專利名稱：用于血液分析的集成儀器和相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對血樣進(jìn)行分析的集成儀器。更確切地說，本發(fā)明涉及一種集成儀器，該集成儀器至少將細(xì)胞計數(shù)器功能或者與細(xì)胞計數(shù)器功能有關(guān)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(fā)明還涉及由這種儀器所執(zhí)行的方法。
背景技術(shù)：
在醫(yī)學(xué)分析領(lǐng)域，定義為炎癥的病理狀態(tài)也是通過測量血液中粒子部分的沉降速率(ESR)進(jìn)行確認(rèn)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(xì)胞計數(shù)分析相繼進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(zhì)的待分析的血樣，將該血樣引入毛細(xì)管中以便對不同血樣進(jìn)行各種測量。
該方法基于對血液中一個點/時刻的光密度或者吸光度的測量，其使毛細(xì)管內(nèi)的血液流動瞬時停止，并根據(jù)Westergren方法(例如，參見Piva E.、Fassina P.和Plebani M.發(fā)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(guān)的光度信號。
對吸光度的研究的進(jìn)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，并避免將拋棄型容器用于分析。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(jìn)行分析。
在同樣屬于本申請人的EP-A-0,732,576中說明了另一種用于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(jìn)行測量，而所述血樣在毛細(xì)管內(nèi)進(jìn)行離心旋轉(zhuǎn)。
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(guān)的其它參數(shù)，例如血液的粘性、彈性或濃度。
此外，根據(jù)這樣進(jìn)行的分析的特征和特性，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(yīng)時間極快等，使本發(fā)明的申請人設(shè)想該分析可與其它類型的血液分析—例如由細(xì)胞計數(shù)器進(jìn)行的分析—集成在一起按順序進(jìn)行。
細(xì)胞計數(shù)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(xué)的基本參數(shù)，例如計數(shù)紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板、血細(xì)胞比容(血球密度)和與血液的粒子部分的形態(tài)和大小有關(guān)的其它參數(shù)。為進(jìn)行該分析，分析儀器采用從患者身上提取并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(jìn)行分析。
在診斷技術(shù)中，通常認(rèn)為通過細(xì)胞計數(shù)器進(jìn)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(guān)于血液粘度、彈性和濃度/稠度等參數(shù)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(xiàn)有技術(shù)中，在如EP’188中所述的測量ESR的方法提出之前，細(xì)胞計數(shù)儀器的制造者從來也沒有想過將它與測量血沉降速率的設(shè)備集成到一個設(shè)備中，原因就是上述的固有障礙和不相容性。
還應(yīng)該指出，通常且傳統(tǒng)的測量ESR的技術(shù)使用混合有抗凝血劑的稀釋的血液，這與后續(xù)的諸如與細(xì)胞計數(shù)有關(guān)的分析是不相容的，而在EP’188中所述的技術(shù)使用一種干態(tài)抗凝血劑(EDTA)，它與用于細(xì)胞計數(shù)分析的基本試管中所用的抗凝血劑一樣。
文獻(xiàn)WO-A-95/14224中說明了一種儀器，它采用細(xì)胞計數(shù)器的測量結(jié)果以從經(jīng)驗上并通計算得出ESR值。更準(zhǔn)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(jìn)行的第二分析部分中，可能在適當(dāng)混合了稀釋物質(zhì)之后進(jìn)行血細(xì)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(zhuǎn)地改變了血樣，因此不能將該血樣再用來進(jìn)行隨后的血細(xì)胞比容分析。
與血液阻抗及其血細(xì)胞比容相關(guān)的數(shù)據(jù)，加上通過適當(dāng)測量元件測得的與阻抗測量單元相關(guān)的溫度值被送到處理單元，該處理單元根據(jù)經(jīng)驗利用這些數(shù)據(jù)計算出ESR值。
這種儀器的缺點和限制主要在于其復(fù)雜性和其所需的大量部件，這些部件用來測量參數(shù)，也用來計算和處理數(shù)據(jù)。
然而，最重要的是，無法保證所得結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性，這一方面是因為經(jīng)驗計算過程本來就不能保證獲得精確的數(shù)據(jù)，另一方面，由于(涉及到)至少三種不同的測量系統(tǒng)而累加了容差。
無論如何，實質(zhì)上，這種已知儀器不能利用同一血樣進(jìn)行連續(xù)、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(xì)胞比容。
因而，本發(fā)明的目的是設(shè)計一種儀器并提供一種進(jìn)行血液分析的相關(guān)方法，這種儀器是集成的，小巧、緊湊而且便于運輸；它可利用同一個血樣連續(xù)且封閉地相繼進(jìn)行血沉降速率(ESR)和至少細(xì)胞計數(shù)或者相關(guān)聯(lián)的其它分析。
申請人已經(jīng)設(shè)計并實施了本發(fā)明，以實現(xiàn)該目的和下文將示出的其它優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容
各獨立權(quán)利要求示出了本發(fā)明的特征，而從屬權(quán)利要求說明了本發(fā)明的其它特征。
根據(jù)本發(fā)明的集成儀器包括至少一個收集元件以用于一個或多個適當(dāng)密封的容器；每個容器設(shè)有適于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(xì)胞計數(shù)儀器中，其中血樣處于靜止?fàn)顟B(tài)，而且只添加有EDTA型干態(tài)抗凝血劑，所述血樣不再稀釋或者與其它液態(tài)或固態(tài)物質(zhì)混合。
利用泵裝置并通過循環(huán)回路將血樣送入與光學(xué)系統(tǒng)配合工作的毛細(xì)管中，根據(jù)EP’188的教導(dǎo)，該該光學(xué)系統(tǒng)適于發(fā)射(波長)范圍為100nm～1500nm-有利地為200nm～1000nm的電磁射線，并且檢測在血流被瞬時中斷后透過血樣的射線。例如，根據(jù)EP’576中所述，根據(jù)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(xù)(in line)進(jìn)行的，而且不會對初始血樣造成任何破壞和理化特征的改變—這與例如電抗測量方法完全相反，因此可隨后將同一血樣實質(zhì)上(基本上)毫無間斷地并且以非常接近的順序(時序)送入細(xì)胞計數(shù)器測量組件內(nèi)以進(jìn)行與所述測量有關(guān)的處理。
在通過細(xì)胞計數(shù)器進(jìn)行測量之后，將血樣排放到排料容器內(nèi)。
根據(jù)一種變型，將計數(shù)器測量組件的至少一部分設(shè)置在用于測量ESR的裝置的上游。
因此，在這種系統(tǒng)中，測量ESR的裝置和細(xì)胞計數(shù)器組件可共用同一個提取針型裝置和同一個供應(yīng)血樣的帶泵的系統(tǒng)。
因此，可將這兩個測量裝置以很小的間距串聯(lián)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(jié)構(gòu)緊湊、便于運輸并且容易放置到實驗室內(nèi)或者醫(yī)院的診療室內(nèi)。
根據(jù)一種變型，將一個提取針與兩個路徑相連，所述兩個路經(jīng)中一個經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)以測量ESR，另一個經(jīng)過計數(shù)器測量系統(tǒng)或類似系統(tǒng)。
根據(jù)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(yīng)測量系統(tǒng)。
這兩個測量系統(tǒng)(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(diào)整所述測量系統(tǒng)的運行/功能；該命令和控制單元以公知方式與連接至外部并與外部通信的接口相關(guān)聯(lián)，所述接口例如監(jiān)視器(顯示器)、用于發(fā)送命令和插入數(shù)據(jù)及參數(shù)的鍵盤、可能的用于打印分析結(jié)果值的打印機。根據(jù)一種變型，測量系統(tǒng)可以聯(lián)網(wǎng)以用于與遠(yuǎn)程用戶自動交換信息。
在本發(fā)明的一個實施例中，泵裝置是可逆型的，并允許回路中的血流倒轉(zhuǎn)，從而使血樣重新均勻化和快速重復(fù)測量成為可能。
毛細(xì)管也能夠保持恒溫以使分析在恒定的溫度下進(jìn)行，該溫度可根據(jù)要求預(yù)先設(shè)定。


通過下面參照附圖對作為非限定性示例的優(yōu)選實施例的說明，本發(fā)明的上述和其它特征將更清晰，其中，附圖是根據(jù)本發(fā)明的用于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(guān)的其它參數(shù)的功能和細(xì)胞計數(shù)器功能或其它相關(guān)的測量功能。
該儀器10的主要部件包括—針型提取構(gòu)件11，該提取構(gòu)件能選擇性地從容納在貯存滾筒23內(nèi)的容器22中提取待分析的血樣，該貯存滾筒23可通過馬達(dá)21而轉(zhuǎn)動以混合血液；—測量ESR的裝置14，該裝置包括毛細(xì)管容器12，該毛細(xì)管能夠透過(波長)范圍為100nm～1500nm優(yōu)選為200nm～1000nm的電磁輻射線，血樣可在該毛細(xì)管內(nèi)被引導(dǎo)；—回路13，該回路將提取構(gòu)件11連接到毛細(xì)管12，并且血樣可在該回路中循環(huán)；—與回路13相關(guān)聯(lián)的快速閘塊式泵(instant block pump)，附圖中未示出；—與毛細(xì)管12相關(guān)聯(lián)的光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)至少包括發(fā)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(guān)聯(lián)并布置成分別位于毛細(xì)管12上的一點兩相對側(cè)；—與毛細(xì)管12串聯(lián)的測量組件18，血樣在已經(jīng)被測過血沉降速率以后可在該測量組件內(nèi)流動以進(jìn)行血液測量，例如計數(shù)紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板和血細(xì)胞比容以及其它與血液的粒子部分的形態(tài)和大小有關(guān)的參數(shù)；—排料箱19，已經(jīng)進(jìn)行過分析的血樣被排放到該箱中并進(jìn)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(jiān)視器24、鍵盤25和打印機26，以用于設(shè)定儀器10的功能、顯示和打印分析結(jié)果，還可能聯(lián)網(wǎng)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(gòu)件11、攪拌器馬達(dá)21、光學(xué)系統(tǒng)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(gòu)件(提取構(gòu)件)11從設(shè)置在貯存滾筒23中的容器22中的一個內(nèi)提取血樣。將該血樣通過泵(此處未示出)和回路13送到毛細(xì)管12內(nèi)，在該毛細(xì)管內(nèi)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。
然后重新開始流動，使該血樣(在測量ESR期間未發(fā)生任何理化改變)毫無間斷地通過細(xì)胞計數(shù)器測量組件18，在該測量組件18中進(jìn)行需要的測量，然后將血樣排放到排料箱19。
這樣，執(zhí)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(dǎo)致交換和誤識樣本的風(fēng)險。
可將使血樣在回路13中循環(huán)的泵布置在毛細(xì)管12的上游或者下游，在優(yōu)選實施例中，該泵是可逆型的，它允許血雙向循環(huán)流動。
根據(jù)此處未示出的變型，將回路13分成兩個支路，一個支路經(jīng)過裝置14以測量ESR，另一個支路經(jīng)過測量組件18以計數(shù)細(xì)胞。
根據(jù)另一種變型，設(shè)置兩個或多個提取構(gòu)件11以與回路13的相應(yīng)支路相關(guān)聯(lián)，從而將相應(yīng)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(shù)據(jù)適時傳輸?shù)矫詈涂刂茊卧?0，該命令和控制單元存儲所述數(shù)據(jù)并處理所述數(shù)據(jù)以獲得ESR值、相關(guān)參數(shù)、以及細(xì)胞的計數(shù)和其它從測量組件18獲得的值?？蓪⑺玫降臄?shù)據(jù)與命令和控制單元20內(nèi)的數(shù)據(jù)庫中存在的參數(shù)進(jìn)行比較或集成。
然后可將分析結(jié)果顯示在顯示器24上或者用打印機26打印出來，而將血樣排放到排料箱19中。由于利用同一個設(shè)備同時獲得ESR值以及例如血細(xì)胞比容，該分析還具有這樣的優(yōu)勢分析者可根據(jù)相應(yīng)數(shù)據(jù)的交叉參數(shù)比較來進(jìn)行期望的比較和修正。
當(dāng)然，很明顯，在不脫離本發(fā)明地領(lǐng)域和范圍的情況下，可對上述儀器10和方法進(jìn)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(shè)置在裝置14的上游以檢測ESR?；芈?3中的血樣的流動的瞬時中斷可以通過與回路13和/或毛細(xì)管12相關(guān)聯(lián)的閥裝置來實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.用于血液分析的集成儀器，其特征在于，該集成儀器包括實質(zhì)上連續(xù)布置并且實質(zhì)上集成在一個機器中的光學(xué)型裝置(14)和具有細(xì)胞計數(shù)器等功能的測量組件(18)，該光學(xué)型裝置(14)用于通過測量血樣的光密度或吸光度來檢測該血樣的實質(zhì)上瞬時的血沉降速率(ESR)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的集成儀器，其特征在于，設(shè)有用于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(gòu)件(11)相關(guān)聯(lián)，所述提取構(gòu)件(11)與血樣循環(huán)回路(13)相連，從而使血樣實質(zhì)上毫無間斷地順序循環(huán)通過所述用于檢測ESR的裝置(14)的毛細(xì)管(12)以及所述具有細(xì)胞計數(shù)器功能的測量組件(18)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的集成儀器，其特征在于，所述提取構(gòu)件(11)是針型的，所述容器(22)具有可被所述針型構(gòu)件(11)刺穿的密封頂部，所述血樣循環(huán)回路(13)與泵裝置相關(guān)聯(lián)，該泵裝置能夠使由所述提取構(gòu)件(11)提取的血樣循環(huán)通過所述裝置(14)的所述毛細(xì)管(12)和所述測量組件(18)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的集成儀器，其特征在于，所述用于檢測血沉降速率的裝置(14)是通過使所述毛細(xì)管中的血流瞬時中斷—即截流一而起作用的。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的集成儀器，其特征在于，所述用于檢測血沉降速率的裝置(14)布置在所述測量組件(18)的上游并與所述測量組件(18)串聯(lián)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的集成儀器，其特征在于，所述血樣循環(huán)回路(13)包括兩個支路，一個支路經(jīng)過所述用于測量血沉降速率的裝置(14)，另一個支路經(jīng)過所述測量組件(18)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的集成儀器，其特征在于，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于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(gòu)件(11)的運行。
8.進(jìn)行血液分析的方法，其特征在于，將利用針型提取構(gòu)件(11)從容器(22)中提取的血樣送到回路(13)中，并使血樣在該回路循環(huán)使血樣實質(zhì)上毫無間斷地順序經(jīng)過用于通過測量血樣的光密度或吸光度來檢測實質(zhì)上瞬時的血沉降速率(ESR)的光學(xué)裝置(14)，以及用于計數(shù)細(xì)胞或計數(shù)其它與細(xì)胞計數(shù)有關(guān)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(xù)布置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于，血沉降速率是這樣檢測的使流經(jīng)所述裝置(14)的毛細(xì)管(12)中的血樣瞬時停止，發(fā)送穿過所述毛細(xì)管(12)的光柱以檢測該毛細(xì)管(12)內(nèi)的血流停止時刻的光密度，檢測后使血樣重新開始流動以通過所述測量組件(18)。
全文摘要
用于血液分析的集成儀器及其方法，其中，該集成儀器包括實質(zhì)上連續(xù)布置并且實質(zhì)上集成在一個機器中的光學(xué)型裝置(14)和具有細(xì)胞計數(shù)器等功能測量組件(18)，該光學(xué)型裝置(14)用于通過測量血樣的光密度或者吸光度來檢測該血樣的實質(zhì)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(yōu)先權(quán)日2003年9月3日
發(fā)明者G·B·杜伊奇 申請人:塞爾分析系統(tǒng)有限公司