JP5901689B2 - System and method for tentative identification of microbial species in culture - Google Patents

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Description

培養物中の微生物の種類を同定するための改善されたシステムおよび方法を開示する。   An improved system and method for identifying the type of microorganism in a culture is disclosed.

血液培養物などの培養物中の微生物の迅速かつ信頼性の高い検出は、臨床微生物学実験室の最も重要な役割のうちの1つである。現在、患者の体液、特に血液中の細菌などの生物学的に活性な作用物質の存在は、培養バイアルを用いて決定される。少量の患者の体液が、密閉ゴム隔壁を通して培地を含む滅菌バイアル内に注入され、次いでバイアルがインキュベートされ、微生物の増殖について監視される。   Rapid and reliable detection of microorganisms in cultures such as blood cultures is one of the most important roles of clinical microbiology laboratories. Currently, the presence of biologically active agents such as patient body fluids, especially bacteria in the blood, is determined using culture vials. A small amount of patient bodily fluid is injected through a sealed rubber septum into a sterile vial containing media, and the vial is then incubated and monitored for microbial growth.

次いで、培養バイアルの一般的な視覚的観察で、バイアル内の液体懸濁液の濁度の監視またはその色の最終的な変化の観察が行われる。既知の機器による方法を用いて、細菌の増殖の代謝副産物である培養容器の二酸化炭素含有量の変化を検出することもできる。二酸化炭素含有量の監視は、当技術分野で十分に確立された方法によって達成することができる。   A general visual observation of the culture vial then monitors the turbidity of the liquid suspension in the vial or observes the final change in its color. Known instrumental methods can also be used to detect changes in the carbon dioxide content of the culture vessel, which is a metabolic byproduct of bacterial growth. Monitoring the carbon dioxide content can be accomplished by methods well established in the art.

ある場合には、赤外線透過窓を備えた特殊なバイアルを利用する非侵襲性赤外線微生物検出器具が用いられる。ある場合には、ガラスバイアルが、自動操作アームによって赤外分光計に移され、ガラスバイアルを通して測定される。ある場合には、化学センサがバイアル内に配置される。これらのセンサは、それらの色を変更するか、またはそれらの蛍光強度を変更することによって、液相中の二酸化炭素濃度の変化に応答する。これらの技術は、光強度測定に基づいており、励起および/または発光信号における分光フィルタリングを必要とする。   In some cases, a non-invasive infrared microbe detection instrument that uses a special vial with an infrared transmission window is used. In some cases, the glass vial is transferred to an infrared spectrometer by an automated operating arm and measured through the glass vial. In some cases, a chemical sensor is placed in the vial. These sensors respond to changes in the carbon dioxide concentration in the liquid phase by changing their color or by changing their fluorescence intensity. These techniques are based on light intensity measurements and require spectral filtering on the excitation and / or emission signals.

上述したように、いくつかの異なる培養システムおよび方法が、実験室で利用可能である。例えば、BACTEC(登録商標)放射分析および非放射分析システム(Becton Dickenson Diagnostic Instrument Systems、Sparks、Maryland)が、この作業のためによく使用される。BACTEC(登録商標)9240器具は、例えば、最大240の培養容器を収容し、インキュベータ、撹拌器、および検出システムとしての役目を果たす。各容器は、蛍光CO2センサを含み、このセンサは、継続的(例えば、10分毎)に監視される。培養物は、増殖指数閾値やデルタ値を用いるのではなく、CO2生産量における上昇率の変化や持続的な上昇に基づいた増殖検出用のコンピュータアルゴリズムによって陽性と識別される。BACTEC(登録商標)9240は、いったん容器が装着されたら、完全に自動である。 As mentioned above, several different culture systems and methods are available in the laboratory. For example, BACTEC® radiometric and non-radiometric analysis systems (Becton Dickenson Diagnostic Instrument Systems, Sparks, Maryland) are often used for this task. The BACTEC® 9240 instrument accommodates, for example, up to 240 culture vessels and serves as an incubator, stirrer, and detection system. Each vessel includes a fluorescent CO 2 sensor that is continuously monitored (eg, every 10 minutes). A culture is identified as positive by a computer algorithm for growth detection based on a change in rate of increase in CO 2 production or a sustained increase, rather than using a growth index threshold or delta value. BACTEC® 9240 is fully automatic once the container is installed.

米国特許第6,432,697号明細書US Pat. No. 6,432,697 米国特許第6,617,127号明細書US Pat. No. 6,617,127 米国特許第6,096,272号明細書US Pat. No. 6,096,272 米国特許第4,889,992号明細書US Pat. No. 4,889,992 国際公開第2006071800号パンフレットInternational Publication No. 20066071800 Pamphlet 米国特許第6,900,030号明細書US Pat. No. 6,900,030

Stanier et al., 1986, The Microbial World, 5th edition, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, pages 10-20, 33-37, and 190-195Stanier et al., 1986, The Microbial World, 5th edition, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, pages 10-20, 33-37, and 190-195 Stanier et al, 1986, The Microbial World, 5th edition, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, Chapter 5Stanier et al, 1986, The Microbial World, 5th edition, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, Chapter 5 Oberoi et al. 2004, "Comparison of rapid colorimetric method with conventional method in the isolation of mycobacterium tuberculosis," Indian J Med Microbiol 22:44-46Oberoi et al. 2004, "Comparison of rapid colorimetric method with conventional method in the isolation of mycobacterium tuberculosis," Indian J Med Microbiol 22: 44-46

これらの微生物検出法の欠点は、このような培養物中の微生物の種類を必ずしも検出しないことである。上述のシステムのそれぞれには、培養物中にどのような種類の微生物が存在するかを非侵襲的かつ自動的に決定する方法が必要である。   The disadvantage of these microorganism detection methods is that they do not necessarily detect the type of microorganism in such a culture. Each of the above systems requires a non-invasive and automatic method for determining what kind of microorganisms are present in the culture.

従来技術で判明した要求を満たすために、微生物の種類の存在または存在と同定の決定に使用する、未知の種類の微生物の存在について試料を培養するように設計された任意の培養システム用の仮微生物同定のためのシステム、方法、および装置を提供する。   In order to meet the requirements found in the prior art, provisional for any culture system designed to incubate a sample for the presence of an unknown type of microorganism used to determine the presence or presence and identification of the type of microorganism. Systems, methods, and apparatus for microbial identification are provided.

有利なことに、本発明の新規なシステム、方法、および装置を用いて、BACTEC(登録商標)血液培養システムなどのインキュベーションシステムを、グラム染色または継代培養などの手動試験が行われる前に培養物中の微生物の種類を決定するためにプログラムすることができる。実際、場合によっては、本発明の新規なシステム、方法、および装置により、培養物に感染する微生物の種類を同定するためにグラム試験または継代培養を行う必要性がなくなる。   Advantageously, using the novel systems, methods and apparatus of the present invention, incubation systems such as BACTEC® blood culture systems can be cultured before manual tests such as Gram staining or subculture are performed. It can be programmed to determine the type of microorganism in the object. Indeed, in some cases, the novel systems, methods, and devices of the present invention eliminate the need for gram testing or subculture to identify the type of microorganism that infects the culture.

簡単に述べると、最大代謝レートおよび増殖度などの本明細書に開示する新規なパラメータを用いて、培養物に感染する微生物の種類を決定する。どの微生物の種類(例えば、どの微生物の種)も、これらの新規なパラメータについて固有の値を有することが予期せず見出された。この予期しなかった発見に基づいて、生物学的試料に感染する微生物の種類を、グラム染色または継代培養などの手動試験が実験技術者によって行われる前に自動インキュベータによって直接決定することができる。実際、場合によっては、このような手動試験は、もはや、培養物に感染する微生物の種類を決定するために必要とされない。   Briefly, the novel parameters disclosed herein, such as maximum metabolic rate and degree of growth, are used to determine the type of microorganism that infects the culture. It was unexpectedly found that any microbial species (eg, any microbial species) had unique values for these new parameters. Based on this unexpected discovery, the type of microorganism that infects a biological sample can be directly determined by an automated incubator before manual testing such as Gram staining or subculture is performed by an experimental technician. . In fact, in some cases, such manual testing is no longer needed to determine the type of microorganism that infects the culture.

本発明では、既知の種類の微生物に感染させられた各生物学的試料から本明細書に開示する新規なパラメータについての値を計算し、これを用いて、微生物の種類の同定を行うために用いることができる任意選択のルックアップテーブルをポピュレートし、または分類器または他の形態の式をトレーニングする。典型的には、ルックアップテーブルは、既知の主の微生物を用いて作成する。未知の生物学的試料に潜在的に感染可能な微生物の種類(例えば、微生物の種)のそれぞれの値を計算し、これを用いてルックアップテーブルをポピュレートする。有利なことに、最大代謝レートおよび増殖度などの新規なパラメータは、生物学的試料を取り扱う従来の実験室で既に記録されている観察結果を用いて計算するため、このようなルックアップテーブルは、追加の実験を一切行う必要なく構築することができる。例えば、多くの実験室で、時間をかけて、いくつかの感染された試料が、慣用のグラム染色および/または継代培養を用いて同定されている。さらに、このような実験室では、時間の関数として代謝をたどる増殖曲線データを、このような試料について記録した。実際、このような試料が微生物に感染したという決定を導くのは、このような増殖曲線データである場合が多い。これらの感染試料の場合、新規なパラメータを、増殖曲線データから計算し、グラム染色および/または継代培養からの微生物の種類とマッチさせ、ルックアップテーブルをポピュレートするために用いることができる。次いで、新しい培養物(未知)に感染している微生物の種類は、この新しい培養物の新規なパラメータについての値を計算し、例えば、所定の微生物の種類について、これらの値をルックアップテーブルの値と比較することによって決定することができる。   In the present invention, a value for a novel parameter disclosed herein is calculated from each biological sample infected with a known type of microorganism and used to identify the type of microorganism. Populate an optional lookup table that can be used, or train a classifier or other form of expression. Typically, the lookup table is created using a known main microorganism. The value of each of the types of microorganisms (eg, microbial species) that can potentially infect unknown biological samples is calculated and used to populate the lookup table. Advantageously, new parameters such as maximum metabolic rate and degree of proliferation are calculated using observations already recorded in conventional laboratories handling biological samples, so such lookup tables are Can be constructed without the need for any additional experiments. For example, in many laboratories, over time, several infected samples have been identified using conventional Gram staining and / or subculture. In addition, in such laboratories, growth curve data that traces metabolism as a function of time was recorded for such samples. In fact, it is often this growth curve data that leads to the determination that such a sample is infected with a microorganism. For these infected samples, new parameters can be calculated from growth curve data, matched to microbial types from Gram stain and / or subculture, and used to populate the lookup table. The type of microorganism infecting the new culture (unknown) then calculates the values for the new parameters of this new culture and, for example, for a given microorganism type, these values are It can be determined by comparing with the value.

本明細書に開示する新規なパラメータについての多数の例示的な値が、所定の培地のための多くの異なる微生物の種類に対して本明細書で示すデータの中に与えられているが、任意の所定の微生物の種類に対する新規なパラメータについてのこれらの値は、培養物の増殖を支持するのに用いられる培地が変更されると変化することがあることを理解されたい。したがって、任意の所定のルックアップテーブルに対して、既知の培養物の増殖曲線を決定するために用いられる生物学的培地が、ルックアップテーブルをポピュレートするために用いられた既知の試料の増殖曲線を決定するために用いられた生物学的培地と同じか類似となるように注意を払う必要がある。さらに、新規なパラメータの値は、異なるインキュベータが用いられると変化する可能性がある。したがって、好ましくは、ルックアップテーブルをポピュレートするために用いられるデータを生成するために用いられた同じインキュベータを未知の培養物に対しても用いる。あるいは、それぞれのルックアップテーブルが異なる培地の種類および/またはインキュベータ用であるいくつかの異なるルックアップテーブルを作成することもできる。   A number of exemplary values for the novel parameters disclosed herein are given in the data presented herein for many different microbial types for a given medium, but any It should be understood that these values for the new parameters for a given microbial species may change as the medium used to support the growth of the culture is changed. Thus, for any given look-up table, the biological medium used to determine the growth curve of the known culture is the growth curve of the known sample used to populate the look-up table. Care must be taken to be the same or similar to the biological medium used to determine the. Furthermore, the value of the new parameter can change when different incubators are used. Thus, preferably the same incubator used to generate the data used to populate the lookup table is also used for unknown cultures. Alternatively, several different look-up tables can be created, each look-up table for a different media type and / or incubator.

所定の増殖培地についてのいくつかの異なる微生物の種類からの最大代謝レートおよび増殖度などの新規なパラメータについての例示的な値を本明細書に開示する。データは、それぞれの微生物の種類が、本明細書に開示する新規なパラメータに関して異なる固有の特徴的な値を有することを示している。さらに、新規なパラメータについての値は、試料に対して既に記録された増殖データから計算するため、本明細書に示す値を計算するために追加の実験を必要としなかった。上記に論じた通り、新規なパラメータの本明細書に開示する値は、異なる培地が使用されると変化することがある。しかし、本明細書に開示するデータは、所定の培地についても、新規なパラメータの値が、それぞれの微生物の種類毎に異なるであろうこと、および、このため、ある微生物の種類に感染していると仮に同定された未知の試料中の微生物の種類の同定の基準として用いることができることを明確に実証している。したがって、本発明のシステムおよび方法は、微生物学および関連分野における有用な多数の用途を提供することができ、細胞培養滅菌試験方法における特定の用途を満たす。   Exemplary values for novel parameters such as maximum metabolic rate and degree of growth from several different microbial types for a given growth medium are disclosed herein. The data indicates that each microbial species has a unique characteristic value that differs with respect to the novel parameters disclosed herein. Furthermore, since the values for the new parameters were calculated from the growth data already recorded for the samples, no additional experiments were required to calculate the values shown here. As discussed above, the values disclosed herein for new parameters may change when different media are used. However, the data disclosed herein show that even for a given medium, the value of the new parameter will be different for each type of microorganism, and thus It clearly demonstrates that it can be used as a reference for identifying the type of microorganism in an unknown sample that has been temporarily identified. Thus, the systems and methods of the present invention can provide a number of useful applications in microbiology and related fields and meet specific applications in cell culture sterilization test methods.

一態様では、本発明は、増殖レートおよび増殖度における差を利用して、微生物の種類の同定をもたらすかまたはこの同定に寄与しうる培養物中に存在し増殖する微生物の種類についての情報を提供する。本発明のこの態様は、培養物中に存在する微生物の種類に対するパラメータについての値を提供するように代謝または細胞増殖データに対して適用できるデータトランスフォーメーションを利用する。本発明のこの態様を用いて、微生物の種類の同定を決定することができる。   In one aspect, the present invention takes advantage of differences in growth rate and degree of growth to provide information about the types of microorganisms present and growing in a culture that can provide or contribute to the identification of the type of microorganism. provide. This aspect of the invention utilizes data transformation that can be applied to metabolic or cell growth data to provide values for parameters to the type of microorganism present in the culture. This aspect of the invention can be used to determine the identification of the type of microorganism.

別の態様では、本発明は、容器内の培養物中の微生物の種類を同定する方法を提供する。この方法では、容器内の培養物の生物学的状態の複数の測定における個々の測定のそれぞれに対して、(i)個々の測定と(ii)初期の時点で測定された培養物の初期の生物学的状態との間で正規化相対値を計算し、これにより複数の正規化相対値を得る。   In another aspect, the present invention provides a method for identifying the type of microorganism in a culture in a container. In this method, for each individual measurement in a plurality of measurements of the biological state of the culture in the vessel, (i) the individual measurement and (ii) the initial culture of the culture measured at the initial time point A normalized relative value is calculated between the biological states, thereby obtaining a plurality of normalized relative values.

複数の正規化相対値は、時間を基準に、第1の時点と第2の時点との間の複数の時点の所定の一定間隔に分けることができる。例えば、第1の所定の一定間隔は、第1の10の正規化相対値を含むことができ、第2の所定の一定間隔は、次の10の正規化相対値を含むことができ、第2の時点に達するまでこれが繰り返される。これらの、第1の時点と第2の時点との間の複数の時点の個々の所定の一定間隔のそれぞれに対して、個々の所定の一定間隔における正規化相対値の一次導関数を決定し、これにより複数のレートトランスフォーメーション値を得る。   The plurality of normalized relative values can be divided into predetermined constant intervals at a plurality of time points between the first time point and the second time point, with respect to time. For example, the first predetermined constant interval can include a first ten normalized relative value, the second predetermined constant interval can include a next ten normalized relative value, This is repeated until time point 2 is reached. For each of these individual predetermined fixed intervals at a plurality of time points between the first time point and the second time point, a first derivative of the normalized relative value at each predetermined fixed interval is determined. This gives a plurality of rate transformation values.

複数の時点の所定の一定間隔のそれぞれについてレートトランスフォーメーション値が存在する。これらの複数のレートトランスフォーメーション値は、レートトランスフォーメーション値の複数のセットを含むと見なすことができる。レートトランスフォーメーション値の個々のセットのそれぞれは、第1の時点と第2の時点との間の、連続した時点の異なるセットに対するものである。例えば、レートトランスフォーメーション値の第1のセットは、複数のレートトランスフォーメーション値における初めの7つのレートトランスフォーメーション値とすることができ、レートトランスフォーメーション値の第2のセットは、複数のレートトランスフォーメーション値における次の7つのレートトランスフォーメーション値とすることができ、これが繰り返される。レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の個々のセットのそれぞれに対して、平均相対トランスフォーメーション値を、レートトランスフォーメーション値の個々のセットにおける各レートトランスフォーメーション値の代表値として計算する。このようにして、複数の平均相対トランスフォーメーション値を計算する。   There is a rate transformation value for each of the predetermined constant intervals at a plurality of time points. These multiple rate transformation values can be considered to include multiple sets of rate transformation values. Each of the individual sets of rate transformation values is for a different set of consecutive time points between the first time point and the second time point. For example, the first set of rate transformation values can be the first seven rate transformation values in a plurality of rate transformation values, and the second set of rate transformation values can be a plurality of rate transformation values. It can be the next seven rate transformation values in the value and this is repeated. For each individual set of rate transformation values in multiple sets of rate transformation values, calculate the average relative transformation value as a representative value for each rate transformation value in the individual set of rate transformation values . In this way, a plurality of average relative transformation values are calculated.

最大代謝レートおよび増殖度は、複数の正規化相対値および複数の平均相対トランスフォーメーション値から決定する。一部の実施形態では、最大代謝レートおよび増殖度を、最大代謝レートおよび増殖度を微生物の種類にマッチさせる任意選択のルックアップテーブルと比較し、これにより容器内の培養物中の微生物の種類を決定する。一部の実施形態では、最大代謝レートおよび増殖度を式または他の形態のトレーニングされた分類器において用いて、容器内の培養物中の微生物の種類を決定する。   Maximum metabolic rate and degree of proliferation are determined from multiple normalized relative values and multiple average relative transformation values. In some embodiments, the maximum metabolic rate and degree of growth are compared to an optional look-up table that matches the maximum metabolic rate and degree of growth to the type of microorganism, whereby the type of microorganism in the culture in the container To decide. In some embodiments, the maximum metabolic rate and degree of growth are used in a formula or other form of trained classifier to determine the type of microorganism in the culture in the container.

一部の実施形態では、容器内の培養物中の微生物の種類の同定を、ユーザーインターフェイスデバイス、モニタ、コンピュータ可読記憶媒体、コンピュータ可読メモリ、またはローカルもしくはリモートコンピュータシステムに出力する。一部の実施形態では、培養物中の微生物の種類の同定を表示する。   In some embodiments, the identification of the type of microorganism in the culture in the container is output to a user interface device, monitor, computer readable storage medium, computer readable memory, or a local or remote computer system. In some embodiments, the identification of the type of microorganism in the culture is displayed.

一部の実施形態では、第1の時点は、初期の時点から5分以上後であり、第2の時点は、初期の時点から30時間以上後である。一部の実施形態では、第1の時点は、初期の時点から0.5時間から3時間後であり、第2の時点は、初期の時点から4.5時間から20時間後である。一部の実施形態では、レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の第1のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の代表値は、レートトランスフォーメーション値の第1のセットにおける各レートトランスフォーメーション値の幾何平均、算術平均、中央値、または最頻値を含む。   In some embodiments, the first time point is more than 5 minutes after the initial time point, and the second time point is more than 30 hours after the initial time point. In some embodiments, the first time point is 0.5 hours to 3 hours after the initial time point and the second time point is 4.5 hours to 20 hours after the initial time point. In some embodiments, the representative value of the rate transformation value in the first set of rate transformation values in the plurality of sets of rate transformation values is each rate transformation value in the first set of rate transformation values. Including geometric mean, arithmetic mean, median, or mode.

一部の実施形態では、培養物の生物学的状態の複数の測定における測定はそれぞれ、第1の時点と第2の時点との間の周期的な時間間隔で培養物について行う。一部の実施形態では、周期的な時間間隔は、1分から20分、5分から15分、または0.5分から120分の間のある量の時間である。   In some embodiments, the measurements in the plurality of measurements of the biological state of the culture are each performed on the culture at periodic time intervals between the first time point and the second time point. In some embodiments, the periodic time interval is an amount of time between 1 to 20 minutes, 5 to 15 minutes, or 0.5 to 120 minutes.

一部の実施形態では、培養物の初期の生物学的状態は、培養物に接触しているセンサの蛍光出力によって決定する。例えば、一部の実施形態では、センサの蛍光出力の量は、CO2濃度、O2濃度、またはpHの影響を受ける。 In some embodiments, the initial biological state of the culture is determined by the fluorescence output of a sensor in contact with the culture. For example, in some embodiments, the amount of sensor fluorescence output is affected by CO 2 concentration, O 2 concentration, or pH.

一部の実施形態では、容器内の培養物の生物学的状態の10回から50,000回の測定、100回から10,000回の測定、または150回から5,000回の測定が、培養物の生物学的状態の複数の測定の中にある。一部の実施形態では、複数の時点の個々の所定の一定間隔のそれぞれは、第1の時点と第2の時点との間の時間ウィンドウにおける時点に対する各レートトランスフォーメーション値を含むか、または各レートトランスフォーメーション値から構成され、時間ウィンドウは、20分から10時間、20分から2時間、または30分から90分の時間である。   In some embodiments, 10 to 50,000 measurements, 100 to 10,000 measurements, or 150 to 5,000 measurements of the biological state of the culture in the container, Among the multiple measurements of the biological state of the culture. In some embodiments, each of the individual predetermined regular intervals of the plurality of time points includes a respective rate transformation value for the time point in the time window between the first time point and the second time point, or Consists of rate transformation values and the time window is 20 minutes to 10 hours, 20 minutes to 2 hours, or 30 minutes to 90 minutes.

一部の実施形態では、複数のレートトランスフォーメーション値におけるレートトランスフォーメーション値の各セットは、4から20、5から15、または2から100の連続したレートトランスフォーメーション値を含むか、またはこれらのレートトランスフォーメーション値から構成される。一部の実施形態では、複数の平均相対トランスフォーメーション値には、5から500または20から100の平均相対トランスフォーメーション値が存在する。一部の実施形態では、培養物の量は、1mlから40ml、2mlから10ml、100ml未満、または100mlを超える。   In some embodiments, each set of rate transformation values in the plurality of rate transformation values includes 4 to 20, 5 to 15, or 2 to 100 consecutive rate transformation values, or these rates. Consists of transformation values. In some embodiments, there are 5 to 500 or 20 to 100 average relative transformation values in the plurality of average relative transformation values. In some embodiments, the volume of the culture is 1 ml to 40 ml, 2 ml to 10 ml, less than 100 ml, or more than 100 ml.

一部の実施形態では、容器は、培養物と流体的に連通したセンサ組成物を含み、このセンサ組成物は、酸素に曝露されると、蛍光化合物を蛍光発光させる波長を含む光で照射されたときに蛍光特性が変化する前記蛍光化合物を含み、センサ組成物の存在は、培養物にとって非破壊的であり、培養物の初期の生物学的状態を、(i)蛍光化合物を蛍光発光させる波長を含む光でセンサ組成物を照射し、(ii)センサ組成物を光で照射しながら、蛍光化合物からの蛍光光の強度を観察する方法によって測定する。一部の実施形態では、蛍光化合物は、水および非ガス状溶質に対しては比較的不透過性であるが酸素に対しては高い透過性を有する基質内に含められる。一部の実施形態では、基質は、ゴムまたはプラスチックを含む。   In some embodiments, the container includes a sensor composition in fluid communication with the culture, and the sensor composition is irradiated with light that includes a wavelength that causes the fluorescent compound to fluoresce when exposed to oxygen. The presence of the sensor composition is non-destructive to the culture, and (i) causes the fluorescent compound to fluoresce. The sensor composition is irradiated with light containing a wavelength, and (ii) measurement is performed by a method of observing the intensity of fluorescent light from the fluorescent compound while irradiating the sensor composition with light. In some embodiments, the fluorescent compound is included in a substrate that is relatively impermeable to water and non-gaseous solutes but highly permeable to oxygen. In some embodiments, the substrate comprises rubber or plastic.

一部の実施形態では、最大代謝レートを、複数の平均相対トランスフォーメーション値における最大平均相対トランスフォーメーション値であると見なす。一部の実施形態では、増殖度は、以下の式によって決定する。
NRafter_growth−NRminimum_growth
式中、NRafter_growthは、複数の平均相対トランスフォーメーション値における(i)最大平均相対トランスフォーメーション値の後の第1の平均相対トランスフォーメーション値、(ii)最大平均相対トランスフォーメーション値、または(iii)最大平均相対トランスフォーメーション値の前の第1の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた複数の正規化相対値における正規化相対値であり、NRminimum_growthは、閾値を得るために第1の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた複数の正規化相対値における正規化相対値である。一部の実施形態では、閾値は、5から100または25から75の値である。
In some embodiments, the maximum metabolic rate is considered to be the maximum average relative transformation value in a plurality of average relative transformation values. In some embodiments, the degree of proliferation is determined by the following formula:
NR after_growth −NR minimum_growth
Where NR after_growth is (i) a first average relative transformation value after a maximum average relative transformation value in a plurality of average relative transformation values, (ii) a maximum average relative transformation value, or (iii) The normalized relative value in the plurality of normalized relative values used to calculate the first average relative transformation value before the maximum average relative transformation value, NR minimum_growth is the first average to obtain a threshold This is a normalized relative value among a plurality of normalized relative values used for calculation of the relative transformation value. In some embodiments, the threshold is a value from 5 to 100 or 25 to 75.

一部の実施形態では、増殖度は、以下の式によって決定する。
ARTmax*(timeARTmax−timeinitial
式中、ARTmaxは、複数の平均相対トランスフォーメーション値における最大平均相対トランスフォーメーション値であり、timeARTmaxは、(a)初期の時点と(b)複数の平均相対トランスフォーメーション値における(i)最大平均相対トランスフォーメーション値の後の第1の平均相対トランスフォーメーション値、(ii)最大平均相対トランスフォーメーション値、または(iii)最大平均相対トランスフォーメーション値の前の第1の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた複数の正規化相対値における正規化相対値が測定された時点との間の時間であり、timeinitialは、(i)初期の時点と(ii)閾値を得るために第1の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた複数の正規化相対値における正規化相対値が測定された時点との間の時間である。一部の実施形態では、閾値は、5から100または25から75の値である。
In some embodiments, the degree of proliferation is determined by the following formula:
ARTmax * (time ARTmax -time initial )
Where ARTmax is the maximum average relative transformation value at multiple average relative transformation values, and time ARTmax is (i) the maximum average at (a) the initial time point and (b) multiple average relative transformation values. For calculating the first average relative transformation value after the relative transformation value, (ii) the maximum average relative transformation value, or (iii) the first average relative transformation value before the maximum average relative transformation value The time between the normalized relative values of the plurality of normalized relative values used was measured, and time initial is the first average to obtain (i) the initial time point and (ii) the threshold value Multiple normalizations used to calculate relative transformation values Is the time between the time the normalization relative value in the relative value was determined. In some embodiments, the threshold is a value from 5 to 100 or 25 to 75.

一部の実施形態では、増殖度は、以下の式によって決定する。
[ARTmax*(timeARTmax−timeinitial)]/timeinitial
式中、ARTmaxは、複数の平均相対トランスフォーメーション値における最大平均相対トランスフォーメーション値であり、timeARTmaxは、(a)初期の時点と(b)複数の平均相対トランスフォーメーション値における(i)最大平均相対トランスフォーメーション値の後の第1の平均相対トランスフォーメーション値、(ii)最大平均相対トランスフォーメーション値、または(iii)最大平均相対トランスフォーメーション値の前の第1の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた複数の正規化相対値における正規化相対値が測定された時点との間の時間であり、timeinitialは、(i)初期の時点と(ii)閾値を得るために第1の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた複数の正規化相対値における正規化相対値が測定された時点との間の時間である。
In some embodiments, the degree of proliferation is determined by the following formula:
[ARTmax * (time ARTmax- time initial )] / time initial
Where ARTmax is the maximum average relative transformation value at multiple average relative transformation values, and time ARTmax is (i) the maximum average at (a) the initial time point and (b) multiple average relative transformation values. For calculating the first average relative transformation value after the relative transformation value, (ii) the maximum average relative transformation value, or (iii) the first average relative transformation value before the maximum average relative transformation value The time between the normalized relative values of the plurality of normalized relative values used was measured, and time initial is the first average to obtain (i) the initial time point and (ii) the threshold value Multiple normalizations used to calculate relative transformation values Is the time between the time the normalization relative value in the relative value was determined.

一部の実施形態では、決定するステップは、最大代謝レートおよび増殖度に基づいて(i)腸内細菌科(Enterobacteriaceae)の細菌または(ii)腸内細菌科(Enterobacteriaceae)ではない細菌として容器内の培養物中の微生物の種類を同定する。一部の実施形態では、決定するステップは、最大代謝レートおよび増殖度に基づいて細菌として微生物の種類を同定する。一部の実施形態では、決定するステップは、最大代謝レートおよび増殖度に基づいて(i)腸内細菌科(Enterobacteriaceae)、(ii)スタフィロコッカス科(Staphylococcaceae)、(iii)連鎖球菌(Streptococcus)、または(iv)アシネトバクター属(Acinetobacter)として前記微生物の種類を同定する。一部の実施形態では、決定するステップは、アリシュワネラ(Alishewanella)、アルテロコッカス(Alterococcus)、アクアモナス(Aquamonas)、アラニコラ(Aranicola)、アルセノフォナス(Arsenophonus)、アゾチビルガ(Azotivirga)、ブロシュマンニア(Blochmannia)、ブレネリア(Brenneria)、ブフネラ(Buchnera)、ブドビシア(Budvicia)、ブティアウクセラ(Buttiauxella)、セデセア(Cedecea)、シトロバクター(Citrobacter)、ディケヤ(Dickeya)、エドワージエラ(Edwardsiella)、エンテロバクター(Enterobacter)、エルウィニア(Erwinia)、大腸菌(Escherichia)、エウィンゲラ(Ewingella)、グリモンテラ(Griimontella)、ハフニア(Hafnia)、クレブシエラ(Klebsiella)、クライベラ(Kluyvera)、レクレルシア(Leclercia)、レミノレラ(Leminorella)、モエレレラ(Moellerella)、モルガネラ(Morganella)、オベスムバクテリウム(Obesumbacterium)、パントエア(Pantoea)、ペクトバクテリウム(Pectobacterium)、カンジダツスフロモバクター(Candidatus Phlomobacter)、フォトラブダス(Photorhabdus)、プレジオモナス(Plesiomonas)、プラジア(Pragia)、プロテウス(Proteus)、プロビデンシア(Providencia)、ラーネラ(Rahnella)、ラオウルテラ(Raoultella)、サルモネラ(Salmonella)、サムソニア(Samsonia)、セラチア(Serratia)、シゲラ(Shigella)ソーダリス(Sodalis)、テイタメラ(Tatumella)、トラブルシエラ(Trabulsiella)、ウィグルスウォーチア(Wigglesworthia)、ゼノラブダス(Xenorhabdus)、エルシニア(Yersinia)、およびヨーケネラ(Yokenella)からなる群から選択される腸内細菌科(Enterobacteriaceae)の1つの属として微生物の種類を同定する。   In some embodiments, the determining step is performed in the container as (i) Enterobacteriaceae bacteria or (ii) Enterobacteriaceae bacteria based on maximum metabolic rate and degree of growth. Identify the type of microorganism in the culture. In some embodiments, the determining step identifies the type of microorganism as a bacterium based on the maximum metabolic rate and degree of growth. In some embodiments, the determining step is based on (i) Enterobacteriaceae, (ii) Staphylococcusae, (iii) Streptococcus based on maximum metabolic rate and degree of proliferation. ) Or (iv) identifying the type of the microorganism as Acinetobacter. In some embodiments, the determining step comprises: Arishwanella, Alterococcus, Aquamonas, Aranicola, Arsenophonus, AzotivirganB, Azotivirmana , Brenneria, Buchnera, Budvicia, Buttiauxella, Cedecea, Citrobacter, Dickeya, Edwer Near (Erwinia), Escherichia coli (Escherichia), Ewingella (Ewingella), Grimontella (Grimontella), Hafnia (Hafnia), Klebsiella (Klebsiella), Kleibera (Kleiver) Morganella, Obesbacterium, Pantoea, Peptobacterium, Candidus Phlomobacter, Photolabdas Phortohabdus omonas, Pragia, Proteus, Providencia, Rahnella, Raoulella, Salmonella, Samsonia, Sera, Sera, Sera, Sera, Sera ) Teraceae a teraceae a teraceae selected from the group consisting of Tatumella, Trabulsiella, Wigglesworthia, Xenorhabdus, Yersinia, and Yokkenella As one genus of To identify the types of microorganisms.

一部の実施形態では、決定するステップは、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)、スタフィロコッカスカプラエ(Staphylococcus caprae)、表皮ブドウ球菌(Staphylococcus epidermidis)、スタフィロコッカスヘモリティカス(Staphylococcus haemolyticus)、スタフィロコッカスホミニス(Staphylococcus hominis)、スタフィロコッカスルグドゥネンシス(Staphylococcus lugdunensis)、スタフィロコッカスペテンコフェリ(Staphylococcus pettenkoferi)、スタフィロコッカスサプロフィティカス(Staphylococcus saprophyticus)、スタフィロコッカスワーネリ(Staphylococcus warneri)、およびスタフィロコッカスキシローサス(Staphylococcus xylosus)からなる群から選択されるスタフィロコッカス科(Staphylococcaceae)の1つの種として微生物の種類を同定する。一部の実施形態では、決定するステップは、無乳性連鎖球菌(S.agalactiae)、S.ボビス(S.bovis)、S.ミュータンス(S.mutans)、肺炎球菌(S.pneumoniae)、化膿連鎖球菌(S.pyogenes)、唾液連鎖球菌(S.salivarius)、S.サングイニス(S.sanguinis)、ブタ連鎖球菌(S.suis)、緑色連鎖球菌(Streptococcus viridans)、および乳房連鎖球菌(Streptococcus uberis)からなる群から選択される連鎖球菌(Streptococcus)の1つの種として微生物の種類を同定する。   In some embodiments, the determining step comprises Staphylococcus aureus, Staphylococcus caprae, Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus staphylococcus staphylococcus staphylococci (Staphylococcus epidermidis). Staphylococcus hominis, Staphylococcus rugdunensis, Staphylococcus petencoferi, Staphylococcus saficus saprophysica Prophyticus, Staphylococcus warneri, and Staphylococcus xylosus, which identify one species of the family Staphylococcus as a species of the family Staphylococcus. In some embodiments, the determining step includes S. agalactiae, S. aureus. S. bovis, S. S. mutans, S. pneumoniae, S. pyogenes, S. salivarius, S. pneumoniae. Microorganisms as one species of Streptococcus selected from the group consisting of S. sanguinis, Streptococcus pneumoniae (S. suis), Streptococcus viridans, and Streptococcus uberis Identify the type.

一部の実施形態では、決定するステップは、最大代謝レートおよび増殖度に基づいて好気性菌として微生物の種類を同定する。一部の実施形態では、決定するステップは、最大代謝レートおよび増殖度に基づいて嫌気性菌として微生物の種類を同定する。   In some embodiments, the determining step identifies the type of microorganism as an aerobic bacterium based on the maximum metabolic rate and degree of growth. In some embodiments, the determining step identifies the type of microorganism as an anaerobic bacterium based on maximum metabolic rate and degree of growth.

一部の実施形態では、培養物の初期の生物学的状態を、比色法、蛍光分析法、比濁分析法、または赤外線法によって測定する。一部の実施形態では、生物学的状態の複数の測定における各生物学的状態を、比色法、蛍光分析法、比濁分析法、または赤外線法によって決定する。一部の実施形態では、培養物は、対象(例えば、ヒト対象、哺乳動物対象など)からの血液培養物である。   In some embodiments, the initial biological state of the culture is measured by colorimetric, fluorescence, turbidimetric, or infrared methods. In some embodiments, each biological state in the plurality of biological state measurements is determined by a colorimetric method, a fluorometric method, a turbidimetric method, or an infrared method. In some embodiments, the culture is a blood culture from a subject (eg, a human subject, a mammalian subject, etc.).

別の態様では、本発明は、容器内の培養物中の微生物の種類を同定するための装置であって、本明細書に開示するいずれかの方法を実施するためのプロセッサおよびこのプロセッサに接続されたメモリを備える、装置を提供する。さらに別の態様では、本発明は、容器内の培養物中の微生物の種類を同定するコンピュータプログラム製品を記憶するコンピュータ可読媒体であって、コンピュータプログラム製品はコンピュータによって実行可能である、コンピュータ可読媒体を提供する。コンピュータプログラム製品は、本明細書に開示するいずれかの方法を実施するための命令を含む。   In another aspect, the present invention is an apparatus for identifying the type of microorganism in a culture in a container, the processor for performing any of the methods disclosed herein and connected to the processor There is provided an apparatus comprising a configured memory. In yet another aspect, the present invention is a computer readable medium storing a computer program product that identifies a type of microorganism in a culture in a container, the computer program product being executable by a computer. I will provide a. The computer program product includes instructions for performing any of the methods disclosed herein.

本発明のさらに別の態様は、容器内の培養物中の微生物の種類を同定する方法を提供する。容器内の培養物の生物学的状態の複数の測定を得る。この複数の測定における各測定が第1の時点と第2の時点との間の異なる時点で行われる。第1の時点と第2の時点との間の複数の時点の個々の所定の一定間隔に対して、複数の時点の個々の所定の一定間隔における生物学的状態の測定の一次導関数を決定し、これにより複数のレートトランスフォーメーション値を得る。この複数のレートトランスフォーメーション値は、レートトランスフォーメーション値の複数のセットを含み、レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の個々のセットのそれぞれは、第1の時点と第2の時点との間の連続した時点の異なるセットに対する。レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の個々のセットのそれぞれに対して、レートトランスフォーメーション値の個々のセットにおける各レートトランスフォーメーション値の代表値として平均相対トランスフォーメーション値を計算し、これにより複数の平均相対トランスフォーメーション値を計算する。複数の正規化相対値および複数の平均相対トランスフォーメーション値から最大代謝レートおよび増殖度を決定する。最大代謝レートおよび増殖度を、最大代謝レート値および増殖度を微生物の種類にマッチさせるルックアップテーブルと比較し、これにより容器内の培養物中の微生物の種類を決定する。   Yet another aspect of the invention provides a method for identifying the type of microorganism in a culture in a container. Obtain multiple measurements of the biological state of the culture in the container. Each measurement in the plurality of measurements is performed at a different time point between the first time point and the second time point. Determining the first derivative of the biological state measurement at each of the predetermined time intervals of the plurality of time points, with respect to each of the predetermined time intervals of the plurality of time points between the first time point and the second time point Thus, a plurality of rate transformation values are obtained. The plurality of rate transformation values includes a plurality of sets of rate transformation values, each of the individual sets of rate transformation values in the plurality of sets of rate transformation values being a first time point and a second time point. For a different set of consecutive time points between. For each individual set of rate transformation values in multiple sets of rate transformation values, calculate an average relative transformation value as a representative value for each rate transformation value in the individual set of rate transformation values; This calculates a plurality of average relative transformation values. The maximum metabolic rate and degree of proliferation are determined from multiple normalized relative values and multiple average relative transformation values. The maximum metabolic rate and degree of growth are compared with a look-up table that matches the maximum metabolic rate value and degree of growth to the type of microorganism, thereby determining the type of microorganism in the culture in the container.

本発明の実施形態に従った、プロセッサおよびこのプロセッサに接続されたメモリを備えた、容器内の培養物中の微生物の種類を同定するための装置を例示する図である。FIG. 2 illustrates an apparatus for identifying the type of microorganism in a culture in a container, comprising a processor and a memory connected to the processor, in accordance with an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に従った、培養容器およびCO2検出システムの略図である。1 is a schematic diagram of a culture vessel and a CO 2 detection system according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に従った、容器内の培養物中の微生物の種類を同定する方法を例示する図である。FIG. 4 illustrates a method for identifying the type of microorganism in a culture in a container according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に従った、容器内の培養物中の微生物の種類を同定する方法を例示する図である。FIG. 4 illustrates a method for identifying the type of microorganism in a culture in a container according to an embodiment of the present invention. 発明の実施形態に従った、容器内の血液培養物から測定した正規化相対値のプロットを示す図である。FIG. 4 is a plot of normalized relative values measured from blood cultures in a container according to an embodiment of the invention. 発明の実施形態に従った、経時的な図4のレートトランスフォーメーション値の平均変化レートに基づいた経時的な平均相対トランスフォーメーション値のプロットを示す図である。FIG. 5 is a plot of average relative transformation values over time based on the average rate of change of the rate transformation values of FIG. 4 over time, in accordance with an embodiment of the invention. 本発明の実施形態に従った、図4の正規化相対値の二次導関数のプロットであり、代謝レートの経時変化を示す図である。FIG. 5 is a plot of the second derivative of the normalized relative value of FIG. 4, showing the metabolic rate over time, according to an embodiment of the present invention. 既知の種類の微生物を含む基準培養物についての増殖度の最大代謝レートに対する比のプロットを示す図である。FIG. 6 is a plot of the ratio of growth to maximum metabolic rate for a reference culture containing known types of microorganisms.

各図面のいくつかの場面において、同様の参照番号は相当する部分を指している。   In some scenes of each drawing, like reference numerals refer to corresponding parts.

培養物中の微生物の種類を同定するためのシステム、方法、および装置を提供する。一態様では、培養物の生物学的状態の個々の測定に対して、(i)個々の測定と(ii)初期の生物学的状態との間で正規化相対値を計算する。複数の時点の一定間隔のそれぞれに対して、時点の個々の間隔における生物学的状態の測定に対する正規化相対値の一次導関数を計算し、これにより複数のレートトランスフォーメーション値を得る。複数のレートトランスフォーメーション値におけるレートトランスフォーメーション値の個々のセットに対して、上記セットにおけるレートトランスフォーメーション値の代表値を計算し、これにより複数の平均相対トランスフォーメーション値を得る。一部の実施形態では、正規化相対値および平均相対トランスフォーメーション値から決定される最大代謝レートおよび増殖度を、これらの値を微生物の種類にマッチさせる任意選択のルックアップテーブルに対して比較する。   Systems, methods, and apparatus are provided for identifying the type of microorganism in a culture. In one aspect, for each measurement of the biological state of the culture, a normalized relative value is calculated between (i) the individual measurement and (ii) the initial biological state. For each fixed interval of multiple time points, the first derivative of the normalized relative value for the measurement of the biological state at the individual interval of time points is calculated, thereby obtaining multiple rate transformation values. For each set of rate transformation values in a plurality of rate transformation values, a representative value of the rate transformation values in the set is calculated, thereby obtaining a plurality of average relative transformation values. In some embodiments, the maximum metabolic rate and degree of growth determined from the normalized relative value and the average relative transformation value are compared against an optional lookup table that matches these values to the type of microorganism. .

5.1 定義
本明細書で使用する用語「アシネトバクター属(Acinetobacter)」は、プロテオバクテリア門(phylum Proteobacteria)に属する細菌のグラム陰性属を指す。非運動性アシネトバクター種は、オキシダーゼ陰性であり、拡大下で対になって生じる。
5.1 Definitions As used herein, the term “Acinetobacter” refers to a gram-negative genus of bacteria belonging to the phylum Proteobacteria. Non-motile Acinetobacter species are oxidase negative and occur in pairs under magnification.

本明細書で使用する用語「生物学的状態」は、例えば、培養物中のCO2濃度、O2濃度、pH、CO2濃度の変化レート、O2濃度の変化レート、またはpHの変化レートによって決定する培養物の代謝活性の測定を指す。 As used herein, the term “biological state” refers to, for example, CO 2 concentration, O 2 concentration, pH, rate of change of CO 2 concentration, rate of change of O 2 concentration, or rate of change of pH in a culture. Refers to a measurement of the metabolic activity of a culture determined by

本明細書で使用する用語「血液」は、全血か、または赤血球、血小板、好中球、好酸球、好塩基球、リンパ球、および単球から構成される細胞の種類の群から1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、または7つの細胞の種類を意味する。血液は、限定するものではないが、ヒト、任意の実験動物(例えば、ラット、マウス、イヌ、チンパンジー)、または任意の哺乳動物を含む任意の種からのものとすることができる。   As used herein, the term “blood” refers to whole blood or one from the group of cell types composed of red blood cells, platelets, neutrophils, eosinophils, basophils, lymphocytes, and monocytes. Means two, three, four, five, six or seven cell types. The blood can be from any species including, but not limited to, humans, any laboratory animal (eg, rat, mouse, dog, chimpanzee), or any mammal.

本明細書で使用する用語「血液培養物」は、血液培地と混合された任意の量の血液を指す。培地の例には、限定するものではないが、大豆カゼイン添加ブロス、大豆カゼイン消化物、ヘミン、メナジオン、炭酸水素ナトリウム、ポリアネルトールスルホン酸ナトリウム(sodium polyaneltholesulfonate)、スクロース、ピリドキサールHCKl、酵母エキス、およびL−システインが含まれる。血液培地として用いることができる1つまたは複数の試薬は、例えば、このような目的のために、参照によりその全容が本明細書に組み込まれている非特許文献1に記載されている。ある場合には、血液培養物は、対象が血液感染または菌血症の症状を有するときに得られる。血液は、対象から抜き取られ、栄養ブロスを含む容器に直接入れられる。一部の実施形態では、各容器に血液10mlが必要である。   The term “blood culture” as used herein refers to any amount of blood mixed with a blood medium. Examples of media include, but are not limited to, broth supplemented with soy casein, digested soy casein, hemin, menadione, sodium bicarbonate, sodium polyanitol sulfonate, sucrose, pyridoxal HCK1, yeast extract, And L-cysteine. One or more reagents that can be used as a blood medium are described in, for example, Non-Patent Document 1, which is incorporated herein by reference in its entirety for such purposes. In some cases, a blood culture is obtained when a subject has symptoms of blood infection or bacteremia. Blood is drawn from the subject and placed directly into a container containing nutrient broth. In some embodiments, each container requires 10 ml of blood.

本明細書で使用する用語「培養物」は、細胞を培養するように設計された1つまたは複数の試薬から分離されるか、またはこの試薬に混合される、対象からの任意の生物学的試料を指す。対象からの生物学的試料は、例えば、血液、細胞、細胞抽出物、脳脊髄液、血漿、血清、唾液、痰、組織標本、組織生検、尿、創傷分泌物、留置ラインカテーテル表面からの試料、または便標本とすることができる。対象は、限定するものではないが、ヒト、任意の実験動物(例えば、ラット、マウス、イヌ、チンパンジー)、または任意の哺乳動物を含む任意の種の一員とすることができる。生物学的試料と混合できる1つまたは複数の試薬は、例えば、このような目的のために、参照によりその全容が本明細書に組み込まれている非特許文献1に記載されている。血液培養物は、培養物の一例である。一部の実施形態では、生物学的試料は、液体の形態であり、培養物中の生物学的試料の量は、1mlから150ml、2mlから100ml、0.5mlから90ml、0.5mlから75ml、または0.25mlから100,000mlである。一部の実施形態では、生物学的試料は、液体の形態であり、培養物の容量の1%から99%、培養物の容量の5%から80%、培養物の容量の10%から75%、培養物の容量の80%未満、または培養物の容量の10%以上である。一部の実施形態では、生物学的試料は、培養物の総重量の1%から99%、培養物の総重量の5%から80%、培養物の総重量の10%から75%、培養物の総重量の80%未満、または培養物の総重量の10%以上である。   As used herein, the term “culture” refers to any biological from a subject that is separated from or mixed with one or more reagents designed to culture cells. Refers to the sample. Biological samples from subjects include, for example, blood, cells, cell extracts, cerebrospinal fluid, plasma, serum, saliva, sputum, tissue specimens, tissue biopsies, urine, wound secretions, from indwelling line catheter surfaces It can be a sample or a stool specimen. A subject can be a member of any species including, but not limited to, a human, any laboratory animal (eg, rat, mouse, dog, chimpanzee), or any mammal. One or more reagents that can be mixed with a biological sample are described, for example, in Non-Patent Document 1, which is incorporated herein by reference in its entirety for such purposes. A blood culture is an example of a culture. In some embodiments, the biological sample is in liquid form and the amount of biological sample in the culture is 1 ml to 150 ml, 2 ml to 100 ml, 0.5 ml to 90 ml, 0.5 ml to 75 ml. Or 0.25 ml to 100,000 ml. In some embodiments, the biological sample is in liquid form, 1% to 99% of the culture volume, 5% to 80% of the culture volume, 10% to 75% of the culture volume. %, Less than 80% of the culture volume, or 10% or more of the culture volume. In some embodiments, the biological sample is 1% to 99% of the total weight of the culture, 5% to 80% of the total weight of the culture, 10% to 75% of the total weight of the culture, Less than 80% of the total weight of the product, or more than 10% of the total weight of the culture.

本明細書で使用する用語「腸内細菌科(Enterobacteriaceae)」は、サルモネラ菌(Salmonella)および大腸菌(Escherichia coli)を含む細菌の大きい科を指す。腸内細菌科(Enterobacteriaceae)は、本明細書では腸内群(Enteric group)とも呼ぶ。遺伝子研究により、腸内細菌科が、プロテオバクテリア(Proteobacteria)に含まれ、それらが、自身の秩序をもたらしている(腸内細菌科(Enterobacteriales))。腸内細菌科(Enterobacteriaceae)の仲間は、棒状であり、典型的には、1μmから5μmの長さである。他のプロテオバクテリアと同様に、腸内細菌科(Enterobacteriaceae)は、グラム陰性染色を有し、通性嫌気性菌であり、糖を発酵させて乳酸および様々な他の最終産物を産生する。腸内細菌科(Enterobacteriaceae)は、硝酸塩を亜硝酸塩に還元する。ほとんどの類似の細菌とは異なり、腸内細菌科(Enterobacteriaceae)は、例外(例えば、プレジオモナス(Plesiomonas))もあるが、一般的にチトクロムCオキシダーゼが欠損している。ほとんどは、多数の鞭毛を有するが、2、3の属は、非運動性である。腸内細菌科(Enterobacteriaceae)は、カタラーゼ陽性である志賀赤痢菌(Shigella dysenteriae)株を除き、非胞子形成性である。この科の多くの仲間は、ヒトおよび他の動物の腸内に見られる腸管内菌叢の正常部分であるが、他の仲間は、水中または土中で見られるか、または様々な異なる動物および植物の寄生生物である。腸内細菌科(Enterobacteriaceae)のほとんどの仲間は、細菌性細胞のその宿主への付着に関与する周毛性I型線毛を有する。腸内細菌科(Enterobacteriaceae)属には、限定するものではないが、アリシュワネラ(Alishewanella)、アルテロコッカス(Alterococcus)、アクアモナス(Aquamonas)、アラニコラ(Aranicola)、アルセノフォナス(Arsenophonus)、アゾチビルガ(Azotivirga)、ブロシュマンニア(Blochmannia)、ブレネリア(Brenneria)、ブフネラ(Buchnera)、ブドビシア(Budvicia)、ブティアウクセラ(Buttiauxella)、セデセア(Cedecea)、シトロバクター(Citrobacter)、ディケヤ(Dickeya)、エドワージエラ(Edwardsiella)、エンテロバクター(Enterobacter)、エルウィニア(Erwinia)(例えば、火傷病菌(Erwinia amylovora))、大腸菌(Escherichia)(例えば、大腸菌(Escherichia coli))、エウィンゲラ(Ewingella)、グリモンテラ(Griimontella)、ハフニア(Hafnia)、クレブシエラ(Klebsiella)(例えば、肺炎桿菌(Klebsiella pneumoniae))、クライベラ(Kluyvera)、レクレルシア(Leclercia)、レミノレラ(Leminorella)、モエレレラ(Moellerella)、モルガネラ(Morganella)、オベスムバクテリウム(Obesumbacterium)、パントエア(Pantoea)、ペクトバクテリウム(Pectobacterium)、カンジダツスフロモバクター(Candidatus Phlomobacter)、フォトラブダス(Photorhabdus)(例えば、フォトラブダスルミネッセンス(Photorhabdus luminescens))、プレジオモナス(Plesiomonas)(例えば、プレジオモナスシゲロイデス(Plesiomonas shigelloides))、プラジア(Pragia)、プロテウス(Proteus)(例えば、プロテウスブルガリス(Proteus vulgaris))、プロビデンシア(Providencia)、ラーネラ(Rahnella)、ラオウルテラ(Raoultella)、サルモネラ(Salmonella)、サムソニア(Samsonia)、セラチア(Serratia)(例えば、セラチアマルセッセンス(Serratia marcescens))、シゲラ(Shigella)、ソーダリス(Sodalis)、テイタメラ(Tatumella)、トラブルシエラ(Trabulsiella)、ウィグルスウォーチア(Wigglesworthia)、ゼノラブダス(Xenorhabdus)、エルシニア(Yersinia)(例えば、エルシニアペスチス(Yersinia pestis))、およびヨーケネラ(Yokenella)が含まれる。腸内細菌科(Enterobacteriaceae)についてのさらなる情報は、このような目的のために参照により本明細書に組み込まれている非特許文献2に記載されている。   The term “Enterobacteriaceae” as used herein refers to a large family of bacteria including Salmonella and Escherichia coli. The Enterobacteriaceae family is also referred to herein as the Enteric group. According to genetic studies, the Enterobacteriaceae are included in Proteobacteria, which bring their own order (Enterobacteriaes). The members of the Enterobacteriaceae family are rod-shaped, typically 1 to 5 μm long. Like other proteobacteria, Enterobacteriaceae has Gram-negative staining and is a facultative anaerobe, fermenting sugar to produce lactic acid and various other end products. Enterobacteriaceae reduces nitrate to nitrite. Unlike most similar bacteria, the Enterobacteriaceae family is generally deficient in cytochrome C oxidase, although there are exceptions (e.g., Plesiomonas). Most have a large number of flagella, but a few genera are non-motile. The Enterobacteriaceae family is non-spore forming, except for Shigella dysenteriae strains that are catalase positive. Many members of this family are normal parts of the intestinal flora found in the intestines of humans and other animals, while other members are found in water or in the soil, or a variety of different animals and It is a plant parasite. Most members of the Enterobacteriaceae family have pericynic type I pili that are responsible for the attachment of bacterial cells to their host. The genus Enterobacteriaceae includes, but is not limited to, Arishwanella, Alterococcus, Aquamonas, Aranicola, Arsenophovir, Arsenophovir Brochmannia, Brenneria, Buchnera, Budvicia, Buttiaxella, Cedea, Citrobacter E, cetrobacter Enterobacter, Erwinia (eg, Erwinia amylovora), Escherichia (eg, Escherichia coli), Ewingella (N), Grimontera (G) (Klebsiella) (for example, Klebsiella pneumoniae), Kluyvera, Leclercia, Leminorella, Moellerella, Morganella, Morganella, Pantoea, Pectobacterium, Candidatus Phromobacter, Photohabdus (eg, Photolabdas luminescens), Pregiomonas (le) Ides (Plesiomonas shigelloides), Pragia, Proteus (eg, Proteus vulgaris), Providencia, Rahnella, Laoulterra (RaSulella) onella), Samsonia, Serratia (eg, Serratia marcescens), Shigella, Sodalis, Tatumella, Trobulsialia, Trabulsiala (Wigglesworthia), Xenolabdas, Yersinia (eg, Yersinia pestis), and Yokkenella. Further information about Enterobacteriaceae is described in Non-Patent Document 2, which is incorporated herein by reference for such purposes.

本明細書で使用する用語「インスタンス」は、アルゴリズムのステップの実施を指す。アルゴリズムの一部のステップは、複数回実行し、ステップの各反復はステップのインスタンスと呼ぶ。   As used herein, the term “instance” refers to the execution of an algorithmic step. Some steps of the algorithm execute multiple times and each iteration of the step is called an instance of the step.

本明細書で使用する用語「微生物」は、ウイルスを除く1mm以下の直径の有機体を指す。   As used herein, the term “microorganism” refers to organisms with a diameter of 1 mm or less excluding viruses.

本明細書で使用する用語「微生物の種類」は、細菌界の任意の細分類、例えば、細菌界における門、綱、目、科、属、または種などを指す。   As used herein, the term “microorganism type” refers to any subclassification of the bacterial kingdom, such as a gate, class, eye, family, genus, or species in the bacterial kingdom.

本明細書で使用する用語「一部」は、セットの少なくとも1%、少なくとも2%、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも90%、または少なくとも99%を指す。したがって、限定目的ではない例では、複数の対象の少なくとも一部は、この複数の対象の少なくとも1%、少なくとも2%、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも90%、または少なくとも99%を意味する。   As used herein, the term “part” refers to at least 1%, at least 2%, at least 10%, at least 20%, at least 30%, at least 50%, at least 75%, at least 90%, or at least 99 of the set. %. Thus, in non-limiting examples, at least a portion of the plurality of subjects is at least 1%, at least 2%, at least 10%, at least 20%, at least 30%, at least 50%, at least 75% of the plurality of subjects. , At least 90%, or at least 99%.

本明細書で使用する用語「スタフィロコッカス科(Staphylococcaceae)」は、限定するものではないが、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)、スタフィロコッカスカプラエ(Staphylococcus caprae)、表皮ブドウ球菌(Staphylococcus epidermidis)、スタフィロコッカスヘモリティカス(Staphylococcus haemolyticus)、スタフィロコッカスホミニス(Staphylococcus hominis)、スタフィロコッカスルグドゥネンシス(Staphylococcus lugdunensis)、スタフィロコッカスペテンコフェリ(Staphylococcus pettenkoferi)、スタフィロコッカスサプロフィティカス(Staphylococcus saprophyticus)、スタフィロコッカスワーネリ(Staphylococcus warneri)、およびスタフィロコッカスキシローサス(Staphylococcus xylosus)菌を含む、バシラス(Bacillales)目の細菌の科を指す。   As used herein, the term “Staphylococcusaceae” includes, but is not limited to, Staphylococcus aureus, Staphylococcus caprae, Staphylococcus staphylococcus (Staphylococcus). Staphylococcus haemolyticus, staphylococcus hominis, staphylococcus rugdunensis, staphylococcal sp Staphylococcus saprophyticus (Staphylococcus saprophyticus), Staphylococcus word Neri (Staphylococcus warneri), and a Staphylococcus xylo over suspension (Staphylococcus xylosus) bacteria, refers to the family of Bacillus (Bacillales) eyes of the bacteria.

本明細書で使用する用語「連鎖球菌(Streptococcus)」は、ファーミキューテス(Firmicutes)門および乳酸菌群に属する球状グラム陽性細菌の属を指す。細胞分裂が、これらの細菌の単一軸に沿って起こるため、これらは鎖または対で増殖し、これにより名称が、鎖のように容易に曲がるまたは捻れることを意味するギリシャ語のstreptosに由来する。これは、多数の軸に沿って分裂してブドウ状の細胞のクラスターを形成するブドウ球菌とは対照的である。連鎖球菌の種には、限定するものではないが、無乳性連鎖球菌(S.agalactiae)、S.ボビス(S.bovis)、S.ミュータンス(S.mutans)、肺炎球菌(S.pneumoniae)、化膿連鎖球菌(S.pyogenes)、唾液連鎖球菌(S.salivarius)、S.サングイニス(S.sanguinis)、ブタ連鎖球菌(S.suis)、緑色連鎖球菌(Streptococcus viridans)、および乳房連鎖球菌(Streptococcus uberis)が含まれる。   As used herein, the term “Streptococcus” refers to a genus of globular gram-positive bacteria belonging to the family Firmictes and the group of lactic acid bacteria. Because cell division occurs along the single axis of these bacteria, they grow in chains or pairs, thereby the name comes from the Greek streptos, which means that the name bends or twists easily like a chain To do. This is in contrast to staphylococci that divide along multiple axes to form a cluster of grape-like cells. Streptococcus species include, but are not limited to, S. agalactiae, S. S. bovis, S. S. mutans, S. pneumoniae, S. pyogenes, S. salivarius, S. pneumoniae. S. sanguinis, S. suis, green streptococci (Streptococcus viridans), and Streptococcus uberis are included.

本明細書で使用する用語「対象」は、動物、好ましくは、哺乳動物、さらに好ましくは、非ヒト霊長類、最も好ましくは、ヒトである。用語「対象」、「個体」、および「患者」は、本明細書では同義的に用いる。   The term “subject” as used herein is an animal, preferably a mammal, more preferably a non-human primate, most preferably a human. The terms “subject”, “individual”, and “patient” are used interchangeably herein.

本明細書で使用する用語「容器」は、血液培養物などの培養物を保持できる任意のコンテナを指す。例えば、一実施形態では、容器は、側壁、底壁、および内部に培養物を入れるための開口した上端部を有するコンテナであり、このコンテナは、ガラスや、試料中の濁度を視覚的に観察するのに十分に透明な透明プラスチック(例えば、環状オレフィンコポリマー)などの材料から形成され、このコンテナは、好ましくは、少なくとも250℃の温度の加熱に耐える。一部の実施形態では、コンテナは、少なくとも25psiの内圧に耐える十分な壁厚、およびコンテナの開口した上端部に取り付けられた蓋を有しており、培養物は、容器内に保管されると、周囲条件下で長期間に亘って実質的に汚染されない。例示的なコンテナが、参照により本明細書に組み込まれている特許文献1に記載されている。一部の実施形態では、周囲条件下で長期間とは、約40℃で少なくとも約1年である。一部の実施形態では、容器は、酸素にさらされると、蛍光光に曝露されたときに蛍光強度の低下を示す、容器の内面に固定された蛍光センサ化合物をさらに含む。一部の実施形態では、コンテナは、前記蛍光光に対して実質的に透明である。一部の実施形態では、蛍光センサ化合物は、トリス−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリンルテニウム(II)塩、トリス−2,2’−ビピリジルルテニウム(II)塩、9,10−ジフェニルアントラセン、およびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含む。一部の実施形態では、容器は、Blood Culture BACTEC(登録商標)LYTIC/10 Anaerobic/F培養バイアル、BBL(登録商標)SEPTI−CHEK(登録商標)バイアル、BBL(登録商標)SEPTI−CHEK(登録商標)血液培養瓶、Becton Dickinson BACTEC(登録商標)バイアル、Plus Aerobic/F*およびPlus Anaerobic/F*培養バイアル、Becton Dickinson BACTEC(登録商標)Standard/10 Aerobic/F培養バイアル、Becton Dickinson BACTEC(登録商標)Myco/F Lytic培養バイアル、Becton Dickinson BACTEC(登録商標)PEDS PLUS(登録商標)/F培養バイアル、またはBecton Dickinson BACTEC(登録商標)Standard Anaerobic/F培養バイアル(Becton Dickinson、Franklin Lakes、New Jersey)である。 The term “container” as used herein refers to any container that can hold a culture, such as a blood culture. For example, in one embodiment, the container is a container having a side wall, a bottom wall, and an open upper end for placing culture inside, which container can visually check turbidity in glass and samples. Formed from a material such as a transparent plastic (eg, a cyclic olefin copolymer) that is sufficiently transparent to be observed, the container preferably withstands heating at a temperature of at least 250 ° C. In some embodiments, the container has a sufficient wall thickness to withstand an internal pressure of at least 25 psi, and a lid attached to the open upper end of the container, and the culture is stored in the container. Not substantially contaminated over long periods of time under ambient conditions. An exemplary container is described in U.S. Patent No. 6,057,028, which is incorporated herein by reference. In some embodiments, the long term under ambient conditions is at about 40 ° C. for at least about 1 year. In some embodiments, the container further comprises a fluorescent sensor compound immobilized on the inner surface of the container that, when exposed to oxygen, exhibits a decrease in fluorescence intensity when exposed to fluorescent light. In some embodiments, the container is substantially transparent to the fluorescent light. In some embodiments, the fluorescent sensor compound is tris-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline ruthenium (II) salt, tris-2,2′-bipyridyl ruthenium (II) salt, 9,10-diphenyl. At least one compound selected from the group consisting of anthracene and mixtures thereof. In some embodiments, the container is a Blood Culture BACTEC® LYTIC / 10 Anaerobic / F culture vial, a BBL® SEPTI-CHEK® vial, a BBL® SEPTI-CHEK® (Trademark) blood culture bottle, Becton Dickinson BACTEC (registered trademark) vial, Plus Aerobic / F * and Plus Anaerobic / F * culture vial, Becton Dickinson BACTEC (registered trademark) Standard / 10 Aerobic / F culture vial, BectonDEC TM Myco / F Lytic culture vial, Becton Dickinson BACTEC® PEDS P US (registered trademark) / F culture vial or Becton Dickinson BACTEC (registered trademark) Standard Anaerobic / F culture vials (Becton Dickinson, Franklin Lakes, New Jersey), it is.

5.2 例示的な装置
図1は、プロセッサおよびこのプロセッサに接続されたメモリを含む、容器内の培養物中の微生物の種類を同定するための装置11の詳細図である。一部の実施形態では、装置11または本発明のいずれかの方法によって同定される微生物の種類は、細菌界の中の門である。一部の実施形態では、装置11または本発明のいずれかの方法によって同定される微生物の種類は、細菌界の門の中の綱である。一部の実施形態では、装置11または本発明のいずれかの方法によって同定される微生物の種類は、細菌界の門の綱の中の目である。一部の実施形態では、装置11または本発明のいずれかの方法によって同定される微生物の種類は、細菌界の門の綱の目の中の科である。一部の実施形態では、装置11または本発明のいずれかの方法によって同定される微生物の種類は、細菌界の門の綱の目の科の中の属である。一部の実施形態では、装置11または本発明のいずれかの方法によって同定される微生物の種類は、細菌界の門の綱の目の科の属の中の種である。
5.2 Exemplary Apparatus FIG. 1 is a detailed view of an apparatus 11 for identifying the type of microorganism in a culture in a container, including a processor and a memory connected to the processor. In some embodiments, the type of microorganism identified by the device 11 or any of the methods of the present invention is a gate in the bacterial kingdom. In some embodiments, the type of microorganism identified by the device 11 or any of the methods of the present invention is a class within the kingdom of the bacterial kingdom. In some embodiments, the type of microorganism identified by the device 11 or any of the methods of the present invention is an eye in the Bacteria genus. In some embodiments, the type of microorganism identified by the device 11 or any of the methods of the present invention is a family within the kingdom of the kingdom of the bacterial kingdom. In some embodiments, the type of microorganism identified by the device 11 or any of the methods of the present invention is a genus in the family of the kingdom of the kingdom of the bacterial kingdom. In some embodiments, the type of microorganism identified by the device 11 or any of the methods of the present invention is a species within the genus of the family of the genus Bacteriophage.

図1に例示するプロセッサおよびメモリは、例えば、自動または半自動の放射測定または非放射測定微生物培養システムの一部であり得る。装置11は、好ましくは:
・中央処理装置22;
・記憶制御装置12によって制御され、ソフトウエアおよびデータを記憶する、例えば、ハードディスクドライブなどの任意選択の不揮発性主記憶装置14;
・システム制御プログラム、データ、およびアプリケーションプログラムを記憶する、好ましくは、高速ランダムアクセスメモリ(RAM)であるシステムメモリ36であって、プログラムおよびデータ(任意選択で不揮発性記憶装置14からロードされる)を含み、読出し専用記憶素子(ROM)を含むこともできる、システムメモリ36;
・1つまたは複数の入力装置(例えば、キーボード28、マウス)およびディスプレイ26または他の出力装置を含むユーザーインターフェイス32;
・容器内の培養物の生物学的状態の測定を行うセンサ34;
・センサ34に接続するネットワークインターフェイスカード20(通信回路);
・システムの上記要素を相互接続する内部バス30;
・上記要素に電力を供給する電源24を含む。
The processor and memory illustrated in FIG. 1 can be part of, for example, an automated or semi-automated radiometric or non-radiometric microbial culture system. The device 11 is preferably:
A central processing unit 22;
An optional non-volatile main memory 14 such as a hard disk drive, for example, which is controlled by the storage controller 12 and stores software and data;
A system memory 36, preferably high-speed random access memory (RAM), that stores system control programs, data, and application programs, and programs and data (optionally loaded from non-volatile storage 14) A system memory 36, which may include a read only storage element (ROM);
A user interface 32 including one or more input devices (eg, keyboard 28, mouse) and a display 26 or other output device;
A sensor 34 for measuring the biological state of the culture in the container;
A network interface card 20 (communication circuit) connected to the sensor 34;
An internal bus 30 interconnecting the above elements of the system;
Includes a power supply 24 that provides power to the elements.

中央処理装置22の動作は、主にオペレーティングシステム40によって制御される。オペレーティングシステム40は、システムメモリ36に記憶させることができる。典型的な実施では、システムメモリ36は:
・本発明によって使用される様々なファイルおよびデータ構造へのアクセスを制御するファイルシステム42;
・容器内の培養物中の微生物の種類を同定する培養物種類決定モジュール44;
・培養物の初期の生物学的状態48および培養物の生物学的状態の複数の測定を記憶する生物学的データ構造46であって、複数の測定における各測定50が、第1(初期)の時点と第2(最終)の時点との間の異なる時点で行われる、生物学的データ構造46;
・(i)値の複数のセットであって、値の複数のセットにおける値の各セット56が最大代謝レート値57および増殖度58を含む、値の複数のセットと(ii)微生物の種類のセットとの間のマッチを含む任意選択のルックアップテーブル54であって、値の複数のセットにおける値の各セット56に対して、微生物の種類のセットの中に対応する微生物の種類59が存在する、ルックアップテーブル54;
・レートトランスフォーメーション値のセット60であって、レートトランスフォーメーション値の各セットのそれぞれが複数のレートトランスフォーメーション値62を含み、各レートトランスフォーメーション値62が、時点の所定の一定間隔に関連した正規化相対値の一次導関数である、レートトランスフォーメーション値のセット60;
・レートトランスフォーメーション値60の各セット60に対する平均相対トランスフォーメーション値66;および
・容器内の培養物中の微生物の種類の同定68を記憶するデータ構造をも含む。
The operation of the central processing unit 22 is mainly controlled by the operating system 40. The operating system 40 can be stored in the system memory 36. In a typical implementation, the system memory 36 is:
A file system 42 that controls access to the various files and data structures used by the present invention;
A culture type determination module 44 that identifies the type of microorganism in the culture in the container;
A biological data structure 46 storing a plurality of measurements of the initial biological state 48 of the culture and the biological state of the culture, wherein each measurement 50 in the plurality of measurements is a first (initial) A biological data structure 46 performed at a different time between the current time point and the second (final) time point;
(I) multiple sets of values, wherein each set 56 of values in the multiple sets of values includes a maximum metabolic rate value 57 and a degree of growth 58, and (ii) the type of microorganism An optional look-up table 54 including matches between sets, for each set 56 of values in the plurality of sets of values, there is a corresponding microorganism type 59 in the set of microorganism types A lookup table 54;
A set of rate transformation values 60, wherein each set of rate transformation values includes a plurality of rate transformation values 62, each rate transformation value 62 being a normal associated with a predetermined constant interval of time A set 60 of rate transformation values that are first derivatives of the normalized relative values;
Also includes a data structure that stores an average relative transformation value 66 for each set 60 of rate transformation values 60; and an identification 68 of the type of microorganism in the culture in the vessel.

図1に例示するように、装置11は、生物学的状態のデータ構造46、任意選択のルックアップテーブル54、レートトランスフォーメーション値のセット60、平均相対トランスフォーメーション値66、および培養物中の微生物の種類の同定68などのデータを含むことができる。一部の実施形態では、メモリ36またはデータストア14は、平均相対トランスフォーメーション値66の代表値も記憶する。上記のデータは、限定するものではないが、フラットファイル、リレーショナルデータベース(SQL)、またはオンライン分析処理(OLAP)データベース(MDXおよび/またはその変形)を含め、データストレージの任意の形態とすることができる。一部の実施形態では、このようなデータ構造は、キューブとして記憶されるのではないが、階層を定義するディメンションテーブルを有するスタースキームを含むデータベースに記憶される。さらに、一部の実施形態では、このようなデータ構造は、下層のデータベースまたはデータベーススキームにおいて明確に分類されていない階層を有するデータベース(例えば、階層的に配置されていないディメンションテーブル)に記憶される。一部の実施形態では、このようなデータ構造は、装置11に記憶される。他の実施形態では、これらのデータ構造のすべてまたは一部が、図1に示されていないインターネット/ネットワークを介して装置11によってアドレス可能な1つまたは複数のコンピュータに格納(記憶)される。一部の実施形態では、培養物種類決定モジュール44などの図1の装置11に示されている1つまたは複数のプログラムモジュールのすべてまたは一部が、実際に、図1に示されていないインターネット/ネットワークを介して装置11によってアドレス可能な、装置11以外の装置(例えば、コンピュータ)に存在する。   As illustrated in FIG. 1, device 11 includes a biological state data structure 46, an optional lookup table 54, a set of rate transformation values 60, an average relative transformation value 66, and microorganisms in culture. Data such as type identification 68 may be included. In some embodiments, memory 36 or data store 14 also stores representative values of average relative transformation values 66. The above data may be in any form of data storage, including but not limited to flat files, relational databases (SQL), or online analytical processing (OLAP) databases (MDX and / or variants thereof). it can. In some embodiments, such data structures are not stored as cubes, but are stored in a database that includes a star scheme with dimension tables that define a hierarchy. Further, in some embodiments, such data structures are stored in a database (eg, a dimension table that is not hierarchically arranged) that has a hierarchy that is not clearly classified in the underlying database or database scheme. . In some embodiments, such a data structure is stored in device 11. In other embodiments, all or part of these data structures are stored (stored) in one or more computers addressable by the device 11 over the Internet / network not shown in FIG. In some embodiments, all or some of the one or more program modules shown in the apparatus 11 of FIG. 1, such as the culture type determination module 44, are actually Internet not shown in FIG. / It exists in a device (for example, a computer) other than the device 11 that can be addressed by the device 11 via the network.

装置11は、例えば、CO2濃度、O2濃度、pH、CO2濃度の変化レート、O2濃度の変化レート、または培養物中のpHの変化レートによって培養物の代謝活性値を決定する。この代謝活性の決定により、装置11は、培養物中の微生物の種類を同定することができる。一部の実施形態では、装置11は、多数の培養容器を収容し、インキュベータ、撹拌器、および検出システムとしての役目を果たす。装置11のこれらの要素は、このような構成要素の性質が装置11の実際の構成によって大きく異なるため、図1には示されていない。例えば、装置によって収容される培養容器の数は、1個の容器から1000個以上の容器の範囲とすることができる。容器に含まれている培養物の生物学的状態を測定するために各容器に取り付けられたセンサが存在することがある。センサは、容器のどの位置にも配置することができ、使用できる広範囲の可能なセンサが存在する。 The apparatus 11 determines the metabolic activity value of the culture based on, for example, the CO 2 concentration, O 2 concentration, pH, CO 2 concentration change rate, O 2 concentration change rate, or pH change rate in the culture. By determining this metabolic activity, the device 11 can identify the type of microorganism in the culture. In some embodiments, the device 11 contains multiple culture vessels and serves as an incubator, agitator, and detection system. These elements of the device 11 are not shown in FIG. 1 because the nature of such components varies greatly depending on the actual configuration of the device 11. For example, the number of culture containers accommodated by the apparatus can range from one container to 1000 or more containers. There may be a sensor attached to each container to measure the biological state of the culture contained in the container. The sensors can be placed anywhere on the container and there are a wide range of possible sensors that can be used.

図2は、培養物の生物学的状態を測定できる1つの例示的なセンサを例示している。図2では、CO2センサ204が、培養容器202の底部に結合され、その上に一定量の培養物が導入されている。CO2センサ204は、イオン、培地成分、および培養物に対しては透過性ではないが、CO2は自由に透過可能である。培養物中の細胞によって産生される二酸化炭素は、センサ204内で拡散し、センサ基質中に存在する水に溶解し、水素イオンが生成される。水素イオン濃度の上昇(pHの低下)により、センサ204の蛍光出力が増加し、これにより励起フィルタ206から発光フィルタ208に送られる信号が変化する。装置11は、一定時間に亘って、発光フィルタ208を透過する信号を繰返し測定し、このデータ用いて、本明細書に開示するアルゴリズムを用いて培養物中の微生物の種類を同定する。 FIG. 2 illustrates one exemplary sensor that can measure the biological state of the culture. In FIG. 2, a CO 2 sensor 204 is coupled to the bottom of the culture vessel 202, on which a certain amount of culture has been introduced. The CO 2 sensor 204 is not permeable to ions, medium components, and cultures, but CO 2 is freely permeable. Carbon dioxide produced by the cells in the culture diffuses in the sensor 204 and dissolves in the water present in the sensor substrate, producing hydrogen ions. As the hydrogen ion concentration increases (pH decreases), the fluorescence output of the sensor 204 increases, thereby changing the signal sent from the excitation filter 206 to the emission filter 208. The device 11 repeatedly measures the signal transmitted through the emission filter 208 over a period of time and uses this data to identify the type of microorganism in the culture using the algorithm disclosed herein.

一部の実施形態では、装置11は、1個から1,000個の培養容器(例えば、96個、240個、または384個の培養容器)を収容するインキュベータ、振とう器、および蛍光検出器である。一部の実施形態では、容器は、ラック(例えば、円形または線形のラック)内に配置され、各容器は、多数の容器ステーションを有する。例えば、特定の一実施形態では、装置11は、6つのラックに配置された240の培養容器を保持し、各ラックは、40の容器ステーションを有する。一部の実施形態では、装置11の各容器ステーションは、適切な励起および発光フィルタ(例えば、図2に例示するような)を備えた発光ダイオードおよびフォトダイオード検出器を含む。一部の実施形態では、培養容器は、揺らされ、35±1℃で加熱される。   In some embodiments, the device 11 is an incubator, shaker, and fluorescence detector that houses from 1 to 1,000 culture vessels (eg, 96, 240, or 384 culture vessels). It is. In some embodiments, the containers are arranged in a rack (eg, a circular or linear rack), and each container has multiple container stations. For example, in one particular embodiment, apparatus 11 holds 240 culture vessels arranged in 6 racks, each rack having 40 vessel stations. In some embodiments, each vessel station of apparatus 11 includes a light emitting diode and a photodiode detector with appropriate excitation and emission filters (eg, as illustrated in FIG. 2). In some embodiments, the culture vessel is shaken and heated at 35 ± 1 ° C.

5.3 例示的な方法
本発明による例示的な装置をこれまで説明したため、本発明による例示的な方法を詳述する。一部の実施形態では、このような方法は、図1の培養種類決定モジュール44によって実施することができる。図3のステップ302を参照して、培養物の初期の生物学的状態を測定する。例えば、図2を参照して、一部の実施形態では、検出器204の初期値を読み取ってセンサのCO2濃度を決定する。代替の実施形態では、培養物の初期のO2濃度、pH、または生物学的状態の他の指標をステップ302で読み取る(測定する)。一部の実施形態では、培養物の初期の生物学的状態は、培養物に接触しているセンサ(例えば、センサ204)の蛍光出力によって決定する。一部の実施形態では、センサの蛍光出力の量は、図2と共に上記した要領でCO2濃度の影響を受ける。一部の実施形態では、センサの蛍光出力の量は、O2濃度、pH、または当技術分野で公知の代謝状態の他の指標の影響を受ける。一般に、培養物の代謝レートを示すあらゆる物理的な観察可能なものを測定して、初期状態として記憶することができる。一部の実施形態では、この物理的に観察可能なものは、分子産物(一例として、グラム陰性細菌が付いたリポポリ多糖)の蓄積、増殖に関連した環境に対する非分子の物理/化学変化(圧力変化)、および/または蓄積する二酸化炭素もしくは他の代謝物の生産または酸素などの物質の消費)または細胞物質の蓄積である。
5.3 Exemplary Method Now that an exemplary apparatus according to the present invention has been described, an exemplary method according to the present invention will be described in detail. In some embodiments, such methods can be implemented by the culture type determination module 44 of FIG. Referring to step 302 of FIG. 3, the initial biological state of the culture is measured. For example, referring to FIG. 2, in some embodiments, the initial value of detector 204 is read to determine the CO 2 concentration of the sensor. In an alternative embodiment, the initial O 2 concentration, pH, or other indicator of the biological state of the culture is read (measured) at step 302. In some embodiments, the initial biological state of the culture is determined by the fluorescence output of a sensor (eg, sensor 204) that is in contact with the culture. In some embodiments, the amount of fluorescence output of the sensor is affected by the CO 2 concentration as described above in conjunction with FIG. In some embodiments, the amount of sensor fluorescence output is affected by O 2 concentration, pH, or other indicators of metabolic status known in the art. In general, any physical observable that indicates the metabolic rate of the culture can be measured and stored as the initial state. In some embodiments, this physically observable is the accumulation of molecular products (eg, lipopolypolysaccharide with gram-negative bacteria), non-molecular physical / chemical changes (pressure) related to growth. Change), and / or the production of carbon dioxide or other metabolites that accumulate or the consumption of substances such as oxygen) or the accumulation of cellular substances.

一部の実施形態では、血液培養物の初期の生物学的状態を、比色法、蛍光分析法、比濁分析法、または赤外線法を用いてステップ302で測定する。比色法の例には、限定するものではないが、レサズリン(resazurine)/メチレンブルーや塩化テトラゾリウムなどの比色レドックス指標、または参照によりその全容が本明細書に組み込まれている特許文献2に記載されているp−ヨードニトロテトラゾリウムバイオレット化合物の使用が含まれる。比色法の別の例には、参照によりその全容が本明細書に組み込まれている非特許文献3で使用されている比色アッセイが含まれる。Oberoiら(非特許文献3)では、MB/Bact240システム(Organon Teknika)に、培養容器が装着される。このシステムの動作原理は、比色センサによるマイコバクテリアの増殖の検出に基づいている。有機体が存在すると、CO2が、有機体が基質グリセロールを代謝するときに生産される。各培養容器の底部のガス透過性センサの色により、赤外線を用いてシステムにより監視される装置の反射率が増加する。比色法の例には、微生物の代謝から生じる容器内のCO2濃度などのガス成分の変化によるセンサ組成物の色の変化のあらゆる監視がさらに含まれる。 In some embodiments, the initial biological state of the blood culture is measured at step 302 using a colorimetric, fluorescent, turbidimetric, or infrared method. Examples of colorimetric methods include, but are not limited to, resazurin / colorimetric redox indices such as methylene blue and tetrazolium chloride, or described in US Pat. Use of p-iodonitrotetrazolium violet compounds that are included. Another example of a colorimetric method includes the colorimetric assay used in Non-Patent Document 3, which is incorporated herein by reference in its entirety. In Oberoi et al. (Non-patent Document 3), a culture vessel is attached to the MB / Bact240 system (Organon Teknika). The operating principle of this system is based on the detection of mycobacterial growth by a colorimetric sensor. In the presence of the organism, CO 2 is produced when the organism metabolizes the substrate glycerol. The color of the gas permeability sensor at the bottom of each culture vessel increases the reflectivity of the device monitored by the system using infrared light. Examples of colorimetric method, further includes any monitoring color change of the sensor composition due to changes of the gas components such as CO 2 concentration in the container resulting from the metabolism of microorganisms.

蛍光分析法および比色法の例は、参照によりその全容が本明細書に組み込まれている、それぞれが比色および蛍光検出のために異なる波長の光を放射する複数の光源が存在し、インキュベーションおよびインデックスのために回転ラックを備えた機器システムを開示する特許文献3に開示されている。本明細書で用いる比濁分析法は、比濁計を用いた培養物の濁度の測定を指す。比濁計は、液体または気体コロイド中の懸濁粒子を測定する器具である。この測定は、光ビーム(光源ビーム)および光源ビームの一側(通常は90度)にセットされる光検出器を用いることによって行われる。したがって、粒子密度が、粒子から検出器内に反射される光の関数である。ある程度まで、所定密度の粒子に対してどの程度光が反射するかは、粒子の特性、例えば、粒子の形状、色、および反射率に依存する。したがって、濁度と懸濁固体(より有用であるが、典型的には、微粒子の定量がより困難である)との間の動作の相関性の確立は、各状況について個々に行わなければならない。   Examples of fluorometric and colorimetric methods are incorporated herein by reference in their entirety, there are multiple light sources that each emit light of a different wavelength for colorimetric and fluorescent detection, and incubation Patent Document 3 discloses an equipment system including a rotating rack for an index. As used herein, turbidimetric analysis refers to measuring the turbidity of a culture using a nephelometer. A nephelometer is an instrument that measures suspended particles in a liquid or gaseous colloid. This measurement is performed by using a light beam (light source beam) and a photodetector set on one side of the light source beam (usually 90 degrees). Thus, the particle density is a function of the light reflected from the particles into the detector. To some extent, how much light is reflected by a given density of particles depends on the properties of the particles, such as the shape, color, and reflectivity of the particles. Therefore, establishing an operational correlation between turbidity and suspended solids (more useful but typically more difficult to quantify particulates) must be done individually for each situation .

本明細書で用いる、血液培養物の生物学的状態を測定する赤外線法は、限定するものではないが、それぞれが参照により全容が本明細書に組み込まれている特許文献4および特許文献5に開示されているものを含む、当技術分野で公知の任意の赤外線微生物検出システムまたは方法である。   Infrared methods for measuring the biological state of blood cultures as used herein are not limited, but are described in US Pat. Any infrared microbial detection system or method known in the art, including those disclosed.

一部の実施形態では、培養物を保持する容器202は、培養物と流体的に連通したセンサ組成物204を含む。センサ組成物204は、酸素に曝露されると、蛍光化合物を蛍光発光させる波長を含む光で照射されたときに蛍光特性が変化する蛍光化合物を含む。センサ組成物204の存在は、培養物にとって非破壊的である。このような実施形態では、測定ステップ302(および測定ステップ308の各インスタンス)は、蛍光化合物を蛍光発光させる波長を含む光でセンサ組成物202を照射するステップと、この光でセンサ組成物を照射しながら、蛍光化合物からの蛍光光の強度を観察するステップと、を含む。一部の実施形態では、蛍光化合物は、水および非ガス状溶質に対しては比較的不透過性であるが酸素に対しては高い透過性を有する基質の中に含められている。一部の実施形態では、この基質は、ゴムまたはプラスチックを含む。本発明のこの実施形態によるセンサのさらなる詳細は、参照によりその全容が本明細書に組み込まれている特許文献6に開示されている。   In some embodiments, the container 202 that holds the culture includes a sensor composition 204 that is in fluid communication with the culture. The sensor composition 204 includes a fluorescent compound that, when exposed to oxygen, changes its fluorescence characteristics when irradiated with light that includes a wavelength that causes the fluorescent compound to fluoresce. The presence of sensor composition 204 is non-destructive to the culture. In such an embodiment, measuring step 302 (and each instance of measuring step 308) includes irradiating sensor composition 202 with light that includes a wavelength that causes the fluorescent compound to fluoresce, and irradiating the sensor composition with this light. While observing the intensity of the fluorescent light from the fluorescent compound. In some embodiments, the fluorescent compound is included in a substrate that is relatively impermeable to water and non-gaseous solutes but highly permeable to oxygen. In some embodiments, the substrate comprises rubber or plastic. Further details of the sensor according to this embodiment of the invention are disclosed in US Pat.

ステップ304で、ステップ302での開始時に測定した培養物の初期の生物学的状態を標準化し、培養物の初期の生物学的状態48として記憶する(例えば、100パーセントまたは他の所定値に対して)。図1のデータ要素48として記憶されるこの初期の生物学的液状態は、培養物の生物学的状態の次の測定に対する基準値としての役目を果たす。一部の実施形態では、ステップ304を実行しないで、ステップ302の絶対測定を、本明細書に開示するアルゴリズムで使用する。   At step 304, the initial biological state of the culture measured at the start of step 302 is normalized and stored as the initial biological state 48 of the culture (eg, for 100 percent or other predetermined value). And). This initial biological fluid state, stored as data element 48 in FIG. 1, serves as a reference value for subsequent measurements of the biological state of the culture. In some embodiments, without performing step 304, the absolute measurement of step 302 is used in the algorithms disclosed herein.

装置11は、初期の生物学的状態の測定が行われてから、所定時間に亘って培養物をインキュベートする。次いで、所定時間が経過すると、装置11が、培養物の生物学的状態の別の測定を行う。このプロセスは、図3のステップ306および308によって例示されている。図3Aでは、このプロセスは、ステップ306の時間ステップtまで進むとして示されている。装置が時間ステップtによって時間が進むのを待つステップ306の期間中の生物学的状態は、培養物中の微生物の種類を特定する次の処理ステップで使用されない。ステップ308で、時間ステップtによって時間が進むと、容器内の培養物の生物学的状態の測定を、生物学的状態の初期の測定が行われたのと同じ要領で再び行う(例えば、図2に示す装置を用いて)。一部の実施形態では、所定期間(時間ステップtの長さ)は10分である。一部の実施形態では、所定期間(時間ステップtの長さ)は、5分未満の期間、10分未満の期間、15分未満の期間、20分未満の期間、1分から30分の期間、1分から20分の期間、5分から15分の期間、または5分を超える期間である。ステップ308で行った容器内の培養物の生物学的状態の測定を、ステップ302の初期の測定を正規化に使用する実施形態においてステップ308の測定をステップ302初期の測定に対して標準化することによって、正規化相対値に変換する。一実施形態では、ステップ308で行った容器内の培養物の生物学的状態の測定を、ステップ308の測定のステップ302の初期の測定に対する比率をとることによって、正規化相対値に変換する。一部の実施形態では、この計算された正規化相対値を、図1のデータ要素50として記憶する。一部の実施形態では、ステップ308で測定した生物学的状態の測定値を、図1のデータ要素50として記憶し、ステップ308で測定した生物学的状態の測定値に対応する正規化相対値を、必要に応じて後続の処理ステップで計算する。   The device 11 incubates the culture for a predetermined time after the initial biological state measurement is performed. Then, after a predetermined time has elapsed, the device 11 makes another measurement of the biological state of the culture. This process is illustrated by steps 306 and 308 in FIG. In FIG. 3A, this process is illustrated as proceeding to time step t of step 306. The biological state during step 306, waiting for the device to progress by time step t, is not used in the next processing step to identify the type of microorganism in the culture. In step 308, as time progresses by time step t, the measurement of the biological state of the culture in the container is performed again in the same manner as the initial measurement of the biological state was made (eg, FIG. 2). In some embodiments, the predetermined period (the length of time step t) is 10 minutes. In some embodiments, the predetermined period (the length of time step t) is less than 5 minutes, less than 10 minutes, less than 15 minutes, less than 20 minutes, 1 to 30 minutes, A period of 1 to 20 minutes, a period of 5 to 15 minutes, or a period of more than 5 minutes. Standardizing the measurement of the biological state of the culture in the vessel made in step 308 with the measurement of step 308 relative to the initial measurement of step 302 in an embodiment where the initial measurement of step 302 is used for normalization. To convert to a normalized relative value. In one embodiment, the biological state measurement of the culture in the container made in step 308 is converted to a normalized relative value by taking the ratio of the measurement in step 308 to the initial measurement in step 302. In some embodiments, this calculated normalized relative value is stored as data element 50 of FIG. In some embodiments, the biological state measurement measured in step 308 is stored as data element 50 in FIG. 1 and the normalized relative value corresponding to the biological state measurement measured in step 308. Is calculated in subsequent processing steps as necessary.

ステップ310で、第1の所定の一定時間間隔が経過したかについて決定する。例えば、一部の実施形態では、所定の一定時間間隔は、70分である。この例では、ステップ306の時間ステップtが10分の場合、状態310−Yesが達成される前に時間ステップtが7回進む必要がある。一部の実施形態では、所定の一定時間間隔は、5分から5時間の時間間隔、20分から10時間の時間間隔、20分から2時間の時間間隔、30分から90分の時間間隔、24時間未満の時間間隔、または24時間を超える時間間隔である。第1の所定の一定時間間隔が経過すると(310−Yes)、プロセス制御が、アルゴリズムの追加のステップが行われるステップ312に進む。第1の所定の一定時間間隔が経過しない場合(310−No)は、プロセス制御はステップ306に戻り、ここでアルゴリズムは時間tの量によって時間が進むのを待ち、その後再び、ステップ308の新しいインスタンスにおいて培養物の生物学的状態の測定を行う。   At step 310, a determination is made as to whether a first predetermined time interval has elapsed. For example, in some embodiments, the predetermined constant time interval is 70 minutes. In this example, if the time step t of step 306 is 10 minutes, the time step t needs to advance seven times before state 310-Yes is achieved. In some embodiments, the predetermined fixed time interval is a 5 minute to 5 hour time interval, a 20 minute to 10 hour time interval, a 20 minute to 2 hour time interval, a 30 minute to 90 minute time interval, less than 24 hours. A time interval or a time interval exceeding 24 hours. When the first predetermined time interval has elapsed (310-Yes), process control proceeds to step 312 where an additional step of the algorithm is performed. If the first predetermined time interval has not elapsed (310-No), process control returns to step 306 where the algorithm waits for time to advance by the amount of time t, and then again in step 308 the new Take measurements of the biological state of the culture in the instance.

ステップ306から310の最終結果は、容器内の培養物の生物学的状態の複数の測定が行われ、この複数の測定の各測定は、第1(初期)の時点と終了(最終)時点との間の異なる時点のものである。さらに、時間ステップtがステップ306の各インスタンスにおいて同じ時間である典型的な実施形態では、複数の測定の各測定は培養物について周期的な時間隔で測定する。一部の実施形態では、周期的な時間間隔は、1分から20分のある量の時間、5分から15分のある量の時間、30秒から5時間のある量の時間、または1分を超えるある量の時間である。   The final result of steps 306-310 is a plurality of measurements of the biological state of the culture in the container, each measurement of which is a first (initial) time point and an end (final) time point. Are at different points in time. Further, in an exemplary embodiment where time step t is the same time in each instance of step 306, each measurement of the plurality of measurements is measured at periodic time intervals for the culture. In some embodiments, the periodic time interval is an amount of time from 1 minute to 20 minutes, an amount of time from 5 minutes to 15 minutes, an amount of time from 30 seconds to 5 hours, or more than 1 minute. It is a certain amount of time.

所定の一定間隔が経過すると(310−Yes)、それぞれの所定の一定間隔における正規化相対値の一次導関数(または、正規化が行われていない実施形態では、それぞれの所定の一定間隔におけるステップ302の絶対値)をステップ312で計算し、これによりレートトランスフォーメーション値62が得られる。言い換えれば、所定の一定間隔中の正規化相対値の変化がステップ312において決定される。測定データを正規化する実施形態では、レートトランスフォーメーション値は、正規化相対値の一次導関数であり、測定データを正規化しない実施形態では、レートトランスフォーメーション値は、ステップ302の絶対測定の一次導関数であることに留意されたい。一部の実施形態では、一次導関数を計算する所定の一定時間間隔は、20分から2時間の間である直前の時間におけるすべての測定である。例えば、一部の実施形態では、ステップ310の所定の一定時間間隔は、70分であり、ステップ312で、この70分の時間間隔(過去70分)における測定のすべての正規化相対値にわたる変化レートをステップ312で決定し、レートトランスフォーメーション値62として記憶する。一部の実施形態では、一次導関数を計算する所定の一定時間間隔(時間ウィンドウ)は、5分から2時間、30分から10時間、20分から2時間、20分から10時間、または30分から90分の間である直前の時間間隔におけるすべての測定値である。   When the predetermined fixed intervals have passed (310-Yes), the first derivative of the normalized relative value at each predetermined fixed interval (or, in an embodiment where normalization has not been performed, the step at each predetermined fixed interval). (Absolute value of 302) is calculated in step 312 to obtain a rate transformation value 62. In other words, the change in normalized relative value during a predetermined fixed interval is determined in step 312. In embodiments that normalize the measurement data, the rate transformation value is the first derivative of the normalized relative value, and in embodiments that do not normalize the measurement data, the rate transformation value is the first order of the absolute measurement in step 302. Note that it is a derivative. In some embodiments, the predetermined constant time interval for calculating the first derivative is all measurements at the previous time that is between 20 minutes and 2 hours. For example, in some embodiments, the predetermined constant time interval in step 310 is 70 minutes, and in step 312 the change over all normalized relative values of the measurements in this 70 minute time interval (past 70 minutes). The rate is determined at step 312 and stored as a rate transformation value 62. In some embodiments, the predetermined fixed time interval (time window) for calculating the first derivative is 5 minutes to 2 hours, 30 minutes to 10 hours, 20 minutes to 2 hours, 20 minutes to 10 hours, or 30 minutes to 90 minutes. All measurements in the immediately preceding time interval between.

ステップ314で、最後の時間条件314−Yesに至ってから所定数のレートトランスフォーメーション値を測定されたか否かについての決定を行う。測定された場合(314−Yes)は、プロセス制御がステップ316に進む。測定されなかった場合(314−No)は、ステップ306に戻り、そこでプロセス制御は時間ステップtが経過するまで待ち、その後ステップ308に続き、そこで培養物の正規化相対値が再び計算される。各条件(314−Yes)は、レートトランスフォーメーション値62のセット60の完了を示す。例えば、一部の実施形態では、条件314−Yesは、7個の新しいレートトランスフォーメーション値62が測定されたときに達成される。この例では、レートトランスフォーメーション値のセット60は、7個のレートトランスフォーメーション値62を含むか、またはこれらからなる。一部の実施形態では、レートトランスフォーメーション値62の各セット60は、4個から20個の連続したレートトランスフォーメーション値を含むか、またはこれらからなる。連続したレートトランスフォーメーション値62は、同じセット60におけるレートトランスフォーメーション値である。このようなレートトランスフォーメーション値62は、例えば、ステップ312の連続的なインスタンスで計算し、記憶する。一部の実施形態では、複数のレートトランスフォーメーション値におけるレートトランスフォーメーション値62の各セット60は、5個から15個の連続したレートトランスフォーメーション値62、1個から100個の連続したレートトランスフォーメーション値62、5個から15個の連続したレートトランスフォーメーション値62、5個以上のレートトランスフォーメーション値62、または10個未満のレートトランスフォーメーション値62を含むか、またはこれらからなる。   At step 314, a determination is made as to whether a predetermined number of rate transformation values have been measured since the last time condition 314-Yes. If measured (314-Yes), process control proceeds to step 316. If not measured (314-No), the process returns to step 306, where process control waits until time step t has elapsed, and then continues to step 308 where the normalized relative value of the culture is recalculated. Each condition (314-Yes) indicates the completion of the set 60 of rate transformation values 62. For example, in some embodiments, condition 314-Yes is achieved when seven new rate transformation values 62 are measured. In this example, the set of rate transformation values 60 includes or consists of seven rate transformation values 62. In some embodiments, each set 60 of rate transformation values 62 includes or consists of 4 to 20 consecutive rate transformation values. The continuous rate transformation value 62 is the rate transformation value in the same set 60. Such a rate transformation value 62 is calculated and stored, for example, in successive instances of step 312. In some embodiments, each set 60 of rate transformation values 62 in a plurality of rate transformation values is 5 to 15 consecutive rate transformation values 62 and 1 to 100 consecutive rate transformations. It comprises or consists of the value 62, 5 to 15 consecutive rate transformation values 62, 5 or more rate transformation values 62, or less than 10 rate transformation values 62.

条件314−Yesが達成されると、ステップ316を行う。ステップ316では、平均相対トランスフォーメーション(平均変化レート)値66を、新しく形成されたレートトランスフォーメーション値62のセット60から計算する。したがって、レートトランスフォーメーション値62の各セット60に対して、平均相対トランスフォーメーション値66が存在する。一部の実施形態では、平均相対トランスフォーメーション(平均変化レート)値66は、新しく形成されたレートトランスフォーメーション値62のセット60におけるレートトランスフォーメーション値62の代表値をとることによって、新しく形成されたレートトランスフォーメーション値62のセット60から計算する。一部の実施形態では、この代表値は、新しく形成されたレートトランスフォーメーション値62のセット60におけるレートトランスフォーメーション値62のすべてまたは一部の幾何平均、算術平均、中央値、または最頻値である。   If condition 314-Yes is achieved, step 316 is performed. In step 316, an average relative transformation (average rate of change) value 66 is calculated from the newly formed set of rate transformation values 62. Thus, there is an average relative transformation value 66 for each set 60 of rate transformation values 62. In some embodiments, the average relative transformation (average rate of change) value 66 is newly formed by taking a representative value of the rate transformation value 62 in the set 60 of the newly formed rate transformation value 62. Calculate from a set 60 of rate transformation values 62. In some embodiments, this representative value is the geometric mean, arithmetic mean, median, or mode of all or some of the rate transformation values 62 in the newly formed set of rate transformation values 62. is there.

ステップ318で、プロトコールにおいて所定の点に達したか否かについて決定する。この所定の点は、最終時点であり、終点または第2の時点とも呼ぶ。一部の実施形態では、第2の時点は、ステップ302で初期の測定が行われてから、1時間以上、2時間以上、10時間以上、3時間から100時間、20時間未満で達する(318−Yes)。一部の実施形態では、第2の時点は、容器内の培養物の生物学的状態の測定が、ステップ308のインスタンスにおいて10回から50,000回、100回から10,000回、または150回から5,000回、10回超、50回超、100回超行われたときに達する(318−Yes)。プロトコールにおける所定の点に達しない場合(318−No)は、プロセス制御はステップ306に戻り、そこでプロセス制御は時間ステップtが進むのを待ち、その後ステップ308の別のインスタンスを開始し、その中で、培養物の生物学的状態が再び測定され正規化相対値を計算するために用いられる。プロトコールにおける所定の点に達した場合(318−Yes)は、プロセス制御はステップ320に進む。   At step 318, a determination is made as to whether a predetermined point has been reached in the protocol. This predetermined point is the final time point, and is also called the end point or the second time point. In some embodiments, the second time point is reached 1 hour or more, 2 hours or more, 10 hours or more, 3 hours to 100 hours, less than 20 hours after the initial measurement in step 302 (318). -Yes). In some embodiments, the second time point is a measurement of the biological state of the culture in the vessel 10 to 50,000 times, 100 to 10,000 times, or 150 in the instance of step 308. 5,000 times, over 10 times, over 50 times, over 100 times (318-Yes). If the predetermined point in the protocol has not been reached (318-No), process control returns to step 306, where process control waits for time step t to proceed, after which another instance of step 308 is started, of which The biological state of the culture is again measured and used to calculate the normalized relative value. If the predetermined point in the protocol has been reached (318-Yes), process control proceeds to step 320.

ステップ320で、培養物が達した最大代謝レート値57を決定する。一部の実施形態では、最大代謝レート値57は、培養物に対してステップ316のいずれかのインスタンスで計算した最大平均相対レートトランスフォーメーション値66であると見なされる。例えば、ステップ316のあるインスタンスの間に培養物に対して計算された最大平均相対トランスフォーメーション値66が250の場合は、培養物の最大代謝レート値57は250と見なされることになる。   At step 320, the maximum metabolic rate value 57 reached by the culture is determined. In some embodiments, the maximum metabolic rate value 57 is considered to be the maximum average relative rate transformation value 66 calculated in any instance of step 316 for the culture. For example, if the maximum average relative transformation value 66 calculated for the culture during one instance of step 316 is 250, then the maximum metabolic rate value 57 for the culture would be considered 250.

ステップ322で、培養物の増殖度58を決定する。一部の実施形態では、増殖度(EG)58は、以下の式によって決定する。
EG=NRafter_growth−NRminimum_growth 式1
一部の実施形態では、式1のNRafter_growthは、培養物がそれまでに達した最大平均相対トランスフォーメーション値66の計算に用いられた複数の正規化相対値における正規化相対値である。したがって、正規化相対値135から144を用いて、最大平均相対トランスフォーメーション値66を計算した場合は、NRafter_growthは、正規化相対値{135、...、144}のセットにおける正規化相対値の1つとなる。
In step 322, the degree of growth 58 of the culture is determined. In some embodiments, the degree of proliferation (EG) 58 is determined by the following equation:
EG = NR after_growth -NR minimum_growth formula 1
In some embodiments, the NR after_growth in Equation 1 is a normalized relative value among a plurality of normalized relative values used to calculate the maximum average relative transformation value 66 that the culture has reached so far. Therefore, when the maximum average relative transformation value 66 is calculated using normalized relative values 135 to 144, NR after_growth is normalized relative values {135,. . . , 144} is one of the normalized relative values in the set.

一部の実施形態では、式1のNRafter_growthは、培養物がそれまでに達した最大平均相対トランスフォーメーション値66の後の平均相対トランスフォーメーション値66の計算に用いられた複数の正規化相対値における正規化相対値である。したがって、正規化相対値145から154を用いて最大平均相対トランスフォーメーション値66の後の平均相対トランスフォーメーション値66を計算した場合は、NRafter_growthは、正規化相対値{145、...、154}のセットにおける正規化相対値の1つとなる。 In some embodiments, the NR after_growth of Equation 1 is a plurality of normalized relative values used to calculate the average relative transformation value 66 after the maximum average relative transformation value 66 that the culture has reached so far. Is the normalized relative value at. Therefore, when the average relative transformation value 66 after the maximum average relative transformation value 66 is calculated using the normalized relative values 145 to 154, the NR after_growth is the normalized relative value {145,. . . 154} is one of the normalized relative values in the set.

一部の実施形態では、式1のNRafter_growthは、培養物がそれまでに達した最大平均相対トランスフォーメーション値66の前の平均相対トランスフォーメーション値66の計算に用いられた複数の正規化相対値における正規化相対値である。したがって、正規化相対値125から134を用いて最大平均相対トランスフォーメーション値66の直前の平均相対トランスフォーメーション値66を計算した場合は、NRafter_growthは、正規化相対値{125、...、134}のセットにおける正規化相対値の1つとなる。 In some embodiments, the NR after_growth of Equation 1 is a plurality of normalized relative values used to calculate the average relative transformation value 66 before the maximum average relative transformation value 66 that the culture has reached so far. Is the normalized relative value at. Therefore, when the average relative transformation value 66 immediately before the maximum average relative transformation value 66 is calculated using the normalized relative values 125 to 134, the NR after_growth is the normalized relative value {125,. . . , 134} is one of the normalized relative values in the set.

一部の実施形態では、式1のNRafter_growthは、培養物がそれまでに達した最大平均相対トランスフォーメーション値66の計算に用いられた正規化相対値のすべてまたは一部の代表値である。したがって、正規化相対値135から144を用いて最大平均相対トランスフォーメーション値66を計算した場合は、NRafter_growthは、正規化相対値{135、...、134}のセットにおける正規化相対値のすべてまたは一部の代表値(幾何平均、算術平均、中央値、または最頻値)となる。 In some embodiments, the NR after_growth in Equation 1 is a representative value of all or a portion of the normalized relative value that was used to calculate the maximum average relative transformation value 66 that the culture has reached so far. Therefore, when the maximum average relative transformation value 66 is calculated using normalized relative values 135 to 144, NR after_growth is normalized relative values {135,. . . , 134} are representative values (geometric mean, arithmetic mean, median, or mode) of all or part of the normalized relative values.

一部の実施形態では、式1のNRafter_growthは、培養物がそれまでに達した最大平均相対トランスフォーメーション値66の後の平均相対トランスフォーメーション値66の計算に用いられた正規化相対値のすべてまたは一部の代表値である。したがって、正規化相対値145から154を用いて最大平均相対トランスフォーメーション値66の後の平均相対トランスフォーメーション値66を計算した場合は、NRafter_growthは、正規化相対値{145、...、154}のセットにおける正規化相対値のすべてまたは一部の代表値(幾何平均、算術平均、中央値、または最頻値)となる。 In some embodiments, the NR after_growth of Equation 1 is all of the normalized relative values used to calculate the average relative transformation value 66 after the maximum average relative transformation value 66 that the culture has reached so far. Or some representative values. Therefore, when the average relative transformation value 66 after the maximum average relative transformation value 66 is calculated using the normalized relative values 145 to 154, the NR after_growth is the normalized relative value {145,. . . 154} are representative values (geometric mean, arithmetic mean, median, or mode) of all or some of the normalized relative values in the set.

一部の実施形態では、式1のNRafter_growthは、培養物がそれまでに達した最大平均相対トランスフォーメーション値66の前の平均相対トランスフォーメーション値66の計算に用いられた正規化相対値のすべてまたは一部の代表値である。したがって、正規化相対値125から134を用いて最大平均相対トランスフォーメーション値66の直前の平均相対トランスフォーメーション値66を計算した場合は、NRafter_growthは、正規化相対値{125、...、134}のセットにおける正規化相対値のすべてまたは一部の代表値(幾何平均、算術平均、中央値、または最頻値)となる。 In some embodiments, the NR after_growth of Equation 1 is all of the normalized relative values used to calculate the average relative transformation value 66 before the maximum average relative transformation value 66 that the culture has reached so far. Or some representative values. Therefore, when the average relative transformation value 66 immediately before the maximum average relative transformation value 66 is calculated using the normalized relative values 125 to 134, the NR after_growth is the normalized relative value {125,. . . , 134} are representative values (geometric mean, arithmetic mean, median, or mode) of all or part of the normalized relative values.

一部の実施形態では、NRminimum_growthは、閾値を得るために第1の平均相対トランスフォーメーション値66の計算に用いられた複数の正規化相対値における正規化相対値である。したがって、正規化相対値20から29を用いて閾値を得るために第1の平均相対トランスフォーメーション値66を計算した場合は、NRminimum_growthは、正規化相対値{20、...、29}のセットにおける正規化相対値の1つとなる。 In some embodiments, NR minimum_growth is a normalized relative value among a plurality of normalized relative values used to calculate the first average relative transformation value 66 to obtain a threshold. Thus, if the first average relative transformation value 66 is calculated to obtain a threshold using normalized relative values 20 to 29, NR minimum_growth is normalized relative values {20,. . . , 29} is one of the normalized relative values in the set.

一部の実施形態では、NRminimum_growthは、閾値を得るために第1の平均相対トランスフォーメーション値66の計算に用いられた正規化相対値の代表値である。したがって、正規化相対値20から29を用いて閾値を得るために第1の平均相対トランスフォーメーション値66を計算した場合は、NRminimum_growthは、正規化相対値{20、...、29}のセットにおける正規化相対値のすべてまたは一部となる。 In some embodiments, NR minimum_growth is a representative relative normalized value used to calculate the first average relative transformation value 66 to obtain a threshold. Thus, if the first average relative transformation value 66 is calculated to obtain a threshold using normalized relative values 20 to 29, NR minimum_growth is normalized relative values {20,. . . , 29} are all or part of the normalized relative values.

式1を用いて増殖度58を計算する一部の実施形態では、閾値は、限定目的ではない例では、5から100の間の値、25から75の間の値、1から1000の間の値、または50未満の値である。   In some embodiments using Equation 1 to calculate the degree of growth 58, the threshold is a value between 5 and 100, a value between 25 and 75, and between 1 and 1000 in a non-limiting example. Value, or a value less than 50.

一部の実施形態では、増殖度(EG)58は、以下の式によって決定する。
EG=ARTmax*(timeARTmax−timeinitial) 式2
式中、ARTmaxは、培養物が達した最大平均相対トランスフォーメーション値66であり、timeARTmaxは、(a)培養物の生物学的状態が時間ステップ302で測定された初期時点と、(b)ステップ316のインスタンスによって培養物に対して決定された、(i)最大平均相対トランスフォーメーション値の後の第1の平均相対トランスフォーメーション値、(ii)最大平均相対トランスフォーメーション値、または(iii)最大平均相対トランスフォーメーション値の前の第1の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた正規化相対値が測定された時点との間の時間である。さらに、timeinitialは、(i)時間ステップ302において培養物の生物学的状態が測定された初期の時点と(ii)閾値を得るために第1の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた正規化相対値が測定された時点との間の時間である。
In some embodiments, the degree of proliferation (EG) 58 is determined by the following equation:
EG = ARTmax * (time ARTmax− time initial ) Equation 2
Where ARTmax is the maximum average relative transformation value 66 reached by the culture, and time ARTmax is (a) the initial time when the biological state of the culture was measured at time step 302, and (b) (I) the first average relative transformation value after the maximum average relative transformation value, (ii) the maximum average relative transformation value, or (iii) maximum determined for the culture by the instance of step 316 Time between when the normalized relative value used to calculate the first average relative transformation value before the average relative transformation value was measured. In addition, time initial was used to calculate the first average relative transformation value to obtain (i) the initial time point at which the biological state of the culture was measured in time step 302 and (ii) the threshold. This is the time between when the normalized relative value was measured.

式2を用いて増殖度58を計算する一部の実施形態では、閾値は、限定目的ではない例では、5から100の間の値、25から75の間の値、1から1000の間の値、または50未満の値である。   In some embodiments for calculating the degree of growth 58 using Equation 2, the threshold value is a value between 5 and 100, a value between 25 and 75, and between 1 and 1000 in a non-limiting example. Value, or a value less than 50.

一部の実施形態では、増殖度(EG)58は、以下の式によって決定する。
EG=[ARTmax*(timeARTmax−timeinitial)]/timeinitial 式3
式中、ARTmax、timeARTmax、およびtimeinitialの値は、式2と同じである。式3を用いて増殖度58を計算する一部の実施形態では、閾値は、限定目的ではない例では、5から100の間の値、25から75の間の値、1から1000の間の値、または50未満の値である。
In some embodiments, the degree of proliferation (EG) 58 is determined by the following equation:
EG = [ARTmax * (time ARTmax− time initial )] / time initial formula 3
In the formula, the values of ARTmax, time ARTmax , and time initial are the same as those in formula 2. In some embodiments using Equation 3 to calculate the degree of growth 58, the threshold is a value between 5 and 100, a value between 25 and 75, and between 1 and 1000 in a non-limiting example. Value, or a value less than 50.

式1、2、または3で用いたARTmax、timeARTmax、timeinitial、NRafter_growth、およびNRminimum_growthの値は、任意選択のルックアップテーブル54の基準増殖度値58を作成する際に同じ形式が用いられたとすると、任意の実数で個々に乗じることができる。より一般的には、式1、2、または3のいずれも、線形および非線形の両方の追加の数学演算を含むことができ、任意選択のルックアップテーブル54の基準増殖度値58を作成する際に同じ数学演算が用いられるとすると、依然として、増殖度58を計算するために用いることができる。基準増殖度値58および最大代謝レート値57は、既知の種類の微生物を含む培養物を用いてルックアップテーブル54のために計算する。 The values of ARTmax, time ARTmax , time initial , NR after_growth , and NR minimum_growth used in Equations 1, 2, or 3 are of the same form used to create the reference growth value 58 of the optional lookup table 54. If so, they can be multiplied individually by any real number. More generally, any of Equations 1, 2, or 3 can include additional mathematical operations, both linear and non-linear, in creating a reference growth value 58 for the optional lookup table 54. Can still be used to calculate the degree of growth 58. A reference growth value 58 and a maximum metabolic rate value 57 are calculated for the look-up table 54 using cultures containing known types of microorganisms.

ステップ324で、ステップ320で決定された培養物の最大代謝レート値57およびステップ322で決定された培養物の増殖度58を用いて、感染微生物を同定することができる。ステップ342の一部の実施形態では、ステップ320で決定された培養物の最大代謝レート値57およびステップ322で決定された培養物の増殖度58を、最大代謝レート値57および増殖度58を微生物の種類59にマッチするルックアップテーブル54の値と比較し、これにより容器内の培養物中の微生物の種類を決定する。例示するために、培養物の最大代謝レート値57が「200」であり、培養物の増殖度58が「450」であるケースを考えると、ルックアップテーブル54の値は、以下の値を有する。   At step 324, the maximum metabolic rate value 57 of the culture determined at step 320 and the degree of growth 58 of the culture determined at step 322 can be used to identify the infecting microorganism. In some embodiments of step 342, the maximum metabolic rate value 57 of the culture determined in step 320 and the growth rate 58 of the culture determined in step 322 are set to the maximum metabolic rate value 57 and the growth rate 58 of the microorganism. And the value of the look-up table 54 that matches the type 59, thereby determining the type of microorganism in the culture in the container. To illustrate, considering the case where the maximum metabolic rate value 57 of the culture is “200” and the degree of growth 58 of the culture is “450”, the values in the lookup table 54 have the following values: .

Figure 0005901689
Figure 0005901689

この例では、培養物の微生物の種類59は、ルックアップテーブル54の値(200、455)が、観察された最大代謝レートおよび増殖度の値(200、450)に最も密接にマッチしているため、種類Yと見なされる。この例は、試験培養物の観察された最大代謝レート57および増殖度58に最も密接にマッチするルックアップテーブル54の値のセット56(最大代謝レート57、増殖度58)がマッチする値のセットであると見なされるため、試験培養物が、このマッチする値のセットに対応するルックアップテーブル54の微生物の種類59であると見なされる本発明の好適な実施形態を例示している。一部の実施形態では、ルックアップテーブルは使用しない。このような実施形態では、ステップ320で決定された培養物の最大代謝レート値57およびステップ332で決定された培養物の増殖度58は、培養物の最大代謝レート値57および増殖度58に基づいて微生物を同定可能な1つまたは複数のトレーニングされた分類器または他の形態の式(例えば、回帰式)において用いられる。 In this example, the microbial species 59 of the culture has the look-up table 54 values (200, 455) most closely matching the observed maximum metabolic rate and growth values (200, 450). Therefore, it is regarded as the type Y. This example shows the set of values that match the set 56 of the lookup table 54 (maximum metabolic rate 57, growth 58) that most closely matches the observed maximum metabolic rate 57 and growth 58 of the test culture. Thus, a preferred embodiment of the present invention is illustrated in which the test culture is considered to be microbial type 59 in the lookup table 54 corresponding to this set of matching values. In some embodiments, a lookup table is not used. In such an embodiment, the maximum metabolic rate value 57 of the culture determined in step 320 and the growth rate 58 of the culture determined in step 332 are based on the maximum metabolic rate value 57 and the growth rate 58 of the culture. Used in one or more trained classifiers or other forms of equations (eg, regression equations) that can identify microorganisms.

一部の実施形態では、ステップ324は、容器内の培養物中の微生物の種類59を、試験培養物の最大代謝レート値57および増殖度58に基づいて、(i)腸内細菌科(Enterobacteriaceae)に含まれる細菌または(ii)腸内細菌科(Enterobacteriaceae)に含まれない細菌として同定する。例えば、一部の実施形態では、これは、試験培養物の最大代謝レート値57および増殖度58をルックアップテーブル54の値と比較することによって行われる。他の実施形態では、これは、培養物中の既知の微生物の最大代謝レート値57および増殖度58の値を考慮する1つまたは複数のトレーニングされた分類器および/または他の形態の式に最大代謝レート値57および増殖度58を用いることによって行われる。一部の実施形態では、ステップ324は、試験培養物の最大代謝レート値57および増殖度58に基づいて細菌として微生物の種類59を同定する。一部の実施形態では、ステップ324は、試験培養物の最大代謝レート値57および増殖度58をルックアップテーブル54の値と比較することに基づいて細菌として微生物の種類59を同定する。一部の実施形態では、ステップ324は、試験培養物の最大代謝レート値56および増殖度58に基づいて(i)腸内細菌科(Enterobacteriaceae)、(ii)スタフィロコッカス科(Staphylococcaceae)、(iii)連鎖球菌(Streptococcus)、または(iv)アシネトバクター属(Acinetobacter)として微生物の種類を同定する。一部の実施形態では、ステップ324は、試験培養物の最大代謝レート値56および増殖度58をルックアップテーブル54の値と比較することに基づいて(i)腸内細菌科(enterobacteriaceae)、(ii)スタフィロコッカス科(Staphylococcaceae)、(iii)連鎖球菌(Streptococcus)、または(iv)アシネトバクター属(Acinetobacter)として微生物の種類を同定する。一部の実施形態では、ステップ324は、試験培養物の最大代謝レート値56および増殖度58に基づいて、アリシュワネラ(Alishewanella)、アルテロコッカス(Alterococcus)、アクアモナス(Aquamonas)、アラニコラ(Aranicola)、アルセノフォナス(Arsenophonus)、アゾチビルガ(Azotivirga)、ブロシュマンニア(Blochmannia)、ブレネリア(Brenneria)、ブフネラ(Buchnera)、ブドビシア(Budvicia)、ブティアウクセラ(Buttiauxella)、セデセア(Cedecea)、シトロバクター(Citrobacter)、ディケヤ(Dickeya)、エドワージエラ(Edwardsiella)、エンテロバクター(Enterobacter)、エルウィニア(Erwinia)、大腸菌(Escherichia)、エウィンゲラ(Ewingella)、グリモンテラ(Griimontella)、ハフニア(Hafnia)、クレブシエラ(Klebsiella)、クライベラ(Kluyvera)、レクレルシア(Leclercia)、レミノレラ(Leminorella)、モエレレラ(Moellerella)、モルガネラ(Morganella)、オベスムバクテリウム(Obesumbacterium)、パントエア(Pantoea)、ペクトバクテリウム(Pectobacterium)、カンジダツスフロモバクター(Candidatus Phlomobacter)、フォトラブダス(Photorhabdus)、プレジオモナス(Plesiomonas)、プラジア(Pragia)、プロテウス(Proteus)、プロビデンシア(Providencia)、ラーネラ(Rahnella)、ラオウルテラ(Raoultella)、サルモネラ(Salmonella)、サムソニア(Samsonia)、セラチア(Serratia)、シゲラ(Shigella)、ソーダリス(Sodalis)、テイタメラ(Tatumella)、トラブルシエラ(Trabulsiella)、ウィグルスウォーチア(Wigglesworthia)、ゼノラブダス(Xenorhabdus)、エルシニア(Yersinia)、およびヨーケネラ(Yokenella)からなる群から選択される腸内細菌科(Enterobacteriaceae)の1つの属として微生物の種類59を同定する。一部の実施形態では、ステップ324は、試験培養物の最大代謝レート値56および増殖度58をルックアップテーブル54の値と比較することに基づいて、アリシュワネラ(Alishewanella)、アルテロコッカス(Alterococcus)、アクアモナス(Aquamonas)、アラニコラ(Aranicola)、アルセノフォナス(Arsenophonus)、アゾチビルガ(Azotivirga)、ブロシュマンニア(Blochmannia)、ブレネリア(Brenneria)、ブフネラ(Buchnera)、ブドビシア(Budvicia)、ブティアウクセラ(Buttiauxella)、セデセア(Cedecea)、シトロバクター(Citrobacter)、ディケヤ(Dickeya)、エドワージエラ(Edwardsiella)、エンテロバクター(Enterobacter)、エルウィニア(Erwinia)、大腸菌(Escherichia)、エウィンゲラ(Ewingella)、グリモンテラ(Griimontella)、ハフニア(Hafnia)、クレブシエラ(Klebsiella)、クライベラ(Kluyvera)、レクレルシア(Leclercia)、レミノレラ(Leminorella)、モエレレラ(Moellerella)、モルガネラ(Morganella)、オベスムバクテリウム(Obesumbacterium)、パントエア(Pantoea)、ペクトバクテリウム(Pectobacterium)、カンジダツスフロモバクター(Candidatus Phlomobacter)、フォトラブダス(Photorhabdus)、プレジオモナス(Plesiomonas)、プラジア(Pragia)、プロテウス(Proteus)、プロビデンシア(Providencia)、ラーネラ(Rahnella)、ラオウルテラ(Raoultella)、サルモネラ(Salmonella)、サムソニア(Samsonia)、セラチア(Serratia)、シゲラ(Shigella)、ソーダリス(Sodalis)、テイタメラ(Tatumella)、トラブルシエラ(Trabulsiella)、ウィグルスウォーチア(Wigglesworthia)、ゼノラブダス(Xenorhabdus)、エルシニア(Yersinia)、およびヨーケネラ(Yokenella)からなる群から選択される腸内細菌科(Enterobacteriaceae)の1つの属として微生物の種類59を同定する。   In some embodiments, step 324 determines the microbial species 59 in the culture in the container based on the maximum metabolic rate value 57 and the degree of growth 58 of the test culture: (i) Enterobacteriaceae ) Or bacteria that are not included in (ii) Enterobacteriaceae. For example, in some embodiments, this is done by comparing the maximum metabolic rate value 57 and degree of growth 58 of the test culture to the values in the lookup table 54. In other embodiments, this may result in one or more trained classifiers and / or other forms of formulas that take into account the values of maximum metabolic rate values 57 and growth rates 58 of known microorganisms in the culture. This is done by using the maximum metabolic rate value 57 and the degree of growth 58. In some embodiments, step 324 identifies microbial species 59 as a bacterium based on the maximum metabolic rate value 57 and degree of growth 58 of the test culture. In some embodiments, step 324 identifies the microbial species 59 as a bacterium based on comparing the maximum metabolic rate value 57 and degree of growth 58 of the test culture to the values in the lookup table 54. In some embodiments, step 324 may comprise (i) Enterobacteriaceae, (ii) Staphylococcusaceae, based on the maximum metabolic rate value 56 and degree of growth 58 of the test culture. iii) Identify the type of microorganism as Streptococcus, or (iv) Acinetobacter. In some embodiments, step 324 is based on comparing the maximum metabolic rate value 56 and growth rate 58 of the test culture to the values in the lookup table 54 (i) Enterobacteriaceae, ( ii) Identify the type of microorganism as Staphylococcusaceae, (iii) Streptococcus, or (iv) Acinetobacter. In some embodiments, step 324 is based on the maximum metabolic rate value 56 and the degree of growth 58 of the test culture, based on Alishwanella, Alterococcus, Aquamonas, Aranicola, Arsenophonus, Azotivirga, Brochmannia, Brenneria, Buchneria, Budoceria, Buttiaceta (Buttiaceta) Dickyea, Edwardsiella (Edwardsiell) ), Enterobacter, Erwinia, Escherichia, Ewingella, Grimontella, Hafnia, Klebsiella, er L Leminorella, Moellerella, Morganella, Obesumbacterium, Pantoea, Peptobacteria, Candidas phromobacter Phantalobda (Phototorhabdus), Plesiomonas (Plesiomonas), Pragia (Pragia), Proteus (Proteus), Providencia (Rahnella), Laoultella (Rauultella), Salmonella (Salmonia, Salmonella (Salmonia) From Shigella, Sodalis, Tatumella, Trabulsiella, Wigglesworthia, Xenorhabdus, Yersinia, and Yokeneella. Intestine To identify the microorganisms of the type 59 as one of the genus of bacteria family (Enterobacteriaceae). In some embodiments, step 324 is based on comparing the maximum metabolic rate value 56 and growth rate 58 of the test culture to the values in the look-up table 54, Alishwanella, Alterococcus. , Aquamonas, Aranicola, Arsenophonus, Azotivirga, Blochmannia, Breneria, Buchneria, Buchneria, Buchneria, Buchneria, Buchneria, Buchneria Cedecea, Citrobacter, Dickey ), Edwardsiella, Enterobacter, Erwinia, Escherichia, Ewingella, Grimontella lu, Hafnia K, Lech Leclercia, Leminorella, Moellerella, Morganella, Obesbacterium, Pantoea, Peptobacterid and Candacterid Candida s Phlomobacter, Photorhabdus, Presiomonas, Pragia, Proteus, Providencia, Rahnella, Raulella, Raulella ), Serratia, Shigella, Sodalis, Tatumella, Trobulsiella, Wigglesworthia, Xenorhabdus, Y Identifying a microorganism type 59 as a single genus Enterobacteriaceae selected from the group consisting of enella) (Enterobacteriaceae).

一部の実施形態では、ステップ324は、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)、スタフィロコッカスカプラエ(Staphylococcus caprae)、表皮ブドウ球菌(Staphylococcus epidermidis)、スタフィロコッカスヘモリティカス(Staphylococcus haemolyticus)、スタフィロコッカスホミニス(Staphylococcus hominis)、スタフィロコッカスルグドゥネンシス(Staphylococcus lugdunensis)、スタフィロコッカスペテンコフェリ(Staphylococcus pettenkoferi)、スタフィロコッカスサプロフィティカス(Staphylococcus saprophyticus)、スタフィロコッカスワーネリ(Staphylococcus warneri)、およびスタフィロコッカスキシローサス(Staphylococcus xylosus)からなる群から選択されるスタフィロコッカス科(Staphylococcaceae)細菌の1つの種として微生物の種類59を同定する。一部の実施形態では、決定するステップは、試験培養物の最大代謝レート値56および増殖度58に基づいて、無乳性連鎖球菌(S.agalactiae)、S.ボビス(S.bovis)、S.ミュータンス(S.mutans)、肺炎球菌(S.pneumoniae)、化膿連鎖球菌(S.pyogenes)、唾液連鎖球菌(S.salivarius)、S.サングイニス(S.sanguinis)、ブタ連鎖球菌(S.suis)、緑色連鎖球菌(Streptococcus viridans)、および乳房連鎖球菌(Streptococcus uberis)からなる群から選択される連鎖球菌(Streptococcus)の1つの種として微生物の種類を同定する。例えば、一部の実施形態では、ステップ324は、試験培養物の最大代謝レート値56および増殖度58をルックアップテーブル54の値と比較することに基づいて、無乳性連鎖球菌(S.agalactiae)、S.ボビス(S.bovis)、S.ミュータンス(S.mutans)、肺炎球菌(S.pneumoniae)、化膿連鎖球菌(S.pyogenes)、唾液連鎖球菌(S.salivarius)、S.サングイニス(S.sanguinis)、ブタ連鎖球菌(S.suis)、緑色連鎖球菌(Streptococcus viridans)、および乳房連鎖球菌(Streptococcus uberis)からなる群から選択される連鎖球菌(Streptococcus)の1つの種として微生物の種類を同定する。   In some embodiments, step 324 may include staphylococcus aureus, staphylococcus caprae, staphylococcus epidermidis, staphylococcus staphylococcus staphylococcus staphylococci Staphylococcus hominis, staphylococcus rugdunensis, staphylococcus petencoferi, staphylococcus sapophytophthria Rophyticus, a species of the bacterium belonging to the family Staphylococcusaceae as a species of microorganisms selected from the group consisting of Staphylococcus warneri and Staphylococcus xylosus . In some embodiments, the determining step is based on the maximum metabolic rate value 56 and the degree of growth 58 of the test culture, based on S. agalactiae, S. cerevisiae. S. bovis, S. S. mutans, S. pneumoniae, S. pyogenes, S. salivarius, S. pneumoniae. Microorganisms as one species of Streptococcus selected from the group consisting of S. sanguinis, Streptococcus pneumoniae (S. suis), Streptococcus viridans, and Streptococcus uberis Identify the type. For example, in some embodiments, step 324 is based on comparing the maximum metabolic rate value 56 and growth rate 58 of the test culture to the values in the look-up table 54, based on S. agalactiae. ), S. S. bovis, S. S. mutans, S. pneumoniae, S. pyogenes, S. salivarius, S. pneumoniae. Microorganisms as one species of Streptococcus selected from the group consisting of S. sanguinis, Streptococcus pneumoniae (S. suis), Streptococcus viridans, and Streptococcus uberis Identify the type.

一部の実施形態では、ステップ324は、最大代謝レート値56および増殖度58に基づいて好気性菌として微生物の種類を同定する。一部の実施形態では、ステップ324は、試験培養物の最大代謝レート値57および増殖度58に基づいて嫌気性菌として微生物の種類59を同定する。一部の実施形態では、ステップ324は、最大代謝レート値56および増殖度58をルックアップテーブル54の値と比較することに基づいて好気性菌として微生物の種類を同定する。一部の実施形態では、ステップ324は、試験培養物の最大代謝レート値57および増殖度58をルックアップテーブル54の値と比較することに基づいて嫌気性菌として微生物の種類59を同定する。   In some embodiments, step 324 identifies the type of microorganism as an aerobic bacterium based on the maximum metabolic rate value 56 and the degree of growth 58. In some embodiments, step 324 identifies microbial species 59 as anaerobic bacteria based on the maximum metabolic rate value 57 and degree of growth 58 of the test culture. In some embodiments, step 324 identifies the type of microorganism as an aerobic bacterium based on comparing the maximum metabolic rate value 56 and the degree of growth 58 to the values in the lookup table 54. In some embodiments, step 324 identifies microbial species 59 as anaerobic bacteria based on comparing the maximum metabolic rate value 57 and degree of growth 58 of the test culture to the values in the lookup table 54.

一部の実施形態では、この方法は、培養物68中の微生物の種類の同定をユーザーインターフェイスデバイス(例えば、32)、モニタ(例えば、26)、コンピュータ可読記憶媒体(例えば、14または36)、コンピュータ可読メモリ(例えば、14または36)、またはローカルもしくはリモートコンピュータシステムに出力するステップをさらに含む。一部の実施形態では、培養物68中の微生物の種類の同定を表示する。本明細書で用いる用語、ローカルコンピュータシステムは、装置11に直接接続されたコンピュータシステムを意味する。本明細書で用いる用語、リモートコンピュータシステムは、インターネットなどのネットワークを介して装置11に接続されたコンピュータシステムを意味する。   In some embodiments, the method includes identifying the type of microorganism in the culture 68 as a user interface device (eg, 32), a monitor (eg, 26), a computer readable storage medium (eg, 14 or 36), It further includes outputting to a computer readable memory (eg, 14 or 36), or a local or remote computer system. In some embodiments, the identification of the type of microorganism in culture 68 is displayed. As used herein, the term local computer system means a computer system directly connected to the device 11. As used herein, the term remote computer system means a computer system connected to the device 11 via a network such as the Internet.

5.4 例示的なコンピュータプログラム製品およびコンピュータ
本発明は、コンピュータ可読記憶媒体に組み込まれたコンピュータプログラム機構を含むコンピュータプログラム製品として実施することができる。さらに、本発明の任意の方法を、1つまたは複数のコンピュータで実施することができる。さらに、本発明の任意の方法を、1つまたは複数のコンピュータプログラム製品で実施することができる。本発明の一部の実施形態は、本明細書に開示する任意のまたはすべての方法を符号化するコンピュータプログラム製品を提供する。このような方法は、CD−ROM、DVD、磁気ディスク記憶製品、または任意の他のコンピュータ可読データもしくはプログラム記憶製品に記憶させることができる。このような方法はまた、ROM、1つまたは複数のプログラム可能なチップ、または1つまたは複数の特定用途向け集積回路(ASIC)などの永久記憶装置に組み込むこともできる。このような永久記憶装置は、サーバー、802.11アクセスポイント、802.11無線ブリッジ/ステーション、中継器、ルータ、携帯電話、または他の電子装置にローカライズすることができる。また、コンピュータプログラム製品に符号化されたこのような方法は、インターネットまたは他の方法によって電子的に配布することもできる。
5.4 Exemplary Computer Program Product and Computer The present invention can be implemented as a computer program product that includes a computer program mechanism embedded in a computer readable storage medium. Further, any method of the present invention can be implemented on one or more computers. Further, any method of the present invention may be implemented in one or more computer program products. Some embodiments of the present invention provide a computer program product that encodes any or all of the methods disclosed herein. Such methods can be stored on a CD-ROM, DVD, magnetic disk storage product, or any other computer readable data or program storage product. Such a method can also be incorporated into a permanent storage device such as a ROM, one or more programmable chips, or one or more application specific integrated circuits (ASICs). Such permanent storage devices can be localized to servers, 802.11 access points, 802.11 wireless bridges / stations, repeaters, routers, cell phones, or other electronic devices. Such a method encoded in a computer program product can also be distributed electronically via the Internet or other methods.

本発明の一部の実施形態は、図1に示されているプログラムモジュールおよびデータ構造のすべてを含むコンピュータプログラム製品を提供する。これらのプログラムモジュールは、CD−ROM、DVD、磁気ディスク記憶製品、または任意の他のコンピュータ可読データもしくはプログラム記憶製品に記憶させることができる。プログラムモジュールはまた、ROM、1つまたは複数のプログラム可能なチップ、または1つまたは複数の特定用途向け集積回路(ASIC)などの永久記憶装置に組み込むこともできる。このような永久記憶装置は、サーバー、802.11アクセスポイント、802.11無線ブリッジ/ステーション、中継器、ルータ、携帯電話、または他の電子装置にローカライズすることができる。また、コンピュータプログラム製品のソフトウエアモジュールは、インターネットまたは他の方法によって電子的に配布することもできる。   Some embodiments of the present invention provide a computer program product that includes all of the program modules and data structures shown in FIG. These program modules can be stored on a CD-ROM, DVD, magnetic disk storage product, or any other computer readable data or program storage product. Program modules can also be incorporated into permanent storage devices such as ROM, one or more programmable chips, or one or more application specific integrated circuits (ASICs). Such permanent storage devices can be localized to servers, 802.11 access points, 802.11 wireless bridges / stations, repeaters, routers, cell phones, or other electronic devices. The software modules of the computer program product can also be distributed electronically via the Internet or other methods.

5.5 キット
本発明の一部の実施形態は、本明細書に開示するいずれの方法を実施するキットをも含むことができる。限定目的ではない例では、本明細書に開示する方法の任意の組合せを実施するための容器、試料の培養物、追加の作用物質、およびソフトウエアをキットに含めることができる。したがって、キットは、適当なコンテナ手段に入れられた1つまたは複数のこれらの試薬を含む。
5.5 Kits Some embodiments of the invention can include kits for performing any of the methods disclosed herein. By way of non-limiting example, the kit can include containers, sample cultures, additional agents, and software for performing any combination of the methods disclosed herein. Thus, the kit includes one or more of these reagents placed in a suitable container means.

ソフトウエア、容器、および放射分析もしくは非放射分析システム以外のキットの構成要素は、水性媒体中または凍結乾燥形態でパッケージングすることができる。キットの適したコンテナ手段は、一般に、構成要素を入れることができ、好ましくは適切に等分することができる少なくとも1つのバイアル、試験管、フラスコ、瓶、シリンジ、または他のコンテナ手段を含む。キットに2つ以上の構成要素が存在する場合、キットは、一般に、追加の構成要素を別個に配置できる第2、第3、または他の追加のコンテナをも含むことになる。しかし、構成要素の様々な組合せがバイアル内で可能である。本発明のキットはまた、典型的には、販売用に試薬コンテナを厳密に閉じ込めて収容するための手段も含む。このようなコンテナは、内部に望ましいバイアルが保持される射出成形またはブロー成形プラスチック容器を含みうる。   Software, containers, and kit components other than radiometric or non-radioactive systems can be packaged in aqueous media or in lyophilized form. Suitable container means of the kit generally include at least one vial, test tube, flask, bottle, syringe, or other container means that can contain the components and preferably be appropriately aliquoted. If more than one component is present in the kit, the kit will generally also include a second, third, or other additional container in which additional components can be placed separately. However, various combinations of components are possible in the vial. The kits of the present invention also typically include means for tightly enclosing the reagent container for sale. Such containers may include injection molded or blow molded plastic containers in which the desired vials are held.

6 実施例
生物学的試料(以降、「培養物」と呼ぶ)を培養するように設計された任意の培養システムについて、その培養物中の微生物の存在および同定の決定のために使用が意図されている、未知の微生物の存在に関する仮有機体同定試験が開発された。この原理は、培養物を1つまたは複数の培養バイアル内に接種し、これらのバイアルを装置11内に挿入し、この装置が、代謝活性の存在(蓄積する二酸化炭素もしくは他の代謝物の生産または酸素などの物質の消費)または細胞物質の蓄積についてバイアルを監視する(微生物細胞の蓄積を測定することによって)。BACTEC(登録商標)血液培養システムが、このような装置11の一例である。BACTEC(登録商標)血液培養システムは、微生物の代謝が起きたときにこのシステムに変化を報告する蛍光センサを使用する。次いで、一連の信号データに対して、図3に示されているアルゴリズムが適用される。このアルゴリズムは、増殖する微生物の存在を示唆する信号の経時変化を認識するように設計されていた。使用者は、システムが増殖の証拠(陽性バイアルに対する状態の変化)を確認したときに通知され、次いで容器は、微生物の存在を決定するように処理(プレーティングされた培地に対するグラム染色および継代培養)された。本発明のアルゴリズムは、増殖レートおよび増殖度における差を利用して、培養物中の微生物の存在および増殖についての情報を提供した。この情報と、既知の微生物についての同様の情報を記録したルックアップテーブルにより、培養物中の微生物の種類が同定される。
6 Examples Any culture system designed to culture biological samples (hereinafter “cultures”) is intended for use in determining the presence and identification of microorganisms in the culture. A provisional organism identification test for the presence of unknown microorganisms has been developed. The principle is that the culture is inoculated into one or more culture vials and these vials are inserted into the device 11, which is present in the presence of metabolic activity (production of accumulated carbon dioxide or other metabolites). Or consumption of substances such as oxygen) or vials are monitored for cellular material accumulation (by measuring microbial cell accumulation). A BACTEC® blood culture system is an example of such a device 11. The BACTEC® blood culture system uses a fluorescent sensor that reports changes to this system when microbial metabolism occurs. Next, the algorithm shown in FIG. 3 is applied to the series of signal data. This algorithm was designed to recognize signal changes over time suggesting the presence of growing microorganisms. The user is notified when the system confirms evidence of growth (changes in status relative to positive vials), and then the container is processed to determine the presence of microorganisms (gram staining and passage for plated medium). Culture). The algorithm of the present invention exploited differences in growth rate and degree of growth to provide information about the presence and growth of microorganisms in the culture. A look-up table that records this information and similar information about known microorganisms identifies the type of microorganism in the culture.

BACTEC(登録商標)血液培養システムで収集したデータは、図3に例示されている本発明のデータ媒体変換の用途の例として用い、本発明の利用の例となる。上記したBACTEC(登録商標)システムは、蛍光センサを用いて、培養物の試薬内に配置されたセンサから10分間隔で収集された一連の補正蛍光信号データによって培養物内の代謝活性の変化を監視する。この例で使用したデータは、内部接種培養研究で使用したBACTEC(登録商標)装置から収集するか、またはこのシステムの臨床評価の際に収集した。データは、容器の識別(連続番号または受託番号による)、接種の日付の記録、試料(これは血液培養システムである)中の血液の量、および容器内で見られる微生物の同定の結果(有機体の同定は、外部データの場合は臨床現場によって提供された)を含むBecton Dickinsonのデータベースに格納し収蔵した。続いて、分析のために図3に例示されているアルゴリズムを適用した。この情報の有用性は、密接に関連した有機体の種類への仮同定としてである。この例では、臨床血液培養物中の微生物は、4つの異なる微生物の種類:腸内細菌科(Enterobacteriaceae)、(ii)スタフィロコッカス科(Staphylococcaceae)、(iii)連鎖球菌(Streptococcus)、または(iv)アシネトバクター属(Acinetobacter)に特徴付けられた。微生物のこれらの一般的な分類を示す微生物の密接に関連した種を互いに区別した(大腸菌(Escherichia coli)と肺炎桿菌(Klebsiella pneumoniae)とを互いに区別し、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)とコアグラーゼ陰性ブドウ球菌(coagulase negative staphylococci)とを互いに区別した)。ある場合には、微生物の個々の種を、高い信頼性で識別することができる。仮同定に対してこれらのデータを利用する基本原理は、これらの微生物が有する代謝過程の種類およびこれらの異なる種類の微生物の相対生態エネルギーを、限定条件下での増殖に関連した様々な速度関数を監視することによって区別することができることである。   The data collected by the BACTEC® blood culture system is used as an example of the application of the data medium conversion of the present invention illustrated in FIG. The BACTEC® system described above uses a fluorescent sensor to detect changes in metabolic activity in the culture using a series of corrected fluorescent signal data collected at 10-minute intervals from sensors placed in the culture reagent. Monitor. The data used in this example was collected from the BACTEC® device used in the internal inoculation culture study or during clinical evaluation of this system. The data include the identification of the container (by serial number or accession number), a record of the inoculation date, the amount of blood in the sample (which is a blood culture system), and the results of identification of microorganisms found in the container (yes Aircraft identification was stored and stored in a Becton Dickinson database, including external data provided by the clinical site. Subsequently, the algorithm illustrated in FIG. 3 was applied for analysis. The usefulness of this information is as a tentative identification to closely related organism types. In this example, the microorganisms in the clinical blood culture are four different microorganism types: Enterobacteriaceae, (ii) Staphylococcusae, (iii) Streptococcus, or ( iv) Characterized by Acinetobacter. Closely related species of microorganisms exhibiting these general classifications of microorganisms were distinguished from each other (Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae) from one another, Staphylococcus aureus and coagulase negative Distinguished from coagulase negative staphylococci). In some cases, individual species of microorganisms can be reliably identified. The basic principle of using these data for tentative identification is to determine the types of metabolic processes that these microorganisms have and the relative ecological energy of these different types of microorganisms, the various rate functions associated with their growth under limited conditions. Can be distinguished by monitoring.

本発明のデータトランスフォーメーションは、図3のステップ302および304と共に上記した、特定の出力(システムを入力する際の初期状態)に対する容器信号の初期の正規化で開始した。すべての後続データは、図3のステップ306および308で概略を述べたように、これらの分析において100パーセントに対して標準化した初期の信号のパーセンテージとして表した。初期の信号によって正規化されたデータ測定値は、正規化相対値と呼ぶことにした。理想的な理論条件下で、正規化相対値125は、微生物の代謝が、BACTEC(登録商標)センサによって測定された蛍光を初期の測定値に対して25パーセント増加させたことを意味する。計算した次の値は、図3のステップ310および312で概略を述べたように、経時変化するNR値の一次導関数であった。この値は、レートトランスフォーメーション(RT)値であり、この例に用いた基準RT値は、70分の周期性リミットを用いる。どのRT値も、計算前の70分に亘る蛍光信号のパーセント変化レートを表した。計算した次の値は、図3のステップ314および316で概略を述べたように、ARTすなわち平均レート変化値であった。これは、計算した前の7つのART値の平均として計算され、RT値の平滑化関数としての役割を果たした。   The data transformation of the present invention began with an initial normalization of the container signal for a particular output (the initial state when entering the system), as described above with steps 302 and 304 of FIG. All subsequent data was expressed as a percentage of the initial signal normalized to 100 percent in these analyses, as outlined in steps 306 and 308 of FIG. The data measurement normalized by the initial signal was called the normalized relative value. Under ideal theoretical conditions, a normalized relative value of 125 means that microbial metabolism increased the fluorescence measured by the BACTEC® sensor by 25 percent relative to the initial measurement. The calculated next value was the first derivative of the NR value that changed over time as outlined in steps 310 and 312 of FIG. This value is a rate transformation (RT) value, and the reference RT value used in this example uses a periodic limit of 70 minutes. Every RT value represented the percent change rate of the fluorescent signal over 70 minutes before calculation. The next value calculated was the ART or average rate change value as outlined in steps 314 and 316 of FIG. This was calculated as the average of the previous seven ART values calculated and served as a smoothing function for the RT values.

培養物に感染する微生物の種類の同定を決定するために計算したパラメータの例が、図4、図5、および図6に示されている。大腸菌(Escherichia coli)培養物を、量的判定基準(正規化相対値50、レートトランスフォーメーション値62、および平均相対トランスフォーメーション値66を用いて分析した。培養物は、対象からのヒト血液3mlを含み、大腸菌(E.coli(55CFU))の懸濁液で接種し、BACTEC(登録商標)9000装置内に入れた。識別子4942は、図4、図5、および図6で報告されている培養物を一意的に識別し、この培養物のデータを研究開発BACTEC(登録商標)データベースにリンクするために用いることができる。図4は、経時的な正規化相対値のプロットを示している。容器を装置内に入れ、容器の平衡に関連した温度の影響を、概ね最初の1時間観察した。最初の1時間の間に、信号が安定し、バックグラウンドを観察すると、初期の信号が94パーセントから95パーセントに上昇した(このレートは、血液の活性によるものであった)。正規化相対プロット(図4)では、増殖は、8時間後に最初に視認でき、15時間後まで続き、最終値のNR値が126に近づいた。経時的な図4のレートトランスフォーメーション値62における平均変化レートに基づいた経時的な平均相対トランスフォーメーション値66のプロットが図5に示されている。各平均相対トランスフォーメーション(ART)値66は、平均変化レートの尺度であり、この培養物の最大ARTは、培養して12.8時間後に1158に達した。これは、1時間の期間に亘るこの培養物の平均最大到達センサ変化レートを示す。図6は、正規化相対値50の二次導関数のプロットであり、経時レート変化を示している。これは、重大な点:最初の加速点602(0からの移動)、加速がその最大(0点を交差)に達する最大加速点604(最大)、減速の最大点(最小)606、および増殖曲線の終点608(レート変化が0に戻る)を示す図示的説明である。   Examples of parameters calculated to determine the identification of the type of microorganism infecting the culture are shown in FIGS. 4, 5, and 6. FIG. Escherichia coli cultures were analyzed using quantitative criteria (normalized relative value 50, rate transformation value 62, and average relative transformation value 66. The cultures contained 3 ml of human blood from the subject. And was inoculated with a suspension of E. coli (55 CFU) and placed in a BACTEC® 9000. The identifier 4942 is the culture reported in FIGS. The product can be uniquely identified and the data of this culture can be used to link to the R & D BACTEC® database, and Figure 4 shows a plot of normalized relative values over time. The container was placed in the apparatus and the temperature effect related to container equilibration was generally observed for the first hour, during which the signal was When stabilized and the background was observed, the initial signal increased from 94 percent to 95 percent (this rate was due to blood activity) .In a normalized relative plot (Figure 4), the growth was 8 Initially visible after time, continued until 15 hours, and the final NR value approached 126. Average relative transformation value over time based on the average rate of change over time in the rate transformation value 62 of FIG. A plot of 66 is shown in Figure 5. Each average relative transformation (ART) value 66 is a measure of the average rate of change, and the maximum ART for this culture is 1158 after 12.8 hours in culture. This shows the average maximum reached sensor change rate of this culture over a period of 1 hour, FIG. A plot of the second derivative of 0, showing the rate change over time, which is the critical point: the first acceleration point 602 (movement from 0), the acceleration reaches its maximum (crossing zero point) FIG. 6 is a graphical illustration showing a maximum acceleration point 604 (maximum), a maximum deceleration point (minimum) 606, and an end point 608 of the growth curve (rate change returns to 0).

微生物の種類の仮同定のために上記確認のデータトランスフォーメーション(レートトランスフォーメーション値60、平均相対トランスフォーメーション値66、および正規化相対値)を用いた増殖の特徴は、最大代謝レートおよび増殖度である。この例では、最大代謝レート(ARTmax)を、達した最大ART値66として定義した(この例では、最大代謝レートは1158であった)。   The characteristics of growth using the above confirmed data transformations (rate transformation value 60, average relative transformation value 66, and normalized relative value) for tentative identification of the type of microorganism are the maximum metabolic rate and the degree of growth. is there. In this example, the maximum metabolic rate (ARTmax) was defined as the maximum ART value reached 66 (in this example, the maximum metabolic rate was 1158).

この例では、増殖レート(EG)は、以下のように決定した。
EG=NRafter_growth−NRminimum_growth 式1
これは、増殖前(NRminimum_growth)と増殖後(NRafter_growth)の正規化相対(NR)値の差である。増殖の前および後の定義を標準化するために、次の形式を用いて増殖前(NRminimum_growth)および増殖後(NRafter_growth)を表す点を決定した。NRminimum_growthは、増殖をバックグラウンド信号と識別できる点として定義した。NRminimum_growthを測定した時点を、timeinitialと呼ぶことにした。値50のART値66は、増殖の開始を確定した(この時間は、BACTEC(登録商標)システムのほとんどの培養物の検出までの時間に強く相関している)。最大ARTの後の確定点を用いて、NRafter_growth増殖度の比較の点を確定した。もちろん、他の形式を用いて、増殖度の決定のために増殖の前および後を表す点を決定することができ、すべてのこのような形式が本発明の範囲内である。図4に例示する大腸菌(E coli)の例では、NR=50までの時間は、9.6時間であり、これは、95.7のNR値に対応する。したがって、NRminimum_growthは95.7であった。図5から、この例ではtimeARTmaxと呼ぶART最大の後の第1の点までの時間が12.3時間であることが分かった。図4から、12.3時間は、NR値=119.5に対応する。したがって、NRafter_growthは119.5であった。したがって、この培養物に対して決定された増殖度は、119.5−95.7であり、これは23.8NRに等しい(確定時間に亘る信号のパーセント変化に等しい)。さらに、図5から、最大増殖レートが1158ARTであることが分かった。最大増殖レートおよび増殖度に対するこれらの値を、最大代謝レート57および増殖度58に対する値の基準セット56を含むルックアップテーブル54と比較した。最大増殖レートおよび増殖度に対して経験的に決定された値に最も密接にマッチした値のセット56に対応する微生物の種類59は、培養物の微生物の種類であると見なされた。
In this example, the growth rate (EG) was determined as follows.
EG = NR after_growth -NR minimum_growth formula 1
This is the difference between the normalized relative (NR) values before growth (NR minimum_growth ) and after growth (NR after_growth ). To standardize the definitions before and after growth, the following format was used to determine the points representing before growth (NR minimum_growth ) and after growth (NR after_growth ). NR minimum_growth was defined as the point where growth could be distinguished from the background signal. The time when NR minimum_growth was measured was called time initial . An ART value of 66 with a value of 50 established the onset of growth (this time strongly correlates with the time to detection of most cultures in the BACTEC® system). The point of comparison for NR after_growth growth was determined using the determined point after maximum ART. Of course, other formats can be used to determine the points representing before and after growth for the determination of the degree of proliferation, and all such formats are within the scope of the present invention. In the example of E. coli illustrated in FIG. 4, the time to NR = 50 is 9.6 hours, which corresponds to an NR value of 95.7. Therefore, NR minimum_growth was 95.7. FIG. 5 shows that in this example, the time to the first point after the ART maximum called time ARTmax is 12.3 hours. From FIG. 4, 12.3 hours corresponds to NR value = 119.5. Therefore, NR after_growth was 119.5. Thus, the degree of proliferation determined for this culture is 119.5-95.7, which is equal to 23.8 NR (equal to the percent change in signal over the established time). Furthermore, it was found from FIG. 5 that the maximum growth rate was 1158 ART. These values for maximum growth rate and degree of growth were compared to a look-up table 54 that includes a reference set 56 of values for maximum metabolic rate 57 and degree of growth 58. The microbial species 59 corresponding to the set of values 56 that most closely matched empirically determined values for maximum growth rate and degree of growth was considered to be the microbial type of the culture.

増殖度を決定するために用いた別の値は、次の通りとした。
EG=ARTmax*(timeARTmax−timeinitial) 式2
式中、ARTmaxは、時間差(timeARTmax−timeinitial)が乗じられ、timeARTmaxは、ARTmaxの後の第1の点までの時間と定義し、timeinitialは、NRが50の値に達した点と定義した。増殖度に対するこの値は、式1を用いて計算した増殖度と共に、またはその代わりとして用いることができる。この例では、式2によって確定した増殖度は、3281の値であった。
Another value used to determine the degree of proliferation was as follows:
EG = ARTmax * (time ARTmax− time initial ) Equation 2
In the formula, ARTmax is multiplied by a time difference (time ARTmax− time initial ), and time ARTmax is defined as a time until the first point after ARTmax, and time initial is a point at which NR reaches a value of 50. Defined. This value for the degree of proliferation can be used in conjunction with or as an alternative to the degree of proliferation calculated using Equation 1. In this example, the degree of proliferation determined by Equation 2 was a value of 3281.

一部の実施形態では、増殖度(EG)58は、次の式によって決定した。
EG=[ARTmax*(timeARTmax−timeinitial)]/timeinitial 式3
式中、ARTmax、timeARTmax、およびtimeinitialの値は、式1および式2と同じである。この例では、式3によって確定した増殖度は、353の値であった。
In some embodiments, the degree of proliferation (EG) 58 was determined by the following formula:
EG = [ARTmax * (time ARTmax− time initial )] / time initial formula 3
In the equation, the values of ARTmax, time ARTmax , and time initial are the same as those in Equation 1 and Equation 2. In this example, the degree of proliferation determined by Equation 3 was a value of 353.

表1は、BACTEC(登録商標)システムの近年の臨床評価で検出された96の臨床的に有意な単離菌のリストである。装置のデータを収集して、データ解析のためにBecton Dickinsonに送った。表1は、上述の重要な記述計算を含むレートのデータを含む(例えば、増殖度、最大代謝レート)。これらのデータは、血液で日常的に検出される微生物の代表である。表1において、列1は、固有の培養物識別番号であり、列2は、培養物中で同定された微生物の略称(ENTFAlは、大便連鎖球菌(Enterococcus faecalis)であり、ENTCFAAは、エンテロコッカスフェシウム(Enterococcus faecium)であり、STRSANGRは、ストレプトコッカスサングイス群(Streptococcus sanguineus group)であり、STRAHEは、ストレプトコッカスアルファヘモリティック(Streptococcus alpha hemolytic)であり、STRAGAは、ストレプトコッカスガラクチアエ(Streptococcus agalactiae)であり、ESCCOLは、大腸菌(Escherichia coli)であり、SAURは、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)であり、STACNEGは、コアグラーゼ陰性ブドウ球菌(Coagulase negative Staphylococcus)であり、PROTMIRは、ミラビリス変形菌(Proteus mirabilis)であり、KLEPNEPは、肺炎桿菌(Klebsiella pneumoniae)であり、NEIMENは、骨髄炎菌(Neiserria meningitidis)であり、ACINBAUは、アシネトバクターバウマニー(Acinetobacter baumanii)である)、列3は、開始時間(時間単位)であり、列4は、培養物が達した最大ART値についての値であり、列5は、最大ART値に達するまでの時間(時間単位)であり、列6は、50のART値に達するのに要した時間(時間単位)であり、列7は、20のART値に達するのに要した時間(時間単位)であり、列8は、最大ART値に達するのに要した時間(時間単位)から50のART値に達するのに要した時間(時間単位)を減じた値であり、列9は、最大ART値と最大レートトランスフォーメーション値との比であり、列10は、(i)ARTmaxに達するのに要した時間と(ii)50のART値に達するのに要した時間との間の差をARTmaxに乗じて算出したARTmaxInterval50であり、列11は、培養物が50のART値に達するのに要した時間(時間単位)でARTmaxInterval50を除した値である(50のART値に達するのに要した時間(時間単位)で除した列10の値)。   Table 1 is a list of 96 clinically significant isolates detected in the recent clinical evaluation of the BACTEC® system. Instrument data was collected and sent to Becton Dickinson for data analysis. Table 1 includes rate data that includes the important descriptive calculations described above (eg, degree of growth, maximum metabolic rate). These data are representative of microorganisms that are routinely detected in blood. In Table 1, column 1 is the unique culture identification number, column 2 is the abbreviation for the microorganism identified in the culture (ENTFAl is Enterococcus faecalis), and ENTCFAA is Enterococcus faecalis. Streptococcus sanguis group (STReptococcus sanguiusus group), STRAHE is Streptococcus alpha morito, ST Yes, ESCCOL is Escherichia E. coli), SAUR is Staphylococcus aureus, STACNEEG is Coagulase negative Staphylococcus, PROTMIR is Mirabilis EP, Proteis L EP Klebsiella pneumoniae, NEIMEN is Neisseria meningitidis, ACINBAU is Acinetobacter baumannii), column 3 is start time (unit), time unit (hours) Is the value for the maximum ART value reached by the culture, column 5 is the maximum ART value Column 6 is the time required to reach 50 ART values (time unit), and column 7 is the time required to reach 20 ART values (time unit). Column 8 is a value obtained by subtracting the time (time unit) required to reach the ART value of 50 from the time required to reach the maximum ART value (time unit). , The ratio of the maximum ART value to the maximum rate transformation value, column 10 is (i) the time required to reach ARTmax and (ii) the time required to reach 50 ART values. ARTmaxInterval50 calculated by multiplying the difference by ARTmax, column 11 is the value of ARTmaxInterval50 divided by the time (in hours) required for the culture to reach an ART value of 50 (50 AR Column 10 value divided by the time (in hours) required to reach the T value).

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図7は、既知の種類の微生物を含む基準培養物に対する、増殖度の最大代謝レートに対する比(図7をプロットするためにARTmax Interval50/TTART50、対ARTmaxと定義)のプロットである。図7では、腸内細菌科(Enterobacteriaceae)(例えば、大腸菌(E.coli)および肺炎桿菌(K.pneumoniae))の群の細菌は、図の右上の角に集まっている。腸内細菌科(Enterobacteriaceae)は、高いARTmaxおよびIntegral50のTTART50に対する高い比(式3によって決定された増殖度)を有するとして特徴付けられた。このカテゴリーに当てはまる一部の連鎖球菌(streptococci)(STRAGA)も存在した。これらは、腸内細菌科(Enterobacteriaceae)細菌と比較した相対NR変化によって識別できる。   FIG. 7 is a plot of the ratio of the degree of growth to the maximum metabolic rate (ARTmax Interval50 / TTART50, defined as ARTmax to plot FIG. 7) versus a reference culture containing known types of microorganisms. In FIG. 7, the bacteria of the group Enterobacteriaceae (eg, E. coli and K. pneumoniae) are gathered in the upper right corner of the figure. Enterobacteriaceae was characterized as having a high ARTmax and a high ratio of Integral 50 to TTART 50 (degree of growth determined by Equation 3). There were also some streptococci (STRAGA) that fit into this category. These can be distinguished by relative NR changes compared to Enterobacteriaceae bacteria.

図7で次に識別可能な群は、600よりも大きいARTmax値および80よりも大きいIntegral50のTTART50に対する比(式3によって決定された増殖度)を有する黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)であった。これは、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)を、典型的にはより低いARTmaxおよびIntegral50のTTART50に対する比を有するコアグラーゼ陰性ブドウ球菌(coagulase negative staphylococci)と区別するのに役立った。   The next distinguishable group in FIG. 7 was Staphylococcus aureus with an ARTmax value greater than 600 and a ratio of Integral 50 to TTART 50 greater than 80 (proliferation determined by Equation 3). This helped to distinguish Staphylococcus aureus from coagulase negative staphylococci, which typically have lower ARTmax and Integral 50 to TTART 50 ratios.

図7で次に識別可能な群は、アシネトバクター属(Acinetobacter)(この例ではアシネトバクターバウマニー(Acinetobacter baumannii)によって代表される)であった。この種類の微生物は、偏性呼吸特性および非糖基質に対する性能のために低いARTmaxを有していた。これらのNR曲線は、初期の急速かつ急激な増殖、これに続く初期の急速な増殖の停止という著しい特徴があり、結果として持続的なARTmaxには決して達しない。   The next distinguishable group in FIG. 7 was Acinetobacter (represented by Acinetobacter baumannii in this example). This type of microorganism had a low ARTmax due to its obligatory respiratory properties and performance against non-sugar substrates. These NR curves are markedly characterized by an initial rapid and rapid growth, followed by an early rapid growth arrest and as a result never reach a sustained ARTmax.

7 引用文献
本明細書で引用したすべての参照文献は、個々の発行物または特許もしくは特許文献が、すべての目的のために参照によりその全容が本明細書に組み込まれた場合と同程度まで、すべての目的のために参照によりその全容が本明細書に組み込まれるものとする。
7 References All references cited herein are to the same extent as if each individual publication or patent or patent document was incorporated herein by reference in its entirety for all purposes, Which is incorporated herein by reference in its entirety for all purposes.

8 変更
本発明の多くの変更および変形は、当業者には明らかなように、本発明の精神および範囲から逸脱することなく可能である。本明細書に開示した特定の実施形態は、単なる例にすぎず、本発明は、添付の特許請求の範囲の文言によってのみ限定され、このような特許請求の範囲にあらゆる等価物が含まれるものとする。
8. Modifications Many modifications and variations of the present invention are possible without departing from the spirit and scope of the invention, as will be apparent to those skilled in the art. The specific embodiments disclosed herein are merely examples, and the present invention is limited only by the language of the appended claims, and all such equivalents are included in such claims. And

Claims (18)

容器内の培養物中の微生物の種類を同定する方法であって、
(A)第1の時点と第2の時点との間の異なる時点で行った前記容器内の培養物における代謝活性の複数の測定における個々の測定のそれぞれに対して、(i)前記個々の測定と(ii)初期の時点で測定された前記培養物における初期の代謝活性との間で正規化相対値を計算し、これにより複数の正規化相対値を得るステップと、
(B)前記第1の時点と前記第2の時点との間の複数の時点の個々の所定の一定間隔のそれぞれに対して、前記複数の時点の個々の所定の一定間隔における前記代謝活性の測定値に対する正規化相対値の一次導関数を決定し、これにより複数のレートトランスフォーメーション値を得るステップであって、前記複数のレートトランスフォーメーション値は、レートトランスフォーメーション値の複数のセットを含み、前記レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の個々のセットのそれぞれは、前記第1の時点と前記第2の時点との間の連続した時点の異なるセットに対する、ステップと、
(C)前記レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の個々のセットのそれぞれに対して、前記レートトランスフォーメーション値の個々のセットにおける各レートトランスフォーメーション値の代表値として平均相対トランスフォーメーション値を計算し、これにより複数の平均相対トランスフォーメーション値を計算するステップと、
(D)前記複数の正規化相対値および前記複数の平均相対トランスフォーメーション値から最大代謝レートおよび増殖度を決定するステップと、
(E)前記最大代謝レートおよび前記増殖度から前記容器内の前記培養物中の微生物の種類を決定するステップと
を含み、
前記培養物における前記初期の代謝活性は、前記培養物のCO 2 濃度、O 2 濃度、またはpHを検出するセンサによって決定され、
前記決定するステップ(E)は、(i)腸内細菌科(Enterobacteriaceae)、(ii)スタフィロコッカス科(Staphylococcaceae)、(iii)連鎖球菌(Streptococcus)、(iv)アシネトバクター属(Acinetobacter)、またはそれらの種または属からなる群から選択されるような種類によって前記微生物を同定することを特徴とする、方法。
A method of identifying the type of microorganism in a culture in a container,
(A) for each individual measurement in a plurality of measurements of metabolic activity in the culture in the vessel performed at a different time between the first time point and the second time point, (i) the individual Calculating a normalized relative value between the measurement and (ii) an initial metabolic activity in the culture measured at an initial time point, thereby obtaining a plurality of normalized relative values;
(B) for each predetermined fixed interval of a plurality of time points between the first time point and the second time point, the metabolic activity at each predetermined fixed interval of the plurality of time points; Determining a first derivative of a normalized relative value for the measured value, thereby obtaining a plurality of rate transformation values, wherein the plurality of rate transformation values includes a plurality of sets of rate transformation values; Each of the individual sets of rate transformation values in the plurality of sets of rate transformation values for a different set of successive time points between the first time point and the second time point;
(C) For each individual set of rate transformation values in the plurality of sets of rate transformation values, an average relative transformation as a representative value for each rate transformation value in the individual set of rate transformation values. Calculating a value, thereby calculating a plurality of average relative transformation values;
(D) determining a maximum metabolic rate and degree of proliferation from the plurality of normalized relative values and the plurality of average relative transformation values;
(E) seen including a step of determining the type of microorganisms in the culture in the vessel from the maximum metabolic rate and the degree of proliferation,
The initial metabolic activity in the culture is determined by a sensor that detects the CO 2 concentration, O 2 concentration, or pH of the culture ;
The determining step (E) comprises: (i) Enterobacteriaceae, (ii) Staphylococcusae, (iii) Streptococcus, (iv) Acinetobacter, A method characterized in that said microorganism is identified by a kind as selected from the group consisting of those species or genera .
前記最大代謝レートは前記複数の平均相対トランスフォーメーション値における最大平均相対トランスフォーメーション値であることを特徴とする請求項1に記載の方法。   2. The method of claim 1, wherein the maximum metabolic rate is a maximum average relative transformation value in the plurality of average relative transformation values. (F)前記容器内の前記培養物中の微生物の種類の同定をユーザーインターフェイスデバイス、モニタ、コンピュータ可読記憶媒体、コンピュータ可読メモリ、またはローカルもしくはリモートコンピュータシステムに出力するステップ;または前記培養物中の微生物の種類の同定を表示するステップ
をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
(F) outputting an identification of the type of microorganism in the culture in the vessel to a user interface device, monitor, computer readable storage medium, computer readable memory, or a local or remote computer system; or in the culture The method of claim 1, further comprising displaying an identification of the type of microorganism.
前記第1の時点は、前記初期の時点から5分以上後か、前記初期の時点から0.5時間〜3時間の間か、のいずれかであり、前記第2の時点は、前記初期の時点から30時間以上後か、前記初期の時点から4.5時間〜20時間の間か、のいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の方法。   The first time point is either 5 minutes or more after the initial time point or between 0.5 hours and 3 hours from the initial time point, and the second time point is the initial time point. The method according to claim 1, characterized in that it is at least 30 hours after the time point or between 4.5 hours and 20 hours from the initial time point. 前記レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の第1のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の代表値は、
前記レートトランスフォーメーション値の第1のセットにおける各レートトランスフォーメーション値の幾何平均、
前記レートトランスフォーメーション値の第1のセットにおける各レートトランスフォーメーション値の算術平均、
前記レートトランスフォーメーション値の第1のセットにおける各レートトランスフォーメーション値の中央値、または、
前記レートトランスフォーメーション値の第1のセットにおける各レートトランスフォーメーション値の最頻値
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
A representative value of the rate transformation value in the first set of rate transformation values in the plurality of sets of rate transformation values is:
The geometric mean of each rate transformation value in the first set of rate transformation values;
An arithmetic average of each rate transformation value in the first set of rate transformation values;
The median value of each rate transformation value in the first set of rate transformation values, or
The method of claim 1, comprising a mode value of each rate transformation value in the first set of rate transformation values.
前記培養物における前記代謝活性の前記複数の測定における前記測定はそれぞれ、前記第1の時点と前記第2の時点との間で周期的な時間間隔で前記培養物について行われることを特徴とする請求項1に記載の方法。   The measurements in the plurality of measurements of the metabolic activity in the culture are each performed on the culture at periodic time intervals between the first time point and the second time point. The method of claim 1. 前記培養物における前記初期の代謝活性は、前記培養物に接触しているセンサの蛍光出力によって決定され、
前記センサの蛍光出力の量は、CO2濃度、O2濃度、またはpHの影響を受けることを特徴とする請求項1に記載の方法。
The initial metabolic activity in the culture is determined by the fluorescence output of a sensor in contact with the culture;
The method of claim 1, wherein the amount of fluorescence output of the sensor is affected by CO 2 concentration, O 2 concentration, or pH.
前記容器内の前記培養物における前記代謝活性の10回から50,000回の測定が、前記培養物における前記代謝活性の前記複数の測定の中にあることを特徴とする請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein 10 to 50,000 measurements of the metabolic activity in the culture in the container are among the plurality of measurements of the metabolic activity in the culture. Method. ステップ(B)の複数の時点の個々の所定の一定間隔のそれぞれは:
(a)前記第1の時点と前記第2の時点との間の時間ウィンドウにおける時点に対する各レートトランスフォーメーション値からなり、前記時間ウィンドウは、20分から10時間の時間である;
(b)前記容器内の前記培養物における代謝活性が測定された、前記第1の時点と前記第2の時点との間の時間ウィンドウにおけるすべての時点に対するレートトランスフォーメーション値からなり、前記時間ウィンドウの時間は、20分から2時間の時間である;および
(c)前記容器内の前記培養物における代謝活性が測定された、前記第1の時点と前記第2の時点との間の時間ウィンドウにおけるすべての時点に対するレートトランスフォーメーション値からなり、前記時間ウィンドウの時間は、30分から90分の時間である、
からなる群から選択され、
ここで、前記複数のレートトランスフォーメーション値におけるレートトランスフォーメーション値の各セットは、4から20の連続したレートトランスフォーメーション値からなることを特徴とする請求項1に記載の方法。
Each of the individual predetermined regular intervals at the plurality of times of step (B) is:
(A) consisting of each rate transformation value for a time point in the time window between the first time point and the second time point, the time window being a time of 20 minutes to 10 hours;
(B) consisting of rate transformation values for all time points in the time window between the first time point and the second time point at which metabolic activity in the culture in the container was measured, The time is from 20 minutes to 2 hours; and (c) in the time window between the first time point and the second time point at which metabolic activity in the culture in the vessel is measured. It consists of rate transformation values for all time points, the time window time is 30 minutes to 90 minutes,
Selected from the group consisting of
2. The method of claim 1, wherein each set of rate transformation values in the plurality of rate transformation values comprises 4 to 20 consecutive rate transformation values.
前記培養物は、対象からの血液培養物であり、前記培養物の容量は、1mlから40mlであることを特徴とする請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the culture is a blood culture from a subject, and the volume of the culture is 1 ml to 40 ml. 前記容器は、前記培養物と流体的に連通したセンサ組成物を含み、前記センサ組成物は、酸素に曝露されると、蛍光化合物を蛍光発光させる波長を含む光で照射されたときに蛍光特性が変化する前記蛍光化合物を含み、前記センサ組成物の存在は、前記培養物にとって非破壊的であり、前記培養物における前記初期の代謝活性を、
前記センサ組成物を、前記蛍光化合物を蛍光発光させる波長を含む光で照射するステップ、および
前記センサ組成物を前記光で照射しながら、前記蛍光化合物からの蛍光の強度を観察するステップによって測定し、
前記蛍光化合物は、水および非ガス状溶質に対しては比較的不透過性であるが酸素に対しては高い透過性を有する基質内に含有されていることを特徴とする請求項1に記載の方法。
The container includes a sensor composition in fluid communication with the culture, the sensor composition having a fluorescent property when exposed to light comprising a wavelength that causes the fluorescent compound to fluoresce when exposed to oxygen. Wherein the presence of the sensor composition is non-destructive to the culture, and the initial metabolic activity in the culture is
Irradiating the sensor composition with light containing a wavelength that causes the fluorescent compound to emit fluorescence, and observing the intensity of fluorescence from the fluorescent compound while irradiating the sensor composition with the light. ,
The fluorescent compound is contained in a substrate that is relatively impermeable to water and non-gaseous solutes but highly permeable to oxygen. the method of.
前記増殖度(EG)が:
a)EG=NRafter_growth−NRminimum_growth
式中、
NRafter_growthは、前記複数の平均相対トランスフォーメーション値における(i)最大平均相対トランスフォーメーション値の後の第1の平均相対トランスフォーメーション値、(ii)最大平均相対トランスフォーメーション値、または(iii)最大平均相対トランスフォーメーション値の前の第1の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた前記複数の正規化相対値における正規化相対値であり、
NRminimum_growthは、閾値を得るために第1の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた前記複数の正規化相対値における正規化相対値である;または
b)EG=ARTmax*(timeARTmax−timeinitial
式中、
ARTmaxは、前記複数の平均相対トランスフォーメーション値における最大平均相対トランスフォーメーション値であり、
timeARTmaxは、(a)前記初期の時点と、(b)前記複数の平均相対トランスフォーメーション値における、(i)最大平均相対トランスフォーメーション値の後の第1の平均相対トランスフォーメーション値、(ii)前記最大平均相対トランスフォーメーション値、または(iii)前記最大平均相対トランスフォーメーション値の前の第1の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた前記複数の正規化相対値における前記正規化相対値が測定された時点との間の時間であり、
timeinitialは、(i)前記初期の時点と(ii)閾値を得るために第1の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた前記複数の正規化相対値における正規化相対値が測定された時点との間の時間である;または
c)EG=[ARTmax*(timeARTmax−timeinitial)]/timeinitial
式中、
ARTmaxは、前記複数の平均相対トランスフォーメーション値における最大平均相対トランスフォーメーション値であり、
timeARTmaは、(a)前記初期の時点と、(b)前記複数の平均相対トランスフォーメーション値における、(i)最大平均相対トランスフォーメーション値の後の第1の平均相対トランスフォーメーション値、(ii)最大平均相対トランスフォーメーション値、または(iii)最大平均相対トランスフォーメーション値の前の第1の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた前記複数の正規化相対値における前記正規化相対値が測定された時点との間の時間であり、
timeinitialは、(i)前記初期の時点と(ii)閾値を得るために第1の平均相対トランスフォーメーション値の計算に用いられた前記複数の正規化相対値における正規化相対値が測定された時点との間の時間である、
からなる群から選択される式によって決定されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
The degree of proliferation (EG) is:
a) EG = NR after_growth -NR minimum_growth
Where
NR after_growth is (i) a first average relative transformation value after the maximum average relative transformation value in the plurality of average relative transformation values, (ii) a maximum average relative transformation value, or (iii) a maximum average A normalized relative value in the plurality of normalized relative values used to calculate the first average relative transformation value before the relative transformation value;
NR minimum_growth is a normalized relative value in the plurality of normalized relative values used to calculate the first average relative transformation value to obtain a threshold; or b) EG = ARTmax * (time ARTmax− time initial )
Where
ARTmax is the maximum average relative transformation value in the plurality of average relative transformation values;
time ARTmax is (i) the initial time point, and (b) the first average relative transformation value after the maximum average relative transformation value at the plurality of average relative transformation values, (ii) The maximum average relative transformation value, or (iii) the normalized relative value in the plurality of normalized relative values used to calculate the first average relative transformation value before the maximum average relative transformation value. The time between the measured time points,
time initial is the normalized relative value of the plurality of normalized relative values used to calculate (i) the initial time point and (ii) the first average relative transformation value to obtain a threshold. C) EG = [ARTmax * (time ARTmax− time initial )] / time initial
Where
ARTmax is the maximum average relative transformation value in the plurality of average relative transformation values;
time ARTma is: (a) a first average relative transformation value after the maximum average relative transformation value, (ii) at the initial time point, and (b) the plurality of average relative transformation values, A maximum average relative transformation value, or (iii) the normalized relative value in the plurality of normalized relative values used to calculate the first average relative transformation value before the maximum average relative transformation value. Is the time between
time initial is the normalized relative value of the plurality of normalized relative values used to calculate (i) the initial time point and (ii) the first average relative transformation value to obtain a threshold. Is the time between
The method of claim 1, wherein the method is determined by an expression selected from the group consisting of:
前記決定するステップ(E)は:
a)腸内細菌科(Enterobacteriaceae family)の細菌;または
b)アリシュワネラ(Alishewanella)、アルテロコッカス(Alterococcus)、アクアモナス(Aquamonas)、アラニコラ(Aranicola)、アルセノフォナス(Arsenophonus)、アゾチビルガ(Azotivirga)、ブロシュマンニア(Blochmannia)、ブレネリア(Brenneria)、ブフネラ(Buchnera)、ブドビシア(Budvicia)、ブティアウクセラ(Buttiauxella)、セデセア(Cedecea)、シトロバクター(Citrobacter)、ディケヤ(Dickeya)、エドワージエラ(Edwardsiella)、エンテロバクター(Enterobacter)、エルウィニア(Erwinia)、大腸菌(Escherichia)、エウィンゲラ(Ewingella)、グリモンテラ(Griimontella)、ハフニア(Hafnia)、クレブシエラ(Klebsiella)、クライベラ(Kluyvera)、レクレルシア(Leclercia)、レミノレラ(Leminorella)、モエレレラ(Moellerella)、モルガネラ(Morganella)、オベスムバクテリウム(Obesumbacterium)、パントエア(Pantoea)、ペクトバクテリウム(Pectobacterium)、カンジダツスフロモバクター(Candidatus Phlomobacter)、フォトラブダス(Photorhabdus)、プレジオモナス(Plesiomonas)、プラジア(Pragia)、プロテウス(Proteus)、プロビデンシア(Providencia)、ラーネラ(Rahnella)、ラオウルテラ(Raoultella)、サルモネラ(Salmonella)、サムソニア(Samsonia)、セラチア(Serratia)、シゲラ(Shigella)ソーダリス(Sodalis)、テイタメラ(Tatumella)、トラブルシエラ(Trabulsiella)、ウィグルスウォーチア(Wigglesworthia)、ゼノラブダス(Xenorhabdus)、エルシニア(Yersinia)、およびヨーケネラ(Yokenella)のうちの少なくとも1つ;または
)黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)、スタフィロコッカスカプラエ(Staphylococcus caprae)、表皮ブドウ球菌(Staphylococcus epidermidis)、スタフィロコッカスヘモリティカス(Staphylococcus haemolyticus)、スタフィロコッカスホミニス(Staphylococcus hominis)、スタフィロコッカスルグドゥネンシス(Staphylococcus lugdunensis)、スタフィロコッカスペテンコフェリ(Staphylococcus pettenkoferi)、スタフィロコッカスサプロフィティカス(Staphylococcus saprophyticus)、スタフィロコッカスワーネリ(Staphylococcus warneri)、およびスタフィロコッカスキシローサス(Staphylococcus xylosus)細菌からなる群から選択されるスタフィロコッカス科(Staphylococcaceae)の1つの種;または
)黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)またはコアグラーゼ陰性ブドウ球菌(coagulase negative staphylococci);または
)無乳性連鎖球菌(S.agalactiae)、S.ボビス(S.bovis)、S.ミュータンス(S.mutans)、肺炎球菌(S.pneumoniae)、化膿連鎖球菌(S.pyogenes)、唾液連鎖球菌(S.salivarius)、S.サングイニス(S.sanguinis)、ブタ連鎖球菌(S.suis)、緑色連鎖球菌(Streptococcus viridans)、および乳房連鎖球菌(Streptococcus uberis)からなる群から選択される連鎖球菌(Streptococcus)の1つの種、
からなる群の1つから選択されるものとして前記微生物の種類を同定することを特徴とする請求項1に記載の方法。
The determining step (E) is:
a) Bacteria of Enterobacteriaceae family; or b) Arishwanella, Alterococcus, Aquamonas, Aranicola v, Arsenophon v, Arsenophon v Near (Blochmannia), Brenneria (Brenneria), Buchnera (Buchnera), Budvicia (Butvicia), Butiauxella (Cedecea), Citrobacter (Citrobacter) Enterobacter, Erwinia, E. coli (Escherichia), Ewingella, Grimontella, Hafnia, Klebsiella, Kleiber, L Moellerella, Morganella, Obesbacterium, Pantoea, Pectobacterium, Candidas Phromobacter, Photolaboda rhabdus, Presimononas, Pragia, Proteus, Providencia, Rahnella, Raoultella, Salonia, Samia S, Sonia (Shigella) Sodaris, Tatumella, Trabulsiella, Wigglesworthia, Xenorhabdus, Yersinia, and at least one of Yökenella;
c ) Staphylococcus aureus, Staphylococcus caprae, Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus staphylococcus staphylococcus staphylococcus staphylococcus Staphylococcus rugdunensis, Staphylococcus sptencoferi, Staphylococcus saprophyticus, Staphylococcus saprophyticus Suwaneri (Staphylococcus warneri), and one species of Staphylococcus xylo over suspension (Staphylococcus xylosus) Staphylococcus family selected from the group consisting of bacteria (Staphylococcaceae); or
d ) Staphylococcus aureus or coagulase negative staphylococci; or
e ) S. agalactiae, S. S. bovis, S. S. mutans, S. pneumoniae, S. pyogenes, S. salivarius, S. pneumoniae. One species of Streptococcus selected from the group consisting of S. sanguinis, Streptococcus pneumoniae (S. suis), Streptococcus viridans, and Streptococcus uberis;
The method of claim 1, wherein the type of microorganism is identified as being selected from one of the group consisting of:
前記代謝活性の測定が、比色法、蛍光分析法、比濁分析法、または赤外線法によって測定されることを特徴とする請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the metabolic activity is measured by a colorimetric method, a fluorescence analysis method, a turbidimetric analysis method, or an infrared method. 前記決定するステップ(E)は、前記最大代謝レートおよび前記増殖度に基づいて前記微生物の種類を同定することを特徴とする請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the determining step (E) identifies the type of the microorganism based on the maximum metabolic rate and the degree of proliferation. 容器内の培養物中の微生物の種類を同定するための装置であって、プロセッサと前記プロセッサに接続されたメモリとを備えており、前記メモリは、
微生物種類決定モジュールであって、
(A)第1の時点と第2の時点との間の異なる時点で行った複数の測定における個々の測定のそれぞれに対して、(i)前記個々の測定と(ii)初期の時点で測定された前記培養物における初期の代謝活性との間で正規化相対値を計算し、これにより複数の正規化相対値を得るステップに対する電子的に符号化された命令と、
(B)前記第1の時点と前記第2の時点との間の複数の時点の個々の所定の一定間隔のそれぞれに対して、前記複数の時点の個々の所定の一定間隔における前記代謝活性の測定に対する正規化相対値の一次導関数を決定し、これにより複数のレートトランスフォーメーション値を得るステップに対する電子的に符号化された命令であって、前記複数のレートトランスフォーメーション値は、レートトランスフォーメーション値の複数のセットを含み、前記レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の個々のセットは、前記第1の時点と前記第2の時点との間の連続した時点の異なるセットに対する、命令と、
(C)前記レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の個々のセットのそれぞれに対して、前記レートトランスフォーメーション値の個々のセットにおける各レートトランスフォーメーション値の代表値として平均相対トランスフォーメーション値を計算し、これにより複数の平均相対トランスフォーメーション値を計算するステップに対する電子的に符号化された命令と、
(D)前記複数の正規化相対値および前記複数の平均相対トランスフォーメーション値から最大代謝レートおよび増殖度を決定するステップに対する電子的に符号化された命令と、
(E)前記最大代謝レートおよび前記増殖度から前記容器内の前記培養物中の微生物の種類を決定するステップに対する電子的に符号化された命令と
を含む、微生物種類決定モジュールを備え
前記培養物における前記初期の代謝活性は、前記培養物のCO 2 濃度、O 2 濃度、またはpHを検出するセンサによって決定され、
前記決定するステップ(E)は、(i)腸内細菌科(Enterobacteriaceae)、(ii)スタフィロコッカス科(Staphylococcaceae)、(iii)連鎖球菌(Streptococcus)、(iv)アシネトバクター属(Acinetobacter)、またはそれらの種または属からなる群から選択されるような種類によって前記微生物を同定することを特徴とする装置。
An apparatus for identifying the type of microorganism in a culture in a container, comprising a processor and a memory connected to the processor,
A microorganism type determination module,
(A) For each of the individual measurements in a plurality of measurements taken at different times between the first time and the second time, (i) the individual measurements and (ii) the measurements at the initial time Electronically encoded instructions for calculating a normalized relative value between initial metabolic activity in said cultured and thereby obtaining a plurality of normalized relative values;
(B) for each predetermined fixed interval of a plurality of time points between the first time point and the second time point, the metabolic activity at each predetermined fixed interval of the plurality of time points; An electronically encoded instruction for determining a first derivative of a normalized relative value for measurement and thereby obtaining a plurality of rate transformation values, wherein the plurality of rate transformation values are rate transformations A plurality of sets of values, wherein each set of rate transformation values in the plurality of sets of rate transformation values is for different sets of successive time points between the first time point and the second time point. , Instructions,
(C) For each individual set of rate transformation values in the plurality of sets of rate transformation values, an average relative transformation as a representative value for each rate transformation value in the individual set of rate transformation values. Electronically encoded instructions for calculating a value, thereby calculating a plurality of average relative transformation values;
(D) an electronically encoded instruction for determining a maximum metabolic rate and degree of growth from the plurality of normalized relative values and the plurality of average relative transformation values;
(E) an electronically encoded instruction for determining the type of microorganism in the culture in the vessel from the maximum metabolic rate and the degree of growth, comprising a microorganism type determination module ,
The initial metabolic activity in the culture is determined by a sensor that detects the CO 2 concentration, O 2 concentration, or pH of the culture ;
The determining step (E) comprises: (i) Enterobacteriaceae, (ii) Staphylococcusae, (iii) Streptococcus, (iv) Acinetobacter, An apparatus for identifying the microorganism by a kind selected from the group consisting of those species or genera .
コンピュータによって実行可能な、容器内の培養物における微生物を同定するコンピュータプログラム製品を記憶するコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータプログラム製品は、
微生物種類決定モジュールであって、
(A)第1の時点と第2の時点との間の異なる時点で行われた複数の測定の個々の測定のそれぞれに対して、(i)前記個々の測定と(ii)初期の時点で測定された前記培養物における初期の代謝活性との間で正規化相対値を計算し、これにより複数の正規化相対値を得るステップに対する電子的に符号化された命令と、
(B)前記第1の時点と前記第2の時点との間における複数の時点の個々の所定の一定間隔のそれぞれに対して、前記複数の時点の個々の所定の一定間隔における前記代謝活性の測定に対する正規化相対値の一次導関数を決定し、これにより複数のレートトランスフォーメーション値を得るステップに対する電子的に符号化された命令であって、前記複数のレートトランスフォーメーション値は、レートトランスフォーメーション値の複数のセットを含み、前記レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の個々のセットのそれぞれは、前記第1の時点と前記第2の時点との間の連続した時点の異なるセットに対する、命令と、
(C)前記レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の個々のセットのそれぞれに対して、前記レートトランスフォーメーション値の個々のセットにおける各レートトランスフォーメーション値の代表値として平均相対トランスフォーメーション値を計算し、これにより複数の平均相対トランスフォーメーション値を計算するステップに対する電子的に符号化された命令と、
(D)前記複数の正規化相対値および前記複数の平均相対トランスフォーメーション値から最大代謝レートおよび増殖度を決定するステップに対する電子的に符号化された命令と、
(E)前記最大代謝レートおよび前記増殖度から前記容器内の前記培養物中の微生物の種類を決定するステップに対する電子的に符号化された命令と
を含む、微生物種類決定モジュールを備え
前記培養物における初期の代謝活性は、前記培養物のCO 2 濃度、O 2 濃度、またはpHを検出するセンサによって決定され、
前記決定するステップ(E)は、(i)腸内細菌科(Enterobacteriaceae)、(ii)スタフィロコッカス科(Staphylococcaceae)、(iii)連鎖球菌(Streptococcus)、(iv)アシネトバクター属(Acinetobacter)、またはそれらの種または属からなる群から選択されるような種類によって前記微生物を同定することを特徴とするコンピュータ可読媒体。
A computer readable medium storing a computer program product for identifying microorganisms in a culture in a container, executable by a computer, the computer program product comprising:
A microorganism type determination module,
(A) for each individual measurement of a plurality of measurements made at different times between the first time point and the second time point, for (i) said individual measurement and (ii) at an initial time point An electronically encoded instruction for calculating a normalized relative value between the measured initial metabolic activity in the culture and thereby obtaining a plurality of normalized relative values;
(B) The metabolic activity of each of the plurality of time points at each of the predetermined time intervals for each of the plurality of time points between the first time point and the second time point. An electronically encoded instruction for determining a first derivative of a normalized relative value for measurement and thereby obtaining a plurality of rate transformation values, wherein the plurality of rate transformation values are rate transformations Each of the individual sets of rate transformation values in the plurality of sets of rate transformation values is different in successive time points between the first time point and the second time point. Instructions for sets,
(C) For each individual set of rate transformation values in the plurality of sets of rate transformation values, an average relative transformation as a representative value for each rate transformation value in the individual set of rate transformation values. Electronically encoded instructions for calculating a value, thereby calculating a plurality of average relative transformation values;
(D) an electronically encoded instruction for determining a maximum metabolic rate and degree of growth from the plurality of normalized relative values and the plurality of average relative transformation values;
(E) an electronically encoded instruction for determining the type of microorganism in the culture in the vessel from the maximum metabolic rate and the degree of growth, comprising a microorganism type determination module ,
The initial metabolic activity in the culture is determined by a sensor that detects the CO 2 concentration, O 2 concentration, or pH of the culture ;
The determining step (E) comprises: (i) Enterobacteriaceae, (ii) Staphylococcusae, (iii) Streptococcus, (iv) Acinetobacter, A computer readable medium, characterized by identifying the microorganism by a type as selected from the group consisting of those species or genera .
容器内の培養物中の微生物の種類を同定する方法であって、
(A)前記容器内の前記培養物における代謝活性の複数の測定を得るステップであり、前記複数の測定における各測定を、第1の時点と第2の時点との間の異なる時点で行う、ステップと、
(B)前記第1の時点と前記第2の時点との間における複数の時点の個々の所定の一定間隔のそれぞれに対して、前記複数の時点の個々の所定の一定間隔における前記代謝活性の測定の一次導関数を決定し、これにより複数のレートトランスフォーメーション値を得るステップであって、前記複数のレートトランスフォーメーション値は、レートトランスフォーメーション値の複数のセットを含み、前記レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の個々のセットのそれぞれは、前記第1の時点と前記第2の時点との間の連続した時点の異なるセットに対する、ステップと、
(C)前記レートトランスフォーメーション値の複数のセットにおけるレートトランスフォーメーション値の個々のセットのそれぞれに対して、前記レートトランスフォーメーション値の個々のセットにおける各レートトランスフォーメーション値の代表値として平均相対トランスフォーメーション値を計算し、これにより複数の平均相対トランスフォーメーション値を計算するステップと、
(D)複数の正規化相対値および前記複数の平均相対トランスフォーメーション値から最大代謝レートおよび増殖度を決定するステップと、
(E)前記最大代謝レートおよび前記増殖度から前記容器内の前記培養物中の微生物の種類を決定するステップと
を含み、
前記培養物における代謝活性は、前記培養物のCO 2 濃度、O 2 濃度、またはpHを検出するセンサによって決定され、
前記決定するステップ(E)は、(i)腸内細菌科(Enterobacteriaceae)、(ii)スタフィロコッカス科(Staphylococcaceae)、(iii)連鎖球菌(Streptococcus)、(iv)アシネトバクター属(Acinetobacter)、またはそれらの種または属からなる群から選択されるような種類によって前記微生物を同定することを特徴とする方法。
A method of identifying the type of microorganism in a culture in a container,
(A) obtaining a plurality of measurements of metabolic activity in the culture in the container, wherein each measurement in the plurality of measurements is performed at a different time point between a first time point and a second time point; Steps,
(B) The metabolic activity of each of the plurality of time points at each of the predetermined time intervals for each of the plurality of time points between the first time point and the second time point. Determining a first derivative of a measurement, thereby obtaining a plurality of rate transformation values, the plurality of rate transformation values including a plurality of sets of rate transformation values, Each of the individual sets of rate transformation values in the plurality of sets is for a different set of successive time points between the first time point and the second time point;
(C) For each individual set of rate transformation values in the plurality of sets of rate transformation values, an average relative transformation as a representative value for each rate transformation value in the individual set of rate transformation values. Calculating a value, thereby calculating a plurality of average relative transformation values;
(D) determining a maximum metabolic rate and degree of proliferation from a plurality of normalized relative values and the plurality of average relative transformation values;
(E) seen including a step of determining the type of microorganisms in the culture in the vessel from the maximum metabolic rate and the degree of proliferation,
Metabolic activity in the culture is determined by a sensor that detects the CO 2 concentration, O 2 concentration, or pH of the culture ;
The determining step (E) comprises: (i) Enterobacteriaceae, (ii) Staphylococcusae, (iii) Streptococcus, (iv) Acinetobacter, A method characterized in that the microorganism is identified by a kind as selected from the group consisting of those species or genera .
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