JPS61132871A - 凝固パラメータを測定する装置及び方法 - Google Patents

凝固パラメータを測定する装置及び方法

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JPS61132871A JP60267071A JP26707185A JPS61132871A JP S61132871 A JPS61132871 A JP S61132871A JP 60267071 A JP60267071 A JP 60267071A JP 26707185 A JP26707185 A JP 26707185A JP S61132871 A JPS61132871 A JP S61132871A
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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】 血液を分析する場合の重要なデータの1つは、凝固の傾
向であり、血液分析試験の目的は、止血系の平衡統合性
を照合することである。
この照合に有用なパラメータを測定する場合、複数の条
件が供花するによって多数の問題が生じる。即ち、血液
サンプルが凝固する傾向と、健康な個人の正常の凝固パ
ラメータが保持される領域内の標準値に対する測定パラ
メータのずれの程度とを完全に表わすような情報を保つ
べき場合には、測定精度及び測定の再現性が必要とされ
る。
凝固時間を測定するために、1つ以上の試薬を血漿と混
合しなければならないことが知られている。凝固時間の
測定は、混合を行なう時間から開始する。
凝塊の形成により生じる血漿の物理的な変化を感知する
測定装置が提案されている。
幾つかの公知装置は、機械的な攪拌手段によって血漿と
試薬を完全に混合し、凝塊の形成領域において粘度の急
激な局部的な増加によって上記手段に生じる機械的な反
応を監視するという原理を利用するものである。これら
の装置は、機械的に複雑であり、攪拌手段を浸漬するこ
と自体によって凝固時間が変化するので、おおよその測
定値しか与えられない。
他の公知の装置は、血漿と試薬との混合物中に浸漬した
電極間で導電率の測定を行ない、電極間に凝塊が生じる
ことによって起きる電極間の抵抗値の急激な変化を利用
するものである。然し乍ら、この方法は、信頼性が低い
上に再現性が悪く、然も、各測定の後に全ての血漿接触
部分に対して複雑な清掃作業を必要とする。
又、凝塊の形成によって生じる血漿の光吸収率の変化に
基づいた測定方法も示唆されている。
これは、光学的な測定方法であり、測定キュベツト内に
血漿と試薬の混合物を形成し、これを光学的な測定通路
に配置し、キュベツトを透過するサンプルとして取り出
した光ビームに基づいて血漿の光吸収性を測定するもの
である。このような測定原理を用いた装置の主たる欠点
は、形成される凝塊の光ビームに対する正確な位置が確
実なものでないことである。
公知装置の更に別の一般的な欠点は1分析さるべき種々
のサンプルの活性化時間(必要とされる時)を再現でき
ないことである。
公知の全ての測定装置に伴う更に別の欠点は、凝塊形成
プロセスを著しく且つ不規則に変更することなく試薬を
血漿に混合することが困難なことであり、これにより、
?I9定される凝固時間が変化することは明らかである
本発明の1つの目的は、血漿サンプルの凝固時間を、絶
対値又はパーセント値及び/又は標準値に対する比とし
て測定するのに用いられる装置及び方法であって、公知
の欠点を解消すると共に。
特に、得られるデータが基準値に対して特に重要なもの
となるように非常に再現性の良い測定を行なうととので
きる装置及び方法を提供することである。
本発明の更に別の目的は、測定の標準化、ひいては、そ
の信頼性に影響するようなサンプルごとに変化する混合
物に対しその目的とす′る処理モードに拘りなく測定を
行なうように、特に、血漿と凝固試薬との混合に関して
素早く且つ完全に自動的に測定を行なえるようにする方
法を提供することである。
本発明の第3の目的は、即座の非常分析にも使用できる
ように全体的に非常に短時間で測定を行なえるようにす
ることである。
上記の目的に対し、本発明は、血漿サンプルの凝固の傾
向を測定する方法であって、血漿及び少なくとも1つの
試薬をキュベツトの部分ダムで分離された2つのチャン
バに配置し、キュベツトは、その半径方向の軸によって
ロータに支持され、キュベツトの底部には少なくとも2
つの実質的に直交する透明な窓が設けられ、次いで、半
径方向距離が短い方のチャンバ内に収容された成分を上
記ダムを越えてその隣接チャンバへスピン転送して、成
分を混合し、これにより形成される混合物に上記窓の一
方を通して光ビームを案内し、次いで、上記窓の他方か
ら出て来る光を検出することによって上記混合物で散乱
された光を測定し、その後、混合物による光散乱の強度
を基準物体の光散乱の強度と比較し、そしてこれによっ
て得られる比較値の時間に伴う変化を測定するという方
法に係る。
特に、本発明による方法は、エマルジョンより或る基準
物体を使用するもので、水に含まれたシリコーンオイル
のエマルジョンが効果的であると分かった。
基準物体は、正常な凝塊に匹敵する光散乱信号を模擬す
るものであり、正常とは、凝塊のサイズ及び密度に基づ
くもので、ひいては、光に対するその反射性に基づくも
のである。
本発明の方法によれば1時間に伴う凝塊形成の進行状態
を表わす凝固曲線が5分析さるべき各サンプルごとに測
定され、この曲線によって表わされた値が適当なアルゴ
リズムによって処理され、このようにして、全ての凝固
テストに対して凝固時間及び他の関連パラメータが測定
される。線維素層の含有量を測定することもできる。
公知の方法に比べ、本発明の方法では、非常に再現性の
良いデータが与えられる。
本発明の方法では、一般に吸収測定を用いた方法に比し
て相当に高い測定精度が得られるが、これは、凝塊の光
吸収性を測定する場合よりも凝塊の光散乱性を測定する
場合の方が凝塊形成の進行を良好に規定できることによ
るものである。
以下で明らかとなるように、最終的な凝固段階、即ち、
線維素層から線維素への変換については、系が液体状態
から固体状態へ変化される。
最初の均質な液相は、不均質な液−固相へと変わり、こ
こでは、非溶解性線維素の最初の糸が形成され(これら
は、主として、光散乱の中心である)、そして良く知ら
れたように血球が糸に絡み付き、血清に押し入るという
プロセスにより、凝塊が形成される。
最終的な相は、全ての線維素層が非溶解性線維素に変換
された均質な同相である。
本発明の目的及び効果並びにその実際の用途は、添付図
面を参照とした実施例の詳細な説明より明らかとなろう
実施例 第1図に示すように1本発明により測定を行なう装置は
、13で部分的に示されたモータによって回転される円
盤12が11において回転可能に支持された構造体10
を備えている1円盤12はハブ14を支持し、このハブ
にはサンプルホルダプレート15が取外し可能に固定さ
れる。このプレート15には、参照番号16で全体的に
示された半径方向に延びる中空形状のキュベツトが形成
される。
各キュベツトは、傾斜状のダム19によって゛チャンバ
17及び18に分割され、各チャンバは、通路20及び
21によって外部と連通している。
サンプルホルダプレート15は、透明なプラスチック材
料で形成される0例えば、本出願人の1983年のイタ
リア特許出願第20560A号から明らかなように、装
置及びそのサンプルホルダプレートの一般的な構造の概
要のみをここに述べる。
本発明の装置には、光源22が設けられ、この光源は、
例えば、光ファイバ束23を経て、キュベツト16のベ
ース壁に光線を送り出す、光検出ユニット24は、光線
に直交する位置に設けられ、チャンバ18に収容された
材料によって散乱された光がサンプルホルダプレート1
5の穴25を経てこの光検出ユニットに達する。
本装置は、検出器26及び27を備え、これらの検出器
は、サンプルホルダプレート15の速度及び位置を検出
し、それに対応する信号を処理ユニット28に送る。こ
の処理ユニット28には、光検出ユニット24からの信
号も送られる。処理ユニット28は、モータ13を作動
する信号と。
光検出ユニット24の信号に基づいた信号とを発生し、
この後者の信号は、データ表示ユニット29に送られる
光源22は、色々な種類のものでよいが、特に、He−
Neレーザであり、これは、その単色光エネルギーの強
度が高く且つ許容できる程一定であり、然も、有効寿命
が比較的長いという点で効果的である。又、この種のレ
ーザは、その放射波長からも光源として適していると分
かっており、測定の実験感度は、スペクトルの赤領域の
放射で最大であると分かっている。
本発明による方法及び装置の作動モードは。
全ての凝固分析に有効な典型的な凝塊形成曲線を示した
第3図から明らかとなろう。
第3図は、横軸に時間を示しており、パラメータRは、
テストサンプルによって散乱された光と、光学的な基準
物体(エマルジョン)によって散乱さ九た光との比を表
わしている。
装置が、例えば1200rpmの各ロータ回転ごとに光
の散乱を測定する場合には、50ミリ秒ごとに測定を行
なって曲線がプロットされる。
然し乍ら、測定と測定との間の時間は、測定に必要な精
度に基づいて選択することができる。
光学基準物体の光散乱は、測定に対して予想される感度
を得るために光源によって発生される光が一定であると
考えられる充分短い時間間隔で測定される。
従って、これにより得られる曲線は、′a塊影形成プロ
セスみを表わし、光源の非安定性による影響は排除され
る。
第2図に示すような混合サイクルが完了した時には、監
視しようとする反応によって異なる遅延が与えられる。
例えば、最初の1秒間に測定された曲線の最初の点は、
オフセット、即ち、各サンプルに独特な減算項を表わし
ており、これは1曲線をゼロ化すると共に、スタート点
を全ての曲線に対して等しくする。
それ故、病的な血漿と正常な血漿との混濁度の差や試薬
の種々の不透明さが、81!l定や測定値間の比較に影
響することはない。
第3図の曲線は、凝塊形成プロセスの特性の段階を各々
表わす3つの部分に細分化することができる。
a)線維素を伴わずに液体サンプルと試薬とを混合する
b)線維素層を急速に変換しながら非溶解性の線維素を
形成し始める。
C)線維素の凝結を安定化する。 “ 。
従って、最終的な光散乱値(相対的なオフセット減算を
伴う)は、サンプル内に存在する凝固可能な腺維素層の
量に相関したパラメータとなる。
ここに示す装置の作動モードは、2つの典型的なサイク
ルについて以下により詳細に説明する。
−1つの試薬を血漿に添加するサイクル、これらの−例
としてFTサイクルがある。
−2つの試薬を別々に順次に血漿に添加するサイクル、
これらの−例としてAPTTサイクルがある。
本発明によりFTサイクルを実行する場合は。
次のように行なう。血漿サンプルと試薬(典型的に、カ
ルシウムトロンボプラスチン(第■族))を一対の通路
21及び20に同時に導入し、キュベツトのチャンバ1
7及び18を占有するようにする。
キュベツトの1つに光学基準エマルジョンを入れてキュ
ベツト16を前記したように装填した時に、ロータが回
転され、血漿は遠心力によって傾斜状のダム19を越え
るようにされ、チャンバ18に達して試薬と混合される
サンプルホルダプレートの急速な加速によって成分を完
全に混合した後に急速に減速して停止しく血漿と試薬の
混合を最適なものにする)、プレートを数秒間停止した
まNにする。次いで、ロータを約1200rpmまで再
び加速してデータの収集を開始する。これ゛は、凝固に
ついて測定しようとする最長の時間よりも長い時間、例
えば。
約1分間続けられることが明らかである。
第2図は、ロータ12−15の典型的な運動サイクルを
示しており、横軸には時間が示され、縦軸には処理ユニ
ット28で制御されるロータの角速度が示されている。
処理ユニット28には、光検出ユニット24の信号も送
られる。
時間間隔A、B及moは、0.4秒であり、時間間隔C
は、約3秒である。測定は、27で検出されるロータ位
置の弁別によって各キュベツトごとに1回行なわれる。
それ故、各キュベツトごとに、29に表示される光散乱
が24で測定され、第3図には、時間に伴う光の強度が
示されている。
従って、PT測定分析で得ようとする時間の値は、凝塊
形成プロセスが一般に開始状態に保持されるところの曲
線上の点を所定の方法で定めることによって得ることが
でき、このような点は、領域す内の曲線の変曲点、即ち
、Rの値が曲線の初期値(オフセット)から予め設定さ
れた程度までずれる点として予め選゛訳することもでき
るし、或いは、試験員によって前以て選択された他の基
準に基づいて選ぶこともできる。これは、1a固曲腺の
再現性に要点が置かれるので、任意に行なうことができ
る。
前記したように、第3図の曲線は、血漿サンプルに含ま
れた線維素層に関する自然の情報を表わすもので、即ち
、補足的な操作は必要とされないことに注意されたい。
最初のR値と、凝固の実際の終了に対応する一定値に近
づきつ−ある値との差は、線維素に変換できる活性線維
素層の含有率(%)に相関された指数である。
それ故、この重要な分析データは1本発明の方法及び装
置によって行なわれる分析で得ることができる。
PATTサイクルの典型的な場合について、2試薬サイ
クルを以下に述べる。
血漿サンプルと第1の試薬(典型的に、ケフアリン+エ
ラシック酸)を一対の通路20及び21に同時に入れ、
各々、チャンバ17及び18を占有するようにする。
前記したように、ロータにキュベツト16を装填した時
に、ロータを回転し、血漿が傾斜状のダム19を越える
ようにされ、チャンバ18に達して試薬と混合される。
成分の完全な混合は、サンプルホルダロータの急激な加
速によって行なわれ、その後、ロータを急激に減速して
停止し、これを数秒間保持し。
血漿と第1試薬との完全に混合させる。次いで、ロータ
を約120Orpmまで再び加速し、この速度に60秒
間保つ、乾燥時間として知られているこの時間により、
血漿はチャンバ17からチャンバ18に完全に転送され
ると共に、チャンバ17が乾燥され、第2の試薬(典型
的に、Ca Cl )を受は入れることができる。
ここで、「乾燥」とは、毛管現象によってチャンバ17
からチャンバ18へ移動し得るような非常に薄い液体表
面膜を除去することを意味する。
次いで9通路20への第2の試薬の充填が開始され、こ
れがチャンバ17を占有する。
前記したように、ロータにキュベツト16が装填される
と、最初の混合から300秒後にロータが回転され、試
薬が傾斜状のダム19を越えてチャンバ18に達し、第
1の試薬と既に混合されている血漿と混合される。
成分の完全な混合は、サンプルホルダプレートの急激な
加速によって行なわれ、その後、プレートは、急激に減
速されて停止され、この状態に数秒間維持され、血漿/
第1試薬の混合物と第2試薬とが完全に混合される0次
いで、ロータを約120Orpmまで再び加速し、デー
タ収集を開始する。このデータ収集は、凝固について測
定しようとする最長時間より憂い時間1例えば、70秒
間続けることが明らかである。
測定は、27で行なわれるロータ位置の弁別によって各
キュベツトごとに個々に行なう。
従って、各キュベツトごとに29に表示される光散乱値
が24で測定され、第3図に示すような形式の光強度と
時間の曲線が形成される。
それ故、処理ユニット28は、モータ13の回転を制御
する信号を時間の関数としてそれ自体良く知られたやり
方で処理すると共に、一致信号を時間及びロータ位置の
関数として処理する。この一致信号は、24で測定され
てデータ表示ユニット29へ送られる光散乱に関連した
信号である。
又、処理ユニット28は、基準エマルジョンを含むキュ
ベツトから光散乱信号がプリセットされた時間間隔で出
力されるように良く知られたモードで制御を行ない、前
記した第3図の曲線をプロットするために測定されたデ
ータを処理することにより重要な分析データを得るに要
する計算を行ない、上記の曲線を分析すると共に、この
曲線上の定められた特性点を決定する。
本発明の装置及び方法についての上記の実施例は1本発
明の原理を示すもので、本発明をこれに限定するもので
はない。
本発明の範囲から逸脱することなく多数の種々の変更や
修正がなされ得ることが明らかであろう。
特に、光ビームをキュベツトの底部に送るのに用いられ
た光学的な手段体、上記したものと異なってもよい。又
、直交方向に光散乱を受は取るのに用いた手段について
も同じことが云え、散乱光の強度に基づいて信号を発生
するようなトランシジューサに散乱光が送られてもよい
He−Naレーザが効果的であるとして説明した光源も
、これとは異なるものであってもよいが、測定精度とい
う点からは、単色光又は狭帯域光の光源、特に、スペク
トルの赤領域の光源が有利である。
血漿サンプル及び試薬をキュベツトに配置する装置のよ
うな付属器具については説明しなかった。というのは、
これら器具は、それ自体公知であるか或いは本発明の実
施に当たって必ずしも必要とされないからである。これ
らの器具は、血管用の2本の端子針を支持するアームで
構成されるのが便利である。これらの針は、測定動作を
完全に自動化するように、採取血管の近く及びキュベッ
トのチャンバに連通ずる穴の近くに順次にもっていかれ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の測定装置の重要な部分を示す概略図
。 第2図は、この装置の作動機構を説明するための図、そ
して 第3図は、凝塊形成に基づいて装置によって検出される
信号を示すグラフである。 10・・・構造体  12・・・円盤 13・・・モータ  14・・・ハブ 15・・・サンプルホルダプレート 16・・・キュベツト  19・・・ダム17.18・
・・チャンバ 20.21・・・通路  22・・・光源、23・・・
光ファイバ 24・・・光検出ユニット 25・・・穴  26,27・・・検出器28・・・処
理ユニット 29・・・データ表示ユニット ジJ Figλ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)血漿の凝固の傾向を測定する方法において、血漿
    及び少なくとも1つの試薬をキュベットの部分ダムで分
    離された2つのチャンバに配置し、上記キュベットは、
    その半径方向の軸によってロータに支持され、キュベッ
    トの底部には少なくとも2つの実質的に直交する透明な
    窓が設けられ、次いで、半径方向距離が短い方のチャン
    バ内に収容された成分を上記ダムを越えてその隣接チャ
    ンバへスピン転送して成分を混合し、これにより形成さ
    れた混合物に上記窓の一方を通して光ビームを案内し、
    次いで、上記窓の他方から出て来る光を検出することに
    よって上記混合物で散乱された光を測定し、その後、混
    合物による光散乱の強度を基準物体の光散乱の強度と比
    較し、そしてこれによって得られる比較値の時間に伴う
    変化を測定することを特徴とする方法。
  2. (2)上記のロータは、半径方向距離が短い方のチャン
    バに収容された成分を半径方向距離が長い方のチャンバ
    に向けて転送するように回転され、次いで、減速され、
    そしてその後、完全に混合すべく再び加速され、上記の
    光散乱強度は、ロータの回転中に、キュベットが検出手
    段を通る時に検出手段を作動することによって測定され
    る特許請求の範囲第(1)項に記載の方法。
  3. (3)血漿及び試薬は、ロータに支持された複数の半径
    方向キュベットの各々に入れられ、次いで、ロータが加
    速され、キュベットの半径方向距離の短いチャンバに収
    容された全ての成分が遠心力によって同時に部分ダムを
    越え、半径方向距離の長い各チャンバに達するようにす
    る特許請求の範囲第(1)項に記載の方法。
  4. (4)上記基準物体は、安定した液体エマルジョンであ
    る特許請求の範囲第(1)項記載の方法。
  5. (5)上記エマルジョンは、水に含まれたシリコーンオ
    イルのエマルジョンである特許請求の範囲第(1)項に
    記載の方法。
  6. (6)2つ以上の試薬が血漿中に別々に順次に入れられ
    、第1の試薬及び血漿は、ロータ回転の第1の段階中に
    回転によって混合され、その後各試薬は、キュベットの
    半径方向距離の短いチャンバに入れられ、予め設定され
    た時間中ロータを回転することにより予め入れられた試
    薬が遠心力によってそこから完全に排出され、その後各
    試薬は、ロータ回転の1つの段階ごとに半径方向距離の
    長いチャンバへスピン転送される特許請求の範囲第(1
    )項に記載の方法。
  7. (7)サンプルの光散乱と基準物体の光散乱の比較値の
    時間に伴う変化を測定し、血漿と試薬との混合が完了し
    た時と凝固が実際上終了した時との上記比較値の差を求
    め、この差を、繊維素に変換し得る血漿線維素原の量に
    関連した指数とする特許請求の範囲第(1)項に記載の
    方法。
  8. (8)基準物体の光散乱値は、光ビームの強度変化を無
    視できるような時間間隔で検出する特許請求の範囲第(
    1)項に記載の方法。
  9. (9)上記光ビームは、比較的狭い帯域に含まれた放射
    、特に、単色光であり、そして特に、スペクトルの赤領
    域のものである特許請求の範囲第(1)項に記載の方法
  10. (10)血漿の凝固の傾向を測定する装置において、 溝の一方の基部のみを閉じる部分ダムによって分離され
    た2つのチャンバを各々備えたキュベットが半径方向に
    配設された垂直軸ロータと、更に、或る制御された量の
    血漿及び少なくとも1つの試薬或いは光学基準物体を上
    記チャンバの各々に入れる手段と、 半径方向距離が短い方のチャンバ内の成分がダムを越え
    て第2のチャンバの成分と混合され且つ攪拌によって混
    合されるように時間と共に変化する速度で上記ロータを
    回転させる駆動手段と、キュベットに設けられた透明な
    窓の一方に送られる一定強度の光を発生する光源と、 キュベットの他方の透明な窓を経て、入射光線の方向と
    実質的に直交する方向に混合物によって散乱された光を
    受ける光検出器と、 各キュベットに収容されたサンプルによって散乱されて
    上記光検出器に送られた光の強度を指示するように上記
    光検出器の出力信号を分析すると共に、絶対的な変化及
    び時間の関数としての変化を指示するように上記信号を
    処理するプロセッサとを具備したことを特徴とする装置
  11. (11)上記光源は、光ファイバにより、サンプルホル
    ダプレートの周囲の環状帯の付近にあるキュベットのベ
    ース壁に光ビームを送る特許請求の範囲第(4)項に記
    載の装置。
  12. (12)上記光源は、比較的狭い帯域の光、特に、スペ
    クトルの赤領域の単色光を放射する特許請求の範囲第(
    3)項に記載の装置。
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