説明

凝集反応測定方法、および凝集反応測定装置

【課題】透過光計測法と、レーザ粒子散乱計測法の双方の特徴を生かして組合せることにより、血小板などの凝集塊の生成を客観的に評価可能な新規な測定値を出力できる信頼性の高い凝集測定を行なえるようにする。
【解決手段】試料セル13に収容した多血小板血漿試料16の透過光率を測定する透過率計測手段(14、22、23…)、およびレーザ粒子散乱計測により、前記多血小板血漿試料の散乱光強度を測定する散乱光強度計測手段(11、12、17〜20…)の双方を有し、両計測手段の測定結果を入力するコンピュータ21により透過率計測手段で測定された透過率と散乱光強度計測手段で測定された散乱強度の相関値、および透過率計測手段で測定された透過率に基づき異なる演算式を選択し、散乱光強度計測手段で測定された散乱強度を用いて血小板の凝集能の評価値を演算し、出力する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、試料溶液中で生成される凝集塊の凝集反応の度合を測定する凝集反応測定方法、および凝集反応測定装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
血小板凝集反応測定装置は脳梗塞や心筋梗塞など血栓性の疾患を診断する装置の一つとして広く使用されている。血小板凝集反応は、反応初期に単一の血小板が集まり小さな凝集塊が形成され、続いてこの小さな凝集塊同士が集まって更に大きな凝集塊を形成して進行する反応であるが、血小板凝集反応測定装置は、たとえば血小板試料にADP(アデノシン二燐酸)やコラーゲンなどの凝集惹起剤を作用させ、多数の血小板どうしが凝集し血小板の塊が生じることを利用し、光学測定を介して凝集の変化を測定するよう構成されている。
【0003】
従来より、この種の血小板凝集測定装置としては、主に透過光計測法、およびレーザ粒子散乱計測法を用いた二つの測定方式が広く用いられている。
【0004】
透過光計測法を用いた装置は、濁度計の原理を応用し、血小板試料に光を照射し血小板凝集に伴って生じる透過光量の変化を測定するよう構成されている。一方、レーザ粒子散乱計測法を用いた装置は、血小板凝集で生成される凝集塊にレーザ光を照射し、凝集塊からの散乱光信号を計測して凝集塊粒子の大きさと数を測定する装置である(たとえば特許文献1、および特許文献2)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平6−050875号公報
【特許文献2】特開平6−174724号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記のうち、透過光計測法を用いた装置は、血小板試料に光を照射し血小板凝集に伴って生じる透過光量の変化を測定するものであるが、この手法は血小板試料全体の濁度を大まかに測定する。
【0007】
これに対して、レーザ粒子散乱計測法を用いた血小板凝集測定装置は、血小板試料液中で生成される血小板凝集塊にレーザ光束を照射し、測定領域中を通過する凝集塊からの散乱光信号を測定することにより、個々の凝集塊粒子の大きさとその数を時系列的に測定する。
【0008】
図7は、従来のレーザ粒子散乱計測法による凝集測定装置の構成(上記特許文献1のものと同等)を示している。
【0009】
図7において、散乱光強度測定のための半導体レーザ(40mW)光源71は、駆動回路79により駆動されてレーザ光を発生する。このレーザ光は、集光レンズ72によってコリメートされ、血小板等の血球浮遊液を含む試料ガラスセル73に照射される。試料セル73内の血球浮遊液は37℃の一定温度に保たれ、スターラーバー(撹拌棒)74とマグネチックスターラ75によって1000rpmで回転撹拌される。
【0010】
血球浮遊液からの散乱光は受光レンズ76を介して複数の受光素子のフォトダイオード78(78a〜78d)によって電気信号として測定される。各々のフォトダイオードの前部に、統計的に凝集塊1個のみが測定できる観察領域からの散乱光を受光するためにピンホール(10×l00μm)77が配置される。フォトダイオード78の出力は増幅器80により電流電圧変換、増幅後、AD変換器81によりAD変換されてコンピュータ82に入力される。
【0011】
コンピュータ82では、凝集塊の粒径に応じて設けられた複数のコンパレータにより散乱光強度信号のレベルが識別され、コンパレータから出力信号をカウンタにより計数することにより所定の粒径の凝集塊が何個あったかが測定される。その場合、凝集塊の一部がピンホール77の縁部を通過することにより誤って計測される凝集塊の粒径は、統計的確率論と標準粒子の測定結果からとの式を用いたパーソナルコンピュータの測定ソフトによって補正される。
【0012】
図8は、図7のフォトダイオード78a〜78dで測定された血小板凝集時の散乱光強度信号の変化状態が図示されている。凝集塊からの散乱光は、凝集塊の大きさに相関したピーク信号83a〜83dとして測定され、凝集していない個々の血小板からの散乱光はバックグランド信号84a〜84dとして測定される。
【0013】
そこでこのバックグランド信号の影響をなくするために、図9に示すように、2個の受光素子のフォトダイオード78a、78bからの各々の出力信号がそれぞれ演算増幅器85に入力され減算される。それにより未凝集の血小板からの散乱光によるバックグランド信号が相殺され、86で示すように凝集塊のみからの散乱光強度変化のみが測定される。このバックグランド信号が除去された信号は絶対値回路87に入力される。絶対値回路87の出力は符号88に示すように、バックグランドのないピーク信号だけの信号となる。
【0014】
この絶対値回路からの出力信号はそれぞれウインドコンパレータ90_1、90_2...90_nに入力され、そのレベルが識別される。各コンパレータは凝集塊の粒径に対応したレベル比較を行なうので、コンパレータの各出力は凝集塊の粒径に対応した信号となっている。この信号がそれぞれカウンタ91_1、91_2...91_nでカウントされ、その粒径の凝集塊の数が計数される。この計数されたデータは演算回路92に入力され、たとえば検出した凝集塊の粒径とその数を演算するなどの所定のデータ処理に用いられる。
【0015】
上記のようなレーザ粒子散乱計測法による測定装置は、1個のみの凝集塊からの散乱光を測定できるよう、たとえば測定領域中に複数の凝集塊が存在しないように、上記のピンホールなどを配置することにより、測定領域を約50μm立方の微小容量(市販装置ではたとえば20μm×60μm×145μm程度)としている。このため、レーザ粒子散乱計測法による測定装置は、測定領域を超える大きさの凝集塊からの光散乱信号の強度は真の値より小さくなる欠点があり、透過光計測法を用いた血小板凝集装置に比べ高感度な測定が可能であるものの、大きな凝集塊が生成する強い血小板凝集反応の測定には適していない。
【0016】
以上のように、血小板凝集測定装置で用いられる透過光計測法は血小板試料全体の濁度を測定するいわばマクロ的方法であり、一方、レーザ粒子散乱計測法は血小板試料の微小領域での凝集塊粒子の大きさと数とを測定するミクロ的方法であり、それぞれ相反する特徴がある。すなわち、透過光計測法では、試料の濁度を計測するものであり、高感度に、たとえば血小板粒子の数を問題にするような領域での測定は不得意である一方、レーザ粒子散乱計測法は、これとは反対に高感度な測定が可能であるが大きな凝集塊に対する測定には適していない。
【0017】
本発明の課題は、上記の問題に鑑み、透過光計測法と、レーザ粒子散乱計測法の双方の特徴を生かして組合せることにより、両計測法の欠点を補ない、また、血小板などの凝集塊の凝集反応の度合を客観的に評価可能な新規な測定値を出力できる信頼性の高い凝集測定を行なえるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0018】
本発明は、上記課題を解決するため、 試料溶液中で生じる凝集塊の凝集反応の度合を測定する凝集反応測定方法および凝集反応測定装置において、試料セルに収容した試料溶液の透過率を測定する透過率計測過程と、レーザ粒子散乱計測により、前記試料溶液の散乱光強度を測定する散乱光強度計測過程と、前記透過率計測過程で測定された透過率と前記散乱光強度計測過程で測定された散乱強度の相関値、および前記透過率計測過程で測定された透過率に基づき異なる演算式を選択することにより、前記散乱光強度計測過程で測定された散乱強度を用いて演算し出力する凝集能の評価値を補正する演算過程を含む構成を採用した。
【0019】
あるいはさらに、前記散乱光強度計測過程において、大きさの異なる凝集塊を含む試料溶液に対して散乱光強度を測定し、大きさの異なる凝集塊から各々得られた散乱光強度の時間積分値のうち、前記相関値、および前記透過率計測過程で測定された透過率に基づいて行なう演算式選択により、前記凝集能の評価値の演算に用いられる時間積分値が決定される構成を採用した。
【0020】
あるいはさらに、前記透過率と散乱強度の相関値に基づく演算式選択により、大きさの異なる凝集塊から各々得られた散乱光強度の時間積分値のうち、前記散乱光強度計測過程の測定領域を超える大きな凝集塊が形成されている測定領域においては、測定領域を超えない大きさの凝集塊から得られた散乱光強度の時間積分値のみを用いて前記凝集能の評価値の演算が行なわれる構成を採用した。
【0021】
あるいはさらに、試料溶液中で生じる凝集塊の凝集反応の度合を測定する凝集反応測定方法において、試料セルに収容した試料溶液の透過率を測定する透過率計測過程と、レーザ粒子散乱計測により、前記試料溶液の散乱光強度を測定する散乱光強度計測過程とを、波長分割または時分割で実施するとともに、前記透過率計測過程で測定された透過率と前記散乱光強度計測過程で測定された散乱強度の相関値、および前記透過率計測過程で測定された透過率に基づき異なる演算式を選択することにより、前記散乱光強度計測過程で測定された散乱強度を用いて演算し出力する凝集能の評価値を補正する演算過程を含む構成を採用した。
【0022】
あるいはさらに、前記凝集塊が血漿試料中で生成される血小板の凝集塊である構成を採用した。
【発明の効果】
【0023】
従来の透過光計測法または散乱光計測法のみに基づく装置とは異なり、これらの両者の測定結果を組合せる、すなわち、透過光計測法で得た透過率に基づき、散乱光計測により求めた散乱光強度に基づき演算し、出力する血小板などの凝集能の評価値を補正することができる。
【0024】
そして、このように透過光計測法および散乱光計測法の測定結果を組合せることにより、前述のような従来方式における問題を解決し、レーザ粒子散乱計測に基づく高精度な測定が可能であるとともに、凝集塊が大きい測定領域においても、依然として信頼性の高い凝集能評価値PAIndexを出力することができる。
【0025】
さらに、凝集反応測定のために行なう散乱光強度計測過程および透過率計測過程を波長分割または時分割で実施することにより、散乱光測定と透過光測定が相互に影響を受けずに済み、信頼性の高い凝集能評価値PAIndexを出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明において用いられる血小板凝集測定装置のハードウェア構成を示したブロック図である。
【図2(a)】実施例1のADP凝集反応の様子を示した線図である。
【図2(b)】実施例1のADP凝集反応における透過率と散乱強度の関係を示した線図である。
【図3】実施例1のADP凝集反応における透過率と凝集塊S+M+Lの散乱強度の関係を示した線図である。
【図4】実施例1のADP凝集反応における透過率と凝集塊S+Mの散乱強度の関係を示した線図である。
【図5】実施例1のADP凝集反応において適用可能な血小板凝集能の評価値PAIndexの演算方式を示したフローチャート図である。
【図6】実施例2のコラーゲン凝集反応において適用可能な血小板凝集能の評価値PAIndexの演算方式を示したフローチャート図である。
【図7】従来のレーザ粒子散乱計測法による凝集測定装置の構成を示したブロック図である。
【図8】従来のレーザ粒子散乱計測法による凝集測定装置における測定信号を示した波形図である。
【図9】従来のレーザ粒子散乱計測法による凝集測定装置の構成をより詳細に示したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、発明を実施する最良の形態を説明する実施例を示す。以下では、透過光計測手段およびレーザ粒子散乱計測手段の両方を備えた血小板凝集反応測定装置における測定方法につき説明する。
【実施例1】
【0028】
図1に本発明を採用した血小板凝集測定装置の構成を示す。図1において、半導体レーザ11から照射される散乱光強度測定のためのレーザ光は集光レンズ12によってシート光にコリメートされ、血小板血漿を収容した試料セル13(たとえばガラス製)内の内壁近傍に照射される。また、透過光測定のため、発光ダイオード(LED)14の光を試料ガラスセルに照射する。
【0029】
試料セル13内の試料溶液16は37℃の一定温度に保たれ、スターラーバー(攪拌棒)25およびマグネチックスターラー15によって1000rpmで回転攪拌される。
【0030】
試料溶液16中の凝集塊からの散乱光は、受光レンズ17を介して複数の受光素子のフォトダイオードからなるフォトダイオードアレイ18によって測定され、測定結果は電気信号として出力される。
【0031】
本実施例の散乱光測定系は、図7〜図9に示した従来構成とほぼ同等である。すなわち、フォトダイオードアレイ18のフォトダイオードには、統計学的に凝集塊1個のみが測定できる観察領域からの散乱光を受光できる受光面積のものを用いる。フォトダイオードアレイ18の出力は増幅器19により電流電圧変換された後、AD変換器20によりAD変換され、コンピュータ21に入力される。
【0032】
デジタル信号に変換された散乱光測定信号は、たとえば、パーソナルコンピュータのハードウェアなどを用いて構成したコンピュータ21により信号処理される。
【0033】
コンピュータ21には、ハードウェアまたはソフトウェアから構成したコンパレータ手段(図9のウインドコンパレータ90_1、90_2...90_n)、カウンタ手段(図9のカウンタ91_1、91_2...91_n)、および演算手段(図9の演算回路92)を設けておき、レーザ粒子散乱計測に関しては次のような処理を行なう。
【0034】
まず、コンパレータ手段により凝集塊の粒径に対応したレベル比較を行ない、カウンタ手段により、粒径ごとに散乱光強度信号、および凝集塊の数を計測する。たとえば、以下の実施例では、小(S)、中(M)、大(L)の粒径の凝集塊ごとに、少なくとも散乱光強度信号を計測する必要がある。
【0035】
さらにこの小、中、大の粒径の凝集塊ごとの散乱光強度信号、および凝集塊数のデータは演算手段に入力され、後述の演算処理を行ない、ここでは透過光測定結果との相関演算を行なうことにより、凝集反応の指標を測定値として出力できるよう表示するためのデータ演算を行なう。
【0036】
一方、試料セル13中の試料溶液16を通過した透過光は、フォトダイオード22により受光され、透過光量に応じた電気信号に変換され、その出力信号は増幅器23により電流電圧変換され増幅された後、AD変換器(不図示)によりAD変換されコンピュータ21に入力され、上記同様の演算手段により試料溶液の透過率が計算される。ここで透過率は、血小板を含まない血漿試料を測定した時の透過光量を100%(最大透過光量)、とし、血小板を含む血漿試料を測定した時の小透過光量の側を0%にとった尺度で演算されるものとする。
【0037】
なお、本発明においては、凝集反応の測定中に後述のように散乱光測定結果と透過光測定結果の双方の結果を用いて算出した評価値を出力するので、凝集反応測定のために行なう散乱光強度計測過程および透過率計測過程を波長分割または時分割で実施する、すなわち散乱光測定のための半導体レーザ11の発光波長と、透過光測定のため発光ダイオード14の発光波長を異なる波長領域に設定する(波長分割構成)か、あるいは可能な限り短周期で散乱光測定と透過光測定を交互に行なう(時分割構成)よう構成する。これにより散乱光測定と透過光測定が相互に影響を受けずに済む。
【0038】
以下、上述の構成における血小板凝集度の測定例につき説明する。
【0039】
本実施例では、ボランティアから採血した血漿液から遠心分離により約30万個/μlの血小板を含む多血小板血漿(PRP)を調製し、図1の装置を用いて測定を行なった。
【0040】
本実施例では、レーザ粒子散乱計測および透過光測定により凝集反応を測定する。このうち、レーザ粒子散乱計測においては、小凝集塊(以下Sとも略記する。凝集塊径:9μm〜30μm)、中凝集塊(同M。凝集塊径:30μm〜40μm)、大凝集塊(同L。凝集塊径:40μm以上)の各粒径ごとに、少なくとも散乱光強度信号を計測する。
【0041】
図2(a)は、S、M、Lの凝集塊を含む試料について、それぞれPRP試料300μlにADP(アデノシン二燐酸)2μM(終濃度)を添加して血小板凝集反応を惹起させ、透過光計測により測定した透過率(T:凝集率)、およびレーザ粒子散乱計測により測定したS、M、Lの各凝集塊の単位時間当たりの総散乱光強度(Y)を血小板凝集反応の時間経過に対応させて表示したものである。
【0042】
なお、図2(a)ないし以下に参照する図面に示す(あるいは文中に表形式で示す)表示例は、いずれもコンピュータ21のディスプレイで表示出力、あるいはプリンタで記録出力可能である。
【0043】
さらに、S、M、Lの各凝集塊の散乱強度信号Yおよび透過率信号Tから、透過率Tに対するS、M、Lの散乱強度、およびS+M、S+M+Lの各散乱強度の和との相関(関数式と相関係数)を演算する。
【0044】
図2(b)は、上記の血小板凝集反応におけるS、M、Lの各凝集塊の散乱強度Y(縦軸)および透過率T(横軸)を表示した例である。さらに、図2(b)の透過率Tに対するS、M、L、およびS+M、S+M+Lの散乱強度Yの関係を求めた結果を図3に示す。
【0045】
ここで、凝集惹起剤であるADPによる種々の濃度の凝集反応の多数の例からこれらの関係を求めた結果、図3に示すように透過率Tが0〜30%の間ではTとS+M+Lの散乱強度Yが直線関係にあること、および図4に示すように透過率Tが30%を超える領域(この領域を以下30%〜100%と略記する)の間ではTとS+Mの散乱強度Yが直線関係にあることを見出した。
【0046】
そこで、これらの直線関係を、T:0〜30%においては
(S+M+L)の散乱強度=Ys+m+l=AT+C (A、C:定数) (式1)
また、T:30%〜100%においては
(S+M)の散乱強度=Ys+m=BT+D (B、D:定数) (式2)
の各1次式により近似し、上記の2つの1次式により定義される直線の傾きAおよびB、軸切片のCおよびD、相関係数R^2(^は文中において羃乗を示す)を求めた(下記の表1)。
【0047】
【表1】

【0048】
表1の相関係数R^2から明らかなように、透過率Tが0〜30%の領域においては透過率TとS+M+Lの散乱強度Y、透過率Tが30%〜100%の領域においては透過率TとS+Mの散乱強度Yの相関は極めて高い。
【0049】
ここで、透過率Tが0〜30%の間では、(S+M+L)の散乱強度は透過率Tの増加に対しYs+m+l=11.37T+3.38の直線式にしたがって増加する。ところで、透過率T=30%の時、Ys+m+lの値は約300〜400であるので、C の値3.38はほぼ0と見なすことができ、したがって、Ys+m+l=11.37Tと表すことができる。
【0050】
また、Tが30〜100%の間では、(S+M)の散乱強度は透過率Tの増加に対しYs+m=−2.62T+246の直線式にしたがって減少する。Ys+mが0の時、透過率Tは93.9でほぼ100%に近い数値となる。このことは、凝集率100%の時のSとMの凝集塊はほぼ無くなることを意味し、Ys+m=−2.62T+262と表すことができる。
【0051】
ここで、Ys+m+lがT=30%を越えるとYs+m+l=11.37Tの直線から逸脱する理由は、レーザ粒子散乱計測手段の測定領域を超える大きな凝集塊が形成されるためと考えられる。また、レーザ粒子散乱計測手段測定領域を超える大きな凝集塊が形成されるとSとMの凝集塊が減少し、Ys+mと透過率TはYs+m=−2.62T+262の直線関係をもって変化することが明らかとなった。
【0052】
従来、血小板凝集反応の強さは透過光計測法による透過率T(凝集率)の大きさで評価されている。そして、上記のように透過率Tと散乱強度Ys+m+lおよびYs+mとの間に直線関係があることが明らかになったので、したがって、散乱強度Ys+m+lまたはYs+mを適宜選択して演算処理を行なうことにより、血小板凝集反応の強さの評価指標を算出できる、と考えられる。
【0053】
すなわち、透過率、あるいはさらに透過率と散乱強度の相関値に基づき、散乱強度Ys+m+l またはYs+mを適宜選択して演算処理を行なうことにより、血小板凝集反応の強さの評価指標を算出する。特に、透過率と散乱強度の相関値に基づき、凝集がかなり進んだ、レーザ粒子散乱計測手段の測定領域を超える大きな凝集塊が形成されていると考えられる測定領域においては、散乱強度Ys+m を用い(測定領域を超えない大きさの小、および中の凝集塊から得られた散乱光強度のみを用いる)、それ以外の測定領域では散乱強度Ys+m+l を用いる(小、中、大の凝集塊から得られた散乱光強度を用いる)ようにするのである。
【0054】
具体的には、本実施例では以下のようにして散乱強度Ys+m+l またはYs+m を用いて、血小板凝集反応の強さを評価する指標PAIndexを演算し、出力(表示ないし印刷出力による)する。
【0055】
まず、遠心分離した多血小板血漿(PRP)300μlを試料セル13に投入し、測定を開始して1分後に凝集惹起剤ADPを添加する。
【0056】
そして、S、M、L散乱強度信号Yおよび透過率信号Tから、Tが0〜30%の領域においてはYs+m+l=aTの定数aおよび相関係数R^2を、またTが30〜100%の領域においてはYs+m=bT + d の定数 bおよび相関係数R^2を演算し、出力(表示/印刷)する。
【0057】
同時に、ADP添加時から4分間のYs+m+lの時間積分値∫Ys+m+l(AUC:曲線下面積)、および透過率Tが30%を超えてから4分間のYs+mの時間積分値∫Ys+m(AUC:曲線下面積)を演算し、出力(表示/印刷)する。
【0058】
次に、コンピュータ21の演算ソフトウェアにより、下記、および図5のフローチャートに示すような演算を行ない、血小板凝集反応の強さを評価する指標 PAIndexを算出する。
【0059】
まず、透過率Tの値に応じて、散乱強度の時間積分値∫Ys+m+lまたは∫Ys+mのいずれかを算出するが、この時、
(1)透過率Tの最大(Tmax)が40%以下の場合は∫Ys+m+lを(図5ステップS11〜S12)、
(2)透過率Tの最大(Tmax)が40%以上で式Ys+m=bT + dの相関係数R^2<0.70の場合は∫Ys+m+lを(同S13〜S12)、
(3)透過率Tの最大(Tmax)が40%以上の凝集反応で式Ys+m=bT + dの相関係数R^2が0.70以上の場合は∫Ys+mを(同S13〜S14)を求め、さらに、
(4)∫Ys+m+lを用いる場合は PAIndex=∫Ys+m+l×11.37/a (式3)(図5ステップS15)
(5)∫Ys+mを用いる場合は PAIndex=13000−∫Ys+m×11.37/a (式4)(同S16)
の各(式3)、(式4)のいずれかにより求めた血小板凝集能の評価値PAIndexを出力(表示/印刷)する(図5ステップS17)。
【0060】
なお、ここで、多数の測定例より算出されたYs+m+lの最大値は約9000、∫Ys+mの最小値は約1000、最大値は約5000であるので、(式4)PAIndex=13000−∫Ys+m×11.37/a 中の定数は13000(=9000+(5000−1000))に設定してある。
【0061】
また、個々の測定例において、測定したPRPの血小板濃度や測定装置の感度の違いによりYs+m+l=aT(式1)の定数aは異なるため、(式3)および(式4)のように一定値(本例ではaの平均値11.37)を個々の測定で得られた定数aで除して補正するようにしている。たとえば、血小板濃度が高い場合や測定装置の感度が高い場合に定数aは大きくなるため、定数aで除することによりこれを補正することができる。
【0062】
さらに、本実施例で算出される PAIndexは0〜13000の値となるが、この値の範囲は式(3)および(4)の定数部分 11.37/a の 11.37 を変えることにより変更することができる。たとえば、PAIndex を0〜1000の範囲の値にしたい場合は、11.37 を0.769 に変更すればよい。測定用途に応じて上記のような PAIndex の出力値範囲調節を行なえるよう、コンピュータ21の演算ソフトウェアを構成しておけば便利である。
【0063】
ここで、ある ADP凝集の測定例において算出された PAIndex の値を表2に示す。
【0064】
【表2】

【0065】
以上のようにして、本実施例によれば、透過光計測により得た透過率の範囲に応じて、散乱光計測により求めた散乱光強度Yの時間積分値∫Ys+m+lまたは∫Ys+mのいずれかを用いて、それぞれ異なる演算式(式3、式4)により血小板凝集能の評価値PAIndexを算出し、出力することができる。この評価値PAIndexは、表2に示されるようにリニアに変化する実数範囲の数値であり、検者の直感的な理解が容易である利点がある。
【0066】
また、従来の透過光計測法または散乱光計測法のみに基づく装置とは異なり、これらの両者を組合せる、いわば、透過光計測法で得た透過率に基づき、散乱光計測により求めた散乱光強度から計算される血小板凝集能評価値PAIndexを補正(あるいはその演算を制御)するようになっているため、前述のような従来方式における欠点がなく、レーザ粒子散乱計測に基づく高精度な測定が可能であるとともに、凝集塊が大きい測定領域においても、依然として信頼性の高い血小板凝集能評価値PAIndexを出力することができる。
【0067】
なお、血小板凝集能評価値PAIndexの出力(表示/印刷)においては、任意の表示/印刷フォーマットを用いることができるが、たとえば、血小板凝集能評価値PAIndexの算出に、式(3)または式(4)のいずれが用いられているか(あるいはさらにその時の透過率Tの値)を併せて表示/印刷(たとえば計算式を表示/印刷)するようにしてもよい。これにより、検者はより具体的に測定内容(演算方式)、あるいはさらに測定結果を把握することができる。
【0068】
なお、以上では、血小板凝集能評価値PAIndexの出力方法として表示あるいは印刷を考えたが、もちろん他のコンピュータや他の測定機器に対して適当な通信インターフェース、あるいはネットワークインターフェースなどを介して血小板凝集能評価値PAIndexを送信するような処理も当然本発明でいう血小板凝集能評価値PAIndexの出力処理に含まれるのはいうまでもない。
【実施例2】
【0069】
以上では、ADP(アデノシン二燐酸)を凝集惹起剤として用いる場合の測定方法につき説明したが、以下では凝集惹起剤としてコラーゲンを用いる場合に好適な測定方法につき説明する。装置のハードウェアは、図1に示したものと同様である。
【0070】
本実施例においても、血小板凝集能評価値PAIndexの演算方式を決定するため、まず、実施例1と同様に、S、M、L散乱強度信号Yおよび透過率信号Tから、透過率Tに対するS、M、LおよびS+M、S+M+Lの散乱強度と相関を求めた。
【0071】
PRP試料300μlにコラーゲン1μg/ml(終濃度)を添加し、透過率Tに対するS、M、LおよびS+M、S+M+Lの散乱強度との関係を求めた。凝集惹起剤であるコラーゲンによる凝集反応の多数例からこれらの関係を求めた結果、実施例1でのADP凝集と同様に、Tが0〜30%の間ではTとS+M+Lは直線関係にあること、Tが30%〜100%の間ではTとS+Mが直線関係にあることを見出した。
【0072】
本実施例においては、T:0〜30%においては、
(S+M+L)の散乱強度=Ys+m+l=AT + C (A、C:定数) (式5)
T:30%〜100%においては、
(S+M)の散乱強度=Ys+m=BT + D (B、D:定数) (式6)
の各1次式により近似し、上記の2つの1次式により定義される直線の傾きAおよびB、軸切片のCおよびD、相関係数R^2を求めた(下記の表3)。
【0073】
【表3】

【0074】
表3から明らかなように、実施例1と同様に、透過率Tが0〜30%の領域においては透過率TとS+M+Lの散乱強度Y、透過率Tが30%〜100%の領域においては透過率TとS+Mの散乱強度Yの相関は極めて高い。
【0075】
ここで、透過率Tが0〜30%の間では、(S+M+L)の散乱強度はTの増加に対しYs+m+l=7.46T−5.8の直線式にしたがって増加する。ところで、Ys+m+lの値はT=30%の時、約300〜400であるので、C の値−5.8はほぼ0と見なすことができ、したがって、Ys+m+l=7.46Tと表すことができる。なお、ADP凝集のA値は11.37±2.75(Mean±S.D.)であり、上記のコラーゲン凝集のA値に比べ統計的に有意に大きい。
【0076】
また、透過率Tが30〜100%の間では、(S+M)の散乱強度はTの増加に対しYs+m=−2.30T+227の直線式にしたがって減少する。Ys+mが0の時、Tは98.6でほぼ100%に近い数値となった。すなわち、凝集率100%の時のSとMの凝集塊は無くなることを意味しており、Ys+m=−2.30T+230と表すことができる。なお、ADP凝集のB値は-2.62±0.58(Mean±S.D.)であり、上記のコラーゲン凝集のB値と有意な差はない。
【0077】
上記の結果から、本実施例では、以下のようにしてYs+m+lおよびYs+mから、血小板凝集反応の強さを評価する指標PAIndexを演算し、出力(表示ないし印刷出力による)する。
【0078】
まず、多血小板血漿(PRP)300μlを試料セル13に投入し、測定を開始して1分後に凝集惹起剤コラーゲンを添加する。
【0079】
そして、S、M、L散乱強度信号および透過率T信号から、Tが0〜30%でYs+m+l=aTのaおよび相関係数R^2を、Tが30〜100%でYs+m=bT + dのbおよび相関係数R^2を演算し、出力(表示/印刷)する。
【0080】
同時に、ADP添加時から4分間のYs+m+lの時間積分値∫Ys+m+l(AUC:曲線下面積)および透過率Tが30%を超えてから4分間のYs+mの時間積分値∫Ys+m(AUC:曲線下面積)を演算し、出力(表示/印刷)する。
【0081】
次に、コンピュータ21(図1)の演算ソフトウェアにより、下記、および図6のフローチャートに示すような演算を行ない、血小板凝集反応の強さを評価する指標 PAIndexを算出する。
【0082】
(1)透過率Tの最大(Tmax)が40%以下の場合は∫Ys+m+lを(図6ステップS21〜S22)、
(2)透過率Tの最大(Tmax)が40%以上で式Ys+m=bT + dの相関係数R^2が0.9以下の場合は∫Ys+m+lを(同S23〜S22)、
(3)透過率Tの最大(Tmax)が40%以上の凝集反応で式Ys+m=bT + dの相関係数R^2が0.9以上の場合は∫Ys+mを(同S23〜S24)求め、さらに、
(4)∫Ys+m+lを用いる場合は PAIndex=∫Ys+m+l×7.46/a (式7) (図6ステップS25)
(5)∫Ys+mを用いる場合は PAIndex=10000−∫Ys+m×7.46/a (式8) (同S26)
の各(式7)、(式8)のいずれかにより求めた血小板凝集能の評価値PAIndexを出力(表示/印刷)する(図6ステップS27)。
【0083】
なお、ここで、多数の測定例より算出されたYs+m+lの最大値は約6000、∫Ys+mの最小値は約1000、最大値は約5000であるので、PAIndex=10000−∫Ys+m×7.46/a(式8)中の定数は10000(=6000+(5000−1000))に設定してある。
【0084】
また、個々の測定例において、測定したPRPの血小板濃度や測定装置の感度の違いにより、Ys+m+l=aTのaは異なるため、(式7)および(式8)のように一定値(本例ではaの平均値7.46)を個々の測定で得られたaで除して補正する。たとえば、血小板濃度が高い場合や測定装置の感度が高い場合にaは大きくなるので、aで除することによりこれを補正することができる。
【0085】
さらに、本実施例で算出されるPAIndexは0〜10000の値となるが、この値の範囲は式(7)および式(8)の7.46/aの7.46を変えることにより変更することができる。たとえば、PAIndexを0〜1000の値にする場合は、7.46を 0.746に変更すればよい。これらの演算も演算装置(PCソフト)で演算し表示した。本実施例においても、測定用途に応じて上記のような PAIndex の出力値範囲調節を行なえるよう、コンピュータ21の演算ソフトウェアを構成しておけば便利である。
【0086】
ここで、あるコラーゲン凝集の測定例において算出された PAIndexの値を表4に示す。
【0087】
【表4】

【0088】
以上のように、本実施例においても、透過光計測により得た透過率の範囲に応じて、散乱光計測により求めた散乱光強度Yの時間積分値∫Ys+m+lまたは∫Ys+mのいずれかを用いて、それぞれ異なる演算式(式7、式8)により血小板凝集能の評価値PAIndexを算出し、出力することができる。この評価値PAIndexは、表4に示されるようにリニアに変化する実数範囲の数値であり、検者の直感的な理解が可能である。
【0089】
また、本実施例においても、従来の透過光計測法または散乱光計測法のみに基づく装置とは異なり、これらの両者を組合せる、いわば、透過光計測法で得た透過率に基づき、散乱光計測により求めた散乱光強度から計算される血小板凝集能評価値PAIndexを補正(あるいはその演算を制御)するようになっているため、前述のような従来方式における欠点がなく、レーザ粒子散乱計測に基づく高精度な測定が可能であるとともに、凝集塊が大きい測定領域においても、依然として信頼性の高い血小板凝集能評価値PAIndexを出力することができる。
【0090】
本実施例においても、実施例1の最後に示した変形例が適用可能なのはいうまでもない。
【0091】
なお、実施例1と実施例2の比較から明らかなように、両者の実施例の相違は凝集惹起剤によって演算式中の定数および演算式選択のためのしきい値などの定数部分が異なるのみである。したがって、ADPやコラーゲンのような凝集惹起剤ごとに測定モードを設けておき、使用する凝集惹起剤に適した測定モードで血小板凝集能の評価値の演算を行なうように血小板凝集反応測定装置を構成しておくことが考えられる。
【産業上の利用可能性】
【0092】
本発明の演算方法は、図1のコンピュータの制御プログラムなどとして実装することができ、種々の記憶媒体(ROM、CDROM、MOなど)経由でコンピュータに供給することができる。また、本発明の演算方法を実装したコンピュータの制御プログラムは、記憶媒体経由ではなく、ネットワークを経由してコンピュータに供給し、またアップデートすることができる。
【符号の説明】
【0093】
11 半導体レーザ
12 集光レンズ
13 試料セル
14 発光ダイオード(LED)
15 マグネチックスターラー
16 試料溶液
17 受光レンズ
18 フォトダイオードアレイ
19 増幅器
20 AD変換器
21 コンピュータ
22 フォトダイオード

【特許請求の範囲】
【請求項1】
試料溶液中で生じる凝集塊の凝集反応の度合を測定する凝集反応測定方法において、
試料セルに収容した試料溶液の透過率を測定する透過率計測過程と、
レーザ粒子散乱計測により、前記試料溶液の散乱光強度を測定する散乱光強度計測過程と、
前記透過率計測過程で測定された透過率と前記散乱光強度計測過程で測定された散乱強度の相関値、および前記透過率計測過程で測定された透過率に基づき異なる演算式を選択することにより、前記散乱光強度計測過程で測定された散乱強度を用いて演算し出力する凝集能の評価値を補正する演算過程を含むことを特徴とする凝集反応測定方法。
【請求項2】
前記散乱光強度計測過程において、大きさの異なる凝集塊を含む試料溶液に対して散乱光強度を測定し、大きさの異なる凝集塊から各々得られた散乱光強度の時間積分値のうち、前記相関値、および前記透過率計測過程で測定された透過率に基づいて行なう演算式選択により、前記凝集能の評価値の演算に用いられる時間積分値が決定されることを特徴とする請求項1に記載の凝集反応測定方法。
【請求項3】
前記透過率と散乱強度の相関値に基づく演算式選択により、大きさの異なる凝集塊から各々得られた散乱光強度の時間積分値のうち、前記散乱光強度計測過程の測定領域を超える大きな凝集塊が形成されている測定領域においては、測定領域を超えない大きさの凝集塊から得られた散乱光強度の時間積分値のみを用いて前記凝集能の評価値の演算が行なわれることを特徴とする請求項2に記載の凝集反応測定方法。
【請求項4】
試料溶液中で生じる凝集塊の凝集反応の度合を測定する凝集反応測定方法において、
試料セルに収容した試料溶液の透過率を測定する透過率計測過程と、レーザ粒子散乱計測により、前記試料溶液の散乱光強度を測定する散乱光強度計測過程とを、波長分割または時分割で実施するとともに、
前記透過率計測過程で測定された透過率と前記散乱光強度計測過程で測定された散乱強度の相関値、および前記透過率計測過程で測定された透過率に基づき異なる演算式を選択することにより、前記散乱光強度計測過程で測定された散乱強度を用いて演算し出力する凝集能の評価値を補正する演算過程を含むことを特徴とする凝集反応測定方法。
【請求項5】
前記凝集塊が血漿試料中で生成される血小板の凝集塊であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の凝集反応測定方法。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれか1項に記載の凝集反応測定方法を実施するハードウェア手段を含むことを特徴とする凝集反応測定装置。

【図1】
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【図2(a)】
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【図2(b)】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2011−69839(P2011−69839A)
【公開日】平成23年4月7日(2011.4.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−284112(P2010−284112)
【出願日】平成22年12月21日(2010.12.21)
【分割の表示】特願2005−351437(P2005−351437)の分割
【原出願日】平成17年12月6日(2005.12.6)
【出願人】(000163006)興和株式会社 (618)
【Fターム(参考)】