紅細(xì)胞沉降速率(ESR，erythrocyte sedimentation rate)，也稱為沉降速率或別爾納茨基(Biernacki)反應(yīng)，是指紅血細(xì)胞沉降的速率，通常是在為期一(1)小時(shí)的時(shí)間內(nèi)測量的。它是一種常見的血液學(xué)檢驗(yàn)和一種對炎癥的非特異性測量。為了使用傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，將抗凝血放置在直立管中，該直立管被稱為韋斯特格倫-卡茲(Westergren-Katz)管，并且以mm/小時(shí)來測量紅血細(xì)胞沉降的速率并對其進(jìn)行描記。具體地，韋斯特格倫方法需要將2ml的靜脈血液收集到含有0.5ml的檸檬酸鈉的管中。樣品應(yīng)在室溫下儲(chǔ)存不超過2小時(shí)或在4℃下儲(chǔ)存不超過6小時(shí)。血液被吸入韋斯特格倫-卡茲管中到200mm標(biāo)志處。將該管在機(jī)架中放置于絕對垂直的位置在室溫下達(dá)一小時(shí)，在此時(shí)測量表面彎月面的最低點(diǎn)到無紅細(xì)胞的血漿與樣品的由紅細(xì)胞占據(jù)的部分之間的交界面的距離。以1小時(shí)多少毫米(mm/h)所表示的紅細(xì)胞交界面所移動(dòng)的距離為ESR。

ESR受親沉降因素與抗沉降因素之間的平衡制約，所述親沉降因素主要指纖維蛋白原(但是也可能指血清C反應(yīng)蛋白(CRP)、免疫球蛋白A和G、α(1)-酸性糖蛋白和α(1)-抗胰蛋白酶的水平)，所述抗沉降因素主要指紅細(xì)胞的負(fù)電荷(ζ電勢)。在炎癥的影響的一個(gè)示例中，血漿中高濃度的纖維蛋白原造成紅血細(xì)胞彼此粘附。紅血細(xì)胞粘附以形成被稱為“紅細(xì)胞錢串”的堆棧，所述堆棧比單個(gè)紅細(xì)胞沉淀得更快。紅細(xì)胞錢串形成還可能與淋巴細(xì)胞增生性障礙相關(guān)聯(lián)地出現(xiàn)，在淋巴細(xì)胞增生性障礙中發(fā)現(xiàn)一種或多種免疫球蛋白處于高濃度。然而，在馬、貓和豬中紅細(xì)胞錢串形成可能是正常生理發(fā)現(xiàn)。

ESR因任何炎癥的病因或病灶而增大。在懷孕和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎中ESR增大，而在紅細(xì)胞增多癥、鐮狀細(xì)胞性貧血、遺傳性球形紅細(xì)胞病和充血性心衰中ESR減小。女性中基礎(chǔ)ESR略微更高些。

用于測量ESR的標(biāo)準(zhǔn)斷定方法是韋斯特格倫檢驗(yàn)，并且該檢驗(yàn)使用大體積的血液，通常為若干ml。由于許多樣品具有低至10mm/小時(shí)的ESR，因此其通常需要一個(gè)小時(shí)的溫育。使ESR增大的炎癥因素包括纖維蛋白原、C反應(yīng)蛋白(CRP)以及一些免疫球蛋白，這些可以使ESR增加到高達(dá)100mm/小時(shí)。

用于進(jìn)行沉降檢驗(yàn)的傳統(tǒng)技術(shù)具有各種限制。例如，如所討論的，韋斯特格倫沉降檢驗(yàn)需要抽取相當(dāng)大體積的血液。此外，傳統(tǒng)沉降檢驗(yàn)技術(shù)花費(fèi)大幅時(shí)間段并且可能在獲得測試結(jié)果中造成時(shí)間滯后，時(shí)間滯后可能導(dǎo)致診斷和治療的延誤，這可能會(huì)對患者的健康產(chǎn)生有害影響。

援引并入

本說明書中所提及的所有出版物、專利和專利申請均通過引用而并入于此，程度猶如具體地和個(gè)別地指出要通過引用而并入每一個(gè)別出版物、專利或?qū)＠暾垺?/p>

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

可能期望具有可以在非常短的時(shí)間內(nèi)完成沉降速率檢驗(yàn)，諸如但不限于在數(shù)秒至幾分鐘的量級上完成。對于分布式檢驗(yàn)設(shè)置，還可能期望具有僅使用小血液體積的沉降速率測量，諸如可以通過備選部位、非靜脈采血或最低限度靜脈采血來獲取。還可能期望以自動(dòng)化方式(無需人工觀察)進(jìn)行沉降測量并創(chuàng)立所述測量的客觀記錄。此外，可以通過執(zhí)行并且/或者使與沉降速率測量并行的其他分析參數(shù)的復(fù)用測量的速度最大化來獲得在優(yōu)化患者的管理中有用的進(jìn)一步信息。

在本文所描述的一個(gè)實(shí)施方式中，所述沉降速率測量方法可以使用(1)用于從血漿中分離紅血細(xì)胞的離心分離技術(shù)和(2)視頻和/或靜態(tài)成像能力。兩者都可以單獨(dú)使用或者結(jié)合使用以使紅細(xì)胞沉降加速并且測量其速率。當(dāng)然，可以使用除了離心分離以外的用于使沉降加速的技術(shù)來代替離心分離或者與離心分離結(jié)合以分離血液組分。

在一個(gè)非限制性示例中，所述方法可以有利地(1)使得能夠?qū)崿F(xiàn)用諸如約20-25微升(“uL”或“μL”)或更少的小血液樣品體積對ESR的快速測量(秒)，(2)使得使用自動(dòng)圖像分析能夠確定紅血細(xì)胞沉降速率和紅細(xì)胞比容兩者，以及/或者(3)使得自動(dòng)化技術(shù)能夠補(bǔ)償紅細(xì)胞比容對未校正的ESR的影響以便提供對應(yīng)于傳統(tǒng)韋斯特格倫法的值。當(dāng)然，不排除使用大體積血液的備選實(shí)施方式。由于校正紅細(xì)胞比容的能力，本文所描述的沉降測量技術(shù)的一些實(shí)施方式比傳統(tǒng)韋斯特格倫技術(shù)更加穩(wěn)健，并且可以用在具有在韋斯特格倫測試所要求的狹窄范圍之外的纖維蛋白原和/或紅細(xì)胞比容水平的樣品上。

使用本文的實(shí)施方式，使用小血液體積大約幾秒就可獲取校正的ESR并且其補(bǔ)償了紅細(xì)胞比容對ESR的影響。在初始離心分離期間大約幾秒獲取結(jié)果可以加速診斷向患者的遞送。

再者，在復(fù)用測定程序的背景下，常見的預(yù)處理步驟已經(jīng)涉及在對存在于血漿/血清中的細(xì)胞標(biāo)志物和分析物的測量之前從血漿或血清中分離紅細(xì)胞和白細(xì)胞。因而，便于合并ESR測量連同這樣的預(yù)處理程序，該預(yù)處理程序?qū)?huì)在測定準(zhǔn)備過程中已被執(zhí)行。所述ESR測量將不會(huì)在額外的處理時(shí)間或可從非靜脈收集方法得到的有限數(shù)量血液的使用方面造成顯著的負(fù)擔(dān)。舉非限制性示例而言，應(yīng)當(dāng)理解，包括(一個(gè)或多個(gè))預(yù)處理步驟的測定處理可以發(fā)生在單一儀器化系統(tǒng)中?？蛇x地，一些實(shí)施方式可以在一個(gè)儀器中執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)步驟而在另一儀器中執(zhí)行另外的一個(gè)或多個(gè)步驟。

還應(yīng)當(dāng)理解，本文所描述的實(shí)施方式可以適于具有下文所描述的一個(gè)或多個(gè)特征。在一個(gè)非限制性示例中，典型的方案可以取20uL血液于離心器皿中并且使擺式離心機(jī)轉(zhuǎn)子以4000rpm(580*g)旋轉(zhuǎn)約10s。在此期間，通過視頻成像來觀察含有紅血細(xì)胞的樣品部分與清除了紅血細(xì)胞的樣品部分之間的交界面。雖然不排除其他的時(shí)間段，但是在這一短的時(shí)間段內(nèi)獲得ESR測量值可能是有利的?？蛇x地，一些實(shí)施方式可以針對紅細(xì)胞比容的影響而校正這些“原始”ESR值?？梢栽谂c用于原始ESR的測量的操作相同的操作中測量紅細(xì)胞比容。在一個(gè)非限制示例中，在離心分離期間用以測量ESR的相對低速的旋轉(zhuǎn)之后，增加旋轉(zhuǎn)速度以壓積紅血細(xì)胞。通過對壓積的紅血細(xì)胞的圖像分析和上清液血漿體積來確定紅細(xì)胞比容?？蛇x地，還可以使用其他用于測量紅細(xì)胞比容的技術(shù)來校正“原始”ESR值。

本文的實(shí)施方式中的至少一個(gè)可以在不使用沉降曲線的非線性(指數(shù))部分的基本線性變換的斜率的計(jì)算的情況下校正ESR。

本文的實(shí)施方式中的至少一個(gè)可以在不計(jì)算發(fā)生在沉降曲線的非線性部分的多個(gè)紅細(xì)胞/血漿交界面位置的數(shù)學(xué)函數(shù)的情況下校正ESR。

本文的實(shí)施方式中的至少一個(gè)可以在不選擇位于沉降曲線的所述非線性部分中的一段沉降曲線的情況下校正ESR。

本文的實(shí)施方式中的至少一個(gè)可以僅基于沉降曲線的(一個(gè)或多個(gè))線性部分的測量來校正ESR。

本文的實(shí)施方式中的至少一個(gè)可以基于基本上由沉降曲線的(一個(gè)或多個(gè))線性部分組成的測量來校正ESR。通過“基本上由……組成”，是指所述測量的至少90％或更多是基于(一個(gè)或多個(gè))線性部分。

本文的實(shí)施方式中的至少一個(gè)可以在不確定表示血液樣品中細(xì)胞間紅細(xì)胞相斥的幅度的沉降曲線的非線性節(jié)段的數(shù)學(xué)函數(shù)的情況下校正ESR。

本文的實(shí)施方式中的至少一個(gè)可以在不否定樣品離心分離期間形成沉降曲線的線性部分的時(shí)間段的情況下校正ESR。

本文的實(shí)施方式中的至少一個(gè)可以使用不是從離心分離技術(shù)得到的紅細(xì)胞比容測量來針對紅細(xì)胞比容校正ESR，舉例而言，諸如紅細(xì)胞用洗滌劑的溶解并與鐵氰化物和氰化物混合，接著對所形成的氰化高鐵血紅蛋白的吸光度的測量。

本文的實(shí)施方式中的至少一個(gè)可以調(diào)整血液樣品使得其處于已知的用于沉降測量的紅細(xì)胞比容水平。

在本文所描述的至少一個(gè)實(shí)施方式中，提供了一種方法，該方法包括：對血液樣品使用加速血液組分分離技術(shù)達(dá)一段時(shí)間以從血漿中分離成形血液組分；至少基于以下各項(xiàng)來確定所述成形血液組分的沉降速率：時(shí)間相關(guān)壓實(shí)曲線和紅細(xì)胞比容校正系數(shù)，其中在加速血液組分分離已經(jīng)開始之后為所述血液樣品中的至少一種成形血液組分建立時(shí)間相關(guān)壓實(shí)曲線，所述壓實(shí)曲線具有初始近似線性部分和所述線性部分之后的非線性部分。

在本文所描述的至少一個(gè)實(shí)施方式中，提供了一種方法，該方法包括：將器皿中的血液樣品離心分離達(dá)一段時(shí)間；在離心分離已經(jīng)開始之后為所述血液樣品中的至少一種成形血液組分建立時(shí)間相關(guān)壓實(shí)曲線，所述壓實(shí)曲線具有初始近似線性部分；通過對所述壓實(shí)曲線的近似線性部分使用紅細(xì)胞比容校正系數(shù)來校正紅細(xì)胞比容對所述成形血液組分的沉降速率的影響。

應(yīng)當(dāng)理解，本公開內(nèi)容中的實(shí)施方式可以適于具有下文所描述的一個(gè)或多個(gè)特征。在一個(gè)非限制性示例中，所述方法包括用根據(jù)參考技術(shù)的沉降速率來校準(zhǔn)根據(jù)基于離心機(jī)的技術(shù)的沉降速率?？蛇x地，所述參考技術(shù)是韋斯特格倫技術(shù)?？蛇x地，所述樣品為約25uL更少。可選地，離心分離以第一速度發(fā)生達(dá)第一時(shí)間段，繼而以第二更快的速度發(fā)生達(dá)第二時(shí)間段。可選地，離心分離包括使用被配置用于允許在離心分離期間對所述血液樣品視覺觀察的離心機(jī)以確立所述血液樣品中的一種或多種成形血液組分的交界面位置?？蛇x地，離心分離包括使用其上具有窗口的離心機(jī)以使得能夠?qū)崿F(xiàn)對所述血液樣品的視覺觀察，從而確立隨時(shí)間推移的紅細(xì)胞/血漿交界面位置。可選地，離心分離包括使用離心機(jī)、光源和圖像捕捉裝置以使得能夠?qū)崿F(xiàn)對所述血液樣品視覺觀察，從而確立隨時(shí)間推移的成形血液組分/血漿交界面位置?？蛇x地，通過在所述時(shí)間段內(nèi)捕捉離心器皿中的一種或多種成形血液組分的交界面位置的多個(gè)圖像來收集壓實(shí)曲線數(shù)據(jù)?？蛇x地，使用所述多個(gè)圖像中的像素位置來準(zhǔn)確地確定交界面位置?？蛇x地，通過在一段時(shí)間后捕捉所述離心器皿中的一種或多種成形血液組分的交界面位置的單一圖像來收集壓實(shí)曲線數(shù)據(jù)，其中基于上清液液體的彎月面的位置和交界面位置計(jì)算沉降速率?？蛇x地，壓實(shí)曲線數(shù)據(jù)是在所述樣品正在進(jìn)行離心分離時(shí)收集的?？蛇x地，使用離心分離來獲得紅細(xì)胞比容測量值并用于校正紅細(xì)胞比容對沉降速率測量值的影響。可選地，校正紅細(xì)胞比容包括計(jì)算存在于所述曲線中的多個(gè)成形血液組分交界面位置的數(shù)學(xué)函數(shù)，所述函數(shù)可用于校正因紅細(xì)胞比容的沉降速率變化?？蛇x地，樣品中的紅細(xì)胞比容測量值是根據(jù)與離心分離分開的技術(shù)得到的?？蛇x地，圖像變換用于彎曲交界面至平坦交界面的轉(zhuǎn)換?？蛇x地，選擇圖像變換參數(shù)，使成形血液組分交界面位置的視頻通過圖像變換，繼而選出覆蓋空氣/血漿交界面和紅細(xì)胞交界面兩者的整個(gè)位置范圍的感興趣區(qū)域?？蛇x地，對于所述視頻中的每一時(shí)間點(diǎn)，對所述感興趣區(qū)域內(nèi)跨包含所述樣品的樣品器皿的每一行的像素強(qiáng)度值求平均以產(chǎn)生表示沿所述樣品器皿徑向向下的強(qiáng)度的單列?？蛇x地，使用沉降分布圖的線性區(qū)域來提取沉降速率?？蛇x地，所述成形血液組分是白血細(xì)胞?？蛇x地，所述成形血液組分是血小板。

應(yīng)當(dāng)理解，本公開內(nèi)容中的實(shí)施方式可以適于具有下文所描述的一個(gè)或多個(gè)特征。在一個(gè)非限制性示例中，所述方法包括對所述圖像執(zhí)行圖像變換以將具有彎曲交界面的圖像變換成具有筆直直線交界面的校正圖像；在離心分離已經(jīng)開始之后基于所述校正圖像中的交界面位置為所述血液樣品中的至少一種成形血液組分建立時(shí)間相關(guān)壓實(shí)曲線?？蛇x地，所述方法包括：使用可編程處理器控制的系統(tǒng)將血液樣品的至少一部分從血液樣品位置轉(zhuǎn)移到離心器皿中；使用受可編程處理器控制的樣品處理系統(tǒng)將所述器皿從第一可尋址位置轉(zhuǎn)移到具有第二可尋址位置的離心機(jī)；將所述器皿中的血液樣品離心分離達(dá)一段時(shí)間；在離心分離之后收集成形血液組分和血漿交界面位置的至少一個(gè)圖像；在離心分離已經(jīng)開始之后基于所述校正圖像中的(一個(gè)或多個(gè))交界面位置為所述血液樣品中的至少一種成形血液組分建立時(shí)間相關(guān)壓實(shí)曲線。可選地，將所述器皿從所述離心機(jī)中移除以獲得所述圖像?？蛇x地，在獲得所述圖像后將所述器皿返回給所述離心機(jī)?？蛇x地，所述方法包括改變離心分離速度以建立至少一種成形血液組分在所述段時(shí)間內(nèi)的線性壓實(shí)曲線直到壓實(shí)已經(jīng)完成；監(jiān)測離心分離速度分布圖達(dá)時(shí)間段的至少一部分；以及基于所述離心分離速度分布圖確定血液組分沉降速率?？蛇x地，所述方法包括在初始時(shí)間收集成形血液組分和血漿交界面位置的至少第一單一圖像；在沉降的速率仍是線性的第二時(shí)間收集成形血液組分和血漿交界面位置的至少第二單一圖像；基于所計(jì)算的線性沉降速率和紅細(xì)胞比容校正系數(shù)來計(jì)算所述血液樣品中的至少一種成形血液組分的沉降速率。

在本文所描述的又一實(shí)施方式中，提供了一種方法，該方法包括：將器皿中的血液樣品離心分離達(dá)一段時(shí)間；使用對單一狀態(tài)條件下的所述器皿的成像來建立沉降速率；以及通過使用紅細(xì)胞比容校正系數(shù)來校正紅細(xì)胞比容對成形血液組分的沉降速率的影響。如本文所使用，使用成像可包括使用所述器皿的單一圖像來確定沉降速率。舉非限制性示例而言，當(dāng)使用所述器皿的單一圖像時(shí)，所述器皿中的上清液液體的彎月面顯示出初始水平而帶有上清液液體的成形組分的交界面位置顯示出當(dāng)前位置，據(jù)此計(jì)算沉降速率?？蛇x地，一些實(shí)施方式可以使用多個(gè)圖像用于沉降速率計(jì)算，但是所有圖像都是在所述器皿處于單一狀態(tài)條件下時(shí)所述器皿的圖像。可選地，所有圖像都是所述器皿在單一時(shí)間點(diǎn)的圖像?？蛇x地，所有圖像都是在所述成形組分交界面位置在所述器皿未變化時(shí)所述器皿的圖像。在一個(gè)非限制性示例中，使用雙速度來擴(kuò)展ESR測定的動(dòng)態(tài)范圍。可選地，一些實(shí)施方式可以使用在三個(gè)或更多個(gè)速度下的離心分離而不只是兩個(gè)速度。雖然本文是在離心機(jī)的背景下描述的，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以將這里提及的離心機(jī)速度視為施加到樣品上的G力的代理，并且應(yīng)當(dāng)理解，本文的概念可以適用于其他提供對成形樣品分的加速沉降但不使用離心機(jī)的實(shí)施方式。

在本文所描述的又一實(shí)施方式中，描述了一種方法，該方法包括對器皿中的血液樣品使用加速血液組分分離技術(shù)達(dá)至少一段時(shí)間；在初始時(shí)間捕捉所述器皿中的成形血液組分和血漿交界面位置的至少第一單一圖像；在線性沉降時(shí)間段內(nèi)的第二時(shí)間捕捉成形血液組分和血漿交界面位置的至少第二單一圖像；基于所計(jì)算的線性沉降速率和紅細(xì)胞比容校正系數(shù)計(jì)算所述血液樣品中的至少一種成形血液組分的沉降速率。

應(yīng)當(dāng)理解，本公開內(nèi)容中的實(shí)施方式可以適于具有下文所描述的一個(gè)或多個(gè)特征。在一個(gè)非限制性示例中，所述加速血液組分分離技術(shù)包括離心分離。可選地，所述方法還包括用根據(jù)參考技術(shù)的沉降速率校準(zhǔn)根據(jù)基于離心機(jī)的技術(shù)的沉降速率?？蛇x地，所述參考技術(shù)是自動(dòng)化韋斯特格倫技術(shù)?？蛇x地，所述參考技術(shù)是人工韋斯特格倫技術(shù)。可選地，所述血液樣品為約25μL或更少?？蛇x地，離心分離以第一速度發(fā)生達(dá)第一時(shí)間段，繼而以第二更快的速度發(fā)生達(dá)第二時(shí)間段?？蛇x地，所述第一速度被配置用于對所述樣品提供基本上一致的力，而所述第二速度被配置用于提供相對于與所述第一速度相關(guān)聯(lián)的基本上一致的力更大的力但是處于更大的力變化范圍?？蛇x地，所述加速血液組分分離技術(shù)以第一G力發(fā)生達(dá)第一時(shí)間段，繼而以第二更大的G力發(fā)生達(dá)第二時(shí)間段?？蛇x地，所述第一G力是以基本上一致的力對所述樣品提供的，而所述第二第一G力是以相對于所述第一G力的基本上一致的力更大的力但也處于更大的力變化范圍而提供的。可選地，所述第一G力處于約35G至約45G的范圍中?？蛇x地，所述第一G力處于約30G至約50G的范圍中?？蛇x地，所述第一G力處于約10G至約60G的范圍中。可選地，所述第二G力處于約10G至約100G的范圍中。可選地，所述第一G力是一個(gè)足以使沉降加速但并不至于快到在沉降變化處于線性范圍時(shí)顯現(xiàn)出沉降變化之前使所述成形組分變得完全壓實(shí)?？蛇x地，所述第二G力具有是較低速度的測量旋轉(zhuǎn)的至少約2倍或更高的高速旋轉(zhuǎn)。

在本文所描述的又一實(shí)施方式中，描述了一種方法，該方法包括對血液樣品使用力以減少與計(jì)算所述血液樣品中的至少一種成形血液組分的沉降速率相關(guān)聯(lián)的測量時(shí)間。

在本文所描述的又一實(shí)施方式中，提供了一種與樣品一起使用的裝置，所述裝置包括：離心機(jī)，其具有離心器皿保持器，所述離心器皿保持器被配置用于允許在離心分離期間對所述器皿保持器中的血液組分交界面位置的檢測?？蛇x地，所述離心機(jī)具有窗口，用以允許在離心分離期間對所述離心器皿保持器的視覺觀察?？蛇x地，所述離心機(jī)具有照明源，用以允許對所述樣品中的血液組分交界面位置的檢測。

在本文所描述的又一實(shí)施方式中，提供了一種系統(tǒng)，其包括：離心機(jī)，其具有離心器皿保持器，所述離心器皿保持器被配置用于允許在離心分離期間對所述器皿保持器中的所述器皿保持器中的血液組分交界面位置的檢測；樣品處理系統(tǒng)，其用于將血液樣品從第一位置運(yùn)送到所述離心機(jī)上的位置；以及處理器，其被編程用于在離心分離的至少一部分期間記錄交界面位置。

應(yīng)當(dāng)理解，本公開內(nèi)容中的實(shí)施方式，一種包括來自本文的任何其他實(shí)施方式的至少一個(gè)技術(shù)特征的方法?？蛇x地，一種方法可包括來自本文的任何其他實(shí)施方式的至少任何兩個(gè)技術(shù)特征。

可選地，一種裝置可包括來自本文的任何其他實(shí)施方式的至少一個(gè)技術(shù)特征?？蛇x地，一種裝置可包括來自本文的任何其他實(shí)施方式的至少任何兩個(gè)技術(shù)特征。可選地，一種系統(tǒng)可包括來自本文的任何其他實(shí)施方式的至少一個(gè)技術(shù)特征?？蛇x地，一種系統(tǒng)可包括來自本文的任何其他實(shí)施方式的至少任何兩個(gè)技術(shù)特征。

提供本發(fā)明內(nèi)容來以簡化形式介紹挑選出的概念，所述概念在以下具體實(shí)施方式中進(jìn)一步描述。本發(fā)明內(nèi)容并不旨在確定請求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或主要特征，也不旨在用于限制請求保護(hù)的主題的范圍。

附圖說明

圖1示出了在韋斯特格倫-卡茲管中高、中和低ESR血液樣品的紅細(xì)胞沉降的曲線圖。

圖2A-圖2B是在透明離心分離器皿中血液樣品的圖像。

圖3示出了帶有檢測系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式的離心機(jī)的原理圖。

圖4-圖5示出了使用檢測系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式所捕捉的圖像。

圖6A-圖7C示出了經(jīng)受離心分離的血液樣品中的交界面的一系列校正的和未校正的圖像。

圖8A-圖8B示出了針對一個(gè)檢驗(yàn)樣品的各個(gè)記波圖。

圖9示出了針對一個(gè)檢驗(yàn)樣品的沉降曲線圖。

圖10A-圖10B示出了利用各種擬合函數(shù)擬合至繪制于圖9上的數(shù)據(jù)的沉降曲線圖。

圖11-圖14是示出了具有各種水平的添加纖維蛋白原的樣品的各種樣品沉降特性的曲線圖。

圖15示出了被操縱具有不同紅細(xì)胞比容水平的若干血液樣品的沉降速率。

圖16是具有也在圖15中示出的不同紅細(xì)胞比容水平的樣品的交界面位置隨時(shí)間推移的曲線圖。

圖17是一個(gè)具有不同紅細(xì)胞比容水平的樣品在10秒的時(shí)間段內(nèi)交界面位置的曲線圖。

圖18A示出了本文的一個(gè)未進(jìn)行紅細(xì)胞比容校正的實(shí)施方式的ESR曲線圖。

圖18B示出了本文的一個(gè)進(jìn)行了紅細(xì)胞比容校正的實(shí)施方式的ESR曲線圖。

圖18C示出了根據(jù)本文的一個(gè)實(shí)施方式的基于血紅蛋白濃度的紅細(xì)胞比容測量的曲線圖。

圖19和圖20圖示了使用非LOG和LOG軸繪制的若干樣品(如圖15中詳細(xì)說明)的沉降速率。

圖21示出了圖示白血細(xì)胞交界面的記波圖。

圖22示出了具有樣品處理組件、預(yù)處理組件和分析組件的集成系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。

具體實(shí)施方式

應(yīng)當(dāng)理解，前文的概括描述和以下的詳細(xì)描述都僅僅是示例性的和解釋性的，并且不對所要求保護(hù)的本發(fā)明構(gòu)成限制。可以注意到，如本說明書和所附權(quán)利要求書中所使用，單數(shù)形式“一個(gè)”、“一種”和“該”等包括復(fù)數(shù)指代對象，除非上下文另有明確規(guī)定。因此，舉例而言，提到“一種材料”可包括多種材料的混合物，提到“一種化合物”可包括多種化合物等。本文引用的參考文獻(xiàn)通過特此引用而全文并入于此，除非它們達(dá)到與本說明書中明確闡述的教導(dǎo)相沖突的程度。

在本說明書中以及在隨后的權(quán)利要求書中，將會(huì)提到若干術(shù)語，這些術(shù)語應(yīng)被定義為具有以下含義：

“可選的”或“可選地”意指隨后描述的事件可能發(fā)生或者可能不發(fā)生，從而該描述包括發(fā)生該事件的情況和不發(fā)生該事件的情況。例如，如果裝置可選地包含針對樣品收集孔的特征，這意味著該樣品收集孔可能存在或者可能不存在，并且因此，該描述同時(shí)包括其中裝置具備該樣品收集孔的結(jié)構(gòu)和其中不存在該樣品收集孔的結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)參考圖1，示出了一組血液樣品的紅細(xì)胞/血漿交界面的歷程。圖1示出了一系列樣品在韋斯特格倫-卡茲管中紅細(xì)胞沉降的歷程，其中實(shí)線示出了高ESR、虛線示出了中ESR以及點(diǎn)示出了低ESR。盡管將韋斯特格倫ESR描記為如圖1中所見的單一數(shù)字(mm/小時(shí))，但是沉降速率在一小時(shí)內(nèi)變化顯著，緩慢地開始，增大，繼而減小。標(biāo)準(zhǔn)韋斯特格倫法在一小時(shí)記錄單一位置處的ESR，以給出該一小時(shí)內(nèi)的平均沉降速率。一種稱為Sigma ESR的較新方法通過取在20、30、40、50和60分鐘所移動(dòng)的距離的總和已經(jīng)顯示出與臨床相關(guān)變量的較佳相關(guān)性。

沉降曲線測量

各種各樣的技術(shù)可以用于建立一種或多種成形血液組分的沉降速率曲線。雖然主要是在測量紅細(xì)胞沉降速率的背景下描述本申請的，但是本文的系統(tǒng)和方法也可以適于用于測量其他成形血液組分的沉降速率，諸如但不限于測量白血細(xì)胞、血小板等的沉降速率。

在一個(gè)非限制性示例中，本文描述的一種技術(shù)包括通過以下各項(xiàng)來在沉降期間在幾個(gè)時(shí)間點(diǎn)拍攝圖像：將樣品器皿放置在離心機(jī)中、旋轉(zhuǎn)幾秒鐘、停止旋轉(zhuǎn)、移除器皿、將其放置在觀察器中、拍攝圖像以及重復(fù)上述各項(xiàng)以獲得隨時(shí)間推移的多個(gè)圖像。從裝置簡易性的角度來看，它是有幫助的在于其簡化了用于獲得此類圖像的硬件實(shí)現(xiàn)方式。本文其他處討論了測量沉降的能力，其中使用沉降曲線的初始(線性)部分的斜率來計(jì)算ESR。

當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解，一些實(shí)施方式可以在容器在離心機(jī)中處于原位時(shí)獲得此類與交界面位置有關(guān)的圖像/數(shù)據(jù)而無需為了成像使離心機(jī)停止以移除樣品器皿。當(dāng)離心機(jī)轉(zhuǎn)子處于運(yùn)轉(zhuǎn)中或靜息時(shí)可以拍攝原位圖像。還應(yīng)當(dāng)理解，雖然可以拍攝離散圖像，但是也可以使用視頻、連續(xù)成像以及每秒多幀成像。

現(xiàn)參考圖2A和圖2B，示出了在離心分離之前和在離心分離的早期階段紅細(xì)胞交界面的示例。舉非限制性示例而言，離心器皿可以全部或部分由諸如透明塑料(注塑成型聚苯乙烯)等透明材料制成。在一些實(shí)施方式中，透明部分可以是窗口、透亮端口或器皿中被對準(zhǔn)用于允許對該器皿中的樣品的期望血液組分交界面進(jìn)行成像的透亮條帶。在本實(shí)施方式中，離心器皿在其中點(diǎn)處的半徑為35mm(距旋轉(zhuǎn)軸的徑向距離)。在一個(gè)實(shí)施方式中，外半徑為35mm，內(nèi)半徑(即，至液體的上表面)為28mm，因而中點(diǎn)為31.5mm。器皿中的樣品長度為7mm而器皿內(nèi)徑為2.3mm。樣品器皿幾何形狀或待檢驗(yàn)的樣品體積的變化可以通過對用于如本文其他地方將討論的紅細(xì)胞比容校正系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)重新校準(zhǔn)來說明。

在共同未決的美國專利申請序列號13/355,458和13/244,947中公開了包括離心器皿的尺寸、離心機(jī)轉(zhuǎn)子的構(gòu)造以及離心機(jī)大小在內(nèi)的其他合適的離心機(jī)設(shè)計(jì)和特征，這些專利申請全部通過引用而完全并入于此用于所有目的。在通過引用所并入的申請中還描述了本系統(tǒng)的包括合適的成像裝置和流體處理系統(tǒng)在內(nèi)的其他組件。例如，諸如在那些申請中描述的那些數(shù)碼相機(jī)等數(shù)碼相機(jī)的能力可以用于測量非常小的距離和距離變化率以測量ESR。圖像分析可以用于測量紅細(xì)胞與血漿之間的交界面的移動(dòng)。

舉非限制性示例而言，在一些實(shí)施方式中，在離心分離已開始后的早期(數(shù)秒內(nèi))僅需兩次測量就足以明確具有高精度的沉降速率。在一個(gè)實(shí)施方式中，可以在達(dá)到初始最小離心機(jī)速度后拍攝第一圖像，繼而在約10秒后拍攝第二圖像。當(dāng)然，不排除在其他時(shí)間段拍攝圖像，只要它們處于沉降曲線的線性部分中即可。

查看圖2A和圖2B，可見紅細(xì)胞交界面在靜止(垂直)管中的位置(短時(shí)間的離心分離)。在本非限制性示例中，在圖2A和圖2B中將擺動(dòng)式離心器皿停止并且垂直朝向。當(dāng)然，由于表面張力使交界面固定到位，因此靜止成像不需要管是垂直的(只要靜止成像很快地完成即可)。通常，這在一秒或兩秒內(nèi)完成，否則RBC交界面將會(huì)開始流動(dòng)。

如圖2A和圖2B中所見，在樣品的由紅血細(xì)胞和血漿所占據(jù)的部分之間存在清晰可見的急劇過渡。在這些圖像中清晰可見水平的紅細(xì)胞交界面液面。圖2B中該交界面相對于圖2A中所移動(dòng)的距離對應(yīng)于圖像中的大量像素(50/mm)。因此，如所見，交界面所行進(jìn)的像素的數(shù)目允許對交界面位置變化的精確追蹤。當(dāng)然，可以使用諸如但不限于50像素/mm至1000像素/mm(或者更高)等其他圖像分辨率來就每mm或每其他單位長度的像素?cái)?shù)而言提供更大的粒度?？梢允褂妹繂挝婚L度更少的像素只要分辨率足以準(zhǔn)確地確定交界面位置的變化即可。一些實(shí)施方式可以將圖像放大以使得更多像素與交界面相關(guān)聯(lián)并因而更多像素與交界面的位置變化相關(guān)聯(lián)。一些實(shí)施方式可以使用具有每單位面積具有更大數(shù)目的像素的檢測器。這通過測量更多像素并且具有檢測交界面位置的甚至更加細(xì)微變化的能力而提高了測量的靈敏度。

在一個(gè)實(shí)施方式中，提供了一種方法，該方法在離心機(jī)外殼中使用了透明窗口以使得可以在低速離心分離期間對沉降進(jìn)行視頻記錄。再者，離心場導(dǎo)致彎月面變得更直(與離心力矢量成直角)，從而使對小沉淀距離的測量更容易。當(dāng)在離心機(jī)轉(zhuǎn)子正旋轉(zhuǎn)的同時(shí)而捕捉圖像時(shí)這可能尤為正確。通過使小體積(20-25uL)血液以中間速度(通常為4000rpm，不過1000至6000rpm也可能是合適的)旋轉(zhuǎn)，在該實(shí)施方式中在約三分鐘內(nèi)完成了紅血細(xì)胞的幾乎完全沉降。實(shí)際上，一種方法可以以相對低的速度(1000至4000rpm)進(jìn)行幾秒鐘的沉降測量，繼而將速度提高到約10000rpm進(jìn)行約三分鐘以壓積紅血細(xì)胞并且確定紅細(xì)胞比容。在一個(gè)實(shí)施方式中，低速旋轉(zhuǎn)約為40G?？蛇x地，一些實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)可以創(chuàng)造約40G至100G范圍內(nèi)的G力?？蛇x地，一些實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)可以創(chuàng)造約10G至60G范圍內(nèi)的G力。可選地，一些實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)可以創(chuàng)造約10G至100G范圍內(nèi)的G力。在一個(gè)實(shí)施方式中，期望的G速度是這樣的G速度：該G速度足以使沉降加速但并不至于快到在沉降的變化處于線性范圍的同時(shí)顯現(xiàn)沉降的變化之前使成形組分變得完全壓實(shí)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，這種在不同離心力(其通常與離心機(jī)速度線性相關(guān))下的多階段旋轉(zhuǎn)允許對沉降的成像，繼而快速旋轉(zhuǎn)減慢以實(shí)現(xiàn)對血液組分的壓實(shí)和從血漿的分離?？蛇x地，一些實(shí)施方式可以具有1000rpm+/-20％rpm范圍內(nèi)的低速旋轉(zhuǎn)?？蛇x地，一些實(shí)施方式可以具有800rpm至1500rpm范圍內(nèi)的低速旋轉(zhuǎn)?？蛇x地，一些實(shí)施方式可以具有是較低速度的測量旋轉(zhuǎn)的約2倍或更高的高速旋轉(zhuǎn)?？蛇x地，一些實(shí)施方式可以具有是較低速度的測量旋轉(zhuǎn)的約3倍或更高的高速旋轉(zhuǎn)。可選地，一些實(shí)施方式可以具有是較低速度的測量旋轉(zhuǎn)的約4倍或更高的高速旋轉(zhuǎn)?？蛇x地，一些實(shí)施方式可以具有是較低速度的測量旋轉(zhuǎn)的約5倍或更高的高速旋轉(zhuǎn)?？蛇x地，一些實(shí)施方式可以具有是較低速度的測量旋轉(zhuǎn)的約6倍或更高的高速旋轉(zhuǎn)?？蛇x地，一些實(shí)施方式可以具有是較低速度的測量旋轉(zhuǎn)的約7倍或更高的高速旋轉(zhuǎn)。可選地，一些實(shí)施方式可以具有是較低速度的測量旋轉(zhuǎn)的約8 倍或更高的高速旋轉(zhuǎn)?？蛇x地，一些實(shí)施方式可以具有是較低速度的測量旋轉(zhuǎn)的約9倍或更高的高速旋轉(zhuǎn)?？蛇x地，一些實(shí)施方式可以具有是較低速度的測量旋轉(zhuǎn)的約10倍或更高的高速旋轉(zhuǎn)?？蛇x地，一些實(shí)施方式可以具有是較低速度的測量旋轉(zhuǎn)的約15倍或更高的高速旋轉(zhuǎn)?？蛇x地，一些實(shí)施方式可以具有是較低速度的測量旋轉(zhuǎn)的約20倍或更高的高速旋轉(zhuǎn)。

可選地，在低速下，測量旋轉(zhuǎn)部分，一旦從先前所闡述的各種范圍中選擇了期望的RPM，就可以使用控制器或其他裝置來維持該期望的rpm，以使得可以進(jìn)行期望的成形組分測量。這一期望的rpm可以處于目標(biāo)RPM的受控速率+/-1％。可選地，受控速率可以為目標(biāo)RPM的+/-2％?？蛇x地，受控速率可以為目標(biāo)RPM的+/-3％?？蛇x地，受控速率可以為目標(biāo)RPM的+/-4％。可選地，受控速率可以為目標(biāo)RPM的+/-5％。在實(shí)施方式中，該過程可能涉及一段以受控速率的低速離心機(jī)旋轉(zhuǎn)，繼而高速旋轉(zhuǎn)，其中主要因素是讓離心機(jī)盤在最小閾值以上旋轉(zhuǎn)，其中恰當(dāng)?shù)腞PM不及維持至少最小旋轉(zhuǎn)速率重要。

現(xiàn)參考圖3，現(xiàn)將會(huì)描述能夠監(jiān)測交界面位置的離心機(jī)100的一個(gè)實(shí)施方式。為了監(jiān)測沉降，可以將圖像捕捉裝置110定位于離心機(jī)100附近，伴隨著將諸如但不限于綠LED等光源112定位成從相對位置提供照明?？蛇x地，不排除另一顏色或另一波長的照明光源。圖像捕捉裝置110可以是靜態(tài)相機(jī)、高速相機(jī)、攝像機(jī)或其他足以檢測交界面的位置的裝置。當(dāng)然，也不排除其他檢測器，諸如但不限于非圖像捕捉裝置。舉非限制性示例而言，這里的一個(gè)非視覺成像裝置可以是光電二極管，該光電二極管可以起檢測器的作用以檢測血液組分交界面何時(shí)經(jīng)過檢測器或通過光的大量透射以檢測被RBC或者其他(一種或多種)血液組分所阻擋的體積的比例?？梢允褂梅且曈X成像檢測器，即使它們可能實(shí)際上沒有傳送視覺圖像但是仍然可以檢測樣品中的交界面液面位置和/或位置變化。

對本文其他處描述的相機(jī)或其他檢測裝置的任何描述均可適用。在一個(gè)示例中，圖像捕捉裝置110可以是數(shù)碼相機(jī)。圖像捕捉裝置還可包括電荷耦合裝置(CCD)或光電倍增管和光電管，或者光探測器或者諸如掃描顯微鏡等其他檢測裝置(無論是背照式還是前照式)。。在一些情況下，相機(jī)可以使用CCD、CMOS，可以是無透鏡(計(jì)算)相機(jī)(例如，F(xiàn)ranken相機(jī))、開源相機(jī)，或者可以使用本領(lǐng)域內(nèi)已知或以后開發(fā)的任何其他視覺檢測技術(shù)。相機(jī)可包含一個(gè)或多個(gè)特征，所述特征可以在相機(jī)使用過程中使相機(jī)聚焦，或者可以捕捉圖像，所述圖像可以稍后再聚焦。在一些實(shí)施方式中，成像裝置可以采用2d成像、3d成像以及/或者4d成像(并入了隨時(shí)間的變化)。成像裝置可以捕捉靜態(tài)圖像?？梢栽谝粋€(gè)或多個(gè)時(shí)間點(diǎn)捕捉靜態(tài)圖像。成像裝置還可以捕捉視頻和/或動(dòng)態(tài)圖像。可以在一個(gè)或多個(gè)時(shí)間段內(nèi)連續(xù)地捕捉視頻圖像。還可以應(yīng)用對成像裝置和/或檢測單元的任何其他描述，優(yōu)選地只要它們能夠檢測交界面位置的變化即可。

在一個(gè)非限制性示例中，光源112可以是發(fā)光二極管(LED)(例如，砷化鎵(GaAs)LED、砷化鋁鎵(AlGaAs)LED、磷砷化鎵(GaAsP)LED、磷化鋁銦鎵(AlGaInP)LED、磷化鎵(III)(GaP)LED、氮化銦鎵(InGaN)/氮化鎵(III)(GaN)LED或磷化鋁鎵(AlGaP)LED)。在另一示例中，光源可以是激光器，例如，垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)或其他合適的光發(fā)射器，諸如磷化銦鎵鋁(InGaAlP)激光器、磷砷化鎵/磷化鎵(GaAsP/GaP)激光器或砷化鋁鎵/砷化鎵(GaAIAs/GaAs)激光器。光源的其他示例可包括但不限于電子激發(fā)光源(例如，陰極射線發(fā)光、電子激發(fā)冷光(ESL燈泡)、陰極射線管(CRT監(jiān)視器)、尼克西管)、白熾光源(例如，碳鍵燈、傳統(tǒng)白熾燈泡、鹵素?zé)?、格羅棒、能斯特?zé)?、電致發(fā)光(EL)光源(例如，發(fā)光二極管、有機(jī)發(fā)光二極管、聚合物發(fā)光二極管、固態(tài)照明、LED燈、電致發(fā)光片、電致發(fā)光線)、氣體放電光源(例如，熒光燈、感應(yīng)照明、空心陰極燈、霓虹燈和氬氣燈、等離子體燈、氙氣閃光燈)或高強(qiáng)度放電光源(例如，碳弧燈、陶瓷放電金屬鹵化物燈、汞介質(zhì)弧碘燈、水銀蒸氣燈、金屬鹵化物燈、鈉蒸氣燈、氙弧燈)?；蛘撸庠纯梢允巧锇l(fā)光、化學(xué)發(fā)光、磷光或熒光光源。

如圖3中所見，含有血液樣品于其中的離心器皿114可以被定位成以便處于圖像捕捉裝置110與光源112之間以使得能夠顯現(xiàn)器皿中的(一個(gè)或多個(gè))成形血液組分交界面的位置。離心機(jī)轉(zhuǎn)子116可以被配置成具有開口、窗口或其他允許在離心分離期間顯現(xiàn)離心器皿114的區(qū)域。在離心分離旋轉(zhuǎn)期間可以使用測量沉降，但是應(yīng)當(dāng)理解，也不排除在離心機(jī)處于靜息時(shí)在旋轉(zhuǎn)之間或在旋轉(zhuǎn)之后測量沉降。

在圖3的本實(shí)施方式中，離心機(jī)轉(zhuǎn)子116的旋轉(zhuǎn)軸可以是垂直的。應(yīng)當(dāng)理解，不排除其他的旋轉(zhuǎn)軸，諸如水平的或成角度的旋轉(zhuǎn)軸。一些實(shí)施方式可以在一個(gè)時(shí)間段期間具有第一定向而在第二或其他時(shí)間段期間具有第二定向。

在一個(gè)非限制性示例中，通過成像來獲取離心器皿的頂部和/或底部的位置以作為參考點(diǎn)，隨后使用這些數(shù)據(jù)來校準(zhǔn)液體和交界面液面。圖4示出了離心機(jī)中離心器皿114的相機(jī)視圖。來自離心器皿114后面的光源112的照明允許對血液樣品S和血液/空氣交界面120的顯現(xiàn)。由箭頭122示出了旋轉(zhuǎn)的方向。

現(xiàn)參考圖5，現(xiàn)將會(huì)描述離心器皿114中血液樣品的(一個(gè)或多個(gè))交界面的放大視圖。圖5是離心分離期間紅血細(xì)胞沉降的圖像?？諝?血漿交界面130和血漿/紅血細(xì)胞交界面132在該圖像中如銳利線條(其將不同對比度的空間區(qū)域分開)是清晰可辨的。在圖5的圖像中還示出了空氣/血漿交界面上方的空間134、血漿136和被紅血細(xì)胞阻擋的光138。

應(yīng)當(dāng)理解，不排除閃光照明或同步至轉(zhuǎn)子位置的捕捉幀，但是在本實(shí)施方式中，其不是圖像捕捉所需要的。在該非限制性示例中，對于圖5的圖像，用于CCD相機(jī)圖像采集的200ms曝光(相對于旋轉(zhuǎn)時(shí)間較短)使得交界面130和132在旋轉(zhuǎn)期間清晰可見(見圖5)。這與轉(zhuǎn)動(dòng)周期相比較長(即，在該時(shí)間期間發(fā)生許多轉(zhuǎn)動(dòng)，因此圖像模糊)。在轉(zhuǎn)子軸周圍圖像模糊，使得空氣/血漿交界面和血漿/紅細(xì)胞交界面如弧般可見(雖然或許存在也可考慮的閃光效應(yīng))。雖然數(shù)據(jù)采集不需要將幀捕捉同步至轉(zhuǎn)動(dòng)，但是一些實(shí)施方式可以使用同步?？蛇x地，一些沒有同步的實(shí)施方式可能導(dǎo)致條紋，其可以通過較長的曝光和圖像處理的結(jié)合來補(bǔ)償。其他實(shí)施方式可以使用更快的圖像采集技術(shù)以生成使模糊最小化和/或消除的圖像。一些實(shí)施方式可以使用閃光照明或其他技術(shù)來捕捉快速移動(dòng)物體的圖像，諸如在離心分離期間含有樣品的器皿的圖像。

如圖5中所見，光透射穿過離心器皿114的兩個(gè)區(qū)域可包括液體上方的空氣134和如所標(biāo)記的空氣/血漿交界面130與血漿/紅細(xì)胞交界面132之間的血漿?？諝?血漿交界面130本身可見為弧形。實(shí)際上沒有光透過器皿114中紅細(xì)胞所在處(雖然，應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)器皿114轉(zhuǎn)動(dòng)到阻擋位置外時(shí)由于所透射的光的原因這一區(qū)域并不是完全黑暗的)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，以每秒五幀，用長曝光(～200ms)來捕捉圖像達(dá)三分鐘，繼而處理圖像以提取沉降曲線。可選地，成像的速率包括但不限于1、2、4、8、16、32、64或128個(gè)圖像每秒?？蛇x地，曝光時(shí)間包括但不限于10、20、40、80、160、320或640ms。測量期間的溫度也可能變化。雖然本文的許多實(shí)施方式在室溫下進(jìn)行測量，但是不排除其他溫度，例如，37℃。在校準(zhǔn)中將會(huì)考慮溫度的影響，諸如以便確定校正系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。另外，離心機(jī)旋轉(zhuǎn)加速的時(shí)間通常約為3秒鐘，但是不排除更快或更慢的旋轉(zhuǎn)加速時(shí)間。

舉非限制性示例而言，正在測量的期望的成形血液組分的沉降速率可以由以下各項(xiàng)來定義：

1)將血漿/紅血細(xì)胞交界面位置與時(shí)間擬合成指數(shù)，或者

2)取最初幾秒鐘內(nèi)交界面移動(dòng)的(線性)速率以給出參數(shù)，繼而可將參數(shù)與韋斯特格倫ESR關(guān)聯(lián)。

雖然不排除其他設(shè)置，但是應(yīng)當(dāng)理解，沉降的時(shí)間通常定義為在轉(zhuǎn)子116達(dá)到目標(biāo)速度之后開始，此時(shí)保持離心器皿114的勺斗在旋轉(zhuǎn)平面中是徑向朝向的并且因此處于進(jìn)行圖像捕捉和處理的最佳位置。

數(shù)據(jù)預(yù)處理

圖像變換

現(xiàn)參考圖6A-6B，本文的一個(gè)實(shí)施方式可以在分析之前使用圖像預(yù)處理步驟，該圖像預(yù)處理步驟可以是(1)交界面弧至平坦交界面的轉(zhuǎn)換和(2)圖像的轉(zhuǎn)動(dòng)以補(bǔ)償徑向上的任何微小偏移的組合。這以對交界面的y位置影響可忽略不計(jì)的方式使偏離中心的像素與中心軸線一致，因此來自轉(zhuǎn)動(dòng)的管的模糊的弧現(xiàn)在是水平條紋。

如圖6A-圖6B中所見，初始圖像變換可以用來補(bǔ)償弧。圖6B中的圖像示出了具有選定的感興趣區(qū)域的矩形150，跨該感興趣區(qū)域執(zhí)行水平求平均，以及示出了兩個(gè)短水平線，所述兩個(gè)短水平線示出了算法已經(jīng)識別出空氣/血漿交界面130和血漿/紅細(xì)胞交界面132的位置在哪里。

這一圖像變換需要移除由離心機(jī)的旋轉(zhuǎn)頻率與相機(jī)采集頻率之間的閃光效應(yīng)所導(dǎo)致的、圖6A中所見的垂直線的影響。薄的垂直(即徑向)部分測量將易受這些線的影響，這些線緩慢地移動(dòng)跨過圖像，但是矯直變換允許在x方向(與徑向成直角)上求平均并且使得分布圖(profile)免受移動(dòng)線的影響。這一程序還提高了信噪比。

現(xiàn)參考圖7A-圖7C，示出了顯示不同程度的弧補(bǔ)償?shù)氖纠?。可以選擇圖像變換參數(shù)選集以引入期望水平的校正。圖7A示出了補(bǔ)償太少。圖7B示出了補(bǔ)償正好。圖7C示出了太多弧補(bǔ)償。

對于使用產(chǎn)生一系列具有不同弧和旋轉(zhuǎn)角校正的圖像的腳本的每個(gè)數(shù)據(jù)集，在圖像上疊加一些列水平線160允許判斷交界面何時(shí)是平坦的(在圖7A-圖7C的圖像中是水平的)。這對適當(dāng)?shù)幕⌒Ｕ潭鹊呐袛嗫梢杂杀慌渲糜糜趫D像處理的可編程處理器來確定，可以基于校準(zhǔn)程序預(yù)先設(shè)定，或者可以基于人工檢視來選擇。

一旦選擇了這些參數(shù)，就使所采集的圖像信息通過變換，該圖像信息可能是視頻。感興趣區(qū)域可以選擇成是覆蓋空氣/血漿交界面130和紅細(xì)胞交界面132兩者的整個(gè)位置范圍的區(qū)域。可選地，一些實(shí)施方式可以選擇僅覆蓋交界面130或132中的一個(gè)的感興趣區(qū)域。可選地，一些實(shí)施方式可以被配置用于把樣品中的一個(gè)或多個(gè)其他感興趣的區(qū)域作為目標(biāo)。

沉降曲線提取

現(xiàn)參考圖8A-圖8B，對于多個(gè)圖像中的每一時(shí)間點(diǎn)，本文的技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方式對感興趣區(qū)域150內(nèi)的每一行(跨器皿114)的像素強(qiáng)度值求平均以產(chǎn)生表示沿器皿徑向向下的強(qiáng)度的單列。繼而將針對每一時(shí)間點(diǎn)的列匯集成記波圖，即，其中x軸表示時(shí)間而y軸表示沿著管的徑向位置的圖像。

圖8A示出了根據(jù)本文描述的一個(gè)實(shí)施方式的記波圖。圖8A的記波圖示出了隨時(shí)間推移(x-軸)沿著管向下(y-軸)的平均圖像強(qiáng)度。圖8A示出了空氣交界面130、血漿136、血漿/紅血細(xì)胞交界面132和紅血細(xì)胞140。更具體地，靠近圖像頂部的暗色水平線表示空氣/血漿交界面130，在其下方的明亮區(qū)域表示光透射穿過的血漿136，以及在底部的暗色區(qū)域是光被紅血細(xì)胞140阻擋所在之處。

圖8B示出了，為了提取空氣/血漿交界面和血漿/紅細(xì)胞交界面的位置，可以確定交界面相對于時(shí)間的一階導(dǎo)數(shù)(邊緣檢測)。導(dǎo)數(shù)是相對于沿著管向下的距離(y軸)而不是時(shí)間(x軸)。圖8B示出了空氣/血漿(上)交界面130和血漿/紅細(xì)胞(下)交界面132的位置。

在一個(gè)非限制性示例中，確定圖8B中的圖像的兩個(gè)局部最大值的位置，一個(gè)局部最大值表示空氣/血漿交界面而另一個(gè)表示血漿/紅細(xì)胞交界面。為了將這些(像素)位置轉(zhuǎn)換成由整個(gè)樣品占據(jù)的體積和由紅血細(xì)胞占據(jù)的體積，將離心管的頂部和底部的y位置(諸如從圖2中所示的靜止管圖像記錄的)連同對離心器皿的形狀的認(rèn)知用作參考位置。

如圖9中所見，血漿/紅細(xì)胞交界面位置被轉(zhuǎn)換成紅血細(xì)胞所占據(jù)的體積分?jǐn)?shù)并且相對于時(shí)間繪制為離心機(jī)輔助沉降曲線180。圖9中的這一曲線是確定從視頻記錄中提取的沉降曲線的基于離心機(jī)的方法的一個(gè)非限制性示例的結(jié)果。

從沉降曲線計(jì)算ESR

一旦為每個(gè)樣品獲得了圖9的沉降曲線，就有許多可能的方式來提取與ESR相關(guān)的參數(shù)。一種將曲線精簡成單一參數(shù)以便分析的簡單方式是使用標(biāo)準(zhǔn)非線性最小二乘擬合將單指數(shù)擬合至血漿/紅細(xì)胞交界面的曲線。

在圖10A中示出了一個(gè)此類示例。對于圖10A，該曲線圖中的數(shù)據(jù)被示出為黑點(diǎn)200，x軸是以秒為單位的時(shí)間，而y軸是紅血細(xì)胞所占據(jù)的體積分?jǐn)?shù)。單指數(shù)擬合被示出為線202。

現(xiàn)參考圖10B，該曲線圖中的數(shù)據(jù)被示出為黑點(diǎn)200。圖10B示出了基本上雙線性的擬合。可以確定由線性擬合210示出的初始線性部分的梯度，以及在初始線性區(qū)段和壓積變慢的非線性區(qū)域之間的過渡的時(shí)間212，這里由紅線214示出。

雖然這些使用標(biāo)準(zhǔn)非線性最小二乘擬合的簡單技術(shù)可以產(chǎn)生與ESR有關(guān)的信息，但是當(dāng)將這樣的測量與傳統(tǒng)韋斯特格倫ESR測量相比較時(shí)，基于非線性最小二乘(NLS)擬合的相關(guān)性留有改進(jìn)的余地，這是因?yàn)镹LS本身沒有考慮某些校正系數(shù)。

血漿蛋白對ESR的影響

了解一些可能影響ESR測量的因素有幫助于提取與傳統(tǒng)韋斯特格倫ESR測量更加密切相關(guān)的ESR參數(shù)。感興趣參數(shù)(ESR)對某些血漿蛋白的濃度有反應(yīng)并且通過將這些蛋白中的一種添加到血液樣品中可以直接受到影響/操縱。

在本示例中，作為一種提供具有寬范圍的ESR值的樣品的技術(shù)，使用外源性纖維蛋白原來創(chuàng)造具有跨越整個(gè)感興趣范圍的ESR值(韋斯特格倫法中的0-120mm/h)的血液樣品。圖11示出了添加纖維蛋白原如何增大韋斯特格倫ESR值。

如圖11至圖14中所見，來自離心分離分析的若干參數(shù)顯示出與纖維蛋白原水平的良好相關(guān)性(并因此與ESR的良好相關(guān)性)、根據(jù)單指數(shù)擬合的最顯著的時(shí)間常數(shù)、壓積開始的時(shí)間以及初始線性梯度。參考圖12、圖13和圖14，在一些實(shí)施方式中，這些參數(shù)中的每一個(gè)可以用于獲得韋斯特格倫ESR值的估計(jì)。單指數(shù)擬合時(shí)間常數(shù)和壓積開始時(shí)間都擁有獨(dú)立于y軸比例的優(yōu)勢。壓積開始時(shí)間和初始線性梯度擁有具有明晰物理意義的優(yōu)勢。

圖11示出了韋斯特格倫ESR值隨著添加的纖維蛋白原的增加而增大。圖11圖示了具有不同水平的添加于其中的纖維蛋白原的單一樣品。

圖12示出了原始沉降曲線的單指數(shù)擬合的時(shí)間常數(shù)，其顯示出與添加的纖維蛋白原水平的良好相關(guān)性。

圖13示出了細(xì)胞壓積開始的時(shí)間，其顯示出與添加的纖維蛋白原水平的良好相關(guān)性。

圖14示出了原始沉降曲線的初始線性梯度，其顯示出與添加的纖維蛋白原水平的良好相關(guān)性。

紅細(xì)胞比容對ESR的影響

應(yīng)當(dāng)理解，除纖維蛋白原以外，紅細(xì)胞比容是影響韋斯特格倫及其他ESR測量的另一因素。事實(shí)上，韋斯特格倫紅細(xì)胞沉降受紅細(xì)胞比容影響強(qiáng)烈。在韋斯特格倫法中，許多實(shí)驗(yàn)室要么不匯報(bào)具有大于約45％的紅細(xì)胞比容的樣品的結(jié)果，要么在測量ESR之前將樣品紅細(xì)胞比容調(diào)整到固定的水平(通常為45％)。該方法的本實(shí)施方式實(shí)際上比韋斯特格倫技術(shù)更好之處在于，韋斯特格倫飽和(即，不對纖維蛋白原<10mg/ml有反應(yīng))，而該方法的本實(shí)施方式對15mg/ml外而言不飽和。

基于離心機(jī)的ESR沉降與在重力下的測量相比受到紅細(xì)胞比容水平的影響甚至更加強(qiáng)烈。對于這里的至少一些實(shí)施方式，對紅細(xì)胞比容的依賴性增加是因?yàn)槿萘枯^低——因而器皿尺寸較小。增大通常意味著紅細(xì)胞開始更加靠近在一起的紅細(xì)胞比容，通過對自由運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)物理障礙而增加血液的粘稠度，以及減小交界面可以在細(xì)胞變得壓積之前移動(dòng)的最大距離，所有這些都使ESR降低，與來自炎癥的纖維蛋白原無關(guān)。

為了說明紅細(xì)胞比容的顯著混雜效應(yīng)，通過取相同的血液樣品并且在測量ESR之前調(diào)整紅細(xì)胞比容所進(jìn)行的基于離心機(jī)的ESR測量，表明具有45％的典型紅細(xì)胞比容和22mm/h的正常ESR的人，如果紅細(xì)胞比容為60％則將會(huì)表現(xiàn)為5mm/h(非常低)，而如果紅細(xì)胞比容為35％則表現(xiàn)為93mm/h(非常高)，即使在臨床上很重要的血漿蛋白水平?jīng)]有變化的情況下亦是如此。換句話說，因紅細(xì)胞比容而造成的ESR變化可能比因臨床醫(yī)師感興趣的血漿蛋白而造成的ESR變化大。

存在若干種補(bǔ)償這種紅細(xì)胞比容的混雜效應(yīng)的傳統(tǒng)方案。一個(gè)方案是使用紅細(xì)胞比容補(bǔ)償曲線，例如，來自Dintenfass(1974)的紅細(xì)胞比容補(bǔ)償曲線。一種消除混雜效應(yīng)的更準(zhǔn)確(如果更勞動(dòng)密集的話)的方式是在檢驗(yàn)之前簡單地將紅細(xì)胞比容改變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)值，而不是使用圖表來校正紅細(xì)胞比容。一些ESR技術(shù)，例如“校正了紅細(xì)胞比容的ESR”包括這樣的初始步驟：該步驟將紅細(xì)胞比容固定到設(shè)定值(例如，45％)，使得測量的ESR真實(shí)地反映血漿的蛋白質(zhì)含量(臨床相關(guān))，而不是紅細(xì)胞比容(Borawski和2001)。

如圖15中所見，為了理解和估計(jì)紅細(xì)胞比容的影響，將一組十一(11)個(gè)樣品調(diào)整至35％、45％和55％紅細(xì)胞比容，繼而通過離心機(jī)ESR和韋斯特格倫ESR技術(shù)來檢驗(yàn)。對于調(diào)整了紅細(xì)胞比容的臨床血液樣品，示出了離心機(jī)單指數(shù)時(shí)間常數(shù)與韋斯特格倫ESR的相關(guān)性。在每一紅細(xì)胞比容內(nèi)樣品良好地相關(guān)，但是橫跨所有紅細(xì)胞比容樣品并未良好地相關(guān)。

現(xiàn)參考圖16，對于基于離心機(jī)的ESR實(shí)驗(yàn)，在圖表上針對具有不同紅細(xì)胞比容水平的不同臨床樣品繪制了作為時(shí)間的函數(shù)的血漿/紅細(xì)胞交界面的位置。示出了若干具有未調(diào)整的和調(diào)整的纖維蛋白原水平和紅細(xì)胞比容的血液樣品：紅色方塊：35％，綠色三角：45％以及藍(lán)色菱形55％紅細(xì)胞比容。圖16示出了完整的沉降分布圖，而圖17示出了針對被調(diào)整至給定紅細(xì)胞比容的一個(gè)樣品，初始測量期間的較短時(shí)間段內(nèi)(<10s)的沉降分布圖。樣品的沉降分布圖在初始測量時(shí)段期間顯示出急劇下降，伴隨著在初始測量時(shí)段期間交界面位置隨著時(shí)間幾乎呈線性地下降。繼而隨著紅血細(xì)胞壓積在一起沉降速率變慢。圖16中示出了對應(yīng)于各個(gè)紅細(xì)胞比容(如所指示的)和各個(gè)ESR速率的許多數(shù)據(jù)組。

在示出了短時(shí)間段(<10s)內(nèi)的沉降的圖17中，用如此短的測量時(shí)間獲得的數(shù)據(jù)的高質(zhì)量顯示出在初始時(shí)段期間針對所有紅細(xì)胞比容水平的線性沉降速率。在本文所描述的一個(gè)實(shí)施方式中，沉降分布圖的線性區(qū)域可以用于提取沉降速度。原始沉降速度是對比韋斯特格倫ESR繪制的。假定對應(yīng)于圖17中與三個(gè)紅細(xì)胞比容水平對應(yīng)的三條擬合線是不連續(xù)的，則期望對紅細(xì)胞比容進(jìn)行補(bǔ)償以根據(jù)原始值得出臨床有效的ESR值。

作為進(jìn)一步的示例，圖18A示出了從沉降分布圖(未校正紅細(xì)胞比容)提取的紅細(xì)胞沉降速率的對數(shù)。圖18A還示出了基于離心機(jī)的沉降速率強(qiáng)烈依賴于紅細(xì)胞比容，比基于韋斯特格倫的沉降速率更甚。離心機(jī)管的狹窄截面增加了因紅血細(xì)胞而造成的流體流動(dòng)的流體動(dòng)力學(xué)阻力。離心分離過程涉及血漿穿過紅血細(xì)胞床的流動(dòng)，這提供了流體動(dòng)力學(xué)阻力。這一阻力是紅血細(xì)胞的體積分?jǐn)?shù)(紅細(xì)胞比容)的函數(shù)。

為了獲得基于離心機(jī)的沉降速率和韋斯特格倫沉降速率之間的較佳相關(guān)性，針對紅細(xì)胞比容的影響對基于離心機(jī)的沉降速率進(jìn)行了校正。所使用的校正可以由下式表示，

其中U_uncorr和U_corr分別是未校正(原始)的沉降速率和校正的沉降速率，是細(xì)胞的體積分?jǐn)?shù)(紅細(xì)胞比容)，以及和γ是通過曲線擬合所獲得的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，諸如下面所描述或者在未來可開發(fā)出來的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。校正系數(shù)表示用以說明紅血細(xì)胞所施加的增強(qiáng)的阻力的簡單數(shù)學(xué)形式。應(yīng)當(dāng)理解，雖然發(fā)現(xiàn)這一函數(shù)形式能夠?qū)t細(xì)胞比容進(jìn)行校正，但是其他函數(shù)也會(huì)起作用。

舉非限制性示例而言，計(jì)算和γ的一種方式是通過校準(zhǔn)技術(shù)，諸如但不限于以下技術(shù)：對于一組多樣化的樣品(不同紅細(xì)胞比容、ESR值等)，所述ESR值是使用參考方法并且通過基于離心機(jī)的方法確定的。和γ參數(shù)被確定作為對每個(gè)離心機(jī)設(shè)置的校準(zhǔn)并且可以至少部分地基于器皿幾何形狀和樣品體積而改變。因此，如果改變這些因子中的至少一個(gè)，那么可能需要重新計(jì)算參數(shù)。對于如本文所描述的一個(gè)離心機(jī)設(shè)置，求得這些參數(shù)的最佳值為：和γ＝3.85。應(yīng)當(dāng)理解，這些參數(shù)是用于擬合優(yōu)化并且不直接涉及物理參數(shù)。應(yīng)當(dāng)理解，這僅僅是一個(gè)非限制性示例并且可以使用其他曲線擬合或類似技術(shù)。

紅細(xì)胞比容測量技術(shù)

出于計(jì)算紅細(xì)胞比容校正系數(shù)的目的，應(yīng)當(dāng)理解，在基于離心機(jī)的沉降檢驗(yàn)之前可能就知道紅細(xì)胞比容的值，并且在這樣的情況下，可以基于沉降的初始線性部分和已知的紅細(xì)胞比容水平快速獲得校正的ESR結(jié)果，無需等到通過離心分離紅細(xì)胞已經(jīng)被完全壓實(shí)?？蛇x地，一些實(shí)施方式可以在離心分離期間或之后確定紅細(xì)胞比容水平。

在離心分離之前、期間或之后通過非離心分離的紅細(xì)胞比容測量至少包括以下內(nèi)容。一種技術(shù)涉及血紅蛋白濃度的測量。例如，在大致99％的人口中，血紅蛋白測量值與紅細(xì)胞比容水平之間存在1：1的相關(guān)性。因而，如果可得到血紅蛋白檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，則通常在基于離心機(jī)的沉降檢驗(yàn)之前就已經(jīng)知道紅細(xì)胞比容水平。

現(xiàn)參考圖18C，現(xiàn)將會(huì)描述用于基于血紅蛋白的紅細(xì)胞比容測量的測定方案的一個(gè)實(shí)施方式。按1:100用水稀釋血液。將稀釋的樣品與改性Drabkin試劑(Sigma D5941，包含含有碳酸氫鈉、鐵氰化鉀以及氰化鉀輔以0.015％的聚氧乙烯脂肪醇醚(Brij)35)混合(1:3)。在37℃下10分鐘后，在540nm下測量反應(yīng)產(chǎn)物(氰化高鐵血紅蛋白)的吸光度。該測定是用在0-20g/dL范圍內(nèi)產(chǎn)生線性劑量反應(yīng)的牛血紅蛋白(Sigma 2500)來校準(zhǔn)的。

現(xiàn)將使用用于基于血紅蛋白的測量的測定方案來討論結(jié)果與紅細(xì)胞比容測量的相關(guān)性。通過將血漿和紅細(xì)胞(通過離心分離收集)重新組合來處理人類血液樣品以提供寬范圍的紅細(xì)胞比容值。如上文并且通過標(biāo)準(zhǔn)離心分離毛細(xì)管紅細(xì)胞比容測定來對這些樣品進(jìn)行測定，并且相關(guān)的結(jié)果如下文所示。如圖18C中所見，由此得到的相關(guān)性是準(zhǔn)確的，其中斜率＝1、截距＝0以及相關(guān)系數(shù)(R^2)＝0.99。

另一種用于紅細(xì)胞比容測量的技術(shù)涉及顯微成像。還可以在使用具有固定深度的比色皿并且在已知程度上稀釋了血液樣品的裝置中測量紅細(xì)胞比容。在美國專利申請序列號13/244,947中可以獲知對具有此類比色皿的系統(tǒng)的描述，該美國專利申請通過引用全部并入于此用于所有目的。紅細(xì)胞比容可以通過對下列各項(xiàng)的顯微測量來確定：(1)紅細(xì)胞計(jì)數(shù)每視場和(2)紅細(xì)胞平均體積。青睞的方法為：(1)暗視野顯微術(shù)和(2)(1)+使用熒光標(biāo)記的抗人類CD-35(紅細(xì)胞表面抗原)的熒光顯微術(shù)。繼而應(yīng)用圖像分析技術(shù)。

具體地，一種測量紅細(xì)胞比容的方法可能涉及測量樣品的光學(xué)密度。例如見Lipowsky等人的“Hematocrit determination in small bore tubes from optical density measurements under white light illumination”，微血管研究(Microvascular Research),1980年7月的卷20，期1，第51頁–70頁；http://dx.doi.org/10.1016/0026-2862(80)90019-9,其通過引用全部并入于此用于所有目的。Lipowsky討論了已經(jīng)針對各種官腔直徑檢測小口徑玻璃管中流動(dòng)的血液的紅細(xì)胞比容與其在白光(鎢燈)照明下的光學(xué)密度(OD)之間的關(guān)系。在本文的至少一些實(shí)施方式中，由于正在對一小口徑管的血液進(jìn)行照明，因此可獲得所有該數(shù)據(jù)。

在另一實(shí)施方式中，可以通過在顯微鏡或其他放大觀察下檢驗(yàn)血液樣品的一部分來確定紅細(xì)胞比容水平，諸如但不限于測量在可具有已知大小的限定觀察區(qū)域內(nèi)紅血細(xì)胞的數(shù)目和平均大小。以該方式，可以基于血紅細(xì)胞的這種可視特征來確定紅細(xì)胞比容。

在又一示例中，可以基于對壓實(shí)了紅血細(xì)胞的血液樣品的完全離心分離來確定紅細(xì)胞比容水平?？梢允褂眠@一壓實(shí)的水平來確定紅細(xì)胞比容。在該示例中，僅使用基于離心機(jī)的沉降檢驗(yàn)的線性部分來確定校正的ESR。舉非限制性示例而言，交界面位置測量值的、線性的第一初始部分，連同也是線性的最終結(jié)束部分，是沉降的兩個(gè)可以用于計(jì)算針對紅細(xì)胞比容而校正的ESR的部分。如圖16中所見，該非限制性示例可以使用與離心分離后的初始時(shí)段對應(yīng)的沉降曲線的線性部分182和沉降曲線的接近末端(此時(shí)壓實(shí)基本上完成，曲線大幅平坦)的另一線性部分184。沉降曲線在線性部分182與184之間的非線性部分基本上不用于計(jì)算紅細(xì)胞比容校正系數(shù)。

上文是紅細(xì)胞比容計(jì)算技術(shù)的非窮盡列表并且不排除其他用于測量紅細(xì)胞比容水平的方法與本文描述的沉降測量技術(shù)一起使用。

在這如何一起工作以進(jìn)行ESR測量的一個(gè)非限制性示例中，可以使含有樣品的器皿在受控條件下離心分離達(dá)第一時(shí)間段，諸如但不限于與沉降曲線的線性部分相關(guān)聯(lián)的時(shí)間段。在一個(gè)非限制性示例中，將離心分離控制到特定的力范圍(諸如離心機(jī)的轉(zhuǎn)子的rpm范圍)使得向加速沉降過程所施加的力基本上一致。初始時(shí)段期間的沉降分布圖，如前所述，通常是線性的，并且可能期望在初始線性時(shí)段期間捕捉離心分離后的材料中的成形組分的沉降圖像。舉非限制性示例而言，可以在若干情景下拍攝圖像，所述情景為諸如但不限于：a)在器皿處于離心機(jī)中時(shí)，b)當(dāng)器皿處于離心機(jī)中但離心機(jī)停止時(shí)，或者c)通過將器皿從離心機(jī)中移除并對其成像。在一些實(shí)施方式中，可以用單一圖像來測量沉降。應(yīng)當(dāng)理解，開始時(shí)間t0處的水平是上清液或沉淀的成形組分上方的剩余溶液的彎月面水平。沉降的水平是在加速沉降的初始時(shí)段之后圖像中沉淀的成形組分的水平。

用于ESR計(jì)算的紅細(xì)胞比容測量，可以使用諸如但不限于本文描述的那些方法等至少一種方法來執(zhí)行。其可以在與具有離心機(jī)的系統(tǒng)相同的系統(tǒng)中執(zhí)行，或者可選地，其可以使用物理上分開的儀器來執(zhí)行。在一個(gè)非限制性示例中，在獲得沉降的圖像之后，可以對樣品進(jìn)行離心分離以完成沉降并且將成形組分壓積成顆粒狀物。器皿上的有效重力完全可以使沉淀物(“顆粒狀物”)聚集在管的底部上。然后從管中倒出上清液液體而不擾動(dòng)沉淀物，或者用移液管抽吸上清液液體。

校正了紅細(xì)胞比容的ESR的曲線圖

圖18B示出了從針對紅細(xì)胞比容的影響而校正的沉降曲線提取的紅細(xì)胞沉降速率的對數(shù)。如可從相關(guān)性系數(shù)的改進(jìn)中看出，紅細(xì)胞比容校正(例如，見圖19A)能夠基本上消除紅細(xì)胞比容對ESR的影響。

利用調(diào)整了紅細(xì)胞比容的臨床樣品，發(fā)現(xiàn)在每一紅細(xì)胞比容水平內(nèi)與ESR的良好相關(guān)性，而且，正如所預(yù)期的那樣，還發(fā)現(xiàn)紅細(xì)胞比容的顯著影響。離心分離法還可以用于獲得紅細(xì)胞比容的準(zhǔn)確值，并且可以校正紅細(xì)胞比容的作用。

圖19示出了圖18B的數(shù)據(jù)的重繪圖，在其中如通過校正了紅細(xì)胞比容的ESR(本方法)和根據(jù)傳統(tǒng)韋斯特格倫檢驗(yàn)技術(shù)的ESR的值的良好相關(guān)性所例證的，明顯地使紅細(xì)胞比容的影響最小化。

現(xiàn)參考圖20，然而，本方法的校正了紅細(xì)胞比容的ESR與韋斯特格倫ESR之間不具有線性關(guān)系，如圖19中所見。為了得到對與韋斯特格倫ESR線性相關(guān)的沉降速率的估計(jì)，可以使用以下公式對從離心機(jī)得到、校正了紅細(xì)胞比容的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步校正：

估計(jì)的韋斯特格倫ESR＝10^(((LOG(校正了HCT的ESR)-LOG(644.11))/0.1367))，其中所使用的關(guān)系和參數(shù)是從對圖18B的分析得出的。

圖20示出了與韋斯特格倫ESR(未校正紅細(xì)胞比容)相比較的通過本實(shí)施方式獲得的校正了紅細(xì)胞比容的和線性變換的Log(ESR)值。在該圖20中，已經(jīng)應(yīng)用了校準(zhǔn)(基于如根據(jù)圖19所計(jì)算的擬合)，并且示出了韋斯特格倫與本方法之間的一致性。該繪圖中的參考線是y＝x線。該圖20示出了準(zhǔn)確度的例證。

實(shí)驗(yàn)方法

使用以下技術(shù)獲得了針對各種圖表所獲得的數(shù)據(jù)。這些作為示例提供而不旨在是非限制性的。

樣品：使用了新鮮的EDTA抗凝血液樣品。使用EDTA是因?yàn)檫@是“改良的韋斯特格倫”法的標(biāo)準(zhǔn)。將樣品保持在室溫并且在測量之前再懸浮。

紅細(xì)胞比容調(diào)整：使樣品旋轉(zhuǎn)減慢以便進(jìn)行紅細(xì)胞比容壓積(例如，5000的相對離心力(RCF)達(dá)20分鐘)，并且從細(xì)胞中分離血漿。將紅血細(xì)胞與來自相同樣品的血漿混成漿并且添加更多的血漿以得到期望的紅細(xì)胞比容水平。

韋斯特格倫ESR測量：需要1mL樣品以進(jìn)行韋斯特格倫ESR測量(使用‘Sedigren’牌的管，遵循附于其中的方案)。通過視頻記錄來觀察和測量紅血細(xì)胞沉降。

用纖維蛋白原對RBCζ電勢(和ESR)的調(diào)整：對于圖11-圖14中所示的示例，將牛纖維蛋白原溶解在血液中。在一個(gè)示例中，對于40％紅細(xì)胞比容樣品，范圍為0-10mg/mL產(chǎn)生了范圍為5-100mm/h的ESR。

離心機(jī)沉降曲線的測量：將25uL的全血樣品添加到離心器皿。如共同未決的美國專利申請序列號13/355,458和13/244,947中所描述的擺動(dòng)式勺斗離心機(jī)被改造成具有切削的狹槽以允許在勺斗以水平方式旋轉(zhuǎn)(旋轉(zhuǎn)軸垂直)時(shí)光穿過勺斗。在該非限制性示例中，光源可以是1W綠LED，諸如可從新澤西州牛頓市的Thorlabs購得，其亮度是調(diào)整了的(通常為～10％)，因此到達(dá)檢測器的光不會(huì)使其飽和。將網(wǎng)絡(luò)攝影機(jī)或其他成像裝置(諸如可從Logitech購得)，定位在如圖3中所示的轉(zhuǎn)動(dòng)平面上方10mm處。積分時(shí)間為200ms。使用無損壓縮編解碼器(“huffyuv”)以5幀/秒(fps)在多達(dá)三分鐘的已知時(shí)間內(nèi)拍攝圖像。

圖像變換：以如本文對圖6A-圖7C所描述的方式處理在離心分離期間對離心器皿的視覺觀察所獲得的圖像。

沉降曲線提取：繼而以如本文對圖8A-圖9所描述的方式繪制圖像中的紅血細(xì)胞/血漿交界面和其他交界面的隨時(shí)間推移的位置。

用紅細(xì)胞比容校正系數(shù)的曲線擬合：繼而使用或不使用(一個(gè)或多個(gè))紅細(xì)胞比容校正系數(shù)，通過使用本文對圖10A-圖10B所描述的各種技術(shù)的曲線擬合來進(jìn)一步處理沉降曲線以得到沉降速率信息。

非紅血細(xì)胞血液組分的測量

雖然主要在測量紅細(xì)胞沉降速率的背景下撰寫本說明書的，但是應(yīng)當(dāng)理解，本文的技術(shù)可以適于用于測量不是紅細(xì)胞的其他成形血液組分的沉降速率。一些實(shí)施方式可以測量血小板沉降。一些實(shí)施方式可以測量白血細(xì)胞沉降?？蛇x地，還可以測量其他成形組分的沉降。

舉圖21中的非限制性示例而言，使用如本文描述的基于離心機(jī)的方法所獲得的記波圖還示出了除了空氣/血漿交界面130和紅細(xì)胞/血漿交界面132以外，還存在示出了白血細(xì)胞和血漿交界面141的“陰影”。因此，在圖21的沉降記波圖中觀察到紅細(xì)胞前的紅細(xì)胞和與白細(xì)胞對應(yīng)的前面的第二沉降兩者。

因此如圖21中所見，離心分離法的一些實(shí)施方式可以用于循序地或同時(shí)地測量白血細(xì)胞沉降速率，白血細(xì)胞沉降速率可能在表征患者健康的某些方面是有用的。例如，當(dāng)白血細(xì)胞被激活和/或聚集時(shí)它們改變其物理特性。在評估白細(xì)胞功能中對兩種現(xiàn)象都有極大的興趣。白細(xì)胞在離心力下沉降，但是它們以比紅血細(xì)胞更慢的速率沉降。白血細(xì)胞沉降的速率是以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng)的函數(shù)：白血細(xì)胞密度、形狀和聚集狀態(tài)。測量沉降速率可以導(dǎo)致對一個(gè)或多個(gè)這些變化的檢測，這些變化繼而可以用于表征患者健康的某些方面。

舉非限制性示例而言，應(yīng)當(dāng)理解，折射率的變化或可能的光散射的使用可以用作血液組分交界面位置的測量，而不是吸光度的變化?？蛇x地，一些實(shí)施方式可以兩者都使用。圖21示出了這樣的數(shù)據(jù)：所述數(shù)據(jù)指示出由于折射率或光散射變化而不是吸光度變化的原因白血細(xì)胞交界面是可檢測的。在一個(gè)實(shí)施方式中，RBC交界面位置是基于因血紅蛋白大量地吸收波長光譜的綠色部分而造成的吸光度變化。如果使用了正確波長(非常長的波長)的光也許可以同樣地監(jiān)測RBC交界面。因而，使用光散射或折射率變化也可以單獨(dú)使用或與吸光度結(jié)合使用，作為測量交界面位置的備選方式或者用于檢測某(一個(gè)或多個(gè))交界面，諸如對于單獨(dú)通過吸光度檢測不容易可見的白血細(xì)胞或血小板。

在集成的自動(dòng)化系統(tǒng)中的測定處理

現(xiàn)參考圖22，應(yīng)當(dāng)理解，本文所描述的過程可以使用自動(dòng)化技術(shù)來執(zhí)行。自動(dòng)化處理可以用于集成的自動(dòng)化系統(tǒng)中。在一些實(shí)施方式中，這可以是在其中具有多個(gè)功能組件并且由公共外殼所包圍的單一儀器中?？梢灶A(yù)設(shè)用于沉降測量的處理技術(shù)和方法?？蛇x地，其可以基于可按美國專利申請序列號13/355,458和13/244,947中所描述的方式根據(jù)需要可以動(dòng)態(tài)改變的方案或程序，上述文獻(xiàn)均通過引用而全文并入于此用于所有目的。

在如圖22中所示的一個(gè)非限制性示例中，集成式儀器500可配備有可編程處理器502，該處理器502可以用于控制儀器的多個(gè)組件。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，處理器502可以控制可在如箭頭506和508所指示的X-Y和Z方向上移動(dòng)的單個(gè)或多個(gè)移液管系統(tǒng)504。同一處理器或不同的處理器還可以控制儀器中的其他組件512、514或516。在一個(gè)實(shí)施方式中，組件512、514或516的類型包括離心機(jī)。

如圖22中所見，通過處理器502來控制可以允許諸如但不限于移液管系統(tǒng)504的樣品處理系統(tǒng)從筒匣510采集樣品并且將該樣品移動(dòng)至組件512、514或516中的一個(gè)。在一個(gè)非限制性示例中，樣品是血液。這樣的移動(dòng)可涉及將樣品分配到筒匣510中的可拆卸器皿中然后將可拆卸器皿運(yùn)送至組件512、514或516中的一個(gè)。可選地，將樣品直接分配到已安裝在組件512、514或516中的一個(gè)上的容器中?？蛇x地，這可以無需在將樣品分配到組件中的一個(gè)處的容器中之前將樣品轉(zhuǎn)移到中間器皿中而發(fā)生?？蛇x地，一些實(shí)施方式可以使用用于從受試者進(jìn)行樣品收集的容器并且當(dāng)樣品仍在收集器皿中時(shí)處理該樣品。這允許將收集在容器中的樣品直接運(yùn)到組件，諸如但不限于離心機(jī)或其他樣品分離器，無需進(jìn)一步將樣品流體轉(zhuǎn)移到又一在離心機(jī)裝置中使用的容器?？蛇x地，從受試者收集樣品于其中的容器可以具有利于使小體積血液樣品能夠離心分離的形狀?？蛇x地，這種收集容器在至少一個(gè)表面的一部分上可以是足夠透明的以允許對其中樣品的成像而無需從該收集容器中移除樣品?？蛇x地，這種收集容器在容器的至少兩個(gè)表面的對準(zhǔn)部分上可以是足夠透明的以允許對其中樣品的成像而無需從收集容器中移除樣品。在這樣的其中對收集容器執(zhí)行ESR方法的非限制示例中，沒有任何與將樣品的一部分等分到單獨(dú)的容器用于ESR測量相關(guān)聯(lián)的樣品損失。在該非限制性示例中，用于處理樣品的方法可能涉及從樣品收集裝置移除收集器皿，可選地將收集器皿運(yùn)送到樣品處理單元，并且可選地將收集器皿插入筒匣或直接插入組件中的一個(gè)?？蛇x地，一些方法可以將收集器皿運(yùn)到預(yù)處理單元以便進(jìn)行預(yù)處理，繼而將收集器皿或帶有收集器皿的筒匣裝載到樣品處理單元中。在一個(gè)非限制性示例中，一種用于處理樣品的方法可以涉及從樣品收集裝置移除收集器皿，繼而將收集器皿運(yùn)送到樣品處理單元。在實(shí)施方式中，一種用于處理樣品的方法可以涉及從樣品收集裝置移除收集器皿，繼而將收集器皿運(yùn)送到樣品處理單元，再繼而將收集器皿插入筒匣中或者直接插入組件中的一個(gè)中。舉非限制性示例而言，樣品處理單元可以是，但不限于，美國專利申請13/769,820和61/852,489中所描述的那些，兩者都通過引用完全并入于此用于所有目的。

在一個(gè)非限制性示例中，這些組件512、514或516中的一個(gè)可以是具有如圖3中所示的成像配置的離心機(jī)。其他組件512、514或516執(zhí)行其他分析、測定或檢測功能。在一個(gè)非限制性示例中，諸如這些組件512、514或516中的一個(gè)的離心機(jī)中的樣品器皿可以通過一個(gè)或多個(gè)操縱器從組件512、514或516中的一個(gè)移動(dòng)到組件512、514或516中的另一個(gè)(或者可選地另一位置或裝置)，以便對樣品和/或樣品器皿進(jìn)行進(jìn)一步處理。一些實(shí)施方式可以使用移液管系統(tǒng)504來接合樣品器皿以將其從組件512、514或516移動(dòng)到系統(tǒng)中的另一位置。在非限制性示例中，這對于將樣品器皿移動(dòng)到分析站(諸如但不限于成像)，繼而將器皿移回離心機(jī)以便進(jìn)一步處理可能是有用的。在實(shí)施方式中，這可以使用裝置中的移液管系統(tǒng)504或其他樣品處理系統(tǒng)來完成。在一個(gè)非限制性示例中，使用移液管系統(tǒng)504或裝置中的其他樣品處理系統(tǒng)也可以完成器皿、尖端等從筒匣510至組件512、514或516中的一個(gè)，再至系統(tǒng)中另一位置的移動(dòng)(或反之亦然)。

所有前述各項(xiàng)均可集成于單一外殼520內(nèi)并且被配置用于臺(tái)面安裝或小占用面積地面安裝。在一個(gè)示例中，小占用面積地面安裝的系統(tǒng)可占用約4m²或更小的地面面積。在一個(gè)示例中，小占用面積地面安裝的系統(tǒng)可占用約3m²或更小的地面面積。在一個(gè)示例中，小占用面積地面安裝的系統(tǒng)可占用約2m²或更小的地面面積。在一個(gè)示例中，小占用面積地面安裝的系統(tǒng)可占用約1m²或更小的地面面積。在一些實(shí)施方式中，儀器占用面積可以小于或等于約4m²、3m²、2.5m²、2m²、1.5m²、1m²、0.75m²、0.5m²、0.3m²、0.2m²、0.1m²、0.08m²、0.05m²、0.03m²、100cm²、80cm²、70cm²、60cm²、50cm²、40cm²、30cm²、20cm²、15cm²或10cm²。在美國專利申請序列號13/355,458和13/244,947中描述了處于服務(wù)點(diǎn)環(huán)境中的一些合適的系統(tǒng)，上述文獻(xiàn)全都通過引用而全文并入于此用于所有目的。本實(shí)施方式可被配置用于與這些專利申請中所描述的任何模塊或系統(tǒng)一起使用。

盡管已經(jīng)通過參考其某些特定實(shí)施方式而描述并說明了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)明白，可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下作出對程序和方案的各種改制、改變、修改、替代、刪除或添加。例如，利用任何上述實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)理解，其他用于血漿分離的技術(shù)也可以與離心分離一起使用或代替離心分離。例如，一個(gè)實(shí)施方式可以使樣品離心分離達(dá)初始時(shí)段，繼而可以將樣品定位到過濾器中，該過濾器繼而將成形血液組分移除以完成分離。雖然本實(shí)施方式是在離心分離的背景下描述的，但是其他加速分離技術(shù)也可以適于與本文所描述的沉降速率測量方法一起使用。一些實(shí)施方式可以可選地將本文所描述的紅細(xì)胞比容校正技術(shù)與如美國專利6,204,066中描述的測量技術(shù)相結(jié)合，該專利通過引用完全并入于此用于所有目的。本文的一些實(shí)施方式可以預(yù)處理血液樣品以將樣品中的紅細(xì)胞比容值預(yù)先設(shè)定成預(yù)定的值以便移除因紅細(xì)胞比容的變量。一些實(shí)施方式還可以使用傳統(tǒng)的用于調(diào)整紅細(xì)胞比容水平的技術(shù)。應(yīng)當(dāng)理解，雖然本實(shí)施方式是在血液樣品的背景下描述的，但是本文的技術(shù)也可以被配置用于應(yīng)用到其他樣品(生物的或另外的)。

可選地，至少一個(gè)實(shí)施方式可以使用可變速離心機(jī)。利用反饋，諸如但不限于對樣品中的(一個(gè)或多個(gè))交界面的位置的成像，可以改變離心機(jī)的速度以保持壓實(shí)曲線與時(shí)間(直到完全壓實(shí))，和從離心機(jī)的速度分布圖而不是沉降速率曲線提取的ESR數(shù)據(jù)成線性。在這樣的系統(tǒng)中，可以使用一個(gè)或多個(gè)處理器來反饋控制離心機(jī)以具有線性的壓實(shí)曲線同時(shí)還記錄離心機(jī)的速度分布圖。依據(jù)正在追蹤哪個(gè)交界面，基于離心機(jī)速度計(jì)算出沉降速率數(shù)據(jù)。在一個(gè)非限制性示例中，在壓實(shí)接近完成時(shí)使用較高的離心機(jī)速度以保持線性的曲線。

此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識到本發(fā)明的任何實(shí)施方式可以適用于來自人類、動(dòng)物或其他受試者的樣品流體的收集?？蛇x地，用于沉降檢驗(yàn)的血液的體積可以是1mL或更少、500μL或更少、300μL或更少、250μL或更少、200μL或更少、170μL或更少、150μL或更少、125μL或更少、100μL或更少、75μL或更少、50μL或更少、25μL或更少、20μL或更少、15μL或更少、10μL或更少、5μL或更少、3μL或更少、1μL或更少、500nL或更少、250nL或更少、100nL或更少、50nL或更少、20nL或更少、10nL或更少、5nL或更少或者1nL或更少。在一些實(shí)施方式中，本文所收集的樣品包括毛細(xì)管血液。在一些實(shí)施方式中，樣品是從手指針刺收集的。在一些實(shí)施方式中，樣品是從在諸如前臂、腿、耳垂或受試者身上其他位置的備選部位處的皮膚收集的?？蛇x地，一些實(shí)施方式可以使用收集過程，其中對目標(biāo)區(qū)域加溫并且/或者其中將初始血液樣品擦掉(或者不擦掉)(并且收集剩余物的至少一部分用于處理)?？梢酝ㄟ^毛細(xì)管、帶有注射器的管或者耦合至收集容器的毛細(xì)管的方式來發(fā)生毛細(xì)管血液的收集。可選地，在一些實(shí)施方式中，本文所收集的樣品主要包括帶有可忽略量的組織液的毛細(xì)管血液?？蛇x地，一些實(shí)施方式可以使用帶有多個(gè)收集管或室的集成式收集裝置，其中僅所述管或室的子集被成像用于ESR。可選地，一些實(shí)施方式可以使用帶有多個(gè)收集管或室的集成式收集裝置，其中僅對所述管或室中的僅一個(gè)進(jìn)行成像用于ESR。

此外，濃度、量和其他數(shù)值數(shù)據(jù)可在本文中以范圍格式呈現(xiàn)。應(yīng)當(dāng)理解，這樣的范圍格式僅僅是出于方便和簡潔而使用，并且應(yīng)靈活地解釋為不僅包括被明確表述為范圍界限的數(shù)值，而且還包括被包含于該范圍內(nèi)的單個(gè)數(shù)值或子范圍，猶如明確表述了每個(gè)數(shù)值和子范圍。例如，約1nm至約200nm的大小范圍應(yīng)當(dāng)解釋為不僅包括明確表述的約1nm和約200nm的界限，而且還包括單個(gè)大小，諸如2nm、3nm、4nm，以及子范圍，諸如10nm至50nm、20nm至100nm等。

本文所討論或引用的出版物只是為了它們在本申請的申請日之前的公開內(nèi)容而提供的。本文中的任何事項(xiàng)均不應(yīng)解釋為承認(rèn)本發(fā)明無權(quán)憑借在先發(fā)明而提前于這樣的出版物。此外，所提供的公開日期可能不同于實(shí)際公開日期，實(shí)際公開日期可能需要獨(dú)立確認(rèn)。本文提到的所有出版物均通過引用而并入于此，以便公開和描述與引用的出版物相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)和/或方法。下述申請通過引用而全文并入于此用于所有目的：美國專利申請序列號13/355,458,13/244,947,13/769,820,61/852,489，提交于2012年7月18日的標(biāo)題為“Rapid Measurement of Formed Blood Component Sedimentation Rate from Small Sample Volumes”的美國臨時(shí)申請序列號61/673,037；提交于2014年1月22日的美國臨時(shí)申請序列號61/930,432；美國專利8,380,541,8,088,593；美國專利公開號2012/0309636；提交于2012年7月26日的美國專利申請序列號61/676,178；提交于2012年9月25日的PCT/US2012/57155；提交于2011年9月26日的美國申請序列號13/244,946；提交于2011年9月26日的美國專利申請13/244,949；以及提交于2011年9月26日的美國申請序列號61/673,245。

以下段落中列舉了本文所描述的至少一些實(shí)施方式的各個(gè)方面：

方面1.一種方法，包括：對血液樣品使用加速血液組分分離技術(shù)達(dá)一段時(shí)間以從血漿中分離成形血液組分；在加速血液組分分離已經(jīng)開始之后為所述血液樣品中的至少一種成形血液組分建立時(shí)間相關(guān)壓實(shí)曲線，所述壓實(shí)曲線具有初始近似線性部分；至少基于以下各項(xiàng)來確定所述成形血液組分的沉降速率：所述壓實(shí)曲線和紅細(xì)胞比容校正系數(shù)。

方面2.一種方法，包括：將器皿中的血液樣品離心分離達(dá)一段時(shí)間；在離心分離已經(jīng)開始之后為所述血液樣品中的至少一種成形血液組分建立時(shí)間相關(guān)壓實(shí)曲線，所述壓實(shí)曲線具有初始近似線性部分；通過對所述壓實(shí)曲線的近似線性部分使用紅細(xì)胞比容校正系數(shù)來校正紅細(xì)胞比容對所述成形血液組分的沉降速率的影響。

方面3.一種方法，包括：將器皿中的血液樣品離心分離達(dá)一段時(shí)間；在離心分離已經(jīng)開始之后為所述血液樣品中的至少一種成形血液組分建立時(shí)間相關(guān)壓實(shí)曲線；基于公式：使用紅細(xì)胞比容校正系數(shù)來校正紅細(xì)胞比容對所述成形血液組分的沉降速率的影響，

其中U_uncorr和U_corr是未校正(原始)的和校正的沉降速率，是細(xì)胞的體積分?jǐn)?shù)(紅細(xì)胞比容)，以及和γ是通過曲線擬合獲得的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。

方面4.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中針對紅細(xì)胞比容校正系數(shù)的曲線擬合包括用根據(jù)參考技術(shù)的沉降速率校準(zhǔn)根據(jù)基于離心機(jī)的技術(shù)的沉降速率。

方面5.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中所述參考技術(shù)是韋斯特格倫技術(shù)。

方面6.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中高達(dá)15mg/ml 的纖維蛋白原水平不影響沉降速率測量。

方面7.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中所述血液樣品約為100uL或更少。

方面8.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中所述血液樣品約為50uL或更少。

方面9.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中所述血液樣品約為25uL或更少。

方面10.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中離心分離以第一速度發(fā)生達(dá)第一時(shí)間段，繼而以第二、更快的速度發(fā)生達(dá)第二時(shí)間段。

方面11.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中離心分離使用被配置用于允許在離心分離期間對所述血液樣品視覺觀察的離心機(jī)以確立所述血液樣品中的一種或多種成形血液組分的交界面位置。

方面12.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中離心分離使用其上具有窗口的離心機(jī)以使得能夠?qū)崿F(xiàn)對所述血液樣品的視覺觀察，從而確立隨時(shí)間推移的紅細(xì)胞/血漿交界面位置。

方面13.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中離心分離使用離心機(jī)、光源和圖像捕捉裝置以使得能夠?qū)崿F(xiàn)對所述血液樣品視覺觀察，從而確立隨時(shí)間推移的成形血液組分/血漿交界面位置。

方面14.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中通過在所述時(shí)間段內(nèi)捕捉離心器皿中的一種或多種成形血液組分的交界面位置的多個(gè)圖像來收集壓實(shí)曲線數(shù)據(jù)。

方面15.如方面14所述的方法，其中使用所述多個(gè)圖像中的像素位置以準(zhǔn)確地確定交界面位置。

方面16.如方面14所述的方法，其中一旦所述離心機(jī)已經(jīng)達(dá)到最小操作速度就開始圖像的捕捉。

方面17.如方面14所述的方法，其中當(dāng)所述離心機(jī)已經(jīng)開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就開始圖像的捕捉。

方面18.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中在所述樣品正進(jìn)行離心分離時(shí)收集壓實(shí)曲線數(shù)據(jù)。

方面19.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中使用離心分離以獲得所述紅細(xì)胞比容的準(zhǔn)確值并且校正紅細(xì)胞比容對沉降速率測量的作用。

方面20.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中針對紅細(xì)胞比容的校正包括計(jì)算針對所述曲線中出現(xiàn)的多個(gè)成形血液組分交界面位置的數(shù)學(xué)函數(shù)，所述函數(shù)可用于校正因紅細(xì)胞比容的沉降速率變化。

方面21.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中紅細(xì)胞比容校正系數(shù)是在不使用來自所述壓實(shí)曲線的非線性部分的數(shù)據(jù)的情況下確定的。

方面22.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中所述樣品中的紅細(xì)胞比容水平是從與離心分離分開的技術(shù)得到的。

方面23.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中和γ用于擬合優(yōu)化而并不直接涉及到物理參數(shù)。

方面24.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，還包括用于彎曲交界面到平坦交界面的轉(zhuǎn)換的圖像變換。

方面25.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中紅細(xì)胞比容校正能夠基本上消除紅細(xì)胞比容對成形血液組分沉降速率的影響。

方面26.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中選擇圖像變換參數(shù)，使成形血液組分交界面位置的視頻通過圖像變換，繼而選出覆蓋空氣/血漿交界面和紅細(xì)胞交界面兩者的整個(gè)位置范圍的感興趣區(qū)域。

方面27.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中對于所述視頻中的每一時(shí)間點(diǎn)，對所述感興趣區(qū)域內(nèi)跨所述樣品器皿的每一行的像素強(qiáng)度值求平均以產(chǎn)生表示沿所述樣品器皿徑向向下的強(qiáng)度的單列。

方面28.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中繼而將每一時(shí)間點(diǎn)的列匯集成記波圖。

方面29.如方面28所述的方法，其中確定所述圖像的兩個(gè)局部最大值的位置，一個(gè)局部最大值表示所述空氣/血漿交界面而另一個(gè)表示所述血漿/紅細(xì)胞交界面。

方面30.如方面28所述的方法，包括將像素位置轉(zhuǎn)換成整個(gè)樣品所占據(jù)的體積和紅血細(xì)胞所占據(jù)的體積，其中將所述離心器皿的頂部和底部的y位置連同對所述離心器皿的形狀的認(rèn)知一起用作參考位置。

方面31.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，包括將血漿/紅細(xì)胞交界面位置轉(zhuǎn)換成紅血細(xì)胞所占據(jù)的所述體積分?jǐn)?shù)并且相對于時(shí)間繪制為離心機(jī)沉降曲線。

方面32.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中使用沉降分布圖的線性區(qū)域來提取沉降速率。

方面33.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，還包括得到與所述韋斯特格倫ESR線性相關(guān)的所述沉降速率的估計(jì)，從離心機(jī)得到的、校正了紅細(xì)胞比容的數(shù)據(jù)使用以下公式進(jìn)行進(jìn)一步校正：估計(jì)的韋斯特格倫ESR＝10^(((LOG(校正了HCT的ESR)-LOG(644.11))/0.1367))。

方面34.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，還包括對Log(ESR)值進(jìn)行紅細(xì)胞比容校正和線性變換以建立沉降速率的線性圖。

方面35.如上述方面中的任何一個(gè)所述的方法，其中所述血液樣品是全血。

方面36.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中所述血液樣品是抗凝樣品。

方面37.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中所述成形血液組分是白血細(xì)胞。

方面38.如上述方面中的任何一個(gè)所述的方法，其中所述成形血液組分是血小板。

方面39.如上述方面中的任何一個(gè)所述的方法，還包括在離心分離已經(jīng)開始之后確定白細(xì)胞沉降速率，其中測量白細(xì)胞沉降速率表征了與所述白血細(xì)胞有關(guān)的下列各項(xiàng)中的至少一個(gè)：細(xì)胞密度、形狀和聚集狀態(tài)。

方面40.一種方法，包括：從加速血液樣品壓實(shí)過程收集隨時(shí)間推移的成形血液組分和血漿交界面位置的多個(gè)圖像；對所述多個(gè)圖像執(zhí)行圖像變換以將具有彎曲交界面的圖像變換成具有筆直直線交界面的校正圖像；基于在所述校正圖像中的交界面位置為所述血液樣品中的至少一種成形血液組分建立時(shí)間相關(guān)壓實(shí)曲線。

方面41.一種方法，包括：將器皿中的血液樣品離心分離達(dá)一段時(shí)間；隨時(shí)間推移收集成形血液組分和血漿交界面位置的多個(gè)圖像；對所述圖像執(zhí)行圖像變換以將具有彎曲交界面的圖像變換成具有筆直直線交界面的校正圖像；在離心分離已經(jīng)開始之后基于所述校正圖像中的交界面位置為所述血液樣品中的至少一種成形血液組分建立時(shí)間相關(guān)壓實(shí)曲線。

方面42.一種方法，包括：使用可編程處理器控制的系統(tǒng)將血液樣品的至少一部分從血液樣品位置轉(zhuǎn)移到離心器皿中；使用受可編程處理器控制的樣品處理系統(tǒng)將所述器皿從第一可尋址位置轉(zhuǎn)移到具有第二可尋址位置的離心機(jī)；將所述器皿中的血液樣品離心分離達(dá)一段時(shí)間；隨時(shí)間推移收集成形血液組分和血漿交界面位置的多個(gè)圖像；

在離心分離已經(jīng)開始之后基于所述校正圖像中的交界面位置為所述血液樣品中的至少一種成形血液組分建立時(shí)間相關(guān)壓實(shí)曲線。

方面43.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中所述離心機(jī)具有約15cm或更小直徑的轉(zhuǎn)子。

方面44.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中所述離心機(jī)具有約10cm或更小直徑的轉(zhuǎn)子。

方面45.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中所述離心機(jī)具有在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)劃定最長尺寸為約15cm或更小的區(qū)域的轉(zhuǎn)子。

方面46.如上述方面中任何一個(gè)所述的方法，其中所述離心機(jī)具有在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)劃定最長尺寸為約10cm或更小的區(qū)域的轉(zhuǎn)子。

方面47.一種方法，包括：將器皿中的血液樣品離心分離達(dá)一段時(shí)間；改變離心分離速度以建立至少一種成形血液組分在所述段時(shí)間內(nèi)的線性壓實(shí)曲線直到壓實(shí)已經(jīng)完成；監(jiān)測離心分離速度分布圖達(dá)時(shí)間段的至少一部分；以及基于所述離心分離速度分布圖確定血液組分沉降速率。

方面48.一種方法，包括：將器皿中的血液樣品離心分離達(dá)一段時(shí)間；在初始時(shí)間收集成形血液組分和血漿交界面位置的至少第一單一圖像；在沉降的速率仍是線性的第二時(shí)間收集成形血液組分和血漿交界面位置的至少第二單一圖像；基于所計(jì)算的線性沉降速率和紅細(xì)胞比容校正系數(shù)來計(jì)算所述血液樣品中的至少一種成形血液組分的沉降速率。

方面49.一種與樣品一起使用的裝置，所述裝置包括：

離心機(jī)，其具有離心器皿保持器，所述離心器皿保持器被配置用于允許在離心分離期間對所述器皿保持器中的血液組分交界面位置的檢測。

方面50.如方面49所述的裝置，其中所述離心機(jī)具有窗口，用以允許在離心分離期間對所述離心器皿保持器的視覺觀察。

方面51.如方面49所述的裝置，其中所述離心機(jī)具有照明源，用以允許對所述樣品中的血液組分交界面位置的檢測。

方面52.一種系統(tǒng)，包括：具有離心器皿保持器的離心機(jī)，所述離心器皿保持器被配置用于允許在離心分離期間對所述器皿保持器中的血液組分交界面位置的檢測；樣品處理系統(tǒng)，其用于將血液樣品從第一位置運(yùn)送到所述離心機(jī)上的位置；以及處理器，其被編程用于在離心分離的至少一部分期間記錄交界面位置。

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