JP4346686B2 - 夾雑物検出器 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、液体中の夾雑物（一種類または二種類以上）の存在を定量的に測定する装置に関する。本発明はまた、ヒトの血液またはヒトの血液から抽出乃至吸引した血液製剤におけるヘマトクリットを測定する装置およびその測定方法に関する。
発明の背景
所与の生成物中に存在する所与の夾雑物乃至外来物質の量を測定することは、歴史的に重要であった。例えば、この種の測定は不要な夾雑物を安全に取り除き、安全基準を上回らないようにするために生成物を製造工程中にふるいにかけなければならないものである場合には、きわめて重要である。このような測定が重要になる製品の例を挙げると、透明な溶媒（例えばアルコール、塗料のシンナー、ターペンチン等）、液状の薬剤または薬用生成物（例えば液状の風邪薬、過酸化水素、気化に用いる液体）、種々の透明あるいは「染料を含まない(dye-free)」製品（例えば液状の石鹸、洗剤およびワックス、シャンプー、ヘアスプレー、化粧料、脱臭剤、局所的に用いる薬剤、飲料、経口乃至非経口摂取栄養剤）、石油（原油乃至精油）のような化石燃料、ならびに本質的に透明であるか所定の基本となる色彩を有する他の液体がある。
もう一つの例として医学および生理学においては、しばしば、患者の体液の一部において「夾雑物(contaminants)」とみられる特定の物質の量を正確に測定する必要が生じる。このような物質は、人体によっては外来物質であるかまたは自然に生じるかのどちらかであるが、これらは生来好ましくないか、または生理学的に有用のどちらかである。例として、赤血球を「夾雑物」とした場合の簡潔な考察を以下に記す。
ヒトの血液は通常一定量の赤血球と一定量の白血球、および他の成分を含む。歴史的には、例えば病気や障害の診断を補助するため、患者の血液中におけるこれら構成成分の存在を一定の正確さをもって測定することが、しばしば重要な問題になった。
患者の血液サンプル中における種々の構成成分の相対存在量を評価するのに便利なパラメータは、ヘマトクリットパラメータである。通常、ヘマトクリットパラメータは、一定の正確さをもって患者の赤血球容積率を示す。一般にはヘマトクリットの値は百分率または小数で示されるが、明確にこのような比を表す他の手段で示すこともできる。したがって、血液サンプルまたは血液成分サンプルのヘマトクリットは、多くの場合血液または赤血球を含む血液製剤サンプルに対する（容積）百分率にほぼ等しいと考えられている。
従来、ヘマトクリットの測定は全血サンプル、すなわち分離、処理その他の操作を加えていない患者から直接採取した血液サンプルについて行っていた。しかし、このような測定では例えば白血球の方が多い等の全血サンプルから選択的に抽出した血液製剤のような何らかの修正、もしくは変更処理を加えた血液サンプルでヘマトクリットを測定した場合に、しばしば途方もない値となることがあった。しかしヘマトクリットの測定量が過大にならないこと、より詳しくは、所定の閾値を超えた値にならないことは極めて重要である。現場で赤血球が「夾雑物」として見られる、このような場合である。
白血球の方が多い血液製剤サンプルにおいては、ヘマトクリットを正確に測定することの必要性は広く認識されている。特に、白血球の方が多い血液製剤サンプルでヘマトクリットを測定したときの誤差の許容範囲は、全血サンプルを測定する場合に比べて著しく小さいことは広く知られている。したがって、たとえ測定装置や測定方法に固有の誤差の範囲が全血サンプル（例えばヘマトクリット値が５０％以上となる血液サンプル）について無視できるものであったとしても、白血球の方が多い血液サンプル（例えばヘマトクリット値が数％以下しかない血液サンプル）においては、上記誤差の範囲は実際のヘマトクリット値に比例して、きわめて大きくなる。
ヘマトクリット値が小さい場合でも高い正確さが得られることは、患者に適切な治療を与えるため、特定の障害または疾患を適切に診断乃至確認する際に特に重要である。例えば血液サンプルを患者から抽出し、ついで遠心分離器乃至他の血球分離装置で分離する場合には、血液サンプルが紫外線照射装置での照射(irradiation)などその後の処置にかけられるよう、ヘマトクリット値が十分に小さいことがきわめて重要である。この静脈においては、患者の血液サンプル（すなわち白血球の方が多い血液サンプル）におけるヘマトクリット値が、数１０％と不当に高いと比較的効果のない治療（患者の回復を遅らせたりあるいは症状を悪化させることもある）が行われたり、あるいは単に時間と資源の浪費になったりする（血液の抽出、遠心分離および処理を最初から始めなければならなくなったりする）。
従来、ヘマトクリット値を測定する方法には、サンプルを標準的な遠心分離器とキャピラリーチューブを使って遠心分離するものがあった。物理的な測定はチューブに赤血球を充填し、そこからヘマトクリット値を算出した。しかし血液をまず収集し、ついで遠心分離にかけなければならないこと、および結果が迅速に得られないという欠点が見つかった。さらにヘマトクリット値が３０％より低いときには、結果は十分正確とはいえなかった。
ヘマトクリット値を測定するもう一つの方法に、波長の異なる２個のＬＥＤ（発光ダイオード、典型的には赤色〔一般には約６００ｎｍ〕と緑色〔一般には約５００ｎｍ〕）をサンプルキュベット（容器）を通して変調するというものがある。フォトダイオードと電気回路が、エミッタから発射されてキュベットを通過した光を増幅するのである。ＬＥＤが入力され安定化すると、変調された光の信号の振幅の差を使って測定が行われる。このようなシステムで得られる結果は、ヘマトクリット値がかなり低い（例えば約６％以下）血球成分サンプルの場合は正確ではない。また、変調光を使ったり、フォトダイオード回路を使うため反応時間が遅いという傾向がある。さらにこれらのシステムは、光変調技術を使い、また二つの検出器の読み取り値の差をコンピュータで計算する必要があるため非常に複雑なものになりやすい。
米国特許第５，３５１，６８６号（Steuer他）はパルスを打つ血流が通る使い捨てキュベットが、所定の距離を隔てて相対する二つの壁を備えた導管を有し、その壁の間の距離は血流の各パルスに応じて変動するシステムを開示している。この方法によれば、患者のヘマトクリット値の絶対的な値とともに、その経時的な変化を指示する値も得られる。しかし、この特許は全血中でのヘマトクリットの検出だけを目的にしているように見えるため、ここで開示された装置は、比較的低いヘマトクリット値の場合には望むほど正確なものではないようである（これまでに述べたのと同様）。
米国特許第５，３７２，１３６号（Steuer他）は、例えば指をチューブ状の構造物に挿入するか、または耳たぶにクリップを付けるヘマトクリットの監視装置および方法を開示している。どちらの場合も対象とする人体の部分を通過すると種々の波長の光が消失することに基づいて、フォトダイオードがヘマトクリット値の測定を補助する。この方法はヘマトクリットの「非侵襲的な(non-invasive)」検出方法と呼ばれるものである。しかし、この方法は患者のヘマトクリットの経時的変化を示す値を測定することができるだけのように見え、ヘマトクリットの絶対的な値は測定できないように見える。さらに、この特許で開示された装置は先の米国特許第５，３５１，６８６号と同じような欠点を有するように見える（すなわち、ヘマトクリット値が低いときに望むような正確さが得られない）。さらに、光が追加の干渉的な媒体（例えば患者の皮膚、骨、筋肉等他の身体の構成要素）を通過することから生じる潜在的な歪曲因子が存在する可能性もある。
これまでに述べた公知の装置と方法は、多くが複雑で高価であり、それでいて望むほど正確な結果は得られなかった。
そこで、望まない物質や夾雑物を含む液体があっても、夾雑物の存在量を正確に特定できる検出器を求める声が上がっている。
発明の概要
本発明の少なくとも一つの態様によれば、可視スペクトル中の「青色」光のピーク波長とほぼ同じかこれよりも短いピーク波長の光を放出する好ましくは単一の光源が、所与の夾雑物を測定乃至検出することを目的とする液体サンプルを収納した装置を通して光を放出する装置と方法が企図されている。そして、液体サンプルの反対側には検知手段を配置し、液体サンプルを通過した光の量を検出する。この後は適当な回路が測定した光を、液体サンプル中にある所与の夾雑物の相対存在量を示す値に変換する。この装置においては、対象とする夾雑物の量の経時的な変化を測定することも考えられる。
こうすると、一般則として検出操作中に液体を光に曝したときに、「色親和性(color affininty)」の原理が当てはまるならば、所与の液体中における所与の夾雑物の存在量をかなり正確に測定できることが分かった。例えば、「青色」光（あるいはこれより波長が短い光）の波長は、これより長い波長（例えば赤および／または緑色の波長）の光よりも白血球に存在する「色」あるいは欠如する色を模擬する(mimic)傾向があるため、特に白血球の方が多い血液サンプルの場合は青色光（あるいはこれより波長が短い光）を用いる検出器を使えば、赤色あるいは緑色の光が血液サンプルを通過した場合よりも、赤血球の存在量を検知できる可能性がある。本発明と同様の原理は、消費や生産に用いる物質を含む体液以外の液体中に存在する夾雑物の測定にも応用できることは理解できるであろう。
したがって、放出される光の色を直接測定しない液体サンプル成分（すなわち、液体の非夾雑物、「バックグラウンド(background)」あるいは「ファンダメンタル(fundamental)」成分）の色に合わせるかあるいは近似させることによってかなりの正確さが得られる（しかし、その純度は夾雑物の測定を通して得られる）。こうして、対象とする液体サンプルを通って進む光とは色彩が大きく異なる夾雑物の存在量の特定がはるかに容易になることが分かる。
本発明の少なくとも一つの態様によれば、白血球の方が多い血液製剤中のヘマトクリット値を測定する際、特に血液製剤のサンプルを後に紫外線照射装置で照射(irradiation)する場合に、「青色」光の波長にほぼ相当する波長の光は、ＵＶ−Ａ光（上記の照射でよく使用される、すなわち波長が約３５２ｎｍの光。）を模擬すると考えられるため際立った利点が発見された。したがって、照射の際に同じ血液製剤サンプルで後に使用される光の物理特性をよく模擬することよって、ヘマトクリット検出器で測定される血液製剤中のサンプル特定成分がＬＥＤからの光によって悪影響を受ける恐れが大幅に減じられる。
要約すれば、本発明の一様相は広くヘマトクリット値を測定する装置であって、
所定の道筋（光路）に沿って進む、青色光の波長より大きくないピーク波長の光を放出する光源と、
前記光源から放出された光の道筋に、ヒトの血液サンプルの一部を配置する手段と、
前記光源から放出され、前記配置手段によって前記光源から放出された光の道筋に配置されたヒトの血液サンプルの一部を通過した光を検知する手段と、
前記検知手段によって検知された光をヘマトクリット値に変換する手段を具備する装置を企図している。
本発明のもう一つの一様相は広く液体中に存在する夾雑物を測定する装置であって、
所定の道筋（光路）に沿って進む光を放出する光源と、
夾雑物成分と非夾雑物成分を含む液体サンプルの一部を、前記光源から放出された光の道筋に一時的に配置する手段であって、前記夾雑物部分は、主に第１の波長からなる光の放出によって同定可能であり、また前記非夾雑物部分は、主に前記第１の波長とは異なる第２の波長からなる光の放出によって同定可能である手段と、
前記光源から放出され、前記配置手段によって前記光源から放出された光の道筋に配置された前記液体サンプルの一部を通過した光を検知する手段と、
前記検知手段によって検知された光を、前記液体サンプルに存在する夾雑物成分の存在量を示す値に変換する手段を備え、
前記光源は、前記第２の波長より大きくないピーク波長を有する光を放出する手段を具備する装置を企図している。
本発明のさらに他の様相は広く液体中に存在する夾雑物を測定する方法であって、
所定の道筋（光路）に沿って進む光を放出する光源を用意する工程と、
夾雑物成分と非夾雑物成分を含む液体サンプルを用意する工程であって、前記夾雑物部分は、主に第１の波長からなる光の放出によって同定可能であり、また前記非夾雑物部分は、主に前記第１の波長とは異なる第２の波長からなる光の放出によって同定可能であり、この非夾雑物部分は所与の色を有する工程と、
前記光源から放出された光の道筋に前記液体サンプルの一部を配置する工程と、
前記液体サンプルの一部を通して光を放出する工程と、
前記光源から放出され、前記液体サンプルの一部を通過した光を検知する工程と、
前記検知された光を、前記液体サンプル中の夾雑物成分または非夾雑物成分の一方の相対存在量を示す値に変換する工程を含み、
前記光源は、前記第２の波長より大きくないピーク波長を有する光を放出する方法を企図している。
【図面の簡単な説明】
図１は、夾雑物検出器の分解図である。
図２は、キュベットの詳細説明図である。
図３は、カバーとキュベットを定位置に配置した図１に示した夾雑物検出器（検出操作の準備段階）の正面図である。
図４は、カバーとキュベットを取り外した状態における図３と同じ正面図である。
図５は、図１，図３および図４に示した夾雑物検出器の平面図である。
図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
図８は、検出装置の模式図である。
図９は、本発明におけるもう一つのキュベットの斜視図である。
図１０は、図９のキュベットを収納する、本発明に係るもう一つの光アセンブリの一部の斜視図である。
図１１は、図１０に示す光アセンブリの凹部に収納される、図９のキュベットの斜視図である。
好ましい態様の説明
図１は、本発明の好ましい態様に係る夾雑物検出器を示す図である。特に図１は、カバー１２と本体１４を有する夾雑物検出器１０の分解図である。また、この図には以下に詳述する本体１４に選択的に挿入可能なキュベット２７も示されている。
本発明の少なくとも一つの好ましい態様によれば、取付けブロック２３が適当な取付けプレート２１上に取り付けられる。そして好ましくは、取付けブロック２３が、今度は本体１４のための基台を形成する。図１に示すように本体１４は、大型の円筒部２５と小型の円筒部２９（ここで「大型」と「小型」というのは両円筒物の相対的な口径の寸法をいう）から構成するのが好ましい。さらに、取付けプレート２１の表面２１ａ上には適当な方法で、検出器１０によって行われる測定を処理するための回路を取付けることが想定されている。あるいは、この回路は取付けプレート２１の表面２１ａとは反対側の面に取り付けることもできる。
小型の円筒部２９は、好ましくは上述のキュベット２７を収納するのに適したスロット１８を備える。また、円筒部２９には測定操作中に光を放出する発光ダイオード（ＬＥＤ）装置または他の適当な光源２０が設けられるのが好ましい。
本体１４に挿入されたキュベット２７を通る光の伝播を容易にするため、本体はさらに、ＬＥＤ２０からスロット１８までの第１の通路２２とスロット１８から適当な検知装置２６（図５参照）までの第２の通路２４を備えるのが好ましい。
スロット１８は、ＬＥＤ２０から放出された光がキュベット２７を通って検知手段２６に到達できるように、キュベット２７を収納するのが好ましい。好ましくは検出操作の間を通して、カバー１２は周囲の光（すなわち、装置外部の光）のキュベットへの進入を完全に除去はできなくても最小限にできるよう、本体１４上に被せられる。
図２は、本発明の好ましい態様で用いられるキュベット２７を厳密に描いた図である。キュベット２７は導入管２８、排出管３２および本体３４を備えるのが好ましい。
本体３４は好ましくは、内部に光源２０から放出された光の道筋において血液製剤サンプルのかなり薄い層を形成することができる薄い「平板化」チャンバ（「暴露」チャンバ、「検出」チャンバあるいは「テスト」チャンバとも呼ばれる）３６を区画する部分を含むように構成される。本発明の一態様においては、チャンバ３６の厚さは約０．０３０インチ（ほぼ同じ厚さの血液層が得られる）とするが、これよりわずかに厚いかまたは薄くてもよい。
本体３４はまた、適当な内部導管２８ａおよび内部導管３２ａを介して導入管２８と排出管３２がそれぞれ、血液製剤サンプルをチャンバ３６に導き、またこれから排出できるよう、導入管２８と排出管３２を容易に収められるように構成するのが好ましい。内部導管２８ａおよび内部導管３２ａは一般には管状で、適当に構成された移行帯３１および移行帯３２を介してチャンバ３６への移行を行えるようにする。チャンバ３６は、ＬＥＤ装置あるいは他の適当な光源２０（図１参照）から放出された光に対して、液体の薄くて実質的には積層型の層を提供する。本発明の少なくとも一つの好ましい態様においては、少なくともチャンバ３６は、実質的に透明な材料（例えば透明なプラスチック）から形成される。本体３４の残りは、導入管２８と排出管３２とともに、同じような材料（周囲の光がチャンバ３６に進入するのを阻止するため、不透明度が高い材料の方が好ましい）から形成されることは理解されるであろう。
図３は、検出操作のためにキュベット２７をスロット１８（図１参照）に挿入し、カバー１２を定位置に置いた状態での夾雑物検出器を示す図である。
図４は、上述のカバー１２を取り外した状態での、本発明に係る夾雑物検出器の正面図である。上述のＬＥＤ装置２０は、適当な寸法のスロット３８に位置するのが好ましい。
図５は、図３に示す夾雑物検出器の平面図である。図示のように、スロット１８は少なくとも本体１４の小型円筒部２９の径の長さを有する。
図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿って切り取った図である。図示のようにスロット１８は、キュベット２７を完全に収納できる構造とするのが好ましいため、下方にくぼんだ凹部４２を含むのが好ましい。この凹部４２は、キュベット２７をスロット３８に装填すると同時に、上述のキュベット２７の平板化チャンバ３６と整列する光を第２の通路２４（図５参照）に導くためのウィンドー４３を含む。
図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿って切り取った図である。図示のように、本体１４はＬＥＤまたは他の光源からの光を第１の通路２２（図５参照）からキュベット２７の平滑化チャンバ３６へ、そして上述のウィンドー４３へ導くための穴４４を有するのが好ましい。
図６および図７は、本発明の少なくとも一つの好ましい態様に従って、上述のキュベットを収納するスロット１８（図５参照）が下方にくぼんだ凹部４２、ほぼ水平な棚４５およびほぼ垂直な壁４７から構成されるのが好ましいことを示している図である。下方にくぼんだ凹部４２それ自体は、第１の垂直壁４２ａ（図６参照）と第２の垂直壁４２ｂ（図７参照）から構成されるのが好ましい。
上述の各部４２ａ，４２ｂ，４７および４５は、キュベット２７がスロット１８に挿入され、凹部４２内で支持されるときキュベット２７を適切に収められるような寸法と構成を有する。このような構成にしたときは、導入管２８と排出管３２は、それぞれ対応する水平棚４５上に乗っていることが好ましい。このときキュベットの相対向する軸方向の両端は、対応する垂直壁４７に接する。図６に示すように、垂直壁４２ａは垂直壁４７よりも、導入管２８と排出管３２の位置を越えて、本体３４の厚みを容易に収納できるよう軸方向に深くくぼんでいるのが好ましい。キュベット２７の導入管２８と排出管３２は、水平な棚４５上に乗っている状態で、カバー１２の適当な寸法の２つのくぼみ４８（一方を図１に示した）に収まるのが好ましい。
ウィンドー４３は通路２４に延び、適当な検出装置乃至センサ２６（図５参照）で終端するのが好ましい。このようなセンサ２６を図８に模式的に示したが、ここではＬＥＤによる入力５０も模式的に示されている。センサ２６は、液体サンプル中の夾雑物の存在量を測定するため、適当な回路および／またはプログラム５２に接続されるのが好ましい。
図９乃至図１１は、本発明のさらなる態様を示す図である。図９は、不透明なプラスチックその他の材料から成形されたもう一つのキュベット１００を示す図である。キュベット１００は平らな長手の本体１０２を備え、この本体の両端１０６と上縁１０８には一体的に成形された遮光フランジ１０４を有する。ポート（口）１１０およびポート１１２は、前述の態様と同じように管またはチューブ（図示せず）に接続される。通路１１４および通路１１６はそれぞれ、ポート１１０およびポート１１２から円盤状の透視チャンバ１１８につながっている。チャンバ１１８は、本体１０２と垂直方向にこれを貫く環状壁１２０によって区画される。壁１２０内にはチャンバ１１８を包囲するため、チャンバ１１８内の環状の棚１２４に接しながら、一対の透明ウィンドー１２２が超音波溶接される。なお、本体１０２と共面をなす長手の翼１２６が、２枚のウィンドー１２２の間でチャンバ１１８の上部を貫通して延び、同伴する気泡をチャンバ１１８の外へ運び出すのに十分な速度の層流を生ずるのを容易にする。
図１０は、キュベット１００（図１０には示していない）を収納するための光学アセンブリ１２８を示す図である。光学アセンブリ１２８は、キュベット１００を収納できる形状にした凹部１３２を有し、ＬＥＤ１３４を一面に、フォトダイオード１３６をその反対側の面にそれぞれ配した不透明な材料から形成される本体１３０を備える。ウィンドー１３８は、ＬＥＤ１３４を凹部１３２と隔てる。図１１は、凹部１３２内に収納されたキュベット１００を示す図である。遮光フランジ１０４と光学アセンブリの本体１３０が、チャンバ１１８を周囲の光源から遮光する。ＬＥＤ１３４は、その発する光をそのウィンドー１３８とチャンバ１１８のウィンドーを通じ、チャンバ１１８からフォトダイオード１３６によって受光されるように向けることができる。こうして、チャンバ１１８を通る流体のヘマトクリット値は、迅速にかつ容易に測定することができる。
本発明の少なくとも一つの好ましい態様に従って、図１乃至図１１で図示・説明した夾雑物検出器は、あくまでも例示であり、本発明の範囲を制限する意図のものではないことに留意されたい。
構造的・機能的に種々の様相を有する本発明は、広範囲の液体およびこれに関連する夾雑物を含む種々の用途に適用できる。したがって、ここでは白血球の多いヒトの血液サンプル中で赤血球の存在を検出する用途に絞ってきたが、明細書を通して記載乃至示唆するように、特に「色親和性」の概念を採用すれば他の液体や夾雑物に係る検出も本発明の範囲・趣旨に包含される。このような液体の例としては、透明な溶媒（例えばアルコール、塗料の希釈剤、ターペンチン等）、液状の薬剤または薬用生成物（例えば液状の風邪薬、過酸化水素、気化に用いる液体）、種々の透明あるいは「染料を含まない」製品（例えば液状の石鹸、洗剤およびワックス、シャンプー、ヘアスプレー、化粧品、脱臭剤、局所的に用いる薬剤、飲料、経口乃至経口摂取栄養剤）、石油（原油乃至精油）のような化石燃料、ならびに本質的に透明であるか所定の基本となる色彩を有する他の液体がある。
本発明の少なくとも一つの好ましい態様、特にヒトの血液または血液製剤サンプル（特に白血球の方が多い血液製剤サンプル）中でのヘマトクリット値を測定する場合には、「青色」光より波長が長くない光を使う方が望ましいことは理解されるであろう。本発明の少なくとも一つの好ましい態様によれば、この青色光の波長とは、約４６６ｎｍ以下をいう。今日までに、波長が４３０ｎｍほどの光も用いられるようになっており、それより短い波長の光も実用化が想定されている。これまでの議論ではそのような短い波長の光（すなわち波長が約４６６ｎｍ以下の「青色」光）は、白血球の多いバックグラウンドの中でも赤血球の存在が容易に検出できるＵＶ−Ａ光（すなわち波長が約３５２ｎｍの光）のような放射に用いられる種類の光とも相和性がある（そうすると、測定する血液製剤サンプルがＬＥＤからの光によって悪影響を受けなくなる可能性がある）などの種々の利点を有することが分かっている。
本発明の少なくとも一つの好ましい態様によれば、ノースキャロライナ州ダーハムのCree Research社製造の青色発光ＬＥＤ（特に「Ｃ４７０シリーズのシリコンカーバイド青色発光ＬＥＤ」）が特に有用であることが分かった。
本発明の少なくとも一つの好ましい態様によれば、適当なフォトダイオードならば本明細書で図示・説明した検知装置２６として好ましく用いられることが分かった。そして、特にミズーリ州セントルイスのEG&G VACTEC社製造の「ＶＴＢプロセス・フォトダイオード」が有用であることが分かった。
本発明の少なくとも一つの好ましい態様によれば、上述の検知装置（フォトダイオード等）によって測定される光を、測定する液体サンプル中における所与の夾雑物の相対存在量（ヘマトクリット値等）を示す値に変換するためには適当な型の回路を使用することができる。
例えば、センサ（例えばフォトダイオード）からの信号（センサで測定された光の量を示す）を増幅するための適当な増幅器と増幅された信号を信号ビットストリーム（流れ）に変換する回路を用いることも考えられる。また、測定装置を較正するため、「オンボード（on-board）」メモリ（例えばルックアップ・テーブル等）を備えることも考えられる。なお、これらの構成要素は当業者には周知であるため、ここではこれ以上説明はしない。そして、これらの構成要素はあくまでも例示であって、これ以外にも適当な回路や装置を用いることができることは理解できるであろう。
これまで述べたことから、特に血液または血液分画の分離および／または処理に用いる方法を制御する観点から、血液または血液製剤中のヘマトクリット値を、オンライン（すなわち非侵襲で）かつリアルタイムで正確に測定する必要性は多くの人に分かってもらえたであろう。非常に低いと考えられるヘマトクリット値（約１０未満）を正確に測定する必要性は、特に重要であると考えられてきた。
本発明の少なくとも一つの態様は、好ましくは単一の光源（例えば約４６６ｎｍ（青色光）のピーク放出をもつ狭い波長帯の光を放出する）を、血液または血液製剤サンプルを収めた容器を通して光を放射する装置と方法を企図している。さらに、サンプルキュベットの反対側に設けたフォトダイオードが、薄層サンプルを通過する光の量を検出する。増幅器と電子回路が信号を増幅し、これを直列式のビットストリームに変換する。フォトダイオードで検出される光の量は、サンプルのヘマトクリット値と逆比例する。そのためヘマトクリット値の変化は、即座に検出できることが分かった。較正データは、「オンボード」メモリに格納するのが好ましい。
本発明の一態様によれば、白血球の方が多い血液製剤サンプルの場合はヘマトクリット値の測定は、照射装置におけるサンプル照射に先立って行うことができる。このような照射装置とこれに付随する操作は、当業者には周知である。
いくつかの米国特許は、本発明の態様に従って用いることのできる装置と方法および、その構成要素と概念を明らかにしている。これらの特許を以下に掲げた。
照射装置とこれに付随する操作については、例えば米国特許の同第５，４５９，３２２号（Warkentin）、同第４，３２１，９１９号、同第４，３９８，９０６号および同第４，４２８，７４４号（いずれもEdelson）、同第４，７０８，７１５号および同第４，６９２，１３８号（いずれもTroutnerら）、同第４，７３７，１４０号（Leeら）、ならびに同第４，９５２，８１２号および同第４，７２６，９４９号（いずれもMiropolら）がある。
米国特許第５，４１６，３４２号および同第５，０２７，１６８号は、青色発光ダイオードの例を開示している。
青色発光ダイオードはまた、「Technology Newsletter」, Electronic Design,（１９９５年１０月２４日），第２９頁にも説明がある。
本明細書では特に断らない限り（参照符号が異ならない限り）、すべての構成要素とプロセスは、明細書の他の部分に記載した同じような構成要素および／またはプロセスと互換可能である。
本発明の装置および方法は、用途に応じて適当な構成と手順をとる。上述の態様はあくまでの例示的なもので、限定的な意味で記載したのではない。本発明の範囲は、上述の説明よりも以下の請求の範囲によって定められる。なお、請求の範囲と等価な変更も本発明の範囲に包含されるべきである。
〔実施の態様〕
なお、本発明の実施態様として以下のものがある。
１．液体中に存在する夾雑物を測定する装置であって、
所定の道筋に沿って進む光を放出する光源と、
夾雑物成分と非夾雑物成分を含む液体サンプルの一部を前記光源から放出された光の道筋に一時的に配置する手段であって、前記夾雑物部分は、主に第１の波長からなる光の放出によって同定可能であり、また前記非夾雑物部分は、主に前記第１の波長とは異なる第２の波長からなる光の放出によって同定可能である手段と、
前記光源から放出され、前記配置手段によって前記光源から放出された光の道筋に配置された前記液体サンプルの一部を通過した光を検知する手段と、
前記検知手段によって検知された光を前記液体サンプルに存在する夾雑物成分の存在量を示す値に変換する手段とを備え、
前記光源は、前記第２の波長より実質的に大きくないピーク波長を有する光を放出する手段を具備する装置。
２．前記光源から放出される光は、実質的にＵＶ−Ａ光を模擬する実施態様１記載の装置。
３．前記光源から放出される光は、青色光の波長より実質的に大きくないピーク波長を有する実施態様２記載の装置。
４．液体中に存在する夾雑物を測定する方法であって、
所定の道筋に沿って進む光を放出する光源を用意する工程と、
夾雑物成分と非夾雑物成分を含む液体サンプルを用意する工程であって、前記夾雑物部分は主に第１の波長からなる光の放出によって同定可能であり、また前記非夾雑物部分は主に前記第１の波長とは異なる第２の波長からなる光の放出によって同定可能であり、この非夾雑物部分は所与の色を有する工程と、
前記光源から放出された光の道筋に前記液体サンプルの一部を配置する工程と、
前記液体サンプルの一部を通して光を放出する工程と、
前記光源から放出され、前記液体サンプルの一部を通過した光を検知する工程と、
前記検知された光を、前記液体サンプル中の夾雑物成分または非夾雑物成分の一方の相対存在量を示す値に変換する工程とを含み、
前記光源は、前記第２の波長より実質的に大きくないピーク波長を有する光を放出する方法。
５．前記検知手段によって検知された光は、前記液体サンプル中の夾雑物成分の相対存在量を示す値に変換される実施態様４記載の方法。
６．前記放出される光は、実質的にＵＶ−Ａ光を模擬する実施態様４記載の方法。
７．前記放出される光は、青色光の波長より実質的に大きくないピーク波長を有する実施態様６記載の方法。
８．前記液体サンプルは、ヒトの血液サンプルの一部である実施態様７記載の方法。
９．前記液体サンプルは、白血球を主成分とするヒトの血液サンプルの一部である実施態様８記載の方法。
１０．前記方法は、ヒトの血液サンプルを紫外線照射装置で照射する前に行われる実施態様９記載の方法。
１１．前記液体サンプルは、ヒトの血液サンプルの一部である実施態様４記載の方法。
１２．前記液体サンプルは、白血球を主成分とするヒトの血液サンプルの一部である実施態様１１記載の方法。
１３．前記方法は、ヒトの血液サンプルを紫外線照射装置で照射する前に行われる実施態様１２記載の方法。

Claims (14)

1. ヘマトクリット値を測定する装置であって、
   所定の道筋に沿って進む青色光の波長より大きくないピーク波長の光を放出する光源と、
   前記光源から放出された光の道筋に、ヘマトクリットの測定のための白血球の影響を避けるための事前処理がされていないヒトの血液の一部を配置する手段と、
   前記光源から放出され、前記配置手段によって前記光源から放出された光の道筋に配置された、ヘマトクリットの測定のための白血球の影響を避けるための事前処理がされていないヒトの血液の一部を通過した光を検知する手段と、
   前記検知手段によって検知された光をヘマトクリット値に変換する手段とを具備する装置。
2. 前記光源から放出された光は、約４６６ｎｍ以下のピーク波長を有する請求の範囲１記載の装置。
3. 前記光源から放出された光は、青色光のピーク波長とほぼ同じピーク波長を有する請求の範囲１記載の装置。
4. 前記光源は約４６６ｎｍのピーク波長を有する光を放出する請求の範囲３記載の装置。
5. 前記光源は発光ダイオードを含む請求の範囲１〜４のいずれかに記載の装置。
6. 前記装置はさらに、前記配置手段を出し入れ可能に収納する手段と、前記光源から光が放出されている間、前記配置手段を前記光源から放出された光の道筋に維持する手段を有する請求の範囲１〜５のいずれかに記載の装置。
7. 請求の範囲１〜６のいずれかに記載の装置であって、
   前記配置手段は、本体、導入部材および排出部材を備え、
   前記導入部材と排出部材はそれぞれ、ヒトの血液源からヒトの血液を受け取り、前記光源から放出された光の道筋に前記配置手段によって配置されたこの血液を目的位置に導く導管を備え、
   前記配置手段の本体は、前記導入部材からヒトの血液を受け取る手段と、この血液を前記光源から放出された光に曝すのに最適となるように血液を配置する手段とを具備する装置。
8. 請求の範囲７に記載の装置であって、前記装置はさらに、前記光源から光が放出されている間、周囲の光が前記配置手段の本体に進入するのを防止するカバー手段を具備する装置。
9. 請求の範囲６に記載の装置であって、
   前記配置手段を出し入れ可能に収納し維持する手段は、前記配置手段の本体を収納できるように形づくられた凹部を有し、
   前記配置手段の本体は、前記凹部にスライド可能に収納できる寸法とされる装置。
10. 請求の範囲８に記載の装置であって、
    前記カバー手段を前記凹部にスライド可能に取付けできるカバーを備え、
    前記カバーは、前記配置手段の本体が前記凹部にスライド収納され、前記カバーが配向手段によってカバー位置にスライドされたときに、前記配置手段の導入部材と排出部材をそれぞれ収納する一対の凹部を備える装置。
11. 請求の範囲９または１０に記載の装置であって、前記配置手段の本体と前記凹部は、ヒトの血液を前記光源からの光の道筋とほぼ垂直な平面に配向できる構成および寸法を有する装置。
12. 請求の範囲９〜１１のいずれかに記載の装置であって、さらに、
    前記光源から前記凹部に延びる第１の通路と、
    前記凹部から前記検知手段に延びる第２の通路を備え、
    前記第１の通路と第２の通路は、互いにほぼ整列して互いにほぼ共軸である装置。
13. 請求の範囲１２に記載の装置であって、前記配置手段の本体と前記凹部は、前記配置手段によって配置されたヒトの血液が前記第１の通路と第２の通路とも整列するように構成されている装置。
14. 請求の範囲７〜１３のいずれかに記載の装置であって、前記配置手段の本体はテストチャンバを備え、このテストチャンバは、前記導入部材から受け取ったヒトの血液をほぼ層状に変形させ、この層状となった血液を前記光源から放出された光の道筋とほぼ垂直の面内に配置する手段を含む装置。

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