JP7194458B2 - ウイルス計測方法、ウイルス計測装置、およびストレス判定装置 - Google Patents
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Description
被験者の体液を含有する液状検体と、電解液とを、隔壁に設けた貫通孔部を介して接触させる接触工程と、
前記貫通孔部に対する、前記液状検体と前記電解液とに電圧を印加して前記貫通孔部を流れるイオン電流の波形を取得する電流計測工程と、
前記体液が含有するウイルスの種類を前記波形に基づいて判定するウイルス判定工程と、を備え、
前記ウイルス判定工程は、前記波形と予め取得した既知のウイルスに対応する波形情報とを対比してウイルスの種類を10分以内に判定する点にある。
〔検体について〕
本実施形態では、被験者の体液として涙液を用いる場合を例示して説明する。涙液は、被験者の結膜嚢(眼球と下まぶたとの境目の袋状の部分)をリン酸緩衝生理食塩水(以下、単に生理食塩水と記載する)で洗浄し、涙液を含む洗浄液として採取したものを用いる。以下ではこの洗浄液を検体L1と称する。すなわち検体L1は、涙液を含む生理食塩水である。検体L1は、電解質溶液であり、食塩(塩化ナトリウム)によりイオン電流が導通可能である。なお、結膜嚢には通常7マイクロリットルの涙液が常在している。本実施形態では、30マイクロリットルの生理食塩水を用いて結膜嚢を洗浄している。
図1には、本実施形態に係るストレス判定方法を実現し、ストレス判定装置として使用される判定装置100の構成を図示している。判定装置100は、被験者の体液を含有する液状の検体L1(液状検体の一例)の検査チップとしての検査基板1と、検査基板1からイオン電流の波形の情報を取得する計測部7と、検査基板1から取得した情報をもとにして被験者のストレス状態を判定するコンピュータなどの制御部10と、電源部71とを備える。計測部7などは、データバスやコンピューターネットワーク(ローカルネットワークやインターネット網)などの双方向通信可能なネットワークNを介して制御部10と接続されている。
ストレス判定の一連の流れを説明する。測定者などが、検体貯留部2に検体L1を貯留する。また、電解液貯留部3に電解液L2を貯留する。そして、貫通孔6を介して検体L1と電解液L2とを接触させて通電可能な状態にする(接触工程)。
図7には、病院の病棟における職掌ごとの被験者の検体L1を計測した通過個数(縦軸)を示している。通過個数は、5分間計測した値を示している。職掌は、看護師(日勤後)、看護師(夜勤後)、病棟看護師長、病棟クラーク、病棟薬剤師の5種を例示している。図7にはそれぞれの職掌を、看護師(日勤後)から病棟薬剤師まで同じ順に、黒で塗りつぶした丸印、白抜きの丸印、黒で塗りつぶした四角印、白抜の四角印、黒で塗りつぶした三角印のプロットで表示している。以下では、本実施形態に係るストレス判定方法および判定装置100による、これらプロットに対応する被験者のストレス判定について説明する。
図7には、通過個数に加えて、病院の病棟における職掌ごとの被験者のアンケート方式によるストレス評価の点数(横軸)を示している。アンケート方式によるストレス評価は、非特許文献1に記載された気分不安障害調査票に対応するK6質問票(図8参照)を利用した。ストレス評価の点数(以下では単に点数と記載する)は、その値が大きいほど大きなストレスを受けているという自己申告がされていると解される。
第一実施形態に係る判定装置100は、制御部10は、判定部11を有していた。これに加えて、第二実施形態の判定装置100は、図9に示すように、制御部10が、ソフトウェアで実現される生活情報判定部15と学習部16とをさらに有する点で異なる。また、第一実施形態に係る判定装置100は、ストレス状態情報を表1の関係情報の態様で有していた。これに加えて、第二実施形態の判定装置100は、ストレス状態情報を、表2に示す第一関係情報と、図10に示すような、関数などを含む態様の第二関係情報とを記憶部8に記憶して有する点で異なる。他は同じである。以下では、第一実施形態と同様である場合は説明を省略する。
図10に示す第二関係情報は、過去に入力された被験者のストレス入力度(縦軸)と通過個数(横軸)との交点(黒で塗りつぶされた丸印のプロット)と、当該プロットを最小二乗法による所定の回帰式(図10の場合は一次関数)で近似した関数F、および、関数Fの値に対応するストレスの強度の範囲情報(レベルS1からレベルS5)を含む。ストレス入力度については後述する。表3には、図10のプロットの生値を示している。なお、第二関係情報は、最小二乗法による回帰式に限定されず、教師データを用いて誤差を小さくする学習方法で構築すれば良い。
第一実施形態に係る判定装置100の判定部11は、医師が行う疾患の診断や治療を補助すべく、判定部11が検体L1に含有されているウイルスの種類を判定(特定)し、また、判定されたウイルスの種類に基づいて被験者の疾患を特定するために用いることができる。すなわち、第三実施形態の判定装置100は、ウイルス計測装置として利用される。以下では、主に第一実施形態と相違する構成、動作、および作用効果について説明する。図12には、第三実施形態に係る判定装置100の構成を図示している。
ウイルス計測の流れを説明する。以下では、記憶部8に表4のような疾患情報が含まれている場合を例示して説明する。測定者などが、検体貯留部2に検体L1を貯留する。また、電解液貯留部3に電解液L2を貯留する。そして、貫通孔6を介して検体L1と電解液L2とを接触させて通電可能な状態にする(接触工程)。
第四実施形態は、図18に示すように、ウイルス計測装置として利用される判定装置100を、端末CLと、判定サーバSVと、クラウドサーバである記憶部8とで構成する場合を示している。判定サーバSVと端末CLとは、インターネット網W(ネットワークN)を介して双方向通信可能に接続されている。図18には、判定サーバSVに、複数(図18では2台の)の端末CLが双方向通信可能に接続されている場合を示している。以下では、第三実施形態と異なる点を説明する。
〔変形例1〕
上記実施形態では、被験者の体液として涙液を用いる場合、被験者の結膜嚢をリン酸緩衝生理食塩水(生理食塩水)で洗浄し、涙液を含む洗浄液として採取したものを用いる場合を説明した。この場合、被験者の結膜嚢を洗浄する生理食塩水には、食塩(塩化ナトリウム)やリン酸水素ナトリウムのような緩衝剤(pH調節剤)以外の添加物を含んでも良い。
上記実施形態では、電解液L2として生理食塩水などの電解質溶液を用いる場合を例示して説明した。しかし、電解液L2には、食塩(塩化ナトリウム)以外にも添加物を含んで良い。
〔症例ごとの臨床診断、判定、もしくは検出結果〕
以下では、第三実施形態で示した判定装置100によるウイルスの種類の判定結果と、医師による臨床診断結果およびリアルタイムPCR法(以下、単にPCR法と記載する)によるウイルスの種類の判定結果とを比較して説明する。
(1)上記実施形態では、微粒子として単純ヘルペスウイルス1型(HSV-1)を例示して説明したが、微粒子は単純ヘルペスウイルス1型(HSV-1)に限られない。微粒子としては、ヒトサイトメガロウイルス(HCMV)や、ヒトヘルペスウイルス6型(HHV-6)などの他の異なる種のヘルペスウイルスを用いてもよいし、ヘルペスウイルスのようなエンベロープを有さないアデノウイルスなどのヘルペス以外のウイルス(ウイルス種)であってもよい。
3 :電解液貯留部
5 :隔壁
6 :貫通孔(貫通孔部)
7 :計測部
8 :記憶部
10 :制御部
10a :端末側制御部
11 :判定部(ストレス判定部)
12 :計数部
13 :対比部(ウイルス判定部)
14 :疾患判定部
15 :生活情報判定部
16 :学習部
17 :一致度判定部
18 :更新部
70 :電流計
91 :入力部
100 :判定装置(ストレス判定装置、ウイルス計測装置)
L1 :検体
L2 :電解液
V :ウイルス
Claims (11)
- 涙液又は眼内液から選択された被験者の体液を含有する液状検体と、電解液とを、隔壁に設けられ前記体液が含有するヘルペスウイルスと同じ極性で親水性を有する内表面を含む貫通孔部を介して接触させる接触工程と、
前記貫通孔部に対する、前記液状検体と前記電解液とに電圧を印加して前記貫通孔部を流れるイオン電流の波形を取得する電流計測工程と、
前記体液が含有するヘルペスウイルスの種類を前記波形に基づいて判定するウイルス判定工程と、を備え、
前記ウイルス判定工程は、前記波形と予め取得した既知のヘルペスウイルスに対応する波形情報とを対比してヘルペスウイルスの種類を判定するウイルス計測方法。 - 前記電流計測工程は、前記体液が含有する微粒子を電気泳動させて前記貫通孔部を通過させる通過工程を含む請求項1に記載のウイルス計測方法。
- 前記電流計測工程は、前記体液に含まれるヘルペスウイルスと前記体液に含まれるヘルペスウイルス以外の夾雑物とを電気浸透流により分離する分離工程を含む請求項1又は2に記載のウイルス計測方法。
- 前記ウイルス判定工程で判定された前記ヘルペスウイルスの種類に応じて、疾患を特定する請求項1から3のいずれか一項に記載のウイルス計測方法。
- 被験者の体液を含有する液状検体を貯留する検体貯留部と、
電解液を貯留する電解液貯留部と、
前記検体貯留部と前記電解液貯留部とに隔てる隔壁部と、
前記隔壁部に設けられ、前記検体貯留部と前記電解液貯留部とを連通し、前記体液が含有するヘルペスウイルスと同じ極性で親水性を有する内表面を含む貫通孔部と、
前記液状検体と前記電解液とに電圧を印加して前記貫通孔部を流れるイオン電流の波形を取得する計測部と、
前記波形を入力すると、既知のヘルペスウイルス種の波形情報に対応するヘルペスウイルス種を出力するように機械学習を行った学習済モデルが記憶された記憶部と、
前記計測部から取得した前記波形を前記記憶部から読み出した前記学習済モデルに適用して前記体液が含有するヘルペスウイルスの種類を判定するウイルス判定部と、を備えたウイルス計測装置。 - 涙液又は眼内液から選択された被験者の体液を含有する液状検体を貯留する検体貯留部と、
電解液を貯留する電解液貯留部と、
前記検体貯留部と前記電解液貯留部とに隔てる隔壁部と、
前記隔壁部に設けられ、前記検体貯留部と前記電解液貯留部とを連通し、前記体液が含有するヘルペスウイルスと同じ極性で親水性を有する内表面を含む貫通孔部と、
前記液状検体と前記電解液とに電圧を印加して前記貫通孔部を流れるイオン電流の波形を取得する計測部と、
既知のヘルペスウイルス種の波形情報を記憶する記憶部と、
前記体液が含有するヘルペスウイルスの種類を前記波形に基づいて判定するウイルス判定部と、を備え、
前記ウイルス判定部は、前記計測部から取得した前記波形と、前記記憶部から読み出した前記既知のヘルペスウイルス種の波形情報とを対比して、前記体液が含有するヘルペスウイルスの種類を判定するウイルス計測装置。 - 前記液状検体にオキシグルタチオンが含まれる請求項6に記載のウイルス計測装置。
- 可搬性を有する請求項6又は7に記載のウイルス計測装置。
- 涙液又は眼内液から選択された被験者の体液を含有する液状検体を貯留する検体貯留部と、
電解液を貯留する電解液貯留部と、
前記検体貯留部と前記電解液貯留部とに隔てる隔壁部と、
前記隔壁部に設けられ、前記検体貯留部と前記電解液貯留部とを連通し、前記体液が含有するヘルペスウイルスと同じ極性で親水性を有する内表面を含む貫通孔部と、
前記液状検体と前記電解液とに電圧を印加して前記貫通孔部を流れるイオン電流の波形を取得する計測部と、
前記波形に対応するストレス状態情報を記憶した記憶部と、
前記被験者のストレス状態を判定するストレス判定部と、を備え、
前記ストレス判定部は、前記計測部から取得した前記波形と、前記記憶部から読み出した前記ストレス状態情報とを対比して、前記被験者のストレス状態を判定するストレス判定装置。 - 前記ストレス判定部は、前記体液が含有する微粒子が電気泳動により前記貫通孔部を通過した個数を前記波形に基づいてカウントする計数部と、当該個数と前記ストレス状態情報とを対比する対比部とを有し、
前記ストレス状態情報は、前記体液が含有する前記微粒子の個数とストレス強度との関係情報を含む請求項9に記載のストレス判定装置。 - 前記被験者の生活情報を入力する生活情報入力部と、
前記生活情報に基づいたストレス入力度を判定する生活情報判定部と、
前記生活情報に基づいて前記ストレス状態情報を更新する学習部と、をさらに備え、
前記学習部は、前記ストレス入力度の判定結果と前記ストレス状態の判定結果との一致度を判定する一致度判定部と、当該一致度に基づいて前記関係情報を更新する更新部とを有し、前記更新部による更新を繰り返すことによって前記一致度がより高くなる前記ストレス状態情報を学習する請求項10に記載のストレス判定装置。
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