用於檢測在樣品容器中的微生物生長的方法和系統的製作方法

2023-10-31 05:45:42

用於檢測在樣品容器中的微生物生長的方法和系統的製作方法
【專利摘要】一種用於測定在樣品容器內是否發生微生物生長的方法，其包括以下步驟：溫育樣品容器，並且獲得溫育樣品容器時的一系列的測量數據點並且使數據點存儲在機器可讀的存儲器中。該一系列的測量數據點代表在樣品容器內的微生物生長的生長曲線。該方法從測量數據點中確定容器內的微生物生長的陽性條件。
【專利說明】用於檢測在樣品容器中的微生物生長的方法和系統
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請根據35U.S.C. § 119(e)要求於2012年3月22日提交的美國臨時申請序 列號61/614, 037的優先權權益，其全部內容通過引用併入本文。
[0003] 背景
[0004] 本公開內容大體上涉及用於檢測劑（例如，細菌）是否存在於諸如血液或尿液的 生物或臨床樣品中的系統和方法的領域。
[0005] 檢測在血液樣品中的微生物的生長並因此存在的儀器目前存在於美國的市場上。 一個這樣的儀器是本受讓人bioM6rieux, Inc的BacT/ALERT 3D儀器。該儀器接收包含例 如來自人類患者的血液樣品的血液培養瓶。該儀器溫育該瓶。在溫育期間，在溫育器中的 光學檢測單元定期地分析被包含在該瓶中的比色傳感器。由檢測單元獲得的反射測量被用 來檢測微生物的生長在該瓶內是否發生。光學檢測單元、樣品容器和傳感器被描述在專利 文獻中，見美國專利 4, 945, 060、5, 094, 955、5, 162, 229、5, 164, 796、5, 217, 876、5, 795, 773 以及5, 856, 175,其各自的全部內容通過引用併入本文。美國專利5, 856, 175和5, 164,796 描述了用於測試微生物生長在樣品容器內是否發生的方法。
[0006] BacT/ALERT儀器的陽性瓶檢測算法的性能被認為商業上可接受的。然而，它具有 許多缺點。第一，當檢測時間（TTD)對比於反射率曲線的目視檢查時，檢測時間在某些情 況下好像被延遲。換言之，檢測晚於比所期望的指數生長期發生（見圖2和以下的描述）。 第二，由於諸如來自裝載相對冷的瓶、在溫育器的不同單元中重新裝載瓶以及在相同單元 內瓶被移動的溫度影響的事件的結果，假陽性結果已知發生。第三，在瓶的延遲裝載的情況 下，假陰性結果已知發生。當檢測到僅指數期的上部或者穩定期不在足以高至觸發初始反 射率值正閾值的反射率水平時，觀察到假陰性結果。第四，該算法的邏輯被認為是複雜的、 難以理解並且難以維護的。
[0007] 與大體上涉及在生物樣品中的微生物檢測有關係的其他現有技術包括以下專 利：U. S. 5, 770, 394、U. S. 5, 518, 923、U. S. 5, 498, 543、U. S. 5, 432, 061、U. S. 5, 371，016、 U. S. 5, 397, 709、U. S. 5, 344, 417、U. S. 5, 374, 264、U. S. 6, 709, 857 以及 U. S. 7, 211，430。 以下的專利文件也可能有關係的：US 7,991，558、US 7,668,663、US 2009/0119020、US 2011/0029252、US 2011/0208432、US 2009/0287754 以及 US 2010/0070190。
[0008] 在諸如BacT/ALERT 3D的檢測儀器以及相似的儀器中，一旦血培養瓶被測試對於 微生物存在呈陽性，那麼由於血液成分和包含樣品的一次性系統的人工製品（例如，瓶） 的幹擾而難以獲得高水平的微生物劑的表徵或微生物劑的種類鑑別。因此，目前的方法使 用瓶或其他合適的一次性容器以及用於樣品中的自然生長和檢測的相關的儀器，如上文描 述的。一旦該儀器表明該瓶微生物劑的存在呈陽性，根據目前方法"陽性"瓶從儀器中手 動收回並且樣品的一部分從瓶中手動去除並且在瓊脂板上培養。該板手動地放置於溫育 器中並且定期檢查微生物再次培養的生長。在再次培養充分生長後，培養的樣品從該板中 取出並且放置在測試管中。然後該測試管被引入到用於通過具有多個單獨的孔的一次性 測試樣品卡鑑別測試的另一個儀器中。一次性測試卡在專利文獻中是已知的，見美國專 利 4, 118, 280、3, 963, 355、4, 018, 652、4, 116, 775 以及 4, 038, 151、5, 609, 828、5, 746, 980、 5, 766, 553、5, 843, 380、5, 869, 005、5, 916, 812、5, 932, 177、5, 951，952 以及 6, 045, 758,其 全部內容通過引用併入本文。
[0009] 然後測試樣品卡在本領域內已知的分析儀器，如受讓人的VITEK 2儀器中處理。 VITEK 2儀器溫育並且用讀數裝置定期讀取測試樣品卡的孔。樣品在該卡的一個或多個孔 中的生長導致微生物劑的鑑別。VITEK 2儀器被描述在專利文獻中，見美國專利5, 762, 873 和6, 086, 824,其內容通過引用併入本文。
[0010] 從將樣品引入到血液收集瓶的時間到培養，檢測微生物的存在，然後通過VITEK 2 儀器鑑別微生物的時間的整個過程通常花費2-5天。發生長陽性瓶檢測後的單獨的鑑別步 驟通常佔據這些的1-3天。
[0011] 如果檢測和鑑別血液樣品中的微生物劑以及向臨床醫生報告結果所花費的時間 從目前的2-5天縮短到少於1天，對於病人重要的並潛在的救生、臨床的利益是可能的。
[0012] 在本申請的受讓人的相關申請中，如公開的U. S. 2011/0281291，公開了用於鑑別 在樣品容器中的微生物劑的方法。在本公開內容中，方法被公開用於檢測在樣品容器中是 否發生微生物生長，因此指示介質存在於樣品中。該方法縮短了進行該初始測定所需的時 間。因為初始測定進行越早，鑑定介質的第二步（諸如在U.S. 2011/0281291描述的）能夠 比其他可能的方式更早地開始。因此，本發明有助於總體縮短檢測和鑑別微生物劑所需的 時間量。而且，本公開內容的方法克服了目前檢測算法的缺陷。
[0013] 概述
[0014] 描述了一種用於測定樣品容器中是否發生微生物生長的方法和系統。該方法使用 來自從樣品容器中獲得測量結果的系統，諸如例如在美國專利5, 856, 175和5, 164, 576中 公開的系統的測量數據點（強度，時間）。
[0015] 本方法具有許多獨特的特徵，一個是方法使用同時操作的兩種不同的技術以檢測 在樣品容器內的微生物生長。第一種為數據點對點變化的測量。本方法用於區分測量誤差 或數據噪聲與生物活性。第二種為微生物生長隨時間變化的圖（使用信號強度作為生長的 代表）或本文的"生長曲線"下的相對面積的變化的測量。該方法靈敏地檢測測試曲線中 的拐點，並且因此早期檢測微生物生長。兩種分析方法都包括從輸入測量數據中確定容器 是否對生長呈陽性的處理步驟。
[0016] 兩種方法同時評價測量數據點以使假陰性或假陽性的測試解釋的風險降到最低。 (陰性測試結果指未檢測到有機體生長。陽性測試結果指檢測到有機體生長。）在一個實 施方案中，點對點變化方法鑑別測試誤差並且響應地限制生長曲線下的相對面積的變化方 法在測定誤差條件期間測定陽性條件的能力。如果數據擺脫測量誤差，生長曲線下的相對 面積的方法是更靈敏的方法以監測生物活性。通過同時應用點對點變化方法，由於非生物 事件的測量，曲線的誤差的解釋的風險被降到最低並且使用曲線下的相對面積的方法的優 勢能夠完全實現。
[0017] 該方法的優選實施方案合併了使用輸入測試數據實時計算的判定閾值的使用。當 相比於預先限定的判定閾值的使用時，該方法對測量平臺、測試介質和測試微生物之間的 變化是可靠的。
[0018] 此外，在舉例的實施方案中，該方法不需要複雜數據平滑處理。平滑數據的方法能 夠延遲測試的解釋和/或降低算法的靈敏度。
[0019] 在另一方面，提供用於確定在樣品容器內是否發生微生物生長的系統。該系統包 括用於溫育樣品容器的裝置以及獲得溫育樣品容器時的一系列的測量數據點並且使數據 點存儲在機器可讀儲存器中的測量系統。該一系列的測量數據點代表在樣品容器內的微 生物生長的生長曲線。該系統還包括編程計算機，該編程計算機同時執行分析方法（a)和 (b)，即：
[0020] (a)分析在一系列的測量數據中的連續的數據點的變化；以及
[0021] (b)分析在一系列的測量數據點的數據點的集合之間的生長曲線下的面積的變 化，
[0022] 其中兩種分析方法（a)和（b)都包括用於從測量數據點確定容器內的微生物生長 的陽性條件的處理步驟。
[0023] 點對點變化方法和生長曲線下的相對面積方法兩者都被認為是獨特的、新穎的並 且可專利性的。兩種方法具有單獨的或與用於測定微生物生長的其他方法結合的實用性。
[0024] 因此，本公開內容的一個另外方面涉及用於測定在包含樣品的樣品容器內是否發 生微生物生長的數據點對點變化的方法。該方法包括以下步驟：
[0025] 溫育樣品容器；
[0026] 獲得樣品容器被溫育時的一系列的測量數據點並且使數據點存儲在機器可讀儲 存器中，一系列的測量數據點代表樣品容器內的微生物生長的生長曲線；
[0027] 相對於判定閾值分析一系列的測量數據點的連續數據點的變化，並且
[0028] 如果連續數據點的變化超過判定閾值對於連續測量數據點預先確定的次數，報告 樣品容器對微生物生長呈陽性。
[0029] 在一些實施方案中，一系列的測量數據點從包含在樣品容器內的比色傳感器獲 得。然而，該方法可應用於與其他方法使用，該其他方法包括監控來自樣品容器或代表微生 物生長的其內含物的方法的C0 2濃度、pH或其他數值的變化。
[0030] 在一個實施方案中，判定閾值由測量數據點計算。在另一個可能的配置中，該方法 包括從測量數據點確定測量數據點中的峰值並且響應地對用於從測量數據確定樣品容器 中的微生物生長的第二種方法施加限制的步驟。例如，第二種方法可以是基於比色傳感器 讀數的一種，例如曲線方法下的相對面積的方法、從pH讀數中測定生長的方法等。
[0031] 該方法能夠用於的樣品能夠採取任何合適的形式，包括食品樣品、環境樣品或來 自人類患者例如，血液或尿液的樣品。
[0032] 在另一個方面，該發明能夠採取微生物測試機器的改進的形式，該微生物試驗機 器可操作地接受多個樣品容器、溫育該容器並且從樣品容器中獲得一系列的測量數據點。 該改進在機器中提供處理單元，該處理單元可操作地測定使用數據點對點方法容器是否對 微生物生長呈陽性。在還另一個方面，該方法能夠採取包含用於執行數據點對點方法的機 器可讀指令的程序計算裝置的形式。
[0033] 在還另一個方面，一種方法被提供用於使用在曲線下的相對面積的方法確定在包 含樣品的樣品容器內是否發生微生物生長。該方法包括以下步驟：
[0034] (a)溫育樣品容器；
[0035] (b)獲得溫育樣品容器時的一系列的測量數據點並且使數據點存儲在機器可讀儲 存器中，一系列的測量數據點代表樣品容器內的微生物生長的生長曲線；
[0036] (c)計算一對測量數據點的生長曲線下的面積；
[0037] (d)計算第二對測量數據點的生長曲線下的面積；
[0038] (e)計算步驟（c)和⑷時計算的生長曲線下的面積的百分比差值；
[0039] (f)確定步驟（e)時計算的百分比差值是否大於判定閾值；
[0040] (g)如果步驟（f)是肯定的，對於連續對測量數據點重複步驟（c)、（d)、（e)以及 (f)，直到具有高於判定閾值的步驟（f)時計算的百分比差值的連續對測量數據點的數量 大於預先確定的限值為止；以及
[0041] (h)響應地報告樣品容器對微生物生長呈陽性。
[0042] 當用數據點對點方法的情況下，一系列的測量數據定能夠以多種測試格式獲得， 其中測量數據點代表生長例如，測量數據點從包含在樣品容器內的比色傳感器獲得。
[0043] 在優選的實施方案中，判定閾值由測量數據點計算，因此測量平臺、測試介質以及 樣品類型之間的變化是可靠的。該方法能夠與多種樣品類型使用，包括食品、環境和臨床樣 品，包括從人類患者諸如血液或尿液中獲得樣品。
[0044] 在另一個方面，該發明能夠採取微生物測試機器的形式，該微生物測試機器可操 作地接受多個樣品容器、溫育該容器並且從樣品容器中獲得一系列的測量數據點。該機器 包括在機器中的處理單元，該處理單元使用數據點對點方法可操作地測定容器是否對微生 物生長呈陽性。在還另一個方面中，該方法能夠採取包含用於執行生長曲線下的相對面積 方法的機器可讀指令的程序計算裝置的形式。
[0045] 本公開內容的另一個方面涉及用於在其中在容器安裝與檢測系統中之前容器進 行顯著的長期時間溫育的條件下，鑑別樣品容器對微生物生長呈陽性的方法學並且因此存 在微生物劑的方法學併入本發明方法。特別地，以概述方式描述在此概述和詳細的下文中 的點對點和在曲線下的相對面積的方法能夠在通常的臨床應用下解釋來自容器檢測系統 的數據測量，即其中測試瓶接種有樣品並且瓶立即被裝載到系統中。然而，一些實驗室將在 使該瓶裝載到系統中之前，長期持有接種瓶（可能在冷藏的條件下）。裝載的延遲能夠導致 不完全的反射率或生長曲線。因為不完全的，我們意指在"典型的"生長曲線（圖2)中所 有的延滯期和所有或部分的指數期能夠丟失。方法學，參考下文可交換地作為"早期溫育" 或"延遲進入"方法學，提供特別設計用於該所謂的延遲進入測試的數據的單獨分析。該方 法學能夠同時地與"點對點"變化和/或"生長曲線下的相對面積"方法學執行，使得容器 正確地鑑別為陽性的，不管該容器是否經受延遲進入到檢測系統。可替代地，該方法能夠例 如在其中已知的在使樣品接種到容器中後、容器被引入到檢測系統之前，一些延長期已過 去的情況下單獨地執行。
[0046] 三種不同的可替代的方法能夠在早期溫育檢測算法使用以鑑別容器對微生物生 長呈陽性，方法包括計算平均反射率數值並且相比於閾值的第一種方法、使用平均點對點 數值和與閾值的比較的第二種方法以及其中連續增加點對點數值的數量被計數並且相比 於規定的閾值數值的第三種方法。在一個可能的實施方案中，所有的三種方法對來自容器 的一系列的時間標記測量同時執行。
[0047] 附圖簡述
[0048] 圖1是可以與本方法結合使用的用於監控樣品容器內的未知的微生物劑 (microbial agent)的生長的系統的現有技術的布置的圖示。
[0049] 圖2是容器的隨時間變化的微生物生長的圖；生長曲線表示為從圖1的檢測器獲 得的強度測量。
[0050] 圖3是生長和數據測量的點對點變化的圖，其顯示當點對點變化超過判定閾值上 限最小次數時，作出陽性測試解釋。
[0051] 圖4是相似於圖3的生長和數據測量的點對點變化的圖的第二實例，其顯示當點 對點變化超過判定閾值上限最小次數時，作出陽性測試解釋。
[0052] 圖5是在其中瓶測試微生物生長呈陰性的情形下生長和點對點變化數據測量的 圖的實例。注意數據點對點變化圖在整個溫育期間未超過閾值上限。
[0053] 圖6是顯示生長曲線（強度）隨溫育時間變化的和兩個任意時間點之間的曲線下 面積的圖，該面積表不為任意單位。
[0054] 圖7是生長曲線、判定閾值上限和判定閾值下限以及相對曲線下面積（relative area under the curve)變化（RAUC)隨溫育時間變化的圖，顯不在RAUC的變化超過判定閾 值上限最小次數後，作出陽性測試解釋。
[0055] 圖8A是在陰性測試條件下的RAUC分析方法的圖示。注意RAUC變化的圖保持在 閾值上限和閾值下限內並且趨向零值。圖8B-8E是讀數對讀數（點對點）變化、閾值以及 反射率的圖，其圖示點對點變化如何能夠用於例如，臨時限制RAUC方法宣布陽性結果的能 力。
[0056] 圖9A和9B是顯示用於測定樣品容器對微生物生長呈陽性的數據點對點變化方法 的流程圖。該流程圖能夠被編碼為由通用目的的計算單元，諸如例如具有對來自圖1的系 統的測試測量的訪問權限的計算機執行的處理指令序列。
[0057] 圖10A和10B是顯示用於測定樣品容器對微生物生長呈陽性的狀況的曲線下相對 面積（RAUC)方法的流程圖。該流程圖也能夠被編碼為由通用目的的計算單元，諸如例如具 有對來自圖1的系統的測試測量的訪問權限的計算機執行的處理指令序列。
[0058] 圖11是陰性測試條件下的數據點對點分析方法的圖示，且通過點對點變化的圖 中的峰值（spike)指出測量誤差。
[0059] 圖12是陰性測試條件下的RAUC分析方法的圖示，且通過RAUC變化的圖中的峰值 指出測量誤差。
[0060] 圖13是在其中容器被延遲裝載到用於測試的檢測系統中的"早期溫育"方案下隨 時間變化的微生物生長的圖的圖示，在此方案中典型的生長曲線的延滯期以及大部分或全 部的指數生長期缺失。本公開內容的方法學之一在此方案下鑑別陽性瓶。該方法能夠與結 合圖7和10描述的點對點變化和相對曲線下的面積的方法同時執行。
[0061] 圖14是用於"延遲進入"方案的平均強度值陽性方法的圖示。
[0062] 圖15是用於"延遲進入"方案的平均點對點值陽性方法的圖示。
[0063] 圖16是用於"延遲進入"方案的大於規定的數值連續增加的點對點數值的數量方 法（the number of consecutive increasing point-to-point values greater than a specified value method)的圖不。
[0064] 圖17是用於檢測對微生物生長呈陽性的容器諸如瓶的檢測儀器的示意圖。本公 開內容的發明方法適合在諸如圖17中所示的系統或等價系統中實施。
[0065] 詳細描述
[0066] 用於測定在樣品容器內的微生物生長條件的方法和系統在下文描述。該方法可應 用於用於在樣品介質中的微生物存在的多種測試格式並且未考慮被限制到任何特定的格 式。在實踐中，該方法能夠用於任何系統，該系統直接或間接監控樣品容器或其內含物的參 數，諸如例如pH或C0 2濃度直接的變化，或通過生長的間接測量諸如從在容器內的比色傳 感器監控強度測量。
[0067] 以下的討論將使用代表用於示例性的而並非限制性目的的目前的實施方案的測 試格式的一個實例，即使用照明裝置和光電檢測器定期詢問的、併入到瓶狀容器中的比色 傳感器的測試格式，見美國專利5, 856, 175和5, 164, 576,兩篇的內容完全通過引用併入本 文。該布置的變型版本在於2012年1月18日提交的美國專利序列號13/352, 428中描述， 其內容通過引用被併入。
[0068] 在該'175和'576專利中描述的基本的比色感測系統在所附的附圖的圖1中顯 示。紅色發光二極體（LED)4使光引向包含樣品介質（例如，血液或血漿）和可能的未知的 微生物劑的樣品容器或瓶1的底部上。該瓶典型地包括連同樣品一起的生長介質，並且圖 1的布置在用於微生物生長的瓶的測試期間處於溫育環境中。比色傳感器2在製造的時候 被布置在瓶1的底部。該比色傳感器在之前引用的專利文獻中是已知的並且將不再進一步 描述。LED光相對於瓶1的底部表面成45度角地照射在傳感器上。大部分光穿透瓶的結構 並且照射比色傳感器2。部分的光將以瓶的底部表面呈45度地反射離開塑料瓶材料和傳感 器2,但是以相反的方向反射到照射的光（例如，反射角與入射角相等）。大部分剩餘的光 被散播到傳感器的表面和內部。傳感器2隨著瓶中C0 2的百分比變化而改變其顏色，該顏色 分別從藍色變為黃色。矽光電檢測器5 "注視"（即，連續地監控散播的強度信號）傳感器 2中的其中來自LED的光與傳感器相互作用的區域。由光電檢測器檢測的散播的光的強度 與瓶1內的C0 2水平成比例。圖1還顯示包括電源6、電流電壓變換器7以及低通濾波器8 的相關的電子產品。一系列的測量數據點（強度，溫育時間）以數字形式存儲在儲存器中 並通過計算機（例如，通用計算機、工作站或包括具有圖1的系統的中心處理單元）使用以 測定如本文解釋的在樣品容器內是否發生微生物生長。
[0069] 設計本公開內容的方法以評價測試或生長曲線並測定該曲線是否表示有機體的 生長。對該方法的輸入是測試響應數值（例如，來自光電檢測器的強度值）和獲得該數值 時的相應的溫育時間。進行下述假設：當有機物存在於樣品中時，生長曲線將顯現典型的形 狀。"典型的"生長曲線形狀在圖2中顯示為隨時間變化的強度測量結果的圖200。圖200 將包括以下時期的至少兩種：延滯期201、指數生長期202以及穩定期203。典型地，延滯期 201和指數生長期202存在於包括微生物劑的容器，儘管在實踐中，它們可能實際上未精確 地匹配圖2中顯示的"典型的"曲線並且一種或另一種測量誤差也可能出現。這些測量誤 差如稍後並連同圖11和12 -起解釋的被補償。
[0070] 在延滯期201和指數生長期202之間的點的過渡在此是重要的，因為指數生長期 在無微生物生長的條件下一般不會出現。本公開內容的方法獲得此過渡的早期檢測。該方 法具有許多獨特的特徵，一個是該方法使用同時操作的兩種不同的分析方法以檢測在樣品 容器內的有機體的生長。第一種分析測量是數據點對點變化的測量。該分析方法被執行以 區分測量誤差、數據噪聲以及生物活性。第二種分析方法包括在隨時間變化的在微生物生 長的圖（使用信號強度作為生長的代表）或本文的"生長曲線"下的相對面積以及在隨時 間變化的曲線下的相對面積（RAUC)的特別變化的測量。該技術靈敏地檢測檢測曲線中的 拐點，特別地在延滯期201和指數生長期202之間的圖2中的拐點。兩種技術同時地評價 測量數據以使假陰性或假陽性測試解釋的風險降到最低。（陰性測試結果指未檢測到有機 體生長。陽性測試結果指檢測到有機體生長。）
[0071] 優選的實施方案引入了使用確定陽性微生物生長的輸入測試數據計算的實時的 判定閾值的應用。該途徑允許方法隨著相比於使用預先限定的判定閾值的方法對測量平 臺、測試介質以及測試有機體之間的變化是可靠的。具有開發算法的挑戰，特別在即時領域 中，進行對有助於測量信號的變化的來源的可靠分析。典型地，在現有技術方法中，絕對閾 值在算法定義的那時被指定，其必須考慮變化的所有可能的來源。相反地，本方法基於輸入 數據的變化計算閾值。因此，如果曲線是"嘈雜的"，該閾值將反映背景噪聲的觀察的水平。 在此情況下，該分析將較不靈敏的。如果曲線不是"嘈雜的"，用於陽性確定的閾值將自動被 設置為更加靈敏的。
[0072] 本發明的優選的實施方案不需要對測試測量操作的複雜數據平滑處理。平滑數據 的方法能夠延遲測試的解釋和/或降低算法的靈敏度。
[0073] 利用來自為受讓人的多種產品完成的工作的經驗，本發明考慮當開發即時方法時 的多種數學概念。第一，在曲線下的面積連同變化率和加速度是常用於表徵曲線形狀的另 一種計算。第二，當評價有機體活性時使用相對測量是有利的。這能夠補償在臨床和工業 應用中觀察的生長曲線的形狀的多樣性。連同有機體變化一起，相對測量能夠可用於使系 統對系統、瓶批次對批次以及實驗室對實驗室的變化的影響降到最低。第三，由於處理事件 能夠區分有機活性和信號偏差的方法可改善產品性能。當考慮如何區分自然或隨機的變化 對能夠歸因於指定的因素的變化時，可以想到過程控制概念。
[0074] 這些概念的結合導致本文描述的方法的設計。比較從曲線的當前部分到曲線的前 一部分的生長曲線下的面積提供了能夠鑑別從延滯期過渡到指數期的相對測量。在測試 瓶溫育的早期階段期間，通過測試數據的分析，控制限度能夠被構建，這允許測試數據的解 釋。該控制限度，此後稱為判定限度能夠被用來區分隨機反射率信號變化、由於系統事件引 起的反射率信號變化，並且增加由於有機體生長引起的反射率信號。
[0075] 點對點（讀數對讀數）變化方法的綜述
[0076] 圖3是點對點變化方法的圖示300並且其被用於如何確定表明微生物生長發生的 陽性測試解釋。圖3顯示測試曲線200(來自圖1的光電檢測器的隨時間變化的強度）、分 別由輸入測量數據確定的判定閾值上限302和判定閾值下限304、以及已獲得的測量306的 點對點變化圖。該點對點變化圖306超過對測試測量的限定的最小數量的閾值上限302,這 被解釋為在溫育時間開始後的46. 2小時的溫育時間處的陽性測試（310)。圖4是相似於 圖3的數據點對點變化圖的第二實例，但是更加詳細地顯示數據點對點變化。注意點對點 變化圖306超過兩個連續數據點的閾值，這引起在溫育開始後的15. 7小時處的該實例中的 陽性測試解釋310。
[0077] 注意圖3和4中的反射率（生長）曲線200的圖。檢測時間（310)在來自初始延 滯期201和指數生長期202的過渡處的右側，表明在該方法中當生長曲線第一次顯示微生 物生長的證據時，極早在指數生長期中進行陽性鑑別。
[0078] 圖5顯示在無微生物生長的典型條件下的生長曲線（200)和數據點對點變化的 圖。該點對點變化未超過閾值上限302並且因此未進行陽性確定。
[0079] 點對點變化方法（圖3、4)的基本想法是區分反射率讀數的標準變化和能夠歸因 於有機體活性或數據採集處理事件的反射率的變化。要做到這點，判定限度上限和判定限 度下限（數字302和304)在基於實際讀數的溫育時長期間實時計算。限度基於點對點（本 文中也稱為"讀數對讀數"）數值的標準偏差以及輸入參數數值、讀數對讀數（R2R)標準偏 差數的數值。標準偏差用各自新的反射率數據點計算，但有例外。與使用RAUC方法（下文 描述的）一樣，在生長曲線穩定期採集的反射率數值（通常在溫育開始後的一個小時或兩 個小時）被忽略。另外，原始的η個R2R變化數值必須小於原始的R2R變化屏的數值（輸 入參數）。（η等於在測量結果被計算期間，曲線區間的數值。）此外，這些例外使計算在有 機體生長的延滯期期間太寬的並且不能代表典型變化的判定限度的風險降低到最小。
[0080] 生長曲線下的相對面積（RAUC)方法的綜述
[0081] 如上文指出的，數據點對點變化方法是可選擇的，但是優選地與第二種方法同時 實施，該第二種方法監控生長曲線下的相對面積（RAUC)並且特別地監控RAUC的變化。圖6 顯示生長曲線200以及兩個溫育時間h和t 2的實例。在h和t2之間的曲線下的面積600 使用梯形近似法計算。提供的h和t2彼此充分接近，曲線200近似直線並且面積A(600) 能夠根據下式計算：
[0082] A = l/2X(I1+I2)X(t2 -
[0083] 其中L是h時間下的強度測量，並且12是t2時間下的強度測量。
[0084] 如將在下文解釋的，RAUC方法監控曲線下的相對面積的變化，本文中稱作"RAUC 變化"。圖7顯示測試（生長）曲線200、RAUC變化702以及判定閾值上限702和判定閾值 下限704隨時間變化的圖。注意閾值702和閾值704由輸入數據分別實時計算並且典型地 與圖3中的閾值不同。當RAUC變化超過如在圖7中708處指出的測試測量的預先確定的 數量的閾值上限702時，如在310處指出的進行陽性測試解釋。注意在該技術中，在生長曲 線202的延滯期201和指數生長期202之間的過渡中，極早期地也進行陽性測試解釋。
[0085] 圖8時在陰性測試的條件下的RAUC分析方法的圖示。注意RAUC變化706的圖趨 向零並且未超過閾值上限702,因此沒有作出陽性解釋。
[0086] 實例
[0087] 考慮到上述討論以及圖3和7,本公開內容將連同圖9A、9B、10A以及10B呈現該方 法的一個實例的詳細說明。圖9A和9B是顯示數據點對點變化分析方法的流程圖，以及圖 10A和10B是顯示RAUC變化分析方法的流程圖。如上文指出，在優選實施方案中的兩種方 法同時執行。
[0088] 輸入數據和儲存的常數:
[0089] 該方法使以下項目用作輸入數據：
[0090] 1.該形式（測試值，時間）的有序的測量數據點（對）。在此實例中的"測試值" 是以任意單位計的強度測量。"時間"是溫育時間（例如，10. 35小時）。記錄測量數據點的 系統包括時鐘並且時間標記與各自測量結合以形成數據點的時間部分。
[0091] 2.當計算數據點對點變化技術的判定閾值302和304 (圖3, 9A-9B)時使用的乘法 因數（陽性實際數量）。這樣的因數的使用類似於設置統計區間的置信度。
[0092] 3.當計算RAUC方法的變化的判定閾值702, 704 (圖7, 10A-10B)時使用的乘法因 數（陽性實際數量）。這樣的因數的使用類似於設置統計區間的置信度。
[0093] 4.比較從測試曲線的一部分到測試曲線的前一部分的曲線下的相對面積時將使 用的測試數值的數量（整數）。這是在以下討論中的參數X。
[0094] 5.對應於高於判定閾值的連續數據點的數量的閾值數值（整數），這需要在 說明測試為陽性之前被觀察。一個數值需要被指定用於點對點變化方法（下文的數值 "NR2RP"），並且第二個值需要被指定用於曲線下的相對面積方法（下文的數值"NRAUCP"）。 [0095] 6.在當測試數值將被忽略的溫育的初始階段期間的時間段（對應於小時數的陽 性實際數）。對於一些測試，需要時間段用於穩定測試環境。該參數在本文中被稱為CSP (曲 線穩定期）。
[0096] 7.在如果陽性測試結果未通過點對點變化或RAUC方法報告的過程停止後的最大 溫育時間。如果最大溫育時間被滿足而未作出陽性測試結果，該方法報告陰性測試結果。
[0097] 該方法的高水平描述如下：
[0098] 在曲線穩定期（CSP)後，使用來自溫育時間的數據：
[0099] 對各新的數據點重複以下的，直到曲線被解釋為陽性的或觀察到最大溫育時間為 止。
[0100] 對於數據點對點分析過程，計算由兩個數據點之間的時間依比例（scaled)決定 的兩個連續數據點之間的差值（點對點變化）。
[0101] 如果計算的差值為初始的差值，計算判定閾值上限和判定閾值下限。
[0102] 如果計算的差值不是初始的差值，並且點對點的變化落入相關的閾值上限和閾值 下限，使用其他信息更新閾值上限和閾值下限。
[0103] 如果計算的差值不是初始的差值，並且點對點的變化低於閾值下限，小於4倍的 數據點的數量X將被標記為用於RAUC算法計算的不可靠數據。
[0104] 如果點對點的變化高於閾值上限，增加高於控制限度的上限的連續的點對點的變 化的數量。
[0105] 另外，如果點對點的變化高於上限閾值，小於2倍數值的數據點的數量X將被標記 為用於RAUC算法計算的不可靠數據。
[0106] 如果點對點的變化未高於閾值上限，設置高於閾值上限的連續的點對點變化數值 的數量為零。
[0107] 如果高於閾值上限的連續的點對點變化的數值的數量等於確定陽性曲線所需的 點對點變化數值的數量（NR2RP)，該曲線被解釋為陽性的。
[0108] 對於曲線下的相對面積（RAUC)方法，計算由兩個連續的有序的測量數據點形成 的梯形的面積。
[0109] 當足夠的數據是可利用的時，基於X的數值計算曲線下的相對面積（RAUC)(曲線 下的面積由梯形近似法計算）。
[0110] 計算當前的RAUC數值和之前的RAUC數值之間的差值。
[0111] 如果計算的差值是初始的差值，計算RAUC的判定閾值上限和判定閾值下限。
[0112] 如果進行多於一個的差值計算，並且RAUC的數值落入相關的閾值上限和閾值下 限，並且數據被標記為可靠的，使用其他信息更新閾值上限和閾值下限。
[0113] 如果RAUC的數值大於閾值上限，並且數據時可靠的，增加高於閾值上限的連續的 RAUC數值的數量。
[0114] 如果RAUC的數值未大於閾值上限，設置高於閾值上限的連續的RAUC數值的數量 為零。
[0115] 如果高於閾值上限的連續的RAUC數值的數量等於確定陽性曲線的RAUC數值的數 量（NRAUCP)，該曲線被解釋為陽性的。
[0116] 現轉到圖9A，將描述點對點變化的方法的特定的實施方案。圖9A的方法被編碼為 軟體指令，該軟體指令在通用計算機、工作檯的處理單元這樣的（CPU)或與稍後描述的圖1 或圖17的溫育和測試系統結合的處理單元中執行。該方法開始於以（數值，時間）的形式 獲得的測試數值的步驟900。
[0117] 在步驟902處，計算當前測試數值與前一測試數值之間的差值，並且由在兩個測 試數值之間的溫育時間區間確定差值比例（scale)。獲得通過在兩個數據點之間的溫育時 間的區間補償時間測量數值之間的不一致的標度。
[0118] 在步驟904處，測定來自902的差值是否為第一差值。
[0119] 如果是，繼續步驟914。
[0120] 在步驟914處，使用如下的讀數對讀數（R2R)標準偏差值計算點對點判定閾值的 上限和下限（圖3中的302和304):
[0121] R2R標準偏差的公式通過以下給出：
[0122] (等式1)R2R標準偏差s =(兩個連續的R2R數值1到η之間的差值）之和/η
[0123] 其中，兩個連續的R2R數值的差值為
[0124] |之前的R2R-當前的R2R|，並且
[0125] η為與當前反射率讀數相關的R2R數值。（將被忽略的RAUC數值不包括在1到η 順序中）
[0126] 判定限度的上限和下限的公式通過以下給出：
[0127] R2R的判定限度下限（304，圖3) = ks
[0128] R2R的判定限度上限（302,圖3) = -ks
[0129] 其中，k為R2R標準偏差數量（輸入參數），並且s為經等式1計算的R2R標準偏 差。
[0130] 如果不是（步驟904)，繼續步驟906。
[0131] 在步驟906處，確定新獲得的差值（步驟902)是否落入由步驟914計算的存在的 判定閾值的上限和下限內。
[0132] 如果是，差值落入判定閾值的上限和下限內，繼續步驟908、910、912、914以及 916。
[0133] 在步驟908處，設置高於判定閾值上限的連續數據點的計數為零。
[0134] 在步驟910處，更新差值的累積和。
[0135] 在步驟912處，更新標準偏差（s，等式1)。
[0136] 在步驟914處，如之前描述的計算判定閾值的上限和下限。
[0137] 繼續步驟916。
[0138] 如果沒有，在步驟906處，該差值未落入判定閾值的上限和下限，過程繼續圖9B中 所示的步驟：
[0139] 在步驟920(圖9B)處，測定差值是否高於閾值上限或低於閾值下限。
[0140] 如果高於，繼續步驟922、924、926以及928 :
[0141] 在步驟922處，增加高於判定閾值的連續數據點的數量到1。
[0142] 在步驟924處，限定在RAUC方法不能夠作出解釋期間的時間區間（圖10A和10B)。 在該點，可能是測試測量誤差發生。因此，步驟924防止RAUC方法基於相對於微生物火星 不必要的數據的變化使測試曲線解釋為陽性。
[0143] 在步驟926處，使高於判定閾值上限的連續數據點的數量相比於輸入參數數值 (NR2RP)，所需的數值表明陽性測試解釋。
[0144] 如果高於判定閾值上限的連續數據點的數量等於NR2RP (步驟928)，陽性結果報 告於步驟930處。
[0145] 如果高於判定閾值上限的連續數據點的數量不等於NR2RP(步驟928)，繼續步驟 916。
[0146] 如果在步驟920處新獲得的差值測量低於閾值下限，繼續步驟932。
[0147] 在步驟932處，限定在RAUC方法不能夠作出解釋期間的時間區間（圖10A和10B)。 如上所述，這防止可能的假陽性解釋。
[0148] 在步驟934處，設置高於判定閾值上限的連續數據點的計數為零。繼續步驟916。
[0149] 在步驟916處，使當前溫育時間相比於最大溫育時間依測試是否結束該分析。
[0150] 如果是，當前溫育時間等於最大溫育時間，結束測試並且解釋是陰性結果。
[0151] 如果不是，當前溫育時間小於最大溫育時間，回送至步驟900。繼續處理直到通過 數據點對點分析獲得陽性測試解釋，通過RAUC分析獲得陽性測試解釋或該過程達到最大 溫育時間為止。
[0152] 現將參考圖7和10A-10B描述RAUC方法。該過程通過獲得測試結果數據對（900， 圖9A)開始。
[0153] 在步驟1000處，計算由最後的1到X個測試數值確定的曲線的部分的曲線下的面 積（AUC)以及有最後的X到（2x-l)個測試數值確定的曲線的部分的曲線下的面積，其中X 為在輸入數據中指定的測試數值的數量。
[0154] 在步驟1002處，使用下式計算曲線下的面積的百分比差值（RAUC)
[0155] RAUC = 100 (AUCn)到 x - AUQ 到 x) /AUQ 到 x
[0156] 在步驟1004處，計算當前的RAUC數值和之前的RAUC數值之間的差值。
[0157] 在步驟1006處，測定來自步驟1004的差值是否是第一差值。
[0158] 如果是，繼續步驟1012。
[0159] 在步驟1012處，計算平均RAUC數值。
[0160] 在步驟1014處，計算RAUC差值的累積和。
[0161] 在步驟1016處，計算基於步驟1014的平均差值。
[0162] 在步驟1018處，使用下式計算RAUC判定閾值的上限和下限：
[0163] 判定閾值上限（702)=(平均RAUC)+ (乘法因數）（平均差值）
[0164] 判定閾值上限（704)=(平均RAUC)-(乘法因數）（平均差值）
[0165] [注意，用於計算RAUC判定閾值的乘法因數被定義為輸入參數。]
[0166] 繼續步驟1020。
[0167] 在步驟1006處如果不是，計算多於一個差值，繼續步驟1008。
[0168] 在步驟1008處，測定來自1002的新獲得的RAUC數值是否落入RAUC判定閾值內。
[0169] 如果是，繼續步驟1010。
[0170] 在步驟1010處，設置高於判定閾值上限的連續數據點的數量的計數為零。
[0171] 在步驟1012處，計算平均RAUC數值。
[0172] 在步驟1014處，計算RAUC差值的累積和。
[0173] 在步驟1016處，計算基於步驟1014的平均差值。
[0174] 在步驟1018處，計算如較早描述的RAUC判定閾值的上限和下限。
[0175] 繼續步驟1020。
[0176] 在步驟1008處如果不是，新獲得的RAUC數值未落入判定閾值內，繼續步驟 1022(見圖 10B)。
[0177] 在步驟1022處，測定RAUC數值是否落入高於判定閾值的上限。
[0178] 如果是，繼續步驟1024。
[0179] 在步驟1024處，測定是否存在來自數據點對點分析過程（來自步驟922或930) 的限制。
[0180] 如果是，繼續步驟1036。
[0181] 在步驟1036處，設置高於判定閾值上限的連續數據點的數量的計數為零。
[0182] 然後，繼續步驟1020。繼續該步驟，在此過程中的該點處，防止由於測量誤差曲線 的假陽性解釋的可能性。此外，數據點不用於更新RAUC閾值的上限和下限。因此，來自測 量誤差的數據不能誤差地誇大自然過程變化的評價。
[0183] 在步驟1024處如果不是，繼續步驟1026。
[0184] 在步驟1026處，增加高於判定閾值上限的連續數據點的計數。
[0185] 在步驟1028處，使高於閾值的連續數據點點的數量相比於指出陽性測試解釋的 數值（NRAUCP)。
[0186] 如果等於輸入參數（步驟1030)，在步驟1032處報告陽性測試結果。然後過程結 束（1034)。
[0187] 如果不等於輸入參數，繼續步驟1036。
[0188] 在步驟1036處，設置高於判定閾值上限的連續數據點的數量的計數為零，然後繼 續步驟1020。
[0189] 如果不是（來自步驟1022)，新獲得的RAUC數值未高於判定閾值上限，繼續步驟 1036然後步驟1020。
[0190] 在步驟1020處，使當前溫育時間相比於最大溫育時間以測定是否結束分析。
[0191] 如果是，結束測試並且解釋是陰性結果，步驟1022。
[0192] 如果不是，當前溫育時間小於最大溫育時間，帶有下一數據對回送至步驟1000。繼 續該過程直到通過數據點對點分析獲得陽性測試解釋，通過RAUC分析獲得陽性測試解釋 或者該過程達到最大溫育時間為止。
[0193] 如前面提到的，兩種方法（點對點和RAUC)優選地同時並且在某些情況下操作，點 對點方法可以操作以防止RAUC方法在某段時間指出陽性結果。如由圖9A的框906指出的， 在點對點方法中，伴有每個新的數據點（測試數值），使該測試數值相比於判定限度的上限 和下限。當測試數值在限度內，該數值被用於更新標準偏差（步驟912)、兩個判定閾值（步 驟914)，並且陽性計數被設置為零（步驟908)。當測試數值高於判定限度的上限，該值不 能用於更新標準偏差和判定限度（見圖9B、步驟922、924以及926)。此外，兩種情況需要 被考慮。
[0194] 一種情況是測試數值的增加是有機體活性的結果。為了包括這種可能性，讀數對 讀數的陽性計數被增加至1 (步驟922)。如果R2R數值的增加是由於有機體活性，高於判定 限度的上限的一系列數值將出現。當R2R陽性計數達到R24陽性數量的數值時，該曲線被 解釋為陽性，如由步驟926、928以及930指出的。
[0195] 第二種情況是該增加時由於一些幹擾過程的因素。為了防止隨著RAUC算法的假 陽性結果，發起陽性轉變警告條件，這防止RAUC算法使曲線解釋為陽性。而且，在警告條件 期間觀察到的反射率數據不用於更新RAUC平均、標準偏差以及判定限度。警告條件存在於 指定的時段。
[0196] 如果R2R數值低於判定限度的下限，已知的過程因素引起反射率的減小。對於這 種情況，如在步驟032處指出的，陰性轉變警告條件建立於指定的時段。另外，RAUC在此警 告期間不能使曲線解釋為陽性，並且反射率數據不用於RAUC平均、標準偏差以及判定限度 的計算。
[0197] 讀數對讀數標準偏差數量的數值（用於計算判定閾值的輸入參數，步驟914)對測 定點對點變化和RAUC方法的最佳性能是關鍵的。當該輸入參數的數值太小時，過多的數據 點將被考慮在通常的過程變化之外。因此，不必要的陽性和陰性轉變警告條件將被建立。這 能夠潛在地消除RAUC算法的優勢。太大的R2R標準偏差數量的數值能夠導致幹涉的因數 未被檢測到。因此，假陽性結果的風險將增加。在通常的數據採集條件下，RAUC算法由於 有機體活性而能夠比點對點算法檢測反射率的更微小的變化。點對點算法起到有價值的作 用，因為它能夠檢測使曲線解釋複雜的系統事件。輸入參數的最佳化能夠通過給定系統的 試驗和誤差的日常實踐、容器和傳感器的類型等被優化。
[0198] 圖8B和8C提供具有包含來自溫度影響的變化的反射率數據的點對點和RAUC算 法同時工作的圖示。圖8B是點對點變化（306,包括閾值上限302和閾值下限304以及來自 反射率測量的測試（生長）曲線202)的圖。注意點對點判定限度（閾值302和304)僅捕 獲不受溫度變化影響的反射率數據的部分。
[0199] 圖8C顯示RAUC判定限度調整到在接收從點對點算法到忽略極端數據點的指令的 溫育時長內的數據。更重要地，點對點算法在大約20和25小時實行警告條件，該警告條件 禁止RAUC算法使曲線解釋為陽性。最後，曲線適當地僅在43小時期間通過RAUC算法測定 為陽性。
[0200] 當反射率數據在延遲期和指數期之間的拐點周圍是噪聲，特殊的情況是可能的。 點對點算法能夠向警告條件發信號，該警告條件禁止RAUC算法當事實上曲線是陽性時宣 告曲線呈陽性。點對點算法將最後提供陽性結果，但是伴有延遲。在這種特殊的情況下，其 他的條件選中作為RAUC算法的部分。返回參考圖8B，受到幹擾事件影響的RAUC數值具有 隆起和/或下沉的特徵。在指數期間，與有機體活性相關的RAUC數值一貫地高於延長期的 判定限度。如果RAUC陽性計數等於延長的RAUC陽性數量，期限被解釋為陽性，即使來自點 對點算法的警告條件存在。
[0201] 圖8D提供特別情況的實例。在圖8C中，許多R2R數值在25小時後高於判定限度 的上限。這些數值建立轉變警告。然而，圖8E顯示RAUC數值在大約30小時後一貫地高於 判定限度。在這種情況下，高於判定閾值的RAUC數值的數量充分滿足具有瓶在RAUC方法 下宣告陽性的。
[0202] 圖11是具有陰性測試的具有在1100和1102處顯示的生長曲線的測量誤差的數 據點對點分析方法的圖示，該測量誤差引起在點對點變化圖中的峰值1103和1104。因為 這些峰值1104代表高於閾值302的單一情況並且參數NR2RP以大於1的整數設置（例如， 二、三或四），測量誤差不會引起假陽性解釋。
[0203] 圖12是具有陰性測試的、具有在1200和1202處指出的生長曲線的測量誤差的 RAUC方法的圖示，該測量誤差引起在RAUC變化圖（708)中的峰值1204和1206。然而，存 在高於閾值702的單一峰值1206,因此高於閾值702的連續點的數量為1，其小於在此實例 中用於陽性解釋所需要的數值（NRAUCP)，並且因此測量誤差不會引起假陽性解釋。
[0204] 早期淵育/延遲講入方法學
[0205] 如上文指出的，本公開內容的另一方面涉及一種方法學，該方法學用於在其中在 容器安裝於包含本發明方法的檢測系統中之前容器長期顯著地延遲的情況下鑑別樣品容 器對微生物生長呈陽性的並且因此存在微生物劑。特別地，上文詳細描述的點對點和曲 線下的相對面積的方法能夠解釋來自處於通常的臨床應用下的容器檢測系統的數據測 量-即其中測試瓶接種有樣品並且瓶立即被裝載到系統中用於溫育和讀數。然而，一些實 驗室在使瓶裝載到檢測系統中之前在延長期持有接種瓶（可能地但是不必要地處於溫育 條件下）。裝載的延遲能夠導致不完全的反射率或生長曲線。由於不完全，我們意指在圖2 的"典型的"生長曲線中的所有的延滯期以及所有、部分或大部分的指數期可能丟失。
[0206] 在此部分描述的"早期溫育方法學"的方法學提供特別設計用於該早期溫育或"延 遲進入"的測試方案的數據的單獨分析。該方法學能夠與上文詳細解釋的"點對點"變化和 /或"生長曲線下的相對面積"方法同時執行，使得容器正確地被鑑別為陽性，不管容器是否 經受延遲進入到檢測系統中。可替代地，該方法能夠例如在其中已知的在進入容器的樣品 溫育之後的一段延長期過去後，指定的容器被引入到檢測系統中的情況下單獨進行。
[0207] 圖13的生長曲線代表能夠預料在"延遲進入"的情況下的一種。該實例中的生長 曲線被繪製為隨溫育時間變化的強度或反射率的一系列測量1300,並且t = 0是容器通過 在檢測儀器中的檢測裝置（見，用於實例的圖1)首次被詢問的時間。生長曲線包括指數生 長期202的一些部分（典型地出現在指數生長期的最後的指數生長期的僅一小部分）以及 典型地持續比指數生長期更長的延長的穩定期203。
[0208] 早期溫育方法學提供特別設計用於延遲進入測試的數據的單獨的分析。三種不同 可替代的方法能夠被用於早期溫育檢測方法學以鑑別容器對微生物生長呈陽性的，其包括 計算平均反射率數值並且對比閾值的第一種方法（見圖14)、使用平均點對點數值並且對 比閾值的第二種方法（見圖15)以及其中計算連續增加點對點數值的數量並且對比指定的 閾值數值的第三種方法（見圖16)。這些方法將在下文描述。
[0209] 對於該分析，需要輸入參數的以下組。
[0210] 1.曲線區間：在其進行計算期間的連續反射率數值的數量（圖13中的1300)。（整 數）
[0211] 2.曲線穩定期：當反射率數據被考慮為不穩定時以小時計的溫育初期。（實數）
[0212] 3.早期溫育最大時間：在早期溫育期間解釋曲線為陽性的以小時計的最大溫育 時間。（實數）
[0213] 4.連續增長點對點數值陽性閾值：用於當溫育時間小於早期溫育最大數值時測 定曲線是否為陽性的閾值。大體上，連續增加的點對點數值的數量必須大於用於使生長曲 線解釋為陽性的所需要的指定的標準。（整數）
[0214] 5.平均點對點數值陽性閾值：用於當溫育時間小於早期溫育最大數值時測定曲 線是否為陽性的閾值。計算基於連續點對點數值的截尾平均值並且對比於指定的閾值。連 續的數值的數量相當於曲線區間的數值。（實數）
[0215] 6.反射率數值陽性閾值：用於當溫育時間小於早期溫育最大數值時測定曲線是 否為陽性的閾值。計算基於連續點對點數值的截尾平均值並且對比於指定的閾值。連續的 數值的數量相當於曲線區間的數值。（整數）
[0216] 7.初始的點對點變化屏：基於來自陰性屏的數值的分布的點對點變化數值的上 界。（實數）
[0217] 大體上，在曲線穩定期的最後和早期溫育最大時間之間的可用的數據使用早期溫 育方法學進行。如上文指出的，存在曲線能夠使用早期溫育算法解釋為陽性的三種可選擇 的方法-1)平均反射率數值陽性、2)平均點對點數值陽性以及3)等於指定數值的連續增加 的點對點數值的數量。早期溫育方法能夠使用1、2或3所有的這些方法，例如他能夠同時 使用所有三種方法並且如果任何一種引起陽性鑑別，容器標記為陽性的。
[0218] 1)平均反射率數值陽性方法（見圖14)
[0219] 平均反射率數值陽性方法處理例如，如圖13和14中顯示的當反射率曲線的延滯 期和大部分如果不是全部的指數期202丟失時的情況。換言之，該曲線主要只是穩定期（圖 13中的203)。平均反射率數值陽性方法計算該X個的最新的反射率數值（圖13中的1300) 的截尾平均值，其中X等於曲線區間參數的數值（如上文定義的）。見圖14。如果當前觀 察的截尾平均反射率數值大於反射率數值陽性閾值，生長曲線被認為陽性的並且樣品容器 被標記為陽性。
[0220] 截尾平均反射率數值的公式由下式給出：
[0221] 平均反射率=[(反射率數值1到X)之和-(反射率數值1到X)的最大值-(反 射率數值1到X])的最小值V(曲線區間-2)
[0222] 其中X被定義為曲線區間的數值。
[0223] 2)平均點對點數值陽性方法（圖15)
[0224] 該平均點對點數值陽性方法最適用於當指數期的充足部分可用於分析時的情況。 圖13中的曲線是一個實例。對於這種方法，計算該X個的最新點對點數值（圖13中的 1300)的截尾平均值並且對比於平均點對點數值陽性閾值。如果平均數值大於平均點對點 數值陽性閾值，該曲線被歸類為陽性。在圖15的實例中，陽性分類在1. 75小時處作出，如 由圖中的"陽性"圖例指出的。
[0225] 截尾平均點對點（P2P)數值的公式由下式給出：
[0226] 平均P2P =[ (P2P數值1到X)之和-(P2P數值1到X)的最大值-(P2P數值1 到X)的最小值V(曲線區間-2)
[0227] 其中X被定義為曲線區間的數值。
[0228] 3)等於指定數值方法的連續增加的點對點數值的數量（圖16)
[0229] 大於指定數值方法的連續增加的點對點數值的數量也被針對當如圖13的情況下 的反射率曲線的指數期的部分被捕獲時的情況。用這種方法，每個點對點數值對比於初始 點對點變化屏數值。如果早期溫育點對點數值一貫地大於該屏數值，很可能反射率數據相 當於曲線的指數部分。計數器被用來確定獲得連續增加的P2P數值的足夠數量的時間。計 數器使用以下的邏輯計算：
[0230] 如果當前的P2P數值大於初始點對點變化屏的數值，並且當前的P2P數值大於 85%的之前的P2P數值，增加該計數器至1。否則，重設計數器為零。
[0231] 在早期溫育期間，該計數器對比於連續增加點對點數值陽性閾值。當計數器等於 閾值，曲線被歸類為陽性。在圖16的實例中，當連續增長陽性圖首次穿過如圖中所示的閾 值時，該曲線在約2. 4小時處被歸類為陽性。
[0232] 輸入參數對測試解釋的影響
[0233] 5, 218個測試曲線的集合使用輸入參數的三種不同的組合由本方法進行評價。用 於比較的目的，相同的5, 218個曲線使用當前使用的方法在BacT/ALERT儀器（現有技術方 法）中評價。5, 218個測試曲線中，1，559個未顯示有機體生長的證據。其餘的3, 659個曲 線顯示有機體生長的證據。
[0234] 表1總結了 3組輸入參數。表2提供採用3組輸入參數的每個的本方法和之前方 法的測試結果的比較。
[0235] 表1評估的輸入參數組合
[0236]
【權利要求】
1. 一種用於測定在樣品容器內是否發生微生物生長的方法，所述方法包括以下步驟： 溫育所述樣品容器； 在溫育所述樣品容器時從所述樣品容器獲得一系列的測量數據點，並使所述數據點存 儲在機器可讀的存儲器中，所述一系列的測量數據點代表所述樣品容器內的微生物生長的 生長曲線；並且 用編程計算機同時執行分析方法（a)和（b)，即： (a) 分析所述一系列的測量數據點中的連續數據點的變化，以及 (b) 分析所述一系列的測量數據點中的數據點的集合之間的所述生長曲線下的面積的 變化， 其中，兩種分析方法（a)和（b)包括用於從所述測量數據點確定所述容器內的微生物 生長的陽性條件的處理步驟。
2. 如權利要求1所述的方法，其中所述分析方法（a)對所述分析方法（b)確定陽性條 件的能力施加限制。
3. 如權利要求1或權利要求2所述的方法，其中所述分析方法（a)測定所述一系列的 測量數據點中的測量誤差的情況。
4. 如權利要求1-3中任一項所述的方法，其中兩種分析方法（a)和（b)使用所述測量 數據點實時計算用於微生物生長的陽性解釋的判定閾值。
5. 如權利要求1-4中任一項所述的方法，還包括與分析方法（a)和（b)同時執行分析 方法（c)，分析方法（c)包括分析其中所述容器被延遲獲得所述測量數據點而使得與所述 測量數據點相關聯的生長曲線的延滯期不存在的方案下的所述一系列的測量數據點。
6. 如權利要求5所述的方法，其中所述分析方法（c)包括以下方法中的至少一種： 第一種方法，其計算平均測量數據點數值並且使這樣的平均測量數據點數值與閾值對 比， 第二種方法，其計算平均測量數據點對點數值並且使這樣的平均值與閾值對比，以及 第三種方法，其中連續增加的測量數據點對點數值的數量被計數並且與指定的閾值對 比。
7. 如權利要求6所述的方法，其中分析方法（c)包括同時執行所述第一種、第二種以及 第二種方法。
8. 如權利要求1-7中任一項所述的方法，其中所述樣品容器包括瓶。
9. 如權利要求8所述的方法，其中所述瓶包括內部的比色傳感器。
10. 如權利要求1-9中任一項所述的方法，其中所述樣品容器包括從人類獲得的生物 樣品。
11. 如權利要求10所述的方法，其中所述生物樣品包括血液或血液製品。
12. 如權利要求1-11中任一項所述的方法，其中所述分析方法（a)包括圖9A和9B中 顯示的步驟序列。
13. 如權利要求1-12中任一項所述的方法，其中所述分析方法（b)包括圖10A和10B 中顯示的步驟序列。
14. 一種用於測定在樣品容器內是否發生微生物生長的系統，所述系統包括以下步 驟： 用於溫育所述樣品容器的裝置； 測量系統，其在溫育所述樣品容器時從所述樣品容器獲得一系列的測量數據點並使所 述數據點存儲在機器可讀的存儲器中，所述一系列的測量數據點代表所述樣品容器內的微 生物生長的生長曲線；並且 編程計算機，其同時執行分析方法（a)和（b)，即： (a) 分析所述一系列的測量數據點中的連續數據點的變化，以及 (b) 分析所述一系列的測量數據點中的數據點的集合之間的所述生長曲線下的面積的 變化， 其中，兩種分析方法（a)和（b)包括用於從所述測量數據點確定所述容器內的微生物 生長的陽性條件的處理步驟。
15. 如權利要求14所述的系統，其中所述分析方法（a)對所述分析方法（b)確定陽性 條件的能力施加限制。
16. 如權利要求14或權利要求15所述的系統，其中所述分析方法（a)測定所述一系列 的測量數據點中的測量誤差的情況。
17. 如權利要求14-16中任一項所述的系統，其中所述編程計算機使用兩種分析方法 (a) 和（b)的所述測量數據點實時計算用於微生物生長的陽性解釋的判定閾值。
18. 如權利要求14-17中任一項所述的系統，其中所述編程計算機還與分析方法（a)和 (b) 同時執行分析方法（c)，分析方法（c)包括分析其中所述容器被延遲獲得所述測量數據 點而使得與所述測量數據點相關聯的生長曲線的延滯期不存在的方案下的所述一系列的 測量數據點。
19. 如權利要求18所述的系統，其中所述分析方法（c)包括以下方法中的至少一種： 第一種方法，其計算平均測量數據點數值並且使這樣的平均測量數據點數值與閾值對 比， 第二種方法，其計算平均測量數據點對點數值並且使這樣的平均值與閾值對比，以及 第三種方法，其中連續增加的測量數據點對點數值的數量被計數並且與指定的閾值對 比。
20. 如權利要求19所述的系統，其中分析方法（c)包括同時執行所述第一種、第二種以 及第二種方法。
21. 如權利要求14所述的系統，其中所述樣品容器包括瓶。
22. 如權利要求21所述的系統，其中所述瓶包括內部的比色傳感器。
23. 如權利要求14-22中任一項所述的系統，其中所述樣品容器包括從人類獲得的生 物樣品。
24. 如權利要求23所述的系統，其中所述生物樣品包括血液或血液製品。
25. 如權利要求14-24中任一項所述的系統，其中所述編程計算機編程有執行圖9A和 9B中顯示的步驟序列的一系列指令。
26. 如權利要求14-25中任一項所述的系統，其中所述編程計算機編程有執行圖10A和 10B中顯示的步驟序列的一系列指令。
27. -種用於測定在包含樣品的樣品容器內是否發生微生物生長的方法，所述方法包 括以下步驟： 溫育所述樣品容器； 獲得溫育所述樣品容器時的一系列的測量數據點並且使所述數據點存儲在機器可讀 的儲存器中，所述一系列的測量數據點代表所述樣品容器內的微生物生長的生長曲線； 相對於判定閾值分析所述一系列的測量數據點的連續數據點的變化，並且 如果所述連續數據點的變化超過所述判定閾值對於所述連續測量數據點的預先確定 的次數，報告所述樣品容器對微生物生長呈陽性。
28. 如權利要求27所述的方法，其中所述一系列的測量數據點從包含在所述樣品容器 內的比色傳感器獲得。
29. 如權利要求27或權利要求28所述的方法，其中所述判定閾值由所述測量數據點實 時計算。
30. 如權利要求27-29中任一項所述的方法，還包括從所述測量數據點確定所述測量 數據點中的峰值並且對用於從所述測量數據點確定所述樣品容器中的微生物生長的第二 種方法響應地施加限制的步驟。
31. 如權利要求27-30中任一項所述的方法，其中所述樣品包括來自人類患者的樣品。
32. -種微生物測試機器，包括： 溫育系統，其用於溫育多個樣品容器， 測量系統，其在所述溫育系統溫育所述樣品容器時從所述樣品容器獲得一系列的測量 數據點， 機器可讀的存儲器，其存儲所述測量數據點，所述一系列的測量數據點代表在所述樣 品容器內的微生物生長的生長曲線；以及 處理單元，其可操作地測定所述容器是否對微生物生長呈陽性，所述處理單元執行相 對於判定閾值分析所述一系列的測量數據點中的連續數據點的變化的程序指令序列，並且 如果所述連續數據點的變化超過所述判定閾值對於連續數據點的預先確定的次數，報告所 述樣品容器對微生物生長呈陽性。
33. -種用於測定在包含樣品的樣品容器內是否發生微生物生長的方法，包括以下步 驟： (a) 溫育所述樣品容器； (b) 獲得溫育所述樣品容器時的一系列的測量數據點，並且使所述數據點存儲在機器 可讀的存儲器中，所述一系列的測量數據點代表所述樣品容器內的微生物生長的生長曲 線. (C)計算一對測量數據點的所述生長曲線下的面積； (d) 計算第二對測量數據點的所述生長曲線下的面積； (e) 計算步驟（c)和（d)時計算的所述生長曲線下的面積的百分比差值； (f) 確定步驟（e)時計算的所述百分比差值是否大於判定閾值； (g) 對於連續對的測量數據點重複步驟（c)、（d)、（e)以及（f)，直到具有高於所述判定 閾值的步驟（f)時計算的百分比差值的連續對測量數據點的數量大於預先確定的限值為 止；以及 (h) 響應地報告所述樣品容器對微生物生長呈陽性。
34. 如權利要求33所述的方法，其中所述一系列的測量數據點從包含在所述樣品容器 內的比色傳感器獲得。
35. 如權利要求33或權利要求34所述的方法，其中所述判定閾值由所述測量數據點中 計算。
36. 如權利要求33-35中任一項所述的方法，其中所述樣品是來自人類患者的樣品。
37. 一種微生物測試機器，包括： 溫育系統，其用於溫育多個樣品容器， 測量系統，其在所述溫育系統溫育所述樣品容器時從所述樣品容器獲得一系列的測量 數據點， 機器可讀的存儲器，其存儲所述測量數據點，所述一系列的測量數據點代表在所述樣 品容器內的微生物生長的生長曲線；以及 處理單元，其可操作地確定所述容器是否對微生物生長呈陽性，所述處理單元執行程 序指令序列 (1) 計算一對測量數據點的所述生長曲線下的面積； (2) 計算第二對測量數據點的所述生長曲線下的面積； (3) 計算步驟（1)和（2)時計算的所述生長曲線下的面積的百分比差值； (4) 確定步驟（3)時計算的所述百分比差值是否大於判定閾值； (5) 對於連續對測量數據點重複步驟（1)、（2)、（3)以及（4)，直到具有高於所述判定閾 值的步驟（5)時計算的百分比差值的連續對測量數據點的數量大於預先確定的限值為止； 以及 (6) 響應地報告所述樣品容器對微生物生長呈陽性。
38. -種用於測定在包含樣品的樣品容器內是否發生微生物生長的方法，包括以下步 驟： 溫育所述樣品容器； 獲得溫育所述樣品容器時的一系列的測量數據點，並且使所述數據點存儲在機器可讀 的存儲器中，所述一系列的測量數據點代表所述樣品容器內的微生物生長的生長曲線； 分析所述一系列的測量數據點；其中 所述容器被延遲獲得所述測量數據點而使得在所述生長曲線中的指數生長期的延滯 期不存在。
39. 如權利要求38所述的方法，其中所述分析步驟包括以下方法中的至少一種： 第一種方法，其計算平均測量數據點數值並且使這樣的平均測量數據點數值與閾值對 比， 第二種方法，其計算平均測量數據點對點數值並且使這樣的平均值與閾值對比，以及 第三種方法，其中連續增加的測量數據點對點數值的數量被計數並且與指定的閾值對 比。
40. 如權利要求39所述的方法，其中分析步驟（c)包括同時執行所述第一種、第二種以 及第三種方法。
41. 一種微生物測試機器，包括： 溫育系統，其用於溫育多個樣品容器， 檢測系統，其在所述溫育系統溫育所述樣品容器時從所述樣品容器獲得一系列的測量 數據點， 機器可讀的存儲器，其存儲所述測量數據點，所述一系列的測量數據點代表在所述樣 品容器內的微生物生長的生長曲線；以及 處理單元，其可操作地測定所述容器是否對微生物生長呈陽性，所述處理單元執行分 析所述一系列的測量數據點的程序指令序列， 其中所述容器被延遲獲得所述測量數據點而使得在所述生長曲線中的指數生長期的 延滯期不存在。
42.如權利要求41所述的機器，其中所述處理單元執行指令以依據以下方法中的至少 一種分析所述測量數據點： 第一種方法，其計算平均測量數據點數值並且使這樣的平均測量數據點數值與閾值對 比， 第二種方法，其計算平均測量數據點對點數值並且使這樣的平均值與閾值對比，以及 第三種方法，其中連續增加的測量數據點對點數值的數量被計數並且與指定的閾值對 比。
【文檔編號】C12M1/00GK104204219SQ201380015724
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年3月15日 優先權日:2012年3月22日
【發明者】麥可·厄勒裡 申請人:生物梅裡埃有限公司