JP7220055B2 - 血液凝固機能の評価方法 - Google Patents
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Description
(1)各検体からの凝固反応速度曲線の測定データは、例えば、光学的な散乱光の強度に基づいている。そして、その最大凝固速度(Vmax)および最大凝固加速度(Amax)は、フィブリノゲン濃度の影響を受けた凝固反応曲線の高さ(透過率、散乱光量、粘度等の凝固量を示すパラメータ)を反映するため、測光データをそのままで凝固反応曲線データとして使用すると、検体間での凝固反応曲線の形状差異を定量的に比較する際の誤差要因となり正確な比較ができない。
(2)分析装置から得られる凝固反応速度曲線の測定データはデジタル値であるため、凝固反応曲線を微分して凝固反応速度曲線を算出する際や、凝固反応速度曲線を微分して凝固反応加速度曲線を算出する際には前後のデータを差し引いて求める差分法が使われる場合がある。この場合は元の曲線データの変化量が小さいことにより差分演算後の曲線データも小さくなり、所謂S/N比のS(シグナル)が小さくなることにより、N(ノイズ)の影響が大きくなって元の曲線データの形状情報が減少してしまうことがあった。そのため、ピーク頂点を決定するときに、複数の最大値が離れて存在するような場合での判定ばらつきの要因となっていた。
(3)凝固反応速度曲線のピーク形状が二峰性やプラトー状になった場合、曲線の最大値から求めた最大凝固速度(Vmax)、最大凝固速度時間(tVmax)を凝固機能の指標として使用した場合、凝固に関わる因子の寄与が反映されにくい場合がある。
以上のような課題があった。
前記反応液の凝固反応曲線データ(X軸を反応時間、Y軸を凝固反応量)を取得する工程(工程2)と、
前記凝固反応曲線データから凝固反応速度曲線データを算出する工程(工程3)と、
前記凝固反応速度曲線の重心点を算出する工程(工程4)と、
前記重心点に基づく情報を用いて凝固関与成分の濃度または凝固異常を判定する工程(工程5)を含む、血液検体の凝固機能の評価方法。
[2]前記工程2に続いて、前記凝固反応曲線のY軸の最大値を基に補正済み凝固反応曲線データを算出する工程(工程6)を含むことを特徴とする[1]に記載の血液検体の凝固機能の評価方法。
[3]前記工程3において、前記凝固反応速度曲線データが、前記凝固反応曲線データでの個々のデータの前後一定区間内の平均傾き値から成ることを特徴とする[1]および[2]に記載の血液検体の凝固機能の評価方法。
<血液検体の凝固反応の測定方法>
本発明の血液検体の評価方法において、血液凝固因子に異常のある被験者に由来する血
液検体と、凝固時間測定試薬とが混和されてなる測定試料に光を照射し、測定試料から光量に関する光学的情報を取得した。
<凝固時間決定方法>
本実施例における凝固時間Tcは、凝固反応曲線における散乱光強度の変化量が所定条件を満たした時点を凝固終了判定点Te(図1参照)とし、この凝固終了判定点Teの散乱光強度を100%として、凝固反応曲線上の散乱光強度が50%に相当する反応経過時間を凝固点Tc(凝固時間)とした。凝固点の決定方法については本方法に限られず、周知の他の算出法を用いることもできる。図3において凝固時間は破線Pで示されている。
後述の重心法での演算対象域Sに関して、演算対象域Sは主に凝固反応速度曲線の低速度域での変動影響を除外するために設定されるが、演算対象域Sを大きくすると凝固反応速度曲線の上部形状の影響がより強く反映されるため、どのように設定値を決定するかは非常に重要である。前者の目的の場合では演算対象域Sは5%~20%に設定されるが、後者の目的の場合には10%~80%に設定するのが都合がよい。これは10%より小さいとメインピーク形状の影響が大きく副次的なピークの影響が十分に反映されないこと、80%より大きいと副次的なピーク影響が大きくなるという発明者の観察に基づく。特に、50%~70%に設定するのが好ましい。また、発明者の観察によれば、凝固VIII因子欠乏血漿の測定において、設定値を50%~70%に設定した際に凝固反応速度曲線に現れるサイドピークが凝固VIII因子濃度と深い関連があることを発見した。同様に、様々な凝固因子の異常血漿の凝固反応速度曲線に現れるピークをより深く分析することによって凝固に関わる様々な因子の影響を見積もることができると考えられる。
次に、重心点Wとは、演算対象域S以上の凝固反応速度曲線F(t)の測光点を計算対象データとした「重み付き平均値」に相当する位置であり、重心時間Twと重心高さYwで表すことができる。重心時間Tw、重心高さYwは次のようにして求める。
Y=F(t)、Ymaxを最大値としてF(t)≧Ymax×S%を満たすtのデータ群をTとする。
Tでのt×F(t)の合算値M=Σ(t×F(t))から次式を計算する。
(数1)
Tw=M/(ΣF(t))
(数2)
Yw=M/(Σt)
図4(A)にTwとFVIII因子濃度の相関関係を、図4(B)にYwとFVIII因子濃度の相関関係を示した。図に示したように、TwとYwのいずれの指標も凝固VIII因子濃度と高い相関関係を示し、これらから求めた検量線を基にして、患者検体のTwまたはYwを演算することによって患者検体に含まれる凝固VIII因子濃度を算出することができる。また、FIX因子欠乏血漿についても同様の結果が得られ、これらの濃度も同様に算出された検量線を基に凝固IX因子濃度も算出することができる。
図3に示したように従来の凝固時間決定法で定めた凝固時間Tcと重心法で求めた重心時間Twは凝固反応曲線の波形に応じて挙動が異なる場合がある。特に、凝固異常検体試料が測定された場合の凝固反応速度曲線の形状は単峰性にならない場合があるため、凝固時間Tcと重心時間Twの差dが大きくなる。したがって、この差dから凝固因子異常有無を見積もることができる。
図5に凝固反応速度曲線(Aは正常血漿、BはIX因子欠乏血漿、CはVIII因子欠乏血漿)と、演算対象域Sを10%から90%まで変化させたときの重心の変化(重心点は下から上に演算対象域を10%から90%まで変化させた場合に対応している)を示した。次に図6(A)に演算対象域Sの設定値(10%~90%)と重心時間Twの関係を、図6(B)に設定値と重心時間の相対差(設定値10%の重心時間との差)を示した。図6(C)に重心高さと演算対象域Sの関係を示した。図6(A)に示したように正常血漿の重心時間と凝固因子欠乏血漿の重心時間ではその重心時間の差が大きく、また図6(B)では特にVIII因子欠乏血漿での相対差が大きく、これらの値から、例えば、正常血漿との差(図6(A)参照)から凝固因子異常があること、相対差から(図6(B)参照)この検体が凝固異常因子を含むか否かを見積もることができる。さらに、図6(C)に示したように、同様に、重心高さからも、凝固因子の異常有無の特定ができる。
<凝固反応速度曲線データの算出処理方法>
凝固反応曲線A(n)から凝固反応速度曲線B(n)を得るための微分処理として差分法が用いられる場合は、次式で計算されるのが一般的である。
(数3)
B(n)=A(n)-A(n-1)
凝固時間が顕著に遅くなる凝固異常検体の凝固反応曲線は正常検体と比べて弱い傾斜の上昇曲線となり、凝固反応速度曲線の形状も緩やかなプラトー状になる。このような場合には、凝固反応速度曲線の最大値付近においてもA(n)とA(n-1)の差が小さく、B(n)の値も小さくなるため数値演算上のノイズ(S/N比が悪化)影響を受け易いといった問題がある。
このような状況では凝固反応に起因する情報が埋もれてしまうことがある。この問題を解決するために、前述の実施例では、前記補正処理後の測光点Nにおいて前後の測光点データ(N-KからN+Kまでの2K+1個)を利用して一定の測光点数間での平均傾き値を測光点Nでの凝固反応速度とみなして凝固反応曲線を得た。この方法によって波形解析を行うことによってより詳細な情報を得ることができた。
上述の算出方法についてさらに詳述する。凝固因子異常検体の測定を行った場合、反応曲線が緩やかな曲線となり、差分法によってその一次微分曲線を算出すると、その変化量と測光のタイミングのために、一次微分曲線が離散的な値となり、反応に起因する情報が埋もれてしまうことがある。つまり、差分法による一次微分法を血液凝固反応曲線の波形解析のような、0.1秒ごとに測光を行うような系に適用すると、典型的には、あるn番目での一次微分値は、n-1との差分値を一次微分値としていた。この従来法によると凝固反応曲線の高さが低いとき(フィブリノゲン濃度が低いとき)においては、得られる一次微分曲線データが離散的な値となってしまう場合がある。本願のように凝固因子異常検体の測定値ではこれらの現象が多く発生する。一つの解決手段としては、測定タイミングを細かくし、測定感度を上げることが考えられるが、装置のコスト等の制限のためにこれによる解決は好ましくない。
例えば、測定点が(Xi,Yi)(i=1,2,3,・・・)の時、
(数4)
Σ(Yi-aXi-b)^2 (i=1,2,3・・・)
上式を偏微分して算出することができる。つまり、
(数5)
X:測光時間
Y:凝固波形曲線の高さ
n:データ数
分子=nΣXY-(ΣX)(ΣY)
分母=nΣ(X*X)-(ΣX)*(ΣX)
傾き=[nΣXY-(ΣX)(ΣY)] / [nΣXY-(ΣX)(ΣY)]
上式の各点のデータを代入し、区間内平均傾きaを算出することができる。
図8に本発明の評価手順のフロー図を示した。先ずS101で検出器から出力される測光量に応じたデジタル値の生データを取得する。取得した生データをS102で平滑化処理をして生データに含まれるノイズ成分を除去した凝固反応曲線データを作成する。必要により、予め定めてある方法により凝固時間Tcを求める。次にS103では凝固反応曲線高さの最大値を求めて最大値が100となるように補正凝固反応曲線データを算出する。そして、S104で補正済み凝固反応曲線の先頭から後方に向かって、予め設定した区間内の曲線データから最小二乗法による直線近似演算をして当該区間内の平均傾き値を順に計算して、凝固反応速度曲線データを算出する。次にS105で得られた凝固反応速度曲線データを用いて演算対象域Sを10%から90%まで10%間隔に変えて重心位置(Tw、Yw)を求める。その後S106で演算対象域S毎の各Tw、Ywの結果を所定の判定値との比較、あるいは、既知の凝固異常検体から求めたパラメータとの比較、濃度既知検体から求めた検量線との比較によって凝固異常有無を評価する。そしてS107では評価結果に必要に応じてTw、Ywを含め、測定結果として出力画面に表示させたり、ホストへ結果送信する。これらのステップは、コンピュータプログラムによって実施される。
Yw 重心の高さ
Tw 重心までの時間
S 演算対象域
Claims (3)
- 血漿と試薬を含む反応液を調製する工程(工程1)と、
前記反応液の凝固反応曲線データを取得する工程(工程2)と、
前記凝固反応曲線データから凝固反応速度曲線データを算出する工程(工程3)と、
前記凝固反応速度曲線の重心点を算出する工程(工程4)と、
前記重心点に基づく情報を用いて凝固関与成分の濃度または凝固異常を評価する工程(工程5)を含む、血液検体の凝固機能の評価方法。 - 前記工程2に続いて、前記凝固反応曲線での凝固反応量の最大値を基に補正済み凝固反応曲線データを算出する工程(工程6)を含むことを特徴とする請求項1に記載の血液検体の凝固機能の評価方法。
- 前記工程3において、前記凝固反応速度曲線データが、前記凝固反応曲線データでの個々のデータの前後一定区間内の平均傾き値から成ることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の血液検体の凝固機能の評価方法。
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