專利名稱：用于分析與血液密度相關的諸如紅細胞沉降率和/或紅血球聚集率的血液參數的儀器校 ...的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于校準或設定和控制適于對血液樣品進行分析并 用于例如測量血液細胞部分的沉降速率的儀器的方法.更確切而言，該測量涉及紅細胞的沉降速度(紅細胞沉降率，ESR)和/或紅血球的聚集率，并通過利用稱為透射光強度-時間曲 線(syllectogram)的光密度動力學來進行.背景技術在血液分析領域，測量血液細胞部分的沉降速度(ESR)以評 估例如炎癥病態的存在是^^知的.用于測量ESR的儀器和技術是公知的，例如在以本申請人的名 義公布的歐洲專利申請EP-A-1098188中描述的，其使用置于測量 體積相對兩側的光發射裝置和檢測裝置.待分析的血液樣品被注入測量體積中，突然停止其流動，引起 檢測樣品中存在的細胞部分的光密度特征動力學，該動力學稱為透 射光強度-時間曲線(syllectogram).可采用吸光度或透光度的單位測量光密度.吸光度的單位利用 朗伯-比爾定律來確定，其中吸光度值通過A= -log(I/I。) x L計算， 其中1。是入射到待測樣品上的光功率，I是從待測樣品發出的光功 率，L是光程或光道的長度，即樣品的厚度.檢測裝置與測量待測樣品的所述光密度特征動力學的處理裝置 相關聯，并利用特定算法來計算ESR值或紅血球聚集速率，其特征 在于儀器自身的參數和其測量特性.為對儀器進行校準，已知以并行方式使用科學承認的用于測量 相同血液樣品ESR的傳統參照方法，例如韋斯特格倫氏法 (Westergren method ) 當使用韋斯特格倫氏法作為參照時，所測量的ESR值對進行測試的環境溫度的變化特別敏感.實際上，這些測量值受進行測試的 溫度變化的影響很大，如斯托克斯公式所分析描述的，利用該公式由疊連(Rouleaux )、懸浮流體密度、液體粘度等知識開始計算沉 降速度.也已經通過實驗證明，對同一樣品的一次測試和另一次測試之 間3 ~ 5攝氏度的溫度變化足以損失達30 ~ 50%的測量準確度.為此，國家臨床實驗室標準委員會(NCCLS, H2-A4 Vol. 20 n° 27, page 1 "Scope ESR procedures cannot be calibrated")認為用于 測量ESR的程序不能被校準，因為用于測定ESR的程序對各種誤 差很敏感.如果由透射光強度-時間曲線(syllectogram )所描述的紅細胞 沉降和聚集現象只限于新鮮血液且是短暫的，則在目前的情況下不 可能實現用于對該測試標準化校準的材料.盡管韋斯特格倫氏法保留用于測量沉降的參照方法，但是也應 該注意到該方法工作量極大，容易犯錯，假定含有血液樣品的試管 在分析期間完全豎直，則該方法至多能夠在采集血液樣品后4小時 內進行，并且該方法花費比該類型的自動儀器長得多的時間用于分 析.一些生產商已經生產并建議對用于紅細胞沉降的不同測量系統 使用控制器從用于韋斯特格倫氏法的玻璃管到測量ESR的其它設 備.但是，使用這些控制器，所使用的每個測量系統獲得不同的ESR 值.因此，對相同的血液樣品使用不同系統得到的測量值根據所使 用的測量系統而互不相同，而校準的目標應該是對相同的血液樣品 提供校直的ESR值，就是說，可重復的且與不同環境中測量的ESR 值相一致，而與使用測量裝置的環境無關.從公開的專利申請EP-A2-0887637,還已知使用具有約1至8 微米之間的平均粒度、窄顆粒分布和約1.35至1.45的低折射率的 合成聚合物球形顆粒，以校準在其中對包含在血液樣品中的紅血 球、網織紅血球、白血球和血小板的尺寸、直徑和體積進行計數和 測量的流式細胞計數器.該已知的校準方法適用于流式細胞計數器或血球計數器，其中 通常在液流中流動的細胞或其它生物顆粒具有通常在1至10微米之間的極小尺寸，使得每個顆粒實際上是一次一個細胞穿過檢測 區，此時測量每次穿過的顆粒的物理和化學特征，在該情況下測量 數量、直徑和/或體積.由于血液樣品中存在的顆粒在檢測區域中沉降，該流動血細胞 計數器不能評價光密度的變化，因為它們一次只能分析一個顆粒的 化學物理特征，而不是檢測涉及顆粒質量的諸如紅細胞沉降的現象.而且，利用單個顆粒的該校準技術無論如何不允許模擬和重建 待分析血液樣品中光密度的發展.本發明的一個目的是完善一種方法，該方法允許實現對用于分 析與血液密度相關的血液參數例如紅細胞沉降率和/或文獻中稱為m指數的紅血球聚集指數的儀器的已知值進行校準、設定或調準， 以便獲得以明確、可重復和絕對方式在例如±10%的數值限制范圍 內進行總體調準的測量值，而與溫度或其它環境因素無關，并且該 方法沒有現有技術的缺點.本申請人已經設計、測試和體現了本發明以克服現有技術的缺 點并獲得這些和其它目的和優點.發明內容本發明在主權利要求中提出并以此為特征，而附屬權利要求描述 本發明的其它特征或發明要旨的變化方案.根據上述目的，根據本發明的方法用于校準檢測與血液密度相關 的血液參數，例如紅細胞沉降率(esr)和/或&j6l球聚集的特征指數 的儀器.通過測量和處理由于流過測量池或毛細管的血液樣品流動的突然 停止引起的血液樣品吸光度和密度的變化而獲得檢測 該樣品經歷特 定分析程序，該程序允許限定稱作透射光強度-時間曲線的光密度動 力學的特殊和特征曲線.相同的方法也可與其它能量源一起使用，例如聲輻射或波(無論 在任何頻率)；通過將能量源恰當地導向已知密度的樣品，可測量其衰 減并因而允許校準測量系統.在該特定情況下，上文提及的該分析程序使血液樣品流過毛細管并突然停止流動，以便測定樣品細胞部分的特征動力學.根據本發明的特征，本方法假定使用至少兩種乳液或比濁樣品， 或另一類似或相當的物質，并具有與血液相當的光密度特征.用于校準的兩種乳液中的每一種都具有已知的光密度，其是可再 現、可測量和相互不同的.有利的是，預選的兩個光密度值是使得他 們的差約等于由流動突然停止的血液樣品產生的光密度相對變化的最 大偏移.根據本發明的方法包括測量步驟，在此期間隨時間依次或單獨對 所述至少兩種乳液中的每一種的光密度進行測量，其中第 一乳液代表 由流動突然停止所引起的對應于光密度動力學開始的光密度值，第二 膠乳代表經過預定測量時間后達到的光密度值.通過將一定量的所述至少兩種乳液注入測量體積或池，然后有利 地但是不必要在靜態條件下檢測兩種不同的光密度值來獲得測量，仿 佛其為類似血液樣品.將獲自所述測量的值通過例如自動電子存儲而使其總是可用.當只使用兩種乳液時，獲得兩個濁度值，其代表動力學的相對開 始和結束.該兩個值是計算在前述時間間隔內光密度積分值的點，并 且以類似的方式在對經歷例如流動停止或其它確定代表吸光M應動 力學曲線的干預的單個血液樣品進行真實測量期間計算該積分值.根據本發明的方法還包括比較步驟，在此期間將通過進行測量獲 得的所述乳液的光密度值與所述乳液的已知光密度值進行比較.每種 乳液的已知濃度值之前已經使用標準化儀器(光度計)測定，該光度計使用確定的波長和例如在1 - 2 mm之間的特殊光程長度.該比較提供對乳液樣品的光密度值之間差值的計算，如同真實動 力學那樣，以允許確定至少一個可用于校準儀器的校正因子.由該比較獲得校正因子，根據該校正因子必須調節例如儀器增益 的^t,以^更以絕對、明確和可重復的方式進行校準、設定或調準， 如所已知的，這還因為乳液的光密JL^本與溫度無關.通常，可在校準步驟中使用的不同光密度的乳液的數量取決于所 要獲得的精度，其類似于可模擬所有光密度范圍以獲得可通過儀器測 量的全部ESR值的校準曲線.因此，本發明允許獲得多個用于校準儀器的校正因子，所述因子 包括可分配給儀器的各種機構和元件的等效值，以便在用于分析稱為 透射光強度-時間曲線的血液光密度動力學的各種參數的所有儀器上 獲得均一測量。因此，本發明適合用于所有已知的儀器技術，該儀器技術允許發 展血液的光密度動力學或透射光強度-時間曲線，例如使用流動、離 心和振動方法的技術.所有這些技術破壞紅血球聚集體或疊連體(rouleaux)，并且在適當暫停破壞力時，分析與^A球疊連體形成相 關的光密度動力學.因此，即使采用不同的但是根據本發明校準的儀器來分析相同的 血液樣品，也可獲得具有以下特征的ESR值的測量在諸如溫度、壓 力和加速度的不同環境M下的高準確度和有限的誤差范圍.而且，根據本發明的方法可適用于在任何時候使用的儀器，例如 在進行測量之前、測量期間、 一組測量和下一組測量之間或測量之后.
根據下列參照附圖作為非限制性實例給出的優選形式實施方案 的說明，本發明的這些和其它特征將變得顯而易見，附圖中-圖1是實現根據本發明的校準方法的用于分析ESR的儀器的 示意圖；-圖2示出透射光強度-時間曲線，其中光密度值示于y軸，以 秒計的時間值示于x軸上.-圖3示出曲線圖，其中在根據本發明的校準方法之前使用多 種測量儀器測量的紅細胞沉降率(ESR)的以mm/hr計的值顯示在 y軸上，并且其中每種測量儀器的編號顯示在x軸上；和-圖4示出曲線圖，其中在根據本發明的校準方法之后使用圖 3所示的測量儀器測量的紅細胞沉降率(ESR)的以mm/hr計的值 顯示在y軸上，并且其中每種測量儀器的編號顯示在x軸上.具體實施方式
參照圖1,使用根據本發明的方法來校準儀器10,儀器10通過 測量從例如試管13到達的血液樣品12的光密度變化來檢測紅細胞 沉降率(ESR).儀器10包括限定其中注入待分析的血液樣品12的測量體積16 的管15，并且其流動被突然停止，產生光密度的特征曲線.后者稱 為透射光強度-時間曲線，并且由圖2中的字母"S"指示.顯然，可以利用現有技術中已知的用于通過改變吸光度來測量 血液樣品12的紅細胞沉降率(ESR)的其它方法來獲得透射光強度 -時間曲線.在圖2的曲線S上，點"a"指血液樣品12的光密度值基本恒 定的地方，而指示的點"b，，代表血液流動被突然停止且光密度降 低到點"c"指示的最小值時的瞬間.此后，才艮據其自身的動力學， 光密度值再次增加.儀器IO還包括與測量體積16相關聯的電磁波發射器18和所述 波的檢測器19,其相互面對放置并由測量體積16隔開.儀器10包括連接至發射器18和檢測器19的邏輯單元20，其 能夠接收后者檢測到的關于光密度隨時間變化的值以及由此得到 測量體積16中樣品的密度值.邏輯單元20也能夠在檢測值的基礎上實施計算算法以評估 ESR值，該計算算法是已知類型的算法，并且其公式中包括一些參數， 該參數可以被調節為允許對由儀器10實施的分析參數相對于其已 知值或期望值進行校準、設定或調準.在適當分析之前，該方法包括校準步驟，其用于單獨或依次將 容納在對應容器24a、 24b和24c中的分別為第一乳液23a、第二乳 液23b和第三乳液23c的三種膠乳送入測量體積16中.可使用的乳液包括例如穩定的惰性材料顆粒，例如彈性的天然 或合成的橡膠，例如苯乙烯或甲基苯乙烯的共聚物、或聚氯乙烯或 聚丙烯.這些顆粒稀釋在穩定且惰性的液體例如水中.選擇三種乳液23a、 23b和23c，使得他們具有至少在光密度方 面可測量、可預先確定和與血液的光密度相當的特征和性質，并具 有相互不同并且與測量環境的溫度和壓力無關的已知光密度.他們 可以是天然或合成的來源.選擇三種乳液23a、 23b、 23c中每一種的光密度，使得第一乳液23a的光密度h約等于血液樣品的透射光強度-時間曲線中的光密 度最小值(圖2)，即圖2中的點"c"處的光密度動力學的起點， 而第三乳液23c的光密度l3約等于所述透射光強度-時間曲線中的光 密度最大值，即預定時間后獲得的圖2中的點"d",并且第二乳液 23b的光密度l2的值在透射光強度-時間曲線中的上述最小和最大值 之間.在圖3和4中示出三種預選擇的乳液23a、23b、23c的計算ESR 值，其分別在根據本發明的校準方法之前和之后通過11種不同的測 量儀器測量.與三種預選擇的乳液23a、 23b、 23c的光密度值相對應，在期 望的時間間隔內計算吸光度曲線的積分值，如在計算真實動力學中 透射光強度-時間曲線的積分中完成的那樣.這允許獲得通過得到透射光強度-時間曲線來獲得對測量紅細 胞沉降率ESR的任何儀器的精確校正，因為實際上在最小值點"c" 和預定義時間處的值點"d"之間覆蓋所有期望間隔來模擬真實動 力學.在此處顯示的實施方案中，容器24a、 24b和24c與試管13 — 起通過拾取頭26連接至管15，拾取頭26由邏輯單元20控制并可 在容器24a、 24b和24c與試管13之間自由移動.本方法包括第一測量步驟，其中邏輯單元20同時控制位于例如 測量體積16的下游的拾取頭26和泵27，以拾取第一乳液23a并將 其送入測量體積16中.然后邏輯單元20控制發射器18和檢測器19，以測量笫一乳液 23a的吸光度.第一乳液23a的吸光度測量在所述第一乳液23a的靜態條件下 進行，即不在測量體積16中流動.然后所檢測的值被逐步存儲在邏輯單元20的電子存儲器中，使 得其能夠被檢索并且在第二比較步驟中與各已知光密度值相比較， 以及有利地存儲在電子存儲器中.然后，邏輯單元20控制泵27排出槽28中的第一乳液23a. 對于第二乳液23b和第三乳液23c,重復這些步驟，使得最后將得自儀器10的光密度值與乳液23a、 23b和23c的已知密度值相 關聯的邏輯單元20找到能夠用于調節計算算法的所述參數的關聯 值.這樣，本發明允許進行校準，而不借助于用于與其它分析方法 并行分析的外部設備，并允許以簡單、快速和安全的方式獲得校準.更準確地說，在圖3中，y軸顯示在用根據本發明的乳液校準 前通過y軸列出的11個不同測量儀器從乳液23a、 23b、 23c獲得的 以mm/hr計的紅細胞沉降率ESR的測量值，在圖4中，在用根據 本發明的乳狀液校準后，對所述乳液23a、 23b、 23c的紅細胞沉降 率的測量值以mm/hr示于y軸上，其中所述11個不同的測量儀器 集中在y軸上，根據圖3和圖4的比較，可觀察到在相對于由圖3 和圖4中編號1代表的儀器測量值的調準方面和在紅細胞沉降率 ESR測量的精度和可靠性方面的明顯改進的分析響應，這歸功于根 據本發明的校準.本發明也允許間接檢驗混合構件、識別構件、拾取構件、泵構 件、計算構件、結果打印構件和通過諸如串行通信線的信息裝置將 所述測量值發送到其它信息裝置以存儲校準數據和在隨后時間中 控制其發展的構件的正確功能性.該校準值自身可有利地存儲在儀器10中，以在隨后的使用時間 內檢驗其性能.在校準和比較步驟后，邏輯單元20控制拾取頭26和泵27吸入 試管13中容納的血液，并將其置于測量體積16中，以便能夠在完 全校準儀器10后通過發射器18和檢測器19對其進行分析.顯然，可以如前所述對本方法進行改進和/或添加部件，但不脫 離本發明的范圍.例如，可以提供一個至少與測量體積16相關的能夠保持樣品溫 度的調節裝置.其也可以提供與校準乳液23a、 23b、 23c—樣多的測量空間和 另一個用于血液樣品12的測量空間.亦顯然，盡管本發明已經參照一些特定實施例描述了本發明，但 是本發明的技術人員將肯定能夠實現許多其它等效形式的校準用于分析與血液密度相關的諸如紅細胞沉降率和/或紅血球聚集率的血液參 數的方法，其具有權利要求書中提出的特征，因此全部在本文限定的 保護范圍內.
權利要求
1.一種用于校準儀器(10)的方法，所述儀器(10)適于通過測量紅細胞沉降率(ESR)和/或紅血球聚集來至少實施至少血液樣品(12)的分析，其中所述測量通過采用在一定時間間隔內由測量血液樣品(12)的光密度變化獲得的光密度動力學來實現，其特征在于該方法包括測量步驟和比較步驟，在所述測量步驟中通過對所述血液樣品(12)進行光密度測量的相同儀器(10)對至少兩種乳液(23a、23b、23c)或比濁樣品的光密度進行測量，所述至少兩種乳液(23a、23b、23c)中的每一種具有可再現的、可測量的且互不相同的已知光密度，在所述比較步驟中計算通過儀器(10)進行的測量所獲得的所述乳液(23a、23b、23c)的光密度值和已知的光密度值之間的差值，以允許確定至少一個可用于校準所述儀器(10)的校正因子。
2. 如權利要求l中的方法，其特征在于所述光密度動力學由通過測 量池(16)的所itjk液樣品(12)流動的突然停止而獲得.
3. 如權利要求1或2中的方法，其特征在于所述校正因子是與將分 配給所述儀器(10)的增益成比例的值.
4. 如權利要求1、 2或3中的方法，其特征在于所述乳液(23a、 23b、 23c)具有天然或合成來源.
5. 如前述權利要求中任一項的方法，其特征在于所述乳液(23a、 23b、 23c)或所述類似或相當物質的光密度與溫度和壓力基本無關.
6. 如前述權利要求中任一項的方法，其特征在于在所述測量步驟期 間，在單個校準過程中單獨分析所述乳液(23a、 23b、 23c)，以獲得 相對不同的光密度值.
7. 如前述權利要求中任一項的方法，其特征在于在所述測量步驟期 間，在單個校準過程中依次分析所述乳液(23a、 23b、 23c)，以獲得 相對不同的光密度值.
8. 如前述權利要求中任一項的方法，其特征在于在所述測量步驟期 間，電子存儲所測量的值.
9. 如前述權利要求中任一項的方法，其特征在于所述校準與所述儀 器(10)所處的環境條件無關.
10. 如前述權利要求中任一項的方法，其特征在于所述至少兩種乳液 (23a、 23b、 23c)的光密度值包括由流過測量毛細管且流動突然停止的血液樣品(12)引起的光密度變化的至少最小值和最大值的范圍， 其限定所述血樣樣品(12)的光密度的特征曲線.
11. 如前述權利要求中任一項的方法，其特征在于所述至少兩種乳液 的第一膠乳(23a)代表由所i^液樣品(12)流動的突然停止所引起 的光密度動力學開始的光密度，所述至少兩種乳液的第二膠乳(23c) 代表預定測量時間后的光密度.
12. 如前述權利要求中任一項的方法，其特征在于在所述測量步驟期 間，通itAUL射器(18)發射電磁波或聲波并通過檢測器(19)檢測 所述電磁波或所述聲波來測量所述光密度.
全文摘要
一種用于校準儀器(10)的方法，所述儀器(10)適于通過測量紅細胞沉降率(ESR)和/或紅血球聚集來實施血液樣品(12)的分析，其中所述測量通過采用在一定時間間隔內由測量血液樣品(12)的光密度變化獲得的光密度動力學來實現，該方法包括測量步驟，其中通過對所述血液樣品(12)進行光密度測量的相同儀器(10)對至少兩種膠乳(23a、23b、23c)或比濁樣品的光密度進行測量。所述至少兩種膠乳(23a、23b、23c)中的每一種具有可再現的、可測量的且互不相同的已知光密度。該方法還包括比較步驟，其中計算通過儀器(10)進行的測量所獲得的所述膠乳(23a、23b、23c)的光密度值和已知的光密度值之間的差值，以允許確定至少一個可用于校準所述儀器(10)的校正因子。
文檔編號G01N15/05GK101228426SQ200680025374
公開日2008年7月23日 申請日期2006年7月12日 優先權日2005年7月13日
發明者P·伽里亞諾, 朱塞佩·喬蒂, 阿爾弗雷多·喬蒂 申請人:阿里法克斯國際股份公司