用於血液分析的集成儀器和相關方法

2023-08-06 13:00:11

專利名稱：用於血液分析的集成儀器和相關方法
技術領域：
本發明涉及一種對血樣進行分析的集成儀器。更確切地說，本發明涉及一種集成儀器，該集成儀器至少將細胞計數器功能或者與細胞計數器功能有關的其它類型的分析功能、以及檢測血沉降速率或ESR的功能集成在同一機器中。
本發明還涉及由這種儀器所執行的方法。
背景技術：
在醫學分析領域，定義為炎症的病理狀態也是通過測量血液中粒子部分的沉降速率(ESR)進行確認的。
已知的測量ESR的方法一般需要很長的測量時間(從30分鐘到60分鐘)，這使得這種分析不能和其它的速度較快的分析例如細胞計數分析相繼進行。
而且，已知的方法通常必須使用拋棄型容器，這就增加了購買和處理容器的費用。此外，進行這項分析需要大量的血液—通常為1ml到3ml，這樣，在特殊的情況下，例如對兒童進行分析時就比較麻煩。
已知一種由本申請人在EP-A-1,098,188中提出的檢測ESR的方法從保存血液的容器中提取未稀釋且未添加抗凝血劑或其它物質的待分析的血樣，將該血樣引入毛細管中以便對不同血樣進行各種測量。
該方法基於對血液中一個點/時刻的光密度或者吸光度的測量，其使毛細管內的血液流動瞬時停止，並根據Westergren方法(例如，參見Piva E.、Fassina P.和Plebani M.發表的論文「Determination of the Length ofSedimentation Reaction...」，Clin.Chem.Lab.Med.2002；40(7)；pages713-717)檢測與ESR測試有關的光度信號。
對吸光度的研究的進展使得能通過消除初始死時間來計算出ERS值，從而極大地降低了所需的總時間，並避免將拋棄型容器用於分析。此外，分析所需血液量較少，從而即使對兒科病人也能毫無困難地進行分析。
在同樣屬於本申請人的EP-A-0,732,576中說明了另一種用於確定血沉降速率的已知方法。同樣，該方法需要對血樣中一個點/時刻的光密度或吸光度進行測量，而所述血樣在毛細管內進行離心旋轉。
特別如EP』188中所述的，對待分析血樣的吸光度的研究使得還可得出與血沉降速率有關的其它參數，例如血液的粘性、彈性或濃度。
此外，根據這樣進行的分析的特徵和特性，尤其是使用在試管中運動的血樣、不再使用拋棄型容器以及反應時間極快等，使本發明的申請人設想該分析可與其它類型的血液分析—例如由細胞計數器進行的分析—集成在一起按順序進行。
細胞計數器是用在臨床分析實驗室中使用的測量儀器，它提供血液學的基本參數，例如計數紅細胞、白細胞、血小板、血細胞比容(血球密度)和與血液的粒子部分的形態和大小有關的其它參數。為進行該分析，分析儀器採用從患者身上提取並收集在密封容器中的所謂的基本血樣，該容器具有可被針狀件刺穿的頂部以提取血樣進行分析。
在診斷技術中，通常認為通過細胞計數器進行的分析與ESR的測量是不相容的，因此與從對吸光度的研究中得到的關於血液粘度、彈性和濃度/稠度等參數也是不相容的，對吸光度的研究如在專利EP』188和EP』576中所提出的。
實際上，在現有技術中，在如EP』188中所述的測量ESR的方法提出之前，細胞計數儀器的製造者從來也沒有想過將它與測量血沉降速率的設備集成到一個設備中，原因就是上述的固有障礙和不相容性。
還應該指出，通常且傳統的測量ESR的技術使用混合有抗凝血劑的稀釋的血液，這與後續的諸如與細胞計數有關的分析是不相容的，而在EP』188中所述的技術使用一種幹態抗凝血劑(EDTA)，它與用於細胞計數分析的基本試管中所用的抗凝血劑一樣。
文獻WO-A-95/14224中說明了一種儀器，它採用細胞計數器的測量結果以從經驗上並通計算得出ESR值。更準確地說，該儀器提供了第一分析部分，其中將血樣送到帶有四個電極的測量單元，在該測量單元中測量血樣的電抗。
在對另一份血樣進行的第二分析部分中，可能在適當混合了稀釋物質之後進行血細胞比容的確定。之所以在這種儀器的第二分析部分中必須使用另一份血樣，是因為在該第一分析部分測量電抗時不可逆轉地改變了血樣，因此不能將該血樣再用來進行隨後的血細胞比容分析。
與血液阻抗及其血細胞比容相關的數據，加上通過適當測量元件測得的與阻抗測量單元相關的溫度值被送到處理單元，該處理單元根據經驗利用這些數據計算出ESR值。
這種儀器的缺點和限制主要在於其複雜性和其所需的大量部件，這些部件用來測量參數，也用來計算和處理數據。
然而，最重要的是，無法保證所得結果的可靠性和準確性，這一方面是因為經驗計算過程本來就不能保證獲得精確的數據，另一方面，由於(涉及到)至少三種不同的測量系統而累加了容差。
無論如何，實質上，這種已知儀器不能利用同一血樣進行連續、相繼的分析測量和可靠測量，不管是(測量)血沉降速率還是(測量)血細胞比容。
因而，本發明的目的是設計一種儀器並提供一種進行血液分析的相關方法，這種儀器是集成的，小巧、緊湊而且便於運輸；它可利用同一個血樣連續且封閉地相繼進行血沉降速率(ESR)和至少細胞計數或者相關聯的其它分析。
申請人已經設計並實施了本發明，以實現該目的和下文將示出的其它優點。

發明內容
各獨立權利要求示出了本發明的特徵，而從屬權利要求說明了本發明的其它特徵。
根據本發明的集成儀器包括至少一個收集元件以用於一個或多個適當密封的容器；每個容器設有適於被至少一個提取針件刺穿的頂部，以拾取30μl～200μl的待分析血樣。
密封容器就是所謂的「基本試管」，它通常用在細胞計數儀器中，其中血樣處於靜止狀態，而且只添加有EDTA型幹態抗凝血劑，所述血樣不再稀釋或者與其它液態或固態物質混合。
利用泵裝置並通過循環迴路將血樣送入與光學系統配合工作的毛細管中，根據EP』188的教導，該該光學系統適於發射(波長)範圍為100nm～1500nm-有利地為200nm～1000nm的電磁射線，並且檢測在血流被瞬時中斷後透過血樣的射線。例如，根據EP』576中所述，根據所述穿透的射線，可通過研究光密度或吸光度來得到ESR值。
因為該分析是連續(in line)進行的，而且不會對初始血樣造成任何破壞和理化特徵的改變—這與例如電抗測量方法完全相反，因此可隨後將同一血樣實質上(基本上)毫無間斷地並且以非常接近的順序(時序)送入細胞計數器測量組件內以進行與所述測量有關的處理。
在通過細胞計數器進行測量之後，將血樣排放到排料容器內。
根據一種變型，將計數器測量組件的至少一部分設置在用於測量ESR的裝置的上遊。
因此，在這種系統中，測量ESR的裝置和細胞計數器組件可共用同一個提取針型裝置和同一個供應血樣的帶泵的系統。
因此，可將這兩個測量裝置以很小的間距串聯布置在一起，從而可將整個裝置容納在一個小容器中，該容器結構緊湊、便於運輸並且容易放置到實驗室內或者醫院的診療室內。
根據一種變型，將一個提取針與兩個路徑相連，所述兩個路經中一個經過光學系統以測量ESR，另一個經過計數器測量系統或類似系統。
根據另一種變型—但為不太有利的變型，使用兩個提取針以分別提取血樣供給相應測量系統。
這兩個測量系統(測量裝置)由同一個命令和控制單元來管理和控制，該命令和控制單元選擇性地起動和調整所述測量系統的運行/功能；該命令和控制單元以公知方式與連接至外部並與外部通信的接口相關聯，所述接口例如監視器(顯示器)、用於發送命令和插入數據及參數的鍵盤、可能的用於列印分析結果值的印表機。根據一種變型，測量系統可以聯網以用於與遠程用戶自動交換信息。
在本發明的一個實施例中，泵裝置是可逆型的，並允許迴路中的血流倒轉，從而使血樣重新均勻化和快速重複測量成為可能。
毛細管也能夠保持恆溫以使分析在恆定的溫度下進行，該溫度可根據要求預先設定。


通過下面參照附圖對作為非限定性示例的優選實施例的說明，本發明的上述和其它特徵將更清晰，其中，附圖是根據本發明的用於血液分析的集成儀器的示意圖。
具體實施例方式
附圖是儀器10的示意圖，該儀器10集成了確定血沉降速率或與之相關的其它參數的功能和細胞計數器功能或其它相關的測量功能。
該儀器10的主要部件包括—針型提取構件11，該提取構件能選擇性地從容納在貯存滾筒23內的容器22中提取待分析的血樣，該貯存滾筒23可通過馬達21而轉動以混合血液；—測量ESR的裝置14，該裝置包括毛細管容器12，該毛細管能夠透過(波長)範圍為100nm～1500nm優選為200nm～1000nm的電磁輻射線，血樣可在該毛細管內被引導；—迴路13，該迴路將提取構件11連接到毛細管12，並且血樣可在該迴路中循環；—與迴路13相關聯的快速閘塊式泵(instant block pump)，附圖中未示出；—與毛細管12相關聯的光學系統，該光學系統至少包括發射電磁輻射線的裝置16，該裝置16與配對的檢測器裝置17相關聯並布置成分別位於毛細管12上的一點兩相對側；—與毛細管12串聯的測量組件18，血樣在已經被測過血沉降速率以後可在該測量組件內流動以進行血液測量，例如計數紅細胞、白細胞、血小板和血細胞比容以及其它與血液的粒子部分的形態和大小有關的參數；—排料箱19，已經進行過分析的血樣被排放到該箱中並進行處理；—能夠管理裝置10的運行的控制命令和控制單元20；—多個接口，例如與控制單元20相連的監視器24、鍵盤25和印表機26，以用於設定儀器10的功能、顯示和列印分析結果，還可能聯網以傳輸和交換信息。
命令和控制單元20通過電纜27管理和控制提取構件11、攪拌器馬達21、光學系統16和17的運行以確定ESR，該命令和控制單元20還通過電纜27管理和控制測量組件18的運行。
利用上述的儀器10，可利用針型構件(提取構件)11從設置在貯存滾筒23中的容器22中的一個內提取血樣。將該血樣通過泵(此處未示出)和迴路13送到毛細管12內，在該毛細管內通過泵使血樣瞬時停止以利用專利EP』188中所述的截流(stopped-flow)方法測量ESR。
然後重新開始流動，使該血樣(在測量ESR期間未發生任何理化改變)毫無間斷地通過細胞計數器測量組件18，在該測量組件18中進行需要的測量，然後將血樣排放到排料箱19。
這樣，執行所需測量的時間減到最小，所使用血液量—因而從病人身上抽取的血液量也大大減少至30μl～200μl，而且不需要稀釋或者添加其它試劑或抗凝血劑。此外，省略了將血樣從一個機器傳運到另一個機器的程序，因而使整個分析更容易、快速和合理，而且也降低了附加的處理可能導致交換和誤識樣本的風險。
可將使血樣在迴路13中循環的泵布置在毛細管12的上遊或者下遊，在優選實施例中，該泵是可逆型的，它允許血雙向循環流動。
根據此處未示出的變型，將迴路13分成兩個支路，一個支路經過裝置14以測量ESR，另一個支路經過測量組件18以計數細胞。
根據另一種變型，設置兩個或多個提取構件11以與迴路13的相應支路相關聯，從而將相應血樣分別送到測量裝置14或18。
將從測量裝置14和18得到的數據適時傳輸到命令和控制單元20，該命令和控制單元存儲所述數據並處理所述數據以獲得ESR值、相關參數、以及細胞的計數和其它從測量組件18獲得的值。可將所得到的數據與命令和控制單元20內的資料庫中存在的參數進行比較或集成。
然後可將分析結果顯示在顯示器24上或者用印表機26列印出來，而將血樣排放到排料箱19中。由於利用同一個設備同時獲得ESR值以及例如血細胞比容，該分析還具有這樣的優勢分析者可根據相應數據的交叉參數比較來進行期望的比較和修正。
當然，很明顯，在不脫離本發明地領域和範圍的情況下，可對上述儀器10和方法進行改變和添加。
例如，如申請人所述的，可將測量組件18的某些部件設置在裝置14的上遊以檢測ESR。迴路13中的血樣的流動的瞬時中斷可以通過與迴路13和/或毛細管12相關聯的閥裝置來實現。
權利要求
1.用於血液分析的集成儀器，其特徵在於，該集成儀器包括實質上連續布置並且實質上集成在一個機器中的光學型裝置(14)和具有細胞計數器等功能的測量組件(18)，該光學型裝置(14)用於通過測量血樣的光密度或吸光度來檢測該血樣的實質上瞬時的血沉降速率(ESR)。
2.根據權利要求1的集成儀器，其特徵在於，設有用於一個或多個含有血樣的容器(22)的收集元件(23)，該收集元件(23)與提取構件(11)相關聯，所述提取構件(11)與血樣循環迴路(13)相連，從而使血樣實質上毫無間斷地順序循環通過所述用於檢測ESR的裝置(14)的毛細管(12)以及所述具有細胞計數器功能的測量組件(18)。
3.根據權利要求2的集成儀器，其特徵在於，所述提取構件(11)是針型的，所述容器(22)具有可被所述針型構件(11)刺穿的密封頂部，所述血樣循環迴路(13)與泵裝置相關聯，該泵裝置能夠使由所述提取構件(11)提取的血樣循環通過所述裝置(14)的所述毛細管(12)和所述測量組件(18)。
4.根據權利要求2或3的集成儀器，其特徵在於，所述用於檢測血沉降速率的裝置(14)是通過使所述毛細管中的血流瞬時中斷—即截流一而起作用的。
5.根據前述權利要求中任一項的集成儀器，其特徵在於，所述用於檢測血沉降速率的裝置(14)布置在所述測量組件(18)的上遊並與所述測量組件(18)串聯。
6.根據前述權利要求中任一項的集成儀器，其特徵在於，所述血樣循環迴路(13)包括兩個支路，一個支路經過所述用於測量血沉降速率的裝置(14)，另一個支路經過所述測量組件(18)。
7.根據前述權利要求中任一項的集成儀器，其特徵在於，該集成儀器包括一個命令和控制單元(20)，該命令和控制單元(20)能夠控制和管理所述用於檢測血沉降速率的裝置(14)的運行、所述測量組件(18)的運行以及所述提取構件(11)的運行。
8.進行血液分析的方法，其特徵在於，將利用針型提取構件(11)從容器(22)中提取的血樣送到迴路(13)中，並使血樣在該迴路循環使血樣實質上毫無間斷地順序經過用於通過測量血樣的光密度或吸光度來檢測實質上瞬時的血沉降速率(ESR)的光學裝置(14)，以及用於計數細胞或計數其它與細胞計數有關的測量對象的測量組件(18)；其中所述裝置(14)和所述測量組件(18)集成在一個機器中、毫無間斷地連續布置。
9.根據權利要求8的方法，其特徵在於，血沉降速率是這樣檢測的使流經所述裝置(14)的毛細管(12)中的血樣瞬時停止，發送穿過所述毛細管(12)的光柱以檢測該毛細管(12)內的血流停止時刻的光密度，檢測後使血樣重新開始流動以通過所述測量組件(18)。
全文摘要
用於血液分析的集成儀器及其方法，其中，該集成儀器包括實質上連續布置並且實質上集成在一個機器中的光學型裝置(14)和具有細胞計數器等功能測量組件(18)，該光學型裝置(14)用於通過測量血樣的光密度或者吸光度來檢測該血樣的實質上瞬時的血沉降速率(ESR)。
文檔編號G01N33/49GK1864060SQ200480028849
公開日2006年11月15日 申請日期2004年9月1日 優先權日2003年9月3日
發明者G·B·杜伊奇 申請人:塞爾分析系統有限公司