JPH07508892A

JPH07508892A - ヒト組織中の細菌を培養し検出する装置のための改良された光学的検出システム

Info

Publication number: JPH07508892A
Application number: JP6525745A
Authority: JP
Inventors: ウィリアムス，グレゴリー; ブラウン，ゲリー; ダニエル，クレイグ; オルソン，キャロライン; ガードナー，ウィリアム; エンスコー，グレン; ジャラード，エリザベス
Original assignee: マイクロスキャン、インコーポレイテッド
Priority date: 1993-05-14
Filing date: 1994-05-13
Publication date: 1995-10-05
Also published as: AU7018294A; WO1994026874A3; WO1994026874A2; CA2138254A1; EP0651786A1

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】ヒト組織中の細菌を培養し検出する装置のための改良された光学的検出システム本出願は、１９９２年５月２２日に提出された、係属している出願番号０７／８８７．６２７の一部継続出願であり、そしてまた、１９９１年１月４日に提出された、やはり係属している出願番号０７／６３８，４８１　（これはまた１９９０年１１月５日に提出された今や米国特許第５．１７３．４３４号である出願番号０７／６０９．２７８の一部係属出願である。）の一部係属出願である。これらの先行出願の全てを参照によりここに導入し本出願の一部とする。

発明の分野本発明は、一般的には、ヒト組織中の細菌の存在を検出するための分析装置に関し、そして特に、ヒト血液標本中の生育力のある細菌を培養しそして検出するための自動化された装置において使用するための改良された光学的検出システムに向けられている。

発明の背景菌血症−血中における生育力のある一種又はより多くの細菌の長期間の存在−は、重大且つ生命を脅かす感染である。菌血症の最も普通の症状は、未知の原因による発熱である。従って、病院は、この症状を呈する患者が菌血症を存していないかどうかを判定するために、非常に多数の試験を日常的に行っている。現在、明確なな診断を行うことのできる唯一の方法は、いわゆる「血液培養」によって血中の細菌を単離することによるものである。菌血症は生命を脅かすものであるから、患者が正しい抗生物質で治療されることができるよう、陽性の標本は可能な限り迅速に検出されなければならない。

現在、陽性の血液培養物を検出するための数種類の方法がある。

慣用の人力による方法は、生育培地を含んだ瓶に血液標本を接種することを伴う。生育培地は、細菌の生育のための栄養素を提供するように処方されている。瓶は、細菌の生育の明白な兆候の有無につき毎日検査される。陽性と疑われる瓶からのサンプルは、同定を次いて行うことのできる単離された細菌コロニーを得るために、更に培養される。この方法は、毎日の検査及び疑わしい瓶の再培養を必要とすることから、非常に労働集約的且つコスト高である。

慣用の人力による方法を改善するために、種々の試みがなされてきた。例えば、固形培地を収容した追加の付属品を備えた培養瓶が作られてきた。使用者は、瓶を毎日倒置させ、それによって固形培地に接種し、単離された細菌コロニーの生育を可能にし、ついでそれを同定することができる。別の改良された方法は、瓶のヘッドスペース中におけるガスの蓄積を検出する「生育インジケーター」を使用する。第３の方法は、遠心によって標本中の微生物を濃縮し、次いでこの濃縮された細菌を固形培地上で培養することである。そのような改良にもかかわらず、これらの方法は、依然として非常に労働集約的であるという欠点を有している。

血液標本を培養する方法を自動化する試みもまた行われて門だ。

大半の自動化された方法は、炭素源（例えばブドウ糖のような）を含有する培地中で培養された細菌が通常の生育及び代謝の一部としてその炭素源を分解してＣＯｘを形成するという事実に基づいている。自動化における初期の努力は、放射性同位元素で標識された培地を含有する培養瓶を使用した。血液標本は瓶内に接種される。細菌は、もしも標本中に存在するなら、培地中の炭素含有化合物を代謝し、老廃物の一つとして放射性標識されたＣ　Ｏｘを与える。瓶のヘッドスペース中のガスは、針で瓶の上端のシールを破ってガスの一部分を取り除くことによってサンプルされる。放射性ＣＯ□は、次いで慣用の放射線測定法によって検出することができる。

そのようなシステムについて、非常に多くの欠点が報告されている。例えば、１９８５年ｌＯ月１６日に刊行されたＥＰＯ特許出願第８５３０２２６１．４は次のように述べている：　「ラジオアイソトープ標識された材料は高価であり、且つ、貯蔵、使用及び廃棄に際して特別の取扱を必要とする。更に、そのようなシステムの使用に際して出会う放射性のレベルは非常に低いものではあるが、将来使用者となり得べき者も、放射能に対する個人的恐怖感によって思い止まることとなるかも知れない。」更に、放射性測定法による検出システムが、他の方法に比べて正確でなく一層多くの偽の陽性読み取り値をもたらすと示唆している研究もある。

第２に、そのようなシステムは、「侵襲的」である。すなわち、それらは、試験用のガスを得るために瓶シールを破るための針を使用する必要がある。サンプルガスを瓶から実際に取り除かなければならないことから、そのガスを取扱いそしてそれを瓶に戻すためのかなり複雑な空気システムが必要である。更には、もしも針が適正に滅菌されていないと、針上の細菌によって標本が汚染されるおそれがあり、「偽の陽性」読み取りの潜在的可能性を高める。加えて、瓶のサンプルリングと読み取りが侵襲的に行われるため、「インキュベーション」ステーション（そこで瓶が細菌の生育のための適当な条件に維持されている）から、「読み取り」ステーション（そこでヘッドスペースのガスがサンプルされ読み取られる）へと瓶を機械的に運ばなければならないことから、自動化された装置は一般に機械的に一層複雑である。最も重要なことに、定期的試験のために針を取り扱わねばならないことは、労働集約的であり、また、培養瓶が血液を含有していることから針刺し等による病気の伝染の危険を高める。

ＥＰＯ出願第８３１０８４６８．６　（１９８３年８月２７日刊行）は、侵襲的方法に対する非侵襲的サンプリングの相対的利点を要約している。すなわち［バイアル隔壁の針やプローブによる刺通によって引き起こされる汚染の可能性がないこと、針を担持するヘッドアセンブリーその他の侵襲的サンプリング装置を用意する必要がないという点において、自動化された装置の設計が簡単になること、流し出されたヘッドスペースのガスを無菌の培養ガスで置き換える必要が除去されること、特別の培養ガスの使用が必要でないこと、バイアルの位置決めのみを伴うに過ぎないことから、より迅速なバイアルサンプリングが可能であること、垂直のヘッド移動が不要であること、いかなる放射性標識された基質も含まないため、培養培地原料のコストが低減されること、及び全ての放射性同位元素が除去されており、そのことは、低レベルのラジオアイソトープの出荷、取扱及び貯蔵の問題を除去すること。　」（ＥＰＯ特許出願第８３１０８４６８．５、第８−９頁を参照のこと。）自動化された装置を改良するための初期の試みは、検出システムの改良に焦点を当てていた。こうして、ＥＰＯ出願８５３０２２６１．４は、ラジオアイソトープ標識が、赤外線分光測定法によるヘッドスペースのガス中の非放射性ＣＯ７の直接検出によって置き換えられているものであるシステムを記述している。これは放射性測定法的検出に関連した問題を軽減したが、侵襲的サンプリングの欠点は残っている。加えて、赤外分光測定法の使用は、培養瓶が特別の材料で作られるべきことを要求する。

ＥＰＯ出願第８３１０８４６８．８は、培養瓶を直接通して（すなわち非侵襲的に）赤外読み取りを行うことによりヘッドスペースのガス中のＣＯ□レベルを検出するシステムを開示している。しかしながら、開示されている該装置は、単一の光源及び検出器をそなえているだけである。これは、今度は、読み取りのために培養瓶が検出器を通過して周期的に循環されることを必要とし、こうして装置の機械的複雑さを増し、装置が迅速に処理することのできるサンプルの数を制限する。最後に、読み取らねばならない多数の瓶に対してその赤外分光測定器を較正する際に問題が生し得る。

より最近では、非侵襲的サンプリングシステムを備えた改良された装置か開発されてきている。これらのシステムにおいては、培養瓶は、装置内の同し位置においてインキュベートされ且つ読み取られる。ボトルは各々、インキュベーション・チャンバー内部のラックに保持されている。ボトルは、約３５°Ｃにてインキュベートされながら、周期的に揺り動かされる（Ｃｏ、の拡散を高めそれによって検出時間を短縮するために）。

１９８９年９月２０日に刊行されたＥＰＯ特許出願第８９２００５５４．７号は、そのような装置において使用される検出システムを記述している。

比色法センサー（ｐＨインジケーター）が、各瓶の底の内面に接着されている。

該センサーは、培地中のＣＯ２レベルが増大すると緑色から黄色になる。個々の光学的ユニットが各瓶に備えられている。これらの光学的ユニットは、センサーを照らすための発光ダイオード（ＬＥＤ）　、光検出器、及び関連したエレクトロニクス及び信号調整装置を含む。該装置は、特定波長におけるセンサーの透過性の変化をモニターするために、反射光を用いて周期的に各センサーを「読む」。細菌の生育に合致するＣＯ，レベルが達成されたとき、装置は、陽性血液培養について使用者に警告を発する。

これらの改善されたシステムは慣用の血液培養装置の幾つかの問題点を軽減したが、数種の欠点が依然残っている。第１に、これらの装置は、囲い込まれた、「オーブン様の」インキュベーション・チャンバーを備えていた。これは、今度は、病院の試験室で典型的に処理されている数の培養瓶を収容するためには、装置がかなり大きい（特に高さカリものであることを必要とする。これは多（の試験室において著しい不利益である。床とベンチスペースは、典型的には貴重なものだからである。この配列はまた、使用者の観点からも望ましくない。装置が試験室のベンチ上に設置されているときには最上部の瓶に手が届かなくなる場合もあり得るからである。

第２に、検出システムがセンサーの光透過性の変化に基づいていることから、センサーを照らす光がセンサーから反射する光と同波長である。これは、センサーの変化を示すものでない光（例えば、ガラス又はプラスチック製の培養瓶の底、並びに他の反射性表面から反射された光）が検出器に到達することを可能にする。センサーから反射された光とそのような望まない［ノイズＪとを検出システムが識別しないため、検出のダイナミックレンジが一般に一層限定される。加えて、照らしている光源を検出器から物理的に分離することが非常に重要となり、それは光学系の構成について設計上の更なる束縛を与える。

従って、血液標本を正しい条件でインキュベートできるがしかしコンパクトな設計を有し、それによってそれが占有する試験室の床スペースを減少し且つ試験室の医療技術者による使用を一層便利にするものである、自動化された血液培養装置に対する需要が存在する。更に、非侵襲的サンプリング及び非放射性測定的な検出法を使用するがしかし単色光の透過性の変化の測定に基づくものでない、高度に正確で高感度の検出システムを有する装置に対する需要が存在する。

１９９２年５月２２日に提出された、同時係属している出願番号０７／８８７．６２７には、改良された血液培養装置（それはこれらの必要性を満たす。）が開示されている。この装置は、血液培養瓶の底壁の内側に配置されたセンサーを光学的に検査するよう設計された独特の光学システムを含む。同時係属している出願番号０７／８８７．６２７に述べられているように、該発明の実際においては、１９９１年１月４日に提出された同時係属の出願番号０７／６３８．４８１及び１９９０年１１月５日に提出された出願番号０７／６０９．２７８　（今や米国特許第５．１７３．４３４号）（これらの双方は、”Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｏ１ｏｒ　Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ　ｂｙ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ａ　Ｃｈａｎｇｅ　ｉｎ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ”と題されており、本出願の譲受人に諌受されており、参照によりここに導入する。）に従って作られるセンサーを利用するのが好ましい。

特に、同時係属出願である出願番号０７／６０９．２７８の教示に従って作られたセンサーを使用することが好ましい。その出願に開示されているように、該センサーは好ましくは、発色団層と発蛍光団層とを含む。該発色団層は、好ましくは、シリコンのようなガス透過性で水素イオン非透過性のマトリックス内にカプセル化されたｐＨ感受性の発色団よりなる。該発色団層の上（該培養瓶が正立配置にあるとき）に、発蛍光団層が配置されている。該発蛍光団層は、好ましくは、アクリル系ポリマーのような水及びガス非透過性のポリマー内にカプセル化された蛍光性色素よりなる。培養瓶が血液培養装置内に置かれると、該発色団層が該発蛍光団層と該装置内に収容された光学ユニットとの間に位置し、すなわち挟まれる。該光学ユニットは、該培養瓶内に最近の生育が起こっているか否かを判定するために、該蛍光性の層から放射する蛍光信号を定期的に検査するように設計されている。

この仕方で設計された装置は上述の慣用のシステムに伴う多くの欠点を克服するが、更なる欠点を生じている。最も重要な問題は、市販のグレードの培養瓶を、自動化された血液培養装置において典型的に使用される特製の瓶の代わりに用いようとするときに起こる。そのような特製の瓶は、比較的平らなガラス片を合わせて溶接することによって作られており、瓶に、そして特に、センサーが取り付けられる瓶の底壁に、均一で一定の光学特性を与える。光学的観点からはそのような特製の瓶が望ましいが、それらは一般に市販のレードの瓶より高価である。

より重要なことに、それらが製造される方法のために、それらは幾分壊れ易い傾向がある。培養瓶はヒト組織サンプルを含み瓶の破損は感染されたサンプルからの疾病の伝染を潜在的にもたらし得るから、当然、壊れ易いことはこの関係において一般に望ましくない。

これらの理由から、より慣用の血液培養瓶の代わりに、より高価でなくより丈夫な市販のグレードの瓶を使用するのが望ましいと感じられていた。残念なことに、多くの市販の瓶が作られている方法のため、瓶の底壁は実質的に平らではない。その代わりに、この底壁は、外側において一般に凹状であり内側において一般に凸状であって、内側瓶壁面に凸状の持ち上がった領域すなわち「マウンド」をつくり出している。特に、センサーが今や光学的検出ユニットからずっと遠くに位置し且つ彎曲したガラスが異なった特性を持っていたことから、一つの結果は、感度の相当な低下であった。２つの理由から、これはシステムのノイズを減少させることを極めて重大なこととした。第１に、感度が損なわれないように許容できる信号／ノイズ比を維持することが必要であった。第２に、増大したノイズは、標本瓶が真に「陽性Ｊであるか否かを判定するための比較的単純なアルゴリズムを構成することを困難にした。すなわち、ノイズは、これらのアルゴリズムを不当に複雑化させてしまう。

これらの問題を解決する試みにおいて、数種の潜在的可能性のあるノイズ源か同定された。第１のノイズ源は、外部環境から入射して装置及び瓶の内部の種々の光学的表面から反射する光であると考えられた。このノイズ成分は、細菌の生育の初期の段階においては特に大きいように思われる。追加のノイズ成分にも直面した。いわゆる「溶血性」微生物−血球を破壊する微生物−が瓶内で培養されると、当初の細菌生育が検出された後に蛍光放射の一時的減少が観察された。この現象は溶血性微生物の場合においてのみ観察されたため、このノイズ成分の源は、サンプル自体と相互作用する反射光であるように思われた。（その結果、この現象は本発明者によって［血液ブリップｊと呼ばれた。）このノイズ成分は、細菌の生育の検出のための極めて重要な時期に起こることから、特に問題が大きかった。

上述の感度問題を解決することに加えて、組織サンプル及び培養のための自動化された装置において直面する更なる欠点を克服することが望ましいと思われた。

非常に多数の慣用の装置においては、装置内に瓶が置かれたとき、使用者は、システムに瓶が特定の位置に入れられたことを警告するために、システムコンピュータに情報を入力しなければならない。多数の試験が実施される試験室においては、試験室の技術者が（ａ）どこに瓶が置かれたかについての別個のリストを維持し次いでその情報をすぐにコンピュータに入力するか、又は（ｂ）情報の入力と装置内への瓶の配置とを交互に行わなければならないことから、このデータ登録は厄介である。いずれの場合においても、その過程はしばしば時間浪費的であり且つ労働集約的であり、そして操作ミスの増加の可能性を秘めている。

これらの更なる欠点に鑑み、より丈夫なそしてより費用のかからない市販のグレードの血液培養瓶と共に使用することのできる改良された光学的検出システムについての需要が存在する。高度に正確且つ高感度であり、望ましくない光学的ノイズを減少する光学システムに対する更なる需要がある。最後に、システムコンピュータにそのデータを手動で入力する必要がないよう、いつ瓶が装置内に入れられたかを自動的に検出することのできる光学的システムに対する需要がある。

発明の要約従って、本発明の一目的は、ヒト組織（特に血液）中の細菌を培養し検出するための、望ましくない光学的ノイズを実質的に減少させそれによって改善された感度を有するものである、自動化された装置において使用するための改良された光学的検出システムを提供することである。

本発明の更なる一目的は、比較的安価な、そして、より丈夫でより高価でない市販グレードの血液培養瓶と共に使用することのできる、改良された光学的検出システムを提供することである。

本発明の更なる一目的は、血液培養装置内にいつ瓶が置かれたかを自動的に検出する能力を有しそれによって試験室技術者にとって機器の使用を簡単にする、改良された光学的検出システムを提供することである。

これらの及び他の目的は、標本含有容器内のヒト組織中の微生物の存在を検出するための、１つ又はより多（の標本含有容器を保持するための手段と光放射手段とを含む装置を提供することによって、達成される。該光放射手段は、該容器保持手段内に保持された標本含有容器の内壁面上に配置されたセンサーに、放射された光が当たることを許容するよう構成されている。センサーからの光エネルギーを検出可能な信号に変換するための光検出手段がまた備えられている。最後に、光学的に検査されるべきセンサーの、ある選ばれた部分以外の全てを実質的に覆うための光遮蔽手段が備えられている。この光遮蔽手段は、センサーからの光景外の光が光検出手段に到達するのを実質的に阻止するように設計されている。

本発明の別の面においては、組織中の微生物の存在の検出に際して使用するための制御回路もまた開示されている。該制御回路は、光学的検出システムの感度を高めそして、装置内の瓶受入れ開口内に瓶が入れられているか否かを該システムが容易且つ迅速に自動的に判定することを可能にする。該制御回路は、電力供給手段と：該電力供給手段から電力を受け取ってそれに応答して光放射を生み出す光放射手段と：眩光放射手段へ時間変動信号を提供しこれに該時間変動信号の複製をさせるための変調手段と：眩光放射によって生み出された発蛍光団の応答に対して応答性であって且つ電気的な応答信号を生み出す光応答手段と；復調させた応答信号を与えるために、該時間変動信号の値に依存して第１のレベルと、これと異なった第２のレベルの増幅とを該電気的な応答信号に選択的に適用するように該時間変動信号に同期させた復調器手段と：該復調された応答信号を受信してこの信号を時間平均して出力である電圧信号を与えるための積分器手段と：を含んでおり、それによって該復調器が、該時間変動信号と同期し且つ位相が揃っている該応答信号に増幅を適用して該積分器に該電気的応答信号の一部分を選択的に伝達し、そしてその伝達された信号部分は該時間変動信号に特徴的である本発明の上記の特徴及び利点は、添付の図面と組み合わせて以下の詳細な記述を考察することによって一層容易に理解されよう。

図面の簡単な記述図１は、本発明に従って作った自動化された血液培養装置の透視図であり、図２は、該装置の側面図であって、開いた配置における標本保持引出しの一つを示しており、図３は、該標本保持引出し内の空気の加熱及び循環のためのシステムを見せるために標本保持アセンブリーの各部が除去されている状態の、幾分概念的な形式の図２と同様の図であり、図４は、最も低い動揺配置にある標本収容ラックを示す、本発明の一興体例において使用される標本動揺アセンブリーの側面図であり、図５は、最も高い動揺配置にある標本収容ラックを示す、図４と類似の図であり、図６は、図１の線６−６に沿って取った標本収容引出しの一つの上面図であり、図７は、個別の標本ホルダーの一つの正面図であり、図８は、図７の線７−７に沿って取った断面図であり、図９は、瓶保持ラック内に培養瓶を保持するための代わりの瓶把持配列の側面図であり、図１０は、閉鎖配置と開放配置との間で標本保持引出しを移動させるためのアセンブリーの透視図であり、図１１は、標本収容ラックを揺り動かすためのアセンブリーの透視図であり、図１２は、幾つかの動揺サイクルの間の標本収容ラックの相対的配置をグラフの形で示すトウエルチャートであり、図１３は、励起光並びに蛍光センサーによって放射される光の光学的性質を概念的に示す、波長の関数としての強度のグラフであり、そして図１４は、標本収容ラックを動揺させるのに使用し得る代わりのアセンブリーの側面図であり、図１５Ａは、患者の組織標本中の微生物の生育を検出するために使用される改良された光学システム及びセンサーを示す、図８のそれと類似の図である。

図１５Ｂは、該システムの感度を改善するために使用できるスペーシャル・フィルターを示す、該改良された光学システムの分解した透視図である。

図１６は、本発明の実施において使用することのできる制御回路の概要図である。

図１７は、図１６に描かれている制御回路の種々の出力についての、時間の関数としての電圧のグラフである。

詳細な記述図１及び２は、本発明に従って作られた装置ｌＯの一般的配列を示す。この明細書は、本発明の好ましい形態を記述し、それにおいて、装置は、ヒト組織、特にヒト血液中の細菌を培養しそして検出するために使用される。しかしながら、該装置は血液中の微生物又は細菌を検出するために使用されるものとして記述されているとはいうものの、該装置が、尿、脳を髄液、骨液その他のいかなる組織中ての微生物生育をも検出するために使用できるものであることは、理解されよう。

図１は、本発明の装置を一般的に示す。装ｆｌｌｏは、使用者からの入力に応じて一定の標本取扱いプロトコールに従うよう予めプログラムされたマイクロコンピュータ１４の制御下にある、標本取扱いモジュール１２を含む。そのようなプロトコールを実施させるためにマイクロコンピュータをプログラムするために使用できる一般的タイブのソフトウェアコマンドと処理ステップの詳細な記述は、ここに添付書として添付する。

示した具体例においては、各標本取扱いモジュール１２は、ハウジング３２及び二つのスライド式引出し１６．１８を含み、それらの各々は、複数のラック２０．２２．２４．２６．２８．３０を含み、それは標本含有容器又は瓶を処理のために保持する。図１において、引出し１６は、開放配置において示されており、一方引出し１８は、閉鎖配置において示されている。

以下に一層詳細に示すように、スライド式引出し１６．１８の各々には、引出しを細菌生育に適した温度に加温し、その温度に実質的に維持するよう設計された加熱システム（図３を参照）が備えられている。引出し１６．１８の各々にはまた、瓶を周期的に動揺させるための機械的動揺システム（図４及び５を参照）が備えられている。そのような動揺は、瓶内の細菌によって発生されたＣ０２を蛍光センサー（それは好ましくは、瓶内の底に固定されている）へと一層迅速に拡散させることによって、検出のための時間を短縮することが知られている。最後に、引出し１６．１８にはまた、培養瓶の各々にある蛍光センサーを光学的に検査することによってＣＯｘ産生をモニターするものである、複数の光学的ユニット（図７及び８を参照）を含む光学的検出システムも備えられている。各瓶の光学的読み取り値は、データリンク（示さず）を介してマイクロコンピュータ１４へと転送され、そこにおいてそれは後の検索及び使用のために記憶される。

図１及び図２に最もよく示されているように、好ましい具体例においては、血液培養装置モジュールは、処理の間血液標本含容器又は瓶を保持するための、ハウジング３２内にスライド可能に受けられている少なくとも一つの、そして好ましくは二つ又はより多くの、スライド式引出し１６．１８を含む。本発明に従って装置をこのような仕方で構成することによって、その装置は、大半の使用者に望ましい、コンパクトなサイズ及び小さい「足跡」を維持しつつ、病院の試験室での使用に十分な瓶保持容量を有する。これは、容易に利用できる状態にそして引出しを開けたとき試験室技術者の手が容易に届く範囲に瓶を依然保持する一方、瓶が処理段階の間のほとんどにおいて装置内に保持されることができることによる。本発明に従って作られた装置のコンパクトなサイズは、大半の状況、特に病院において、重要な利点の一つである。なぜなら、典型的な微生物学試験室内に収容されている非常に多くの機器及び装置のために、試験室のスペースは一般に限定されているからである。

図１を参照して、各引出しの正面は、その引出し内に保持されている標本に関する情報を表示するための、及び、その引出しに関して使用者が特定の機能を制御することを可能にするための、情報パネル／使用者インターフェースを含んでいる。（図１において、引出しＩ６のための情報パネルは、参照番号１７によって示されている。）例えばＬＥＤ又は液晶ディスプレイ装ｆｌ　（ＬＣＤ）によって情報パネル上に表示される情報は、引出し内の温度、「陽性」と読み取られた標本瓶の本数、追加の標本瓶のための利用できる配置の数を含む。使用者によって制御され得る機能には、引出しの開放及び閉鎖や、並びに、例えば引出し内の陽性の読み取りを知らせるよう設計された警報の不能化が含まれる。しかしながら、他のタイプの情報もパネル上に表示できること及びそして他のコマンドも同様に使用者インターフェースから所望により入力できることは理解されよう。

本発明のシステムは、好ましくは、多数の標本取扱いモジュールが単一のマイクロコンピュータとインターフェースするように設計される。この方法により、所望のように、システムの標本保持容量が実質的に増大する。モジュールはまた、好ましくは、システムが占有するスペース量を最小にするために、望むならば、互いに積み重ねられるように設計される。

再び図１を参照して、引出し１６は、スライド可能にハウジング３２内に受け入れられている。好ましい配列においては、一対の一体をなすスライド延長部３４ａ、３４ｂが、ネジ、ボルトその他によって、引出しの最上部に隣接した位置において引出し１６に固く固定されている。スライド延長部は、軌道３６ａ、３６ｂ内にスライド可能に受け入れられている。軌道３６ａ、３６ｂは、それら自身、ハウジング３２の内部に固く取り付けられた受け入れガイド（示さず）内に、スライド可能に受け入れられている。慣用のボール軸受はアセンブリー（示さず）は、スライド延長部３４ａ、３４ｂが軌道３６ａ、３６ｂ内を自由にスライドすること、及び、軌道３６ａ、３６ｂが受け入れガイド内を自由にスライドすることを許容する。スライド延長部３４ａ、３４ｂ、軌道３６ａ、３６ｂ及び受け入れガイドは、引出し１６がハウジング３２にスライドして出入りすることを許容するものである三部分ボール軸受はスライドの形で商業的に入手できる。Ｂａｒｎｅｓ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｍｐａｎｙ、　Ａｎａｈｅｉｍ、　Ｃａ１ｉｆｏｒｎｉａによって製作された　三部分ボール軸受はスライドモデルＮｏ、　ＥＳＢＢで成功した。好ましくは、該スライドは、引出し内において一般的である温度条件下に耐食性を維持しながら、引出し１６．１８を適切に支えるよう、電気メッキされた焼入れ鋼で作られている。

図１０は、引出し１６の底がスライド可能にハウジング内に取り付けられている仕方を示す。単一の三部分ボール軸受はスライドが、平らに横たえて配置されて（すなわち、図１に示した三部分スライドのスライド延長部３４ａ、３４ｂに関して時計方向に９０°回されて）、ハウジング内で片側から片側へと引出しが「ぐらつく」のを阻止している。スライド延長部（示さず）は、引出し１６の長さだけ実質的に延びる長手方向の窪み１５０内において引出し１６の下側に固く取り付けられている。この延長部は軌道１５２内に受け入れられており、この軌道は、今度は、引出しハウジングの内部に取り付けられた受け入れガイド１５４内に受け入れられている。

引出しの最上部を取り付けるに際して、ボール軸受はアセンブリーは、延長部が軌道１５２内を自由にスライドでき、そして軌道１５２が受け入れガイド＋５４内を自由にスライドできるようにするために使用されている。

図１及び１０は、三部分ボール軸受はスライドを用いて引出しをハウジング３２にスライド可能に取り付ける一つの方法を示すが、引出しは、例えば慣用のスライド、舌及び溝よりなる構成そめ他のようないかなる適当な手段を用いてハウジングにスライド可能に取り付けられてもよいものである、ということは理解されよう。

やはり図１０に示した好ましい−の配列において、第１の、閉鎖した配置ｔ（そこでは引出し及びその内容物は実質的にハウジング３２内に囲い込まれている）と、第２の、開放した配置（そこでは、引出し及びその内容物は実質的にハウジング３２の外側にある）との間で引出し１６を動力で動かすための手段も提供されている。引出しは、例えばマイクロコンピュータ１４から又は図１の情報ディスプレイ装置／使用者インターフェース１７がら入力される使用者のコマンドに応答して動かされる。図１０に示したように、モータ装置１５６に動力を供給する。ベルト伝動装置１５６は、今度は、ネジ山つき引出し突出部＋６０とかみ合うスクリュー駆動装置１５８を回転させる。引出し突出部１６０は、引出し１６の下側かどに隣接して固く取り付けられている。モーターＭが駆動すると、回転するスクリュー駆動装置が引出しを動力で、所望により双頭の矢印の方向にハウジングに出入りさせる。引出し１６が一旦その開放又は閉鎖配置に達すると、適当なフラッグが、モーターＭを停止させるようマイクロコンピュータに信号を送るために使用される。

本発明を実施するに際して、ハウジングに引出しを機械的に出入りさせるための他の手段、例えばベルト伝動装置、ギアアセンブリーその他を使用してもよいこともまた理解されよう。

今や図２を参照して、引出し１６はまた、複数の標本含有容器を保持するための手段をも含む。この容器保持手段は、処理に際して標本瓶を保持するよう適合させた複数のラック２ｏ、２２．２４．２６．２８．３０の形をとってよい。各ラックは、標本瓶を収容するよう寸法を与えられた複数の瓶受は入れ開口３８を有する。以下に一層詳細に記述するように、各瓶受は入れ開口３８の底には、瓶の内部の底に固定されたセンサーの光学的読み取りを行うための光学的ユニット４６がある。図２においては、瓶受は入れ開口は、一般的に円柱上の標本瓶を収容するよう円形として描かれているが、種々の形状（例えば、長方形、三角形、又は多角形）を有する開口もまた適当な状況においては使用できるものであることは理解されよう。加えて、引出し１６は各１０本の瓶を収容した６個のラックを備えて描かれているが、他の量がラック内に保持されてもよいということは理解されよう。実際、各モジュールの容量を最大にするためには、各引出しが可能な限り多くの瓶を収容することが好ましい。

引出しが閉鎖配置にあるときには、容器保持手段は、実質的にハウジング内に、すなわちそれに覆われていなければならない。容器が実質的にハウジング内に配置されそれによって装置が占有するスペース量が減少する限り、容器保持手段がハウジングに完全に囲い込まれている必要のないことは理解されよう。同様に、引出しが開放配置にあるとき、容器保持手段は、実質的にハウジングの外側に、すなわち装置のオペレーターによって容器が容易にアクセス又は除去できる配置に、なければならない。

図面に示されているように、ラックが一体のアセンブリーを形成するために一緒に固定されていても、又は引出し１６内に取り除き可能に取り付けることのできる個別のユニットとして製作されていてもよいことは理解されよう。ある状況においては、離れた場所で標本瓶を挿入でき次いでその後ラックを装置内へ再挿入できるよう、個々のラックが除去できることが望ましい。これが、ラックを取外し可能に取り付けることのできる枠を引出し内に備えることを含む、いかなる方法でも達成できる、ということは理解されよう。

各瓶保持ラックの面には、ＬＥＤ　（発光ダイオード）パネル１５が備えられており、これは発光ダイオード１９の配列を含み、それらのうち２個は各瓶受は入れ開口３８に関連付けられている。各開口に関連付けられたＬＥＤは、使用者に、その開口内に収容されている瓶についての光学的読み取りの状態に関する情報を提供する。

例えば、赤いＬＥＤは、瓶試験「陽性」を示し、一方縁のＬＥＤは今のところはまだ「陰性Ｊと試験されている瓶を示す。パネル１５は、瓶収容開口の全てのためのＬＥＤ配列並びにマイクロコンピュータの制御の下にＬＥＤヘオン／オフ情報と電力を伝達するための関連する回路とを含んだ、プリントされた回路板の形をとってもよい。パネル１５は、次いでＶｅｌｃｒｏ■ファスナー又は類似の手段によって、ラックに取り除き可能に取り付けられてよい。

図７は、瓶取保持ラックの一つの一部分を一層詳細に描く。各瓶受は入れ開口に隣接して、開口内において所定の実質的に一定の深さに繰り返し保持されるよう、取り除き可能に標本含有容器を把持するよう適合させた把持手段がある。この深さは、予め決定されており、光学的ユニットが標本含有容器に固定されたセンサーを、十分規定された再現性ある位置から検査することを許容し、それによって、容器が取り除かれ次いて再挿入されたときでも一層正確な光学的読み取りを保証するよう、実質的に一定である。把持手段は、開口の外周に隣接して配置された、一つ又はより多くの可撓性の腕を含んでなるものであってよい。把持手段は、一つ又はより多くの腕の形を取ることができる。図７において、把持手段は、ラック内の瓶を繰り返し配置し支持するために各円筒形の開口３８の外周の周りに配置された、３つの外方へ延びる指４０ａ、４０ｂ、４０ｃを含む。これらの指は、開口に隣接して上方へ突き出すよう、ラックの基部に固定されるか（図９に示した）又はそれと一体に形成されていてよい。本発明の−の形態においては、指４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、各ラックの基部と共に、アクリロニトリル− ブタジェン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂又はアセタール樹脂（例えば、Ｄｅｌｒｉｎ■Ｅ、　１．　ＤｕＰｏｎｔ　ｄｅ　Ｎｅｍｏｕｒｓ　＆　Ｃｏ、の登録商標）のような、適当な熱可塑性樹脂より一体成形されている。好ましくは、指４０ａ、４０ｂ、４０Ｃは、開口の外周の周りに約１２００の均一な間隔をあけて配されている。指４０ａ、４０ｂ、４０ｃの各々は、標本瓶の外表面のかみ合い領域とかみ合うよう形状の与えらた、後退した部分４１ａ、４１ｃ（指４０ｂの後退した部分は図７では見えない）を含む。各指のフランジのある末端４２ａ、４２ｂ、４２ｃは、開口３８内に挿入された培養瓶の肩とかみ合うよう設計されている。

好ましくは、指４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、培養瓶の直径より小さい開口を形成するように配置されている。その場合、指４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、瓶を受け入れるよう、そして瓶が開口内に一旦所定の深さまで挿入されたとき、フランジのある末端４２ａ１４２ｂ、４２ｃと協力して培養瓶の肩と［スナツプフィツトできる」機構的配列でかみ合うよう、外方へ撓み又は変形することもできなければならない。そのような配列は、幾つかの利点を有する。第１に、それは、正確且つ一貫した光学的読み取りを保証するために、瓶の底を（及び、その結果、瓶に固定されたセンサーを）確実に且つ再現性をもって光学的ユニット４６に対して正しく位置決めすることを助ける。第２に、そのような配列は、開口内に瓶が正しく納まっているとき好ましくは触知し得る及び／又は可聴のフィードバックを装置のオペレーターに与え、瓶を装填し位置決めするに際した誤差を減少させるのを助ける。そのような触知し得るフィードバックがない場合には、オペレーターは、瓶を開口内にいろいろな程度に挿入することがあり得、それは光学的読み取りにおける不正確さと一貫性のなさとをもたらすであろう。

瓶受は入れ開口内の瓶の把持ための代わりの一手段が、図９に示されており、図は瓶保持ラックのうちの一つの一部分を示す。この具体例においては、瓶把持手段は、バネステンレス鋼のような弾性金属より形成されたバネ５３を含む。再び、各瓶のために少なくとも三つの、そして好ましくは四つのバネ５３が備えられること、及びそれらが開口の周りに等しく間隔を開けられていることが好ましい。しかしながら、二つ又は一つのバネさえも使用できるということは理解されよう。バネ５３は、底板５７（それは、この具体例においては、アルミニウム又は他の適当な金属から作られている）に、リベット止め、溶接その他慣用的な手段により取り付けられている。底板５７は、瓶１２０の内部に固定されたセンサー（示さず）が光学的ユニット４６によって光学的に検査されることができるよう、そこに形成された複数の開口を有する。各バネ５３は、瓶１２０を把持するために一端に屈曲部５５を有する。屈曲部５５は、瓶１２０の湾入部又は滑り止め４７の形態をなす対応するがみ合い領域とかみ合うよう、形状が与えられている。バネは、可撓性であり、瓶１２０が瓶受は入れ開口に挿入されたとき、瓶１２０を受け入れるためにバネ５３が外方へ弾性的に変形するよう、弾性変形可能である。開口内において正しい深さに瓶が一旦完全に納まると、バネ５２は、実質的にその元来の位置に復帰して、瓶１２０の滑り止め４７とかみ合う。このことは、瓶がバネ５３と固い、機械的かみ合いへと「スナツプフィツト」したときに与えられる触知できる及び可聴のフィードバックによって、オペレーターに明らかである。

取り除き可能にラック内に瓶を保持する他の類似の方法、例えば瓶の滑り止めにかみ合うよう設計されたボール・スプリング・プランジャー、瓶を把持するよう瓶受は入れ開口内に配列された複数のバネ、変形可能なプラスチック又はゴムの０−リング、又はカム及び梃子把持配列等もまた使用できることは、当業者に理解されよう。同様に、瓶のかみ合い領域は、瓶の全外周を取り巻く連続的な滑り止め（図８に示したような）又はより局部的な領域のような、いかなる形状をもとることができる。この点、上述のように、このような配列の目的が（１）光学的読み取りにおける一層大きな正確さと予測性を保証することを助けるために、培養瓶の底を光学的ユニットに隣接した、そして実質的にこれに対して心合わせされた所定の配置に確実に保持すること、（２）瓶がラック内に一旦正しく納まったときオペレーターに何らかの形の触知できる及び／又は可聴のフィードバックを提供すること、及び（３）オペレーターがラック内に瓶を再現性ある且つ反復可能な仕方で配置することを助けること、であることを銘記することが重要である。

図９はまた、光学的ユニットと関係回路が瓶保持ラックの底板５７に取り付けられる仕方を示す。複数のＰＥＭファスナー５９が、底板５７にその長手方向にそって間隔を空けて固く固定される。各ＰＥＭファスナーは、その反対端に隣接して環状の基部５４及び複数のプロング５６を有している。複数の光学的ユニット４６−各瓶受は入れ開口に一つ−が、プリント回路板（ＰＣＢ）４１の長手方向に沿って取り付けられている。ＰＣＢ４１には、光学的ユニットに電力を提供するため、及び光学的読み取り値（これは、以下に一層詳細に説明されるように、光学的ユニットによって電圧に変換される）を記憶と後の使用のためにマイクロコンピュータへ転送するために、必要な回路が備えられている。ＰＣＢ４１はまた、その長手方向に沿って形成された複数の穴を有する。ＰＣＢ４１をその瓶保持ランクに取り付けるためには、ＰＣＢが環状の基部５４と係合するまでＰＥＭファスナー５９上のプロング５６がＰＣＢ４］上の穴に挿入される。プロング５６は、ＰＣＢ４１の穴を通過できるように内方へ変形し、次いでＰＣＢを環状の基部５４と係合して保持するよう元の配置にバネのように戻る。この方法により、ＰＣＢ４１は、瓶保持ラックに容易に取り付けられ、修理又は取替えのために容易に取り除くことができる。

図１及び２に最もよく見られるように、各引出しの内側には、好ましくは、７字型溝１６４（それは、引出し１６を横断して長手方向に延びる）内の中心に配置されたバーコードリーダー１６２が備えられている。溝＋６４は、瓶受は入れ開口３８の一つに挿入されようとしている標本瓶を収容できるように寸法が与えられている。

好ましくは、バーコードラベルは、標本の採取された患者を同定するため各標本瓶の側面に付されている。多くの病院が今日、患者の詳細な情報がその患者の特有のバーコードに関連づけられているものであるシステムを採用していることは理解されよう。そのバーコードを含むラベルは、次いてその患者に関する治療及び手順を追跡しそして同定するのに使用される。本発明の装置が、病院のバーコードシステムと、可能ならば、インターフェースできるものであることが意図されている。代わりに、バーコードラベルは、標本を追跡し、それらを特定の患者から来たものと同定するため、本発明の装置と共に使用するためのみに作り出すことができる。

使用者が標本瓶を引出しに挿入したいと思うとき、彼又は彼女はバーコードラベルを担持した標本瓶の領域を７字型溝１６４内に置き、そして患者情軸をスキャンしてマイクロコンピュータに入れるように、瓶をバーコードリーダー１６２を横切るように引く。システムは、患者情報がその瓶の光学的読み取り値と関連づけられることができるように、該瓶が引出しのどこに置かれているかを自動的に検出する。光学的読み取り値及び関連した患者情報は、後の検索及び使用のために記憶される。

図１及び２にやはり見られるように、引出しの内面には第２の使用者インターフェース／情報パネル−１６６が備えられている。この使用者インターフェースは、使用者が一定の追加の操作を行うことを可能にし、利用できる瓶受は入れ開口内へ新たな瓶を挿入するための指示のような、追加の情報を提供する。

本発明の別の重要な特徴は、スライド式引出し内に標本瓶が保持されている間、瓶の温度を制御し維持するためのシステムである。

多くの細菌の生育を促進するための最適温度は約３５乃至３７°Ｃ１より好ましくは、約３５℃であるから、多くの血液培養適用には、標本中のいかなる細菌もできるだけ迅速に増殖しそれにより陽性培養を検出するに要する時間を短縮させるよう、瓶をこの温度に又はその近くに維持することが重要である。従って、本発明は、（１）微生物の生育を促進するに適した高められた温度へと引出しの内部を加温し、そして（２）引出しが閉鎖配置にあるときには引出しの内部をその高められた温度に又はその近くに維持するための、スライド式引出しと操作上関連した手段を含む。好ましい一形態においては、そのような手段は、今や詳細に記述される強制的空気対流システムを含んでなる。

図３は、瓶保持ラックを取り除いた状態のスライド式引出し１６し１６内に垂直に配置された前方ダクト６ｏがある。前方ダクト６０は、実質的に中空であり側面６１において開いており、該側面は引出し１６の内部に面している。前方ダクト６ｏは、基部において底板６２に取り付けられており、底板は、引出し１６の内部底に隣接して前方ダクト６０に対してこれを横切る方向に配置されている。

引出し１６の内部後方端に隣接して、垂直に配置された後方ダク１−６４があり、これは引出し１６の内部に面した側面６３において開いており、やはり底板６２に取り付けられている。好ましくは、ダクトは、次いて曲げそして溶接されるが又は他の慣用の金属成形方法によって、押し抜きされた金属シートより形成されている。しかしながら、ダクトが、成形されたプラスチックのような他の材料より形成されてもよく且つ種々の形状及び構成に形成されてもよいことは理解されよう。

標本取扱いモジュール内において引出し１６か閉鎖配置にあるとき、垂直に延びている前方及び後方ダクト６２．６４の上側開口６３．６５は、次の仕方でモジュール内に配置されている上側ダクト６６の対応する開口と一致する。上側ダクト６６は、通常倒置されたＵ字型の通路を形成する。引出し１６が閉じられているとき、この逆Ｕ字型の通路は、引出し１６内に配置された前方及び後方ダクトの上側開口６３．６５と一致し、それにより空気はこの上側通路から前方及び後方ダクト６０．６２内へ循環することができる。

上側ダクト６６内に配置されて、送風機ファン６８及び加熱コイル７０がある。

マイクロコンピュータからの指令に応答して、ファン６８がエネルギー供給され、図３の矢印の方向に空気を押しやる。空気は加熱コイル７０上を通過し、そこで温められる。加熱された空気は矢印の方向へと下方へ通過し、引出し１６内に配置された後方ダクト６４の上側開口６５を通って引出し１６の内部へ入る。

後方ダクト６４には、複数の羽根７２が備えられており、それらは、加熱された空気を導いてラック内に保持された培養瓶を越えて、回って、及び横切って流すために、傾斜している。羽根７２の間の開口は、瓶保持ラックの位置と一般に一致している。（図３において、一つの代表的な瓶か、保持ラックなしに、参照番号７６で示されている。）図３に示したように、羽根はまた、後方ダクト６４の最上部から底部へとサイズ（そして特に幅）が増大している。空気の流れはファン６８からの距離が増すほと減少することから、この構成は、引出し内に保持されている各版に、加熱された空気を実質的に均一な仕方で分配することを助ける。

版上を通過しそれによってその中に含まれている標本及び培地を加温しつつ、加熱された空気が閉じた引出し内を循環した後、それはファン６８の力の下に通過して前方ダクト６ｏ内へと入る。空気は、次いで、上方へと（図３の最も左の矢印の方向に）、空気温度をモニターする温度プローブ６７を通って通過する。温度情報はマイクロコンピュータへと移送されるが、マイクロコンピュータは、標本瓶中の細菌の生育を促進するため引出し内部の温度を約３５乃至３７°Ｃ及び、より好ましくは、約３５＋２／−ピＣに維持するために、ファン６８及び加熱コイル７０に必要なときにエネルギー供給するようにプログラムされている。これは殆との微生物にとって好ましい温度であるが、他の適切な温度範囲に内部温度を維持するように装置を設計することも可能であることは理解されよう。例えば、多くのタイプの真菌を培養するための好ましい温度は、約３１゛Ｃである。

一般に、装置は、検出すべき特定のタイプの微生物に最適な温度を維持するよう設計されなければならない。培養瓶の温度が微生物の生育を促進するための許容できる限界内に維持される限り、引出し内部の温度のいくらかの揺らぎが許容できることもまた理解されよう。

加熱された空気が実質的な量として引出しから逃げそれによって瓶が許容できないはと冷えるのを防止するために、一旦引出しが閉鎖配置に入ったとき過剰な空気漏出から実質的に引出しをシールするための方法もまた備えられている。このシール手段は、図６に示されており、該図は、図１の線６−６に沿って取った標本取扱いモジュール１２の上面図である。モジュールが隔壁７８を含むことがわかるであろう。隔壁７８は、アルミニウム又は他の適当な材料で作られており、ゴムパッドのような遮断材料でライニングされていてよい。隔壁７８の各末端は、設置ネジ８４によってモジュールハウジング内の対応する指示柱８２に取り付けられた隣接した延長部８０を有する。各設置ネジ８４は、延長部８０にある細長いスロット（示さず）を通過して、対応する柱８２にあるのネジ山つき受け入れ開口（示さず）内へと通っている。この方法により、隔壁７８は、スライドして引出し受け入れ領域８６に出入りする引出し１６の方へ又はこれから離れる方へと、各末端において調節されることができる。

図１及び６を同時に参照して、隔壁７８が機能する仕方を見ることができる。引出し領域８６へと内方へ動かすよう隔壁７８を調節することにより、引出し１６が引出し受け入れ領域８６内へと内方へ動かされるとき、一方の、前方及び後方ダクト６０．６４の面、及び底板６２と、他方の、隔壁７８との間にシールが創り出される。隔壁７８は各末端のスロットに沿って移動することから、引出し１６が引出し受け入れ領域８６内へと垂直方向に正確に移動しないときてさえ、又は取付は公差その他のために前方及び後方ダクトが上側ダクトと正確に位置合わせされていないときでさえも、それはシールを最適にするよう調節されることができる。

引出し１８に、図１において引出しの最も左の側に近接して類似のシール配列が同様に備えられていることもまた理解されよう。その結果は、瓶ラックを取り囲む引出しの内部に実質的に漏れのないチャンバーが創り出されることである。こうして、加熱コイル７゜によって発生された熱は、瓶が保持されている引出しの内部に実質的に閉じ込められることができ、この瓶保持引出しから逃げ出すことがない。しかしながら、加熱された空気が実質的に引出しの内部に閉じ込められている限りシールが完全に気密的である必要はないということは認識しなければならない。この点、一旦瓶が適切な温度まで加熱されれば、熱の多くは瓶内の液体培地に保持されることが見出された。こうして、一旦培地が適切な温度にまで加熱されると、幾らかの量の空気漏出は許容できる。同様に、引出しは、不当な熱損失なしに瓶の追加及び取り除きのために定期的に開かれてよい。実際、ある例においては、少量の空気漏出は、温度が適正範囲を越えて上昇したとき、引出し内の温度を急速に低下させるのに役立つことができる。

瓶を加温するために好ましい加熱システムが上述のように強制的な空気対流を利用している一方、引出し内部を加温する（及び／又は直接的に標本瓶を加温する）ための他の手段もまた使用してよい。例えば、加温手段は、瓶保持ラックを直接に加温する加熱要素を含んでなることもできよう。熱は、次いで、間接的に標本保持層及び引出し内部を温めるであろう。加熱手段はまた、ラジェータータイプのシステムを含んでなることもできよう。その場合、加熱された水が引出し内の導管を通され、それによって標本瓶及び引出し内部を間接的に加温する。

装置にはまた、瓶がラック内に保持されている間に定期的に及び周期的に瓶を揺する又は動揺させるための手段が備えられている。

そのような動揺は、微生物によって産生されたＣＯ７が培地全体に拡散しそれによって、瓶の底に固定されたセンサーと迅速に接触することを保証することによって、瓶内の微生物を一層迅速に検出することの助けとなることが知られている。（図８を参照して、センサーは参照番号１００によって示されている。）先ず図４及び５を参照して、動揺システムが今や詳細に記述されよう。図４及び５は、動揺サイクル内の三つの瓶保持ラック２ｏ、２２．２４を示す。ラック２０．２２．２４は、各々第１の一対の撮り支持体１０２ａ、１０２ｂに回動可能に取り付けられている。

ラック２０を個別に取り出すと、回動ピン１０６及び軸受け（示さず）が、ラック２０の後側１０９に隣接した位置においてラック２０の片側に第１の振り支持体１０２ａを回動可能に取り付けるために使用されている。第２の回動ピン及び軸受けは、同様の仕方でラック２０の反対側に振り支持体１０２ｂを回動可能に取り付けるために使用されている。ラックが静電気（それは潜在的に光学的ユニットのための回路に干渉する）を蓄積するのを防止するために、焼結された金属のような導電性の材料で作られた軸受けが好ましい。

このようにして、光学的ユニットのための電気回路に電気接地への通路が備えられる。

ラック２０はまた、ラック２０の瓶受は入れ面１１６に隣接した位置において、一対の駆動支持体１１２ａ、１１２ｂに取り付けられてもいる。振り支持体１０２ａ、ｌ０２ｂの場合のように、駆動支持体１１２ａ、１１２ｂの回動的取付けは、回動瓶及び軸受けが伴っている。他のラック２２．２４の各々は同様に、振り支持体１０２ａ、１０２ｂ及び駆動支持体１１２ａ、１１２ｂに類似の仕方で取り付けられている。

以下に詳細に記述した駆動機構によって、駆動支持体１１２ｂは、交互に且つ周期的に、上の方向（図５において矢印によって示されている）へそして下の方向（図４において矢印によって示されている）へと駆動され、それによって、取り付けられたラック２０．２２．２４を、一般的に水平な配置（図４に示されている）と上方へ傾斜した配置（図５に示されている）との間で動かす。この動揺運動は、細菌によって産生されたＣ　Ｏ２の培養瓶全体への及び、特に瓶の底に固定されたセンサーへの拡散を容易にさせるよう、瓶及びそれらの内容物を動揺する。

今や図１１を参照して、動揺駆動機構が詳細に記述される。モーターＭは、軸１７０を回転させるが、これは軸受け１７２ａ、１７２ｂ、＋７２ｃ上に支持されている。可撓性の継ぎ手＋７４が、モーターＭに対する軸１７０の位置合わせのズレによる如何なる衝撃をも吸収する。円形カム１７６が、軸１７０の末端に取り付けられている。カムフォロアー１７８が、カムにカム１７６の外周に隣接した位置に固（取り付けられている。カムフォロアー１７８は、今度は、腕１８２にある長円形のスロット１８０内にスライド可能に受け入れられている。腕１８２は、駆動支持体１１２ｂに固く取り付けられておりこれに力を伝える。モーターＭが作動するとき、軸１７０、カム１７６、及びカムフォロアー１７８は、回転される。

カムフォロアー１７８が長円形のスロット１８０の右側に到達したとき、それはアーム１Ｂ２に、及びそれにより駆動支持体１１２ｂに下方への運動を与える。

（下方へ変位したアーム１８２が図１１において点線で示されている。）同様に、カムフォロアー１７８がアーム１８２の長円形のスロット１８０の左側に到達したとき、それはアーム１８２に、及びそれにより駆動支持体１１２ｂに上方への運動を与える。軸１７０の連続回転は、それによって、ラックに、図４及び５に示した周期的揺動運動をさせる。所望のときに、この周期的揺動を停止させるために、容器保持手段と（直接に又はモーター若しくは軸１７０上に作用することによって）操作上結合している慣用のブレーキアセンブリーの形態のブレーキ手段が使用される。

図１２に示されたように、本発明の重要な特徴の一つは、腕１８２、駆動支持体＋１２ｂ、及びラック２０．２２．２４に与えられる、周期的揺動運動である。

図１２は、ラック２０上に位置する点Ｐの、固定された参照点からの距離を示すドウエルチャートである。この固定された参照点は、ラック２０が最下位の位置にあるときの点Ｐの位置として選ばれる。軸１７０が回転するとき、本発明の駆動機構は、固定された参照点からの点Ｐの移動距離を、実質的に正弦波的な様式で増減させる。

点Ｐの実質的に最大の及び最小の移動に近い点（図１２において括弧で示した）において、正弦曲線の勾配は相対的に小さいことが分かるであろう。曲線の勾配は点Ｐの速度に（及び、従って、瓶保持ラックの速度に）比例することから、ラックの速度は移動の最大点及び最小点付近において相対的に小さいことが分かる。

これは、装置の作動にとって重要な結果を有する。光学的読み取りは、（光学的読み取りに際してセンサーが完全に液体で覆われていることを保証するために）ラックが休止状態にあり且つ傾斜した配置のときになされなければならないことから、瓶が傾斜した配置にあるときに、瓶を定期的に停止させる必要がある。ラックの速度は、それらが傾斜した配置に（すなわち、最高移動点に）あるときに最低であることから、これは、不当な応力をブレーキアセンブリーに加えることなく回転軸を（及び、従ってラックを）停止させる便利な点を提供する。同様に、培養瓶の除去及び追加のため１こオペレーターがラックに容易にアクセスすることを許容するためには、ラックが最低配置に（すなわち、水平線に最も近い配置に）あるときにラックを停止させることが望ましい。再び、ラックの速度はまた、それらが最低配置にあるとき（すなわち、実質的に移動点の最小距離にあるとき）に、最も小さく、これは、回転軸を停止させるためのもう一つの便利な点である。これらの停止位置から軸の回転を再開させることがまた望ましい。これがモーターにかかる応力を最小にするからである。

そのような配列はまた、本発明の実施において使用し得るモーター及びブレーキ手段のコストを低減させる、という重要な利点を有する。特に、与えられた軸の角運動のためのラック移動の距離が、ラックの移動の最大及び最小距離の付近の位置では小さいことから、軸の回転を停止させるに際してこれらの点において一層大きい余裕が許容される。回転が厳格な公差で運動を停止される必要がないことから、比較的安価なモーター及びブレーキシステムを使用してよく、こうして装置の総コストが低減される。

図１４は、実質的に正弦波パターンの運動を瓶保持ラックに与えるための、代わりの機械的配列を示す。この配列においては、回動腕１９０が、カム１７６の回転運動を駆動支持体１１２ｂへ伝達するために使用される。回動腕１９０の第１の末端は、回動点１９２にて、カム１７６にその外周付近の位置において回動可能に取り付けられている。第２の、回動腕１９０の反対端は、駆動支持体１１２ｂに回動点１９４において回動可能に取り付けられている。図１４における矢印の方向へのカム１７６が回転するとき、正弦波パターンの運動が駆動支持体１１２ｂ及び、最終的に、瓶保持ラックに与えられる。（カム１７６の約１８０°の回転の後の回動腕１９０の配置が、１ｍ１４に点線で示されている。）実質的に正弦波の運動パターンを与えるために、ギア・アセンブリーその他のような種々の他のシステムもまた使用できるであろうということは、理解されよう。

本発明の別の重要な特徴は、ＣＯ２センサーにおける変化を機械的に関知するための光学システムである。図８に最もよく示されているように、センサー１００は、培養瓶１２０の底壁の内側に固定されている。好ましい形態においては、センサーは、同時継続している１９８８年８月３１日提出の米国特許出願第２３８７１０号及び／又は１９９０年１１月５日提出の米国特許出願第６０９２７８号（これらのいずれも、”Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｏ１ｏｒ　Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ　ｂｙ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ａ　Ｃｈａｎｇｅ　ｏｆ　Ｆｌｕ。

ｒｅ！５ＣｅｎＣｅ！″と題されており、本出願の所有者に誼渡されている。これらはいずれもここに参照により導入され、本発明の一部をなす。

）の開示に従って作られる。

米国特許出願第６０９２７８号に開示されているように、センサーは、好ましくは、発色体層１２２を含んでなり、これはシリコンのようなガス透過性、水素イオン不透過性マトリックス内にカプセル化されたｐＨ感受性発色体よりなる。発色団層１２２に隣接して、発蛍光団層１２４がある。発蛍光団層１２４は、アクリルポリマーのような水及びガス不透過性のポリマー内にカプセル化された蛍光色素よりなる。瓶１２０がまっすぐ立った配置のときは、発蛍光団層１２４は、好ましくは、発色団層１２２の上に配置される。瓶取扱いラックにある開口内に納められたとき（図７を参照）、発色団層１２２は、それによって、光学的ユニット４６と発蛍光団層１２４との間に配置される（すなわち挟み込まれる）。図８に示した形態においては、発蛍光団層１２４は、複数の放射状の切り抜き１２１を有し、それらは発蛍光団層１２４の中心付近からその外周へと延びる。（これらの切り抜き１２１は、上から見たとき、発蛍光団層１２４に「ヒトデ」の外観に類似の外観を与えている。）切り抜き１２１は、発色団層１２２の一層多くの表面積を瓶内の液体に暴露させ、それによって、瓶内の微生物によって産生されたＣｏｔが発色団層１２２へと一層迅速に拡散するのを許容する。

図７及び８は、光学的ユニットを詳細に示す。該ユニ・ノドは、少なくとも一つの、及び好ましくは一つより多くの、光源の形の光放射手段を含む。複数の光源が好ましい。これは、培養瓶上のセンサーの配置に変動がある場合でも、励起光がセンサーの配置された瓶の領域にあたるのを助けるからである。図７及び８においては、四つの発光ダイオード（ＬＥＤ）１２６が、光源として働いている。

図８において最もよく示されているように、各ＬＥＤ　＋　２６は、ＬＥＤによって放射された光の円錐を規定するプラスチックレンズ１２７を有している。できるだけ多くの光が瓶１２０のセンサー１００が配置されている領域に導かれることが望ましいということは理解されよう。すなわち、プラスチックレンズ１２７は、ＬＥＤによって放射された光の円錐をセンサーの近くに導いて迷光を最小にするのを助ける。Ｍａｒｋｔｅｃｈ　１ｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ、　Ｍｅｎａｎｄｓ、　Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋにより製造された、ＭＴ　３５０　ＡＫ−ＵＧの製品番号名を付されたＬＥＤを用いて成功している。これらのＬＥＤは、超高輝度ＧａＰ緑色光放射を有し、そしてＴ−１３／４ウニオータークリア・レンズを使用している。製造業者によれば、これらのＬＥＤは次の最大性能を有する（７８２２５°Ｃ）。すなわち：順電流、２５ｍＡ；逆電圧、５Ｖ：電力損失、１０５ｍＷ、ピークパルス電流、１５０ｍＡ　：作動温度範囲、−５０乃至約１００ °Ｃ０製造業度範囲、−５０乃至約１００°Ｃ０製造業者によれば、これらのＬＥＤはまた、電気光学的特性をも有する（７８２２５°Ｃ）。すなわち：順電圧、典型（２，２Ｖ）、最大（２’、５Ｖ）；逆電流、最大（１０μＡ）；発光強度、最低（１００／２００ｍｏｄ）　、最大（２００／３００ｍｏｄ）；ピーク波長、典型（５６５ｎｍ）；視角、典型（３０°）ニスベクトル半値幅、典型（３０ｎｍ）。

ＬＥＤ　１２６は、中心に配置された光検出器モジュール１２８の周囲に配置されており、モジュールは以下に詳細に記述されている。ＬＥＤ１２６は、それらが、開口３８内に置かれた培養瓶１２０の底内側に固定されたセンサー１００を完全に照らすように配置されている。好ましくは、ＬＥＤはまた、ハウジング１３０内にも保持されているが、ハウジングは、適当なプラスチックで成形されるか又は他の慣用の手段によって作られることができる。

光学的システム作動は、図８を参照することによって、最もよく理解される。ＬＥＤ　１２６は、それらが、発光波長範囲に入る光を、そして好ましくは、一般に、発蛍光団層１２４中の発蛍光団を励起する波長範囲に入る単色光を発するよう選択される。例えば、上記に同定した商業的に入手できるＬＥＤは、一般に、５６５ｎｍのピーク波長と約３０ｎｍのスペクトル線半値幅を有する単色光を発する。これらの特性を存する光は、発蛍光団であるオキサジンｌ、７、〇−過塩素酸塩及びオキサジン４−過塩素酸塩（これらは、本発明発明の実施における好ましい発蛍光団である。）を励起するのによく適している。

ＬＥＤからの光は標本瓶に（そして瓶を通過した後、センサーに）衝突し、発蛍光団層１２４内にカプセル化された発蛍光団を励起させて、蛍光を発生させる、すなわち、より高い電子順位からより低い電子順位へと移る際に放射線を発生させる。検出すべき光は、標本瓶内の発蛍光団から発する。センサーから発するセンサー発光は、励起光と異なるスペクトル特性を有している。すなわち、それは異なるピーク波長を有する。好ましい発蛍光団は約５８０乃至６５０ｎｍのピーク波長の光を放射する。

を産生し、それはガス透過性の発色団層１２２内へと拡散し、それによって発色団層＋２２内のｐＨ変化を起こさせる。このｐＨ変化は、今度は、発色団の吸収スペクトルの変化を引き起こす。微生物の有意な生育は、追加のＣＯ２産生をもたらし、それは発色団の吸収を更に変化させる。同時継続の米国特許出願第６０９２７８に開示されているように、発色団は、好ましくは、その吸収スペクトルが発蛍光団層１２４中の発蛍光団の励起及び放射スペクトルと重なるように選択される。この方法により、発色団の吸収スペクトルの変化−一これは微生物の生育によって起こされる−は、発蛍光団に到達する励起光並びに発蛍光団がら放射されるセンサー光を調節する（好ましい形においては、弱める）であろう。発蛍光団に到達する励起光と発蛍光団から放射される放射光との双方におけるこの減弱は、測定可能であり、光学モジュール１２８によってモニターできる。結果は、瓶＋２０内における微生物の生育は、発蛍光団の励起及び放射の測定可能な減弱に相関づけることができる、ということである。

本発明の光学的検出システムの成功に寄与する重要な特徴は、光学的検出ユニット１２８の独特の構成である。検出ユニット１２８は、標本瓶内のセンサーから発せられた光エネルギーを、検出可能な信号へと変換するための、光検出手段を含む。好ましい形態においては、光検出手段は、光検出器（示さず）の形をとり、これは光エネルギーを電流へと変換する。Ｕｎｉｔｅｄ　Ｄｅｔｅｃｔｏｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、　Ｈａｗｔｈｏｒｎ、　Ｃａ１ｉｆｏｒｎｉａによって製造された、ＨＤＴ　４５５の商品名の付されたフォトダイオードを用いて成功している。このフォトダイオードによって発生された電流は、慣用のトランス・インピーダンス増幅器によって電圧へと変換される。この電圧（これは瓶内の細菌生育量に相関付けることができる）は、次いで、周知の手段により測定される。

重要なことに、検出ユニット１２８にはまた、ＬＥＤから放射される波長範囲に入る実質的に全ての光の、光検出器への到達を阻止するために、ＬＥＤ光源と光検出器との間に光学的に挿入されたフィルタ一手段が備えられている。このフィルタ一手段は、励起光のスペクトルと発蛍光団の放射光スペクトルとの間の実質的な分離を得るために、注意深く選択される。このスペクトル分離は、図１３（これは、ＬＥＤによって放射された光のスペクトルと発蛍光団の放射スペクトルとの双方を概念的に示すグラフである。）を参照することにより最もよく理解される。ＬＥＤにより放射された光のスペクトルは、発蛍光団により放射されたセンサー光より短いピーク波長を有する。しかしながら、励起光と放射光の双方があるバンド幅を有することから、両スペクトルの幾らかの重なりがある。この重なり領域（大きく誇張しである）は、図１３において単一ハツチを入れた領域によって表されている。フィルタ一手段は、光検出器が十分な強さの蛍光信号を受信するが、しかし励起光のスペクトルと蛍光放射光のスペクトルとの重なり量が最小となる（好ましくは完全に除去される）、ように選択される。図１３において、交差ハツチをいれた領域に入る波長を存する光のみが光検出器に到達することが許される。フィルタ一手段は、他の如何なる光が光検出器に到達することをも阻止する。この方法により、蛍光放射の領域は、励起光と放射光との重なり（図１３において交差する領域ｒａＪによって表される）が最小であるように選択される。そのような重なりの量は全体の信号の２０％未満であることが好ましく、より好ましくは５％未満、そして更に好ましくは１乃至２％又はそれ未満である。一般に、実質的なスペクトル分離を達成するためには、励起光と蛍光放射との間でのピーク波長の差が、少なくとも約ＩＯ乃至１５ｎｍそして、好ましくは２５乃至８０ｎｍ又はこれをより大きいものでなければならない。蛍光放射のみが測定されるように、いかなる少量の重なりも光学的信号から電子工学的に「引き去る」ということもまた好ましい。

フィルタ一手段は、発蛍光団によって放射される光の波長以外の波長を有する光 −ＬＥＤ　Ｉ　２６によって放射された励起光の実質的に全てを含む−が光検出器に入るのを実質的に阻止することを目的として選択されることが分かるであろう。この方法により、検出システムは、蛍光を発する発蛍光団によって放射された光景外の波長を有する光（ＬＥＤ　＋　２６によって放射された励起光を含む）に対して、可能な限り高度に、光学的には実質的に「盲目」である好ましい具体例において、光学的フィルタ一手段は、特定の選択された値より短い波長を有する光が光検出器に入るのを阻止するロングパスフィルターよりなる。発蛍光団層１２４のために選択された発蛍光団がオキサジンｌ、７．　Ｏ−過塩素酸塩又はオキサジン４−過塩素酸塩であるときは、このロングパスフィルターは、約６４５ｎｍより短い波長を有する光が光検出器に入るのを阻止するよう選択される。この方法により、発蛍光団により放射された光は光検出器に検出されるが、しかし６４５ｎｍより短い波長を有する光（約５６５ｎｍにピーク波長を有する、ＬＥＤによって放射される実質的に全ての励起光をも含む）は検出されない。Ｄｕｒｙｅａ、　Ｐｅｎｎ５ｙｌｖａｎｉａの５ｃｈｏｔｔ　Ｇｌａｓｓにより製造された、製品名ＲＧ　６４５の付されたガラス・ロングパスフィルターを用いて成功した。このフィルターは、本発明の実施における使用のための光学的特性を有する一体化されたユニットを形勢するために、商業的に入手できる上述のフォトダイオードに取り付けることができる。

そのような光学的配列は、微生物のための検出システムにおいて使用するための重要な利点を有する。この光学的配列は、励起光と発蛍光団により放射された光との実質的に完全な光学的分離を許容し、それにより背景ノイズを有意に減少させる。センサーによって透過した単色光を直接的にモニタリングすることに基づく比較し得る諸システムは、光源からの光が装置内の他の光学的表面（瓶の底を含む）から反射されて光学的システムに直接到達するために、存意にノイズが多い。全く対照的に、本発明の検出システムは、励起光に対して実質的に光学的に「盲目」であるため、発蛍光団を励起光によって一杯に満たすことができ、それによって、検出システムに影響するノイズを実質的に増大させることなく例外的に強い蛍光信号を生み出すことができる。これは、システムの感度を増大させる助けとなる。

光学的ユニットが各々の瓶受は入れ開口について備えられていることから、単一の検出ユニットを較正する際に見られる問題は大幅に減る。これは、発生したシグナルに影響を与える変数を、読み取りが行われる前に読むことができ、次いで続く読み取りが行われるときに信号から［引き去る」ことができるという点において、各ユニットが効果的に「自己較正」しているからである。

特定の光学的配列がここに開示されたが、発蛍光団によって放射された光景外の光に対して検出器が実質的に［盲目」にされる限り、他の配列も採用できるということは理解されよう。例えば、光検出器に対する励起光源の位置及び幾何は、実質的に全ての励起光の光検出器への到達を阻止するよう、変更できよう。同様に、他のタイプの光学的装置及びフィルター（干渉フィルター及びガラス以外の材料で作られたフィルターを含む）もまた使用できよう。

特に、上記の光学システムを市販のグレードの標本培養瓶と共に使用するのに適合させる際に、全体の感度を更に一層改善することが必要であることが判明した。これは、市販のグレードの瓶の底壁が通常凸状であり、そのため、より慣用の瓶（その場合瓶壁は比較的平らである）の場合に較べて該瓶壁表面に配置されたセンサーが光学系から一層大きな距離に位置するという事実によるものである。

検出システムから遠くへ離れてセンサーが配置されるほど蛍光信号が減少するため、従来許容可能であったシステム中の光学的「ノイズ」レベルは、より好ましい市販のグレードの瓶が使用される場合には許容不能となる。加えて、溶血性の微生物が瓶内で培養されていると、「血液ブリップ」すなわち蛍光信号の突然の低下が、追加のノイズをつ（り出し、それによって更に感度を低下させる。

図１５Ａ及び１５Ｂに最もよく見られるように、検出システム及びセンサーを、例えば周囲環境からの光並びに患者サンプル及び培地からの光のような外部の光源からより完全に隔離することによって、システムにおける光学的ノイズのレベルが有意に減少できることが思いがけな（発見された。ノイズのこの減少は、より丈夫ではあるが、しかしより光学的には一貫性が一層低く望ましくない市販のガラス培養瓶の使用を許容した。そのようなシステムはポリマー性の培養瓶（それらは、市販のガラス瓶に比して一層丈夫で一層コストが低い）の使用をも許容すると信じられる。

今や図１５Ａを参照して、本発明の改良された光学システムの好ましい一形態が図解されている。光学ユニット４６は、特別に設計されたスペーシャル・フィルター２００が光学ユニット４６と培養瓶２０２との間に配置されていることを除いて、上記のそれと同一であることが分かるであろう。図１５Ａに図解されている瓶２０２が凸状の底壁２０３を有していること及びセンサー＋００　（この底壁に取り付けられている）が従って、慣用の培養瓶が使用されたときに比して光学ユニット４６から幾分遠くに離れて配置されていることに注意。

該スペーシャル・フィルター２００は、その中央に形成された開口２０４を有し、そして好ましくは、成形された黒いポリマー性の材料のような光吸収性の材料で作られている。しかしながら、該スペーシャル・フィルターが該開口２０４を通る以外の該光学ユニット内への光の通過を実質的に遮断する限り、他の光遮断性の材料を用いてもよいことは理解されよう。フィルター２００は、外部の光源からの光が光学ユニット４６に、そして特に光検出器１２８に到達するのを阻止する機能を果たすよう、可能な限り多（の光を吸収する材料で作られているのが好ましい。この方法により、Ｌ　Ｅ　Ｄ　１２６から放射される励起光は好ましくはセンサーのみへと導かれ、尚一層好ましくは、センサーの、ある選ばれた位置へと導かれる。図１５Ａに示されているように、開口２０４を規定している壁２０６は、可能な限り多くの励起光をセンサー上へ集中させる助けとなるよう円弧状又はテーパが付けられている。

以下に一層詳細に記述されているように、センサー上へ励起光を集中させることに加えて、スペーシャル・フィルター２００はまた、センサー１００以外からの光（周囲の光並びに瓶培地及びサンプルからの光など）が光学的検出システムに、そして特に光検出器１２８に到達するのを実質的に阻止する助けとなる。

今や図１５Ｂを参照して、スペーシャル・フィルター２００が一層詳細に図解されている。上述のように、スペーシャル・フィルター２００は、好ましくは、黒いＤｅｌｒｉｎ■のような、光吸収性のポリマー性材料で成形されている。加えて、該スペーシャル・フィルター２００の上側表面は、好ましくはテーバがつけられており標本培養瓶の瓶壁の外側表面の形状に全体として一致するよう輪郭を与えられている。しかしながら、該フィルターは、瓶のセンサーにのみ、又は好ましくはその選ばれた部分にのみ導かれる光学的開口を作り出す効果を有する限り、如何なる他の材料で作られていてもまた如何なる慣用の仕方で形状を与えられていてもよいことは理解されよう。

例えば、該スペーシャル・フィルターは、如何なる種々の異なった開口形状と形とを有する多くの異なった形状に成形又は押し出されることもできよう。該フィルターはまた、システムにおけるノイズと最も関連のある特定の波長の光を選択的に吸収する材料で、又は選択された光が光学的検出システムに当たることを別の仕方で阻止する材料で作られることもできよう。

本発明の好ましい形態においては、該スペーシャル・フィルター２００は、その外周の周りに間隔をあけて下方へ延びた複数のタブ２０８ａ、２０８ｂ、２０８Ｃを備えている。該スペーシャル・フィルター２００を光学ユニット４６に組み込むに際して、これらのタブ２０８ａ、　２０８ｂ、　２０８ｃは、該光学ユニット４６のハウジングの対応する窪み２１０ａ、２１０ｂ、２１０Ｃ内に挿入される。（第４のタブ及び対応する窪みは図１５Ｂには見えない。）該スペーシャル・フィルター２００は、次いで該光学モジュール４６のポリマー性のハウジングに該ポリマー性のタブと、該窪みを取り囲んでいるポリマー性の材料とを一つに融解させることによって溶接される。この方法で、該スペーシャル・フィルター２００が該光学モジュールに溶接されてこれと一体となる。しかしながら、該スペーシャル・フィルターが該光学モジュールのポリマー性のハウジングと一体に成形又は形成されててもよく、又は接着剤若しくは機械的係止装置のような他の手段によって該モジュールに取り付けられてもよいことは理解されよう。

スペーシャル・フィルターに加えて、本発明の改良された光学システムは、更なる面を含む。図１５Ａを再び参照して、重要な追加の特徴の一つは、センサー１００への光遮断用第３層の付加である。

（この第３の層は、図１５Ａにおいて参照数字２０８によって図解されている。

）該第３の層２０８の目的は、センサー１００の発蛍光団層、１２４と発色団層１２２とを、スペーシャル・フィルター２００の開口２０４を通過するＬ　Ｅ　Ｄ　１２６からの励起光以外の、外部の光源から光学的に実質的に隔離することである。これらの外部の光源には、例えば、周囲環境のからの光、及び、重要なのは、瓶内のサンプル及び培地から発する又は反射される光である。

本発明の好ましい形態においては、第３の層２０８は、瓶内の微生物によって産生された二酸化炭素が該第３の層２０８を通って最終的に発色団１１１２２へと拡散するよう、ガス透過性の光吸収性の材料で作られている。活性炭（カーボンブラック）の微粉末を均一に分散させたシリコンで作られた第３の層を用いて成功が得られている。

該活性炭は、センサーの他の層に外部の光が入ることを阻止するのに必要な所望の光学的性質を与えるために第３の層を黒色にし光吸収性にする。しかしながら、該層が外部の光が該センサーの他の層に当たるのを阻止する一方向も標本中の微生物によって産生された二酸化炭素のような代謝産物が該第３の層を通って最終的に発色団層内へと拡散することを許容する限り、該第３の層の製造において様々な材料が使用できることは理解されよう。例えば、活性炭代替物、粉末化黒曜石その他の不活性な黒色の材料を含む広範な種々の光吸収性の材料もまた、それらの材料が該発色団層への二酸化炭素の拡散を大きな程度までに妨害しない限り、シリコン中に拡散させることができよう。同様に、他のガス透過性でプロトン非透過性の材料もまた、該光吸収性の材料をカプセル化するために使用できよう。

図１５Ａに図解されているように、第３の層２０８はセンサー１００の外側の露出された表面（すなわち、それを通してセンサーが光学的に検査されるものである瓶２０２の底壁２０３の内側表面に固定された部分以外の全ての表面）を実質的に包み込み又は被覆している。

この方法で、光吸収性の光学的バリ了が、励起光が通過する底表面以外の、センサーの全表面を実質的に取り囲んでいる。

センサー１００の該第３の層２０８及びスペーシャル・フィルター２００が、外部環境からの光及び瓶の内部から放射され又は反射された光を含む外部の光の実質的な部分が光学ユニットそして特に光検出器に到達するのを阻止する助けとなる光遮断手段すなわち光バリアを形成するために協力していることは直ちに理解されよう。このようにして、検出システムを、発蛍光団層１２４の蛍光放射以外の源からの、発色団層１２２により変調された妨害光から実質的に隔離することが可能である。

勿論、第３の層２０８はまた、瓶の内側底表面の全部を覆うように拡張されていて、それによってスペーシャル・フィルター２００の機能をも果たしてもよい。

しかしながら、スペーシャル・フィルターのような機械的なフィルタ一手段を使用するのが一般には好ましい。それは該装置内に機械的構造を含めること及び瓶への挿入の前に該第３の層をセンサーの一部として成形することが比較的容易だからである。他方、瓶の内側表面に材料を加えることは、しばしば困難且つコストのかかるものとなる。

本発明の三層センサーを作るに際し、一般には、先行の出願番号０７／６３８，４８１　（特にその実施例２及び３に提示されたもの）及びｏ７／６０９．２７８（今や米国特許第５．１７３．４３４号）に提示された方法を、上述の第３の光吸収性の被覆層を追加して使用できることが理解されよう。この第３の層は、活性炭をシリコンエラストマー及び触媒中に均一に分散させ、得られた混合物を真空に曝すことによって脱気し、次いでこれら２つのセンサー層の適当な表面を該混合物で被覆することによって作られる。この三層センサーは次いで瓶内に挿入されその底壁面に固定される。（瓶内への挿入を容易にするために、自動的な又は半自動の挿入装置がノブを「掴む」ことができるよう、該センサーがその最上部表面に突起又はノブを備えて形成できることは理解されよう。）以下の実施例は、本発明の三層センサーを製造し標本瓶内に挿入することのできる仕方を更に説明している。

実施例−一三層センサーの製造該センサーは好ましくは３つの層よりなる。すなわち、発蛍光団層、発色団層、及び光遮断性の「黒色」第３層である。発蛍光団層は、眼科グレードの透明なポリカーボネートプラスチック（ＧＥ　０Ｑ２１）を用いて作られるが、それはレーザー染料（Ｅａｓｔｍａｎ　Ｋｏｄａｋ、　０ｘａｚｉｎｅ　４　Ｐｅｒｃｈｌｏｒａｔｅ）と組み合わせられる。この組み合わせの工程において、該染料は、有機溶媒中に溶解されそして原料プラスチックのペレットが該染料溶液で均一に被覆される。ベレットの被覆に続いて、プラスチックが融解され、混合されそして原料を形成するために再押出しされる。得られた材料は、融解され次いで８つのキャビティを育する型内に高圧で注入されることによって成形される。該蛍光染料は熱に対し高度に感受性であることが知られているから、材料の時間／温度プロフィールの極度に緻密な制御が維持されなければならない。該層は材料を上述の「ヒトデ」形の層へと形成するように形づくられる。加えて、以下に更に詳細に記述されているように、該層は、発蛍光団層の中央から突出する「ノブ」を形成するように設計してもよい。

発色団層は、ｐＨ感受性の染料の混合物を組み込んであるガス透過性シリコンである。該染料混合物は、５６７ｎｍ乃至６５０ｎｍの範囲の光の透過に関する吸光度特性を変化させるよう設計される。発色団層のための原料は、シリコン（Ｗａｃｋｅｒ　５ｉｌＧｅｌ　６０１）、ブロムチモールブルー塩、水酸化ナトリウム、及びエチレングリコールである。該ｐＨ感受性の染料混合物は、シリコン基材と混合され、真空チャンバーを用いて脱気される。該材料は次いでＫｕｎｔｓの液体射出成形機を用いて射出成形される。射出成形工程においては、型は発蛍光団層を保持し、一方吸収層が注入されて硬化され、それによって、発蛍光団層をカプセル化する。（もしも該発蛍光団層が上述のような突出するノブを伴って形成されると、このノブが発色団層中へと下方へと延びそして、センサーが培養瓶の内側壁に固定されたときに、下方へ突出してそのため光学的検出システムに一層近くなることが理解されよう。そのような配列は、有用であり得る。蛍光性の染料を含存するこの突出したノブが、ここに記述の光学的検出システムによって一層容易に検出できるからである。これは、今度は、瓶が瓶受入れ開口内にいつ挿入されたかを検出することを容易にすることができる。この工程において、発蛍光団層の上の吸収層の厚みと均一性が最大限に重要である。厚みの小さな変動が最初の光学的値とシステムの感度の双方に影響を与えるからである。現在の現在の目標は、発色団層については０．０１５インインチ−０，００１インチである。

第３の層は、前述のサブアセンブリーの背後に成形される。この層は、吸収層に使用されたのと同じシリコンで、３重量％のカーボンブラックを添加して作られている。（得られた材料は、上述のようにしてやはり脱気される。）製造の方法は、異なった型（それは上述の２１ｉｉのサブアセンブリー受は入れる）が培養瓶の内側壁面に固定されない表面の上に０．０３０インチの黒い層の成形を許容すること以外は、発色団層のそれに従う。加えて、上述のように、培養瓶内へのセンサーの挿入を容易にするためにノブ又は突起がこの黒い層に形成されてもよい。センサーは、接着剤としてシリコンを用いる等の慣用の手段により瓶の内側瓶壁面に固定してよい。

上述の改良された光学システム及びセンサーはシステム内のノイズを実質的に減少させてそれによって感度を改善するのに適合させであるが、得られる信号の処理における更なる改良もまた可能である。従って、図１６及び１７は一緒になって更にノイズを減少させそれによって検出の感度を改善する光学的検出システムの別の特徴を図解している。図１６を見ると、装置１０が、光学ユニット４６のための制御回路を含むのが分かり、その制御回路は、数字４００によって一般的に参照されている。この制御回路４００は、電力供給４０２を含み、それは例えば共通の電圧変化電流源＋１０から電力を受けてよい。電力供給４０２は、更に説明するように、電力ライン４０４を介して、ＬＥＤＩ２６の作動に適したレベルの直流電流（Ｄ　Ｃ）の電圧及び電流を供給する。ライン４０４は、チョッピングされた方形波のＤＣｍ力を分技電カライン４０８を介して提供する変調機４０６に、ＤＣ電力を供給し、それについての電圧波形は、図１７の電圧一時間グラフに線４１０として描かれである。電力ライン４０Ｂの１つの分枝は、チョッピングされたＤＣｔ力を光学ユニット４６のＬ　Ｅ　Ｄ　１２６に供給し、それによってこれらのＬＥＤは、図１７の線４１０によって示された波形を実質的に複製している光出力信号を生み出す（図１６のＬＥＤＩ２６を去る矢印４１２で示されている）。

上述の説明の観点からよく理解されるであろうように、光４１２　ｆｔ、センサー１００を照らし、それによりこれらのセンサーは、入射する励起光４１２に対する蛍光応答を与える。センサー１００の蛍光応答によって生み出されたこの光は、図１６において矢印４１４（こよって示されている。矢印４１４によって表されているこの光は、光学ユニット４６のフォトダイオード１２８に入射し、そのためこれらのフォトダイオードは、この入射光に対する電圧応答を生み出す。

残念なことに、光４１４は、フォトダイオード１２８へ入射する唯一の光で（よない。追加の培養瓶１２０の挿入のためには不可避であるように、引出し１６．１８が開いているとき、周囲の室内光もまたフォトダイオード＋２８に影響を及ぼす。周囲の室内光からのこの影響には、自然の太陽光が含まれるが、全体としては６０サイクルの点滅の波動形態を有するであろう。また、機器１０の環境中の種々の源からの電子的ノイズも、フォトダイオード１２８からの出力信号中に存在し得る。

結果として得られる光学ユニット４６の一つのフォトダイオード１２８からの合わさった出力信号は、図１７のグラフ上に電圧一時間線４１６によって示されている。この出力信号は、フォトダイオード１２８からの出力ライン４１８上に現れる。フォトダイオード１２８の各々は、更に説明するように、マイクロコンピュータ１４と接続した別個の出力ライン４１８を有する。図１７の線４１０と４１６との比較力）ら分かるように、フォトダイオードからの出力信号４１６は、Ｌ　Ｅ　Ｄ　１２６からの励起光に帰すことのできる、電圧波形４１０と同様の周波数を有する有意な成分４２０を有する。

各フォトダイオード１２８からのそれぞれの出力ライン４１８は、帯域フィルター４２２（それは信号４１００周波数に一般的に一致した通過周波数を有する）及び信号４１６の成分４２０に接続している。この帯域フィルターは、信号４１６のいかなる直接の電流成分をも除去し、そして他のノイズ成分からの信号成分４２０の粗い区別を提供する０バンドパスフイルター４２２からのこのフィルターされた出力は、ライン４２４を介して増幅器４２６に提供される。この増幅器４２６は、信号のレベルを一層容易に測定できるレベルへと増大させ、それはライン４２８上に提供される。ライン４２８上の信号についての電圧波形は、図１７において線４２８゛　で描かれている。分かるように、この点において、信号は一般に、等しくないプラス及びマイナスの値及び回路の電気容量による波形の幾らかの丸まりを伴った正弦波の波形を存する。図１７には描かれていないが、当業者は、波形４２８゜が種々の形のノイズ成分を含有することを認識するであろう。

次に、ライン４２８上の信号が同期させた復調器４３０の作動に付される。復調器４３０は、電力ライン４０８の分枝接続によって変調器４０６の出力４］０と同調して同期されている。この復調器４３０は、図１７の線４３２として描かれた増幅機能を有する。復調器４３０のこの増幅機能は、信号４１０の電圧レベルがゼロの間はマイナス１（−１）の値を有する。すなわち、増幅機能についてのマイナス１は、信号が反転されていることを意味する。信号４１０の電圧レベルがゼロより上へ上がってＬＥＤ１２６からの光出力信号を生み出したとき、復調器４３０は、プラス１（＋１）の増幅値を有する。この場合、プラスｌの増幅因子によって、信号は実質的に変化なしに通過する。

従って、信号４２８゛は、全ての信号がプラスであるように整流される。ノイズ信号は、同様に、復調器４３０を通過して全ての波が整流される。すなわち、信号部分４２０と位相の揃ッたノイズ信号の半分がプラスの値を持ちつづけ、一方ノイズ信号の他の半分は、復調器４３０の−１の増幅によって反転される。更には、関係する信号は、積分にプラスの貢献をするように整流される。無関係の信号は、積分したとき除去されるように整流される。こうしてノイズ信号は互いに除去しあう。

図１７を考察すると、信号４１０及び図１７の線４３２によって表された復調器４３０の増幅値が、互いに同期し位相が揃っていることが直ちに分かる。すなわち、発光ダイオード１２６への作動信号及び光応答性のフォトダイオードからの応答信号に適用される増幅のレベルが、互いに同じ位相で増減する。復調器４３０の出力は、ライン４３４によって積分器４３６に提供される。図１７において、この復調器出力は、線４３４′で表されている。容易に理解できるであろうように、ノイズ信号のプラス及びマイナスの部分は、積分されると互いに打ち消し合う。他方、信号部分４２０は積分されると出力電圧（Ｖｏｕｔ）を与え、それは図１６において矢印４３８で示されている。この出力信号はマイクロコンピュータ１４に与えられる。また、このコンピュータがラック２０〜３０の如何なる開口３８中のセンサー１００から蛍光応答を受信することができるように、フォトダイオード１２８の各々からの該出力ｒＶｏｕｔ　Ｊは、同様の信号処理チャンネルによってマイクロコンピュータ１４に与えられる。

図１６に描かれている該制御回路４００の構造を観察したので、この回路についての２つの、特に有利な動作の方法に注意を向けることができる。容易に理解できるように、引出し１６．１８が閉じており培地１３２中の微生物の存在が検出されようとしているとき、ＬＥＤ１２６が照らされフォトダイオード１２８の応答がマイクロコンビュ−夕１４によって受信されて解析される。この動作のためには、発蛍光団１２４の種々の応答レベルの間の非常に高レベルの区別、並びに発色団１２２によって変調されたものとしての発蛍光団１２４の応答レベルの変化の非常に高レベルの区別が、各標本類１２０について比較的長い積分時間を用いて検出できる。すなわち、ラック２０〜３０内の標本類１２０の各々について積分機４３６において実施される３秒という積分時間が、コンピュータ１４によるセンサー１００応答のレベル間の非常に細かな識別を許容する。こうして、培地１３２中の微生物の生育の存否が容易に検出できる。

他方、ラック２０〜３０への追加の標本類１２０の挿入のために引出し１６又は！８が開いている状態では、該制御回路４００の別の動作が特別の利点を有している。すなわち、技術者が追加の標本類１２０を挿入しようとするとき、新しい標本類を受け入れた開口と空のままである開口３８とを同定するために、ラック２０〜３０中の空の円筒状の開口３８の各々の光学ユニット４６が、マイクロコンピュータＩ４によって順次迅速にスキャンされることができる。こうして技術者は、患者の同定に関するバーコードに入れられた情報のみならず、空の開口３８の一つに新しい標本類が装填されようとしているということをコンピュータ１４が知らされるよう、バーコードリーダー１６４を通過させてチャンネル＋６２に沿って標本類１２０をスキャンすることができる。これらの状況の下においては、空の開口３８についての光学ユニット４６の各々が、各約ｌＯミリ秒の積分時間をもってスキャンされる。

このスキャンは、図１７の線４１６の部分４２０によって表されるもののような何らかのレベルの特徴的な応答を単にめている。勿論、空の開口３Ｂはセンサー１００を備えた標本類を含んでいないから、空の開口は関連したフォトダイオードからの特徴的な応答の欠如によって同定することができる。

前には空であった開口においてマイクロコンピュータ１４がそのような応答を検出すると、コンピュータプログラムの目録制御部分に２つの項目の情報が確立される。第１に、コンピュータは、技術者によって丁度スキャンされた標本類が同定された開口３８の一つに入れられたということを知らされ、そしてコンピュータはその後、その標本からの如何なる将来の結果についても特定の患者を同定する。第２に、コンピュータは今や、この新たな標本類が入れられている、前には開いていた該開口３８が、もはや、該取扱っている技術者によって次の標本類が何処におかれるかを同定するためにスキャンする必要のある空の開口のリストにはない、ということを知っている。

制御回路４００のだめのこの第２のモードの動作の結果は、機器１０にを取り扱う技術者がコンピュータのキーボード及びスクリーンからラック２０〜３０内のどこに標本類を挿入すべきかについて同定する必要がないことである。技術者は、バーコードリーダー１６４を通過させてチャンネル１６２に沿って標本類を単にスキャンし、確認信号（視覚的又は聴覚的であってよい）を短い間待ち、次いで開いている開口３８のいずれにでも該標本類を挿入することができる。

コンピュータ１４は、制御回路４００とのインターフェースにより、この新たな標本類が入れられた開口を同定する。新たに占有された開口３８から空の開口を区別するのに十分である僅かｌＯミリ秒の検査時間で、この同定過程はコンピュータによって非常に迅速に完遂されることができるため、もしラック２０〜３０の全てが空（若しくは殆ど空）であった場合でさえも、技術者は２秒おきに１瓶の速度で（又は所望により一層速く）標本類を単にスキャンして挿入することができる。従って、機器ｌＯへの標本類の装填は、第２のモードの動作で制御回路を使用することにより相当に迅速化され、且つ、標本類を間違った開口３８内に置くことによる過誤の契機は、実際上除去される。この第２のモードの動作はまた、標本類がう・ツク２０〜３０から除去されようとするときにも、当然推測できるような利点をも有する。新たに空にされた開口３８は、コンピュータによって迅速に同定されて、新たに挿入される標本類のためにスキャンされる空の開口のリストに加えられる。

以下は、ヒト血液中の細菌の存在の検出において本発明の装置を使用できる仕方を更に説明するサンプルプロトコールである。このプロトコールで該装置によって実施される機能をモニターし制御するためにマイクロコンピュータをプレプログラムするのに使用できるソフトウェア・プログラムの詳細な記述は、本明細書への添付書に見出される。

装置プロトコールのサンプル菌属症の症状を呈している患者から血液が採取され、病院の微生物試験室に持ち込まれ、そこでそれは細菌の生育を誘導する培地を含有する培養瓶に接種され、そしてサンプルを患者とリンクする情報を含んだバーコードを貼付される。モジュールの引出しの一つの正面にある使用者インターフェースにより、機器のオペレーターはマイクロコンピュータへの引出しを開けるためのコマンドを開始する。もしもその時瓶保持ラックが動揺されつつあるのならば、瓶保持ラックがその最低の動揺配置の付近にある時に動揺を停止させるためにコマンドが送られる。

代わりに、もしもその時光学的読み取りが行われつつあるのならば、読み取りは引出しが開かれる前に完了される。システムは、好ましくは、引出しが開いているときには動揺、加熱、そして光学的読み取り機能が働かない（そして再始動できない）ようプログラムされている。

マイクロコンピュータは、次いで、引出しを開けるために引出し開放モーターの作動を信号する。一旦引出しが開（と、オペレーターは、引出しの内側に配置されたＶ字型溝及びバーコードリーダーを横切るように培養瓶上のバーコードを引き、バーコード情報をスキャンしてシステムに取り込む。この情報は、マイクロコンピュータに転送され、これは内側情報パネルへ、オペレーターに瓶を開いている瓶受は入れ開口内に入れるよう促す信号を送る。オペレーターは、瓶を適当な開口内に、それが「スナツプフィツト」して瓶保持手段とかみ合うまで挿入する。上述の制御回路は新しい瓶が入れられた開口を速やかに同定する。その後は、瓶の光学的読み取りは、スキャンされてシステムに取り込まれた患者情報と関連付けられる。

図３に示された温度制御システムによって、引出し内の温度及び、従って、瓶の温度は、微生物の生育に好ましい温度に維持される。マイクロコンピュータは、その温度を規定の限界内に維持するために、ファン及び加熱要素の作動を必要に応じて信号する。定期的に、一定の間隔で、マイクロコンピュータは、図４．５、及び１１に示したシステムを用いて、瓶を動揺するよう動揺モーターに信号を送る。やはり一定の間隔で、瓶が最も高い動揺配置にあるときに、瓶保持ラックの動揺が停止される。ラックがこの配置にある間、光学的読み取りが行われる。

システムは、空の開口と瓶を収容した開口とを光学的信号の性質により識別する能力を有する。光学的読み取り値は、マイクロコンピュータに転送され、そこでそれらは患者情報と関連づけられ、後の検索及び使用のために記憶される。

もしも特定の標本の光学的読み取りが所定の閾値を超えているならば、マイクロコンピュータはそのサンプルを「陽性」として処理し、その情報を装置に転送する。試験室にいる者に対してこの情報を通報するために、可聴の警報が作動される。マイクロコンピュータはまた、オペレーターのために陽性培養を同定するため、その瓶に隣接した適切なＬＥＤを照らすコマンドも送る。その瓶は、次いで取り除かれることができ、感染している細菌が同定できそして適切な治療法（適切な抗菌剤を含む）がその患者に対して処方されることができるよう、再培養されることができる。

マイクロコンピュータはまた、該標本に関するデータを記憶しそして操作するようプログラムされていることから、そのデータのプリントアウトを、表、グラフその他を含む種々の様式で作ることもまた可能である。

本発明は、特定の目下好ましい構成要素及び配列との関連において記述されたが、当業者は、構造、配列、部分、要素、材料、段階及び構成要素について、本発明の原理から外れることなく本発明の実施に際して使用できる多くの修正を認識するであろう。

添付書使用されている術語次の各術語は、この文書を通して使用されている。それらを、参考のため以下に提示する。

プールの２つの可能な状態を有した一２値の。

コマンドホストＰＣから機器へ送られるメツセージであり、それは機器にある動作を実施するよう、あるデータを返すよう、あるパラメータを設定するよう、等の命令をする。

コマンドロプロセッサコマンドを受け取り（ホストから又は他のモジュールから）そしてそれらのコマンドに従って動作するか又はそれらを他のモジュールへ動作のために中継するソフトウェアモジュール。

文脈参照の枠。マルチタスク・システムにおいては、文脈は、与えられたタスクに「属する」メモリ（コード、データ、スタック）及びプロセッサ状態（すなわちレジスタ内容）である。

文脈スイッチ状態図におけるエツジの名称。イベントは、状態変化を起こさせる。

メツセージタスク間で受け渡されるひと塊の情報。この場合、メツセージは、ＭＭＸによってタスク間に発せられる。ホストからのコマンド及びホストへの応答は、特別クラスのメツセージである。

ＭＭＸタスク間でメツセージを中継する、オペレーティングシステム・ソフトウェアの構成要素。

モジュールソフトウェアの、論理的に−グループをなす部分。一般に、モジュールは、単一のコンパイレーション・ユニット内に収容されており、ソフトウェアシステムのための要件の特定の一部を実行する機能及びデータを含む。

擬似符号プログラム・コーディングの、正式でない造られた英語表現。

応答先のコマンドの結果を中継する、装置からホストへと送られたメ独立した一連の実行。オペレーティング・システムは、多数のタスクすなわちスレッドが同時に実行されているように見せる便宜を与える。

変数一片のデータ。

メツセージ受渡し基本事項血液培養オペレーティング・システム、及び特にＭＭＸ、は、独立のタスク間にメツセージを転送するための機構を提供する。ＭＭＸは、多対多メツセージシステムとして記述できるものを提供する。このことは、多くのタスクが特定のメツセージを送ることができ、そして多くのタスクが特定のメツセージを受け取ることができることを意味する。

メツセージの受け渡しは、ＭＭＸ中における（少なくとも）３つのステップを伴う：　先ず、タスク、はとのメツセージを受け取るのに「関心がある」かを宣言しなければならない。メツセージを送るために、タスクは、そのメツセージをＭＭＸに［投函」しなければならず、ＭＭＸは、次いで、そのメツセージを受け取る意図を宣言している他の全てのタスクにそれを届ける。メツセージを受け取るために、タスクは、メツセージを「待つ」。そのタスクの実行は、そのタスクについてメツセージが入手できるまでは停止されている。

上に概略を描いた基本例についての変更には、「時間切れを伴う待ち」　（待っているとき、タスクが停止を維持する時間の量を限定する）を含む。他のメツセージが受け渡されることを許容しつつ、メツセージが、「保持され」−受は取りが後まで延期されてよい。保持されていたメツセージは、最終的には「放出」されて受け取られなければならない。

システム概要Ｒｅｌ　ｌｅｒオペレーティング・システムは、先に行った血液培養システム設計レヴユーにおいて記述したソフトウェア成分で構築されよう。このオペレーティング・システムは、システムのオペレーションにおいて中心的役割を演するが、この文書では広範囲に論することはしない。代わりに、この文書は、一般的に［アプリケーション」と呼ばれているソフトウェア成分に焦点をあてよう。ソフトウェア成分はいずれも装置の全体的機能性に寄与している一方、ホストコンピュータにとって、そして結果としてユーザーにとって、最も重要であるそれらの機能を実施するのはアプリケーションである。

要するに、アプリケーションは、本血液培養装置を、一台の血液培養装置にする成分である。

アプリケーションは、７つのモジュール及びＩＯのタスクより構成される。すなわち、アプリケーションの立ち上げ及びタイム・マーキングを受け持つコーディネータ−・タスク、タスクのための標準のコマンドプロセッサ・インターフェース及び応答バスを提供することを受け持つホストコミュニケーション・タスク、ユーザーを引出し内にアクセスさせるために必要な動作を取り扱うアクセスタスク：アナログ読み取りのためのハードウェアを管理するアナログ読み取りタスク：瓶の読み取りのタイミングと記憶とを取り扱うことを受け持つ瓶読み取りの２つのタスク：引出し内の温度を制御する２つの温度制御タスク：そして最後は、引出し内の瓶の動揺のタイミングと開始とを受け持つ２つの動揺タスクである。

瓶読み取り、温度制御、及び動揺タスクは、主要コード本体が再入可能であるよう、独立のデータセグメントをもって書かれよう。

全体的諸要件＊　各組につき、機械は、引出しが開いておりそ且つ動揺が進行していることに依存して、定期的に瓶中のセンサーを読み、該情報を記憶しなければならない。

＊　機械は、どの引出しく但し、ただ一つの引出し）へのユーザーのアクセスをも、いつでも許容しなければならない。アクセス時間及び長さは記憶されなければならない。

＊　機械は、何らかの定期的ベースで温度を維持しそして記録しなければならない。

＊　機械は、要求があれば、記憶したデータをホストコンピュータに報告しなければならない。

本　ユーザーのアクセスの時間、及び引出しの開放の時間的長さ（よ、記録される。

＊　各引出し内の温度は、記録される。

＊　全ての瓶読み取り値は、記録される。

全体的仮定Ｉ　ＩＣＡ八〇へ送られる光ボードは光システムを含み、口・ツク・イン検出器が加わっている。

＊　我々はＧａｒｒａｎｄ　ＣＰＵを使用する。１１０アーキテクチャ−は、本日付現在のバージョンから有意には変更していない。

＊　ヒーターが各引出し内に取り付けられ、ソフトウェアはそれらを制御するよう期待されるよう。

＊　新たなモーターが、動揺と引出しの運動とを制御するために取り付けられよう。これらのモーターについては粗い制御のみ（すなわち、モーターの作動及び方向）があるであろう。

＊　オプトは再配置され、引出し閉鎖、引出し開放につし１てのフィードバックを提供するであろう。所望により、引出しが留まってし）る（ずっと閉鎖している）ことを示すために、第３のオプトが備えられよう。

＊　動揺ホームオプトの機能性は変更されないであろう。

＊　コミュニケーションは未だ決定されていないＰＣとのシリアルＲ５−２３２であろう。

文書を通して使用される約束事項殆どのモジュールは以下のフォーマットを用いて記述される。

ロヰ■→Ｅ］開始ＴａｓｋＮａｍｅの概要要件− ＴａｓｋＮａｍｅの設計要件。

仮定− タスク設計に際して使用される暗黙の又は実際的な、設計上の仮定。

支持されたコマンド− コマンド機能名（パラメータ）。

理想的流れ− 「造られた」英３ハイベント− ＥｖｅｎｔＮａｍｅ　：［擬似符号。　−コメント］く非ＭＮイＸ生成イベント〉［擬似符号。

］（イベントに基づかないフードプロ・ｙり）［擬似符号。

コ終了一機能名（ＴａｓｋＮａｍｅ）　− 上に例示のタスクにおいて、「支持されたコマンド−」は、その機能が、モジュールのコマンドブロセ・ノサによって提供されるであろうことを示す。（コマンドブロセ・νす擬似符号は、この車側こ（よ記述されていない。）モジュール記述の「理想流れ−」の部分は、「造られた英語」で、モジュールの主要な機能要件のためのオペレーションの理想的なシーケンスを記述するであろう。

最後に、「イベント−」部分は、システム内に特定のイベントが生じたとき、各タスクが実施する機能を記述する。

コマンドプロセッサでなく、またシステムイベントを支持するのにも直接関係しない特別のコートブロックは、　（）で示した。

アイデンティファイア中にアスタリスク（ｒ＊」）が現れるところては、アスタリスクよいことに注意。アスタリスクは、ある特定の引出しへ向かうタスクのために使用されている。

開始動揺制御タスクは、設定された動揺周期に可能な限り接近して、「その」引出し内の瓶を動揺させるよう試みる。

要件− 動揺は、＊　定期的に行われ、本　一定の時間行われ、＊　進行中の読み取りに干渉せず、＊　動揺中は読み取りが行われることを許さず、＊　瓶読み取りより高い開始優先性を有する、ものでなければならない。

仮定− ＊　動揺周期又は時間は変えることができる。

＊　５秒間毎に増大するマーキング時間が、動揺サイクルを開始するために十分な時間的分解である。

支持されたコマンド− 動揺周期を設定せよ９時間（５秒の増大）。

動揺周期を得よ。

動揺時間を設定せよ・時間（５秒の増大）。

動揺時間を得よ。

動揺を可能にせよ。

動揺を不能にせよ。

動揺開始を強制せよ。

動揺停止を強制せよ。

理想的流れ− 初期設定。

Ｆｏｒ　ｆｏｒｅｖｅｒ　ｄｏ：動揺周期後５秒の時間間隔が経過、次いでこの引出しの瓶読み取りを停止せよ（Ｒｅａｄ［ｎｈｉｂｉｔ”　）。

瓶読み取りが停止した後（Ｒｅａｄｌｎｈｉｂｉｔｅｄ　”　）、動揺モーターを始動せよ。

もし、動揺中に、Ａｇ１ｎｈｉｂｉビが受け取られたなら、動揺を停止させよ。

そうでないならばＡｇＤｕｒａｔ　ｉｏｎの間、動揺を続けよ。

動揺を停止させよ。

ＡｇＰｅｒｉｏｄカウンターをリセットせよ。

Ｅｎｄ　ｆｏｒ。

変数− ＡｇＰｅｒｉｏｄ　：各動揺開始の間のＦｉｖｅＳｅｃＴｉｃｋｓの数。

ＡｇＤｕｒａｔｉｏｎ　：瓶を動揺させるためのＰｉｖｅＳｅｃＴｉｃｋｓの数。

ＡｇｉｔａｔｉｎｇＦｌａｇ　：動揺が行われていることを示すプール。

Ａｇ１ｎｈｉｂｉｔ　・非ゼロが動揺を停止させねばならず且つ動揺を開始してはならないことを示すものである、整数。

ＴｉｍｅＣｏｕｎｔｅｒ　：次の動揺相（オン又はオフ）を開始するまでに進むべき時間チック周期の数。

イベント− ＡｇＥｎａｂｌｅ・　・動揺を再度可能にせよ。

［もしＡｇ１ｎｈｉｂｊ　ｆｅｄフラッグ＜＞Ｑならば、そのときは［Ａｇ１ｎｈｉｂｉ　ｔｅｄフラッグを減らせ。

イベント・動揺が可能になる（デバッグ、時間、引出し）：〕コＡｇＩｎｈｉｂｉｔ　”　：動揺を〃Ｌ除しなければならない何がかシステム内に起ころうとしている。もし我々が動揺させているならば、我々は停止しよう。

我々はいかなる更なる動揺をも阻止しよう。

［もしもＡｇｉ　ｔａｔｊｎｇＦＩａｇが設定されているならば、そのときは、［動揺を停止させ、そして動揺装置を元に戻せ。

ＡｇｉｔａｔｉｎｇＦｌａｇを消去せよ。

ＲｅａｄＥｎａｂｌｅ’を送れ。

ＰｅｒｉｏｄＣｏｕｎｔｅｒをＡｇＰｅｒｉｏｄをにリセットせよ。

コイベント　動揺が阻止される（デバッグ、時間、引出し）。

Ａｇ１ｎｈｉｂｉ　ｆｅｄフラッグを増やせ。

Ａｇ１ｎｈｉｂｉｔｅｄ　”を送れ。

時間切れなしに待て。

］ＰｉｖｅＳｅｃＴｉｃｋ　：標準システム時間間隔が満了した。我々は、動揺サイクルを開始すべき時か否かを見る必要がある。

［もしＴｉｍｅＣｏｕｎｔｅｒ　＜　＞　Ｏならば、そのときはＴｉｍｅＣｏｕｎｔｅｒを減らせ。

もしＴｉｍｅＣｏｕｎｔｅｒ　＝　０ならば、そのときはもしＡｇｉ　ｔａｔｉｎｇＦＩａｇが設定されているなら、そのときは、［動揺を停止させ、動揺装置を元に戻せ。

ＲｅａｄＥｎａｂｌｅ”を送れ。

ＴｉｍｅＣｏｕｎｔｅｒに再ロードせよ（ＡｇＰｅｒｉｏｄ−ＡｇＤｕｒａｔｉｏｎ）。

］、。

そうでないならば［ＡｇｉｔａｔｉｎｇＦｌａｇを設定せよ。

Ｒｅａｄｌｎｈｉｂｉｔ　”を送れ。

］］Ｒｅａｄ［ｎｈｉｂｉｔｅｄ　”　：もしＲｅａｄｌｎｈｉｂｉｔｅｄ　”が受け取られたら、我々はＲｅａｄ［ｎｈｉｂｉビメッセージをＢｏｔｔｌｅ”に送った。それは、我々が動揺を開始させようとしており、今やこのメツセージを受け取ったことによりそうすることに踏み切ったことを意味する。

［もしＡｇｉ　ｔａｔｉｎｇＦｌａｇが　−Ａｇ［ｎｈｉｂｉｔ　”が入り込んだか？ならそのときは、　−ノー。前進に躊躇なし。

［イベント：動揺が開始される（イベント、時間、引出し）。

動揺を開始させよ。

ＴｉｍｅＣｏｕｎｔｅｒにＡｇＤｕｒａｔ　ｉｏｎを再ロードせよ。

］］終了開始引出し内の温度を維持せよ。

要件−ｍ− ＊　引出し内の温度は０．１°Ｃの精度で制御されなければならない。

（これはこの文書では述へられていない。）＊　ヒーターのデユーティ−サイクルは定期的に調整されなければならない。

＊　Ｔｉｍｅ／Ｄｒａｗｅｒスタンプされた温度読み取り値は、定期的に記憶されなければならない。

＊温度制御は、時々不可能にされるであろう。

仮定−ｍ一本　制御アルゴリズムは、読み取りと制御情報との双方を時間正規化することができる。

＊　温度読み取り値を得るに必要な時間は、ゆっくりロック・インするために必要な時間の長さに依存する。

支持されたコマンドーー一温度目標を設定せよ：　目標温度目標を得よ：　目標現在の温度を得よ。（両引出しが報告される。）加熱可能にせよ。

加熱不能にせよ。

次の温度読み取り値を取ってこい：　数値温度読み取りカウントを取ってこい。

理想的流れ一一一１秒ごとの間隔で、この引出しから温度読み取り値を要求することを試みよ。

アナログ読み取り装置タスクが応答するのを待て。

アナログ読み取り装置が応答したとき、新たなヒーター・デユーティ−サイクルを算出し、それをヒーター［ＳＲに連絡せよ。

もし読み取りを行わなかったなら、バッファ中の温度を記憶せよ。

変数−−− ３ｋｉｐＣｏｕｎｔｅｒ　：読み取りを循環バッファに入れる前に読み飛ばすべき温度読み取りの回数ＨｅａｔＰｅｒｉｏｄ　：引出しヒーターの全制御期間ＤｕｔｙＣｙｃｌｅ　：ヒーターの現在意図されているデユーティ−サイクルＴｉｃｋＣｏｕｎｔｅｒ　：現在のヒーター状態に留まるための主クロツクチックの数。

ＨｅａｔＤｉｓａｂｌｅ　：非ゼロは、ヒーターが作動されないであろうことを意味する。

イベントーーー０ｎｅＳｅｃＴｉｃｋ　：我々は、毎秒温度を読み取ることを試みるであろう。

［もしＴｅｍｐ　ＩｎＰｒｏｇｒｅｓｓが設定されていないならば、そのときはＲｅａｄＡｎａｌｏｇ　（ｔｅｍｐｅｒｅｔｕｒｅ　”　）を送れ。

］ ”ＤｒａｗｅｒＣｈａｎｎｅｌＲｅａｄ　：１　温度読み取りが完了した。

［Ｓｋ　ｉ　ｐＣｏｕｎ　ｔｅｒを減らせ。

もし５ｋｉｐＣｏｕｎｔｅｒ　＝ならば、そのときは［温度読み取り、時間、引出しをバッファに記憶せよ。

５ｋｉｐＣｏｕｎｔｅｒをリセットせよ。

］新たなヒーターデユーティ−サイクルを計算せよ。

デユーティ−サイクルを更新せよ。

］ＤｒａｗｅｒＯｐｅｎ”　：［ＨｅａｔＤｉｓａｂｌｅフラッグを設定せよ。

ヒーターを消せ。

］ＤｒａｗｅｒＣｌｏｓｅ　”　：［ＨｅａｔＤｉｓａｂｌｅフラッグを消去せよ。

］（［ＳＲ、主ＶＲＴ）’７　ロックＩｓＲ内に連結）　：［もしＨｅａｔＤｉｓａｂｌｅフラッグが見えないならば、そのときは［ＴｉｃｋＣｏｕｎｔｅｒを減らせ。

もしＴｉｃｋＣｏｕｎｔｅｒ　＝　０なら、そのときは［もしヒーターがオンならば、そのときは［ヒーターを消せ。

ＴｉｃｋＣｏｕｎｔｅｒをリセットせよ（ＨｅａｔＰｅｒｉｏｄ−ＤｕｔｙＣｙｃｌｅ）。

］そうでないならば［ヒーターをつけよ。

ＴｉｃｋＣｏｕｎｔｅｒをＤｕｔｙＣｙｃｌｅでリセットせよ。

］］コ］終了開始引出し内の瓶を読め。

要件−ｍ− ＊　各類につき読み取りは定期的に行わなければならない。

＊　瓶の読み取りは時々不能にされよう。

＊　時間／セルをスタンプされた読み取り値は記憶されよう。

？　読み取りは、データーをホストコンピュータにオフロードすることなくシステムが作動できる時間量を最大にするミステリー・フォーマット中に記憶されよう。

仮定−ｍ− ＊　較正（セル標準化）は、手動のプロセスであろう。

＊　瓶読み取りタスクは、ホストコマンドを介して、どの瓶を読み取るのかを告げられるであろう。

本　読み取り正規化は、ホストによって行われるであろう。

操作上の仮定−一− ＊　較正されていないセルは、割り当てられないであろう。

支持されたコマンドー−− セルを可能にせよ（セル番号）。

セルを不能にせよ（セル番号）。

読み取りの数を得よ。

次の読み取りを得よ。

理想的流れ一一一５秒ごとの間隔で、活性の瓶の表が確認される。

もし活性の瓶があれば、それについての読み取り期間が過ぎたか否かを判定するために確認される。

もし読み取りが要求されるなら、読み取りはアナログ読み取りタスクから要求される。

アナログ読み取り装置が応答するのを待て。

アナログ読み取りタスクが読み取り値をもって応答したとき、その読み取り値は循環バッファに記憶される。

変数−−− ＲｅａｄｌｎＰｒｏｇｒｅｓｓ　：瓶読み取りが進行中であることを示すフラッグ。

ＮｏＲｅａｄｓ　：読み取りが開始されてはならないことを示すフラッグ。

Ｂｏｔｔｌｅ　：記録の配列（引出し内の瓶の数）。

Ａｃｔｉｖｅ　：このセルが規則的にサンプルされなければならないことを示すフラッグ。

Ｐｅｒ　ｉ　ｏｄＣｏｕｎ　ｔ　：次の読み取りまでに残っている時間の数。

イベントーーーＲｅａｄ［ｎｈｉｂｉｔ　”　：［ＮｏＲｅａｄｓフラッグを立てよ。

もしＲｅａｄ　ＩｎＰｒｏｇｒｅｓｓフラッグが見えなければ、そのときはＲｅａｄｌｎｈｉｂｉｔｅｄ　”を送れ。

］ＲｅａｄＥｎａｂｌｅ”　：［ＮｏＲｅａｄｓフラッグを消去せよ。

］ＢｏｔｔｌｅＲｅａｄ”　：［時間、セル、瓶読み取りを、循環バッファに記憶せよ。

瓶（セル）　ＰｅｒｉｏｄＣｏｕｎｔをＲｅａｄＰｅｒｉｏｄにリセットせよ。

もしＮｏＲｅａｄフラッグが設定されているなら、そのときはＲｅａｄｌｎｈｉｂｉｔｅｄ　”を送れ。

］ＦｉｖｅＳｅｃＴｉｃｋ　：［インデックス＝最少瓶番号（この引出し）反復［瓶（インデックス）について行え［もしくＡｃｔｉｖｅフラッグが立てられており）及びＰｅｒｉｏｄＣｏｕｎｔが非ゼロならば、そのときはＰｅｒｉｏｄＣｏｕｎｔを減らせ。

もしくＢｏｔｔｌｅＰｅｒｉｏｄ＝　Ｏ）且ツ（ＮｏＲｅａｄフラ・ソゲが立てられていない）ならば、そのときは［ＲｅａｄｌｎＰｒｏｇｒｅｓｓフラッグを立てよ０ＲｅａｄＢｏｔｔｌｅ”　（インデックス）を送れ。

］］インデックスを増せ。

］　（インデックス＝（最大瓶番号（この引出し）＋１）又は（ＲｅａｄｌｎＰｒｏｇｒｅｓｓフラッグが立てられている）まで。

］終了開始アナログ読み取りを実施するに必要な全ての操作を実施せよ。

要件−ｍ− ＊　アナログ読み取り回路の利用可能性は最大にしなければならない。

本　いかなるアナログ測定に関するオペレーションも、相互に干渉することを許容してはならない。

仮定−一− ＊　一つのＶＣＯがある。ｖｃｏ測定は何時でも開始してよい。

＊　二つの引出しがある。特定の引出し内においては、一度にただ一つのアナログ測定しか行われてはならない。

＊　ただ一つのスローロック・インアンプがある。このロック・インアンプでアナログ測定を実施することは、長時間を要する。

＊　引出しからのアナログ読み取りは、このロック・イン検出をを用いるか又は用いない。

支持されたコマンドーーーセル（セル番号、引出し番号）を読め。　−スローロック・インアンプを使用する。

引出しチャンネル（セル番号、引出し）を読め。−ＤＣのみを測る。

利得をもって引出しチャンネル（セル番号、引出し、利得）を読め− ＤＣ”利得ＭＵＸチャンネルを読め。　−Ｍｕｘチャンネルを読む。

Ｘスイッチをセットせよ（方向）。

利得をセットせよ（利得）。

ｍｕｘをセットせよ（ｍｕｘ）。

ＶＣＯを読め（時間）。

全ｖＣＯを読め。−ＶＣＯカウンターを満たすために時間を戻す。

理想的流れ一一− ＶＣＯ読み取りのため：ＭＵＸが選択される。

ＤＣが時間を設定するのを待て。

■ＣＯタイマーカウンターをセットせよ。

積分せよ。

積分後、ｖＣＯカウンターを読め。

ＶＣＯ読み取りに２．５及び０．ＯＶの参照を提供せよ。

引出しチャンネル読み取りのために：引出しチャンネルを選択せよ。

適切な引出しに向けＭＵＸのスイッチを入れよ。

ＤＣが時間を設定するのを待て。

ｖＣＯタイマーカウンターを設定せよ。

積分せよ。

積分後、ｖＣＯカウンターを読め。

ＶＣＯ読み取りに２．５及びＯ，ＯＶの参照を提供せよ。

瓶読み取りのために：引出しチャンネルが選択される。

利得が設定される。

Ｘ−スイッチが適切にセットされる（スローロック・イン検出のために）。

スローロック・インを待て。

ＭＵＸのスイッチがスローロック・インにれられる。

ＤＣが時間を設定するのを待て。

ＶＣＯタイマーカウンターを設定せよ。

積分せよ。

積分後、ｖＣＯカウンターを読め。

ＶＣＯ読み取りに２．５及びＯ，ＯＶの参照を提供せよ。

変数−ｍ− Ｄｅｌａｙ　：遅らせるへきＶＲＴＸｔｉｃｋｓ数。

ＤｅｌａｙｌｎＰｒｏｇｒｅｓｓ　：遅延が進行中である。よりよい名称があるとすればｒＬｏｃｋ［ｎ［ｎＰｒｏｇｒｅｓｓＪであろう。

Ｌａｓｔｔｉｍｅ　：我々が待ちを開始した最後の時（ＶＲＴＸｔｉｍｅにおいて）（待ちルーチン）このタスクにおいては、ロック・インが進行中であるか否かに依存して、時間切れを伴って待つものである、単一の待ち点がある。

もしもロック・インが開始されていても、我々は、非競合的要求を提供できることを望み、従って我々はここでそれらを待つ。もし要求が受け取られれば、我々はそれを提供し、次いでここに戻り、ロック・インの残り時間を判断し、そしてその値を存する時間切れを伴って待ってあろう。

［もしＤｅｌａｙｌｎＰｒｏ（２ｒｅｓｓフラツグが立てられているならば、そのときは［Ｄｅｌａｙを（（現在のＶＲＴＸチック時間）−Ｌａｓｔｔｉｍｅ）に設定せよ。

もしＤｅｌａｙ≦０ならば、そのときは［Ｄｅｌａｙ［ｎＰｒｏｇｒｅｓｓフラッグをリセットせよ。

Ｄｅｌａｙを０にリセットせよ。

〈時間切れ〉を実行せよ。

］コさもなければもしＤｅｌａｙ　＜　＞　ｏであるならば［ＤｅｌａｙｌｎＰｒｏｇｒｅｓｓフラッグを立てよ。

］もしＤｅｌａｙ　＜　＞　０であるならば、［現在のＶＲＴＸチック時間をＬａｓｔＴｉｍｅとしてセーブせよ。

時間切れを伴ってＤｅｌａｙを待て。

］そうでないならば時間切れなしに待て。

ｍ−待ちが行われる。

もし待ちが時間切れとなったならば、そのときは［ＤｅｌａｙｌｎＰｒｏｇｒｅｓｓフラッグをリセットせよ。

Ｄｅｌａｙを０にリセットせよ。

く時間切れ〉を実行せよ。

コそうでないならば適切なイベントを実行せよ。

］イベントー−− く待ち時間切れ〉：［ＭＵＸをスローロック・インチヤンネルに設定せよ。

最低５ｍｓ遅らせよ。

ＶＣ○カウンターをセットせよ。

ＶＣＯ読み取りを行え。

［Ｒｅ５ｐｏｎｓｅＴｙｐｅ］　（ｖｃｏ読み取り、計算値）を送れ。

もしＲｅ５ｐｏｎｓｅＴｙｐｅがＢＯｔｔｌｅＲｅａｄＬなら、そのときは［Ｌｅｆ　ｔＤｒａｗｅｒメツセージクラスを解放せよ。

ＢｏｔｔｌｅＲｅａｄＬを解放せよ。

］そうでないならば［ＲｉｇｈｔＤｒａｗｅｒメツセージクラスを解放せよ。

ＢｏｔｔｌｅＲｅａｄＲを解放せよ。

］コＲｅａｄＢｏｔｔｌｅＬ　（瓶）：［ＲｅａｄＬＤｒａｗｅｒＣｈを排斥せよ。

ＲｅａｄＢｏｔｔｌｅＲを排斥せよ。

左の引出し内の瓶を選択せよ。

左の引出しのスローロック・インのためにＸ−スイッチをセットせよ。

利得を選択せよ。

ＤｅｌａｙをＳｌｏｗＬｏｃｋＴｉｍｅにセットせよ。

Ｒｅ５ｐｏｎｓｅＴｙｐｅをＢｏｔｔｌｅＲｅａｄＬにセットせよ。

］ＲｅａｄＢｏｔｔｌｅＲ（瓶）：［ＲｅａｄＲＤｒａｗｅｒＣｈを排斥せよ。

ＲｅａｄＢｏｔｔｌｅＬを排斥せよ。

右の引出し内の瓶を選択せよ。

右の引出しのスローロック・インのためにＸ−スイッチをセットせよ。

利得を選択せよ。

ＤｅｌａｙをＳｌｏｗＬｏｃｋＴｉｍｅニセットせよ。

Ｒｅ５ｐｏｎｓｅＴｙｐｅをＢｏｔｔｌｅＲｅａｄＲにセットせよ。

］ＲｅａｄＤｒａｗｅｒＣｈ　（チャンネル）：［右の引出し内のチャンネルを選択せよ。

ＭＵＸを右の引出しのチャンネルにセットせよ。

最低５ｍｓ遅らせよ。

■ＣＯカウンターをセットせよ。

ＦＩＧ、９時間（秒）ドウエルチャート邸− 叫− ＦＩＧ、　１４ＦＩＧ、１５ＡＦＩＧ、１７フロントページの続き（７２）発明者　ダニエル、フレイブアメリカ合衆国９５６７２カリフォルニア、エルドラドヒルス、ダウニービルドライブ（７２）発明者　オルソン、キヤロラインアメリカ合衆国９５８２２カリフォルニア、サクラメント、ヌーナンドライブ　１２８９（７２）発明者　ガードナー、ウィリアムアメリカ合衆国９５８３３カリフオルニア、サクラメント、チラルバラエイ　１７４５（７２）発明者　エンスコー、グレンアメリカ合衆国９５６６０カリフォルニア、ノースハイランズ、アイビーヒルウェイ７８４４（７２）発明者　ジャラード、エリザベスアメリカ合衆国９５８３３カリフォルニア、サクラメント、レミターウェイ　３１５１

Claims

【特許請求の範囲】

１．標本を含有した容器内のヒト組織中の微生物の存在を検出するための装置であって、１つ又はより多くの標本含有容器を保持するための手段と、光を放射するための光放射手段であって、放射された光が該容器保持手段内に保持されている標本を含有した容器の内側壁面上に配置されたセンサーに当たることを許容するように構成されているものである光放射手段と、該センサーからの光エネルギーを検出可能な信号へと変換するための光検出手段と、そして該センサーからの光以外の光が該光検出手段に到達するのを実質的に阻止するために、ある選ばれた部分を除き該センサーのすべての部分を実質的に覆っている光遮断手段と、を含む装置。
２．該光遮断手段が、（ａ）該光検出手段と該容器との間に挿入されたスペーシャル・フィルターであって、開口を備えており該開口を通して該センサーの、ある選ばれた部分を該容器を介し光学的に検査できるものであるスペーシャル・フィルターと、そして（ｂ）該容器の該壁と接触している表面以外の該センサーの全外表面を実質的に覆っている光遮断層とを含むものである、請求項１の装置。
３．該光放射手段が該センサー中の発蛍光団を励起させることのできる励起光を放射し、そして該光遮断手段が、該発蛍光団からの蛍光放射以外の実質的にいかなる光が該光検出手段に到達するのをも阻止するのに適合させてあるものである、請求項１の装置。
４．ヒト組織中の微生物の存在を検出するための装置であって、１つ又はより多くの標本含有容器を保持するための手段と、光源の放射波長範囲内にある励起光を放射することのできる複数の光源であって、該容器保持手段内に保持されている標本を含有した容器の内側壁面に固定されたセンサーに該光源の端々からの励起光が当たることを許容しそしてそれによって該センサーにセンサー放射光を放射させるよう構成されたものである光源と、該センサー放射光を検出可能な信号に変換するよう構成された光検出手段と、そしてセンサー放射光以外の光が該光検出手段に到達するのを実質的に阻止するために、ある選ばれた部分を除き該センサーの全ての部分を実質的に覆っている光遮断手段と、を含むものである装置。
５．該光遮断手段が、（ａ）該光検出手段と該容器との間に挿入されたスペーシャル・フィルターであって、開口を備えており該開口を通して該センサーの選ばれた部分を該容器を介し光学的に検査できるものであるスペーシャル・フィルターと、そして（ｂ）該容器の該壁と接触している表面以外の該センサーの全外表面を実質的に覆っている光遮断層とを含むものである、請求項４の装置。
６．容器の内側壁面に固定するためのそして該容器内の微生物の生育を検出するためのセンサーであって、該容器内の微生物の生育を検出するのに適合させた材料を含んでいるセンサー・マトリックスと、そして光の透過を実質的に阻止する材料よりなる被覆層であって、該センサーが該容器の内側壁面上に配置されたときに該容器の該内側壁面とは接触しないこととなる該センサーマトリックスの外表面の全てを実質的に覆っているものである被覆層と、を含むものであるセンサー。
７．該被覆層が、ガス透過性且つプロトン非透過性のマトリックス中に分散された光吸収性材料を含むものである、請求項６のセンサー。
８．該センサーマトリックスが、光透過性でガス透過性でプロトン非透過性のマトリックス中にカプセル化されたｐＨ感受性の吸光度に基づく染料を含んでいる第１の層と、該第１の層に隣接して配置されておりそして不活性な光透過性のマトリックス中にｐＨ非感受性の蛍光染料を含んでいる第２の層と、を含むものである、請求項６のセンサー。
９．該被覆層が、ガス透過性でプロトン非透過性のマトリックス中に分散された光吸収性材料を含むものである、請求項８のセンサー。
１０．組織中の微生物の存在を検出するための装置において制御回路が、電力供給手段と、該電力供給手段から電力を受けてそれに応答した光放射を生み出すための光放射手段と、該光放射手段に時間変動信号を提供して該光放射手段に該時間変動信号を複製させるための変調器手段と、該光放射によって生み出された蛍光応答に応答して電気的応答信号を生み出す、光応答手段と、復調された応答信号を提供するために、該時間変動信号の値に依存して該電気応答信号に第１のレベルの増幅と、これとは異なった第２のレベルの増幅とを選択的に適用するための、該時間変動信号に同期させた復調器手段と、該復調された応答信号を受信しこの信号を時間平均して出力電圧信号を与える積分器手段と、を含んでおり、それによって、該復調器が、該時間変動信号と同期し位相が揃っている該応答信号に増幅を適用して、該電気的応答信号の一部分を該積分器に選択的に伝達（この伝達された信号部分は該時間変動信号に特徴的である）するものである装置。
１１．該時間変動信号がある周波数を有しており、そして該制御回路が該時間変動信号の周波数に同調させた帯域フィルターを更に含んだものである、請求項１０の装置。
１２．該制御回路が、該帯域フィルターから信号を受信しそれに応答して該復調器に増幅された信号を提供する増幅器を更に含むものである、請求項１１の装置。
１３．該光放射手段が発光ダイオードを含むものである、請求項１０の装置。
１４．該光応答手段がフォトダイオードを含むものである、請求項１０の装置。
１５．該変調器手段によって生み出された該畦間変動信号が、オン・オフの時間間隔の実質的に等しい、チョッピングされた方形波直流信号を含むものである、請求項１０の装置。
１６．該復調器によって該応答信号に適用される該第１のレベルの増幅が、信号反転レベルの増幅である、請求項１０の装置。
１７．該復調器によって該応答信号に適用される該第２のレベルの増幅が、該応答信号が実質的な変化を受けずに伝達されるようなゼロレベルの増幅である、請求項１０の装置。
１８．組織中の微生物の存在を検出するための装置であって、該装置が、それぞれの組織サンプル容器を端々が中に受け入れることのできる複数の受け口を備えたラックを含んでおり、各々の組織サンプル容器がそれぞれの組織サンプル、培養培地及び発蛍光団要素を含んでおり、そして、該微生物の代謝産物に対する該要素の発蛍光団の応答によって該組織サンプル容器内の該微生物の代謝を検出するために複数の光学的ユニットが各々個々に該受け口の一つに関連させてあり、該光学ユニットの各々が該発蛍光団の応答を刺激するための光放射装置と該発蛍光団の応答に応答して応答信号を生み出す仕掛けとを含んでいるものである装置において、該複数の受け口中のうち該ラックの幾つかの空の受け口の一つに新たに挿入された組織サンプル容器の位置を検出する方法であって、次の各段階、すなわち：特徴的な周波数を有する時間変動信号によって該光放射装置を作動させる段階と、該発蛍光団の応答に該特徴的な周波数の時間変動を起こさせる段階と、該特徴的な時間変動の周波数を有する該応答信号を生み出す段階と、該空の受け口の各々における該時間変動応答の欠如によって該空の受け口を同定する段階と、そしてそこから該特徴的周波数の応答信号が受信されるものである該空の受け口の一つを同定することによって、該新たに挿入された組織サンプル容器の位置を同定する段階と、を含むものである方法。
１９．該組織サンプル容器の各々に同定用指標を備え、該同定用指標をスキャンしてリストに加える段階と、該指標リストヘの新たな登録を、新たな組織サンプル容器が該ラックの空の受け口に正に挿入されようとしていることの指標として利用して、該光放射装置の該時間変動する作動を該指示に応答して開始させ、そして該新たな組織サンプル容器の挿入を待ちながら該ラックの全ての空の受け口を順次にスキャンして該容器の該発蛍光団要素からの該時間変動信号を受信して該空の受け口のうち該容器の挿入された受け口を同定する段階と、を更に含むものである方法。