JPH0923875A - 標本容器 - Google Patents
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- JPH0923875A JPH0923875A JP8167814A JP16781496A JPH0923875A JP H0923875 A JPH0923875 A JP H0923875A JP 8167814 A JP8167814 A JP 8167814A JP 16781496 A JP16781496 A JP 16781496A JP H0923875 A JPH0923875 A JP H0923875A
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- Y10S436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
- Y10S436/807—Apparatus included in process claim, e.g. physical support structures
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 血液培養体における生物学的活性及び体液中
のマイコバクテリアの有無を検出する時間(TTD)を
短縮する方法及びその装置のための標本容器を提供する
こと。 【解決手段】 本発明は、培養容器内の微生物を検出す
る方法及びその装置に使用される多数標本の容器に関す
るものである。該容器1は、標本を複数の部分標本に分
割する複数の貫通穴5を有するブロック3を備えてい
る。部分標本の各々は、それ自体の頂部スペースと、そ
れ自体のセンサとを備えている。部分標本の空間列はC
CDカメラにより読み取られ、部分標本に分割されて、
検出時間を著しく短縮する空間列を形成する。
のマイコバクテリアの有無を検出する時間(TTD)を
短縮する方法及びその装置のための標本容器を提供する
こと。 【解決手段】 本発明は、培養容器内の微生物を検出す
る方法及びその装置に使用される多数標本の容器に関す
るものである。該容器1は、標本を複数の部分標本に分
割する複数の貫通穴5を有するブロック3を備えてい
る。部分標本の各々は、それ自体の頂部スペースと、そ
れ自体のセンサとを備えている。部分標本の空間列はC
CDカメラにより読み取られ、部分標本に分割されて、
検出時間を著しく短縮する空間列を形成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、血液培養体におけ
る生物学的活性及び体液中のマイコバクテリア(結核
菌)の有無を検出する時間(TTD)を短縮する方法及
び装置に関する。
る生物学的活性及び体液中のマイコバクテリア(結核
菌)の有無を検出する時間(TTD)を短縮する方法及
び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】患者の体液、特に、血液中における細菌
のような生物学的に活性なものの存在は、一般的には、
血液培養バイアルを使用して判断される。少量の血液が
閉鎖型のゴム隔壁を介して培養基を保持する滅菌バイア
ル中に注入され、次に、そのバイアルは、37°Cにて
保温し、微生物の成長を監視する。
のような生物学的に活性なものの存在は、一般的には、
血液培養バイアルを使用して判断される。少量の血液が
閉鎖型のゴム隔壁を介して培養基を保持する滅菌バイア
ル中に注入され、次に、そのバイアルは、37°Cにて
保温し、微生物の成長を監視する。
【0003】
【課題を解決しようとする課題】微生物の存在を検出す
るために使用される技術の一つに、目視検査がある。一
般的に、この目視検査は、血液及び培質の液体懸濁物の
汚濁、又は最終的な色変化を監視することを含む。器具
を使用する公知の方法は、細菌の成長の代謝副産物であ
る、培養瓶内の二酸化炭素成分の変化を検出する。二酸
化炭素成分の監視は、二酸化炭素のスペクトル線による
放射化学又は赤外線吸収のような、当該技術分野にて確
立された方法により行うことができる。今日迄、こうし
た方法は、侵入による方法を必要とし、その結果、異な
るバイアル間の相互汚染という周知の問題が生じる。ま
た、正及び/又は負の圧力変化を監視することにより、
密封可能な容器における微生物の成長を検出することも
提案されている。
るために使用される技術の一つに、目視検査がある。一
般的に、この目視検査は、血液及び培質の液体懸濁物の
汚濁、又は最終的な色変化を監視することを含む。器具
を使用する公知の方法は、細菌の成長の代謝副産物であ
る、培養瓶内の二酸化炭素成分の変化を検出する。二酸
化炭素成分の監視は、二酸化炭素のスペクトル線による
放射化学又は赤外線吸収のような、当該技術分野にて確
立された方法により行うことができる。今日迄、こうし
た方法は、侵入による方法を必要とし、その結果、異な
るバイアル間の相互汚染という周知の問題が生じる。ま
た、正及び/又は負の圧力変化を監視することにより、
密封可能な容器における微生物の成長を検出することも
提案されている。
【0004】最近、バイアル内に配置された化学的セン
サを使用する非侵入的方法が開発されている。こうした
センサは、その色を変化させることにより、又は、その
蛍光の強さを変化させることにより、二酸化炭素の濃度
の変化に応答する。公知の自動化された非侵入的な血液
培養システムにおいては、互いに独立した光源、スペク
トル励起/放出フィルタ、及び光検出器が、各バイアル
に隣接して配置されている。その結果、一つのバイアル
とその隣りのバイアルとでは、ステーションの感度が異
なる。更なる問題点は、光源、フィルタ、及び光検出器
の老化作用(aging effects)により生ず
る。殆どの公知の血液培養センサは、細菌の成長中、測
定される光電流におけるコントラスト比は、僅かな程度
にしか過ぎないため、こうしたシステムを作動させるた
めには、広範囲で且つ時間のかかる較正方法及び複雑な
検出アルゴリズムが必要とされる。更に、個々の光源及
び検出器を他の器具に接続するため可撓性の電気ケーブ
ルが必要とされる。一台の器具当たり典型的に240個
といった、多数の光センサが使用される場合、個々の光
源が不良になり始めると、保守が極めて面倒で且つコス
ト高となる可能性がある。
サを使用する非侵入的方法が開発されている。こうした
センサは、その色を変化させることにより、又は、その
蛍光の強さを変化させることにより、二酸化炭素の濃度
の変化に応答する。公知の自動化された非侵入的な血液
培養システムにおいては、互いに独立した光源、スペク
トル励起/放出フィルタ、及び光検出器が、各バイアル
に隣接して配置されている。その結果、一つのバイアル
とその隣りのバイアルとでは、ステーションの感度が異
なる。更なる問題点は、光源、フィルタ、及び光検出器
の老化作用(aging effects)により生ず
る。殆どの公知の血液培養センサは、細菌の成長中、測
定される光電流におけるコントラスト比は、僅かな程度
にしか過ぎないため、こうしたシステムを作動させるた
めには、広範囲で且つ時間のかかる較正方法及び複雑な
検出アルゴリズムが必要とされる。更に、個々の光源及
び検出器を他の器具に接続するため可撓性の電気ケーブ
ルが必要とされる。一台の器具当たり典型的に240個
といった、多数の光センサが使用される場合、個々の光
源が不良になり始めると、保守が極めて面倒で且つコス
ト高となる可能性がある。
【0005】光強度を利用するセンサ機構に伴う不利な
点は、その有効寿命を変化させる蛍光センサを利用する
ことにより解決することができる。この場合、光強度の
測定法に代えて、時間パラメータ測定法が採用され、光
強度の変化は、センサ出力信号に何等の影響も与えな
い。多くの化学的センサ材料は、その蛍光寿命が酸素濃
度、pH、二酸化炭素の濃度、又はその他の化学的パラ
メータの変化と共に変化することが公知である。
点は、その有効寿命を変化させる蛍光センサを利用する
ことにより解決することができる。この場合、光強度の
測定法に代えて、時間パラメータ測定法が採用され、光
強度の変化は、センサ出力信号に何等の影響も与えな
い。多くの化学的センサ材料は、その蛍光寿命が酸素濃
度、pH、二酸化炭素の濃度、又はその他の化学的パラ
メータの変化と共に変化することが公知である。
【0006】センサの蛍光寿命の変化は、周知の位相シ
フト方法を適用することにより一般に監視される。この
方法において、励起光はその強度が調節されて、その結
果、励起位相に関して位相シフトされた強度が調節され
た蛍光が放出される。この位相シフト角度θは、次式に
従い蛍光の寿命τにより決まる。 tanθ=ωτ (1) ここで、ω=2πfは、円形の光の調節周波数である。
フト方法を適用することにより一般に監視される。この
方法において、励起光はその強度が調節されて、その結
果、励起位相に関して位相シフトされた強度が調節され
た蛍光が放出される。この位相シフト角度θは、次式に
従い蛍光の寿命τにより決まる。 tanθ=ωτ (1) ここで、ω=2πfは、円形の光の調節周波数である。
【0007】等式(1)を検討すると、この位相シフト
法は、ωτ=1の条件の下で最大の分解能dθ/dτを
可能にすることが分かる。残念なことに、殆どの公知の
pH、又は二酸化炭素感知型の発蛍光団(fluoro
phore)は、5ns(ナノ秒)乃至500ps(ピ
コ秒)の範囲の崩壊時間を有する。換言すれば、光調節
周波数f=1/2πτは、32MHz乃至320MHz
の範囲にあることが必要とされる。
法は、ωτ=1の条件の下で最大の分解能dθ/dτを
可能にすることが分かる。残念なことに、殆どの公知の
pH、又は二酸化炭素感知型の発蛍光団(fluoro
phore)は、5ns(ナノ秒)乃至500ps(ピ
コ秒)の範囲の崩壊時間を有する。換言すれば、光調節
周波数f=1/2πτは、32MHz乃至320MHz
の範囲にあることが必要とされる。
【0008】かかる高周波数にて光の強度を調節するこ
とが可能であるが、このためには、レーザと組み合わせ
たときにのみ効果的である音響−光学式又は電子−光学
式モジュレータを必要とする。更に、調節された蛍光を
検出するためには、かなり高価であるマルチチャネル−
プレート型の光電子増倍管のような高速度で高感度の光
検出器を必要とする。その結果、全ての市販の自動式血
液培養システムは、光強度を監視する型式のものであ
り、時間−分解型の蛍光二酸化炭素センサを利用するも
のはない。
とが可能であるが、このためには、レーザと組み合わせ
たときにのみ効果的である音響−光学式又は電子−光学
式モジュレータを必要とする。更に、調節された蛍光を
検出するためには、かなり高価であるマルチチャネル−
プレート型の光電子増倍管のような高速度で高感度の光
検出器を必要とする。その結果、全ての市販の自動式血
液培養システムは、光強度を監視する型式のものであ
り、時間−分解型の蛍光二酸化炭素センサを利用するも
のはない。
【0009】蛍光の寿命に基づくセンサを低コストで作
用させることは可能であるにしても、標本に伴う全ての
人為的な欠陥は残るであろう。特に、血液自体の代謝に
よる蛍光の強度及び/又は有効寿命の連続的ではある
が、予見不可能な変化である、いわゆる「血液によるバ
ックグラウンド効果(blood−backgroun
d effect)」について言及しなければならな
い。この血液によるバックグラウンド効果は、ドナー、
成長培養基、血液量、及びその他のファクタに依存する
ため、血液に関係する蛍光の変化と微生物に関係する蛍
光の変化とを区別することは極めて困難であり、又は不
可能である。結局、検出アルゴリズムは「頑丈」でなけ
ればならず、その結果、検出のため比較的長い時間がか
かる。
用させることは可能であるにしても、標本に伴う全ての
人為的な欠陥は残るであろう。特に、血液自体の代謝に
よる蛍光の強度及び/又は有効寿命の連続的ではある
が、予見不可能な変化である、いわゆる「血液によるバ
ックグラウンド効果(blood−backgroun
d effect)」について言及しなければならな
い。この血液によるバックグラウンド効果は、ドナー、
成長培養基、血液量、及びその他のファクタに依存する
ため、血液に関係する蛍光の変化と微生物に関係する蛍
光の変化とを区別することは極めて困難であり、又は不
可能である。結局、検出アルゴリズムは「頑丈」でなけ
ればならず、その結果、検出のため比較的長い時間がか
かる。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題点
を解決するものであり、一般的な器具及びサンプルに関
連する人為的な欠陥が存在する場合でさえ、検出時間を
短くすることを可能にする、生物学的に活性な物質を検
出する方法及び装置を含む。
を解決するものであり、一般的な器具及びサンプルに関
連する人為的な欠陥が存在する場合でさえ、検出時間を
短くすることを可能にする、生物学的に活性な物質を検
出する方法及び装置を含む。
【0011】本発明によれば、血液、及び成長培養基の
ような標準量の標本を密封可能な容器に入れ、その容器
内でその標本を成長培養基と混合させることにより、上
記の目的は、達成される。
ような標準量の標本を密封可能な容器に入れ、その容器
内でその標本を成長培養基と混合させることにより、上
記の目的は、達成される。
【0012】この容器は、その容器を外部から操作する
ことにより、その容器内の液体標本が多数の部分標本に
分割され、その部分標本の各々がそれ自体の頂部スペー
ス及びそれ自体の検出手段を備えるようにする。この部
分標本の数Nは、その標本を容器内に入れたときその標
本内に予想される主たる微生物の数よりも多くなるよう
に選択する。
ことにより、その容器内の液体標本が多数の部分標本に
分割され、その部分標本の各々がそれ自体の頂部スペー
ス及びそれ自体の検出手段を備えるようにする。この部
分標本の数Nは、その標本を容器内に入れたときその標
本内に予想される主たる微生物の数よりも多くなるよう
に選択する。
【0013】標準的な血液培養容器と比較して、この部
分標本中における気体濃度、又はその他のパラメータに
典型的な変化を生じさせるのに必要な微生物の数は、そ
の容積が1/Nになれば、1/Nと少なくてよい。その
結果、センサの出力信号に測定可能な変化を生じさせる
ために部分標本に必要とされる微生物の数は、少なくて
済む。このため、検出時間の第一の短縮化が可能とな
る。
分標本中における気体濃度、又はその他のパラメータに
典型的な変化を生じさせるのに必要な微生物の数は、そ
の容積が1/Nになれば、1/Nと少なくてよい。その
結果、センサの出力信号に測定可能な変化を生じさせる
ために部分標本に必要とされる微生物の数は、少なくて
済む。このため、検出時間の第一の短縮化が可能とな
る。
【0014】本発明によれば、部分標本の全ては、直線
状、円形、矩形、六角形、統計学的な分布状態とするこ
とのできる空間配列状に配置され、又は、その他の形態
とすることが可能である。部分標本の全てのセンサ信号
は、視覚的に、又は器具により互いに比較される。一つ
又は二以上の部分標本における微生物の成長のため、微
生物を含まない部分標本と比較してセンサ信号に変化が
生じる。このとき、少なくとも一つの部分標本がその隣
りの標本が発生する信号と異なる信号を発生させるなら
ば、標本の全体が陽性とみなされる。このようにして、
センサ信号対時間の測定値がセンサ信号対距離の測定値
に変換される。
状、円形、矩形、六角形、統計学的な分布状態とするこ
とのできる空間配列状に配置され、又は、その他の形態
とすることが可能である。部分標本の全てのセンサ信号
は、視覚的に、又は器具により互いに比較される。一つ
又は二以上の部分標本における微生物の成長のため、微
生物を含まない部分標本と比較してセンサ信号に変化が
生じる。このとき、少なくとも一つの部分標本がその隣
りの標本が発生する信号と異なる信号を発生させるなら
ば、標本の全体が陽性とみなされる。このようにして、
センサ信号対時間の測定値がセンサ信号対距離の測定値
に変換される。
【0015】微生物を含まない全ての部分標本が「基準
標本」として機能する。即ち、これらの標本は、器具、
標本の老化、及び器具内の温度変化に起因する全ての人
為的な欠点を示す。特に、基準標本は、いわゆる「血液
によるバックグラウンド効果」を生じる。本発明による
装置において、センサ信号の空間的相違のみが微生物の
成長を表示するという事実のため、全ての人為的な欠点
は排除され、著しく改善されたセンサ信号の分解能が実
際的となる。このため、検出時間(「TTD」)の第二
の短縮化が可能となる。
標本」として機能する。即ち、これらの標本は、器具、
標本の老化、及び器具内の温度変化に起因する全ての人
為的な欠点を示す。特に、基準標本は、いわゆる「血液
によるバックグラウンド効果」を生じる。本発明による
装置において、センサ信号の空間的相違のみが微生物の
成長を表示するという事実のため、全ての人為的な欠点
は排除され、著しく改善されたセンサ信号の分解能が実
際的となる。このため、検出時間(「TTD」)の第二
の短縮化が可能となる。
【0016】上記のTTD短縮化の双方は、微生物の成
長に基づく既存のシステムに対して顕著な改善を提供す
る。例えば、72時間のTTDは、12時間に短縮化す
ることができる。マイコバクテリア(TB)の場合、3
5日のTTDは、5日に短縮化することができる。
長に基づく既存のシステムに対して顕著な改善を提供す
る。例えば、72時間のTTDは、12時間に短縮化す
ることができる。マイコバクテリア(TB)の場合、3
5日のTTDは、5日に短縮化することができる。
【0017】本発明による装置においては、規則的な時
間間隔にて、距離に対するセンサ信号の測定を行う必要
はない。このため、標本の装填及び除去の目的のために
扉を開けることに起因するデータ取得の中断があっても
何ら不利益な影響は生じない。上述したように、扉の開
放に起因する温度変化の作用もまた解消され、陽性であ
れば、任意の時点で読み取ることができる距離に対する
光強度の恒久的なパターンが発生されるため、陽性であ
るが故に遅延した、いわゆる「遅れた」バイアルをチェ
ックすることが遥かに容易となる。
間間隔にて、距離に対するセンサ信号の測定を行う必要
はない。このため、標本の装填及び除去の目的のために
扉を開けることに起因するデータ取得の中断があっても
何ら不利益な影響は生じない。上述したように、扉の開
放に起因する温度変化の作用もまた解消され、陽性であ
れば、任意の時点で読み取ることができる距離に対する
光強度の恒久的なパターンが発生されるため、陽性であ
るが故に遅延した、いわゆる「遅れた」バイアルをチェ
ックすることが遥かに容易となる。
【0018】また、部分標本の各々には、少なくとも二
つの異なる検出手段を設けることが可能であり、このた
め、異なるセンサのデータを分析することによって、検
出に加えて、微生物を特定することが可能となる。
つの異なる検出手段を設けることが可能であり、このた
め、異なるセンサのデータを分析することによって、検
出に加えて、微生物を特定することが可能となる。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明の上記及びその他の形態、
特徴及び有利な点は、添付図面と共に、以下の詳細な説
明から明らかになるであろう。
特徴及び有利な点は、添付図面と共に、以下の詳細な説
明から明らかになるであろう。
【0020】本発明によれば、血液及び成長培養基のよ
うな標準的な量の標本が密封可能な容器内に導入され、
完全に混合される。標本が少量の微生物K0を含む場合
には、培養直後の時間tにおける微生物の数K(t)
は、次式で求められる。 K(t)=K0exp(ln2t/td) (2) tdは、その標本内に在する特別な微生物種の数を二倍
した数である。
うな標準的な量の標本が密封可能な容器内に導入され、
完全に混合される。標本が少量の微生物K0を含む場合
には、培養直後の時間tにおける微生物の数K(t)
は、次式で求められる。 K(t)=K0exp(ln2t/td) (2) tdは、その標本内に在する特別な微生物種の数を二倍
した数である。
【0021】通常、センサ出力信号に検出可能な変化を
生じさせるためには、単位容積当たりの微生物の特定の
最小濃度Cminが容器内に存在することが必要とされ
る。この最小濃度Cminは、次式によって微生物の最小
数Kminと関係付けられる。
生じさせるためには、単位容積当たりの微生物の特定の
最小濃度Cminが容器内に存在することが必要とされ
る。この最小濃度Cminは、次式によって微生物の最小
数Kminと関係付けられる。
【0022】Kmin=CminV0 (3) ここで、V0は容器全体の容積である。
【0023】本発明による装置において、外部から標本
容器に作用することにより容積V0の標本は、容積値V
のN個の別々のサブユニット(部分単位)に分割され
る。この容積Vは、次式で求められる。 V=(V0/N) (4) 等式(2)乃至(4)を組み合わせることにより、容積
Vのサブユニット内の微生物の割合が最小濃度Cminに
達するために必要とされる、検出時間、TTDが求めら
れる。 等式(5)を解くとき、培養後、そのサブユニット内に
単一の微生物しか存在しないと仮定する、即ち、K0=
1に設定する。また、いわゆる「遅れ位相(lag p
hase)」、即ち、微生物が通常、保温後に増殖をし
始めるのに必要とされる特定の時間間隔は無視した。
容器に作用することにより容積V0の標本は、容積値V
のN個の別々のサブユニット(部分単位)に分割され
る。この容積Vは、次式で求められる。 V=(V0/N) (4) 等式(2)乃至(4)を組み合わせることにより、容積
Vのサブユニット内の微生物の割合が最小濃度Cminに
達するために必要とされる、検出時間、TTDが求めら
れる。 等式(5)を解くとき、培養後、そのサブユニット内に
単一の微生物しか存在しないと仮定する、即ち、K0=
1に設定する。また、いわゆる「遅れ位相(lag p
hase)」、即ち、微生物が通常、保温後に増殖をし
始めるのに必要とされる特定の時間間隔は無視した。
【0024】横列n個及び縦列n個のサブユニットを備
える二次元的形態の容器であると仮定すると、次式が得
られる。 N=n2 (6) 本発明による、容器の検出時間は、次式で求められる。 TTD=td{ln(Kmin/n2)/ln2} (7) 図1には、等式(7)に従って、検出時間TTD対横列
数nを表示する曲線群が示してある。これらの異なる曲
線は、通常の微生物の成長を利用する血液培養器具にて
測定した典型的なTTDの値、120、96、72、4
8、24、12時間における異なる種類の微生物に対応
する。これらのTTDの値は、n=1に対応する、即
ち、図1の一つの横例及び縦例に対応する。
える二次元的形態の容器であると仮定すると、次式が得
られる。 N=n2 (6) 本発明による、容器の検出時間は、次式で求められる。 TTD=td{ln(Kmin/n2)/ln2} (7) 図1には、等式(7)に従って、検出時間TTD対横列
数nを表示する曲線群が示してある。これらの異なる曲
線は、通常の微生物の成長を利用する血液培養器具にて
測定した典型的なTTDの値、120、96、72、4
8、24、12時間における異なる種類の微生物に対応
する。これらのTTDの値は、n=1に対応する、即
ち、図1の一つの横例及び縦例に対応する。
【0025】図1から理解されるように、通常のTTD
値は、本発明による標本容器を多数のサブユニットに分
割することにより著しく小さくすることができる。TT
D値が大きい場合、時間の短縮化はより顕著である。横
列40個及び縦列40個を有する標本容器を使用する
と、一般的な120時間のTTDは、56時間に短縮さ
れる。換言すれば、TTDは、64時間、即ち、2.6
6日短縮される。一般的な12時間のTTDの場合、時
間の短縮は、6時間にしか過ぎない。
値は、本発明による標本容器を多数のサブユニットに分
割することにより著しく小さくすることができる。TT
D値が大きい場合、時間の短縮化はより顕著である。横
列40個及び縦列40個を有する標本容器を使用する
と、一般的な120時間のTTDは、56時間に短縮さ
れる。換言すれば、TTDは、64時間、即ち、2.6
6日短縮される。一般的な12時間のTTDの場合、時
間の短縮は、6時間にしか過ぎない。
【0026】図2には、本発明による標本の容器を使用
することにより得られる第二の有利な点が示されてい
る。これは、センサ信号の分解能が増したことに起因し
て、検出に必要とされる微生物の数が少なくて済むこと
である。一般に経験される人為的な欠点が略完全に解消
されるため、必要とされる微生物の数を1桁又は2桁程
度、少なくすることが可能であると考えられる。図2に
は、一般的な数であるKmin=106を105、更に、
104に小さくした場合、TTDに対する予想される効
果を示す曲線が示してある。
することにより得られる第二の有利な点が示されてい
る。これは、センサ信号の分解能が増したことに起因し
て、検出に必要とされる微生物の数が少なくて済むこと
である。一般に経験される人為的な欠点が略完全に解消
されるため、必要とされる微生物の数を1桁又は2桁程
度、少なくすることが可能であると考えられる。図2に
は、一般的な数であるKmin=106を105、更に、
104に小さくした場合、TTDに対する予想される効
果を示す曲線が示してある。
【0027】図3には、標本を40×40のサブユニッ
トに分割することと、必要とされる微生物の数を少なく
することとを組み合わせた効果が示してある。この図面
から理解されるように、一般的なTTDの120時間を
16時間に短縮することができ、これは、104時間、
即ち4.33日の時間の短縮に相当する。一般的なTT
Dの12時間は、2時間に短縮することができる。図
1、図2、及び図3には、TTDの計算値が示してある
ことに留意すべきである。全体的なTTDに寄与する第
二の要素、即ち、遅れ位相は、分析において無視されて
おり、急速に成長する微生物に対する実際の時間の短縮
は、計算した値よりも少ない。
トに分割することと、必要とされる微生物の数を少なく
することとを組み合わせた効果が示してある。この図面
から理解されるように、一般的なTTDの120時間を
16時間に短縮することができ、これは、104時間、
即ち4.33日の時間の短縮に相当する。一般的なTT
Dの12時間は、2時間に短縮することができる。図
1、図2、及び図3には、TTDの計算値が示してある
ことに留意すべきである。全体的なTTDに寄与する第
二の要素、即ち、遅れ位相は、分析において無視されて
おり、急速に成長する微生物に対する実際の時間の短縮
は、計算した値よりも少ない。
【0028】図4には、等式(7)に従ってマイコバク
テリアについての検出時間TTD対横列数nを表示する
一連の曲線が示してある。これらの異なる曲線は、微生
物の成長を利用する従来の成長に基づくTB培養器具で
測定した典型的なTTD値である、35日、28日、2
1日、14日及び7日の異なる種類のマイコバクテリア
に対応するものである。この場合にも、これらのTTD
値は、n=1、即ち、図4の一つの横列及び一つの縦列
に対応する。
テリアについての検出時間TTD対横列数nを表示する
一連の曲線が示してある。これらの異なる曲線は、微生
物の成長を利用する従来の成長に基づくTB培養器具で
測定した典型的なTTD値である、35日、28日、2
1日、14日及び7日の異なる種類のマイコバクテリア
に対応するものである。この場合にも、これらのTTD
値は、n=1、即ち、図4の一つの横列及び一つの縦列
に対応する。
【0029】図4から理解されるように、通常のTTD
値は、標本容器を多数のサブユニットに分割することで
著しく小さくすることができる。細菌の場合と同様に、
TTDの値が大きい場合に、時間の短縮は、より顕著で
ある。一般的な値である35日のTTDは、横列40及
び縦列40の標本容器を使用すれば、16日に短縮され
る。換言すれば、このTTDは19日間短縮される。こ
の時間の短縮は、一般的な値である7日のTTDの場
合、4日となる。
値は、標本容器を多数のサブユニットに分割することで
著しく小さくすることができる。細菌の場合と同様に、
TTDの値が大きい場合に、時間の短縮は、より顕著で
ある。一般的な値である35日のTTDは、横列40及
び縦列40の標本容器を使用すれば、16日に短縮され
る。換言すれば、このTTDは19日間短縮される。こ
の時間の短縮は、一般的な値である7日のTTDの場
合、4日となる。
【0030】図5には、マイコバクテリアに対する本発
明の標本容器の第二の有利な点、即ち、検出に必要とさ
れる微生物の数が少なくて済むことが示してある。図5
には、一般的な数であるKmin=106を105、更に
は、104までも短縮し得る場合、予想されるTTDに
対する効果の曲線が示されている。
明の標本容器の第二の有利な点、即ち、検出に必要とさ
れる微生物の数が少なくて済むことが示してある。図5
には、一般的な数であるKmin=106を105、更に
は、104までも短縮し得る場合、予想されるTTDに
対する効果の曲線が示されている。
【0031】図6には、標本を40×40のサブユニッ
トに分割することと、必要とされる微生物の数を少なく
することとによる複合的な効果が示してある。図6から
理解されるように、一般的な値である35日のTTD
は、5日に短縮され、これは、30日の短縮に相当す
る。一般的な値である7日のTTDは、1日に短縮する
ことができる。図4、図5及び図6においても、TTD
の計算値が示してあり、実際の短縮時間は、その計算値
以下となる可能性があることを強調する必要がある。
トに分割することと、必要とされる微生物の数を少なく
することとによる複合的な効果が示してある。図6から
理解されるように、一般的な値である35日のTTD
は、5日に短縮され、これは、30日の短縮に相当す
る。一般的な値である7日のTTDは、1日に短縮する
ことができる。図4、図5及び図6においても、TTD
の計算値が示してあり、実際の短縮時間は、その計算値
以下となる可能性があることを強調する必要がある。
【0032】図7は、図6に対応するが、10×10の
サブユニットのみを有する二次元的標本容器に対するT
TDの予想短縮時間が示してある。このように横列の数
が少ないときであっても、典型的な35日のTTDは、
僅か12日に短縮することができる。
サブユニットのみを有する二次元的標本容器に対するT
TDの予想短縮時間が示してある。このように横列の数
が少ないときであっても、典型的な35日のTTDは、
僅か12日に短縮することができる。
【0033】本発明の原理及び概念を具体化する標本容
器1の断面図が図8に示してある。弾性的なブロック3
を有する光学的に透明な容器2内に標本及び培養基が導
入される。ブロック3は、容器2内にきちっと嵌まり、
また、該ブロックは、複数の貫通穴5を有し、この貫通
穴5は、内壁4により仕切られ、また、規則的なパター
ンで配置されている。ブロック3は、ゴム、柔軟なプラ
スチック、又はその他の弾性材料で製造することができ
る。
器1の断面図が図8に示してある。弾性的なブロック3
を有する光学的に透明な容器2内に標本及び培養基が導
入される。ブロック3は、容器2内にきちっと嵌まり、
また、該ブロックは、複数の貫通穴5を有し、この貫通
穴5は、内壁4により仕切られ、また、規則的なパター
ンで配置されている。ブロック3は、ゴム、柔軟なプラ
スチック、又はその他の弾性材料で製造することができ
る。
【0034】ゴム状の隔壁7を有するカバー板6は、容
器2の内部と外部環境との間で気体の交換が行われない
ような方法でブロック3の頂部に押し込まれる。ブロッ
ク3の下面20と容器2の底面8との間に、狭い空隙1
5が残る程度に、ブロック3を容器2内に押し込む。カ
バー板6の下面とブロック3の上面30との間に狭い空
隙25が残る程度に、カバー板6をブロック3内に押し
込む。密封された容器2には、大気圧以下の圧力レベル
を有する培養気体が充填され且つ滅菌処理される。
器2の内部と外部環境との間で気体の交換が行われない
ような方法でブロック3の頂部に押し込まれる。ブロッ
ク3の下面20と容器2の底面8との間に、狭い空隙1
5が残る程度に、ブロック3を容器2内に押し込む。カ
バー板6の下面とブロック3の上面30との間に狭い空
隙25が残る程度に、カバー板6をブロック3内に押し
込む。密封された容器2には、大気圧以下の圧力レベル
を有する培養気体が充填され且つ滅菌処理される。
【0035】図9には、培養基及び/又は微生物の標本
と共に保温される過程中の容器2が示してある。この保
温は、ゴム製隔壁7を穿刺する注射器10を使用して行
われる。この保温過程中、容器2は、水平位置に保持さ
れ、また、上述の空隙15、25が存在するため、培養
基と標本との混合体は、容器2の内側底面8の上に均一
に分配される。
と共に保温される過程中の容器2が示してある。この保
温は、ゴム製隔壁7を穿刺する注射器10を使用して行
われる。この保温過程中、容器2は、水平位置に保持さ
れ、また、上述の空隙15、25が存在するため、培養
基と標本との混合体は、容器2の内側底面8の上に均一
に分配される。
【0036】本発明によれば、次に、微生物の標本を保
温した後に、カバー板6に外力が加えられる。この外力
のため、カバー板6は、ブロック3の上面30に向けて
移動し、また、ブロック3は、容器2の内側底面8に向
けて移動する。その結果、液体標本がブロック3の貫通
穴5内に押し込まれ、それ自体の頂部スペースを有す
る、分離した、部分標本が複数、形成される。図10に
は、外力を加えた後の標本容器1が示してあり、カバー
板6及びブロック3は、半剛性のフレーム11と、一又
は二以上のクリップ12とを有する簡単な係止機構によ
り所定位置に保持される。
温した後に、カバー板6に外力が加えられる。この外力
のため、カバー板6は、ブロック3の上面30に向けて
移動し、また、ブロック3は、容器2の内側底面8に向
けて移動する。その結果、液体標本がブロック3の貫通
穴5内に押し込まれ、それ自体の頂部スペースを有す
る、分離した、部分標本が複数、形成される。図10に
は、外力を加えた後の標本容器1が示してあり、カバー
板6及びブロック3は、半剛性のフレーム11と、一又
は二以上のクリップ12とを有する簡単な係止機構によ
り所定位置に保持される。
【0037】図11の11Aには、容器102の内側底
面108上に均一に配置された蛍光化学センサ113を
備える標本容器100が示してある。微生物の成長の有
無について標本容器100を検査するため、容器102
の底面108を励起光で照射し且つCCDカメラで監視
する。
面108上に均一に配置された蛍光化学センサ113を
備える標本容器100が示してある。微生物の成長の有
無について標本容器100を検査するため、容器102
の底面108を励起光で照射し且つCCDカメラで監視
する。
【0038】図11の11Bには、CCDカメラで見た
ときの培養された標本容器100の底面図が図示されて
いる。部分標本105の規則的なパターンは、その隣り
の標本に対して強度の増した蛍光を放出する三つの標本
110、111、112が示してある。これら三つの部
分標本110、111、112には、微生物が存在して
いる。その他の部分標本の全ては、微生物を含まず、
「基準標本」として機能し、これらの基準標本は、器具
及び標本の老化に起因する全ての人為的な欠点を示す。
例えば、いわゆる「血液バックグラウンド効果」、及び
蛍光化学センサにおける製造に伴うロット間の変動の効
果を示す。本発明による装置において、蛍光の強度の空
間的な差だけで細菌の成長状態を示すということから、
人為的な欠点の全てが解消され、著しく改善された蛍光
強度の分解能が実際的なものとなる。これらの結果か
ら、TTDの第二の短縮化が可能となる。
ときの培養された標本容器100の底面図が図示されて
いる。部分標本105の規則的なパターンは、その隣り
の標本に対して強度の増した蛍光を放出する三つの標本
110、111、112が示してある。これら三つの部
分標本110、111、112には、微生物が存在して
いる。その他の部分標本の全ては、微生物を含まず、
「基準標本」として機能し、これらの基準標本は、器具
及び標本の老化に起因する全ての人為的な欠点を示す。
例えば、いわゆる「血液バックグラウンド効果」、及び
蛍光化学センサにおける製造に伴うロット間の変動の効
果を示す。本発明による装置において、蛍光の強度の空
間的な差だけで細菌の成長状態を示すということから、
人為的な欠点の全てが解消され、著しく改善された蛍光
強度の分解能が実際的なものとなる。これらの結果か
ら、TTDの第二の短縮化が可能となる。
【0039】本発明による標本容器は、蛍光化学センサ
の使用にのみ限定されるものではない。図12の12A
には、細菌の存在の有無について多数の部分血液標本を
検査するために光子散乱移動法(scattered
photon migration)を使用する一つの
例が示してある。この場合、標本容器200はセンサを
備えていない。カバー板206は光学的に透明であり、
また、容器200は、赤色スペクトル帯域の光により上
方から照射されている。図12の12Bには、CCDカ
メラで見たときの培養された標本容器200の底面図が
図示されている。部分標本の規則的なパターンは、その
隣りの標本に対して強度が低下した赤色光を放出する三
つの標本210、211、212を示す。これらの三つ
の部分標本には、微生物が存在している。
の使用にのみ限定されるものではない。図12の12A
には、細菌の存在の有無について多数の部分血液標本を
検査するために光子散乱移動法(scattered
photon migration)を使用する一つの
例が示してある。この場合、標本容器200はセンサを
備えていない。カバー板206は光学的に透明であり、
また、容器200は、赤色スペクトル帯域の光により上
方から照射されている。図12の12Bには、CCDカ
メラで見たときの培養された標本容器200の底面図が
図示されている。部分標本の規則的なパターンは、その
隣りの標本に対して強度が低下した赤色光を放出する三
つの標本210、211、212を示す。これらの三つ
の部分標本には、微生物が存在している。
【0040】列の中心における第四の暗スポット215
は、カバー板206に不透明なゴム製隔壁207が存在
することに起因する。この中央スポットは、光子散乱移
動法を作用する型式の全ての標本容器に存在する。部分
標本の二次元的列内におけるこのスポットの位置は、適
正に設定されており、このため、適当なソフトウェア手
段を適用することにより、分析過程からこのスポットを
除去することが可能である。
は、カバー板206に不透明なゴム製隔壁207が存在
することに起因する。この中央スポットは、光子散乱移
動法を作用する型式の全ての標本容器に存在する。部分
標本の二次元的列内におけるこのスポットの位置は、適
正に設定されており、このため、適当なソフトウェア手
段を適用することにより、分析過程からこのスポットを
除去することが可能である。
【0041】本発明による標本容器は、部分的な「基準
標本」が多数、使用されるため、器具、センサ及び標本
に関連する人為的欠点の略全てを補正することが可能で
あることを強調する必要がある。かかる人為的欠点の一
例として、標本容器の装填及び取り出しのための扉の開
放について説明する。
標本」が多数、使用されるため、器具、センサ及び標本
に関連する人為的欠点の略全てを補正することが可能で
あることを強調する必要がある。かかる人為的欠点の一
例として、標本容器の装填及び取り出しのための扉の開
放について説明する。
【0042】一般的な血液培養及びTB器具において、
扉が開放することは、重大な問題を生じさせる。扉が開
放する結果、内部から暖気が逃げ出し、その結果、器具
内部で大きな温度変化が生じる。一方、この大きな温度
変化は、標本容器に作用し、標本容器内部の化学的セン
サに多少なりとも顕著な温度変化を生じさせる。
扉が開放することは、重大な問題を生じさせる。扉が開
放する結果、内部から暖気が逃げ出し、その結果、器具
内部で大きな温度変化が生じる。一方、この大きな温度
変化は、標本容器に作用し、標本容器内部の化学的セン
サに多少なりとも顕著な温度変化を生じさせる。
【0043】殆どのセンサは、温度変化に応答して、そ
の出力信号が変化する。このため、扉が開放している
間、及びその扉が開放した後の特定の時間、器具の全体
がデータを取得する過程を中断する必要がある。この時
間間隔は、特定の器具及びセンサの型式に対応して30
分乃至1時間、程度である。データの取得過程を中断す
ると、微生物の存在の有無を検査する感知性の、検知ア
ルゴリズムを適用することが困難となる。全体として、
TTDは大きくなり、微生物の存在の有無を検出すると
きの誤差が増大する。
の出力信号が変化する。このため、扉が開放している
間、及びその扉が開放した後の特定の時間、器具の全体
がデータを取得する過程を中断する必要がある。この時
間間隔は、特定の器具及びセンサの型式に対応して30
分乃至1時間、程度である。データの取得過程を中断す
ると、微生物の存在の有無を検査する感知性の、検知ア
ルゴリズムを適用することが困難となる。全体として、
TTDは大きくなり、微生物の存在の有無を検出すると
きの誤差が増大する。
【0044】一般的な器具と異なり、扉が開放しても、
本発明の器具には何ら影響はない。また、扉の開放は、
本発明による標本容器に多少なりとも顕著な温度変化を
生じさせるが、その結果、部分標本の全体的な列に亙っ
て多少なりとも均一な温度変化を生じさせる。部分的な
「標準標本」が存在するため、均一な温度変化は補正さ
れ、この場合、部分センサは、微生物が成長するサブユ
ニットにて部分センサが行うのと同一の方法にて温度変
化に応答するから、何ら問題は生じない。
本発明の器具には何ら影響はない。また、扉の開放は、
本発明による標本容器に多少なりとも顕著な温度変化を
生じさせるが、その結果、部分標本の全体的な列に亙っ
て多少なりとも均一な温度変化を生じさせる。部分的な
「標準標本」が存在するため、均一な温度変化は補正さ
れ、この場合、部分センサは、微生物が成長するサブユ
ニットにて部分センサが行うのと同一の方法にて温度変
化に応答するから、何ら問題は生じない。
【0045】全ての不均一な温度変化は、常に低い「空
間的周波数」を示す、即ち、部分標本の列における空間
的な温度分布は、距離と共にゆっくりと変化する。これ
と異なり、絶縁された部分標本における微生物の成長
は、常に、高い「空間的周波数」を発生させる、即ち、
一つのサブユニットと次のサブユニットとではセンサ信
号は異なる。このため、温度に関連する人為的な欠点
は、電子像処理の分野において周知の空間的周波数フィ
ルタの方法を適用することにより、解消することができ
る。換言すれば、CCDカメラにより発生された像を調
べる。その空間的標本の直径の程度、特定の距離に亙っ
て生ずる強度の変化の有無を調べる。より長い距離に亙
って生ずるセンサ信号の変化は、排除される。このよう
にして、センサ信号の極めて高い分解能が可能となり、
その結果、TTDが短縮化される。同様の考慮事項は、
上述の全ての他の人為的な欠点に当て嵌まる。
間的周波数」を示す、即ち、部分標本の列における空間
的な温度分布は、距離と共にゆっくりと変化する。これ
と異なり、絶縁された部分標本における微生物の成長
は、常に、高い「空間的周波数」を発生させる、即ち、
一つのサブユニットと次のサブユニットとではセンサ信
号は異なる。このため、温度に関連する人為的な欠点
は、電子像処理の分野において周知の空間的周波数フィ
ルタの方法を適用することにより、解消することができ
る。換言すれば、CCDカメラにより発生された像を調
べる。その空間的標本の直径の程度、特定の距離に亙っ
て生ずる強度の変化の有無を調べる。より長い距離に亙
って生ずるセンサ信号の変化は、排除される。このよう
にして、センサ信号の極めて高い分解能が可能となり、
その結果、TTDが短縮化される。同様の考慮事項は、
上述の全ての他の人為的な欠点に当て嵌まる。
【0046】図13には、本発明による微生物を検出す
る装置300の概略図が示してある。蛍光化学センサ1
13を備える標本容器100は、極めて散乱性の内面3
20を有する包囲体314上に水平に位置する状態で示
してある。容器100内の蛍光センサ113は、励起光
源315の列により励起光で照射され、励起光フィルタ
316が光源315とセンサ113との間に配置されて
いる。極めて散乱性の内面320が存在するため、セン
サ113は、略均一に分布した強度の励起光を受け取
る。
る装置300の概略図が示してある。蛍光化学センサ1
13を備える標本容器100は、極めて散乱性の内面3
20を有する包囲体314上に水平に位置する状態で示
してある。容器100内の蛍光センサ113は、励起光
源315の列により励起光で照射され、励起光フィルタ
316が光源315とセンサ113との間に配置されて
いる。極めて散乱性の内面320が存在するため、セン
サ113は、略均一に分布した強度の励起光を受け取
る。
【0047】部分センサ列を備える、センサ113によ
りカバーされる領域の全体は、光学系317により増幅
CCDカメラ319上に結像される。光学系317とC
CDカメラ319との間には、放出光フィルタ318が
配置されている。増幅CCDカメラ319は、通常のC
CDカメラと、好ましくは、CCDターゲットにファイ
バで結合された像増幅装置とから成っている。CCDカ
メラの光電子検出感度は、像増幅装置により著しく向上
し、その結果、信号対雑音比が改善されて、蛍光強度の
分解能を極めて大きくすることが可能となる。
りカバーされる領域の全体は、光学系317により増幅
CCDカメラ319上に結像される。光学系317とC
CDカメラ319との間には、放出光フィルタ318が
配置されている。増幅CCDカメラ319は、通常のC
CDカメラと、好ましくは、CCDターゲットにファイ
バで結合された像増幅装置とから成っている。CCDカ
メラの光電子検出感度は、像増幅装置により著しく向上
し、その結果、信号対雑音比が改善されて、蛍光強度の
分解能を極めて大きくすることが可能となる。
【0048】本発明によれば、部分標本の全ては、空間
的列状に配置され、この配置は、直線状、円形、矩形、
六角形とし、または、統計学的に分布させ、或いはその
他の形態としてもよい。全ての部分標本のセンサ信号
は、視覚的に、または器具によって互いに比較され、一
又は二以上の部分標本における微生物の成長により、セ
ンサ信号は、微生物を含まない部分標本に関して変化す
る。少なくとも一つの部分標本がその隣りの標本により
発生された信号と異なるセンサ信号を発生させるなら
ば、標本全体を陽性とみなすことができる。このように
して、センサ信号対時間の測定値は、センサ信号対距離
の測定値に変換される。
的列状に配置され、この配置は、直線状、円形、矩形、
六角形とし、または、統計学的に分布させ、或いはその
他の形態としてもよい。全ての部分標本のセンサ信号
は、視覚的に、または器具によって互いに比較され、一
又は二以上の部分標本における微生物の成長により、セ
ンサ信号は、微生物を含まない部分標本に関して変化す
る。少なくとも一つの部分標本がその隣りの標本により
発生された信号と異なるセンサ信号を発生させるなら
ば、標本全体を陽性とみなすことができる。このように
して、センサ信号対時間の測定値は、センサ信号対距離
の測定値に変換される。
【0049】本発明による装置において、規則的な時間
間隔にてセンサ信号対距離の測定を行う必要はない。こ
のため、陽性であるか否かを確認するため、いわゆる
「遅れた」標本をチェックすることが遥かに容易とな
る、実際には、血液培養器具に到着する前に陽性となる
標本は、任意の時点にて読み取ることのできる強度対距
離の恒久的なパターンを発生させる。
間隔にてセンサ信号対距離の測定を行う必要はない。こ
のため、陽性であるか否かを確認するため、いわゆる
「遅れた」標本をチェックすることが遥かに容易とな
る、実際には、血液培養器具に到着する前に陽性となる
標本は、任意の時点にて読み取ることのできる強度対距
離の恒久的なパターンを発生させる。
【0050】本発明の着想は、蛍光、吸収、色度測定、
又は光子散乱移動法を利用する化学センサにのみ限定さ
れない。標本の全体を部分標本に分割する着想は、微生
物のその他の感知原理を利用するならば適用が可能であ
る。この場合、部分標本の数は、その標本全体に予想さ
れる微生物の数よりも多くする。また、部分標本のセン
サ信号を互いに比較する。例えば、部分標本の全てに
は、一対の電極を設け、また、インピーダンスを監視す
ることも可能である。公知のインピーダンス監視装置に
おいて、電極の分極及び温度変化といった人為的な欠点
は検出上の重大な問題点を生じさせ、このことは、イン
ピーダンス監視による方法が広く普及しない理由の一つ
である。
又は光子散乱移動法を利用する化学センサにのみ限定さ
れない。標本の全体を部分標本に分割する着想は、微生
物のその他の感知原理を利用するならば適用が可能であ
る。この場合、部分標本の数は、その標本全体に予想さ
れる微生物の数よりも多くする。また、部分標本のセン
サ信号を互いに比較する。例えば、部分標本の全てに
は、一対の電極を設け、また、インピーダンスを監視す
ることも可能である。公知のインピーダンス監視装置に
おいて、電極の分極及び温度変化といった人為的な欠点
は検出上の重大な問題点を生じさせ、このことは、イン
ピーダンス監視による方法が広く普及しない理由の一つ
である。
【0051】本発明によるインピーダンスの監視装置に
おいて、全ての人為的欠点は、多数の基準セルが存在す
るために解消される。病院における実際の状況におい
て、患者は病気か、又は健康の何れかであるため、従来
のインピーダンス監視方法では、利用可能な基準信号は
ない。本発明による装置において、微生物の数よりも多
い数である多数の部分標本に標本の全体を分割すること
により、十分な数の基準標本が発生される。換言すれ
ば、使用される全ての分布状態にて、部分標本のチャン
バの一部に微生物が存在し、また、微生物が存在しない
標本チャンバもある。
おいて、全ての人為的欠点は、多数の基準セルが存在す
るために解消される。病院における実際の状況におい
て、患者は病気か、又は健康の何れかであるため、従来
のインピーダンス監視方法では、利用可能な基準信号は
ない。本発明による装置において、微生物の数よりも多
い数である多数の部分標本に標本の全体を分割すること
により、十分な数の基準標本が発生される。換言すれ
ば、使用される全ての分布状態にて、部分標本のチャン
バの一部に微生物が存在し、また、微生物が存在しない
標本チャンバもある。
【0052】また、各部分標本には、少なくとも二つの
異なる検出手段を設けることも可能であり、この検出手
段は、異なるセンサデータの分析による検出に加えて、
微生物の識別を実施可能にする。各微生物種が異なる信
号対時間のパターンを発生させることが確認されてい
る。このため、少なくとも二つの異なる検出手段を介し
て取得されるパターンを基準データと比較することによ
り、陽性の部分標本について微生物を識別することがで
きる。かかる基準データは、公知の微生物を「播種した
培養物」内で保温し、また、信号対時間パターンを記録
することにより形成することができる。
異なる検出手段を設けることも可能であり、この検出手
段は、異なるセンサデータの分析による検出に加えて、
微生物の識別を実施可能にする。各微生物種が異なる信
号対時間のパターンを発生させることが確認されてい
る。このため、少なくとも二つの異なる検出手段を介し
て取得されるパターンを基準データと比較することによ
り、陽性の部分標本について微生物を識別することがで
きる。かかる基準データは、公知の微生物を「播種した
培養物」内で保温し、また、信号対時間パターンを記録
することにより形成することができる。
【0053】図14には、標本の容積が小さいため、T
TDが短縮する状態を明らかにする実験結果が示してあ
る。この場合、容積86mlの標準型の血液培養バイア
ル、及び容積が僅か1mlの遥かに小さいバイアルにお
いて、等しい数の微生物を保温した。この図面から理解
されるように、TTDは、標準型バイアルの約35時間
からより小さいバイアルにおける25時間に短縮する。
TDが短縮する状態を明らかにする実験結果が示してあ
る。この場合、容積86mlの標準型の血液培養バイア
ル、及び容積が僅か1mlの遥かに小さいバイアルにお
いて、等しい数の微生物を保温した。この図面から理解
されるように、TTDは、標準型バイアルの約35時間
からより小さいバイアルにおける25時間に短縮する。
【0054】図15には、二つの部分標本のセンサ信号
を比較することにより、TTDの短縮化を明らかにする
実験結果が示してある。この場合、図14からの陽性の
部分標本は、容積1mlの陰性の部分標本と比較され
る。約12時間後、二つのセンサ信号の間に明確な相違
が生ずる。換言すれば、標準型バイアルの初期のTTD
である35時間は、12時間に短縮化される。V0=8
6ml、V=1mlのとき、等式(4)からN=86と
なり、等式(6)は、横列の有効数についてn=86
1/2=9.3となる。図1を参照すると、容積を分割す
ると、35時間のTTDは約24時間に短縮すると考え
られる。最後に、図2には、センサ信号の高分解能のた
め、24時間のTTDが約15.8時間に短縮されるこ
とが示してある。このため、TTDが短縮した観察結果
は、計算値と極めて良好に一致する。
を比較することにより、TTDの短縮化を明らかにする
実験結果が示してある。この場合、図14からの陽性の
部分標本は、容積1mlの陰性の部分標本と比較され
る。約12時間後、二つのセンサ信号の間に明確な相違
が生ずる。換言すれば、標準型バイアルの初期のTTD
である35時間は、12時間に短縮化される。V0=8
6ml、V=1mlのとき、等式(4)からN=86と
なり、等式(6)は、横列の有効数についてn=86
1/2=9.3となる。図1を参照すると、容積を分割す
ると、35時間のTTDは約24時間に短縮すると考え
られる。最後に、図2には、センサ信号の高分解能のた
め、24時間のTTDが約15.8時間に短縮されるこ
とが示してある。このため、TTDが短縮した観察結果
は、計算値と極めて良好に一致する。
【0055】一又は複数の部分標本が陽性となった後、
微生物の耐感染性の試験のような検出後の連続的な手順
を行うため、標本材料を抽出する必要がある。標本の抽
出は、図8、図10、図11及び図12に図示した実施
例におけるカバー板6を改造することによりより容易に
なる。図16に図示した実施例400において、カバー
板は、二層の装置である。下方層450は、弾性又は柔
軟材料で出来ている一方、上方層451は、形態が安定
的な材料で出来ており、その両方の層は、自己接着性材
料により共に接続されている。上方層451は、安定部
材として機能し、該上方層は、ブロック403の貫通穴
の各々に対応する一つの小さい開口部を有する。これに
より、部分標本の各々に注射器を挿入することが可能と
なる。
微生物の耐感染性の試験のような検出後の連続的な手順
を行うため、標本材料を抽出する必要がある。標本の抽
出は、図8、図10、図11及び図12に図示した実施
例におけるカバー板6を改造することによりより容易に
なる。図16に図示した実施例400において、カバー
板は、二層の装置である。下方層450は、弾性又は柔
軟材料で出来ている一方、上方層451は、形態が安定
的な材料で出来ており、その両方の層は、自己接着性材
料により共に接続されている。上方層451は、安定部
材として機能し、該上方層は、ブロック403の貫通穴
の各々に対応する一つの小さい開口部を有する。これに
より、部分標本の各々に注射器を挿入することが可能と
なる。
【0056】図16に図示した標本容器400におい
て、光学的に透明な容器402は形態安定性のあるプラ
スチック材料で製造されている。蛍光化学センサ413
が内側底部に配置されており、また、上方層451をそ
の最初の位置に保つ第一の系統のクランプ452が容器
に設けられている。
て、光学的に透明な容器402は形態安定性のあるプラ
スチック材料で製造されている。蛍光化学センサ413
が内側底部に配置されており、また、上方層451をそ
の最初の位置に保つ第一の系統のクランプ452が容器
に設けられている。
【0057】図17には、標本を注入する過程中におけ
る標本容器400が図示されている一方、図18には、
標本を注入し、外力を加えて標本を分割した後の同一の
容器が示してある。図18において、上方層451をそ
の最終的な位置に保持する第二のクランプ453が示し
てある。多数の蛍光センサがシリコンゴムのような弾性
材料を使用するから、図18に図示した実施例における
ブロック403は可撓性である必要はない。
る標本容器400が図示されている一方、図18には、
標本を注入し、外力を加えて標本を分割した後の同一の
容器が示してある。図18において、上方層451をそ
の最終的な位置に保持する第二のクランプ453が示し
てある。多数の蛍光センサがシリコンゴムのような弾性
材料を使用するから、図18に図示した実施例における
ブロック403は可撓性である必要はない。
【0058】以下の表1には、本発明による標本容器及
び装置を使用して得られた予備的な結果が示してある。
この表には、従来の自動血液培養器具で監視した標本に
ついて、また、本発明による標本及び装置における、検
出時間までの観察時間(TTD)が時間単位で示してあ
る。 表1 標本番号 微生物名 TTD TTD 従来の器具 従来の器具 1 インフルエンザ菌 21.3 <12.0 2 インフルエンザ菌 22.0 <12.0 3 肺炎連鎖球菌 27.7 <12.0 4 肺炎連鎖球菌 28.1 <12.0 5 コリネバクテリウム・ジェイケイウム 27.8 <12.0 (jeikeium) 6 コリネバクテリウム・ジェイケイウム 30.1 <12.0 7 クリプトコックス・ネオフォルマンス 53.6 <17.0 8 クリプトコックス・ネオフォルマンス 52.1 <17.0
び装置を使用して得られた予備的な結果が示してある。
この表には、従来の自動血液培養器具で監視した標本に
ついて、また、本発明による標本及び装置における、検
出時間までの観察時間(TTD)が時間単位で示してあ
る。 表1 標本番号 微生物名 TTD TTD 従来の器具 従来の器具 1 インフルエンザ菌 21.3 <12.0 2 インフルエンザ菌 22.0 <12.0 3 肺炎連鎖球菌 27.7 <12.0 4 肺炎連鎖球菌 28.1 <12.0 5 コリネバクテリウム・ジェイケイウム 27.8 <12.0 (jeikeium) 6 コリネバクテリウム・ジェイケイウム 30.1 <12.0 7 クリプトコックス・ネオフォルマンス 53.6 <17.0 8 クリプトコックス・ネオフォルマンス 52.1 <17.0
【図1】二次元列の二次元的形態であると仮定した、細
菌の計算TTD値と部分標本の横列の数とを示すグラフ
である。
菌の計算TTD値と部分標本の横列の数とを示すグラフ
である。
【図2】細菌の計算TTD値と、検出するのに必要とさ
れる微生物の数とを示すグラフである。
れる微生物の数とを示すグラフである。
【図3】標本を40×40の部分標本に分割することに
より得られるTTD短縮を考慮に入れて、細菌の計算T
TD値と、検出するのに必要とされる微生物の数とのグ
ラフである。
より得られるTTD短縮を考慮に入れて、細菌の計算T
TD値と、検出するのに必要とされる微生物の数とのグ
ラフである。
【図4】二次元列の二次元的形態であると仮定した、細
菌の計算TTD値と部分標本の横列の数とを示すグラフ
である。
菌の計算TTD値と部分標本の横列の数とを示すグラフ
である。
【図5】細菌の計算TTD値と検出するのに必要とされ
る微生物の数とを示すグラフである。
る微生物の数とを示すグラフである。
【図6】標本を40×40の部分標本に分割することに
より得られるTTD短縮を考慮に入れて、マイコバクテ
リアの計算TTD値と、検出するのに必要とされる微生
物の数とのグラフである。
より得られるTTD短縮を考慮に入れて、マイコバクテ
リアの計算TTD値と、検出するのに必要とされる微生
物の数とのグラフである。
【図7】標本を10×10の部分標本に分割することに
より得られるTTD短縮を考慮に入れて、マイコバクテ
リアの計算TTD値と検出するのに必要とされる微生物
の数とのグラフである。
より得られるTTD短縮を考慮に入れて、マイコバクテ
リアの計算TTD値と検出するのに必要とされる微生物
の数とのグラフである。
【図8】本発明による空の標本容器の断面図である。
【図9】標本を注入する過程中の標本容器の断面図であ
る。
る。
【図10】標本を注入し且つ標本を分割するために外力
を加えた後の標本容器の断面図である。
を加えた後の標本容器の断面図である。
【図11】11Aは、蛍光化学センサを有する空の標本
容器の断面図である。11Bは、接種し且つ保温した後
の図11Aに図示した容器の底面図である。
容器の断面図である。11Bは、接種し且つ保温した後
の図11Aに図示した容器の底面図である。
【図12】12Aは、散乱光子移動法に適合する型式と
した空の標本容器の断面図である。12Bは、接種し且
つ保温した後の図12Aに図示した容器の底面図であ
る。
した空の標本容器の断面図である。12Bは、接種し且
つ保温した後の図12Aに図示した容器の底面図であ
る。
【図13】本発明による微生物を検出する装置の図であ
る。
る。
【図14】容積が小さいため、TTDが短縮された実験
結果を示すグラフである。
結果を示すグラフである。
【図15】二つの部分標本のセンサ信号を比較すること
により、TTDが短縮されたことを示す実験結果を示す
グラフである。
により、TTDが短縮されたことを示す実験結果を示す
グラフである。
【図16】本発明による標本容器の一つの代替的な実施
例の断面図である。
例の断面図である。
【図17】標本を注入する過程中の代替的な標本容器の
断面図である。
断面図である。
【図18】標本を注入し且つ標本を分割するために外力
を加えた後の標本容器の断面図である。
を加えた後の標本容器の断面図である。
1 標本容器 2 透明な容器 3 ブロック 4 ブロックの内壁 5 貫通穴 6 カバー板 7 隔壁 8 透明な容器の底
面 10 注射器 11 フレーム 12 クリップ 15 空隙 20 ブロックの下面 25 空隙 30 ブロックの上面 100 培養標本容器 102 容器 105 部分標本 108 容器の内側
底面 110、111、112 蛍光標本 113 蛍光化学センサ
面 10 注射器 11 フレーム 12 クリップ 15 空隙 20 ブロックの下面 25 空隙 30 ブロックの上面 100 培養標本容器 102 容器 105 部分標本 108 容器の内側
底面 110、111、112 蛍光標本 113 蛍光化学センサ
Claims (10)
- 【請求項1】 標本容器にして、標本及び培養基を保持
する光学的に透明な容器と、 該光学的に透明な容器内にあるブロックであって、複数
の内壁により仕切られ且つあるパターンにて配列された
複数の貫通穴を有する前記ブロックと、 前記容器の前記内部と前記容器の前記外部との間に気体
の交換が行われないように前記ブロック内に押し込まれ
るゴム状隔壁を有するカバー板とを備え、 前記ブロックの前記下側面と前記光学的に透明な容器の
前記内底面との間に空隙が形成される位置まで前記ブロ
ックが前記光学的に透明な容器内に押し込まれ、 前記カバー板と前記ブロックの前記上側面との間に空隙
が形成される位置まで前記カバー板が前記ブロック内に
押し込まれ、 大気圧以下の圧力レベルを有する滅菌処理した培養気体
を備えることを特徴とする標本容器。 - 【請求項2】 請求項1に記載の標本容器にして、前記
ブロックが弾性材料で出来ていることを特徴とする標本
容器。 - 【請求項3】 請求項1に記載の標本容器にして、前記
ブロックが形態安定性のある材料で出来ていることを特
徴とする標本容器。 - 【請求項4】 請求項1に記載の標本容器にして、前記
光学的に透明な容器の内底面上に均一に配置されたセン
サを更に備え、 該センサが、励起光により照射され且つCCDカメラで
監視したとき、微生物の成長の有無について、前記標本
容器を検査することを特徴とする標本容器。 - 【請求項5】 請求項1に記載の標本容器にして、前記
カバー板が光学的に透明であり、前記透明な容器が赤色
スペクトル帯域の光で上方から照射され、 前記光学的に透明な容器の底部に設けられたCCDカメ
ラを使用して、その隣接する標本に対する赤色光の強度
が低下した状態を示す部分標本のパターンを識別し、こ
れにより、微生物が存在することを表示することを特徴
とする標本容器。 - 【請求項6】 請求項4に記載の標本容器にして、前記
センサが蛍光に基づいて作用することを特徴とする標本
容器。 - 【請求項7】 請求項4に記載の標本容器にして、前記
センサが光の吸収に基づいて作用することを特徴とする
標本容器。 - 【請求項8】 請求項4に記載の標本容器にして、前記
センサがカラー像に基づいて作用することを特徴とする
標本容器。 - 【請求項9】 請求項4に記載の標本容器にして、前記
センサが散乱光に基づいて作用することを特徴とする標
本容器。 - 【請求項10】 請求項1に記載の標本容器にして、前
記部分標本の各々が、該部分標本のインピーダンスを監
視することのできる一対の電極を備えることを特徴とす
る標本容器。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US495772 | 1995-06-27 | ||
US08/495,772 US5891739A (en) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | Multiple sample container |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0923875A true JPH0923875A (ja) | 1997-01-28 |
JP2803811B2 JP2803811B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=23969942
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8167814A Expired - Lifetime JP2803811B2 (ja) | 1995-06-27 | 1996-06-27 | 標本容器 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5891739A (ja) |
EP (1) | EP0751216B1 (ja) |
JP (1) | JP2803811B2 (ja) |
AU (1) | AU706915B2 (ja) |
BR (1) | BR9602888A (ja) |
CA (1) | CA2179365C (ja) |
DE (1) | DE69616434T2 (ja) |
SG (1) | SG63656A1 (ja) |
Cited By (3)
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WO2013151204A1 (ko) * | 2012-04-04 | 2013-10-10 | 글로벌광통신(주) | 미생물 검출장치 |
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JP2016512023A (ja) * | 2013-03-11 | 2016-04-25 | ベクトン・ディキンソン・アンド・カンパニーBecton, Dickinson And Company | 細菌検出カートリッジ |
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US6756202B2 (en) * | 2001-04-30 | 2004-06-29 | Agilent Technologies, Inc. | Reading multi-featured arrays |
US20050232818A1 (en) * | 2003-09-19 | 2005-10-20 | Donald Sandell | Single sheet seal applicator and cartridge |
US20060029948A1 (en) * | 2003-09-19 | 2006-02-09 | Gary Lim | Sealing cover and dye compatibility selection |
US20050112634A1 (en) * | 2003-09-19 | 2005-05-26 | Woudenberg Timothy M. | High density sequence detection methods and apparatus |
US20060011305A1 (en) * | 2003-09-19 | 2006-01-19 | Donald Sandell | Automated seal applicator |
US20050226780A1 (en) * | 2003-09-19 | 2005-10-13 | Donald Sandell | Manual seal applicator |
WO2008002562A2 (en) * | 2006-06-26 | 2008-01-03 | Applera Corporation | Compressible transparent sealing for open microplates |
US20090069743A1 (en) * | 2007-09-11 | 2009-03-12 | Baxter International Inc. | Infusion therapy sensor system |
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CN104380090B (zh) | 2012-02-15 | 2018-03-30 | Bd公司 | 电阻抗法细菌检测系统 |
WO2014039082A1 (en) | 2012-09-04 | 2014-03-13 | Becton, Dickinson And Company | Bacterial pre-concentration and detection technique |
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- 1995-06-27 US US08/495,772 patent/US5891739A/en not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-06-18 CA CA002179365A patent/CA2179365C/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-06-21 AU AU56130/96A patent/AU706915B2/en not_active Ceased
- 1996-06-25 SG SG1996010146A patent/SG63656A1/en unknown
- 1996-06-25 BR BR9602888A patent/BR9602888A/pt active Search and Examination
- 1996-06-26 DE DE69616434T patent/DE69616434T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-06-26 EP EP96304716A patent/EP0751216B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-27 JP JP8167814A patent/JP2803811B2/ja not_active Expired - Lifetime
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