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技術 少量のサンプル容積から形成された血液構成成分沈降速度の迅速な測定

出願人 セラノスアイピーカンパニーエルエルシー
発明者 マークダイヤルサマルサアネカルエリザベスホームズ
出願日 2019年12月26日 (11ヶ月経過) 出願番号 2019-236592
公開日 2020年3月26日 (8ヶ月経過) 公開番号 2020-046442
状態 未査定
技術分野 生物学的材料の調査,分析 光学的手段による材料の調査、分析
主要キーワード 取得周波数 遠心ディスク 分析構成要素 修正因子 多重段 静止管 最小回転速度 流体取扱いシステム
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年3月26日)のものです。
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図面 (20)

課題

少量のサンプル容積から形成された血液構成成分沈降速度の迅速な測定の提供。

解決手段

形成された血液構成成分の沈降速度を測定するための機器及び方法が記載される。前記方法いくつかは(1)血漿から赤血球を分離するための遠心分離機技法及び(2)ビデオ及び/又は静止画像能力を用い得る。形成された血液構成成分沈降を加速するため、及びその速度を測定するために、その両方が、単独又は組み合わせで用いられ得る。一実施例では、本方法は、小量の血液サンプル容積を用いて、有利に沈降速度の迅速な測定を可能にする。自動化された画像分析が沈降速度及びヘマトクリットの両方を決定するために用いられ得る。自動化された技法が、修正されていない沈降速度データへのヘマトクリットの影響を補正するために用いられ得る。

概要

背景

(発明の背景技術
赤血球沈降速度ESR)は、沈降速度又はビエルナッキ(Biernacki)反応とも呼ばれ、典型的には1時間の間に赤血球が沈降する速度である。これは通常の血液学試験であり、及び炎症の非特異的な測定である。従来の技法を用いてこの試験を遂行するためには,抗凝血処理された血液をウェステルグレン−カッツ(ウエスターグレン−カッツ)管として知られる直立した管中に配置し、及び赤血球が沈降する速度を測定し、及びmm/時間の単位で報告する。特に、ウェステルグレン法は2mlの静脈血を0.5mlのクエン酸ナトリウムを含む管中に採取することを要する。Theサンプルは、室温で2時間又は4°Cで6時間以上は保存してはいけない。血液は、ウェステルグレン−カッツ管に200mmのマークまで採血される。この管は、室温で1時間、ラック中に厳密に垂直の位置に配置され、1時間後に表面のメニスカスの最も低い点から赤血球を含まない血漿との界面までの距離、及びサンプルの赤血球により占有される部分が測定される。1時間当たりのミリメーター(mm/h)で表わされる赤血球界面が移動した距離がESRである。

ESRは、主にフィブリノーゲン(しかし、場合によっては、更に血清C−反応性タンパク質CRP)、イムノグロブリンA及びG、α1酸性糖タンパク質及びα1−アンチトリプシン)である沈降促進(pro−沈降)因子と、及び主に赤血球の陰電荷ゼータ電位)である沈降抵抗性因子との間のバランスにより支配される。炎症の効果の一例においては、血液血漿中の高濃度のフィブリノーゲンは、赤血球が互いに接着することを引き起こす。赤血球は接着して「連銭」(rouleaux)と呼ばれる堆積を形成し、これは個々の赤血球よりも早く堆積する。連銭形成は、1つ以上のイムノグロブリンが高濃度で見出される、いくつかののリンパ球増殖疾患に付随しても生じ得る。連銭形成は、しかしながら、ウマネコ、及びブタでは正常な生理学所見である。

ESRは任意の原因又は炎症の病巣により増大される。ESRは、妊娠及びリウマチ性関節炎により増加され、及び赤血球増加症鎌状赤血球貧血遺伝性球状赤血球症、及び鬱血性心不全において減少する。基礎ESRは女性においてわずかに高い。

ESRを測定するための標準的な従前の(predicate)方法は、ウエスターグレン試験(ウエスターグレン試験)であり、及びこの試験は、典型的には7mlの大量の容積の血液を用いる。多くのサンプルが、10mm/時間の低さのESRを有するために、これは典型的には1時間のインキュベーションを要する。ESRを増加させる炎症性因子としては、フィブリノーゲン、C−反応性タンパク質(CRP)及びいくつかのイムノグロブリンが挙げられ、これらは、ESRを100mm/時間の高さまで増加させる。

沈降試験を遂行する従来の技法は、様々な限界を有する。例えば議論したように、ウエスターグレン沈降試験は、大幅に高い容積の血液の採血を必要とする。加えて、従来の沈降試験技法は、かなりの時間を要し、及び試験結果を得るまでのタイムラグを生じ、それにより患者の健康に有害な影響を与え得る、診断及び治療遅れを導く。

(参照による組み入れ
本明細書で言及される全ての刊行物、特許、及び特許出願は、あたかも、それぞれの刊行物、特許、及び特許出願が、参照により組み込まれるために、具体的に、及び個別に指示されるのと同程度に、参照によって本明細書に組み込まれる。

概要

少量のサンプル容積から形成された血液構成成分沈降速度の迅速な測定の提供。形成された血液構成成分の沈降速度を測定するための機器及び方法が記載される。前記方法いくつかは(1)血漿から赤血球を分離するための遠心分離機技法及び(2)ビデオ及び/又は静止画像能力を用い得る。形成された血液構成成分沈降を加速するため、及びその速度を測定するために、その両方が、単独又は組み合わせで用いられ得る。一実施例では、本方法は、小量の血液サンプルの容積を用いて、有利に沈降速度の迅速な測定を可能にする。自動化された画像分析が沈降速度及びヘマトクリットの両方を決定するために用いられ得る。自動化された技法が、修正されていない沈降速度データへのヘマトクリットの影響を補正するために用いられ得る。なし

目的

非限定的な一実施例では、本方法は(1)約20〜25マイクロリットル(“uL”又は“μL”)以下などの少量の血液サンプルによる、ESRの迅速な測定(数秒間)(2)赤血球沈降速度及びヘマトクリットの両方を決定するための自動化された画像分析の使用、及び/又は(3)従来のウエスターグレン法に対応する値を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

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請求項1

明細書に記載された発明。

背景技術

0001

(発明の背景技術
赤血球沈降速度ESR)は、沈降速度又はビエルナッキ(Biernacki)反応とも呼ばれ、典型的には1時間の間に赤血球が沈降する速度である。これは通常の血液学試験であり、及び炎症の非特異的な測定である。従来の技法を用いてこの試験を遂行するためには,抗凝血処理された血液をウェステルグレン−カッツ(ウエスターグレン−カッツ)管として知られる直立した管中に配置し、及び赤血球が沈降する速度を測定し、及びmm/時間の単位で報告する。特に、ウェステルグレン法は2mlの静脈血を0.5mlのクエン酸ナトリウムを含む管中に採取することを要する。Theサンプルは、室温で2時間又は4°Cで6時間以上は保存してはいけない。血液は、ウェステルグレン−カッツ管に200mmのマークまで採血される。この管は、室温で1時間、ラック中に厳密に垂直の位置に配置され、1時間後に表面のメニスカスの最も低い点から赤血球を含まない血漿との界面までの距離、及びサンプルの赤血球により占有される部分が測定される。1時間当たりのミリメーター(mm/h)で表わされる赤血球界面が移動した距離がESRである。

0002

ESRは、主にフィブリノーゲン(しかし、場合によっては、更に血清C−反応性タンパク質CRP)、イムノグロブリンA及びG、α1酸性糖タンパク質及びα1−アンチトリプシン)である沈降促進(pro−沈降)因子と、及び主に赤血球の陰電荷ゼータ電位)である沈降抵抗性因子との間のバランスにより支配される。炎症の効果の一例においては、血液血漿中の高濃度のフィブリノーゲンは、赤血球が互いに接着することを引き起こす。赤血球は接着して「連銭」(rouleaux)と呼ばれる堆積を形成し、これは個々の赤血球よりも早く堆積する。連銭形成は、1つ以上のイムノグロブリンが高濃度で見出される、いくつかののリンパ球増殖疾患に付随しても生じ得る。連銭形成は、しかしながら、ウマネコ、及びブタでは正常な生理学所見である。

0003

ESRは任意の原因又は炎症の病巣により増大される。ESRは、妊娠及びリウマチ性関節炎により増加され、及び赤血球増加症鎌状赤血球貧血遺伝性球状赤血球症、及び鬱血性心不全において減少する。基礎ESRは女性においてわずかに高い。

0004

ESRを測定するための標準的な従前の(predicate)方法は、ウエスターグレン試験(ウエスターグレン試験)であり、及びこの試験は、典型的には7mlの大量の容積の血液を用いる。多くのサンプルが、10mm/時間の低さのESRを有するために、これは典型的には1時間のインキュベーションを要する。ESRを増加させる炎症性因子としては、フィブリノーゲン、C−反応性タンパク質(CRP)及びいくつかのイムノグロブリンが挙げられ、これらは、ESRを100mm/時間の高さまで増加させる。

0005

沈降試験を遂行する従来の技法は、様々な限界を有する。例えば議論したように、ウエスターグレン沈降試験は、大幅に高い容積の血液の採血を必要とする。加えて、従来の沈降試験技法は、かなりの時間を要し、及び試験結果を得るまでのタイムラグを生じ、それにより患者の健康に有害な影響を与え得る、診断及び治療遅れを導く。

0006

(参照による組み入れ
本明細書で言及される全ての刊行物、特許、及び特許出願は、あたかも、それぞれの刊行物、特許、及び特許出願が、参照により組み込まれるために、具体的に、及び個別に指示されるのと同程度に、参照によって本明細書に組み込まれる。

課題を解決するための手段

0007

(発明の要旨)
限定はされないが、秒のオーダーから数分などの、非常な短時間で完了する沈降速度試験を有することが望ましい。流通される試験設定については、代替施設により得られる、非静脈血採血、又は最小限の静脈血採血などから得られる、少量の血液のみを用いる沈降速度測定を有することも望ましい。自動化された様式(人間の観察が必要ない)で沈降測定を行うこと、及び客観的な測定の記録を生成させるが更に望ましい。加えて、患者の管理を最適化するために有用な更なる情報が、沈降速度測定と並行して他の分析的なパラメータ多重化された測定を遂行及び/又はその速度を最大化することにより得られ得る。

0008

本明細書に記載される一実施形態では、沈降速度測定法は(1)血漿から赤血球を分離するための、遠心分離機技法、及び(2)ビデオ及び/又は静止画像能力を用い得る。赤血球沈降を加速するために、及びその速度を測定するために、両方とも単独又は組み合わせで用いられ得る。もちろん、血液構成成分を分離するために、沈降を加速するための遠心分離以外の技法も遠心分離の代わりに、又は遠心分離と組み合わせて用いられ得る。

0009

非限定的な一実施例では、本方法は(1)約20〜25マイクロリットル(“uL”又は“μL”)以下などの少量の血液サンプルによる、ESRの迅速な測定(数秒間)(2)赤血球沈降速度及びヘマトクリットの両方を決定するための自動化された画像分析の使用、及び/又は(3)従来のウエスターグレン法に対応する値を提供するために、ヘマトクリットの未修正のESRへの影響を補正するための自動化された技法を有利に可能にし得る。もちろん、大容積の血液を用いる、代替的な実施形態は除外されない。ヘマトクリットについて修正する能力のために、本明細書で記載される沈降測定技法のいくつかの実施形態は、従来のウエスターグレン技法よりも、より堅固であり、及びウエスターグレン試験に要求される狭い範囲外のフィブリノーゲン及び/又はヘマトクリットのレベルを持つサンプルに対しても使用し得る。

0010

本明細書の実施形態を用いて、修正されたESRは、少量の血液の容積を用いてわずか数秒で獲得されることができ、及びこのESRはヘマトクリットの影響を補正したものである。最初の遠心分離の間に、わずか数秒で得られた結果は、患者への診断の送達を加速できる。

0011

その上に、多重化された検定手順の文脈において、共通の前処理ステップは、細胞マーカー及び血漿/血清中に存在する検体の測定に先立ち、すでに赤血球及び白血球の血漿又は血清からの分離を含む。従って、ESR測定を検定調製のコースの間に既に遂行されるそのような前処理手順と共に組み込むことが便利である。このESR測定は、追加的な処理時間、又は静脈採集法から利用可能な血液の限定された量の使用に関しては、顕著な負荷を生成しない。非限定的な実施例として、前処理ステップを含む検定処理は、単一の機器を搭載したシステム中で生じ得ることを理解されたい。随意的に、いくつかの実施形態は、つ以上のステップを1つの機器内で行い及び別の1つ以上のステップを別の機器内で行い得る。

0012

本明細書で記載される実施形態は、以下に記載される1つ以上の特性を有するために適応され得ることも理解されたい。非限定的な一実施例では、典型的なプロトコルは、20uLの血液を遠心分離容器中に取り、及びスイングアウト遠心分離機回転子で4000rpm(580*g)で約10秒間回転する。個の時間の間に、サンプルの赤血球を含む部分と赤血球が除かれた部分の間の界面がビデオ画像化により観察される。他の時間の期間も除外されないが、ESR測定を短時間の間に得ることは有益であり得る。随意的に、いくつかの実施形態は、これらの「生の」ESRの値をヘマトクリットの影響について修正し得る。ヘマトクリットは、生のESR測定に用いられるのと同じ作業において測定され得る。非限定的な一実施例では、ESRを測定するための遠心分離の比較的低速の回転の間に続いて、赤血球を充填するために回転速度が増加される。ヘマトクリットは、充填された赤血球の画像分析及び上澄みの血漿容積から決定される。随意的に、ヘマトクリットを測定するための他の技法も「生の」ESR値の修正のために用いられ得る。

0013

少なくとも1つの本明細書の実施形態のいくつかは、沈降曲線非線形指数関数)部分の本質的に線形変換勾配の計算を用いることなく、修正されたESRを有し得る。

0014

少なくとも1つの本明細書の実施形態のいくつかは、沈降曲線の非線形部分で生じる複数の赤血球/血漿界面位置についての、数学関数を計算することなく修正されたESRを有し得る。

0015

少なくとも1つの本明細書の実施形態のいくつかは、沈降曲線の前記非線形部分にある沈降曲線のセグメントを選択することなく修正されたESRを有し得る。

0016

少なくとも1つの本明細書の実施形態のいくつかは、前記沈降曲線の線形部分の測定のみに基づいて修正されたESRを有し得る。

0017

少なくとも1つの本明細書の実施形態のいくつかは、沈降曲線の線形部分から本質的に成る測定に基づいた修正されたESRを有し得る。「本質的に成る」により、われわれは、測定の少なくとも90%以上が線形部分に基づくことを意味する。

0018

少なくとも1つの本明細書の実施形態のいくつかは、血液サンプル内での赤血球細胞間の斥力の強度を表す沈降曲線の非線形セグメントについて数学関数を決定することなく修正されたESRを有し得る。

0019

少なくとも1つの本明細書の実施形態のいくつかは、その間に沈降曲線が形成されるサンプルの遠心分離の時間を無効にすることなく、修正されたESRを有し得る。

0020

少なくとも1つの本明細書の実施形態のいくつかは、例えば、赤血球の洗剤による溶解、並びにヘキサシアノ鉄酸塩及びシアン化物との混合に次いで形成されたシアンメトヘモグロビン吸光度を測定するなどの、遠心分離機技法から導出されたものではないヘマトクリット測定を用いて、ヘマトクリットに対して修正されたESRを有し得る。

0021

少なくとも1つの本明細書の実施形態のいくつかは、沈降測定のために周知のヘマトクリット・レベルにあることができるように調節された血液サンプルを有し得る。

0022

本明細書に記載される少なくとも1つの実施形態では、以下を含む方法が提供される:ある時間の間、形成された血液構成要素を血漿から分離するために、血液サンプルについての加速された血液構成成分の分離技法を用いること;少なくとも以下の1つに基づいて、形成された血液構成成分の沈降速度を決定すること:前記血液サンプル中で、形成された少なくとも1つの血液構成成分についての時間に関係した圧縮曲線が、加速された血液構成成分の分離の開始後に決定され、前記圧縮曲線が、最初のほぼ線形の部分、及び線形部分の後の非線形部分を有する時間に関係した圧縮曲線及びヘマトクリット修正因子

0023

本明細書に記載される少なくとも1つの実施形態では、以下を含む方法が提供される:血液サンプルを容器中で一定時間遠心分離すること;遠心分離の開始後に、前記血液サンプル中の少なくとも1つの形成された血液構成成分についての時間に関係する圧縮曲線を確立することであって、前記圧縮曲線は初期のほぼ線形の部分を有し;ヘマトクリット修正因子を、前記圧縮曲線のほぼ線形の部分に用いることにより、形成された血液構成成分の沈降速度に対するヘマトクリットの影響を修正すること。

0024

本開示の実施形態は、以下に記載される1つ以上の特性を有するために適合され得ることを理解されたい。非限定的な一実施例では、本方法は遠心分離に基づく技法からの沈降速度を、参照技法からの沈降速度により校正することを含む。随意的に、前記参照技法はウエスターグレン技法であってよい。随意的に、前記サンプルは約25uL以下である。随意的に、遠心分離は、最初の期間に対して最初の速度で、第二の期間に対して、第二のよりはやい速度で生じる。随意的に、遠心分離は、血液サンプル中の1つ以上の形成された血液構成要素の部分の界面を確立するために、血液サンプルが、遠心分離の間に、目視により観察されることを可能にするために構成された遠心分離器を使用することを含む。随意的に、遠心分離は、赤血球/血漿界面部分を経時的に確立するために、血液サンプルの目視による観察を可能にするために、その上に窓を有する遠心分離機を使用することを含む。随意的に、遠心分離は、赤血球/血漿界面部分を経時的に確立するために、血液サンプルの目視による観察を可能にするために、遠心分離機、光源、及び画像捕捉機器を使用することを含む。随意的に、圧縮曲線データは、経時的に遠心分離容器中の1つ以上の形成された血液構成要素の界面部分の複数の画像を捕捉することにより収集される。随意的に、複数の画像のピクセル部分が、界面の位置を正確に決定するために用いられる。随意的に、圧縮曲線デーは、遠心分離容器中の1つ以上の形成された血液構成要素の界面位置の単一の画像を、一定時間後に捕捉することにより収集され、沈降速度は上澄み液のメニスカスの位置及び前記界面位置に基づいて計算される。随意的に、圧縮曲線データは、サンプルが遠心分離機される間に収集される。随意的に、遠心分離は、ヘマトクリット測定を得るため、及びヘマトクリットの沈降速度測定への影響を修正するために用いられる。随意的に、ヘマトクリットについて修正することは、前記曲線中の複数の形成された血液構成成分の界面位置に対する数学関数を計算することを含み、前記関数は、ヘマトクリットに起因する沈降速度変動を修正するために、作用する。随意的に、サンプル中のヘマトクリット測定は、遠心分離とは別の技法から導出される。随意的に、画像変換が、曲がった界面の平坦な界面への変換のために用いられる。随意的に、画像変換パラメータが選択され、形成された血液構成成分の界面位置のビデオが、画像変換により達成され(put through)、及び次いで、空気/血漿界面及び赤血球界面の両方の位置の全範囲カバーする目的の領域が選ばれる。随意的に、ビデオ中の各時点、サンプル容器下方への放射状の強度を表す単一の列を生成するために、目的の領域内の、サンプルを含む容器のサンプルを横切る各行についてのピクセル強度値が平均される。随意的に、沈降プロファイルの線形領域が、沈降速度を導出するために用いられる。随意的に、形成された血液構成成分は、白血球細胞である。随意的に、形成された血液構成成分血小板である。

0025

本開示の実施形態は、以下に記載される1つ以上の特性を有するために適合され得ることを理解されたい。非限定的な一実施例では、本方法は曲がった界面の画像を修正された直線の界面画像に変換するために前記画像の画像変換を遂行すること;遠心分離の開始後に、前記血液サンプル中の少なくとも1つの形成された血液構成成分について、前記修正された画像中の界面位置に基づく時間に関係する圧縮曲線を確立することを含む。随意的に、本方法は:血液サンプルの位置から、血液サンプルの少なくとも一部分を遠心分離容器中に移動するために、プログラム可能プロセッサにより制御されるシステムを用いること;前記容器を、第一のアドレス可能な位置から、第二のアドレス可能な位置を持つ遠心分離機まで、移動するためにプログラム可能なプロセッサの制御下に、サンプル取扱いシステムを用いること;容器中の血液サンプルを一定時間の間遠心分離すること;遠心分離後に、形成された血液構成成分及び血漿界面の位置の少なくとも1つの画像を収集すること;遠心分離の開始後に、画像中の界面位置に基づき、前記血液サンプル中の少なくとも1つの形成された血液構成成分について、時間に関係する圧縮曲線を確立することを含む。随意的に、前記画像を得るために前記容器は遠心分離機から除去される。随意的に、前記画像が得られた後に、前記容器は、遠心分離機に戻される。随意的に、本方法は圧縮が完了するまで、少なくとも1つの形成された血液構成成分の線形圧縮曲線を経時的に確立するために、変化する遠心分離速度を含み;少なくとも時間間隔の一部についての遠心分離速度プロファイルを監視すること、及び遠心分離速度プロファイルに基づいて血液構成成分の沈降速度を決定することを含む。随意的に、本方法は、形成された血液構成成分及び血漿の界面の位置の、少なくとも第一の単一の画像を最初の時点で収集すること;沈降の速度がまだ線形である間に、形成された血液構成成分及び血漿の界面の位置の少なくとも第二の単一の画像を、第二の時点で収集すること;計算された線形沈降速度及びヘマトクリット修正因子に基づいて、前記血液サンプル中の少なくとも1つの形成された血液構成成分について沈降速度を計算することを含む。

0026

本明細書に記載される更に別の実施形態では、以下を含む方法が提供される:容器中の血液サンプルを一定時間の間遠心分離すること;沈降速度を確立するために、単一状態の条件中の容器の画像化を用いること;及び形成された血液構成成分の沈降速度へのヘマトクリットの影響をヘマトクリット修正因子を用いることにより修正すること。本明細書に用いられる、画像化を使用することは、容器の単一の画像を沈降速度を決定するために用いることを含み得る。非限定的な実施例として、容器の単一の画像を用いる場合、容器中の上澄み液のメニスカスが最初のレベルを示し、及び形成された構成要素の上澄み液との界面位置が現在の位置を示し、それらから沈降速度が計算される。随意的に、いくつかの実施形態は、沈降速度計算のために複数の画像を用い得るが、画像の全ては単一の状態の条件にある間の容器のものである。随意的に、画像の全ては、単一の時点における容器のものである。随意的に、画像の全ては、容器中で形成された構成要素の界面位置が変化していない間の容器のものである。1つの非限定的な実施例では、二重の速度が、ESR検定のダイナミックレンジ拡張するために用いられる。随意的に、ただ2つだけの速度の代わりに、いくつかの実施形態は、3つ以上の速度における構成を用い得る。本明細書において、遠心分離の文脈において記載されるものの中で、本明細書の中で、遠心分離速度に対する言及は、サンプルに対して加えられるGの力の代用として、見られることができることを理解されたいこと、及び本明細書における概念は、形成されたサンプルに、加速された沈降を提供するが、遠心分離を用いない、他の実施形態にも適用され得ることを理解されたい。
本明細書に記載される、更に別の実施形態では、容器中の血液サンプルに、少なくとも1つの時間の期間にわたって、加速された血液成分分離技法を用いること;最初の時間において、容器中の形成された血液構成成分及び血漿界面の位置の、少なくとも第一の単一の画像を捕捉すること;
線形の沈降時間の期間の間の第二の時間において、形成された血液構成成分及び血漿界面の位置の、少なくとも第二の単一の画像を捕捉すること;

0027

計算された線形の沈降速度、及びヘマトクリット相関因子に基づいて、前記血液サンプル中の、少なくとも1つの形成された血液成分について、沈降速度を計算することを含む方法が記載される。

0028

本開示における実施形態は、以下に記載される、特徴の1つ以上を有するために適合され得ることを理解されたい。1つの非限定的な実施例では、前記加速された血液成分の分離技法は、遠心分離を含む。随意的に、前記方法は、参照技法からの沈降速度により、遠心分離に基づく、沈降速度を校正することを、更に含む。随意的に、前記参照技法は、自動化されたウエスターグレン技法である。随意的に、前記参照技法は、手動によるウエスターグレン技法である。随意的に、前記血液サンプルは、25μL以下である。随意的に、遠心分離は、第一の期間の間に第一の速度で生じ、及び次いで第二の期間の間に、より速い速度で生じる。随意的に、前記第一の速度は、実質的に一貫した力をサンプルに提供するために構成される一方で、第二の速度が、第一の速度に付随する一貫した力に比較して、より大きな力の可変性の範囲における、より大きな力に構成される。随意的に、前記加速された血液成分分離技法が、第一の時間の期間では、第一のGの力で生じ、次いで第二の時間の期間では、より大きな第二のGの力で生じる。随意的に、前記第一のGの力は、約35G〜45Gである。随意的に、前記第一のGの力は、約30G〜50Gである。随意的に、前記第一のGの力は、約10G〜60Gである。随意的に、前記第二のGの力は、約10G〜100Gである。随意的に、前記最初のGの力が沈降を加速するために十分であるが、線形範囲にある間に、沈降における変化が可視化される前に、形成された成分が完全に圧縮されるほどは、速くない。随意的に、第二のGの力が、測定回転である、低速度の少なくとも、約2倍以上の、高速度の回転を有する。

0029

本明細書に記載される、更に別の実施形態では、前記血液サンプル中の、少なくとも1つの形成された血液成分についての、沈降速度を計算することに付随する測定時間を減少させるために、力を使用することを含む、方法が記載される。

0030

本明細書に記載される、更に別の実施形態では、サンプルと共に使用する、機器であって:遠心分離中に、容器ホルダー中の血液成分の界面の位置の検出を可能にするために構成された遠心分離容器ホルダーを有する遠心分離機を含む機器が提供される。随意的に、前記遠心分離機は、遠心分離の間に、遠心分離容器ホルダーの目視による観察を可能にする窓を有する。随意的に、前記遠心分離機が、サンプル中の血液構成成分の界面位置の検出を可能にする照明源を有する。

0031

本明細書に記載される、更に別の実施形態では、容器ホルダー中の容器中の血液構成成分の界面位置を検出することを可能にするために構成された遠心分離容器ホルダーを有する遠心分離機;血液サンプルを第一の位置から遠心分離機の位置まで移転するためのサンプル取扱いシステム;及び遠心分離の少なくとも一部分の間に、界面位置を記録するためにプログラムされたプロセッサを含むシステムが提供される。

0032

本開示における実施形態では、方法は、本明細書において記載される、任意の他の実施形態の、少なくとも1つの技術的特徴を含むことを理解されたい。随意的に、方法は、本明細書において記載される、任意の他の実施形態の、少なくとも任意の2つの技術的特徴を含む。

0033

随意的に、機器は、本明細書において記載される、任意の他の実施形態の、少なくとも1つの技術的特徴を含む。随意的に、機器は、本明細書において記載される、任意の他の実施形態の、少なくとも任意の2つの技術的特徴を含む。随意的に、システムは、本明細書において記載される、任意の他の実施形態の、少なくとも1つの技術的特徴を含む。随意的に、システムは、本明細書において記載される、任意の他の実施形態の、少なくとも任意の2つの技術的特徴を含む。

0034

この要旨は、以下の発明の詳細な説明で更に記載される概念の単純化された形態における選択を紹介するために提供される。この要旨は、主張される主題の主要な特徴又は本質的な特性を特定することを意図しておらず、主張される主題の範囲を限定するために用いられることを意図していない。
例えば、本願は以下の項目を提供する。
(項目1)
方法であって:
血漿から形成された血液構成要素を分離するために、時間の少なくとも一期間の間、加速された血液構成成分の分離技法を容器中の血液サンプルに用いること;
最初の時間において、容器中の形成された血液構成成分及び血漿界面の位置の、少なくとも第一の単一の画像を捕捉すること;
線形の沈降時間の期間の間の第二の時間において、形成された血液構成成分及び血漿界面の位置の、少なくとも第二の単一の画像を捕捉すること;
計算された線形の沈降速度、及びヘマトクリット相関因子に基づいて、前記血液サンプル中の、少なくとも1つの形成された血液成分について、沈降速度を計算することを含む方法。
(項目2)
前記加速された血液構成成分の分離技法が遠心分離を含む、項目1に記載の方法。
(項目3)
遠心分離に基づく技法からの沈降速度を参照技法からの沈降速度により校正することを更に含む、項目2に記載の方法。
(項目4)
前記参照技法が、自動化されたウエスターグレン技法である、項目1に記載の方法。
(項目5)
前記参照技法が、手動によるウエスターグレン技法である、項目4に記載の方法。
(項目6)
前記血液サンプルが、約25μL以下である、項目1に記載の方法。
(項目7)
遠心分離が、第一の期間の間に第一の速度で生じ、及び次いで第二の期間の間に、より速い速度で生じる、項目2に記載の方法。
(項目8)
前記第一の速度が、実質的に一貫した力をサンプルに提供するために構成される一方で、第二の速度が、第一の速度に付随する一貫した力に比較して、より大きな力の可変性の範囲における、より大きな力に構成される、項目7に記載の方法。
(項目9)
前記加速された血液成分分離技法が、第一の時間の期間では、第一のGの力で生じ、次いで第二の時間の期間では、より大きな第二のGの力で生じる、項目2に記載の方法。
(項目10)
前記Gの力が、実質的に一貫して前記サンプルに加えられる一方で、前記第二のGの力が、第一の速度に付随する一貫した力に比較して、より大きな力の可変性の範囲における、より大きな力において提供される、項目7に記載の方法。
(項目11)
前記第一のGの力が、約35G〜45Gである、項目10に記載の方法。
(項目12)
前記第一のGの力が、約30G〜50Gである、項目10に記載の方法。
(項目13)
前記第一のGの力が、約10G〜60Gである、項目10に記載の方法。
(項目14)
前記第二のGの力が、約10G〜100Gである、項目10に記載の方法。
(項目15)
前記最初のGの力が沈降を加速するために十分であるが、線形範囲にある間に、沈降における変化が可視化される前に、形成された成分が完全に圧縮されるほどは、速くない、項目10に記載の方法。
(項目16)
第二のGの力が、測定回転である、低速度の少なくとも、約2倍以上の、高速度の回転を有する、項目10に記載の方法。
(項目17)
方法であって:
容器中の血液サンプルを、一定の時間の期間遠心分離すること;
圧縮が完了するまで、少なくとも1つの形成された血液構成成分の経時的な線形圧縮曲線を確立するために、遠心分離速度を変化させること;
少なくともその時間の期間の一部分について、遠心分離速度プロファイルを監視すること;及び
血液構成成分沈降速度を、遠心分離速度プロファイルに基づいて決定することを更に含む、方法。
(項目18)
方法であって:
前記血液サンプル中の、少なくとも1つの形成された血液成分についての、沈降速度を計算することに付随する測定時間を減少させるために、力を使用することを含む、方法。
(項目19)
サンプルと共に用いる機器であって、前記機器は:
遠心分離中に、容器ホルダー中の、血液構成成分の界面位置の検出を可能にするために構成された遠心分離容器ホルダーを有する遠心分離機を含む機器。
(項目20)
前記遠心分離機が、遠心分離の間に、遠心分離容器ホルダーの目視による観察を可能にする窓を有する、項目79に記載の機器。
(項目21)
前記遠心分離機が、サンプル中の血液構成成分の界面位置の検出を可能にする照明源を含む、項目20に記載の機器。
(項目22)
システムであって:
容器ホルダー中の容器中の血液構成成分の界面位置を検出することを可能にするために構成された遠心分離容器ホルダーを有する遠心分離機;
血液サンプルを第一の位置から遠心分離機の位置まで移転するためのサンプル取扱いシステム;及び
遠心分離の少なくとも一部分の間に、界面位置を記録するためにプログラムされたプロセッサを含むシステム。
(項目23)
上述の項目の内の、いずれかに記載の技術的特徴の、少なくとも1つを含む方法。
(項目24)
上述の項目の内の、いずれかに記載の技術的特徴の、少なくとも2つを含む方法。
(項目25)
上述の項目の内の、いずれかに記載の技術的特徴の、少なくとも1つを含む機器。
(項目26)
上述の項目の内の、いずれかに記載の技術的特徴の、少なくとも2つを含む機器。
(項目27)
上述の項目の内の、いずれかに記載の技術的特徴の、少なくとも1つを含むシステム。
(項目28)
上述の項目の内の、いずれかに記載の技術的特徴の、少なくとも2つを含むシステム。

図面の簡単な説明

0035

図1は、ウェステルグレン−カッツ管中の高い、中程度の、及び低いESR血液サンプルの赤血球沈降のグラフを示す。

0036

図2A〜2Bは、透明な遠心分離容器中の血液サンプルの画像である。

0037

図3は、検出システムの一実施形態の遠心分離機の模式図である。

0038

図4〜5は、検出システムの一実施形態を用いて捕捉した画像を示す。
図4〜5は、検出システムの一実施形態を用いて捕捉した画像を示す。

0039

図6A〜7Cは、遠心分離を受ける血液サンプル中の界面の修正された及び未修正の一連の画像を示す。
図6A〜7Cは、遠心分離を受ける血液サンプル中の界面の修正された及び未修正の一連の画像を示す。

0040

図8A〜8Bは、1つの試験サンプルのさまざまなキモグラフを示す。

0041

図9は、1つの試験サンプルに対する沈降グラフを示す。

0042

図10A〜10Bは、図9の上にプロットされたデータに適合する、様々な適合関数を持つ沈降グラフを示す。
図10A〜10Bは、図9の上にプロットされたデータに適合する、様々な適合関数を持つ沈降グラフを示す。

0043

図11〜14は、添加されたフィブリノーゲンの様々なレベルを持つサンプルについての様々なサンプル沈降特性を示すグラフである。
図11〜14は、添加されたフィブリノーゲンの様々なレベルを持つサンプルについての様々なサンプル沈降特性を示すグラフである。
図11〜14は、添加されたフィブリノーゲンの様々なレベルを持つサンプルについての様々なサンプル沈降特性を示すグラフである。
図11〜14は、添加されたフィブリノーゲンの様々なレベルを持つサンプルについての様々なサンプル沈降特性を示すグラフである。

0044

図15は、異なったヘマトクリット・レベルを持つように操作されたいくつかの血液サンプルの沈降速度を示す。

0045

図16は、図15にも示される、異なるヘマトクリット・レベルを持つサンプルについての、経時的な界面位置のグラフである。

0046

図17は、異なるヘマトクリット・レベルを持つ1サンプルの10秒間に亘る界面位置のグラフである。

0047

図18Aは、ヘマトクリット修正のない、本明細書の一実施形態のESRグラフを示す。

0048

図18Bは、ヘマトクリット修正のある、本明細書の一実施形態のESRグラフを示す。

0049

図18Cは、本明細書の一実施形態による、ヘモグロビン濃度に基づくヘマトクリット測定のグラフを示す。

0050

図19及び20は、いくつかのサンプル(図15中に規定される)について、非対数軸及び対数軸を用いてプロットされた沈降速度を図示している。
図19及び20は、いくつかのサンプル(図15中に規定される)について、非対数軸及び対数軸を用いてプロットされた沈降速度を図示している。

0051

図21は、白血球界面を示すキモグラフを示す。

0052

図22は、サンプル取扱い、前処理、及び分析構成要素を有する統合されたシステムの一実施形態の模式図を示す。

実施例

0053

(発明の詳細な説明)
前述の一般的記述及び以下の詳細な記載は例示的及び説明的に限られ、主張されるように本発明を制限するものではないことを理解されたい。。明細書及びそれに付属する請求項において、単数形、「a(1つの)」「an(1つの)」「the(前記の)」は、文脈において明白に示さない限り、複数の指示対象を含むことに注意されたい。従って、例えば、“a material”への参照は物質の混合物を含むことができ、“a compound”への参照は複数の化合物を含み得るなどである。本明細書において引用される参照は、本明細書において明確に説明される教示と矛盾しない範囲において、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

0054

本明細書及びそれに続く請求項において、以下の意味を持つとして定義される一連の用語への参照がなされる:

0055

「随意的な」(“optional”)又は「随意的に」(“optionally”)は、この記載が、後続して記載される状況が、生じる場合及び生じない場合を含むことができるために、生じても生じなくてもよいことを意味する。例えば、機器が随意的にサンプル収集ウエルのための特性を含む場合、このことは、このサンプル収集ウエルが、存在しても、存在しなくてもよく、及び、従って、この記述は機器がサンプル収集ウエルを保有する構造、及びサンプル収集ウエルを保有しない構造の両方を含む。

0056

図1を参照し、一組の血液サンプル赤血球/血漿界面の動力学が示される。図1は、高いESRを示す実線、中程度のESRを示す破線、及び低いESRを示す点線を持つ様々な範囲のサンプルについて、ウエスターグレン−カッツ管中の赤血球沈降の動力学を示す。図1に見られるような単一の数(mm/時間)として、ウエスターグレンESRが報告されているが、沈降速度は時間の間に劇的に変化し、遅く始まり、増加し、及び次いで減少する。標準的なウエスターグレン法は、その時間にわたる平均沈降速度を与えるためにある時間において単一の位置でのESRを記録する。シグマESRと呼ばれる、より最近の方法が、20、30、40、50及び60分において、移動した距離の合計を取ることにより、臨床的にに関連する変数との間で、よりよい相関を示している。
沈降曲線測定

0057

様々な技法が、1つ以上の形成された血液構成要素についての沈降速度曲線を確立するために用いられ得る。本出願は、ほとんどが赤血球沈降速度を測定する文脈において記載されているが、本明細書のシステム及び方法は、白血球細胞、血小板などの他の形成された血液構成要素の沈降速度を測定するためにも適合され得る。

0058

非制限的な一実施例では、本明細書に記載される一技法は、サンプル容器を遠心分離機内に配置し、数秒間回転し、回転を停止し、前記容器を取り除き、それをビューワー内に配置し、画像を撮影し、及び経時的に複数の画像を得るために、上記を繰り返すことにより、沈降の間のいくつかの時点において、画像を撮影することを含む。機器の単純性見地から、そのような画像を取得するためのハードウエア実装を単純化することが有用である。沈降を測定する能力は、沈降曲線の最初の(線形の)部分がESRの計算に用いられる本明細書の他の場所で議論される。

0059

もちろん、いくつかの実施形態は、そのような界面位置に関する画像/データを、画像化のためにサンプル容器を取り除くために、遠心分離機を停止することなく、容器が遠心分離機の系内にある間に取得できることを理解されたい。この系内の画像は、遠心分離機回転子が動作中又は休止中に撮影され得る。別々の画像が撮影され得るが、ビデオ、連続的画像化、及び秒当たり多重フレームの画像化も用いられ得ることも理解されたい。

0060

図2A及び2Bを参照し、赤血球の界面の例が、遠心分離前及び遠心分離の早期段階で示されている。非限定的な実施例として、この遠心分離容器は、その全体又は一部が透明なプラスチック射出成型されたポリスチレン)などの透明な材料で形成される。いくつかの実施形態では、この透明な部分は、容器中のサンプルの、望まれる血液構成成分の界面の、画像化を可能にするために整列された容器中の、窓、透明なポート、又は透明な細長一片であり得る。本発明の実施形態では、遠心分離容器の中点での半径は35mm(回転軸からの半径距離)。一実施形態では、外半径は35mm、内半径(すなわち、液体の頂面まで)が28mm、従って、中点は31.5mmである。容器中のサンプルの長さは7mmであり、及び容器の内直径は2.3mmである。サンプル容器内の形状又は試験されるサンプルの容積の変化は、本明細書の他の部分で議論されるように、ヘマトクリット修正因子に対して用いられる経験的パラメータ再校正により、説明され得る。

0061

遠心分離容器の寸法、遠心分離機回転子の構築、及び遠心分離機のサイズを含む、他の適切な遠心分離機の設計及び特性は、同時係属の米国特許出願第13/355,458号及び13/244,947号に開示されており、これらはすべて完全に全ての目的で本明細書に組み込まれる。適切な画像化機器及び流体取扱いシステムを含む、本発明のシステムの他の構成要素も、参照により組み込まれる出願に記載されている。例えば、それらの出願に記載されるようなデジタルカメラの能力が、ESRを測定するために、非常に小さな距離及び距離の変化速度を測定するために用いられ得る。画像分析が、赤血球及び血漿の間の界面の移動を測定するために用いられ得る。

0062

非制限的な例として、いくつかの実施形態では、遠心分離が開始後の早期(数秒)の2つの測定の取得のみが、沈降速度を高い精度で決定するために十分である。一実施形態では、第一の画像を最初に最小遠心分離機速度に到達した後に撮影し、及び次いで第二の画像を約10秒後に撮影できる。もちろん、それらが沈降曲線の線形部分にある限り、撮像のための他の時間間隔も除外されない。

0063

図2A及び2Bを眺めて、固定された(垂直な)管中の赤血球界面の位置(短時間の遠心分離)が見られる。この非限定的な実施例では、揺動する遠心分離容器が停止され、及び図2A及び2B中のように垂直的配向される。もちろん、表面張力が界面を適正に保持するために、静止的画像化は(それが迅速になされる限り)、管が垂直であることを必要としない。典型的に、これは1秒か2秒で行われ、さもないとRBC界面が流れ始める。

0064

図2A及び2Bに見られるように、赤血球に占有されたサンプル部分と血漿の間に、明確に目視される鮮明な遷移が存在する。水平な赤血球界面レベルがこれらの画像で明確に目視できる。図2Aに対して、図2B中で界面が動いた距離は、画像中の多数のピクセル(50/mm)に対応する。従って、見られるように、界面が移動したピクセル数は、界面位置における変化の正確な追跡を可能にする。もちろん、限定はされないが50ピクセル/mm〜1000ピクセル/mm(又はより高い)など以外の画像の解像度が、mm又は他の単位長当たりのピクセル数に関して、より大きな粒度でさえ提供するために用いられ得る。他のものは、解像度が正確に界面位置の変化を決定するためにじゅぶんである限り、より少ない単位長あたりのピクセルを用い得る。いくつかの実施形態は、より多くのピクセルが界面に関係でき、及び従ってより多くのピクセルが界面の位置の変化に関係できるように、画像を拡大できる。いくつかは、より多数の単位面積当たりのピクセルを持つ検出器を用い得る。このことは、より多くのピクセルを測定すること、及び及び界面位置の更にわずかな変化を検出する能力を持つことにより、検出の感度を増大させる。

0065

一実施形態では、低速遠心分離の間に沈降のビデオ記録が作成されることができるように、遠心分離機筐体中の透明な窓を使用する方法が提供される。その上に、遠心力場がメニスカスがより直線的になることを引き起こし(遠心力ベクトルの直角において)、より小さな沈降距離の測定をより容易にする。このことは、遠心分離機回転子が回転中に画像が捕捉される場合に特に成り立ち得る。小容積の(20〜25uL)血液を、中程度の速度(典型的に4000rpmだが、1000〜6000rpmも適切であり得る)で回転することにより、ほとんど完全な赤血球の沈降が、この実施形態で約3分間で達成される。実際には、1つの方法は、比較的低速度(1000〜4000rpm)で、数秒間で沈降測定を行うことができ、次いで赤血球を充填して、ヘマトクリットを測定するために、3分間、速度は、約10,000rpmに増加される。異なる遠心分離速度での多段階の回転は、沈降の画像化及び次いで血液構成要素の圧縮及び血液からの血漿分離を達成するために、急速な遠沈を可能にする。一実施形態においては、前記低速回転は、約40Gである。随意的に、いくつかの実施形態は、40G〜100Gの範囲のGの力を生成する回転を有し得る。随意的に、いくつかの実施形態は、10G〜60Gの範囲のGの力を生成する回転を有し得る。随意的に、いくつかの実施形態は、10G〜100Gの範囲のGの力を生成する回転を有し得る。一実施形態においては、所望のG速度は、沈降を加速するためには十分ではあるが、形成された成分が、、線形の範囲にある間に、沈降における変化が可視化される前に、完全に圧縮されるまでは速くない速度である。

0066

一実施形態においては、異なる遠心分離力における、多重段階の回転 (通常は、遠心速度に線形に比例する)は、沈降の画像化、次いで血液成分の圧縮及び血液血漿からの分離のための血液成分の迅速な回転による沈降を可能にする。随意的に、いくつかの実施形態は、1000rpm+/−20%rpmの範囲における低速回転を有し得る。随意的に、いくつかの実施形態は、800rpm〜1500rpmの範囲の低速回転を有し得る。随意的に、いくつかの実施形態は、測定回転である、低速回転の約2倍以上の高速回転を有し得る。随意的に、いくつかの実施形態は、測定回転である、低速回転の約3X倍以上の高速回転を有し得る。随意的に、いくつかの実施形態は、測定回転である、低速回転の約4X倍以上の高速回転を有し得る。随意的に、いくつかの実施形態は、測定回転である、低速回転の約5X倍以上の高速回転を有し得る。随意的に、いくつかの実施形態は、測定回転である、低速回転の約6X倍以上の高速回転を有し得る。随意的に、いくつかの実施形態は、測定回転である、低速回転の約7X倍以上の高速回転を有し得る。随意的に、いくつかの実施形態は、測定回転である、低速回転の約8X倍以上の高速回転を有し得る。随意的に、いくつかの実施形態は、測定回転である、低速回転の約9X倍以上の高速回転を有し得る。随意的に、いくつかの実施形態は、測定回転である、低速回転の約10X倍以上の高速回転を有し得る。随意的に、いくつかの実施形態は、測定回転である、低速回転の約15X倍以上の高速回転を有し得る。随意的に、いくつかの実施形態は、測定回転である、低速回転の約20X倍以上の高速回転を有し得る。

0067

随意的に、測定回転部分である、低速度では、所望のRPMが、以前に説明された、様々な範囲から選択されると、制御装置又は他の機器は、望まれる、形成された成分の測定が行えるように、所望のrpmを維持するために用いられることができる。この所望のrpmは、目標のrpmの+/−1%に制御され得る。随意的に、制御された速度は、目標のrpmの+/−2%であり得る。随意的に、制御された速度は、目標のrpmの+/−3%であり得る。随意的に、制御された速度は、目標のrpmの+/−4%であり得る。随意的に、制御された速度は、目標のrpmの+/−5%であり得る。実施形態においては、前記プロセスは、制御された速度における低速遠心分離の期間、及び次いで、少なくとも最小回転速度を維持することに対しては、厳密なRPMが余り重要ではない、主要な要因が、最小閾値を超える遠心ディスク回転を有する、高速度回転を含み得る。

0068

図3を参照し、界面位置を監視する能力のある遠心分離機100の1つの実施形態について記載する。沈降を監視するために、画像捕捉機器110が遠心分離機100の近傍に配置されることができ、照明を提供するために、限定はされないが緑のLEDなどの光源112が対向する配置に位置付けられる。随意的に、別の色又は波長照明光源は除外されない。画像捕捉機器110は、静止画カメラ高速度カメラビデオカメラ、又は界面の位置を検出するに十分な他の機器であってよい。もちろん、限定はされないが非画像捕捉機器などの他の検出器も除外されない。非限定的な実施例として、ここで1つの非視覚化画像化機器は、血液構成成分の界面が検出器を通過するときに、検出するための検出器として機能する、光ダイオード又はRBC若しくは他の血液構成要素により遮断される容積の割合を検出するための、光の全体の透過による、光ダイオードであり得る。非視覚化画像化検出器は、それらが実際に視覚化画像を伝達できなくても、サンプル中の界面レベル位置及び/又は位置変化を検出できれば、使用し得る。

0069

本明細書の他の部分に記載される任意のカメラ、又は他の検出機器が適用できる。一実施例では、画像捕捉機器110は、デジタルカメラであり得る。画像捕捉機器は、電荷結合素子(CCD)又は光電子増倍管及び光電管、又は光検出器又は逆光又は順光のいずれかの走査型顕微鏡などの他の検出機器を含み得る。いくつかの例では、カメラは、CCD、CMOSを用いることができ、無レンズコンピュータによる)カメラ(例えば、フランケンカメラ)、オープンソース・カメラであることができるか、又は任意の周知の又は当技術分野で将来開発される、他の視覚的検出技術を用い得る。カメラは、使用中にカメラの焦点を合わせ得るか、又は後で焦点を合わせ得る画像を捕捉するための1つ以上の特性を含み得る。いくつかの実施形態では、前記画像化機器は、2−d画像化、3−d画像化、及び/又は4−d画像化(経時的な変化を組み込んだ)を用い得る。前記画像化機器は静的画像を捕捉し得る。この静的画像は、時間における1つ以上の点で捕捉され得る。前記画像化機器は、ビデオ及び/又は動的画像も捕捉し得る。このビデオ画像は、1つ以上の時間の間隔にわたって、連続的に捕捉され得る。好適には、界面位置の変化を検出できるものである限り、画像化機器及び/又は検出ユニットの任意の他の記載が適用されることができる。

0070

非限定的な一実施例では、光源112は、発光ダイオード(LED)であり得る(例えば、ガリウムヒ素GaAs)LED、アルミニウムガリウムヒ素(AlGaAs)LED、ガリウムヒ素リン(GaAsP)LED、アルミニウムガリウムインジウムリン化物(AlGaInP)LED、ガリウム(III)リン(GaP)LED、インジウム窒化ガリウム(InGaN)/窒化ガリウム(III)(GaN)LED、又はアルミニウムガリウムリン(AlGaP)LED)。別の実施例では、光源は、レーザー、例えば、垂直共振器面発光レーザー(VCSEL)又はインジウム−ガリウム−アルミニウム−リン化物(InGaAIP)レーザー、ガリウム−リン化ヒ素/リン化ガリウム(GaAsP/GaP)レーザー、又はガリウム−アルミニウム−ヒ化物/ガリウム−アルミニウム−ヒ化物(GaAIAs/GaAs)レーザーなどの他の適切な発光体であり得る。他の光源の例としては、限定はされないが、電子刺激光源(例えば、陰極線発光、電子刺激発光(ES電球)、ブラウン管CRTモニター)、ニキシー管)、白熱光源(例えば、カーボン・ボタンランプ、従来の白熱電球ハロゲン・ランプ、Glower Nernstランプ)、電子発光(EL)光源(例えば、発光ダイオード−有機発光ダイオードポリマー発光ダイオード、固相照明、LEDランプ、電子発光シート、電子発光ワイヤー)、ガス放電光源(例えば、蛍光灯インダクション照明、中空陰極ランプネオン及びアルゴン・ランプ、プラズマ・ランプ、キセノン閃光電球)、又は高強度放電光源(例えば、カーボンアーク灯セラミック放電メタルハライドランプ、水銀媒体アークヨウ化物(Hydrargyrum medium−arciodide:HMI)ランプ、水銀灯、メタルハライドランプ、ナトリウム灯キセノンアーク)が挙げられる。代替方法として、光源は、生物発光化学発光りん光、又は蛍光光源であってよい。

0071

図3に見られるように、血液サンプルをその中に収容する遠心分離容器114は、容器中で形成された血液構成成分の界面位置が、目視され得るように、画像捕捉機器110及び光源112の間にあるように位置づけられることができる。遠心分離機回転子116は、遠心分離容器114が遠心分離中に目視されることを可能にするための開口部、窓、又は他の領域を持つために構成され得る。遠心分離回転中の沈降測定を用いることができるが、遠心分離機が休止している回転と回転の間及び回転後の間の沈降の測定も除外されないことを理解されたい。

0072

図3の本発明の実施形態において、遠心分離機回転子の回転軸116は垂直であり得る。水平又は角度のある回転軸などの他の回転軸が除外されないことを理解されたい。いくつかの実施形態は、ある時間の間隔の間に第一の配向を有し、及び第二の若しくは他の時間の間隔の間に異なる配向を有し得る。

0073

非制限的な一実施例では、遠心分離容器の頂部及び/又は底部の位置は、画像化により参照点として得られ、及び後にこれらは、液体及び界面レベルを校正するために用いられる。図4は、遠心分離機中の遠心分離容器114のカメラ・ビューである。遠心分離容器114の背後からの光源112からの照明が、血液サンプル及び血液/空気界面120の視覚化及びを可能にする。回転方向は矢印122で示される。

0074

図5を参照し、遠心分離容器114中の血液サンプルの界面の拡大図について記載する。図5は遠心分離中に沈降する赤血球の画像である。空気/血漿界面130及び血漿/赤血球界面132が、この画像中で、明確に、鮮明な線(異なるコントラストの空間領域を分離する)として識別できる。空気/血漿界面の上の空間134、血漿136、及び赤血球により遮断される光138も図5の画像中に示される。

0075

ストロボ照明又は回転子位置と同期されたキャプチャーフレームは除外されないが、この実施形態では、画像捕捉のためには必要とされないことを理解されたい。図5の画像についての、この非制限的な実施例では、CCDカメラ画像取得のための200msの露出(回転時間に対して短い)は、回転中に、界面130及び132を明確に視覚化する(図5を参照)。これは回転間隔と比較すると長い(すなわち、その時間の間に多くの回転が生じるので、画像がぼやける)。画像は回転子軸の周囲でぼやけるために、空気/血漿界面及び血漿/赤血球界面は円弧として目視される(考慮すべきであるストロボ効果もたぶんあるが)。データ取得は、回転に同期されるべきフレーム捕捉を必要としないが、いくつかの実施形態は同期を用い得る。随意的に、同期のない、いくつかの実施形態は、縞模様を引き起こし得るが、これはより長い露出及び画像処理により補正され得る。他の実施形態は、ぼやけを最小化するか又は除去する画像を生成するために、より速い画像取得技法を用い得る。いくつかの実施形態は、遠心分離中のサンプルを収容する容器などの、高速移動する対象の画像を捕捉するために、ストロボ照明又は他の技法を用い得る。

0076

図5に見られるように、遠心分離容器114の2つの領域を伝達された光は、標識されているように、液体の上に空気134を、並びに空気/血漿界面130及び血漿/赤血球界面132の間に血漿を通過し得る。この空気/血漿界面130それ自身が円弧として可視的である。赤血球がある部分の容器114は、光は本質的に通過できない(しかし、容器114が、遮断する位置から回転して去ったときに、通過する光のために、この領域は完全には暗くならないことを理解されたい)。

0077

一実施形態では、画像は、3分間にわたり、秒当たり5フレームで、長い露出(〜200ms)で捕捉され、次いで沈降曲線を抽出するために処理される。随意的に、画像化の速度としては、限定はされないが、1、2、4、8、16、32、64、又は128画像/秒が挙げられる。随意的に、露出時間としては、限定はされないが、10、20、40、80、160、320、又は640msが挙げられる。測定中の温度も変化し得る。多くの本明細書の実施形態は、室温で測定を遂行させたが、他の温度、例えば37C、は除外されない。温度の影響を修正因子の経験的パラメータの決定などの、校正で考慮に入れることもあるであろう。更に、遠心分離機が回転付けられる時間が典型的に約3秒であるが、より速い又は遅い回転付けも除外されない。

0078

非制限的な例として、測定される望ましい形成された血液構成成分の沈降速度は以下により決定される:
1)血漿/赤血球界面位置対時間を指数関数に適合すること、又は
2)次いでウエスターグレンESRに関連付けし得る、パラメータを与えるために、最初の数秒間に亘る界面の移動の(線形)速度を測定すること。

0079

他の設定は除外されないが、沈降の時間は、通常、遠心分離容器114を保持するバケット回転平面において放射状に配向され、画像捕捉及び処理のために最適の位置にある、回転子116が目的の速度に達した後に開始すると定義される。

0080

データ の前処理
画像変換
図6A〜6Bを参照し、本明細書の一実施形態は、(1)c界面円弧を平坦な界面に変換すること、及び(2)いかなる半径方向の小さい相殺をも補正するための画像の回転の組み合わせであり得る画像の前処理のステップを、分析に先立って用い得る。これは、回転する管からのぼやけた円弧が、今や水平なになることができるように、界面の位置に対しては無視し得る効果を持つ方法で、偏ったピクセルを中心軸に一致させる。

0081

図6A〜6Bに見られるように、最初の画像変換は、円弧を補正するために用いられ得る。図6B中の画像は、その全域で水平の平均が行われる、選択された目的の領域を有する四角形150、及び空気/血漿界面130及び血漿/赤血球界面132の位置であると同定した2本の短い水平な線を示す。

0082

この画像変換図6Aに見られる、遠心分離機の回転の周波数及びカメラの取得周波数の間のストロボの影響により引き起こされた、垂直な線の影響を除去するために望ましい。薄い垂直な(すなわち、半径)部分の測定は、ゆっくり画像の全域を移動するこれらの線に対して脆弱であるが、直線化する変換は、x−方向(半径に対して直角)での平均化を可能にし、及びそのプロファイルを移動する線に対して影響を受けないようにする。この手順は、信号対雑音比も改善する。

0083

図7A〜7Cを参照し、異なる程度の円弧の補正を示す実施例が示される。画像変換パラメータの選択は、所望のレベルの修正を導入するために選ばれ得る。図7Aは、小さすぎる補正を示す。図7Bは、ちょうど適正な補正を示す。図7Cは多すぎる円弧の補正を示す。

0084

異なる円弧及び回転角の補正を持ち、一連の水平の線160を画像上に重ね合わせる、一連の画像を作成するスクリプトを用いるそれぞれのデータセットは、いつ界面が平坦(図7A〜7Cの画像中の水平な)になるかを判定することを可能にする。この適正な程度の円弧修正の判定は校正手順に基づき予め設定されたか、又は人間の検査に基づき選択され得る画像処理のために構成されたプログラム可能なプロセッサにより決定され得る。

0085

一旦これらのパラメータが選択されると、ビデオであることができる、取得された画像情報は、変換のために入力される。空気/血漿界面130及び赤血球界面132の両方の位置の両方の全範囲を覆う目的の領域が選択され得る。随意的に、いくつかの実施形態は、界面130又は132の1つだけを覆う目的の領域を選ぶことができる。随意的に、いくつかの実施形態は、サンプル中の1つ以上の他の目的領域を標的とするために構成され得る。

0086

沈降曲線の抽出
図8A〜8Bを参照し、複数の画像中のそれぞれの時点について、本明細書の技法の一実施形態は、容器を半径方向に下がる強度を表す単一の列を生成するために、目的の領域150内の各行についてのピクセルの強度値(容器114を横切る)を平均する。各時点についての列は、次いでキモグラフ、すなわち、x−軸が時間を表し、及びy−軸が管に沿った半径方向の位置(radial position)を表す画像に組立上げられる。

0087

図8Aは、本明細書に記載される一実施形態によるキモグラフを示す。The図8Aのキモグラフは、時間(x−軸)に対する管(y−軸)の下方向への平均画像強度を示す。図8Aは、空気界面130、血漿136、血漿/赤血球界面132、及び赤血球140を示す。より具体的に、画像の最上部近くの暗い水平の線は空気/血漿界面130を表し、その下の明るい領域は、血漿136を通過して透過された光を表し、及び底部の暗い領域は光が赤血球140により遮断された場所である。

0088

図8Bは、空気/血漿界面及び血漿/赤血球界面の位置を抽出するために、時間に関しての、第一の界面の導関数エッジ検出)が決定され得ることを示す。導関数は、管(y−軸)の下方への距離に関してであり、及び時間(x−軸)に関してではない。図8Bは、空気/血漿(上部の)界面130及び血漿/赤血球(下部の)界面132の位置を示す。

0089

非制限的な一実施例では、図8B中の1つは空気/血漿界面を表し、及び他は血漿/赤血球界面を表す、画像の2つの極大の位置が決定される。これらの(ピクセル)位置を全サンプルにより占有される容積、及び赤血球により占有される容積に変換するために、最上部のy−位置及び遠心分離機管の底部(図2に示される静止管の画像から記録されるものなど)が参照位置として、遠心分離容器の形態の知識と共に用いられる。

0090

図9に見られるように、血漿/赤血球界面の位置は、赤血球により占有される容積分率に変換され、及び遠心分離機に支援された沈降曲線180として、時間に対してプロットされた。図9のこの曲線は、ビデオ記録から抽出された沈降曲線の遠心分離機に基づく決定方法の1つの非限定的な実施例の結果である。

0091

沈降曲線からのESRの計算
一旦、図9の沈降曲線が各サンプルについて得られると、ESRに相関するパラメータを抽出するために多くの可能な方法がある。曲線を単一の分析のためのパラメータに還元する1つの単純な方法は、標準的な非線形最小二乗適合を用いて単一の指数関数を血漿/赤血球界面の曲線に適合させることである。

0092

そのような一例が図10Aに示される。図10Aについて、グラフ中のデータは黒い点200で示され、x−軸は秒単位での時間であり、及びy−軸は、赤血球に占有される容積分率である。単一の指数関数適合は、線202に示される。

0093

図10Bを参照し、グラフ中のデータは黒い点200で示される。図10Bは実質的に双線形(bi−linear)適合を示す。線形適合210で示される、最初の線形部分の勾配は、最初の線形セクション及び充填が遅くなる、赤線214で示される非線形領域との間の遷移部分の時間212と同様に決定されることができる。

0094

標準的な非線形最小二乗適合を用いるこれらの単純な技法は、そのような測定を従来のウエスターグレンESR測定と比較した場合に、ESRに関するいくつかの情報を産生するが、非線形最小二乗NLS)適合に基づく相関は、NLSそれ自身が、特定の修正因子を考慮に入れないために、改善の余地がある。

0095

ESRへの血漿タンパク質の影響
従来のウエスターグレンESR測定に、より密接に相関するESRパラメータを抽出するために、ESR測定に影響を与えるいくつかの因子について理解することが有用である。目的のパラメータ(ESR)は、特定の血漿タンパク質の濃度に応答し、及びこれらのタンパク質の1つ(例えば、フィブリノーゲン)を血液サンプルに添加することにより直接に影響を与え/操作できる。

0096

本実施例では、サンプルに広範囲のESR値を提供する技法として、全目的範囲(ウエスターグレン方法において0〜120mm/h)にわたるESR値を持つ血液サンプルを生成するために外因性のフィブリノーゲンが、用いられた。図11は、フィブリノーゲンの添加が、ウエスターグレンESR値をどのように増加させるかを示す。

0097

図11〜14に見られるように、遠心分離機分析からのいくつかのパラメータは、フィブリノーゲン・レベル(及び従ってESR)と、とりわけ単一の指数関数適合からの時間定数充填開始までの時間、及び最初の線形勾配と良好な相関を示す。図12、13、及び14を参照し、いくつかの実施形態では、これらのパラメータのそれぞれは、ウエスターグレンESR値の見積もりを得るために用いられ得る。この単一の指数関数適合による時間定数及び充填開始時間の両方は、y−スケールに無関係であるという利点を有する。充填開始時間及び最初の線形勾配は、明確な物理的意味を有するという利点を有する。

0098

図11は、ウエスターグレンESR値が、添加されたフィブリノーゲンが増加すると共に増加することを示す。図11は、異なるレベルのフィブリノーゲンが加えられた単一のサンプルを図示している。

0099

図12は、添加されたフィブリノーゲンレベルと良好な相関を示す、生の沈降曲線への単一の指数関数適合からの時間定数を示す。

0100

図13は添加されたフィブリノーゲンレベルと良好な相関を示す、細胞充填までの時間を示す。

0101

図14は、添加されたフィブリノーゲンレベルと良好な相関を示す、生の沈降曲線の最初の線形勾配を示す。

0102

ESRへのヘマトクリットの影響
フィブリノーゲンに加えて、ヘマトクリットがウエスターグレン及び他のESR測定に影響する別の因子であることを理解されたい。実際に、ウエスターグレン赤血球沈降はヘマトクリットにより強く影響される。ウエスターグレン方法では、多くの臨床検査室が、45%を越えるヘマトクリットを持つサンプルについての報告を行わないか、又はESRの測定前に、そのサンプルのヘマトクリット値固定レベルに調整する(通常45%)。本方法の実施形態は、ウエスターグレンは飽和する(すなわち、<10mg/mlのフィブリノーゲンには応答しない)のに対して、本方法の本実施形態は15mg/mlまで飽和しないことで、実際にウエスターグレン技法よりもよい。

0103

遠心分離機に基づくESR沈降は、重力下における測定よりも、さらに強くヘマトクリット・レベルにより影響を受ける。本明細書の少なくともいくつかの実施形態について、ヘマトクリットへの増加した依存性は、より低い容積‐及びその結果としてのより小さな容器寸法のためでもある。ヘマトクリットの増加は、典型的には、赤血球が互いにより緊密になり始め、自由運動への物理的障壁を与えることで血液の粘度を増加させ、及び細胞が充填され始める前に界面が動くことのできる最大距離を減少させることを意味し、これらの全てが炎症からのフィブリノーゲンとは無関係に、ESRを減少させる。

0104

ヘマトクリットの劇的な複雑化効果を説明するために、同じ血液のサンプルを取り、及びESR測定の前にヘマトクリットを調整して遂行された、遠心分離機に基づくESR測定は、典型的な45%のヘマトクリット及び22mm/hの正常ESRを持つ人は、臨床的に重要な血漿タンパク質レベルにおいて変化がないにも関わらず、仮にヘマトクリットが60%であったとすると、5mm/h(非常に低い)として記録され、及び仮にヘマトクリットが35%であったとすると、93mm/h(非常に高い)と記録されることを示した。言い換えると、ヘマトクリットに起因するESRの変動は、臨床家興味を持つ血漿タンパク質に起因するESRの変動より卓越し得る。

0105

ヘマトクリットのこの複雑化効果を補正するためのいくつかの従来のアプローチがある。1つのアプローチは、例えば、Dintenfass(1974)からのヘマトクリット補正曲線を用いる。図表を用いてヘマトクリットを修正するよりも、複雑化効果を取り除くための、より正確な(より労働集約型の条件で)方法は、単に、試験前にヘマトクリットを標準的な値に変更することである。いくつかのESR技法、例えば「ヘマトクリット修正ESR」は、測定されたESRが、ヘマトクリットよりも、血漿のタンパク質内容物(臨床的に関連する)を真に反映し得るために、ヘマトクリットを設定値例えば45%に固定するような最初のステップを含む(Borawski及び




2001)。

0106

図15に見られるように、ヘマトクリットの効果を理解し、及び見積もるために、11個のサンプルの一組が、35%、45%及び55%ヘマトクリットに調整され、次いで、遠心分離機ESR及びウエスターグレンESR技法により検定された。ヘマトクリットが調整された臨床血液サンプルについての、遠心分離機の単一の指数関数の時間定数とウエスターグレンESRの相関が示される。各ヘマトクリットについて、サンプルは良好に相関したが、全てのヘマトクリットの全域にわたっては、サンプルは良好には相関しなかった。

0107

図16を参照し、時間の関数としての血漿/赤血球界面の位置が、遠心分離機に基づくESR実験のための、異なるヘマトクリット・レベルを持つ異なる臨床サンプルの図表上にプロットされた。未調整及び調整済みのフィブリノーゲン・レベル及びヘマトクリットを有する、いくつかの血液サンプルが示されている:赤い正方形:35%、緑の三角形:45%、及び青いひし形:55%ヘマトクリットである。図16は、完全な沈降プロファイルを示し、一方図17は、所定のヘマトクリットに調整された1つのサンプルの、最初の測定期間の短い時間間隔(<10s)についての沈降プロファイルを示す。このサンプルについての沈降プロファイルは、最初の測定期間の間、鋭い下降を示し、最初の測定期間の間、界面位置は、ほとんど線形に落下する。この沈降速度は、赤血球が互いに充填するにつれて遅くなる。様々なヘマトクリット(示されるような)及び様々なESR速度に対応する多くのデータセットが図16に示される。

0108

短い最初の時間間隔(<10s)に亘る沈降が示される図17において、そのような短い測定時間に得られたデータの高い質は、最初の期間の間、全てのヘマトクリット・レベルについて線形の沈降速度を示した。本明細書に記載される一実施形態では、沈降プロファイルの線形領域は沈降速度を抽出するために用いられ得る。生の沈降速度がウエスターグレンESRに対してプロットされる。もし図17の3つのヘマトクリット・レベルに対応する3つの適合線が不連続であると考えると、生の値から臨床的に有意なESR値を引き出すためにはヘマトクリットのための補正が望ましい。

0109

更なる実施例として、図18Aは、ヘマトクリットについて修正されていない沈降プロファイルから抽出された赤血球沈降速度の対数を示す。図18Aも、遠心分離機に基づく沈降速度が、ウエスターグレンに基づく沈降速度よりもヘマトクリットに強く依存することを示す。遠心分離機管の狭い断面が、赤血球による流体の流れに対する水力学的抵抗を増加する。遠心分離プロセスは、水力学的な抵抗を提供する、赤血球のベッドを通過する血漿の流れを含む。この抵抗は、赤血球容積分率、すなわち、ヘマトクリットの関数である。

0110

遠心分離機に基づく、及びウエスターグレン沈降速度の間のより良い相関を得るために、遠心分離機に基づく沈降速度は、ヘマトクリットの影響について修正された。この用いられた修正は、以下で表わされる:

0111

式中、Uuncorr及びUcorrは、それぞれ未修正の(生の)及び修正された沈降速度であり、




は細胞の容積分率(ヘマトクリット)であり、並びに




は、以下に記載されるか、将来に開発されることができる、曲線適合から得られた経験的パラメータである。この修正因子は、赤血球により発揮される増加された抗力を説明するために単純な数学形式を表す。この関数形式は、ヘマトクリットについて修正できることが見出されたが、他の関数も修正できることを理解されたい。

0112

非限定的な実施例として、




を計算する1つの方法は、限定はされないが以下などの校正技法の手段による:多様なサンプルのセット(異なるヘマトクリット、ESR値など…)について、ESR値は、参照方法を用い、及び遠心分離機に基づく方法により決定される。



パラメータは、それぞれの遠心分離機の設定についての校正として得られ、及び少なくとも部分的に容器の形状及びサンプルの容積に基づいて変化し得る。従って、もしそれらの因子の少なくとも1つが変更されると、パラメータを再計算することが望ましい。本明細書において記載される1つの遠心分離機設定について、これらのパラメータ最適値は:




及び




として得られた。これらのパラメータは、適合最適化についてのものであり、及び物理的パラメータには直接関係しないことを理解されたい。これは、単に非限定的な実施例であり、他の曲線適合又は同様の技法が使用され得ることを理解されたい。

0113

ヘマトクリット測定技法
ヘマトクリット修正因子を計算する目的のために、ヘマトクリットについての値は、遠心分離機に基づく沈降試験に先立って周知であることができ、及びそのような状況では、修正されたESR結果は、沈降の最初の線形部分、及び周知のヘマトクリット・レベルに基づいて、遠心分離により赤血球が完全に充填されるまで待つ必要なく迅速に求められることができることを理解されたい。随意的に、いくつかの実施形態は、遠心分離中又はその後にヘマトクリット・レベルを決定できる。

0114

遠心分離前、遠心分離中、又は遠心分離後の、非遠心分離によるヘマトクリット測定は、少なくとも以下のことを含む。1つの技法は、ヘモグロビン濃度の測定を含む。例えば、集団のおおよそ99%では、ヘモグロビン測定及びヘマトクリット・レベルの間に1:1の相関がある。従って、もしヘモグロビン試験データっが利用可能であれば、ヘマトクリット・レベルは、遠心分離機に基づく沈降試験の開始前に、おおむねすでに周知である。

0115

図18Cを参照し、ヘモグロビンに基づくヘマトクリット測定についての検定プロトコルの一実施形態について記載する。血液が水により1:100に希釈される。この希釈されたサンプルが、改良Drabkin試薬(SigmaD5941、0.015%Brij35で補足された重炭酸ナトリウムフェリシアン酸カリウム、及び青酸カリウムを含む)と(1:3)で混合された。37Cで10分後に、反応生成物(シアンメトヘモグロビン)の吸光度が540nmで測定された。検定は、線形の用量反応を0〜20g/dLの範囲にわたって与えるウシヘモグロビン(Sigma2500)により構成された。

0116

ヘモグロビンに基づく測定のための検定プロトコルを用いる結果のヘマトクリット測定の結果との相関について記載する。広範囲のヘマトクリット値を与えるために、ヒト血液サンプルが血漿及び赤血球(遠心分離により収集された)を再結合することにより処理された。これらのサンプルは上記のように検定され、及び標準的な遠心分離毛細管ヘマトクリット検定の結果及びこの結果が以下に示されるように相関付けられた。図18Cに見られるように、結果として得られた相関は、勾配=1、切片=ゼロを持って正確であり、及び相関係数(R^2)=0.99であった。

0117

ヘマトクリット測定の別の技法は、顕微鏡を用いた画像化を含む。ヘマトクリットも、固定された深さを持つキュベット及び周知の程度に希釈された血液サンプルを用いてこの機器中で測定され得る。そのようなキュベットを持つシステムの記載は、参照により全ての目的でその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許出願第13/244,947号に見出される。ヘマトクリットは、(1)視野当たりの赤血球計数及び(2)平均赤血球容積の顕微鏡を用いた測定により決定され得る。好適な方法は:(1)暗視野顕微鏡及び(2)(1)+蛍光的に標識された抗ヒトCD−35(赤血球表面抗原)を用いる蛍光顕微鏡である。画像分析技法が次いで適用される。

0118

特に、ヘマトクリットを測定する1つの方法は、サンプルの光学密度を測定することを含む。例えば、参照によりその全体が全ての目的で本明細書に組み込まれるLipowskyら、“Hematocrit determination in small bore tubes from optical density 測定s under
white light illumination”(小さなくり抜き管の中での、白色光照明下での光学密度測定からのヘマトクリット決定)Microvascular
Research,第 20巻,1号,July 1980,51〜70ページ;http://dx.doi.org/10.1016/0026−2862(80)90019−9,を参照されたい。Lipowskyは、小さなガラスのくり抜き管の中を流れる血液のヘマトクリット、及び白色光タングステン照明下でのその光学密度(OD)の関係を、さまざまな管の内腔径について試験して、議論している。少なくともいくつかの本明細書の実施形態では、小さなくり抜き管の血液が照明されているために、すべてのこのデータが利用可能である。

0119

別の実施形態では、ヘマトクリット・レベルは、血液サンプルの一部をunder顕微鏡又は他の拡大観察下で、限定はされないが、周知のサイズを有し得る定義された観察面積内の赤血球の数及びこの様式で、ヘマトクリットは、そのような赤血球の可視的な特徴化に基づいて決定され得る。

0120

更に別の実施形態では、ヘマトクリット・レベルは、赤血球を圧縮する、血液サンプルの完了した遠心分離に基づき決定され得る。この圧縮されたレベルがヘマトクリットの決定に用いられ得る。この実施例では、遠心分離に基づく沈降試験の線形部分のみが、修正されたESRの決定に用いられる。非限定的な実施例として、線形である界面位置の測定の第一の最初の部分、及びこれも線形である最終的な終わりの部分が、ヘマトクリットについて修正されたESRを計算するために用いられ得る沈降の2つの部分である。図16に見られるように、この非限定的な実施例は、遠心分離後の最初の期間に対応する沈降曲線の線形部分182、及び圧縮が本質的に完了し、曲線が実質的に平坦になる沈降曲線の終わりに近い別の線形部分184を用い得る。線形部分182及び184の間の、沈降曲線の非線形部分は、ヘマトクリット修正因子を計算するためには実質的には用いられない。

0121

上記は非包括的なヘマトクリット計算技法のリストであり、及び他のヘマトクリット・レベルの測定方法は、本明細書に記載される沈降測定技法との使用から除外されない。

0122

ESR測定について、共にどのように作用するかの、非限定的な一実施例では、限定はされないが、沈降曲線の線形部分に付随する時間の期間などの第一の時間の期間、サンプルを含む容器が、制御された条件下で遠心分離されることができる。非限定的な一実施例では、この遠心分離は、加速された沈降プロセスに実質的に一貫した力が加えられ得るように、遠心分離は、特定の力の範囲(遠心分離機の回転子のrpm範囲等の)に制御される。最初の期間の、この沈降プロファイルは、以前に注記したように、おおむね線形であり、及び最初の線形期間の間の遠心分離後に物質中に形成された構成要素の沈降画像を捕捉することが望ましい。非限定的な実施例として、この画像は、限定はされないが、以下のものなどのいくつかのシナリオにおいて撮影され得る:a)容器が遠心分離機内にある間に、b)容器が遠心分離機内にあるが、遠心分離機が停止しているとき、又はc)容器を遠心分離機から取り除き及びそれを画像化する。いくつかの実施形態では、沈降は単一の写真から決定される。開始時間t0におけるレベルは、上澄み又は沈降した形成された構成要素の上に残存する溶液メニスカスレベルであることを理解されたい。沈降のレベルは、加速された沈降の最初の期間の後の画像中の沈降した形成された構成要素のレベルである。

0123

ESRの計算に用いられるヘマトクリット測定は、限定はされないが、本明細書に記載されるものなどの少なくとも1つの方法を用いて遂行され得る。遠心分離機によるものと同じシステムにおいて遂行され得るか、又は随意的に、物理的に分離された装置を用いて遂行され得る。非限定的な一実施例では、沈降画像が得られた後に、沈降及び形成された構成要素のペレットへの圧縮を完了するためにサンプルは遠心分離機され得る。容器への効果的な重力は、沈殿(“ペレット”)が、管の底に集まることを完全に引き起こし得る。上澄み液は、次いで沈殿を乱すことなく、管から傾斜により静かに移す(decant)か、又はピペットにより取り出される。

0124

ヘマトクリット修正されたESRのグラフ
図18Bは、ヘマトクリットの影響について修正された沈降プロファイルから抽出された赤血球沈降速度の対数を示す。相関係数の改善から見ることができるように、このヘマトクリット修正(例えば、図19Aを参照)は、ESRから本質的にヘマトクリットの影響を除去する能力がある。

0125

ヘマトクリット調整された臨床サンプルでは、各ヘマトクリット・レベル内でESRとの良好な相関があり、及び予期されたように、ヘマトクリットの顕著な影響も見いだされた。遠心分離の方法は、ヘマトクリットについての正確な値を得るためにも用いられることができ、及びヘマトクリットの影響が修正され得た。

0126

図19は、ヘマトクリット修正されたESR値(本発明の方法)及び従来のウエスターグレン検査技法からのESRとの良好な相関により実証されたように、ヘマトクリットの影響が明確に最小化されている、図18Bのデータの再プロットを示す。

0127

図20を参照し、図19に示されるように、本発明の方法のヘマトクリット修正されたESRとウエスターグレンESRの関係は、しかしながら、線形関係を持たない。ウエスターグレンESRに線形的に関係する沈降速度の推算を導出するためには、遠心分離機から導出される、ヘマトクリット修正されたデータは、以下の式を用いて更に修正され得る:

0128

推算されたウエスターグレンESR=10^(((LOG(HCT修正されたESR)−LOG(644.11))/0.1367))、用いられている関係及びパラメータは図18Bの分析から導出されている。

0129

図20は、ヘマトクリット修正された、及び線形変換された本発明の実施形態により得られたLog(ESR)値をウエスターグレンESR(ヘマトクリットについて未修正)と比較したものを示す。図20では、校正が適用され(図19から計算された適合に基づいて)、及びウエスターグレン及び本発明の方法の間の一致が示される。このプロット中の基準線は、y=xの線である。この図20は、正確性の実証を示している。

0130

実験方法
様々な図について得られたデータは、以下の技法を用いて得られた。これらは、例として提供され、非限定的であることを意味している。

0131

サンプル:新たにEDTAにより抗凝血化された血液サンプルが用いられた。EDTAは、“修正ウエスターグレン”方法にとって標準的であるために、用いられた。サンプルは室温に保たれ、及び測定に先立ち再懸濁された。

0132

ヘマトクリット調整:サンプルが、ヘマトクリット充填のために回転され(例えば5000相対遠心力(RCF)で20分間)、及び血漿が細胞から分離された。赤血球は、同じサンプルからの血漿とスラリーにされ、及び所望のヘマトクリット・レベルを与えるために、より多い血漿が加えられた。

0133

ウエスターグレンESR測定:1mLのサンプルが、ウエスターグレンESR測定(‘Sedigren’ブランドの管が使用され、そこに同封されるプロトコルに従う)を遂行するために必要とされる。赤血球沈降が観察され、及びビデオ記録により測定される。

0134

フィブリノーゲンによるRBCゼータ電位(及びESR)の調整:図11〜14に示される実施例については、ウシフィブリノーゲンが血液に溶解された。一実施例では、40%のヘマトクリットのサンプルについては0〜10mg/mLの範囲が、5〜100mm/hの範囲のESRを生成した。

0135

遠心分離機沈降曲線の測定:25uLの全血サンプルが遠心分離容器に加えられた。同時係属の米国特許出願第13/355,458号及び13/244,947号に記載される、揺動バケット遠心分離機に、バケットが水平様式(回転軸に垂直)で回転しているときに、光がバケットを通過することを可能にするために、スロットの切込みにより変更した。この非限定的な実施例において、光源は、Thorlabs(ニュージャージーニュートン(Newton))から入手可能なものなどの、検出器に到達する光が検出器を飽和させないように、輝度調製された(典型的に〜10%)1Wの緑色LEDであることができる。ウエブカム又はLogitechから入手可能なものなどの他の画像化機器が、図3に示される回転平面の上10mmに位置付けられた。積分時間は200msであった。画像は、無損失圧縮コーデック(“huffyuv”)を用いて、最大3分までの周知の時間にわたって5フレーム/秒(fps)で撮影された。

0136

画像変換:遠心分離中に、遠心分離容器の視察による観察から得られた画像は、本明細書で図6A〜7Cについて記載される様式により処理された。

0137

沈降曲線の抽出:画像中の赤血球細胞/血漿及び他の界面の経時的な位置は、次いで、本明細書で図8A〜9について記載される様式によりプロットされた。

0138

ヘマトクリット修正因子による曲線の適合:沈降曲線は、沈降速度情報を導出するために、次いで本明細書で図10A〜10B及び図16〜20に記載される、様々な技法を用いる、曲線適合の方法により、ヘマトクリット修正因子と共に、又はなしで更に処理される。

0139

赤血球以外の血液構成要素の測定
本明細書の記載は、第一に赤血球沈降速度を測定する文脈で書かれているが、本明細書の技法は、赤血球以外の他の形成された血液構成要素の沈降速度の測定のための使用に適合され得ることを理解されたい。いくつかの実施形態は血小板沈降を測定し得る。いくつかの実施形態は白血球沈降を測定し得る。随意的に、他の形成された構成要素の沈降も測定され得る。

0140

図21の非制限的な例として、本明細書で記載される遠心分離に基づく方法を用いて得られたキモグラフも、空気/血漿界面130及び赤血球/血漿界面132に加えて、白血球及び血漿界面141を示す「影」もあることを示す。従って、赤血球前線の赤血球及び白血球に相当する第二の沈降の前線が図21の沈降キモグラフにおいて観察される。

0141

従って図21に見られるように、遠心分離機方法のいくつかの実施形態が、順次又は同時に、患者の健康の特定の側面を特性化することにおいて有用な、白血球沈降速度を測定するために用いられる。例えば、白血球細胞は、それらが活性化及び/又は凝集されたときに、それらの物理的特性を変化させる。両方の現象は、白血球の機能を評価することにおいて大きな興味がある。白血球は、遠心力下で沈降するが、それらは赤血球よりも遅い速度で沈降する。白血球沈降の速度は、以下のものの少なくとも1つの関数である:白血球密度、形状、及び凝集状態。沈降速度の測定は、次いで患者の健康の特定の側面を特性化するために用い得る、1つ以上のこれらの変化の検出を導き得る。

0142

非制限的な例として、屈折率の変化又は場合によっては光散乱の変化の使用は、吸光度の変化よりも、血液構成成分の界面位置の測定に用い得ることを理解されたい。随意的に、いくつかの実施形態は両方を用い得る。図21は、白血球界面は、吸光度の変化よりも、屈折率又は光散乱の変化によって検出可能であることを示すデータを示している。一実施形態では、RBCの界面位置は、波長スペクトルの緑の部分を大量に吸収するヘモグロビンによる吸光度の変化に基づく。RBC界面は、たぶん、正しい波長(非常に長い波長)の光が用いられれば、同様に監視され得るであろう。従って、光散乱又は屈折率の変化は、単独で、又は吸光度と組み合わせて、界面位置の測定の代替的な方法として、又は吸光度検出のみでは容易に目視できない白血球細胞又は血小板などのいくつかの界面の検出に用い得る。

0143

統合された自動化システムでの検定処理
図22を参照し、本明細書で記載されるプロセスは自動化された技法を用いて遂行され得ることを理解されたい。この自動化された処理は、統合された、自動化システムにおいて用いられ得る。いくつかの実施形態では、こいれは複数の機能的構成要素をその中に含み、及び共通の筐体で囲まれた単一の装置中にあることができる。沈降測定のための処理技法及び方法あらかじめ設定され得る。随意的に、それはその両方の全体が参照により全ての目的で本明細書に取り込まれる、米国特許出願第13/355,458号及び13/244,947号に記載される様式で、所望のように動的に変化され得る、プロトコル、又は手順に基づくことができる。

0144

図22に示される非限定的な一実施例では、統合された装置500は、その装置の複数の構成要素を制御するために用いられ得るプログラム可能なプロセッサ502と共に提供され得る。例えば、一実施形態では、プロセッサ502は、単一の又は複数の矢印506及び508で示されるように、X−Y及びZ方向に移動可能なピペットシステム504を制御できる。同じ又は異なるプロセッサが、装置中の他の構成要素512、514、又は516も制御できる。一実施形態では、構成要素512、514、又は516の1つが遠心分離機を含む。

0145

図22に見られるように、プロセッサ502による制御は、限定はされないがピペットシステム504等のサンプル取扱いシステムが血液サンプルをカートリッジ510から取得すること、及びサンプルを構成要素512、514、又は516の1つに移動することを可能にし得る。1つの非限定的な実施例では、前記サンプルは血液である。そのような移動は、サンプルをカートリッジ510中の取り外し可能な容器に分注すること、及び次いで取り外し可能な容器を構成要素512、514、又は516の1つに輸送することを含み得る。随意的に、血液サンプルが、構成要素512、514、又は516の1つに取り付けられた容器中に直接分注される。随意的に、このことは、構成要素の一つにおいて、サンプルを容器に分注するに先立って、中間の容器にサンプルを移動することなく、生じ得る。随意的に、いくつかの実施形態は、被験者からサンプルを収集するために用いられた容器を使用し、及びそれが収集容器に残っているうちに処理することができる。このことは、容器中の収集されたサンプルが、サンプル流体を遠心分離機機器において用いられる、更に別の容器に移動させる必要なしで、限定はされないが、遠心分離機又は他のサンプル分離機などの構成要素へ直接取られることを可能にする。随意的に、その中に、被験者からサンプルが収集された前記容器は、小容積の血液サンプルの遠心分離を可能にするために、伝導性のある形状を有し得る。随意的に、この収集容器は、サンプルを前記収集容器から取り外すことなく、その中のサンプルの画像化を可能にするために、少なくとも1つの表面において十分に透明であることができる。随意的に、この収集容器は、サンプルを前記収集容器から取り外すことなく、その中のサンプルの画像化を可能にするために、少なくとも2つの表面において十分に透明であることができる。収集容器に対して、ESR法が遂行される、そのような非限定的な実施例では、ESR測定のための別個の容器にサンプルの等分を移動することに付随するサンプルの損失はない。この非限定的な実施例では、サンプルを処理するために用いられる方法は、サンプル収集機器から収集容器を取り外すこと、随意的には前記収集容器をサンプル処理ユニットに輸送すること、及び随意的には前記収集容器をカートリッジに挿入すること、又は前記構成要素の1つに挿入することを含み得る。随意的に、いくつかの方法は、前記収集容器を、前処理のために、前処理ユニットに持って行き、及び次いで、前記収集容器又は収集容器を持つカートリッジを、サンプル処理ユニットに充填することができる。1つの非限定的な実施例では、サンプルを処理するための方法は、前記収集容器をサンプル収集機器から取り除くこと、及び次いで、前記収集容器をサンプル処理ユニットへ持ってゆくことを含み得る。実施形態では、サンプルを処理するための方法は、前記収集容器をサンプル収集機器から取り除くこと、次いで、前記収集容器をサンプル処理ユニットへ持ってゆくこと、及び次いで、前記収集容器をカートリッジ、又は直接的に前記構成要素の中に挿入することを含み得る。非限定的な実施例として、サンプル処理ユニットは、限定はされないが、米国特許出願第13/769,820号及び61/852,489号に記載されるものであることができ、この両方とも、全ての目的のために、その全体が参照により、本願に組み込まれる。

0146

非限定的な一実施例では、これらの構成要素512、514、又は516の1つは、図3に示される画像化構成により遠心分離される。他の構成要素512、514、又は516は他の分析、検定、又は検出機能を遂行する。非制限的な一実施例では、遠心分離機中のこれらの構成要素512、514、又は516などのサンプル容器の1つは、1つ以上のマニピュレータにより、1つの構成要素512、514、又は516から別の構成要素512、514、又は516(若しくは随意的に別の配置又は機器)に、サンプル及び/又はサンプル容器の更なる処理のために移動され得る。いくつかは、構成要素512、514、又は516からシステム内の別の場所に移動するためにピペットシステム504を、サンプル容器に係合するために用い得る。非限定的な実施例では、これは、サンプル容器を分析ステーション(限定はされないが画像化のためなど)に移動し、及び次いでこの容器を、更なる処理のために遠心分離機に戻すために有用である。実施形態では、これは、ピペットシステム504又は機器中の他のサンプル取扱いシステムを用いて行われ得る。容器、チップなどの、カートリッジ510から構成要素512、514の1つへの、又は516から、システム内の別の位置への移動(又はその逆)も、非限定的な一実施例では、ピペットシステム504又は機器内の他のサンプル取扱いシステムを用いて行われ得る。

0147

以上の全てが単一の筐体520内に統合されることができ、及び卓上又は小さな接地面積の床取り付けのために構成され得る。一実施例では、小さな接地面積の床取り付けシステムは、約4m2以下の床面積を占有し得る。一実施例では、小さな接地面積の床取り付けシステムは、約3m2以下の床面積を占有し得る。一実施例では、小さな接地面積の床取り付けシステムは、約2m2以下の床面積を占有し得る。一実施例では、小さな接地面積の床取り付けシステムは、約1m2以下の床面積を占有し得る。いくつかの実施形態では装置設置面積は約4m2、3m2、2.5m2、2m2、1.5m2、1m2、0.75m2、0.5m2、0.3m2、0.2m2、0.1m2、0.08m2、0.05m2、0.03m2、100cm2、80cm2、70cm2、60cm2、50cm2、40cm2、30cm2、20cm2、15cm2、又は10cm2以下であることができる。ポイントオブサービスの設定における、いくつかの適切なシステムは、米国特許出願第13/355,458号及び13/244,947号に記載されており、この両方は、参照により全ての目的でその全体が本明細書に組み込まれる。本発明の実施形態は、それらの特許出願に記載される任意のモジュール又はシステムとの使用のために構成され得る。

0148

本発明が、その特定の実施形態を参照して記載され、及び図示されてきたが、当業者には、本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく、手順及びプロトコルの、さまざまな翻案、変化、修飾、置換、削除、又は追加を行い得ることを理解するであろう。例えば、上記の任意の実施形態とともに、血漿分離のための他の技法も、遠心分離とともに、又は遠心分離の代わりに用い得ることを理解されたい。例えば、一実施形態は、最初の周期にサンプルを遠心分離することができ、及び次いで前記サンプルは、分離を完結するために、形成された血液構成要素を次いで除去するための、フィルター中に配置され得る。本実施形態は遠心分離の文脈において記載されているが、他の加速された分離技法も、本明細書に記載される沈降速度測定方法のために適合され得る。いくつかの実施形態は、随意的に本明細書で記載されるヘマトクリット修正技法を、参照により全ての目的でその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第6,204,066号に記載される測定技法と、組み合わせ得る。いくつかの本明細書の実施形態は、ヘマトクリットに起因する変数を除去するために血液サンプル中のヘマトクリット値を所定の値にあらかじめ設定するために血液サンプルを前処理できる。いくつかの実施形態は、ヘマトクリット・レベルの調整のために従来の技法も用い得る。本実施形態は、血液サンプルの文脈において記載されているが、本明細書の技法は、他のサンプル(生物学的又はその他の)に適用されるために構成され得ることも理解されたい。

0149

随意的に、少なくとも1つの実施形態は、可変速度の遠心分離機を用い得る。限定はされないがサンプル中の界面の位置の画像化などのフィードバックとともに、前記遠心分離機の速度は、時間に対して線形の圧縮曲線(完全に圧縮されるまで)を維持するために変化されることができ、及びESRデータは、沈降曲線からよりも、むしろ遠心分離機速度プロファイルから導出される。かかるシステムにおいては、前記遠心分離機の速度プロファイルも記録しながら、線形圧縮曲線を有するために、1つ以上のプロセッサが、前記遠心分離機のフィードバック制御のために用いられ得る。どの界面が追跡されるのかに応じて、沈降速度データが、遠心分離機速度に基づいて計算される。1つの非制限的な実施例では、より高速の遠心分離機速度が、圧縮が完了に近づいた時に、線形の曲線を維持するために用いられる。

0150

更に、当業者は、本発明のいかなる実施形態も、ヒト、動物又は他の被験者からの、サンプル体液の収集に適用し得ることを認識するであろう。随意的に、沈降試験に用いられる血液の容積は、1mL以下、500μL以下、300μL以下、250μL以下、200μL以下、170μL以下、150μL以下、125μL以下、100μL以下、75μL以下、50μL以下、25μL以下、20μL以下、15μL以下、10μL以下、5μL以下、3μL以下、1μL以下、500nL以下、250nL以下、100nL以下、50nL以下、20nL以下、10nL以下、5nL以下、又は1nL以下であってよい。いくつかの実施形態では、本明細書において収集された前記サンプルは、毛細管血を含み得る。.いくつかの実施形態では、前記サンプルは指先穿刺から収集される。いくつかの実施形態では、前記サンプルは、前腕、脚、耳たぶ、又は他の部位などの皮膚の、被験者の代替的な部位から収集される。随意的に、いくつかの実施形態は、標的領域が温められるか、及び/又は最初の血液サンプルが、拭き去られる(又は拭き去られない)(並びに残りの少なくとも一部が処理のために収集される)収集プロセスを用い得る。毛細管血液の収集は、毛細管、シリンジを持つ管、又は収集容器に連結された毛細管の手段により生じ得る。随意的に、いくつかの実施形態では、本明細書において収集された前記サンプルは、主に、無視できる量の間質液を含む、毛細管血液を含む。随意的に、いくつかの実施形態は、複数の収集管又はチェンバーと統合された収集機器を用いることができ、管又はチェンバーがESRのために画像化される。随意的に、いくつかの実施形態は複数の収集管又はチェンバーと統合された収集機器を用いることができ、管又はチェンバーの1つだけがESRのために画像化される。

0151

加えて、濃度、量及び他の数値データは、本明細書においては範囲のフォーマットで示され得る。そのような範囲のフォーマットは、単に便宜及び簡潔さのために使用され、及び範囲の限界として明示的に列挙された数値のみならず、あたかもそれぞれ明示的に提示されるかのように、その範囲内に包含される、全ての個別の数値及びサブ範囲が、含まれると、柔軟に解釈されるべきであることを理解されたい。例えば、約1nmから約200nmまでという粒径範囲は、約1nm及び約200nmの明示的に提示された範囲だけでなく、2nm、3nm、4nmなどの個々のサイズを、及び10nmから50nm、20nmから100nm、などのサブ範囲も含むように解釈されるべきである。

0152

本明細書において議論され、又は引用された刊行物は、単に本出願の出願日に先立つ開示として提供される。本明細書中の何物も、先行発明の理由で、かかる刊行物に先立つ資格がないことの承認と解釈されるべきではない。更に、提供されている刊行日は、個々に確認される必要のある実際の刊行日と異なることがある。本明細書において言及される全ての刊行物は、構造及び/又は方法のいずれに前記刊行物が引用されているかを開示及び記載するために、参照により本明細書に組み込まれる。以下の出願は参照により、全ての目的で、完全に本明細書に取り込まれる:米国特許出願第13/355,458号及び13/244,947号、13/769,820号、61/852,489号;及び2012年7月18日に出願された、“Rapid Measurement of Formed Blood Component Sedimentation Rate from Small Sample Volumes”(少量のサンプル容積から形成された血液構成成分沈降速度の迅速な測定)の表題の米国特許仮出願番号第61/673,037号;2014年1月22日に出願された、米国特許仮出願番号第61/930,432号、米国特許第8,380,541号、8,088,593号;米国特許出願公開第2012/0309636号;2012年7月26日に出願された、米国特許出願第61/676,178号;2012年9月25日に出願されたPCT/US2012/57155号;2011年9月26日に出願された米国特許出願第13/244,946号;2011年9月26日に出願された米国特許出願第13/244,949号;及び2011年9月26日に出願された米国特許仮出願第61/673,245号。

0153

少なくともいくつかの本明細書で記載される実施形態の様々な態様が以下のパラグラフで列挙される:

0154

態様1.以下を含む方法:血漿から形成された血液構成要素を分離するために血液サンプルに加速された血液構成成分の分離技法を、一定時間の間用いること;加速された血液構成成分の分離の開始後に、前記血液サンプル中の少なくとも1つの形成された血液構成成分について時間に関係する圧縮曲線を確立することであって、前記圧縮曲線は、最初のおおむね線形の部分を有しており;形成された血液構成成分の沈降速度を、少なくとも以下に基づいて決定すること:前記圧縮曲線及びヘマトクリット修正因子。

0155

態様2.以下を含む方法:容器中の血液サンプルを一定時間の間遠心分離すること;加速された血液構成成分の分離の開始後に、前記血液サンプル中の少なくとも1つの形成された血液構成成分について時間に関係する圧縮曲線を確立することであって、前記圧縮曲線は、最初のおおむね線形の部分を有しており;前記圧縮曲線のおおむね線形の部分にヘマトクリット修正因子を用いることにより、形成された血液構成成分の沈降速度へのヘマトクリットの影響を修正すること。

0156

態様3.以下を含む方法:容器中の血液サンプルを一定時間の間遠心分離すること;加速された血液構成成分の分離の開始後に、前記血液サンプル中の少なくとも1つの形成された血液構成成分について時間に関係する圧縮曲線を確立すること;以下の式に基づく、ヘマトクリット修正因子を用いることにより、形成された血液構成成分の沈降速度へのヘマトクリットの影響を修正すること:

0157

Uuncorr及びUcorrは未修正の(生の)及び修正された沈降速度であり、




は細胞の容積分率(ヘマトクリット)であり、及び




は曲線適合から得られる経験的パラメータである。

0158

態様4.ヘマトクリット修正因子についての曲線適合が、遠心分離に基づく技法からの沈降速度を、参照技法からの沈降速度により校正することを含む上述の態様のいずれか1つの方法。

0159

態様5.参照技法がウエスターグレン技法である、上述の態様のいずれか1つの方法。

0160

態様6.15mg/mlの高さの用量のフィブリノーゲン・レベルが、沈降速度測定に影響を与えない、上述の態様のいずれか1つの方法。

0161

態様7.前記血液サンプルが約100uL以下である、上述の態様のいずれか1つの方法。

0162

態様8.前記血液サンプルが約50uL以下である、上述の態様のいずれか1つの方法。

0163

態様9.前記血液サンプルが、約25uL以下である、上述の態様のいずれか1つの方法。

0164

態様10.遠心分離が、第一の期間の間に第一の速度で生じ、及び次いで第二の期間の間に、より速い速度で生じる、上述の態様のいずれか1つの方法。

0165

態様11.血液サンプル中の1つ以上の形成された血液構成要素の界面位置を確立するために、遠心分離の間に、血液サンプルを目視により観察されることを可能にするために構成された遠心分離機を用いる、上述の態様のいずれか1つの方法。

0166

態様12.赤血球/血漿界面の経時的な位置を確立するために、血液サンプルを目視により観察されることを可能にするために、遠心分離が窓をその上に有する遠心分離機を使用する上述の態様のいずれか1つの方法。

0167

態様13.形成された血液構成要素/血漿界面の経時的な位置を確立するために、血液サンプルを目視により観察されることを可能にするために、遠心分離が、遠心分離機、光源、及び画像捕捉機器を用いる上述の態様のいずれか1つの方法。

0168

態様14.圧縮曲線データが、遠心分離容器中の、1つ以上の形成された血液構成要素の界面位置の複数の画像を経時的に捕捉することにより収集される、上述の態様のいずれか1つの方法。

0169

態様15.複数の画像中のピクセル位置が、正確に界面位置を決定するために用いられる、態様14の方法。

0170

態様16.画像の捕捉が、遠心分離機が最小作動速度に達した時に開始する、態様14の方法。

0171

態様17.画像の捕捉が、遠心分離機が回転を開始した時に開始する、態様14の方法。

0172

態様18.圧縮曲線データが、サンプルが遠心分離される間に収集される、上述の態様のいずれか1つの方法。

0173

態様19.遠心分離が、ヘマトクリットについての正確な値を得るため、及びヘマトクリットの沈降速度測定に対する影響を修正するために用いられる、上述の態様のいずれか1つの方法。

0174

態様20.ヘマトクリットについて修正することが、前記曲線において生じる複数の形成された血液構成成分の界面位置についての数学関数を計算することを含み、前記関数はヘマトクリットによる沈降速度変動について、修正するために作用する、上述の態様のいずれか1つの方法。

0175

態様21.ヘマトクリット修正因子が、圧縮曲線の非線形部分からのデータを用いることなく決定される、上述の態様のいずれか1つの方法。

0176

態様22.サンプル中のヘマトクリット・レベルが、遠心分離とは別の技法から導出される、上述の態様のいずれか1つの方法。

0177

態様23.




が適合最適化のためのものであり、及び物理的パラメータには直接関係しない、上述の態様のいずれか1つの方法。

0178

態様24.曲がった界面を平坦な界面へ変換するための画像変換を更に含む、上述の態様のいずれか1つの方法。

0179

態様25.ヘマトクリット修正が、ヘマトクリットの形成された血液構成成分の沈降速度に対する影響を本質的に除去する能力を有する、上述の態様のいずれか1つの方法。

0180

態様26.画像変換パラメータが選択され、形成された血液構成成分の界面位置のビデオが、画像変換により達成され、及び次いで、空気/血漿界面及び赤血球界面の両方についての位置の全範囲を覆う目的の領域が選ばれる、上述の態様のいずれか1つの方法。

0181

態様27.サンプル容器を半径方向に下がる強度を表す単一の列を生成するために、ビデオのそれぞれの時点について、目的の領域内のサンプル容器の全域内のそれぞれの行についてのピクセル強度値平均される、上述の態様のいずれか1つの方法。

0182

態様28.各時点についての列が、次いでキモグラフに組み立てられる、上述の態様のいずれか1つの方法。

0183

態様29.1つが空気/血漿界面に、及び他が血漿/赤血球界面に対応する2つの画像の極大の位置が決定される、態様28の方法。

0184

態様30.全サンプル及び赤血球により占有される容積に変換することを含み、遠心分離容器の頂部及び底部のy−位置が、遠心分離容器の形状の知識と共に参照位置として使用される、態様28の方法。

0185

態様31.血漿/赤血球界面位置を赤血球により占有される容積分率に変換し、及び遠心分離機沈降曲線として、時間に対してプロットすることを含む、上述の態様のいずれか1つの方法。

0186

態様32.沈降プロファイルの線形領域が、沈降速度を抽出するために用いられる、上述の態様のいずれか1つの方法。

0187

態様33.ウエスターグレンESRに線形に相関する沈降速度の推算を導出することを更に含み、遠心分離から導出される、ヘマトクリットにより修正されたデータを、更に次の式で修正する、上述の態様のいずれか1つの方法:推算されたウエスターグレンESR=10^(((LOG(HCT修正されたESR)−LOG(a))/b))。

0188

態様34.沈降速度の線形グラフを確立するために、ヘマトクリットによる修正及びLog(ESR)値の線形変換を更に含む、上述の態様のいずれか1つの方法。

0189

態様35.前記血液サンプルが全血である、上述の態様のいずれか1つの方法。

0190

態様36.前記血液サンプルが、抗凝血処理されたサンプルである、上述の態様のいずれか1つの方法。

0191

態様37.前記形成された血液構成成分が白血球細胞である、上述の態様のいずれか1つの方法。

0192

態様38.前記形成された血液構成成分が血小板である、上述の態様のいずれか1つの方法。

0193

態様39.遠心分離の開始後に白血球沈降速度を決定することを更に含み、白血球沈降速度を測定することが、白血球細胞に関する少なくとも1つの次のものを特性化する、上述の態様のいずれか1つの方法:細胞密度、形状、及び凝集状態。

0194

態様40.以下を含む方法:加速された血液サンプル圧縮プロセスから、形成された血液構成成分及び血漿の界面の位置の経時的な複数の画像を収集すること;曲がった界面を持つ画像が直線界面を持つ画像に修正されるために、前記複数の画像の画像変換を遂行すること;前記血液サンプル中の少なくとも1つの形成された血液構成成分について、前記修正された画像中の界面位置に基づき時間に関係する圧縮曲線を確立すること。

0195

態様41.以下を含む方法:容器中の血液サンプルを一定時間の間遠心分離すること;形成された血液構成成分及び血漿の界面の位置の経時的な複数の画像を収集すること;曲がった界面を持つ画像が直線界面を持つ画像に修正されるために、前記複数の画像の画像変換を遂行すること;遠心分離の開始後に、前記血液サンプル中の少なくとも1つの形成された血液構成成分について、前記修正された画像中の界面位置に基づき時間に関係する圧縮曲線を確立すること。

0196

態様42.以下を含む方法:血液サンプルの位置から遠心分離容器中に血液サンプルの少なくとも一部分を移転するために、プログラム可能なプロセッサに制御されるシステムを用いること;前記容器を第一のアドレス可能な位置から、第二のアドレス可能な位置を持つ遠心分離機に移転するために、プログラム可能なプロセッサの制御下にサンプル取扱いシステムを用いること;容器中の血液サンプルを一定時間の間遠心分離すること;形成された血液構成成分及び血漿の界面の位置複数の画像を経時的に収集すること;

0197

遠心分離の開始後に、前記血液サンプル中の少なくとも1つの形成された血液構成成分について、前記修正された画像中の界面位置に基づき時間に関する圧縮曲線を確立すること。

0198

態様43.前記遠心分離機が、約15cm以下の回転子を有する、上述の態様のいずれか1つの方法。

0199

態様44.前記遠心分離機が、約10cm以下の回転子を有する、上述の態様のいずれか1つの方法。

0200

態様45.前記遠心分離機が、回転子が作動中に、約15cm以下の最長寸法で領域を囲む、上述の態様のいずれか1つの方法。

0201

態様46.前記遠心分離機が、回転子が作動中に、約10cm以下の最長寸法で領域を囲む、上述の態様のいずれか1つの方法。

0202

態様47.以下を含む方法:容器中の血液サンプルを一定時間の間遠心分離すること;圧縮が完了するまで、少なくとも1つの形成された血液構成成分の経時的な線形圧縮曲線を確立するために、遠心分離速度を変化させること;少なくともその時間の期間の一部分について、遠心分離速度プロファイルを監視すること;及び遠心分離速度プロファイルに基づいて血液構成成分の沈降速度を決定すること。

0203

態様48.以下を含む方法:容器中の血液サンプルを一定時間の間遠心分離すること;最初の時間に、形成された血液構成成分及び血漿の界面の位置の第一の単一の画像を採集すること;第二の時間に、沈降速度がまだ線形である間に、形成された血液構成成分及び血漿の界面の位置の第二の単一の画像を採集すること;前記血液サンプル中の少なくとも1つの形成された血液構成成分について、計算された線形沈降速度及びヘマトクリット修正因子に基づいて沈降速度を計算すること。

0204

態様49.サンプルと共に用いる機器であって、前記機器は:
遠心分離中に、容器ホルダー中の、血液構成成分の界面位置の検出を可能にするために構成された遠心分離容器ホルダーを有する遠心分離機を含む機器。

0205

態様50.前記遠心分離機が、遠心分離の間に、遠心分離容器ホルダーの目視による観察を可能にする窓を有する、態様49の機器。

0206

態様51.前記遠心分離機が、サンプル中の血液構成成分の界面位置の検出を可能にする照明源を有する、態様49の機器。

0207

態様52.以下を含む方法:遠心分離の間に、容器ホルダー中の容器中の血液構成成分の界面位置を検出することを可能にするために構成された遠心分離容器ホルダーを有する遠心分離機;血液サンプルを第一の位置から遠心分離機の位置まで移転するためのサンプル取扱いシステム;及び遠心分離の少なくとも一部分の間に、界面位置を記録するためにプログラムされたプロセッサ。
この文書著作権保護の対象になる資料を含む。それらが米国特許商標局の特許ファイル又は記録に現われるので、版権所有者(本明細書における特許申請人)は、特許文献及び開示の複製に反対しないが、そうでなければ何であるかに関わらず、全て著作権を保有する。以下の注意が適用される:著作権2013年テラノス社

0208

上述のことは、本発明の好適な実施例の完全な記載であるが、様々な代替物、修正及びなど価物を使用することが可能である。従って、現在の発明の範囲は、上記の記載を参照して決定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲、及びそれらのなど価物の完全な範囲を参照して決定されるべきである。好適であるか、又はないかに関わらず、任意の特徴が、好適であるか、又はないかに関わらず、他の特徴と組み合わされ得る。「means for(ための手段)」の語句を使用して、所定の請求項が明確に言明されていない限り、添付された請求項は、手段プラス機能の限定を含むものとは解釈されない。本明細書の記載、以下の特許請求範囲の全体を通して用いられるように、「a(1つ)」「an(1つ)」「the(前記の)」は、文脈において明白に示さない限り、複数の意味を含むことを理解されたい。更に、本明細書の記載、及び以下の特許請求の範囲の全体を通して用いられる、「in(〜の中に)」の意味は、文脈で明白に示されない限り、「in(〜の中に)」、及び「on(〜の上に)」を含む。最後に、更に、本明細書の記載、及び以下の特許請求の範囲の全体を通して用いられる、「及び(及び)」、「or(又は)」の意味は、文脈で明白に示されない限り、接続詞及び離接的接続詞を含み、交換可能に使用され得る。従って、文脈で明白に指示しない限り、文脈の中で「及び(及び)」、又は「or(又は)」という用語が使用される場合、そのような接続の使用法は「及び/or(及び/又は)」を除外しない。

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