするために広く使用されているが、しかしながらいくつかの他のスクリ
ーニングアッセイ、例えば、タンパク質C、フィブリノーゲン、タンパク質およ
び/またはトロンビン時間、が使用され得る。スクリーニングアッセイが、異常
な結果を示した場合、1つまたはいくつかの付加的な検査が、異常の正確な原因
を特定するために必要とされる。PTおよびAPTTアッセイは、主として凝固
時間に必要とされる時間の計測に頼っているが、しかしながらPTのいくつかの
変動も、フィブリノーゲン濃度の推定において光学的信号の変化の振幅を用いる
【0007】 血液凝固は、凝固形成に標準的に影響する非常に多数の内部要因およびタンパ
ク質に加えて、薬剤の投与によって影響を及ぼされる。例えば、ヘパリンは、手
術の後に、または他の条件の下で、血栓症を防止するために用いられ、あるいは
現存する血栓症と闘うために用いられている、広く使用されている治療薬である
。ヘパリンの投与は、典型的にはAPTTアッセイを用いてモニタされ、そして
それはヘパリンの存在において延長された凝固時間を与える。PTアッセイのた
めの凝固時間は、より小さな程度に影響される。多数の他の血漿異常も延長され
たAPTT結果を引き起こすかもしれないので、スクリーニングアッセイの結果
からこれらのエフェクターの間を弁別するための能力が臨床上重要となるであろ
う。
【0008】 プロファイルに適合するS字状曲線を用いて、バウマン(Baumann)他[4]
は、フィブリノーゲンが、外因性フィブリノーゲンの添加により固定された濃度
に人為的に維持されるときに、2つの係数の比率が、血液要因欠損症の選択した
グループについてユニーク(特有)であり、且つこの同じ比率がヘパリンをFI
I欠損症およびFXa欠損症に相関することを示した。しかしながら、人為的に
固定されたフィブリノーゲンの必要性が、このアプローチを臨床的な検体の分析
に不適当なものとする。本発明は、サンプルの人為的な操作なしに、時間依存計
測プロファイルから臨床的なサンプルについて止血機能不全を予測することを可
能とさせる。
【0009】 本発明は、1つまたはそれ以上の、光学的時間依存計測プロファイルのような
、時間依存計測プロファイルに基づいて、未知のサンプルにおける止血機能不全
を予測することを見出し、且つそのために開発されたもので、そこでは、プロフ
ァイルの特性を定義する1つまたはそれ以上の予測変数が提供され、且つ同様に
そこでは、止血機能不全と1つまたはそれ以上の予測変数との間の関係を表現す
るモデルが(同様に、未知のサンプルにおいて該止血機能不全を予測するために
このモデルを利用させるようにするために)、導出される。加えて、本発明は、
患者の血液または血漿サンプルに対して凝固アッセイを実行させることから得た
、光学的透過率プロファイルのような、時間依存プロファイルに基づいて患者に
おける播種性血管内凝固症の存在を予測することを意図している。
【0010】 (発明の開示) 本発明は、少なくとも1つの時間依存計測プロファイルから止血機能不全を予
測するための方法および装置に向けられたものである。本発明は、播種性血管内
凝固症(DIC)を予測するためのそのような方法および装置にも向けられてい
る。該方法および装置は、a)未知のサンプルについて少なくとも1つのアッセ
イを行なって、時間依存計測プロファイルを導出するために時間について個々の
特性を計測することと、b)前記時間依存プロファイルのデータを充分に定義す
る1つまたはそれ以上の予測変数(それらのうちの1つは凝固形成に先行するス
ロープである)を定義することと、c)診断出力と1セットの予測変数との間の
関係をあらわすモデルを導出することと、そしてd)前記診断出力に関連する未
知の前記サンプルにおける止血条件(例えば、DICまたは敗血症)の存在を予
測するために、前記モデルを利用することとを含んでいる。一つの実施の形態に
おいて、既知のサンプルについて複数のアッセイを実行することによりトレーニ
ングデータが提供され、前記モデルはマルチレイヤーパーセプトロンであり、前
記診断出力と1つまたはそれ以上の前記予測変数との間の関係は少なくとも1つ
のアルゴリズムにより決定され、そして前記少なくとも1つのアルゴリズムはバ
ックプロパゲーション学習アルゴリズムである。本発明の第2の実施の形態にお
いて、前記診断出力と少なくとも1つの予測変数との間の関係は1セットの統計
的な方程式によって導出される。本発明においては、また、複数の時間依存計測
プロファイルが導出され、該時間依存計測プロファイルは、血栓症および止血の
ための自動化されたアナライザーにより提供されるもののような光学的時間依存
計測プロファイルであり得るとともに、そこでは複数の光学的(例えば光学的透
過率)計測値が時間について取得され、且つそこでは複数の前記光学的計測値が
正規化される。前記光学的プロファイルは、PTプロファイル、フィブリノーゲ
ンプロファイル、APTTプロファイル、TTプロファイル、タンパク質Cプロ
ファイル、タンパク質Sプロファイル、および凝固機能障害に関連付けられた複
数の他のアッセイのうちの1つまたはそれ以上を含み得る。
【0011】 (発明を実施するための最良の形態) 本発明においては、患者サンプルにおける止血機能不全の存在を予測するため
の方法および装置の両者が提供される。図31において見られるように、1つま
たはそれ以上の時間依存計測(101)が未知のサンプル(103)に対して実
行される。「時間依存計測」という用語は、ここでは、アッセイ(例えば、PT
、APTT、フィブリノーゲン、タンパク質C、タンパク質S、TT、ATII
I、プラスミノーゲンおよび要因アッセイ)からもたらされる計測を含むことを
意味している。「未知のサンプル」および「臨床的サンプル」という用語は、血
栓症/止血に関連して止血機能不全が知られていない(または、疑われているが
、まだ確認されていない)、医療患者(100)からのもののような、サンプル
を意味している。本発明においては、時間依存計測プロファイルを導出するため
に、凝固特性が時間について計測される。望ましい実施の形態においては、前記
時間依存計測は、光学的プロファイルを導出するための光学的計測である。例え
ば、PTプロファイル、フィブリノーゲンプロファイル、TTプロファイル、A
PTTプロファイルおよび/またはそれらの変形が、提供され得て、そこでは未
知のサンプルが、時間についての該未知のサンプルを通過する光透過率に基づき
、凝固形成について分析される。他の望ましい実施の形態においては、PTプロ
ファイルおよびAPTTプロファイルの両者のような、2つ(またはそれ以上)
の光学的プロファイルが提供される。
【0012】 前記時間依存計測プロファイルが提供された後、前記時間依存プロファイルの
データを充分に定義する1セットの予測変数(110)が定義される。1つまた
はそれ以上の予測変数が前記セットを構成する。そして、一つの実施の形態にお
いて、3つまたはそれ以上、そして望ましい実施の形態においては、4つまたは
それ以上の予測変数が、前記セットを望ましく作り上げるために備えられる。前
記時間依存計測プロファイルの特性は、前記光学的プロファイルの一次導関数の
最小値、この最小値の時間インデックス、前記光学的プロファイルの二次導関数
の最小値、この最小値の時間インデックス、前記二次導関数の最大値、この最大
値の時間インデックス、時間依存計測の間における透過率の全体の変化、凝固時
間、凝固形成に先行する光学的プロファイルのスロープ、および凝固形成後の光
学プロファイルのスロープを含む、1つまたはそれ以上の予測変数によって最善
に定義され得ることが見出された。
【0013】 前記1セットの予測変数を定義した後に、先天的なまたは後天的な平衡失調ま
たは治療上の条件と前記1セットの予測変数との間の関係を表現するモデル(1
13)が導出される。このモデルは、本発明の一つの実施の形態においては、ニ
ューラルネットワークから導出される。その他の実施の形態においては、前記モ
デルは1セットの統計的方程式を介して導出される。
【0014】 ニューラルネットワークは、それによってトレーニングすることができる、い
くつかの既知のデータ(115)が与えられた条件で、複雑かつ未知のシステム
を学習し且つモデル化するのに使用され得る人工知能の一分野を表している。ニ
ューラルネットワークの特徴の中で、ニューラルネットワークを複雑なシステム
をモデル化させることに代わる魅力的な代替手段とする特徴は、次の通りである
【0015】 1.ノイズの多いデータを良好に取り扱うことができ且つ入力データのいくつ
かが不明瞭だったりまたは失われたりしているときでさえもパターンを認識する
。 2.どの要因が先験的に(a priori)関連性があるかを決定することが不要で
ある。というのは、前記セットの中に少なくともいくつかの意味のあるパラメー
ターがあると仮定することによって、トレーニングの段階の間に、どのデータが
適用可能かを、ネットワークが決定するであろうからである。
【0016】 ニューラルネットワークは、図1に示されたのと同様なニューロンが相互接続
され、多重レイヤーから形成されるものである。各ニューロンは1つの出力を有
し、且つ接続しているリンク、すなわちシナプス、にわたって多数の他のニュー
ロンからの入力i1…inを受ける。各シナプスは、シナプスの重みWjに関連
性がある。加算機Σまたは線型コンバイナーは、前記入力信号とシナプスの重み
i1*Wjの積を合計する。前記リニアコンバイナー出力合計のsum1および
θ1(出力を低下させるスレショールドまたは上昇させるバイアス)が、アクテ
ィベーション関数f()に入力される。前記シナプスの重みは、学習アルゴリズ
ムを通して、それらの値を調整することにより学習される。
【0017】 モデル(113)が導かれた後、ニューラルネットワークか統計学的方程式か
いずれかに基づいて、このモデルが、時間依存計測プロファイルに関連する未知
のサンプルにおける先天的または後天性の平衡失調あるいは治療的な条件の存在
を予測(120)するのに用いられる。そのようにして、先天的なまたは後天性
の平衡失調あるいは治療上の条件が予測され得る。本発明において異常であると
して予測され得る条件は、他のものに加え、a)要因欠損症、例えば、フィブリ
ノーゲン、要因II,V,VII,VIII,IX,X,XIおよびXII、並
びにATIII、プラスミノーゲン、タンパク質C、タンパク質S等、b)治療
的条件、例えば、ヘパリン、クマジン等、そしてc)ループス性抗凝固薬のよう
な条件を含み得る。本発明の一つの実施の形態において、該方法は、自動化され
たアナライザー(90)上で実行される。光学的データプロファイルといった、
前記時間依存計測プロファイルは、前記自動化されたアナライザーにより自動的
に提供され得て、そこでは、未知のサンプルは、自動化されたプローブによって
、サンプル容器から検査ウェルへ、自動的に移送され、サンプル内での反応を開
始させるように、1つまたはそれ以上の試薬が、前記検査ウェルに自動的に添加
される。時間にわたる特性は、光学的プロファイルを導出するように、自動的に
光学的にモニタされる。予測された先天的なまたは治療上の条件(120)は、
自動化されたアナライザーのメモリ(122)内に自動的に格納され、および/
または、コンピューターモニタ上のように、前記自動化されたアナライザー上に
表示され(124)または用紙上にプリントアウトされ得る。発明のさらなる特
徴として、もしも、予測された先天的なまたは後天的な平衡失調あるいは治療条
件(128)が異常条件であれば、そのときは、異常条件の存在を確認するため
の1つまたはそれ以上のアッセイが該自動化されたアナライザー上で実行される
。実際、望ましい実施の形態においては、一旦この予報条件となると、前記1つ
またはそれ以上の確認アッセイの結果が、前記自動化されたアナライザーのメモ
リ(131)に格納され、および/または該アナライザー上に表示(133)さ
れて、1つまたはそれ以上の確認アッセイが前記アナライザー上で自動的に命令
され、かつ、実行される。
【0018】 [実施例1:サンプルにおけるヘパリンの予測] この実施例は、スクリーニングアッセイ光学的プロファイルを的確に記述する
1セットの予測変数を示しており、最適なニューラルネットワーク設計を開発し
、そして実質的に且つよく定量化された検査データセットとともに、血栓症/止
血(この場合ヘパリンの検出のための)に関連付けられた異常条件の予測可能性
を決定する。
【0019】 シンプラスチン(Simplastin)(登録商標)L、プラテリン(Platelin)(登
録商標)L、塩化カルシウム溶液(0.025M)、イミダゾールバッファーは
、米国、27712、ノースカロライナ州、ダーラム(Durham, NC, 27712, USA
)のオーガノンテクニカ社(Organon Teknika Corporation)から得られる。全
ての血漿検体は、全血9に対して抗凝固薬1の割合での3.2%または3.8%
のクエン酸ナトリウム内に収集される。試験管は、2000Gで30分間遠心分
離され、そしてそれからポリプロピレン試験管内に移動されて、評価されるまで
−80℃で保管される。757個の検体が、200サンプルから準備される。こ
れらの検体は、次の特定のアッセイによって検査される:FII、FV、FVI
I、FVIII、FIX、FX、FXI、FXII、ヘパリン、フィブリノーゲ
ン、プラスミノーゲン、タンパク質C、およびAT−III。サンプルは、正常
な患者、種々の欠損症、および治療的な条件をあらわしていた。検体の母集団2
16については、ヘパリンに特有の発色体アッセイによって計測される0.05
単位/mlよりも大きいヘパリン濃度によって決定されるヘパリンについて陽性
であった。残りの検体は、ヘパリン陰性として分類され、正常な検体、種々の単
一のまたは多重の要因欠損症、および他の治療上の薬品を受けている患者を含ん
でいた。陽性ヘパリンサンプルは、0.54単位/mlまでの範囲で変動した。
【0020】 PTおよびAPTTスクリーニングアッセイが、各検体について5日間実行さ
れた。凝血塊ベースの凝固アッセイが、MDA180のような光学ベースの自動
化されたアナライザーにより実行されながら、凝固が形成してゆくサンプルを通
過する光透過率の正規化されたレベルをあらわすデータ(光学プロファイル)が
時間の経過にわたって収集された。フィブリン凝固を形成するにつれて、光の透
過率が減少した。光学的プロファイルは各検査により格納される。
【0021】 ネットワーク構成は、マルチレイヤーパーセプトロン(M)条件に選定された
。類似したネットワークは、PTのみの変数およびAPTTのみの変数について
も採用された。この特定のMLPは、入力レイヤー、1つの隠されたレイヤー、
および出力レイヤーの3つのレイヤーからなる。
【0022】 正常な光学的プロファイルが、図3に示されている。予測変数のセットは、光
学的プロファイルを、変数の数を最小にして、可能な限り完全に記述する意図を
持って選定された。それらは、表1に要約されており、そこでは、tは、反応の
開始からの時間、Tは、正規化された反応混合物を通過する光透過率、そしてp
vjkは、アッセイjのk番目の予測変数である。
【0023】 予測変数は、アッセイタイプkについての各変数について観測される値の範囲
に基づいて、0と1との間の値にスケールされている。
【数1】
【0024】 入力変数セットは、検体ごとにPTアッセイおよびAPTTアッセイについて
のi1…7を含む。既知の出力変数値について、0.05単位/mlよりも大き
い結果となったヘパリンのサンプルは、陽性であると考えられ、1の値を割り当
てれ、陰性のサンプルは値0に割り当てられた。
【0025】 トレーニングセットサンプルの重みサンプルの数に対する割合はトレーニング
セットについてと同様の分布がとられる。それゆえ、そのとき小さなサンプルサ
イズは、人為的に高い分類レートに導かれ得る。この現象は、オーバートレーニ
ングとして知られている。80%の真に正確なレートを達成しようとするために
は、該トレーニングセットにおけるサンプル数のためのガイドラインは、ネット
ワークにおける重みの数のほぼ5倍である。この作業の大部分については、14
−6−1ネットワークが使用され、0のサンプルサイズ(450)の上方境界に
導かれる。ネットワークのパフォーマンスおよびおよびその汎用化の能力をモニ
タし且つ評価するために、各トレーニングエポックの最後においてクロス確認セ
ットが処理される。このクロス確認セットは、トレーニングセットから除外され
る既知の検査セットからランダムに決定されるサブセットである。
【0026】 ひとたび、入力予測変数および出力値が全ての検体の光学的プロファイルにつ
いて決定されたのち、757セットのデータは、2つのグループにランダムに分
配され、387個は、トレーニングセットにおいて用いられ、370個は、クロ
ス確認セットに用いられた。これらの同じ2つのランダムに決定されたセットは
、全ての実験全体を通して、使用された。
【0027】 全てのシナプスの重みおよびスレッショールド値は、各トレーニングセッショ
ンの初めに小さなランダム数に初期化される。
【0028】 エラー訂正学習ルールは、グラディエントを低下させる方法によりシナプスの
重みを更新するために用いられる繰り返し処理であり、そこではネットワークが
、ネットワークに対して提供される前記トレーニングセットにおけるパターン結
合(既知の入力/出力ペア)としてのエラーを最小化する。前記トレーニングセ
ット中の各サイクルは、エポックとして知られる。パターン結合の程度または提
示は、全てのエポックについて同様である。
【0029】 この学習アルゴリズムは、前向きのパスおよび後ろ向きのパスを作り上げる6
個のステップからなる。前向きのパスにおいて、隠されたレイヤーのニューロン
アクティベーションが最初に決定される
【数2】 ここで、hは、隠されたレイヤーのニューロンのベクトル、iは、入力レイヤ
ーのニューロンのベクトル、W1は、入力レイヤーと隠されたレイヤーとの間の
重み付けマトリクス、そしてF()は、アクティベーション関数である。ロジス
ティック関数がアクティベーション関数として用いられる。
【数3】
【0030】 それから、出力レイヤーニューロンが計算される
【数4】 ここで、oは、出力レイヤーを、hは隠されたレイヤーを、そしてW2は、隠
されたレイヤーと出力レイヤーとを接続するシナプスのマトリクスである。後方
へのパスは、出力レイヤーのエラーの計算から始められる。
【数5】 ここで、dは、所望の出力である。もしも、e0の各エレメントが、いくつか
の予め定義されたトレーニングエラートレランスベクトルTEtolよりも小さ
ければ、その重みは、そのパスの間にアップデートされず、そのプロセスは津日
のパターン結合とともに継続される。別の値が定められないときは、0.1のト
レーニングエラートレランスが、全ての検査に用いられる。さもなければ、それ
から出力レイヤーにおけるローカルグラディエントが計算される。
【数6】
【0031】 次に、隠されたレイヤーのローカルグラディエントが計算される。
【数7】
【0032】 一旦、隠されたレイヤーのエラーが計算されると、重みの第2のレイヤーが調
整される
【数8】 ここで、
【数9】 は、学習レートであり、γは、モーメントファクタであり、mは、学習反復であ
る。重み付けの第1のレイヤーは、同様のやり方で調整される
【数10】 ここで、
【数11】 である。前方パスおよび後方パスは、エポックと称されるトレーニングセットに
おけるパターン結合の全てについて1000回繰り返される。各エポックの最後
において、トレーニングされたネットワークが、クロス確認セットに適用される
【0033】 いくつかの方法が、ネットワークのトレーニングの性能を計測するのに採用さ
れる。各入力セットについてのエラーE、は、次の通り定義される。
【数12】 学習曲線は、エポックに対するEのプロットとして定義される。パーセント分類
ψは、いくつかの定義された判定境界βに基づいて正確に分類される全検査セッ
ト(トレーニングおよびクロス確認)のパーセントを示す。レシーバーオペレー
ター特性(ROC)プロットは、別の起こりそうな複数の結果状態の間の弁別を
するためのトレーニングされたネットワークの能力を記述するためにも用いられ
ている。これらのプロットにおいて、感度および特異性の計測が、判定境界の完
全な範囲のために示される。
【0034】 感度または真陽性の分数が次の通り定義され、 感度=真陽性/(真陽性+偽陰性) そして、偽陽性分数、すなわち(1−特異性)は、次の通り定義される。 (1−特異性)=偽陽性/(偽陽性+真陰性) これらのROCプロットは臨床的研究室検査性能を評価するための通常のツール
をあらわしている。 上述された検査セットを用いることにより、この方法を用いてヘパリンの存在
が予測され得るかどうかを判定する実験が行なわれる。まず、最適なエラーコレ
クションバックプロパゲーション学習パラメーター:(1)隠されたレイヤーサ
イズ、(2)学習レート、および(3)モーメント、を判定するために、実験が
行なわれる。付加的な実験は、PTおよびAPTTアッセイのみに基づくネット
ワークと、トレーニングエラートレランスの効果、および判定境界選択の両方の
結果を組み合わせることによる性能とを比較させるために行われる。
【0035】 図9は、隠されたレイヤーサイズが、トレーニング、クロス確認エラーおよび
最適な判定境界についてのパーセント訂正分類の効果を示している。この判定境
界は、全検査セットからの偽陽性および偽陰性の最小合計数をもたらす判定境界
として定義される。隠されたレイヤーサイズが増大するにつれて、このエラーが
減少する。しかしながら、一般化するための能力は、隠されたレイヤーサイズが
6となった後には増大しない。エラーおよびパーセンテージ訂正分類の両者を用
いた最も重大な利点は、4と6の間である。隠されたレイヤーサイズ6は、残り
の実験のために使用される。 一連の実験は、η={0.01,0.1,0.5,0.9}およびγ={0.
0,0.1,0.5,0.9}を用いて実施される。図4は、パラメーターの最
善の組み合わせの2つについての学習曲線を示している。図5は、学習レートが
、速過ぎるときに、発振およびより高いEへの収束に導く例を示している。一般
に、η→0につれてネットワークはより低いEに収束し、そしてγ→1につれて
収束レートは改善される。η→1につれて、Eの値は増大し過ぎる値に収束し且
つ発振が増大する。加えて、η→1でγ→1につれて発振が悪化される。
【0036】 図6は、η=0.5およびγ=0.1についてのトレーニングセットおよびク
ロス確認セットについての学習曲線を示す。それは、各サイクルにおいてトレー
ニングセットについてのエラーだけでなくクロス確認エラーについても見ること
が大事であることは、ニューラルネットワークを開発するときの主要な関心事で
あり、これまでに示してきた。
【0037】 図7は、η=0.5およびγ=0.1で且つ0.0および0.1の学習トレラ
ンスでの学習曲線を示している。これらの結果は、小さな学習は学習プロセスの
収束を平滑化する傾向にある。
【0038】 図8は、組み合わされた2つのスクリーニングアッセイの各々による予測変数
と、これらのアッセイの組み合わせによる予測変数とに関してトレーニングされ
たネットワークについてのROCプロットを示している。単一のアッセイの場合
、隠されたレイヤーのサイズは3であった。一つのアッセイからのデータの使用
がいくらかの成功に導く間に、両アッセイからの情報の使用がヘパリンの存在を
正確に予測させるようなネットワークの能力における重大な改善を成立させる。
このグラフは、90%の真の陽性比率が、15%の偽の陽性比率で達成され得る
ことを示している。単一のアッセイを用いれば、60〜70%の真の陽性比率が
、ほぼ15%の偽の陽性比率で達成され得る。
【0039】 [実施例2:要因VIII] 実施例1におけるのと同様の検査が実行された。図10および図11に見られ
るように、2つのトレーニングセッションが、未知のサンプルにおける要因VI
II条件を予測するために実行された。図10は、要因VIIIに関する異常性
の予測に関連するレシーバーオペレーター特性プロットである。図10において
、30%未満のアクティビティの全ては、陽性として示され、且つ30%を超え
る全てのものは陰性として示される。30%以外のカットオフ値も使用され得る
。この実施例において、アクティビティパーセンテージは、ほぼ+または−10
%の既知の精度を有している。図11においては、実際のパーセントアクティビ
ティが、出力として用いられている。
【0040】 [実施例3:要因X] 図12に見られるように、本発明の方法は実施例2におけるのと同様に実行さ
れ、そしてそこでは、ここに要因X濃度の異常性が、未知のサンプルから予測さ
れた。30%未満のアクティビティの全ては、陽性として示され、且つ30%を
超える全てのものは陰性として示される。30%以外のカットオフ値も使用され
得る。
【0041】 実験全体にわたってのクロス確認サンプルセットの結果は、サンプルサイズが
ネットワークを一般化するのに充分であったことを示している。トレーニングお
よびクロス確認セットのランダムな分布が提供された実験全体にわたって一定に
保持されるが、他の分布も使用された。これらの分布は、全ての異なる結果がも
たらされても、依然として同一の一般的な結論に導く。
【0042】 予測変数のセットに対する多くの代替変数または付加変数が探求された。これ
には、データプロファイルにフィットする曲線の係数、パターン認識、および凝
固時間ベースパラメーターが含まれていた。提示の関数では、それらのフィット
の不完全性に起因して情報を失いがちであり、そして高次の関数ではそれらの多
数の近接した解に起因して情報を失いがちである。凝固時間、凝固形成の開始に
先行する部分における、そしてその後のスロープのような、凝固をベースとする
パラメーターは、しばしば使用可能であるが、いつもという訳ではない(何故な
らいくつかのサンプルにおいて、凝固時間は検出可能ではないからである)。観
測された成功した結果は、使用される予測変数のこのセットが、先天的、あるい
は、後天性の平衡失調または治療上の条件の予測について有効であることを示し
ている。
【0043】 ネットワーク学習アルゴリズムのパラメーターの最適化は、そのパフォーマン
スに重大な相違を生じた。一般に、低学習レート、高モーメントレート、いくら
かの小さなトレーニングエラートレランス、および入力レイヤーのサイズのほぼ
半分の隠されたレイヤーサイズによってパフォーマンスは最善であった。
【0044】 [付加的な実施例] APTTおよびPTアッセイについての光学的計測が、580nmの波長にて
MDA180器具上で行なわれた。血漿検体(n=200)は、正常な患者、種
々の凝固要因欠損症を持つ患者、そしてヘパリンまたは他の抗凝固治療を受けて
いる患者を含んでいた。APTTおよびPTの二重のスクリーニングアッセイは
、単一のロットのAPTTおよびPT試薬を用いて2つのMDA180を用いて
各検体について実行された。これらの検体は、FII、FV、FVII、FVI
II、FIX、FX、FXI、FXII、ヘパリン、フィブリノーゲン、プラス
ミノーゲン、タンパク質Cおよび抗トロンビン−IIIについての特定のアッセ
イを用いても分析された。
【0045】 [データ処理およびニューラルネットワーク] 光学的プロファイルデータファイルは、MDA180からエクスポートされ、
そしてオフラインで処理された。凝固事象のタイミング、レートおよび振幅を記
述するために、1セットの9個のパラメーターが、導出される。これらのパラメ
ーターは全てのAPTTおよびPT検査のために計算される。パラメータセット
は、実施例1についてのそれらから若干変更される。このアプローチにおいて、
PTまたはAPTTアッセイのための光学的データは、時間に関する光学的信号
の変化についての二次導関数の最小および最大値に基づく分割を用いて、3つの
セグメント(前凝固セグメント、凝固セグメントおよび後凝固セグメント)に分
割された。分析されたパラメーターは、(1)凝固フェーズのオンセット、中点
および終了が生じた時間(それぞれ、tmin2、tmin1およびtmax2
);(2)前凝固フェーズおよび後凝固フェーズについての平均スロープ(それ
ぞれslope1およびslope3)そして凝固の中点(min1、slop
e2に類似している反応の中点における凝固「速度」);(3)凝固の「加速」
期間、および「減速」(それぞれmin2およびmax2);そして(4)凝固
の間における信号変化の大きさ(デルタ)を含むものであった。
【0046】 データパラメーターの3つの異なるセットは、ニューラルネットワークへの入
力として用いられた:(1)PTアッセイからの9個のパラメーター、(2)A
PTTアッセイからの9個のパラメーター、および(3)APTTおよびPTア
ッセイから組み合わされたパラメーター。各検体は、200個の検体から総計で
ほぼ800のパラメーターセットを与えるべく、2つの器具上で二重に実行され
た。前記総計数は、不充分なサンプル、機械的障害または特定されない障害によ
ってデータを消失したため、若干変動した。データパラメーターセットは、与え
られた検体についての全ての複写がクロス確認セットまたはトレーニングセット
のいずれかにグループ化され、検体ごとにランダムにトレーニングおよびクロス
確認セットに振り分けられた。この検討の間ずっと、同一のトレーニングセット
とクロス確認セットが用いられた。バックプロパゲーションニューラルネットワ
ークのトレーニングおよびクロス確認のための方法は、実施例1に関連して説明
されてきた。各ニューラルネットワークは、1000エポックにわたりトレーニ
ングされた。トレーニングパラメーターは学習レート0.01;モーメント0.
5;学習トレランス0.10;減衰0.05;入力レイヤーサイズ18(または
単一アッセイについては9);隠されたレイヤーサイズ9(または単一アッセイ
については5);そして出力レイヤーサイズ1である。3つのタイプのネットワ
ークがトレーニングされる。これらの含まれているネットワークは、単一の診断
カットオフに基づいて欠損症または非欠損症として検体を分類するネットワーク
、同一の要因の異なるレベルでの診断のカットオフに用いられたネットワークの
セット、そして特定の要因の実際の濃度を見積もるべくトレーニングされたネッ
トワーク、を含むものであった。
【0047】 [単一の診断カットオフレベルに基づく要因欠損症の分類] 検査の第1のセットにおいて、ニューラルネットワークは、血漿サンプルを2
つのグループ、陽性(要因欠損症)および陰性(非欠損症)、に分類すべくトレ
ーニングされ、そして結果が、検体についての計測された要因濃度に基づいて分
類されるべく比較された。大部分の検査においては、要因欠損症を定義するため
の診断カットオフは30%としてセットされ、すなわち、特定の要因についての
通常の30%未満の計測された濃度を有する検体は、欠損症と定義され、そして
アクティビティ30%よりも大きいものは非欠損症と定義された。これらの診断
カットオフレベルは、任意に定義されたが、臨床的要求および反応感度に基づい
ている。陽性サンプルおよび陰性サンプルからの望ましい出力は、「1」および
「0」でそれぞれ定義され、各検体についての実際の出力は浮動小数点値aとし
た。ここで、0≦a≦1である。図22は、各要因欠損症に関してトレーニング
およびクロス確認セットの構成要素を示している。検体の分類は、ニューラルネ
ットワーク出力を陽性および陰性グループに分割される「判定境界」を変化する
ことで評価された。この陽性または陰性の分類は、それから各入力データセット
について所望の出力(既知の分類)と比較された。結果が、ノンパラメトリック
な(母数によらない)レシーバーオペレーティング特性(ROC)曲線としてプ
ロットされ、且つ該曲線の下部の面積が、それらに関連する標準誤差とともに計
算された。ROC曲線は、比較のためにAPTTおよびPT凝固時間値について
も導かれる。ROC曲線上のデータ点は、種々の判定境界における真陽性および
偽陽性の分類の比率を表現する。最適な結果は、真陽性比率アプローチ1.0、
および偽陽性比率アプローチ0.0(グラフの上部左コーナー)として得られる
。ROC曲線の最適グローバル測度は1.0の面積である。
【0048】 [多重診断カットオフレベルにおける要因欠損症の分類] ネットワークの第2のセットが、診断カットオフレベルが変化される(10%
、30%、および50%)ことを除いて第1のセットと同様の方法でのFX分類
についてトレーニングされていた。FXは、データセットが、全てのカットオフ
レベルにおいて他の要因よりも多数の陽性サンプルを含んでいるので、この実験
のために選定された。
【0049】 [ニューラルネットワークを用いる要因濃度の見積り] ネットワークの第3のセットが、未知のサンプルからの組み合わされたPTお
よびAPTTパラメーターから実際の特定要因アクティビティ(FII、FV、
FVII、FVIII、FIX、FX、FXIおよびFXII)とフィブリノー
ゲンレベルとを概算するべくトレーニングされた。これらの場合、トレーニング
およびクロス確認セットの所望の出力は、各検体に関する特定の要因について、
計測されたアクティビティであり、且つこのニューラルネットワークの実際の出
力がこの特定の要因アクティビティについての予測された濃度であった。所望の
出力対クロス確認セットのための実際のニューラルネットワーク出力を用いた線
型回帰の係数はこれらのネットワークのパフォーマンスを記述するために用いら
れた。ピアソン積率相関係数rは、2つのデータセットの間の相関を見積もるた
めに使用された。
【0050】 [単一の診断カットオフレベルに基づく要因欠損症の分類] ニューラルネットワークが、欠損を定義する診断カットオフとしての30%ア
クティビティの値を用いて、個々の血漿要因について欠損(陽性結果)または非
欠損(陰性結果)としてサンプルを分類すべくトレーニングされた。結果が、レ
シーバーオペレーティング曲線(ROC)を用いてグラフィカルに検査される。
これらのグラフは、真陽性比率(検出された陽性の数を総陽性数により割った値
)対偽陽性比率(間違って陽性と診断された陰性検体の数を総陰性数により割っ
た値)をプロットした。ROC曲線は、診断検査のために異なる「判定境界」に
おける真陽性および偽陽性比率を決定することにより生成される。例えば、PT
凝固時間を用いたFII欠損症の診断についてのROCプロットが、欠損と非欠
損検体との間に差をつけるために判定境界(PT凝固時間の値)を変化させるこ
とにより、生成された。短い凝固時間が、判定境界として用いられるとき、最も
欠損している検体は識別され得るが、非欠損検体の多くの部分がフラグされるか
もしれない(偽陽性)。長い凝固時間が判定境界として用いられるとき、偽陽性
の比率が減少するが、診断されない真陽性検体の数は、増大するかもしれない。
理想条件の下では、判定境界は、真陽性の非常に高い比率および偽陽性の非常に
低い比率を生成するROC曲線から同定され得る。この条件は、ROCプロット
の上部左方領域に対応する。臨床診断検査にしばしば適用される2つの関連する
用語は、「感度」と「特異性」である。感度は、陽性検体を検出する能力を意味
し、且つROCプロットのy軸に対応する。特異性は、正しく識別された陰性と
診断された検体の比率を意味している。ROCのx軸は(1−特異性)に等しい
。ROC曲線の視覚的評価はニューラルネットワークのパフォーマンスを評価す
るために用いられる一つの方法であり、それらをPTおよびAPTT凝固時間の
診断力と比較する。他の方法は、ROC曲線の下部の面積を用いることにより診
断パフォーマンスを計測することである。ROC曲線の下部の面積は、ランダム
に選定された陽性検体が、ランダムに選定された陰性検体よりもより陽性の結果
を持つであろう確率の見積り値と等価である。ROC曲線がオーバーラップして
いる場合には、それらの下部の面積だけでなく曲線の形状も重要となる。より小
さな領域を囲むROC曲線は、与えられた診断システムについての所望のパフォ
ーマンスに依存しているが、より広いエリアとオーバーラップする曲線に比べて
望ましい。
【0051】 図14〜図21は、PTパラメーターのみから、APTTパラメーターのみか
ら、または組み合わされたAPTTおよびPTパラメータから、FII、FV、
FVII、FVIII、FIX、FX、FXIおよびFXII欠損を予測するよ
うにトレーニングされたニューラルネットワークについてのROC曲線を示して
いる。APTTおよびPT凝固時間を用いた分類に基づいたROCプロットが比
較のために含まれている。図23は、これらの曲線の下部の面積とそれらに関連
する標準誤差を示している。
【0052】 FII欠損の分類の結果が、図14に示されている。最善の結果は、APTT
パラメーターのみまたはPTパラメーターと組み合わせて、両方のケースで0.
99よりも大きいROC曲線の下部の面積を用いてニューラルネットワークにつ
いて観測される(図23)。PTまたはAPTT凝固時間に基づく、あるいはP
Tデータのみを用いたニューラルネットワークからの分類は、結果として一層不
成功な分類および曲線の下部の面積の低下を招く。
【0053】 FV欠損の分類からの結果は、幾分異なる特性を示している(図15および図
23)。最善の結果は、視覚的観察およびROC曲線の下部の面積に基づいて、
APTTデータパラメーターを用いてニューラルネットワークからの分類につい
て観測された。より不成功な分類は、PTデータパラメーターのみまたはAPT
Tデータと組み合わされて、そしてPT凝固時間からROC曲線の下部の面積か
ら判定された通り、観測された。PT凝固時間に基づく分類は、PTデータを用
いるニューラルネットとは定性的に相違したが、特異性よりもむしろ高い感度に
向かいがちであった。このタイプの形状は、いくつかの凝固要因、特に要因VI
II、XおよびXIの分類が観測された。オーバーラップしたROC曲線が得ら
れる状況では、ROC曲線の下部だけでなく特異性および感度の相対値も考慮す
ることにより、診断結果を比較する際に重要となる。
【0054】 FV、FVIII、FIX、FX、FXIおよびFXII(図15、図17、
図18、図19、図20および図21)を含む、これらの血漿要因のうちのいく
つかについて、PT、APTTまたは組み合わされたパラメーターを用いたニュ
ーラルネットワークから、低い偽陽性比率(<0.1)を維持しつつ適度に高い
真陽性比率(>0.6)を達成することができるであろうと思われた。これは、
欠損している検体の多くの比率が検出されない(適度な感度)状況に対応するが
、検出されたものは特定の要因について正確に分類される(高い特異性)ことに
対応する。対照的に、PTまたはAPTT凝固時間を用いれば、大部分の要因に
とって、大部分の欠損を識別し(真陽性比率を1.0に近付け、高感度で)、し
かし偽陽性については比較的高い偽陽性の割合(低特異性)で、判定境界を調整
することができた。これは、大部分または全ての欠損検体が検出される状況に対
応し、一方、特定要因の欠損がしばしば、正確に識別され無いことに対応してい
る。この最初のシナリオは、適度なまたは高い真陽性レートを、非常に低い偽陽
性レートとともに含んでおり、図13に示された診断計画に適するかもしれない
【0055】 要因II、V、IXおよびXIIについて、曲線の下部の面積から判定される
ように、ニューラルネットワークを適切に選択することで、最善の診断性能を与
えると思われた。要因VIII、XおよびXIについて、ニューラルネットワー
クは、ROC曲線の下部の面積は考慮だけである、凝固時間に基いた診断に対し
て視覚的に優れてはいなかったが、しかしながらこれらの要因に対してニューラ
ルネットワークはよりよい特異性を提供した。一つの要因(FVII、図16)
について、ニューラルネットワーク分類は、少なくともこの試験システムでは他
の要因よりも有効ではなかった。
【0056】 PTまたはAPTTアッセイ単独または組み合わせからのデータパラメーター
を用いるネットワークのパフォーマンスは、異なる要因について変化される。A
PTT−PTデータパラメーターの組み合わされたセットが用いられたときに、
要因VIIIおよびXIIについて、最善のパフォーマンス(オーバーラップの
ない非常に広いエリア)が観測された。いくつかの他の要因について、単一のパ
ラメーターセットの使用は、組み合わされたAPTTおよびPTパラメーターに
比肩したまたはそれよりよい結果を提供した。APTTデータパラメーター(A
PTT NN)のみを使用するネットワークは、FIIおよびFXについて組み
合わされたAPTT−PTデータ(APTT−PT NN)を用いるネットワー
クと等価(同様のエリア)で、FVについて優っていた(より大きなエリアおよ
びオーバーラップなし)。PTパラメーターのみを用いるネットワークは、FV
分類のために組み合わされたパラメーターに匹敵し(同様の面積)、そしてFI
X分類よりもよい(より大きな面積およびわずかなオーバーラップ)、という結
果を提供した。
【0057】 誤って分類された陽性検体についてのデータは、より厳密に検討される。誤っ
て分類された陽性検体は、次のいくつかのカテゴリーに整理された:1)「凝固
がない」APTTまたはPT結果を有する検体(信頼性をもって凝固時間を計算
することができない程度の非常に延長されたまたは非常に弱い凝固反応の検体)
;2)多重の欠乏または異常性を有する検体;3)欠乏のボーダーラインにある
検体(要因のアクティビティは30%の診断カットオフよりもわずかに低下して
いる);そして4)APTTアッセイのための前凝固フェーズの際に同一の分類
における他の検体の特性でない異常に急なスロープを有する検体(それぞれ26
.8%および16.8%のFXアクティビティを有するこの特性を示す2つの検
体についてFXの欠損が検出されなかった)。
【0058】 [多重診断カットオフレベルにおける要因欠損の分類] FX欠損の検体を分類するためのニューラルネットワークの能力が、変動する
診断カットオフにおいて検査された。10%、30%および50%FXアクティ
ビティのカットオフレベルについてのROC曲線の下部の面積は、図24に示さ
れる。(ROC曲線のより小さな下部面積について説明したように)次第に貧弱
になる分類を示す結果が、より高いカットオフレベルが使用されるように観測さ
れた。このことは、ニューラルネットワークまたはPT凝固時間に基づく分類に
ついては真実であった。
【0059】 [要因濃度のニューラルネットワーク見積り] ニューラルネットワークは、また、FII、FV、FVII、FVIII、F
IX、FX、FXI、FXIIおよびフィブリノーゲンについて、(定義された
カットオフにおける陽性/陰性の分類とは対照的に)実際のタンパク質の濃度を
見積もるべくトレーニングされていた。見積もられた濃度と、計測された濃度と
についての線型相関係数が、全ての試みについて図25に示されており、相関デ
ータのプロットがフィブリノーゲンについて図26に、そしてFXについて図2
7に示されている。PTやAPTTの凝固時間と、計測された濃度との間の相関
データも比較のために図25に示されている。
【0060】 [実施例:自己組織化フィーチャーマップ] 自己組織化フィーチャーマップおよび学習ベクトル量子化を用いるニューラル
ネットワークが、臨床的凝固検査からの光学的データを分析するために用いられ
た。教師無し(unsupervised)学習アルゴリズムを用いる自己組織化フィーチャ
ーマップは、正常なドナー、異常なレベルの凝固タンパク質を有する患者および
抗凝固治療を受けている患者からのデータによってトレーニングされる。検体カ
テゴリーは、分解能のレベルを変化させることによってこれらのマップにおいて
区別可能である。学習ベクトル量子化、教師付きの(supervised)ニューラルネ
ットワーク法が、凝固データを分類すべくマップのトレーニングのために用いら
れる。これらのネットワークはいくつかの要因欠損およびヘパリンの検出のため
に0.6よりも大きい感度、且つ0.85よりも大きい特異性を有する。
【0061】 人為的ニューラルネットワークを用いてPTおよびAPTTデータを分析する
ための代替アプローチは、実施例1に示されたように、自己組織化フィーチャー
マップを使用することである。自己組織化フィーチャーマップというのは、入力
および出力ニューロンのレイヤーのみを含んでおり、そして隠されたレイヤーは
含んでいない。トレーニングは、出力ニューロンがアクティベートされるために
互いに競い合い、いかなる与えられた入力のセットについてもただ一つの出力ニ
ューロンのみがアクティベートされるというような競争的な学習に基づいている
。出力ニューロンは、一定の入力パターンに対して選択的に適合するように調整
されており、同様の特徴を有するデータは空間的に一緒にグループ化されるよう
になっている。このタイプのニューラルネットワークは、教師無しまたは教師付
きのいずれの学習アルゴリズムも使用してよい。教師無し方法が用いられるとき
は、自己組織化マップ(SOM)のようなアルゴリズム、トレーニングの間に、
識別されていない入力パターンがネットワークに提供され、各入力パターンのた
めの出力は、出力レイヤーでの勝ったニューロンの座標、つまりマップである。
教師付き法が用いられるときは、学習ベクトル量子化(LVQ)のような、入力
パターンがトレーニングの間に既知のサンプル分類とともにネットワークに提供
され、そして出力は特定の予測された分類である。LVQ法は、マップが複数の
クラスに分けられることを除いてSOMと同様であり、そしてアルゴリズムはこ
れらのクラスの間の境界から出力を移動させようとしている。
【0062】 MDAシンプラスティン(Simplastin)L(PT試薬)、MDAPプラテリン
(Platelin)(APTT試薬)および他の試薬は、特別指示されない限り、米国
、27712、ノースカロライナ州、ダーラムのオーガノンテクニカ社から得ら
れる。要因アッセイのための要因欠損血漿は、オーガノンテクニカ社およびジョ
ージキングバイオメディカル社(George King Bio-Medical Corporation)、米
国、66210、カンサス州、オーバーランドパーク(Overland Park, Kansas
66210, USA)から得られる。付加的な要因欠損血漿は、エイチアールエフ社(HR
F)米国、27612、ノースカロライナ州、ローリー(Raleigh, NC 27612, US
A)から得られる。ランダムサンプル、ヘパリンを受けている患者からの検体ま
たは口腔抗凝固薬治療、および他の検体は、デューク大学メディカルセンター凝
固研究所(Duke University Medical Center Coagulation Laboratory)から得
られる。
【0063】 全ての検査は、MDA180凝固アナライザー(オーガノンテクニカ)上で行
なわれた。PTおよびAPTTアッセイのための光学的計測は、波長580nm
において行なわれた。血漿検体(n=200)は、正常患者、種々の欠損を持つ
患者、およびヘパリンまたは他の抗凝固治療を受けている患者を含んでいた。二
重PTおよびAPTTアッセイは、200の検体から合計でほぼ800のパラメ
ーターセットを与えるべく2台のMDA180を用いて各検体に対して行なわれ
た。合計数は、不充分なサンプル、機械的故障または特定されていない故障によ
るデータ消失に起因してわずかに変動する。これらの検体は、また、凝固要因(
FII、FV、FVII、FVIII、FIX、FX、FXI、FXII)、ヘ
パリン、およびフィブリノーゲンの濃度を判定するために検査された。要因欠損
を定義するための診断カットオフは、30%にセットされた;すなわち、特定の
要因について正常の30%未満の計測された濃度を有する検体は、欠損と定義さ
れ、そして30%アクティビティより大きいものは、非欠損と定義される。もし
も計測されたヘパリン濃度が0.05IU/mlよりも大きければ、そのサンプ
ルはパリンについて陽性と定義される。
【0064】 [光学的データ処理] 光学的プロファイルデータファイルは、MDA180からエクスポートされ且
つオフラインで処理された。1セットの9個のパラメーターは、先に述べたよう
に、PTおよびAPTT検査についての凝固事象のタイミング、レート(速度)
および大きさを説明するために導かれた。このアプローチにおいては、PTまた
はAPTTアッセイのための光学的データは、時間に関する光学的信号の変化の
二次導関数の最小および最大値に基づく分割を用いて、3つのセグメント(凝固
前セグメント、凝固セグメントおよび凝固後セグメント)に分割された。パラメ
ーターは:1)凝固フェーズが起こるときのオンセット(開始)、中間点および
最後が起こる時間;2)凝固前フェーズおよび凝固後フェーズについての平均ス
ロープおよび凝固の中間点におけるスロープ;3)凝固についての「加速」およ
び「減速」の期間;および4)凝固の間における信号変化の大きさを含んでいた
【0065】 [自己組織化マップアルゴリズム] 自己組織化フィーチャーマップニューラルネットワークは、ニューロンの入力
および出力レイヤーからなっている。自己組織化マップ(SOM)アルゴリズム
は、入力ベクトル(単一の検査についてのPTまたはAPTT光学的データから
の一組のデータパラメーター)を、その出力レイヤー、または、マップにおける
位置が入力データのフィーチャーに対応する一つの出力ニューロンに変換する。
これらのフィーチャーは、マップ内において空間的に相関を持たされる傾向があ
る。SOM学習プロセスには5つのステップがある: 1.ユニークな重みベクトルwj(0)がランダムに選定される。 2.トレーニングセットからのサンプルが選択される。 3.最小距離ユークリッド基準を用いて、時間nにおけるベストマッチング獲得
ニューロンi(x)
【数13】 が識別される。 4.全てのニューロンの重みベクトルが、次の式によってアップデートされる。
【数14】 ここで、α(n)は、学習レートパラメーター、そしてNc(n)は、前記獲得
ニューロンi(x)を中心とする近傍関数;α(n)およびNc(n)の両者は
トレーニングの間、ダイナミックに(動的に)変動する。 5.ステップ2から4は、マップが平衡に達するまで繰り返される。
【0066】 このSOM検査は、ヘルシンキ工科大学、コンピュータサイエンス研究所(th
e Helsinki University of Technology, Laboratory of Computer Sciences)か
ら入手可能である自己組織化マッププログラムパッケージ(SOM_PAK)を
用いて行なわれる。パラメーターの次の2つの異なるセットがSOMに対する入
力として用いられた:(1)PTアッセイからの9個のパラメーター、および(
2)APTTアッセイからの9個のパラメーター。全てのデータセット(786
)は、SOMをトレーニングするために用いられた。10×10マップが、2つ
のステージにおいて、6角形の隣接を用いてトレーニングされた。第1のステー
ジにおいて、該マップは、0.5の(トレーニングの間0に向けて線型的に減少
する)初期学習レートパラメーターおよび10(トレーニングの間1に向けて線
型的に減少する)の近隣半径にて1000エポック(1エポックは全てのデータ
セットを通して1サイクル)についてトレーニングされた。第2のステージにお
いては、マップは0.1の学習レートパラメーターおよび3の半径を用いて10
000エポックについてトレーニングされた。
【0067】 [学習ベクトル量子化] 学習ベクトル量子化(LVQ)は、しばしば自己組織化フィーチャーマップに
細かくチューニングするために使用され、それらをパターン分類器の役割として
使用するための教師付き学習アルゴリズムである。マップの分類精度は、トポロ
ジカルマップにおいて分類境界を区分けする判定面から重み付けベクトルを取り
去ることによって改善される。該LVQアルゴリズムのいくつかのバリエーショ
ンがあり、ここで用いた一つはLVQ1と呼ばれている。学習プロセスは、重み
付けベクトルがアップデートされたときに(ステップ4)、既知のサンプル分類
が含められることを除いて上述されたSOMアルゴリズムと同様である: 1.初期重み付けベクトルwj(0)がランダムに選定される。 2.既知の分類を有するトレーニングセットからサンプルが選ばれる。 3.最小距離ユークリッド基準を用いて、時間nにおけるベストマッチング獲得
ニューロンi(x)
【数15】 が識別される。 4.全てのニューロンの重み付けベクトルが次式を用いてアップデートされる。
【数16】 ここで、Cwiは、ベクトルwiに関連する分類であり、そしてCxは、入力
ベクトルxに関連する分類である。 5.ステップ2から4は、マップが平衡に達するまで繰り返される。
【0068】 LVQ検査は、学習ベクトル量子化プログラムパッケージ(LVQ_PAK)
を用いて行なわれた。これは、やはり、ヘルシンキ工科大学、コンピュータサイ
エンス研究所から入手可能である。APTTアッセイまたはPTアッセイからの
パラメーターのセットがLVQネットワークに用いられた。データパラメーター
セットは、検体によりランダムにトレーニングおよびクロス確認セットに均等に
分割され、そこでは与えられた検体についての全ての複製が、クロス確認セット
かまたはトレーニングセットかのいずれかにグループ分けされる。この検討を通
して、同一のトレーニングおよびクロス確認セットが用いられる。LVQネット
ワークは、血漿サンプルを、陽性(要因欠損検体または抗凝固治療を受けている
患者からの検体)および陰性(非欠損または非抗凝固治療)の2つのカテゴリー
に分類するようにトレーニングされ、そして結果は、検体に対する計測された要
因濃度または治療条件に基づく分類と比較される。LVQトレーニングは200
個の重みベクトル、10000のエポック、0.5(0に向かって線型に減少す
る)の初期学習レートパラメーター、およびknn−分類に用いられた7つの近
隣を用いて実行された。
【0069】 LVQネットワークは、感度(ネットワークにより陽性として正しく分類され
た既知の陽性検体の比率)、特異性(ネットワークにより陰性として正しく分類
された既知の陰性検体の比率)、陽性予測値(PPV)、陰性予測値(NPV)
および効率、を用いて評価される。これらの用語は、以下のように定義され、そ
こではTP、TN、FPおよびFNは、それぞれ真陽性、真陰性、擬陽性、偽陰
性分類に対応する。
【数17】
【0070】 [自己組織化マップアルゴリズム] 自己組織化フィーチャーマップは、200個の検体を入力として、PTまたは
APTTのデータいずれかからの光学的データパラメーターを用いてトレーニン
グされる。ネットワーク出力は、各検体についてのマップ座標からなっている。
等値線プロットが、既知の検体分類の6つのカテゴリーについて作図されている
:正常なドナー、ヘパリン>0.05IU/mlを有する検体、フィブリノーゲ
ン>600mg/dlを有する検体、フィブリノーゲン<200mg/dlを有
する検体、抗凝固薬経口摂取患者、および要因欠損検体(FII、FV、FVI
I、FVIII、FIX、FX、FXIまたはFXIIについての正常アクティ
ビティの30%未満の検体)。これらの等値線プロットは、それらのマップ座標
に従ってカテゴリー内の検体の分布を描画している。
【0071】 図28:APTTアッセイからのデータに基づく教師無しトレーニング法SO
Mの自己組織化フィーチャーマップのトレーニングに用いられるサンプルの母集
団についての等値線プロット。765のAPTTアッセイからの光学的データパ
ラメーターは、この自己組織化フィーチャーマップをトレーニングするのに用い
られた。影を付したエリアは、フィーチャーマップ内の特定の検体母集団のため
の出力ニューロンの分布を示している。各等値線ラインは、マップ座標の与えら
れたセットに配置された1つの検査結果の増加ステップを示している。
【0072】 図28は、6個の検体カテゴリーについてのAPTT光学的データから導かれ
るSOM等値線プロットを示している。低いフィブリノーゲンを含む検体と高い
フィブリノーゲンを含む検体とは、オーバーラップなしにSOMの境界の両側に
分類される。正常な母集団は、低フィブリノーゲン、要因欠損および経口抗凝固
カテゴリーにいくらかのオーバーラップを示した。健康なドナーのいくらかの比
率が正常よりも低いかまたは高いフィブリノーゲンレベルを持っているから、正
常な検体と高および低フィブリノーゲン母集団のエッジ(縁部)との間にオーバ
ーラップが期待される。PTアッセイは要因欠損の分離したサブセットに対して
敏感であるのに対して、APTT検査はいくつかの要因欠損(しかしその他では
ない)に対して敏感であるから、正常検体と要因欠損血漿とのマッピングの間の
オーバーラップも驚くにはあたらない。低フィブリノーゲンのカテゴリーは、要
因欠損のカテゴリーにオーバーラップしがちであり、多くの要因欠損検体も低減
されたフィブリノーゲンレベルを有するというわれわれの観測と一致した。ヘパ
リンのカテゴリーは、高フィブリノーゲンカテゴリーにオーバーラップしがちで
あり、再び、これらの検体についてフィブリノーゲンの計測されるレベルに一致
する。正常検体とヘパリンを含む検体との間にはほとんどまたは全くオーバーラ
ップが観測されない。経口抗凝固治療を受けている患者からの検体は、正常およ
びヘパリン母集団の両方に対してかなりのオーバーラップを示す。このことは、
ヘパリン治療に敏感であるが、経口抗凝固治療に比較的鈍感であるという、AP
TTアッセイの既知の特性に一致している。
【0073】 図29:765のPTアッセイからの光学的データに基づき、非教師付きのト
レーニング方法を用いる自己組織化フィーチャーマップのトレーニングに用いら
れたサンプルの母集団についての等値線プロット。実験の詳細は、材料および方
法のセクションおよび図28に説明された通りである。
【0074】 PTデータを用いてトレーニングされた自己組織化フィーチャーマップ等値線
プロットが、図29に示されている。結果は、いくつかの点においてAPTTデ
ータからのマップと類似している:(1)高および低フィブリノーゲンは、マッ
プの反対側によく分離した;(2)正常検体は低フィブリノーゲン検体に若干オ
ーバーラップする領域に局在した;(3)要因欠損検体は、非オーバーラップ領
域と低フィブリノーゲンおよび正常母集団がオーバーラップしている領域との間
に分布された。オーバーラップは、いくつかの検体について計測されたフィブリ
ノーゲン、および次の他のケースにおけるいくらかの要因欠損に対するPT試薬
に対する弱い感度と一致している;(4)経口抗凝固治療検体は、正常およびヘ
パリン母集団の両者にいくらかのオーバーラップを示している;そして(5)ヘ
パリン投与された母集団は、マップの大きな部分にわたって分布されている。ヘ
パリン投与された検体と高フィブリノーゲン母集団との間のオーバーラップは、
計測されたフィブリノーゲンレベルと一致している。PT試薬が比較的ヘパリン
に対して鈍感であることを考慮すれば、ヘパリン母集団の分解能は、いくぶんか
意外である。
【0075】 これらの結果は、検体診断に関する情報がニューラルネットワークに何も与え
られなかったときでさえも、自己組織化フィーチャーマップがAPTTおよびP
Tアッセイからの光学的データパラメーターにおける相違を区別することができ
ることを示している。検体母集団の分解能は、試薬の特性および感度、並びに検
体が与えられたカテゴリーにユニークに、または多重にオーバーラップするカテ
ゴリーに属するかどうかに依存して、変化するものであった。
【0076】 [学習ベクトル量子化] 18個のLVQネットワークは、APTTまたはPT光学的データから特定の
要因欠損の存在または非存在、あるいは治療上の条件を予測するようにトレーニ
ングされた。クロス確認データについての結果は図30に要約されている。従前
の検討は、バックプロパゲーションニューラルネットワークは、PTおよびAP
TTデータを個別にまたは組み合わせた適切な選択を用いて、FVIIを除く全
ての要因について、特異性>0.9を維持しながら感度>0.6を可能とするこ
とを結論付けた。この検討において、APTTデータを用いるLVQネットワー
クは、要因II、X、XI、およびXII、並びにヘパリンについて、特異性>
0.85と共に感度>0.6を与えた。PTデータを用いるLVQネットワーク
は、要因II、X、およびXI、並びにヘパリンについて、特異性>0.85を
維持しつつ感度>0.6を達成することができた(図30)。LVQネットワー
クからの結果は、バックプロパゲーションネットワークからの結果と一致して、
FVII欠損の予測のための低い感度を示していた。FV、FVIIIおよびF
IXについて、LVQクロス確認セットからの欠損の予測についての感度は、概
して要因II、X、XIおよびXIIについてよりも低い(<0.35)もので
あった。
【0077】 [実施例:止血機能不全(例えば、播種性血管内凝固症(DIC))] 発明のさらなる実施の形態において、特定の異常性(止血機能不全)が検出さ
れるばかりでなく、それに加えて、単一の患者における疾病の進行もモニタされ
得る。止血機能不全は、ここで使用されている通り、凝固の形成の開始に先行す
る凝固のアクティベーションであり、結果として2相(biphasic)波形を生じる
【0078】 播種性血管内凝固症(DIC:一つのタイプの止血機能不全)予知は、早期に
、有用に、そして迅速に実現可能な診断マーカーの欠如により、阻害されていた
。本発明は、DICの早期診断および単一モニタマーカーとして有用であるだけ
でなく、それに加えて定量化可能で且つ標準化可能な変化が臨床管理における予
知適用も可能であることを見出した。
【0079】 播種性血管内凝固症(DIC)は、予め存在する病状に対する二次的な応答で
あり、それによって止血応答が攪乱された状態となり且つ正常な止血の集中され
た事象とは逆に散在される。患者の集中治療管理およびDICにおける止血機構
の我々の基本的な知識の両者における改善にもかかわらず、この患者グループに
おける生存率は依然として非常におもわしくない。この複雑な状況の管理に対す
る基本は、開始刺激の発生源のような、初期の病状に機先を制しまたは根絶する
ことに向けた攻撃的な(aggressive)治療の実現である。しかしながら、実際の
条件において、迅速で適切な介入を促進するためにDICの初期識別の一つに問
題が残っている。臨床的な研究者に対して有用な技術的な資源は、膨大に増強さ
れているが、急性のDICのペースがより詳細な検査を排除し、そして信頼性は
、依然としてプロトロンビン(PT)、アクティベートされた部分的トロンボプ
ラスチン時間(APTT)および血小板カウントのような、古典的なスクリーニ
ング検査に存している。これらの検査は、個人ベースでの特異性を欠いており、
彼らがフィブリノーゲンおよびフィブリン破壊生成物/D−ダイマーによるさら
なる判断に導かれる場合のDICにのみ有用である。しかしながら、これらのパ
ラメーターにおける変化は、全て同時には生ぜず、そしてそれ自体、診断および
臨床的に有用な介入を遅延させることが避けられない多段階の検査がしばしば必
要である。
【0080】 APTT透過率波形(TW)からの正常なS字状の外観が、DIC患者におい
ては、「2相」の外観に変化する。このことは、正常なAPTT−TWの平坦部
における損失とともに、初期低グラディエントスロープに続くより急峻なスロー
プへの進展を示している(図32Aおよび32B)。加えて、この2相パターン
は、APTT凝固時間結果が正常であるときでさえも見られ得る。
【0081】 PTまたはAPTTが必要とされる新鮮に集められた血液サンプルが分析され
るには、2週間以上の作業期間が予想された。これらは、全血9に対して抗凝固
薬1の割合における0.105Mのクエン酸(3)ナトリウムおよび血小板過少
の血漿が、MDA(多チャンネルディスクリートアナライザー)180である光
学的検出システムを用いて臨床研究凝固アッセイを実行するための自動化された
アナライザー(米国、ノースカロライナ州、ダーラムのオーガノンテクニカ社)
で分析される。加えて、凝固時間を求めるために、MDAシンプラスティン(S
implastin)LSを用いるPT(通常11.2〜15s)と、0.02
5Mの塩化カルシウム入りMDAプラテリン(Platelin)LS(米国、
オーガノンテクニカ社)との両方についての凝固時間を求めるために、APTT
(通常23〜35s)の両方により、APTTのためのTWの分析は、波長58
0nmにおいて各場合に行なわれる。視覚的なプロファイルを計量するために、
25秒における光透過率の量が記録された。正常な波形は、アナライザー上で表
現される100%の光透過率を有しており、そして図32aにおいては、小数点
が示されていないが10000となっている。そのようにして、2相変化は、1
0000未満に低減された光透過率を持つであろう。光透過率のレベルを減少さ
せることは、それゆえ2相のスロープの急峻さの増大に直接相関がある。25秒
における光透過率の記録は、また、患者間および同一患者内における時間の間の
標準化を可能とする。もしも、各サンプルにおける光透過率の最小レベルが代り
に使用されるならば、これはAPTTの凝固時間における変動により影響を受け
、そしてそれゆえ比較のために理想的ではない。
【0082】 DICのどのケースも見過ごされないことを確実にするためには、次の基準が
フォローされる。もしも、(a)異常な2相TWに遭遇したら、または(b)特
殊なDICスクリーンが要求されたら、または(c)明白な抗凝固治療の不存在
によりPTまたはAPTTのいずれかに延長が生じたら、フルDIC選別が実行
される。
【0083】 このことは、さらにトロンビン時間(TT)(通常10.5〜15.5秒)、
フィブリノーゲン(Fgn)(通常1.5〜3.8g/l)およびニョーカード
(Nyocard)D−ダイマー(ノルウェー、オスロのニコムドファルマ社(Nycomed
Pharma AS, Oslo, Norway))上におけるD−ダイマーレベルの見積り(通常<
0.5mg/l)を含めさせた。血小板カウント(Plt)(通常150〜40
0 109/l)は、EDTAサンプルに対して行なわれそれと同時に記録され
た。加えて、臨床的詳細は、2相TWまたはDICに一致する凝固異常について
、どの患者に対しても充分に解明された。
【0084】 DICの診断は、研究室および臨床上の少なくとも2つの異常性が、スクリー
ニング検査(増大されたPT、増大されたAPTT、減弱されたFgn、増大さ
れたTTまたは減弱されたPlt)によって発見されたという事情と、さらに、
DICの病原論において認識される主要な条件に関連して上昇されるD−ダイマ
ーレベル(>0.5mg/l)の発見されたという事情とによって、厳密に定義
される。あるがままの直接の臨床的査定および管理のように、DICの診断のカ
ルテ進行および確認に対する一連のスクリーニング検査もそれらの患者に対して
可能であった。統計的な分析のために、DICの診断のための感度の値、特異性
、APTT−TWの陽性および陰性の予測が2つづつの表を用いて計算された。
95%信頼間隔(CI)は、正確な2項法によって計算された。
【0085】 合計1,470サンプルが分析された。これらは747の患者からのものであ
る。54の患者からの147のサンプル(11.9%)は、2相波形変化を有す
る。これら54の患者のうちの22は、3つを超える多段階のサンプルが分析の
ために使用可能である。DICは、新鮮な凍結血漿、寒冷沈降物または血小板に
よる輸血サポートを必要とする30人を含む41人の患者について診断された。
潜在する臨床上の障害は、表1に示された通りである。
【0086】
【表1】
【0087】 DICによる41人の患者のうちの40人が2相TWを持っていた。一つの偽
陰性結果(2相TWのないDIC)が、子癇前症(PET)を有する患者に生じ
、そしてここでは分析のために有効な単一のサンプルが示され、21.0sの延
長されたPT、44.0sのAPTTおよび1.5mg/lの上昇D−ダイマー
であった。5人の他の患者は、この検討においてPETを有すると識別され、D
ICまたは2相TWを有する患者はいなかった。DICの基準を満たしていない
2相TWを有する14人の患者は、全て1回または2回のスクリーニング検査に
おいて異常性を有する凝固障害のいくらかの兆候があった。これらの異常性は、
上に定義されたDICの基準に達しないこととなる。これら14人の患者のうち
の4人は、延長されたPTおよび軽い血小板減少症を有する慢性肝臓疾患を有し
ていた。さらなる2人の患者は、D−ダイマーレベルが独立して上昇するだけの
心房細動を有している。残りの8人の患者は、外傷または想像された感染から生
じる複合臓器機能不全を有しICUに居るが、DICの古典的な研究室上での変
化はなかった。これらの患者のプロファイルはICU内に、全身性炎症性反応症
候群(SIRS)と矛盾無く説明されていた。これらの図面に基づけば、2相T
Wは、98%特異性と共に、DICの診断について97.6%の感度を有してい
た。光学的透過率波形の使用は、2相波形を検出するのには助けになるというこ
とがわかった。
【0088】
【表2】
【0089】 検査の陽性予測値は、74%であり、それは、2相スロープの急勾配の増大お
よび光透過率のレベルの減少に伴って増大した(表2および図33)。検討の最
初の2日において、凝固検査において異常性を有し、加えてD−ダイマーレベル
の増加を有する患者が12人存在した。この患者は、検討の1週間前に生じたD
ICから臨床的に回復した。このことは、TW変化がDICの標準マーカーより
も臨床的事象により密接に相関があるかもしれないという印象に導く。
【0090】
【表3】
【0091】 22人の患者における3を超える多段階サンプルが得られたので、さらなる評
価が可能となった。表3は、大腸菌敗血症を有する患者からのシリアル検査結果
についてのある実施例を例証している。
【0092】 2相TWの出現は、DICの診断のための標準検査における変化に先行した。
それは、PT、APTT、PltおよびD−ダイマーレベルは、異常になり且つ
DICの診断基準を満たすこととなった日の遅くなってからのことだった。静脈
抗生物質による処置は、DICの標準パラメーターに先行して彼女のTWの正常
化と共に第2日に臨床的な改善に導いた。D−ダイマーおよびPltは、それぞ
れ24および48時間後にも依然として異常であった。
【0093】 この臨床事象とTW変化との相関は、臨床事象のコースを計画するためにサン
プルが得られた全てのDIC患者に見られた。TW変化は、25秒における透過
率レベルの記録を通して定量化および標準化することができ、この分析は、予知
の適用可能性の評価における取扱いを提供する。図34は、最初は腹膜炎で診察
を受け、次に腸穿孔と診察された患者の結果を図解している。このことは、手術
後のグラム陰性敗血症によりDICの初期に悪化してそれに続いて適切な治療の
後に次第に回復して、より複雑になっている。DICが当初進行して、TWの2
相スロープにおける勾配の増大があり、そして光透過率レベルが低下する。これ
の裏返しは、臨床的回復を先行させる。図35は、ジェットスキー事故の結果と
してひどい内部のおよび外部のけがを負った患者の結果を図解している。当初は
血液製剤のサポートによって安定していたが、失血が続いて彼の容態が悪化し、
そしてDICの急激な進行が進行している。2相スロープは、透過率レベルの低
下と共にますます勾配が増大し、結果として彼のけがは致命的であるとわかった
【0094】 DICは、種々の初期的な障害から生じるので、臨床的および研究室的な表明
は、患者毎だけでなく同一の患者に対しても極端に変化し得る。それゆえ、診断
に強いだけでなく、単純に且つ高速に機能するシステムの必要があった。2相T
Wが止血機能障害(例えばDIC)に敏感であるように思われ、凝固異常を有し
、あるいは(i)予備分析的変数、(ii)異なるシリカベースAPTT試薬、
(iii)凝固反応の開始剤としてのトロンビンの使用、または(iv)ヘパリ
ンまたは血漿エキスパンダーの形態での処置のいずれかに影響された他の選択さ
れた患者グループには見られないことが示されてきたけれども、DICのための
このアッセイの強固さは、将来の検討を通してのみ取り組まれ得る。この検討は
、2相TWが、97.6%の全体での感度および98%の特異性を有して、DI
Cにおける診断精度を提供することを示している。対照的に、独立したベースで
のいかなる標準パラメーター(すなわち、PT、APTT、TT、Fgn、Pl
t、D−ダイマー)またはその組み合わせでさえも、この感度または特異性の程
度に達したことがない。MDA−180からのTWデータは準備済みで得られる
ので、トロンビン−抗トロンビンの合成物あるいはエリザテクノロジー(ELI
SA technology)に依存する他のメーカーの計測とは異なり単純さ
および高速性の基準をも満たすであろう。加えて、TW分析の利点は:(a)2
相TWの変化は、DICについての独立したサンプルの範囲内で単一の最も有効
な相関であるように見え、そしてそれ自体、最早、一連の検査の多段階の推定に
かける必要のない信頼性、および(b)2相TWの外観または分解能がDICに
おいてモニタされる標準の、古典的なパラメーターの変更に、臨床的事象および
結果に対する強く、明確な相関を持って、先行することができる。
【0095】 2相TWは、上述した基準によって定義されるように、DICそれ自体を持っ
ていない患者にも見られるけれども、その臨床的条件は止血機能不全−すなわち
凝固形成の開始に先行するアクティベートされた凝固が、結果として2相波形を
生じる(例えば、集中治療室(ICU)における多重内蔵機能不全を有するよう
な慢性肝臓疾患の患者または非常に不健康な患者)。2相TWがあからさまでな
いまたは補償されたDICに敏感で、且つ90%未満の透過率レベル(図33)
または該レベルへのシーケンシャルな低下(図35)が、より明白な明示および
潜在的にDIC激しい形成に向けて、補償作用の低下を反映する。この説明のく
だりは、心房細動を有する2人の患者における弱い2相TW(約95%の透過率
レベル)のみの観測によりサポートされている;弱い凝固アクティベーションお
よび上昇されたD−ダイマーレベルに関連している条件である。臨床的詳細がそ
れに反して目立たないこれら2人の患者への後続のサンプルはないので、彼らの
2相TWは、うまく一過性であり得る。それでもなお、これらのケースは光透過
率のレベルが低いほど、前記2相TWが止血機能不全、特にDICを一層よく予
測するようになる。
【0096】 該研究が選択的にいかなる特別な患者グループをもねらっておらずそしてPE
Tを有する合計で6人の患者を有しているのみであるので;その残った5人はD
ICを有していないので、PETおよびDICを有する患者における正常なTW
の観測は、さらなる知見を必要とする。この検討において、他の発見によってサ
ポートされる一つの説明は、サンプル時に患者がPETおよびDICから回復し
ているだろうことである。そこには、依然として異常であり、DICを示唆する
他のパラメーターに先行して2相TWに対する正常化が既に存在するかもしれな
い。他の説明は、PETにおける妨害された止血プロセスは一層局所化され且つ
その他の条件から生起するDICとは異なっているということである。そのよう
な患者は、標準的な研究室凝固検査が病気の全身的な兆候を含んでいるにもかか
わらず、胎盤に対する病理学上のプロセスの解剖学上の局所化を示唆する胎児の
分娩のためにドラマティックに反応する。
【0097】 [実施例:] 25秒の時点における透過率の分析は、DICを予測することに有用であるけ
れども、発明の第2の実施の形態が、感度および特異性を著しく改善することが
発見されている。特定の時間における透過性に注目することが、波形が2相波形
でない場合でさえも、結果として、その時点におけるアーティファクトまたは透
過率の他の減衰を検出することができることが見出されている。例えば、25秒
における透過率の一時的なディップが、たとえ該波形が正常であり、または少な
くとも2相でない場合でさえも、そのような患者サンプルに2相であるとフラグ
付けされるようにさせる。もし患者サンプルが特別に短い凝固時間を持っている
ならば、さらにもし凝固情報が例えば25秒(またはどんな時間が予め選択され
ていても)に先行して開始されるならば、25秒における減少された透過率のた
めの本当の理由が、凝固時間が既に始まり/起こっているからであるとしても、
この波形は2相であるとフラグされていることが可能だろう。
【0098】 この理由のために、特定の時間における透過率の分析よりもむしろ凝固形成の
開始に先行する波形のスロープを計算することが望ましいことが見出されている
。この計算は、凝固時間の判定に続く凝固時間に先行する波形のスロープの判定
を含み得る。付加的な実施の形態において、スロープ(透過率ではなく)が凝固
時間に先行するまたは予め設定された時間期間に先行して、どちらが短くても、
判定される。図42に見られるように、透過率が、例えばDICを判定するのに
使われるときは、そこには貧弱な特異性および感度が存在するということである
。しかしながら、図40に見られるように、凝固形成の開始に先行するスロープ
が用いられるとき、特異性および感度は、著しく改善され、そして、DICのよ
うな、止血機能不全の診断に使用される標準的な検査よりも良好である。
【0099】 付加的な検査が、3セットの患者に対して行なわれた。第1のセットは、51
の異なる確認されたDIC患者からの91のAPTTアッセイ実行サンプルから
なる。第2のセットのデータは、81の異なる確認された正常な患者からの11
0のAPTTアッセイ実行サンプルからなる。第3のセットのデータは、22の
異常な、非DICサンプルに対する37のAPTTアッセイを含む。図36は、
記述され、組み合わされたデータセット:(1)25秒における透過率(TR2
5)、(2)APTT凝固時間、および(3)スロープ1(凝固形成の開始まで
のスロープ)を用いてAPTTアッセイから導かれた3つの異なるパラメーター
についてのDICの予測のためのROCプロットを図解している。スロープ1は
、最も良好な予測能力を示しており、TR25がそれに続く。18秒における透
過率が、特にAPTT凝固時間が25秒よりも短いときに、予測値を持つことも
示されている。3つのパラメーターについての最も高い効率に関連する「カット
オフ」は、表4にリストされている。
【0100】
【表4】
【0101】 これらのカットオフは第3のセットの付加によってシフトされており、且つサ
ンプル母集団に依存して、再度シフトしそうであるということに留意すべきであ
る。図37および図38は、それぞれ、TR25およびスロープ1についての、
DIC、正常および異常/非DICの母集団のヒストグラムを示している。表5
および表6は、それぞれ図37および図38におけるヒストグラムについてのデ
ータを示している。
【0102】
【表5】
【0103】
【表6】
【0104】 図39および図41は、それぞれ、スロープ1およびTR25についてのグル
ープ分布を示しており;そして図40および図42は、それぞれ、スロープ1お
よびTR25についてのグループ分布を示している。図40および図42は、図
39および図41に示されたデータの部分的な部分母集団を示している。
【0105】 止血機能不全の予測が、自動化されまたは半自動化されたアナライザー上で行
なわれるとき、検出された2相波形はフラグ付けされ得る。このようにして、マ
シンのオペレーターまたは検査結果を解釈する個人(例えば、医師または他の医
療従事者)は、2相波形の存在およびDICのような止血機能不全の可能性/確
率を警告され得る。該フラグは、モニタ上に表示されまたはプリントアウトされ
得る。約−0.0003未満、または約−0.0005未満のスロープは、2相
波形を指示させるために望ましいカットオフである。凝固形成に先行するスロー
プにおける傾斜の増大は、疾病の進行と相関がある。
【0106】 上述の実施例は、APTTアッセイ上の波形分析は、止血機能不全を有する患
者における2相パターン特性を識別し得ることを示している。大多数のケースに
おいて、この機能不全は、DICとしてラベル付けされ得る。この診断波形プロ
ファイルは、シリカまたはエラグ酸ベースのいずれでであっても、検査された全
てのAPTT試薬に見られる。2相波形は、特定の試薬を伴うPTアッセイ上に
も見られ、そして該2相波形は、止血機能不全、主としてDIC、を同様に示す
ことも驚くべきことに見出されている。
【0107】 2相APTT波形を与えるサンプルを用い、PT試薬(トロンボプラスチン)
、すなわちレコンビプラスト(Recombiplast)(登録商標)(オルト(Ortho)
)、スロンボレル(Thromborel)(登録商標)(デード・ベーリング(Dade-Beh
ring))およびイノビン(Innovin)(登録商標)(デード・ベーリング)を用
いて、PT波形プロファイルが導出された。レコンビプラストとスロンボレルの
両者は、2相レスポンスを示すのに特に良好であった。イノビンは、中間の感度
であった。定量インデックスとしてPT反応に10秒における透過率レベルを用
いると、レコンビプラストとスロンボレルは、客観的にイノビンよりも低いレベ
ルの光透過率が示された。スロンボレルは、その後の低下の前に初期光透過率の
若干の増大を示し得る。このことは、部分的に、スロンボレルの相対的な不透明
さに関連しているかもしれない。
【0108】 プラテリン(Platelin)(登録商標)を用いたAPTTプロファイルと、レコ
ンビプラスト(登録商標)を用いたPTプロファイルとの比較にさらなる検討が
行なわれた。集中治療室(ICU)からの4週間の期間にわたる連続的なサンプ
ルが、評価された。視覚的な、そして客観的な評点では(APTTについてのT
L18とPTについてのTL10とを比較)、APTTプロファイルは、止血機
能不全の変化および臨床的経過においてPTプロファイルよりも敏感であった。
この相対的な感度は、図44(レコンビプラスト)および図45(スロンボレル
S)のPTプロファイルと比較される図43のAPTTプロファイル(プラテリ
ン)により見ることができる。常に、光透過率におけるより小さな変化において
、APTT波形は、PT波形よりも一層容易に異常性が検出された。それにもか
かわらず、止血機能不全の重症度において、両2相プロファイルは一致していた
【0109】 ここに説明し且つ図解した発明は、その望ましい実施例をとされるべきもので
あり、そして発明の方法および装置における種々の変化が発明の精神(技術的思
想)または特許請求の範囲による範囲を逸脱することなく施されることが理解さ
れるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、ニューラルネットワークを用いる本発明の実施例に関連する一般的な
ニューロンダイヤグラムである。
【図2】 図2は、本発明のニューラルネットワーク実施の形態に関連する、先天的な、
または後天性の平衡失調または治療上の条件を予測するためのマルチレイヤーパ
ーセプトロンの図である。
【図3】 図3は、通常の凝固サンプルの一次および二次導関数を有する光学的プロファ
イルである。
【図4】 図4は、2つの学習曲線の図解である。
【図5】 図5は、不安定な学習曲線の図解である。
【図6】 図6は、トレーニングおよびクロス確認学習曲線の比較を示すグラフである。
【図7】 図7は、0.0および0.1のトレーニング許容誤差についてのトレーニング
誤差の比較を示すグラフである。
【図8】 図8は、分類上の境界の決定の効果のROC図解である。
【図9】 図9は、隠されたレイヤーサイズを予測誤差と比較する表である。
【図10】 図10は、要因VIIIに関連しての異常性の予測に関連するレシーバーオペ
レーター特性プロットである。
【図11】 図11は、実際の要因VIIIアクティビティーを予測する能力を例証するグ
ラフである。
【図12】 図12は、要因Xに関連しての異常性の予測に関連するレシーバーオペレータ
ー特性プロットである。
【図13】 図13は、本発明において用いるための予測変数の例をリストしているチャー
トである。
【図14】 PTパラメーターのみから、APTTパラメーターのみから、または組み合わ
されたAPTTおよびPTパラメーターからのFII欠損を予測すべくトレーニ
ングされたニューラルネットワークについてのROC曲線を示している。
【図15】 PTパラメーターのみから、APTTパラメーターのみから、または組み合わ
されたAPTTおよびPTパラメーターからのFV欠損を予測すべくトレーニン
グされたニューラルネットワークについてのROC曲線を示している。
【図16】 PTパラメーターのみから、APTTパラメーターのみから、または組み合わ
されたAPTTおよびPTパラメーターからのFVII欠損を予測すべくトレー
ニングされたニューラルネットワークについてのROC曲線を示している。
【図17】 PTパラメーターのみから、APTTパラメーターのみから、または組み合わ
されたAPTTおよびPTパラメーターからのFVIII欠損を予測すべくトレ
ーニングされたニューラルネットワークについてのROC曲線を示している。
【図18】 PTパラメーターのみから、APTTパラメーターのみから、または組み合わ
されたAPTTおよびPTパラメーターからのFIX欠損を予測すべくトレーニ
ングされたニューラルネットワークについてのROC曲線を示している。
【図19】 PTパラメーターのみから、APTTパラメーターのみから、または組み合わ
されたAPTTおよびPTパラメーターからのFX欠損を予測すべくトレーニン
グされたニューラルネットワークについてのROC曲線を示している。
【図20】 PTパラメーターのみから、APTTパラメーターのみから、または組み合わ
されたAPTTおよびPTパラメーターからのFXI欠損を予測すべくトレーニ
ングされたニューラルネットワークについてのROC曲線を示している。
【図21】 PTパラメーターのみから、APTTパラメーターのみから、または組み合わ
されたAPTTおよびPTパラメーターからのFXII欠損を予測すべくトレー
ニングされたニューラルネットワークについてのROC曲線を示している。
【図22】 図22は、各要因欠損に関するトレーニングおよびクロス確認セットの成分を
示している。
【図23】 図23は、ROC曲線の下部の面積から決定される通りの凝固要因欠損の分類
の結果を示している。
【図24】 図24は、3つの異なる診断カットオフ(基準値)に基づく要因欠損を分類す
べくトレーニングされた3つのネットワークについてのROC曲線の下部の面積
を示している。
【図25】 図25は、ニューラルネットワークを用いて見積もられた要因濃度を計測され
た要因濃度と比較する線型回帰の結果を示している。
【図26】 図26は、ニューラルネットワーク出力と、フィブリノーゲン濃度を見積もる
べくトレーニングされたニューラルネットワークからのクロス確認データセット
についての計測されたフィブリノーゲン濃度と、の間の相関を示している。
【図27】 図27は、ニューラルネットワーク出力と、FX濃度を見積もるべくトレーニ
ングされたニューラルネットワークからのクロス確認データセットについての計
測されたFX濃度と、の間の相関を示している。
【図28】 図28は、6個の検体カテゴリーについてのAPTT光学データから導出され
るSOM輪郭プロットを示している。
【図29】 図29は、PTデータについてトレーニングされた自己組織化フィーチャーマ
ップについての輪郭プロットを示している。
【図30】 図30は、APTTまたはPTパラメーターのいずれかに基づく、感度、特異
性、陽性検査(PPV)の有効性と予測値、並びに陰性検査(NPV)の予測値
を示している。
【図31】 図31は、該発明の一つの実施の形態のステップを図解するチャートである。
【図32】 図32(A)および(B)は、APTTアッセイにおける透過率波形を図解し
ており、自動化された止血−血栓症アナライザーであるMDA−180上にもた
らされた通りの、(A)は、正常の様相を、そして(B)は二相の様相を示して
いる。矢印は、波形上の、凝固時間がX軸に関連して(秒で)記録される点を示
している。点線は、反応への25秒における光透過率レベルを示している。
【図33】 図33は、2相波形異常による54人の患者における診断に関連して25秒に
おける透過率レベルを図解している。水平の点線は、正常な透過率レベルを示し
ている。患者に対して1回を超える多段階の分析が可能であるときは、その患者
については最も低い透過率レベルが描かれている。
【図34】 図34は、連続的な透過率レベル(上側の図)および敗血症に次いでDICが
進行しそして回復された患者における波形(下側の図)を図解している。
【図35】 図35は、連続的な透過率レベル(上側の図)および外傷に次いでDICが進
行しそして死亡した患者における波形(下側の図)を図解している。
【図36】 図36は、25秒における透過率(TR25)についてのDICの予測、AP
TT凝固時間およびスロープ1(凝固形成の開始までのスロープ)のROCプロ
ットを図解している。
【図37】 TR25についてのDIC、正常および異常/非−DIC母集団のヒストグラ
ムを示している。
【図38】 スロープ1についてのDIC、正常および異常/非−DIC母集団のヒストグ
ラムを示している。
【図39】 それぞれスロープ1についての群分布を示している。
【図40】 図39に示されたデータの部分的な部分母集団を示している。
【図41】 TR25についての群分布を示している。
【図42】 図41に示されたデータの部分的な部分母集団を示している。
【図43】 APTTアッセイについての光学的透過率プロファイルである。
【図44】 PTアッセイについての光学的透過率プロファイルである。
【図45】 PTアッセイについての光学的透過率プロファイルである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フィッシャー,ティモシー・ジェイ アメリカ合衆国ノースカロライナ州22613, ローリー,ウィンターウッド・ドライヴ 4825 Fターム(参考) 2G045 AA10 AA25 CA25 CA26 FA13 JA01 4C038 KK00 KL05 KL07 KM00 KX01 KX02 KY03

Claims (41)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 患者における止血機能不全の存在を、少なくとも1つの時間
    依存計測プロファイルから、予測するための方法であって、 a)未知のサンプルについて少なくとも1つの時間依存計測を行なって、時間
    依存計測プロファイルを導出するために時間について個々の特性を計測するステ
    ップと、 b)少なくとも部分的に前記時間依存計測プロファイルの前記データを定義す
    る前記1つまたはそれ以上の予測変数であって、該1つまたはそれ以上の予測変
    数は凝固形成に先行する前記時間依存計測プロファイルのスロープを含む予測変
    数を定義するステップと、 c)前記止血機能不全と前記1つまたはそれ以上の予測変数との間の関係をあ
    らわすモデルを導出するステップと、 d)前記患者における止血機能不全の存在を予測すべく、前記ステップc)の
    モデルを利用するステップと を備える方法。
  2. 【請求項2】 前記少なくとも1つの時間依存計測プロファイルは、少なく
    とも1つの光学的プロファイルである請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記少なくとも1つの光学的プロファイルは、血栓症および
    止血の検査のための自動化されたアナライザー(分析器)によって提供される請
    求項2記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記少なくとも1つの光学的プロファイルを導出するために
    、1つまたはそれ以上の波長における複数の光学的計測が時間について行なわれ
    、前記光学的計測は、前記患者のサンプルを通過する光透過率における変化に対
    応する、請求項2記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記少なくとも1つの光学的プロファイルを導出するために
    、複数の光学的計測が時間について行なわれ、且つ前記複数の光学的計測は、各
    々最初の光学的計測に対して正規化される、請求項2記載の方法。
  6. 【請求項6】 ステップa)において、前記少なくとも1つの光学的プロフ
    ァイルは、前記アナライザーによって自動的に提供され、それによって前記未知
    のサンプルは、自動化されたプローブによってサンプル容器から検査ウェルへ自
    動的に移送されて、前記サンプル内における前記特性の変化を開始させるために
    、1つまたはそれ以上の試薬が前記検査ウェルに自動的に加えられ、前記光学的
    データプロファイルを導出するために、時間についての前記特性の進展が、自動
    的に光学的にモニタされる請求項3記載の方法。
  7. 【請求項7】 ステップd)の後に、予測された先天的なまたは後天性の平
    衡失調あるいは治療上の条件が、前記自動化されたアナライザーのメモリに自動
    的に格納されおよび/または前記自動化されたアナライザー上に表示される請求
    項6記載の方法。
  8. 【請求項8】 ステップd)において、前記先天的なまたは後天性の平衡失
    調あるいは治療上の条件の存在を確認するための1つまたはそれ以上のアッセイ
    が自動的に行なわれる請求項6記載の方法。
  9. 【請求項9】 前記1つまたはそれ以上の確認アッセイは、前記アナライザ
    ー上で自動的に命令され且つ実行され、前記1つまたはそれ以上のアッセイの結
    果が前記自動化されたアナライザーのメモリに格納されおよび/または前記アナ
    ライザー上に表示される請求項8記載の方法。
  10. 【請求項10】 ステップa)の前に、ステップc)において前記モデルを
    導出するために使用される既知のサンプルからの1セットのデータを供給するス
    テップをさらに備える、請求項1記載の方法。
  11. 【請求項11】 既知のサンプルからの前記データは、前記既知のサンプル
    に対する複数のアッセイを行なうことによって提供される請求項10記載の方法
  12. 【請求項12】 ステップa)において、ステップb)における使用のため
    に複数の時間依存計測プロファイルが導出される、請求項1記載の方法。
  13. 【請求項13】 前記複数の時間依存計測プロファイルは、PT試薬、AP
    TT試薬、フィブリノーゲン試薬およびTT試薬によって開始されたアッセイか
    らの少なくとも2つのプロファイルを含む、請求項12記載の方法。
  14. 【請求項14】 前記未知のサンプルは医療患者からのサンプルであり、ス
    テップd)において、前記モデルおよび付加的な患者の医療データの両者が、前
    記先天的なまたは後天性の平衡失調あるいは治療上の条件の存在を予測するため
    に用いられる、請求項1記載の方法。
  15. 【請求項15】 前記付加的な患者の医療データは、フィブリノーゲン、D
    −ダイマー(二量体)または血小板カウント(計数)情報のうちのいずれかまた
    はこれらの複数を含む、請求項14記載の方法。
  16. 【請求項16】 ステップ(d)において、止血機能不全の前記予測は、患
    者における疾病の進行または退縮をモニタするために複数回実行される、請求項
    1記載の方法。
  17. 【請求項17】 止血機能不全の前記予測は、播種性血管内凝固症の予測で
    ある請求項1記載の方法。
  18. 【請求項18】 播種性血管内凝固症の前記予測は、予測された症例(事例
    )の少なくとも75%において正しい請求項17記載の方法。
  19. 【請求項19】 前記時間依存計測プロファイルは、APTTアッセイ間に
    おける、サンプルを通過する光学的な透過率である請求項1記載の方法。
  20. 【請求項20】 前記時間依存計測プロファイルは、PTアッセイ間におけ
    る、サンプルを通過する光学的な透過率である請求項1記載の方法。
  21. 【請求項21】 ステップ(b)において、前記時間依存計測プロファイル
    の前記スロープは、凝固の形成の開始の直前までのブランク時間の最後または所
    定の時間期間から取得する、請求項1記載の方法。
  22. 【請求項22】 前記時間依存計測プロファイルは、光学的透過率プロファ
    イルであり、前記1つまたはそれ以上のパラメーターは、最小透過率および/ま
    たは凝固時間を含んでいる請求項1記載の方法。
  23. 【請求項23】 前記予測された止血機能不全は、外傷、悪性腫瘍、手術、
    大動脈動脈瘤破裂、および全身性炎症性反応症候群を含む播種性血管内凝固症に
    関連する1つまたはそれ以上の条件に起因するものである請求項1記載の方法。
  24. 【請求項24】 前記止血機能不全の存在の予測は、該止血機能不全の存在
    またはその尤度をフラグ立てすることを含む請求項1記載の方法。
  25. 【請求項25】 前記唯一の予測変数が、凝固形成に先行する時間依存計測
    プロファイルの前記スロープである請求項1記載の方法。
  26. 【請求項26】 凝固形成に先行する時間依存計測プロファイルのスロープ
    の前記予測変数は、約−0.0003よりも小さいスロープである請求項1記載
    の方法。
  27. 【請求項27】 −0.0003よりも小さい前記スロープは、凝固形成の
    開始に先行する凝固の活性化に対応する請求項26記載の方法。
  28. 【請求項28】 前記予測された止血機能不全は、感染、外傷、大手術、悪
    性腫瘍、肝臓疾患、妊娠および/または分娩、低酸素症、アシドーシス、リチウ
    ム過量摂取、および移植拒絶反応のうちの1つまたはそれ以上に起因するもので
    ある、請求項1記載の方法。
  29. 【請求項29】 方法ステップ(a)から(d)は、自動化されまたは半自
    動化されたアナライザーにより実行され、且つ前記フラグ立ては、検査サンプル
    がアナライザー上で実行されフラグ立てされる患者の止血機能不全の可能性また
    は確率が存在することの、前記アナライザーの操作している者に対する、あるい
    は前記アナライザー上における検査実行の結果の読み取りまたは評価をしている
    者に対する警報である、請求項24記載の方法。
  30. 【請求項30】 前記警報は、紙プリントアウト上またはモニタ上の警報で
    ある請求項29記載の方法。
  31. 【請求項31】 −0.0003よりも小さいスロープは、前記患者のサン
    プルのフラグ立てを生じさせ、且つ検査毎のスロープの急峻さの増大は、疾患の
    進行に対応する請求項27記載の方法。
  32. 【請求項32】 前記患者のサンプルは、全血またはその一部である請求項
    1記載の方法。
  33. 【請求項33】 前記患者のサンプルは、血漿サンプルである請求項32記
    載の方法。
  34. 【請求項34】 前記患者における止血機能不全の存在の前記予測は、止血
    機能不全の診断に使用される他の検査よりも大きな特異性および感度を有する請
    求項1記載の方法。
  35. 【請求項35】 前記止血機能不全は、播種性血管内凝固症であり、且つ前
    記患者における播種性血管内凝固症の前記予測は、播種性血管内凝固症の診断の
    ために実行される他の検査よりも大きな特異性および感度を有する請求項1記載
    の方法。
  36. 【請求項36】 前記他の検査は、血小板カウント、D−ダイマーレベルの
    決定、およびフィブリノーゲンレベルの決定のうちの1つまたはそれ以上である
    請求項35記載の方法。
  37. 【請求項37】 前記予測される止血機能不全は、播種性血管内凝固症であ
    り、且つ前記方法は、血小板カウント、D−ダイマーレベルおよび/またはフィ
    ブリノーゲンレベルアッセイを実行することをさらに備える請求項1記載の方法
  38. 【請求項38】 前記スロープは、どちらが短くても、凝固形成の開始に対
    するブランク時間から、または凝固形成の開始の時間よりも短い所定の時間期間
    から決定する請求項1記載の方法。
  39. 【請求項39】 凝固形成に先行する時間依存計測プロファイルのスロープ
    の前記予測変数は、約−0.0005よりも小さいスロープである請求項1記載
    の方法。
  40. 【請求項40】 前記1つまたはそれ以上の予測変数は、複数の予測変数で
    あり、前記プロファイルの一次導関数の最小値、前記一次導関数の前記最小値の
    時間インデックス、前記プロファイルの二次導関数の最小値、前記二次導関数の
    前記最小値の時間インデックス、前記未知のサンプルにおける前記時間依存計測
    の間の凝固パラメーターにおける全体の変化、凝固時間、凝固形成に先行する前
    記プロファイルのスロープ、および凝固形成後の前記プロファイルのスロープの
    うちのいずれかまたは複数をさらに含む請求項1記載の方法。
  41. 【請求項41】 患者における播種性血管内凝固症の存在を、時間依存計測
    プロファイルから、予測するための方法であって、 a)未知のサンプルの時間依存計測を行なって、時間依存計測プロファイルを
    導出するために時間について個々の特性を計測するステップと、 b)どちらが短くても、凝固形成の開始までの、または凝固形成の開始の時間
    よりも短い所定の時間期間までの時間依存計測プロファイルのスロープを計算す
    るステップと、 c)既知の陽性および既知の陰性サンプルから、c)におけるパラメーターに
    ついての、陽性および陰性サンプルを充分に分離する、スレッショールドを計算
    するステップと、 d)前記患者における播種性血管内凝固症の存在を予測すべく、前記ステップ
    c)の前記スレッショールドを利用するステップとを備える方法。
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