JP2009511125A - 身体流体分析器用流体ハンドリングカセットシステム - Google Patents
身体流体分析器用流体ハンドリングカセットシステム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009511125A JP2009511125A JP2008534726A JP2008534726A JP2009511125A JP 2009511125 A JP2009511125 A JP 2009511125A JP 2008534726 A JP2008534726 A JP 2008534726A JP 2008534726 A JP2008534726 A JP 2008534726A JP 2009511125 A JP2009511125 A JP 2009511125A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluid
- sample
- fluid handling
- analyzer
- analysis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
- G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
- G01N35/1095—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices for supplying the samples to flow-through analysers
- G01N35/1097—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices for supplying the samples to flow-through analysers characterised by the valves
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
- A61B5/14551—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases
- A61B5/14557—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases specially adapted to extracorporeal circuits
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/15—Devices for taking samples of blood
- A61B5/150007—Details
- A61B5/150015—Source of blood
- A61B5/15003—Source of blood for venous or arterial blood
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/15—Devices for taking samples of blood
- A61B5/150007—Details
- A61B5/150206—Construction or design features not otherwise provided for; manufacturing or production; packages; sterilisation of piercing element, piercing device or sampling device
- A61B5/150213—Venting means
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/15—Devices for taking samples of blood
- A61B5/150007—Details
- A61B5/150206—Construction or design features not otherwise provided for; manufacturing or production; packages; sterilisation of piercing element, piercing device or sampling device
- A61B5/150221—Valves
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/15—Devices for taking samples of blood
- A61B5/150007—Details
- A61B5/150206—Construction or design features not otherwise provided for; manufacturing or production; packages; sterilisation of piercing element, piercing device or sampling device
- A61B5/150229—Pumps for assisting the blood sampling
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/15—Devices for taking samples of blood
- A61B5/150007—Details
- A61B5/150755—Blood sample preparation for further analysis, e.g. by separating blood components or by mixing
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/15—Devices for taking samples of blood
- A61B5/150007—Details
- A61B5/150847—Communication to or from blood sampling device
- A61B5/150862—Communication to or from blood sampling device intermediate range, e.g. within room or building
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/15—Devices for taking samples of blood
- A61B5/153—Devices specially adapted for taking samples of venous or arterial blood, e.g. with syringes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/15—Devices for taking samples of blood
- A61B5/155—Devices specially adapted for continuous or multiple sampling, e.g. at predetermined intervals
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/15—Devices for taking samples of blood
- A61B5/157—Devices characterised by integrated means for measuring characteristics of blood
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/48—Other medical applications
- A61B5/4836—Diagnosis combined with treatment in closed-loop systems or methods
- A61B5/4839—Diagnosis combined with treatment in closed-loop systems or methods combined with drug delivery
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
- A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
- A61M5/168—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body
- A61M5/172—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body electrical or electronic
- A61M5/1723—Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body electrical or electronic using feedback of body parameters, e.g. blood-sugar, pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L13/00—Cleaning or rinsing apparatus
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502715—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
- A61M2205/12—General characteristics of the apparatus with interchangeable cassettes forming partially or totally the fluid circuit
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M2230/00—Measuring parameters of the user
- A61M2230/20—Blood composition characteristics
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
- A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
- A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M5/00—Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
- A61M5/14—Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
- A61M5/142—Pressure infusion, e.g. using pumps
- A61M5/14212—Pumping with an aspiration and an expulsion action
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/02—Adapting objects or devices to another
- B01L2200/026—Fluid interfacing between devices or objects, e.g. connectors, inlet details
- B01L2200/027—Fluid interfacing between devices or objects, e.g. connectors, inlet details for microfluidic devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0803—Disc shape
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
- B01L2300/0816—Cards, e.g. flat sample carriers usually with flow in two horizontal directions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0887—Laminated structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
- B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
- B01L2400/0406—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces capillary forces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
- B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
- B01L2400/0409—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces centrifugal forces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2400/00—Moving or stopping fluids
- B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
- B01L2400/0475—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
- B01L2400/0487—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure fluid pressure, pneumatics
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Hematology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Anesthesiology (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Diabetes (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
身体流体分析で使用するための流体ハンドリングシステム。該システムは主インスツルメントとインターフエースするよう構成された第1流体ハンドリングモジュールを具備する。該第1流体ハンドリングモジュールは第1流体ハンドリングネットワークを備え、該第1流体ハンドリングネットワークは注入剤路と、該注入剤路内で流体を動かすのに好適な注入流体圧力部材と、を有する。該流体ハンドリングシステムは又、該主インスツルメントとインターフエースするよう構成され、該第1モジュールとは別の第2流体ハンドリングモジュールを具備する。該第2流体ハンドリングモジュールは第2流体ハンドリングネットワークと、該第2流体ハンドリングネットワークを経由してアクセス可能な少なくとも1つのサンプル分析セルと、を備える。該第1及び第2モジュールは相互接続し、該第1及び第2流体ハンドリングネットワークと該サンプルセルの間の流体的連通を提供するよう構成される。
Description
本出願は、身体流体分析器用流体ハンドリングカセットシステムの名称の2006年8月15日出願の米国特許仮出願第60/837,745号及び集中治療ユニット血液分析システムと方法の名称の2005年10月6日出願の米国特許仮出願第60/724,199号の米国特許法第119条e項の特典を請求する。上記特許仮出願の各々の全開示内容はここでの引用によりここに組み入れられ、本明細書の一部をなす。
ここで開示される或る実施例は身体流体のサンプル内の被検体の様な、サンプル内の被検体の濃度を決定する方法と装置のみならず、この様な決定を行うことをサポートするため使われ得る方法と装置に関する。
血液の様な、身体流体の中の、ブドウ糖の様な、或る被検体のレベルを測定することは普通の慣行である。或る被検体のレベルが望ましい範囲外へ移り、翻って患者の健康を危うくする危険がある時は、この測定は病院の又はクリニックの環境で行われることが多い。病院の又はクリニックの環境での被検体モニタリング用の或る種の現在既知のシステムは種々の欠点を負っている。
米国特許出願公開第2005/0038357号明細書、SAMPLE ELEMENT WITH BARRIER MATERIAL、2005年2月17日刊行
米国特許出願公開第11/122,794号明細書、SAMPLE ELEMENT WITH SEPARATOR、2005年5月5日出願
米国特許出願公開第2005/0036146号明細書、SAMPLE ELEMENT QUALIFICATION、2005年2月17日刊行
米国特許出願公開第2003/0090649号明細書、REAGENT−LESS WHOLE−BLOOD GLUCOSE METER、2003年5月15日刊行
米国特許出願公開第2003/0086075号明細書、DEVICE AND METHOD FOR IN VITRO DETERMINATION OF ANALYTE CONCENTRATION WITHIN BODY FLUIDS、2003年5月8日刊行
米国特許出願公開第2004/0019431号明細書、METHOD OF DETERMINING AN ANALYTE CONCENTRATION IN A SAMPLE FROM AN ABSORPTION SPECTRUM、2004年1月29日刊行
米国特許第6,652,136号明細書、Marziali、METHOD OF SIMULTANEOUS MIXING OF SAMPLES、2003年11月25日発行
米国特許出願公開第2003/0178569号明細書、PATHLENGTH−INDEPENDENT METHODS FOR OPTICALLY DETERMININNG MATERIAL COMPOSITION、2003年9月25日刊行
米国特許出願公開第2005/0036147号明細書、METHOD OF DETERMINING ANALYTE CONCENTRATION IN A SAMPLE USING INFRARED TRANSMISSION DATA、2005年2月17日刊行
一開示実施例は身体流体分析で使われる流体ハンドリングシステムである。該システムは主インスツルメントとインターフエースするよう構成された第1流体ハンドリングモジュールを具備する。該第1流体ハンドリングモジュールは第1流体ハンドリングネットワークを備え、該第1流体ハンドリングネットワークは注入路と、該注入路内で流体を動かすのに好適な注入流体圧力部材と、を有する。該流体ハンドリングシステムは又、該主インスツルメントとインターフエースするよう構成された、該第1モジュールと別の第2流体ハンドリングモジュールを具備する。該第2流体ハンドリングモジュールは第2流体ハンドリングネットワークと、該第2流体ハンドリングネットワークを経由してアクセス可能な、少なくとも1つのサンプル分析セルと、を備える。該第1及び第2モジュールは相互接続し、そして該第1及び第2流体ハンドリングネットワークと該サンプルセルの間の流体的連通を提供するよう構成される。
一開示実施例は、身体流体分析インスツルメントと、第1ハウジング及び第1流体ハンドリングネットワーク有する第1流体ハンドリングモジュールと、を備える身体流体分析システムであり、該第1流体ハンドリングモジュールは、該第1ハウジングが該インスツルメントと契合するよう該インスツルメントと除去可能に結合されている。該システムは又該第1ハウジングと別の第2ハウジングを有する第2流体ハンドリングモジュールと、サンプル分析セルと、を備える。該第2流体ハンドリングモジュールは、該第2ハウジングが該インスツルメントと契合するよう該インスツルメントと除去可能に結合されている。該第1及び第2流体ハンドリングモジュールは相互に結合されており、そして該第1及び第2流体ハンドリングモジュールは相互に流体的に連通している。
一開示実施例は、主インスツルメントと、該主インスツルメントに除去可能に結合された第1及び第2の取り換え可能な流体ハンドリングモジュールと、を有する身体流体分析システムを使用する方法である。該分析システムは、少なくとも部分的には該第1流体ハンドリングモジュールにより形成されたポンプと、該第2流体ハンドリングモジュール内のサンプル分析室と、を有する。該方法は第1取り替え頻度で該第1流体ハンドリングモジュールを取り換える過程と、第2取り替え頻度で該第2流体ハンドリングモジュールを取り換える過程と、を具備し、該第1取り替え頻度は該第2取り替え頻度と異なる。
一開示実施例は身体流体のハンドリング方法である。該方法は、患者から流体ハンドリングネットワーク内へ或る容積の身体流体を抜き取る過程と、該抜き取られた容積のサンプルを該流体ハンドリングネットワーク内に保持する過程と、を具備する。該保持されるサンプルは該抜き取られた容積の半分より少ない分を有する。該方法は又該抜き取りが開始された後5分より短い間に該抜き取られた容積のバランスを該患者に戻す過程と、該サンプルの少なくとも一部分を分析する過程と、を具備する。
一開示実施例は身体流体のハンドリング方法である。該方法は患者から流体ハンドリングネットワーク内へ或る容積の身体流体を抜き取る過程と、該抜き取られた容積のサンプルを該流体ハンドリングネットワーク内に保持する過程と、を具備する。該保持されるサンプルは該抜き取られた容積の半分より少ない分を有する。該方法は又該抜き取られた容積のバランスを該患者に戻す過程と、該サンプルの少なくとも一部分を分析する過程と、を具備し、該分析する過程は完了するのに少なくとも10秒掛かる。
一開示実施例は患者内の身体流体と流体的に連通するよう構成された流体ハンドリングネットワークと、該流体ハンドリングネットワーク内の身体流体のサンプルを調べるよう構成された被検体検出システムと、を具備する身体流体分析器である。該分析器は更にプロセサーと、該分析器が或る容積の該身体流体を該流体ハンドリングネットワーク内に抜き取り、該抜き取られた容積のサンプルを該流体ハンドリングネットワーク内に保持すべ
く操作可能であるよう、該プロセサーにより実行可能な記憶されたプログラムインストラクションと、を具備する。該保持されたサンプルは該抜き取られた容積の半分より少ない分を有する。該分析器は又該抜き取りが開始された後5分より短い間に該抜き取られた容積のバランスを患者に戻し、該サンプルの少なくとも一部分を分析するよう操作可能である。
く操作可能であるよう、該プロセサーにより実行可能な記憶されたプログラムインストラクションと、を具備する。該保持されたサンプルは該抜き取られた容積の半分より少ない分を有する。該分析器は又該抜き取りが開始された後5分より短い間に該抜き取られた容積のバランスを患者に戻し、該サンプルの少なくとも一部分を分析するよう操作可能である。
一開示実施例は、患者内の身体流体と流体的に連通するよう構成された流体ハンドリングネットワークと、該流体ハンドリングネットワーク内の身体流体のサンプルを調べるよう構成された被検体検出システムと、を具備する身体流体分析器である。該分析器は更にプロセサーと、該分析器が患者から或る容積の該身体流体を該流体ハンドリングネットワーク内に抜き取り、該抜き取られた容積のサンプルを該流体ハンドリングネットワーク内に保持すべく操作可能であるよう、該プロセサーにより実行可能な記憶されたプログラムインストラクションと、を具備する。該保持されたサンプルは該抜き取られた容積の半分より少ない分を有する。該分析器は又該抜き取られた容積のバランスを該患者に戻し、該サンプルの少なくとも一部分を分析するよう操作可能であり、該分析は完了するのに少なくとも10秒掛かる。
或る好ましい実施例や例が下記で開示されるが、発明の主題は特定の開示実施例を越えて他の代わりの実施例、及び/又は、本発明の使用法にも、そしてその明らかな変型と等価物にも拡張されることは当業者に理解されるであろう。かくしてここで開示される本発明の範囲は下記で説明される特定の開示実施例により限定されるべきでないと考える。かくして、例えば、ここで開示されるどんな方法又は過程に於いても、該方法/過程を構成する活動又は動作は、何等かの適当なシーケンスで行われてもよく、何等かの特定の開示されたシーケンスに必ずしも限定されない。種々の実施例を従来技術と対比する目的で、これらの実施例の或る側面と利点がここでは適当な所で説明される。勿論、全てのこの様な側面と利点が何等かの特定の実施例によって達成されると必ずしも限らぬことは理解されるべきである。かくして、例えば、種々の実施例は、ここで開示又は示唆される様に他の側面又は利点を必ずしも達成することなしに、ここで開示される様に1つの利点又は利点のグループを達成するか又は最適化する仕方で実行されてもよいことは認識されるべきである。ここで論じられるシステムと方法は侵襲性の技術用に使われるが、該システム及び方法は又非侵襲性の技術又は他の適当な技術用に使われてもよく、病院、ヘルスケア施設、集中治療ユニット、又は住居内で使われてもよい。
流体ハンドリングシステムの実施例の展望
ここではサンプル流体の分析の流体ハンドリングシステム及び種々の方法が開示される。図1は流体ハンドリングシステム10の実施例を図解しており、該システムは患者Pからの全血サンプルの様な、サンプル流体内の1つ以上の物質の濃度を決定することが出来る。又該流体ハンドリングシステム10は患者Pへ注入流体14を送ることが出来る。
ここではサンプル流体の分析の流体ハンドリングシステム及び種々の方法が開示される。図1は流体ハンドリングシステム10の実施例を図解しており、該システムは患者Pからの全血サンプルの様な、サンプル流体内の1つ以上の物質の濃度を決定することが出来る。又該流体ハンドリングシステム10は患者Pへ注入流体14を送ることが出来る。
該流体ハンドリングシステム10はベッドサイドに配置され、注入流体14を保持するコンテナー15とサンプリングシステム100とを有しており、該サンプリングシステムはコンテナー15及び患者Pの両者と連通している。チューブ13は該コンテナー15から該サンプリングシステム100まで延びる。チューブ12は該サンプリングシステム100から患者Pまで延びる。或る実施例では、該流体ハンドリングシステム10の1つ以上の部品は、もう1つの設備、室又は他の適当な遠隔の場所に配置されてもよい。該流体ハンドリングシステム10の1つ以上の部品は、光学的インターフエース、電気的インターフエース、及び無線インターフエースを含むが、これらに限定されない通信インターフエースの様な、何等かの適当な通信手段により、該流体ハンドリングシステム10の1つ以上の他の部品と(又は他のデバイスと)通信してもよい。これらのインターフエースはローカルネットワーク、インターネット、無線ネットワーク、又は他の適当なネットワークの部分であってもよい。
注入流体14は水、食塩水、ブドウ糖、乳酸化リンガー溶液、薬、インスリン、それらの混合物、又は他の適当な物質を含むことが出来る。図解されているサンプリングシステム100は注入流体が患者Pへ移ることを可能にしたり、そして/又は分析で該注入流体を使う。或る実施例では、該流体ハンドリングシステム10は注入流体を使わなくてもよい。かくして該流体ハンドリングシステム10は患者Pへ何の流体も送ることなくサンプルを抜き取ってもよい。
該サンプリングシステム100はコネクター110,120を介してチューブ13及びチューブ12に取り外し可能に、又は恒久的に結合されてもよい。患者コネクター110はバンドル130を通して流体の流れを選択的に制御し、該バンドルは、図1Bに示す様に、患者接続通路112及びサンプリング通路113を有する。又該サンプリングシステム100は何等かの適当な手段により患者Pから1つ以上のサンプルを抜き取ることが出来る。該サンプリングシステム100は該サンプルについて1つ以上の分析を行い、次いで該サンプルを患者へ又はウエーストコンテナーへ戻す。或る実施例では、該サンプリングシステム100は望む様に取り外され、置き換えられるモジュール型ユニットになっている。該サンプリングシステム100は、流体ハンドリング及び分析装置、コネクター、通路、カテーテル、配管、流体制御要素、バルブ、ポンプ、流体センサー、圧力センサー、温度センサー、ヘマトクリットセンサー、ヘモグロビンセンサー、測色センサー、そしてガス(又は“バブル”)センサー、流体調整要素、ガスインジェクター、ガスフイルター、血漿セパレーター、及び/又は該サンプリングシステム内又はサンプリングシステム100とネットワークの間の情報伝達を可能にする通信デバイス(例えば、無線デバイス)、を含むことが出来るが、それらに限定されない。該図解されたサンプリングシステム100は患者コネクター110と流体ハンドリング及び分析装置140を有し、該分析装置は患者Pから抜き取られたサンプルを分析する。該流体ハンドリング及び分析装置140と患者コネクター110は、患者Pへの注入流体、及び/又は患者Pから抜き取られるサンプル、の流れを制御するよう協力する。又サンプルは他の適当な仕方で抜き取られそして移されてもよい。
図1Aは該流体ハンドリング及び分析装置140のクローズアップ図であり、それはその内部部品の幾つかを表すために部分的に切り欠かれている。該流体ハンドリング及び分析装置140は、該コンテナー15から患者Pへの流体の流れ、及び/又は患者Pから抜き取られた流体の流れ、を制御するポンプ203を有するのが好ましい。ポンプ203は流体流量、流体流れ(複数を含む)の方向(複数を含む)、そして望まれる他の流体流れパラメーターを選択的に制御する。ここで使われる時、用語“ポンプ”は広い用語であり、限定なしに、加圧/圧力デバイス、真空デバイス、又は流体流れを引き起こす何等か他の適当な手段を意味する。該ポンプ203は可逆蠕動ポンプ、2方向の流れを提供するようバルブと協調的に働く2つの単方向ポンプ、1つの単方向ポンプ、容積型ポンプ、シリンジ、ダイアフラムポンプ、ローラーポンプ、又は他の適当な加圧デバイスを含むが、それらに限定されない。
図解された流体ハンドリング及び分析装置140はデイスプレー141と入力デバイス143を有する。該図解された流体ハンドリング及び分析装置140は又抜き取られた流体サンプルを分析するよう構成されたサンプリングユニット200を有する。該サンプリングユニット200はかくしてサンプルを受け、該サンプルを準備し、そして/又は該サンプル(準備された又は準備されてない)を1つ以上のテストに供する。該サンプリングユニット200は該テストからの結果を解析することが出来る。該サンプリングユニット200はセパレーター、フイルター、遠心分離機、サンプル要素、及び/又は下記で詳細
に説明される検出システムを含むが、それらに限定されない。該サンプリングユニット200(図3参照)は身体流体サンプル内の1つ以上の被検体の濃度を検出する被検体検出システムを有してもよい。或る実施例では、該サンプリングユニット200はサンプルを分析用に準備する。もし該流体ハンドリング及び分析装置140が患者Pから取られた全血内に含まれる血漿に関し分析を行うならば、フイルター、セパレーター、遠心分離機又は他の種類のサンプル準備デバイスが、該血液の他の成分から血漿を分離するため使われてもよい。該分離過程の後、該サンプリングユニット200は、例えば、該患者Pのブドウ糖レベルを決定するため該血漿を分析する。該サンプリングユニット200はスペクトロスコープの方法、測色計の方法、電気化学的方法又はサンプルを分析するための他の適当な方法を使うことが出来る。
に説明される検出システムを含むが、それらに限定されない。該サンプリングユニット200(図3参照)は身体流体サンプル内の1つ以上の被検体の濃度を検出する被検体検出システムを有してもよい。或る実施例では、該サンプリングユニット200はサンプルを分析用に準備する。もし該流体ハンドリング及び分析装置140が患者Pから取られた全血内に含まれる血漿に関し分析を行うならば、フイルター、セパレーター、遠心分離機又は他の種類のサンプル準備デバイスが、該血液の他の成分から血漿を分離するため使われてもよい。該分離過程の後、該サンプリングユニット200は、例えば、該患者Pのブドウ糖レベルを決定するため該血漿を分析する。該サンプリングユニット200はスペクトロスコープの方法、測色計の方法、電気化学的方法又はサンプルを分析するための他の適当な方法を使うことが出来る。
続いて図1と1Aを参照すると、該コンテナー15内の流体14は該チューブ13を通り、流体ソース通路111内へ流れる。該流体は更に該通路111を通り該流体を加圧するポンプ203へ流れる。該流体14は該ポンプ203から、患者接続通路112とカテーテル11を通り、患者P内へ流れる。患者Pの身体流体(例えば、全血、血漿、間隙性流体、胆汁、汗、排泄物、他)を分析するために、該流体ハンドリング及び分析装置140は該患者Pからカテーテル11を通り患者コネクター110へサンプルを抜き取る。該患者コネクター110は該流体サンプルを該サンプリングユニット200へ通じるサンプリング通路113へ導く。該サンプリングユニット200は該サンプルに関し1つ以上の分析を行う。該流体ハンドリング及び分析装置140は次いで該サンプリングユニット200により得られた結果をデイスプレー141上に出力する。
或る実施例では、該流体ハンドリングシステム10はブドウ糖レベルの実時間又は実時間に近い測定を提供するために患者Pから身体流体サンプル(複数を含む)を抜き取り分析する。身体流体サンプルは連続的に、規則的間隔で(例えば、5,10,15,20,30又は60分毎に)、不規則な間隔で、又は何時でも又は望ましい測定用シーケンスで、患者Pから抜き取られる。これらの測定は患者Pの簡便なモニタリング用にデイスプレー141でベッドサイドで表示される。
図解される流体ハンドリングシステム10はスタンド16に設置され、病院、集中治療ユニット、住居、ヘルスケア施設等で使われる。或る実施例では、該流体ハンドリングシステム10は救急患者用に輸送可能又は携帯可能である。該救急用流体ハンドリングシステム10は患者に結合され(例えば、ストラップされ、付着され、等)てもよく、図1で図解したベッドサイド流体ハンドリングシステム10より小さい。或る実施例では、該流体ハンドリングシステム10は皮下埋入用の寸法の埋入可能なシステムであり、連続モニタリング用に使われてもよい。或る実施例では、該流体ハンドリングシステム10は小型化されるので、流体ハンドリングシステム全体が埋入され得る。他の実施例では、該流体ハンドリングシステム10の一部のみが埋入用の寸法とされる。
或る実施例では、該流体ハンドリングシステム10は使い捨て可能な流体ハンドリングシステムであったり、そして/又は1つ以上の使い捨て可能な部品を有したりする。ここで使われる時、用語“使い捨て可能な”はカセット又はサンプル要素の様なシステム又は部品(又は部品の組み合わせ)に適用された時、広い用語であり、限定無しに、当該の部品が有限回数使われ、次いで捨てられることを意味する。或る使い捨て可能な部品はただ1回使われ、次いで捨てられる。他の使い捨て可能な部品は1回より多く使われ、次いで捨てられる。例えば、該流体ハンドリング及び分析装置140は主インスツルメントと、下記で論じる該主インスツルメント上へ設置される使い捨て可能なカセットと、を有する。該使い捨て可能なカセットは予め決められた量のサンプル流体を分析用、他に準備するために、予め決められた長さの時間使われる。或る実施例では、該カセットは該主インスツルメントによる次の分析用に複数のサンプルを準備するため使われる。再使用可能な主インスツルメントは望まれる様にどんな数のカセットとも共に使われてもよい。加えて、又は、代わりに、該カセットは簡便な輸送用の携帯可能で、手持ち式カセットとすることが出来る。これらの実施例では、該カセットは手動で該主インスツルメントへ設置されたり、それから取り除かれたりする。或る実施例では、該カセットは使い捨てでないカセットで、該カセットは下記で論じる様に該主インスツルメントへ恒久的に結合される。
ここでは、流体ハンドリングシステム、サンプリングシステム、流体ハンドリング及び分析装置、被検体検出システム、及び同品の使用法の、多数の実施例が開示される。下記でセクションIは分析用に患者から流体を輸送するため使われてもよい流体ハンドリングシステムの種々の実施例を開示する。下記でセクションIIはセクションIで論じられる装置と共に使われる流体ハンドリング方法の幾つかの実施例を開示する。下記でセクションIIIはセクションIの装置又はセクションIIの方法と共に使われるサンプリングシステムの幾つかの実施例を開示する。下記でセクションIVは材料サンプル内の1つ以上の被検体の濃度を検出するため使われるサンプル分析システムの種々の実施例を開示する。下記でセクションVはサンプルスペクトルから被検体濃度を決定する方法を開示する。下記でセクションVIはサンプリング装置で有用な、血餅形成を抑制する種々の実施例を開示する。
セクションI−流体ハンドリングシステム
図1は該流体ハンドリングシステム10の略図であり、該システムはスタンド16により支持され、流体14で充たされ得る内部を有するコンテナー15と、カテーテル11と、そしてサンプリングシステム100と、を有する。流体ハンドリングシステム10は該コンテナー、該サンプリングシステム、そして該カテーテルの間の導管を形成する1つ以上の通路20を有する。一般に、サンプリングシステム100は、流体14の様な流体源を受け入れ、患者に接続されるよう適合されており、患者Pにカテーテルを挿入するため使われるカテーテル11を含むが、それに限定されない。流体14は、食塩水、乳酸化リンガー溶液、又は水の様な、患者への注入用流体を含むが、それに限定されない。サンプリングシステム100は、その様に接続された時、患者に流体を提供することが出来る。加えて、サンプリングシステム100は又、カテーテル11及び通路20を通して患者から、血液の様なサンプルを抜き取り、該抜き取られたサンプルの少なくとも一部分を分析することが出来る。サンプリングシステム100は、血漿ブドウ糖、血液尿素窒素(ビーユーエヌ)、へマトクリット、ヘモグロビン、又は乳酸レベル、の1つ以上を含むが、それらに限定されない、該抜き取られたサンプルの特性を測定する。オプションで、サンプリングシステム100は、患者血圧、該サンプリングシステム内の圧力変化、又はサンプル抜き取り速度を含むが、それらに限定されない、他の患者又は装置関連情報を測定するために他のデバイス又はセンサーを有する。
図1は該流体ハンドリングシステム10の略図であり、該システムはスタンド16により支持され、流体14で充たされ得る内部を有するコンテナー15と、カテーテル11と、そしてサンプリングシステム100と、を有する。流体ハンドリングシステム10は該コンテナー、該サンプリングシステム、そして該カテーテルの間の導管を形成する1つ以上の通路20を有する。一般に、サンプリングシステム100は、流体14の様な流体源を受け入れ、患者に接続されるよう適合されており、患者Pにカテーテルを挿入するため使われるカテーテル11を含むが、それに限定されない。流体14は、食塩水、乳酸化リンガー溶液、又は水の様な、患者への注入用流体を含むが、それに限定されない。サンプリングシステム100は、その様に接続された時、患者に流体を提供することが出来る。加えて、サンプリングシステム100は又、カテーテル11及び通路20を通して患者から、血液の様なサンプルを抜き取り、該抜き取られたサンプルの少なくとも一部分を分析することが出来る。サンプリングシステム100は、血漿ブドウ糖、血液尿素窒素(ビーユーエヌ)、へマトクリット、ヘモグロビン、又は乳酸レベル、の1つ以上を含むが、それらに限定されない、該抜き取られたサンプルの特性を測定する。オプションで、サンプリングシステム100は、患者血圧、該サンプリングシステム内の圧力変化、又はサンプル抜き取り速度を含むが、それらに限定されない、他の患者又は装置関連情報を測定するために他のデバイス又はセンサーを有する。
特に、図1は患者コネクター110,該流体ハンドリング及び分析装置140,そしてコネクター120を含むサンプリングシステム100を示す。サンプリングシステム100は流体を導き、サンプルし、そして分析するために、通路、流体制御及び測定デバイス、そして分析デバイスの組み合わせを有する。サンプリングシステム100の通路20は、コネクター120から流体ハンドリング及び分析装置140までの流体ソース通路111と、該流体ハンドリング及び分析装置から患者コネクター110までの患者接続通路112と、そして該患者コネクターから該流体ハンドリング及び分析装置までのサンプリング通路113と、を有する。1つ以上の通路、例えば、通路111,112,そして113を含むとする通路20の呼称は、該システムの論議を容易化するため提供される。該通路が1つ以上の別々の部品を含み、ポンプ、バルブ、マニフォールド、及び分析機器を含むが、それに限定されない他の介在部品を含むことは理解されよう。
ここで使われる時、用語“通路”は広い用語であり、その普通の意味で使われ、明示的
に述べられるものを除けば、限定無しに、導管として作用するよう液体又は気体の様な流体が通過する、材料を通るどんな開口部も含む。通路は、柔軟な、柔軟でない又は部分的に柔軟なチューブ、開口部を有する積層構造、材料を通るボア、又は導管として作用出来る何等かの他の構造、及びそれらの何等かの組み合わせ又は接続体を含むが、それらに限定されない。流体を患者に提供する又は血液を輸送するため使われる通路の内面は、好ましくはシリコーン、ポリエーテルエーテルケトン(ピーイーイーケー)、又はポリエチレン(ピーイー)を含むが、それらに限定されない、生体適合性の材料であるのがよい。1種の好ましい通路は生体適合性材料で形成された流体接触面を有する柔軟なチューブである。又通路は、ここで使われる時、接続されると、通路を形成する分離可能部分を含む。
に述べられるものを除けば、限定無しに、導管として作用するよう液体又は気体の様な流体が通過する、材料を通るどんな開口部も含む。通路は、柔軟な、柔軟でない又は部分的に柔軟なチューブ、開口部を有する積層構造、材料を通るボア、又は導管として作用出来る何等かの他の構造、及びそれらの何等かの組み合わせ又は接続体を含むが、それらに限定されない。流体を患者に提供する又は血液を輸送するため使われる通路の内面は、好ましくはシリコーン、ポリエーテルエーテルケトン(ピーイーイーケー)、又はポリエチレン(ピーイー)を含むが、それらに限定されない、生体適合性の材料であるのがよい。1種の好ましい通路は生体適合性材料で形成された流体接触面を有する柔軟なチューブである。又通路は、ここで使われる時、接続されると、通路を形成する分離可能部分を含む。
内部通路面は、血液の凝固する能力に影響するコーティングの様な、導管の或る特性を向上させる、或いは流体流れから生じる摩擦を減じる、種々の種類のコーティングを有してもよい。コーティングは、分子的又はイオン的処理を含むがそれらに限定されない。
ここで使われる時、用語“接続された”は広い用語であり、その普通の意味で使われており、明示的に述べられているものを除けば、限定無しに、2つ以上のもの(例えば、素子、デバイス、患者、他)に関し、直接的、間接的{例えば、介在する部材(複数を含む)を介して}、連続的、選択的又は間歇的に拘わらず、物理的接触又は付着の条件;及び/又は直接的、間接的、連続的、選択的(例えば、1つ以上の介在するバルブ、流体ハンドリング部品、スイッチ、負荷、等がある場合)又は間歇的に拘わらず、流体的、電気的、光信号的に連通する条件、を含む。流体的連通の条件については、当該の2つ以上のものの間又はそれらの中に延びる連続した又は隣接した液体又は流体のコラムがあっても、無くても、該条件は存在すると考えられる。種々の種類のコネクターがここで説明する流体ハンドリングシステムの部品を接続することが出来る。ここで使われる時、用語“コネクター”は広い用語であり、その普通の意味で使われ、明示的に述べられているものを除けば、限定なしに、該コネクターの両側での連通(直接的、間接的、連続的、選択的又は間歇的に拘わらず)を提供するため通路又は電線を接続するデバイスを含む。ここで考慮されるコネクターは流体が通過するどんな開口部をも接続するデバイスを含む。これらのコネクターは介在するバルブ、スイッチ、流体ハンドリングデバイス、及び流体流れに影響する同様なものを含む。或る実施例では、コネクターは又、幾つかの実施例で説明される様に、流体の測定、制御及び準備用のデバイスを収容してもよい。
流体ハンドリング及び分析装置140は、次に説明される様に、通路20を通る流体の流れと、患者Pから抜き取られたサンプルの分析を制御する。流体ハンドリング及び分析装置140はデイスプレー141と、ボタン143の様な入力デバイスを有する。デイスプレー141は流体ハンドリング及び分析装置140により行われた分析の動作又は結果に関する情報を提供する。一実施例では、デイスプレー141は流体ハンドリング及び分析装置140内へ情報を入力するため使われるボタン143の機能を示す。流体ハンドリング及び分析装置140に入力される、又はそれにより得られる情報は、必要な注入又は投薬速度、サンプリング速度又は患者識別番号又は医学的情報を含むが、それらに限定されない、患者の特定情報を含むがそれらに限定されない。他の代わりの実施例では、流体ハンドリング及び分析装置140は、通信ネットワーク上で、例えば、医学的条件、投与されつつある薬剤、実験室血液レポート、性及び体重を含むがそれらに限定されない患者特定的情報を有する病院通信ネットワーク上で、患者Pに関する情報を得る。本発明の範囲を限定するよう意図されてないが、流体ハンドリングシステム10の使用法の1例として、図1は患者Pに接続されたカテーテル11を示す。
次に論じられる様に、流体ハンドリングシステム10は患者の静脈又は動脈にカテーテルを挿入してもよい。サンプリングシステム100はコンテナー15とカテーテル11にリリース出来るよう接続可能である。かくして、例えば、図1はコンテナーへの、又はそ
れからの流体の通路を提供するチューブ13を有するコンテナー15と、患者の外部のチューブ12を有するカテーテル11と、を示す。コネクター120はチューブ13と通路111を接合するよう適合されている。患者コネクター110はチューブ12を接合し、通路112及び113の間の接続を提供するよう適合されている。
れからの流体の通路を提供するチューブ13を有するコンテナー15と、患者の外部のチューブ12を有するカテーテル11と、を示す。コネクター120はチューブ13と通路111を接合するよう適合されている。患者コネクター110はチューブ12を接合し、通路112及び113の間の接続を提供するよう適合されている。
患者コネクター110は又通路112及び113を通る流れを制御し、導き、処理し、又は他の仕方でそれに影響する1つ以上のデバイスを有してもよい。或る実施例では、患者コネクター110と流体ハンドリング及び分析装置140の間で信号を交換するために1本以上の線114が提供される。該線114は電線、光学的コミュニケーター、無線通信チャンネル、又は他の通信手段であってもよい。図1に示す様に、サンプリングシステム100は又通路112及び113と線114を有してもよい。装置140と患者コネクター110の間の通路及び電線は、限定されないが、バンドル130と呼ばれてもよい。
種々の実施例では、流体ハンドリング及び分析装置140及び/又は患者コネクター110は、バルブ及びポンプを含むがそれに限定されない流体制御素子、圧力センサー、温度センサー、ヘマトクリットセンサー、ヘモグロビンセンサー、測色センサー、及びガス(又は“バブル”)センサーを含むがそれらに限定されない流体センサー、ガスインジェクター、ガスフイルター、及び血漿セパレーターを含むがそれらに限定されない流体調整素子、及び該サンプリングシステム内又はサンプリングシステム100と無線ネットワークの間の情報の転送を可能にする無線通信デバイス、を含むが、それらに限定されない他の素子(図1には示されてない)を有する。
一実施例では、患者コネクター110は該コネクター端で何時血液が流体14を追い出したかを決めるデバイスを有し、かくして何時サンプルがサンプリング用に通路113を通って抜き取られるよう入手可能かの指示を提供する。患者コネクター110に於けるこの様なデバイスの存在は、チューブ12の現実の長さに関係なくサンプルを分析するための流体ハンドリングシステム10の動作を可能にする。従って、バンドル130は、空気を含む流体、又は1つ以上の他の通路及び/又は電線を含むがそれらに限定されない患者コネクター110と流体ハンドリング及び分析装置140の間の情報通信を提供する要素を有してもよい。
サンプリングシステム100の一実施例では、バンドル130の通路及び線は、患者Pの近くに患者コネクター110を置くことを許容するに充分な程長く、例えば、チューブ12は0.1から0.5mより短いか又は好ましくは0.15mの長さを有するのがよく、流体ハンドリング及び分析装置140は便利な距離、例えば近くのスタンド16上に配置される。かくして、例えば、バンドル130は長さが0.3から3m、又はより好ましくは1.5から2.0mであるのがよい。患者コネクター110とコネクター120はそれぞれチューブ12及び13に嵌合するよう適合された取り外し可能なコネクターを有することは、必要ではないが、好ましい。かくして、一実施例では、コンテナー15/チューブ13及びカテーテル11/チューブ12は共に標準的医学部品であり、サンプリングシステム100は流体ハンドリングシステム10に対するコンテナーとカテーテルの1つ又は両者の容易な接続及び取り外しを可能にする。
サンプリングシステム100のもう1つの実施例では、チューブ12及び13と通路111及び112との実質的部分は近似的に同じ内部断面積を有する。通路113の内部断面積が通路111及び112のそれより小さいことは必要ではないが、好ましい(図1B参照)。次に説明する様に、面積の差は、流体ハンドリングシステム10が患者コネクター110から流体ハンドリング及び分析装置140内へ小サンプル容積の血液を移すことを可能にする。
かくして、例えば、一実施例で、通路111と112は、0.3mmから1.5mmの内径を有する、或いはより好ましくは、0.6mmから1.2mmの直径を有するチューブで形成されるのがよい。通路113は、0.3mmから1.5mmの内径を有する、或いは、より好ましくは、0.6mmから1.2mmの内径を有するチューブで形成されるのがよい。
図1は患者を流体ソースに接続するサンプリングシステム100を示すが、本開示の範囲はこの実施例に限定されるよう意図されてない。代わりの実施例はより多くの又はより少ない数のコネクター又は通路を含むが、それらに限定されず、又該コネクターは流体ハンドリングシステム10内の異なる場所及び代わりの流体通路に配置されてもよい。かくして、例えば、通路111及び112は1つのチューブで形成されてもよく、或いは、例えば、サンプリングシステム100内の他のチューブへのブランチを含めて2本以上の結合されたチューブで形成されてもよく、そして/又は患者への注入又は患者からのサンプルを得るための追加のブランチがあってもよい。加えて、患者コネクター110とコネクター120とサンプリングシステム100は下記で説明する様に流体の流れを制御するために代わりに追加のポンプ及び/又はバルブを有してもよい。
図1A及び2は患者Pからの血液を分析するよう構成されたサンプリングシステム100を図解するが、該システムは下記で更に詳述されることを除けば、図1で図解されたサンプリングシステムの実施例に概ね類似している。可能な場合は、類似の要素は、図1から2の実施例の描写と同一参照数字で識別されている。図1Aと2は、患者コネクター110がサンプリング組立体220とコネクター230,通路111と113の部分そして線114を含むものとして、そして流体ハンドリング及び分析装置140がポンプ203、サンプリングユニット200,そして制御器210を含むものとして、示している。ポンプ203と、サンプリングユニット200そして制御器210は該流体ハンドリング及び分析装置140のハウジング209内に含まれる。通路111はコネクター120から該ハウジング209を通ってポンプ203へ延びる。バンドル130はポンプ203,サンプリングユニット200そして制御器210から患者コネクター110まで延びる。
図1Aと2では、通路111はコネクター120とポンプ203の間の流体連通を提供し、通路113はポンプ203とコネクター110の間の流体的連通を提供する。制御器210は線114を通してポンプ203,サンプリングユニット200,そしてサンプリング組立体220と通信する。制御器210はメモリー212へのアクセスを有し、オプションではDVD又はCD−ROMリーダーを含むがそれらに限定されないメディアリーダー214と、専用線、イントラネット又はインターネット接続を含むがそれらに限定されない有線又は無線通信ネットワークを含む通信リンク216へのアクセスを有する。
次に幾つかの実施例で説明される様に、サンプリングユニット200は1つ以上の通路、ポンプ及び/又はバルブを有し、サンプリング組立体220は通路、センサー、バルブ、及び/又はサンプル検出デバイスを有する。制御器210はサンプリング組立体220内のセンサー及びデバイスから、及び、サンプリングユニット200内のセンサー及び分析機器から、情報を集め、協調した信号を制御ポンプ203と、サンプリング組立体220内の、もしあれば、ポンプとバルブへ提供する。
流体ハンドリング及び分析装置140は前進方向(患者に向かって)及び逆方向(患者から離れるよう)にポンプ作用する能力を有する。かくして、例えば、ポンプ203は流体14を患者P内へ導き、或いは患者Pからの血液サンプルの様なサンプルをカテーテル11からサンプリング組立体220へ抜き取るが、そこではそれは更に通路113を通りサンプリングユニット200へ分析用に導かれる。好ましくは、ポンプ203は少なくとも患者の脈管ラインを開いて保つに充分な前進方向流量を提供するのがよい。一実施例で
は、該前進方向流量は1から5ml/hである。或る実施例では、流体の該流量は約0.05ml/h、0.1ml/h、0.2ml/h、0.4ml/h0.6ml/h、0.8ml/h、1.0ml/h、であり、この様な流量を含むように及んでいる。或る実施例では、例えば、流体の流量は約1.0ml/hより小さい。或る実施例では、流体の流量は約0.1ml/h以下である。逆方向で運転時は、流体ハンドリング及び分析装置140は患者から通路113を通ってサンプリング組立体220へサンプルを抜き取る能力を有する。一実施例では、ポンプ203は、該サンプリング組立体が希釈されない血液サンプルを含むことを保証するために、好ましくは充分な距離だけ該サンプリング組立体を過ぎる程、サンプリング組立体220の方へ、血液を抜き取る逆流れを提供するのがよい。一実施例では、通路113は25から200μm、或いは好ましくは50から100μmの内径を有するのがよい。サンプリングユニット200はサンプリング組立体220から、小さなサンプル、例えば、10から100μlの血液、或いはより好ましくは約40μlの容積の血液を抽出する。
は、該前進方向流量は1から5ml/hである。或る実施例では、流体の該流量は約0.05ml/h、0.1ml/h、0.2ml/h、0.4ml/h0.6ml/h、0.8ml/h、1.0ml/h、であり、この様な流量を含むように及んでいる。或る実施例では、例えば、流体の流量は約1.0ml/hより小さい。或る実施例では、流体の流量は約0.1ml/h以下である。逆方向で運転時は、流体ハンドリング及び分析装置140は患者から通路113を通ってサンプリング組立体220へサンプルを抜き取る能力を有する。一実施例では、ポンプ203は、該サンプリング組立体が希釈されない血液サンプルを含むことを保証するために、好ましくは充分な距離だけ該サンプリング組立体を過ぎる程、サンプリング組立体220の方へ、血液を抜き取る逆流れを提供するのがよい。一実施例では、通路113は25から200μm、或いは好ましくは50から100μmの内径を有するのがよい。サンプリングユニット200はサンプリング組立体220から、小さなサンプル、例えば、10から100μlの血液、或いはより好ましくは約40μlの容積の血液を抽出する。
一実施例では、ポンプ203は通路111の柔軟な部分に作用する方向制御可能なポンプである。1つの方向制御可能なポンプの例は、可逆性の蠕動ポンプ又は2方向に流れを提供するようバルブと協調して作用する2つの単方向ポンプを含むがそれらに限定されない。代わりの実施例では、ポンプ203は、シリンジの様な容積型ポンプを含むがそれらに限定されないポンプ、及び/又は通路111を通る双方向性流れ制御を提供するバルブの組み合わせを有する。
制御器210は流体ハンドリングシステム10の動作を制御し、流体ハンドリング及び分析装置140からのサンプル測定値を分析する1つ以上のプロセサーを有する。制御器210は又ボタン143からの入力を受け入れ、デイスプレー141上に情報を提供する。オプションとして、制御器210は有線又は無線通信システム、例えば、患者情報用の病院ネットワークと双方向通信する。制御器210を含む1つ以上のプロセサーは、流体ハンドリング及び分析装置140内に配置されるか又は該ユニットへネットワーク化された1つ以上のプロセサーを有してもよい。
制御器210による流体ハンドリングシステム10の制御は、患者へ注入し、サンプルを採取、準備そして分析するために、流体流れを制御することを含むがそれらに限定されない。流体ハンドリング及び分析装置140により得られた測定値の分析は、患者特定的情報に関するデータベースから得られた情報から、或いは装置140による測定値の分析で使われるネットワーク上で制御器210に提供された情報から、入力された患者特定的情報に基づいてのサンプルの分析を含むがそれらに限定されない。
流体ハンドリングシステム10は患者血液の注入及びサンプリングを次の様に提供する。流体14を有するバッグ15と患者Pに接続された流体ハンドリングシステム10を用いて、制御器210は該流体を患者に導く動作ポンプ203により患者に注入する。かくして、例えば、一実施例では、制御器は、サンプルを抜き取るポンプ203を運転することにより、そのサンプルが患者から得られるよう指図する。一実施例では、ポンプ203は、サンプリング組立体220へサンプルを提供するに充分な、予め決められたサンプル容積を抜き取る。もう1つの実施例では、ポンプ203は、サンプリング組立体220内のデバイスがサンプルが患者コネクター110に達したことを示すまで、サンプルを抜き取る。本発明の範囲を限定するよう意図されてない例として、1つのこの様な指示は、サンプルのカラーの変化を検出するセンサーにより提供される。もう1つの例は、流体14の量の減少、該流体量が時間と共に変化すること、ヘモグロビン量の測定値、又は通路内での流体から血液への変化の指示、を含むがそれらに限定されない通路111内の材料の変化を示すデバイスの使用である。
サンプルがサンプリング組立体220に達すると、制御器210は、該サンプルをサンプリング組立体220からサンプリングユニット200内へ抜き取るために、サンプリングシステム100内のバルブ及び/又はポンプ(示されてない)へ動作信号を供給する。サンプルがサンプリングユニット200の方へ抜き取られた後、制御器210は患者への注入を再開する信号をポンプ203へ供給する。一実施例では、制御器210は、該サンプルがサンプリング組立体220から抜き取られつつある間に、該患者への注入を再開する信号をポンプ203へ供給する。代わりの実施例では、制御器210は、該サンプルがサンプリング組立体220から抜き取られつつある間、該患者への注入を停止する信号をポンプ203へ供給する。もう1つの代わりの実施例では、制御器210は、該サンプルがサンプリング組立体220から抜き取られつつある間、該患者からの血液の抜き取りをゆっくりさせる信号をポンプ203へ供給する。
もう1つの代わりの実施例では、制御器210は、逆ポンプ作用中、通路内又はカテーテル挿入された血管内の障碍の指示をモニターし、それに従いポンプ203の汲み上げの速度及び/又は方向を適度化する。かくして、例えば、障碍のある又はキンクした通路の、又はポンプ作用を受け、座屈する又は座屈させられカテーテル挿入された血管の、妨げられた流れは、妨げられない流れより低い圧力に帰着する。一実施例では、障碍物は、サンプリング組立体220内の、又は通路20に沿って存在する、圧力センサーを使ってモニターされる。該圧力がポンピング中に減じ始めるか、又は予め決められた値より低い値に達するなら、制御器210は、妨げられないポンプ作用を再確立する努力の中で、該逆ポンプ作用を減じる、ポンプ作用を停止する、或いは前進方向にポンプする、ようポンプ203に指令する。
図3は、下記で更に詳述することを除けば、図1及び2で図解されたサンプリングシステム100の実施例と概ね同様なサンプリングシステム300の詳細を示す略図である。サンプリングシステム300は、チューブ12へ接続するためのコネクター230,圧力センサー317,測色センサー311,第1バブルセンサー314a、第1バルブ312,第2バルブ313,そして第2バブルセンサー314bを、通路112に沿って有するサンプリング組立体220を備える。通路113は第1バルブ312と第2バルブ313の間に位置付けられる合流部318で、通路111と“T”を形成し、そしてガスインジェクターマニフォールド315と第3バルブ316を有する。電線114は、測色センサー311,第1、第2,そして第3バルブ(312,313,316)、第1及び第2バブルセンサー(314a、314b)、ガスインジェクターマニフォールド315,そして圧力センサー317から延びる制御及び/又は信号ラインを有する。サンプリングシステム300は又サンプリングユニット200を備えるが、該ユニットはバブルセンサー321,サンプル分析デバイス330,第1バルブ323a、ウエーストレセプタクル325,第2バルブ323b、そしてポンプ328を有する。通路113はウエーストライン324とポンプライン327を形成するため“T”を形作る。
サンプリングシステム100のセンサーは、サンプルが通って流れる通路であるが、該通路の壁を通して検出する、該通路を受け入れるよう適合していることが、必ずしも必要ではないが、好ましい。次に説明する様に、この配置は、該センサーが再使用出来ること、そして該通路が使い捨てにされること、を可能にする。該通路は、スムーズであり、血液を損傷させる又は血液のスムーズな流れを妨げる、突然の寸法変化が無いことが、必ずしも必要ではないが、好ましい。加えて、患者から分析器まで血液を送る該通路は、流体がよどみ、該通路を通して輸送されない可能性を生む隙間又は寸法変化を含まないことが好ましい。
一実施例では、その上にバルブ312,313,316,そして323が通路に沿って位置するそれぞれの通路は、柔軟なチューブであり、バルブ312,313、316、そ
して323は1つ以上の可動面がそこを通る流れを制限するか又は停止させるため該チューブを圧縮する“ピンチバルブ”である。一実施例では、該ピンチバルブは1つ以上の可動面を有し、該面は一緒に動き、そこを通る流れを停止させるために柔軟な通路を“ピンチ”するよう駆動される。ピンチバルブの例は、例えば、ピーブイ256型低電力ピンチバルブ{インステックラボラトリー社(Instech Laboratories,Inc.)、プリムスミーティング、ペンシルバニア州}を含む。代わりに、バルブ312,313,316そして323の1つ以上は、それらのそれぞれの通路を通る流れを制御するための他のバルブであってもよい。
して323は1つ以上の可動面がそこを通る流れを制限するか又は停止させるため該チューブを圧縮する“ピンチバルブ”である。一実施例では、該ピンチバルブは1つ以上の可動面を有し、該面は一緒に動き、そこを通る流れを停止させるために柔軟な通路を“ピンチ”するよう駆動される。ピンチバルブの例は、例えば、ピーブイ256型低電力ピンチバルブ{インステックラボラトリー社(Instech Laboratories,Inc.)、プリムスミーティング、ペンシルバニア州}を含む。代わりに、バルブ312,313,316そして323の1つ以上は、それらのそれぞれの通路を通る流れを制御するための他のバルブであってもよい。
測色センサー311は通路111の部分を受け入れるか又は形成して、該通路内の血液の存否の指示を提供する。一実施例では、測色センサー311は制御器210が流体14と血液とを区別することを可能にする。好ましくは、測色センサー311は血液を検出するチューブ又は他の通路を受けるよう適合されるのがよい。これは、例えば、使い捨て可能なチューブが、再利用可能な測色センサー内へ又はそれを通るよう置かれることを可能にする。代わりの実施例では、測色センサー311はバブルセンサー314bに隣接して配置される。測色センサーの例は、例えば、イントロテックインタナショナル社(Introtek International)(エッジウッド、ニュージャージィー州)から入手可能な光学的血液リーク/血液対食塩水検出器を含む。
次に説明する様に、サンプリングシステム300は、ここでは、それに限定はしないが、“バブル”と呼ばれる、ガスを通路113内に噴射する。サンプリングシステム300は、各々が液体により分離された、1つ以上のバブルを通路113内に噴射するため、合流部318に、又はその近くにガスインジェクターマニフォールド315を有する。該バブルの使用は、希釈剤を用いた分析用サンプルの送達時、及びサンプル間の通路の清掃用、の両面で、それらが通路を流れる時、液体の長手方向の混合の防止に有用である。かくして、例えば、通路113内の流体は、一実施例では、バブルにより分離されたサンプルS又は流体14の様な、2つの容積の液体、又はそれら間のバブルにより各々が分離された多数容積の液体、を有する。
バブルセンサー314a、314bそして321は各々通路112又は113の部分を受け入れ又は形成し、空気の存在、又は通路を通しての流体の流れと空気の流れの間の変化、の指示を提供する。バブルセンサーの例は、通路内で液体からの小さなバブル又はフォームの間の差を検出出来る超音波又は光学的センサーを含むが、それらに限定はされない。1つのこの様なバブル検出器はエムイーシーシリーズ空気バブル/液体検出センサー(イントロテックインターナショナル社、エッジウッド、ニューヨーク州)である。バブルセンサー314a、314bそして321の各々は、バブル検出用チューブ又は他の通路を受けるよう適合されているのが好ましい。これは、例えば、使い捨て出来るチューブが再使用可能なバブルセンサーを通るよう置かれることを可能にする。
圧力センサー317は通路111の一部分を受け入れるか、又は形成し、該通路内の流体の指示又は測定値を提供する。圧力センサー317とカテーテル11の間の全てのバルブが開くと、圧力センサー317は患者のカテーテルを挿入された血管内の圧力の指示又は測定値を提供する。一実施例では、圧力センサー317の出力はポンプ203の動作を調整するよう制御器210に提供される。かくして、例えば、予め決められた値を上回った、圧力センサー317の測定圧力は、適当に動作しているシステムを示すと取られ、該予め決められた値を下回る圧力は、例えば、ブロックされた通路又は血管に依る、過剰なポンプ作用を示すと取られる。かくして、例えば、ポンプ203が患者Pから血液を抜き取るよう動作しており、もし圧力センサー317による測定圧力が正常血圧の範囲内にあれば、血液は患者から抜き取られつつあると仮定され、ポンプ作用は続く。しかしながら、もし圧力センサー317による測定圧力が或るレベルの下に降下するなら、制御器210は、血管が再び開くよう、ポンプ203に減速するか、又は前進方向で運転するよう指示する。1つのこの様な圧力センサーはデルトラン(Deltran)IV部品番号デーピーテー−412{ユタメディカルプロダクト社(Utah Medical Products)、ミドベイル、ユタ州}である。
サンプル分析デバイス330はサンプルを受け、分析を行う。幾つかの実施例では、デバイス330は分析用サンプルを準備するよう構成される。かくして、例えば、デバイス330はサンプル準備ユニット332と被検体検出システム334を有しており、そこでは該サンプル準備ユニットは患者と該被検体検出システムとの間に配置される。一般に、サンプル準備はサンプリングと分析の間で行われる。かくして、例えば、サンプル準備ユニット332は被検体検出から遠隔で、例えばサンプリング組立体220内で行われてもよく、或いは被検体検出システム334に隣接して又はその中で行われてもよい。
ここで使われる時、用語“被検体”は広い用語であり、その普通の意味で使われ、その存在又は濃度が、材料サンプル内で被検体検出システムにより探索されるどんな化学的種をも、限定せずに、含む。例えば、被検体(複数を含む)はブドウ糖、エタノール、インスリン、水、二酸化炭素、血液酸素、コレステロール、ビリルビン、ケトン、脂肪酸、リポプロテイン、アルブミン、尿素、クレアチニン、白血球、赤血球、ヘモグロビン、酸化ヘモグロビン、一酸化炭素ヘモグロビン、有機分子、無機分子、調合薬、チトクローム、種々のタンパク質及び発色団、微小石灰化、電解質、ナトリウム、カリウム、塩素、重炭酸塩、及びホルモンを含むが、それらに限定されない。ここで使われる時、用語“材料サンプル”(又は、代わりに、“サンプル”)は広い用語であり、その普通の意味で使われ、分析用に好適な何等かの材料の集まりを含むが、それに限定されない。例えば、材料サンプルは全血、血液成分(例えば、血漿又は血清)、間隙性流体、細胞間流体、唾液、尿、汗及び/又は他の有機又は無機材料、又はこれらの材料の何れかの誘導体を含む。一実施例では、全血又は血液成分は患者の毛細管から抜き取られてもよい。
一実施例では、サンプル準備ユニット332は全血サンプルから血漿を分離するか又は血液サンプルから汚染物を除去し、かくしてフィルター、膜、遠心分離機又はそれらの或る組み合わせを含むが、それらに限定されない1つ以上のデバイスを具備する。代わりの実施例では、被検体検出システム334は直接サンプルを分析するよう適合されており、サンプル準備ユニット332は必要としない。
一般に、サンプリング組立体220及びサンプリングユニット200はサンプリング組立体220から通路113内へ抜き取られた流体をサンプル分析デバイス330内へ導く。図4は、サンプルの幾らかがサンプル分析デバイス330をバイパスすることを可能にするサンプリングユニット400の実施例の略図である。サンプリングユニット400は、下記で更に詳述されることを除けば、サンプリングユニット200と概ね類似している。サンプリングユニット400はバブルセンサー321,バルブ323,サンプル分析デバイス330,ウエーストライン324,ウエーストレセプタクル325,バルブ326,ポンプライン327,ポンプ328,バルブ322,及びウエーストライン329を有する。ウエーストライン329はバルブ322を有し、ポンプライン337とウエーストライン329のところで“T”を形成する。バルブ316,322,323及び326は、通路113を通る流れがサンプル分析デバイス330を通るルートで送られるか、ウエーストレセプタクル325へのルートで送られるか、又はウエーストレセプタクル325へウエーストライン324を通るルートで送られることを可能にする。
図5は、下記で更に詳述されることを除けば、図1から4で図解されるサンプリングシステム100又は300の実施例と概ね同様のサンプリングシステム500の一実施例の略図である。サンプリングシステム500はサンプリングユニット510の実施例を有し
、通路111から抜き取られる液体がポンプ203とコネクター120の間の合流部502通路111へ戻される点で部分的にサンプリングシステム300と異なる。
、通路111から抜き取られる液体がポンプ203とコネクター120の間の合流部502通路111へ戻される点で部分的にサンプリングシステム300と異なる。
図5を参照すると、サンプリングユニット510は、ポンプ203の通路113から反対側で通路111と交叉する戻りライン503と、その両者が制御器210により制御されるバブルセンサー505及び圧力センサー507と、を有する。バブルセンサー505はバブルセンサー314a、314b及び321と概ね同様で、圧力センサー507は圧力センサー317と概ね同様である。圧力センサー507は通路111の圧力をモニターすることによりサンプリングシステム500の正しい動作を決定する点で有用である。かくして、例えば、圧力センサー507がカテーテル11と流体的に連通している時{すなわち、何等かの介在するバルブ(複数を含む)が開いている時}、通路111の圧力はカテーテル11に於ける圧力に関係する。圧力センサー507の出力は、サンプリングシステム500のポンプの制御で前に説明した圧力センサー317のそれと同様な仕方で使われる。
サンプリングユニット510は制御器210の制御下のバルブ501,326a及び326bを有する。バルブ501はサンプリングユニット200とサンプリングユニット510の間の追加の液体流れ制御を提供する。ポンプ328は通路113から及び通路113へ流体を抜き取る双方向性ポンプとするのが好ましい。流体は通路501から抜き取られそして該通路へ戻されるか、又はウエーストレセプタクル325へのルートで送られるか何れかである。バルブ326aと326bはポンプ328の両側に位置付けられる。流体は、ポンプ328及びバルブ326aと326bの協調した制御により通路113を通して、戻りライン503内へ抜き取られる。戻りライン503からの導き流れはサンプリングシステム500を流体でプライムするため使われる。かくして、例えば、バルブ326aが開き、バルブ326bが閉じている間に、通路113から液体を引くようポンプ328を動作させることにより、液体はサンプリングユニット510内へ引き込まれる。次いでバルブ326aが閉じ、バルブ326bが開いている間に、通路113内へ液体を押すようポンプ328を動作させることにより、液体は通路113内へ戻るよう汲み上げられる。
図6Aは、下記で更に詳述することを除けば、図1から5で図解された実施例と概ね同様であるか又はその中に含まれるガスインジェクターマニフォールド315の実施例の略図である。ガスインジェクターマニフォールド315は、バルブを大気へ開き、空気を引き込むために該マニフォールド内の液体圧力を下げることにより、通路113内の液体内に1つ以上のバブルを噴射するデバイスである。次に説明する様に、ガスインジェクターマニフォールド315は通路113内の液体内へ空気又は他のガスのバブルを噴射することを容易にする。ガスインジェクターマニフォールド315は第1インジェクター610a、第2インジェクター610b、及び第3インジェクター610cを有する3つのガスインジェクター610を備える。各インジェクター610は対応する通路611を有するが、該通路は通路113に沿った幾つかの横に隔てられた場所の1つで始まり、対応するバルブ613を通して延び、大気に開く対応する端部615で終わる。代わりの実施例では、大気中のダスト又は粒子を濾し出すためにフイルターが端部615に置かれる。次に説明される様に、各インジェクター610は、対応するバルブ613を開き、通路113の一端のバルブを閉じ、そしてその圧力を下げ、該流体内に大気の空気を引き込むために該通路の反対側のポンプを作動させることにより通路113内の液体内にバブルを噴射することが出来る。ガスインジェクターマニフォールドの一実施例315では、通路113と611が1片の材料内に形成される{例えば、プラスチック又は金属ハウジング内に又はそれを通して形成されるボアの様な(示されてない)}。代わりの実施例では、ガスインジェクターマニフォールド315は3つより少ないインジェクター、例えば1つ又は2つのインジェクターを有するか、又は3つより多いインジェクターを有する。もう1つの
代わりの実施例では、ガスインジェクターマニフォールド315は通路113内の液体内への噴射用にガスの制御可能な高圧ソースを有する。通路611内の流体のトラップ作用を最小化するためにバルブ613が通路113の近くに配置されるのが好ましい。
代わりの実施例では、ガスインジェクターマニフォールド315は通路113内の液体内への噴射用にガスの制御可能な高圧ソースを有する。通路611内の流体のトラップ作用を最小化するためにバルブ613が通路113の近くに配置されるのが好ましい。
重要なこととして、通路20内に噴射されたガスはカテーテル11に到達することを防止させられるべきである。安全の用心として、一実施例は、例えば図3で示すようにバブルセンサー314aの使用により、ガスがカテーテル11の方へ流れるのを防止する。もしバブルセンサー314aが通路111内でガスを検出すると、幾つかの代わりの実施例の1つは、望ましくないガス流れを防止する。一実施例では、サンプリング組立体220の近傍の流れは、ライン113内へか、又はライン113を通ってウエーストレセプタクル325内へ導かれる。更に図3を参照すると、バブルセンサー314aによりガスを検出すると、バルブ316,323aが開かれ、バルブ313と、ガスインジェクターマニフォールド315のバルブ613a、613b及び613cが閉じられ、流れをサンプリング組立体220と患者Pの間の通路111の部分から離れ通路113内へ導くようポンプ328が回される。バブルセンサー321は何時通路113がクリヤアウトするかの指示を提供するようモニターされる。次いでバルブ313が開き、バルブ312が閉じ、その時通路111の残り部分がクリヤされる。代わりに、例えば全バルブを閉じ、全ポンプを止めることにより、カテーテル11の方向での全流れは急激に停止される。サンプリング組立体220の代わりの実施例では、例えば望ましくないガスをガス透過性膜を通して大気又はウエーストレセプタクルへ換気することにより、流体ハンドリングシステム10から望ましくないガスを除去するために、通路113内又はガスインジェクターマニフォールド315内にガス透過性膜が配置される。
図6Bは、下記で更に詳述することを除けば、図1から6Aで図解された実施例と概ね同様か又はそれに含まれるガスインジェクターマニフォールド315’の実施例の略図である。ガスインジェクターマニフォールド315’では、空気ライン615と通路113は合流点318で交叉する。流体を通路113内へ抜き取る間、バルブ316と613を開くことによりバブルが噴射される。かくしてガスインジェクターマニフォールド315’はガスインジェクターマニフォールド315よりコンパクトであり、もっと制御可能で信頼性のあるガス発生器に帰着する。
セクションII−流体ハンドリング方法
図2,3及び6Aのサンプリング組立体220及びサンプリングユニット200を含む、流体ハンドリングシステム10を使う方法の一実施例が表1と、図7A−7Jのフルイディック線図の略図で図解される。一般に、ポンプとバルブは、患者に注入し、通路111から通路113を遡って患者からサンプルを抽出し、通路113に沿ってデバイス330へサンプルを導くよう、制御される。加えて、該ポンプとバルブは、流体を前の流体の希釈効果から分離し、サンプリング間のラインを清浄化するために、バブルを流体内に噴射するよう制御される。図7A−7Jのバルブは該バルブが開いているか閉じているかを示す添字付きで呼ばれる。かくしてバルブ“x”は、例えば、もし該バルブが開いていれば“x−o”と、もし該バルブが閉じていれば“x−c”と示される。
図2,3及び6Aのサンプリング組立体220及びサンプリングユニット200を含む、流体ハンドリングシステム10を使う方法の一実施例が表1と、図7A−7Jのフルイディック線図の略図で図解される。一般に、ポンプとバルブは、患者に注入し、通路111から通路113を遡って患者からサンプルを抽出し、通路113に沿ってデバイス330へサンプルを導くよう、制御される。加えて、該ポンプとバルブは、流体を前の流体の希釈効果から分離し、サンプリング間のラインを清浄化するために、バブルを流体内に噴射するよう制御される。図7A−7Jのバルブは該バルブが開いているか閉じているかを示す添字付きで呼ばれる。かくしてバルブ“x”は、例えば、もし該バルブが開いていれば“x−o”と、もし該バルブが閉じていれば“x−c”と示される。
図7Aは患者に注入する方法の一実施例を図解する。図7Aの過程で、ポンプ203は前進の方へ(患者に向かって汲み上げられる)操作され、ポンプ328はオフ又は停止し、バルブ313,312は開いており、そしてバルブ613a、613b、613c,316,323a及び323bは閉じている。これらの操作条件で、流体14は患者Pに提供される。好ましい実施例では、図7Aの過程の時に他の通路の全ては実質的に流体14を含んでいる。
次の9つの図(図7B−7J)は患者からのサンプリングの方法の過程を図解する。下記の過程は、患者からのサンプリングの過程の全部を含むよう意図されてはおらず、代わりの実施例がより多くの過程、より少ない過程、又は異なる順序の過程を含んでもよいことは理解されるだろう。図7Bは第1サンプリング過程を図解し、そこでは患者接続通路及びサンプリング通路112及び113の一部分から液体が除かれる。図7Bの過程で、ポンプ203は逆に運転され(患者から離れるよう汲み上げられる)、ポンプ328はオフであり、バルブ313は開き、バルブ613a、613b及び613cの1つ以上が開き、そしてバルブ312,316,323a及び326bは閉じられる。これらの動作条
件では、バブルセンサー314bが空気の存在を検出するまで、空気701はサンプリング通路113内へ引き入れられ、患者接続通路112内へ引き戻される。
件では、バブルセンサー314bが空気の存在を検出するまで、空気701はサンプリング通路113内へ引き入れられ、患者接続通路112内へ引き戻される。
図7Cは第2サンプリング過程を図解し、そこではサンプルは患者Pから患者接続通路112内へ抜き取られる。図7Cの過程で、ポンプ203は逆に運転され、ポンプ328はオフであり、バルブ312と313は開き、そしてバルブ316,613a、613b、613c、323a及び323bは閉じる。これらの運転条件では、サンプルSは通路112内へ引き入れられ、空気701を、サンプリング通路113内の空気701a内へと患者接続通路112内の空気701b内へと、に分ける。好ましくは、この過程は、サンプルSが通路112と113の合流部を僅か過ぎて延びるまで進むのがよい。一実施例では、図7Cの過程は、測色計センサー311の出力の変動が血液の存在を示す(例えば、一定値までレベルオフすることにより)まで進み、次いでサンプルSの充分な容積の存在を保証するために追加して設定された時間の間進む。
図7Dは第3サンプリング過程を図解するが、そこではサンプルはサンプリング通路113内へ引き入れられる。図7Dの過程では、ポンプ203はオフであるか、又は停止され、ポンプ328はオン、バルブ312,316,及び326は開き、そしてバルブ313,613a、613b、613cそして323aは閉じる。これらの運転条件で、血液は通路113内へ引き入れられる。好ましくは、ポンプ328は充分な量のサンプルSを通路113内へ引くよう運転されるのがよい。一実施例では、ポンプ328は30から50μlの容積を有するサンプルSを抜き取る。代わりの実施例では、サンプルは通路112と113の両者内へ抜き取られる。ポンプ203は逆に運転され、ポンプ328はオン、バルブ312,313,316及び323bは開き、そしてサンプルS内の新鮮な血液を保証するためバルブ613a、613b、613cそして323aは閉じられる。
図7Eは第4サンプリング過程を図解するが、そこでは空気が該サンプル内へ噴射される。サンプリング通路113の断面積に及ぶバブルはサンプルが通路113に沿ってポンプされる時サンプルの汚損を防止するのに有用である。図7Eの過程で、ポンプ203はオフ、又は停止し、ポンプ328はオン、バルブ316及び323bは開き、バルブ312,313及び323aは閉じ、そして3つの分離されたバブルを引き入れるためにバルブ613a、613b、613cはシーケンシャルに各々開き、閉じられる。これらの動作条件で、通路113内の圧力は大気圧の下へ低下し、空気は通路113内へ引き入れられる。代わりに、バルブ613a、613b、613cは短時間の間同時に開かれ、3つの隔てられたバブルを発生してもよい。図7Eに示される様に、インジェクター610a、610bそして610cはそれぞれバブル704,703及び702を噴射し、サンプルSを前方サンプルS1、中央サンプルS2及び後方サンプルS3に分ける。
図7Fは第5サンプリング過程を図解するが、そこではバブルは患者接続通路112から除かれる。図7Fの過程で、ポンプ203は前進方向へ運転され、ポンプ328はオフ、バルブ313,316そして323aは開き、そしてバルブ312,613a、613b、613cそして323bは閉じる。これらの運転条件で、前に噴射された空気701bは第1通路111から第2通路113内へ引かれる。この過程は空気701bが通路113内に入るまで、続く。
図7Gは第6サンプリング過程を図解し、そこでは通路112内の血液は患者へ戻される。図7Gの過程で、ポンプ203は前進方向で運転され、ポンプ328はオフであり、バルブ312及び313は開き、バルブ316,323a、613a、613b、613cそして323bは閉じる。これらの運転条件で、前に噴射された空気は通路113内に留まり、通路111は流体14で充たされる。
図7H及び7Iは第7及び第8サンプリング過程を図解し、そこではサンプルは通路113内へ途中まで押し込まれ、流体14とより多くのバブルとにより追随される。図7Hの過程では、ポンプ203は前進方向で運転され、ポンプ328はオフ、バルブ313,316そして323aは開き、そしてバルブ312,613a、613b、613c及び323bが閉じる。これらの運転条件で、サンプルSは、インジェクター610a、610bそして610cから流体14内へ、シーケンシャルにか、同時にか、何れかで噴射されたバブルを伴って、通路113内へ途中まで動かされる。図7Iの過程で、ポンプとバルブは図7Eの過程に於ける様に運転され、流体14はバブル705,706そして707により分離された前方溶液C1、中央溶液C2、そして後方溶液C3に分けられる。
図7で示す最後の過程は図7Jであり、そこでは中央サンプルS2はサンプル分析デバイス330へ押される。図7Jの過程では、ポンプ203は前進方向に運転され、ポンプ328はオフであり、バルブ313,316,及び323aは開き、そしてバルブ312,613a、613b、613c、及び323bは閉じられる。この構成で、該サンプルは通路113内へ押される。バブルセンサー321がバブル702を検出すると、ポンプ203は、サンプルS2がサンプル分析デバイス330内へ取り込まれるまでポンプ作用を続ける。図7Jの過程の設定を使う追加のポンプ作用は該サンプルS2が分析され、追加のバブルと溶液がウエーストレセプタクル325内へ押されることを可能にして、次のサンプルを受け入れる前に通路113を洗浄する。
セクションIII−サンプリングシステム
図8はサンプリングシステム800の第3の実施例の正面斜視図であり、該システムは、下記で更に詳述することを除けば、サンプリングシステム100,300又は500及び図1から7で図解される実施例と概ね同様である。サンプリングシステム800の流体ハンドリング及び分析装置140はインスツルメント810とサンプリングシステムカセット820の組み合わせを有する。図8は相互から部分的に除去されたインスツルメント810とカセット820を図解する。インスツルメント810は制御器210(示されてない)、デイスプレー141及び入力デバイス143,カセットインターフエース811、そしてライン114を有する。カセット820はコネクター120からコネクター230へ延びる通路111を有し、更に通路113,通路111及び113の合流部829,インスツルメントインターフエース821,前面823,通路111用入り口825,及び通路111及び113用入り口827を有する。加えて、サンプリング組立体220は合流部829の受け入れ用開口部815を有するサンプリング組立体インスツルメント部分813で形成される。該インターフエース811及び821は流体のポンプ作用と、患者からのサンプルの分析と、を容易化するためにインスツルメント810及びカセット820の部品と契合し、サンプリング組立体インスツルメント部分813は通路111からのサンプリングを提供するために開口部815内に合流部829を受け入れる。
図8はサンプリングシステム800の第3の実施例の正面斜視図であり、該システムは、下記で更に詳述することを除けば、サンプリングシステム100,300又は500及び図1から7で図解される実施例と概ね同様である。サンプリングシステム800の流体ハンドリング及び分析装置140はインスツルメント810とサンプリングシステムカセット820の組み合わせを有する。図8は相互から部分的に除去されたインスツルメント810とカセット820を図解する。インスツルメント810は制御器210(示されてない)、デイスプレー141及び入力デバイス143,カセットインターフエース811、そしてライン114を有する。カセット820はコネクター120からコネクター230へ延びる通路111を有し、更に通路113,通路111及び113の合流部829,インスツルメントインターフエース821,前面823,通路111用入り口825,及び通路111及び113用入り口827を有する。加えて、サンプリング組立体220は合流部829の受け入れ用開口部815を有するサンプリング組立体インスツルメント部分813で形成される。該インターフエース811及び821は流体のポンプ作用と、患者からのサンプルの分析と、を容易化するためにインスツルメント810及びカセット820の部品と契合し、サンプリング組立体インスツルメント部分813は通路111からのサンプリングを提供するために開口部815内に合流部829を受け入れる。
図9と10はサンプリングシステム800の、それぞれサンプリングシステムカセット820とインスツルメント810の正面図である。カセット820とインスツルメント810は、組み立てられると、図9と10の種々の部品を形成し、該部品は協力して、図5のサンプリングユニット510と、図3のサンプリング組立体220、そして図6Bのガスインジェクションマニフォールド315’から成る装置を形成する。
特に、図9に示す様に、カセット820は、部分111a、112a,112b,112c,112d,112e、及び112fを有する通路111と、部分113a、113b、113c、113d、113e、及び113fを有する通路113と、を備える通路20と、通路615と、ウエーストレセプタクル325と、例えば、血漿のみがそれを通過することを可能にするよう適合されたサンプル準備ユニット332と該血漿の特性を測定するために被検体検出システム334内へ置くためのサンプル室903とを有するサンプル分析デバイス330の使い捨て可能な部品と、そしてピストン制御部907を有する容積型ポンプ905と、を具備する。
図10に示す様に、インスツルメント810はバブルセンサーユニット1001a、1001b、及び1001cと、ヘモグロビンセンサーユニット1003である測色計センサーと、蠕動ポンプローラー1005a及びローラーサポート1005bと、ピンチャーペア1007a、1007b、1007c、1007d,1007e、1007f、1007g及び1007hと、アクチュエーター1009と、そして圧力センサーユニット1011と、を有する。加えて、インスツルメント810はサンプル分析デバイス330の部分を有するが、該部分は、光学的被検体検出システム334のプローブ領域1002の近く又はその中に配置された時、サンプル室903内に含まれたサンプルを測定するよう適合されている。
カセット820の通路部分はサンプリングシステム800を形成するインスツルメント810の種々の部品と接触する。例えば、図5を参照すると、ポンプ203は、そのローラーが駆動された時、通路111を通って流体を動かすために蠕動ポンプのローラー1005aとローラーサポート1005bの間に置かれた部分111aで形成され、バルブ501,323,326a及び326bは、それを通る流体流れを通したり、阻止したりするために、それぞれ部分113a、113c、113d、及び113eを囲むピンチャーペア1007a、1007b、1007c及び1007dで形成される。ポンプ328はピストン制御部907を動かすよう位置付けられたアクチュエーター1009で形成される。このパラグラフで説明されるカセット820とインスツルメント810の部品の間の相互結合は1つの運動で行われるのが好ましい。かくして、例えば、インターフエース811と821の配置は各通路を、センサー、アクチュエーターそして他の部品に対するよう、及び/又はそれらの間に、置いている。
インターフエース821に対するようインターフエース811を配置することに加えて、装置800の組立はサンプリング組立体220を組み立てることを含む。特に、開口部815aと815bは、サンプリング組立体インスツルメント部分813の合流部829でそれぞれ通路111と113を受けるよう適合されている。かくして、例えば、図3を参照すると、バルブ313と312は、部分112bと112cがそれぞれピンチバルブ1007eと1007fのピンチャー内に置かれる時、形成され、バブルセンサー314bと314aはバブルセンサーユニット1001b及び1001cがその中のバブルの存在を決めるためそれぞれ部分112aと112dと充分接触すると形成され、ヘモグロビン検出器は、ヘモグロビンセンサー1003が部分112eと充分接触すると形成され、そして圧力センサー317は、部分112fがその中の流体の圧力を測定するため、圧力センサーユニット1011と充分接触すると形成される。図6Bを参照すると、バルブ316と613は、部分113fと615がそれぞれピンチバルブ1007hと1007gのピンチャー内に置かれた時形成される。
動作時は、図9−10の組み立てられた主インスツルメント810とカセット820は下記の様に機能する。該システムはアイドル状態又は注入モードで始まるよう考慮することが出来て、該モードでは、該ローラーポンプ1005は、注入流体をコンテナー15から通路111と通路112を通って、患者Pに向かってそしてその中へ汲むために、前進方向(そのインペラー1005aは図10に示す様に反時計方向に回る)に動作する。この注入モードでは、ポンプ1005はこの他の所で論じる様に適当な注入速度で患者へ注入流体を送る。
測定を行う時になると、図7Bで示すと同様な仕方で通路112,113の部分から液体を除くために最初に空気がシステム内に引き入れられる。ここでは図7A−7Jに示す
マニフォールドの代わりに図9の1つの空気インジェクター(通路813の反対に、合流部829から端部615へ延びる)が機能する。次にサンプルを抜き取るために、ポンプ1005がサンプル抜き取りモードで動作するが、それは逆方向に動作し、患者からコネクター230を通り通路112内へ身体流体(例えば、血液)のサンプルを引くことによる。該サンプルはヘモグロビンセンサー1003まで引き出され、好ましくは、センサー1003の出力が、センサー1003に隣接する通路112内の希釈されない血液サンプルの存在を示す望ましい高原レベルに達するまで、引き出されるのがよい。
マニフォールドの代わりに図9の1つの空気インジェクター(通路813の反対に、合流部829から端部615へ延びる)が機能する。次にサンプルを抜き取るために、ポンプ1005がサンプル抜き取りモードで動作するが、それは逆方向に動作し、患者からコネクター230を通り通路112内へ身体流体(例えば、血液)のサンプルを引くことによる。該サンプルはヘモグロビンセンサー1003まで引き出され、好ましくは、センサー1003の出力が、センサー1003に隣接する通路112内の希釈されない血液サンプルの存在を示す望ましい高原レベルに達するまで、引き出されるのがよい。
この点から、ポンプ905,1005,バルブ1007e、1007f、1007g、1007h、バブルセンサー1001b、1001c及び/又はヘモグロビンセンサー1003が、図7D−7Fで示すと同様な仕方で、1連の空気バブルとサンプル流体カラムを通路113内へ移すよう動作する。ポンプ328の代わりにポンプ905は、アクチュエーター1009で、適当な方向(図9−10で示す様に、左又は右へ)にポンプ905のピストン制御部907を動かすことにより動作可能である。
一旦該身体流体サンプルの部分と何等かの望ましいバブルとが該通路113内に移ると、バルブ1007hは閉じ、通路112内の身体流体の最初に引き出されたサンプル又は容積の残りは、該通路112が注入流体で再び充たされるまで、該ポンプ1005を前進方向又は注入方向に運転することにより、患者へ戻される。
バルブ1007a−1007hとポンプ(複数を含む)905及び/又は1005の適当な運転で、該通路113内の身体流体サンプルの少なくとも一部分(それは容積で10−100μl、又は種々の実施例で20,30,40,50又は60μlである)はサンプル準備ユニット332(描かれた実施例では、フイルター又は膜;代わりとしては下記で詳細に論じられる遠心分離機)を通るよう動かされる。かくして、該身体流体のほんの1つ以上の成分(例えば、血液サンプルの血漿のみ)が該ユニット332又はフイルター/膜を通過し、サンプル室又はセル903に入る。代わりに、該ユニット332が省略される場合、“全体”流体は分析用に該サンプル室903内へと移動する。
一旦、該成分(複数を含む)又は全体流体が該サンプル室903に入ると、ブドウ糖、乳酸、二酸化炭素、血液尿素窒素、ヘモグロビン、及び/又はここの他で論じられる何等かの他の適当な被検体、の様な1つ以上の被検体のレベル又は濃度を決めるために分析が行われる。被検体検出システム1700がスペクトロスコープによる場合(例えば、図17又は44−46のシステム1700)、該成分(複数を含む)又は全体流体のスペクトロスコープによる分析が行われる。
分析後、通路113内の身体流体サンプルはウエーストレセプタクル325内へ移される。好ましくは、該ポンプ905は、サンプル室903とサンプル準備ユニット332を通るよう戻して、該レセプタクル325内へ、通路909を経由して得た食塩水又は注入流体のカラムの背後で、該身体流体を押すよう、アクチュエーター1009を介して運転されるのがよい。かくして、室903とユニット332は食塩水又は注入流体でバックフラッシュされ、そしてそれらで充たされ、一方該身体流体はウエーストレセプタクルへ送られる。このフラッシュに続いて、“ゼロ”又はバックグラウンド読み値を提供するために、今や室903内にある食塩水又は注入流体について第2分析が行われる。この点で、該ウエーストレセプタクルより他は、図9の該流体ハンドリングネットワークは身体流体が空であり、該システムは分析用にもう1つの身体流体を抜き取る用意が出来ている。
該装置140の或る実施例では、ピンチバルブピンチャーの対が通路の2つのブランチの1つの間の流れをスイッチするよう作用する。図13Aと13Bは、通路の2つのブランチ又はレッグの1つ又は両者の流れを導く開いた構成の、第1の実施例のピンチバルブ
1300のそれぞれ正面図と断面図である。ピンチバルブ1300は、種々のレッグ間の流体のスイッチを可能とするために“Y”型の通路1310に作用する別々に制御可能な2つのピンチバルブを有する。特に、通路1310の内面は、柔軟なピンチ領域1312を有する第1レッグ1311,柔軟なピンチ領域1314を有する第2レッグ1313,そして交叉部1317で第1及び第2レッグを接合する第3レッグ1315を形成する。第1対のピンチバルブピンチャー1320はピンチ領域1312付近に位置付けられ、第2対のピンチバルブピンチャー1330はピンチ領域1314付近に位置付けられる。各対のピンチバルブピンチャー1320と1330はそれらの対応するピンチ領域1312と1314の相対する側に、そして通路1310に直角に位置付けられており、開き及び閉じる制御器210により個別に制御可能であり、それは該ピンチ領域を跨ぐ流体連通を可能にしたり禁じたりする。かくして、例えば、ピンチバルブピンチャー1320(又は1330)が充分に近くもたらされると、ピンチ領域1312(又は1314)の各部分は該ピンチ領域のもう1つの部分に触れて、流体は該ピンチ領域を跨いでは流れない。
1300のそれぞれ正面図と断面図である。ピンチバルブ1300は、種々のレッグ間の流体のスイッチを可能とするために“Y”型の通路1310に作用する別々に制御可能な2つのピンチバルブを有する。特に、通路1310の内面は、柔軟なピンチ領域1312を有する第1レッグ1311,柔軟なピンチ領域1314を有する第2レッグ1313,そして交叉部1317で第1及び第2レッグを接合する第3レッグ1315を形成する。第1対のピンチバルブピンチャー1320はピンチ領域1312付近に位置付けられ、第2対のピンチバルブピンチャー1330はピンチ領域1314付近に位置付けられる。各対のピンチバルブピンチャー1320と1330はそれらの対応するピンチ領域1312と1314の相対する側に、そして通路1310に直角に位置付けられており、開き及び閉じる制御器210により個別に制御可能であり、それは該ピンチ領域を跨ぐ流体連通を可能にしたり禁じたりする。かくして、例えば、ピンチバルブピンチャー1320(又は1330)が充分に近くもたらされると、ピンチ領域1312(又は1314)の各部分は該ピンチ領域のもう1つの部分に触れて、流体は該ピンチ領域を跨いでは流れない。
ピンチバルブ1300使用例として、図13Bは開いた構成のピンチバルブピンチャーの第1及び第2対、1320,1330を示す。図13Cは合体され、かくして第2及び第3レッグ1313,1315から第1レッグ1311の部分をクローズオフする該対のピンチバルブピンチャー1320を示す断面図である。部分的には、ピンチャー1320と交叉部1317の間の距離の結果として、分離されない第1レッグ1311に付随する容積1321がある(“デッドスペース”)。種々の種類の流体がピンチバルブの種々のレッグ間でスイッチされるよう、デッドスペースが最小化されるのが好ましい。一実施例では、該デッドスペースは該ピンチバルブを該レッグの交叉部の近く置くことにより減じられる。もう1つの実施例では、該デッドスペースは種々の厚さの通路壁を有することにより減じられる。かくして、例えば、該ピンチバルブと該交叉部の間の過剰な材料は、容積の部分1321を追い出すことによりもっと有効にバルブ付きレッグを分離するであろう。
サンプリングシステム300内でのピンチバルブ1300の使用例として、ピンチャー1320と1330がそれぞれバルブ323,326として作用するよう位置付けられる。
図14Aと14Bは第2実施例ピンチバルブ1400の種々の図であり、そこでは図14Aは正面図であり、図14Bは閉じた位置の1つのバルブを示す断面図である。ピンチバルブ1400がピンチバルブ1300と違うのは、ピンチバルブピンチャー1320と1330の対が通路1310と整合された、それぞれ、ピンチャー1420と1430により置き換えられた点にある。
代わりのピンチバルブの実施例は、合流部に近い1つ以上の通路に配置されたピンチャーを有し、共通の合流部に面する2,3,4個以上の通路セグメントを備えている。
図11と12はコネクター230の種々の実施例を図解しており、該コネクターは動脈患者コネクター1100の一実施例及び静脈患者コネクター1200の一実施例として、カセット820の使い捨て可能な部分を形成するか又は該部分に取り付けられる。コネクター1100と1200は下記で更に詳述することを除けば、図1−10で図解される実施例と概ね同様である。
図11で示される様に、動脈患者コネクター1100は、ストップコック1101,長さXを有する第1チューブ部分1103,実験室分析用及び流体ハンドリング及び分析装置140用に血液サンプルを取得する血液サンプリングポート1105、長さYを有する第2チューブ1107及びチューブコネクター1109を有する。動脈患者コネクター1
100は又、サンプリング組立体220の反対側に、圧力センサーユニット1011と概ね同様な圧力センサーユニット1102を有する。長さXは好ましくは約0.15m(6インチ)から約1.27m(50インチ)又は約1.2m(48インチ)の長さであるのがよい。長さYは好ましくは約25mm(1インチ)から約0.5m(20インチ)、又は長さ約0.3m(12インチ)の長さであるのがよい。図12に示される様に、静脈患者コネクター1200はクランプ1201,インジェクションポート1105、そしてチューブコネクター1109を有する。
100は又、サンプリング組立体220の反対側に、圧力センサーユニット1011と概ね同様な圧力センサーユニット1102を有する。長さXは好ましくは約0.15m(6インチ)から約1.27m(50インチ)又は約1.2m(48インチ)の長さであるのがよい。長さYは好ましくは約25mm(1インチ)から約0.5m(20インチ)、又は長さ約0.3m(12インチ)の長さであるのがよい。図12に示される様に、静脈患者コネクター1200はクランプ1201,インジェクションポート1105、そしてチューブコネクター1109を有する。
セクションIV−サンプル分析システム
幾つかの実施例では、分析は血漿で行われる。この様な実施例では、該血漿は患者から得られた全血から分離されねばならない。一般に、血漿は、該血液が、例えば、患者コネクター110で、又は通路113に沿って抜き取られる時と、それが分析される時、の間で流体ハンドリングシステム10内の何れかの点で、全血から得られてもよい。測定が全血で行われるシステムについては、該測定が行われる点で、又はその前に、該血液を分離する必要はない。
幾つかの実施例では、分析は血漿で行われる。この様な実施例では、該血漿は患者から得られた全血から分離されねばならない。一般に、血漿は、該血液が、例えば、患者コネクター110で、又は通路113に沿って抜き取られる時と、それが分析される時、の間で流体ハンドリングシステム10内の何れかの点で、全血から得られてもよい。測定が全血で行われるシステムについては、該測定が行われる点で、又はその前に、該血液を分離する必要はない。
図解の目的で、このセクションはシステム10の部分を形成するセパレーター及び被検体検出システムの幾つかの実施例を説明する。本明細書で論じられる該セパレーターは、或る実施例では、流体成分サパレーターを有する。ここで使われる時、用語“流体成分セパレーター”は広い用語であり、その普通の意味で使われ、2つ以上の異なる物質を発生するため流体の1つ以上の成分を分離するよう動作可能な何等かのデバイスを含むが、それに限定はされない。例えば、流体成分セパレーターは、全血のサンプルを血漿と非血漿成分に分離する、及び/又は、固体液体混合物(例えば、固体汚損された液体)を固体と液体成分に分離するよう動作可能である。流体成分セパレーターは発生した異なる物質間で、又はその中で、完全な分離を達成する必要はない。流体成分セパレーターの例はフイルター、膜、遠心分離機、電解デバイス、又は前記のものの何れかの部品を含む。流体成分セパレーターは、それらが、静止した、“スタンディング”流体への重力の作用を通して可能であるよりも速く流体を分離するよう動作可能である点で、“能動的”である。セクションIV.Aは下記で、ここで開示される装置の或る実施例の血液セパレーターとして使われるフイルターを開示する。セクションIV.Bは下記で、ここで開示される装置の或る実施例で使われる被検体検出システムを開示する。セクションIV.Cは下記で、ここで開示される装置の或る実施例で使われるサンプル要素を開示する。セクションIV.Dは下記で、ここで開示される装置の或る実施例で使われる遠心分離機及びサンプル室を開示する。
セクションIV.A−血液フイルター
本発明の範囲に関しての限定無しで、サンプル準備ユニット332の一実施例が、図15及び16で図解される血液フイルター1500として示されるが、そこでは図15はフイルターの一実施例の側面図であり、図16は該フイルターの組立分解斜視図である。
本発明の範囲に関しての限定無しで、サンプル準備ユニット332の一実施例が、図15及び16で図解される血液フイルター1500として示されるが、そこでは図15はフイルターの一実施例の側面図であり、図16は該フイルターの組立分解斜視図である。
図15の実施例で示される様に、フイルター1500は入り口1503と、第1出口1505とそして第2出口1507を有するハウジング1501を備える。ハウジング1501は、ハウジング1501の内部容積を、入り口1503と第1出口1505を有する第1容積1502と、第2容積1504と、に分ける膜1509を有する。図16は、入り口1503と出口1505を有する第1プレート1511と、第1容積1502を形成する開口部を有する第1スペーサー1513と、第2容積1504を形成する開口部を有する第2スペーサー1515と、そして出口1507を有する第2プレート1517と、を備えるフイルター1500の一実施例を示す。
フイルター1500は全血からの血漿の連続濾過を提供する。かくして、例えば、全血
の流れが入り口1503に提供され、僅かな真空が膜1509の第2容積1504側に印加された時、該膜は血球を濾過し、血漿が第2出口1507を通過する。好ましくは、血球がフイルター1500を詰まらせるのを防止するため膜1509の面を横切る横血液流れがあるのがよい。従って、一実施例では入り口1503と第1出口505は膜1509を横切る横流れを提供するよう構成される。
の流れが入り口1503に提供され、僅かな真空が膜1509の第2容積1504側に印加された時、該膜は血球を濾過し、血漿が第2出口1507を通過する。好ましくは、血球がフイルター1500を詰まらせるのを防止するため膜1509の面を横切る横血液流れがあるのがよい。従って、一実施例では入り口1503と第1出口505は膜1509を横切る横流れを提供するよう構成される。
一実施例では、膜1509は薄く、強いポリマーフイルムである。例えば、該膜フイルターは10μm厚さのポリエステル又はポリカーボネートフイルムである。好ましくは、該膜フイルターはスムーズなガラスの様な面を有し、該孔は均一で精密に寸法取りされており、はっきり規定されるのがよい。該フイルムの材料は化学的に不活性で、低いタンパク質結合性を有する。
膜1509を製造する1方法はトラックエッチング過程を用いることである。好ましくは、“原料”フイルムが原子炉内で荷電粒子に曝露されるのがよく、それは該膜内に“トラック”を残す。該トラックは次いで該フイルムを通るようエッチされ、それは精密寸法を有し、均一円柱形の孔に帰着する。例えば、ジーイーオスモニクス社(GE Osmonics,Inc.)(4636サマートンロード、トリボース、ペンシルバニア州19053−6783)は該膜フイルターとして適当に役立つ材料を製造するために類似の過程を使用している。上記で描かれた膜フイルターの面はジーイーオスモニクス社のポリカーボネートテーイーフィルムである。
フイルター1500の使用の1例として、血液の3ccからの血漿が膜フイルターとしてポリカーボネートトラックエッチフイルム(ピーシーテーイー)を使って抽出された。該ピーシーテーイーは2μmのポア寸法と170mm2の有効面積を有する。好ましくは、供給、排出及び血漿ポートに接続された配管は1mmの内径を有するのがよい。この構成で使われた方法の一実施例で、血液から100μlの血漿が最初に抽出された。該セルの供給側をリンスするため食塩水が使われた後、もう1つの100μlのクリヤな血漿が抽出された。この方法と構成での血漿抽出の速度は約15−25μl/minである。
血漿を抽出するために連続流れ機構を使うことは幾つかの利点を提供する。1つの好ましい実施例では、該連続流れ機構は多数サンプルで再使用可能であり、次のサンプルを汚損するサンプルキャリーオーバーが無視出来る。又一実施例はプラギングが起こる大抵の状況を取り除く。加えて、好ましい構成は低内容積を提供する。
フイルター、その使用法及び関連技術に関する追加の情報は特許文献1,2で見出される。上記刊行物及び特許出願の内容全体はここの引用によりここに組み入れられ、本明細書の一部を成す。
セクションIV.B−被検体検出システム
本発明の範囲を限定するようには意図されていない被検体検出システム334の一実施例が、光学的被検体検出システム1700として図17で示される。被検体検出システム1700は血漿のスペクトルを測定するよう適合されている。被検体検出システム334に提供される血漿は、フイルター1500を有するがそれに限定されないサンプル分離ユニット332により提供される。
本発明の範囲を限定するようには意図されていない被検体検出システム334の一実施例が、光学的被検体検出システム1700として図17で示される。被検体検出システム1700は血漿のスペクトルを測定するよう適合されている。被検体検出システム334に提供される血漿は、フイルター1500を有するがそれに限定されないサンプル分離ユニット332により提供される。
被検体検出システム1700はシステム1700の主軸線Xに沿って配置されたエネルギーソース1720を有する。賦活されると、該エネルギーソース1720は該主軸線Xに沿って該エネルギーソース1720から進むエネルギービームEを発生する。一実施例では、該エネルギーソース1720は赤外線ソースを有し、該エネルギービームEは赤外線エネルギービームを有する。
該エネルギービームEは、プローブ領域1710に達する前に、やはり該主軸線X上に位置する光学的フイルター1725を通過する。プローブ領域1710は、材料サンプルSを受け入れるよう適合され、エネルギーを与えられたビームEの光路内の、装置332の部分である。図17に示す一実施例では、プローブ領域1710は材料サンプルSを支持する、又は、含むサンプル要素又はクベット1730を受け入れるよう適合されている。本発明の一実施例では、サンプル要素1730は、チューブ又は光学的セルの様な、通路113の一部分である。該サンプル要素1730と該サンプルSを通過後、該エネルギービームEは検出器1745に達する。
ここで使われる時、“サンプル要素”は広い用語であり、その普通の意味で使われ、限定無しに、サンプル室と少なくとも1つのサンプル室壁を有する構造体を含むが、もっと一般的には、材料サンプルを保持する、支持する又は含むことが出来て、それにより保持される、支持される又は含まれるサンプルを電磁放射が通過出来るようにする多数の構造体の何れか、例えば、クベット、テストストリップ他、を含む。
一実施例では、サンプル要素1730はカセット820の使い捨て可能部分を形成し、システム1700の残り部分はインスツルメント810の部分を形成し、プローブ領域1710はプローブ領域1002である。
更に図17を参照すると、該検出器1745は、電気信号を発生し、該信号を分析用にプロセサー210へ送ることにより、その上に入射する放射に応答する。該検出器1745によりそれへ送られた信号(複数を含む)に基づき、該プロセサーは、該サンプルS内の関心のある被検体(複数を含む)の濃度、及び/又は、該サンプルの分析に使われる1つ以上の波長又は波長バンドに於ける該サンプルSの吸光度/透過度特性を計算する。該プロセサー210は該プロセサー210によりアクセス可能なメモリー212内に定在するデータ処理アルゴリズム又はプログラムインストラクションを実行することによりその濃度(複数を含む)、吸光度(複数を含む)、透過度(複数を含む)、他を計算する。
図17に示す実施例で、該フイルター1725は、サンプルSの分析で使用するためにフイルター1725を通るエネルギービームEの波長又は波長バンドの、時間経過での、及び/又は装置322で行われる測定中の、変更を容易にするために可変通過バンドフイルターを有する。(種々の他の実施例では、該フイルター1725は一緒に省略されてもよい。)装置322と共に使用可能な可変通過バンドフイルターの幾つかの例は、フイルターホイール(下記で更に詳細に論じられる)、イージスセミコンダクター社(Aegis Semiconductor)(ウオーバーン、マサチューセッツ州)により製造されるそれらの様な、電子的に同調可能なフイルター、“アクチブ薄膜プラットフオーム”を使うカスタムフイルター、サイエンチフイックソリューション社(Scientific Solutions,Inc.)(ノースチェルムフオード、マサチューセッツ州)により製造される様な、フアブリーペロー干渉計、カスタム液晶フアブリーペロー(エルシーエフピー)同調可能フイルター、又はホリバ(HORIBA){ジョバンユーボン社(Jobin Yvon,Inc.)(エデイソン、ニュージャージー州)}エイチ1034型、7−10μm格子付き、の様な同調可能なモノクロメーター、又はカスタムの設計されたシステムを含むが、それらに限定されない。
一実施例の検出システム1700では、フイルター1725はサンプルSの分析で使用するためにフイルター1725を通るエネルギービームEの波長又は波長バンドの、時間経過での、及び/又は該検出システム1700で行われる測定中の、変更を容易にするために可変通過バンドフイルターを有する。該エネルギービームEが可変通過バンドフイルターでフイルターされると、サンプルSの吸収/透過特性は、別々で、シーケンシャルな
仕方で多数の波長又は波長バンドで分析される。例として、サンプルSをNの別々の波長(波長1から波長N)で分析したいと仮定する。該検出器1745が感応する、大抵の又は全部の他の波長(波長2−Nを含む)で該ビームEを実質的に阻止しながら、該可変通過バンドフイルターは最初に該エネルギービームEが波長1で通過することを可能にするよう操作又は同調させられる。サンプルSを通過し、検出器1745に達するビームEに基づき、サンプルSの吸収/透過特性が波長1で測定される。上記で論じた様に他の波長を実質的に阻止しながら、該可変通過バンドフイルターは次いで該エネルギービームEが波長2で通過出来るように操作又は同調され、該サンプルSは、波長1で行われた様に、波長2で分析される。この過程は、関心のある全ての波長がサンプルSを分析するため使われるまで繰り返される。集められた吸収/透過度データは、材料サンプルS内の関心のある被検体(複数を含む)の濃度を決定するために該プロセサー210により分析される。サンプルSの該測定されたスペクトルはここでは一般的にCS(λi)と呼ばれ、すなわち、波長依存のスペクトルであり、ここでCSは、iが行われた測定数全部に及ぶとして、波長の数λiで、又はその付近で、値を有する、例えば、透過度、吸光度、光学密度、又はサンプルSの光学特性の何等かの他のメザーである。該測定値CS(λi)は代わりにCSiと書かれる測定値の線形配列である。
仕方で多数の波長又は波長バンドで分析される。例として、サンプルSをNの別々の波長(波長1から波長N)で分析したいと仮定する。該検出器1745が感応する、大抵の又は全部の他の波長(波長2−Nを含む)で該ビームEを実質的に阻止しながら、該可変通過バンドフイルターは最初に該エネルギービームEが波長1で通過することを可能にするよう操作又は同調させられる。サンプルSを通過し、検出器1745に達するビームEに基づき、サンプルSの吸収/透過特性が波長1で測定される。上記で論じた様に他の波長を実質的に阻止しながら、該可変通過バンドフイルターは次いで該エネルギービームEが波長2で通過出来るように操作又は同調され、該サンプルSは、波長1で行われた様に、波長2で分析される。この過程は、関心のある全ての波長がサンプルSを分析するため使われるまで繰り返される。集められた吸収/透過度データは、材料サンプルS内の関心のある被検体(複数を含む)の濃度を決定するために該プロセサー210により分析される。サンプルSの該測定されたスペクトルはここでは一般的にCS(λi)と呼ばれ、すなわち、波長依存のスペクトルであり、ここでCSは、iが行われた測定数全部に及ぶとして、波長の数λiで、又はその付近で、値を有する、例えば、透過度、吸光度、光学密度、又はサンプルSの光学特性の何等かの他のメザーである。該測定値CS(λi)は代わりにCSiと書かれる測定値の線形配列である。
システム1700のスペクトル領域は分析技術と関心のある被検体及び混合物に依存する。例えば、吸収スペクトロスコピーを使っての血液内のブドウ糖の測定用の1つの有用なスペクトル領域は中赤外線放射である(例えば、約4μmから約11μm)。一実施例のシステム1700では、エネルギーソース1720は約4μmから約11μmの範囲の出力を有するビームEを作る。水はこのスペクトル領域に亘る全吸収に主に寄与するが、約6.8μmから10.5μmの血液スペクトルに存在するピーク及び他の構造体は他の血液成分の吸収スペクトルに依る。大抵の他の血液構成要素は該8.5から10μm範囲内に低く、フラットな吸収スペクトルを有するが、ブドウ糖は約8.5から10μmで強い吸収ピーク構造を有するので、該4から11μm領域は有利であると分かった。主な例外は水とヘモグロビンであり、両者はこの領域のインターフェレントである。
システム1700により提供されるスペクトルの詳細の量は分析技術と関心のある被検体及び混合物に依る。例えば、中赤外放射吸収スペクトロスコピーによる血液内ブドウ糖の測定はスペクトル領域内の11から25のフイルターで達成される。一実施例システム1700では、エネルギーソース1720は約4μmから約11μmの範囲の出力を有するビームEを作り、フイルター1725は、各々が或る波長又は波長バンドのエネルギーのみが通過出来るようにする、この範囲内の多数の狭いバンドのフイルターを有する。かくして、例えば、1つの実施例フイルター1725は、下記、すなわち、3μm,4.06μm,4.6μm,4.9μm,5.25μm,6.12μm,6.47μm,7.98μm,8.35μm,9.65μm,そして12.2μm、の1つに近似的に等しい公称波長を有する11のフイルターを備えるフイルターホイールを具備する。
一実施例では、該フイルターホイールの個別赤外線フイルターは、オーシーエルアイ(OCLI){ジェイデーエス ユニフエーズ社(JDS Uniphase)、サンノゼ、カリフォニア州}か又はスペクトロゴンユーエス社(Spectrogon US,Inc.)(パーシパニー、ニュージャージー州)により製造される、ゲルマニウム又はサフアイヤ基盤上の、多数キャビテイ,狭バンド誘電体スタックである。かくして、例えば、各フイルターは公称で厚さ1mmで、10mm正方形である。該フイルタースタックのピーク透過性(peak transmission)は50%と70%の間にあるのが典型的で、バンド幅は4と10μmの間に中央波長を有して150nmと350nmの間にあるのが典型的である。代わりとしては、又第2ブロッキング赤外線フイルターが該個別フイルターの前に提供される。環境条件を通じて殆ど一定の測定を維持するのに役立つよう温度感度は1℃当たり0.01%より小さいのが好ましい。
一実施例では、検出システム1700は、第1に、該主軸線X上にあるサンプル要素1730無しに、各中央波長、又は波長バンドで、該検出器1745により検出される電磁放射を測定することにより被検体濃度読み値を計算する{これは“エア”読み値として知られる}。第2に、材料サンプルSが該サンプル要素1730内にあり、該主軸線X上の位置の該サンプル要素とサンプルSを有して、該システム1700は各中央波長又は波長バンドについて該検出器1745により検出された電磁放射を測定する{すなわち、“ウエット”読み値}。最後に、該プロセサー210はこれらのコンパイルされた読み値に基づきサンプルSに関する濃度(複数を含む)、吸光度(複数を含む)及び/又は透過度を計算する。
一実施例では、下記の様に路長修正されたスペクトルを発生するために複数のエア及びウエット読み値が使われる。最初に、各波長でのサンプルの透過性を与えるために該測定値は正規化される。各波長での信号及び基準の両測定値を用い、そしてSiを波長iの該検出器1745の信号を表し、Riを波長iの該検出器の信号を表すとして、波長iの透過度TiはTi=Si(ウエット)/Si(エア)として計算される。オプションとして、スペクトルが光学密度、ODiとして、−Log(Ti)で、計算される。次に、路長を決めるために約4.5μmから約5.5μmの波長範囲に亘る透過性が解析される。特に、水がこの波長領域に亘る血液の主要吸収種であり、光学密度が光学的路長と水の既知吸収係数の積であるので(OD=Lσ、ここでLは光学的路長、σは吸収係数)、多数の標準曲線適合手順の何れか1つが該測定ODからの光学的路長、Lの決定に使われる。該路長は次いで各波長でのサンプルの吸収係数を決定するため使われる。代わりに、該光学的路長が吸収係数を光学密度に変換するために更なる計算で使われてもよい。
血液サンプルは種々の構成でシステム1700により準備され、分析される。一実施例では、サンプルSは、シリンジを使うか、又は血流システムの部分としてか、何れかで血液を抜き取り、該血液をサンプル室903内へ移すことにより、得られる。もう1つの実施例では、サンプルSはシステム1700内への挿入用に適合したサンプル室903であるサンプルコンテナー内へ抜き取られる。
図44は、下記で更に詳述することを除けば、図17で図解された実施例と概ね同様な被検体検出システム1700のもう1つの実施例を描いている。可能な場合は、図17と44の実施例の描写では、同様な要素は同一参照数字で識別される。
図44で示す検出システム1700はソース1720とフイルター1725の間に配置されたコリメーター30と、フイルターとサンプル要素1730の間のビームサンプリング光学機器90と、を有する。フイルター1725は主フイルター40と、複数の光学的フイルターの1つをエネルギービームE内に挿入出来るフイルターホイール組立体4420と、を有する。システム1700は又、下記で更に詳述されることを除けば、サンプル検出器1725と概ね同様なサンプル検出器150を有する。
図44に示される様に、ソース1720からのエネルギービームEはコリメーター30を通過するが、該コリメーターを通って、該ビームは該コリメーター30の広い端部36の下流に配置された主光学的フイルター40に達する。フイルター1725は主軸線X上でソース1720とコリメーター30と整合され、下記で論じられる様に、該ソース1720により放射される波長の選択されたバンド、例えば、約2.5μmと約12.5μmの間のバンドのみを通過出来るようにするブロードバンドフイルターとして動作するよう構成されるのが好ましい。一実施例では、該エネルギーソース1720は赤外線ソースを有し、該エネルギービームEは赤外線エネルギービームを有する。1つの好適なエネルギーソースはコネチカット州、ミルフオードのホークアイテクノロジー(HawkEye Technolohies)から入手可能なトーマテックテーエム(TOMA TECH TM)アイアール50である。
図44を更に参照すると、エネルギービームEの該主フイルター40に入射する部分のみがマスク主フイルター組立体の平面へ進むよう主フイルター40はマスク44内に設置される。該主フイルター40は概ね主軸線Xに中心合わせされ、それに直交して配向され、約8mmの直径を有する円形である(該主軸線Xに直交する平面内の)のが好ましい。勿論、他のどんな適当な寸法又は形も使われる。上記議論の様に、該主フイルター40はブロードバンドフイルターとして作動するのが好ましい。図解された実施例では、該主フイルター40は好ましくは、約4μmと約11μmの間のエネルギー波長のみが通過するのがよい。しかしながら、他の範囲の波長が選択されてもよい。該主フイルター40は該主フイルター40の下流に配置された第2光学フイルター(複数を含む)60のフイルター負荷を有利に減じ、望ましい波長バンドの外部の波長を有する電磁放射の排除を改良する。加えて、該主フイルター40は通過するエネルギービームEによる第2フイルター(複数を含む)60の加熱を最小化するのを助ける。これらの利点にも拘わらず、該主フイルター40及び/又はマスク44は図44に示すシステム1700の代わりの実施例では省略されてもよい。
該主フイルター40は、エネルギービームEの幾らか又は全てが法線方向入射からの逸れが該主軸線Xに対し約12度までの円錐角度内である場合は、その動作特性(中央波長、通過バンド幅)を実質的に維持するよう構成するのが好ましい。更に進んだ実施例では、この円錐角度は約15から35度、又は約15度から20度であってもよい。該主フイルター40は、そのどんな変化も、該システム1700が使われる背景で、該システムのユーザー(複数を含む)用に重要な関心を掲げる仕方で該検出システム1700の性能又は動作に影響する程充分でない場合は、その動作特性を実質的に維持すると言われてもよい。
図44で図解される実施例では、フイルターホイール組立体4420は光学的フイルターホイール50と、該フイルターホイールに結合され、該フイルターホイール50を回転させる力を発生するよう構成されたステッパーモーター70と、を有する。加えて、位置センサー80が該フイルターホイール50の円周の部分上に配置され、該フイルターホイール50の角度位置を検出し、対応するフイルターホイール位置信号を発生するよう構成され、それによりどのフイルターが該主軸線X上の位置にあるかを示す。代わりに、該ステッパーモーター70がそれ自身の回転(複数を含む)を追跡又はカウントし、それにより該フイルターホイールの角度位置を追跡し、対応する位置信号を該プロセサー210に送ってもよい。2つの適当な位置センサーは日本、京都のオムロン社から入手可能なイーイーエスピーエックス302−ダブリュー2エイとイーイーエスピーエックス402−ダブリュー2エイ型である。
光学的フイルターホイール50は可変通過バンドフイルターとして使われ、該主軸線X上及び/又はエネルギービームE内に、第2フイルター(複数を含む)60を選択的に位置付ける。従って、該フイルターホイール50は該ホイール50の下流のエネルギービームEの波長(複数を含む)を選択的に同調させる。これらの波長(複数を含む)は該フイルターホイール50内に設置された第2フイルター(複数を含む)60の特性により変化する。該フイルターホイール50は、材料サンプルSを分析するため使われる波長又は波長バンドを、上記議論の様に、シーケンシャルに変えるために、“1度に1つ”の流儀で該エネルギービームE内の第2フイルター(複数を含む)60を位置付ける。フイルターホイール50の代替えはモーター(示されてない)により並進させられる線形フイルターである。該線形フイルターは例えば、別々のフイルターの線形配列か、又は長さ寸法で変化するフイルター特性を有する1つのフイルター、である。
代わりの配置では、図44に描かれた1つの主フイルタ40が該第2フイルター60の各々の上流のフイルターホイール50上に設置された追加の主フイルターで置き換えられるか、又は補足されてもよい。なおもう1つの代替えは、該主フイルター40が、該検出システム1700の動作中種々の時刻に種々の主フイルターを主軸線X上に位置付ける主フイルターホイール(示されてない)として、又は同調可能なフイルターとして実現されることである。
図45で描かれた実施例の該フイルターホイール50はホイールボデイ52と、該ボデイ52上に配置された複数の第2フイルター60と、を有しており、各フイルターの中央は該ホイールボデイの回転中心RCから等距離にある。該フイルターホイール50は、(i)主軸線Xと平行で、(ii)回転中心RCと何れかの第2フイルター(複数を含む)60の中心(複数を含む)の何れかとの間の距離に概略等しい直交距離だけ該主軸線Xから隔たった、軸線の周りで回転するよう構成されている。この配置で、該フイルターホイール52の回転は、該エネルギービームEに作用するように該フイルターの各々を、シーケンシャルに該主軸線Xを通るよう進める。しかしながら、関心のある被検体(複数を含む)又は望まれる測定速度により、該ホイール50上のフイルターのサブセットのみが与えられた測定のランで使われてもよい。該ホイール50のホーム位置を位置センサー80に示すためにホーム位置ノッチ54が提供される。
一実施例では、該ホイールボデイ52はモールドされたプラスチックで形成されるが、第2フイルター60の各々は、例えば、厚さ1mmと、10mm×10mm又は5mm×5mmの正方形の形状を有する。該フイルター60の各々は、ホイールボデイのこの実施例では、直径4mmの円形アパーチャと軸方向に整合され、該アパーチャ中心は直径約43.2mm(1.7インチ)の円を規定しており、該円は該ホイールボデイ52と同心である。該ボデイ52自身は円形で、約50.8mm(2インチ)の外径を有する。
該第2フイルター(複数を含む)60の各々は狭いバンドのフイルターとして動作するよう構成されるのが好ましく、選択されたエネルギー波長又は波長バンド{すなわちフイルターされたエネルギービーム(Ef)}のみが通過することを可能にする。該フイルターホイール50がその回転中心RCの周りで回転すると、該第2フイルター(複数を含む)60の各々は、今度は、該第2フイルター(複数を含む)60の各々に対応した選択されたドウエル時間の間該主軸線Xに沿うよう配置される。
与えられた第2フイルター60用の“ドウエル時間”は該システム1700の個別測定ラン内の時間間隔であり、その間、下記の2つの条件、すなわち(i)該フイルターが主軸線X上に配置され、(ii)ソース1720がエネルギーを与えられる、が真となる。与えられたフイルター用のドウエル時間は、該フイルターが個別測定ラン中、主軸線X上に配置される時間以上であればよい。被検体検出システム1700の一実施例では、該第2フイルター(複数を含む)60の各々に対応するドウエル時間は約1秒より短い。しかしながら、該第2フイルター(複数を含む)60は他のドウエル時間を有することが出来て、該フイルター(複数を含む)60の各々は与えられた測定ラン中種々のドウエル時間を有してもよい。
該第2フイルター60から、該フイルターされたエネルギービーム(Ef)はビームサンプリング光学機器90を通過するが、該機器は該主軸線Xに沿って配置され、該主軸線Xに対し含まれる角度θで配置された面4400aを有するビームスプリッター4400を備える。該スプリッター4400は好ましくは該フイルターされたエネルギービーム(Ef)をサンプルビーム(Es)と基準ビーム(Er)に分離するのがよい。
更に図44を参照すると、該サンプルビーム(Es)は次に、該主軸線Xに沿うスプリッター4400と整合された第1レンズ4410を通過する。該第1レンズ4410は概ね主軸線Xに沿う該サンプルビーム(Es)を材料サンプルS上に焦点合わせするよう構成される。該サンプルSはサンプル要素1730内で、該サンプル要素1730の第1窓122と第2窓124の間に配置されるのが好ましい。該サンプル要素1730は更にホルダー4430内に除去可能に配置されるのが好ましく、該ホルダー4430はそれぞれ該第1窓122と第2窓124と整合するよう構成された第1開口部132と第2開口部134を有する。代わりに、該サンプル要素1730とサンプルSはホルダー4430の使用無しに該主軸線X上に配置されてもよい。
該サンプルビーム(Es)の少なくとも一部分はサンプルSを透過し、該主軸線Xに沿って配置された第2レンズ4440上へ連続する。該第2レンズ4440は該サンプルビーム(Es)をサンプル検出器150上へ焦点合わせし、かくして該サンプル検出器150上へ入射するサンプルビーム(Es)の光束密度を高める。該サンプル検出器150は、該検出されたサンプルビーム(Es)に対応する信号を発生し、下記で更に詳細に論じる様に、該信号をプロセサー210へ送るよう構成される。
ビームサンプリング光学機器90は第3レンズ160と基準検出器170を有する。該基準ビーム(Er)はビームサンプリング光学機器90により、該ビームスプリッター4400から、該主軸線Xに概ね直交する従軸線Yに沿って配置される第3レンズ160へ向けられる。該第3レンズ160は該基準ビーム(Er)を基準検出器170上へ焦点合わせするよう構成され、かくして基準検出器170上に入射する基準ビーム(Er)の光束密度を高める。一実施例では、該レンズ4410,4440,160は赤外線放射を高度に透過させる材料、例えば、ゲルマニウム又はシリコンで形成される。加えて、該レンズ4410,4440そして160の何れも、望まれる光学的特性により、レンズのシステムとして実現されてもよい。該基準検出器170は又該検出された基準ビーム(Er)の対応する信号を発生し、下記でより詳細に論じる様に、該信号を該プロセサー210へ送るよう構成される。下記で注意することを除けば、該サンプル及び基準検出器150,170は図17で図解される検出器1745と概ね同様である。該サンプル及び基準検出器150,170から受信した信号に基づき、該プロセサー210は、該プロセサー210によりアクセス可能なメモリー212内に定在するデータ処理アルゴリズム又はプログラムインストラクションを実行することにより該サンプルSに関する濃度(複数を含む)、吸光度(複数を含む)、透過度(複数を含む)、他を計算する。
図44に描かれる検出システム1700の更に進んだ変型では、該ビームスプリッター4400,基準検出器170そして該従軸線Y上の他の構造体を有するビームサンプリング光学機器90は、省略されてもよく、特に、ソース1720の出力強度が該検出システム1700の動作でソース強度を参照する必要性を解消する程充分に安定である場合に然りである。かくして、例えば、レンズ4410,4440,160の1つ以上が省略された検出器170と150で充分な信号が発生されてもよい。更に、ここで開示される被検体検出システム1700の実施例の何れかでは、該プロセサー210及び/又はメモリー212は該検出システム1700に接続された標準パーソナルコンピュータ(“PC”)内に部分的に又は全部が定在してもよい。
図46は、下記で更に詳述されることを除けば、図17,44,そして45で図解される実施例の何れかと概ね同様の被検体検出システム1700のもう1つの実施例の部分的断面図を描いている。可能な場合は、図17,44そして45の実施例の描写に於けると同一の参照数字が同様な要素の識別に使われている。
図46の実施例のエネルギーソース1720は好ましくは該主軸線X上に実質的に中心
があるエミッター範囲22を有するのがよい。一実施例では、該エミッター範囲22は形状が正方形であってもよい。しかしながら、該エミッター範囲22は長方形、円形、楕円形、他の様な他の適当な形状を有してもよい。1つの好適なエミッター範囲22は1辺が約1.5mmの正方形であるが、勿論どんな他の適当な形状又は寸法も使われる。
があるエミッター範囲22を有するのがよい。一実施例では、該エミッター範囲22は形状が正方形であってもよい。しかしながら、該エミッター範囲22は長方形、円形、楕円形、他の様な他の適当な形状を有してもよい。1つの好適なエミッター範囲22は1辺が約1.5mmの正方形であるが、勿論どんな他の適当な形状又は寸法も使われる。
エネルギーソース1720は約1Hzと30Hzの間の変調周波数で選択的に動作し、約1070°Kと1170°Kの間のピーク動作温度を有するよう構成されるのが好ましい。加えて、該ソース1720は全ての変調周波数で、約80%より大きい変調深さで運転されるのが好ましい。該エネルギーソース1720は、多数のスペクトル範囲の何れででも、例えば、赤外線波長内で、中赤外線波長で、約0.8μmより上で、約5.0μmと約20.0μmの間で、及び/又は約5.25μmと約12.0μmの間で、電磁放射を発するのが好ましい。しかしながら、他の実施例では、該検出システム1700は、変調されない、及び/又は可視スペクトルからマイクロ波スペクトルまでのどこでも、例えば約0.4μmから約100μmより上までのどこでも、見出される波長で放射するエネルギーソース1720を使ってもよい。なお他の実施例では、該エネルギーソース1720は約3.5μmと約14μmの間、約0.8μmと約2.5μmの間、約2.5μmと20μmの間、約20μmと約100μmの間、又は約6.85μmと約10.10μmの間の波長の電磁放射を放射してもよい。なお他の実施例では、該エネルギーソース1720は無線周波数(RF)範囲又はテラヘルツ範囲内の電磁放射を放射してもよい。全ての上記詳述した動作特性は単に例示用であり、該ソース1720は被検体検出システム1700で使用するのに好適などんな動作特性を有してもよい。
エネルギーソース1720用の電源(示されてない)は好ましくは約30%と約70%の間のデューティサイクルで選択的に運転されるよう構成されるのがよい。加えて、該電源は約10Hz、又は約1Hzと約30Hzの間の変調周波数で選択的に運転されるよう構成されるのが好ましい。該電源の動作は方形波、正弦波又はユーザーにより規定される何等かの他の波形の形式であってもよい。
更に図46を参照すると、該コリメーター30は、該エネルギーソース1720から離れるよう下流に延びる時比較的狭い上流端34から比較的広い下流端36へ発散する1つ以上の高反射性内面32を有するチューブ30aを備える。該狭い端部34は上流アパーチャ34aを規定するが、該アパーチャは該エミッター範囲22に隣接して位置し、該エミッター範囲により発生される放射が、該コリメーター内へ下流へ伝播することを可能にする。該広い端部36は下流アパーチャ36aを規定する。該エミッター範囲22の様に、該内面(複数を含む)32、上流アパーチャ34aそして下流アパーチャ36aの各々は好ましくは該主軸線X上に実質的に中心を有するのがよい。
図46で図解される様に、該コリメーターの内面(複数を含む)32は放物面状、双曲面状、楕円面又は球面状の形の様な、一般的にカーブした形状を有してもよい。1つの好適なコリメーター30はコンパウンドパラボリックコンセントレーター(シーピーシー)である。一実施例では、該コリメーター30は長さで約20mmまでとすることが出来る。もう1つの実施例では、該コリメーター30は長さで約30mmまでとすることが出来る。しかしながら、該コリメーター30はどんな長さを有してもよく、該内面(複数を含む)32は該被検体検出システム1700で使用するために好適な、どんな形状を有してもよい。
該コリメーター30の内面32は、該エネルギービームEが益々、実質的に円柱状になり、該主軸線Xに実質的に平行に配向されるよう、該エネルギービームEを形成する光線が、該ビームEが下流へ進む時、真っ直ぐにならせる(すなわち、該主軸線Xに益々平行な角度で伝播させる)。従って、該内面32は高度に反射性で、赤外線波長の様な関心の
ある波長では最小の吸収性となる。
ある波長では最小の吸収性となる。
該内面32が該関心のある波長で高度に反射性であるようコートされるか、又は他の仕方で処理される限り、該チューブ30a自身はアルミニウム、鋼、又は何等かの他の適当な材料の様な、堅い材料で作られてもよい。例えば、ポリッシされた金コーティングが使われてもよい。好ましくは、該コリメーター30の内面(複数を含む)32は該主軸線Xに直交して見られた時、円形断面を規定するのがよいが、しかしながら、正方形又は他の多角形の形状、放物状又は楕円状の形状の様な他の断面形状が代わりの実施例で使われてもよい。
上記で注意した様に、図46で示す該フイルターホイール50は複数の第2フイルター60を有し、該第2フイルターは好ましくは狭いバンドのフイルターとして動作し、各フイルターが或る波長又は波長バンドのエネルギーのみを通過出来るようにするのがよい。サンプルS内のブドウ糖の検出用に好適な1構成では、該フイルターホイール50は20又は22の第2フイルター60を有し、その各々は下記、すなわち、3μm,4.06μm,4.6μm,4.9μm,5.25μm,6.12μm,6.47μm,7.98μm,8.35μm,9.65μm,そして12.2μmの1つに概略等しい公称波長を有するフイルターされたエネルギービーム(Ef)が通って進むことを可能にするよう構成される(更に、波長のこのセットはここで開示される被検体検出システム1700の実施例の何れとも共に、又は何れかの中で使われてもよい)。各第2フイルター60の中央波長は望まれる公称波長±約2%に等しいのが好ましい。加えて、該第2フイルター60は約0.2μmのバンド幅を有するか、又は代わりに公称波長±約2から10%に等しい、よう構成されるのが好ましい。
もう1つの実施例では、該フイルターホイール50は20の第2フイルター60を有し、その各々は下記、すなわち、4.275μm,4.5μm,4.7μm,5.0μm,5.3μm,6.056μm,7.15μm,7.3μm,7.55μm,7.67μm,8.06μm,8.4μm,8.56μm,8.87μm,9.15μm,9.27μm,9.48μm,9.68μm,9.82μm,そして10.06μmの公称中央波長を有するフイルターされたエネルギービーム(Ef)がそれを通って進むことを可能にするよう構成される(波長のこのセットもここで開示される被検体検出システム1700の実施例の何れかと共に、又は何れかの中で使われてもよい)。なおもう1つの実施例では、該第2フイルター60は下記仕様、すなわち:±0.01μmの中央波長トレランス、±0.01μmの電力半値バンド幅トレランス、75%以上のピーク透過性、2%より低いカットオン/カットオフ傾斜、℃当たり0.01%より小さい中央波長温度係数、3μmから12μmまででOD5より大きいアウトオブバンド減衰、0.6328μmで1.0波より小さい平坦度、Mil−F−48616によるE−Eの表面品質そして約1mmの全体厚さ、の何れか1つ又は組み合わせに適合してもよい。
なおもう1つの実施例では、上記該第2フイルターは下記電力半値バンド幅(“エイチピービーダブリュー)”仕様の何れか1つ又は組み合わせに適合してもよい。
なお更に進んだ実施例では、該第2フイルターは±0.5%の中央波長トレランスと、±0.02μmの電力半値バンド幅トレランスを有してもよい。
勿論、使われる第2フイルターの数と、その中央波長及び他の特性は、この様な更に進んだ実施例がブドウ糖、又はブドウ糖の代わりに、又はブドウ糖に加えて、他の被検体を検出するため使われても、該システム1700の更に進んだ実施例で変わってもよい。例えば、もう1つの実施例では、該フイルターホイール50は50より少ない第2フイルター60を有してもよい。なおもう1つの実施例では、該フイルターホイール50は20より少ない第2フイルター60を有してもよい。なおもう1つの実施例では、該フイルターホイール50は10より少ない第2フイルター60を有してもよい。
一実施例では、該第2フイルター60の各々は該主軸線Xに直交する面内で約10mmの長さで、約10mmの幅であり、約1mmの厚さを有することを示す。しかしながら、該第2フイルター60は該被検体検出システム1700の動作に好適などんな他の寸法(例えば、より小さい)を有してもよい。加えて、該第2フイルター60は約5℃と約35℃の間の温度で動作し、該フイルターが通すよう構成された波長(複数を含む)のエネルギービームEの約75%より多くがそれを通る透過を可能にするよう構成されるのが好ましい。
図46に図解される実施例に依れば、第1フイルター40はブロードバンドのフイルターとして動作し、該フイルターホイール50上に配置された第2フイルター60は狭いバンドのフイルターとして動作する。しかしながら、当業者は他の構造体がここで説明された実施例のエネルギー波長をフイルターするよう使われることを理解するであろう。例えば、第1フイルター40が省略され、そして/又は電子的に同調可能なフイルター又はフアブリーペロー干渉計(示されてない)が該フイルターホイール50と第2フイルター60の代わりに使われてもよい。この様な同調可能フイルター又は干渉計は、シーケンシャルで、1度に1つの仕方で、電磁放射の波長又は波長バンドのセットの各々が、材料サンプルSの分析で使用するためそれを通過することを可能にするよう構成されてもよい。
該第2フイルター(複数を含む)60から進む時フイルターされたエネルギービーム(Ef)を受けるようリフレクターチューブ98が位置付けられるのが好ましい。該リフレクターチューブ98は、迷光の様な漂遊電磁放射が該検出システム1700の外から該リフレクターチューブ98内へ導入されるのを実質的に防止するため、該第2フイルター(複数を含む)60に対し固定されるのが好ましい。該リフレクターチューブ98の内面は関連波長で高度に反射性で、該主及び/又は従軸線X、Yに直交する概ね円形の断面を有する円柱形を備えるのが好ましい。しかしながら、該チューブ98の内面は楕円、正方形、長方形、他の様な何等かの適当な断面を有してもよい。コリメーター30の様に、該リフレクターチューブ98は、その内面が関心のある波長で高度に反射性であるようコートされるか、又は他の仕方で処理されている限り、アルミニウム、鋼、他の様な堅い材料で形成されてもよい。例えば、ポリッシされた金コーティングが使われてもよい。
図46で図解される実施例に依れば、該リフレクターチューブ98は主断面98aと縦断面98bを有する。描かれている様に、該リフレクターチューブ98は、従断面98bより長い長さを有する主断面98aを備えるT型としてもよい。もう1つの例では、該主断面98aと該縦断面98bは同じ長さを有してもよい。該主断面98aは主軸線Xに沿って第一端98cと第2端98dの間に延びている。該従断面98bは該従軸線Yに沿って該主断面98aと第3端部98eの間に延びている。
該主断面98aは該フイルターされたエネルギービーム(Ef)を第一端部98cからビームスプリッター4400へ導くが、該スプリッターは該主及び従軸線X、Yの交点で該主断面98a内に収容されている。該主断面98aは又サンプルビーム(Es)を該ビームスプリッター4400から、第1レンズ4410を通って第2端部98dまで導く。該第2端部98dから、該サンプルビーム(Es)はサンプル要素1730,ホルダー4430,そして第2レンズ4440を通って、該サンプル検出器150へ進む。同様に、該縦断面98bはビームサンプリング光学機器90を通った基準ビーム(Er)を、該ビームスプリッター4400から、第3レンズ160を通り、第3端部98eまで導く。該第3端部98eから該基準ビーム(Er)は基準検出器170へ進む。
該サンプルビーム(ES)は好ましくは該フイルターされたエネルギービーム(Ef)のエネルギーの約75%から約85%を有するのがよい。より好ましくは、該サンプルビーム(Es)は該フイルターされたエネルギービーム(Ef)のエネルギーの約80%を有するのがよい。該基準ビーム(Er)は好ましくは該フイルターされたエネルギービーム(Ef)のエネルギーの約10%から約50%を有するのがよい。より好ましくは、該基準ビーム(Er)は該フイルターされたエネルギービーム(Ef)のエネルギーの約20%を有するのがよい。勿論、該サンプル及び基準ビームは該エネルギービームEの何等か適当な比率を引き受けてもよい。
該リフレクターチューブ98は又第1レンズ4410と第3レンズ160を収容する。図46に図解される様に、該リフレクターチューブ98は該ビームスプリッター4400と該第2端部98dの間に第1レンズ4410を収容する。該第1レンズ4410は、該レンズ4410の面4612が主軸線Xと概ね直交するよう配置されるのが好ましい。同様に、該チューブ98は該ビームスプリッター4400と該第3端部98eの間に第3レンズ160を収容する。該第3レンズ160は、該第3レンズ160の面162が従軸線Yと概ね直交するよう配置されるのが好ましい。該第1レンズ4410と該第3レンズ160は、ビーム(Es,Er)が該レンズ4410,160を通過時、それぞれサンプルビーム(Es)と基準ビーム(Er)を実質的に焦点合わせするよう構成された焦点長さを各々が有する。特に、該第1レンズ4410は、実質的に全サンプルビーム(Es)がサンプル要素1730内に定在する材料サンプルSを通過するよう、該サンプルビーム(Es)を焦点合わせするように、該ホルダー4430に対し構成され、配置される。同様に、該第3レンズ160は、実質的に全基準ビーム(Er)が基準検出器170上に突き当たるよう、該基準ビーム(Er)を焦点合わせするよう構成される。
該サンプル要素1730はホルダー4430内に保持され、該ホルダーは好ましくは該主軸線Xに概ね直交する平面に沿って配向されるのがよい。該ホルダー4430は被検体検出システム1700内の搭載位置と測定位置の間をスライド可能に変位されるよう構成される。該測定位置では、該ホルダー4430は停止エッジ136に接触するが、該エッ
ジは主軸線X上に該サンプル要素1730とその中に含まれるサンプルSを配向させるよう配置されている。
ジは主軸線X上に該サンプル要素1730とその中に含まれるサンプルSを配向させるよう配置されている。
該エネルギービームEを該サンプル要素とサンプルを通過させながら、該ホルダーが、主軸線X上でかつそれに実質的に直交して、該サンプル要素1730とサンプルSを位置づける限り、図46に描かれるホルダー4430の構造的詳細は重要でない。図44に描かれた実施例に於ける様に、該ホルダー4430が省略され、サンプル要素1730のみが該主軸線X上の描かれた場所内に位置付けられてもよい。しかしながら、該サンプル要素1730(下記でより詳細に論じられる)がフッ化バリウムの様な高度に脆いか又は壊れやすい材料で作られるか、又は極端に薄く製造される場合、該ホルダー4430は有用である。
図44で描かれた実施例に於ける様に、図46に示すサンプル及び基準検出器150,170は信号を発生し、それらをプロセサー210へ送ることにより、その上に入射する放射に応答する。該サンプル及び基準検出器150,170から受信するこれらの信号に基づき、該プロセサー210は、該プロセサー210によりアクセス可能なメモリー212内に定在するデータ処理アルゴリズム又はプログラムインストラクションを実行することにより、該サンプルSに関する濃度(複数を含む)、吸光度(複数を含む)、透過度(複数を含む)、他を計算する。図46に描かれる該検出システム1700の更に進んだ変型では、特にソース1720の出力強度が、該検出システム1700の動作内で該ソース強度を参照する必要性を解消する程充分安定な場合、ビームスプリッター4400,基準検出器170そして該従軸線Y上の他の構造体は省略されてもよい。
図47は一実施例によるサンプル検出器150の断面図を描いている。サンプル検出器150は受け入れ部分152aとカバー152bを有する検出器ハウジング152内に設置される。いかしながら、どんな適当な構造体でも該サンプル検出器150とハウジング152として使われてもよい。該受け入れ部分152aは、該ハウジング152が被検体検出システム1700内に設置される時、該主軸線Xと概ね整合されるアパーチャ152cとレンズ室152dを規定するのが好ましい。該アパーチャ152cは、サンプルSとサンプル要素1730を通過するサンプルビーム(Es)の少なくとも一部分が該アパーチャ152cを通り、レンズ室152d内へ進むことを可能にするよう構成される。
該受け入れ部分152aはアパーチャ152cの近くのレンズ室152d内に第2レンズ4440を収容する。該サンプル検出器150は又、該検出器150の検出面154が該主軸線Xに実質的に直交するよう、該第2レンズ4440の下流のレンズ室152d内に配置される。該第2レンズ4440は、レンズ4440の面142が該主軸線Xに実質的に直交するよう、位置付けられる。該第2レンズ4440は、サンプルビーム(Es)の実質的に全部を該検出面154上に焦点合わせし、それにより該検出面154上に入射するサンプルビーム(Es)の光束密度を高めるよう、構成され、該ホルダー4430及びサンプル検出器150に対し配置されるのが好ましい。
更に図47を参照すると、支持部材156は好ましくは、該受け入れ部分152a内の位置に該サンプル検出器150を保持するのがよい。該図解された実施例では、該支持部材156は該サンプル検出器150と該カバー152bの間に配置されたばね156である。該ばね156は該サンプル検出器150の検出面154を該主軸線Xに実質的に直交して保持するよう構成される。ガスケット157は好ましくは該カバー152bと該受け入れ部分152aの間に配置され、該支持部材156を囲むのがよい。
該受け入れ部分152aは又該ガスケット157と該サンプル検出器150の間に配置されたプリント回路基板158を収容するのが好ましい。該基板158は少なくとも1つ
の接続部材150aを通して該サンプル検出器150に繋がる。該サンプル検出器150は該検出面154に入射するサンプルビーム(Es)に対応する検出信号を発生するよう構成される。該サンプル検出器150は該接続部材150aを通して該回路基板158へ検出信号を通信し、該基盤158は該検出信号を該プロセサー210へ送信する。
の接続部材150aを通して該サンプル検出器150に繋がる。該サンプル検出器150は該検出面154に入射するサンプルビーム(Es)に対応する検出信号を発生するよう構成される。該サンプル検出器150は該接続部材150aを通して該回路基板158へ検出信号を通信し、該基盤158は該検出信号を該プロセサー210へ送信する。
一実施例では、該サンプル検出器150は、その“上流”端で概ね円形のハウジングアパーチャ150bを規定する、概ね円柱形のハウジング150a、例えば、TO−39型“メタル缶”パッケージ、を有する。一実施例では、該ハウジング150aは約8.20mm(約0.323インチ)の直径と約6.30mm(約0.248インチ)の深さを有し、該アパーチャ150bは約5.00mm(0.197インチ)の直径を有する。
検出器窓150cは該アパーチャ150bに隣接して配置され、その上流面は該検出面154から約1.98mm(約0.078インチ){±約0.10mm(約0.004インチ)}にあるのが好ましい。[該検出面154はハウジング150aの上流エッジから約2.25mm(約0.088インチ){±約0.10mm(約0.004インチ)}に配置されるが、そこでは該ハウジングは約0.254mm(約0.010インチ)の厚さを有する。]該検出器窓150cは少なくとも3−12μm通過バンドで赤外線エネルギーの透過性であるのが好ましく、従って該窓150c用の1つの好適な材料はゲルマニウムである。該通過バンドの端点は、関心のある波長での不必要な吸光度を避けるために、更に2.5μmより少ない方へ、及び/又は12.5μmより大きい方へスプレッドされるのがよい。好ましくは、該検出器窓150cの透過度はその通過バンドに亘り2%より多くは変化しないのがよい。該窓150cは好ましくは厚さが約0.508mm(約0.020インチ)であるのがよい。サンプル検出器150は−20から+60℃の温度範囲に亘りその動作特性を実質的に保持するのが好ましい。
図48は一実施例による基準検出器170の断面図を描く。該基準検出器170は受け入れ部分172aとカバー172bを有する検出器ハウジング172内に設置される。しかしながら、該基準検出器150とハウジング152としてどんな適当な構造体が使用されてもよい。該受け入れ部分172aは、該ハウジング172が該被検体検出器システム1700内に設置された時、従軸線Yと概ね整合されるアパーチャ172cと室172dを規定するのが好ましい。該アパーチャ172cは、該基準ビーム(Er)が該アパーチャ172cを通り、該室172d内に進むことを可能にするよう構成される。
該受け入れ部分172aは該アパーチャ172cに近接する室172d内に基準検出器170を収容する。該基準検出器170は、該基準検出器170の検出面174が該従軸線Yに実質的に直交するよう該室172d内に配置される。第3レンズ160は、実質的に、全基準ビーム(Er)が該検出面174に突き当たり、かくして該検出面174上に入射する該基準ビーム(Er)の光束密度を高めるよう、該基準ビーム(Er)を実質的に焦点合わせするよう構成される。
更に図48を参照すると、支持部材176は該受け入れ部分172a内の位置に基準検出器170を保持するのが好ましい。図解された実施例では、該支持部材176は該基準検出器170と該カバー172bの間に配置されたばね176である。該ばね176は該基準検出器170の検出面174を従軸線Yに実質的に直交して保持するよう構成される。ガスケット177が該カバー172bと該受け入れ部分172aの間に配置され、該支持部材176を囲むのが好ましい。
又該受け入れ部分172aは好ましくは該ガスケット177と基準検出器170の間に配置されたプリント基板178をも収容するのがよい。該基板178は少なくとも1つの接続部材170aを通して該基準検出器170と繋がる。該基準検出器170は検出面1
74上に入射する基準ビーム(Er)に対応する検出信号を発生するよう構成される。該基準検出器170は、該接続部材170aを通して該検出信号を該回路基板178へ通信し、該基板178は該検出信号を該プロセサー210へ送信する。
74上に入射する基準ビーム(Er)に対応する検出信号を発生するよう構成される。該基準検出器170は、該接続部材170aを通して該検出信号を該回路基板178へ通信し、該基板178は該検出信号を該プロセサー210へ送信する。
一実施例では、該基準検出器170の構造はサンプル検出器150に関して上記で説明したそれと概ね同様である。
一実施例では、該サンプル及び基準検出器150,170の両者は、約0.8μmと約25μmの間のスペクトル波長範囲の電磁放射を検出するよう構成される。しかしながら、波長の前記セットの何等か適当なサブセットが選択されてもよい。もう1つの実施例では、該検出器150,170は約4μmと約12μmの間の波長範囲の電磁放射を検出するよう構成される。該検出器150,170の検出面154,174の各々は約2mm×2mm又は約1mm×1mmから約5mm×5mmのアクチブ範囲を規定してもよく、勿論何等か他の適当な寸法及びプロポーションが使われてもよい。加えて、該検出器150,170は主軸線Xから約45度の円錐角度内でそれに向けられた電磁放射を検出するよう構成されてもよい。
一実施例では、該サンプル及び基準検出器サブシステム150,170は更に該検出器の温度を調整するシステム(示されてない)を有してもよい。この様な温度調整システムは適当な電気的熱源、サーミスター、そして比例−プラス−積分−プラス−微分(ピーアイデー)制御部を含んでもよい。これらの部品は該検出器150,170の温度を約35℃に調整するため使われる。該検出器150,170は又オプションで他の望まれる温度で運転されてもよい。加えて、該ピーアイデー制御部は約60Hzの制御速度を有し、そして該熱源及びサーミスターと一緒に、該検出器150,170の温度を該望まれる温度の約0.1℃内に保持するのが好ましい。
該検出器150,170は電圧モードか又は電流モードか何れかで運転され、何れの運転モードも好ましくはプリアンプモジュールの使用を含むのがよい。ここで開示される被検体検出システム1700で使用するための適当な電圧モード検出器は、ドイツ、ドレスデンのインフラテック社(InfraTec)によるエルアイイー302及び312型、メリーランド州、ロックビルのビーエイイーシステムズ社(BAE Systems)によるエル2002型、そしてドイツ、ドレスデンのディアス社(Dias)によるエルテーエス−1型を含む。適当な電流モード検出器はインフラテック社のエルアイイー301,315,345及び355型,そしてディアス社から入手可能な2x2電流モード検出器を含む。
一実施例では、該検出器150,170の1つは又は両者は下記仕様、すなわち、10Hzの変調で、かつ、約15度の円錐角内で、cm2当たり約9.26*10−4ワット(rms)の入射放射強度を仮定した時、0.040cm2(2mm*2mm正方形)の検出器範囲、10Hzでの3.70 x 10−5ワット(rms)の検出器入力、10Hzでのワット当たり360ボルトの検出器感度、10Hzでの1.333 x 10−2ボルト(rms)の検出器出力、10Hzでの8.00 x 10−8ボルト/sqrtHzのノイズ、そして1.67 x 105rms/sqrtHz及び104.4dB/sqrtHzのS−N比そして1.00 x 109cmsqrtHz/wのデテクティビティを充たす。
代わりの実施例では、該検出器150,170は光音響モードで該検出システム1700の動作用に好適なマイクロフォン及び/又は他のセンサーを有してもよい。
該被検体検出システム1700の何れかの実施例の部品は、迷光の様な漂遊電磁放射が
該エネルギービームEを汚損することを防止するために囲い又はケーシング(示されてない)内に部分的に又は完全に含まれてもよい。どんな適当なケーシングが使われてもよい。同様に、該検出システム1700の部品は、図17,44,そして46で描かれた様に、それらの動作上の整合を保持するために、何等か適当なフレーム又はシャシー(示されてない)上に設置されてもよい。該フレーム及びケーシングは1つのユニット、部材又は部材の集まりとして一緒に形成されてもよい。
該エネルギービームEを汚損することを防止するために囲い又はケーシング(示されてない)内に部分的に又は完全に含まれてもよい。どんな適当なケーシングが使われてもよい。同様に、該検出システム1700の部品は、図17,44,そして46で描かれた様に、それらの動作上の整合を保持するために、何等か適当なフレーム又はシャシー(示されてない)上に設置されてもよい。該フレーム及びケーシングは1つのユニット、部材又は部材の集まりとして一緒に形成されてもよい。
1動作方法では、図44又は46に示す該被検体検出システム1700は、該サンプル及び基準検出器150,170により検出される電磁放射を部分的に比較することにより材料サンプルS内の1つ以上の被検体の濃度を測定する。該検出システム1700の動作中、第2フイルター(複数を含む)60の各々は、該第2フイルター60に対応するドウエル時間の間主軸線Xとシーケンシャルに整合される。(勿論、電子的に同調可能なフイルター又はフアブリーペロー干渉計が該フイルターホイール50の代わりに使われる場合、該同調可能なフイルター又は干渉計は、該主軸線Xとの該第2フイルターの各々のシーケンシャルな整合の代わりに、望ましい波長又は波長バンドのセットの各々にシーケンシャルに同調させられる。)その時、該エネルギーソース1720は、該ドウエル時間の間中、上記で論じた様に(何等かの)変調周波数で運転される。該ドウエル時間は各第2フイルター60(又は該同調可能なフイルター又は干渉計が同調させられる各波長又はバンド)用で異なる。該検出システム1700の一実施例では、各第2フイルター60用のドウエル時間は約1秒より短い。各第2フイルター60用に特定のドウエル時間を使うことは、該検出システム1700が、誤差が該材料サンプルS内の被検体濃度の計算により大きい影響を有し得る波長では、より長時間の間動作することを可能にする点で有利である。対応して、該検出システム1700は誤差が計算される被検体濃度により少ししか影響を有しない波長では、より短い時間の間動作してもよい。該ドウエル時間は該検出システム内で使われるフイルター/波長/バンド間で他の仕方で不均一であってもよい。
主軸線Xに選択的に整合された各第2フイルター60について、該サンプル検出器150は、該第2フイルター60に対応する波長又は波長バンドで、該サンプルビーム(Es)の材料サンプルSを通って透過される部分を検出する。該サンプル検出器150は該検出された電磁放射に対応する検出信号を発生し、該信号を該プロセサー210へ送る。同時に、該基準検出器170は該第2フイルター60に対応する波長又は波長バンドで透過された基準ビーム(Er)を検出する。該基準検出器170は該検出された電磁放射に対応する検出信号を発生し、該信号を該プロセサー210へ送る。該検出器150、170によりそれへ送られた信号に基づき、該プロセサー210は該サンプルS内の関心のある被検体(複数を含む)の濃度、及び/又は、該サンプルを分析するため使われた1つ以上の波長又は波長バンドでの該サンプルSの吸光度/透過度特性、を計算する。該プロセサー210は、該プロセサー210によりアクセス可能なメモリー212内に定在するデータ処理アルゴリズム又はプログラムインストラクションを実行することにより、該濃度(複数を含む)、吸光度(複数を含む)、透過度(複数を含む)、他を計算する。
該基準検出器により発生される信号は該ソース1720により放射されるエネルギービームの強度の揺らぎをモニターするため使われ、該揺らぎは該ソース自身内のドリフト効果、枯れ、摩耗又は他の欠陥により起こることが多い。これは該プロセサー210に、該ソース1720の放射強度の変化に帰せられ得る、そして該サンプルSの組成に帰せられない、該サンプルビーム(Es)の強度の変化を識別させる。そうすることにより、濃度、吸光度、他の計算での誤差の可能性のあるソースは最小化又は除去される。
一実施例では、該検出システム1700は第1に、該主軸線X上のサンプル要素1730無しで、各中央波長、又は波長バンドで該検出器150,170により検出される電磁放射を測定することにより被検体濃度読み値を計算する(これは“エア”読み値として知られる)。第2に、該システム1700は、該サンプル要素1730内にある該材料サンプルSを有し、該主軸線X上の位置に該サンプル要素1730とサンプルSを有して、各中央波長又は波長バンドについて該検出器150,170により検出される電磁放射を測定する(すなわち、“ウエット”読み値)。最後に、該プロセサー180はこれらのコンパイルした読み値に基づき該サンプルSに関する濃度(複数を含む)、吸光度(複数を含む)及び/又は透過度を計算する。
一実施例では、該複数のエア及びウエット読み値は下記の様に路長修正されたスペクトルを発生するため使われる。最初に、該測定値は各波長でのサンプルの透過性を与えるために正規化される。各波長での信号及び基準測定値の両者を使い、そしてSiに波長iでの検出器150の信号を、そしてRiに波長iでの検出器170の信号を表させると、該透過性、τiはτi={Si(ウエット)/Ri(ウエット)}/{Si(エア)/Ri(エア)}として計算される。オプションで、そのスペクトルは、光学密度、ODiとして、−Log(Ti)で計算される。
次に約4.5μmから約5.5μmの波長範囲に亘る透過性が該路長を決めるために解析される。特に、水がこの波長領域上で血液の主な吸収種であり、該光学的密度が該光学的路長と水の既知吸収係数との積である(OD=Lσ、ここでLは光学的路長、σは吸収係数である)ので、測定されたODから該光学的路長、Lを決めるために、多数の標準曲線適合手順の何れか1つが使われる。該路長は、次いで、各波長でのサンプルの吸収係数を決めるため使われてもよい。代わりに該光学的路長は吸収係数を光学的密度に変換する計算に更に使われてもよい。
被検体検出システム、その使用法そして関連技術の追加的情報は上記の、組み入れられた特許文献1で見出される。
セクションIV.C−サンプル要素
図18はサンプル要素1730の平面図、図19は該サンプル要素の側面図、そして図20は該サンプル要素の組立分解斜視図である。一実施例では、サンプル要素1730はサンプル室903を有するが、該室はサンプル準備ユニット332と流体的に連通しており、該ユニットからフイルターされた血液を受け入れる。該サンプル要素1730はサンプル室壁1802により規定されるサンプル室903を有する。該サンプル室903は該サンプル要素1730が使われる検出システムによる分析用に、患者から抜き取られる材料サンプルを保持するよう構成される。
図18はサンプル要素1730の平面図、図19は該サンプル要素の側面図、そして図20は該サンプル要素の組立分解斜視図である。一実施例では、サンプル要素1730はサンプル室903を有するが、該室はサンプル準備ユニット332と流体的に連通しており、該ユニットからフイルターされた血液を受け入れる。該サンプル要素1730はサンプル室壁1802により規定されるサンプル室903を有する。該サンプル室903は該サンプル要素1730が使われる検出システムによる分析用に、患者から抜き取られる材料サンプルを保持するよう構成される。
図18−19で図解される実施例では、該サンプル室903は、第1及び第2横室壁1802a、1802b、と上下室壁1802c、1802dにより規定されるが、しかしながら、どんな適当な数と形状の室壁が使われてもよい。上及び下室壁1802c、1802dの少なくとも1つは、該サンプル分析装置322(又は該サンプル要素が用いられる何等かの他のシステム)により使われる電磁放射の波長(複数を含む)に充分透過性である材料で形成される。その様に透過性である室壁はかくして一実施例では“窓”と呼ばれ、該上及び下室壁1802c、1802dは、関連波長(複数を含む)の電磁放射が該サンプル室903を通過可能にするよう、第1及び第2窓を有する。もう1つの実施例では、該上下室壁1802c、1802dの1つのみが窓を有し、この様な実施例では、上下室壁のもう1つは、該サンプル要素1730が使われる被検体検出システムにより該サンプル室903内へ放射される何等かの電磁的エネルギーを反射し返すよう構成された反射性面を有してもよい。従って、この実施例は電磁エネルギーのソースと検出器とがサンプル要素と同じ側に配置される被検体検出システムで使用するのに好適である。
種々の実施例では、該サンプル要素1730の窓(複数を含む)を構成する材料は完全
に透過性であり、すなわち、それはその上に入射する、該ソース1720及びフイルター1725からの電磁放射の何等かも吸収しない。もう1つの実施例では、該窓(複数を含む)の材料は関心のある電磁的範囲で或る吸収を有するが、その吸収は無視可能である。なおもう1つの実施例では、該窓(複数を含む)の材料の吸収は無視可能でないが、それは比較的長い時間の間安定である。もう1つの実施例では、該窓(複数を含む)の吸収は比較的短い時間の間のみ安定であるが、サンプル分析装置322は該材料の吸収を観察し、それを該材料特性が測定可能な程変化する前に該被検体測定値から除去するよう構成される。サンプル要素1730の該窓(複数を含む)を形成するために好適な材料は、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、ゲルマニウム、シリコン、ポリプロピレン、ポリエチレン、又は該関連波長(複数を含む)で適当な透過率(transmissivity){すなわち、単位厚さ当たり透過度(transmittance)}を有する何等かのポリマーを含むが、それらに限定されない。該窓(複数を含む)がポリマーで形成される場合、選択されるポリマーは、該窓(複数を含む)間のサンプルの流れを向上させるように構造がアイソタクチック、アタクチック又はシンディオタクチックであってもよい。該サンプル要素1730を作るのに好適なポリエチレンの1つの種類は、スイス、ステーフアのクーベ社から入手可能な、引き出し加工又はブローモールドされたタイプ220である。
に透過性であり、すなわち、それはその上に入射する、該ソース1720及びフイルター1725からの電磁放射の何等かも吸収しない。もう1つの実施例では、該窓(複数を含む)の材料は関心のある電磁的範囲で或る吸収を有するが、その吸収は無視可能である。なおもう1つの実施例では、該窓(複数を含む)の材料の吸収は無視可能でないが、それは比較的長い時間の間安定である。もう1つの実施例では、該窓(複数を含む)の吸収は比較的短い時間の間のみ安定であるが、サンプル分析装置322は該材料の吸収を観察し、それを該材料特性が測定可能な程変化する前に該被検体測定値から除去するよう構成される。サンプル要素1730の該窓(複数を含む)を形成するために好適な材料は、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、ゲルマニウム、シリコン、ポリプロピレン、ポリエチレン、又は該関連波長(複数を含む)で適当な透過率(transmissivity){すなわち、単位厚さ当たり透過度(transmittance)}を有する何等かのポリマーを含むが、それらに限定されない。該窓(複数を含む)がポリマーで形成される場合、選択されるポリマーは、該窓(複数を含む)間のサンプルの流れを向上させるように構造がアイソタクチック、アタクチック又はシンディオタクチックであってもよい。該サンプル要素1730を作るのに好適なポリエチレンの1つの種類は、スイス、ステーフアのクーベ社から入手可能な、引き出し加工又はブローモールドされたタイプ220である。
一実施例では、該サンプル要素1730はその窓(複数を含む)を通しての約4μmと約10.5μmの間の波長を有する電磁エネルギーの充分な透過を可能にするよう構成される。しかしながら、該サンプル要素1730は該エネルギーソース1720により放射されるどんなスペクトル範囲の波長の透過も可能にするよう構成され得る。もう1つの実施例では、該サンプル要素1730は該フイルター1725を通して透過されるどんな電磁放射波長についてもその上に入射するサンプルビーム(Es)からの約1.0MW/cm2より多い光学的パワーを受けるよう構成される。好ましくは、該サンプル要素1730のサンプル室903は該主軸線Xから45度の円錐角度内で該材料サンプルSの方へ進むサンプルビーム(Es)を通過可能にするよう構成される(図17参照)。
図18−19で図解される実施例で、該サンプル要素は更に該サンプル室903から供給開口部1806へ延びる供給通路1804と、該サンプル室903からベント開口部1810へ延びるベント通路1808と、を有する。該ベント及び供給開口部1806,1810が該サンプル要素1730の一端で示されているが、他の実施例では、該開口部は、それがそれぞれ通路1804と1808とに流体的に連通している限り、該サンプル要素1730の他の側に位置付けられていてもよい。
動作時は、該サンプル要素1730の該供給開口部1806は、患者から流れる流体の様な、材料サンプルSに接触して置かれる。次いで該流体は該サンプル供給通路1804を通り、外部ポンプを経由して又は毛細管作用により該サンプル室903内へ輸送される。
上下室壁1802c、1802dが窓を有する場合、それら間の距離T{該サンプル室903及び/又は窓1802a、1802bに実質的に直交する軸線に沿って測られた、或いは代わりに、該サンプル室903を通過するエネルギービーム(上記論議のエネルギービームEの様な、但しそれに限らないが、)の軸線に沿って測られた}は光学的路長を含む。種々の実施例で、該路長は、約1μmと約300μmの間、約1μmと約100μmの間、約25μmと約40μmの間、約10μmと約40μmの間、約25μmと約60μmの間、又は約30μmと約50μmの間にある。なお他の実施例では、該光学的路長は約50μm,又は約25μmである。或る場合は、該サンプル要素1730が共に使われるべき被検体検出システムにより指定される何等かの路長から±約1μm内へ該路長を保持することが望ましい。同様に、該サンプル要素1730が共に使われる被検体検出システムに依り、壁1802c、1802dを相互に対し平行の±1μm以内に配向し、該壁1802c、1802dの各々を平面状(フラット)の±1μm以内に保持することが望ましい。代わりの実施例では、壁1802c、1802dは平坦、織り目付き、角度付きであるか、又はその何等かの組み合わせである。
一実施例では、該サンプル室903の横の寸法(すなわち、横の室壁1802a、1802bにより規定される寸法)はサンプル検出器1745のアクチブな面の寸法と大体等しい。従って、更に進んだ実施例では、サンプル室903は約4mmから約12mmの、そしてより好ましくは約6mmから約8mmの直径の円である。
図18−19に示すサンプル要素1730は一実施例では、下記に指定する寸法とディメンジョンを有する。該供給通路1804は好ましくは約15mmの長さ、約1.0mmの幅、そして該路長Tに等しい高さを有するのがよい。加えて、供給開口部1806は約1.5mmの幅と、サンプル供給通路1804の幅へのスムーズな移行を有するのがよい。サンプル要素1730は約12.7mm(約0.5インチ)の幅、約25.4mm(約1インチ)の長さ、そして約1.0mmと約4.0mmの間の全体厚さを有する。該ベント通路1808は約1.0mmから5.0mmの長さ、約1.0mmの幅、該壁1802c、1802dの間の路長に実質的に等しい厚さを有するのがよい。該ベントアパーチャ1810は該ベント通路1808と実質的に等しい高さと幅である。勿論、サンプル要素1730の利点をなお達成しながら、他の実施例では他のディメンジョンが使われてもよい。
サンプル要素1730は好ましくは約15μl以下(又は約10μm以下又は約5μm以下)の容積を有する材料サンプルSを、そしてより好ましくは約2μl以下の容積を有する材料サンプルSを受け入れるよう寸法を決められているのがよい。勿論、該サンプル要素1730の容積、該サンプル室903の容積、他は該サンプル検出器1745の寸法と感度、該エネルギーソース1720により放射される放射の強度、該サンプルの期待される流れ特性、そして該サンプル要素1730内に流れエンハーンサーが組み込まれているかどうか、の様な多くの可変要因により、変わってもよい。該サンプル室903への流体の輸送は毛細管作用により達成されるのが好ましいが、又ウィッキング又は真空作用、又はウィッキング、毛細管作用、蠕動ポンピング、及び/又は真空作用の組み合わせによって達成されてもよい。
図20はサンプル要素1730を作る1つのアプローチを描いている。このアプローチでは、該サンプル要素1730は第1層1820,第2層1830,そして第3層1840を有する。第2層1830は第1層1820と第3層1840の間に位置付けられるのが好ましい。該第1層1820は上部室壁1802cを、第3層1840は下部室壁1802dを形成する。室壁1802c、1802dの何れかが窓を有する場合、当該の窓(複数を含む)/壁(複数を含む)1802c/1802dは、該壁(複数を含む)が配置される層(複数を含む)1820/1840のバランスを形成するため使われる異なる材料で形成されてもよい。代わりに、該層(複数を含む)1820/1840の全体が該窓(複数を含む)/壁(複数を含む)1802c/1802dを形成するため選択された材料で形成されてもよい。この場合、該窓(複数を含む)/壁(複数を含む)1802c/1802dは該層(複数を含む)1820/1840と一体に形成され、該サンプル室903の上に乗るそれぞれの層(複数を含む)1820、1840の領域を含むに過ぎない。
更に図20を参照すると、第2層1830は第1及び第3層1820,1840を接合する接着剤で全体を形成されてもよい。他の実施例では、該第2層1830は該第1及び第3層と同様な材料、又は何等かの他の適当な材料で形成されてもよい。該第2層183
0は又その両側上に堆積された接着剤を有するキャリアとして形成されてもよい。該第2層1830は少なくとも部分的にはサンプル室903,サンプル供給通路1804,供給開口部1806、ベント通路1808そしてベント開口部1810を形成するボイドを有する。該第2層1830の厚さは該サンプル要素1730用に好適な上記開示の路長の何れかと同じであるのがよい。第1及び第3層は、サンプル要素1730の窓(複数を含む)を形成するのに好適な上記開示の材料の何れかで形成されてもよい。一実施例では、層1820,1840はサンプルSで充たされた時その形状を保持するため充分な構造的全一性を有する材料で形成される。層1820,1830は、例えば、0.5mmの厚さを有するフッ化カルシウムであってもよい。もう1つの実施例では、該第2層1830はスリーエム社から入手可能なアドヒーシブトランスフアーテープ9471エルイー番の接着剤部分を有する。もう1つの実施例では、該第2層1830は、例えば、テックフイルム社(TechFilm)(31ダンハムロード、ビレリカ、マサチューセッツ州01821)から入手可能なエポキシを有しており、該エポキシは1820,1840へ、該層への圧力及び熱の印加の結果として、結び付けられている。
0は又その両側上に堆積された接着剤を有するキャリアとして形成されてもよい。該第2層1830は少なくとも部分的にはサンプル室903,サンプル供給通路1804,供給開口部1806、ベント通路1808そしてベント開口部1810を形成するボイドを有する。該第2層1830の厚さは該サンプル要素1730用に好適な上記開示の路長の何れかと同じであるのがよい。第1及び第3層は、サンプル要素1730の窓(複数を含む)を形成するのに好適な上記開示の材料の何れかで形成されてもよい。一実施例では、層1820,1840はサンプルSで充たされた時その形状を保持するため充分な構造的全一性を有する材料で形成される。層1820,1830は、例えば、0.5mmの厚さを有するフッ化カルシウムであってもよい。もう1つの実施例では、該第2層1830はスリーエム社から入手可能なアドヒーシブトランスフアーテープ9471エルイー番の接着剤部分を有する。もう1つの実施例では、該第2層1830は、例えば、テックフイルム社(TechFilm)(31ダンハムロード、ビレリカ、マサチューセッツ州01821)から入手可能なエポキシを有しており、該エポキシは1820,1840へ、該層への圧力及び熱の印加の結果として、結び付けられている。
該サンプル室903は好ましくは無試薬の室を有するのがよい。換言すれば、該サンプル室903の内容積及び/又は該室903を規定する壁(複数を含む)1802は分析用に該室内に抜き取られるサンプルに関し不活性であるのが好ましい。ここで使われる時、“不活性”は広い用語であり、その普通の意味で使われ、この様な被検体(複数を含む)の濃度の測定を可能にするために、該室903内へのサンプルの流入に続く充分な時間の間(例えば、約1−30分)、サンプル分析装置322又は何等かの他の適当なシステムを用いた該サンプル内の被検体(複数を含む)の濃度について行われた何等かの測定値に著しく影響する仕方で該サンプルと反応しない物質を含むが、それに限定しない。代わりに、該サンプル室903は該サンプルの試薬との反応を含むサンプル分析技術でサンプル要素の使用を容易にする1つ以上の試薬を含んでもよい。
一実施例では、サンプル要素1730は限定数の測定に使われるものであり、使い捨て可能である。かくして、例えば、図8−10を参照すると、サンプル要素1730は、プローブ領域1002内にサンプル室903を置くよう適合されたカセット820の使い捨て部分を形成する。
サンプル要素、その使用法、そして関連技術の追加的情報は、上記の、組み入れられた特許文献1、そして上記の、組み入れられた特許文献2で見出される。
セクションIV.D−遠心分離機
図21は遠心分離機を使い、下記で更に詳述することを除けば、サンプル準備ユニット332と概ね同様な、サンプル準備ユニット2100の一実施例の略図である。一般に、該サンプル準備ユニット332は、フイルター1500の様なフイルターの代わりに、又はそれに加えて、遠心分離機を有する。サンプル準備ユニット2100は、サンプル要素2112と流体インターフエース2120とを有する遠心分離機2110の形の流体ハンドリング要素を備える。サンプル要素2112は幾分円柱形の要素として図21で図解される。この実施例は図解され、該サンプル要素は円柱形、平面状、又は該遠心分離機2110内で材料(好ましくは液体がよい)を保持する機能と両立するどんな他の形や形状であってもよい。該遠心分離機2110は、サンプル要素2112内に保持された材料が分離されるよう、該サンプル要素を回転するため使われる。
図21は遠心分離機を使い、下記で更に詳述することを除けば、サンプル準備ユニット332と概ね同様な、サンプル準備ユニット2100の一実施例の略図である。一般に、該サンプル準備ユニット332は、フイルター1500の様なフイルターの代わりに、又はそれに加えて、遠心分離機を有する。サンプル準備ユニット2100は、サンプル要素2112と流体インターフエース2120とを有する遠心分離機2110の形の流体ハンドリング要素を備える。サンプル要素2112は幾分円柱形の要素として図21で図解される。この実施例は図解され、該サンプル要素は円柱形、平面状、又は該遠心分離機2110内で材料(好ましくは液体がよい)を保持する機能と両立するどんな他の形や形状であってもよい。該遠心分離機2110は、サンプル要素2112内に保持された材料が分離されるよう、該サンプル要素を回転するため使われる。
或る実施例では、該流体インターフエース2120はサンプルの遠心分離を可能にするために、サンプルの、通路113からサンプル要素2112内への移送を選択的に制御する。もう1つの実施例では、該流体インターフエース2120は、被検体測定値を得るために、該サンプル要素を洗浄又は他の仕方で準備するよう、流体がサンプル要素を通って流れるのを可能にする。かくして、該流体インターフエース2120はサンプル要素21
12をフラッシュし、充たすよう使われる。
12をフラッシュし、充たすよう使われる。
図21に示す様に、該遠心分離機2110は該サンプル要素2112を有するローター2111と、該制御器210により制御されるモーター(示されてない)に取り付けられたアクスル2113と、を備える。該サンプル要素2112は好ましくは、次に説明することを除けば、サンプル要素1730と概ね同様であるのがよい。
更に図21に示される様に、流体インターフエース2120は第1ニードル2122を有する流体噴射プローブ2121と、流体除去プローブ2123と、を備える。該流体除去プローブ2123は第2ニードル2124を有する。サンプル要素2112が流体インタフエース2120に対し適当に配向されると、サンプル、流体又は他の液体は該サンプル要素2112内へディスペンスされるか、又は該要素を通過する。特に、流体噴射プローブ2121は、患者コネクター110からの身体流体の様な、サンプルを受け入れる通路を有する。該身体流体は該流体噴射プローブ2121と第1ニードル2122を通過し該サンプル要素2112内へ入る。該サンプル要素2112から材料を除去するために、該サンプル要素2112は図解される様に第2ニードル2124と整合される。材料は該第2ニードル2124を通り、該流体除去プローブ2123内へ送られる。該材料は次いで該サンプル要素2112から離れるよう該除去プローブ2123の通路を通過する。
該サンプル要素2112が、そこを過ぎるよう、又はそこまで、回転させられる1つの位置がサンプル測定位置2140である。該位置2140は光学的被検体検出システムの様な、分析システムの領域と一致してもよい。例えば、該位置2140はプローブ領域1002、又はもう1つの装置の測定位置と一致してもよい。
該ローター2111は矢印Rで示される方向にドライブされ、サンプル要素2112内のサンプル(複数を含む)への遠心力に帰着する。回転中心から或る距離に配置されたサンプル(複数を含む)の回転は遠心力を創る。或る実施例では、該サンプル要素2112は全血を保持する。該遠心力は該全血サンプルの密度のより高い部分を、該血液サンプルのより軽い部分より、回転中心からより遠く外へ移動させる。この様であるから、該全血の1つ以上の成分が相互から分離される。又他の流体又はサンプルも遠心力により除去され得る。一実施例では、該サンプル要素2112は使い捨て可能なローター2111上に設置される使い捨て可能なコンテナーである。好ましくは、該コンテナーはプラスチックで、再使用可能で、フラッシュ可能であるのがよい。他の実施例では、該サンプル要素2112は該ローター2111に恒久的に取り付け可能な非使い捨てのコンテナーである。
図解されたローター2111は該アクスル2113に固定的に結合された概ね円形のプレートである。該ローター2111は代わりに他の形を有してもよい。該ローター2111は該回転慣性を低く保つため低密度を有し、近い光学的整合を保持するために動作負荷の掛かる下で形状を保つよう充分強く、安定な材料を有する。例えば、該ローター2111はジーイーブランド(GE brand)のウルテム(ULTEM)(商標)ポリエーテルイミド(ピーイーアイ)から成ってもよい。この材料は安定であるが容易に加工され得るプレートの形で入手可能である。同様な特性を有する他の材料も使用出来る。
該ローター2111の寸法は望ましい遠心力を達成するよう選択される。或る実施例では、ローター2111の直径は約75mmから約125mmか、又はより好ましくは約100mmから約125mmであるのがよい。ローター2111の厚さは好ましくは該遠心力を支持するのに丁度充分な程厚いのがよく、例えば、約1.0mmから2.0mmの厚さとすることが出来る。
代わりの実施例では、該流体インターフエース2120は遠心分離後サンプル要素21
12から血漿を選択的に除去する。該血漿は次いで分析用に被検体検出システムへ送られる。一実施例では、分離された流体は底部コネクターを通して該サンプル要素2112から除去される。好ましくは、該底部コネクターと該コンテナーの位置と配向が、赤血球が最初に除去されることを可能にするのがよい。一実施例は赤血球検出器付きで構成されてもよい。該赤血球検出器は、うっ血レベルを決定することにより、何時大部分の赤血球が該コンテナーを出たかを検出する。該コンテナーに残る血漿は次いで分析室内へ逸らされる。該流体が該コンテナーから除去された後、該システムをフラッシュし、それを次のサンプル用に準備するため、該トップコネクターが流体(例えば、食塩水)を該コンテナー内へ噴射してもよい。
12から血漿を選択的に除去する。該血漿は次いで分析用に被検体検出システムへ送られる。一実施例では、分離された流体は底部コネクターを通して該サンプル要素2112から除去される。好ましくは、該底部コネクターと該コンテナーの位置と配向が、赤血球が最初に除去されることを可能にするのがよい。一実施例は赤血球検出器付きで構成されてもよい。該赤血球検出器は、うっ血レベルを決定することにより、何時大部分の赤血球が該コンテナーを出たかを検出する。該コンテナーに残る血漿は次いで分析室内へ逸らされる。該流体が該コンテナーから除去された後、該システムをフラッシュし、それを次のサンプル用に準備するため、該トップコネクターが流体(例えば、食塩水)を該コンテナー内へ噴射してもよい。
図22Aから23Cは流体ハンドリング及び分析装置140のもう1つの実施例を図解するが、該装置は取り外し可能で、使い捨て可能な流体ハンドリングカセット820を使う。該カセット820はサンプルの準備と分析を容易にするために遠心分離機ローター組立体2016を装備する。下記で更に説明することを除けば、図22A−22Cの装置140は、或る実施例では、ここで論じられた該装置140の他の実施例のどれかと同様であり、該カセット820は、或る実施例では、ここで開示された該カセット820の実施例のどれかと同様である。
該取り外し可能な流体ハンドリングカセット820は主分析インスツルメント810と取り外し可能に契合されている。該流体ハンドリングカセット820が主インスツルメント810と結合されると、該主インスツルメント810のドライブシステム2030は該カセット820のローター組立体2016と嵌合する(図22B)。一旦該カセット820が該主インスツルメント810と結合されると、該ローター組立体2016により担われる身体流体サンプルに遠心力を印加するために、該ドライブシステム2030は該ローター組立体2016と契合し、回転させることが出来る。
或る実施例では、該ローター組立体2016は遠心分離用サンプルを保持するためにローター2020サンプル要素2448(図22C)を有する。該ローター2020が回転すると、該サンプル要素2448内に含まれたサンプルに遠心力が印加される。該遠心力は該サンプルの1つ以上の成分の分離を引き起こす(例えば、全血からの血漿の分離)。該分離された成分(複数を含む)は、下記で更に詳細に論じられる様に、該装置140により分析される。
該主インスツルメント810は遠心分離機ドライブシステム2030と、その一部が該主インスツルメント810のハウジング2049から突出している被検体分析システム1700と、の両者を有する。該ドライブシステム2030は該ローター組立体2016とリリース可能に結合するよう構成され、該ローター2020を望ましい速度で回転するために回転運動を該ローター組立体2016に与える。該遠心分離過程の後、該被検体検出システム1700は該ローター2020により担われたサンプルから分離された1つ以上の成分を分析する。図解された検出システム1700の該突出した部分は、該検出システム1700が該サンプル要素2448により担われたサンプル又は成分(複数を含む)を分析出来るように、該サンプル要素2448を担う該ローター2020の部分を受けるためのスロット2074を形成する。
図22Cで示す該流体ハンドリング及び分析装置140を組み立てるには、該カセット820が、図22Aと22Bの矢印2007により示される様に、該主イスツルメント810上に置かれる。該ローター組立体2016は該ドライブシステム2030にアクセス可能なので、一旦該カセット820が該主インスツルメント810上に適当に設置されると、該ドライブシステム2030は該ローター組立体2016と動作的に契合する。該ドライブシステム2030は次いで望まれる速度で該ローター2020をスピンするようエネルギーを与えられる。該スピニングローター2020は該検出システム1700のスロット2074を繰り返し通過する。
遠心分離過程の後、該ローター2020は分析位置へ回転され(図22B及び23C参照)、そこでは該サンプル要素2448は該スロット2074内に位置付けられる。該ローター2020とサンプル要素2448が該分析位置にあると、該被検体検出システム1700は該サンプル要素2448内に担われたサンプルの成分の1つ以上を分析する。例えば、該検出システム1700は該遠心分離過程中に分離された少なくとも1つの成分を分析する。該カセット820の使用後、該カセット820は該主インスツルメント810から除去され、捨てられる。次いでもう1つのカセット820が該主インスツルメント810へ設置される。
図23Aを参照すると、該図解されたカセット820は該ローター組立体2016を囲むハウジング2400を有し、該ローター2020は該ローター組立体2016により該ハウジング2400へ旋回可能に結合される。該ローター2020は、該カセット820を該主インスツルメント810上へ置いた時の、該ドライブシステム2030とのドライブ用契合のために、ローターインターフエース2051を有する。
或る実施例では、該カセット820は使い捨て可能な流体ハンドリングカセットである。再使用可能な主インスツルメント810は望まれるどんな数のカセット820とも一緒に使用され得る。加えて、又は代わりに、該カセット820は簡便な輸送用の携帯可能で、手持ち式のカセットとすることも出来る。これらの実施例では、該カセット820は手動で該主インスツルメント810へ設置されたり、それから取り外される。或る実施例では、該カセット820は該主インスツルメント810へ恒久的に結合される使い捨てでないカセットであってもよい。
図25Aと25Bは該遠心分離用ローター2020を図解しており、該ローターは身体流体の様なサンプルを担うことが出来る。ここで、図解された遠心分離用ローター2020は、スペクトロスコープによる分析中、サンプルを保持するのみならず分析用サンプルを準備することも出来る、流体ハンドリング要素と見なされる。該ローター2020は好ましくは、細長いボデイ2446,少なくとも1つのサンプル要素2448,そして少なくとも1つのバイパス要素2452を有する。該サンプル要素2448及びバイパス要素2452は該ローター2020の相対する端部に配置される。該バイパス要素2452はバイパス流れ通路を提供するが、該通路は該サンプル要素2448を流体が通過すること無しに、該流体ハンドリング及び分析装置140の流体通路を清掃し、フラッシュするため使われてもよい。
図解されたローターボデイ2446は該ドライブシステム2030に結合するための設置用アパーチャ2447を規定する概ね平面上の部材である。該図解されたローター2020は幾分長方形の形を有する。代わりの実施例では、該ローター2020は概ね円形、多角形、楕円形又は望まれたどんな他の形を有してもよい。図解された形は、該被検体検出システム1700に適合するよう水平に位置付けられた時、搭載を容易にする。
図25Bを参照すると、相対する第1及び第2流体コネクター2027,2029の対は、該ローターボデイ2446を通りそれぞれ該サンプル要素2448とバイパス要素2452への流体流れを容易化するために、該ローター2020の前面から外方へ延びている。第1流体コネクター2027は出口ポート2472と入り口ポート2474とを規定するが、該両ポートは該サンプル要素2448と流体的に連通している。図解された実施例では、流体チャンネル2510,2512がそれぞれ出口ポート2472と入り口ポート2474から該サンプル要素2448へ延びる。(図25Eと25F参照。)この様であるから、ポート2472,2474とチャンネル2510,2512は該ローター2020を通り該サンプル要素2448へと戻りの入力及び戻り流れ通路を規定する。
引き続いて図25Bを参照すると、該ローター2020はバイパス要素2452を有するが、該要素は出口ポート2572から入り口ポート2574までのそれを通る流体流れを可能にする。チャンネル2570はこの流体流れを容易化するため該出口ポート2572と入り口ポート2574の間に延びる。チャンネル2570はかくして1つのポート2572からもう1つのポート2574まで該ローター2020を通る閉じた流れ通路を規定する。図解された実施例では、バイパス要素2452の出口ポート2572と入り口ポート2574は該ローター2020上のその間で該出口ポート2472と入り口ポート2474と概ね同じ間隔を有する。
1つ以上の窓2460a、2460bが該ローター2020を通る光学的アクセス用に提供される。該バイパス要素2452に近接した窓2460aは、該ローター2020を通る電磁放射の通過を可能とするスルーホールである(図25E参照)。該サンプル要素2448に近接した窓2460bも又、電磁放射の通過を可能とする同様なスルーホールである。代わりに、該窓2460a、2460bの1つ又は両者はフッ化カルシウム、フッ化バリウム、ゲルマニウム、シリコン、ポリプロピレン、ポリエチレン、それらの組み合わせ、又は関連波長(複数を含む)で適当な透過率(すなわち、単位厚さ当たり透過度)を有する何等かの材料で作られたシートである。該窓2460a、2460bは、該ローター2020が垂直な配向位置にある時、該窓2460a、2460bの1つが該スロット2074内に位置付けられるよう、位置付けられる。
種々の製作技術が該ローター2020を形成するため使われる。或る実施例では、該ローター2020はモールディング(例えば、コンプレッション又はインジェクションモールディング)、機械加工、又は同様な製作過程又は製作過程の組み合わせにより形成される。或る実施例では、該ローター2020はプラスチックで作られる。該プラスチック材料のコンプライアンスは流体インターフエース2028のピン2542、2544の端部でシールを創るよう選択される(下記で更に詳細に論じる)。該ポート(例えば、ポート2572,2574,2472,2474)の形成用の非限定の例示的プラスチックは化学的に比較的不活性であり、インジェクションモールドされる又は機械加工されるものである。これらのプラスチックはピーイーイーケー及びポリフェニレンスルファイド(ピーピーエス)を含むがそれらに限定されない。これらのプラスチックの両者は高い弾性係数を有するが、もしシーリング面がスムーズな仕上げで作られ、そしてシーリングゾーンが、高い接触圧力が非常に小さいゾーンで創られる様な小さい範囲であるなら、流体シールが作られ得る。従って、下記で詳細に説明される様に、該ローター2020とピン2542,2544を形成するため使われる材料は、該ローター2020とピン2542,2544の間の望ましい相互作用を達成するよう選択される。
図23Aで図解されるローター組立体2016はローターアクスルボス2426を介して該ローター2020を該カセットハウジング2400へ回転可能に結合するが、該ボスは該カセットハウジングに対し固定され、ローターアクスル2430とそれに取り付けられたローター2020を旋回可能に保持する。ローターアクスル2430は該ローターアクスルボス2426から外方へ延び、ローターブラケット2436に固定的に取り付けられるが、該ブラケットは該ローター2020の後面に好ましくは確実に結合されるのがよい。従って、該ローター組立体2016と該ドライブシステム2030は、該ローター2020が、例え高速度でも、該軸線2024の周りに回転することを保証するよう協同する。図解されたカセット820は1つのローター組立体2016を有する。他の実施例では、該カセット820は1つより多いローター組立体2016を有してもよい。多数のローター組立体2016は多数のサンプルを(好ましくは同時に)準備し、テストするために使われてもよい。
再び図25A、25B、25Eそして25Fを参照すると、サンプル要素2448はローター2020に結合され、該遠心分離機を用いた処理用に身体流体のサンプルを保持する。該サンプル要素2448は、或る実施例では、下記で更に詳述することを除けば、ここで開示される他のサンプル要素又はクベット(例えば、サンプル要素1730,2112)と概ね同様である。
該サンプル要素2448は遠心分離用サンプルを保持するサンプル室2464と、該ローター2020の、それぞれ、室2464とチャンネル2512,2510の間の流体的連通を提供する流体チャンネル2466,2468と、を有する。かくして、該流体チャンネル2512,2466は該ポート2474と室2464の間の第1流れ通路を規定し、該チャンネル2510,2468はポート2472と室2464の間の第2流れ通路を規定する。該サンプル室2448内への流体流れの方向により、該第1か又は第2か何れかの流れ通路が入力流れ通路として役立ち、もう1つが戻り流れ通路として役立つ。
該サンプル室2464の一部分は、該室2464内に含まれる流体の、検出システム1700による分析中、電磁放射が通過するサンプル室の部分となる取り調べ領域2091と見なされる。従って、該サンプル要素2448が該ローター2020と結合された時、該取り調べ領域2091は該窓2460bと整合される。下記で更に詳細に論じられる様に、該図解される取り調べ領域2091は、遠心分離後、該身体流体サンプル(例えば、全血サンプルの血漿)の低密度部分(複数を含む)のスペクトロスコープによる分析を容易化するために、該室2464の半径方向に内方の部分(すなわち、ローター2020の回転軸線2024に比較的近い)を有する。該身体流体サンプルのより高い密度の部分がスペクトロスコープによる分析用に関心がある場合、該取り調べ領域2091は該室2464の半径方向に外方の(すなわち、該ローター2020の回転軸線2024から遠い)部分内に配置される。
該ローター2020は該サンプル要素2448を1時的に又は恒久的に保持する。図25Fに示す様に、該ローター2020はサンプル要素2448を受ける凹部2502を形成する。該サンプル要素2448は摩擦相互作用、接着剤、又は何等かの他の適当な結合手段により該凹部2502内に保持される。図解されたサンプル要素2448は該ローター2020内へ引き込められる。しかしながら、該サンプル要素2448は代わりに該ローター2020の上に置かれたり又は該ローターから突出してもよい。
該サンプル要素2448は、多数の分析を行うため等で、予め決められた量のサンプル流体を準備するよう、予め決められた長さの時間、使われてもよい。望まれるなら、該サンプル要素2448は該ローター2020から除去され、捨てられてもよい。もう1つのサンプル要素2448が該凹部2502内へ置かれる。かくして、例え、該カセット820が使い捨て可能でも、複数の使い捨て可能なサンプル要素2448が1つのカセット820と共に使われる。従って、1つのカセット820が望まれるどんな数のサンプル要素とも共に使われてもよい。代わりに、該カセット820は該ローター2020に恒久的に結合されたサンプル要素2448を有してもよい。或る実施例では、該サンプル要素2448の少なくとも一部分は該ローターボデイ2446と一体に又はモノリシックに形成される。加えて又は代わりに、該ローター2020は複数のサンプル要素を有してもよい(例えば、該バイパス2452の代わりに記録サンプル要素を伴って)。この実施例では、複数のサンプル(例えば、身体流体)がサンプル準備時間を減じるために同時に準備される。
図26Aと26Bは、サンプル要素2448の或る実施例を形成する時、使われる積層
製作技術を図解する。該描かれた積層サンプル要素2448は第1層2473,第2層2475、そして第3層2478を有する。該第2層2475は第1層2473と第3層2478の間に位置付けられるのが好ましい。該第1層2473は上部室壁2482を形成し、第3層2478は下部室壁2484を形成する。該第2層2475の横壁2490は該室2464と該流体チャンネル2466,2468の側部を規定する。
製作技術を図解する。該描かれた積層サンプル要素2448は第1層2473,第2層2475、そして第3層2478を有する。該第2層2475は第1層2473と第3層2478の間に位置付けられるのが好ましい。該第1層2473は上部室壁2482を形成し、第3層2478は下部室壁2484を形成する。該第2層2475の横壁2490は該室2464と該流体チャンネル2466,2468の側部を規定する。
該第2層2475は、図26Aで示す横壁パターンを形成するため、実質的に均一厚さのシートの材料をダイカットすることにより形成されてもよい。該第2層2475は、図26Bで示す様に“サンドウイッチ”の流儀で、該第1及び第3層2473,2478を該第2層2475に接着するためにその両側に配置された接着剤を有する、ポリマー材料の様な、軽量柔軟材料の層を備えてもよい。代わりに、該第2層2475は、描かれた横壁パターンを形成するためにダイカットされた接着剤の均一厚さシートで形成された“接着剤のみ”の層を有してもよい。
どんな風に作られても、該第2層2475は、該サンプル室2464及び/又は取り調べ領域2091の実質的に均一な厚さ又は路長を規定するために、好ましくは、均一厚さであるのがよい。この路長(そして従って第2層2475の厚さも同様に)は種々の実施例では、好ましくは10μmと100μmの間にあるか、又は20,40,50,60、又は80μmであるのがよい。
該上部室壁2482,下部室壁2484、そして横壁2490は該室2464を形成するよう協力する。該上部室壁2482及び/又は該下部室壁2484はそれを通る電磁エネルギーの通過を可能にする。従って、該第1及び第3層2473,2478の1つ又は両者はフッ化バリウム、シリコン、ポリエチレン又はポリプロピレンの様な電磁放射(好ましくは、赤外線放射又は中赤外線放射)が比較的又は高度に透過性の材料のシート又は層を有する。該層2473,2478の1つのみがその様に透過性であるなら、もう1つの該層は、該サンプル要素2448の放射ビームが放射されると同じ側上での検出用に入って来る放射ビームを後方反射するよう、反射性であるのが好ましい。かくして上部室壁2482,及び/又は下部室壁2484は光学的窓(複数を含む)と見なされてもよい。これらの窓(複数を含む)は該サンプル要素2448の取り調べ領域2091の1つの又は両方の側に配置される。
一実施例では、サンプル要素2448は、赤外線放射に透過性で、例えば、引用によりここに組み入れられ、この明細書の一部を成す、特許文献3で説明された光学的測定を行うのに好適な相対する側を有する。ここで更に説明されることを除けば、ここで説明される実施例、特徴、システム、デバイス、材料、方法そして技術は、特許文献4,5,6又は7で説明される実施例、特徴、システム、デバイス、材料、方法そして技術の何れか1つ以上と、或る実施例では、同様であってもよい。加えて、ここで説明される実施例、特徴、システム、デバイス、材料、方法及び技術は、上記の特許文献4,5,6又は7で開示された実施例、特徴、システム、デバイス、材料、方法そして技術の何れか1つ以上と関連して、或る実施例で、適用又は使用されてもよい。上記特許文献の全てはここの引用によりここで組み入れられ、本明細書の一部を成す。
図23B及び23Cを参照すると、該カセット820は更に該サンプル要素2448を充たす、及び/又は該サンプル要素2448からサンプル液体を取り除くための可動流体インターフエース2028を有する。描かれた実施例では、該流体インターフエース2028が該カセット820のハウジング2400に回転可能に設置される。該流体インターフエース2028は下降位置(図22C)と上昇又は充填位置(図27C)の間を駆動される。該インターフエース2028が下降位置にあると、該ローター2020は自由に回転出来る。サンプル流体を該サンプル要素2448に移送するために、該ローター2020は静止して保持され、サンプル要素搭載位置(図22C参照)で該流体インターフエース2028は、矢印2590で示す様に、上方へ充填位置へと駆動される。該流体インターフエース2028が充填位置にある時、該流体インターフエース2028はサンプル流体をサンプル要素2448内へ送り、そして/又は該サンプル要素2448からサンプル流体を取り除くことが出来る。
引き続いて図27Aと27Bを参照すると、該流体インターフエース2028は該カセット820のハウジング2400へ回転可能に設置される主ボデイ2580を有する。該主ボデイ2580を該カセット820のハウジング2400に回転可能に結合し、該下降位置と充填位置の間で回転軸線2590の周りでの該主ボデイ2580と該ピン2542,2544の回転を可能にするために、相対するブラケット2581、2584が使われる。主インスツルメント810は該カセットハウジング2400内の開口部2404を通して延びるソレノイド、空圧アクチュエーター、他の形の水平に可動するアクチュエーター(示されてない)を有する(図23B参照)。延びると、該アクチュエーターは該流体インターフエース2028の主ボデイ2580を叩き、該ボデイ2580を図27Cに示す充填位置まで回転させる。該主ボデイ2580は、該アクチュエーターの引き込み動作が該主ボデイを該引き込み位置へ戻らせるように、該引き込み位置の方へばね偏倚されているのが好ましい(図23Aで示される)。該流体インターフエース2028はかくして、ピン2542,2544の流体通路を、該ローター2020上に配置されたサンプル要素2448と流体的に連通するよう、周期的に置くために、駆動される。
図27Aと23Bの該流体インターフエース2028は流体コネクター2530、2532を有し、該コネクターは、下記で更に詳細に論じられる様に、該インターフエース2028と、装置140の流体通路の1つ以上、及び/又はサンプリングシステム100/800の間の流体的連通を提供する。図解されたコネクター2530,2532は上方へ延びる配向にあり、主ボデイ2580の相対する端部に位置付けられる。該コネクター2530,2532は該主ボデイ2580に沿って他の配向に位置付けられ、及び/又は、他の場所に位置付けられてもよい。該主ボデイ2580は該コネクター2530と該ピン2542の間の流体的連通を提供する第1内部通路(示されてない)と、該コネクター2532と該ピン2544の間の流体的連通を提供する第2内部通路(示されてない)と、を有する。
該流体ピン2542,2544は該主ボデイ2580から外方へ延び、ローター2020へサンプル流体を送る、及び/又は該ローターからサンプル流体を取り除く、ために該ローター2020と契合する。該流体ピン2542,2544はそれぞれピンボデイ2561,2563とピン端部2571、2573を有する。該ピン端部2571,2573は該ローター2020の、該流体コネクター2027の対応するポート2472,2474及び/又は該流体コネクター2029のポート2572,2574、の中に嵌合するよう寸法決めされる。該ピン端部2571,2573は該ピン端部2571,2573とローターポートの間のシーリングを向上するためにそれらの先端で僅かにアール付けされる。或る実施例では、該ピン端部2573,2571の外径は、タイトなシールを保証するために該ローター2020のポートの内径より僅かに大きく、該ピン2542,2544の内径は好ましくは該ポートから導くチャンネル2510,2512の内径と同一か、非常に近いのがよい。他の実施例では、該ピン端部2571,2573の外径は該ロ−ター2020のポートの内径に等しいかそれより小さい。
該ピン2542,2544と、ローター2020の対応する部分、該サンプル要素2448へ導くポート2472,2474か、又は該バイパス要素2452へ導くポート2572、2574か、何れかとの間の接続は、比較的簡単であり、廉価である。少なくとも該ローター2020の部分は、ピン2542,2544とシールが形成されることを保証するのを助けるよう幾分順応性がある。代わりに、又は加えて、該ピン端部2571,2573と対応するポート2472,2474,2572,2574の間の漏れを禁ずるためにシーリング部材(例えば、ガスケット、Oリング、等)が使われてもよい。
図23Aと23Bは該ローター組立体2016と流体インターフエース2028を囲むカセットハウジング2400を図解する。該ハウジング2400は、該カセット820が該主インスツルメント810と動作するよう結合された時、ドライブシステムハウジング2050を受け入れるよう寸法取りされたアパーチャ又は開口部2404を規定するモジュール型ボデイである。該ハウジング2400は該ローター2020を外力から保護し、又該カセット820が該主インスツルメント810に設置された時、該ローター2020内のサンプル要素へ送られるサンプルの汚れを制限する。
該図解されたカセット820は相対する側壁の対2041,2043,頂部2053,そして該検出システム1700と嵌合するノッチ2408を有する。前壁2045及び後壁2047は該側壁2041,2043の間に延びる。該ローター組立体2016は該後壁2047の内面に設置される。該前壁2045は該主インスツルメント810と嵌合するよう構成される、一方該ドライブシステム2030に該ローター組立体2016へのアクセスを提供する。
該図解された前壁2045は該ローター組立体2016へのアクセスを提供する開口部2404を有する。該ドライブシステム2030は、それが該ローター組立体2016と動作的に契合するまで、該開口部2404を通して該カセット820の内部へ通される。図23Bの開口部2404はドライブシステム2030と嵌合し、それをきつく囲むよう構成される。図解された開口部2404は概ね円形であり、該主インスツルメント810の流体インターフエースアクチュエーターが上記で論じた様に流体インターフエース2028にアクセスすることを可能にするため上部ノッチ2405を有する。該開口部2404は該ドライブシステム2030とアクチュエーターを該カセット820内に受け入れるのに好適な他の形状を有してもよい。
該ハウジング2400のノッチ2408は、該カセット820が該主インスツルメント810上に搭載された時、該被検体検出システム1700の突出した部分を少なくとも部分的に囲むことが出来る。図解されたノッチ2408は、該カセット820の搭載時、図22Cに示す細長いスロット2074と整合されたカセットスロット2410(図23A)を規定する。回転するローター2020はかくして整合されたスロット2410,2074を通過する。或る実施例では、該ノッチ2408は示された概ねU型の軸方向断面を有する。一般的に、該ノッチ2408の形状は該検出システム1700の突出部分の設計に基づき選択されてもよい。
図解されてないが、該カセット820が動作中該主インスツルメント810に結合されて留まることを保証するためにフアスナー、クリップ、機械的固定用組立体、スナップ、又は他の結合手段が使われてもよい。代わりに、該ハウジング2400と該主インスツルメント810の部品の間の相互作用がカセット820を該主インスツルメント810へ固定してもよい。
図28は該主インスツルメント810の断面図である。図解された遠心分離機ドライブシステム2030は該主インスツルメント810の前面2046から外方へ延びるので、それは該カセット820のローター組立体2016と容易に嵌合する。該遠心分離機ドライブシステム2030がエネルギーを与えられると、該ドライブシステム2030は望まれる回転速度で該ローター2020を回転させる。
図23Eと28の図解された遠心分離機ドライブシステム2030は遠心分離機ドライブモーター2038と該ドライブモーター2038に駆動用に結合されたドライブスピンドル2034を有する。該ドライブスピンドル2034は該ドライブモーター2038から外方へ延び、遠心分離機インターフエース2042を形成する。該遠心分離機インターフエース2042は該ドライブモーター2038を収容するドライブシステムハウジング2050から外方へ延びている。回転運動を該ローター2020へ与えるために、該遠心分離機インターフエース2042はキーイング部材、突起、ノッチ、デテント、凹部、ピン、又は該ドライブスピンドル2034とロータ2020が一緒に結合されるよう該ロータ2020と契合することが出来る他の種類の構造体を有する。
図28の該遠心分離機ドライブモーター2038は該ローター2020に回転運動を与えるどんな適当なモーターであってもよい。該ドライブモーター2038がエネルギーを与えられると、該ドライブモーター2038は一定の又は変化する速度で該ドライブスピンドル2034を回転させる。遠心分離機モーター、ステッパーモーター、スピンドルモーター、電気モーター、又はトルクを出力する何等か他の種類のモーターを含むが、それらに限定されない種々の種類のモーターが使われ得る。該遠心分離機ドライブモーター2038は該主インスツルメント810のドライブシステムハウジング2050に固定的に取り付けられるのが好ましい。
該ドライブモーター2038は、シーゲート(Seagate)エステー380011エイ型ハードドライブ{シーゲートテクノロジー社(Seagate Technology)、スコットバレイ、カリフォルニア州}のモーター又は類似のモーターの様な、精密なベアリング上で約7,200rpmで回転出来る、パーソナルコンピュータハードドライブで典型的に使われる種類のモーターである。一実施例では、該スピンドルドライブ2034は6,000rpmで回転し、それは約64mm(2.5インチ)の半径を有するローターで約2,000Gを生じる。もう1つの実施例では、該ドライブスピンドル2034は約7,200rpmの速度で回転する。該ドライブスピンドル2034の回転速度は該ローター2020により担われるサンプルに印加される望ましい遠心力を達成するよう選択される。
該主インスツルメント810は、該被検体検出システム1700のフイルタードライブモーター2320とフイルターホイール2310を含むフイルターホイール組立体2300を収容するよう寸法取りされた室を規定する主ハウジング2049を有する。該主ハウジング2049は被検体検出システムハウジング2070を受けるよう構成された検出システム開口部3001を規定する。該図解された被検体検出システムハウジング2070は該ハウジング2049から外方へ延びるか又は突出している。
図23Cと23Eの主インスツルメント810はバブルセンサーユニット321,蠕動ポンプローラー2620aとローラーサポート2620bの形のポンプ2619、そしてバルブ323a、323bを有する。他の種類のバルブが使われてもよいが、図解されたバルブ323a、323bはピンチャーペアである。該カセット820が設置されると、これらの部品は、下記で詳細に論じられる様に、該カセット820の流体ハンドリングネットワーク2600の部品と契合する。
引き続いて図28を参照すると、該被検体検出システムハウジング2070は被検体検出システム1700の内部部品の幾つかを囲み、収容する。細長いスロット2074は該ハウジング2070の上面2072から下方へ延びる。該細長いスロット2074は該ローター2020の部分を受けるよう寸法決めし、寸法合わせされている。該ローター2020が回転すると、該ローター2020は該細長いスロット2074を周期的に過ぎる。該ローター2020のサンプル要素が該スロット2074により規定される検出領域2080内にある時、該被検体検出システム1700は該サンプル要素内の材料を分析する。
該被検体検出システム1700はエネルギーソース1720を有するのが好ましいスペクトロスコープ型身体流体分析器である。該エネルギーソース1720はサンプル検出器1745に向かって該スロット2074を通過する主光軸Xに沿うよう向けられるエネルギービームを発生する。該スロット2074はかくして該ローターの少なくとも一部分(例えば、該サンプル要素2448の取り調べ領域2091又はサンプル室2464)が該光軸X上に位置付けられることを可能にする。該サンプル要素2448により担われるサンプルを分析するために、該サンプル要素とサンプルは、該ソース1720から放射される光が該スロット2074と、該サンプル要素2448内に配置された該サンプルと、を通過するよう、該光軸X上の検出領域2080内に位置付けられる。
該被検体検出システム1700は又該エネルギーソース1720から出力されるエネルギーを透過するよう位置付けられた1つ以上のレンズを有する。図28の図解された被検体検出システム1700は第1レンズ2084と第2レンズ2086を有する。該第1レンズ2084は該ソース1720からのエネルギーを概ね該サンプル要素及び材料サンプル上に焦点合わせするよう構成される。該第2レンズ2086は該サンプル要素と該サンプル検出器1745の間に位置付けられる。該サンプル要素を通るエネルギーソース1720からのエネルギーは次に該第2レンズ2086を通過する。第3レンズ2090はビームスプリッター2093と基準検出器2094との間に位置付けられるのが好ましい。該基準検出器2094は該ビームスプリッター2093からのエネルギーを受けるよう位置付けられる。
該被検体検出システム1700は該ローター2020により担われるサンプル内の被検体濃度を決定するため使われる。他の種類の検出又は分析システムが図解された遠心分離機装置又はサンプル準備ユニットと共に使われてもよい。該流体ハンドリング及び分析装置140は該被検体検出システム1700と連携して使われるとして図解目的で示されるが、該サンプル準備ユニットも被検体検出システムも図解される構成に限定されたり、一緒に使われるよう限定されるべく意図されてはいない。
該流体ハンドリング及び分析装置140を組み立てるために、該カセット820は、図22Aの矢印2007で示される様に、主インスツルメント810の方へ動かされ、その上に設置される。該カセット820が設置されると、ドライブシステム2030は、スピンドル2034が該ローター2020と嵌合するよう該アパーチャ2040を通過する。同時に該検出システム1700の突出部分は該カセット820のノッチ2408内に受けられる。該カセット820が主インスツルメント810上に設置されると、ノッチ2048のスロット2410と検出システム1700のスロット2074は図22C内に示す様に整合される。従って、該カセット820と主インスツルメント810が組み立てられると、ローター2020は軸線2024の周りで回転し、該スロット2410,2074を通過する。
該カセット820が該主インスツルメント810と組み立てられた後、サンプルが該サンプル要素2448に追加される。該カセット820は、分析されるべき身体流体と流体的に連通するよう該システムを置くために注入ソース及び患者に接続される。一旦該カセット820が患者に接続されると、身体流体は該患者から該カセット820内に抜き取られる。該ローター2020は垂直搭載位置へ回転され、そこでは該サンプル要素2448は該流体インターフエース2028に近く、該バイパス要素2452は該検出システム1700のスロット2074内に位置付けられる。一旦該ローター2020が垂直搭載位置にあると、該流体インターフエース2028のピン2542,2544は該ローター2020のポート2472,2474と嵌合するよう位置付けられる。該流体インターフエース2028は次いで、該ピン2542,2544の端部2571、2573が該ポート2472,2474内に挿入されるまで上方へ回転される。
該流体インターフエース2028と該サンプル要素2448がかくして契合されると、サンプル流体(例えば、全血)は該サンプル要素2448内へ汲まれる。該サンプルはピン2544を通り、該ローターチャンネル2512内へ、そしてそれを通り該サンプル要素チャンネル2466を通り、サンプル室2464内へ流れる。図25Cに示される様に、該サンプル室2464はサンプル流体で部分的又は完全に充たされる。或る実施例では、該サンプルは少なくとも該サンプル室2464と該サンプル要素2448の取り調べ領域2091を充たす。該サンプルはオプションで該サンプル要素チャンネル2466,2468の少なくとも一部分を充たす。該サンプル室2464は他の物質で充たされ得るが、図解されたサンプル室2464は全血で充たされる。該サンプル要素2448が望まれた量の流体で充たされた後、該流体インターフエース2028はローター2020の回転を可能にするため下降位置へ動かされる。
遠心分離機ドライブシステム2030は次いで該サンプルの1つ以上の成分を分離するため必要な様に、該ローター2020と組み合わされたサンプル要素2448とをスピンさせる。該サンプルの分離された成分(複数を含む)は分析用の該サンプル要素のセクション内に集まるか、又は分離される。図解された実施例では、図25Cの該サンプル要素2448は遠心分離作用の前に全血で充たされる。血漿2594が血球2592から分離されるまで該全血に遠心力が印加される。遠心分離後、該血漿2594は、取り調べ領域2091を含む該サンプル要素2448の半径方向に内方の部分内に位置するのが好ましい。該血球2592は該血漿2594及び取り調べ領域2091の半径方向に外方のサンプル室の部分2464内へ集まる。
該ローター2020は次いで垂直分析位置の方へ動かされ、そこでは該サンプル要素2448は該スロット2074内に配置され、主光軸X上のソース1720及びサンプル検出器1745と整合される。該ローター2020が分析位置に入ると、該取り調べ部分2091は該検出システム1700の主光軸Xと整合されるのが好ましい。該被検体検出システム1700は、この他の所で論じられた様にスペクトロスコープによる分析技術を用いて該サンプル要素2448内のサンプルを分析する。
該サンプルが分析された後、該サンプルは該サンプル要素2448から除去される。該サンプルは、該サンプル要素2448が連続するサンプル抜き取り及び分析用に再使用されるようウエーストレセプタクルへ輸送される。該ローター2020は該分析位置から該垂直搭載位置へ戻るよう回転される。該サンプル要素2448を空にするために、該流体インターフエース2028は新鮮な流体(身体流体の新サンプルか又は注入流体か何れか)で該サンプル要素2448をフラッシュするよう再び該サンプル要素2448と契合する。該流体インターフエース2028はピン2542,2544を該ローター2020のポート2472,2474と嵌合させるよう回転される。該流体インターフエース2028は、該サンプルがサンプル要素2448からフラッシュされるまで該ピン2542,2544の1つを通して流体を汲む。注入液体、空気、水等の様な種々の種類の流体が該サンプル要素2448をフラッシュするため使われる。該サンプル要素がフラッシュされた後、該サンプル要素2448は再びもう1つのサンプルで充たされる。
代わりの実施例では、該サンプル要素2448は、各別々の分析の後、又は或る数の分析の後、該ローター2020から除去され、取り換えられる。一旦患者の医療が終了すると、該流体通路又は導管は該患者から切り離され、該患者の身体流体と流体接触して来たサンプルカセット820は使い捨てされるか又は再使用のために消毒される。しかしながら、主インスツルメント810は該分析中如何なる点に於いても患者の身体流体と接触し
なかったので、従って新しい流体ハンドリングカセット820と容易に接続され得て、次の患者の分析用に使われる。
なかったので、従って新しい流体ハンドリングカセット820と容易に接続され得て、次の患者の分析用に使われる。
該ローター2020は流体流れバイパスを提供するため使われる。バイパス流れを容易にするため、該ローター2020は最初に垂直の分析/バイパス位置へ回転され、そこでは該バイパス要素2452は該流体インターフエース2028に近く、該サンプル要素2448は該被検体検出システム1700のスロット2074内にある。一旦該ローター2020が垂直の分析/バイパス位置に入ると、該ピン2542,2544はローター2020のポート2572,2574と嵌合する。図解された実施例では、該流体インターフエース2028は、該ピン2542,2544の端部2571,2573が該ポート2572,2574内に挿入されるまで、上方へ回転される。該バイパス要素2452は次いで完成した流体回路を提供するので、流体は該ピン2542,2544の1つを通り該バイパス要素2452内へ、そして該バイパス要素2452を通り、次いでもう1つのピン2542,2544を通るよう流れる。該バイパス要素2452は、該カセット820に接続された流体システムのフラッシュ作用又は消毒作用を容易にするためにこの仕方で使用される。
図23Bに示される様に、該カセット820は好ましくは流体ハンドリングネットワーク2600を含むのがよいが、該ネットワークは分析用に該ローター2020内のサンプル要素2448へ流体を送るために使われる。主インスツルメント810は、該カセット820の該主インスツルメント810上へ設置時、下記で詳述する様に、該流体ハンドリングネットワーク2600の部品と契合し、相互作用するよう、カセット820の前面2045内の開口部を通って延びる多数の部品を有している。
流体ハンドリング及び分析装置140の流体ハンドリングネットワーク2600は、それがカセット820から患者コネクター110まで延びる通路112になるまで、該コネクター120からカセット820の方へそしてそれを通るよう延びる通路111を有する。該通路111の一部分111aは該カセット820の前面2045内の開口部2613を横切って延びる。該カセット820が該主インスツルメント810上に設置されると、ローラーポンプ2619はインペラー2620aとインペラーサポート2620bの間に位置する部分111aと契合する(図23C参照)。
該流体ハンドリングネットワーク2600は又、患者コネクター110から該カセット820に向い、そしてその中へ延びる通路113を有する。該カセット820に入った後、該通路113は、該カセット820が主インスツルメント810上に設置された時、通路113の該主インスツルメント810のバブルセンサー321との契合を可能にするために該前面2045の開口部2615を横切って延びる。次いで該通路113は該流体インターフエース2028のコネクター2532まで進み、該コネクターは該通路113を該ピン2544まで延ばす。患者から通路113内へ抜き取られた流体はかくして該流体インターフエース2028内へそしてそれを通り該ピン2544まで流れることが出来る。該抜き取られた身体流体は更に該ピン2544から、上記詳述の様に、サンプル要素2448内へ流れる。
通路2609は該流体インターフエース2028のコネクター2530から延び、かくしてピン2542と流体的に連通する。該通路2609はウエーストライン324とポンプライン327を形成するよう分岐する。該ウエーストライン324は前面2045内の開口部2617を横切って進み、ウエーストレセプタクル325へ延びる。ポンプライン327は前面2045の開口部2619を横切って進み、ポンプ328まで延びる。該カセット820が主インスツルメント810上に設置された時、ピンチバルブ323a、323bはそれぞれライン324,327と契合するために開口部2617,2619を通って延びる。
該ウエーストレセプタクル325は前面2045に設置される。流体インターフエース2028から進むウエースト流体は該通路2609,324を通りウエーストレセプタクル325内へ流れる。一旦ウエーストレセプタクル325が充たされると、該カセット820は該主インスツルメント810から除去され、捨てられる。代わりに、該充たされたウエーストレセプタクル325は空のウエーストレセプタクル325と取り換えられてもよい。
該ポンプ328は容積型ポンプである(例えば、シリンジポンプ)。ピストン制御部2645は、該カセット820が該主インスツルメント810上に設置された時、アクチュエーター2652との契合を可能にするために、該カセット面2045内の開口部2621の少なくとも一部分上に延びる。該カセット820が設置されると、該主インスツルメント810の該アクチュエーター2652(図23E)は該ポンプ328の該ピストン制御部2645と契合し、望ましい流体流れ用に該ピストン制御部2645を移動させる。
図23Eの主インスツルメント810上に図23Aの該カセット820を設置すると、図3のサンプリングユニット200で示されるそれと同様な流体回路が形成される(図23Eに示す様な)ことは評価されるだろう。この流体回路は図3の装置と関連して上記で説明したそれと同様な仕方で動作する(例えば、図7A−7J及び表1で図解された方法論に依り)。
図24Aは該カセット820で使われる流体ハンドリングネットワーク2700のもう1つの実施例を描いている。該流体ハンドリングネットワーク2700は、下記で詳述することを除けば、図23Bのネットワーク2600と構造及び機能で概ね同様である。該ネットワーク2700は通路111を有し、該通路111は、それがカセット820から患者コネクター110まで延びる通路112になるまで、該コネクター120からカセット820の方へそして該カセットを通るよう延びている。該通路111の一部分111aはカセット820の前面2745の開口部2713を横切って延びる。該カセット820が該主インスツルメント810上に設置されると、図24Bの主インスツルメントのローラーポンプ2619は、図23B−23Cに関連して上記で説明したと同様な仕方で部分111aと契合する。通路113は患者コネクター110からカセット820に向かってそしてその中へ延びる。該カセット820に入った後、該通路113は、該主インスツルメント810のバルブ2733との契合を可能にするため、前面2745内の開口部2763を横切るよう延びる。ウエーストライン2704は通路113からウエーストレセプタクル325へ、そして前面2745内の開口部2741を横切って延びている。該通路113は、通路113を該ピン2544へ延ばす流体インターフエース2028のコネクター2532へ進む。該通路113は、図24Bの主インスツルメント810のバブルセンサー2741との通路113の契合を可能にするよう、前面2745内の開口部2743を横切る。該カセット820が該主インスツルメント810上に設置されると、ピンチバルブ2732,2733は、それぞれ通路113,2704と契合するために開口部2731,2743を通って延びる。
図解された流体ハンドリングネットワーク2700は又通路111と通路2727の間に延びる通路2723を有するが、該通路2727は今度は通路2723と流体インターフエース2028の間に延びている。該通路2727は前面2745内の開口部2733を横切って延びる。ポンプライン2139はポンプ328から通路2723,2727へ延びる。該カセット820が主インスツルメント810上に設置されると、ピンチバルブ2716,2718は、それぞれ通路2723,2727と契合するために前面2745内の開口部2725,2733を通るよう延びる。
該主インスツルメント810上にカセット820を設置すると(図24Aで示す様に)、図9−10の装置と関連して、上記で説明したそれと同様な仕方で動作する流体回路が形成される。
前記を見ると、図22A−28に描いた(主インスツルメント810とカセット820を有する)該流体ハンドリング及び分析装置140の種々の実施例が、これまで図1−5で描かれたサンプリングシステム100/300/500又は流体ハンドリングシステム10の何れかの流体ハンドリング及び分析装置140として役立つことは更に評価されよう。加えて、図22A−28の該流体ハンドリング及び分析装置140は、或る実施例では、上記で更に説明したことを除けば、図1−2又は8−10の装置140と同様であることも可能である。
セクションV−サンプルスペクトルから被検体濃度を決定する方法
この節は、サンプルS内の関心のある被検体(複数を含む)の濃度を計算する、及び/又は被検体濃度の計算のサポートで使われてもよい他のメザーを計算する、ために使われてもよい多数の計算方法又はアルゴリズムを論じる。この節で開示されたアルゴリズムの何れか1つ又は組み合わせは、サンプル内の関心のある被検体(複数を含む)の濃度又は他の関連メザーを計算するために、該流体ハンドリング及び分析装置140又は被検体検出システム334のプロセサー210による実行用にアクセス可能であるよう、該メモリー212内に記憶されたプログラムインストラクションとして定在してもよい。
この節は、サンプルS内の関心のある被検体(複数を含む)の濃度を計算する、及び/又は被検体濃度の計算のサポートで使われてもよい他のメザーを計算する、ために使われてもよい多数の計算方法又はアルゴリズムを論じる。この節で開示されたアルゴリズムの何れか1つ又は組み合わせは、サンプル内の関心のある被検体(複数を含む)の濃度又は他の関連メザーを計算するために、該流体ハンドリング及び分析装置140又は被検体検出システム334のプロセサー210による実行用にアクセス可能であるよう、該メモリー212内に記憶されたプログラムインストラクションとして定在してもよい。
幾つかの開示される実施例は材料サンプル測定値を解析し、インターフェレントの存在下で1つ以上の被検体を定量化するためのデバイスと方法である。インターフェレントは被検体用に分析されつつある材料サンプルの成分を含んでもよく、そこでは該インターフェレントの存在は該被検体の定量化に影響する。かくして、例えば、被検体濃度を決定するためのサンプルのスペクトロスコープによる分析で、インターフェレントは該被検体のそれらと重なり合うスペクトロスコープ上の特徴を有する化合物である。この様なインターフェレントの存在は該被検体の定量化に誤差を導入し得る。特にそのシステムが該インターフェレント無しで校正されたり、又は未知量のインターフェレントを有して校正された時、インターフェレントの存在は材料サンプル内の関心のある被検体の濃度の測定技術の感度に特に影響する。
上記で説明したインターフェレントの属性から独立に、或いはそれと組み合わせて、インターフェレントは内因性(すなわち、身体の中で発生する)又は外因的(すなわち、身体の外から導入される又は外で作られる)として分類され得る。インターフェレントのこれらの部類の例として、被検体ブドウ糖用の血液サンプル(又は血液成分サンプル又は血漿サンプル)の分析を考える。内因性インターフェレントはブドウ糖の定量化に影響する身体内に起源を有する血液成分を含み、水、ヘモグロビン、血球、そして血液内で自然に起こる何等かの他の成分を含む。外因的インターフェレントは、ブドウ糖の定量化に影響する身体の外部に起源を有する血液成分を含み、口から、静脈内へ、局所的に、他、いずれで投与されるにせよ、薬剤、ドラグ、食料又はハーブの様に、人に投与される品目を含む。
上記説明のインターフェレントの属性から独立に、又はそれと組み合わせて、インターフェレントは分析されるサンプルの種類内に、可能性として存在するが、必ずしも存在すると限らない成分を含んでもよい。医学的治療を受けている患者から抜き取られる血液又は血漿のサンプルの分析の例では、アセトアミノフェンの様な薬剤がこのサンプルの種類内に可能性として存在するが、必ずしも存在すると限らない。対照的に、この様な血液又は血漿サンプル中に水は必ず存在する。
本発明の理解を容易化するために、被検体(複数を含む)で識別される1つ以上の波長を有する波長でのサンプルのスペクトロスコープによる測定を使って1つ以上の被検体濃度が得られる実施例をここで論じる。ここで開示される実施例は、請求されることを除けば、一般に測定値の分析に向けられる或る開示される発明の範囲を限定するようには意図されてない。
例として、或る開示された方法が、混合物が該測定値に影響する化合物(インターフェレント)を含む場合について、測定値から混合物内の1つの特定の化合物(被検体)の濃度を定量的に推定するため使われる。或る開示された実施例は、もし各被検体とインターフェレント成分が該測定値内に特徴的徴候を有したり、もし該測定値が各被検体及びインターフェレントの濃度に関して近似的にアファイン(すなわち、線形の成分とオフセットを含む)であるなら、特に有効である。一実施例では、1つの方法は、被検体の定量的推定を可能にする1セットの係数及びオフセットを推定するアルゴリズムを有する校正過程を備える。もう1つの実施例では、望ましい成分への高度の感度を保持しながら、インターフェレントのランダムなセットを適応させるためにハイブリッド線形アルゴリズム(エイチエルエイ)方法を修正する方法が提供される。該インターフェレントのランダムなセットを適応させるため使われるデータは(a)可能性のある追加成分のフアミリーのメンバーの各々の徴候と(b)もしあるとしたら各追加成分が現れそうな典型的な定量的レベル、である。
ここで開示された或る方法は、インターフェレントの可能性ある存在下で、材料サンプル内の被検体濃度の推定に向けられている。或る実施例では、ここで開示された方法の何れかの1つ又は組み合わせは、システム334のアクセス可能で実行可能なプロセサー210であってもよい。プロセサー210はコンピュータネットワークに接続され、システム334から得られたデータは、該方法を実施する1つ以上の別々のコンピュータへ該ネットワーク上を伝送されることも可能である。該開示された方法は、サンプル測定値に関連するデータと、該方法に供給された他の情報(次に説明する様に、インターフェレントスペクトル、サンプル母集団モデル、そしてしきい値を含むが、それらに限定されない)と、の操作を含むことが出来る。特定のアルゴリズムのみならずこの情報の何れか又は全ては、該方法を改良する、又は追加の被検体又はインターフェレントの様な、追加の情報を提供する、ために更新又は変更されてもよい。
或る開示された方法は“校正定数”を発生するが、それは、測定値により掛け算された時、被検体濃度の推定値を生じる。該校正定数と測定値の両者は数字の配列を含み得る。該校正定数は、該サンプル内に可能性として存在すると識別されたインターフェレントの存在に対する該校正値の感度を最小化する又は下げるため計算される。ここで開示される或る方法は校正定数を発生するが、該発生は、1)可能性としてあるインターフェレントの存在を識別し、そして2)該校正定数を発生するために該識別されたインターフェレントに関連する情報を使う、ことに依る。これらの、或る方法は、該インターフェレントに関連する情報がインターフェレント濃度の推定値を有していることを要さず、それらは単に該インターフェレントが可能性として存在すると識別されることだけを必要とする。一実施例では、該方法は、各々が既知の被検体濃度(複数を含む)を有する1セットのトレーニングスペクトルを使い、インターフェレント濃度に依る推定被検体濃度の変動を最小化する校正値を作る。最終の校正定数は被検体濃度(複数を含む)に比例し、平均では、インターフェレント濃度に感応しない。
一実施例では、該トレーニングスペクトルは、その被検体濃度が決定されるべき個人からの何等のスペクトルも含むことを要しない(禁じられてもないが)。すなわち、用語“トレーニング”は、開示された方法の参照で使われる時、その被検体濃度が推定される個人からの測定値を使うトレーニング(例えば、該個人から抜き取られた身体流体サンプルを分析することによる)を要しない。
幾つかの用語は、推定過程を説明するためここで使われる。ここで使われる時、用語“サンプル母集団”は広い用語であり、校正値の計算で使われる、換言すれば、校正値の発生方法をトレーンするため使われる測定値を有する、大きな数のサンプルを含むがそれに限定はしない。ブドウ糖濃度のスペクトロスコープによる決定を含む実施例については、サンプル母集団測定値は各々がスペクトル(分析用測定値)と、ブドウ糖濃度(被検体測定値)と、を有することが出来る。一実施例では、該サンプル母集団測定値はデータベース、ここでは“母集団データベース”と呼ばれる、に記憶される。
該サンプル母集団は、関心のある被検体(複数を含む)の測定値に対するインターフェレントを有する材料サンプルの測定値から導かれてもよく、或いはそうでなくてもよい。ここで種々のインターフェレント間で生じる1つの差異は、該インターフェレントが該サンプル母集団及び被測定サンプルの両者にあるか、或いは該サンプルのみにあるか、に基づく。ここで使われる時、用語“タイプ−Aのインターフェレント”は、該サンプル母集団内と、被検体濃度決定用の該被測定材料サンプル内と、両者にあるインターフェレントを呼ぶ。或る方法では、該サンプル母集団は内因性のインターフェレントのみを含み、如何なる外因的なインターフェレントも含まず、かくしてタイプ−Aのインターフェレントは内因性であると仮定される。タイプ−Aのインターフェレントの数は該測定値及び関心のある被検体(複数を含む)に依り、一般に、ゼロから非常に大きい数まで数えてもよい。該被測定材料サンプル、例えば、サンプルSは、該サンプル母集団に無いインターフェレントを含んでもよい。ここで使われる時、用語“タイプ−Bのインターフェレント”は、1)該サンプル母集団中には見出されないが、被測定材料サンプル内では見出される(例えば、外因的なインターフェレント)か、又は2)該サンプル母集団内に自然に見出されるが、該材料サンプル内で異常に高濃度である(例えば、内因性のインターフェレント)か、何れかであるインターフェレントを呼ぶ。タイプ−Bの外因的なインターフェレントの例は投薬を含み、そしてタイプ−Bの内因性インターフェレントの例は腎不全を患う人の尿素を含む。血中ブドウ糖の中赤外放射のスペクトロスコープによる吸収測定の例では、水は全べての血液サンプルで見出され、かくしてそれはタイプ−Aのインターフェレントである。静脈薬を取らない個人から成るサンプル母集団と、選択された静脈薬を投与された病院患者から取られた材料サンプルと、については、該選択された薬はタイプ−Bのインターフェレントである。
一実施例では、1つ以上のあり得るタイプ−Bのインターフェレントのリストはここでは“インターフェレントのライブラリー”を形成すると呼ばれ、該ライブラリー内の各インターフェレントは“ライブラリーインターフェレント”と呼ばれる。該ライブラリーインターフェレントは外因的インターフェレント及び内因性インターフェレントを含み、それらは、例えば、内因性インターフェレントの異常に高い濃度を引き起こす医学的条件により材料サンプル内に存在してもよい。
血液内に自然に見出される成分に加えて、或る薬又は違法ドラグの摂取又は注射は外因的インターフェレントの非常に高く、急激に変化する濃度に帰着する。これは病院又は救急室患者の血液内の被検体測定の問題に帰着する。血液成分と薬の重なり合うスペクトルの例は、純粋のブドウ糖と、3つのスペクトルを示すインターフェレント、特定的には、マンニトール(mannitol)(化学式:ヘキサン−1,2,3,4,5,6−ヘキサノール)、NアセチルLシステイン(N acetyl L cysteine)、デキストラン(dextran)、そしてプロカインアミド(procainamide){化学式:4−アミノ−N−(2−ディエチルアミノエチル)ベンザミド}と、の同じ濃度と光路長に於ける吸収係数として、図29で図解される。図30は、追加の類似濃度の
成分、特定的には、該サンプル母集団のブドウ糖濃度の2倍と、種々の量のマンニトール、NアセチルLシステイン、デキストラン、そしてプロカインアミドと、を含む血液について、サンプル母集団血液配合物からの吸収スペクトルの変化の対数を波長の関数として示す。これらの成分の存在は広範囲の波長に亘り吸収に影響すると見られる。先験的知識又は他の種の濃度の独立した測定無しの、1つの種の濃度の決定は問題があることが評価される。
成分、特定的には、該サンプル母集団のブドウ糖濃度の2倍と、種々の量のマンニトール、NアセチルLシステイン、デキストラン、そしてプロカインアミドと、を含む血液について、サンプル母集団血液配合物からの吸収スペクトルの変化の対数を波長の関数として示す。これらの成分の存在は広範囲の波長に亘り吸収に影響すると見られる。先験的知識又は他の種の濃度の独立した測定無しの、1つの種の濃度の決定は問題があることが評価される。
インターフェレントの存在下での被検体の濃度を推定する1方法が、サンプルの測定値が得られる第1過程(ブロック3110)、該得られた測定値データが被検体へのあり得るインターフェレントを識別するため分析される第2過程(ブロック3120)、該識別されたあり得るインターフェレントの存在下で被検体濃度を予測するためモデルが発生される第3過程(ブロック3130)、そして該測定値からサンプル内被検体濃度を推定するため該モデルが使われる第4過程(ブロック3140)、として図31のフローチャート3100で提示される。好ましくは、ブロック3130の過程が、該サンプルがメンバーである一般的母集団内に存在しない該識別されたインターフェレントの存在について誤差が最小化されるモデルを発生するのがよい。
該方法ブロック3110,3120,3130,そして3140はその濃度が必要とされる各被検体用に繰り返し行われてもよい。もし1つの測定値が2つ以上の被検体に対し感応性であるなら、ブロック3120,3130,そして3140の方法が各被検体用に繰り返されてもよい。もし各被検体が別々の測定値を有するなら、ブロック3110,3120,3130,そして3140の方法が各被検体用に繰り返されてもよい。
今度は、スペクトロスコープの測定置から被検体を決定するフローチャート3100の方法の実施例が論じられる。更に、この実施例は、本開示の範囲を限定するすること無しに、血液サンプルS内のブドウ糖濃度の量を推定する。一実施例では、ブロック3110の測定値は、一般的に、関心のある1被検体、ブドウ糖、と、1つ以上のインターフェレントと、有する測定サンプルSの、吸光度スペクトル、CS(λi)、である。一実施例では、該方法は校正定数κ(λi)を発生する過程を有するが、該定数は、吸光度スペクトルCS(λi)を掛け算された時、該ブドウ糖濃度gsの推定値、gestを提供する。
次に説明する様に、ブロック3120の一実施例は、サンプルSの吸光度スペクトルと、サンプル母集団のスペクトル及び個別ライブラリーインターフェレントスペクトルの組み合わせと、の統計的比較を含む。ブロック3120の分析の後、サンプルSにことによると含まれるライブラリーインターフェレントのリストが識別され、そして該リストは、ブロック3120の分析の結果により、ライブラリーインターフェレントを含まないか、又は1つ以上のライブラリーインターフェレントが含むか何れかとなる。ブロック3130は次いで該サンプル母集団とそれらのそれぞれの既知被検体濃度の多数のスペクトルと、該識別されたライブラリーインターフェレントの既知スペクトルと、を使って多数のスペクトルを発生する。ブロック3130は次いで、測定されたスペクトルを、該識別されたライブラリーインターフェレントの存在に最小の感応性しかない被検体濃度に変換するために、校正定数マトリックスを発生するよう、該発生されたスペクトルを使う。ブロック3140は次いでサンプルS内のブドウ糖濃度を予測するために該発生された校正定数を適用する。
ブロック3110内に示される様に、サンプルの測定値が得られる。図解の目的で、該測定値、CS(λi)、はサンプルSにより吸収される光の強度を示す、サンプルに関する種々の波長の複数測定値、又は分析される測定値と仮定する。スペクトロスコープの測定及び計算は、透過度、吸光度及び/又は光学密度のドメインを含むが、それらに限定さ
れない、1つ以上のドメインで行われることは理解されるべきである。該測定値CS(λi)は、選択された波長又は波長バンドでのサンプルの吸収、透過度、光学密度又は他のスペクトロスコープによる測定値である。この様な測定値は、例えば、被検体検出システム334を使って得られる。一般に、サンプルSは好ましくはサンプル母集団内に見出されるそれらの範囲内にあるのがよい濃度で、タイプ−Aのインターフェレントを含む。
れない、1つ以上のドメインで行われることは理解されるべきである。該測定値CS(λi)は、選択された波長又は波長バンドでのサンプルの吸収、透過度、光学密度又は他のスペクトロスコープによる測定値である。この様な測定値は、例えば、被検体検出システム334を使って得られる。一般に、サンプルSは好ましくはサンプル母集団内に見出されるそれらの範囲内にあるのがよい濃度で、タイプ−Aのインターフェレントを含む。
一実施例では、吸光度測定値は路長正規化された測定値に変換される。かくして、例えば、該吸光度は、該吸光度を該測定の光路長、L,で割り算することにより光学密度に変換される。一実施例では、該路長Lは既知化合物に関する1つ以上の吸収測定値から測定される。かくして、一実施例では、水又は既知濃度の食塩水溶液のサンプルSを通る吸収の1つ以上の測定が行われ、該路長、L,は最終吸収測定値(複数を含む)から計算される。もう1つの実施例では、又吸収測定値は被検体及びインターフェレントにより評価する程影響されてないスペクトルの部分で得られ、そして該被検体測定値はそれらの波長での吸収測定値で補足される。
或る方法は、該方法が精密な路長が前もって既知でない時でも使用出来る点で、“路長非感応性”である。サンプルはサンプル室903又は2464、サンプル要素1730又は2448内に、又はクベット又は他のサンプルコンテナー内に置かれる。電磁放射(例えば、中赤外放射範囲内の)が、該放射がサンプル室を通って進むよう、放射ソースから放射される。例えば、検出器は、該サンプル室の該放射ソースから他の側で該放射が現れる所に位置付けられる。該放射が該サンプルを通って進む距離が“路長”と呼ばれる。或る実施例では、該放射検出器はサンプル室の放射ソースと同じ側に配置され、該放射は該検出器に達する前に該サンプル室の1つ以上の内壁で反射する。
上記で論じた様に、種々の物質が該サンプル室内に挿入される。例えば、被検体又は複数被検体を含むサンプル又は複数サンプルに加えて、水又は食塩水溶液の様な基準流体が挿入される。或る実施例では、食塩水基準流体が該サンプル室内に挿入され、その基準流体を通して放射が発射される。検出器は、吸収又は反射されることなく、サンプル室及び基準流体を通過する放射の量及び/又は特性を測定する。該基準流体を使って取られた測定値は該放射が進んだ路長に関する情報を提供する。例えば、データは、同様の環境下で取られた前の測定値で既に存在してもよい。すなわち、例えば、“ルックアップテーブル”内に配置され得る基準データを確立するために、放射は種々の既知路長を有するサンプル室を通って前に放射されていてもよい。該サンプル室内の基準流体を用いて、それぞれ種々の検出器読み値と種々の路長との間の1対1対応が実験的に確立されていてもよい。この対応は該ルックアップテーブルに記録され、該テーブルは、例えば、コンピュータデータベース又は電子的メモリー内に記録されてもよい。
放射路長を決める1方法が薄い、空のサンプル室で達成されてもよい。特に、このアプローチは2枚の反射性壁を有する狭いサンプル室又はセルの厚さを決定出来る。(該室がサンプルで充たされるので、この同じ厚さは放射が該サンプルを通過する“路長”に対応する)。或る範囲の放射波長が該セル又はサンプル室を通す連続的な仕方で放射される。該放射は該セルに入り、内部セル壁で反射し、該セルを出て、該放射検出器内に進む前に、それらの壁の間を1又は多数回前後に跳ね返る。これは繰り返しの最大及び最小値を有する、周期的干渉パターン又は“フリンジ”を創る。この周期的パターンは、水平軸線が波長の範囲で、垂直軸線が、例えば、合計透過度のパーセントとして測定された、透過度の範囲とする、ところにプロットされる。該最大値が起こるのは、該セルの2つの内面から反射された放射が、反射無しで透過する放射の波長の整数倍数Nの距離進む時である。“b”がセルの厚さ(路長)である時、波長が2b/Nに等しい時は何時も強め合い干渉が起こる。かくして、もし波長λ1−λ2の与えられた範囲についてΔNがこのフリンジパターンの最大値の数であるなら、セルbの厚さは次の関係、すなわちb=ΔN/2(λ1−λ2)により提供される。このアプローチは、該サンプル室又は流体セル内の材料の屈折率が該セルの壁の屈折率と同じでない時、特に有用であり、何故ならばこの条件は反射を改善するからである。
一旦路長が決定されると、それはサンプル内にあるインターフェレント(タンパク質又は水の様な)用の基準値又は基準スペクトルを計算又は決定するために使われる。例えば、ブドウ糖の様な被検体と水の様なインターフェレントの両者共与えられた波長で放射を吸収する。該ソースがその波長の放射を発射し、該放射が該被検体と該インターフェレントの両者を含むサンプルを通過すると、該被検体とインターフェレントの両者共該放射を吸収する。検出器の合計吸収の読み値は該被検体にも該インターフェレントにも完全には帰せられず、該2つの組み合わせに帰せられる。しかしながら、もし、与えられた路長を有するサンプルを該放射が通過した時与えられた波長の放射のどれだけ多くが与えられたインターフェレントにより吸収されたかに関するデータが存在すれば、該インターフェレントの寄与は該検出器の合計読み値から引き算され、残りの値はサンプル内の被検体の濃度に関する情報を提供する。同様なアプローチが波長の全体スペクトルについて行われる。与えられた路長を有するサンプルを放射が通過時如何に多くの放射が或る範囲の波長に亘りインターフェレントで吸収されたかに関するデータがもし存在すれば、該インターフェレント吸光度スペクトルが合計吸光度スペクトルから引き算され、その範囲の波長についての該被検体の吸光度スペクトルのみを残す。もし該インターフェレント吸収データが起こり得る波長範囲について取られるなら、正しいデータがそのサンプル室で測定されたサンプルについて見出されるよう、最初に特定のサンプル室の路長を決めることは有用である。
この同じ過程が多数のインターフェレント及び/又は多数の被検体用に、繰り返し又は同時に、適用される。例えば、水吸光度スペクトルとタンパク質吸光度スペクトルの両者が引き算されて、ブドウ糖吸光度スペクトルを後に残すことが出来る。
該路長は又、等吸収波長を使って計算される。等吸収波長はサンプルの全ての成分が同じ吸光度を有する波長である。もし特定のサンプル内の成分(及びそれらの吸収係数)が既知であり、それら特定の成分用に1つ又は多数の等吸収波長が既知であるなら、それらの等吸収波長で該放射検出器により集められる吸収データは該路長を計算するため使われ得る。これが有利であるのは、同じサンプルをサンプル室内の場所に有して、概略同じ時に取られた吸収検出器の多数読み値から必要な情報が得られるからである。路長を決めるため等吸収波長読み値が使われ、インターフェレント及び/被検体濃度を決めるために他の選択された波長読み値が使われる。かくして、このアプローチは効率的であり、該サンプル室内への基準流体の挿入を要しない。
或る実施例では、サンプル内の被検体の濃度の決定方法は、流体サンプルをサンプルコンテナー内に挿入する過程と、ソースから該コンテナー及び流体サンプルを通るよう放射を発射する過程と、該検出器へ達する放射の量を測定することにより合計サンプル吸光度データを得る過程と、該合計サンプル吸光度データから正しいインターフェレント吸光度値又はスペクトルを引き算する過程と、そして該流体サンプル内の被検体の濃度を決定するために該残りの吸光度値又はスペクトルを使う過程と、を具備する。正しいインターフェレント吸光度値は該計算された路長を使って決定される。
サンプル内の被検体の濃度は下記の様にビア−ランベルト(Beer−Lambert)の法則{又はビア(Beer’s)の法則}を使って計算されるが、すなわち、もしTが透過度,Aが吸光度、P0がサンプルへ向けられた初期放射パワー、そしてPが該サンプルから出て、検出器に達するパワーとすれば、T=P/P0、そしてA=−logT=log(P0/P)である。吸光度はサンプル内の光吸収種、それは被検体又はインターフェレントとしても既知であるが、の濃度(c)に直接比例する。かくして、もしeがモル当たりの吸収性(1/Ml/cm)、bが路長(cm)、そしてcが濃度(M)とすれば、ビアの法則はA=ebcとして表され、かくしてc=A/(eb)である。
もう1度フローチャート3100を参照すると、次の過程は、該サンプル内にどのライブラリーインターフェレントがあるかを決定することである。特に、ブロック3120は、その測定値があり得るインターフェレントを識別するために解析されることを示す。スペクトロスコープによる測定値について、該得られた測定値を光学密度ドメインのインターフェレントスペクトルと比較することにより決定が行われることが好ましい。この過程の結果は該サンプル内に存在する、又は存在しそうであるインターフェレントのリストを提供する。一実施例では、測定されたスペクトル、CSからブドウ糖濃度gestを推定するために幾つかの入力パラメーターが使われる。該入力パラメーターは、サンプルの前に集められたスペクトル測定値を含み、該測定値は、測定サンプルの様に、被検体と、インターフェレントライブラリーからのあり得るインターフェレントの組み合わせ、そして各あり得るインターフェレントについてのスペクトル及び濃度範囲、を有する。特に、該入力パラメーターは下記である。
インターフェレントデータのライブラリー:インターフェレントデータのライブラリーは、“M”インターフェレントの各々について、各インターフェレントの吸収スペクトル、IF={IF1、IF2、...、IFM}、ここでm=1,2,...、M、であるが;及び各インターフェレントについての最大濃度、Tmax={Tmax1、Tmax2、...、TmaxM}を含み;そして
サンプル母集団データ:サンプル母集団データは、該サンプルスペクトルと同じ波長範囲上で取られた統計的に大きな母集団の個別スペクトル、Csiと、各スペクトルに対応する被検体濃度と、を含む。例として、もしNのサンプル母集団スペクトルがあるとすれば、該スペクトルはC={C1,C2,...、CN}と表され、ここでn=1,2,...,Nであるが;そして各スペクトルに対応する被検体濃度がg={g1,g2,...、gN}として表される。
サンプル母集団データ:サンプル母集団データは、該サンプルスペクトルと同じ波長範囲上で取られた統計的に大きな母集団の個別スペクトル、Csiと、各スペクトルに対応する被検体濃度と、を含む。例として、もしNのサンプル母集団スペクトルがあるとすれば、該スペクトルはC={C1,C2,...、CN}と表され、ここでn=1,2,...,Nであるが;そして各スペクトルに対応する被検体濃度がg={g1,g2,...、gN}として表される。
好ましくは、該サンプル母集団は存在する該Mインターフェレントの何れも有さず、該材料サンプルは該サンプル母集団に含まれるインターフェレントと、該ライブラリーインターフェレントの1つ以上を有するのがよい。タイプ−A及びタイプ−Bのインターフェレントの用語で述べれば、該サンプル母集団はタイプ−Aのインターフェレントを有し、該材料サンプルはタイプ−Aを有し、そしてタイプ−Bのインターフェレントを有してもよい。該サンプル母集団データはスペクトルと被検体濃度の期待される範囲を統計的に定量化するため使われる。かくして、例えば、人の血液内の、未知のスペクトル的特性を有するブドウ糖を決定するため使われるシステム10又は334について、該スペクトル測定値は該母集団の統計的サンプルから得られるのが好ましい。
本開示の範囲を限定するよう意図されてない下記論議はスペクトロスコープの技術を使って1つより多い被検体を測定する実施例を図解する。もし2つ以上の被検体が重なり合いの無いスペクトル的特徴を有するなら、第1の実施例は各被検体に対応するスペクトルを得ることである。該測定値はフローチャート3100の方法により各被検体について解析される。重なり合いの無い特徴を有する被検体用の代わりの実施例又は重なり合う特徴を有する被検体用の実施例は該2つ以上の被検体のスペクトル的特徴を有する1つの測定値を得ることである。該測定値はフローチャート3100の方法により各被検体について解析される。すなわち、該測定値は各被検体について解析され、他の被検体は解析されつつある被検体に対するインターフェレントと見なされる。
インターフェレント決定
ブロック3120の方法の一実施例が図32のフローチャートを参照してもっと詳細に示される。該方法は、統計的サンプル母集団モデルを形成する過程(ブロック3210)、インターフェレントデータのライブラリーを組み立てる過程(ブロック3220)、該得られた測定値及び統計的サンプル母集団モデルをインターフェレントライブラリーからの各インターフェレントについてのデータと比較する過程(ブロック3230)、該インターフェレントライブラリーからの各インターフェレントの存在についての統計的テストを行う過程(ブロック3240)、そして該統計的テストをパスした各インターフェレントをあり得るライブラリーインターフェレントとして識別する過程(ブロック3250)、を含む。ブロック3220の過程は1回行われるか、又は必要な様に更新され得る。ブロック3230,3240そして3250の過程は、示される様に、該ライブラリーの全インターフェレントについてシーケンシャルに行われるか、又は代わりに各インターフェレントについてシーケンシャルに繰り返される。
ブロック3120の方法の一実施例が図32のフローチャートを参照してもっと詳細に示される。該方法は、統計的サンプル母集団モデルを形成する過程(ブロック3210)、インターフェレントデータのライブラリーを組み立てる過程(ブロック3220)、該得られた測定値及び統計的サンプル母集団モデルをインターフェレントライブラリーからの各インターフェレントについてのデータと比較する過程(ブロック3230)、該インターフェレントライブラリーからの各インターフェレントの存在についての統計的テストを行う過程(ブロック3240)、そして該統計的テストをパスした各インターフェレントをあり得るライブラリーインターフェレントとして識別する過程(ブロック3250)、を含む。ブロック3220の過程は1回行われるか、又は必要な様に更新され得る。ブロック3230,3240そして3250の過程は、示される様に、該ライブラリーの全インターフェレントについてシーケンシャルに行われるか、又は代わりに各インターフェレントについてシーケンシャルに繰り返される。
ブロック3210,3220,3230,3240、そして3250の方法の各々の一実施例が、前に論じられた様に、サンプル母集団データと、インターフェレントデータのライブラリーと、を使って、スペクトロスコープによる測定値からサンプル内のライブラリーインターフェレントを識別する例についてここで説明される。各サンプル母集団スペクトルは何等ライブラリーインターフェレントの無いサンプルに関して取られた測定値(例えば、光学密度)を有し、付随既知被検体濃度を有する。サンプル母集団について平均マトリックスと共分散マトリックスを得るために全てのサンプル母集団スペクトルを組み合わせることにより被検体濃度の範囲用に統計的サンプル母集団モデルが形成される(ブロック3210)。かくして、例えば、もしnの異なる波長での各スペクトルがn x 1マトリックス、C、により表されるならば、平均スペクトル、μ、は各波長に於いてスペクトルの範囲に亘り平均化された値(例えば、光学密度)を有するn x 1マトリックスであり、そして該共分散マトリックス、V、はV=E((C−μ)(C−μ)T)として、Cとμの間で偏差の期待値である。該マトリックスμとVはサンプル母集団スペクトルの統計的分布を説明する1つのモデルである。
もう1つの過程では、ライブラリーインターフェレント情報がアセンブルされる(ブロック3220)。多数のあり得るインターフェレントが、システム10又は334により、例えば、問題の患者の母集団により消化されるあり得る投薬又は食物のリストとして識別されるか、又は測定され、そしてそれらのスペクトル(吸光度、光学密度又は透過ドメインでの)が得られる。加えて、血液、又は他の期待サンプル材料の中の期待されるインターフェレント濃度の範囲が推定される。かくして、Mのインターフェレントの各々がスペクトルIFと最大濃度Tmaxを有する。この情報は好ましくは1回アセンブルされ、必要な時アクセスされる。
該得られた測定データと統計的サンプル母集団モデルは次に、該混合物内の何等かのインターフェレントのアイデンティテイを決定するため(ブロック3250)統計的テストを行うよう(ブロック3240)、該インターフェレントライブラリーからの各インターフェレント用データと比較される(ブロック3230)。このインターフェレントテストは最初厳密な数学的式で示され、その方法を図解する図33A及び33Bの論議が続く。
数学的には、測定値内のインターフェレントの存在のテストは下記の様に進行する。該測定された光学密度スペクトル、CS、は、もしあれば、該測定スペクトルへの該インターフェレントの影響を解析的に差し引くことによりライブラリーの各インターフェレント用に修正される。特に、該測定された光学密度スペクトル、CS、は波長毎にインターフェレント光学密度スペクトルを差し引くことにより修正される。インターフェレント濃度の単位当たり吸収スペクトル、IFMを有するインターフェレント、M、については、修正されたスペクトルはC’S(T)=CS−IFMTで与えられ、ここでTは最小値Tminから最大値Tmaxまで及ぶインターフェレント濃度である。Tminの値はゼロであるか、又は代わりに、Tmaxの何分の幾つかの様なゼロとTmaxの間の値である。
次に、該サンプル母集団スペクトルの修正スペクトルC’S(T)と統計モデル(μ、V)の間のマハラノビス距離(MD)が下記の様に計算される。
MD2(CS−(Tt)、μ;ρS)=(CS−(TIFm)−μ)TV−1(CS−(TIFm)−μ) 式(1)
インターフェレントIFの存在のテストはTをTminからTmaxまで変え{すなわち、Tの値の範囲上でC’S(T)を評価する}そしてこの区間内の最小MDが予め決められた範囲内にあるかどうかを決めることである。かくして、例えば、該インターバル内の最小MDが、Lの自由度を有してχ2ランダム変数の変位置に対し充分小さいかどうかを決定出来る(Lは波長数)。
インターフェレントIFの存在のテストはTをTminからTmaxまで変え{すなわち、Tの値の範囲上でC’S(T)を評価する}そしてこの区間内の最小MDが予め決められた範囲内にあるかどうかを決めることである。かくして、例えば、該インターバル内の最小MDが、Lの自由度を有してχ2ランダム変数の変位置に対し充分小さいかどうかを決定出来る(Lは波長数)。
図33Aはブロック3230と3240の過程を図解するグラフ3300である。グラフ3300の軸線、ODiとODJは測定値が得られた多数の波長の2つでの光学密度をプロットするため使われる。点3301はサンプル母集団分布内の測定値である。点3301は大多数の点を輪で囲むよう描かれた楕円内に集められる。楕円3302の内側の点3301はライブラリーインターフェレントを欠いた測定値を表す。点3303はサンプル測定値である。恐らく、点3303は、1つ以上のライブラリーインターフェレントの存在により点3301の広がりの外部にある。線3304,3307,そして3309は、TminからTmaxまでの範囲に亘る3つの異なるライブラリーインターフェレントの増加する濃度、T用に修正された点3303の測定値を示す。この例の3つのインターフェレントはインターフェレント#1,インターフェレント#2,そしてインターフェレント#3と呼ばれる。特に、線3304,3307,そして3309は、該サンプル測定値からライブラリーインターフェレント(それぞれ、インターフェレント#1,インターフェレント#2,インターフェレント#3)の量Tを引き算し、増加するT用に修正されたサンプル測定値をプロットすることにより得られる。
図33Bは図32の方法を更に図解するグラフである。図33Bのグラフで、2乗したマハラノビス距離、MD2が計算され、線3304,3307、そして3309用のtの関数としてプロットされた。図33Aを参照すると、線3304はインターフェレント#1の減少する濃度を反映し、ほんの僅か点3301に近づく。図33Bに示す様に、線3304のMD2の値は減少するインターフェレント#1の濃度と共に僅かに減少し、次いで増加する。
図33Aを参照すると、線3307はインターフェレント#2の減少する濃度を反映し、多くの点3301に近づくか、又はそれを通過する。図33Bに示す様に、線3307のMD2の値は或るインターフェレント#2濃度で大きな減少を示し、次いで増加する。図33Aを参照すると、線3309はインターフェレント#3の減少する濃度を有し、遙かにもっと多くの点3303に近づくか、又はそれを通過する。図33Bに示す様に、線3309のMD2の値は或るインターフェレント#3濃度でなおもっと大きな減少を示す。
一実施例では、MD2のしきい値レベルは特定のインターフェレントの存在の指示として設定される。かくして、例えば、図33Bは、そのスペクトルからインターフェレントを引き算されない時のMD2を示す“元のスペクトル”とラベル付けされた線と、L自由度(ここでLは該スペクトル内に表わされる波長の数である)でカイ2乗分布の95%変位値を示す“95%しきい値”とラベル付けされた線と、を示す。このレベルはMD2距離の値の95%を越えるべき値であり、換言すれば、このレベルの値は異常であり、それ
の遙か上のそれらは極めて稀な筈である。図33A及び33Bで表された3つのインターフェレントの中で、インターフェレント#3だけが該しきい値の下のMD2の値を有する。かくして、該サンプルのこの解析はインターフェレント#3が該サンプル内に存在する最もありそうなインターフェレントであることを示している。インターフェレント#1は該しきい値レベルの遙かに上にその最小値を有し、極度にありそうもなく、インターフェレント#2は該しきい値をかろうじて横切り、その存在をインターフェレント#1よりもありそうにするが、インターフェレント#3よりはなお遙かに少ししかありそうでない。
の遙か上のそれらは極めて稀な筈である。図33A及び33Bで表された3つのインターフェレントの中で、インターフェレント#3だけが該しきい値の下のMD2の値を有する。かくして、該サンプルのこの解析はインターフェレント#3が該サンプル内に存在する最もありそうなインターフェレントであることを示している。インターフェレント#1は該しきい値レベルの遙かに上にその最小値を有し、極度にありそうもなく、インターフェレント#2は該しきい値をかろうじて横切り、その存在をインターフェレント#1よりもありそうにするが、インターフェレント#3よりはなお遙かに少ししかありそうでない。
次に説明する様に、該識別されたインターフェレントに関する情報は、該識別されたインターフェレントのありそうな濃度範囲に比較的鈍感な校正定数の発生に使用される。次に説明される或る方法で使用されるのに加えて、該インターフェレントの識別は関心をそそり、有用な仕方で提供される。かくして、例えば、病院ベースのブドウ糖モニター用に、識別されたインターフェレントがディスプレー141上で報告されてもよく、通信リンク216経由で病院コンピュータへ伝送されてもよい。
校正定数発生の実施例
一旦ライブラリーインターフェレントが分析下のサンプル内に、可能性として、あると識別されると、該識別されたインターフェレント存在下での被検体の濃度を推定する校正定数が発生される(ブロック3130)。特に、ブロック3120の後に、可能性としてあるライブリーインターフェレントのリストが存在するとして識別される。ブロック3120の過程の一実施例が、合成サンプル母集団測定値が発生されるブロック3410,該合成サンプル母集団測定値が校正及びテストセットに分割されるブロック3420,該校正セットが校正定数を発生するため使われるブロック3430,該校正セットが該テストセットの被検体濃度を推定するため使われるブロック3440,該テストセットの該推定された被検体濃度内の誤差が計算されるブロック3450,そして平均校正定数が計算されるブロック3460として、図34のフローチャートに示される。
一旦ライブラリーインターフェレントが分析下のサンプル内に、可能性として、あると識別されると、該識別されたインターフェレント存在下での被検体の濃度を推定する校正定数が発生される(ブロック3130)。特に、ブロック3120の後に、可能性としてあるライブリーインターフェレントのリストが存在するとして識別される。ブロック3120の過程の一実施例が、合成サンプル母集団測定値が発生されるブロック3410,該合成サンプル母集団測定値が校正及びテストセットに分割されるブロック3420,該校正セットが校正定数を発生するため使われるブロック3430,該校正セットが該テストセットの被検体濃度を推定するため使われるブロック3440,該テストセットの該推定された被検体濃度内の誤差が計算されるブロック3450,そして平均校正定数が計算されるブロック3460として、図34のフローチャートに示される。
ブロック3410,3420,3430,3440,3450,そして3460の方法の各々の1つの実施例を、今、平均校正定数を発生するためにサンプル内のインターフェレントの識別を使う例により説明する。ブロック3410で示される様に、1つの過程は、あり得るライブラリーインターフェレントのランダムな濃度を各サンプル母集団スペクトルに付加することにより、合成サンプル母集団スペクトルを発生することである。ブロック3410の方法で発生されたスペクトルは、ここでインターフェレント拡張スペクトルデータベース、又はアイイーエスデーと呼ばれる。該アイイーエスデーは図35−38で図解される過程により形成されるが、そこでは、図35はランダムにスケール合わせされた1つのインターフェレントスペクトル、又はアールエスアイエスの発生を図解する略図3500であり、図36はインターフェレントスケール合わせのグラフ3600であり、図37はアールエスアイエスの組み合わせインターフェレントスペクトル又はシーアイエス、内への組み合わせを図解する略図であり、そして図38はシーアイエス及び該サンプル母集団スペクトルのアイイーエスデー内への組み合わせを図解する略図である。
ブロック3410の第1過程が図35及び36で示される。図35のフローチャート3500,そして図36のグラフ3600で略図的に示される様に、複数のアールエスアイエス(ブロック3540)は、グラフ3600で示す乱数分布により示された、0と1の間のランダム係数(ブロック3530)によりスケール合わせされた最大濃度Tmaxm(ブロック3520)を掛け算されたスペクトルIFm(ブロック3510)を有する各々の前に識別されたライブラリーインターフェレントの組み合わせにより形成される。一実施例では、該スケーリングは、その平均値の半分に等しい標準偏差を有する分布を備える広範囲の濃度を作るために対数正規分布の第95百分位に最大濃度を配置する。グラフ3600の乱数の分布はμ=100,σ=50の対数正規分布である。
一旦該個別ライブラリーインターフェレントスペクトルが該アールエスアイエスを作るためにランダムな濃度により掛け算されると、該アールエスアイエスは、図37に図解される様に、インターフェレントのみのスペクトルの大きな母集団、シーアイエスを作るよう組み合わされる。該個別アールエスアイエスは、シーアイエスの大きなファミリーを作るために、独立にそしてランダム組み合わせで、識別されたライブラリーインターフェレントのフルセットから選択された、アールエスアイエスのランダムな組み合わせから成る該シーアイエス内の各スペクトルと組み合わされる。図37で図解される方法は、別々のインターフェレントに亘り独立に、各インターフェレントに関する適当な多様性を作る。
次の過程は図38に図解される様に、該シーアイエスを組み合わせ、該アイイーエスデーを形成するために該サンプル母集団スペクトルを複製する。該インターフェレントデータ及びサンプル母集団スペクトルは種々の路長で得られたので、該シーアイエスは最初に同じ路長にスケール合わせ(すなわち、掛け算される)される。次いで該サンプル母集団データベースはM回複製されるが、ここでMは該データベースのサイズのみならず処理されるべきインターフェレントの数にも左右される。該アイイーエスデーは該サンプル母集団スペクトルの各々のMのコピーを有し、ここで1つのコピーは元のサンプル母集団データであり、残りのM−1コピーの各々は該シーアイエススペクトルの付加されたランダムな1つを有する。該アイイーエスデースペクトルの各々は特定のアイイーエスデースペクトルを形成するため使われた該サンプル母集団スペクトルからの付随被検体濃度を有する。
一実施例では、58の異なる個人及び18のライブラリーインターフェレントから得られた130のサンプル母集団スペクトル用に、サンプル母集団データベースの10倍の複製が使われる。該ライブラリーインターフェレントスペクトル内のスペクトルの種類が多い程、少ない複製係数しか必要とせず、より多くの数のライブラリーインターフェレント程、より多くの複製係数を要する。
識別されたライブラリーインターフェレントの効果を統計的位に平均化するよう、アイイーエスデーのスペクトルの異なる1つを繰り返し組み合わせるために、ブロック3420,3430,3440,そして3450の過程が実行される。最初に、ブロック3420に記す様に、該アイイーエスデーは2つのサブセット、校正セットとテストセットに分割される。次に説明される様に、種々の校正及びテストセットへの該アイイーエスデーの繰り返す分割は校正定数の統計的有意性を改善する。一実施例では、該校正セットはアイイーエスデースペクトルの幾つかのランダムな選択であり、該テストセットは選択されないアイイーエスデースペクトルである。好ましい実施例では、該校正セットは該アイイーエスデースペクトルの約3分の2を有する。
代わりの実施例では、ブロック3420,3430,3440そして3450の過程は全ての利用可能なデータを使う平均校正定数の1つの計算で置き換えられる。
次に、ブロック3430で示される様に、サンプル測定値から被検体濃度を予測するために校正定数を発生するよう該校正セットが使われる。最初に被検体スペクトルが得られる。吸収測定値から決定されるブドウ糖の実施例では、ブドウ糖吸収スペクトルはαGとして示される。次いで該校正定数は下記の様に発生される。校正スペクトルC={c1,c2,...、cn}と対応するブドウ糖濃度値G={g1,g2,...、gn}を有する校正セットを使い、次いでブドウ糖無しスペクトルC’={c’1,c’2,...,c’n}がc’j=cj−αGgjとして計算される。次に、校正定数、κ、がC’とαGから、下記5過程により計算される。
1)C’はC’=AC’ΔC’BC’に分解され、すなわち特異値分解であり、ここで
A係数はC’の列空間又はスパンの正規直交基底である。
A係数はC’の列空間又はスパンの正規直交基底である。
2)AC’は、Δ(C’の特異値)の対角エントリーのサイズに基づき、特定の列ラン
クrへのオーバーフィッティングを避けるために裁頭されている。rの選択は校正
の精度と安定の間のトレードオフを有し、より大きいrはより精密であるが、安定
さのより少ない解に帰着する。一実施例では、各スペクトルCは25の波長を有し
、rは15から19に及ぶ。
クrへのオーバーフィッティングを避けるために裁頭されている。rの選択は校正
の精度と安定の間のトレードオフを有し、より大きいrはより精密であるが、安定
さのより少ない解に帰着する。一実施例では、各スペクトルCは25の波長を有し
、rは15から19に及ぶ。
3)AC’の最初のr列はスパン(C’)の正規直交基底として取られる。
4)背景からの投影は積PC’=AC’AC’ Tとして見出され、それはC’のスパン
上への直交投影であり、そして相補的部分空間
上への直交投影であり、そして相補的部分空間
上への投影を形成する相補的、又はナリング投影
が計算される。そして
5)該校正ベクトルκは、該ナリング投影を関心のある被検体の吸収スペクトルに適用し:
5)該校正ベクトルκは、該ナリング投影を関心のある被検体の吸収スペクトルに適用し:
、そして正規化する:κ=κRAW/〈κRAW、αG〉ことにより見出されるが、ここで角括弧〈、〉はベクトルの標準的内積(又はドット積)である。該正規化校正定数は1つの特定の校正セットについて単位αGスペクトル入力用の単位応答を作る。
次に、該校正定数は該テストセット内の被検体濃度を推定するため使われる(ブロック3440)。特に、該テストセット(各スペクトルは該テストセットを発生するため使われた該サンプル母集団スペクトルからの付随ブドウ糖濃度を有する)の各スペクトルは、推定されるブドウ糖濃度を計算するために、ブロック3430からの校正ベクトルκにより掛け算される。計算及び既知ブドウ糖濃度の間の誤差が次いで計算される(ブロック3450)。特に、該誤差のメザーは1/rms2に依り全テストセットに亘り平均された加重値を有する。
ブロック3420,3430,3440,そして3450は校正セットの多数の異なるランダム組み合わせについて繰り返される。ブロック3420,3430,3440,そして3450は数百回から数千回繰り返される。最後に、該多数の校正及びテストのセットからの校正及び誤差から平均校正定数が計算される(ブロック3460)。特に、平均
校正値は、加重平均校正ベクトルとして計算される。一実施例では、該加重は全てのテスト用のκave=κ*rms2/Σ(rms2)の様に、正規化された根2乗平均に比例する。
校正値は、加重平均校正ベクトルとして計算される。一実施例では、該加重は全てのテスト用のκave=κ*rms2/Σ(rms2)の様に、正規化された根2乗平均に比例する。
ブロック3130の最後が図34により実行されて、平均校正定数κaveが得られたスペクトルに適用される(ブロック3140)。
従って、識別されたインターフェレントに基づく校正定数の計算方法の一実施例は下記の様に抄録される。
1.生の(インターフェレントのない)サンプル母集団スペクトルにアールエスアイエ
スを付加し、かくしてインターフェレント拡張スペクトルデータベースを形成する
ことにより合成サンプル母集団スペクトルを発生する−−該アイイーエスデーの各
スペクトルはサンプル母集団の1つのスペクトルから合成され、かくして該アイイ
ーエスデーの各スペクトルは少なくとも1つの付随既知被検体濃度を有する。
スを付加し、かくしてインターフェレント拡張スペクトルデータベースを形成する
ことにより合成サンプル母集団スペクトルを発生する−−該アイイーエスデーの各
スペクトルはサンプル母集団の1つのスペクトルから合成され、かくして該アイイ
ーエスデーの各スペクトルは少なくとも1つの付随既知被検体濃度を有する。
2.該アイイーエスデーのスペクトルをスペクトルの校正セット及びスペクトルのテス
トセットに分離する。
トセットに分離する。
3.該校正セットスペクトルとそれらの付随既知の正しい被検体濃度に基づき校正セッ
ト用校正定数を発生する(例えば、上記5つの過程で概説したマトリックス操作を
使って)。
ト用校正定数を発生する(例えば、上記5つの過程で概説したマトリックス操作を
使って)。
4.対応するテストセット内の誤差を計算するために過程3で発生した校正定数を下記
の様に使う(テストセットの各スペクトル用に繰り返す)。
の様に使う(テストセットの各スペクトル用に繰り返す)。
a.推定ブドウ糖濃度を発生するために掛け算(選択されたテストセットスペクトル
) x (過程3で発生した平均校正定数)を行う。
) x (過程3で発生した平均校正定数)を行う。
b.選択されたテストスペクトルに付随する誤差を発生するため、この推定ブドウ糖
濃度と、該選択されたテストスペクトルに付随する既知の正しいブドウ糖濃度と
の差を評価する。
濃度と、該選択されたテストスペクトルに付随する既知の正しいブドウ糖濃度と
の差を評価する。
5.現在の校正セット−テストセットの対、用の加重又は平均誤差に到達するために過
程4で計算された誤差を平均する。
程4で計算された誤差を平均する。
6.過程2から5をn回繰り返し、n校正定数及びn平均誤差に帰着する。
7.識別されたインターフェレントの影響に最小の感応性の校正定数に到達するために
、該n平均誤差からの“グランド平均”誤差と、該n校正定数からの平均校正定数
と、を計算する(好ましくは、加重平均がよく、最大の平均誤差及び校正定数は算
入させない)。
、該n平均誤差からの“グランド平均”誤差と、該n校正定数からの平均校正定数
と、を計算する(好ましくは、加重平均がよく、最大の平均誤差及び校正定数は算
入させない)。
例1
中赤外線放射吸収スペクトロスコープ技術を使う血中ブドウ糖の検出法を参照しながら、ここに開示された或る方法の1例を図解する。表2は10のライブラリーインターフェレント(各々はブドウ糖と重なり合う吸収特徴を有する)と、各ライブラリーインターフェレントの対応する最大濃度と、を列挙する。又表2はトレーニングを伴う、及び伴わない場合についてインターフェレントに対するブドウ糖感度を列挙する。該インターフェレントに対するブドウ糖感度はインターフェレント濃度の単位変化の際の推定ブドウ糖濃度の計算された変化である。高度にブドウ糖選択的な被検体検出技術に於いてはこの値は0である。トレーニングを伴わない時のインターフェレントありに於けるブドウ糖感度は、何等識別されたインターフェレント無しに上記方法を使って校正値が決定された場合のインターフェレントありに於けるブドウ糖感度である。トレーニングを伴う時のインターフェレントありに於けるブドウ糖感度は、適当に識別されたインターフェレント有り時に上記方法を使って校正値が決定された場合のインターフェレントありに於けるブドウ糖感度である。この場合、最低の改良(インターフェレント有りに於ける感度の減少の意味で)は尿素について起こり、因数で6.4だけ低い感度が見られ、改良で比率が60から80を有する3つが続いた。残りの6つでは100を越える、から1600を越える、まで低下した感度因数が見られる。トレーニングを伴う際のインターフェレントありに於ける低下したブドウ糖感度は、該方法がインターフェレントの存在下でブドウ糖に対し選択性を有する校正定数を作る点で有効であることを示している。
中赤外線放射吸収スペクトロスコープ技術を使う血中ブドウ糖の検出法を参照しながら、ここに開示された或る方法の1例を図解する。表2は10のライブラリーインターフェレント(各々はブドウ糖と重なり合う吸収特徴を有する)と、各ライブラリーインターフェレントの対応する最大濃度と、を列挙する。又表2はトレーニングを伴う、及び伴わない場合についてインターフェレントに対するブドウ糖感度を列挙する。該インターフェレントに対するブドウ糖感度はインターフェレント濃度の単位変化の際の推定ブドウ糖濃度の計算された変化である。高度にブドウ糖選択的な被検体検出技術に於いてはこの値は0である。トレーニングを伴わない時のインターフェレントありに於けるブドウ糖感度は、何等識別されたインターフェレント無しに上記方法を使って校正値が決定された場合のインターフェレントありに於けるブドウ糖感度である。トレーニングを伴う時のインターフェレントありに於けるブドウ糖感度は、適当に識別されたインターフェレント有り時に上記方法を使って校正値が決定された場合のインターフェレントありに於けるブドウ糖感度である。この場合、最低の改良(インターフェレント有りに於ける感度の減少の意味で)は尿素について起こり、因数で6.4だけ低い感度が見られ、改良で比率が60から80を有する3つが続いた。残りの6つでは100を越える、から1600を越える、まで低下した感度因数が見られる。トレーニングを伴う際のインターフェレントありに於ける低下したブドウ糖感度は、該方法がインターフェレントの存在下でブドウ糖に対し選択性を有する校正定数を作る点で有効であることを示している。
例2
もう1つの例は18のインターフェレントについて本方法の効果を図解する。表3はこの例用にモデル化された18のインターフェレント及び最大濃度と、トレーニングを伴わない及び伴う場合の該インターフェレント有りに於けるブドウ糖感度と、を示す。該表はインターフェレントの無い場合及び全インターフェレントがある場合の両者で行われた1000の校正とテストシミュレーションのシリーズの結果を抄録する。図39は1000の試行についてブドウ糖濃度推定の根2乗平均誤差の分布を示す。表3に列挙される様に、多数の物質が著しく低下した感度を示す(重炭酸ソーダ、硫酸マグネシウム、トルブタミド)が、他は向上した感度を示す(エタノール、アセトアセテート)。図39の曲線は何等インターフェレントを有しないものと全て18のインターフェレントを有するものの両者について校正セット及びテストセットについてである。該インターフェレントは、図39の校正又はテストの曲線を比較することにより見られる様に、性能の劣化を生ずる。かくして、例えば、そのピークは約2mg/dLだけシフトされて見え、分布の幅は僅かに増加する。該ピークの高さの減少は分布の広がりのためであり、性能のささやかな劣化に帰着する。
もう1つの例は18のインターフェレントについて本方法の効果を図解する。表3はこの例用にモデル化された18のインターフェレント及び最大濃度と、トレーニングを伴わない及び伴う場合の該インターフェレント有りに於けるブドウ糖感度と、を示す。該表はインターフェレントの無い場合及び全インターフェレントがある場合の両者で行われた1000の校正とテストシミュレーションのシリーズの結果を抄録する。図39は1000の試行についてブドウ糖濃度推定の根2乗平均誤差の分布を示す。表3に列挙される様に、多数の物質が著しく低下した感度を示す(重炭酸ソーダ、硫酸マグネシウム、トルブタミド)が、他は向上した感度を示す(エタノール、アセトアセテート)。図39の曲線は何等インターフェレントを有しないものと全て18のインターフェレントを有するものの両者について校正セット及びテストセットについてである。該インターフェレントは、図39の校正又はテストの曲線を比較することにより見られる様に、性能の劣化を生ずる。かくして、例えば、そのピークは約2mg/dLだけシフトされて見え、分布の幅は僅かに増加する。該ピークの高さの減少は分布の広がりのためであり、性能のささやかな劣化に帰着する。
例3
第3の例では、ここで開示される或る方法が、血液中に普通見出されず、病院の集中治療ユニット(アイシーユーエス)の患者に普通に見られる4つのインターフェレント(タイプ−Bのインターフェレント)の存在下で、中赤外放射吸収スペクトロスコープ技術を使う血中ブドウ糖の測定についてテストされた。該4つのタイプ−Bのインターフェレントはマンニトール、デキストラン、nアセチルLシステイン、そしてプロカインアミドである。
第3の例では、ここで開示される或る方法が、血液中に普通見出されず、病院の集中治療ユニット(アイシーユーエス)の患者に普通に見られる4つのインターフェレント(タイプ−Bのインターフェレント)の存在下で、中赤外放射吸収スペクトロスコープ技術を使う血中ブドウ糖の測定についてテストされた。該4つのタイプ−Bのインターフェレントはマンニトール、デキストラン、nアセチルLシステイン、そしてプロカインアミドである。
該4つのタイプ−Bのインターフェレントの中で、マンニトールとデキストランはブドウ糖の推定に実質的に干渉する可能性を有し、両者はスペクトル的にブドウ糖に似ており(図1参照)、そして集中治療ユニットで使われる投薬量は典型的ブドウ糖レベルに比して非常に多い。例えば、マンニトールは2500mg/dLの濃度で血液中にあり、デキストランは5000mg/dLを超えた濃度で存在する。比較では、典型的血漿ブドウ糖レベルは100−200mg/dLの桁である。他のタイプ−Bのインターフェレント、n−アセチルLシステインとプロカインアミドはブドウ糖スペクトルと極めて異なるスペクトルを有する。
図40A、40B,40C、そして40Dの各々は2つの異なる技術を使って取られた異なるインターフェレントを有するブドウ糖の吸収スペクトルの比較を示すグラフであり、該2つの技術は、1cm−1の内挿解像度を有するフーリエ変換赤外線(エフテーアイアール)スペクトロメーター(3角付き実線)に依るものと、7.08μmでの140nmから10μmでの279nmまで変わるバンド幅に対応してガウシアンプロファイルと28cm−1の半値全幅(エフダブリューエイチエム)バンド幅を有する25有限バンド幅赤外線フィルターに依るもの(円付き波線)と、の両者である。特にその図は、1mg/dlの濃度レベルと、1μmの路長での、マンニトール(図40A)、デキストラン(図40B)、n−アセチルLシステイン(図40C)、そしてプロカインアミド(図40D)を有するブドウ糖の比較を示す。図40A−40Dで水平軸線はマイクロメートル(μm)の波長の単位を有し、7μmから10μmに及んでおり、垂直軸線は任意の単位を有する。
図40A、40B,40Cそして40Dで、フィルターを使って得られたデータの中央波長は各波線カーブに沿う円により示され、マイクロメートルでの下記波長、すなわち、7.082,7.158,7.241,7.331,7.424,7.513,7.605,7.704,7.800,7.905,8.019,8.150,8.271,8.598,8.718,8.834,8.969,9.099,9.217,9.346,9.461,9.579,9.718,9.862,そして9.990に対応する。スペクトルの特徴へのフィルターのバンド幅の影響は、実線の曲線上のスペクトルの特徴のシャープさの低下と、波線の曲線上のシャープな特徴が比較的欠けたこととして、図40A−40Dで見られる。
図41は3人のドナーから取られた6つの血液サンプルについての血漿スペクトルのグラフを7μmから10μmの波長範囲について任意単位で示し、曲線上の印はその25のフィルターの中央波長を示す。該6つの血液サンプルは、この例のタイプ−Bのインターフェレントである、マンニトール、デキストラン、n−アセチルLシステイン、そしてプロカインアミドを何等含まず、かくしてサンプル母集団である。3人のドナー(ドナーA、B、そしてCと示される)は異なる時に血液を提供し、ワイエスアイバイオケミストリーアナライザー(YSI Biochemistry Analyzer){ワイエスアイ社(YSI Incorporated)、イエロースプリングス、オハイオ州}を使って測定時、mg/dlでグラフ説明に示される種々の血糖値レベルに帰着した。各スペクトルをサンプルする直前に同じセル内の食塩水の基準走査のスペクトルの解析により36.3μmと推定されたこれらのサンプルの路長が、これらの測定値を正規化するため使われた。この量は提供された校正ベクトルの計算で考慮され、他の機器から得られたスペクトルへのこれらのベクトルの適用は、正当な結果を得るために同様な路長推定と正規化過程を求めるであろう。
次に、この例の各タイプ−Bのインターフェレントのランダムな量が、例えば、インターフェレント拡張スペクトルを構成する混合物を作るためにそのスペクトルに付加される。該サンプル母集団スペクトルの各々が付加された1つのインターフェレントのランダムな量と、表4に示す様に、組み合わされたが、該表はインデックス番号N、ドナー、ブドウ糖濃度(ジーエルユー)、インターフェレント濃度{コンク(アイエフ)}、そしてインターフェレント、を54スペクトルの各々について列挙する。表4の条件は、該4つのインターフェレントの各々の2つのレベルと組み合わされた6つの血漿スペクトルの各々を有する、組み合わせスペクトルを形成するため使われた。
図42A、42B、42C、そして42Dは表4の条件から形成されたスペクトルを有する。特に、該図は、1mg/dlの濃度レベルと、1μmの路長で、マンニトール(図42A)、デキストラン(図42B)、n−アセチルLシステイン(図42C)、そしてプロカインアミド(図42D)のランダム量を有する6つのサンプルのサンプル母集団のスペクトルを示す。
次に、図42A−42Dのスペクトルを使って校正ベクトルが発生されたが、事実上はブロック3120の過程を再生した。この例の次の過程は、水無しのスペクトルを作るために、該サンプル内にある水のスペクトルの引き算である。上記論議の様に、ここで開示される或る方法は、サンプル母集団及び測定サンプルの両者にあるインターフェレント(タイプ−Aのインターフェレント)の存在中の被検体濃度の推定を提供するものであり、そしてサンプル母集団及び被測定サンプル内にあるインターフェレントのスペクトルを除去する必要はない。そのスペクトルから水を除去する過程はかくして開示された方法の代わりの実施例となる。
水の無いスペクトル用として、マンニトール(図43A)、デキストラン(図43B)、n−アセチルLシステイン(図43C)、そしてプロカインアミド(図43D)についての校正ベクトルが図43A−43Dで示される。特に、図43A−43Dの各1つはインターフェレントの存在下でトレーニングにより得られた校正ベクトルを、クリーンな血漿スペクトルのみに関するトレーニングにより得られた校正ベクトルと比較する。該校正ベクトルは、基準スペクトルの処理で使われるフィルターについて(路長正規化された)スペクトル吸収値を表すベクトルとのその内積を計算することにより使われる。大きな値(正か負かどちらかで)は対応するスペクトル吸光度がブドウ糖の存在に敏感な波長を典型的に表し、一方小さな値は一般に、該スペクトル吸光度がブドウ糖の存在に鈍感な波長を表す。インターフェアする物質の存在下では、この対応は透明さが幾分少なく、ブドウ糖の存在をマスクするインターフェアする物質の傾向により修正される。
2つのインターフェレント、n−アセチルLシステイン及びプロカインアミドの影響を最小化するため得られる校正ベクトルの、純血漿用に得られるそれとの、類似性は、これら2つのインターフェレントが、スペクトル的に、該ブドウ糖スペクトルと極めて特異であり、デキストラン及びマンニトールの影響を最小化する校正ベクトルと純血漿用に得られる校正と、の間の大きな差は、これらの物質のスペクトルとブドウ糖のそれとの間の高
度の類似性を逆に表している事実の反映である。該インターフェアするスペクトルがブドウ糖スペクトルに類似する場合については(すなわち、マンニトール及びデキストラン)、校正ベクトルに最大の変化がある。該インターフェアするスペクトルが該ブドウ糖スペクトルと異なる場合については(すなわち、n−アセチルLシステイン及びプロカインアミド)、インターフェレントを伴い及び伴わず得られる校正ベクトル間の差を検出することは難しい。
度の類似性を逆に表している事実の反映である。該インターフェアするスペクトルがブドウ糖スペクトルに類似する場合については(すなわち、マンニトール及びデキストラン)、校正ベクトルに最大の変化がある。該インターフェアするスペクトルが該ブドウ糖スペクトルと異なる場合については(すなわち、n−アセチルLシステイン及びプロカインアミド)、インターフェレントを伴い及び伴わず得られる校正ベクトル間の差を検出することは難しい。
論じられた方法の過程は一実施例では、適当な記憶装置に記憶されたインストラクション(コードセグメント)を実行する処理システム(すなわち、コンピュータ)の適当なプロセサー(複数を含む)により行われることは理解されよう。該開示された方法と装置が何等特定の実施法又はプログラミング技術に限定されず、該方法と装置がここで開示された機能を実施するどんな適当な技術を使って実現されてもよいことは理解されよう。該方法と装置は何等特定のプログラミング言語又はオペレーティングシステムに限定されない。加えて、有線又は無線通信により通信する該装置の種々の部品は1つのハウジング内に又は多数ハウジング内に含まれてもよい。
更に、該方法で使われる該インターフェレント、被検体又は母集団データは必要な時に更新、変更、付加、除去又は他の仕方で修正されてもよい。かくして、例えば、該方法にアクセス可能なインターフェレントのスペクトル情報及び/又は濃度は該方法を実施するプログラムのデータベースを更新又は変更することにより更新又は変更されてもよい。該更新は新しいコンピュータ読み出し可能な媒体を提供することにより又はコンピュータネットワーク上で行われてもよい。該方法又は装置に行われてもよい他の変更は追加的被検体の付加又は母集団スペクトル情報の変更を含むが、それらに限定されない。
ここで説明された方法の各々の一実施例は、処理システム、例えば、1つ以上のプロセサーと埋め込まれたシステムの部分であるメモリー、によりアクセス可能な及び/又は実行可能なコンピュータプログラムを含む。かくして、当業者により評価される様に、開示された発明の実施例は、方法、専用装置の様な装置、データ処理システムの様な装置、キャリア媒体、例えば、コンピュータプログラム製品として具体化されてもよい。該キャリア媒体は1つの方法を実施するよう処理システムを制御するための1つ以上のコンピュータ読み出し可能なコードセグメントを担う。従って、開示された発明の種々の1つは、方法、全体的なハードウエア実施例、全体的なソフトウエア実施例又はソフトウエア及びハードウエアの側面を組み合わせる実施例、の形を取ってもよい。更に、開示された方法(測定値解析、インターフェレント決定、及び/又は校正定数発生、の開示された方法を含むがそれに限定されない)の何れかの1つ以上は1つ以上のコンピュータ読み出し可能なコードセグメント又はキャリア媒体上のデータコンパイレーションとして記憶されてもよい。ディスケット又はハードディスクの様な磁気記憶デバイス、メモリーカートリッジ、モジュール、カード又はチップ(単独で、又はより大きいデバイス内に設置されて)、又はCD又はDVDの様な光学的記憶デバイス、を含む何等かの適当なコンピュータ読み出し可能なキャリア媒体が使われてもよい。
この明細書を通して“一実施例”又は“実施例”の言及は該実施例に関連して説明された特定の特徴、構造又は特性が少なくとも1つの実施例に含まれることを意味する。かくして、この明細書を通して種々の場所で、“一実施例で”又は“実施例で”の句の出現は必ずしも全てで同じ実施例を言及してはいない。更に、当業者にはこの開示から明らかな様に、特定の特徴、構造又は特性は何等かの適当な仕方で1つ以上の実施例で組み合わされてもよい。
同様に、実施例の上記説明では、該開示をスムーズにして、1つ以上の種々の発明の側面の理解に役立つ目的で、時には本発明の種々の特徴は1つの実施例、図、又はその説明
に一緒にグループ化されることは評価されるべきである。しかしながら、この開示の方法はどんな請求項もその請求項に明示的に詳述されたより多くの特徴を要求する意図の反映と解釈されるべきでない。寧ろ、発明の側面は、何等かの1つの前記開示実施例の全てより少ない特徴の組み合わせの中にある。
に一緒にグループ化されることは評価されるべきである。しかしながら、この開示の方法はどんな請求項もその請求項に明示的に詳述されたより多くの特徴を要求する意図の反映と解釈されるべきでない。寧ろ、発明の側面は、何等かの1つの前記開示実施例の全てより少ない特徴の組み合わせの中にある。
被検体検出システム、サンプル要素、被検体濃度計算用のアルゴリズムと方法、そして他の関連装置と方法に関する更に進んだ情報は特許文献4,8,6,9そして1で見出される。上記出版物の各々の全内容はここでの引用によりここに組み入れられ、本明細書の部分となる。
多数の出願、出版及び外部の文書が引用によりここに組み入れられる。本明細書の本体文書の陳述と該組み入れられた文書の何れかの中での陳述の間の何等かの撞着又は矛盾は本体文書内の陳述を顧慮して解決されるべきである。
セクションVI−血餅形成の抑制
血液の凝固は体外血液システムの動作に影響する。一般に凝血は血液内の一連の複雑な化学反応により進行する。体外のシステムでは、凝血は血液の大抵の種類の面との接触時に始まり、面上か、クレビス内か、又は面の種類又は流れ条件の変化部内に集まる。かくして、例えば、通路を通って流れる血液は通路壁上に堆積し、該血流を制限又は阻止する血餅を形成し、該システムの動作を妨げる。この節はシステム10内で血餅形成を抑制する幾つかのデバイスと方法に向けられる。
血液の凝固は体外血液システムの動作に影響する。一般に凝血は血液内の一連の複雑な化学反応により進行する。体外のシステムでは、凝血は血液の大抵の種類の面との接触時に始まり、面上か、クレビス内か、又は面の種類又は流れ条件の変化部内に集まる。かくして、例えば、通路を通って流れる血液は通路壁上に堆積し、該血流を制限又は阻止する血餅を形成し、該システムの動作を妨げる。この節はシステム10内で血餅形成を抑制する幾つかのデバイスと方法に向けられる。
セクションVI.A−血餅の超音波抑制
体外システムへの振動の印加は該システム内の血餅の形成を抑制することが本発明人により見出された。該振動は、15kHzより高い様な、人間の聞こえる範囲の上の周波数が好ましくそして、ここでは限定はしないが、超音波の振動又は波又は“超音波”と呼ばれる。
体外システムへの振動の印加は該システム内の血餅の形成を抑制することが本発明人により見出された。該振動は、15kHzより高い様な、人間の聞こえる範囲の上の周波数が好ましくそして、ここでは限定はしないが、超音波の振動又は波又は“超音波”と呼ばれる。
今、図49を参照すると、図解的実施例が提示される。下記実施例の項の論議は、本開示の装置も、方法も、範囲を限定するようには意図されていない。特に、図49は、実施例の抗凝血デバイス4900の斜視図であるが、該デバイスはサンプル要素2310に隣接する流れ通路4910の隣に位置付けられた、超音波ホーン4901及び超音波発生器4903を有する。超音波発生器4903は電源及び電子機器(示されてない)に接続される。超音波ホーン4901は移動可能であり、体外システムの血液を含む部分、例えば、通路4901、と接触して置かれてもよく、振動は血餅が形成すると知られる又は期待される場所の方に向けられている。
一実施例では、超音波ホーン4901を通して伝送される周波数は15から60kHzであり、2から200ワットの超音波パワーを伝送する。1つの好ましい実施例では、ソニックアンドマテリアル社(Sonics & Materials,Inc.)(ニュートン、コネチカット州)から得られるブイシー24型超音波システムは40kHzの周波数と25ワットのパワーで運転される。
図49の装置の使用例として、超音波無しでサンプル要素2310を全血で繰り返し充填すると視認可能な凝血を生じた。次いでデバイス4900がテストされたが、それはサンプル要素2310を全血で繰り返し充填し、ホーン4901を通路4910と接触するようもたらし、そしてサンプル要素2310の各充填の間に40kHz、25ワットの超音波の10秒パルスを送るよう発生器4903を賦活させることに依った。充填と超音波の提供は69時間の間30分毎に繰り返されたが、その後では、視認に依っても、該通路を流れる血液の抑制の測定に依っても、非常に少い凝血の形跡しかなかった。
セクションVI.B−抗凝固剤を用いた血餅の抑制
代わりの実施例は、流れ通路へのクレンジング溶液の提供により凝血を防止する。1つのこの様な実施例では、浄化溶液Sは通路20の幾らか又は全部に間隔を置いて提供された。この概念の1つの図解が図50を参照してここで提示される。下記実施例の項での論議は本開示の装置も、方法も、範囲を限定するようには意図されてない。特に図50は、下記で更に詳述することを除けば、図1,2又は3で図解されたサンプリングシステム100又は300の実施例と概ね同様なサンプリングシステム5000の詳細を示す略図である。
セクションVI.B−抗凝固剤を用いた血餅の抑制
代わりの実施例は、流れ通路へのクレンジング溶液の提供により凝血を防止する。1つのこの様な実施例では、浄化溶液Sは通路20の幾らか又は全部に間隔を置いて提供された。この概念の1つの図解が図50を参照してここで提示される。下記実施例の項での論議は本開示の装置も、方法も、範囲を限定するようには意図されてない。特に図50は、下記で更に詳述することを除けば、図1,2又は3で図解されたサンプリングシステム100又は300の実施例と概ね同様なサンプリングシステム5000の詳細を示す略図である。
サンプリングシステム5000は、浄化溶液コンテナー5107内に含まれ、通路5113を通して送られる浄化溶液Sを、通路113及びサンプル分析デバイス330内へ提供する抗凝血デバイス5100の実施例を有する。特にデバイス5100は通路5113上のポンプ5109とバルブ5111、通路113上のバルブ5101そしてバルブ5105を有するバイパス5103を備える。デバイス5100のバルブとポンプは図50に示されない電氣制御ラインを通して制御器210に接続され、それにより制御される。
デバイス5100は、下記の様に、通路113とサンプル分析デバイス330を通して浄化溶液Sをフラッシするため使われてもよい。図7Jを参照して説明した過程の後、バルブ5101,323そして326が閉じ、バルブ5111と5105が開き、そしてポンプ5109が賦活され、浄化溶液Sがコンテナー5107から、通路5113,113,324そしてデバイス330を通るよう汲み出される。このポンプ作用はバック流れであり、すなわち、それはシステム5000の正規流れの逆方向である。充分な量の浄化溶液がシステム5000に提供された後、バルブ5101,323,そして326は開かれ、バルブ5111と5105は閉じられ、そしてポンプ5109は停止される。残留の血液、食塩水又は他の流体は次いで、ポンプ203を使って、ウエーストレセプタクル325内へ汲まれる。図7A−7Jの1つ以上を参照する過程が次いで実行される。
一実施例では、該浄化溶液Sは、通路の表面、サンプル要素、又は他の血液接触面から、血液、血液成分及び/又は凝血した血液、を除くのに有効である。溶液Sは室温で熱的に安定であるのが好ましい。この様な溶液は、病院及び実験室のインスツルメントの浄化用に典型的に使われ、血液処理用の非特定的プロテアーゼエンザイムを含んでもよい。浄化溶液Sの1つの種類は、食塩水と約1%のターガザイムテーエム(TERGAZYMETM){ニューヨーク州、ホワイトプレーンの、アルコノックス(Alconox)社で製造される}の混合物である。
セクションVI.C−血餅の抗凝固的抑制
もう1つの代わりの実施例は抗凝固性溶液を通路20内の身体流体に供給することにより凝血を防止する。この実施例の1図解がここで図51を参照して提示されるが、該図は本開示の範囲を限定するようには意図されてない。図51はサンプリングシステム5100の詳細を示す略図であるが、該システムは、下記で更に詳述することを除けば、図1、2又は3で図解されたサンプリングシステムの実施例100又は300と概ね類似している。サンプリングシステム5100のサンプリング組立体5120は、下記で更に詳述していることを除けば、図1A、2,3、5,及び8で図解されるサンプリング組立体の実施例220と概ね類似している。
もう1つの代わりの実施例は抗凝固性溶液を通路20内の身体流体に供給することにより凝血を防止する。この実施例の1図解がここで図51を参照して提示されるが、該図は本開示の範囲を限定するようには意図されてない。図51はサンプリングシステム5100の詳細を示す略図であるが、該システムは、下記で更に詳述することを除けば、図1、2又は3で図解されたサンプリングシステムの実施例100又は300と概ね類似している。サンプリングシステム5100のサンプリング組立体5120は、下記で更に詳述していることを除けば、図1A、2,3、5,及び8で図解されるサンプリング組立体の実施例220と概ね類似している。
サンプリングシステム5100は、通路113内の身体流体に、ここで、限定無しで、“抗凝固剤溶液”ACと呼ばれる、溶液を供給する抗凝固剤源5101の実施例を含んでいる。図51の実施例で、該抗凝固剤溶液ACは血液抗凝固特性を有し、通路5103を通して合流部5105の通路113内へ供給される。抗凝固剤源5101は、1時間、6時間、1日、2日、3日又はそれより長い様な、或る期間の間動作する量の抗凝固剤溶液ACを有するのが好ましい。
サンプリングシステム5100は又制御器210へのライン114を有する。抗凝固剤源5101は、制御器210の制御下で、該溶液を通路5103を通して供給するが、そこではそれは合流部5103の通路113内の流体と混合する。一実施例では、抗凝固剤源5101は、抗凝固剤溶液ACの制御された、及び/又は繰り返し可能な、量を供給する機構を有する。かくして、例えば、抗凝固剤源5101は、インクジェット型又は自動シリンジの、ポンプを有するが、それに限定されない、ポジティブ容積型ポンプを備える。もう1つの実施例では、抗凝固剤源5101はバルブを有し、抗凝固剤溶液ACは通路113内の低圧により供給される。
次に説明する時、該用語“抗凝固剤溶液”は抗凝固特性を有し、身体流体の材料サンプルに付加される溶液を呼び、抗凝固剤溶液ACの組成に関して限定するよう意図されていない。一般に、抗凝固剤溶液ACは1つ以上の抗凝固剤を含み、オプションで水の様な溶剤と、該抗凝固剤を安定化するのに必要な他の成分と、を含んでもよい。加えて、代わりの実施例の抗凝固剤溶液ACは、通路113に加えられる抗凝固剤溶液ACの量の定量化に役立ち、抗凝固特性を少ししか又は全く有しない、又は次に論じるように、抗凝固剤の機能又は使用法に関係する成分を含んでいる。
好ましくは、通路5103内に提供される溶液は、通路113内での血液の凝固を抑制又は防止するのに充分な量の1つ以上の抗凝固剤を有するのがよい。種々の実施例で使われてもよい抗凝固剤は、水溶液中の、へパリンナトリウム、2カリウムエチレンディアミン4酢酸(K2EDTA)及び3カリウムエチレンディアミン4酢酸(K3EDTA)を含むがそれらに限定されないエチレンディアミン4酢酸、シュウ酸カリウム、及びクエン酸ナトリウム、を含むがそれらに限定されない。凝血を抑制するのに充分なこれらの抗凝固剤の濃度は、当該分野で良く知られており、下記の表に抄録される。通路5103内の抗凝固剤の流れと、通路113内の血液の流れ、は該血液中の該抗凝固剤濃度が凝血を抑制するのに充分なように選択される。通路5103内に提供される該溶液は表5に列挙される抗凝固剤の1つ以上、及び/又は他の化合物を有してもよい。
サンプリングシステム5100の動作は、抗凝固性ACを噴射するのに要する過程を除けば、図7A−7Jに示し、これらの図を参照して前に説明した動作方法と概ね類似している。図7A−7Jで示されない合流部5105が図51に示す様に、バルブ316の近くに配置される。制御器210は、バルブ316を過ぎた直後にサンプルSの全部又は幾らか内に抗凝固性ACを供給するよう、サンプリングシステム5120へインストラクションを与える(図7E及び7Fで示すそれの間の過程で)。サンプリングユニット200により測定されるサンプルは、ここで混合物S/ACと呼ばれる、サンプルSと抗凝固剤溶液ACの混合物である。
混合物S/ACについての測定値を得る過程は、純粋なサンプルSのみについて測定値を得る以上に、測定値を解析するため使われる方法の変更を要する。下記は、混合物S内の1つ以上の被検体の測定値を得るために混合物S/ACの分析に関する幾つかの方法の列挙であるが、それらに限定することは意図されてない。
一実施例では、抗凝固剤溶液ACの成分は、サンプルSと混合された時充分少ない濃度又は容積であるか、又はサンプリングユニット200により検出可能な徴候を有せず、ここで説明される方法は混合物S/AC内の被検体を測定するために使われてよい。
もう1つの実施例では、該成分抗凝固剤溶液ACは被検体の測定値に影響するレベルでサンプリングユニット200により検出可能であり、該抗凝固剤溶液成分は考慮される必要がある外因的インターフエラントである。かくして、例えば、被検体の測定値に影響する抗凝固剤溶液ACの成分はライブラリーインターフエラントとして含まれる。ここで説明される方法は、混合物S/AC内の被検体を測定するため使われてよい。
溶液Sへの或る容積の抗凝固剤溶液ACの追加は測定される被検体の濃度を変える。かくして、例えば、溶液S内の被検体の濃度は、該混合物S/AC内のより低い濃度に希釈される。一実施例では、該希釈は考慮されず、−すなわち該システムは混合物S/AC内の被検体の濃度を測定し、報告する。これは、該希釈が、最終希釈誤差がしきい値レベルを下回るように充分に小さいと言う条件では好ましい方法である。もう1つの実施例では、混合物S/AC内の測定された被検体濃度は、未希釈混合物S内の被検体濃度の推定値を提供するよう修正される。
抗凝固剤溶液の容積を追加することで起こる希釈の量の決定に基づいて、抗凝固剤溶液ACの追加による希釈を修正する幾つかの代わりの実施例がある。一実施例は、サンプリングシステム100内で定量化可能な成分を有する抗凝固剤溶液ACを使用する過程を含む。一般に、可能性として溶剤及び安定剤(1つの“抗凝固混合物”)を含み、抗凝固の目的で使われる化合物の混合物は、サンプリングシステム100内で定量化可能であるか、又は定量化可能でないか何れかである。該定量化可能な化合物(ここでは、限定なしに、“抗凝固性被検体”と呼ばれる)は、それが抗凝固剤であろうと、追加された定量化可能な化合物であろうと、内因性のインターフエラントでなく内因性の被検体でもないことが好ましい。
被検体検出システム1700を有するが、それに限定されない赤外線スペクトロスコープ被検体検出システム用として、定量化可能な抗凝固剤溶液の例は、へパリンナトリウム、K2EDTA、K3EDTA、シュウ酸カリウム、及びクエン酸ナトリウムの1つ以上の混合物を含むがそれに限定されない。
被検体検出システム1700を有するがそれに限定されない、赤外線スペクトロスコープ被検体検出システムで有用な抗凝固被検体は、不活性で、水に溶解可能で、安定で、そして識別可能な赤外線スペクトルを有する化合物である。一実施例では、追加された抗凝固被検体は、該被検体又はインターフエラントのそれらに重なり合わないのが好ましい少数の赤外線吸光度ピークを有する。一実施例では、該追加の抗凝固被検体は4から6μm及び/又は7.5から8.5μmの範囲に特異のスペクトルを有する。
もう1つの実施例では、抗凝固被検体として重炭酸ナトリウムが追加される。重炭酸ナトリウムは関心のある血液被検体に対し比較的不活性であり、8.5μm付近に主要ピークを有する単純な吸収スペクトルを備える。なおもう1つの実施例では、ホウ酸ナトリウム塩がもう1つの追加された抗凝固被検体である。他の抗凝固被検体は、B、C、N、A
l、Si、P、S、及びSeの酸化物を有するがそれらに限定されない、2元素の小さな、対称化合物を備えるのが好ましいが、それらに限定されない。
l、Si、P、S、及びSeの酸化物を有するがそれらに限定されない、2元素の小さな、対称化合物を備えるのが好ましいが、それらに限定されない。
下記論議は抗凝固被検体を含む抗凝固剤の追加による希釈を修正する方法に向けられている。論議の目的で、混合物S/ACは理想的混合物であると仮定する。1例として、サンプルSの容積V0内の濃度C0を有する被検体が、δVの抗凝固剤溶液ACで希釈されたと仮定する。希釈されてないサンプルSと、希釈された混合物S/ACと、の被検体の量を等値すると下記となる。
C0=C0’(1+δV/V0) 式(1)
第1の実施例では、サンプリングシステム5100は、溶液AC(δV)と溶液S(V0)の再生可能な容積か又は容積の比(δV/V0)か何れかを提供する。該比δV/V0は直接か又は既知サンプル濃度を使った校正により決定され、式(1)は希釈を修正するため使われる。
第1の実施例では、サンプリングシステム5100は、溶液AC(δV)と溶液S(V0)の再生可能な容積か又は容積の比(δV/V0)か何れかを提供する。該比δV/V0は直接か又は既知サンプル濃度を使った校正により決定され、式(1)は希釈を修正するため使われる。
第2の実施例では、サンプリングシステム5100は、抗凝固剤溶液AC(δV)か、又は溶液S(V)か何れかの精密に測られた容積を供給し、サンプリングシステム100内の抗凝固被検体の量の測定が行われる。例えば、抗凝固被検体は抗凝固剤溶液AC内で既知の濃度C1を有すると仮定する。混合物S/AC内の抗凝固剤溶液ACの容積δVの希釈をすると、混合物S/AC内の抗凝固被検体の濃度はC1’の値に希釈される。測定可能な抗凝固被検体の質量の保存から下記となり、
C1’=C1δV/(V0+Vδ) 式(2)
混合物内の容積比δV/V0は式(2)から下記の様に計算される。
C1’=C1δV/(V0+Vδ) 式(2)
混合物内の容積比δV/V0は式(2)から下記の様に計算される。
δV/V0=C1’/(C1−C1’) 式(3)
式(1)と(3)から下記が与えられる。
式(1)と(3)から下記が与えられる。
C0=C0’C1/(C1−C1’) 式(4)
該抗凝固溶液内の既知の抗凝固被検体濃度(C1)と、該混合物S/AC内の測定された抗凝固被検体濃度及び被検体濃度(それぞれC1’とC0’)と、が与えられると、該材料サンプルS内の該被検体の濃度を計算するため式(4)が使われる。
該抗凝固溶液内の既知の抗凝固被検体濃度(C1)と、該混合物S/AC内の測定された抗凝固被検体濃度及び被検体濃度(それぞれC1’とC0’)と、が与えられると、該材料サンプルS内の該被検体の濃度を計算するため式(4)が使われる。
本開示の範囲を限定するよう意図しない1例であるが、被検体は吸収スペクトル法により決定され、抗凝固被検体は、該被検体を含む流体と混合し、そして被検体検出システム1700の様な、被検体検出システムで検出可能な1つ以上の吸収特徴を有する物質である。一実施例では、該抗凝固溶液ACは既知濃度(例えば、C1)の抗凝固被検体を有する。加えて、この実施例の抗凝固剤はサンプリングシステム100により被検体として扱われ、かくして混合物S/AC内で測定される濃度(例えば、C1’)を有する。該サンプル被検体の濃度はC0’として測定され、かくしてその希釈されないサンプル被検体濃度は式(4)に於ける様に計算されてもよい。
セクションVII−多数流体ハンドリングカセットシステム
図52−54はサンプリングシステム800の追加の実施例を描くが、該システムは幾つかのバリエーションでは、下記で更に説明することを除けば、他で説明されたサンプリングシステム800の実施例と類似していてもよい。図52−54のサンプリングシステム800で、該カセット820は2つの別々の、或いは別々に収容されたカセット、インスツルメントカセット4000と患者カセット4002を有する。該インスツルメント及び患者カセットは、該カセット4000と4002の間の流体の通過を可能にする少なくとも1つの輸送カップリング4080により相互接続される。下記で更に詳論される様に、該インスツルメント及び患者カセット4000,4002は、別々に、除去可能に、該インスツルメント810に(及び/又は相互に)取り付け可能であり、そして該輸送カップリング4080経由で、除去可能に、相互に対し相互接続可能である。或る場合には、該カセット820の或る部分は、他の部分よりもっと高頻度で、処分されることが望ましくてもよい。図52−54のカセット820は、該サンプリングシステム800の使い捨て可能な部品が、より経済的な頻度で取り換えられることを可能にして、比較的稀にしか取り換えられる必要がない部品の不必要な処分を避ける。便宜的に、類似の部品は図52−54では図1−52に於けると同じ参照数字で呼称される。
図52−54はサンプリングシステム800の追加の実施例を描くが、該システムは幾つかのバリエーションでは、下記で更に説明することを除けば、他で説明されたサンプリングシステム800の実施例と類似していてもよい。図52−54のサンプリングシステム800で、該カセット820は2つの別々の、或いは別々に収容されたカセット、インスツルメントカセット4000と患者カセット4002を有する。該インスツルメント及び患者カセットは、該カセット4000と4002の間の流体の通過を可能にする少なくとも1つの輸送カップリング4080により相互接続される。下記で更に詳論される様に、該インスツルメント及び患者カセット4000,4002は、別々に、除去可能に、該インスツルメント810に(及び/又は相互に)取り付け可能であり、そして該輸送カップリング4080経由で、除去可能に、相互に対し相互接続可能である。或る場合には、該カセット820の或る部分は、他の部分よりもっと高頻度で、処分されることが望ましくてもよい。図52−54のカセット820は、該サンプリングシステム800の使い捨て可能な部品が、より経済的な頻度で取り換えられることを可能にして、比較的稀にしか取り換えられる必要がない部品の不必要な処分を避ける。便宜的に、類似の部品は図52−54では図1−52に於けると同じ参照数字で呼称される。
サンプリングシステム800の本実施例が、図52−54で描かれた相対的な方向と位置を参照して説明される。これは該サンプリングシステム800を説明する便宜のため行われるもので、ここで開示する技術の範囲を限定するようには意図されてない。又図52−54は、単に本実施例の広い範囲を示すよう意図されており、部品位置、構造、又は機能を限定するよう意図されてない略図の図解である。
該用語“使い捨て可能な”が患者カセット4002又はインスツルメントカセット4000の様な、システム又は部品に適用される時、図52−54のサンプリングシステム800を参照して使われるが、“使い捨て可能な”は広い用語であり、限定無しで、当該の部品又は部品のグループが、有限回数使われ次いで捨てられることを意味する。或る使い捨て部品は1回だけ使われ、次いで捨てられる。他の使い捨て部品は1回より多く使われ次いで捨てられる。例えば、新患者カセット4002は、新患者が該サンプリングシステム800に接続される度毎に取り換えられるが、該インスツルメントカセット4000はそれが多くの患者用に使われた後のみ取り換えられてもよい。
図52を参照すると、患者カセット4002は、食塩水(又は他の注入剤)リザーバー15への接続を実現する流体ソース通路111及びコネクター120と、カテーテル11への接続を実現する患者接続通路112及びコネクター110と、を有する。
図53を参照すると、該インスツルメントカセット4000の更に進んだ詳細が破線4003の中に示されている。該インスツルメントカセット4000は一般的に、その上に設置されたサンプル要素2448を有する遠心分離機ローター2020と、流体インターフエース2028(図52−54に示されてない)と、そしてウエーストリザーバー325と、を備える。該インスツルメントカセット4000は又一般的に、多数の流体通路、すなわち、サンプリング通路コネクター4014から該流体インタフエースまで延びる該サンプリング通路113の部分、該流体インターフエースからクレンザー通路コネクター4012まで延びるクレンザー通路4006の部分、該サンプリング通路113との合流部4009からウエーストリザーバー325まで延びる第1ウエースト通路4008、そして該クレンザー通路4006との合流部4021から該ウエーストリザーバー325まで延びる第2ウエースト通路4004、を有する。
該インスツルメントカセット4000が主インスツルメント810に取り付けられると、該インスツルメントカセット4000の部品は下記の様に主インスツルメントの部品とインターフエースする。遠心分離機ローター2020は、他で説明した様にローター及びサンプル要素2448の回転を実現するために、該主インスツルメント810の遠心分離機ドライブ2030と結合され、該流体インターフエース2028は、上記で論じた様に、該主インスツルメント810のアクチュエーターにより駆動するよう位置付けられる。主インスツルメント810は、該インスツルメントカセット4000が該主インスツルメント810に取り付けられた時、該インスツルメントカセット4000の、それぞれ、クレンザー通路4006,第1ウエースト通路4008そして第2ウエースト通路4004とインターフエースするバルブピンチャー4020,4016、そして4018を有する。該通路4006,4008、そして4004が該バルブピンチャー4020、4016,そして4018内に置かれると、ピンチバルブがそれぞれ形成される。
該インスツルメントカセット4000はウエーストリザーバー325を有するが、該リザーバーはサンプリングシステム800のサンプリング及び分析過程からのウエースト材料を受けるよう構成される。血液の様な流体が、前の実施例で詳細説明された様に、該遠心分離機ローター2020とサンプル要素2448の内部で分析された後、それは次いで該ウエーストリザーバー325内に捨てられそして置かれる。該ウエーストリザーバー325はソフトで柔軟なIVバッグ、硬い剛性コンテナー、又はサンプルウエーストを貯蔵する何等かの他の適当なコンテナーであってよいが、それらに限定されない。
該インスツルメントカセット4000が主インスツルメント810に取り付けられると、該カセット4000はクレンザー通路コネクター4012及びサンプリング通路コネクター4014を経由して、患者カセット4002と相互接続される。該コネクター4012,4014はかくして輸送カップリング4080の部分を有し、該部分は更に、該インスツルメントカセット4000と該患者カセット4002の間に延びるサンプリング通路113の部分とクレンザー通路4006とを形成する2重ルーメン配管の長さを有する。或る実施例では、コネクター4012,4014は、該輸送カップリング4080のどちらかの端部(すなわち、該輸送カップリング4080が該患者カセット4002又は該インスツルメントカセット4000と結合するところ)か、又は該輸送カップリング4080の長さに沿うどこか、に位置付けられてもよい1つの2重ルーメンカップリング内に具体化されてもよい。
図54は、図52−53のそれと類似であるが、インスツルメントカセット4000の異なる構成を有する、サンプリングシステム800のもう1つの実施例を図解する。図54に示す配置では、該インスツルメントカセット4000は主として、上に設置されたサンプル要素2448を有する遠心分離機ローター2020と、流体インターフエース(示されてない)と、を備える。図54の該インスツルメントカセット4000が主インスツルメント810に取り付けられると、該遠心分離機ローター2020は、他で説明した様に、該ローター及びサンプル要素2448の回転を実現するために、主インスツルメント810の遠心分離機ドライブ2030に結合される。なおもう1つの実施例では、該インスツルメントカセット4000は該サンプル要素2448自身だけ有する。この様なインスツルメントカセット4000は、該サンプル要素2448を該主インスツルメント810の恒久的な(又はより恒久的な)部分を形成する該遠心分離機ローター2020上に設置すること、及び/又は、該主インスツルメント810による該サンプル要素2448の中味の分析を容易にする仕方で、該主インスツルメント810の上又は中に該サンプル要素2448を変わってインストールすること、により該主インスツルメント810に設置されてもよい。
図52−53のインスツルメントカセット4000に関連して上記で説明した他の部品は図54で示す様に構成された時、患者カセット4002の部分となる。これらの部品は、バルブピンチャー4020,4018,そして4016と嵌合するよう構成される通路4006,4004、そして4008を有する。該患者カセットの部分となる該インスツルメントカセット部分は更にウエーストコンテナー325を有する。
該ウエーストコンテナー325は取り替え可能なコンテナーとして示したが、該ウエーストコンテナーが単に外部真空又は処理システム(示されてない)と嵌合するカップリングであってもよい。
続けて図53を参照すると、該患者カセットの部品が破線4003の外側に配置されている。該患者カセット4002はかくして、クレンザーポンプボデイ4022,食塩水(
又は他の注入剤)ポンプボデイ4030、及びへパリン(又は他の抗凝固剤)ポンプボデイ4026、クレンザーリザーバー4066、そして下記で更に論じる多数の接続用通路及び合流部、を有する。該患者カセット4002が主インスツルメント810に取り付けられると、該主インスツルメント810のクレンザーポンプアクチュエーター4023は該クレンザーポンプボデイ4022に結合され、該主インスツルメント810の食塩水ポンプアクチュエーター4031は該食塩水ポンプボデイ4030に結合され、そして該主インスツルメント810のへパリンポンプアクチュエーター4027は該へパリンポンプボデイ4026に結合される。該主インスツルメント810は又、該カセット4002が該主インスツルメント810に取り付けられた時、その各々が患者カセット4002の通路と契合するバルブピンチャー4034,4038,4044,4058,4054,4056、及び4052と、該カセット4002が該主インスツルメント810に取り付けられた時、その各々が該患者カセット4002の通路と契合するヘモグロビンセンサー4046,バブルセンサー4040,4050,及び4051、そして圧力センサー4024,4032と、を有する。
又は他の注入剤)ポンプボデイ4030、及びへパリン(又は他の抗凝固剤)ポンプボデイ4026、クレンザーリザーバー4066、そして下記で更に論じる多数の接続用通路及び合流部、を有する。該患者カセット4002が主インスツルメント810に取り付けられると、該主インスツルメント810のクレンザーポンプアクチュエーター4023は該クレンザーポンプボデイ4022に結合され、該主インスツルメント810の食塩水ポンプアクチュエーター4031は該食塩水ポンプボデイ4030に結合され、そして該主インスツルメント810のへパリンポンプアクチュエーター4027は該へパリンポンプボデイ4026に結合される。該主インスツルメント810は又、該カセット4002が該主インスツルメント810に取り付けられた時、その各々が患者カセット4002の通路と契合するバルブピンチャー4034,4038,4044,4058,4054,4056、及び4052と、該カセット4002が該主インスツルメント810に取り付けられた時、その各々が該患者カセット4002の通路と契合するヘモグロビンセンサー4046,バブルセンサー4040,4050,及び4051、そして圧力センサー4024,4032と、を有する。
患者カセット4002は患者コネクター110でカテーテル11(今度は患者P内に挿入可能な)と接続可能な患者接続通路112を有する。該患者接続通路112はコネクター110から離れ(そして、該患者カセット4002が主インスツルメント810と契合すると、バブルセンサー4040とバブルピンチャー4058を通り)4方向の通路合流部4048を通って(そして、該患者カセット4002が該主インスツルメント810と契合すると、バルブピンチャー4044とヘモグロビンセンサー4046を通るよう)進み、通路合流部4013へ続く。該通路112はバルブピンチャー4058と4044を通過するよう構成され、かくして上記で詳細に説明された前の実施例のピンチバルブに実質的に類似であるのが好ましいピンチバルブを形成する。
又該患者接続通路112は該主インスツルメント810のバブルセンサー4040とヘモグロビンセンサー4046を通過するよう構成され、かくしてそれぞれバブル検出器とヘモグロビン検出器を形成する。該サンプリングシステム800で使用するための適当なバブルセンサーの例は該通路内の小さなバブル又はフオーム液体間の差を検出する超音波又は光学的センサーを含むがそれらに限定されない。図52−53のバブルセンサーは上記で詳細に説明された他の実施例のバブルセンサーと実質的に類似している。
又該患者カセットは、食塩水ポンプボデイ4030と(そして該患者カセット4002が主インスツルメント810と契合する時は該圧力センサー4032とバルブピンチャー4038を通って)、図52で示す食塩水リザーバー15への接続を容易にするコネクター120と、の間に延びる流体ソース通路111を有する。流体ソース通路111は合流部4013で患者接続通路112につながっており、該食塩水コンテナー15から食塩水(又は他の注入液)を抜き取り、該流体ソース通路111を通り、患者接続通路112内へそして患者P内へ、該食塩水又は他の注入液を導くよう構成される(図1参照)。患者接続通路112の構成と同様に、該流体ソース通路111は、圧力センサー4032と嵌合し、そしてピンチバルブを形成するためバルブピンチャー4038と嵌合するよう構成されるのが好ましく、かくして該圧力センサー4032と該バルブピンチャー4038が、未決定の再使用のために主インスツルメント810上に留まることを可能にするのが望ましい。
4方向通路合流部4048から、患者カセット4002のサンプリング通路113はサンプリング通路コネクター4014へ延びる(そして該患者カセット4002が該主インスツルメント810と契合する時は、該バルブピンチャー4056,4052,そしてバブルセンサー4050,4051を通過する)。このサンプリング通路113は、主インスツルメント810の部分であるバブルセンサー4050,4051とバルブピンチャー
4052,4056と嵌合するよう構成される。この通路113はコネクター4014を過ぎて、インスツルメントカセット4000内へ続き、血液の様なサンプルをサンプル分析用に該遠心分離機ローター2020とサンプル要素2448内へ輸送するよう構成される。
4052,4056と嵌合するよう構成される。この通路113はコネクター4014を過ぎて、インスツルメントカセット4000内へ続き、血液の様なサンプルをサンプル分析用に該遠心分離機ローター2020とサンプル要素2448内へ輸送するよう構成される。
患者カセット4002は又、4方向通路合流部4048から(そして該患者カセット4002が該主インスツルメント810と契合している時は、バルブピンチャー4054を通過して)、該合流部4048の反対の開いた端部へ延びる空気通路4053を有する。かくして該カセット4002と主インスツルメント810が契合された時、空気インジェクターが形成される。
サンプリング通路113との通路合流部4068から、患者カセットのへパリン通路4060は、食塩水ポンプボデイ4030又はクレンザーポンプボデイ4026と類似であってもよいへパリンポンプボデイ4026へ延びる。該へパリンポンプボデイ4026は主インスツルメント810のへパリンポンプアクチュエーターと嵌合するよう構成される。該へパリンポンプボデイ4026は、種々の通路内で、血液の様な、サンプルの凝固を防止するために、へパリン及び/又は何等かの他の適当な抗凝固剤流体を該システム内に注入するよう構成される。描かれているへパリンポンプはシリンジであるが、流体流れを誘起する圧力を作るどんな適当なポンプ(例えば、ローラーポンプ)が使われてもよい。
或る実施例では、へパリンソース通路(示されてない)は一端で、合流部4068と該へパリンポンプボデイ4026の間の該へパリン通路4060につながり、そしてへパリン又はもう1つの適当な抗凝固剤のソース(示されてない)へ延びる。該へパリンソース通路は、患者カセットハウジング又はフレームへ又はそれを越えて延び、そして該患者カセット4002の外部に置かれたへパリン/抗凝固剤ソースへの接続を実現するコネクターで終端してもよい。
へパリンは描かれたへパリンポンプボデイ4026内で使われるが、何等か適当な抗凝固剤が使われてもよい。或る実施例では、サンプルが抜き取られた後充分早く処理されるので、抗凝固剤の付加無しに分析を完了することが可能になる場合、抗凝固剤ポンプボデイ4026又は通路を有することが必要でない。
患者カセット4002は又クレンザーブランチを有するのが好ましい。該クレンザーブランチはクレンザーポンプボデイ4022、クレンザーリザーバー通路4028,クレンザー通路の部分4006、そしてクレンザーリザーバー4066、を有する。該クレンザーポンプボデイ4022は、患者カセット4002が主インスツルメント810に取り付けられると、主インスツルメント810上のクレンザーポンプアクチュエーター4023と嵌合する。加えて、該患者カセット4002の取り付け時、該クレンザーリザーバー通路4028は主インスツルメント810上のバルブピンチャー4034と嵌合しかくしてピンチバルブを形成し、該クレンザー通路4006は圧力センサー4024と契合する。該クレンザー通路4006はクレンザーポンプボデイからクレンザー通路コネクター4012へ延び、そこでそれはインスツルメントカセット4000と接続可能である。
患者カセット4002のクレンザーブランチはレンザーリザーバー4066からクレンザーポンプボデイ4022内へクレンザーを抜き取るよう構成される。該クレンザーがポンプボデイ4024内へ抜き取られた後、図1の患者Pから抜き取られたサンプルの何等かの望ましくない残りを浄化し去るために、該クレンザーは、総合的にはインスツルメントカセット4000,又はサンプル要素2448の様な、該サンプリングシステムの種々の部分内に注入される。
好ましくは、該クレンザーリザーバー4066内のクレンザーは、通路の表面、サンプル要素、又は他の血液接触面から血液、血液成分、及び/又は凝固した血液を除去するのに効果的である。該クレンザーは室温で熱的に安定であることが好ましい。この様なクレンザーは屡々病院及び実験室インスツルメントの浄化に使われ、血液処理用の非特定的プロテアーゼエンザイムを含んでもよい。1つの種類のクレンザーは約1%のターガザイム(アルコノックス社、ホワイトプレーン、ニューヨーク州)の混合物である。該クレンザーは好ましくは、食塩水リザーバー15からの食塩水又は他の注入剤と該クレンザーリザーバー4066内で混合されるのがよい。
図52及び53で示すサンプリングシステム800の実施例は、該患者カセット4002の通路他が充分に浄化され、殺菌されて保たれることを保証するために、患者カセット4002が比較的高頻度で(例えば、該サンプリングシステム800が新患者に接続される度毎に、又は与えられた数の測定が特定の患者カセット4002で行われた後、又は特定患者カセット4002がサービスに使われて以来、特定の時間量が経過した後)取り換えられることを可能にする。該インスツルメントカセット4000は比較的低頻度で、例えば、インスツルメントカセット4000が比較的多い指定数の患者で、又は比較的長い指定された時間の間、又は比較的多い指定された数の測定用に、使われた後、等に取り換えられてもよい。
カセット4000から延びている遠心分離機ローター2020、及び/又は輸送カップリング4080の何等かの部分は別として、該インスツルメントカセット4000の部品は該インスツルメントカセットハウジング(示されてない)内に収容される、及び/又は、インスツルメントカセットフレーム(示されてない)上に設置されるのが好ましい。加えて、カセット4002から延びている流体ソース通路111,患者接続通路112、及び/又は輸送カップリング4080の部分は別として、該患者カセット4002の部品は患者カセットハウジング(示されてない)内に収容される、及び/又は、患者カセットフレーム(示されてない)上に設置されるのが好ましい。該インスツルメントカセットハウジング/フレームは上記で論じた様に、異なる頻度でのカセットの取り換えを実現するために、好ましくは、該患者カセットハウジング/フレームから分離されているのがよく、そして該カセットハウジング/フレームの各々は該主インスツルメント810のハウジングから分離されているのが好ましい。
該インスツルメントカセットハウジング及び/又は該患者カセットハウジングは、該主インスツルメント810の適当な部分が、該カセットの部分と契合することを可能にするよう構成され、配置された{好ましくは、該主インスツルメント810と契合するハウジング又はもう1つのカセットのハウジングの側(複数を含む)上の}1つ以上の開口部を有することが出来る。例えば、この様な開口部(複数を含む)は、該カセットハウジング(複数を含む)が該主インスツルメント810と契合する時、該主インスツルメント810のバルブピンチャー(複数を含む)、ヘモグロビンセンサー(複数を含む)、バブルセンサー(複数を含む)、及び/又は圧力センサー(複数を含む)が、該カセット内の通路の適当な部分と契合することが出来るよう構成され、配置されることが可能である。加えて、この様な開口部(複数を含む)は、該主インスツルメント810のシリンジポンプアクチュエーター(複数を含む)が、該カセットのシリンジポンプボデイと契合する、及び/又は該主インスツルメント810の遠心分離機ドライブ2030が、該遠心分離機ローター2020と契合する、ことを可能にするよう配置され、構成されることが可能である。
図52−53では3つのシリンジポンプが、該描かれたサンプリングシステム800内の流体ハンドリング用に使用可能であるとして描かれているが、該描かれたシリンジポンプの幾つか又は全ての代わりに(ローラーポンプ等の様な)どんな適当な代わりのポンプ
の種類が使われてもよい。加えて、該インスツルメントカセット4000と主インスツルメント810は遠心分離機を使うとして描かれているが、該遠心分離機の代わりにどんな他の適当な流体成分セパレーター(フィルター、膜他)が使われてもよい。
の種類が使われてもよい。加えて、該インスツルメントカセット4000と主インスツルメント810は遠心分離機を使うとして描かれているが、該遠心分離機の代わりにどんな他の適当な流体成分セパレーター(フィルター、膜他)が使われてもよい。
上記説明のサンプリングシステム800を見ると、上記説明のシステム800は、一実施例で、身体流体分析で使用するための流体ハンドリングシステム800であることは当業者により評価されるであろう。該システム800は該主インスツルメント810とインターフエースするよう構成された第1流体ハンドリングモジュール4002を具備する。該第1流体ハンドリングモジュール4002は、注入路112を有する第1流体ハンドリングネットワークと、該路112内で流体を動かすのに好適な注入流体圧力部材4030と、を備える。又該システム800は、該第1モジュール4002と別であり、又該主インスツルメント810とインターフエースするよう構成された第2流体ハンドリングモジュール4000を具備する。該第2流体ハンドリングモジュール4000は少なくとも1つのサンプル分析セル2448を有する。該第1及び第2モジュール4002と4000と、は相互接続し、該第1流体ハンドリングネットワークのモジュール4002と該サンプルセル2448の間の流体的連通を提供するよう構成される。
もう1つの実施例では、該身体流体分析システム800は身体流体分析インスツルメント810と、第1ハウジング及び第1流体ハンドリングネットワークを有する第1流体ハンドリングモジュール4002と、を備える。該第1流体ハンドリングモジュール4002は、該第1ハウジングが該インスツルメント810と契合するように該インスツルメント810に除去可能に結合されている。該システム800は又、該モジュール4002の該第1ハウジングと別の第2ハウジングと、サンプル分析セル2448と、を有する第2流体ハンドリングモジュール4000を備える。該第2流体ハンドリングモジュール4000は、該第2モジュール4000の該第2ハウジングが該インスツルメント810と契合するように該インスツルメント810に除去可能に結合されている。該第1及び第2流体ハンドリングモジュール4002,4000は相互に結合され、相互に流体的に連通している。
該第2流体ハンドリングモジュール4000は又それ自身の第2流体ハンドリングネットワークを有し、該サンプル分析セル2448は該第2流体ハンドリングネットワークを経由してアクセス可能である。該第2流体ハンドリングモジュール4000は又身体流体成分セパレーター2020を有するが、該セパレーターは上記説明の様に遠心分離機ローターか、又は適当なフィルター、膜他であってもよい。
或る実施例では、該第1流体ハンドリングネットワークの注入流体圧力部材4030はポンプ、又はシリンジポンプボデイを有してもよい。代わりに、該圧力部材はローラーポンプアクチュエーターと契合するよう構成された第1流体ハンドリングネットワークの部分を有してもよい。これは流体路(例えば、流体通路111aの様な)の形を取ってもよいが、該流体路は、該流体路の該ローラーポンプアクチュエーター2620aとの契合を実現する該ハウジング/フレーム内開口部を横切って延びている。又該圧力部材は注入ポンプ4030,クレンザーポンプ4022,又は抗凝固剤ポンプ4026を有してもよい。
該第1流体ハンドリングモジュール4002は、或る実施例では、又、該第1モジュール4002の該流体ハンドリングネットワークを経由してアクセス可能であるクレンザー流体ソース4066、及び/又は抗凝固剤流体ソース4026を有してもよい。この様な実施例では、該第1モジュール4002は更に、それぞれ該流体ソース4066及び4026からクレンザー及び抗凝固剤を動かすのに好適なクレンザー及び/又は抗凝固剤圧力ソースを有する。
該システム800の或る実施例では、該第1及び第2モジュール4002及び4000は相互結合され、それらのそれぞれ第1及び第2流体ハンドリングネットワークは流体的に連通している。この連通は、サンプリング通路112及びクレンザー通路4028の部分を有する輸送カップリング4080により実現されてもよい。
上記説明のサンプリングシステム800を更に見ると、或る実施例は、主インスツルメント810と、該主インスツルメント810に除去可能に結合された第1及び第2の取り換え可能な流体ハンドリングモジュール4002,4000と、を有する身体流体分析システム800を使う方法を具備する。該分析システム800は少なくとも部分的に該第1流体ハンドリングモジュール4002により形成されたポンプと、該第2流体ハンドリングモジュール4000内のサンプル分析室と、を有する。該方法は第1取り換え頻度で該第1流体ハンドリングモジュール4002を取り換える過程と、第2取り換え頻度で該第2流体ハンドリングモジュール4000を取り換える過程と、を具備する。該第1取り換え頻度は該第2取り換え頻度と異なる。
該第1取り換え頻度は該第2取り換え頻度より高いのが好ましい。該第1流体ハンドリングモジュール4002の取り換えは、(a)新患者が該分析システム800に組み合わされるか又は接続される度毎に、(b)該第1流体ハンドリングモジュール4002で指定数の測定が行われた後に、或いは(c)該第1モジュール4002がサービスに供されて以来指定時間が経過した後、に該第1モジュールを取り換える過程をオプションで有してもよい。
該第1流体ハンドリングモジュール4002の取り換えは、更にオプションで、該ポンプの少なくとも一部分を取り換える過程を有してもよい。これは、(a)シリンジポンプボデイを取り換える過程、又は(b)ローラーポンプアクチュエーターと契合するよう構成された流体通路の部分を取り換える過程、の形を取ってもよい。
ここで更に説明することを除けば、患者サンプリング、サンプル分析、患者注入、そしてシステムのクレンジング及び抗凝固化、を有する図52−53の該サンプリングシステムの機能は、ここで詳細に説明された他の実施例に関連してここで説明された機能と同様である。
一実施例では、血液のサンプルは、図52−53のサンプリングシステム800で患者Pから下記の様に抜き取られる。血液の1つのカラム(種々の実施例では、5ml以下、4ml以下、3ml以下、2ml以下、400μl以下、又は400μlと5mlの間、の容積を有する)が患者接続通路112に入り、コネクター110から4方向路合流部4048を過ぎて、ヘモグロビンセンサー4046に隣接する、又はそれを丁度過ぎた、場所へ延びるまで、適当なピンチバルブが必要な様に、開いた又は閉じた儘でいる間、注入ポンプ4030が“抜き取り”モードで運転される。この初期容積の血液が通路112内に抜き取られると、該ヘモグロビンセンサー4046は、該センサー4046の出力が、該センサー4046に隣接する通路112内に未希釈血液の存在を示す望ましい高原レベルに達するまで、モニターされる。通路112内のこの初期に抜き取られた血液容積の、比較的小さなサンプル(種々の実施例で、100μl以下、80μl以下、60μl以下、40μl以下、20μl以下、又は20μlと100μlの間)が分析用に、該4方向合流部からサンプリング通路113を通って遠心分離機ローター2020とサンプル要素2448へ引かれるか他の仕方で動かされる。この比較的小さなサンプルが該通路112内の初期に抜き取られた容積から抜き取られた後、血液の初期に抜き取られた容積の残りは直ちに、患者接続通路112を通して患者へ戻されるのが好ましい。この戻しは、該注入ポンプを“注入”モードで運転し、それにより注入剤(例えば、食塩水)のカラムを該注入剤ソース15からコネクター110の方へ押すことにより行われてもよい。食塩水の進行するカラムは該食塩水の前で、血液の初期に抜き取られた容積の残りを、通路112からコネクター110を通り患者へ戻るよう押す。
血液サンプルが該4方向合流部4048からサンプル要素2448の方へ動かされる時、空気通路4053は通路113内の血液サンプルを空気スラグにより分離された部分に分けるよう運転される、及び/又はへパリンポンプ4026は、凝血を防止するため通路113内の血液サンプルをへパリン又は他の適当な抗凝固剤で注入するよう、運転されるのが好ましい。一実施例では、空気スラグで分離された血液の4つのこの様なへパリン付与部分を有するカラムが創られ、サンプル要素2448へ移動する。最初の3つの部分はサンプル要素2448を通るか又は過ぎて、クレンザー通路4006と第2ウエースト通路4004を通り、ウエーストリセプタクル325内へ動かされる。第4部分が該サンプル要素2448内へ送られ、そこでそれは、他で説明した様に、遠心分離及び分析用に留まる。
該第4部分の分析の後、該部分はクレンザーポンプ4022の動作に依り、ウエーストリセプタクル325へ送られるのが好ましい。該クレンザーポンプ4022はクレンザーのカラムを、クレンザー通路4006,サンプル要素2448そして第1ウエースト通路4008を通して該ウエーストリセプタクル325へ押す。該クレンザーカラムはかくして該第4部分を該サンプル要素2448から第1ウエースト通路4008を通して該ウエーストリセプタクル325へ押す。クレンザーはこの仕方で、サンプル要素2448と必要な通路を洗浄するのに充分な時間の間、サンプル要素2448を通りウエーストリセプタクル325へ汲み出される。
クレンザーサイクルが完了すると、該クレンザーポンプ4022は停止し、注入ポンプ4030は、もう1度“注入”モードで動作するが、それは注入剤又は食塩水を、注入ソース15から、通路112及び113を通り、サンプル要素2448を通り、クレンザー通路4006と第2ウエースト通路4004を通り、該ウエーストリセプタクル325へ移動させるためである。注入剤は、サンプル要素2448及び関連通路からクレンザーを除去するに充分な時間の間この仕方で汲み出される。クレンザー除去後、該注入剤ポンプは“注入”モードに留まり、コネクター110を通して患者に食塩水を注入する。
好ましくは、該サンプリングシステム800は、血液の最初に抜き取られた容積の残りを患者に戻すより先に、サンプリング通路113を通して送られた血液の部分の分析を待つことはない。初期抜き取り容積から分析用の小さなサンプルを分離することにより、該初期抜き取り容積の残りは速めに患者に戻され、凝血と血液細胞損傷は避けられる。好ましくは、血液の該初期抜き取りカラムのこの残りが、該初期血液抜き取りの開始後、5分より短い、4分より短い、3分より短い、2分より短い、間に、或いは2分と5分の間に、患者に戻されるのがよい。
加えて、該初期抜き取り容積からの分析用サンプルの分離は、該サンプル分析の時間が、該初期抜き取り容積が患者の外部に留まる時間から独立することを可能にする。かくして、サンプルを分離/遠心分離し、それを分析するのに充分な時間(例えば、5分より長い、8分より長い、時間、8分と12分の間の時間、或いは約10分の時間)が利用可能となり、精度を高める。上記で論じた様に、血液サンプルへのへパリンの様な抗凝固剤の(オプション的な)付加は又、長い分析時間を実現し、かくして高精度を実現する。かくして、初期抜き取り容積の血液が比較的短い時間だけ患者の外部に留まりながら、比較的長いサンプル分析時間と高い測定精度が達成される。
上記説明のサンプリングシステム800とその使用及び操作方法を見ると、本開示技術
が身体流体のハンドリング方法を含むことが評価されよう。或る実施例では、該方法は患者Pから流体ハンドリングネットワーク内へ或る容積の身体流体を抜き取る過程と、該抜き取られた容積のサンプルを該流体ハンドリングネットワーク内に保持する過程を具備する。該保持されたサンプルは該抜き取られた容積の半分より少ないのが好ましい。又該方法は5分より短い間に該抜き取られた容積のバランスを患者Pへ戻す過程を具備する。該方法は又、該サンプルの少なくとも一部分を分析する過程を具備する。
が身体流体のハンドリング方法を含むことが評価されよう。或る実施例では、該方法は患者Pから流体ハンドリングネットワーク内へ或る容積の身体流体を抜き取る過程と、該抜き取られた容積のサンプルを該流体ハンドリングネットワーク内に保持する過程を具備する。該保持されたサンプルは該抜き取られた容積の半分より少ないのが好ましい。又該方法は5分より短い間に該抜き取られた容積のバランスを患者Pへ戻す過程を具備する。該方法は又、該サンプルの少なくとも一部分を分析する過程を具備する。
この方法は又、該分析後の該サンプルの処分、及び/又は該サンプルのウエーストコンテナー325への輸送を含む追加的過程を有する。該方法は又該身体流体サンプルの成分を分離し、次いで該身体流体サンプルの該分離された成分のみを分析する過程を具備する。該方法は更に、該サンプリングシステム800の該流体ハンドリングネットワークを経由して液体を患者Pに注入し、そして上記説明のサンプル抜き取りを実現するために該注入を時々中断する過程を有する。
この方法の種々の実施例では、該抜き取られた容積のバランスを患者に戻す過程は、該抜き取りが開始された後、4分より短い、3分より短い又は2分より短い間に、又は該抜き取りが開始された後2分と5分の間に、該バランスを戻す過程を備える。
この方法の種々の実施例では、該抜き取られた容積は5mlより少ない、400μlより少ない、又は400μlと5mlの間である。該サンプルは容積が100μlより少ない、又は容積で20μlと100μlの間にあってもよい。
この方法の種々の実施例では、該分析はスペクトロスコープの分析であってもよい。
上記で説明したサンプリングシステム800とその使用及び操作方法を見ると、本開示技術が身体流体のハンドリング方法を含むことは評価されるであろう。或る実施例では、該方法は或る容積の身体流体を患者Pから流体ハンドリングネットワーク内へ抜き取る過程と、該抜き取られた容積のサンプルを該流体ハンドリングネットワーク内に保持する過程と、を具備する。該保持されたサンプルは好ましくは該抜き取られた容積の半分より少い分しか含まないのがよい。該方法は更に該抜き取られた容積のバランスを患者に戻す過程と、該サンプルの少なくとも一部分を分析する過程を具備する。該分析は完了するのに少なくとも10秒掛かるのが好ましい。
この方法の種々の実施例では、該分析はスペクトロスコープの分析であり、該分析は最初に該サンプルの少なくとも一部分内に電磁放射のビームを放射する時始まる。該分析は該放射の完了時完了したと考えられる。
この方法の種々の実施例では、該分析は完了するのに少なくとも30秒、1分、2分、3分又は5分掛かり、或いは完了するのに10秒と5分の間掛かる。
種々の実施例では、この方法は更に、該サンプリングシステム800の該流体ハンドリングネットワークを経由して患者P内に液体を注入する過程と、上記説明のサンプル抜き取りを実現するために該注入を時々中断する過程と、を具備する。該方法は又該身体流体サンプルの成分を分離する過程と、次いで該身体流体サンプルの該分離した成分のみを分析する過程と、を具備する。
上記説明したサンプリングシステム800とその使用及び操作方法を見ると、本開示技術が、患者内の身体流体と流体的に連通するよう構成された流体ハンドリングネットワークと、該流体ハンドリングネットワーク内の身体流体のサンプルを調べるよう構成された被検体分析システム1700と、を有する身体流体分析器800を備えることは評価され
るであろう。該分析器は更にプロセサー210と、該分析器800が或る容積の身体流体を該流体ハンドリングネットワーク内へ抜き取り、該抜き取られた容積のサンプルを該流体ハンドリングネットワーク内に保持するよう操作可能なように、該プロセサー210により実行可能な記憶されたプログラムインストラクションと、を具備する。該保持されたサンプルは好ましくは該抜き取られた容積の半分より少い分しか有しないのがよい。該分析器800は更に該抜き取られた容積のバランスを、該抜き取りが開始された後5分より短い間に患者へ戻し、該サンプルの少なくとも一部分を分析するよう操作可能である。
るであろう。該分析器は更にプロセサー210と、該分析器800が或る容積の身体流体を該流体ハンドリングネットワーク内へ抜き取り、該抜き取られた容積のサンプルを該流体ハンドリングネットワーク内に保持するよう操作可能なように、該プロセサー210により実行可能な記憶されたプログラムインストラクションと、を具備する。該保持されたサンプルは好ましくは該抜き取られた容積の半分より少い分しか有しないのがよい。該分析器800は更に該抜き取られた容積のバランスを、該抜き取りが開始された後5分より短い間に患者へ戻し、該サンプルの少なくとも一部分を分析するよう操作可能である。
種々の実施例で、この分析器800は更に、サンプルを分析後、該サンプルをウエーストコンテナー325へ移すよう操作可能であってもよい。該分析器800は更に、その容積を抜き取るためにその液体の注入を時々中断するよう操作可能であってもよい。
種々の実施例では、この分析器800の流体ハンドリングネットワークは注入液体ソース15と連通しており、該分析器は更に該流体ハンドリングネットワークを経由して該液体を注入するよう操作可能である。
種々の実施例では、この分析器800は更に、該分析器がその容積の抜き取りを開始後4分より短い、3分より短い、又は2分より短い間に、又は該分析器がその容積の抜き取りを開始後2分と5分の間に、該抜き取られた容積のバランスを患者へ戻すよう操作可能である。
種々の実施例で、該抜き取られた容積は5mlより少ない、400μlより少ない又は400μlと5mlの間である。該サンプルは容積で100μlより少ない、又は容積で20μlと100μlの間であってもよい。
種々の実施例で、被検体検出システム1700はスペクトロスコープ被検体検出システムを有する。該分析器は更に流体ハンドリングネットワークを経由してアクセス可能な流体成分セパレーターを有してもよい。
上記で説明したサンプリングシステム800と、その使用及び操作方法を見ると、本開示技術が、患者内の身体流体と流体的に連通するよう構成された流体ハンドリングネットワークと、該流体ハンドリングネットワーク内の身体流体のサンプル調べるよう構成された被検体検出システム1700と、を有する身体流体分析器800を備えることは評価されよう。該分析器は更にプロセサーと、該分析器が或る容積の身体流体を患者から該流体ハンドリングネットワーク内へ抜き取り、該流体ハンドリングネットワーク内に該抜き取られた容積のサンプルを保持するよう操作可能なように、該プロセサーにより実行可能な記憶されたプログラムインストラクションと、を具備する。該保持されたサンプルは好ましくは該抜き取られた容積の半分より少い分を有するのがよい。該分析器は更に該抜き取られた容積のバランスを該患者に戻し、該サンプルの少なくとも一部分を分析するよう操作可能である。該分析は完了するのに少なくとも10秒掛かる。
この分析器の種々の実施例では、該被検体検出システム1700はスペクトロスコープ被検体検出システムを有する。該分析は、該サンプルの少なくとも一部分内への電磁放射のビームの最初の発射時に始まる。該分析は該発射の完了時に完了すると考えられる。
この分析器の種々の実施例では、該分析は完了するのに少なくとも2分、少なくとも3分、少なくとも5分は掛かり、或いは完了するのに10秒と5分の間、掛かる。
種々の実施例では、この分析器800の流体ハンドリングネットワークは注入液体ソース15と連通し、該分析器は更に該流体ハンドリングネットワーク経由で該液体を注入す
るよう操作可能である。該分析器800は更に、その容積を抜き取るために該液体の注入を時々中断するよう操作可能であってもよい。該分析器は更に該流体ハンドリングネットワークを経由してアクセス可能な流体成分セパレーターを有してもよい。
るよう操作可能である。該分析器800は更に、その容積を抜き取るために該液体の注入を時々中断するよう操作可能であってもよい。該分析器は更に該流体ハンドリングネットワークを経由してアクセス可能な流体成分セパレーターを有してもよい。
ここで提示された本発明(複数を含む)は或る好ましい実施例と例との文脈で開示されているが、本発明(複数を含む)が特定的に開示された実施例を越えて他の代替えの実施例、及び/又は本発明(複数を含む)の使用法そしてその明らかな変型と等価物まで拡大されることは当業者により理解されるであろう。かくして、ここで開示した本発明(複数を含む)の範囲は上記説明の特定の実施例により限定されるべきでないよう意図されている。
ここに示される或る部品、側面又は特徴を指示するために図では参照記号が用いられており、ここに示す類似した部品、側面又は特徴を指示する該参照記号は2つ以上の図で共通している。
Claims (57)
- 身体流体分析で使用するための流体ハンドリングシステムに於いて、
主インスツルメントとインターフエースするよう構成された第1流体ハンドリングモジュールを具備しており、前記第1流体ハンドリングモジュールは
第1流体ハンドリングネットワークを備えており、前記第1流体ハンドリングネットワークは注入剤路を有しており、そして該第1流体ハンドリングモジュールは
前記注入材路内で流体を動かすのに好適な注入流体圧力部材を備えており、
前記第1モジュールとは別の、そして前記主インスツルメントとインターフエースするよう構成された第2流体ハンドリングモジュールを具備しており、前記第2流体ハンドリングモジュールは少なくとも1つのサンプル分析セルを備えており、
前記第1及び第2モジュールは相互結合し、前記第1流体ハンドリングネットワークと前記サンプルセルの間の流体的連通を提供する、よう構成されることを特徴とするシステム。 - 前記第2流体ハンドリングモジュールは更に、第2流体ハンドリングネットワークを備えており、前記サンプル分析セルは前記第2流体ハンドリングネットワークを経由してアクセス可能であることを特徴とする請求項1のシステム。
- 前記第2流体ハンドリングモジュールは更に前記第2流体ハンドリングネットワークを経由してアクセス可能な流体成分セパレーターを備えることを特徴とする請求項2のシステム。
- 前記流体成分セパレーターは遠心分離機ローターを有することを特徴とする請求項3のシステム。
- 前記流体成分セパレーターはフィルターを有することを特徴とする請求項3のシステム。
- 前記注入流体圧力部材はポンプを有することを特徴とする請求項1のシステム。
- 前記注入流体圧力部材はシリンジポンプボデイを有することを特徴とする請求項1のシステム。
- 前記注入流体圧力部材が、ローラーポンプアクチュエーターと契合するよう構成された前記第1流体ハンドリングネットワークの部分を有することを特徴とする請求項1のシステム。
- 前記注入流体圧力部材は、流体路であるが、前記路が前記ローラーポンプアクチュエーターと契合することを実現する開口部を横切って延びる該流体路、を有することを特徴とする請求項8のシステム。
- 前記第1流体ハンドリングモジュールが更に、前記第1流体ハンドリングネットワークを経由してアクセス可能なクレンザー流体ソースを備えることを特徴とする請求項1のシステム。
- 前記第1流体ハンドリングモジュールが更に、流体を前記クレンザー流体ソースから動かすのに好適なクレンザー流体圧力部材を備えることを特徴とする請求項10のシステム。
- 前記第1流体ハンドリングモジュールが更に、前記第1流体ハンドリングネットワークを経由してアクセス可能な抗凝固剤流体ソースを備えることを特徴とする請求項1のシステム。
- 前記第1流体ハンドリングモジュールが更に、流体を前記抗凝固剤流体ソースから動かすのに好適な抗凝固剤流体圧力部材を備えることを特徴とする請求項12のシステム。
- 前記第1及び第2モジュールが相互結合されており、前記第1及び第2流体ハンドリングネットワークが流体的に連通していることを特徴とする請求項2のシステム。
- 身体流体分析システムに於いて、
身体流体分析インスツルメントと、
第1流体ハンドリングモジュールと、を具備しており、該第1流体ハンドリングモジュールは
第1ハウジングと、そして
第1流体ハンドリングネットワークと、を備えており、前記第1流体ハンドリングモジュールは、前記第1ハウジングが前記インスツルメントと契合するように前記インスツルメントに除去可能に結合されており、
第2流体ハンドリングモジュールを具備しており、前記第2流体ハンドリングモジュールは
前記第1ハウジングとは別の第2ハウジングと、
サンプル分析セルと、を備えており、前記第2流体ハンドリングモジュールは、前記第2ハウジングが前記インスツルメントと契合するように前記インスツルメントと除去可能に結合されており、
前記第1及び第2流体ハンドリングモジュールは相互に結合されており、前記第1及び第2流体ハンドリングモジュールは相互に流体的に連通していることを特徴とするシステム。 - 前記第2流体ハンドリングモジュールが更に第2流体ハンドリングネットワークを備えており、前記サンプル分析セルが前記第2流体ハンドリングネットワークを経由してアクセス可能であることを特徴とする請求項15のシステム。
- 前記第2流体ハンドリングモジュールが更に前記第2流体ハンドリングネットワークを経由してアクセス可能な流体成分セパレーターを備えることを特徴とする請求項16のシステム。
- 前記流体成分セパレーターが遠心分離機ローターを有することを特徴とする請求項17のシステム。
- 前記流体成分セパレーターがフィルターを有することを特徴とする請求項17のシステム。
- 更に、少なくとも部分的に前記第1流体ハンドリングモジュールにより形成された少なくとも1つのポンプを具備しており、前記ポンプが前記第1流体ハンドリングネットワーク内の流体を動かすよう構成されることを特徴とする請求項15のシステム。
- 前記ポンプが注入ポンプ、クレンザーポンプ、及び抗凝固剤ポンプの少なくとも1つを備えることを特徴とする請求項20のシステム。
- 前記ポンプがシリンジポンプとローラーポンプの少なくとも1つを備えることを特徴と
する請求項20のシステム。 - 前記第1流体ハンドリングモジュールが更に、クレンザー流体ソース及び抗凝固剤流体ソースの少なくとも1つを備えることを特徴とする請求項15のシステム。
- 前記第1モジュール及び前記第2モジュールが、サンプリング通路とクレンザー通路の部分を有する輸送カップリングにより一緒に結合されていることを特徴とする請求項15のシステム。
- 主インスツルメントと、前記主インスツルメントに除去可能に結合された第1及び第2の取り換え可能な流体ハンドリングモジュールと、を有する身体流体分析システムを使用する方法であって、前記分析システムは少なくとも部分的に前記第1流体ハンドリングモジュールにより形成されたポンプと、前記第2流体ハンドリングモジュール内のサンプル分析室と、を有している方法に於いて、
第1取り換え頻度で前記第1流体ハンドリングモジュールを取り換える過程と、
第2取り換え頻度で前記第2流体ハンドリングモジュールを取り換える過程と、を具備しており、
前記第1取り換え頻度は前記第2取り換え頻度と異なることを特徴とする方法。 - 前記第1取り換え頻度は前記第2取り換え頻度より高いことを特徴とする請求項25の方法。
- 前記第1流体ハンドリングモジュールを取り換える過程は、新患者が前記分析システムと組み合わされる度毎に前記第1モジュールを置き換える過程を備えることを特徴とする請求項25の方法。
- 前記第1流体ハンドリングモジュールを取り換える過程は、指定した数の測定が前記第1モジュールで行われた後に、前記第1モジュールを取り換える過程を備えることを特徴とする請求項25の方法。
- 前記第1流体ハンドリングモジュールを取り換える過程が前記第1モジュールがサービス用に置かれて以来指定された時間が経過した後前記第1モジュールを取り換える過程を備えることを特徴とする請求項25の方法。
- 前記第1流体ハンドリングモジュールを取り換える過程が前記ポンプの少なくとも一部分を取り換える過程を備えることを特徴とする請求項25の方法。
- ポンプの少なくとも一部分を取り換える過程がシリンジポンプボデイを取り換える過程を有することを特徴とする請求項30の方法。
- ポンプの少なくとも一部分を取り換える過程がローラーポンプアクチュエーターと契合するよう構成された流体通路の一部分を取り換える過程を有することを特徴とする請求項30の方法。
- 身体流体分析器に於いて、
患者内の身体流体と流体的に連通するよう構成された流体ハンドリングネットワークと、
前記流体ハンドリングネットワーク内の身体流体のサンプルを調べるよう構成された被検体検出システムと、を具備しており
前記分析器は更に、プロセサーと、
或る容積の前記身体流体を前記流体ハンドリングネットワーク内に抜き取り、前記抜き取られた容積のサンプルを前記流体ハンドリングネットワーク内に保持するが、前記保持されるサンプルは前記抜き取られた容積の半分より少ない分を有するよう該保持を行い、前記抜き取りが開始された後5分より短い間に前記抜き取られた容積のバランスを前記患者に戻し、そして前記サンプルの少なくとも一部分を分析するよう操作可能であるように前記プロセサーにより実行可能な記憶されたプログラムインストラクションと、
を具備することを特徴とする分析器。 - 前記分析器が更に、前記サンプルを分析後、前記サンプルをウエーストコンテナーへ動かすよう操作可能であることを特徴とする請求項33の分析器。
- 前記流体ハンドリングネットワークが注入液体ソースと連通しており、前記分析器が更に、前記流体ハンドリングネットワークを経由して前記液体を注入するよう操作可能であることを特徴とする請求項33の分析器。
- 前記分析器が更に、前記容積を抜き取るために、前記液体を注入する過程を時々中断するよう操作可能であることを特徴とする請求項35の分析器。
- 前記分析器が更に、前記分析器が前記容積の抜き取りを開始した後4分より短い間に前記抜き取った容積のバランスを前記患者に戻すよう操作可能であることを特徴とする請求項33の分析器。
- 前記分析器が更に、前記分析器が前記容積の抜き取りを開始した後3分より短い間に前記抜き取った容積のバランスを前記患者に戻すよう操作可能であることを特徴とする請求項33の分析器。
- 前記分析器が更に、前記分析器が前記容積の抜き取りを開始した後2分より短い間に、前記抜き取られた容積のバランスを前記患者に戻すよう操作可能であることを特徴とする請求項33の分析器。
- 前記分析器が更に、前記分析器が前記容積の抜き取りを開始した後2分と5分の間の時刻に前記抜き取られた容積のバランスを前記患者に戻すよう操作可能であることを特徴とする請求項33の分析器。
- 前記抜き取られた容積が5mlより少ないことを特徴とする請求項33の分析器。
- 前記抜き取られた容積が400μlより少ないことを特徴とする請求項33の分析器。
- 前記抜き取られた容積が400μlと5mlの間であることを特徴とする請求項33の分析器。
- 前記サンプルが容積で100μlより少ないことを特徴とする請求項33の分析器。
- 前記サンプルが容積で20μlと100μlの間であることを特徴とする請求項33の分析器。
- 前記被検体検出システムがスペクトロスコープ被検体検出システムを備えることを特徴とする請求項33の分析器。
- 更に前記流体ハンドリングネットワークを経由してアクセス可能な流体成分セパレータ
ーを具備することを特徴とする請求項33の分析器。 - 身体流体分析器に於いて、
患者内の身体流体と流体的に連通するよう構成された流体ハンドリングネットワークと、
前記流体ハンドリングネットワーク内で身体流体のサンプルを調べるよう構成された被検体検出システムと、を具備しており、
前記分析器は更に、プロセサーと、
或る容積の前記身体流体を患者から流体ハンドリングネットワーク内へ抜き取り、前記抜き取られた容積のサンプルを前記流体ハンドリングネットワーク内に保持するが、前記保持されるサンプルが前記抜き取られた容積の半分より少ない分を有するよう該保持を行い、前記抜き取られた容積のバランスを前記患者に戻し、そして前記サンプルの少なくとも一部分を分析するが、前記分析が完了するのに少なくとも10秒掛かる該分析を行うよう操作可能であるように前記プロセサーにより実行可能な記憶されたプログラムインストラクションと、
を具備していることを特徴とする分析器。 - 前記被検体検出システムはスペクトロスコープ被検体検出システムを備えており、前記分析は、電磁放射のビームを前記サンプルの少なくとも一部分内へ最初に発射する時に始まることを特徴とする請求項48の分析器。
- 前記分析が前記発射の完了時に完了することを特徴とする請求項49の分析器。
- 前記分析が完了するのに少なくとも2分掛かることを特徴とする請求項48の分析器。
- 前記分析が完了するのに少なくとも3分掛かることを特徴とする請求項48の分析器。
- 前記分析が完了するのに少なくとも5分掛かることを特徴とする請求項48の分析器。
- 前記分析が完了するのに10秒と5分の間の時間だけ掛かることを特徴とする請求項48の分析器。
- 前記流体ハンドリングネットワークは注入液体ソースと連通しており、前記分析器は更に、前記流体ハンドリングネットワークを経由して前記液体を注入するよう操作可能であることを特徴とする請求項48の分析器。
- 前記分析器は更に、前記容積を抜き取るため前記液体の前記注入を時々中断するよう操作可能であることを特徴とする請求項55の分析器。
- 更に、前記流体ハンドリングネットワークを経由してアクセス可能な流体成分セパレーターを具備することを特徴とする請求項48の分析器。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US72419905P | 2005-10-06 | 2005-10-06 | |
US83774506P | 2006-08-15 | 2006-08-15 | |
PCT/US2006/039201 WO2007044548A2 (en) | 2005-10-06 | 2006-10-06 | Fluid handling cassette system for body fluid analyzer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009511125A true JP2009511125A (ja) | 2009-03-19 |
Family
ID=37831465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008534726A Pending JP2009511125A (ja) | 2005-10-06 | 2006-10-06 | 身体流体分析器用流体ハンドリングカセットシステム |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20070104616A1 (ja) |
EP (1) | EP1962687A2 (ja) |
JP (1) | JP2009511125A (ja) |
CA (1) | CA2625232A1 (ja) |
MX (1) | MX2008004520A (ja) |
WO (1) | WO2007044548A2 (ja) |
Families Citing this family (54)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6989891B2 (en) | 2001-11-08 | 2006-01-24 | Optiscan Biomedical Corporation | Device and method for in vitro determination of analyte concentrations within body fluids |
US20060009727A1 (en) * | 2004-04-08 | 2006-01-12 | Chf Solutions Inc. | Method and apparatus for an extracorporeal control of blood glucose |
US20070103678A1 (en) * | 2005-02-14 | 2007-05-10 | Sterling Bernhard B | Analyte detection system with interferent identification and correction |
US20100168535A1 (en) * | 2006-04-12 | 2010-07-01 | Mark Ries Robinson | Methods and apparatuses related to blood analyte measurement system |
US20090156975A1 (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Mark Ries Robinson | Robust System and Methods for Blood Access |
US20090048576A1 (en) * | 2007-08-13 | 2009-02-19 | Mark Ries Robinson | Managing Cross-contamination in Blood Samples Withdrawn from a Multilumen Catheter |
US20090054754A1 (en) * | 2007-08-21 | 2009-02-26 | Mcmahon Dave | Clinician-controlled semi-automated medication management |
US20090088615A1 (en) * | 2007-10-01 | 2009-04-02 | Mark Ries Robinson | Indwelling Fiber Optic Probe for Blood Glucose Measurements |
US20100094114A1 (en) * | 2008-10-09 | 2010-04-15 | Mark Ries Robinson | Use of multiple calibration solutions with an analyte sensor with use in an automated blood access system |
US8323194B2 (en) * | 2009-12-18 | 2012-12-04 | Inlight Solutions, Inc. | Detection of bubbles during hemodynamic monitoring when performing automated measurement of blood constituents |
US9285297B2 (en) * | 2005-08-22 | 2016-03-15 | Applied Biosystems, Llc | Device, system, and method for depositing processed immiscible-fluid-discrete-volumes |
US9561001B2 (en) | 2005-10-06 | 2017-02-07 | Optiscan Biomedical Corporation | Fluid handling cassette system for body fluid analyzer |
CA2630094A1 (en) * | 2005-11-15 | 2007-05-24 | Luminous Medical, Inc. | Blood analyte determinations |
US9662435B2 (en) | 2006-01-31 | 2017-05-30 | Frank Levy | System and method for the effective, reliable and foolproof delivery of controlled amounts of a medical fluid |
US9050401B2 (en) | 2010-05-19 | 2015-06-09 | Angioadvancements, Llc | System for controlled delivery of medical fluids |
US10010669B2 (en) * | 2006-02-09 | 2018-07-03 | Deka Products Limited Partnership | Systems and methods for fluid delivery |
EP2016402A2 (en) * | 2006-04-11 | 2009-01-21 | Optiscan Biomedical Corporation | Anti-clotting apparatus and methods for fluid handling system |
US10322271B2 (en) | 2006-11-27 | 2019-06-18 | Frank Levy | Delivery system and method for the effective and reliable delivery of controlled amounts of a medical fluid |
US10350399B2 (en) | 2006-11-27 | 2019-07-16 | Frank Levy | Apparatus and method for producing an enriched medical suspension of carbon dioxide |
US10155093B2 (en) | 2006-11-27 | 2018-12-18 | Frank Levy | Apparatus and method for producing CO2 enriched medical foam |
US11833320B2 (en) | 2006-11-27 | 2023-12-05 | Frank Levy | Apparatus and process for producing CO2 enriched medical foam |
US9427522B2 (en) | 2006-11-27 | 2016-08-30 | Frank Levy | Delivery system for the effective and reliable delivery of controlled amounts of a medical fluid |
US11185671B2 (en) | 2006-11-27 | 2021-11-30 | Frank Levy | Apparatus and process for producing CO2 enriched medical foam |
US11712510B2 (en) | 2006-11-27 | 2023-08-01 | Frank Levy | Delivery system and method for the effective, reliable and foolproof delivery of controlled amounts of a medical fluid |
US10149935B2 (en) | 2006-11-27 | 2018-12-11 | Frank Levy | Delivery system and method for the effective and reliable delivery of controlled amounts of a medical fluid |
EP2132611B1 (en) * | 2007-03-15 | 2014-05-07 | Medi-Physics, Inc. | Fluid sampling system with an in-line probe |
WO2008144575A2 (en) | 2007-05-18 | 2008-11-27 | Optiscan Biomedical Corporation | Fluid injection and safety system |
US20090018416A1 (en) * | 2007-07-13 | 2009-01-15 | Walker Stephen D | Analyte Concentration Measurement Device |
US20090018483A1 (en) * | 2007-07-13 | 2009-01-15 | Walker Stephen D | Infrared Sample Chamber |
US20090047177A1 (en) * | 2007-08-17 | 2009-02-19 | Walker Stephen D | Lactate concentration measurement device |
WO2009048977A1 (en) * | 2007-10-08 | 2009-04-16 | Optiscan Biomedical Corporation | Low draw volume analyte detection systems |
US7886821B2 (en) * | 2008-01-24 | 2011-02-15 | Baker Hughes Incorporated | Apparatus and method for determining fluid properties |
JP5623383B2 (ja) * | 2008-04-04 | 2014-11-12 | メディカル ビジョン リサーチ アンド ディベロップメント エービー | 反射光を使用する液体内の微粒子の測定 |
US8928877B2 (en) * | 2011-07-06 | 2015-01-06 | Optiscan Biomedical Corporation | Sample cell for fluid analysis system |
US9091676B2 (en) * | 2010-06-09 | 2015-07-28 | Optiscan Biomedical Corp. | Systems and methods for measuring multiple analytes in a sample |
EP2456355B1 (en) * | 2009-07-20 | 2016-09-14 | Optiscan Biomedical Corporation | Adjustable connector and dead space reduction |
US9554742B2 (en) | 2009-07-20 | 2017-01-31 | Optiscan Biomedical Corporation | Fluid analysis system |
US8460607B2 (en) * | 2010-10-22 | 2013-06-11 | Abbott Laboratories | Microfluidic device having a flow channel |
CN111067547A (zh) | 2012-09-06 | 2020-04-28 | 赛拉诺斯知识产权有限责任公司 | 用于体液样品收集的系统、装置和方法 |
US9636062B2 (en) | 2012-09-06 | 2017-05-02 | Theranos, Inc. | Systems, devices, and methods for bodily fluid sample collection |
US9427184B2 (en) | 2012-09-06 | 2016-08-30 | Theranos, Inc. | Systems, devices, and methods for bodily fluid sample collection |
US20140358036A1 (en) * | 2012-12-05 | 2014-12-04 | Theranos, Inc. | Bodily Fluid Sample Collection and Transport |
US10248765B1 (en) | 2012-12-05 | 2019-04-02 | Theranos Ip Company, Llc | Systems, devices, and methods for bodily fluid sample collection, transport, and handling |
US9386948B2 (en) | 2012-12-05 | 2016-07-12 | Theranos, Inc. | Systems, devices, and methods for bodily fluid sample transport |
AU2014233184A1 (en) | 2013-03-15 | 2015-09-17 | Theranos Ip Company, Llc | Methods and devices for sample collection and sample separation |
CA2941137A1 (en) | 2014-03-12 | 2015-09-17 | Theranos, Inc. | Systems, devices, and methods for bodily fluid sample collection |
US10837933B2 (en) * | 2014-07-28 | 2020-11-17 | Haemonetics Corporation | System and method for detecting fluid type |
US10610232B2 (en) | 2015-02-09 | 2020-04-07 | Frank Levy | System and method for the effective, reliable and foolproof delivery of embolic agents |
US10371606B2 (en) | 2015-07-21 | 2019-08-06 | Theraos IP Company, LLC | Bodily fluid sample collection and transport |
US11247208B2 (en) | 2015-09-09 | 2022-02-15 | Labrador Diagnostics Llc | Methods and devices for sample collection and sample separation |
US10099228B2 (en) | 2015-10-09 | 2018-10-16 | Invetech, Inc. | Apparatus for performing counter flow centrifugation and method of using same |
EP3318291A1 (de) * | 2016-11-03 | 2018-05-09 | This AG | Flüssigkeitsmanagement in einer ophthalmologischen apparatur |
US11857966B1 (en) | 2017-03-15 | 2024-01-02 | Labrador Diagnostics Llc | Methods and devices for sample collection and sample separation |
CN109998564B (zh) * | 2017-12-30 | 2021-10-08 | 青岛市妇女儿童医院 | 高效节能血液采集存储试管及其使用方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3910256A (en) * | 1972-12-29 | 1975-10-07 | Primary Childrens Hospital | Automated blood analysis system |
DE3524824A1 (de) * | 1985-07-11 | 1987-01-15 | Fresenius Ag | Vorrichtung zur probennahme und infusion |
AT391998B (de) * | 1987-02-02 | 1990-12-27 | Falko Dr Skrabal | Vorrichtung zur bestimmung der konzentration zumindest einer medizinischen substanz in lebenden organismen |
US5134079A (en) * | 1989-03-27 | 1992-07-28 | International Technidyne Corp. | Fluid sample collection and delivery system and methods particularly adapted for body fluid sampling |
JPH11500029A (ja) * | 1995-02-07 | 1999-01-06 | ジェンシア・インコーポレイテッド | フィードバック制御される薬剤デリバリーシステム |
AU9229198A (en) * | 1997-09-12 | 1999-03-29 | Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Flow-through microcentrifuge |
US20050158212A1 (en) * | 2004-01-15 | 2005-07-21 | Michael Yavilevich | Automated laboratory system and analytical module |
KR100579831B1 (ko) * | 2004-09-07 | 2006-05-15 | 삼성전자주식회사 | 조립 가능한 미세유동형 바이오시료 처리장치 |
US7608042B2 (en) * | 2004-09-29 | 2009-10-27 | Intellidx, Inc. | Blood monitoring system |
-
2006
- 2006-10-06 JP JP2008534726A patent/JP2009511125A/ja active Pending
- 2006-10-06 EP EP06816434A patent/EP1962687A2/en not_active Withdrawn
- 2006-10-06 MX MX2008004520A patent/MX2008004520A/es not_active Application Discontinuation
- 2006-10-06 WO PCT/US2006/039201 patent/WO2007044548A2/en active Application Filing
- 2006-10-06 CA CA002625232A patent/CA2625232A1/en not_active Abandoned
- 2006-10-06 US US11/539,534 patent/US20070104616A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2007044548A3 (en) | 2007-08-02 |
CA2625232A1 (en) | 2007-04-19 |
WO2007044548A2 (en) | 2007-04-19 |
MX2008004520A (es) | 2008-09-04 |
EP1962687A2 (en) | 2008-09-03 |
US20070104616A1 (en) | 2007-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5185629B2 (ja) | 身体流体を抽出、分析する装置 | |
JP2009511125A (ja) | 身体流体分析器用流体ハンドリングカセットシステム | |
JP2009511877A (ja) | 流体ハンドリングシステム用抗凝血装置と方法 | |
US10383561B2 (en) | Fluid handling cassette system for body fluid analyzer | |
US9913604B2 (en) | Analyte detection systems and methods using multiple measurements | |
JP2008530562A (ja) | 多数被検体検出の方法と装置 | |
JP2009521258A (ja) | 周期的サンプル抜き取りと体液分析器を伴う被検体検出システムと方法 | |
JP2008529673A (ja) | 身体流体サンプルを分析する装置と方法 | |
JP2008529674A (ja) | 試料の体積を削減して検体を検出するシステム及び方法 | |
JP2008529676A (ja) | 分散された検出を伴う被検体検出システム |