JP2759054B2 - 体液標本を測定する方法 - Google Patents
体液標本を測定する方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２つの光源を血液培養
標本内に向け、その双方の光源から発して血液培養標本
から放出される光を測定し、その２つの放出光に基づく
「比」を計算し、その計算した「比」に基づいてその標
本が細菌を含むか否かを判定する血液培養センサステー
ションに関する。
標本内に向け、その双方の光源から発して血液培養標本
から放出される光を測定し、その２つの放出光に基づく
「比」を計算し、その計算した「比」に基づいてその標
本が細菌を含むか否かを判定する血液培養センサステー
ションに関する。
【０００２】
【従来の技術】典型的に、患者の体液中に細菌が存在す
ることは、培養基の入ったバイアル内に少量の体液（通
常、血液）を注入することによって判定している。バイ
アルの二酸化炭素の含有量の変化を監視するために、各
種型式の器具が利用されている。二酸化炭素は、細菌の
成長の代謝副産物であり、このため、バイアル内の二酸
化炭素の含有量が増えることは、患者の体液中に細菌が
存在することを示す。
ることは、培養基の入ったバイアル内に少量の体液（通
常、血液）を注入することによって判定している。バイ
アルの二酸化炭素の含有量の変化を監視するために、各
種型式の器具が利用されている。二酸化炭素は、細菌の
成長の代謝副産物であり、このため、バイアル内の二酸
化炭素の含有量が増えることは、患者の体液中に細菌が
存在することを示す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】典型的に、二酸化炭素
の含有量を検査するために、センサがバイアル内に挿入
される。こうしたいわゆる侵入型センサは、相互に汚染
し合う可能性があるため、望ましくないことがある。バ
イアル内部に配置された化学的センサを利用する非侵入
型センサシステムが開発されている。典型的に、かかる
センサは、色を変化させ、又は、その蛍光の強さを変え
ることによって、二酸化炭素の濃度の変化に応答する。
公知の化学的センサの変化を監視するため、このシステ
ムは、典型的に、一つの光源と、一つのスペクトル励起
フィルタと、一つの放出光フィルタと、各バイアルに隣
接して配置された一つの光検出器と、を必要とする。こ
れら構成要素の各々は、これらのステーション間の顕著
な感度の差を回避すべく、仕様に対する許容公差が極め
て小さくなければならない。しかしながら、全てのバイ
アルステーションを均一にすることが可能だとしても、
化学的センサの組成のロット毎の差、及びバイアル毎の
幾何学的差は、どうしても残る。このため、かかるシス
テムの精度が問題となる場合がある。
の含有量を検査するために、センサがバイアル内に挿入
される。こうしたいわゆる侵入型センサは、相互に汚染
し合う可能性があるため、望ましくないことがある。バ
イアル内部に配置された化学的センサを利用する非侵入
型センサシステムが開発されている。典型的に、かかる
センサは、色を変化させ、又は、その蛍光の強さを変え
ることによって、二酸化炭素の濃度の変化に応答する。
公知の化学的センサの変化を監視するため、このシステ
ムは、典型的に、一つの光源と、一つのスペクトル励起
フィルタと、一つの放出光フィルタと、各バイアルに隣
接して配置された一つの光検出器と、を必要とする。こ
れら構成要素の各々は、これらのステーション間の顕著
な感度の差を回避すべく、仕様に対する許容公差が極め
て小さくなければならない。しかしながら、全てのバイ
アルステーションを均一にすることが可能だとしても、
化学的センサの組成のロット毎の差、及びバイアル毎の
幾何学的差は、どうしても残る。このため、かかるシス
テムの精度が問題となる場合がある。
【０００４】強さを利用するセンサの幾つかの欠点は、
ｐＨ、二酸化炭素濃度、酸素濃度、又はその他のパラメ
ータの変化に伴って蛍光の寿命が変化する蛍光センサを
利用することによって解決することが出来る。かかる蛍
光寿命センサは、典型的に、高価な装置を必要とする。
更に、変色するセンサ、即ち、蛍光化学的センサは、典
型的に、最初のバイアルの検査を行う前に、一定の温度
に反応するための時間を必要とする。このため、公知の
化学的センサを利用するとき、バイアルを受理後、直ち
に検査をすることが出来ない。
ｐＨ、二酸化炭素濃度、酸素濃度、又はその他のパラメ
ータの変化に伴って蛍光の寿命が変化する蛍光センサを
利用することによって解決することが出来る。かかる蛍
光寿命センサは、典型的に、高価な装置を必要とする。
更に、変色するセンサ、即ち、蛍光化学的センサは、典
型的に、最初のバイアルの検査を行う前に、一定の温度
に反応するための時間を必要とする。このため、公知の
化学的センサを利用するとき、バイアルを受理後、直ち
に検査をすることが出来ない。
【０００５】光源からの光をバイアル内に照射し、ある
時間に亙ってバイアルから放出される光を監視する技術
が提案されている。標本中の二酸化炭素の量が増せば、
その放出される光に影響することが明らかにされてい
る。その放出する光を測定して、バイアル内での細菌の
成長の有無を予想することが出来る。しかし、かかる提
案された方法には、依然問題がある。バイアル内に異常
に多量の標本が存在する場合、そのバイアル内の培養基
は、標本の量がより少ない場合よりも不透明となる。こ
れは、放出する光に影響する。この理由のため、光を利
用する公知のセンサシステムの場合、バイアル内の標本
の量は、検査の精度に差を生じさせる可能性がある。更
に、かかる光を利用するシステムでは、バイアルを受理
した後、直ちに検査をすることが出来ない。
時間に亙ってバイアルから放出される光を監視する技術
が提案されている。標本中の二酸化炭素の量が増せば、
その放出される光に影響することが明らかにされてい
る。その放出する光を測定して、バイアル内での細菌の
成長の有無を予想することが出来る。しかし、かかる提
案された方法には、依然問題がある。バイアル内に異常
に多量の標本が存在する場合、そのバイアル内の培養基
は、標本の量がより少ない場合よりも不透明となる。こ
れは、放出する光に影響する。この理由のため、光を利
用する公知のセンサシステムの場合、バイアル内の標本
の量は、検査の精度に差を生じさせる可能性がある。更
に、かかる光を利用するシステムでは、バイアルを受理
した後、直ちに検査をすることが出来ない。
【０００６】上記に鑑み、本発明は、バイアルを受理し
た後、直ちに検査を開始できる体液標本の検査方法を提
供することを目的とする。
た後、直ちに検査を開始できる体液標本の検査方法を提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】培養バイアル内で体液標
本を測定する開示された方法において、標本から放出さ
れる２つの異なる光源からの光の強さに基づく「比」を
計算し、その計算した「比」を陽性及び陰性の培養バイ
アルの予想される「比」と比較する。このようにして、
特定のバイアルが陽性であるか否かを迅速に測定するこ
とが出来る。放出される２つの光の強さに基づいて
「比」を計算するため、バイアル内の標本の量の差に起
因する放出する光の変化が解消される。
本を測定する開示された方法において、標本から放出さ
れる２つの異なる光源からの光の強さに基づく「比」を
計算し、その計算した「比」を陽性及び陰性の培養バイ
アルの予想される「比」と比較する。このようにして、
特定のバイアルが陽性であるか否かを迅速に測定するこ
とが出来る。放出される２つの光の強さに基づいて
「比」を計算するため、バイアル内の標本の量の差に起
因する放出する光の変化が解消される。
【０００８】本発明の一つの開示された実施例におい
て、第一の組みの特徴を有する第一の光源からの光は、
バイアル内に照射され、バイアル内の標本から放出する
光は、第二の位置で監視される。次に、第二の組みの特
徴を有する光が、バイアル内に照射され、標本から放出
する光は、再度、第二の位置で測定される。第一及び第
二の光源からの光のうち標本から放出される光の強さに
基づく「比」を判定し、陽性及び陰性の対照標本を利用
して実験的に作成したグラフと比較する。本発明は、放
出する光の単なる比を利用しないことが望ましいため、
「比」という語は、カギカッコで示す。第一の方法にお
いて、背景光及び入射光は、全て、「比」の値を計算す
るために等式に含まれている。第二の方法において、放
出する光を監視し、放出の強さが等しいと測定される
迄、第二の光源の強さを調節する。次に、その第一及び
第二の光源の強さの「比」を計算する。何れかの方法を
利用して計算した「比」は、特定のバイアルが成長する
細菌を含む陽性のバイアルであるか否かの極めて正確な
表示手段となる。
て、第一の組みの特徴を有する第一の光源からの光は、
バイアル内に照射され、バイアル内の標本から放出する
光は、第二の位置で監視される。次に、第二の組みの特
徴を有する光が、バイアル内に照射され、標本から放出
する光は、再度、第二の位置で測定される。第一及び第
二の光源からの光のうち標本から放出される光の強さに
基づく「比」を判定し、陽性及び陰性の対照標本を利用
して実験的に作成したグラフと比較する。本発明は、放
出する光の単なる比を利用しないことが望ましいため、
「比」という語は、カギカッコで示す。第一の方法にお
いて、背景光及び入射光は、全て、「比」の値を計算す
るために等式に含まれている。第二の方法において、放
出する光を監視し、放出の強さが等しいと測定される
迄、第二の光源の強さを調節する。次に、その第一及び
第二の光源の強さの「比」を計算する。何れかの方法を
利用して計算した「比」は、特定のバイアルが成長する
細菌を含む陽性のバイアルであるか否かの極めて正確な
表示手段となる。
【０００９】本明細書で使用する「比」という語は、全
体として、標本バイアルから放出する光の強さを測定し
て計算した等式の値を意味するものとする。上述のよう
に、その特定の等式は、第一の例におけるように、その
他の値を含めることが出来る。更に、第二の例における
ように、ある等式では、放出される光の強さの実際の測
定値を利用する特別な計算方法はない。測定された強さ
を利用して、調節した光の強さの第二の値を求め、その
値をその等式に使用する。この意味において、第二の方
法の「比」は、放出する光の強さの測定値に「基づ
く」。
体として、標本バイアルから放出する光の強さを測定し
て計算した等式の値を意味するものとする。上述のよう
に、その特定の等式は、第一の例におけるように、その
他の値を含めることが出来る。更に、第二の例における
ように、ある等式では、放出される光の強さの実際の測
定値を利用する特別な計算方法はない。測定された強さ
を利用して、調節した光の強さの第二の値を求め、その
値をその等式に使用する。この意味において、第二の方
法の「比」は、放出する光の強さの測定値に「基づ
く」。
【００１０】本発明の一つの主要な利点は、検査所が特
定のバイアルを受理した後、直ちにそのバイアルを測定
可能な点である。本発明によるセンサステーションは、
提出される全てのバイアルを受理し、その特定のバイア
ルが既に陽性であるか否かを判定するため、直ちに検査
を行うことが考えられる。そのバイアルが検査所に到着
したとき、陽性であるならば、その結果を記録し、報告
することが出来る。その特定のバイアルが到着したとき
に、陽性でない場合、そのバイアルは、「力学的」シス
テム内に投入し、このシステムがバイアル内での継続的
な細菌の成長を監視する。バイアルは、体液を注入後、
最初の２４時間で陽性となり、又は陽性に変化する。こ
のため、検査所に到着した直後に陽性でなかったバイア
ルがその後に陽性となる可能性がある。本発明は、検査
所に到着したときに既に陽性である、いわゆる「遅延」
バイアルを識別するものである。このことは、医者がこ
うした患者をより迅速に治療し、又、陽性に変化しつつ
あるか否かを監視するため、その他の種類の検査を行う
標本バイアルの数が少なくて済むことを可能にするもの
である。本発明は、僅か数秒で検査を終了することが出
来る。その他の方法では、より長い時間がかかり、この
ため、その他の種類の検査を行うバイアルの数が少なく
て済むようにすることが望ましいこととなる。
定のバイアルを受理した後、直ちにそのバイアルを測定
可能な点である。本発明によるセンサステーションは、
提出される全てのバイアルを受理し、その特定のバイア
ルが既に陽性であるか否かを判定するため、直ちに検査
を行うことが考えられる。そのバイアルが検査所に到着
したとき、陽性であるならば、その結果を記録し、報告
することが出来る。その特定のバイアルが到着したとき
に、陽性でない場合、そのバイアルは、「力学的」シス
テム内に投入し、このシステムがバイアル内での継続的
な細菌の成長を監視する。バイアルは、体液を注入後、
最初の２４時間で陽性となり、又は陽性に変化する。こ
のため、検査所に到着した直後に陽性でなかったバイア
ルがその後に陽性となる可能性がある。本発明は、検査
所に到着したときに既に陽性である、いわゆる「遅延」
バイアルを識別するものである。このことは、医者がこ
うした患者をより迅速に治療し、又、陽性に変化しつつ
あるか否かを監視するため、その他の種類の検査を行う
標本バイアルの数が少なくて済むことを可能にするもの
である。本発明は、僅か数秒で検査を終了することが出
来る。その他の方法では、より長い時間がかかり、この
ため、その他の種類の検査を行うバイアルの数が少なく
て済むようにすることが望ましいこととなる。
【００１１】本発明の一つの好適な実施例において、第
一の波長の光が第一の位置にてバイアル内に導入され
る。この導入された光の強さＩ1（λ1）を測定する。バ
イアルから放出される光の強さＩ12（λ1）は、第二の
位置で測定する。次に、第一の波長の光を遮断し、次
に、光が存在しない第二の位置から放出される背景色の
強さＩ02を測定する。第二の波長の光は、第一の位置か
らバイアル内に導入する。導入した光の強さＩ1（λ2）
を測定し、又、バイアルの第二の位置にて第二の光源か
らの光のうち標本から放出される光の強さＩ12（λ2）
も測定する。ここで、符号「Ｉ」に付された第１の添字
は光線の導入位置を示し、第２の添字は光線の測定位置
を示す。また、符号「λ」に付された添字は光線の波長
の種類を示す。従って、上記したように、例えば、Ｉ 1
（λ 1 ）は第一の位置にて導入された第一の波長の光の
強さを示し、Ｉ 12 （λ 1 ）は第一の位置で導入された第
一の波長の光によりバイアル内から放出される光の強さ
を第二の位置で測定した値を示すのである。２つの放出
光の強さの「比」は、次の等式を使用して計算する。
一の波長の光が第一の位置にてバイアル内に導入され
る。この導入された光の強さＩ1（λ1）を測定する。バ
イアルから放出される光の強さＩ12（λ1）は、第二の
位置で測定する。次に、第一の波長の光を遮断し、次
に、光が存在しない第二の位置から放出される背景色の
強さＩ02を測定する。第二の波長の光は、第一の位置か
らバイアル内に導入する。導入した光の強さＩ1（λ2）
を測定し、又、バイアルの第二の位置にて第二の光源か
らの光のうち標本から放出される光の強さＩ12（λ2）
も測定する。ここで、符号「Ｉ」に付された第１の添字
は光線の導入位置を示し、第２の添字は光線の測定位置
を示す。また、符号「λ」に付された添字は光線の波長
の種類を示す。従って、上記したように、例えば、Ｉ 1
（λ 1 ）は第一の位置にて導入された第一の波長の光の
強さを示し、Ｉ 12 （λ 1 ）は第一の位置で導入された第
一の波長の光によりバイアル内から放出される光の強さ
を第二の位置で測定した値を示すのである。２つの放出
光の強さの「比」は、次の等式を使用して計算する。
【００１２】 第二の作動モードにおいて、上記の目的は、第一の位置
にて第一の波長の光をバイアル内に導入し、バイアル上
の第二の位置にて放出する光の強さＩ 12 （λ 1 ）を測定
することによって達成出来る。第一の波長の光を遮断
し、第二の波長の光を第一の位置から導入する。第二の
光源からの光のうち第二の位置にて放出される光の強さ
Ｉ 12 （λ 2 ）を測定する。次に、２つの光源からの光の
うち放出される光の強さＩ 12 （λ 1 ）及びＩ12（λ2）を
比較する。両方の光源からの光のうち放出される光の強
さが等しくなる迄、第二の光源の強さを調節する。バイ
アルに導入された第一の光源からの光の強さＩ1（λ1）
は、第二の光源からの調節された光の強さＩ1（λ2）と
同様に、測定する。次に、「比」を次のように計算す
る。
にて第一の波長の光をバイアル内に導入し、バイアル上
の第二の位置にて放出する光の強さＩ 12 （λ 1 ）を測定
することによって達成出来る。第一の波長の光を遮断
し、第二の波長の光を第一の位置から導入する。第二の
光源からの光のうち第二の位置にて放出される光の強さ
Ｉ 12 （λ 2 ）を測定する。次に、２つの光源からの光の
うち放出される光の強さＩ 12 （λ 1 ）及びＩ12（λ2）を
比較する。両方の光源からの光のうち放出される光の強
さが等しくなる迄、第二の光源の強さを調節する。バイ
アルに導入された第一の光源からの光の強さＩ1（λ1）
は、第二の光源からの調節された光の強さＩ1（λ2）と
同様に、測定する。次に、「比」を次のように計算す
る。
【００１３】 「比」Ｕは、放出される光の強さの測定値を等式に含め
ることなく計算され、放出される光の強さは等式で使用
する値を求めるために使用した。この意味で、Ｕの計算
は、放出される光の強さの測定値に「基づく」ものであ
る。
ることなく計算され、放出される光の強さは等式で使用
する値を求めるために使用した。この意味で、Ｕの計算
は、放出される光の強さの測定値に「基づく」ものであ
る。
【００１４】第二の操作方法は、好適な方法であり、強
さＩ02を測定する必要がない点で有利である。全ての背
景光は解消される。また、光検出器の暗電流信号、第二
の位置における光検出器の感度の変化又は非直線性は、
測定値に何ら影響を与えない。
さＩ02を測定する必要がない点で有利である。全ての背
景光は解消される。また、光検出器の暗電流信号、第二
の位置における光検出器の感度の変化又は非直線性は、
測定値に何ら影響を与えない。
【００１５】培養基を通過する光に対して、吸収及び散
乱という２つの作用が生じることが判明している。好気
培養基の場合、吸収率の変化を利用して、細菌の成長を
検出する。嫌気培養基の場合、散乱の変化が主な作用で
ある。
乱という２つの作用が生じることが判明している。好気
培養基の場合、吸収率の変化を利用して、細菌の成長を
検出する。嫌気培養基の場合、散乱の変化が主な作用で
ある。
【００１６】上述の等式は、実験の結果、好気培養基と
共に使用したとき、特に、有利であることが確認されて
いる。計算した「比」の値Ｒ又はＵをグラフにプロット
し、バイアル内の標本の量に対する「比」を測定した結
果、陽性標本と陰性標本との間には、明確な差があるこ
とが判明した。このため、計算値Ｒ又はＵを得た後に、
その値を予め作成したグラフと比較し、その特定の標本
が陽性であるか、又は陰性であるかを正確に予測するこ
とが可能である。好気バイアルの場合、好気培養基から
の放出光の強さに対する主な作用は、波長に依存する吸
収率の変化であるから、異なる波長を利用することが最
も有利である。
共に使用したとき、特に、有利であることが確認されて
いる。計算した「比」の値Ｒ又はＵをグラフにプロット
し、バイアル内の標本の量に対する「比」を測定した結
果、陽性標本と陰性標本との間には、明確な差があるこ
とが判明した。このため、計算値Ｒ又はＵを得た後に、
その値を予め作成したグラフと比較し、その特定の標本
が陽性であるか、又は陰性であるかを正確に予測するこ
とが可能である。好気バイアルの場合、好気培養基から
の放出光の強さに対する主な作用は、波長に依存する吸
収率の変化であるから、異なる波長を利用することが最
も有利である。
【００１７】嫌気培養バイアルの場合、多少異なる方法
が特に有利であることが判明した。好適な嫌気的方法の
場合、第三の波長の光は、第三の位置にて導入される。
入射光Ｉ3（λ3）の強さを測定し、第四の位置で放出さ
れる光の強さＩ34（λ3）を測定する。次に、この第三
の光源を遮断し、光が存在しない第四の位置にて放出さ
れる背景光の強さＩ04を測定する。次に、第三の波長の
光をバイアルの第五の位置にて導入する。入射光の強さ
Ｉ5（λ3）、及び第四の位置から放出される光の強さＩ
54（λ3）を測定する。次に、「比」Ｓを計算する。
が特に有利であることが判明した。好適な嫌気的方法の
場合、第三の波長の光は、第三の位置にて導入される。
入射光Ｉ3（λ3）の強さを測定し、第四の位置で放出さ
れる光の強さＩ34（λ3）を測定する。次に、この第三
の光源を遮断し、光が存在しない第四の位置にて放出さ
れる背景光の強さＩ04を測定する。次に、第三の波長の
光をバイアルの第五の位置にて導入する。入射光の強さ
Ｉ5（λ3）、及び第四の位置から放出される光の強さＩ
54（λ3）を測定する。次に、「比」Ｓを計算する。
【００１８】 また、嫌気培養用の第二の方法は、第三の位置にて第三
の波長の光をバイアル内に導入し、第四の位置にて放出
される光の強さＩ34（λ3）を測定し、その第三の位置
にて光を遮断し、第五の位置にて第三の波長の光を導入
し、バイアル上の第四の位置にて放出される光の強さＩ
54（λ3）を測定することにより利用することが出来
る。次に、放出される光の強さＩ34（λ3）及びＩ
54（λ3）を比較し、放出される光の強さが等しくなる
迄、第五の位置で導入された光の強さを調節する。第三
の位置で導入される光の強さＩ3（λ3）、及び第五の位
置で導入される調節後の光の強さＩ5（λ3）を測定す
る。次に、「比」の値Ｗを計算する。
の波長の光をバイアル内に導入し、第四の位置にて放出
される光の強さＩ34（λ3）を測定し、その第三の位置
にて光を遮断し、第五の位置にて第三の波長の光を導入
し、バイアル上の第四の位置にて放出される光の強さＩ
54（λ3）を測定することにより利用することが出来
る。次に、放出される光の強さＩ34（λ3）及びＩ
54（λ3）を比較し、放出される光の強さが等しくなる
迄、第五の位置で導入された光の強さを調節する。第三
の位置で導入される光の強さＩ3（λ3）、及び第五の位
置で導入される調節後の光の強さＩ5（λ3）を測定す
る。次に、「比」の値Ｗを計算する。
【００１９】 嫌気培養基による光に対する主な作用は、散乱であるか
ら、嫌気的方法において、光源に対する異なる導入点を
利用することが最も有利である。
ら、嫌気的方法において、光源に対する異なる導入点を
利用することが最も有利である。
【００２０】要するに、２つの異なる光源からの光を導
入し、放出される光を比較することにより、特定の培養
バイアルが陽性であるか、又は陰性であるかに関する予
測が可能であることが判明した。２つの光源間の波長を
変えることにより、好気培養に関して正確な予測を為す
ことが出来る。光源の導入点を変えることにより、嫌気
培養を正確に予測することが出来る。
入し、放出される光を比較することにより、特定の培養
バイアルが陽性であるか、又は陰性であるかに関する予
測が可能であることが判明した。２つの光源間の波長を
変えることにより、好気培養に関して正確な予測を為す
ことが出来る。光源の導入点を変えることにより、嫌気
培養を正確に予測することが出来る。
【００２１】
【実施例】本発明の上記及びその他の特徴は、以下の詳
細な説明及び添付図面から最も良く理解することが出来
る。
細な説明及び添付図面から最も良く理解することが出来
る。
【００２２】バイアル２２内で血液標本を検査するため
の非侵入型血液培養センサステーション２０が図１に示
してある。バイアル２２は、保持構造体２４内に保持さ
れている。
の非侵入型血液培養センサステーション２０が図１に示
してある。バイアル２２は、保持構造体２４内に保持さ
れている。
【００２３】第一及び第二の光源２６、２７は、バイア
ル２２に隣接する略同一の位置に配置されている。第三
の光源２８及び第四の光源２９は、第一及び第二の光源
２６、２７から離間されている。光電子増倍管であるこ
とが望ましい光センサ３１は、高感度の光検出器として
使用される。これらの光源２６、２７、２８、２９及び
光センサ３１は、バイアル２２に極く近接して配置され
ることが望ましく、又、バイアルと接触していることが
最も望ましい。好適な実施例において、光源２６、２
７、２８、２９及び光センサ３１は、バイアルの円筒壁
に隣接して配置され、全てがバイアルの底部から等しい
距離にある。光センサに関する光源の位置を説明するた
め、バイアルの外周に沿った角度を用いる。しかし、こ
れらの角度は、光の散乱の実験で使用されるような、
「放出又は観察角度」ではないことを認識すべきであ
る。光源及び光センサの配置は、放出される光に対する
作用を強め、最終的に計算された「比」が細菌の活性が
存在することを正確に表示し得るように選択される。図
１に示した実施例において、光源２６、２７は、光セン
サ３１に関して「１８０°の角度」に位置決めすること
が望ましい。光源２９は、４５°乃至１００°の角度だ
け光センサ３１から離間させることが望ましいが、その
角度は８５°であることが望ましい。更に、光源２８
は、１００°乃至１８０°の角度だけ光センサ３１から
離間させることが望ましいが、その角度は１３５°であ
ることが望ましい。該光源は、ＬＥＤであることが望ま
しい。しかしながら、これらの光源の位置は、単に一例
にしか過ぎない。例えば、光源２６、２７は、同一の位
置に配置する必要はない。
ル２２に隣接する略同一の位置に配置されている。第三
の光源２８及び第四の光源２９は、第一及び第二の光源
２６、２７から離間されている。光電子増倍管であるこ
とが望ましい光センサ３１は、高感度の光検出器として
使用される。これらの光源２６、２７、２８、２９及び
光センサ３１は、バイアル２２に極く近接して配置され
ることが望ましく、又、バイアルと接触していることが
最も望ましい。好適な実施例において、光源２６、２
７、２８、２９及び光センサ３１は、バイアルの円筒壁
に隣接して配置され、全てがバイアルの底部から等しい
距離にある。光センサに関する光源の位置を説明するた
め、バイアルの外周に沿った角度を用いる。しかし、こ
れらの角度は、光の散乱の実験で使用されるような、
「放出又は観察角度」ではないことを認識すべきであ
る。光源及び光センサの配置は、放出される光に対する
作用を強め、最終的に計算された「比」が細菌の活性が
存在することを正確に表示し得るように選択される。図
１に示した実施例において、光源２６、２７は、光セン
サ３１に関して「１８０°の角度」に位置決めすること
が望ましい。光源２９は、４５°乃至１００°の角度だ
け光センサ３１から離間させることが望ましいが、その
角度は８５°であることが望ましい。更に、光源２８
は、１００°乃至１８０°の角度だけ光センサ３１から
離間させることが望ましいが、その角度は１３５°であ
ることが望ましい。該光源は、ＬＥＤであることが望ま
しい。しかしながら、これらの光源の位置は、単に一例
にしか過ぎない。例えば、光源２６、２７は、同一の位
置に配置する必要はない。
【００２４】光源２６、２７、２８、２９から導入され
た光の一部は、光源から光ファイバ３０に導入され、各
光ファイバ３０を通じて入射光源の監視用光検出器３２
に導入される。４つの光検出器３２は、全て、ステーシ
ョン２０の全体を制御するコンピュータ３４に接続され
ている。公知のコンピュータを利用することが可能であ
る。また、図示するように、該コンピュータ３４は、光
源２６、２７、２８、２９への給電も制御する。
た光の一部は、光源から光ファイバ３０に導入され、各
光ファイバ３０を通じて入射光源の監視用光検出器３２
に導入される。４つの光検出器３２は、全て、ステーシ
ョン２０の全体を制御するコンピュータ３４に接続され
ている。公知のコンピュータを利用することが可能であ
る。また、図示するように、該コンピュータ３４は、光
源２６、２７、２８、２９への給電も制御する。
【００２５】センサ３１は、ＡＣ／ＤＣスプリッタ３８
に接続され、該スプリッタ３８の直流出力は、コンピュ
ータ３４に接続される。コンピュータ３４は、センサ３
１に対する高電圧の電源４２を制御し、バイアル２２内
の血液の量に関係なく、略等しい直流の光電流が発生さ
れる。
に接続され、該スプリッタ３８の直流出力は、コンピュ
ータ３４に接続される。コンピュータ３４は、センサ３
１に対する高電圧の電源４２を制御し、バイアル２２内
の血液の量に関係なく、略等しい直流の光電流が発生さ
れる。
【００２６】スプリッタ３８の交流出力は、コンピュー
タ３４から基準信号を受け取るロックイン増幅器４０に
接続される。このロックイン増幅器４０の出力は、コン
ピュータ３４に送られる。
タ３４から基準信号を受け取るロックイン増幅器４０に
接続される。このロックイン増幅器４０の出力は、コン
ピュータ３４に送られる。
【００２７】好気性培養バイアルの検査に使用すると
き、光源２６、２７が利用される。光源２６は、５００
−８００ｎｍの波長の光にて作動させることが望まし
い。光源２６は、６８０ｎｍの波長で作動させることが
最も望ましい。光源２７は、８０５−１５００ｎｍの波
長で作動させることが望ましい。第二の光源２７の波長
は、８７５ｎｍに設定することが望ましい。光源２６、
２７の波長間には、少なくとも１００ｎｍの最小差を維
持することが望ましい。
き、光源２６、２７が利用される。光源２６は、５００
−８００ｎｍの波長の光にて作動させることが望まし
い。光源２６は、６８０ｎｍの波長で作動させることが
最も望ましい。光源２７は、８０５−１５００ｎｍの波
長で作動させることが望ましい。第二の光源２７の波長
は、８７５ｎｍに設定することが望ましい。光源２６、
２７の波長間には、少なくとも１００ｎｍの最小差を維
持することが望ましい。
【００２８】第一及び第二の光源２６、２７は、周期的
に交互に切り換わるモードにて、オン、オフされ、セン
サ３１は、バイアル２２から再放出される光の強さを測
定する。本発明の最も好適な実施例において、ロックイ
ン増幅器の出力信号をコンピュータ３４内で利用して、
第１及び第２の光源２６、２７の強さがセンサ３１によ
って等しいと測定される迄、その強さを調節することに
より、第２の光源２７の強さを制御する。この状態に達
したならば、ロックイン増幅器の出力信号は、零に等し
くなる。
に交互に切り換わるモードにて、オン、オフされ、セン
サ３１は、バイアル２２から再放出される光の強さを測
定する。本発明の最も好適な実施例において、ロックイ
ン増幅器の出力信号をコンピュータ３４内で利用して、
第１及び第２の光源２６、２７の強さがセンサ３１によ
って等しいと測定される迄、その強さを調節することに
より、第２の光源２７の強さを制御する。この状態に達
したならば、ロックイン増幅器の出力信号は、零に等し
くなる。
【００２９】第一の光源２６により導入される光の強
さ、及び第二の光源２７からの調節後の光の強さは、そ
のそれぞれのファイバ３０及び光検出器３２を通じて測
定される。これら２つの光の強さの「比」は、「比」Ｕ
を求める上述の等式を利用して計算する。
さ、及び第二の光源２７からの調節後の光の強さは、そ
のそれぞれのファイバ３０及び光検出器３２を通じて測
定される。これら２つの光の強さの「比」は、「比」Ｕ
を求める上述の等式を利用して計算する。
【００３０】「比」Ｕを計算する別の方法として、上述
の計算に必要とされるその他の値を測定することにより
「比」Ｒを計算することが出来る。
の計算に必要とされるその他の値を測定することにより
「比」Ｒを計算することが出来る。
【００３１】嫌気培養基を操作するとき、第三の波長
は、５００−１５００ｎｍの範囲内であることが望まし
く、６８０ｎｍが好適な波長である。測定した強さが等
しくなる迄、第三の光源２８又は第四の光源２９の何れ
かで導入された光の強さを変化させ得るようにシステム
を作動させることが望ましい。第三の光源２８及び第四
の光源２９から導入された光の強さを測定し、コンピュ
ータ３４は、上述の等式によりその値Ｗを計算する。こ
の場合にも、「比」Ｗの値を計算する別の方法として、
上述の等式に従って「比」の値Ｓを計算することが出来
る。計算した値、即ち、「比」は、陽性及び陰性の標本
バイアル間で明確な差があることを示す。
は、５００−１５００ｎｍの範囲内であることが望まし
く、６８０ｎｍが好適な波長である。測定した強さが等
しくなる迄、第三の光源２８又は第四の光源２９の何れ
かで導入された光の強さを変化させ得るようにシステム
を作動させることが望ましい。第三の光源２８及び第四
の光源２９から導入された光の強さを測定し、コンピュ
ータ３４は、上述の等式によりその値Ｗを計算する。こ
の場合にも、「比」Ｗの値を計算する別の方法として、
上述の等式に従って「比」の値Ｓを計算することが出来
る。計算した値、即ち、「比」は、陽性及び陰性の標本
バイアル間で明確な差があることを示す。
【００３２】図２は、「比」Ｒ又はＵと標本バイアル内
の血液の量とをプロットしたグラフである（これら２つ
の値は、異なる等式によって計算したが、通常、等しい
はずである）。このグラフは、陰性の対照液が入った標
準的なバイアル及び細菌の入ったその他の標準的なバイ
アルの検査に基づいて作成したものである。図示するよ
うに、陰性の対照液は、血液の量に依存して、３０以
上、及び５０以下の「比」となる。又、図示するよう
に、陽性のすべての対照液は、２０以下、典型的に１０
以下の値となる。
の血液の量とをプロットしたグラフである（これら２つ
の値は、異なる等式によって計算したが、通常、等しい
はずである）。このグラフは、陰性の対照液が入った標
準的なバイアル及び細菌の入ったその他の標準的なバイ
アルの検査に基づいて作成したものである。図示するよ
うに、陰性の対照液は、血液の量に依存して、３０以
上、及び５０以下の「比」となる。又、図示するよう
に、陽性のすべての対照液は、２０以下、典型的に１０
以下の値となる。
【００３３】陽性及び陰性間の「比」のこの大きい差を
考慮するならば、一つの特定の標本に対して計算した
「比」が得られた後に、図２に示すような実験によって
作成したグラフと比較することにより、その標本が陽性
か陰性であるかを正確に予測することが出来よう。
考慮するならば、一つの特定の標本に対して計算した
「比」が得られた後に、図２に示すような実験によって
作成したグラフと比較することにより、その標本が陽性
か陰性であるかを正確に予測することが出来よう。
【００３４】図３には、小児科用バイアルに対して等式
を使用して作成した同様のグラフが示してある。小児科
用バイアルは、典型的に、血液量がより少ないが、依
然、陽性と陰性対照液間の「比」の差が大きい。これ
は、血液量が１ミリリットル以上の場合、特に当て嵌ま
る。
を使用して作成した同様のグラフが示してある。小児科
用バイアルは、典型的に、血液量がより少ないが、依
然、陽性と陰性対照液間の「比」の差が大きい。これ
は、血液量が１ミリリットル以上の場合、特に当て嵌ま
る。
【００３５】図４には、嫌気バイアルで得られた実験結
果が示してあり、この場合にも、陰性及び陽性バイアル
間の差が示してある。２つのバイアル間の差は明確であ
り、陰性の対照液は、全て８以上の値であり、陽性の対
照液は、全て３以下である。
果が示してあり、この場合にも、陰性及び陽性バイアル
間の差が示してある。２つのバイアル間の差は明確であ
り、陰性の対照液は、全て８以上の値であり、陽性の対
照液は、全て３以下である。
【００３６】図２に示した実験結果のグラフを作成する
とき、メリーランド州、スパークスのベクトン・ディキ
ンソン・ダイアグノステイック・インスツルメント・シ
ステムズ（Becton Dickinson Diagnostic Instrument S
ystems）によって市販されている標準的なバクテック
（BACTECtm（登録商標））６Ｆ好気培養基の入った標準
的なバクテックバイアルを利用した。図３は、同様にベ
クトン・ディキンソンによって市販されているバクテッ
ク・ペッズＦ（BACTECtm peds F）好気培養基の入った
標準的なバクテックバイアルを利用して作成した。図４
は、ベクトン・ディキンソンから入手可能な標準的なバ
クテック・リティック（BACTECtm LYTIC（登録商標））
嫌気培養基の入った標準的なバクテックバイアルを使用
して作成した。
とき、メリーランド州、スパークスのベクトン・ディキ
ンソン・ダイアグノステイック・インスツルメント・シ
ステムズ（Becton Dickinson Diagnostic Instrument S
ystems）によって市販されている標準的なバクテック
（BACTECtm（登録商標））６Ｆ好気培養基の入った標準
的なバクテックバイアルを利用した。図３は、同様にベ
クトン・ディキンソンによって市販されているバクテッ
ク・ペッズＦ（BACTECtm peds F）好気培養基の入った
標準的なバクテックバイアルを利用して作成した。図４
は、ベクトン・ディキンソンから入手可能な標準的なバ
クテック・リティック（BACTECtm LYTIC（登録商標））
嫌気培養基の入った標準的なバクテックバイアルを使用
して作成した。
【００３７】本発明の更に別の変形例において、光検出
器３２に代えて、４本の光ファイバ３０を全て１つの光
検出器内に導入することも可能である。光電子増倍管セ
ンサ３１に代えて、面積の大きい光ダイオードを使用
し、その後に、対数増幅器を設けてもよい。更に、セン
サ３１に代えて、面積の大きい光ダイオードを使用し、
その後に、調節可能な利得増幅器を設けてもよい。かか
る選択により、コンピュータ３４は、増幅器の調節可能
な利得を制御し、培養バイアル内の血液の量に関係な
く、略等しいレベルの出力信号が発生されるようにする
ことが望ましい。更に別の変形例において、ロックイン
増幅器４０は省略し、コンピュータ３４がこのロックイ
ン増幅器の機能を果たすようにしてもよい。最後に、セ
ンサステーションには、バーコード読み取り装置を設け
て、バイアルを識別し、又バイアルが好気性か嫌気性で
あるかを識別し、適当な作動モードを開始させるように
することが望ましい。
器３２に代えて、４本の光ファイバ３０を全て１つの光
検出器内に導入することも可能である。光電子増倍管セ
ンサ３１に代えて、面積の大きい光ダイオードを使用
し、その後に、対数増幅器を設けてもよい。更に、セン
サ３１に代えて、面積の大きい光ダイオードを使用し、
その後に、調節可能な利得増幅器を設けてもよい。かか
る選択により、コンピュータ３４は、増幅器の調節可能
な利得を制御し、培養バイアル内の血液の量に関係な
く、略等しいレベルの出力信号が発生されるようにする
ことが望ましい。更に別の変形例において、ロックイン
増幅器４０は省略し、コンピュータ３４がこのロックイ
ン増幅器の機能を果たすようにしてもよい。最後に、セ
ンサステーションには、バーコード読み取り装置を設け
て、バイアルを識別し、又バイアルが好気性か嫌気性で
あるかを識別し、適当な作動モードを開始させるように
することが望ましい。
【００３８】本発明に従ってセンサステーション２０を
利用する最も好適な方法において、バイアル２２は、検
査所に受理された後、直ちに最初の検査を行い得るよう
に、ステーション２０内に挿入する。その最初の検査の
結果、そのバイアルが既に陽性であると判定されたなら
ば、そのことを記録する。最初の検査の結果、そのバイ
アルが陰性であることが分かったならば、そのバイアル
は、継続的な測定を行い「力学型」の別のセンサステー
ションに投入される。このようにして、「遅延」バイア
ルを識別し、その特定のバイアルが陽性であるか否かを
直ちに読み取ることが出来る。
利用する最も好適な方法において、バイアル２２は、検
査所に受理された後、直ちに最初の検査を行い得るよう
に、ステーション２０内に挿入する。その最初の検査の
結果、そのバイアルが既に陽性であると判定されたなら
ば、そのことを記録する。最初の検査の結果、そのバイ
アルが陰性であることが分かったならば、そのバイアル
は、継続的な測定を行い「力学型」の別のセンサステー
ションに投入される。このようにして、「遅延」バイア
ルを識別し、その特定のバイアルが陽性であるか否かを
直ちに読み取ることが出来る。
【００３９】更に、添付したグラフに示すように、バイ
アル中の血液の量は、その検出方法の精度に影響しな
い。光は、本発明で使用する好適な照射手段であるが、
その他の型式の電磁放射手段も採用可能であることを理
解すべきである。
アル中の血液の量は、その検出方法の精度に影響しな
い。光は、本発明で使用する好適な照射手段であるが、
その他の型式の電磁放射手段も採用可能であることを理
解すべきである。
【００４０】本発明の好適な実施例を開示したが、当業
者は、本発明の範囲内で一定の変形例が可能であること
が認識されよう。例えば、光源の一部を側壁に配置し、
他の部分をバイアルの底部に配置し、または、全ての光
源及び光センサをバイアルの底部に配置することも可能
である。また、非円筒状断面のバイアルを使用し、又、
光源及び検出器を異なる表面部分の上に配置することも
可能である。この理由のため、本発明の真の範囲を判断
するためには、特許請求の範囲を基準とすべきである。
者は、本発明の範囲内で一定の変形例が可能であること
が認識されよう。例えば、光源の一部を側壁に配置し、
他の部分をバイアルの底部に配置し、または、全ての光
源及び光センサをバイアルの底部に配置することも可能
である。また、非円筒状断面のバイアルを使用し、又、
光源及び検出器を異なる表面部分の上に配置することも
可能である。この理由のため、本発明の真の範囲を判断
するためには、特許請求の範囲を基準とすべきである。
【図１】本発明によるセンサステーションの概略図であ
る。
る。
【図２】特定型式の好気培養基に対する計算「比」対血
液の量を示すグラフである。
液の量を示すグラフである。
【図３】小児科に使用される型式の好気培養基に対する
計算「比」対血液の量を示すグラフである。
計算「比」対血液の量を示すグラフである。
【図４】特定型式の嫌気培養基に対する計算「比」対血
液の量を示すグラフである。
液の量を示すグラフである。
２０ センサステーション ２２ バイア
ル ２４ 保持構造体 ２６、２７、
２８、２９ 光源 ３０ 光ファイバ ３１ 光セン
サ ３２ 監視用光検出器 ３４ コンピ
ュータ ３８ ＡＣ／ＤＣスプリッタ ４０ ロック
イン増幅器 ４２ 電源
ル ２４ 保持構造体 ２６、２７、
２８、２９ 光源 ３０ 光ファイバ ３１ 光セン
サ ３２ 監視用光検出器 ３４ コンピ
ュータ ３８ ＡＣ／ＤＣスプリッタ ４０ ロック
イン増幅器 ４２ 電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C12Q 1/04
Claims (6)
- 【請求項１】 血液標本を測定する方法にして、 （ａ）第一の波長（λ1）の電磁光線を第１の位置にお
いて検査すべき標本内に導入する段階と、 （ｂ）第一の波長（λ1）の電磁光線に起因して、標本
から放出される電磁光線の強さを測定する段階と、 （ｃ）第二の波長（λ2）の電磁光線を第１の位置にお
いて標本内に導入する段階と、 （ｄ）第二の波長（λ2）の電磁光線に起因して標本か
ら放出される電磁光線の強さを測定する段階と、 （ｅ）前記段階（ｂ）及び（ｄ）で測定した放出光の強
さを比較する段階と、 （ｆ）前記（ｂ）及び（ｄ）で測定した放出光の強さが
等しくなる迄、前記段階（ｃ）中に標本内に導入される
光線の強さを修正する段階と、 （ｇ）前記段階（ａ）中に導入された光線の強さ、及び
前記段階（ｃ）中に標本内に導入される光線の前記段階
（ｆ）に基づいて修正された後の強さを測定する段階
と、 （ｈ）前記段階（ａ）中に標本内に導入された光線の強
さと、前記段階（ｃ）中に標本内に導入される光線の前
記段階（ｆ）に基づいて修正された後の強さとの「比」
Ｕを下記の方程式によって計算する段階と、 Ｕ＝Ｉ1（λ2）／Ｉ1（λ1） 式中、Ｉ1（λ1）は、段階（ａ）中に第一の位置におい
て導入される第一の波長（λ1）の電磁光線の強度を示
し、Ｉ1（λ2）は、段階（ｆ）に基づいて修正された後
の段階（ｃ）中に第一の位置において導入される第二の
波長（λ2）の電磁光線の強度を示す、 （ｉ）前記計算した「比」を、細菌の成長を明示する所
定の比及び細菌の成長がないことを明示する所定の比と
比較して、その特定の標本が細菌の成長を表示するか否
かを判断する段階と、からなり、 前記第一の波長の電磁光線の波長が６８０ｎｍであり、
前記第二の波長の電磁光線の波長が８７５ｎｍである、
ことを特徴とする方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の測定方法において、前
記第一の波長の電磁光線及び第二の波長の電磁光線が略
第一の位置にて標本内に導入されることを特徴とする測
定方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載の測定方法において、前
記段階（ｂ）及び（ｄ）が第一の位置から約１８０°離
間した第二の位置で行われることを特徴とする測定方
法。 - 【請求項４】 請求項３に記載の測定方法において、検
査すべき標本が好気血液培養バイアルであることを特徴
とする測定方法。 - 【請求項５】 血液標本を測定する方法にして、 （ａ）第三の波長（λ 3 ）の電磁光線を第三の位置にお
いて検査すべき標本内に導入する段階と、 （ｂ）前記第三の位置において導入された第三の波長
（λ 3 ）の電磁光線に起因して、標本から放出される電
磁光線の強さを第四の位置で測定する段階と、 （ｃ）第三の波長（λ 3 ）の電磁光線を第五の位置にお
いて標本内に導入する段階と、 （ｄ）前記第五の位置において導入された第三の波長
（λ 3 ）の電磁光線に起因して標本から放出される電磁
光線の強さを第四の位置で測定する段階と、 （ｅ）前記段階（ｂ）及び（ｄ）で測定した放出光の強
さを比較する段階と、 （ｆ）前記（ｂ）及び（ｄ）で測定した放出光の強さが
等しくなる迄、前記段 階（ｃ）中に標本内に導入される光線の強さを修正する
段階と、 （ｇ）前記段階（ａ）中に導入された光線の強さ、及び
前記段階（ｃ）中に標本内に導入される光線の前記段階
（ｆ）に基づいて修正された後の強さを測定する段階
と、 （ｈ）前記段階（ａ）中に標本内に導入された光線の強
さと、前記段階（ｃ）中に標本内に導入される光線の前
記段階（ｆ）に基づいて修正された後の強さとの「比」
Ｗを下記の方程式によって計算する段階と、 Ｗ＝Ｉ 3 （λ 3 ）／Ｉ 5 （λ 3 ） 式中、Ｉ 3 （λ 3 ）は、段階（ａ）中に第三の位置におい
て導入される第三の波長（λ 3 ）の電磁光線の強度を示
し、Ｉ 5 （λ 3 ）は、段階（ｆ）に基づ いて修正された後
の段階（ｃ）中に第五の位置において導入される第三の
波長（λ 3 ）の電磁光線の強度を示す、 （ｉ）前記計算した「比」を、細菌の成長を明示する所
定の比及び細菌の成長がないことを明示する所定の比と
比較して、その特定の標本が細菌の成長を表示するか否
かを判断する段階と、からなり、 前記第三の波長の電磁光線の波長が６８０ｎｍである、
ことを特徴とする方法。 - 【請求項６】 請求項５に記載の測定方法において、前
記異なる位置が、前記段階（ｂ）及び（ｄ）の測定が行
われる単一の測定点から等しい距離だけ離間されている
ことを特徴とする測定方法。
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