JP4921368B2 - 光学的測定を血液培養瓶に対して行う装置 - Google Patents
光学的測定を血液培養瓶に対して行う装置 Download PDFInfo
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Description
図4は、図3Aに示す装置を用いて得られた1つの血液培養瓶における後方散乱光の空間分布の多数の記録を示している。光源(6)は、約633nmの波長で約5mWの出力を発するレーザーである。光束(7)は、瓶の壁に対する垂線から約35度の角度だけずれている。PNフォトダイオードが単純光検出器(19)として用いられ、また狭いスリット(21)の開口を使用した。光束(7)は、光学式チョッパー(図示せず)を用いて遮断され、単純光検出器(19)からの信号は、Stanford Research Systems のSR850 DSP型 ロックイン増幅器を使用し、検出すると共に記録した。単純光検出器(19)は、瓶の壁から16mmの距離に対応する血液培養瓶の対称軸線に垂直なX方向に沿った非対称空間の後方散乱光分布(15)を記録するためにモーター駆動の平行移動ステージに取り付けられた。(以下のすべての実施例において、これと同じ装置を使用している。)本明細書で述べられる実施例にて用いる血液培養瓶は、Becton Dickinson and Company (米国ニュージャージー州 Franklin Lakes)のBACTEC(登録商標)Standard/10 Aerobic/F 血液培養基を充填したBACTEC(登録商標)瓶として市販されている円柱状ガラス培養瓶であった。使用した瓶のいくつかからのデータは、多数の実施例および図に反映されている。
図7A〜図7Cは、第1の血液培養瓶に対照血液試料1mLを入れ、第2の血液培養瓶に大腸菌と共に血液1mLを入れた2つの血液培養瓶について、時間に対する光衝突点強度と、時間に対する強度の半値全幅の測定結果と、X位置グラフの時間に対する強度の傾きとをそれぞれ約144時間の期間に亙って示したグラフである。
図8A〜図8Cは、図7A〜図7Cと同じパラメータであるが、血液5mLを入れた第1の血液培養瓶と、大腸菌と共に血液5mLを入れた第2の血液培養瓶とについて、同様なグラフを示している。
図9A〜図9Cは、図7A〜図8Cと同じパラメータであるが、血液10mLを入れた第1の血液培養瓶と、大腸菌と共に血液10mLを入れた第2の血液培養瓶とについて、同様なグラフを示している。図7A〜図9Cに示すように、5および10mLを含む血液培養瓶についても、すぐ前で説明した1mLしか含まない血液培養瓶と同じ依存関係が存在する。
図10は、0.5mLから10mLまでの様々な量の血液を充填した血液培養瓶における後方散乱光の空間分布の多数の記録を示すグラフである。図10は、実施例1の装置を用いて得られた0.5mLから10mLまでの様々な量の血液を充填した血液培養瓶における後方散乱光の空間分布の多数の記録を示している。
図12は、3つの異なる赤血球容積率値の血液を充填した12本の培養瓶に対して測定された血液量に対する傾きを示すグラフである。それぞれのデータ点は、異なる培養瓶を表す。
Y=K×XM (1)
に対応し、Y=SLは傾きを表し、K=5.70×10-3は第1の定数であり、X=VOL×HCTは血液量(VO)Lと赤血球容積率の値(HCT)との積であり、M=0.72は第2の定数である。図13に示したデータに基づき、VOLとHCTとの組み合わせ(ここでは積)は、傾きSLを測定し、式
VOL×HCT=(SL/K)(1/M) (2)
に従ってVOL×HCTの値を計算することにより決定することができる。
図15は、異なる赤血球容積率の値の血液を充填した12本の培養瓶に対して決定された血液量に対するレーザー衝突点について測定された後方散乱強度を示すグラフである。図15は、血液量に対するレーザー衝突点において測定された後方散乱強度IALIPを示している。それぞれのデータ点は、異なる培養瓶を表す。
Y=A×X (3)
に対応する。
VOL×HCT=IALIP/A (4)
に従ってVOL×HCTの値を計算することにより決定することができる。
図17は、様々な量の血液を充填した12本の血液培養瓶における図4に示したような後方散乱光の空間分布の記録についての積分の値を示すグラフである。積分は、空気−ガラスの界面から発する約2.8mmのX位置の近傍のばらつきの大きい散乱ピークを除外するため、約3.5mmのX位置から始めた。積分は、3つの異なる赤血球容積率値の血液を充填した培養瓶に対して測定された積VOL×HCTに関してプロットされる。それぞれのデータ点は、異なる培養瓶を表す。挿入された表は、積がどのように生成されたのかを示している。図17の破線は、最良適合
Y=U×[1−exp(−X/V)] (5)
に対応する。
VOL×HCT=−V×ln[1−(INTEG/U)] (6)
に従ってVOL×HCTの値を計算することにより決定することができる。
Y=C+D×X (7)
に対応する。
VOL×HCT={(1/FWHM)−C}/D (8)
に従ってVOL×HCTの値を計算することにより決定することができる。
Y=B×X (9)
に対応する。
VOL×HCT=(1/DIST)/B (10)
に従ってVOL×HCTの値を計算することにより決定できる。
PRODAV=(PRODSL+PRODIALIP+PRODINTEG+PRODFWHM+PRODDIST)/5 (11)
に従って個々の結果を組み合わせて平均の積PRODAVを得る。
図20は、新鮮な血液の対照試料1mLを入れた第1の血液培養瓶と、血液および育成させた大腸菌培養物の試料1mLを入れた第2の血液培養瓶とについて、時間に対する光衝突点強度を約5日間に亙って示すグラフである。
図25は、新鮮な血液の対照試料5mLを入れた第1の血液培養瓶と、血液および育成させた大腸菌培養物の試料5mLを入れた第2の血液培養瓶とについて、時間に対する光衝突点の強度を約5日間に亙って示すグラフである。
図28は、新鮮な血液の対照試料10mLを入れた第1の血液培養瓶と、血液および育成させた大腸菌培養物の試料10mLを入れた第2の血液培養瓶とについて、時間に対する光衝突点の強度を約5日間に亙って示すグラフである。
図31は、新鮮な血液10mLに対し育成しきった大腸菌培養物を入れた血液培養瓶(1)となる陰性血液培養瓶(つまり、対照血液培養瓶)(2)の後方散乱分布変化を例示するグラフである。
図32は、第1の血液培養瓶(対照瓶)に新鮮な血液1mLを入れ、第2の血液培養瓶に血液および育成された大腸菌培養物1mLを入れ、第3の血液培養瓶(対照瓶)に新鮮な血液5mLを入れ、第4の血液培養瓶に血液および育成された大腸菌培養物5mLを入れ、第5の血液培養瓶(対照瓶)に新鮮な血液10mLを入れ、第6の血液培養瓶に血液および育成された大腸菌培養物10mLを入れた6本の血液培養瓶について、約6日間に亙って記録され、光衝突点での後方散乱強度(IALIP)に対するFWHMを示す二次元(2D)グラフである。この二次元プロットを生成するため、図20,図21,図25,図26,図28および図29に示したすべてのデータ点を使用した。図32の点の6つの集合は、未知の状態の瓶について5日間のうちの与えられた時刻に測定を1回だけ行った場合に予測できる誤差についての情報を与える。これから理解されるように、データ点に一定の広がりがあるにもかかわらず、対照瓶の3つのグループ(1,5および10mL)と、陽性瓶の対応するグループとの間の明確な分離が可能である。
図33は、第1の血液培養瓶(対照瓶)に新鮮な血液1mLを入れ、第2の血液培養瓶に血液および育成された大腸菌培養物1mLを入れ、第3の血液培養瓶(対照瓶)に新鮮な血液5mLを入れ、第4の血液培養瓶に血液および育成された大腸菌培養物5mLを入れ、第5の血液培養瓶(対照瓶)に新鮮な血液10mLを入れ、第6の血液培養瓶に血液および育成された大腸菌培養物10mLを入れた6本の血液培養瓶について、約6日間に亙って記録され、IALIPに対するSLを示す二次元グラフである。
図34は、第1の血液培養瓶(対照瓶)に新鮮な血液1mLを入れ、第2の血液培養瓶に血液および育成された大腸菌培養物1mLを入れ、第3の血液培養瓶(対照瓶)に新鮮な血液5mLを入れ、第4の血液培養瓶に血液および育成された大腸菌培養物5mLを入れ、第5の血液培養瓶(対照瓶)に新鮮な血液10mLを入れ、第6の血液培養瓶に血液および育成された大腸菌培養物10mLを入れた6本の血液培養瓶について、約6日間に亙って記録され、IALIP対FWHM対SLを示す3次元(3D)グラフである。図34の三次元プロットを生成するため、図20〜図22および図25〜図30に示したデータ点を用い、図32および図33に示されているものよりも、対照瓶と陽性瓶との間のさらに良好な弁別が明らかである。
図35は、第1の血液培養瓶(対照瓶)に新鮮な血液5mLを入れ、第2の血液培養瓶に育成された大腸菌培養物を含む血液5mLを入れ、第3の血液培養瓶(対照瓶)に新鮮な血液10mLを入れ、第4の血液培養瓶に育成された大腸菌培養物を含む血液10mLを入れた4本の血液培養瓶について、処理された後方散乱分布の解析的特徴Q5の測定結果を約6日間に亙って示している。図35は、接種以降の経過時間に対する処理済み特徴Q5を、二次元データ表現で示している。処理済み解析的特徴Q5は、式(12)により解析的特徴IALIP,FWHMおよびSLを組み合わせることにより生成される。
式(12):
Q5={104×(IALIP×FWHM)1.5}/SL
IALIP,FWHMおよびSLの定量的組み合わせは、対照瓶データと陽性瓶データとの最大の分離が得られるよう、ただし血液量に対するQ5の依存性が最小となるように選択される。図37において、正方形の記号は5mLのデータを表し、丸形の記号は10mLのデータを表す。対照点の大半は、領域A内に位置し、大腸菌点の大半は、領域B内に位置している。破線Cは、接種時間に対応している。予想通り、接種直後に測定された大腸菌データ点は、対照データ点に非常に近いところに位置する。全体として、ごく短時間が経過した後、対照データ点と大腸菌データ点との間に完全な分離がある。従って、処理済み特徴Q5は、対応する血液培養瓶(1)内の育成された微生物群の有無に関係する決定を下すための優れたデータとなる。
図36は、第1の血液培養瓶(対照瓶)に新鮮な血液1mLを入れ、第2の血液培養瓶に育成された大腸菌培養物を含む血液1mLを入れ、第3の血液培養瓶(対照瓶)に新鮮な血液5mLを入れ、第4の血液培養瓶に育成された大腸菌培養物を含む血液5mLを入れ、第5の血液培養瓶(対照瓶)に新鮮な血液10mLを入れ、第6の血液培養瓶に育成された大腸菌培養物を含む血液10mLを入れた6本の血液培養瓶(2)について、後方散乱分布の処理済み解析的特徴Q5の測定結果の第2集合を約6日間に亙って示している。図35に関し上述のように、図36に示した大半の対照データ点は、第1の領域D内に位置し、大半の大腸菌データ点は、第2の領域E内に位置する。「ずれの値」は、接種直後に観察されたデータ点のみである。従って、図36は、本発明の実施形態による方法が1mLから10mLまでの血液量の範囲について、陰性血液培養瓶と陽性血液培養瓶とを迅速に弁別できることを実証している。
図37は、第1の血液培養瓶(対照瓶)に新鮮な血液1mLを入れ、第2の血液培養瓶に育成された大腸菌培養物を含む血液1mLを入れ、第3の血液培養瓶(対照瓶)に新鮮な血液5mLを入れ、第4の血液培養瓶に育成された大腸菌培養物を含む血液5mLを入れ、第5の血液培養瓶(対照瓶)に新鮮な血液10mLを入れ、第6の血液培養瓶に育成された大腸菌培養物を含む血液10mLを入れた6本の血液培養瓶(2)について、後方散乱分布の後処理パラメータQ5の平均値を示し、対照試料と、血液を育成された大腸菌培養物と共に含む試料との両方について、15mLの血液に対する推定を表す破線をさらに含んでいる。図37の破線は、15mLの血液に対する推定を表す。そのすべての対照データ点は第1の領域F内にあり、すべての大腸菌データ点は、第2の領域G内にあり、1mLから15mLまでの血液量の範囲内で陰性血液培養瓶と陽性血液培養瓶とを弁別する本発明の実施形態による方法の能力を示している。
図39は、第1の血液培養瓶(対照瓶)に新鮮な血液1mLを入れ、第2の血液培養瓶に育成された大腸菌培養物を含む血液1mLを入れ、第3の血液培養瓶(対照瓶)に新鮮な血液5mLを入れ、第4の血液培養瓶に育成された大腸菌培養物を含む血液5mLを入れ、第5の血液培養瓶(対照瓶)に新鮮な血液10mLを入れ、第6の血液培養瓶に育成された大腸菌培養物を含む血液10mLを入れた6本の血液培養瓶について、式(式13および式14)により定義された解析的特徴IALIPと、処理済み解析的特徴P1およびQ1との6日平均値を示す三次元グラフである。
式(13):
P1=IALIP×FWHM
および
式(14):
Q1=P1/SL
図40は、12本の血液培養瓶(1)について時間に対する後方散乱分布の後処理パラメータQ5を約6日間に亙って示す二次元グラフであり、6本の瓶には2から12mLの様々な量による新鮮な血液の対照試料が入り、残り6本の瓶には2から12mLの様々な量による育成された大腸菌培養物を含む血液の試料が入っている。図42は、図38と同じデータを示しているが、6本の対照瓶と表皮ブドウ球菌およびB群連鎖菌の育成された培養物を含む6本の瓶とについて、約6日間に亙って測定され、2mLから12mLの新鮮な血液から得られた結果が加えられている。図40は、図36に示したものとほとんど同じ領域DおよびEを含む。これから理解されるように、ほとんどすべての対照は、領域D内に配されている。図40の真円は大腸菌データを表し、完全な正方形は表皮ブドウ球菌データを表し、菱形はB群連鎖菌データである。対照と表皮ブドウ球菌との分離は、対照と大腸菌との分離によく似ているが、分離は、B群連鎖菌の場合の方がなおいっそう優れている。
黄色ブドウ球菌
緑膿菌
肺炎球菌
エンテロバクタークロアカエ
腸球菌
肺炎桿菌
A群連鎖菌
髄膜炎菌
淋菌
図45は、図44Aおよび図44Bの血液培養光学測定システムで測定された強度比を表し、これにより第1および第2の光検出器が瓶の円周に沿ってそれぞれ約90度および約135の角度位置にある第1の衝突点から離れたところに位置決めされたデータを示すグラフである。(あるいは、実施例1で説明したようにこの装置を他の方法で構成して同じ部品を使用する。)図45は、第1および第2の位置の後方散乱強度に対応する第1の光検出器および第2の光検出器によって記録される光電流の比を示している。図45に示したすべての測定は、約35%の赤血球容積率値の血液を用いて行われた。図45から理解されるように、この比は、約0.5から10mLの量の範囲内で第3の瓶の混合物の量と比例する。図44Aおよび図44Bによる配列の利点は、その簡素さにある。撮像または移動光検出器は必要でなく、2つの光電流のみが処理されればよい。
Claims (82)
- 液体を含む容器に対して光学的測定を行うためのシステムであって、
容器の壁の第1の位置に光束を当てるようにされ、前記第1の位置の近傍にて前記液体からの後方散乱光の非対称空間分布をもたらす光源であって、前記光束が前記容器の壁の前記第1の位置における垂線から第1の角度だけずれている光源と、
前記後方散乱光の非対称空間分布を映し出すようにされ、瓶の外壁面および内壁面により反射される前記光束の部分の画像を実質的に回避するように配された画像形成手段と、 映し出された前記後方散乱光の非対称空間分布の少なくとも一部を記録するようにされた画像検出器と、
前記画像検出器に接続されて前記後方散乱光の非対称空間分布の解析的特徴を抽出するようにされたデータ解析システムと
を具えていることを特徴とするシステム。 - 液体を含む円柱状容器をさらに具えていることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記容器が血液および培養基を含む血液培養瓶であることを特徴とする請求項2に記載のシステム。
- 前記光源は、レーザーおよび発光ダイオードからなるグループから選択されることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記光源は、約500から約1500nmまでの波長の光を発するようになっていることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記光源は、約640から約720nmまでの波長の光を発するようになっていることを特徴とする請求項5に記載のシステム。
- 前記光源は、容器の対称軸線に対して実質的に垂直か、または実質的に平行な平面内を伝搬する光束を生じさせるようになっていることを特徴とする請求項2に記載のシステム。
- 前記光源が前記光束の強度を変調するようになっていることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の角度が約0度と約90度との間にあることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記第1の角度が約25度と約45度との間にあることを特徴とする請求項9に記載のシステム。
- 前記第1の角度が約35度であることを特徴とする請求項10に記載のシステム。
- 前記画像形成手段は、レンズおよび光ファイバアレイからなるグループから選択されることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記画像形成手段は、映し出された前記後方散乱光の非対称空間分布の少なくとも一部を記録するため、軸線に沿って移動するようになっていることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記画像検出器が光検出器であることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記光検出器は、光電子カメラと、デジタル二次元カメラと、二次元CCDアレイと、直線状CCDアレイとからなるグループから選択されることを特徴とする請求項14に記載のシステム。
- 前記光検出器は、映し出された前記後方散乱光の非対称空間分布の少なくとも一部を記録するため、軸線に沿って移動するようになっていることを特徴とする請求項14に記載のシステム。
- 前記データ解析システムは、前記画像検出器に接続されたこのデータ解析システムによって抽出される解析的特徴から少なくとも1つのパラメータを決定するため、前記映し出された前記後方散乱光の非対称空間分布の形態のデータをさらに与えるようになっており、前記パラメータは、育成された微生物群の有無と、前記液体試料の量と、前記液体試料の赤血球容積率の値とからなるグループから選択されることを特徴とする請求項15に記載のシステム。
- 前記データ解析システムが同期検出手段を具えていることを特徴とする請求項17に記載のシステム。
- 前記第1の位置が前記容器の円柱状の部分にあることを特徴とする請求項2に記載のシステム。
- 前記第1の位置が前記容器の円柱状以外の部分にあることを特徴とする請求項2に記載のシステム。
- 前記第1の位置が前記容器の底部にあることを特徴とする請求項20に記載のシステム。
- 容器に対して光学的測定を行う方法であって、
液体試料を含む容器を用意することと、
この容器の光学的に透明な壁の第1の位置に光束を当て、この光束が前記容器の壁の前記第1の位置における垂線から第1の角度だけずれ、前記第1の位置の近傍にて前記容器の液体試料からの後方散乱光の非対称空間分布をもたらすようにすることと、
容器の外壁面および内壁面により反射した前記光束の部分を検出することを実質的に回避すると共に、前記後方散乱光の非対称空間分布の少なくとも一部を検出することと、
前記後方散乱光の非対称空間分布から解析的特徴を抽出することと
を具えていることを特徴とする方法。 - 前記光束は、レーザーおよび発光ダイオードからなるグループから選択される光源から導かれることを特徴とする請求項22に記載の方法。
- 前記光源は、強度変調光束をもたらすようになっていることを特徴とする請求項23に記載の方法。
- 前記光束を前記光源からレンズを介して導き、前記容器の壁に前記光束を集束させることをさらに具えていることを特徴とする請求項22に記載の方法。
- 前記光束を導くステップは、
約500nmから約1500nmまでの波長の光束を発することを具えていることを特徴とする請求項22に記載の方法。 - 前記波長が約640nmから約720nmまでであることを特徴とする請求項26に記載の方法。
- 前記容器が円柱状の瓶であり、前記光束は、前記瓶の対称軸線に対して実質的に垂直か、または実質的に平行な平面内を伝搬することを特徴とする請求項22に記載の方法。
- 画像形成手段を介して前記非対称空間分布を映し出すステップをさらに具えていることを特徴とする請求項22に記載の方法。
- 前記画像形成手段は、レンズおよび光ファイバアレイから選択されることを特徴とする請求項29に記載の方法。
- 前記検出するステップは、映し出された前記後方散乱光の非対称空間分布の少なくとも一部を光検出器により検出することを具えていることを特徴とする請求項29に記載の方法。
- 前記光検出器は、光電子カメラと、デジタル二次元カメラと、二次元CCDアレイと、直線状CCDアレイとからなるグループから選択される画像検出器であることを特徴とする請求項31に記載の方法。
- 前記液体試料が血液および培養基を具え、前記後方散乱光の非対称空間分布から解析的特徴を抽出するステップは、
前記画像検出器に接続されるデータ解析システムによって抽出される解析的特徴から少なくも1つのパラメータを決定するためのデータを解析し、このパラメータは、育成された微生物群の有無と、前記液体試料の量と、前記液体試料の赤血球容積率の値とからなるグループから選択されることを特徴とする請求項32に記載の方法。 - 前記データ解析システムは、映し出された前記後方散乱光の空間分布の少なくとも一部を記録するようになっていることを特徴とする請求項33に記載の方法。
- 前記データ解析システムが同期検出手段を具えていることを特徴とする請求項34に記載の方法。
- 前記第1の角度が約0度と約90度との間にあることを特徴とする請求項22に記載の方法。
- 前記第1の角度が約25度と約45度との間にあることを特徴とする請求項36に記載の方法。
- 前記第1の角度が約35度であることを特徴とする請求項37に記載の方法。
- 前記容器が円柱状であり、前記第1の位置が前記容器の円柱状の部分にあることを特徴とする請求項22に記載の方法。
- 前記容器が円柱状であり、前記第1の位置が前記容器の円柱状でない部分にあることを特徴とする請求項22に記載の方法。
- 前記第1の位置が前記容器の底部にあることを特徴とする請求項40に記載の方法。
- 前記後方散乱光の非対称空間分布の一部を記録するため、前記画像検出器を軸線に沿って移動させるステップをさらに具えていることを特徴とする請求項22に記載の方法。
- 培養基および血液を含む試料を入れた容器を用意するステップと、
この容器の光学的に透明な壁領域の第1の位置に光束を当て、この光束が前記容器の壁の前記第1の位置における垂線から第1の角度だけずれ、前記第1の位置の近傍にて前記容器内の培養基と血液との混合物からの後方散乱光の非対称空間分布をもたらすようにするステップと、
容器の外壁面および内壁面により反射された前記光束の一部を検出することを実質的に回避すると共に、前記第1の位置の近傍にて前記容器内の培養基と血液との混合物からの前記後方散乱光の非対称空間分布の少なくとも一部を検出器により検出するステップと、 前記検出器に接続されたデータ解析システムを用いて前記後方散乱光の非対称空間分布から解析的特徴を抽出するステップと、
前記抽出された解析的特徴またはそれから生成されるデータを較正情報と比較することにより、前記封止可能な容器内の試料の量と前記赤血球容積率の値とを決定するステップと
を具えていることを特徴とする方法。 - 画像形成手段を介して前記非対称の空間分布を映し出すステップをさらに具えていることを特徴とする請求項43に記載の方法。
- 前記映し出しは、一平面内で行われることを特徴とする請求項44に記載の方法。
- 前記検出器が光検出器を具え、前記データ解析システムは、前記後方散乱光の非対称空間分布の少なくとも一部を記録するようになっており、さらに記録された前記後方散乱光の非対称空間分布から前記解析的特徴を抽出するようになっていることを具えたことを特徴とする請求項43に記載の方法。
- 前記抽出するステップは、
最大記録後方散乱強度(IMAX)の解析的特徴と、光衝突点における後方散乱強度(IALIP)の解析的特徴と、IMAXの半値全幅(FWHM)の解析的特徴と、前記後方散乱光の非対称空間分布の緩やかに消滅するフランクの傾きの解析的特徴とからなるグループから選択される1つ以上の特徴を抽出することを具えていることを特徴とする請求項43に記載の方法。 - 抽出される前記解析的特徴は、X軸線に沿って測定される前記後方散乱光の非対称空間分布から抽出され、前記X軸線は、前記容器の壁に沿って前記光束を含む平面内に向けられ、前記抽出される解析的特徴は、前記X軸線におけるIMAXの半値全幅(FWHMX)と、前記X軸線の傾き(SLX)とを具えていることを特徴とする請求項47に記載の方法。
- 前記傾きSLXは、第1の係数にて強度が減少する記録された光量分布の前記X軸線に沿った距離の逆数であることを特徴とする請求項48に記載の方法。
- 前記X軸線に沿って測定されるIALIPの半値全幅(FWHMX*)を抽出するステップをさらに具えていることを特徴とする請求項48に記載の方法。
- 前記抽出される解析的特徴は、Y軸線に沿って測定される前記後方散乱光の非対称空間分布から抽出され、前記Y軸線は、前記容器の壁に沿ってこの容器の壁に対して垂直な平面内に向けられ、前記非対称空間分布はIMAXの領域を具えているが、前記X軸線に対して垂直に延在し、前記抽出される解析的特徴は、Y軸線におけるIMAXの半値全幅(FWHMY)と、前記Y軸線の傾き(SLY)とを具えていることを特徴とする請求項47に記載の方法。
- 前記傾きSLYは、第2の係数にて強度が減少する記録された光量分布の前記Y軸線に沿った距離の逆数であることを特徴とする請求項51に記載の方法。
- IALIPの領域を含む平面において前記Y軸線と平行なY方向に沿って測定される傾きを抽出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項51に記載の方法。
- 半値全幅FWHMY*を抽出するステップをさらに具え、このFWHMY*は、IALIPの半値全幅であって、IALIPの領域を含む平面において前記Y軸線と平行なY方向に沿って測定されることを特徴とする請求項51に記載の方法。
- 前記抽出される解析的特徴がY軸線におけるIMAXの半値全幅(FWHMY)と、IALIPの位置を含む平面内のY軸線に平行なY方向に沿って測定される傾きSLY*とを具え、この傾きSLY*は、第3の係数にて強度が減少する記録された光量分布の前記Y軸線に沿った距離の逆数であることを特徴とする請求項51に記載の方法。
- 前記抽出するステップは、
第1の閾値を超えるピクセル強度を持った前記後方散乱光の非対称空間分布の二次元像のピクセルの個数を蓄積することを具えたことを特徴とする請求項43に記載の方法。 - 前記抽出するステップは、
前記後方散乱光の非対称空間分布の二次元像のほぼすべてのピクセルの強度を総和することを含むことを特徴とする請求項43に記載の方法。 - 前記決定するステップは、
前記抽出された解析的特徴のうちの2つ以上を組み合わせることにより、第1の処理済み解析的特徴を生成することと、
この第1の処理済み解析的特徴に基づいて前記血液培養物の量と赤血球容積率の値との組み合わせを決定することと
を具えていることを特徴とする請求項43に記載の方法。 - 前記決定するステップは、前記血液培養物の量と赤血球容積率の値との数学的積を計算することを具えたことを特徴とする請求項43に記載の方法。
- 培養基および血液を含む試料を入れた容器を用意するステップと、
前記容器の光学的に透明な壁領域の第1の位置に光束を当て、この光束が、前記容器の前記第1の位置における垂線から第1の角度だけずれ、前記第1の位置の近傍にて前記容器内の培養基と血液との混合物からの後方散乱光の非対称空間分布をもたらすようにするステップと、
容器の外壁面および内壁面により反射した前記光束の部分を検出することを実質的に回避すると共に、前記第1の位置の近傍にて封止可能な前記容器内の培養基と血液との混合物からの前記後方散乱光の非対称空間分布の少なくとも一部を検出器により検出するステップと、
前記検出器に接続されたデータ解析システムを用いて前記後方散乱光の非対称空間分布から解析的特徴を抽出するステップと、
抽出された前記解析的特徴か、あるいはこれから生成されるデータを較正情報と比較することにより、前記容器内の育成された微生物群の有無を判定するステップと
を具えたことを特徴とする方法。 - 画像形成手段を介して前記非対称空間分布を映し出すステップをさらに具えたことを特徴とする請求項60に記載の方法。
- 前記映し出しは、一平面内で行われることを特徴とする請求項61に記載の方法。
- 前記検出器が光検出器を具え、前記データ解析システムは、前記後方散乱光の非対称空間分布の少なくとも一部を記録するようになっており、さらに記録された前記後方散乱光の非対称空間分布から前記解析的特徴を抽出するようになっていることを特徴とする請求項60に記載の方法。
前記抽出するステップは、
前記検出器に接続されたデータ解析システムを使用することを具え、前記検出器は、光検出器を具え、前記データ解析システムは、前記後方散乱光の非対称空間分布の少なくとも一部を記録するようになっており、さらに記録された前記後方散乱光の非対称空間分布から前記解析的特徴を抽出するようになっていることを特徴とする請求項60に記載の方法。 - 前記抽出するステップは、
最大記録後方散乱強度(IMAX)の解析的特徴と、前記光衝突点における後方散乱強度(IALIP)の解析的特徴と、IMAXの半値全幅(FWHM)の解析的特徴と、前記後方散乱光の非対称空間分布の緩やかに消滅するフランクの傾きの解析的特徴とからなるグループから選択される1つ以上の特徴を抽出することを具えたことを特徴とする請求項60に記載の方法。 - 抽出される前記解析的特徴は、X軸線に沿って測定される前記後方散乱光の非対称空間分布から抽出され、前記X軸線は、前記容器の壁に沿って前記光束を含む平面内に向けられ、前記抽出される解析的特徴は、X軸線におけるIMAXの半値全幅(FWHMX)と、前記X軸線の傾き(SLX)とを具えていることを特徴とする請求項64に記載の方法。
- 前記傾きSLXは、第1の係数にて強度が減少する記録された光量分布の前記X軸線に沿った距離の逆数であることを特徴とする請求項65に記載の方法。
- X軸線に沿って測定されるIALIPの半値全幅(FWHMX*)を抽出するステップをさらに具えていることを特徴とする請求項65に記載の方法。
- 前記抽出される解析的特徴は、Y軸線に沿って測定される前記後方散乱光の非対称空間分布から抽出され、前記Y軸線は、前記瓶の壁に沿って前記瓶の壁に対して垂直な平面内に向けられ、前記非対称空間分布は、IMAXの領域を具えているが、X軸線に対して垂直に延在し、前記抽出される解析的特徴は、Y軸線におけるIMAXの半値全幅(FWHMY)と、Y軸線の傾き(SLY)とを具えていることを特徴とする請求項64に記載の方法。
- 前記傾きSLYは、第2の係数にて強度が減少する記録された光量分布の前記Y軸線に沿った距離の逆数であることを特徴とする請求項68に記載の方法。
- IALIPの領域を含む前記Y軸線と平行な平面内においてY方向に沿って測定される傾きを抽出するステップをさらに具えたことを特徴とする請求項68に記載の方法。
- 幅FWHMY*を抽出するステップをさらに具え、FWHMY*は、IALIPの半値全幅であり、IALIPの領域を含む前記Y軸線と平行な平面内にてY方向に沿って測定されることを特徴とする請求項68に記載の方法。
- 前記抽出される解析的特徴が、Y軸線におけるIMAXの半値全幅(FWHMY)と、IALIPの位置を含む平面内のY軸線に平行なY方向に沿って測定される傾きSLY*とを具え、この傾きSLY*は、第3の係数にて強度が減少する記録された光量分布のY軸線に沿った距離の逆数であることを特徴とする請求項68に記載の方法。
- 前記抽出するステップは、
第1の閾値を超えるピクセル強度を持った前記後方散乱光の非対称空間分布の二次元像のピクセルの個数を蓄積することを具えたことを特徴とする請求項60に記載の方法。 - 前記抽出するステップは、
前記後方散乱光の非対称空間分布の二次元像のほぼすべてのピクセルの強度を総和することを具えたことを特徴とする請求項を60に記載の方法。 - 前記決定するステップは、
前記抽出される解析的特徴のうちの2つ以上を組み合わせることにより、第1の処理済み解析的特徴を生成することと、
この第1の処理済み解析的特徴を第1の定数と比較し、当該第1の処理済み解析的特徴が前記第1の定数よりも大きい場合、前記血液培養瓶には育成された微生物が存在しないと判定することと、
前記第1の処理済み解析的特徴が前記第1の定数よりも小さい場合、前記血液培養瓶内に育成された微生物が存在する可能性があると判定すること
とを具えていることを特徴とする請求項61に記載の方法。 - 前記第1の処理済み解析的特徴が前記第1の定数よりも小さいと判定された場合、前記第1の処理済み解析的特徴を第2の定数と比較することをさらに具えたことを特徴とする請求項75に記載の方法。
- 前記第1の処理済み解析的特徴は、以下の式
Q5={104×(LALIP×FWHM)1.5}/SL
により生成され、ここでQ5は時間に対する後方散乱分布の後処理パラメータであり、IALIPは光衝突点での後方散乱強度であり、FWHMは半値全幅であり、SLは後方散乱光の緩やかに減衰するフランクの非対称空間分布の傾きであることを特徴とする請求項75に記載の方法。 - 前記第1の定数が約2.5であり、前記第2の定数が約1.3であることを特徴とする請求項75に記載の方法。
- 前記決定するステップは、
前記容器の2つ以上の前記抽出された解析的特徴を、較正集合からの同一の前記抽出された解析的特徴と共に二次元グラフにプロットするか、あるいはこのようなプロットを表示する計算を行うことと、
プロットされている対照血液培養瓶の抽出された解析的特徴の近似性に対し、プロットされている前記容器の抽出された解析的特徴の近似性に基づき、前記育成された微生物の有無を検証することと
を具えていることを特徴とする請求項60に記載の方法。 - 培養基および血液を含む試料を入れた容器を用意するステップと、
前記容器の光学的に透明な壁領域の第1の位置に光束を当て、前記光束が前記容器の壁の前記第1の位置における垂線から第1の角度だけずれ、前記第1の位置の近傍にて前記容器内の培養基と血液との混合物からの後方散乱光の非対称空間分布をもたらすようにするステップと、
前記容器の外壁面および内壁面により反射される前記光束の部分を検出することを実質的に回避すると共に、前記第1の位置の近傍にて前記容器内の培養基と血液との混合物からの前記後方散乱光の非対称空間分布の少なくとも一部を検出器により検出するステップと、
前記検出器に接続するデータ解析システムを用いて前記後方散乱光の非対称空間分布から解析的特徴を抽出するステップと、
前記血液培養瓶内の育成された微生物群の存在を判定するステップであって、前記生成されたデータを、前記光束を当てるステップと、前記検出するステップと、前記抽出するステップと、この判定するステップとを1回以上繰り返すことによる較正情報と比較することによって判定するステップと
を具えたことを特徴とする方法。 - 前記繰り返しが約10分間隔で行われることを特徴とする請求項80に記載の方法。
- 前記繰り返しが約10分間隔で約5日に亙って行われることを特徴とする請求項81に記載の方法。
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