凝血系统分析装置和方法

文档序号:789247 发布日期:2021-04-09 浏览:13次 >En<

阅读说明:本技术 凝血系统分析装置和方法 (Coagulation system analysis device and method ) 是由 林义人 李丞玟 渕上彩 町田贤三 于 2019-09-06 设计创作,主要内容包括:提供了一种凝血系统分析装置,包括:一对电极;施加单元,其被配置为以预定的时间间隔向该对电极施加交流电压;测量单元,其被配置为测量放置在该对电极之间的血液样本的复介电常数;以及分析单元,其被配置为通过使用至少两种或多种类型的凝血相关测定,基于在作用于血液样本的抗凝血作用被解除之后的时间间隔测量的预定时间段内的特定频率的复介电常数来分析凝血因子的活性和凝血抑制因子的活性。(Provided is a coagulation system analysis device including: a pair of electrodes; an applying unit configured to apply an alternating voltage to the pair of electrodes at predetermined time intervals; a measurement unit configured to measure a complex permittivity of a blood sample placed between the pair of electrodes; and an analysis unit configured to analyze the activity of the coagulation factor and the activity of the coagulation inhibiting factor based on a complex permittivity of a specific frequency within a predetermined period of time measured at a time interval after an anticoagulation effect acting on the blood sample is released, by using at least two or more types of coagulation-related assays.)

凝血系统分析装置和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年9月7日提交的日本优先权专利申请JP 2018-168346的权益,其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本技术涉及凝血系统分析装置、凝血系统分析方法以及凝血系统分析程序。

背景技术

在过去,已经存在凝血试验作为临床上执行的分析血液状况的方法。已知以凝血酶原时间-国际标准化比值(PT-INR)和活化部分凝血活酶时间(APTT)为代表的凝血试验是一般的凝血试验。在这些方法中,分析与凝血反应有关的蛋白质的凝血反应性。这样的蛋白质包含在通过离心血液样本获得的血浆中。

上述试验方法用于评估外源性凝血能力和内源性凝血能力的功能试验。在这些试验中,过量添加触发外源性凝血反应和内源性凝血反应的物质以在短时间内获得试验结果。这些试验使用通过离心血液样本获得的血浆执行。在这种试验中,由于通过离心去除了在体内凝血反应中起重要作用的细胞成分(诸如血小板和红细胞),在许多情况下在试验结果与实际临床状况之间出现差异。

注意,另一功能试验的示例包括血栓弹性描记法和血栓弹性测定法,其分别商业化为TEG(注册商标)和ROTEM(注册商标)。这些功能试验不够广泛,因为例如(1)测量不是自动化的,并且试验结果依赖于测量者的技术,(2)它容易受到振动的影响,(3)质量控制(QC)程序复杂并且QC试剂昂贵,以及(4)需要获得解释输出信号(血栓弹性图)的技能。此外,由于未充分示出对缺乏或抑制外源性和内源性凝血因子的敏感性,因此有可能无法满足医学领域的需求。

此外,在上述现有功能试验中,通常以大于体内反应的过量的量使用凝血引发剂作为试验试剂。因此,这些试验适用于评估凝血能力的显著降低,即出血趋势,但是不适用于评估凝血能力的显著增加,即血栓形成趋势或凝血能力的轻微变化。注意,在血栓弹性测定法中,存在通过重新添加钙而不使用人工激活外源性凝血途径或内源性凝血途径的凝血引发剂来执行测量的测定。在该测定中,在凝血反应的早期形成的血纤蛋白凝胶由于测量期间的旋转位移而破裂,并且因此难以执行正确的测量。具体地,在这样的测定中,存在以下问题:对于纤维蛋白原或血小板的含量低的样本,无法预期测量的可重复性。

近年来,作为能够简单且准确地评估凝血测量的另一种方法,提出了执行凝血过程的电介质测量的方法(例如,参见日本专利申请公开第2010-181400号和日本专利申请公开第2012-194087号)。在该方法中,血液样本被放置在包括一对电极等的电容器状的样本部分中,并且对样本部分施加交变电场以测量在血液样本的凝血过程中发生的复介电常数的变化。Y.Hayashi et al.,Analytical Chemistry 87(19),10072-10079(2015)表明,通过使用该方法,可以容易地监测凝血和纤溶过程。此外,I.Uchimura et al.,Biorheology53,209-219(2016)表明,通过使用该方法,可以以高灵敏度评估凝血能力的增加,这已经难以通过另一种方法评估。然而,该方法也存在以下问题:很难正确地评估复杂的凝血动力学。

引用列表

专利文献

专利文献1:日本专利申请公开第2010-181400号,

专利文献2:日本专利申请公开第2012-194087号。

非专利文献

非专利文献1:Y.Hayashi et al.,Analytical Chemistry 87(19),10072-10079(2015),

非专利文献2:I.Uchimura et al.,Biorheology 53,209-219(2016)。

发明内容

技术问题

如上所述,利用现有方法,很难正确地评估复杂的凝血动力学。

在这方面,期望提供一种能够以高精度评估凝血动力学的凝血系统分析装置(blood-clotting-system analysis apparatus)。

问题的解决方案

根据本公开,提供了一种凝血系统分析装置(blood coagulation systemanalysis device)。该凝血系统分析装置包括电路,其被配置为对第一血液样本执行第一凝血相关测定;对第二血液样本执行第二凝血相关测定;并且至少部分地基于第一凝血相关测定的输出和第二凝血相关测定的输出来评估凝血因子的活性和凝血抑制因子的活性,其中,第一血液样本和第二血液样本是从收集来自患者的同一血液样本中分配的。

根据本公开,提供了一种分析血液样本以确定与该血液样本相关联的患者的血栓形成风险的量和/或出血风险的量的方法。该方法包括对第一血液样本执行第一凝血相关测定;对第二血液样本执行第二凝血相关测定;并且至少部分地基于第一凝血相关测定的输出和第二凝血相关测定的输出来评估凝血因子的活性和凝血抑制因子的活性,其中,第一血液样本和第二血液样本是从收集来自患者的同一血液样本中分配的。

根据本公开,提供了一种凝血分析系统。该凝血分析系统包括:第一电极和第二电极,该第二电极被布置为与第一电极相对,使得包括第一血液样本的容器可以布置在第一电极与第二电极之间;电压发生器,其被配置为向第一电极和第二电极施加交流电压;以及电路。该电路被配置为当向第一电极和第二电极施加交流电压时,对第一血液样本执行第一凝血相关测定;对第二血液样本执行第二凝血相关测定;并且至少部分地基于第一凝血相关测定的输出和第二凝血相关测定的输出来评估凝血因子的活性和凝血抑制因子的活性,其中,第一血液样本和第二血液样本是从收集来自患者的同一血液样本中分配的。

附图说明

[图1]图1是示意性示出根据本技术的实施例的凝血系统分析装置100的概念的示例的示意性概念图。

[图2]图2是示意性示出根据本技术的实施例的电气测量容器101的示例的截面图。

[图3]图3是描述复介电常数谱(三维)的测量的示例的附图替代图。

[图4]图4是描述复介电常数谱(二维)的测量的示例的附图替代图。

[图5]图5是描述从复介电常数谱提取的特征量的示例的附图替代图。

[图6]图6A至图6D各自是示出筛选凝血试验和凝血纤溶因子随血液采集定时的变化的附图替代图。

[图7]图7E至图7H各自是示出筛选凝血试验和凝血纤溶因子随血液采集定时的变化的附图替代图。

[图8]图8A和图8B各自是示出ROTEM测量结果随血液采集定时的变化的附图替代图。

[图9]图9C至图9E各自是示出ROTEM测量结果随血液采集定时的变化的附图替代图。

[图10]图10A至图10D各自是示出DBCM测量分析结果随血液采集定时的变化的附图替代图。

[图11]图11E至图11H各自是示出DBCM测量分析结果随血液采集定时的变化的附图替代图。

[图12]图12是示出考虑到彻底发现血栓形成风险的凝血分析方法的示例的框图。

[图13]图13是示出用于使用外源性弱触发测定和内源性弱触发测定来确定出血风险的凝血分析方法的示例的框图。

具体实施方式

在下文中,将参考附图描述本技术的有利实施例。

以下描述的实施例示出本技术的典型实施例的示例,并且本技术的范围不由该实施例狭义地解释。注意,将按照以下顺序进行描述。

1.凝血系统分析装置100

(1)一对电极1a和1b

(1-1)电气测量容器101

(1-2)连接单元102

(1-3)容器保持单元103

(2)施加单元2

(3)测量单元3

(4)分析单元4

(5)输出单元5

(6)显示单元6

(7)存储单元7

(8)测量条件控制单元8

(9)温度控制单元9

(10)血液样本供应单元10

(11)试剂供应单元11

(12)精度管理单元12

(13)驱动机构13

(14)样本备用单元14

(15)搅拌机构15

(16)用户界面16

(17)服务器17

(18)其他

2.凝血分析方法

(1)施加步骤

(2)测量步骤

(3)分析步骤

1.凝血系统分析装置100

凝血系统分析装置100至少包括一对电极1a和1b、施加单元2、测量单元3和分析单元4。此外,凝血系统分析装置100可以根据需要包括其他单元,诸如输出单元5、显示单元6、存储单元7、测量条件控制单元8、温度控制单元9、血液样本供应单元10、试剂供应单元11、精度管理单元12、驱动机构13、样本备用单元14、搅拌机构15、用户界面16和服务器17。

在下文中,将描述其细节。

(1)一对电极1a和1b

一对电极1a和1b在测量时与血液样本B接触,并且对血液样本B施加必要的电压。

一对电极1a和1b的布置、形式等没有特别限制,并且可以根据需要自由地设计,只要它能够对血液样本B施加必要的电压即可。在本技术中,有利的是,一对电极1a和1b一体地形成在下面描述的电气测量容器101中。

同样,形成电极1a和1b的材料也没有特别限制。根据需要可以自由选择和使用一种或两种或多种已知的导电材料,只要不影响要分析的血液样本B的状况等即可。具体地,这种材料的示例包括钛、铝、不锈钢、铂、金、铜和石墨。

在本技术中,有利的是,由这些材料中的包含钛的导电材料形成电极1a和1b。由于钛具有相对于血液样本的低凝血活性的性质,因此适用于执行血液样本B的测量。

(1-1)电气测量容器101

图2是示意性示出根据本技术的实施例的电气测量容器101的示例的截面图。电气测量容器101保持要分析的血液样本B。在根据本技术的实施例的凝血系统分析装置100中,电气测量容器101的数量不受特别限制,并且可以根据要分析的血液样本B的量、类型等适当地自由地布置一个或多个电气测量容器101。

在根据本技术的实施例的凝血系统分析装置100中,在电气测量容器101保持血液样本B的同时执行复介电常数的测量。因此,有利的是,电气测量容器101被配置为在保持血液样本B时是可密封的。然而,电气测量容器101不必被配置为气密的,只要它可以在测量复介电常数所花费的时间内静止并且该配置不影响测量即可。

将血液样本B引入电气测量容器101的具体方法和密封方法没有特别限制。可以根据电气测量容器101的形式等适当地通过自由方法引入血液样本B。这样的方法的示例包括在电气测量容器101中设置盖并在使用移液管等引入血液样本B之后关闭该盖以进行密封的方法。

电气测量容器101的形式不受特别限制,并且可以适当地自由设计,只要待分析的血液样本B可以保持在装置中即可。此外,电气测量容器101可以包括一个或多个容器。

电气测量容器101的具体形式不受特别限制,并且可以根据血液样本B的状况等适当地自由设计,只要电气测量容器101能够保持要分析的血液样本B即可。这种形式的示例包括圆柱体、横截面为多边形(三角形、正方形或更大)的多边形圆柱体、圆锥、横截面为多边形(三角形、正方形或更大)的多边形锥体以及通过组合它们中的一个或两个或多个获得的形式。

此外,形成容器101的材料也没有特别限定,并且可以适当地自由选择,只要待分析的血液样本B的状况等不受影响即可。具体地,在本技术中,有利的是,从易于加工和形成等的观点来看,容器101由树脂形成。在本技术中,可以使用的树脂的类型等没有特别限制。可以适当地自由选择并使用可以用于保持血液样本B的一种或两种或多种的树脂。这种树脂的示例包括疏水性和绝缘性聚合物,诸如聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、丙烯酸、聚砜和聚四氟乙烯、共聚物和共混聚合物。

具体地,在本技术中,有利的是,电气测量容器101由选自聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯酸和聚砜中的一种或多种树脂形成。由于这些树脂具有相对于血液样本的低凝血活性的性质,因此适用于对血液样本执行测量。

注意,在本技术中,所包含的公知的一次性盒类型也可以用作电气测量容器101。

在本技术中,有利的是,提供包括以下描述的两种或多种类型的凝血相关测定的多个电气测量容器101。因此,可以在下述分析单元4中有效地执行血栓形成风险的大小的分析。此外,在本技术中,有利的是,针对每个测定,将构成两种或多种类型的凝血相关测定的试剂预先封装在多个电气测量容器101中的每一个中。

在本技术中,在使用试剂的情况下,如上所述,预定的试剂可以预先以固化状态或按原样以液态保持在电气测量容器101中。例如,可以预先将抗凝剂、凝血引发剂、内源性凝血途径引发剂、外源性凝血途径引发剂、钙盐等放入容器101中。通过如上所述使容器101预先保持试剂,不需要以下描述的试剂供应单元11或保持试剂的部分,这使得可以使装置小型化并降低成本。此外,由于用户不需要更换试剂并且不需要维护诸如试剂供应单元11和保持试剂的部分的装置,因此可以提高可用性。

(1-2)连接单元102

连接单元102将以下描述的施加单元2与电极1a和1b电连接。连接单元102的具体形式没有特别限制,并且可以适当地自由设计,只要它能够将施加单元2与电极1a和1b电连接即可。

(1-3)容器保持单元103

容器保持单元103保持电气测量容器101。容器保持单元103的具体形式没有特别限制,并且可以适当地自由设计,只要它能够保持容纳要分析的血液样本B的容器101即可。

此外,形成容器保持单元103的材料也没有特别限制,并且可以根据电气测量容器101的形式等适当地自由选择。

此外,在本技术中,容器保持单元103可以具有从设置在电气测量容器101中的信息记录介质自动读取与容器101有关的信息的功能(例如,条形码读取器等)。信息记录介质的示例包括IC卡、IC标签、具有条形码或矩阵2D码的卡或其上打印有条形码或矩阵2D码的纸或贴纸。

(2)施加单元2

施加单元2以预定的间隔向该对电极1a和1b施加交流电压。更具体地,例如,施加单元2在接收到开始测量的指令的时间点或装置100的电源被接通的时间点的开始时间向该对电极1a和1b施加交流电压。更具体地,施加单元2针对每个设定的测量间隔或由稍后描述的测量条件控制单元8控制的测量间隔,向该对电极1a和1b施加设定频率或由稍后描述的测量条件控制单元8控制的频率的交流电压。

(3)测量单元3

测量单元3测量放置在该对电极1a和1b之间的血液样本的复介电常数。可以适当地自由设计测量单元3的配置,只要测量单元3能够测量要测量的血液样本B的复介电常数即可。具体地,可以采用阻抗分析器、网络分析器等作为测量单元3。

更具体地,例如,测量单元3可以被配置为按时间顺序测量通过由施加单元2向血液样本B施加交流电压而获得的血液样本B的阻抗,并且在接收到开始测量的指令的时间点或装置100的电源被接通的时间点的开始时间按时间顺序测量电极1a和1b之间的血液样本B的阻抗。然后,从所测量的阻抗导出复介电常数。为了导出复介电常数,可以使用示出阻抗与介电常数之间的关系的已知函数或关系。

测量单元3的测量结果可以获得为以频率、时间和介电常数为坐标轴的三维复介电常数谱(图3),或者以频率、时间和介电常数中的两个为坐标轴的二维复介电常数谱(图4)。图3中的Z轴指示在每个时间和每个频率的复介电常数的实部。

图4对应于通过将图3所示的三维谱切割760kHz的频率而获得的二维谱。图4中的符号(A)指示与红细胞的叠连形成(rouleaux formation of red blood cells)相关联的峰值,并且符号(B)指示与血液样本凝血过程相关联的峰值。本发明的发明人在日本专利申请公开第2010-181400号中公开了血液样本的介电常数的时间变化反映了血液样本的凝血过程。因此,由测量单元3获得的复介电常数谱是定量地指示血液样本的凝血能力的指标。基于这样的指标的变化,可以获取与血液样本的凝血能力有关的信息,诸如凝血时间、凝血速率和凝血强度。

(4)分析单元4

分析单元4使用至少两种或多种类型的凝血相关测定,并基于在作用于血液样本B的抗凝血作用被解除之后的时间开始的上述时间间隔测量的预定时间段内的特定频率的复介电常数来分析凝血因子的活性和凝血抑制因子的活性。注意,在本说明书中,“活性”的概念包括包含反应速率的降低的生理活性。

如上所述,在检查本技术的过程中变得显而易见的是,很难用现有的方法来正确地评估复杂的凝血动力学。具体地,如以下描述的示例1所示,已经发现,在(i)由于凝血因子的缺乏而部分地降低凝血能力,但是相对于其他因子等观察到高凝血性,或(ii)高凝血性的原因是由于在生理条件下凝血抑制因子(尤其是抗凝血酶)的实际活性降低的情况下,用现有的方法不能正确地分析血栓形成风险。

在以上(i)的情况下的血栓形成风险是在使用心肺转流(cardiopulmonarybypass)手术后的恢复期间发现的并且无法通过正常试验发现的血栓形成风险。此外,在以上(ii)的情况下,如果使用通常规定用于预防血栓形成的维生素K拮抗剂抑制剂(例如,华法林),则作为凝血抑制因子的抗凝血酶等的量也减少。同样在该情况下,诸如PT-INR试验的凝血试验由于该试验的特性而不能反映抗凝血酶的量的减少,这导致凝血延长的试验结果,并且错误地确定血栓形成风险已经降低。然而,实际上,在生理条件下凝血能力和抑制凝血的能力(主要通过抗凝血酶)两者均降低,并且凝血能力和抑制凝血的能力两者之间的平衡对于血栓形成风险是重要的。因此,不必一定说降低血栓形成风险。为了防止这种误解的发生,不仅需要执行凝血试验,还需要执行抗凝血酶活性测量。

然而,即使执行了抗凝血酶活性测量,也无法处理以下情况。具体地,抗凝血酶的量(浓度)没有减少但是生理(动态)活性降低的情况是问题。换句话说,无法处理抗凝血酶的量没有改变但是抗凝血酶的反应速率降低的情况。现有的抗凝血酶活性试验或定量试验不能反映出抗凝血酶的反应速率的轻微变化。同时,在体内是否产生血栓是问题的情况下,不仅抗凝血酶的量而且抗凝血酶的反应速率是重要的,因为加速凝血酶生成的凝血因子活性反应和抑制凝血酶生成的反应竞争。与抗凝血酶的反应速度有关的这种血栓形成风险到目前为止尚未被普遍认识。

同时,具体地,根据本技术的实施例的凝血系统分析装置甚至能够毫无例外地发现具有上述血栓形成风险的样本。具体地,还可以评估到目前为止尚未认识到的血栓形成风险,并且可以高精度地评估凝血动力学。因此,可以在手术后血栓形成止血控制或凝血异常是问题的所有疾病中进行与患者的凝血状态相匹配的定制治疗。

此外,在凝血因子降低和凝血抑制因子活性降低并存的条件下,尽管在现有方法的情况下,不仅需要执行凝血试验,而且还需要执行血液凝血因子的测量等来评估这两种风险,但是通过本技术可以容易地评估这两种风险,并且可以基于风险确定结果来决定治疗方案。此外,通过将本技术应用于一般医学检查,可以知道在血栓形成、脑出血等发生之前的风险。

在本技术中,有利的是,上述两种或多种类型的凝血相关测定选自由不触发凝血反应的测定、内源性凝血途径触发测定(以下也称为“内源性强触发测定”)、比内源性凝血途径触发测定更弱地触发内源性凝血途径的测定(以下也称为“内源性弱触发测定”)、外源性凝血途径触发测定(以下也称为“外源性强触发测定”)以及比外源性凝血途径触发测定更弱地触发外源性凝血途径的测定(以下也称为“外源性弱触发测定”)组成的组。

此外,在本技术中,有利的是,两种或多种类型的凝血相关测定包括内源性弱触发测定和/或外源性弱触发测定。

内源性强触发测定例如包括用于解决柠檬酸的抗凝血作用的钙盐,以及浓度为强触发内源性凝血途径的内源性凝血途径引发剂。内源性凝血途径引发剂的示例包括鞣花酸。在这种情况下,例如,在一般的APTT试验试剂中,可以使用那些使用鞣花酸作为凝血活化剂(例如,肌动蛋白SFL)的试剂。关于鞣花酸的最终浓度,血液样本:APTT试验试剂的比例优选地为18:1至200:1,并且更优选地为50:1至150:1,并且最佳的最终浓度为90:1。

内源性弱触发测定例如包括用于解决柠檬酸的抗凝血作用的钙盐,以及浓度为弱触发内源性凝血途径的内源性凝血途径引发剂。内源性凝血途径引发剂的示例包括鞣花酸。在这种情况下,关于鞣花酸的最终浓度,血液样本:APTT试验试剂的比例优选地为230:1至2300:1,并且更优选地为450:1至1800:1,并且最佳的最终浓度为900:1。

上述外源性强触发测定例如包括用于解决柠檬酸的抗凝血作用的钙盐,以及浓度为强触发外源性凝血途径的外源性凝血途径引发剂。外源性凝血途径引发剂的示例包括组织因子(TF)。在这种情况下,组织因子的最终浓度优选地高于5pM,并且更优选地不低于10pM,并且最佳的最终浓度为50pM。

上述外源性弱触发测定例如包括用于解决柠檬酸的抗凝血作用的钙盐,以及浓度为弱触发外源性凝血途径的外源性凝血途径引发剂。外源性凝血途径引发剂的示例包括组织因子。在这种情况下,组织因子的最终浓度优选地为不大于5pM,并且更优选地为0.2pM至2.0pM,并且最佳的最终浓度为0.6pM至0.7pM。

在本技术中,要由分析单元4对其活性进行分析的凝血因子没有特别限制,但是可以特别地是如下面描述的示例2所示的内源性凝血因子。此外,要由分析单元4对其活性进行分析的凝血抑制因子也没有特别限制,但是可以特别地是如下面描述的示例2所示的抗凝血酶。

更具体地,分析单元4提取使用某种测定测量的特定频率的复介电常数谱的特征量,并且例如基于特定数量的健康人和/或患者的测量结果来确定特征量是否超过预先设置的确定基准。例如,可以简单地设置阈值作为确定基准。然而,有利的是使用基于凝血时间(s)和凝血时间(w)的函数定义的值。使用强触发测定测量凝血时间(s),并且使用弱触发测定测量凝血时间(w)。

类似地,分析单元4提取使用与上述特定测定不同的另一测定测量的特定频率的复介电常数谱的特征量,并且确定特征量是否超过确定基准。

然后,分析单元4将通过使用特定测定获得的确定结果与通过使用不同测定获得的确定结果进行比较,并且基于该确定结果执行分类,以最终确定每个样本(每个血液样本)的状况,即凝血因子的活性和凝血抑制因子的活性是正常的还是降低的。

注意,作为上述特征量,可以采用与血液样本凝血反应有关的时间指标、与反应速率有关的指标等。此外,在本技术中,可以通过将通过特定测定的特征量和通过不同测定的特征量进行组合来计算新的特征量或值,并且可以将该新的特征量或值与预先设置的确定基准进行比较。

图5是描述从复介电常数谱提取的特征量的示例的附图替代图。在图5中,纵轴指示介电常数,并且横轴指示时间。上面的曲线图基于1MHz频率附近(不小于100kHz至小于3MHz)的测量结果。下面的曲线图基于10MHz频率附近(3MHz至30MHz)的测量结果。

在本技术中,作为上述特征量,可以使用在特定频率下从复介电常数谱中提取的时间特征量和/或斜率特征量。此外,可以基于在特定频率下从复介电常数谱中提取的时间特征量来提取斜率特征量。更具体地,例如,可以使用从由以下组成的组中选择的一个或多个作为特征量:给出在大于等于100kHz且小于3MHz的低频下复介电常数的最大值的时间CT0;给出低频处最大斜率的时间CT1(未示出);低频处最大斜率CFR;当斜率的绝对值在时间CT1之后达到最大斜率CFR的预定比率(优选地,50%)时的时间CT4(未示出);给出在3MHz至30MHz的高频下复介电常数的最小值的时间CT;给出高频处最大斜率的时间CT3;高频处最大斜率CFR2;给出当在时间CT之后和时间CT3之前以最大斜率CFR2的斜率从时间CT3绘制直线时的复介电常数的最小值的时间CT2;以及当斜率的绝对值在时间CT3之后达到最大斜率CFR2的预定比率(优选地,50%)的时间CT5(未示出)。此外,还可以使用这些特征量的运算值或具有所测量的复介电常数的运算值等。另外,分析单元4还可以通过使用包括使用一种或多种机器学习技术训练的模型的训练模型来分析凝血因子的活性和凝血抑制因子的活性。

(5)输出单元5

输出单元5输出由分析单元4获得的分析结果。在本技术中,输出单元5的配置没有特别限制。例如,输出单元5可以被配置为仅在测量期间获得异常分析结果的情况下,在特定时间生成通知信号,并且将结果实时通知给用户。利用该配置,由于仅在已经确定异常分析结果时的特定时间点才将分析结果通知用户,因此提高可用性。

此外,通知用户的方法也没有特别限制。例如,用户可以经由稍后描述的显示单元6、显示器、打印机、扬声器、照明装置等来接收通知。此外,例如,具有将用于通知已经生成通知信号的电子邮件等发送到诸如蜂窝电话和智能电话的移动装置的通信功能的装置可以与输出单元5一起使用。

此外,在本技术中,例如,输出单元5可以具有通知以下功能:包括上述两种或多种类型的凝血相关测定的多个电气测量容器101未设置在装置100中的情况下,尽管预先将分析血栓形成风险的大小输入到装置100,但是警告用户等以提示用户设置容器101。

此外,在本技术中,输出单元5可以基于分析单元4的分析结果输出血栓形成风险和/或出血风险的大小。因此,通过使用根据本技术的实施例的凝血系统分析装置,甚至可以彻底地发现具有血栓形成风险和出血风险两者的样本(血液样本),从而导致早期治疗。

此外,在本技术中,输出单元5可以基于分析单元4的分析结果进一步输出血栓形成风险和/或出血风险的原因。因此,不仅可以确定每个风险,而且可以知道风险的原因,并且因此,可以满足需要快速的医疗场所的需求。

注意,血栓形成风险的原因可能是由于例如选自由组织因子暴露于血液样本、抗凝血酶量或抗凝血酶反应率的降低以及内源性凝血途径的增强组成的组中的任何一个或多个。此外,出血风险的原因可能是由于例如外源性凝血因子的缺乏和/或内源性凝血因子的缺乏。换句话说,在本技术中,血栓形成风险和出血风险可以具有多个原因或仅一个原因。

(6)显示单元6

显示单元6显示分析单元4的分析结果、与由测量单元3测量的复介电常数有关的数据、来自输出单元5的通知结果等。显示单元6的配置没有特别限制。例如,可以采用显示器、打印机等作为显示单元6。此外,在本技术中,不必需要设置显示单元6,并且可以连接外部显示装置。

(7)存储单元7

存储单元7存储分析单元4的分析结果、与由测量单元3测量的复介电常数有关的数据、来自输出单元5的通知结果等。存储单元7的配置没有特别限制。例如,可以采用硬盘驱动器、闪存、SSD(固态驱动器)等作为存储单元7。此外,在本技术中,不必需要设置存储单元7,并且可以连接外部存储装置。

此外,在本技术中,凝血系统分析装置100的操作程序等可以存储在存储单元7中。

(8)测量条件控制单元8

测量条件控制单元8控制测量单元3中的测量时间和/或测量频率等。作为控制测量时间的具体方法,可以根据目标分析等所需的数据量来控制测量间隔,或者可以在例如测量值已经基本上被调平的情况下控制完成测量的定时。

此外,还可以根据要测量的血液样本B的类型、目标分析所需的测量值等来控制测量频率。控制测量频率的方法的示例包括改变要施加在电极1a和1b之间的交流电压的频率的方法,以及叠加多个频率以测量多个频率处的阻抗的方法。具体方法的示例包括并排布置多个单频分析器的方法、扫描频率的方法、利用滤波器叠加频率并提取每个频率的信息的方法以及利用对脉冲的响应执行测量的方法。

(9)温度控制单元9

温度控制单元9控制电气测量容器101中的温度。在根据本技术的实施例的凝血系统分析装置100中,不必需要设置该温度控制单元9。然而,为了使要分析的血液样本B保持在最佳的测量条件下,优选地设置温度控制单元9。

此外,在如稍后将描述的设置样本备用单元14的情况下,温度控制单元9可以控制样本备用单元14中的温度。此外,在测量时或测量前将试剂放入血液样本B中的情况下,可以设置温度控制单元9以控制试剂的温度。在这种情况下,可以设置温度控制单元9以用于电气测量容器101中的温度控制、样本备用单元14中的温度控制以及试剂的温度控制。可选地,一个温度控制单元9可以执行所有温度控制。

控制温度的具体方法没有特别限制。然而,例如,通过为容器保持单元103设置温度调节功能,可以使容器保持单元103用作温度控制单元9。

(10)血液样本供应单元10

血液样本供应单元10自动向电气测量容器101供应血液样本B。在根据本技术的实施例的凝血系统分析装置100中,不必需要设置该血液样本供应单元10。然而,通过设置血液样本供应单元8,可以在分析凝血系统的每个步骤中自动执行。

供应血液样本B的具体方法没有特别限制。然而,例如,可以通过使用移液器和附接到移液器的端部的尖端来自动地向电气测量容器101供应血液样本B。在这种情况下,为了防止出现测量误差等,有利的是尖端是一次性的。此外,还可以通过使用泵等从血液样本B的储存器自动地向电气测量容器101供应。此外,还可以通过使用永久性喷嘴等自动地向电气测量容器101供应血液样本B。在这种情况下,为了防止出现测量误差等,有利的是为喷嘴设置清洁功能。

此外,在本技术中,血液样本供应单元10可以包括用于识别并自动读取作为样本的血液样本B的类型等的功能(条形码读取器等)。

(11)试剂供应单元11

试剂供应单元11自动向电气测量容器101供应一种或多种试剂。在根据本技术的实施例的凝血系统分析装置100中,不必需要设置该试剂供应单元11。然而,通过设置试剂供应单元11,可以自动执行分析凝血系统的每个步骤。

供应试剂的具体方法没有特别限制,并且可以使用与上述血液样本供应单元10类似的方法。具体地,有利的是通过使用能够供应预定量的试剂而不与电气测量容器101接触的方法来供应试剂。例如,在液体试剂的情况下,可以排出和供应试剂。更具体地,例如,通过预先将液体试剂引入排出管并在短时间内将经由连接到排出管的管路单独连接的加压空气吹入该管路,可以将液体试剂排出并供应到容器101。此时,通过调节气压和阀打开/关闭时间,也可以调节要排出的液体试剂的量。

此外,除了吹入空气之外,还可以通过使用液体试剂自身的汽化或通过加热溶解在其中的空气来将液体试剂排出并供应到容器101。此时,还可以通过调节施加到放置有加热元件等的汽化室的电压和施加时间来调节产生的气泡的量并调节要排出的液体试剂的量。

此外,还可以通过使用压电元件(piezoelectric element)(压电元件(piezoelement))等驱动设置在管路中的可移动单元而不使用空气,以及以由可移动单元的体积确定的量输送液体试剂来向容器101供应液体试剂。此外,例如,还可以通过使用所谓的喷墨方法来供应试剂,在该喷墨方法中,将液体试剂制成细小液滴并直接喷涂到期望的容器101上。

此外,在本技术中,试剂供应单元11可以设置有搅拌功能、温度控制功能、用于识别并自动读取例如试剂的类型的功能(例如,条形码读取器)等。

(12)精度管理单元12

精度管理单元12管理测量单元3的精度。在根据本技术的实施例的凝血系统分析装置100中,不必需要设置该精度管理单元12。然而,通过设置精度管理单元12,可以提高测量单元3的测量精度。

管理精度的具体方法没有特别限制,并且可以适当地自由使用公知的精度管理方法。这样的方法的示例包括通过执行测量单元3的校准来管理测量单元3的精度的方法,诸如通过将用于短路的金属板等放置在装置100中并且在开始测量之前使电极和金属板短路的执行测量单元3的校准的方法,使校准夹具等与电极接触的方法,以及通过将金属板等放置在与要放置血液样本B的容器101的形式相同的容器中并且在开始测量之前使电极和金属板短路来执行测量单元3的校准的方法。

此外,本技术不限于上述方法,并且可以适当地选择和使用自由方法,例如,通过在实际测量之前检查测量单元3的状态来管理测量单元3的精度并且仅当存在异常时通过执行上述校准等来校准测量单元3的方法。

(13)驱动机构13

驱动机构13用于根据各种目的在测量单元3中移动电气测量容器101。例如,通过将容器110移动到改变施加到保持在容器110中的血液样本B的重力的方向的方向,可以防止测量值受到血液样本B中的沉降成分的沉降的影响。

此外,例如,可以驱动电气测量容器101,使得在非测量时施加单元2与电极1a和1b可以彼此断开,并且在测量时施加单元2与电极1a和1b可以彼此电连接。

此外,例如,在设置多个电气测量容器101的情况下,通过将容器101配置为能够移动,可以通过将容器110移动到必要的部分来执行测量、血液样本供应、试剂供应等。即,由于不需要将测量单元3、血液样本供应单元10、试剂供应单元11等移动到目标电气测量容器101,因此不需要设置用于移动相应单元的驱动单元等,并且可以使装置小型化并降低成本。

(14)样本备用单元14

样本备用单元14使分离的血液样本B在测量之前待机。在根据本技术的实施例的凝血系统分析装置100中,不必需要设置该样本备用单元14。然而,通过设置样本备用单元14,可以平滑地测量介电常数。

在本技术中,样本备用单元14可以设置有搅拌功能、温度控制功能、用于移动到电气测量容器101的机构、用于识别并自动读取例如血液样本B的类型的功能(例如,条形码读取器)、自动打开功能等。

(15)搅拌机构15

搅拌机构15搅拌血液样本B,并且搅拌血液样本B和试剂。在根据本技术的实施例的凝血系统分析装置100中,不必需要设置该搅拌机构15。然而,例如,在血液样本B包含沉降成分的情况下,或者在测量时向血液样本B添加试剂的情况下,有利的是设置搅拌机构15。

具体的搅拌方法没有特别限制,并且可以适当地自由使用公知的搅拌方法。这样的方法的示例包括通过移液进行搅拌,使用搅拌棒、搅拌杆等进行搅拌,以及通过颠倒容纳有血液样本B或试剂的容器进行搅拌。

(16)用户界面16

用户界面16是供用户操作的部分。用户能够经由用户界面16访问凝血系统分析装置100的相应单元。

(17)服务器17

服务器17至少包括存储由测量单元3获取的数据和/或由分析单元4获取的分析结果的存储单元,并且经由网络至少连接到测量单元3和/或分析单元4。

此外,服务器17能够管理从凝血系统分析装置100的相应单元上载的各种类型的数据,并且响应于来自用户的指示将各种类型的数据输出到显示单元6等。

(18)其他

注意,由根据本技术的实施例的凝血系统分析装置100的相应单元执行的功能可以作为程序存储在包括包含CPU等的控制单元和记录介质(非易失性存储器(USB存储器等)、HDD、CD等)的个人计算机或硬件资源中,并且由个人计算机或控制单元实现。

2.凝血系统分析方法

凝血系统分析方法至少包括施加步骤、测量步骤和分析步骤。此外,凝血系统分析方法可以根据需要包括其他步骤。在下文中,将详细描述每个步骤。

(1)施加步骤

施加步骤包括以预定的时间间隔向一对电极施加交流电压。详细的方法与由施加单元2执行的上述方法相同,并且因此这里省略其描述。

(2)测量步骤

测量步骤包括测量放置在一对电极之间的血液样本的复介电常数。详细的方法与由测量单元3执行的上述方法相同,并且因此这里省略其描述。

(3)分析步骤

分析步骤包括通过使用至少两种或多种类型的凝血相关测定,基于在作用于血液样本的抗凝血作用被解除之后的上述时间间隔测量的预定时间段内的特定频率的复介电常数来分析凝血因子的活性和凝血抑制因子的活性。详细的方法与由分析单元4执行的上述方法相同,并且因此这里省略其描述。

注意,在下面描述的示例3的图12或示例4的图13中示出了更具体的分析方法。

示例

在下文中,将基于示例更详细地描述本技术。

注意,以下描述的示例示出了本发明的典型实施例的示例,并且本技术的范围不由示例狭义地解释。

<<示例1>>

测量了将要使用心肺转流进行心血管手术的24名成年患者的血液。

<样本>

采血的定时如下。将血液收集到包含柠檬酸作为抗凝剂的采血管中。

(A)在诱导麻醉后并且在手术开始前

(B)在心肺转流后用鱼精蛋白中和肝素完成的时间

(C)在手术后进入ICU的时间

(D)在手术后一周

(E)在手术后一个月

<测量>

除了DBCM(介电凝血测定法)测量之外,还执行血栓弹性测定法、筛选凝血试验、凝血因子的定量试验、凝血酶生成试验等。

对于DBCM测量,使用介电血凝计(用于实验的原型机)(由索尼公司制造)。该测量系统包括自动血液分配单元、控制在37℃(在+0℃或-1℃内)的四重盒支架、连接到一次性盒的阻抗分析器板(频率范围:100Hz至40MHz)以及电脑。该盒由聚丙烯形成,并且将各自由钛形成的一对电极插入其中。该盒能够通过用作平行板电容器来测量血液的复介电常数。此外,一对电极被布置为不易于血液沉积。预先封装有试剂的盒被设置在样本盒支架上。注意,本次使用的介电血凝计(用于实验的原型机)包括四重样本盒支架,并且能够使用不同的试剂同时执行四种类型的测量。

在该示例1中使用的试剂及其对应的测定的名称如下所示:外源性凝血途径被组织因子激活的测定EX;内源性凝血途径被鞣花酸激活的测定IN;在血小板聚集被细胞松弛素D抑制的状态下,外源性凝血途径被组织因子激活的测定PI;以及在纤溶系统被抑肽酶抑制的状态下,外源性凝血途径被组织因子激活的测定L1。注意,除了这些试剂之外,通常还添加氯化钙以解决柠檬酸的抗凝血作用。此外,该样本未经特别处理就作为全血用于测量。

根据由制造商指定的程序,使用ROTEMδ(由TEM innovations GmBH制造)执行血栓弹性测量。选择用于测量的测定以对应于DBCM测量。具体地,该测定是外源性凝血途径被组织因子激活的EXTEM测定,内源性凝血途径被鞣花酸激活的INTEM测定,在血小板聚集被细胞松弛素D抑制的状态下,外源性凝血途径被激活的FIBTEM测定,以及在纤溶系统被抑肽酶抑制的状态下,外源性凝血途径被组织因子激活的APTEM测定。注意,该样本未经特别处理就作为全血用于测量。

通过凝血纤溶测量装置(ACLTOP 300-CTS;由仪器实验室制造)执行筛选凝血试验和凝血因子的定量试验。必须使用已经去除血细胞成分的血浆。为此,以3000rpm×10min(在20℃下)离心血液样本,回收上清液,并且以3000rpm×10min(在20℃下)离心上清液以获得上清液。使用最终获得的上清液。由此获得的血浆是基本上已经去除所有血小板的血浆,并且可以被视为贫血小板血浆(PPP)。使用由制造商指定的程序和专用试剂执行测量。测量项目如下表1所示。

[表1]

[表1测量项目]

<结果和讨论>

在外源性凝血试验(即PT-INR(图6A)和ROTEM EXTEM(图8A))中,与在手术前的诱导麻醉时相比,在完成心肺转流后的凝血时间延长,但是在手术完成后进入ICU时延长趋势有所缓解。特别值得注意的是,与刚好在手术前的凝血时间相比,手术后一周和手术后一个月的凝血时间延长。造成这种情况的一个原因是,在手术后一周和手术后一个月位于外源性凝血途径上游的FVII显著减少(图6D)。

关注每个凝血因子的变化,许多这些因子在完成心肺转流之后具有较低的值(图6C和图6D以及图7E),并且通过输注进行的血液稀释也对此有所贡献。对于在手术后一周和手术后一个月的因子,其趋势根据测量项目而不同。例如,由于术后炎症,纤维蛋白原尤其在手术后一周具有较高的值。同时,可以说FVII与其他因子的变化趋势相比具有相当低的值(图6D)。纤溶指标(即,DD(图7F)和FDP(图7G))在完成心肺转流之后具有很高的值,并且倾向于高于刚好在手术前甚至手术后一个月的值。此外,AT(图7H)随着手术而减少,但是在手术后一周恢复。

同时,关于DBCM,作为介电常数的变化的特征量为10MHz,图10A至图11H中示出了通过对每个测定和血液采集定时以给出最小值的时间作为时间CT和以随着凝血的介电常数的增加的斜率最大的时间(给出最大斜率的时间)作为时间CT3执行分析和总结而获得的结果。在完成心肺转流之后进入ICU时,与刚好在手术前相比,通常示出延长趋势。这样的变化与以上示出的PT-INR或ROTEM EXTEM的结果匹配。

然而,在那之后(在手术后一周和手术后一个月),触发外源性凝血途径的每种测定(EX、LI和PI)的时间CT水平已经恢复到刚好在手术前的水平,并且一些样本的时间CT已经减少。由此发现,可以评估PT-INR或ROTEM EXTEM未发现的血栓形成风险(高凝血性)。

同时,在触发外源性凝血途径的测定(EX、LI和PI)中,在手术后一周或手术后一个月而不是刚好在手术前的时间CT3中发现延长趋势,这与PT-INR或ROTEM EXTEM的结果匹配。换句话说,可以说反映了由于FVII量减少引起的出血风险。

具体地,发现在手术后一周或手术后一个月存在血栓形成风险和出血风险,这无法通过现有的正常试验识别。在正常试验(例如PT-INR或EXTEM)中,凝血时间延长,并且因此忽略血栓形成风险。实际上,据信由于血液暴露于微量组织因子而引起的潜在血栓形成风险增加了。

注意,由于FVII的量减少,因此认为凝血反应加速的速度较慢。然而,仍然有足够的FVII供凝血反应进行。与由于健康人中组织因子暴露少而在健康血管中进行凝血反应的风险较小的事实相比,可以说在手术后一周和手术后一个月的测量结果指示较高的血栓形成风险。同时,一旦血管破裂并发生出血,FVII的量减少就需要时间来止血。即使最终达到止血,也可能致命,因为不会发生快速凝血反应。在出血期间,血液暴露于血管外表达的过量的组织因子,并且因此,在健康人中凝血反应快速进行(FVII的量未减少)。然而,在与手术后一周和手术后一个月的测量结果相对应的样本中,由于FVII的量减少,即使血液暴露于过量的组织因子,也需要时间来止血。

此外,如果可以通过执行内源性测定IN来确认内源性途径中没有异常,则支持上述血栓形成风险和出血风险两者均是由于外源性途径,即微量组织因子暴露于血液中以及通过暴露而减少FVII的量。此外,还可以将它们与下面描述的示例2中描述的由于抗凝血酶的活性降低而引起的血栓形成风险区分开。

基于上述发现,再次关注每个凝血因子的测量结果,可以推断该结果与DBCM评估血栓形成风险由于血液暴露于微量组织因子而增加并不矛盾。具体地,尽管在手术后一周和手术后一个月FVII的量显著减少,但是其他因素几乎没有这种趋势。这样的结果在以下一点值得关注。具体地,不能忽略FVII的量的减少是消耗性的可能性,因为与其他凝血因子相比,不太可能仅FVII的肝合成被选择性地减少。据信非常低浓度的组织因子连续暴露于血液中以达到不发生血栓栓塞事件的程度。在如此低的浓度下,组织因子不会立即表现为血栓形成或弥散性血管内凝血(DIC)。然而,据信组织因子与FVII或FVIIa结合,这导致FVII的量的消耗性减少。

不能通过PT-INR测定或ROTEM EXTEM测定评估这种风险的原因之一被认为是由于用于试验的组织因子高浓度。EXTEM测定中组织因子的最终浓度估计为本次执行的DBCM浓度的大约30倍,而PT-INR测定中最终浓度估计为本次执行的DBCM浓度的大约1000倍。在这些测定中,与血液中的组织因子的量相比,输入过量的组织因子作为试验试剂。为此,据信血液中的组织因子引起的高凝血性作用被掩盖,并且相对照地,FVII因子缺乏的趋势对试验的影响变得占主导,这被认为是凝血延长。此外,在ROTEM中,作为粘弹性测量的特性,在凝血反应的初期阶段看到的软纤维蛋白凝胶破裂,并且无法检测到这种初始凝血反应。因此,据信在最初凝血开始时间较短且处于高凝血性状态的样本由于FVII水平较低而没有快速转变为硬凝胶的情况下,无法评估样本的高凝血性。

根据以上内容,建议应提出以下要求从而以高精度评估血栓形成风险。

在该装置中,不破坏初始纤维蛋白凝胶而不向被测量的血液施加剪切应力的方法(诸如DBCM)是有利的。相对照地,在测量期间破坏初始纤维蛋白凝胶的方法(诸如血栓弹性测定法)是不利的。此外,作为试剂,使用浓度非常弱地触发外源性凝血途径的组织因子。该装置的分析单元基于在作用于血液样本的抗凝血作用被解除之后的上述时间间隔测量的预定时间段内的特定频率的复介电常数来评估血栓形成风险(有利地,血栓形成风险和出血风险)。在该分析中,有利的是使用从特定频率的复介电常数谱中提取的特征量。

注意,当考虑本技术时通过执行大量项目的试验最终获得上述评估,并且在没有本技术的情况下很难执行类似的评估。此外,在正常的医学实践中,考虑到医学经济方面,难以执行这种详尽的试验和基于试验的评估。

<<示例2>>

关于在现有试验中难以评估的抗凝血酶的生理活性,对血栓形成风险、出血风险以及两种风险共存的评估方法进行了研究。与健康人的血液保存相关联的变化被用作实验1中的验证模型,并且在实验2中验证了向健康人的血液中添加抗凝血酶延长了凝血时间。

<实验方法>

下面描述实验1的实验方法。使用柠檬酸作为抗凝剂,通过真空采血管采集健康人的静脉血。丢弃第一管,并且将收集在第二管和第三管中的血液用于实验。在用于实验的两个采血管中,第一个在采血后一小时内用于实验。另一管在室温(25℃)下未打开保存25小时,并且然后用于实验。执行DBCM、PT-INR、APTT和抗凝血酶活性的测量。其中,使用通过离心血液获得的血浆执行除DBCM测量以外的测量。此外,在DBCM测量中使用的测定包括CA测定、IN2测定、IN4测定和IN20测定。注意,CA测定是仅将钙盐用作试剂的测定。此外,在IN2测定、IN4测定和IN20测定中,使用钙盐和作为内源性凝血途径的凝血引发剂的鞣花酸作为试剂。具体地,对于200μL的血液,使用量为1.2μL、2.4μL和12μL的从希森美康公司(SysmexCorporation)购买的肌动蛋白FSL(用于APTT测量的试剂)与PBS的6倍稀释作为鞣花酸。

下面描述实验2的实验方法。制备与添加购买的抗凝血酶作为试剂的实验1相似地采集的健康人的血液和与添加生理盐水作为对照的实验1相似地采集的健康人的血液以执行实验。执行DBCM、APTT和抗凝血酶活性的测量。其中,在DBCM测量中,执行CA测定和IN20测定。

<结果和讨论>

下面描述实验1的结果和讨论。例如,集中在时间CT0(给出1MHz下复介电常数的最大值的时间)和时间CT(给出10MHz下复介电常数的最小值的时间)分析通过DBCM测量获得的响应,并且结果如下表2所示。PT-INR、APTT和抗凝血酶活性的测量结果也总结在下表2中。

[表2]

[表2室温下的血液保存和与凝血相关的试验结果]

根据文献(Ann Clin Biochem.2017Jul;54(4):448-462),在血液保存大约24小时后抗凝血酶活性没有变化,但是已经报道FVIII的量由于蛋白质C的抑制而减少(文献(Fenget al.,Scientific Reports,2014,4:3868))。其他凝血因子包括其中FVIII的量稍微减少的凝血因子和其中FVIII的量没有显著减少的凝血因子。换句话说,已经普遍认识到,由于作为凝血抑制系统的抗凝血酶活性没有改变并且凝血系统的某些因子降低,因此凝血能力整体上稍微降低。

在以上表2所示的实验结果中,即使在血液保存后抗凝血酶活性也没有降低,并且通过血液保存延长了PT-INR和APTT的时间,这与上述现有的普遍认识匹配。然而,考虑到DBCM的测量结果,在不执行凝血反应的人为加速的CA测定和内源性凝血途径被非常微弱地触发的IN2测定和IN4测定中,时间CT和时间CT0由于血液保存而显著减少。这意味着抗凝血酶的反应速率的降低相对于血液保存的凝血反应的降低占主导地位。就体内血管中是否发生血栓形成而言,凝血反应的非常弱的触发是否导致血栓形成是一个问题。在这种情况下,可以说抗凝血酶的反应速度降低是非常重要的因素。但是,直到现在还没有获得这样的发现。

同时,还发现如果将人工凝血活化增强到IN20测定中的程度,则未检测到抗凝血酶的反应速率降低。具体地,当凝血反应的触发很强时,凝血因子的活性变得占主导。

此外,为了定量地评估抗凝血酶的反应速率的降低,仅需要在触发凝血的多种条件下执行测量,并根据触发的大小检查凝血时间的差异有多大。例如,建议执行以下分析。在测量中,执行IN20测定或比IN20测定和CA测定更强烈地触发凝血反应的测定或不强烈地触发凝血反应的测定,诸如IN2测定和IN4测定。然后,从强触发测定的凝血时间(例如,CT)评估凝血因子的总体活性。如果时间长于基准,则可以看出凝血能力降低。接下来,评估弱触发测定的凝血时间。如果时间比强触发测定充分延长,则可以看出不必担心抗凝血酶的活性降低。相对照地,当延长程度较低时,以下三种可能性(及其组合)可以被视为血栓形成风险的因素。具体地,血栓形成风险的因素对应于抗凝血酶的活性降低、内源性高凝血性和由于上述示例1中所示的组织因子暴露于血液的量大而与通过内源性弱触发测定的反应相比外源性途径的反应进行的情况中的一个或多个。

图12是示出考虑到彻底发现血栓形成风险的凝血分析方法的示例的框图。注意,在图12中,可以基于一定数量的健康人和患者的测量结果预先确定评估基准1、评估基准2和评估基准3。此外,这些基准可以简单地设置为阈值。然而,更有利地,基准可以根据使用强触发测定测量的凝血时间(s)和使用弱触发测定测量的凝血时间(w)各自给出。

如图12所示,在施加步骤和测量步骤之后,针对每个测定检测时间CT。具体地,例如,检测内源性弱触发测定CT(inw)、内源性强触发测定CT(ins)和外源性弱触发测定CT(exw)。之后,使用预先设置的评估基准来执行确定。具体地,例如,确定(i)测定CT(ins)是否小于评估基准1,确定(ii)通过从测定CT(inw)减去测定CT(ins)获得的值是否小于评估基准2,以及确定(iii)测定CT(exw)是否小于评估基准3。

然后,使用这些确定结果,在上述(i)和(ii)为是的情况下,确定抗凝血酶的生理活性降低(包括反应速度的降低)和/或组织因子的暴露等(血栓形成风险),并且在上述(i)为是且上述(ii)为否的情况下,确定内源性途径和抗凝血酶没有异常。在这种情况下,如果上述(iii)为是,则确定由于组织因子的暴露等而引起的外源性高凝血性(血栓形成风险)。

此外,在上述(i)为否且上述(ii)为是的情况下,确定内源性凝血因子活性降低(出血风险)+抗凝血酶的生理活性降低(包括反应速率的降低)和/或组织因子的暴露等(血栓形成风险),并且在上述(i)和(ii)为否的情况下,确定内源性凝血因子的活性降低(出血风险)。在这种情况下,如果上述(iii)为是,则确定由于组织因子的暴露等而引起的内源性凝血因子的活性降低(出血风险)和外源性高凝血性(血栓形成风险)共存。

如上所述,示出了可以通过DBCM的CA测定或非常弱地触发凝血反应的测定来评估由于血液保存引起的抗凝血酶反应速率的降低。还假定抗凝血酶反应速率的降低是由于体内某些原因引起的。由于这些原因,通过现有的试验或其组合难以评估血栓形成风险的增加。

下面描述实验2的结果和讨论。测量结果总结在下表3中。

[表3]

[表3抗凝血酶添加试验]

如以上表3所示,证实了通过过量添加抗凝血酶延长了凝血时间。

《示例3》

如上所述,在示例1中,表明即使在样本由于组织因子的暴露和因暴露减少FVII的量而具有血栓形成风险和出血风险两者的情况下,这两种风险都可以从例如通过DBCM测量的外源性测定CT和CT3的评估来评估。此外,在示例2中,示出了评估由于抗凝血酶的活性等降低引起的血栓形成风险的方法,并且已经示出可以如图12所示执行其确定。然而,在图12中,难以完全确定血栓形成风险和/或出血风险的因素在外源性途径、内源性途径还是AT中。

在这方面,假设包括血栓形成风险的原因是由于组织因子的暴露(TF+)引起的情况和血栓形成风险的原因是由于抗凝血酶(AT)的活性降低(AT-)引起的情况的多个情况,下面的表4中验证和总结DBCM的试验结果如何变化。注意,关于(TF+),假设FVII的量的减少不是那么显著的情况下,也设置项目“TF+(FVII没有减少)”。

[表4]

[表4血栓形成/出血风险的原因与DBCM试验值之间的关系]

※:低灵敏度

如以上表4中所示,通过使用多种测定,可以执行关于血栓形成风险和/或出血风险及其原因的更详细的分析。

《示例4》

根据示例3的结果,设置假设更具体情况的测量(评估)面板。更具体地,假设存在出血风险的担忧的情况(在围手术期中、在抗凝治疗期间、当存在暗示出血的发现时等)。

在这种情况下,必须执行外源性测定和内源性测定两者。可以使用弱触发测定或强触发测定。然而,在期望确定是由于FVII因子的量减少(由于组织因子的污染)引起的出血风险还是由于一般外源性因子的量减少引起的出血风险的情况下,最好使用弱触发测定作为外源性测定。在不必执行这种程度的确定并且期望知道试验结果的情况下,可以使用强触发测定。例如,图13是示出使用外源性弱触发测定和内源性弱触发测定来确定出血风险的凝血分析方法的框图。

如图13所示,在施加步骤和测量步骤之后,针对每个测定检测特征量。具体地,例如,检测内源性弱触发测定CT(in)以及外源性弱触发测定CT(ex)和CT3(ex)。注意,测定CT(in)可以是测定CT3(in)、测定CT1(in)或根据此的参数。同样,测定CT(ex)和测定CT3(ex)可以各自是根据此的参数。

之后,使用预先设置的评估基准来执行确定。具体地,例如,确定(i)测定CT(in)是否大于评估基准B1,确定(ii)测定CT(ex)是否大于评估基准B2,确定(iii)测定CT(ex)是否小于评估基准B3,以及确定(iv)测定CT3(ex)是否大于评估基准B4。

然后,使用这些确定结果,在上述(i)为是的情况下,确定存在由于内源性凝血因子的缺乏而引起的出血风险,在上述(i)为否的情况下,确定不存在由于内源性凝血因子的缺乏而引起的出血风险,在上述(ii)为是的情况下,确定存在由于外源性凝血因子的缺乏而引起的出血风险,以及在上述(ii)为否的情况下,确定不存在由于外源性凝血因子的缺乏而引起的出血风险。通过组合两个确定结果可以获得四个结论。例如,在上述(i)和(ii)为是的情况下,确定存在由于内源性凝血因子和外源性凝血因子的缺乏而引起的出血风险。

此外,在上述(iii)和(iv)为是的情况下,确定由于血液中的组织因子的污染而引起的血栓形成风险和由于外源性凝血因子中仅FVII的缺乏而引起的出血风险共存。注意,在上述(iii)为是且上述(iv)为否的情况下,确定存在由于外源性高凝血性而引起的血栓形成风险。

注意,本技术也可以采用配置。

(1)一种凝血系统分析装置,包括:

电路,其被配置为:

对第一血液样本执行第一凝血相关测定;

对第二血液样本执行第二凝血相关测定;并且

至少部分地基于第一凝血相关测定的输出和第二凝血相关测定的输出来评估凝血因子的活性和凝血抑制因子的活性,

其中,第一血液样本和第二血液样本是从收集来自患者的同一血液样本中分配的。

(2)根据(1)的凝血系统分析装置,其中,电路被进一步配置为至少部分地基于第一凝血相关测定的输出和第二凝血相关测定的输出来输出指示患者的血栓形成风险的信息和/或指示患者的出血风险的信息。

(3)根据(1)的凝血系统分析装置,其中,第一凝血相关测定包括外源性凝血途径触发测定,并且第二凝血相关测定包括内源性凝血途径触发测定。

(4)根据(3)的凝血系统分析装置,其中,外源性凝血途径触发测定包括外源性弱触发测定和/或内源性凝血途径触发测定包括内源性弱触发测定。

(5)根据(1)的凝血系统分析装置,其中,第一凝血相关测定和第二凝血相关测定选自由不触发凝血反应的测定、内源性强触发测定、内源性弱触发测定、外源性强触发测定和外源性弱触发测定组成的组。

(6)根据(1)的凝血系统分析装置,其中,第一凝血相关测定包括强触发测定,并且第二凝血相关测定包括弱触发测定。

(7)根据(1)的凝血系统分析装置,其中,第一凝血相关测定的输出和/或第二凝血相关测定的输出包括凝血时间。

(8)根据(1)的凝血系统分析装置,其中,

第一凝血相关测定包括被配置为输出第一凝血时间的内源性弱触发测定,

第二凝血相关测定包括被配置为输出第二凝血时间的内源性强触发测定,并且

电路被进一步配置为执行第三凝血相关测定,该第三凝血相关测定包括被配置为输出第三凝血时间的外源性弱触发测定。

(9)根据(8)的凝血系统分析装置,其中,确定凝血因子的活性和凝血抑制因子的活性包括:

(i)将第一凝血时间与第一阈值进行比较;

(ii)将第二凝血时间与第二阈值进行比较;

(iii)将第三凝血时间与第三阈值进行比较;并且

至少部分地基于比较(i)、(ii)和(iii)中的一个或多个来输出指示患者的血栓形成风险的信息和/或指示患者的出血风险的信息。

(10)根据(1)的凝血系统分析装置,其中,电路被进一步配置为:

基于第一凝血相关测定的输出确定第一介电常数谱;

从第一介电常数谱中提取一个或多个特征的值;

基于第二凝血相关测定的输出确定第二介电常数谱;

从第二介电常数谱中提取一个或多个特征的值;并且

基于从第一介电常数谱中提取的一个或多个特征的值和从第二介电常数谱中提取的一个或多个特征的值来评估凝血因子的活性和凝血抑制因子的活性。

(11)根据(10)的凝血系统分析装置,其中,一个或多个特征包括:介电常数具有最小值的时间CT和介电常数的斜率最大的时间CT3。

(12)根据(1)的凝血系统分析装置,其中,电路被进一步配置为:

提供与第一凝血相关测定的输出相关联的信息和与第二凝血相关测定的输出相关联的信息作为训练模型的输入,并且

其中,血液样本中的凝血因子的活性和血液样本中的凝血抑制因子的活性至少部分基于训练模型的输出。

(13)根据(12)的凝血系统分析装置,其中,

与第一凝血相关测定的输出相关联的信息包括从基于第一凝血相关测定的输出确定的介电常数谱中提取的一个或多个特征的值;并且

与第二凝血相关测定的输出相关联的信息包括从基于第二凝血相关测定的输出确定的介电常数谱中提取的一个或多个特征的值。

(14)根据(12)的凝血系统分析装置,其中,训练模型包括使用一种或多种机器学习技术训练的模型。

(15)根据(1)的凝血系统分析装置,其中,电路进一步包括:

测量单元,其被配置为执行第一凝血相关测定和第二凝血相关测定,当每个血液样本被布置在施加有交流电压的电极之间时,测量单元被配置为测量第一血液样本和第二血液样本的介电阻抗。

(16)一种分析血液样本以确定与血液样本相关联的患者的血栓形成风险的量和/或出血风险的量的方法,该方法包括:

对第一血液样本执行第一凝血相关测定;

对第二血液样本执行第二凝血相关测定;并且

至少部分地基于第一凝血相关测定的输出和第二凝血相关测定的输出来评估凝血因子的活性和凝血抑制因子的活性,

其中,第一血液样本和第二血液样本是从收集来自患者的同一血液样本中分配的。

(17)一种凝血分析系统,包括:

第一电极和第二电极,该第二电极被布置为与第一电极相对,使得包括第一血液样本的容器可以布置在第一电极与第二电极之间;

电压发生器,其被配置为向第一电极和第二电极施加交流电压;以及

电路,其被配置为:

当向第一电极和第二电极施加交流电压时,对第一血液样本执行第一凝血相关测定;

对第二血液样本执行第二凝血相关测定;并且

至少部分地基于第一凝血相关测定的输出和第二凝血相关测定的输出来评估凝血因子的活性和凝血抑制因子的活性,

其中,第一血液样本和第二血液样本是从收集来自患者的同一血液样本中分配的。

本领域技术人员应当理解,取决于设计要求和其他因素,可以进行各种修改、组合、子组合和变更,只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内即可。

参考标记列表

100 凝血系统分析装置

1a、1b 一对电极

101 电气测量容器

102 连接单元

103 容器保持单元

2 施加单元

3 测量单元

4 分析单元

5 输出单元

6 显示单元

7 存储单元

8 测量条件控制单元

9 温度控制单元

10 血液样本供应单元

11 试剂供应单元

12 精度管理单元

13 驱动机构

14 样本备用单元

15 搅拌机构

16 用户界面

17 服务器。

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