JPH03505637A - 分析装置の出力を改良するためのシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、装置、たとえばキュベツト及び試験ス）　ＩＪツブ中に読取りのため に挿入される分析器に関する。

発明の背景 診断分野の開発においては、決定されるべき物質の数の爆発的な増加が存在して いる。大部分、医学分野は、これらの決定のために臨床実験をあてにし、で来た 。臨床実験は、医学社会の多様な必要性を満たすために、高価で精巧な装置及び 高く訓練された技術的な助けに依存して来た。しかしながら、非常に自動化され た臨床実験においては、最少の装置に基づいて１つ又は数種のアッセイを行なう 実質的な必要性が存在丈る。

また、“分配位置”、たとえば医者の事務所、救急室及び家庭において分析能力 を有するための拡張した必要性が存在する。その手がかりは、客観的に、すばや く、好ましくは、患者がまだいる間に、及び熟練が試験を行い５、そしてその試 験結果を得るために必要でない便利で安全な装置形で得られる試験結果のための 必要性である。慢性病、たとえば糖尿病、。

ぜんそく、癲澗及び心臓病を有する患者に投与される薬物のレベルを、それが生 理学的流体、たとえば血液に出現するにつれて、モニターするだめの連続した必 要性が存在する。興味ある試験は、プロトロンビン時間、カリウムイオン及びコ レステロールを包含する。赤血球細胞の計数の測定もまた、通常の試験である。

糖尿病の場合、尿又は血液中の糖レベルを測定することが必要である。結果の装 置による又は眼による観察に広く依存して、多くのアプローチがこの目的に対し て開発されＣ来た。これらのうち典型的な方法は、いわゆる“ディブースチック （ｄ　ｉｐ・−ｓｔ　ｉｃｋ）ｍ法である。これらの方法は、典型的には、その 上に層化された試薬含有マトリックスを有するプラスチックストリップを使用す る。サンプルがそのストリップに適用され、そして分析物の存在又は不在が色彩 形成反応により示される。そのような装置は尿における分析物の存在の定性決定 のために有用であることがわかっており、そしてさらにおおまかな定量分析のた めに使用され得るが、それらは、赤血球細胞の妨害効果のために全血液に関して は特に有用でなく、又はそれらは精巧な定量区分のためにも有用でない。ディブ ースチック法に使用される形からしばしば改良されたストリップが挿入され、そ してレフレフタンス又は吸光度の読取りにより定量化され得る装置が利用できる 。

’ｔＩ１１１ｍａｎｆＪ、、ｅ、　、により発行され、そしてＢｉｏｔｒａｃｋ 　Ｃｏｒｐｏ−ｒａｔｉｏｎに譲渡された゛γメリカ特許第４．７５６．８８４ は、定義されたチャンバー又はチャネルを含む精巧な装置の種々の態様、その得 られた装置及び多くの種々の分析物の圧力について流体、たとえば血液を分析す ることへのそのような装置の使用のための技法を教授する。分析物とは、サンプ ル中の化学的成分又は検出又は測定されるサンプル中の物理的又は化学的（生化 学的）性質のいづれかを意味する。化学的分析物の例は、電解質、たとえばナト リウム及びカリウム；薬物、たとえばシランチン及びヘパリン：及び全化学的成 分、たとえばコレステロール及び酵素を包含する。分析され得る性質の例は、血 液凝固及びサンプル粘度を包含する。

プロトロンビン時間（ＰＴ）の測定に使用するために適切な特許の範囲内の装置 は、名称Ｐｒｏｔ　ｉｍｅとして商業的に製造されている。分析のためにＰｒｏ ｔ　ｉｍｅカー）　ＩＪッジが挿入されるモニターは、血液サンプルに光を供給 するために光源、たとえばレーザーを利用し、そして血液の流れが止められる時 、すなわちプロトロンビン時間のエンドポイントに達し、そして血液が凝固形成 により毛細血管を通しての流れを止める点を決定するために伝導された光を読取 る。Ｐｒｏｔｉｍｅモニターは、プロトロンビン分析のエンドポイントを検出す るために、光シグナルに関連する電圧を比較するための一定の限界電圧を使用す る。市販のプロトロンビン時間カートリッジは、ＡＰＴＴアッセイに使用するた めに改良されて来た。この新しいカートリッジは、１９８９年４月２０巳に出願 され、そして“Ｃａｐｉ−１１ａｒｙ　Ｆｌｏｗ　Ｄｅｖｉｃｅ　ｆｏｒ　Ｍｅ ａｓｕｒｉｎｇ　Ａｃｔｉｖａｔｅｄ　Ｐａｒｔｉａｌ　Ｔｈｒｏ−ｍｂｏｐｌ ａｓｔｉｎ　Ｔｉｍｅ”の標題を有し、且つ事件整理番号ＥＩＯＴ−１８を有す る同時係属出願第　　　　号に記載されている。非細管キュベツトチャンバーを 有する装置を開示する本発明の出願と同じ譲受人に譲渡された同時係属出願は、 １９８７年８月２７日に出願された第０９０．０２６号及び１９８７年１１月５ 日に出願された第１１７．７０１号を包含する。これらの最後の２つの出願は、 サンプルの希釈及び混合を必要とする分析を実施するために適切な装置に向けら れる。

特定の設置のための装置（ここで分析結果が得られる）の性能又は出力を注文設 定することがしばしば所望され、又は必要である。たとえば、異なった言語を有 するいくつかの国々で販売されるであろう装置のためには、使用者の助言、エラ ーメツセージ及び結果のアウトプットのために使用者の言語を提供することが必 要である。これは特に、容易に理解され得ない助言又はアウトプットが不正確な 医学操作を導ひく医学的な装置のために真実である。種々の国々は、医学的試験 結果を報告するのに種々の測定単位を使用する。結果のフォーマットがカスタマ イズされなければ、その結果は、混乱又は不正確な医学操作を導ひくカスタマイ ズされていない単位で存在するであろう。

装置のカスタム化は、製造業者により行なわれ得る。しかしながら、これは、製 造業者が、−膜化を除いて同一であるいくつかの装置を在庫品に保持することを 必要とする。これは、製造業者にとっては費用がかかり、そして非能率的である 。このアプローチはまた、後でのカスタマイズ化から使用者を排除する。

従来技術で使用されて来たカスタマイズ化のもう１つの方法は、装置上に機械的 なスイッチを使用する。これらのスイッチがサービス技術者により設定される場 合、サービスコールが一般化のために必要とされる。これらのスイッチが顧客に より設定される場合、その顧客は種々のスイッチの目的及び相互作用を理解する 必要がある。非技術的な顧客は、それらのスイッチの設定は難かしく、又は実施 不可能にさえ思える。使用者の理解の欠乏は、その設定の誤り及び従って誤差の あるアウトプットを導ひく。

カスタマイズ化のもう１つの方法は、使用者又は工場技術者が種々の選択を行な う構成メニューを十分に調べる相互作用メニューを通して存在する。典型的には 、スイッチを設定するよりも容易であるけれども、このアプローチはまだ不完全 である。それは、設定のために顧客の相互作用を伴って技術者の訪問を必要とし 、又は他に、顧客は、分枝の十分な理解を伴わないで他の複雑な選択を行なうこ とを要求される。

顧客がこの設定で誤る場合、予測もしない結果が生じるかも知れない。このメニ ュー設定アプローチはまた、出力が失われる場合、その設定が失なわれ、そして それがくり返えされるべきであろう欠点を有する。

装置、特に医学的実施に使用される装置の性能を調べ又はその装置を校正するこ とが通常必要とされる。この検定はしばしば、装置中に挿入される外部装置の使 用を通して行なわれる。たとえば、アメリカ特許第４．７５６．８８４号は、シ ステムの正しい性能を確かめるために装置中に挿入される電子制御装置の使用を 開示する。そのような電子制御は通常、頻繁に行なわれる。しばしば、電子制御 装置はまた、たとえば一定の校正又は装置の設定情報を指摘する機械的、光学的 （たとえばバーコード）又は磁気コードを含む。電子制御装置からこのコードを 読取る装置はまた、その装置により読取られる分析物を含む装置からのコードを 読取ることができ、カートリッジの変動、たとえば光学的特徴の変動及び／又は カートリッジ内に含まれる試薬の変動を示し、そして試験タイプを同定すること ができる。

発明の要約 従って、本発明は、モニターカスタマイジングシステムを提供し、装置の使用者 にメツセージを提供する分析装置、サンプルに存在する分析物又はサンプルの性 質の存在を検出するための前記装置における検出器手段、分析のためにサンプル を保持するための手段を含んで成る分析カートリッジ、前記検出器手段と位置合 して前記分析カートリッジを保持するための前記分析装置における位置合せ手段 ・及び多くのカスタマイジングカートリッジを含んで成り、ここで前記それぞれ のカスタマイジングカートリッジは前もって決定された種類のものであり、そし て前記位置合せ手段により装置に保持され得るカートリッジを含んで成り、ここ で個々の種類のカスタマイジングカートリッジは異なったシグナルによりコード され、そして前記分析装置は前記シグナルを検出するための手段及び前記シグナ ルに応答して装置をカスタマイズするための手段を含んで成り、ここで前記カス タマイズするための手段がカスタマイジングカートリッジの種類により提供され るシグナルに応答して多くの予備決定された型の１つでメツセージのその装置へ の供給を可能にする。この基本システムに基づくいくらかの変動もまた提供され る。本発明はまた、システムに使用するための多くの個々の成分、たとえば個々 のカスタマイジングカートリッジ及びキット、及び本発明が実施される方法を提 供する。多くの利点が、次の詳細な記載から明らかになるように、分析カートリ ッジが挿入される位置にシグナル検出器を用いる好ましい態様により提供される 。

図面の簡単な説明 第１図は、アッセイの間、シグナルレベルと限界電圧との関係を示す図であり； 第２図は、アッセイの実施の間、サンプルウェルからのシグナルレベルを検出す るグラフであり；第３図は、第１図に示されるように、限界電圧を調整するため に使用されるアルゴリズムの１つの態様を示すフローチャートであり；そして 第４図は、所望するレベルでカートリッジ温度を維持するために使用される熱モ デルの１つの態様を示すフローチャートである。

詳細な記載 本発明は、多くの異なった型で分析装置の使用者へのメツセージの提供を可能に するモニターカスタマイズシステムを提供する。たとえば、多くの装置は現在、 眼に見える指示メツセージ及びエラーメツセージを供給する液体結晶ディスプレ ーを供給される。本発明は、メツセージを提供する言語の使用者による選択を、 単に、さらに下記に記載されるカスタマイジングカートリッジを分析装置、通常 分析されるサンプルにおける分析物又はサンプルの性質の存在を検出するために 通常使用される分析装置上の位置に一時的に挿入することによって可能にする。

そのようなシステムは、製造され、そして装置の製造業者により在庫品として保 持されるべき装置の数及び／又は製造の複雑度及び／又は正しい位置での設定方 法を著しく減じる。

本発明は、いづれかの分析装置、たとえばわずかな改良を伴って現在利用できる 装置で実施され得る。装置の主要必要条件は、装置がサンプルホルダーを受は入 れ（ここでは分析カートリッジとして言及される）、そしてその装置が分析カー トリッジ又は異なったカートリッジ（これらのすべては、カスタマイジングカー トリッジとして集合的に言及されている）により供給されるシグナルを検出する ために改良されたことであり、ここで前記カートリッジは、分析カートリッジと 同じ位置（又は少々の好ましい態様においては、異なった位置）に挿入され、そ して装置の出力をカスタマイズ化するために使用されるシグナルを含む。システ ム中の種々の成分は、個々の成分の次の詳細な説明により一層容易に理解される であろう。この後、操作の態様が論じられるであろう。

本発明のカスタマイジングシステムは、分析装置、分析カートリッジ又は分析の 特定のタイプに依存しない。従って、このシステムのこれらの観点は、広く異な り、そしてすべての既知のシステム又は後で開発されるシステムを包含し、ここ で分析カートリッジが分析カートリッジに保持されるサンプルに対して分析測定 を行なうために装置中に挿入される。

たとえば、分析カートリッジは、ハンドル及び試薬を含む多孔性マトリックスを 含んで成る試薬ストリップであり得る。

サンプルがマＩ−ＩＪフックス適用される場合、分析物の存在（又は不在）を示 す反応が生じる。そのようなストリップは、マトリックスで生じる色彩反応によ り指摘されるように、分析物の量を決定するために反射分光光度計に挿入され得 る。

同様に、透過分光光度計が、マトリックスが透明又は半透明である場合に使用さ れ得る。そのような装置においては、分析カー）＋Ｊッジが挿入される位置は、 検出器、光源又は分析物の存在を検出することに関与する装置の他の部分と位置 合してそのカートリッジを特異的に保持するように企画されている。他の型の分 析カートリッジは、分光光度測定が行なわれる内部チャンバー（一般的にキュベ ツトとして言及される）を有する装置及び種々の特許及び上記特許出願に記載さ れる装置を包含する。分光光度計の他に、他の型の分析装置は、核磁気共鳴器、 放射線カウンター、濃度計及び熱測定できる装置を包含する。

本発明の１つの観点は、多くのカスタマイジングカートリッジの供給であり、こ こでそれらの個々のカートリッジは、好ましくは分析カートリッジを保持するた めに使用されるのと同じ技法及びそのカートリッジを保持するために使用される 一部の装置により、分析装置に一時的に保持され得る。個々のカスタマイジング カートリッジは、予備決定された種類に属し、そしてその種類の個々のメンバー は、同じシグナルによりコードされ、異なったシグナルは異なった種類のカスタ マイジングカートリッジのために供給される。シグナルは、カスタマイジングカ ートリッジが挿入される装置により検出できる物質又はエネルギーのいづれかの 性質を含んで成る。

例として、バーコード（装置において対応するバーコードリーダを有する）、他 の光学的シグナル技法、たとえば装置において対応する光源及び検出器を有する カスタマイジングカートリッジ上での透明及び不透明な（又は反射的及び非反射 的な）位置、装置において磁気リーダーを有する磁気ス）　ＩＪツブ、形状にお ける差異、たとえば装置に位置する形状の差異を検出する対応するスイッチ又は 他の手段を有するカートリッジの表面上へのくぼみ又は突出された部分の供給及 び同様のものを挙げることができる。そのようなシグナル及び検出手段は良く知 られているが、しかしそれらは現在の目的を達成するためにこれまで使用された ことはない。

シグナルの検出を提供する他に、カー）　ＩＪッジが装置に挿入される場合、分 析装置はまた、シグナルに応答して装置をカスタマイズ化するためのある技法を 含んで成る。特に、カスタマイズ化は、装置中に挿入されるカスタマイジングカ ートリッジの種類により供給されるシグナルに応答して多くの型の１つの型で装 置の使用者への装置のメツセージの供給を可能にする。たとえば、英語又はフラ ンス語又は他の言語での装置のメツセージを表示を可能にするカスタマイジング カートリッジが使用され得る。このタイプの指示メツセージは、しばしば、たと えば試薬カートリッジにサンプルを添加し又は他の作用を行なうように使用者に 告げるために、医療装置に使用される。そのメツセージはまた、分析測定の結果 であることもでき、又は誤り又は他のタイプのデータメツセージであり得る。さ らに、結果が示される測定単位は、カスタマイジングカートリッジの制御下で変 更され得る。

使用者へのメツセージは、いづれか検出可能な形、たとえば眼に見える表示（典 型的には、液体結晶表示を用いる）又は聞き取れるメツセージ又はコードで供給 され得る。使用者に情報を与える他の手段もまた、眼に見え又は聞き取れるメツ セージの代わりに供給され得る。

カスタマイジングカートリッジは、装置に通常使用され、そしてシグナルを供給 される実際の分析カートリッジであり得る。たとえば、バーコード又は磁気スト リップを含む紙ストリップは、通常の分析カートリッジに固定され、そして装置 にシグナルを供給するために使用され得る。他方、装置をカスタマイズ化する実 際の作用以外の機能を’ＡＨ中で行なうカスタマイジングカートリッジが供給さ れ得る。この場合のカートリッジは、分析カートリッジと同じ、装置中のレセプ タクルを固定するように形状化されたダミーカートリッジであり得る。さらに、 装置の正しい機能を決定するために通常使用される多くの制御カートリッジのい づれかを供給することも、可能である。制御カー）　ＩＪッジ上にシグナルを供 給することによって、その制御カートリッジは、本発明のカスタマイジングカー トリッジに転換される。本発明のカスタマイジングカートリッジとして使用され 得る多くの個々の分析及び制御カートリッジ（シグナルを供給される）が下記に 記載される。

本発明のシステムの成分は、異なった製造業者によりそれぞれ供給され得る。た とえば、サンプルに対する分析読取りを実施することができ、そしてシグナルを 検出することができる分析装置は１つの製造業者により製造され得る、そして他 の製造業者は個々のカスタマイジングカートリッジを製造することができる。カ スタマイジングカートリッジは個々に供給され得、又はそれらは１つ以上のカス タマイジングカートリッジを含んで成るキットに供給され得る。たとえばスイス に輸出される装置は、フランス語、ドイツ語及びイタリア語（これらの三カ国語 はスイスの公式言語である）でメツセージを使用者に提供するカスタマイジング カートリッジを含むスイスキットを供給される。アメリカ合衆国においては、英 語及びスペイン語のカスタマイジングカートリッジを含むカスタマイジングキッ トが、多くのヒスパニック県人々のために供給され得る。

上記のようなシステムにより実施される場合、装置のカスタマイズ化方法は、ひ じょうに単純且つ簡単である。装置の使用者は、単に、カスタマイジングカート リッジを装置上の適切な位置に、普通、分析カートリッジが通常挿入される装置 上の同じ位置に挿入する。カスタマイジングカートリッジにより供給されるシグ ナルは、上記のように、装置を自動的にカスタマイズ化する。カスタマイジング カートリッジがシグナルをコードする分析カートリッジである場合、装置は、分 析カートリッジがその装置に挿入されるごとにカスタマイズ化される。そのよう なシステムは、それが言語指示メツセージ及びメツセージを使用者の言語で常に 供給することにおいてひじょうに所望される。本発明の好ましい態様は、使い捨 て分析カートリッジを使用する装置を有するシステムを使用者のために供給する ことであるので、使用者の言語で書かれた使い捨てカートリッジがポケットに供 給され、その結果、使用者は所望するメツセージを正しい言語で供給する分析カ ートリッジ（及び従ってカスタマイジングカートリッジ）を自動的に選択するこ とができる。そのような情況は、装置が異なった言語を有する異なった人々によ り使用される複数言語環境において特に有用である。

他の利点は、他の機能を行なわない別々のカスタマイジングカートリッジ又は制 御カートリッジに対するシグナルを有することによって提供される。製造の費用 は、これらの技法により減じられ、そして個々の使用者に装置をカスタマイズ化 するためのひじょうに単純な技法をさらに供給する。

主要目的は分析カートリッジのために使用される位置と同じ、装置上の位置に挿 入できるカスタマイジングカートリッジを供給することであるが、装置の異なっ た位置に一時的に挿入されるカスタマイジングカートリッジを供給することもま た可能である。“一時的に”とは、カスタマイジングカートリッジが分析カート リッジでない場合、２回の分析の間の時間よりも長くないことを意味する。カス タマイジングカートリッジが分析カートリッジである場合、そのカートリッジは 、分析を実施するために必要とされる時間、装置に保持される。シグナル検出手 段と位置合してカスタマイジングカートリッジを保持するためには、別のカスタ マイジングカートリッジ位置の態様におけるカスタマイジングカートリッジは、 分析が行なわれる場合、装置に通常存在しない。たとえば、クレジットカード上 に通常見られるタイプの磁気ストリップは、ストリップが配置されたカードの磁 気ストリップリーダーにすばやく通すことによって装置をカスタマイズ化するた めに使用され得る。この操作は分析の間に行なわれる。他のタイプのシグナル、 たとえば上記で例示されたシグナルもまた使用され得る。

多くのタイプの個々のカー）　ＩＪッジが、本発明を例示するために記載される 。これらの典型的なタイプのカートリッジの相当の修飾が可能であることは、当 業者に明らかである。

本発明のすべての態様においては、分析カートリッジ自体、品質検査装置又は本 発明のために単独で調製された完全に別のカートリッジであり得る挿入できるカ スタマイジングカートリッジが、本発明の装置を自動的にカスタマイズ化するた めに使用される。このアプローチは、いくつかの利点を有する。製造業者は、典 型的には装置よりも高価でない種々のカスタマイズ化力　トリッジを在庫すべき である。技術者の訪問は、オプションを設定するために必要とされない。その設 定は使用者に対して透明であり；顧客は、いづれの複雑なインストラクションを 読み取る必要もなく又は一対のメニューを通して区分する必要もない。電池が機 能しない場合でさえ、その設定は、顧客がカスタマイズ化カートリッジを再挿入 する場合、再確立される。カスタマイズ化カートリッジが品質検査装置である場 合、カスタマイズ化は、顧客がその検査装置を作動するごとに再確立され、そし てカスタマイズ化へのその使用にかかわらず、品質制御測定として、しばしば作 動されるべきである。

従来技術においては、個々の光透過手段が、８対のエミッター／検出器とアメリ カ特許第４．７５６．８８４号に記載されるタイプの分析カートリッジ上の８ビ ツトの光学コードとの間で光を連結するために使用され、カートリッジ試薬の品 質及び正しいカートリッジタイプ（たとえば上記のＰｒｏｔ　ｉｍｅモニター） の変動が指摘される。本発明の教授によれば、モニターの１つの態様は、単一の 光源及びたとえば、その光源からカートリッジに光を連結するためのプリズム又 は光のバイブを用いて、いづれかのタイプの挿入できるカートリッジ上の１６ビ ツトの光学データを読取るために１６個の検出器を包含する。

１６ビツトの使用は、光学コードの誤った読取りによる誤りを妨げるために、誤 りの検出又は正しいコード、たとえばＨａｍｍ−ｉｎｇコードの使用を可能にす る。さらに、もう１つの態様においては、この光学コードは、カスタマイズ化特 徴を設定するために電子制御装置上に使用される。もう１つの態様においては、 装置により表示される言語をカスタマイズ化するために異なってコードされる６ 個の電子制御装置が存在する。

その電子制御装置の製造費用は、装置の１／１０以下であり、在庫の６個の異な った装置よりもむしろ、在庫の６個の異なった電子制御装置に対して費用をより 効果的にする。さらに、顧客が、フランス語及び英語の両方が公認言語であるカ ナダにおけるように、２種の異なった言語での指示メツセージを必要とする場合 、その顧客は、必要に応じ装置をカスタマイズ化するために２種の異なった電子 制御装置を単に指図すべきである。

本発明の他の態様においては、分析カートリッジ自体上のコードが、特定のサン プル分析の間、装置をカスタマイズ化し、そしてカー）　ＩＪッジ間の変動を指 摘するために使用される。

本発明の実施に使用され得る分析及び制御カートリッジのタイプは広く異なる。

特に好ましいカートリッジタイプは、本明細書の本発明の背景に引用された特許 及び特許出願に詳細に開示されており、そしてこれらは引用により本明細書中に 組込まれる。本発明に関連する種々のカートリッジのこれらの観点の他に、本発 明の実施に使用されるカートリッジ及び装置は、本発明に特に関連しないが、し かし本発明の態様に基づいて存在することができる多くの追加の好ましい観点を 提供するであろう。カー）　ＩＪッジ笈び装置に対する多くのこれらの変種は下 に記載される。

アメリカ特許！　４，７５６．８８４号に記載されるように、血液サンプルに関 しては、光、たとえば散乱体の測定は、毛管におけるように、血液の流れの速度 の変化を測定するために使用され得る。非凝集性の流動性血液は、広い帯域のノ イズである電気的なシグナルを提供し、その流れの速度が遅くなるにつれて血液 は凝集し始め、このノイズのスペクトルはますます低い周波数に崩壊する。プロ トロンビン時間アッセイを行なう場合、約１００Ｈｚでのカットオフを有する高 域フィルターが、プロトロンビンのエンドポイントを指摘するためにそのスペク トルが十分に崩壊した時を検出するために使用される。

活性化された部分トロンボプラスチン時間（ＡＰＴＴ）は、プロトロンビン時間 を決定するためにカートリッジに使用される経路の長さよりも長い細管の長さく １つの態様においては約３倍の長さ）を有するカートリッジを用いて決定される 。本発明の１つの態様においては、ＡＰＴＴカートリッジ中の細管経路の長さは 、約１８〜３１ｃｍの範囲内である。約４５Ｈｚでの帯域フィルターがＡＰＴＴ アッセイのエンドポイントを検出するために散乱された光の最良の分析を提供す ることは、発明者により実験的に決定された。１つの態様において、この４５Ｈ ｚの帯域フィルターは、約３５ｆｌｚの３ｄＢ帯域幅を有する。当業者により明 らかなように、１００Ｈｚの高域フィルター及び４５１（ｚの帯域フィルターは 、ハードウェア要素又はソフトウェア制御又は両者の組合せを用いて達成され得 る。

従来技術の技術によれば、固定された限界電圧が、プロトロンビン時間アッセイ に使用される高域フィルター又はＡＰＴＴアッセイのために使用される帯域フィ ルターからのアウトプットシグナルとの比較のために使用された。浮動限界電圧 （典型的には、アッセイが始まった後、すぐ、約０．５ポル１−一この値はサン プルからのシグナルレベルに依存してたぶん２又は３の要因具なるであろう）を 使用することもまた可能であり、これは、固定された限界電圧のクロッシングだ けでなく、また種々の限界電圧の明白且つ持続したクロッシングを検出するため に利用される。

第１図のグラフに示されるように、屈折点Ｅがエンドポイントに達するまで、か なり一定したシグナルを有する理想的な応答曲線Ａが示される。固定された限界 電圧Ｖ、を用いる場合、Ｅは、曲線Ａが限界電圧Ｖ、以下に減少するにつれて容 易に検出される。しかしながら、長期間を要するアッセイ、たとえばＡＰＴＴア ッセイに関しては、そのシグナルは、その流速がカートリッジの細管の経路の長 さの低下と共に遅くなるにつれて、徐々に先細になる（曲線Ｇにより示されるよ うに）。

固定された限界電圧の使用は、正しい点Ｆでよりもむしろ点Ｈでエンドポイント の誤った呼出しをもたらす。また、シグナルは、一時的な障害により引き起こさ れる、たとえば細管の流れが早められた後、細管の流れを一時的に遅くする部分 的な凝集により引き起される所望としないゆるみＣ又は変動Ｊを包含する。固定 された限界電圧Ｖ、の使用は、所望としないゆるみＣ又は変動Ｊにより誤った読 取りを引き起こす。

固定された限界電圧に関する問題は、限界電圧Ｖｔで出発し、そして続いて、シ グナルレベル（曲線Ｇ）での徐々の低下を追跡するために減じられる変動限界電 圧（曲線Ｄ）を用いることによって克服される。１つの態様において、アッセイ の開始でのシグナルは比較的低いが、しかしすぐに最大値に上昇し、そして次に 第１図に示されるように時間と共に先細になる。もう１つの態様においては、誤 ったトリガーが、シグナルと限界電圧とを比較する前、予定された時間、待つこ とによって回避される。さらに他の態様においては、浮動限界電圧がかなり低い 値に初期設定され、それによって、エンドポイントが、比較的に低いシグナルレ ベルにより、アッセイの始めで誤ってトリガーされないであろうことを確かめる 。次に、限界電圧はインプットシグナルレベルの追跡を行ない、そして従って第 １図に示されるようにアッセイの始めでかなり早く上昇する。浮動限界電圧の曲 線りは、十分な量、シグナル曲線Ｇ以下に存続するので、点にでの固定された限 界値Ｖ、以下にゆるむ所望としない変動Ｊは、エンドポイントの指示をトリガー しない。しかしながら、屈折点Ｉで生じる真のエンドポイントはシグナル曲線Ｇ におけるひじょうに有意な低下を引き起こすので、その真のエンドポイントは、 シグナル曲線Ｇが浮動限界電圧曲線り以下に低下する点Ｆで示される。

ゆるみＣによるエンドポイントの誤った指示は、シグナル曲線Ｇが最少の時間、 たとえば１０秒間、浮動限界電圧曲線り以下に下がるかどうかを決定する試験に より回避される。浮動限界電圧のレベルを調節するためにソフトウェアを用いる １つの態様がこれまで記載されているが、その浮動限界電圧はまた、ハードウェ ア要素を用いる類似する態様で調節され得る。

これまで記載したように、エンドポイントの検出は、試験される血液の細管の流 れが所望のように、凝集により止まる場合に決定される。正しいエンドポイント に達した、すなわち流体の流れが凝集により止まったことを決定するためには、 サンプル溜めに適切な流体血液が存続し、すなわち流体の流れがサンプル溜めに おける血液の消耗により止まらないことが決定されるべきである。適切な血液が サンプル溜めに存続するかどうかを決定するためには、サンプルウェルに光を供 給する他の光学源が利用され、そして対応する検出器がサンプルウェルから散乱 される光の量を測定するために使用される。

第２図は、時間に対するザンプルウエル検出器からのシグナルレベルを示すグラ フであり、サンプルウェルにおける血液の量の低下を示す。曲線りは、シグナル レベルが、サンプルウェルが空であり、すなわち不十分な血液が、細管の流れが 凝集により止まるまで細管の流れを可能にするために存在することを示すゼロ近 くの点に低下する理想的な曲線を示す。

従来技術においては、プロトロンビンアッセイを行なう場合、そのアッセイは、 細管の流れが止まるまで行なわれ、そして次に、流れがサンプルの欠乏よりもむ しろ凝集により止まったことを指摘するためにサンプルウェルに存続する十分な 血液が存在するかどうかについての決定が行なわれた。このアッセイは約１０〜 ６０秒で完結するので、サンプルの乾燥により引き起こされる問題は存在しない 。

しかしながら、長いアッセイ、たとえばＡＰＴＴアッセイに関しては、細管の流 れが止まる時間でサンプルウェルに存続する血液の誤った指示を提供し、それに よって真のエンドポイントに達した誤った指示を与える乾燥サンプルウェルにお ける血液に関する可能性ある間層が存在する。曲線Ｍは、時間と共に乾燥された 血液から得られる所望しないシグナル曲線を示し、そしてサンプルウェルに存続 する血液と混合される高められたシグナルを提供する。

従って、シグナル曲線りは、サンプルのウェルがアッセイを完結するのに十分な 血液を含まないかどうかを検出するために、細管の流れが止まる場合、単に質問 されるよりもむしろ定期的にモニターされ得る。本発明の１つの態様において、 約２６０秒を要するＡＰＴＴアッセイに関しては、サンプルウェルにおける血液 の存在は、約２秒の間隔で曲線りをモニターすることによって定期的に検出され る。サンプルウェルのこれらの質問のいづれか１つで、そのサンプルウェルが血 液を使い果たしたことが決定される場合、その試験は失敗である。

所望により、次に使用者は、サンプルウェルにおける血液の欠乏よりもむしろ、 凝集により真のエンドポイントに達するのに十分な血液により有望に行なわれる 新規試験を行なう。

第３図は、“細管流装置及び読取り装置（Ｃａｐｉｌｌａｒｙ　Ｆ４ｏｗＤｅｖ ｉｃｅ　ａｎｄ　Ｒｅａｄｉｎｇ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ）″の標題のしｉｎｇ ａｎｅなど。

の発明に基づいて、１９８９年４月２０日に出願され、そして事件整理番号ＢＩ ＯＴ−２３を有する゛γメリカ特許係属出願第号のアペンディックス１のソフト ウェア−コードにさらに記載される１つの態様の操作を示す流れ図である。第３ 図のフローチャートに関する注意は次の通りである：１、　マルチフライアーは 、４０秒後０．０６２５から０．０１５６に変化し、そして可変性５ＡＨ−２− ３ＥＣは２秒ごとに１度、割り込みサービスルーチンでＶ−ＳＡＭＰからコピー される。

２、　ファームウェアは、浮動限界値の最少値を１００ｍＶに設定する。

３、　ファームウェアは、終端測定の前、■−サンプルが１０秒間、浮動限界値 以下であることを必要とする。

従来技術システムにおいては、アッセイの間、強さ及び振幅において調節できな い周囲光とサンプルウェルから放される光（装置の外部に存在する）とを区別す るために、調節された光が使用された。アメリカ特許第４．７５６．８８４号に 記載されるように、オシレーター回路が、この調節を包含する検出された光が電 気的に周囲光から分離され得るように放された光を調節するために使用される。

１つの態様によれば、そのようなオシレーターの必要性は排除され、そして放さ れた光は調節されないが、しかしむしろ、約４００μ秒のパルス幅及び２秒ごと に約１回のパルスのパルス繰返し率でもってパルスされる。パルスは比較的早い 上昇及び降下時間（典型的には７μ秒）を包含するので、そのパルスは、５０又 は６０１（ｚ）ＦＪ波数及び調波を典型的には包含する周囲光に含まれる周波数 以外の周波数に富む。この態様の１つの変法においては、受入れ回路が、たとえ 放された光が８　ＫＨｚで調節されず、むしろ一連のパルスから構成されても、 前記アメリカ特許第４、７５６．８８４号に記載されるよう１ご、約８　ＫＨｚ の受入れられた光を検出するように調節される。他方、調節された振幅、周波数 又は相である光が使用される。

１つの態様において、光学的コードを読取る際に誤差を引き起こすかも知れない 過剰の周囲光が存在するかどうかを決定するための試験が行なわれる。これは、 スイッチを切られたエミッターによる光を測定し、そして周囲光のレベルを決定 することによって達成される。周囲光のレベルが過剰である場合、誤ったメツセ ージが表示される。

１つの態様においては、従来技術において行なわれるように、カートリッジ温度 を維持する試みにおいて比較的大きなプラテンの加熱に依存するよりもむしろ、 熱モデルが、カートリッジ及び従ってその中に含まれるサンプル及び試薬の温度 をより正確に調節するために使用される。１つの態様によれば、熱モデルは、第 ４図のフローチャートに示されるよう図に示されるように、ＲＴＩ及びＲＴ２は 、アナログ・ディジタル変換器計数を表わす数であり、そして個々のアナログ・ ディジタル変換器計数は２０ｍＶを表わす。第４図に示されるように、Ｗ−Ａ、 −Ｔは加重平均温度であり、そしてＣ−Ｃ−Ｔは計算されたカートリッジ温度で ある。この熱モデルを使用すれば、カートリッジ内の温度は、周囲温度（好まし くは、測定装置の内部温度であるが、しかし装置の外部の周囲温度も使用され得 る）及びヒータープレートチャネル温度及び時間の経過に基づいて計算される。

このモデルは連続的に、最近のものにされ、そしてそのモデルの結果は、加熱要 素が約３５．３±０．５℃にカートリッジ温度を維持するためにスイッチを付け られたり又は消されたりされる予定であるかを決定するために使用される。１つ の態様においては、サーミスターが、カー１−　Ｕッジの温度を計算するために その熱モデルに使用される温度を測定するために使用される。温度を調節するた めにソフトウェアを使用する１つの態様が記載されているが、温度調節はまた、 ハードウェア要素を用いて類似する態様で行なわれ得る。

１つの態様の教授によれば、サンプル検出器の位置は、サンプルからのスペック スサイズがシグナルを最大にするために検出器のサイズにほぼ等しいように注意 して選択された距離（典型的には１０ｃｍ）で検出器を配置するために光学的透 過手段、たとえば鏡を用いる従来技術に直接対比して、サンプル自体に完全に隣 接せしめられる（典型的には約０．４ｃｍ）。

この態様によれば、スペックスサイズは、検出器のサイズよりも一層小さく、有 意に小さなシグナルレベルを提供する（１つの態様のシグナルレベルは、約２０ ０倍に減じられる）。

従って、この態様によれば、高い感度が電子回路により提供され、そして低いノ イズの光源が使用される。

本明細書に引用されたすべての出版物及び特許出願は、それぞれ個々の出版物又 は特許出願が特異的且つ個々に引用により導入されることを指摘されているかの ように、引用により本明細書に組込まれる。

前述の発明は明確に理解するために例示的且つ測的にいくらか詳細に記載されて いるけれども、請求の範囲内で修飾及び変更を行なうことができる。

ニーター調節アルゴリズム 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．モニターカスタマイジングシステムであって：装置の使用者にメッセージを 提供する分析装置、サンプルに存在する分析物又はサンプルの性質の存在を検出 するための前記装置における検出器手段、分析のためにサンプルを保持するため の手段を含んで成る分析カートリッジ、 前記検出器手段と位置合して前記分析カートリッジを保持するための前記分析装 置における位置合せ手段、及び多くのカスタマイジングカートリッジを含んで成 り、前記それぞれのカスタマイジングカートリッジは、前もって決定された種類 のものであり、そして前記位置合せ手段により装置に保持され得るカートリッジ を含んで成り、ここで個々の種類のカスタマイジングカートリッジは異なったシ グナルによりコードされ、そして前記分析装置は前記シグナルを検出するための 手段及び前記シグナルに応答して装置をカスタマイズするための手段を含んで成 り、ここで前記カスタマイズするための手段がカスタマイジングカートリッジの 種類により提供されるシグナルに応答して多くの予備決定された型の１つで前記 メッセージの供給をその装置に引き起こさせることを特徴とするシステム。 ２．前記シグナルが、前記メッセージが前記装置により表示される言語を調節す る請求の範囲第１項記載のシステム。 ３．前記メッセージが、前記使用者に対する指示メッセージ又は誤ったメッセー ジである請求の範囲第２項記載のシステム。 ４．シグナルが前記装置により表示されるメッセージで測定単位を調節する請求 の範囲第１項記載のシステム。 ５．前記測定単位が前記装置において行なわれる分析の結果で現われる請求の範 囲第１項記載のシステム。 ６．前記カスタマイジングカートリッジが前記分析カートリッジである請求の範 囲第１項記載のシステム。 ７．前記カスタマイジングカートリッジ入口部分及びベント部分を含んで成る細 管経路を含むハウジングを含んで成り、ここで少なくとも１つの細管経路が前記 経路を通して前記サンプルの通過のための運動力を供給する請求の範囲第６項記 載のシステム。 ８．前記カスタマイジングカートリッジが、サンプル適用部位、サンプル測定チ ャンバー、希釈剤及び混合チヤンバーを含むハウジングを含んで成る請求の範囲 第６項記載のシステム。 ９．前記カスタマイジングカートリッジが、前記サンプルを吸収することができ る固体支持体を含んで成る請求の範囲第６項記載のシステム。 １０．前記固体支持体が、前記検出器手段により検出され得る反応生成物を生成 するために前記サンプル中の分析物と相互作用することができる試薬を含む請求 の範囲第９項記載のシステム。 １１．前記カスタマイジングカートリッジが、前記装置の検出器手段の正しい操 作を決定するために前記装置と相互作用することができる調節カートリッジであ る請求の範囲第１項記載のシステム。 １２．前記カスタマイジングカートリッジが、前記分析カートリッジの内部チヤ ンバーを通しての粒子含有流体の流れを刺激することができる調節カートリッジ を含んで成る請求の範囲第１１項記載のシステム。 １３．前記カスタマイジングカートリッジが、前記カートリッジが前記位置合せ 手段に保持される場合、光源と前記分析装置における光検出器との間に介入せし めるために前記調節カートリッジに配置される液体結晶セル；及び 前記液体結晶に適用される電圧が調節される場合、前記光源と前記光検出器との 間の光の通過を交互に可能にし、そして阻止するために前記液体結晶セルに接近 して極性化フィルターを含んで成る請求の範囲第１２項記載のシステム。 １４．前記調節カートリッジが、電力供給及び前記液体結晶セルに適用される電 圧を調節できる制御回路をさらに含んで成る請求の範囲第１３項記載のシステム 。 １５．前記カスタマイジングカートリッジが前記カスタマイジング以外の前記装 置において機能しない請求の範囲第１項記載のシステム。 １６．前記シグナルが前記カスタマイジングカートリッジ上でのバーコードであ る請求の範囲第１項記載のシステム。 １７．前記シグナルが、透明又は不透明のいづれかである、前記カスタマイジン グカートリッジの透明部分上での多くの位置である請求の範囲第１項記載のシス テム。 １８．前記シグナルを検出するための前記手段が、前記位置を通して通過する光 を検出するために、一連の光源及び前記装置に配置される検出器を含んで成る請 求の範囲第１７項記載のシステム。 １９．前記シグナルが、前記カートリッジ上での磁気的にコードされたストリッ プである請求の範囲第１項記載のシステム。 ２０．前記シグナルが、前記カートリッジの表面からの１又は複数の突出物又は その表面におけるくぼみである請求の範囲第１項記載のシステム。 ２１．前記カスタマイズ化するための手段がコンピュータープログラムを含んで 成り、そして前記シグナルが前記コンピュータープログラムのためのインプット を提供する請求の範囲第１項記載のシステム。 ２２．前記カスタマイズ化するための手段が前記カスタマイジングカートリッジ により活性化されたスイッチを含んで成る請求の範囲第１項記載のシステム。 ２３．前記カスタマイズ化するための手段が前記使用者に前記メッセージを付与 するために眼に見える表示手段を含んで成る請求の範囲第１項記載のシステム。 ２４．前記カスタマイズ化するための手段が前記使用者に前記メッセージを付与 するために聞き取れる情報手段を含んで成る請求の範囲第１項記載のシステム。 ２５．装置の使用者にメッセージを提供する分析装置、サンプルに存在する分析 物又はサンプルの性質の存在を検出するための前記装置における検出器手段、分 析のためにサンプルを保持するための手段を含んで成る分析カートリッジ、前記 検出器手段と位置合して前記分析カートリッジを保持するための前記分析装置に おける位置合せ手段を含んで成る分析システムであって： 多くのカスタマイジングカートリッジ、ここで前記それぞれのカスタマイジング カートリッジは、前もって決定された種類のものであり、そして前記位置合せ手 段により装置に保持され得るカートリッジを含んで成り、ここで個々の種類のカ スタマイジングカートリッジは異なったシグナルによりコードされ、及び 前記シグナルを検出するための手段並びに前記シグナルに応答して装置をカスタ マイズするための手段（ここで前記両手段は前記装置に配置されている）を含ん で成り、ここで前記カスタマイズするための手段がカスタマイジングカートリッ ジの個々の種類により提供されるシグナルに応答して多くの予備決定された型の １つで前記メッセージの供給をその装置に引き起こさせることを特徴とするシス テム。 ２６．分析システムをカスタマイズするためのキットであって、前記分析システ ムが、装置の使用者にメッセージを提供する分析装置、サンプルに存在する分析 物又はサンプルの性質の存在を検出するための前記装置における検出器手段、分 析のためにサンプルを保持するための手段を含んで成る分析カートリッジ、前記 検出器手段と位置合して前記分析カートリッジを保持するための前記分析装置に おける位置合せ手段、前記位置合せ手段に挿入されるカートリッジからシグナル を検出するための手段及び前記シグナルに応答して前記装置をカスタマイズする ための手段（ここで前記カスタマイズするための手段が前記カートリッジにより 供給されるシグナルに応答して多くの予備決定された型の１つでメッセージの供 給を前記装置に引き起こさせる）、並びに多くのカスタマイジングカートリッジ を含んで成り、ここで前記それぞれのカスタマイジングカートリッジは、前もっ て決定された種類のものであり、そして前記位置合せ手段により装置に保持され 得るカートリッジを含んで成り、ここで個々の種類のカスタマイジングカートリ ッジは異なったシグナルによりコードされていることを特徴とするキット。 ２７．個々の使用者により使用されるための分析装置をカスタマイズ化するため の方法であって： 分析装置のカスタマイジングカートリッジ位置合せ手段中にカスタマイジングカ ートリッジを一時的に挿入することを含んで成り、ここで前記カスタマイジング カートリッジが多くのカスタマイジングカートリッジの１つであり、前記それぞ れのカスタマイジングカートリッジは前もって決定された種類のものであり、こ こで個々の種類のカスタマイジングカートリッジは異なったシグナルによりコー ドされており、そして前記分析装置が： （１）検出器手段と位置合して分析カートリッジを保持するための前記分析装置 における分析カートリッジ位置合せ手段、ここで前記分析カートリッジが分析の ためにサンプルを保持するための手段を含んで成り、 （２）サンプルが前記分析カートリッジ位置合せ手段に保持される分析カートリ ッジに存在する場合、サンプルに存在する分析物又はサンプルの性質の存在を検 出するための前記装置における検出手段、 （３）前記シグナルを検出するための手段、（４）前記シグナルに応答して前記 装置をカスタマイズ化するための手段（前記カスタマイズ化するための手段は、 前記種類のカスタマイジングカートリッジにより供給されるシグナルに応答して 多くの予備決定された型の１つで前記使用者へのメッセージの供給を前記装置に 引き起こさせる）を含んで成ることを特徴とする方法。 ２８．前記カスタマイジングカートリッジ位置合せ手段及び前記分析カートリッ ジ位置合せ手段が別々の位置合せ手段を含んで成り、そして前記分析カートリッ ジ位置合せ手段が前記カスタマイジングカートリッジを保持することができない 請求の範囲第２７項記載の方法。 ２９．前記カスタマイジングカートリッジのシグナルが、コードされた磁気スト リップを含んで成り、そして前記シグナルを検出するための手段が磁気ストリッ プ読取り器を含んで成る請求の範囲第２８項記載の方法。 ３０．前記カスタマイジングカートリッジ位置合せ手段及び前記分析カートリッ ジ位置合せ手段が、前記カスタマイジングカートリッジ及び前記分析カートリッ ジの両者を保持することができる単一の位置合せ手段である請求の範囲第２７項 記載の方法。 ３１．モニターカスタマイジングカートリッジであって、前記カスタマイジング カートリッジが多くのカスタマイジングカートリッジの１つであり、前記個々の カスタマイジングカートリッジが予備決定された種類のものであり、前記個々の カスタマイジングカートリッジが異なったシグナルによりコードされ、前記カス タマイジングカートリッジが分析装置の位置合せ手段中に挿入できるように形状 化され、そして前記分析装置が： （１）サンプルに存在する分析物又はサンプルの性質の存在を検出するための検 出器手段、 （２）前記検出器手段と位置合して分析カートリッジに保持するための位置合せ 手段（ここで前記分析カートリッジが分析ためにサンプルを保持するための手段 を含んで成り）、（３）前記シグナルを検出するための手段、（４）前記シグナ ルに応答して前記装置をカスタマイズ化するための手段（前記カスタマイズ化す るための手段は、前記種類のカスタマイジングカートリッジにより供給されるシ グナルに応答して多くの予備決定された型の１つで前記使用者へのメッセージの 供給を前記装置に引き起こさせる）を含んで成ることを特徴とするカートリッジ 。