JPH0528786B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 血液を分析する場合の重要なデータの１つは、
凝固の傾向であり、血液分析試験の目的は、止血
系の平衡統合性を照合することである。

この照合に有用なパラメータを測定する場合、
複数の条件が併在するによつて多数の問題が生じ
る。即ち、血液サンプルが凝固する傾向と、健康
な個人の正常の凝固パラメータが保持される領域
内の標準値に対する測定パラメータのずれの程度
とを完全に表わすような情報を保つべき場合に
は、測定精度及び測定の再現性が必要とされる。

凝固時間を測定するために、１つ以上の試薬を
血漿と混合しなければならないことが知られてい
る。凝固時間の測定は、混合を行なう時間から開
始する。

凝塊の形成により生じる血漿の物理的な変化を
感知する測定装置が提案されている。

幾つかの公知装置は、機械的な撹伴手段によつ
て血漿と試薬を完全に混合し、凝塊の形成領域に
おいて粘度の急激な居部的な増加によつて上記手
段に生じる機械的な反応を監視するという原理を
利用するものである。これらの装置は、機械的に
複雑であり、撹拌手段を浸漬すること自体によつ
て凝固時間が変化するので、おおよその測定値し
か与えられない。

他の公知の装置は、血漿と試薬との混合物中に
浸漬した電極間で導電率の測定を行ない、電極間
に凝塊が生じることによつて起きる電極間の抵抗
値の急激な変化を利用するものである。然し乍
ら、この方法は、信頼性が低い上に再現性が悪
く、然も、各測定の後に全ての血漿接触部分に対
して複雑な清掃作業を必要とする。

又、凝塊の形成によつて生じる血漿の光吸収率
の変化に基づいた測定方法も示唆されている。こ
れは、光学的な測定方法であり、測定キユベツト
内に血漿と試薬の混合物を形成し、これを光学的
な測定通路に配置し、キユベツトを透過するサン
プルとして取り出した光ビームに基づいて血漿の
光吸収性を測定するものである。このような測定
原理を用いた装置の主たる欠点は、形成される凝
塊の光ビームに対する正確な位置が確実なもので
ないことである。

公知装置の更に別の一般的な欠点は、分析され
るべき種々のサンプルの活性化時間（必要とされ
る時）を再現できないことである。

公知の全ての測定装置に伴う更に別の欠点は、
凝塊形成プロセスを著しく且つ不規則に変更する
ことなく試薬を血漿に混合することが困難なこと
であり、これにより、測定される凝固時間が変化
することは明らかである。

本発明の１つの目的は、血漿サンプルの凝固時
間を、絶対値又はパーセント値及び／又は標準値
に対する比として測定するのに用いられる装置及
び方法であつて、公知の欠点を解消すると共に、
特に、得られるデータが基準値に対して特に重要
なものとなるように非常に再現性の良い測定を行
なうことのできる装置及び方法を提供することで
ある。

本発明の更に別の目的は、測定の標準化、ひい
ては、その信頼性に影響するようなサンプルごと
に変化する混合物に対しその目的とする処理モー
ドに拘りなく測定を行なうように、特に、血漿と
凝固試薬との混合に関して素早く且つ完全に自動
的に測定を行なえるようにする方法を提供するこ
とである。

本発明の第３の目的は、即座の非常分析にも使
用できるように全体的に非常に短時間で測定を行
なえるようにすることである。

上記の目的に対し、本発明は、血漿サンプルの
凝固の傾向を測定する方法であつて、血漿及び少
なくとも１つの試薬をキユベツトの部分ダムで分
離された２つのチヤンバに配置し、キユベツト
は、その半径方向の軸によつてロータに支持さ
れ、キユベツトの底部には少なくとも２つの実質
的に直交する透明な窓が設けられ、次いで、半径
方向距離が短い方のチヤンバ内に収容された成分
を上記ダムを越えてその隣接チヤンバヘスピン転
送して、成分を混合し、これにより形成される混
合物に上記窓の一方を通して光ビームを案内し、
次いで、上記窓の他方から出て来る光を検出する
ことによつて上記混合物で散乱された光を測定
し、その後、混合物による光散乱の強度を基準物
体の光散乱の強度と比較し、そしてこれによつて
得られる比較値の時間に伴う変化を測定するとい
う方法に係る。

特に、本発明による方法は、エマルジヨンより
成る基準物体を使用するもので、水に含まれたシ
リコーンオイルのエマルジヨンが効果的であると
分かつた。

基準物体は、正常な凝塊に匹敵する光散乱信号
を模擬するものであり、正常とは、凝塊のサイズ
及び密度に基づくもので、ひいては、光に対する
その反射性に基づくものである。

本発明の方法によれば、時間に伴う凝塊形成の
進行状態を表わす凝固曲線が、分析さるべき各サ
ンプルごとに測定され、この曲線によつて表わさ
れた値が適当なアルゴリズムによつて処理され、
このようにして、全ての凝固テストに対して凝固
時間及び他の関連パラメータが測定される。線維
素原の含有量を測定することもできる。

公知の方法に比べ、本発明の方法では、非常に
再現性の良いデータが与えられる。

本発明の方法では、一般に吸収測定を用いた方
法に比して相当に高い測定精度が得られるが、こ
れは、凝塊の光吸収性を測定する場合よりも凝塊
の光散乱性を測定する場合の方が凝塊形成の進行
を良好に規定できることによるものである。

以下で明らかとなるように、最終的な凝固段
階、即ち、線維素原から線維素への変換について
は、系が液体状態から固体状態へ変化される。

最初の均質な液相は、不均質な液−固相へと変
わり、ここでは、非溶解性線維素の最初の糸が形
成され（これらは、主として、光散乱の中心であ
る）、そして良く知られたように血球が糸に絡み
付き、血清に押し入るというプロセスにより、凝
塊が形成される。

最終的な相は、全ての線維素原が非溶解性線維
素に変換された均質な固相である。

本発明の目的及び効果並びにその実際の用途
は、添付図面を参照とした実施例の詳細な説明よ
り明らかとなろう。

実施例 第１図に示すように、本発明により測定を行な
う装置は、１３で部分的に示されたモータによつ
て回転される円盤１２が１１において回転可能に
支持された構造体１０を備えている。円盤１２は
ハブ１４を支持し、このハブにはサンプルホルダ
プレート１５が取外し可能に固定される。このプ
レート１５には、参照番号１６で全体的に示され
た半径方向に延びる中空形状のキユベツトが形成
される。

各キユベツトは、傾斜状のダム１９によつてチ
ヤンバ１７及び１８に分割され、各チヤンバは、
通路２０及び２１によつて外部と連通している。

サンプルホルダプレート１５は、透明なプラス
チツク材料で形成される。例えば、本出願人の
1983年のイタリア特許出願第20560A号から明ら
かなように、装置及びそのサンプルホルダプレー
トの一般的な構造の概要のみをここに述べる。

本発明の装置には、光源２２が設けられ、この
光源は、例えば、光フアイバ束２３を経て、キユ
ベツト１６のベース壁に光線を送り出す。光検出
ユニツト２４は、光線に直交する位置に設けら
れ、チヤンバ１８に収容された材料によつて散乱
された光がサンプルホルダプレート１５の穴２５
を経てこの光検出ユニツトに達する。

本装置は、検出器２６及び２７を備え、これら
の検出器は、サンプルホルダプレート１５の速度
及び位置を検出し、それに対応する信号を処理ユ
ニツト２８に送る。この処理ユニツト２８には、
光検出ユニツト２４からの信号も送られる。処理
ユニツト２８は、モータ１３を作動する信号と、
光検出ユニツト２４の信号に基づいた信号とを発
生し、この後者の信号は、データ表示ユニツト２
９に送られる。

光源２２は、色々な種類のものでよいが、特
に、He−Neレーザであり、これは、その単色光
エネルギーの強度が高く且つ許容できる程一定で
あり、然も、有効寿命が比較的長いという点で効
果的である。又、この種のレーザは、その放射波
長からも光源として適していると分かつており、
測定の実験感度は、スペクトルの赤領域の放射で
最大であると分かつている。

本発明による方法及び装置の作動モードは、全
ての凝固分析に有効な典型的な凝塊形成曲線を示
した第３図から明らかとなろう。

第３図は、横軸に時間を示しており、パラメー
タＲは、テストサンプルによつて散乱された光
と、光学的な基準物体（エマルジヨン）によつて
散乱された光との比を表わしている。

装置が、例えば1200rpmの各ロータ回転ごとに
光の散乱を測定する場合には、50ミリ秒ごとに測
定を行なつて曲線がプロツトされる。然し乍ら、
測定と測定との間の時間は、測定に必要な精度に
基づいて選択することができる。

光学基準物体の光散乱は、測定に対して予想さ
れる感度を得るために光源によつて発生される光
が一定であると考えられる充分短い時間間隔で測
定される。

従つて、これにより得られる曲線は、凝塊形成
プロセスのみを表わし、光源の非安定性による影
響は排除される。

第２図に示すような混合サイクルが完了した時
には、監視しようとする反応によつて異なる遅延
が与えられる。

例えば、最初の１秒間に測定された曲線の最初
の点は、オフセツト、即ち、各サンプルに独特な
減算項を表わしており、これは、曲線をゼロ化す
ると共に、スタート点を全ての曲線に対して等し
くする。

それ故、病的な血漿と正常な血漿との混濁度の
差や試薬の種々の不透明さが、測定や測定値間の
比較に影響することはない。

第３図の曲線は、凝塊形成プロセスの特性の段
階を各々表わす３つの部分に細分化することがで
きる。

(a) 線維素を伴わずに液体サンプルと試薬とを混
合する。

(b) 線維素原を急速に変換しながら非溶解性の線
維素を形成し始める。

(c) 線維素の凝結を安定化する。

従つて、最終的な光散乱値（相対的なオフセツ
ト減算を伴う）は、サンプル内に存在する凝固可
能な線維素原の量に相関したパラメータとなる。
ここに示す装置の作動モードは、２つの典型的な
サイクルについて以下により詳細に説明する。

−１つの試薬を血漿に添加するサイクル。これら
の一例としてPTサイクルがある。

−２つの試薬を別々に順次に血漿に添加するサイ
クル。これらの一例としてAPTTサイクルが
ある。

本発明によりPTサイクルを実行する場合は、
次のように行なう。血漿サンプルと試薬（典型的
に、カルシウムトロンボプラスチン（第族））
を一対の通路２１及び２０に同時に導入し、キユ
ベツトのチヤンバ１７及び１８を占有するように
する。

キユベツトの１つに光学基準エマルジヨンを入
れてキユベツト１６を前記したように装填した時
に、ロータが回転され、血漿は遠心力によつて傾
斜状のダム１９を越えるようにされ、チヤンバ１
８に達した試薬と混合される。

サンプルホルダプレートの急速な加速によつて
成分を完全に混合した後に急速に減速して停止し
（血漿と試薬の混合を最適なものにする）、プレー
トを数秒間停止したまゝにする。次いで、ロータ
を約1200rpmまで再び加速してデータの収集を開
始する。これは、凝居について測定しようとする
最長の時間よりも長い時間、例えば、約１分間続
けられることが明らかである。

第２図は、ロータ１２−１５の典型的な運動サ
イクルを示しており、横軸には時間が示され、縦
軸には処理ユニツト２８で制御されるロータの角
速度が示されている。処理ユニツト２８には、光
検出ユニツト２４の信号も送られる。

時間間隔Ａ、Ｂ及びＤは、0.4秒であり、時間
間隔Ｃは、約３秒である。測定は、27で検出され
るロータ位置の弁別によつて各キユベツトごとに
１回行なわれる。それ故、各キユベツトごとに、
２９に表示される光散乱が２４で測定され、第３
図には、時間に伴う光の強度が示されている。

従つて、PT測定分析で得ようとする時間の値
は、凝塊形成プロセスが一般に開始状態に保持さ
れるところの曲線上の点を所定の方法で定めるこ
とによつて得ることができ、このような点は、領
域ｂ内の曲線の変曲点、即ち、Ｒの値が曲線の初
期値（オフセツト）から予め設定された程度まで
ずれる点として予め選択することもできるし、或
いは、試験員によつて前以て選択された他の基準
に基づいて選ぶこともできる。これは、凝固曲線
の再現性に要点が置かれるので、任意に行なうこ
とができる。

前記したように、第３図の曲線は、血漿サンプ
ルに含まれた繊維素原に関する自然の情報を表わ
すもので、即ち、補足的な操作は必要とされない
ことに注意されたい。

最初のＲ値と、凝固の実際の終了に対応する一
定値に近づきつゝある値との差は、線維素に変換
できる活性線維素原の含有率（％）に相関された
指数である。

それ故、この重要な分析データは、本発明の方
法及び装置によつて行なわれる分析で得ることが
できる。

PATTサイクルの典型的な場合について、２
試薬サイクルを以下に述べる。

血漿サンプルと第１の試薬（典型的に、ケフア
リン＋エラジツク酸）を一対の通路２０及び２１
に同時に入れ、各々、チヤンバ１７及び１８を占
有するようにする。

前記したように、ロータにキユベツト１６を装
填した時に、ロータを回転し、血漿が傾斜状のダ
ム１９を越えるようにされ、チヤンバ１８に達し
て試薬と混合される。

成分の完全な混合は、サンプルホルダロータの
急激な加速によつて行なわれ、その後、ロータを
急激に減速して停止し、これを数秒間保持し、血
漿と第１試薬との完全に混合させる。次いで、ロ
ータを約1200rpmまで再び加速し、この速度に60
秒間保つ。乾燥時間として知られているこの時間
により、血漿はチヤンバ１７からチヤンバ１８に
完全に転送されると共に、チヤンバ１７が乾燥さ
れ、第２の試薬（典型的に、CaCl）を受け入れ
ることができる。

ここで、「乾燥」とは、毛管現象によつてチヤ
ンバ１７からチヤンバ１８へ移動し得るような非
常に薄い液体表面膜を除去することを意味する。
次いで、通路２０への第２の試薬の充填が開始さ
れ、これがチヤンバ１７を占有する。

前記したように、ロータにキユベツト１６が装
填されると、最初の混合から300秒後にロータが
回転され、試薬が傾斜状のダム１９を越えてチヤ
ンバ１８に達し、第１の試薬と既に混合されてい
る血漿と混合される。

成分の完全な混合は、サンプルホルダプレート
の急激な加速によつて行なわれ、その後、プレー
トは、急激に減速されて停止され、この状態に数
秒間維持され、血漿／第１試薬の混合物と第２試
薬とが完全に混合される。次いで、ロータを約
1200rpmまで再び加速し、データ収集を開始す
る。このデータ収集は、凝固について測定しよう
とする最長時間より長い時間、例えば、70秒間続
けることが明らかである。

測定は、２７で行なわれるロータ位置の弁別に
よつて各キユベツトごとに個々に行なう。

従つて、各キユベツトごとに２９に表示される
光散乱値が２４で測定され、第３図に示すような
形式の光強度と時間の曲線が形成される。

それ故、処理ユニツト２８は、モータ１３の回
転を制御する信号を時間の関数としてそれ自体良
く知られたやり方で処理すると共に、一致信号を
時間及びロータ位置の関数として処理する。この
一致信号は、２４で測定されてデータ表示ユニツ
ト２９へ送られる光散乱に関連した信号である。

又、処理ユニツト２８は、基準エマルジヨンを
含むキユベツトから光散乱信号がプリセツトされ
た時間間隔で出力されるように良く知られたモー
ドで制御を行ない、前記した第３図の曲線をプロ
ツトするために測定されたデータを処理すること
により重要な分析データを得るに要する計算を行
ない、上記の曲線を分析すると共に、この曲線上
の定められた特性点を決定する。

本発明の装置及び方法についての上記の実施例
は、本発明の原理を示すもので、本発明をこれに
限定するものではない。

本発明の範囲から逸脱することなく多数の種々
の変更や修正がなされ得ることが明らかであろ
う。

特に、光ビームをキユベツトの底部に送るのに
用いられた光学的な手段は、上記したものと異な
つてもよい。又、直交方向に光散乱を受け取るの
に用いた手段についても同じことが云え、散乱光
の強度に基づいて信号を発生するようなトランシ
ジユーサに散乱光が送られてもよい。

He−Neレーザが効果的であるとして説明した
光源も、これとは異なるものであつてもよいが、
測定精度という点からは、単色光又は狭帯域光の
光源、特に、スペクトルの赤領域の光源が有利で
ある。

血漿サンプル及び試薬をキユベツトに配置する
装置のような付属器具については説明しなかつ
た。というのは、これら器具は、それ自体公知で
あるか或いは本発明の実施に当たつて必ずしも必
要とされないからである。これらの器具は、血管
用の２本の端子針を支持するアームで構成される
のが便利である。これらの針は、測定動作を完全
に自動化するように、採取血管の近く及びキユベ
ツトのチヤンバに連通する穴の近くに順次にもつ
ていかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の測定装置の重要な部分を示
す概略図、第２図は、この装置の作動機構を説明
するための図、そして第３図は、凝塊形成に基づ
いて装置によつて検出される信号を示すグラフで
ある。 １０……構造体、１２……円盤、１３……モー
タ、１４……ハブ、１５……サンプルホルダプレ
ート、１６……キユベツト、１９……ダム、１
７，１８……チヤンバ、２０，２１……通路、２
２……光源、２３……光フアイバ、２４……光検
出ユニツト、２５……穴、２６，２７……検出
器、２８……処理ユニツト、２９……データ表示
ユニツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 血漿サンプルの凝固の傾向を測定する方法に
   おいて、 (a) その各々が内部チヤンバ及び部分ダムによつ
   て分離された外部チヤンバと、放射状外部ベー
   ス壁とを有する複数の放射状に延びたキユベツ
   トを備えるロータを設ける段階であつて、前記
   外部チヤンバに、一方が前記ロータの外部ベー
   ス壁に取り付けられている２つの直交する窓が
   設けられている段階と、 (b) キユベツトの前記チヤンバの一方に血漿サン
   プルを配置する段階と、 (c) 同一のキユベツトのもう一方のチヤンバに凝
   固試薬を配置する段階と、 (d) 内部チヤンバの物質を部分ダムを越えて外部
   チヤンバへ転送して成分を混合し、凝固反応を
   開始する段階と、 (e) 直交する窓の一方を通じて外部チヤンバに光
   ビームを案内する段階と、 (f) 各時間点における成分の混合によつて散乱さ
   れた光の測定として、直交する窓のもう一方か
   ら出てくる光を複数の時間点上で検出する段階
   と、 (g) 光ビームが規準物体を通過することによつて
   散乱された光を各時間点において測定する段階
   と、 (h) 各時間点において成分の混合によつて錯乱さ
   れた光と基準物体によつて散乱された光を比較
   して各時間点における光散乱の比較値を決定す
   る段階と、 (i) 複数の光散乱の比較値から血漿サンプルの凝
   固時間を決定する段階と、 を備えることを特徴とする方法。 ２ 上記のロータは、内部チヤンバに収容された
   成分を外部チヤンバに向けて転送するように回転
   され、次いで、減速され、そしてその後、完全に
   混合すべく再び加速され、上記の光散乱強度は、
   ロータの回転中に、キヤベツトが検出手段を通る
   時に検出手段を作動することによつて測定される
   特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 血漿及び試薬は、ロータに支持された複数の
   キユベツトの各々に入れられ、次いで、ロータが
   加速され、キユベツトの内部チヤンバに収容され
   た全ての成分が遠心力によつて同時に部分ダムを
   越え、各外部チヤンバに達するようにする特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。 ４ 上記基準物体は、安定した液体エマルジヨン
   である特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５ 上記エマルジヨンは、水に含まれたシリコー
   ンオイルのエマルジヨンである特許請求の範囲第
   １項に記載の方法。 ６ ２つ以上の試薬が血漿中に別々に順次に入れ
   られ、第１の試薬及び血漿は、ロータ回転の第１
   の段階中に回転によつて混合され、その後各試薬
   は、キユベツトの内部チヤンバに入れられ、予め
   設定された時間中ロータを回転することにより予
   め入れられた試薬が遠心力によつてそこから完全
   に排出され、その後各試薬は、ロータ回転の１つ
   の段階ごとに外部チヤンバへ転送される特許請求
   の範囲第１項に記載の方法。 ７ サンプルの光散乱と基準物体の光散乱の比較
   値の時間に伴う変化を測定し、血漿と試薬との混
   合が完了した時と凝固が実際上終了した時との上
   記比較値の差を求め、この差を、繊維素に変換し
   得る血漿繊維素原の量に関連した指数とする特許
   請求の範囲第１項に記載の方法。 ８ 基準物体の光散乱値は、光ビームの強度変化
   を無視できるような時間間隔で検出する特許請求
   の範囲第１項に記載の方法。 ９ 上記光ビームは、比較的狭い帯域に含まれた
   放射、特に、単色光であり、そして特に、スペク
   トルの赤領域のものである特許請求の範囲第１項
   に記載の方法。 １０ 血漿の凝固の傾向を測定する装置におい
   て、 溝の一方の基部のみを閉じる部分ダムによつて
   分離された２つのチヤンバを各々備えたキユベツ
   トが半径方向に配設された垂直軸ロータと、 更に、或る制御された量の血漿及び少なくとも
   １つの試薬或いは光学基準物体を上記チヤンバの
   各々に入れる手段と、 半径方向距離が短い方のチヤンバ内の成分がダ
   ムを越えて第２のチヤンバの成分と混合され且つ
   撹拌によつて混合されるように時間と共に変化す
   る速度で上記ロータを回転させる駆動手段と、 キユベツトに設けられた透明な窓の一方に送ら
   れる一定強度の光を発生する光源と、 キユベツトの他方の透明な窓を経て、入射光線
   の方向と実質的に直交する方向に混合物によつて
   散乱された光を受ける光検出器と、 各キユベツトに収容されたサンプルによつて散
   乱されて上記光検出器に送られた光の強度を指示
   するように上記光検出器の出力信号を分析すると
   共に、絶対的な変化及び時間の関数としても変化
   を指示するように上記信号を処理するプロセツサ
   とを具備したことを特徴とする装置。 １１ 上記光源は、光フアイバにより、サンプル
   ホルダプレートの周囲の環状帯の付近にあるキユ
   ベツトのベース壁に光ビームを送る特許請求の範
   囲第１０項に記載の装置。 １２ 上記光源は、比較的狭い帯域の光、特に、
   スペクトルの赤領域の単色光を放射する特許請求
   の範囲第１０項に記載の装置。