WO2024150816A1 - 血液凝固反応の分析方法 - Google Patents

血液凝固反応の分析方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2024150816A1
WO2024150816A1 PCT/JP2024/000586 JP2024000586W WO2024150816A1 WO 2024150816 A1 WO2024150816 A1 WO 2024150816A1 JP 2024000586 W JP2024000586 W JP 2024000586W WO 2024150816 A1 WO2024150816 A1 WO 2024150816A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reaction
time
clotting
coagulation
measurement
Prior art date
Application number
PCT/JP2024/000586
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
俊樹 川辺
健悟 大西
Original Assignee
積水メディカル株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 積水メディカル株式会社 filed Critical 積水メディカル株式会社
Publication of WO2024150816A1 publication Critical patent/WO2024150816A1/ja

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/86Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving blood coagulating time or factors, or their receptors

Definitions

  • the present invention relates to a method for analyzing blood coagulation reactions.
  • a blood coagulation test is a test for diagnosing a subject's blood coagulation ability by examining the coagulation reaction of the subject's blood sample.
  • a specific reagent is generally added to the blood sample, and the coagulation reaction is measured over time, and the blood coagulation time is calculated based on the obtained measurement data of the coagulation reaction.
  • blood coagulation time has been used as an indicator for detecting abnormalities in blood coagulation ability.
  • Measurement data of clotting reactions contains various noises due to the reaction measurement unit, reagents, and specimen conditions, which can lead to false positive detection of clotting time. For example, a phenomenon called early reaction error can occur in which the clotting reaction curve rises before the time when the true clotting reaction should begin. There is a demand to suppress the adverse effects of noise and other factors in measurement data of clotting reactions and correctly evaluate the clotting reaction.
  • Patent Document 1 describes a blood coagulation reaction analysis method characterized in that a checkpoint or check area is provided between the start of blood coagulation reaction measurement and the end of the coagulation reaction, and an initial reaction abnormality is detected by monitoring the reaction state at the checkpoint or check area.
  • Patent Document 2 describes a method of setting a noise judgment line based on the relationship between the coagulation time and the amount of scattered light measured at that time, and judging the coagulation time of the test sample to be normal if the amount of scattered light at the coagulation time of the test sample exceeds the noise judgment line, and otherwise continuing to measure the coagulation reaction until a normal coagulation time is obtained, thereby preventing erroneous detection of the coagulation time due to noise.
  • Patent Document 3 describes a method of judging an abnormality in the coagulation reaction based on the ratio of the difference (T[i]) between the time (T[i]) corresponding to the coagulation rate (i) and the time (T[i+1]) corresponding to the coagulation rate (i+1), to the time (SP-EP) from the start point of coagulation to the end point of coagulation.
  • Patent Document 4 describes a method that detects the end of the clotting reaction in real time while measuring the clotting reaction and calculates the clotting time based on the cumulative ratio Z of the clotting reaction over a short time period.
  • Patent Document 5 describes a method that acquires the reaction rate V of the clotting reaction in real time while measuring the clotting reaction, and calculates the clotting time when the acquired V becomes S% of the maximum value of V acquired so far.
  • the present invention provides a method that can distinguish between early reaction abnormalities contained in blood coagulation reaction measurement data and true coagulation reactions, enabling more accurate analysis of coagulation reactions.
  • a method for analyzing a blood coagulation reaction comprising the steps of: (1) Obtaining a blood coagulation response P(i) of a blood sample, where i is a variable representing a measurement point or time; (2) obtaining t1 and t2 from P(i);
  • X is between 20 and 70;
  • (3) Obtaining Rt, which represents the ratio of t1 to t2;
  • a method comprising: [2] The method described in [1], further comprising evaluating whether P(i) is a true blood coagulation reaction based on the Rt.
  • the present invention makes it possible to detect early reaction abnormalities in blood coagulation reaction measurement data, or to distinguish between early reaction abnormalities and true coagulation reactions.
  • the present invention can prevent adverse effects on coagulation reaction analysis due to early reaction abnormalities, such as erroneous detection of coagulation time.
  • the present invention can be applied to monitoring diseases that show early reaction abnormalities, such as DIC.
  • the detection of early reaction abnormalities according to the present invention can be performed in parallel with the measurement of the coagulation reaction, it makes it possible to analyze the true coagulation reaction in real time while measuring the coagulation reaction of a blood sample. Therefore, the present invention can optimize the analysis time per sample and improve overall analysis efficiency when analyzing a large number of samples using an automatic analyzer.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing the configuration of an apparatus for carrying out the method of the present invention.
  • P(i) is also shown in each figure. Correlation between C(i)-based clotting time and Z(i)-based clotting time.
  • the blood coagulation reaction is generally represented by a coagulation reaction curve, which shows the change in the amount of coagulation reaction over time.
  • the blood coagulation time calculated based on the coagulation reaction curve has traditionally been used as an index for detecting abnormalities in blood coagulation ability.
  • the blood sample, blood coagulation reaction, and blood coagulation time may be referred to simply as the sample, coagulation reaction, and coagulation time, respectively.
  • the clotting reaction curve usually shows a gradual rise due to the start of the clotting reaction after a certain amount of time has passed since the addition of the reagent to the sample, then rises sharply as the clotting reaction progresses, and then reaches a plateau as the clotting reaction approaches completion, and finally shows a sigmoid shape.
  • the clotting reaction curve measured based on the amount of transmitted light shows an inverse sigmoid shape.
  • the clotting reaction curve of an abnormal sample with abnormal coagulation ability shows various shapes depending on the cause of the abnormality, such as a delayed rise time of the clotting reaction curve and a gradual rise. The variety of clotting reaction curves of abnormal samples makes it difficult to accurately measure the clotting time with an automatic analyzer.
  • measurement data is acquired at least until the end of the clotting reaction, and the clotting time is calculated based on the acquired measurement data.
  • the clotting time is determined to be the point at which the clotting reaction curve reaches its maximum speed between the time when the reagent is added and the time when the clotting reaction ends (differential method)
  • a method in which the clotting time is determined to be the point at which the clotting reaction amount reaches N% of the time when the reaction ends percentage detection method.
  • the clotting reaction end point may be erroneously detected, for example, too early, or the clotting reaction end point may not be detected. As a result of such erroneous detection of the clotting reaction end point, an inaccurate clotting time is calculated.
  • Measurement data of blood coagulation reactions contain various noises, which may affect the shape of the coagulation reaction curve and hinder accurate calculation of the coagulation time.
  • One example is the phenomenon called early reaction error, in which an increase in the coagulation reaction curve (early reaction: ER) occurs before the time when the true coagulation reaction should start.
  • Early reaction error may cause a false detection of the coagulation time or may cause the reliability of the analysis results of the coagulation reaction to be impaired.
  • early reaction abnormalities are observed in the coagulation reaction in APTT measurement in blood samples from patients with disseminated intravascular coagulation syndrome (DIC) depending on the severity, and it is expected that early reaction abnormalities can be used to monitor DIC (Publication of International Publication No.
  • ER contained in the measurement data and avoid its influence on the analysis results.
  • detected ER may be useful in diagnosing and monitoring coagulation disorders such as DIC.
  • the measurement time per sample is fixed at a sufficiently long time (for example, about 7 minutes for APTT measurement), it is possible to prevent missing measurement data due to false detection of the end of the clotting reaction, but this method reduces the overall analytical efficiency because the measurement time is longer than necessary for many samples, such as normal samples, which make up the majority of the samples.
  • the present invention provides a method for analyzing blood coagulation reactions that detects early reaction abnormalities contained in the measurement data of the coagulation reaction and makes it possible to distinguish between ER and a true coagulation reaction. Therefore, the present invention makes it possible to more accurately analyze the coagulation reaction, for example, to prevent erroneous detection of the end of the coagulation reaction due to ER, or to accurately calculate the coagulation time. Detection of ER by the method for analyzing blood coagulation reactions of the present invention can be performed in parallel with the measurement of the coagulation reaction. Therefore, this method makes it possible to analyze the true coagulation reaction in real time and calculate the coagulation time while measuring the coagulation reaction of the blood sample.
  • this method makes it possible to optimize the measurement time for each sample so that the coagulation reaction measurement is performed for various samples, including normal and abnormal samples, for the minimum length required to calculate each coagulation time, and thus improves the overall analysis efficiency, especially when analyzing a large number of samples with an automatic analyzer.
  • the test specimen used in the analysis method of blood coagulation reaction of the present invention may be a blood specimen used in a normal blood coagulation test.
  • the test specimen is plasma from a subject.
  • An anticoagulant normally used in a coagulation test may be added to the test specimen.
  • blood is collected using a blood collection tube containing sodium citrate, and then centrifuged to obtain plasma, which can be used as the test specimen.
  • the clotting reaction of the test sample is measured to obtain time series data of the clotting reaction.
  • the clotting reaction can be measured according to any method used in blood clotting tests, such as prothrombin time (PT), activated partial thromboplastin time (APTT), or a method used to measure clotting time in a fibrinogen concentration test using the thrombin time method.
  • the clotting reaction can be measured using a general method, such as an optical method for measuring the amount of scattered light, transmittance, absorbance, etc., or a mechanical method for measuring the viscosity of plasma.
  • the method of the present invention will be described mainly along the method of measuring the clotting reaction based on the amount of scattered light for APTT measurement. Those skilled in the art can apply the method of the present invention to methods for measuring other clotting times (e.g., prothrombin time (PT)).
  • PT prothrombin time
  • a clotting time measuring reagent is added to the test sample to initiate the clotting reaction.
  • the clotting reaction of a mixture containing the reagent and the test sample can be measured.
  • the clotting time measuring reagent used can be selected arbitrarily according to the purpose of the measurement. Reagents for measuring various clotting times are commercially available (for example, APTT reagent Coagpia APTT-N; manufactured by Sekisui Medical Co., Ltd.).
  • the start time of the clotting reaction is typically defined as the time when calcium ions (e.g., calcium chloride solution) are added to the test specimen to start the clotting reaction, but other timings may also be defined as the start time of the reaction.
  • the time for continuing the measurement of the clotting reaction may be, for example, several tens of seconds to about 7 minutes from the time when the test specimen and the reagent are mixed. This measurement time may be an arbitrarily determined fixed value, or it may be until the end of the clotting reaction of each test specimen is detected.
  • the progress of the clotting reaction may be repeatedly measured at a predetermined interval (photometry in the case of optical detection). For example, measurements may be performed at 0.1 second intervals.
  • the temperature of the mixture during the measurement is under normal conditions, for example, 30°C to 40°C, preferably 35°C to 39°C. In addition, various measurement conditions may be set appropriately depending on the specimen, reagent, measurement means, etc.
  • the series of operations in the coagulation reaction measurement described above can be performed using an automatic analyzer.
  • an automatic analyzer is the CP3000 automatic blood coagulation analyzer (manufactured by Sekisui Medical Co., Ltd.).
  • some operations may be performed manually.
  • the preparation of the test sample can be performed by a human, and the subsequent operations can be performed by the automatic analyzer.
  • clotting reaction P(i) is sequentially acquired from the start of the reaction.
  • "i" represents the number of measurement points or time from the start of the clotting reaction (hereinafter simply referred to as the number of measurement points or time).
  • the coagulation reaction P is obtained by performing noise removal or smoothing processing on the measurement value in the coagulation reaction measurement (e.g., photometric value of the amount of scattered light) by normal means, or, if necessary, performing zero-point adjustment or curve relative value conversion to adjust the initial value.
  • noise removal can be used for smoothing the measurement value.
  • the smoothing processing can be a filtering process, or a process of integrating a differential value obtained by calculating a difference value or an average slope within a section, which will be described later, etc.
  • the smoothed measurement value may be adjusted so that the value at the start of the measurement is 0.
  • the measurement value is smoothed and zero-point adjusted to obtain the coagulation reaction P(i).
  • t1 and t2 are obtained. Both t1 and t2 represent the number of measurement points or time, and t2 ⁇ t1. t1 may be selected from the number of measurement points or time at which P(i) of the sample has been obtained, and t2 satisfies the following formula (1).
  • P(t2) P(t1) ⁇ X%... (1)
  • the P(t1) and P(t2) represent the coagulation reaction P at t1 and t2, respectively.
  • X is in the range of 20 to 70, preferably in the range of 40 to 60.
  • t1/t2 Based on the obtained ratio of t1 to t2 (t1/t2), it is possible to distinguish whether the clotting reaction P(t1) at t1 is an early reaction (ER) or a true clotting reaction.
  • ER early reaction
  • t1/t2 will also be referred to as Rt.
  • the clotting reaction curve shows a small rise at the very beginning of the measurement, then turns to a gradual rise, and then rises sharply as the true clotting reaction begins.
  • the clotting reaction curve rises in two stages (see Figure 4).
  • Such a rise in the clotting reaction curve due to ER before the rise due to the true clotting reaction begins causes a false detection of the end of the clotting reaction, resulting in an inaccurate clotting time.
  • a method (the so-called percentage detection method) is often used to determine the clotting time as the point at which the clotting reaction amount reaches N% of the reaction end point
  • methods for detecting the end of the clotting reaction include a method in which the clotting reaction ends when the clotting reaction curve reaches a plateau, a method in which the clotting reaction ends when the cumulative ratio Z of the clotting reaction falls below a threshold, and a method using the peak of the clotting reaction rate curve as a reference.
  • ER may be mistaken for a true clotting reaction, and the end of the clotting reaction may be detected in the middle of the initial reaction, resulting in an incorrect clotting time being calculated.
  • the Rt indicates a large value during ER, reflecting the gradual rise of the reaction curve immediately after the start of measurement, but then drops sharply at the rising point of the true clotting reaction (see Figures 7B and 8B). Therefore, ER can be detected based on Rt.
  • the clotting reaction P(t1) at t1 is ER if Rt is greater than a predetermined value S, and is evaluated as a true clotting reaction if not.
  • the predetermined value S can be set appropriately taking into consideration the difference in the measurement data of the clotting reaction between samples in which ER appears and samples in which ER does not appear, and is, for example, 150 to 240.
  • Both t2 and Rt are expressed as functions of the variable i, and therefore can be defined as C(i) and Rt(i), respectively. That is, C(i) and Rt(i) satisfy the following formulas (1)' and (2).
  • P(C(i)) P(i) ⁇ X%...(1)'
  • the P(i) obtained thereafter can be regarded as a true clotting reaction.
  • Tr t1 when the Rt(i) reaches the predetermined value S or a value smaller than it.
  • the P(i) obtained after Tr and regarded as a true clotting reaction can be used for the analysis of the clotting reaction. Therefore, the measurement of the clotting reaction continues even after Tr, and new P(i) and clotting reaction curves can be obtained, and these data can be used for the analysis of the clotting reaction, for example, detection of the end point of the clotting reaction and calculation of the clotting time.
  • the obtained P(i) can be used to calculate Rt(i) or C(i) according to the formulas (1)' and (2).
  • Rt(i) is greater than the predetermined value S
  • P(i) is ER
  • P(i) after Tr is a true coagulation reaction.
  • P(i) considered to be a true coagulation reaction can be used for analysis of the coagulation reaction, for example, detection of the end point of the coagulation reaction, calculation of the coagulation time, etc.
  • Rt(i) may be abbreviated as Rt. Therefore, in the following specification, “Rt” includes Rt at a specific t1 and Rt(i) at i, and which one is meant can be determined from the context. Basically, when performing real-time analysis such as in 1.4 or offline analysis such as in 1.5, “Rt” means Rt(i) at i.
  • 1/Rt t2/t1 or C(i)/i
  • 1/Rt t2/t1 or C(i)/i
  • S' a predetermined value
  • the predetermined value S' can be set appropriately, for example, (1/150 to 1/240).
  • t1 and t2 are close to each other, so Rt falls below the predetermined value S.
  • Rt may become high due to a slight change in the coagulation reaction curve before the main reaction. Even in such a case, erroneous detection of ER can be prevented by not acquiring Rt or not comparing Rt with the predetermined value S for a certain period of time from the start of measurement, or by not acquiring Rt or not comparing Rt with the predetermined value S until P(i) reaches or exceeds the threshold value Ps.
  • the integrated ratio Z(i) or clotting reaction rate data V(i) may be acquired from P(i) acquired as described above.
  • the Z(i) and V(i) can be used to detect the clotting reaction end point of the test sample or to calculate the clotting time, respectively.
  • w the measurement time interval of the coagulation reaction. That is, when i is the number of measurement points, Z(i) can also be expressed by the following formula (3)′.
  • m is preferably 10 to 30, and if the measurement time interval is 0.2 seconds, m is preferably 5 to 15.
  • the optimal value of m may be selected so that an appropriate coagulation time can be calculated taking into account the measurement conditions.
  • Z(i) may be abbreviated simply as Z.
  • the clotting reaction P(i) at the earliest measurement point or time at which Z(i) reaches or falls below a predetermined threshold value Zs is detected as the clotting reaction end point Pe.
  • Zs can be set appropriately depending on the analysis item. For example, in the case of APTT measurement, Zs is preferably set to 1.050 or less, and more preferably in the range of 1.010 to 1.001. In order to prevent erroneous detection of Pe due to ER, it is preferable that Z(i) is calculated after the Tr. It is also preferable that Z(i) is calculated after P(i) reaches or exceeds the threshold value Ps.
  • P(i) is sequentially acquired while measuring the coagulation reaction (as i increases). After P(i) reaches or exceeds the threshold value Ps, Rt is acquired in real time based on the sequentially acquired P(i) and compared with a predetermined value S, as described above. After Rt reaches the predetermined value S or a value smaller than it (i.e., after Tr), Z(i) is sequentially calculated based on the sequentially acquired P(i). The P(i) when Z(i) first reaches or is less than the predetermined threshold value Zs is detected as the coagulation reaction end point Pe.
  • P(i) is sequentially acquired, and after the acquired P(i) reaches or exceeds a threshold value Ps, Z(i) is sequentially calculated.
  • Z(i) reaches a predetermined threshold value Zs or less
  • Rt based on the corresponding P(i) reaches a predetermined value S or less
  • the P(i) is detected as the coagulation reaction end point Pe.
  • P(i) and Z(i) are acquired in real time while measuring the coagulation reaction, and Pe can be detected. After Pe is detected, the measurement of the coagulation reaction and the acquisition of a new P(i) may be terminated or continued.
  • the coagulation reaction rate data V(i) is obtained by first-order differentiation of P(i).
  • the differentiation process can be performed by any method, for example, by calculating the average slope value within the interval.
  • a certain number of measurement points before and after each measurement point i for example, 2K+1 measurement points from i-K to i+K, can be used.
  • the average slope value means the slope value when these multiple measurement points are linearly approximated.
  • a common method such as the least squares method can be used as a calculation method for linear approximation.
  • the average slope value of these measurement points can be regarded as the first-order differential value at the measurement point i.
  • the coagulation reaction end point Pe can be detected based on V(i). For example, after the peak of V(i) reaches a maximum value, P(i) at the earliest measurement point or time at which it reaches or falls below S% of the maximum value can be detected as the coagulation reaction end point Pe (see Patent Document 5). More preferably, P(i) is sequentially acquired while measuring the coagulation reaction (as i increases), and after P(i) reaches or exceeds a threshold value Ps, V(i) is calculated based on the sequentially acquired P(i), and Pe is detected based on V(i). After Pe is detected, the measurement of the coagulation reaction and the acquisition of a new P(i) may be terminated, or may be continued.
  • the clotting time can be calculated based on C(i). Specifically, as shown in the examples described later, C(i) increases rapidly with a rapid increase in P(i) due to a true clotting reaction, and then the increase becomes gentle as the clotting reaction approaches completion, and reaches a plateau (see FIG. 10). Therefore, the clotting time can be calculated using C(i) as an index. For example, the clotting time can be determined as the time when the rate of change of C(i) satisfies a predetermined condition.
  • the rate of change of C(i) can be determined as the average change in C(i) in a predetermined range (for example, when i is the number of measurement points, [ ⁇ C(i)-C(i-k) ⁇ /k], k is preferably 5 to 20), and the time when the average change reaches a threshold value (for example, 0.06 to 0.01) or less can be determined as the clotting time.
  • a threshold value for example, 0.06 to 0.01
  • the rate of change of C(i) can be determined as the slope of a tangent to C(i) (for example, the average slope within the interval of 2k+1 Cs from C(i-k) to C(i+k), where k is preferably 5 to 20 when i is the number of measurement points), and the time when the slope of the tangent reaches a threshold value (for example, 0.01 to 0.06) or less can be determined as the coagulation time.
  • C(i) may be abbreviated simply as C.
  • P(i) is sequentially acquired while measuring the coagulation reaction (as i increases), and after P(i) reaches or exceeds the threshold value Ps, C(i) is calculated based on the sequentially acquired P(i) as described above, and the average change or average slope within the interval is compared with the threshold value Cs.
  • the time at which the average change or average slope within the interval first reaches the threshold value Cs or a value smaller than it is calculated as the coagulation time. After the coagulation time is calculated, the measurement of the coagulation reaction and the acquisition of new P(i) may be terminated, or may be continued.
  • the clotting time can be calculated based on the Z(i), V(i) or C(i). In one example, the clotting time can be calculated based on the clotting reaction end point Pe obtained using the Z(i) or V(i) as described above. For example, the time when P(i) reaches N% of the clotting reaction end point Pe can be calculated as the clotting time (percentage detection method).
  • the clotting time calculation method include a method in which the time when the rate of change of C(i) (for example, the average change amount or average slope within the section of C(i) described above) reaches a threshold value or less is calculated as the clotting time (2.3 above), a method in which the time when the peak of V(i) reaches a maximum value is calculated as the clotting time (differential method), and a method in which the clotting time is calculated based on the change over time of Z(i) (see Patent Document 4).
  • the clotting time can be calculated in parallel with the clotting reaction measurement (so-called real time).
  • the calculation of the clotting time using Z(i), V(i) or C(i) can also be performed after the clotting reaction measurement is completed.
  • the true clotting reaction can be analyzed according to a conventional general procedure to calculate the clotting time. For example, the time when the true clotting reaction P(i) is at its maximum can be detected as the clotting reaction end point Pe, and the time when P(i) reaches N% of Pe can be determined as the clotting time (percentage detection method).
  • the method of the present invention may include outputting the results obtained from the above-mentioned analysis.
  • the analysis results may include information such as the presence or absence of ER, data on the detected ER or true coagulation reaction (e.g., reaction curve), the end point of the coagulation reaction, and the coagulation time.
  • the test specimens having abnormalities in the coagulation reaction may include specimens in which the coagulation reaction is too small to detect, specimens in which the start of the coagulation reaction is unclear and no sharp rise is observed in the coagulation reaction curve, specimens in which the coagulation reaction takes a long time to end or the end is unclear, etc.
  • abnormalities may occur such as P(i) not reaching Ps and the Rt not being able to be obtained, the Rt not reaching the predetermined value S, or the coagulation reaction end point Pe not being able to be detected even if the Rt reaches the predetermined value S.
  • the method of the present invention can output information on these abnormalities, such as the occurrence of the abnormality or the type of abnormality.
  • i reaches a predetermined maximum measurement time (measurement end point) and Rt does not reach or is not smaller than a predetermined value S
  • the repetition of the steps of acquiring P(i), t1, t2, and Rt is terminated. In this case, a result is obtained that a true coagulation reaction of the test sample has not been detected.
  • the method for analyzing a blood coagulation reaction according to the present invention is basically carried out using a coagulation reaction measured based on the amount of scattered light, but a person skilled in the art can apply the method of the present invention to use a coagulation reaction measured based on other means, such as transmittance, absorbance, etc.
  • the criteria of "above” a threshold or specified value and “greater than” a threshold or specified value can be used interchangeably, and similarly, the criteria of "below” a threshold or specified value and “less than” a threshold or specified value can be used interchangeably.
  • the clotting time measurement procedure is outlined below and in FIG. S1: Start measuring the coagulation reaction. S2: If P(i)>Ps, it is determined that there is a reaction. S3: If ER is detected based on Rt, wait for the true coagulation reaction (main reaction). S4: Calculate the clotting time from this reaction. S5: (Optional) Determine whether or not there is an abnormality in the coagulation reaction. S6: Output the clotting time (optional) and also output information regarding detection of abnormalities in the ER or clotting reaction. S7: End of measurement. The measurement ends when the coagulation time is calculated, or ends at a predetermined time.
  • S1 Obtain P(i).
  • S2 When the maximum measurement time (end point of measurement) is exceeded, the measurement is terminated. (Optional) Detection of abnormality in the coagulation reaction is recorded.
  • S3 Return to S1 and continue acquiring P(i) until P(i)>Ps.
  • S5 Return to S1 and continue acquiring P(i) until i/C(i) ⁇ S. (Optional) If i/C(i)>S, record ER detection.
  • S7 Return to S1 and continue acquiring P(i) until Z(j) ⁇ Zs.
  • S8 The clotting time is calculated by taking P(j) as the end point of the clotting reaction.
  • S9 The clotting time calculated in S8 is output. (Optional) If Yes in S2, output that the clotting time was not obtained. (Optional) Also output information regarding detection of ER or coagulation reaction abnormalities.
  • S1 Obtain P(i).
  • S2 When the maximum measurement time (end point of measurement) is exceeded, the measurement is terminated. (Optional) Detection of abnormality in the coagulation reaction is recorded.
  • S3 Return to S1 and continue acquiring P(i) until P(i)>Ps.
  • S5 Return to S1 and continue acquiring P(i) until i/C(i) ⁇ S. (Optional) If i/C(i)>S, record ER detection.
  • S7 Return to S1 and continue acquiring P(i) until the gradient of the tangent to C(j) becomes equal to or smaller than the threshold value.
  • S8 Let C(j) be the clotting time.
  • S9 The clotting time calculated in S8 is output. (Optional) If Yes in S2, output that the clotting time was not obtained. (Optional) Also output information regarding detection of ER or coagulation reaction abnormalities.
  • the method for analyzing a blood coagulation reaction of the present invention can be performed automatically using a computer program. Accordingly, one aspect of the present invention is a program for performing the method for analyzing a blood coagulation reaction of the present invention described above. Furthermore, a series of steps of the method of the present invention described above can be performed automatically by an automatic analyzer. Accordingly, one aspect of the present invention is an apparatus for performing the method for analyzing a blood coagulation reaction of the present invention described above. The execution of the method of the present invention by the apparatus can be controlled by the program of the present invention. A further aspect of the present invention is a system for performing the method for analyzing a blood coagulation reaction of the present invention, the system comprising an apparatus or a program for performing the method for analyzing a blood coagulation reaction of the present invention described above.
  • the program of the present invention controls the implementation of the procedure shown in, for example, FIG. 2A or B.
  • the automatic analyzer 1 includes a control unit 10, an operation unit 20, a measurement unit 30, and an output unit 40.
  • the control unit 10 controls the overall operation of the automatic analyzer 1.
  • the control unit 10 may be configured with a computer (e.g., a personal computer).
  • the control unit 10 includes a CPU, memory, storage, a communication interface (I/F), etc., and can process commands from the operation unit 20, control the operation of the measurement unit 30, store and analyze measurement data received from the measurement unit 30, store analysis results, control the output of analysis results by the output unit 40, and so on.
  • the control unit 10 may be connected to other devices such as external media and a host computer. Note that in the control unit 10, the computer that controls the operation of the measurement unit 30 and the computer that analyzes the data measured by the unit 30 may be the same or different.
  • the operation unit 20 acquires input from an operator and transmits the acquired input information to the control unit 10.
  • the operation unit 20 has a user interface (UI) such as a keyboard or a touch panel.
  • UI user interface
  • the output unit 40 outputs the analysis results of the coagulation reaction, and, if necessary, the coagulation reaction data measured by the measurement unit 30 and the analysis results based thereon, such as P(i), Rt, Z(i), V(i), C(i), Pe, coagulation time, ER detection, and information related to abnormalities.
  • the output unit 40 has a display device such as a display.
  • the measurement unit 30 executes a series of operations for blood coagulation testing and obtains measurement data of the coagulation reaction of samples including blood specimens.
  • the measurement unit 30 includes various equipment and analysis modules required for blood coagulation testing, such as specimen containers for holding blood specimens, reagent containers for holding test reagents, reaction containers for the reaction between the specimen and reagent, a probe for dispensing the blood specimen and reagent into the reaction container, a light source, a detector for detecting scattered light or transmitted light from the specimen in the reaction container, a data processing circuit for sending data from the detector to the control unit 10, and a control circuit for controlling the operation of the measurement unit 30 upon receiving commands from the control unit 10.
  • the control unit 10 performs an analysis of the coagulation reaction of the sample based on the coagulation reaction data. This analysis may include obtaining the above-mentioned P(i), Rt, Z(i), V(i), and C(i), detecting ER and Pe, and calculating the coagulation time. Alternatively, the analysis may be performed by the control unit 10 based on measurement data from the measurement unit 30, or may be performed by another device, such as the measurement unit 30, and the results may be sent to the control unit 10.
  • the control unit 10 may store thresholds used for detecting ER and Pe, or the control unit 10 may import the thresholds stored in an external device or on a network for the detection.
  • control unit 10 can be equipped with a program for carrying out the blood coagulation reaction analysis method of the present invention.
  • Method 1 Samples A total of 1,062 plasma samples, including both those with and those without coagulation disorders, were used as test specimens.
  • Coagpia APTT-N (manufactured by Sekisui Medical Co., Ltd.) was used as the reagent for APTT measurement.
  • Coagpia APTT-N calcium chloride solution (manufactured by Sekisui Medical Co., Ltd.) was used as the calcium chloride solution.
  • Clotting reaction measurement The clotting reaction measurement of the sample was performed using a blood clotting automatic analyzer CP3000 (manufactured by Sekisui Medical Co., Ltd.). After 50 ⁇ L of the sample was heated in a cuvette at 37° C. for 45 seconds, 50 ⁇ L of APTT measurement reagent at about 37° C. was added, and after 171 seconds, 50 ⁇ L of calcium chloride solution was added to start the clotting reaction. The reaction was performed at 37° C. In the measurement of the clotting reaction, the cuvette was irradiated with light having a wavelength of 660 nm using an LED as a light source, and the amount of scattered light at 90 degrees side scattered light was measured at 0.1 second intervals. The measurement time was 360 seconds.
  • Figures 5A, B, and C show plots of T50, T10, and T5 against T100 for each sample, while Figures 5D, E, and F show plots of T100/T50, T10/T100, and T5/T100.
  • Z(i), i/C(i) 6 to 8 show examples of P(i), Z(i), and i/C(i) for Nor, ER1, and ER2, respectively.
  • P(i) and Z(i) are labeled P and Z, respectively.
  • Z(i) and i/C(i) are illustrated along with P(i)
  • the dotted line along the X-axis of A indicates Zs.
  • Figure 9 shows the distribution of i/C(i) at the time T100 when Z(i) reaches the threshold Zs (Zs is 1.01 to 1.05 in increments of 0.01) for each of the ER1 and ER2 samples, i.e., T100/C(T100) for different Zs.
  • the black plots represent i/C(i) at the time when Z(i) first reaches the threshold Zs during ER
  • the grey plots represent i/C(i) at the time when Z(i) first reaches the threshold Zs after the start of the reaction.
  • the distribution ranges of the black and grey plots are separate, which shows that ER can be detected based on i/C(i).
  • FIG. 10A-C show C(i) and i/C(i) for Nor, ER1, and ER2, respectively.
  • C(i) is displayed as C.
  • C(i) rose sharply at the end of the peak of i/C(i), that is, at the start of the main reaction, and then flattened out. It was suggested that the clotting time can be calculated using the flattening of C(i) after the sharp rise, for example, the decrease in the rate of change as an index.
  • the average slope within the interval of C(i) was calculated using 10 points before and after i.
  • 11A-C show C(i) and its slope for Nor, ER1, and ER2, respectively, together with P(i).
  • C(i) rose sharply near the point at which the main reaction of P(i) started, and then flattened out as the main reaction approached completion. The slope of C(i) gradually decreased as the main reaction approached completion.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

血液凝固反応の分析方法であって、(1)血液検体の血液凝固反応P(i)を取得すること、ここでiは計測点数又は時間を表す変数である;(2)該P(i)からt1及びt2を取得すること、ここで、t1及びt2はともに計測点数又は時間を表し、t1=i、t2<t1であり、かつ、t1及びt2は式:P(t2)=P(t1) × X%を満たし、ここで、該P(t1)及びP(t2)は、それぞれt1及びt2での該血液検体の血液凝固反応を表し、Xは20~70である;(3)t1とt2の比を表すRtを取得すること、を含む、方法。

Description

血液凝固反応の分析方法
 本発明は、血液凝固反応の分析方法に関する。
 血液凝固検査は、被検者の血液検体の凝固反応を調べることにより該被検者の血液凝固能を診断するための検査である。血液凝固検査では、一般に、血液検体に所定の試薬を添加した後、その凝固反応を経時的に計測し、得られた凝固反応の計測データに基づいて血液凝固時間が算出される。血液凝固時間は、従来、血液凝固能の異常を検出するための指標として使用されている。
 凝固反応の計測データには、反応計測部、試薬、検体の状態などに起因する様々なノイズが含まれ、それらは凝固時間の誤検出をもたらすことがある。例えば、初期反応異常(early reaction error)と呼ばれる、真の凝固反応が始まるべき時間の前から凝固反応曲線の上昇が生じる現象が起こることがある。凝固反応の計測データにおけるノイズなどの悪影響を抑えて凝固反応を正しく評価することが求められている。
 特許文献1には、血液凝固反応の測定開始から凝固反応終了までの間にチェックポイント又はチェック領域を設け、そのチェックポイント又はチェック領域における反応状態を監視することによって初期反応異常を検出することを特徴とする血液凝固反応解析方法が記載されている。特許文献2には、凝固時間とそのときに測定される散乱光量との関係に基づいてノイズ判定ラインを設定し、被検検体の凝固時間における散乱光量が該ノイズ判定ラインを超えていれば該被検検体の凝固時間を正常と判定し、そうでない場合は正常な凝固時間が取得されるまで凝固反応の計測を続けることによって、ノイズによる凝固時間の誤検出を防止することが記載されている。特許文献3には、凝固率(i)に対応する時間(T[i])と、凝固率(i+1)に対応する時間(T[i+1])との差(T[i+1]-T[i])と、凝固開始点から凝固終了点までの時間(SP~EP)との比率に基づいて凝固反応の異常を判断することが記載されている。
 近年、凝固反応計測のための自動分析装置が汎用されている。従来の自動分析装置による血液凝固検査では、凝固反応の終了まで凝固反応を計測し、取得した計測データに基づいて凝固時間を算出するのが一般的である。そのため、自動分析装置で多数の血液検体の凝固反応を計測する場合、凝固反応途中での計測終了を防止するため、凝固時間が延長する異常検体の凝固反応の終了までの計測データを収集できるように長めの計測時間を設定するのが一般的である。一方で、計測される検体のほとんどは正常検体であるため、計測時間を長く設定するほど、全体的な分析効率は低下する。
 凝固反応を計測しながらリアルタイムに凝固反応の終了を検出し、凝固時間を算出することで、各検体の凝固反応分析に要する時間を最適化する方法が開発されている。特許文献4には、微小時間帯での凝固反応の積算比Zに基づいて、凝固反応を計測しながらリアルタイムに凝固反応の終了を検出し、凝固時間を算出する方法が記載されている。特許文献5には、凝固反応を計測しながら、該凝固反応の反応速度Vをリアルタイムに取得し、取得したVがこれまでに取得したVの最大値のS%になった時点で凝固時間を算出する方法が記載されている。
特開2003-169700号公報 特開2010-217059号公報 特開2007-107889号公報 国際公開公報第2021/132552号 国際公開公報第2021/206107号
 本発明は、血液凝固反応の計測データに含まれる初期反応異常と真の凝固反応を区別することができ、凝固反応のより正確な分析を可能にする方法を提供する。
 すなわち、本発明は、以下を提供する。
〔1〕血液凝固反応の分析方法であって、
(1)血液検体の血液凝固反応P(i)を取得すること、ここでiは計測点数又は時間を表す変数である;
(2)該P(i)からt1及びt2を取得すること、
 ここで、t1及びt2はともに計測点数又は時間を表し、t1=i、t2<t1であり、
 かつ、t1及びt2は式:P(t2)=P(t1) × X%を満たし、ここで、
  該P(t1)及びP(t2)は、それぞれt1及びt2での該血液検体の血液凝固反応を表し、
  Xは20~70である;
(3)t1とt2の比を表すRtを取得すること、
を含む、方法。
〔2〕前記Rtに基づいてP(i)が真の血液凝固反応であるか否かを評価することをさらに含む、〔1〕記載の方法。
〔3〕前記Rtが所定値よりも大きいとき、P(i)が初期反応であると評価することをさらに含む、〔1〕記載の方法。
〔4〕前記Rtが所定値に達するか又はそれより小さくなるまで、i=i+k(ここでk>0)として前記(1)~(3)の工程を繰り返し、P(i)、t1、t2及びRtを新たに取得することをさらに含む、〔1〕~〔3〕のいずれか1項記載の方法。
〔5〕前記所定値又はそれより小さいRtが取得された後、続けて凝固反応終了点が検出されるか又は血液凝固時間が算出されるまで、iの増加とともにP(i)の取得を繰り返すことをさらに含む、〔4〕記載の方法。
〔6〕前記P(i)から積算比Z(i)を取得すること、
 ここで、Z(i)=Pb(i)/Pa(i)
     Pa(i)は、P(i-m)からP(i-w)までの和
     Pb(i)は、P(i+w)からP(i+m)までの和
     ここで、iは計測点数又は時間であり、
     iが計測点数の場合、w=1、mは10~30の整数であり、
     iが時間の場合、wは血液凝固反応の計測時間間隔、mは1~3秒である;
 該Z(i)が所定の閾値Zsであるか又はそれより小さいとき、該P(i)を凝固反応終了点として取得すること、
をさらに含む、〔5〕記載の方法。
〔7〕前記凝固反応終了点に基づいて血液凝固時間を算出することをさらに含む、〔6〕記載の方法。
〔8〕前記P(i)から、式:P(C(i))=P(i) × X%を満たすC(i)を取得すること、ここでXは20~70である;
 取得したC(i)に基づいて凝固時間を算出すること、
をさらに含む、〔5〕記載の方法。
〔9〕取得したP(i)から凝固反応速度データを算出すること;
 該凝固反応速度データに基づいて血液凝固時間を算出すること、
をさらに含む、〔5〕記載の方法。
〔10〕前記P(i)が所定の閾値Psに達するか又はそれを超えるまでは、前記工程(1)を繰り返すことをさらに含む、〔1〕~〔9〕のいずれか1項記載の方法。
〔11〕前記iが所定の計測終点に達しており、かつ前記Rtが前記所定値に達していないか又はそれより小さくない場合に、前記工程の繰り返しを終了し、前記血液検体の血液凝固反応が検出されなかったという結果を取得することをさらに含む、〔4〕記載の方法。
〔12〕前記iが所定の計測終点に達しており、かつ前記凝固反応終了点が検出されていないか又は凝固時間が算出されていない場合に、前記工程の繰り返しを終了し、前記血液検体の血液凝固反応が終了しなかったという結果を取得することをさらに含む、〔5〕~〔9〕のいずれか1項記載の方法。
〔13〕凝固反応終了点が検出されるか又は血液凝固時間が算出された場合、該P(i)の取得を止めることをさらに含む、〔5〕~〔9〕のいずれか1項記載の方法。
〔14〕算出された血液凝固時間を出力することをさらに含む、〔7〕~〔9〕のいずれか1項記載の方法。
〔15〕〔1〕~〔14〕のいずれか1項記載の血液凝固反応の分析方法を行うためのプログラム。
〔16〕〔1〕~〔14〕のいずれか1項記載の血液凝固反応の分析方法を行うための装置。
 本発明は、血液凝固反応の計測データにおける初期反応異常を検出し、又は初期反応異常と真の凝固反応とを区別することを可能にする。本発明は、初期反応異常による凝固反応分析への悪影響、例えば凝固時間の誤検出を防止することができる。あるいは、本発明は、初期反応異常を示す疾患、例えばDICのモニタリングに応用可能である。また本発明による初期反応異常の検出は、凝固反応の計測と並行して実施することが可能であるため、血液検体の凝固反応を計測しながらリアルタイムで真の凝固反応を分析することを可能にする。したがって本発明は、自動分析装置で多数の検体を分析する場合に、1検体あたりの分析時間を最適化し、全体的な分析効率を向上させることができる。
本発明の方法による凝固反応の分析の手順の概要。 Z(i)を用いた凝固反応の分析の手順の例。 C(i)を用いた凝固反応の分析の手順の例。 本発明の方法を行うための装置の構成を示す概念図。 Nor、ER1、ER2の検体の凝固反応曲線。 各検体のT100に対する、T50、T10、T5、ならびにT100/T50、T10/T100、T5/T100のプロット。 NorのP(i)、Z(i)、及びi/C(i)。 ER1のP(i)、Z(i)、及びi/C(i)。 ER2のP(i)、Z(i)、及びi/C(i)。 Z(i)が所定値であるときのi/C(i)の分布。 Nor(A)、ER1(B)及びER2(C)のC(i)及びi/C(i)。 Nor(A)、ER1(B)及びER2(C)のC(i)及びその傾き。各図にはP(i)がともに示されている。 C(i)に基づく凝固時間と、Z(i)に基づく凝固時間との相関。
 本明細書中で引用された全ての特許文献、非特許文献、及びその他の刊行物は、その全体が本明細書中において参考として援用される。
 血液凝固検査では、血液検体に所定の試薬を添加して、その後の血液凝固反応を計測する。血液凝固反応は、一般的に、凝固反応量の経時的変化を示す凝固反応曲線で表される。凝固反応曲線に基づいて算出した血液凝固時間は、従来、血液凝固能の異常を検出するための指標として使用されている。本明細書において、血液検体、血液凝固反応、及び血液凝固時間を、それぞれ単に検体、凝固反応、及び凝固時間と称する場合がある。
 凝固時間の典型的な例としては、プロトロンビン時間(PT)、活性化部分トロンボプラスチン時間(APTT)、トロンビン時間、フィブリノーゲン濃度(Fbg)測定での凝固時間などがある。凝固反応の計測には、通常、散乱光量、透過度、吸光度等を計測する光学的な手段、又は血漿の粘度を計測する力学的な手段などが用いられる。例えば、散乱光量に基づく計測の場合、凝固反応曲線は通常、検体への試薬添加からある程度の時間が経過した時点で、凝固反応の始まりによって緩やかな上昇を示し、次いで凝固反応の進行によって急激に上昇し、その後、凝固反応が終了に近づくとともにプラトーに達し、最終的にシグモイド形状を示す。他方、透過光量に基づいて計測された凝固反応曲線は逆シグモイド形状を示す。一方、凝固能に異常を有する異常検体の凝固反応曲線は、凝固反応曲線の立ち上がり時間の遅れ、緩やかな上昇など、異常原因に応じた様々な形状を示す。異常検体の凝固反応曲線の多様さは、自動分析装置での凝固時間の正確な測定を困難にしている。
 従来の一般的な血液凝固時間測定では、少なくとも凝固反応終了までの計測データを取得し、取得した計測データに基づいて凝固時間を算出する。例えば、凝固反応が終了したと判断した後、試薬添加時点から凝固反応終了時点までの間で凝固反応曲線が最大速度に達した時点を凝固時間として決定する手法(微分法)、凝固反応量が反応終了時点のN%に達した時点を凝固時間として決定する手法(パーセント検出法)、などがある。しかしながら、前述のような異常検体の凝固反応曲線の異常な形状や、後述するノイズにより、凝固反応終了点の誤検出、例えば、早過ぎる時点での検出が起きたり、又は凝固反応終了点が検出されないことがある。このような凝固反応終了点の誤検出の結果、不正確な凝固時間が算出される。
 血液凝固反応の計測データには様々なノイズが含まれ、これらのノイズは、凝固反応曲線の形状に影響を与え、凝固時間の正確な算出の障害となる場合がある。その一例が、初期反応異常(early reaction error)と呼ばれる、真の凝固反応が始まるべき時間の前から凝固反応曲線の上昇(初期反応:ER)が生じる現象である。初期反応異常は、凝固時間の誤検出を引き起こしたり、凝固反応の分析結果の信頼性を損ねる原因となり得る。一方で、播種性血管内凝固症候群(DIC)患者の血液検体では、重症度に応じてAPTT測定での凝固反応に初期反応異常が観察されることが報告されており、初期反応異常がDICのモニタリングに利用できることが期待される(特表2005-519267号公報、Clinical & Laboratory Haematology, 2002, 24(6):321-327)。検体の凝固反応のより正確な分析のために、計測データに含まれるERを検出して分析結果への影響を回避することが望まれる。あるいは、検出したERは、DIC等の凝固異常の診断やモニタリングに有用である可能性がある。
 自動分析装置で多数の検体の凝固反応を分析する場合、全体的な分析効率を上げるためには、1つの検体の凝固反応の終了が検出されたら速やかに計測を終了し、次の検体の計測を開始することが望まれる。しかし、こうした手法には、前述した早過ぎる時点での凝固反応終了の誤検出が、実は反応中の検体の計測を誤って終了させ、必要な計測データの取り逃しをもたらすリスクがある。一方、一検体あたりの計測時間を充分に長い時間(一例としてAPTT測定で7分間程度)に固定しておけば、凝固反応終了の誤検出による計測データの取り逃しを防止できるが、こうした手法は、多くの検体、例えば検体のほとんどを占める正常検体にとって、計測時間が必要以上に長くなるため、全体的な分析効率を低下させる。
 本発明は、凝固反応の計測データに含まれる初期反応異常を検出し、ERと真の凝固反応を区別することを可能にする血液凝固反応の分析方法を提供する。したがって、本発明によれば、凝固反応のより正確な分析、例えば、ERに起因する凝固反応終了の誤検出の防止、又は凝固時間の正確な算出を可能にする。本発明の血液凝固反応の分析方法によるERの検出は、凝固反応の計測と並行して実施することが可能である。したがって、この方法は、血液検体の凝固反応を計測しながら、リアルタイムで真の凝固反応を分析し、凝固時間を算出することを可能にする。またこの方法は、正常検体や異常検体を含む様々な検体に対して各々の凝固時間算出に必要最低限な長さの凝固反応計測が行われるように、各検体の計測時間を最適化することを可能にし、ひいては、特に自動分析装置で多数の検体を分析する場合に、全体での分析効率を向上させることができる。
1.血液凝固反応の分析方法
1.1 凝固反応計測
 本発明の血液凝固反応の分析方法(以下、本発明の方法ともいう)で用いられる被検検体は、通常の血液凝固検査に用いられる血液検体であればよい。好ましくは、該被検検体には被検者の血漿が用いられる。該被検検体には、凝固検査に通常用いられる抗凝固剤が添加され得る。例えば、クエン酸ナトリウム入り採血管を用いて採血した後、遠心分離することで血漿が得られ、これを被検検体として使用することができる。
 前記被検検体についての凝固反応計測を行い、凝固反応の時系列データを取得する。凝固反応計測は、血液凝固検査に用いられる任意の方法、例えば、プロトロンビン時間(PT)、活性化部分トロンボプラスチン時間(APTT)、又はトロンビン時間法によるフィブリノーゲン濃度検査時の凝固時間の測定に用いられる方法、などに従って実施することができる。凝固反応の計測には、一般的な手段、例えば、散乱光量、透過度、吸光度等を計測する光学的な手段、又は血漿の粘度を計測する力学的な手段などを用いればよい。以下の本明細書においては、主に、APTT測定のための散乱光量に基づく凝固反応計測の方法に沿って本発明の方法を説明する。本発明の方法を、その他の凝固時間(例えばプロトロンビン時間(PT))測定のための方法へ適用することは、当業者であれば実施可能である。
 凝固反応の計測においては、被検検体に凝固時間測定試薬が添加され、凝固反応が開始される。該試薬と被検検体を含む混合液の凝固反応が計測され得る。使用される凝固時間測定試薬は、測定目的に合わせて任意に選択することができる。各種凝固時間測定のための試薬は市販されている(例えば、APTT試薬コアグピア APTT-N;積水メディカル株式会社製)。
 凝固反応の反応開始時点は、典型的には、被検検体にカルシウムイオン(例えば塩化カルシウム液)を添加して凝固反応を開始させた時点として定義され得るが、他のタイミングが反応開始時点として定義されてもよい。凝固反応の計測を継続する時間は、例えば、被検検体と試薬との混合の時点から数十秒~7分程度であり得る。この計測時間は、任意に定めた固定の値でもよいが、各被検検体の凝固反応の終了を検出した時点までとしてもよい。該計測時間の間、所定の間隔で凝固反応の進行状況の計測(光学的に検出する場合は測光)が繰り返し行われ得る。例えば、0.1秒間隔で計測が行われればよい。該計測中の混合液の温度は、通常の条件、例えば30℃以上40℃以下、好ましくは35℃以上39℃以下である。また、計測の各種条件は、検体や試薬、計測手段等に応じて適宜設定され得る。
 前述の凝固反応計測における一連の操作は、自動分析装置を用いて行うことができる。自動分析装置の一例として、血液凝固自動分析装置CP3000(積水メディカル株式会社製)が挙げられる。あるいは、一部の操作が手作業で行われてもよい。例えば、被検検体の調製を人間が行い、それ以降の操作は自動分析装置で行うことができる。
1.2 凝固反応Pの取得
 本発明の方法では、反応開始時点からの凝固反応P(i)を逐次取得する。ここで「i」は、凝固反応開始からの計測点数又は時間(以下、単に計測点数又は時間という)を表す。例えば、計測(測光)間隔が0.1秒であれば、時間=0.1×計測点数で表される。すなわち、P(i)は、変数iの関数であって、計測点数の関数であっても、時間の関数であってもよい。以下の本明細書において、P(i)を単にPと略記する場合がある。
 一般的には、凝固反応Pは、凝固反応計測での計測値(例えば散乱光量の測光値)に、通常の手段でノイズ除去もしくは平滑化処理、又は必要に応じて、初期値を調整するためのゼロ点調整もしくは曲線の相対値化が成されたものである。計測値の平滑化処理には、ノイズ除去に関する種々の公知の方法の何れかが用いられ得る。例えば、平滑化処理としては、フィルタリング処理、又は差分値や後述する区間内平均傾きの演算等により微分値を求めた後それを積分する処理、などが挙げられる。ゼロ点調整では、例えば、平滑化した計測値を計測開始時点での値が0となるように調整すればよい。好ましくは、計測値が平滑化及びゼロ点調整されて、凝固反応P(i)が取得される。
1.3 Rtに基づく凝固反応の分析
 前記P(i)から、t1及びt2を取得する。t1及びt2はともに計測点数又は時間を表し、t2<t1である。t1は、これまでに検体のP(i)の取得が行われた計測点数又は時間の中から任意の点を選択すればよく、t2は、下記式(1)を満たす。
 P(t2)=P(t1) × X% ・・・ (1)
 該P(t1)及びP(t2)は、それぞれt1及びt2での凝固反応Pを表す。Xは、20~70の範囲、好ましくは40~60の範囲である。
 取得したt1とt2の比(t1/t2)に基づいて、t1での凝固反応P(t1)が初期反応(ER)か、真の凝固反応かを区別することができる。以下、t1/t2をRtとも表す。
 後述の実施例に示すとおり、ERが起こった場合、凝固反応曲線は計測のごく初期に小さな立ち上がりを示し、その後緩やかな上昇に転じ、その後、真の凝固反応が始まることで急激に上昇する。結果、凝固反応曲線は2段階で上昇する(図4参照)。こうした真の凝固反応に由来する上昇が始まる前でのERに起因する凝固反応曲線の上昇は、凝固反応終了の誤検出を引き起こし不正確な凝固時間の原因となる。詳述すると、従来の凝固時間測定では、凝固反応量が反応終了時点のN%に達した時点を凝固時間として決定する手法(いわゆるパーセント検出法)が多く用いられており、一方、凝固反応終了点の検出方法としては、凝固反応曲線がプラトーに達したときを凝固反応の終了とする方法、凝固反応の積算比Zが閾値を下回ったときを凝固反応の終了とする方法、凝固反応速度曲線のピークを基準とする方法、などが用いられている。しかし、いずれの方法でも、ERを真の凝固反応と誤認し、初期反応の途中で凝固反応終了を検出することがあり、その結果、誤った凝固時間が算出される場合がある。
 前記Rtは、ERの間、計測開始直後からの反応曲線の緩やかな上昇を反映して大きな値を示すが、その後、真の凝固反応の立ち上がり時点では急激に低下する(図7B、8B参照)。したがって、Rtを基準にERを検出することができる。具体的には、前記t1での凝固反応P(t1)は、Rtが所定値Sよりも大きければERであり、そうでなければ、真の凝固反応であると評価される。所定値Sは、ERが出現する検体と出現しない検体との凝固反応の計測データの差異などを考慮して適宜設定することができるが、例えば150~240である。
1.4 リアルタイムでのRt取得と凝固反応分析
 凝固反応計測と並行して、検体の凝固反応P(i)と、それに基づくRtを逐次取得することで、凝固反応計測をしながら、リアルタイムにERの検出や、真の凝固反応に基づく正しい凝固反応の分析(例えば凝固時間の算出)を実施することができる。例えば、iの増加(計測の進行)とともに、任意のiでのP(i)が得られたら、t1=iとして、前記式(1)に従ってt2を求める。好ましくは、反応の開始を検出するための閾値Ps(後述)を設定しておき、P(i)>Psとなった以降の任意のiでのP(i)が得られたら、t1=iとして、前記式(1)に従ってt2を求める。次いで、t1=iのときのRt(=t1/t2)を算出する。このt2及びRtは、いずれも変数iの関数として表されるので、それぞれC(i)及びRt(i)と規定することができる。すなわち、C(i)及びRt(i)は、下記式(1)'及び(2)を満たす。
 P(C(i))=P(i) × X% ・・・(1)'
 Rt(i)=i/C(i)     ・・・(2)
(Xは、上記で定義したとおりである。)
 前記Rt(i)に基づいて、該P(i)が真の血液凝固反応であるか否かを評価することができる。具体的には、該Rt(i)が所定値Sより大きければ、該P(i)はERであるので、真の凝固反応が得られるまで凝固反応の計測を続ける。すなわち、該Rt(i)が所定値Sに達するか又はそれより小さくなるまで、i=i+kとして、新たなP(i)、t1、t2及びRt(i)を取得することを繰り返す(ここで、k>0であり、例えば、iが計測点数の場合、好ましくはk=1~10であり、iが時間の場合、好ましくはk=計測時間間隔(秒)×1~10である)。
 前記Rt(i)が前記所定値Sに達しているか又はそれより小さいことが確認されたら、以降に取得されたP(i)を真の凝固反応とみなすことができる。このとき、すなわち該Rt(i)が該所定値S又はそれより小さい値に達したときのt1を、Trとする。Tr以降に取得された真の凝固反応とみなされるP(i)は、凝固反応の分析に利用することができる。したがって、該Tr後も凝固反応の計測は継続されて新たなP(i)や凝固反応曲線が取得され得、それらのデータは、凝固反応の分析、例えば凝固反応終了点の検出、凝固時間の算出などに用いることができる。つまり、本発明によれば、被検検体の凝固反応終了点及び凝固時間は、該Tr以降の期間から検出される。具体的には、該Tr後、凝固反応終了点が検出されるか又は凝固時間が算出されるまで、iを増加させ、すなわちi=i+k(k=1、又は計測時間間隔)として、凝固反応の計測とP(i)の取得を繰り返す。このとき、ともに、又は一定間隔ごとにt1、t2及びRt(i)の取得を繰り返してもよいが、その必要はない。また、凝固反応終了点又は凝固時間が検出された後、凝固反応の計測と、該新たなP(i)の取得は終了してもよいが、継続してもよい。
1.5 オフラインでのRt取得と凝固反応分析
 凝固反応計測の終了後に、得られたP(i)を用いて、前記式(1)'及び(2)に従ってRt(i)又はC(i)を算出することができる。Rt(i)が前記所定値Sより大きいときP(i)はERであり、一方、Rt(i)が前記所定値Sに達するか又はそれより小さいときのiをTrとするとき、該Tr以降のP(i)は真の凝固反応である。真の凝固反応とみなされたP(i)は、凝固反応の分析、例えば凝固反応終了点の検出、凝固時間の算出などに用いることができる。
1.6 Rtに関するその他の説明
 以下の本明細書において、Rt(i)をRtと略記することがある。したがって、以下の本明細書において「Rt」とは、特定のt1におけるRtと、iにおけるRt(i)を包含し、いずれを意味するかは文脈により判断することができる。基本的には、前記1.4のようなリアルタイム分析や、前記1.5のようなオフライン分析を行う場合は、「Rt」とは、iにおけるRt(i)を意味する。
 本発明において、ER検出の基準として、Rt(=t1/t2又はi/C(i))の代わりに、その逆数1/Rt(=t2/t1又はC(i)/i)を使用することができる。具体的には、1/Rtが所定値S'よりも小さければERであり、そうでなければ、真の凝固反応であると評価される。所定値S'は適宜設定することができるが、例えば(1/150~1/240である。
1.7 閾値Ps
 凝固反応の計測開始直後は、t1とt2が近接するためRtが前記所定値Sを下回る。このような計測開始直後でのt1とt2の近接によるER又は真の凝固反応の誤検出を防ぐためには、計測開始から一定時間は、Rtの取得、又はRtと所定値Sとの比較を行わないことが好ましい。あるいは、P(i)が閾値Psに達する又はこれを超えるまではRtの取得、又はRtと所定値Sとの比較を行わない(すなわちRtの取得工程をスキップして新たなP(i)を取得する)ことが好ましい。
 一方、実質的にERのない検体でも、本反応前の凝固反応曲線のわずかな変化によりRtが高値になることがある。このような場合でも、計測開始から一定時間は、Rtの取得、又はRtと所定値Sとの比較を行わないことにするか、あるいは、P(i)が閾値Psに達する又はこれを超えるまでRtの取得、又はRtと所定値Sとの比較を行わないことで、ERの誤検出を防ぐことができる。
2.凝固反応終了点及び凝固時間の取得
 本発明では、前述のとおり取得したP(i)から、積算比Z(i)、又は凝固反応速度データV(i)を取得してもよい。該Z(i)及びV(i)は、各々、被検検体の凝固反応終了点の検出、又は凝固時間の算出に用いることができる。
2.1 積算比Z(i)
 積算比Z(i)は、微小時間帯でのP(i)の積算値を表し、下記式(3)にて算出される: Z(i)=Pb(i)/Pa(i) ・・・(3)
ここで、
 Pa(i)は、P(i-m)からP(i-w)までの和
 Pb(i)は、P(i+w)からP(i+m)までの和
 iは計測点数又は時間であり、
 iが計測点数の場合はw=1であり、iが時間の場合は、wは凝固反応の計測時間間隔である。
 すなわち、iが計測点数の場合、Z(i)は、下記式(3)'にて表すこともできる。
 Z(i)={P(i+1)+P(i+2)+...+P(i+m)}/{P(i-m)+P(i-m+1)+...+P(i-1)} ・・・(3)'
 mは、凝固反応の計測条件や分析項目等によって適宜設定することができる。i-mからi-wまで(又はi+wからi+mまで)の時間幅が1秒間から3秒間になるように設定されることが好ましい。例えば、iが計測点数であるとき、mは(1~3秒)/計測時間間隔(秒)であり、例えば10~30の範囲の整数である。すなわち、計測時間間隔が0.1秒ならmは10から30が好ましく、計測時間間隔が0.2秒ならmは5から15が好ましい。計測条件を考慮して適切な凝固時間が算出できるようにmの最適値を選択すればよい。以下の本明細書において、Z(i)を単にZと略記する場合がある。
 Z(i)が所定の閾値Zsに達するか又はそれ未満となる最も早い計測点数又は時間での凝固反応P(i)を、凝固反応終了点Peとして検出する。Zsは、分析項目に応じて適宜設定され得る。例えばAPTT測定の場合、Zsは、好ましくは1.050以下であり、より好ましくは1.010から1.001の範囲で設定される。ERによるPeの誤検出を防ぐためには、Z(i)の算出は、前記Tr以降に行われることが好ましい。またZ(i)の算出は、P(i)が閾値Psに達した又はこれを超えたとき以降に行われることが好ましい。
 より好ましくは、凝固反応を計測しながら(iの増加とともに)、P(i)を逐次取得する。P(i)が閾値Psに達した又はこれを超えた後に、前述のとおり、該逐次取得されるP(i)に基づいてリアルタイムにRtが取得及び所定値Sと比較される。該Rtが所定値S又はそれより小さい値に達した後(すなわちTr以降)、該逐次取得されるP(i)に基づいてZ(i)が逐次算出される。Z(i)が最初に所定の閾値Zs又はそれ未満に達したときのP(i)を、凝固反応終了点Peとして検出する。
 あるいは、P(i)を逐次取得し、取得したP(i)が閾値Psに達した又はこれを超えた後、Z(i)を逐次算出し、Z(i)が所定の閾値Zs又はそれ未満に達した場合に、対応するP(i)に基づくRtが所定値S又はそれより小さい値に達していれば、該P(i)を凝固反応終了点Peとして検出する。
 本手順においては、凝固反応を計測しながら、リアルタイムにP(i)及びZ(i)を取得し、Peを検出することができる。Peが検出された後は、凝固反応の計測と、新たなP(i)の取得は終了してもよいが、継続してもよい。
2.2 凝固反応速度データV(i)
 凝固反応速度データV(i)は、P(i)を1次微分して得られる。微分処理は任意の手法にて実施できるが、例えば、区間内平均傾き値の算出により行われ得る。区間内平均傾き値の算出では、各計測点iの前後の一定数の計測点、例えば、i-Kからi+Kまでの2K+1個の計測点が利用され得る。例えば、iが計測点数の場合、i-2,i-1,i,i+1,i+2の5点の計測点が利用され得る。平均傾き値は、これら複数の計測点を直線近似したときの傾き値を意味する。直線近似の演算方法には、最小二乗法などの定法が利用され得る。これらの計測点の平均傾き値が、計測点iでの1次微分値とみなされ得る。
 V(i)に基づいて凝固反応終了点Peを検出することができる。例えば、V(i)のピークが最大値に達した後、該最大値のS%に達するか又はそれ未満となる最も早い計測点数又は時間でのP(i)を、凝固反応終了点Peとして検出することができる(特許文献5参照)。
 より好ましくは、凝固反応を計測しながら(iの増加とともに)、P(i)を逐次取得し、P(i)が閾値Psに達した又はこれを超えた後に、逐次取得されるP(i)に基づいてV(i)が算出され、該V(i)に基づいてPeが検出される。Peが検出された後は、凝固反応の計測と、新たなP(i)の取得は終了してもよいが、継続してもよい。
2.3 C(i)
 前記1.4のとおりt1=iとしてP(i)からt2を逐次取得した場合、t2は変数iの関数として表され、この関数をC(i)と規定する。該C(i)に基づいて凝固時間を算出することができる。具体的には、後述の実施例に示すとおり、真の凝固反応によるP(i)の急激な上昇に伴って、C(i)は急激に増加し、その後、凝固反応が終了に近づくに従って増加が緩やかになり、プラトーに達する(図10参照)。したがって、C(i)を指標に、凝固時間の算出を行うことができる。例えば、C(i)の変化率が所定条件を満たした時間を凝固時間とすることができる。例えば、C(i)の変化率は、所定範囲でのC(i)の平均変化量(例えばiが計測点数の場合、[{C(i)-C(i-k)}/k]、kは好ましくは5~20)として求めることができ、該平均変化量が閾値(例えば0.06~0.01)以下に達したときを凝固時間とすることができる。また例えば、C(i)の変化率は、C(i)の接線の傾き(例えば、C(i-k)からC(i+k)までの2k+1個のCの区間内平均傾き、kは、iが計測点数の場合、好ましくは5~20)として求めることができ、該接線の傾きが閾値(例えば0.01~0.06)以下に達したときを凝固時間とすることができる。以下の本明細書において、C(i)を単にCと略記する場合がある。
 より好ましくは、凝固反応を計測しながら(iの増加とともに)、P(i)を逐次取得し、P(i)が閾値Psに達した又はこれを超えた後に、前述のとおり、逐次取得されるP(i)に基づいてC(i)を算出し、その平均変化量又は区間内平均傾きを閾値Csと比較する。該平均変化量又は区間内平均傾きが最初に閾値Cs又はそれより小さい値に達した時点を、凝固時間として算出する。凝固時間が算出された後は、凝固反応の計測と、新たなP(i)の取得は終了してもよいが、継続してもよい。
2.4 凝固時間の算出
 前記Z(i)、V(i)又はC(i)に基づいて凝固時間を算出することができる。一例においては、前述のとおり該Z(i)又はV(i)を用いて取得した凝固反応終了点Peに基づいて、凝固時間を算出することができる。例えば、P(i)が凝固反応終了点PeのN%に達した時点を、凝固時間として算出することができる(パーセント検出法)。凝固時間の算出法の別の例としては、C(i)の変化率(例えば前述したC(i)の平均変化量又は区間内平均傾き)が閾値以下に到達した時間を凝固時間とする方法(前記2.3)、V(i)のピークが最大値に達した時点を凝固時間として算出する方法(微分法)、Z(i)の経時的変化に基づいて凝固時間を算出する方法(特許文献4参照)、などが挙げられる。
 前記Z(i)、V(i)又はC(i)を利用することにより、凝固反応計測と並行して(いわゆるリアルタイムに)、凝固時間の算出を行うことができる。しかし、Z(i)、V(i)又はC(i)を用いた凝固時間の算出は、凝固反応計測の終了後に行うこともできる。あるいは、凝固反応計測の終了後に、真の凝固反応を従来一般的な手順に従って分析し、凝固時間を算出することができる。例えば、真の凝固反応P(i)が最大のときを凝固反応終了点Peとして検出し、P(i)がPeのN%に達した時点を凝固時間として決定することができる(パーセント検出法)。
3.分析結果の出力
 本発明の方法は、前記の分析で得られた結果を出力することを含んでいてもよい。該分析結果には、ERの有無、検出されたERもしくは真の凝固反応のデータ(反応曲線等)、凝固反応終了点、凝固時間、などの情報が含まれ得る。
 凝固反応に異常がある被検検体の中には、凝固反応が小さすぎて反応の検出が難しい検体、凝固反応の開始が明確でなく、凝固反応曲線に急激な立ち上がりが見られない検体、凝固反応の終了までに時間がかかる又は終了が明確でない検体、などが含まれることがある。そのような検体では、本発明の方法において凝固反応計測を所定時間続けても、P(i)がPsに達せず前記Rtの取得ができない、該Rtが所定値Sに達しない、又は、該Rtが所定値Sに達しても、凝固反応終了点Peが検出できない、などの異常が生じる場合がある。それらの場合、本発明の方法では、これらの異常に関する情報、例えば異常の発生又は異常の種類、を出力することができる。
 一例においては、iが所定の最大計測時間(計測終点)に達しており、かつRtが所定値Sに達していないか又はそれより小さくない場合に、前記P(i)、t1、t2及びRtを取得する工程の繰り返しを終了する。この場合、被検検体の真の凝固反応が検出されなかったという結果が取得される。
 別の一例においては、iが所定の最大計測時間(計測終点)に達しており、かつ凝固反応終了点Peが検出されていないか又は凝固時間が算出されていない場合に、前記P(i)、t1、t2及びRtを取得する工程の繰り返しを終了する。この場合、被検検体の凝固反応が終了しなかったという結果が取得される。
4.その他の応用
 本発明による血液凝固反応の分析方法は、基本的には、散乱光量に基づいて計測された凝固反応を用いて行われるが、当業者であれば、本発明の方法を他の手段、例えば透過度、吸光度などに基づいて計測された凝固反応を用いるように応用することが可能である。
 本明細書の検出基準において、目的の凝固反応又はERを検出できる限り、閾値又は所定値「以上」と閾値又は所定値「より大きい」の基準を交換可能に使用できること、同様に、閾値又は所定値「以下」と、閾値又は所定値「より小さい」の基準を交換可能に使用できることは、当業者であれば理解できるであろう。
5.例示的分析手順
 以下に、本発明の方法による凝固反応の分析の手順の例として、凝固時間測定の手順を説明する。以下に示す手順は例示であり、例えば演算の順序の入れ替えなど、当業者による通常の変更が可能である。
 凝固時間測定手順の概要を以下及び図1に説明する。
S1:凝固反応の計測開始。
S2:P(i)>Psとなれば反応ありと判断する。
S3:Rtに基づきERが検出された場合、真の凝固反応(本反応)を待つ。
S4:本反応から凝固時間を算出。
S5:(オプション)凝固反応の異常の有無を判定。
S6:凝固時間を出力する。(オプション)あわせてER又は凝固反応の異常の検出に関する情報を出力する。
S7:計測終了。計測は凝固時間が算出されたら終了、又は所定の時間で終了。
 さらに、Z(i)を用いた凝固時間測定手順の例を以下及び図2Aに説明する。
S1:P(i)を取得する。
S2:最大計測時間(計測終点)を超えたときは計測を終了する。(オプション)凝固反応の異常の検出を記録する。
S3:P(i)>PsとなるまでS1に戻ってP(i)の取得を継続する。
S4:P(C(i))=P(i) × X%を満たすC(i)を算出する。
S5:i/C(i)≦SとなるまでS1に戻ってP(i)の取得を継続する。(オプション)i/C(i)>SであればER検出を記録する。
S6:P(i-2m)からP(i)までの2m+1個のPからZ(j)を算出する。(j=i-m)
S7:Z(j)≦ZsとなるまでS1に戻ってP(i)の取得を継続する。
S8:P(j)を凝固反応終了点として凝固時間を算出する。
S9:S8で算出した凝固時間を出力する。
   (オプション)S2でYesの場合は凝固時間が得られなかったことを出力する。
   (オプション)あわせてER又は凝固反応の異常の検出に関する情報を出力する。
 さらに、C(i)を用いた凝固時間測定手順の例を以下及び図2Bに説明する。
S1:P(i)を取得する。
S2:最大計測時間(計測終点)を超えたときは計測を終了する。(オプション)凝固反応の異常の検出を記録する。
S3:P(i)>PsとなるまでS1に戻ってP(i)の取得を継続する。
S4:P(C(i))=P(i) × X%を満たすC(i)を算出する。
S5:i/C(i)≦SとなるまでS1に戻ってP(i)の取得を継続する。(オプション)i/C(i)>SであればER検出を記録する。
S6:C(i-2k)からC(i)までの2k+1個のCからC(j)の接線の傾きを算出する。(j=i-k)
S7:C(j)の接線の傾き≦閾値となるまでS1に戻ってP(i)の取得を継続する。
S8:C(j)を凝固時間とする。
S9:S8で算出した凝固時間を出力する。
   (オプション)S2でYesの場合は凝固時間が得られなかったことを出力する。
   (オプション)あわせてER又は凝固反応の異常の検出に関する情報を出力する。
6.プログラム及び装置
 本発明の血液凝固反応の分析方法は、コンピュータプログラムを用いて自動的に行われ得る。したがって、本発明の一態様は、前述の本発明の血液凝固反応の分析方法を行うためのプログラムである。また、前述した本発明の方法の一連の工程は、自動分析装置によって自動的に行われ得る。したがって、本発明の一態様は、前述の本発明の血液凝固反応の分析方法を行うための装置である。当該装置による本発明の方法の実行は、本発明のプログラムによって制御され得る。本発明のさらなる一態様は、本発明の血液凝固反応の分析方法を行うためのシステムであり、当該システムは、前述の本発明の血液凝固反応の分析方法を行うための装置又はプログラムを備える。
 本発明のプログラムは、例えば、図2A又はBに示される手順の実施を制御する。
 本発明の装置の一実施形態について、以下に説明する。本発明の装置の一実施形態は、図3に示すような自動分析装置1である。自動分析装置1は、制御ユニット10と、操作ユニット20と、測定ユニット30と、出力ユニット40とを備える。
 制御ユニット10は、自動分析装置1の全体の動作を制御する。制御ユニット10は、計算機(例えばパーソナルコンピュータ)によって構成され得る。制御ユニット10は、CPU、メモリ、ストレージ、通信インターフェース(I/F)などを備え、操作ユニット20からのコマンドの処理、測定ユニット30の動作の制御、測定ユニット30から受けた計測データの保存やデータ分析、分析結果の保存、出力ユニット40による分析結果の出力の制御、などを行うことができる。さらに制御ユニット10は、外部メディア、ホストコンピュータなどの他の機器と接続されてもよい。なお、制御ユニット10において、測定ユニット30の動作を制御する計算機と、ユニット30で計測したデータの分析を行う計算機とは、同一であっても、異なっていてもよい。
 操作ユニット20は、操作者からの入力を取得し、得られた入力情報を制御ユニット10へと伝達する。例えば、操作ユニット20は、キーボード、タッチパネル等のユーザーインターフェース(UI)を備える。出力ユニット40は、制御ユニット10の制御下で、凝固反応の分析結果、及び必要に応じて、測定ユニット30で計測した凝固反応データや、それに基づくP(i)、Rt、Z(i)、V(i)、C(i)、Pe、凝固時間、ER検出、異常に関する情報などの分析結果を出力する。例えば、出力ユニット40は、ディスプレイ等の表示装置を備える。
 測定ユニット30は、血液凝固検査のための一連の操作を実行し、血液検体を含む試料の凝固反応の計測データを取得する。測定ユニット30は、血液凝固検査に必要な各種の器材や分析モジュール、例えば、血液検体を収める検体容器、検査用試薬を収める試薬容器、検体と試薬との反応のための反応容器、血液検体及び試薬を反応容器に分注するためのプローブ、光源、反応容器内の試料からの散乱光又は透過光を検出するための検出器、検出器からのデータを制御ユニット10に送るデータ処理回路、制御ユニット10の指令を受けて測定ユニット30の操作を制御する制御回路、などを備える。
 制御ユニット10は、凝固反応データに基づいて検体の凝固反応の分析を行う。本分析には、前述したP(i)、Rt、Z(i)、V(i)、C(i)の取得、ER、Peの検出、凝固時間の算出、などが含まれ得る。あるいは、該分析は、測定ユニット30からの計測データに基づいて制御ユニット10で実施されてもよく、又は、別の機器、例えば測定ユニット30で実施され、結果が制御ユニット10に送られてもよい。制御ユニット10には、ERやPeの検出に用いる閾値が保存されていてもよく、又は制御ユニット10は、外部機器又はネットワーク上に保存された該閾値を該検出のために取り込んでもよい。
 以上の本分析は、本発明の方法を行うためのプログラムによって実施され得る。したがって、制御ユニット10は、本発明の血液凝固反応の分析方法を行うためのプログラムを備え得る。
 以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
1.方法
1)試料
 被検検体として、凝固異常のある血漿と凝固異常のない血漿の合計1062検体を使用した。
2)試薬
 APTT測定用試薬としてコアグピア APTT-N(積水メディカル株式会社製)を用いた。塩化カルシウム液としてコアグピア APTT-N 塩化カルシウム液(積水メディカル株式会社製)を用いた。
3)凝固反応計測
 試料の凝固反応計測は、血液凝固自動分析装置CP3000(積水メディカル株式会社製)を用いて行った。検体50μLをキュベット内にて37℃で45秒間加温した後、約37℃のAPTT測定用試薬50μLを添加し、さらに171秒経過後に塩化カルシウム液50μLを添加して凝固反応を開始させた。反応は37℃で行った。凝固反応の測定では、キュベットにLEDを光源とする波長660nmの光を照射し、0.1秒間隔で90度側方散乱光の散乱光量を計測した。計測時間は360秒間とした。
4)凝固反応曲線の作成
 測光データに対してノイズ除去を含む平滑化処理を行った後、測光開始時点の散乱光量が0となるようにゼロ点調整処理して凝固反応曲線P(i)を作成した。反応曲線の最大値をPmaxとした。
5)積算比Zの取得
 凝固反応曲線P(i)の積算比Z(i)(特許文献4参照)を以下のとおり算出した。
 積算比Z(i)=Pb(i)/Pa(i)
  Pa(i)=P(i-20)からP(i-1)までの和
  Pb(i)=P(i+1)からP(i+20)までの和
 (ERを回避するため)P(i)がPmaxの50%に達した以降で、Z(i)が閾値Zs(=1.010)未満となる最も早い時点を凝固反応終了時点T100(秒)とし、以下の式を満たすT50、T10及びT5(いずれも秒)をそれぞれ求めた。
 P(T50)=P(T100)×50%
 P(T10)=P(T100)×10%
 P(T5)=P(T100)×5%
6)検体の分類
 P(i)の形状に基づいて被検検体(n=1062)を以下の3群に分類した。
 Nor:初期反応(ER)なし(n=1043)
 ER1:P(T100)の10%以上の高さのERあり(n=5)
 ER2:ER1を除いて、P(T100)の5%以上の高さのERあり(n=14)
7)C(i)の取得
 t1=iとして、下記式を満たすC(i)を算出した。
  P(C(i))=P(i) × X%(X=50)
 i/C(i)を求めた。
2.結果
1)凝固反応曲線
 Nor(実線)、ER1(点線)、ER2(鎖線)の検体の凝固反応曲線の例を図4に示す。図4に示す凝固反応曲線は、各検体のPmaxを100%としたときの相対散乱光量を表す。Norでは、本反応が現れるまで反応曲線の変化は見られなかった。一方、ER1及びER2では、反応曲線は、ERにより計測開始直後に立ち上がり緩やかな上昇を続け、その後は本反応による急激な上昇を示した。ER部の高さは、Pmaxに対して、ER1では10%を超え、ER2では5%を超えていた。
 図5A、B、Cは、各検体のT100に対する、T50、T10、T5のプロット、ならびに図5D、E、Fは、T100/T50、T10/T100、T5/T100のプロットを示す。Nor(+)、ER1(〇)、ER2(△)の各群の分布は、T50(図5A、D)では重なっているが、T10(図5B、E)ではER1が下方に位置し、T5(図5C、F)ではER1とER2の両方がNorより下方に位置していた。これらの結果からも、ER1では、本反応より早くP(T100)の10%以上の高さのERが現れたこと、ER2では、本反応より早くP(T100)の5%以上の高さのERが現れたことが確認された。
2)Z(i)、i/C(i)
 図6~8は、それぞれ、Nor、ER1、ER2のP(i)、Z(i)、i/C(i)の例を表す。図6~8中、P(i)及びZ(i)はそれぞれP及びZと表示されている。図6~8A、Bには、それぞれZ(i)及びi/C(i)がP(i)とともに図示され、図6~8Cには、Z(i)がi/C(i)とともに図示されている。また図6~8中、各図のY軸に沿った点線は、P(i)が閾値Ps(=200)を超えた時点PsTを示し、AのX軸に沿った点線はZsを示す。図6~8Aに示すとおり、Norは、本反応の立ち上がり前にZ(i)≦Zsとならなかったが、ER1とER2は本反応の前にZ(i)≦Zsとなった。これは、ER1とER2では、他の制約条件がなければER部で凝固反応終了時点T100が検出され、誤った凝固時間が算出されることを示している。
 図6~8Bに示すとおり、i/C(i)は、3群とも本反応の前に高値化してピークが現れ、本反応開始後は直線的に増加した。このi/C(i)のピークとPsTとの位置関係を観察すると、Norではピークを通り越した後にPsTがあったのに対し、ER1とER2では、ピークの始まりにPsTがあった。すなわち、PsT以降にi/C(i)が所定の閾値を超えた場合には、ERが出現していると判定することができることが示された。
 図6~8Cから、PsT以降において、Z(i)≦Zs、かつ、i/C(i)がピーク内、となるのはER部であることが分かった。この関係から、次の2つの方法によりERによる凝固反応終了点の誤検出を回避することができることが示唆された:一番目は、Z(i)≦Zsとなったときにi/C(i)が閾値を超えていない場合に凝固反応終了点とする方法である;二番目は、i/C(i)のピークを通り越してから探索を開始してZ(i)≦Zsとなったときを凝固反応終了点とする方法である。
 図9は、ER1とER2の各検体における、Z(i)が閾値Zs(Zsが1.01から1.05まで0.01刻み)に到達した時点T100でのi/C(i)、すなわち、異なるZsに対するT100/C(T100)の分布である。図中、黒色のプロットは、ER中にZ(i)が最初に閾値Zsに到達した時点でのi/C(i)を表し、灰色のプロットは本反応開始後に最初にZ(i)が閾値Zsに到達した時点でのi/C(i)を表す。黒色と灰色のプロットの分布域は分かれており、このことからi/C(i)に基づいてERを検出できることが示された。
3)Z(i)に基づく凝固時間算出
 前記1.5)に従って求めた凝固反応終了時点T100での凝固反応P(T100)を求め、P(i)がP(T100)の50%であった時点を凝固時間とした。なお、これは前記1.5)で求めたT50に相当する。
4)C(i)に基づく凝固時間算出
 図10A~Cに、それぞれ、Nor、ER1、ER2のC(i)及びi/C(i)を示す。図中、C(i)はCと表示されている。各図のY軸に沿った点線は、P(i)が閾値Ps(=200)を超えた時点PsTを示す。C(i)は、i/C(i)のピークが終わる時点、すなわち、本反応が立ち上がる時点で急上昇し、その後に平坦化した。このC(i)の急上昇後の平坦化、例えば変化率の減少を指標に、凝固時間を算出できることが示唆された。そこでC(i)の変化率の指標の一例として、iの前後10点を用いてC(i)の区間内平均傾きを算出した。P(i)が閾値Ps(=200)を超えた時点PsT以降で、傾き≦閾値Cs(=0.05)が最初に満たされたときを凝固時間とした。図11A~Cに、それぞれ、Nor、ER1、ER2のC(i)及びその傾きを、P(i)とともに示す。図中、P(i)及びC(i)はそれぞれP及びCと表示され、Y軸に沿った点線はP(i)が閾値Ps(=200)を超えた時点PsTを示し、X軸に沿った点線は閾値Csを示す。C(i)は、P(i)の本反応が立ち上がる時点付近で急上昇し、その後本反応が終了に近づくとともに平坦化した。C(i)の傾きは、本反応が終了に近づくとともに徐々に低下した。
 前記で求めたC(i)に基づく凝固時間を、前記3)で求めたZ(i)に基づく凝固時間に対してプロットした。図12に示すとおり、検体群にかかわらず、両方法で求めた凝固時間は高い相関を有し、いずれの方法でもほぼ同等の凝固時間が得られることが示された。

Claims (14)

  1.  血液凝固反応の分析方法であって、
    (1)血液検体の血液凝固反応P(i)を取得すること、ここでiは計測点数又は時間を表す変数である;
    (2)該P(i)からt1及びt2を取得すること、
     ここで、t1及びt2はともに計測点数又は時間を表し、t1=i、t2<t1であり、
     かつ、t1及びt2は式:P(t2)=P(t1) × X%を満たし、ここで、
      該P(t1)及びP(t2)は、それぞれt1及びt2での該血液検体の血液凝固反応を表し、
      Xは20~70である;
    (3)t1とt2の比を表すRtを取得すること、
    を含む、方法。
  2.  前記Rtに基づいてP(i)が真の血液凝固反応であるか否かを評価することをさらに含む、請求項1記載の方法。
  3.  前記Rtが所定値よりも大きいとき、P(i)が初期反応であると評価することをさらに含む、請求項1記載の方法。
  4.  前記Rtが所定値に達するか又はそれより小さくなるまで、i=i+k(ここでk>0)として前記(1)~(3)の工程を繰り返し、P(i)、t1、t2及びRtを新たに取得することをさらに含む、請求項1記載の方法。
  5.  前記所定値又はそれより小さいRtが取得された後、続けて凝固反応終了点が検出されるか又は血液凝固時間が算出されるまで、iの増加とともにP(i)の取得を繰り返すことをさらに含む、請求項4記載の方法。
  6.  前記P(i)から積算比Z(i)を取得すること、
     ここで、Z(i)=Pb(i)/Pa(i)
         Pa(i)は、P(i-m)からP(i-w)までの和
         Pb(i)は、P(i+w)からP(i+m)までの和
         ここで、iは計測点数又は時間であり、
         iが計測点数の場合、w=1、mは10~30の整数であり、
         iが時間の場合、wは血液凝固反応の計測時間間隔、mは1~3秒である;
     該Z(i)が所定の閾値Zsであるか又はそれより小さいとき、該P(i)を凝固反応終了点として取得すること、
    をさらに含む、請求項5記載の方法。
  7.  前記凝固反応終了点に基づいて血液凝固時間を算出することをさらに含む、請求項6記載の方法。
  8.  前記P(i)から、式:P(C(i))=P(i) × X%を満たすC(i)を取得すること、ここでXは20~70である;
     取得したC(i)に基づいて血液凝固時間を算出すること、
    をさらに含む、請求項5記載の方法。
  9.  取得したP(i)から凝固反応速度データを算出すること;
     該凝固反応速度データに基づいて血液凝固時間を算出すること、
    をさらに含む、請求項5記載の方法。
  10.  前記P(i)が所定の閾値Psに達するか又はそれを超えるまでは、前記工程(1)を繰り返すことをさらに含む、請求項1記載の方法。
  11.  前記iが所定の計測終点に達しており、かつ前記Rtが前記所定値に達していないか又はそれより小さくない場合に、前記工程の繰り返しを終了し、前記血液検体の血液凝固反応が検出されなかったという結果を取得することをさらに含む、請求項4記載の方法。
  12.  前記iが所定の計測終点に達しており、かつ前記凝固反応終了点が検出されていないか又は凝固時間が算出されていない場合に、前記工程の繰り返しを終了し、前記血液検体の血液凝固反応が終了しなかったという結果を取得することをさらに含む、請求項5記載の方法。
  13.  凝固反応終了点が検出されるか又は血液凝固時間が算出された場合、該P(i)の取得を止めることをさらに含む、請求項5記載の方法。
  14.  算出された血液凝固時間を出力することをさらに含む、請求項7~9のいずれか1項記載の方法。
PCT/JP2024/000586 2023-01-13 2024-01-12 血液凝固反応の分析方法 WO2024150816A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023-003980 2023-01-13
JP2023003980 2023-01-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024150816A1 true WO2024150816A1 (ja) 2024-07-18

Family

ID=91897085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2024/000586 WO2024150816A1 (ja) 2023-01-13 2024-01-12 血液凝固反応の分析方法

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024150816A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003169700A (ja) * 2001-12-03 2003-06-17 Sysmex Corp 血液凝固反応解析方法
JP2018072156A (ja) * 2016-10-28 2018-05-10 シスメックス株式会社 血液凝固分析方法、血液凝固分析装置、及びコンピュータプログラム
WO2021132552A1 (ja) * 2019-12-26 2021-07-01 積水メディカル株式会社 血液凝固時間測定方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003169700A (ja) * 2001-12-03 2003-06-17 Sysmex Corp 血液凝固反応解析方法
JP2018072156A (ja) * 2016-10-28 2018-05-10 シスメックス株式会社 血液凝固分析方法、血液凝固分析装置、及びコンピュータプログラム
WO2021132552A1 (ja) * 2019-12-26 2021-07-01 積水メディカル株式会社 血液凝固時間測定方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2259069B1 (en) Blood coagulation analyzer and method of analyzing blood coagulation
JP7235282B2 (ja) 血液凝固機能の評価方法
EP2982988B1 (en) Automatic analysis device and analysis method
JP7220055B2 (ja) 血液凝固機能の評価方法
JP6454211B2 (ja) 検体分析装置、血液凝固分析装置、検体分析方法、及びコンピュータプログラム
WO2021132552A1 (ja) 血液凝固時間測定方法
WO2022092248A1 (ja) 血液凝固反応の検出方法
JP2010008402A (ja) 反応過程データの異常判定支援方法及び自動分析装置
US20170131306A1 (en) Automatic Analytical Apparatus
JP6811975B2 (ja) Aptt延長要因推定システム
WO2022054819A1 (ja) 血液凝固反応の分析方法
WO2024150816A1 (ja) 血液凝固反応の分析方法
JP4366261B2 (ja) 測定反応過程の異常の有無判定方法,該方法を実行可能な自動分析装置及び該方法のプログラムを記憶した記憶媒体
US20240077504A1 (en) Method for estimating cause of prolonged coagulation time
EP3136104B1 (en) Blood sample analyzing method and blood sample analyzer
WO2023032978A1 (ja) 血液凝固反応異常の検出方法
WO2021206107A1 (ja) 血液凝固時間測定方法
WO2023190083A1 (ja) 凝固時間延長要因の推定方法
JP7491638B2 (ja) 血液分析方法
JP5787948B2 (ja) 反応過程データの異常判定支援方法及び自動分析装置
WO2024143525A1 (ja) 血液検体の血液凝固能の分析方法
US11714095B2 (en) Abnormality determining method, and automatic analyzer
WO2021177452A1 (ja) 血液凝固時間測定方法
JP2022145224A (ja) 被検者の出血傾向を解析する解析方法、解析装置、解析システム、及び解析プログラム

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24741588

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1