JP3994143B2 - 血液分析器のための検体の迅速な分光光度法の予備検査鑑別方法及び装置 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、分光光度法（spectrophotometry）及び血液サンプル（blood sam-ples）の分光分析（spectrophotometric analysis）に関する。特に、本発明は、吸光度（absorbance）又は反射率（reflectance）を測定することによって、血液分析器（blood anzlyzer）に、血液サンプルの干渉物質の濃度（interferent concentration）、検体のタイプ（specimen type）及び物理的性質の迅速な予備検査測定結果（pretest determination）を提供する方法及び装置に関する。
背景技術
血液全体の中の血清又は血漿についての臨床実験室の検査（clinical labora-tory test）は日常的に行われている。日常的な分析においては、赤血球は、遠心分離によって血漿から分離されるか、又は、赤血球及び種々の血漿蛋白質が、遠心分離の前に凝血によって血清から分離されている。
ヘモグロビン（Ｈｂ）、ビリルビン（Ｂｉｌｉ）及び脂質粒子等の光散乱物質は、分光光度測定及びその他の血液分析測定に影響を及ぼす典型的な物質である。このような物質は干渉物質（interferents）と呼ばれている。
血漿又は血清のサンプルについて行われる多くの検査では、一つ又は二つの波長における分光光度測定による検出を容易にする発色団の発生後に終了する一連の反応が採用されている。意味のある正確な検査結果を得るためには、こうした検査を行う前に干渉物質を測定することが重要である。実際、サンプルが干渉物質でひどく汚染されている場合には、テストを正常に行うことはできず、得られた結果は信頼できないものである。
分析実験室においては、サンプルを識別するのにバーコードの使用が多くなってきており、この様な実験室は、日常的には、例えば、一般的には、血液及び尿である種々の生物学的液体を分析している。
検体の完全性（specimen integrity）は、検査の結果の正確さに直接に影響を与える。正しいサンプルを有している、例えば尿よりも血液であるとか、血液サンプルであれば、それは血清又は血漿であるかとか、血清又は血漿サンプル中に干渉物質の存在、サンプルの容量、サンプルの温度、及びゲルが血清又は血漿を凝固または凝結した血球から分離するのに使用される不活性物質である場合に、血液サンプル中のゲルレベルとも言われているゲルバリアー（gel barrier）の上面の位置とかなどの多くの因子によって、検体の完全性を損ない得る。最終的に、検査されるサンプルはそのサンプルについて行われるすべての評価の結果に適合していることが重要である。
品質保証及び検体の完全性のために用いられる最近の方法は、原理的には、検体の視覚検査によるものであり、これには対象特性を評価するために参照チャートと比較する場合としない場合とがある。サンプルの視覚検査は、テストの結果と患者の臨床的状態との食い違いが生じた場合に、その違いを説明するための昔ながらのやり方として採用されることもある。
血漿又は血清のサンプルは、通常、元のチューブから二次チューブに移し替えられる。これらの二次チューブは、感光性成分を保護するために琥珀色に着色されることがある。琉珀色に着色することにより、視覚検査が実際的に不可能となる。場合によっては、ラベルがチューブの一部に貼られて、完全な視覚検査ができないようになっている。更に、透明なチューブにおいても、尿と血漿又は血清との区別が難しい場合もある。
視覚検査による検体の予備検査鑑別（pre-test screening）は、よくても高々半定量的であって、非常に主観的なものであり、必要とされる品質保証を与えるものではない。
更に、検体の視覚検査による予備選別は、時間のかかる遅い方法である。その結果、完全及び半自動化された実験室における現状の血液分析器では、検体の視覚検査を採用していない。しかし、直接サンプリング等の他の方法は余り迅速ではなく、コストがかかり過ぎる。血漿又は血清のサンプルの測定を行うためには、測定前に検体の入ったチューブの蓋を外し、検体の直接サンプル（direct sample）を取り出し、希釈する必要がある。
発明の開示
従来技術の欠点は、サンプルを分析に供する前に、血液検体を検査する迅速且つ正確な方法と装置を提供することによって解消される。
本発明の一態様によれば、検体用チューブ上のバーコードが解読されて検体が識別され、該バーコードの解読と共に、検体のゲルレベルと該ゲルの上方の液体高さが求められて検体容器をスペクトルデータが得られるように位置決めするための基礎データが提供される。このスペクトルデータは、分析用の検体に干渉物質が含まれているか否か、もし干渉物質が含まれていた場合にはそれがどの程度かを決めたり、検体のタイプが例えば尿か血漿か血清かを決めたり、又は検体の温度を測定したりする新規な方法に使用される。
本発明の他の態様においては、Ａ．検体容器上のバーコードを解読して識別し、検体の位置決めに関する情報を提供する装置、Ｂ．検体のゲルバリアの上面の位置とゲルの上方の液体の高さを求める装置、及びＣ．検体を照射し、該検体からの光を測定して、分析用の検体に干渉物質が含まれているか否か、もし含まれている場合にはどの程度か、そして検体のタイプと温度を求めるための分光測定装置を組み込んだ装置が提供される。この装置は、検体の入ったサンプルチューブの外側表面にサンプル識別用のラベルが貼付されている場合に、これらの測定を行うことができる。
本発明の別の態様においては、検体容器上に貼付されたバーコードを解読して識別し、検体の位置決めに関する情報を提供し、検体のゲルバリアの上面の位置とゲルの上方の液体の高さを求め、分析用の検体に干渉物質が含まれているか否か、もし含まれている場合にはどの程度かを求め、検体のタイプを求め、そして検体の温度を求めるための方法が提供される。本発明の方法によれば、検体の入ったサンプルチューブの外面にサンプル識別用ラベルが貼付されている場合に、これらの決定を行うことができる。
本発明の更に別の態様においては、分光測定器からの光又はその他の適宜な光源からの光がラベル、容器及び検体を透過する場合に、前述の決定桁う装置と方法が提供される。
一実施例においては、先ず、バーコードの解読と、ゲルレベルとゲル上方の液体の高さとが求められる。これによって、引き続く測定のためのサンプルの適正な位置決めに重要な情報がもたらされる。ヘモグロビン（Ｈｂ）、全ビリルビン（非結合ビリルビン、結合ビリルビン及びデルタビリルビンに対して較正されたもの。これら３種の合計が全ビリルビンとなる）及び脂質等の干渉物質の濃度が、血清又は血漿検体中の異なる波長の光の吸光度の測定によって求められ、次いで、血清又は血漿検体中の各干渉物質の基準測定を用いた補正を通じて得られた値と比較される。サンプルの温度の決定に関してもこれと同様である。例えば検体が尿、血清又は血漿であるか等の検体タイプの決定も行われる。この決定は、異なるサンプルについてのスペクトルデータの記録とその統計的解析によって行われ、スペクトルはサンプルのタイプによって分類されている。更に、バーコードの解読は、他のパラメーターの決定と同時、その前、又はその後のいずれに行ってもよい。今、特定の測定のシーケンスについて概略を説明したが、当業者ならば、本発明の範囲から逸脱することなく、如何なる組合せのシーケンスでも可能なことは明らかであろう。
他の実施例においては、バーコードの解読とゲルレベル及びゲル上方の液体の高さが最初に求められる。この測定により、次の測定のためのサンプルの適正な位置決めに重要な情報が提供される。ヘモグロビン（Ｈｂ）、全ビリルビン（非結合ビリルビン、結合ビリルビン及びデルタビリルビンに対して較正されたもの。これら３種の合計が全ビリルビンとなる）及び脂質等の干渉物質の濃度が、血清又は血漿検体中の異なる波長の光の反射度の測定によって求められ、次いで、血清又は血漿検体中の各干渉物質の基準測定を用いた補正を通じて得られた値と比較される。サンプルの温度の決定に関してもこれと同様である。例えば検体が尿、血清又は血漿であるか等の検体タイプの決定も行われる。この決定は、異なるサンプルについてのスペクトルデータの記録とその統計的解析によって行われ、スペクトルはサンプルのタイプによって分類されている。更に、バーコードの解読は、他のパラメーターの決定と同時、その前、又はその後のいずれに行ってもよい。今、特定の測定のシーケンスについて概略を説明したが、当業者ならば、本発明の範囲から逸脱することなく、如何なる組合せのシーケンスでも可能なことは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
図１は、発光ダイオード（ＬＥＤ）及び光源と共に使用されるサンプルホルダーの長手方向断面図である。
図２は、図１の完全なサンプルホルダーの上面図である。
図３は、レーザー及び光源と共に使用されるサンプルホルダーの長手方向断面図である
。
図４は、図３の完全なサンプルホルダーの上面図である。
好適実施例の説明
作動中において、この装置は、先ずバーコードとチューブ上のその位置を検出し、後者の検出に基づいて、バーコードが測定の邪魔にならないように、チューブを検体ホルダー２の所定位置に保持する。
ゲルレベルとゲル２４上の液体２６の高さを測定するために、検体は、図１の検体ホルダー２に載せられる。該ホルダーは、チューブの一方の側にＬＥＤ（発光ダイオード）１６の列を、他方の側にこれに対応するシリコン検出器２０の列を具えている。ＬＥＤ１６は、電線６によって、電子駆動装置（electronic driver）４に接続されている。検出器２０は電線７によって出力を分析するマイクロプロセッサー（図示しない）に接続されている。ＬＥＤと検出器の数はチューブの長さによって決められる。例えば、普通に使用されている長さ１０ｃｍのチューブの場合、完全に満たされたチューブから空のチューブまでを収容するのに、５ｍｍ間隔で配置された２２個のＬＥＤと２０個の検出器が必要である。作動において、柱の上部の第１検出器は、反対側の三つのＬＥＤ、即ち直ぐ正面と５ｍｍ上と５ｍｍ下のＬＥＤが順次に発光するにつれて、それを検出する。これらのＬＥＤと検出器との間の測定距離は、チューブの直径を求めるのに使用される。その測定は、電子的、機械的、光学的又はそれらの組合せによって行われる。好適実施例においては、この測定は、機械及び電子作用の組合せによって行われる。測定されたチューブの直径と測定されたゲルバリア上の液体の高さとによって、液体の容量が計算される。
ゲルレベルと液体の高さを測定する別のやり方として、ダイオードレーザー２８が光源となり、一組のレンズ３０を経て集光され、サンプルのチューブの全長にわたって光線３２を拡散させる。サンプルのチューブを通過した光線は、別の一組のレンズ３４を通過してＰＤＡセンサー３６に向けられる。この装置によって、チューブは１ｍｍ毎に解析され、その結果が液体の高さ２６とゲルレベル２４に関係付けられる。いずれのやり方でも、血液サンプル中の血球成分率を求めることができることは、容易に判る。これは、容器中の全血液サンプルを遠心分離によって、血球と血清又は血漿の二つの相に分離することによって達成される。次にこの容器は本発明によって検査され、各相が占有している容器の長さが求められる。このデータによって、血球の相と血清又は血漿の相の長さの比が、血球成分値に変換される。
上記の結果に基づいて、その後の測定のために液体区域の位置が最適とるるように、チューブと光ファイバの相対位置は調節可能となっている。その結果、サンプルホルダー２と光ファイバ１０と１４との間に、このような調整を可能にする空間１１が設けられている。
サンプルのタイプ、温度の決定、及び干渉物質の測定に関して、図２を参照して説明する。サンプル２２は、図示しないハウジング内に設置された検体ホルダー２（長手方向を示す図１を参照のこと）に載せられる。４００ｎｍ〜２５００ｎｍの範囲の光を放射する光源８が、光ファイバ１０によってサンプルに接続されている。吸光度を測定する場合には、光源はサンプルを透過するように向けられ、光源の反対側に設置された光ダイオード（ＰＡＤ）の列であるセンサー１２によって透過光線が検出される。反射度を測定する場合には、検出器は射出源（図示しない）の近くに設けられる。両方の場合共、検出器は光ファイバ１４その他の適宜な手段によって光学的に接続されている。この装置においては、光源は、サンプルをバイパスする基準ビームが存在するように分割されている。この装置は、基準経路からのセンサー応答に対するサンプル経路からのセンサー応答を、サンプル中の既知の物質の量と関連付ける手段を具えている。このハウジングはサンプルを受容する空間と、該空間を選択的に開閉する蓋とを具えている。光源は光線ビームを放射するためのものであり、センサーは光線を受けて応答する。
本発明は特定の実施例を参照して説明されたが、当業者であれば、本発明の精神と範囲を逸脱することなく、種々の改変を行うことが可能なことは理解されるであろう。

Claims (9)

1. 血液検体中の少なくとも一つの干渉物質の濃度及び血液検体の温度の予備検査測定を行う装置であって、
   ａ）検体容器を保持する手段と、ここで前記手段及び容器は長手方向の軸を有するものであり、
   ｂ）前記検体に光を照射するように、前記容器の第一の長手方向断面に沿って設置されている発光ダイオードの直線状の列を備える第１の光源と、前記検体からの透過光又は反射光を収集可能に設置されているシリコン検出器の列を備える第１光検出器と、
   ｃ）前記第１光源を電子駆動装置に接続する電気による手段と、
   ｄ）前記第１光検出器を、前記第１光検出器からの出力を解析して、前記血液検体におけるゲルの位置及び前記ゲル上の液の高さを求める計算手段に接続する電気による手段と、
   ｅ）前記計算手段により行われる解析による結果に基づいて、前記検体容器を保持する手段の軸上で前記容器の位置を調節する手段とを具備し、さらに、
   ｆ）第２光源と、
   ｇ）前記第２光源から光を前記血液検体に通過させる手段と、
   ｈ）前記検体からの透過光又は反射光を分光測定的に検出する手段を具える第２光検出器と、
   ｉ）前記血液検体中のヘモグロビン、全ビリルビン、非結合ビリルビン、結合ビリルビン、デルタビリルビン、ビリベルジン及び脂質からなるグループから選ばれる少なくとも一つの干渉物質の一以上の濃度及び前記血液検体の温度を測定するために、前記検出された光を関連させる手段とを備える分光測定器を具備することを特徴とする血液検体中の少なくとも一つの干渉物質の濃度及び血液検体の温度の予備検査測定を行う装置。
2. 前記第１光源からの前記光を焦点に集め、前記光を前記容器の前記軸を横切って拡散させる一つ以上のレンズをさらに具え、前記検体からの透過光又は反射光を収集して、それを前記第１光検出器に向ける一つ以上の別のレンズをさらに具えることを特徴とする請求項１に記載の血液検体中の少なくとも一つの干渉物質の濃度及び血液検体の温度の予備検査測定を行う装置。
3. サンプル識別ラベルが、前記検体容器の外面に配置されており、前記第１光源からの少なくとも一つの光及び前記第２光源からの光が、前記ラベルを通して透過させられることを特徴とする請求項１又は２に記載の血液検体中の少なくとも一つの干渉物質の濃度及び血液検体の温度の予備検査測定を行う装置。
4. 前記第１光源からの光及び第２光源からの光が、ラベル、容器及び検体を通して透過させられることを特徴とする請求項３又は４に記載の血液検体中の少なくとも一つの干渉物質の濃度及び血液検体の温度の予備検査測定を行う装置。
5. 血液検体中の少なくとも一つの干渉物質及び血液検体の温度の予備検査測定を行う方法であって、
   ａ）血液検体を、長手方向の軸を有する検体容器中に入れ、
   ｂ）該血液検体容器を保持手段に配置し、
   ｃ）発光ダイオードの直線状の列を備える第１光源からの光を前記血液検体に適用し、前記血液検体からの透過光又は反射光を、シリコン検出の列を備える第１光検出器によって収集し、
   ｄ）前記第１光検出器により収集された光を分析して、前記血液検体についてのパラメーターとして、ゲルの位置及びゲル上の液の高さを求め、
   ｅ）前記検体から求められたパラメータに基づいて、前記血液検体をさらに分析をするために、前記保持手段内で前記容器の位置を調整し、ここで、後続の分析は
   ｉ）第２光源からの光を分光測定的に前記血液検体に適用して、前記検体からの透過光又は反射光を第２光検出器により検出し、
   ii）分光測定的に検出された前記光に関連させて、前記血液検体中のヘモグロビン、全ビリルビン、非結合ビリルビン、結合ビリルビン、デルタビリルビン、ビリベルジン及び脂質からなるグループから選ばれる少なくとも一つの干渉物質の一以上の濃度及び前記血液検体の温度を求めることにより行われることを特徴とする血液検体中の少なくとも一つの干渉物質及び血液検体の温度の予備検査測定を行う方法。
6. 前記第１光源からの前記光が一つ以上のレンズを通して焦点に集められ、前記光を前記容器の前記軸を横切って拡散させ、前記光は該容器を透過されたものであり、及びここで、前記容器からの反射光又は透過光は、一つ以上のレンズを通過して前記第１光検出器に向かうことを特徴とする請求項５に記載の血液検査中の少なくとも一つの干渉物質及び血液検体の温度の予備検査測定を行う方法。
7. サンプル識別ラベルは、前記検体容器の外面に配置され、前記第１及び第２光源からの光は、前記ラベル、容器及び血液検体を通して透過することを特徴とする請求項５又は６に記載の血液検体中の少なくとも一つの干渉物質及び血液検体の温度の予備検査測定を行う方法。
8. バーコードが、前記容器に付され、該バーコードが、解読されて検体の識別がなされることを特徴とする請求項５〜７の何れか一項に記載の血液検体中の少なくとも一つの干渉物質及び血液検体の温度の予備検査測定を行う方法。
9. 前記分光測定的に検出された光が、前記検体の温度を求めるのに使用されることを特徴とする請求項５〜８の何れか一項に記載の血液検体中の少なくとも一つの干渉物質及び血液検体の温度の予備検査測定を行う方法。

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