快速測(cè)量小容量樣本中有形血液成分的沉降率的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】快速測(cè)量小容量樣本中有形血液成分的沉降率
[0001] 背景資料
[0002] 紅細(xì)胞沉降速率（ESR)，又稱(chēng)為沉降率或Biernacki反應(yīng)，是紅細(xì)胞沉淀的速度， 通常在一個(gè)小時(shí)（1)的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。這是一種常見(jiàn)的血液學(xué)檢查，而且是炎癥的一 種非特異性測(cè)量。使用一種傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行此項(xiàng)檢查時(shí)，將抗凝血樣放置在一個(gè)直立的試管 內(nèi)，就是我們所知的Westergren-Katz管，測(cè)量該紅細(xì)胞的沉淀速度并以"mm/小時(shí)"單位進(jìn) 行報(bào)告。特別是該Westergren方法需要采集2ml靜脈血放入一個(gè)含有0. 5ml枸櫞酸鈉的 試管內(nèi)。該樣本儲(chǔ)存時(shí)間室溫下不應(yīng)該超過(guò)2小時(shí)，或者4°C時(shí)不超過(guò)6個(gè)小時(shí)。抽吸該血 樣至Westergren-Katz管200mm標(biāo)志處。該試管室溫下以嚴(yán)格的垂直位放置在一個(gè)支架上 一小時(shí)，測(cè)量在這段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的從月?tīng)畋砻孀畹忘c(diǎn)到無(wú)紅細(xì)胞血漿與含紅細(xì)胞樣本交界 面之間的距離。紅細(xì)胞交界面移動(dòng)的距離，按1小時(shí)內(nèi)多少毫米表示時(shí)即為ESR。
[0003] ESR由促沉淀因素主要是纖維蛋白原（但也可能是血漿C反應(yīng)蛋白（CRP)、免疫球 蛋白A和G、α 1-酸性糖蛋白和α-l抗胰蛋白酶水平），和抗沉淀因素主要是紅細(xì)胞上的陰 性電荷（電動(dòng)電勢(shì)）之間的平衡所決定。在一個(gè)炎癥的示范中，血漿中高濃度的纖維蛋白 原水平造成紅細(xì)胞之間相互粘合在一起。該紅細(xì)胞粘附堆積在一起形成所謂的"緡線狀"， 其沉淀速度較單個(gè)細(xì)胞快。緡線狀形成也可以發(fā)生在一些淋巴增殖異常的情況，此時(shí)會(huì)發(fā) 現(xiàn)一種或多種高濃度的免疫球蛋白。盡管如此，緡線狀形成在馬、貓或豬等動(dòng)物中可以是一 種正常的生理狀況。
[0004] 任何原因和病灶引起的炎癥都會(huì)使ESR升高。ESR在懷孕和類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎時(shí)升 高，而在紅血球增多癥、鐮狀紅細(xì)胞性貧血、遺傳性球形紅細(xì)胞血癥和先天性心臟病中是降 低的。女性的ESR基礎(chǔ)值稍高。
[0005] 測(cè)量ESR的標(biāo)準(zhǔn)確定方法是Westergren檢測(cè)。這種檢測(cè)需要使用大容量的血液 樣本，通常是幾毫升。由于許多樣本的ESR可以低至IOmm/小時(shí)，所以通常需要一個(gè)小時(shí)的 孵育時(shí)間。使ESR增加的炎性因子包括纖維蛋白原、C-反應(yīng)蛋白（CRP)和一些免疫球蛋白， 這些因子可以使ESR增加至IOOmm/小時(shí)。
[0006] 實(shí)施血沉檢測(cè)的傳統(tǒng)方法有各種局限性。例如所討論的Westergren血沉檢測(cè)需 要抽取一個(gè)相當(dāng)大的血容量。而且傳統(tǒng)的血沉檢測(cè)技術(shù)需要相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，并且在獲 得檢測(cè)結(jié)果時(shí)會(huì)出現(xiàn)時(shí)間上的滯后，可能會(huì)導(dǎo)致診斷和治療的延遲，對(duì)患者的健康狀況造 成有害的影響。
[0007] 引置條款
[0008] 本說(shuō)明書(shū)中提及的所有出版物、專(zhuān)利和專(zhuān)利應(yīng)用都是以同等程度的引用方式并入 本文中，就像每一個(gè)單獨(dú)的出版物、專(zhuān)利或?qū)＠麘?yīng)用被特定地和單獨(dú)地指示作為引用方式 并入本文一樣。
[0009] 摘要
[0010] 在一個(gè)非常短的時(shí)間內(nèi)，例如但不限于大約幾秒鐘到幾分鐘之內(nèi)完成血沉檢測(cè)可 能是非常需要的。在所用的檢測(cè)設(shè)置方面，僅使用很小容量的血液進(jìn)行血沉測(cè)量也可能是 非常需要的，這種小容量血液可以通過(guò)不同取血位置、非靜脈血抽取或較小的靜脈血抽取 來(lái)獲得。而通過(guò)一種自動(dòng)方式（不需人工觀察）進(jìn)行血沉測(cè)量以及對(duì)測(cè)量結(jié)果生成一份客 觀的報(bào)告則可能是更進(jìn)一步的需求。除此以外，對(duì)優(yōu)化病人處理有幫助的進(jìn)一步信息可能 通過(guò)實(shí)施以及（或者）最大速度地復(fù)合測(cè)量與血沉相平行的其他分析參數(shù)來(lái)獲得。
[0011] 此處所示的一個(gè)實(shí)例中，該血沉測(cè)量可能使用（1)用于分離紅細(xì)胞和血漿的離心 技術(shù)；以及（2)錄像和（或）靜態(tài)成像功能。二者可能被單獨(dú)使用，或聯(lián)合使用以加速紅細(xì) 胞沉淀和其速率的測(cè)量。當(dāng)然，除離心以外的其他加速沉淀技術(shù)可能被用來(lái)替代離心或與 離心聯(lián)合使用來(lái)分離血液成分。
[0012] 在一個(gè)非限制性示范中，該方法可能有助于（1)使用諸如大約20-25微升（"uL" 或"μ L"）或更少的小容量血液樣本快速測(cè)量ESR (數(shù)秒鐘之內(nèi)）；（2)使用自動(dòng)圖像分析 技術(shù)確定紅細(xì)胞沉降率和紅細(xì)胞比容；以及（或者）（3)使用自動(dòng)技術(shù)對(duì)紅細(xì)胞比容對(duì)未校 正ESR產(chǎn)生的影響進(jìn)行補(bǔ)償，以提供一個(gè)與傳統(tǒng)Westergren法相符合的數(shù)值。當(dāng)然，并不 除外使用大容量血液樣本的其他實(shí)例。由于可以對(duì)紅細(xì)胞比容進(jìn)行校正，此處所示的一些 血沉測(cè)量技術(shù)實(shí)例比傳統(tǒng)Westergren技術(shù)更健全，而且可以用于纖維蛋白原和（或）紅細(xì) 胞比容水平位于Westergren檢測(cè)所必需的狹窄范圍以外的樣本。
[0013] 使用此處的一個(gè)實(shí)例，使用一個(gè)小容量血液樣本可以在數(shù)秒鐘之內(nèi)獲得校正后的 ESR，對(duì)紅細(xì)胞比容對(duì)ESR的影響進(jìn)行補(bǔ)償。在初始離心階段的數(shù)秒鐘之內(nèi)獲得的該結(jié)果可 以為該患者加速送達(dá)一個(gè)診斷。
[0014] 而且，在多種檢測(cè)過(guò)程中，一個(gè)普遍使用的預(yù)處理步驟已經(jīng)涉及在測(cè)量細(xì)胞標(biāo)記 物和分析血漿/血清成分表達(dá)之前將紅細(xì)胞和白細(xì)胞從血漿或血清中分離出來(lái)。因此，很 方便在分析準(zhǔn)備階段已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施這種預(yù)處理操作的同時(shí)加入一個(gè)ESR檢測(cè)。該ESR的測(cè) 量并不會(huì)占額外的處理時(shí)間或占用通過(guò)非靜脈取血所獲得的有限血液量方面在產(chǎn)生明顯 的負(fù)擔(dān)。對(duì)非限制性示范，應(yīng)該理解的是，檢測(cè)操作，包括預(yù)處理步驟，可能在一個(gè)單一的儀 器系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行。可選擇地，一些實(shí)例可能在一個(gè)裝置內(nèi)執(zhí)行一個(gè)或幾個(gè)步驟，而在另一個(gè)裝 置內(nèi)執(zhí)行另外一個(gè)或多個(gè)步驟。
[0015] 還應(yīng)該理解的是此處所描述的實(shí)例可能適宜備有以下所描述一項(xiàng)或多項(xiàng)配置。在 一個(gè)非限制性示范中，一個(gè)典型的操作規(guī)程可能是在一個(gè)離心容器內(nèi)盛裝20uL血液，并在 一個(gè)甩平式離心轉(zhuǎn)子內(nèi)以4000rpm(580*g)速度離心10s。在這個(gè)期間內(nèi)，含有紅細(xì)胞的樣 本部分與無(wú)紅細(xì)胞部分之間的交界面通過(guò)攝像進(jìn)行觀察。盡管不除外其他時(shí)間段，但是在 這個(gè)短期時(shí)間內(nèi)獲得該ESR的測(cè)量可以是非常有利的?？蛇x擇地，一些實(shí)例可能會(huì)校正受 紅細(xì)胞比容影響的"未加工"的ESR值。紅細(xì)胞比容可能同時(shí)在用于原始ESR測(cè)量的操作 中進(jìn)行測(cè)量。一個(gè)非限制性示范中，在一個(gè)用來(lái)測(cè)量ESR的相對(duì)低轉(zhuǎn)速的離心后，該轉(zhuǎn)速會(huì) 被增加以沉積紅細(xì)胞。紅細(xì)胞比容通過(guò)對(duì)壓積的紅細(xì)胞和上清血漿容量的圖像分析進(jìn)行確 定?？蛇x擇地，其他測(cè)量紅細(xì)胞比容的技術(shù)也可能被用于校正"原始"ESR數(shù)值。
[0016] 此處至少一部分實(shí)例可能不使用對(duì)沉降曲線非線性（指數(shù)）部分進(jìn)行一種線性變 形斜率的計(jì)算而對(duì)ESR進(jìn)行校正。
[0017] 此處至少一部分實(shí)例可能不使用針對(duì)發(fā)生在沉降曲線非線性部分的多個(gè)紅細(xì)胞/ 血漿交界面位置所進(jìn)行的一種數(shù)學(xué)功能計(jì)算而對(duì)ESR進(jìn)行校正。
[0018] 此處至少一部分實(shí)例可能不用選擇位于所述沉降曲線非線性部分的一個(gè)階段來(lái) 對(duì)ESR進(jìn)行校正。
[0019] 此處至少一部分實(shí)例可能僅僅根據(jù)對(duì)沉降曲線線性部分的測(cè)量而對(duì)ESR進(jìn)行校 正。
[0020] 此處至少一部分實(shí)例可能根據(jù)對(duì)沉降曲線實(shí)質(zhì)上的線性組成部分的測(cè)量而對(duì)ESR 進(jìn)行校正。至于"實(shí)質(zhì)上的組成部分"，我們的意思是至少90%或以上的測(cè)量是基于該線性 部分的。
[0021] 此處至少一部分實(shí)例可能不使用針對(duì)代表該血液樣本中紅細(xì)胞之間的排斥力重 要性的沉降曲線非線性部分所進(jìn)行的一種數(shù)學(xué)功能計(jì)算而對(duì)ESR進(jìn)行校正。
[0022] 此處至少一部分實(shí)例可能不用取消形成沉降曲線一個(gè)線性部分的樣本離心這一 時(shí)間段而ESR進(jìn)行校正。
[0023] 此處至少一部分實(shí)例可能針對(duì)紅細(xì)胞比容對(duì)ESR進(jìn)行校正，而對(duì)該紅細(xì)胞比容的 測(cè)量不是源于離心技術(shù)，例如，用洗滌劑裂解紅細(xì)胞，然后與鐵氰化物和氰化物混合，對(duì)所 形成的氰變血紅蛋白的吸收情況進(jìn)行測(cè)量。
[0024] 此處至少一部分實(shí)例可能具備經(jīng)過(guò)調(diào)整的血液樣本，以便在一個(gè)已知的紅細(xì)胞比 容水平下進(jìn)行血沉的測(cè)量。
[0025] 在此處所述的至少一部分實(shí)例中，所提供的一個(gè)方法含有：對(duì)一份血液樣本使用 一種加速血液成分分離的技術(shù)，用于在一段時(shí)間內(nèi)將有形血液成分從血漿中分離；根據(jù)至 少以下步驟確定該有形血液成分的沉降率：一個(gè)時(shí)間相關(guān)的壓積曲線以及一個(gè)紅細(xì)胞比容 的校正因子，其中所述血液樣本中的至少一種有形血液成分的時(shí)間相關(guān)的壓積曲線是在加 速血液成分分離開(kāi)始后被確定的，所述的壓積曲線有一個(gè)接近線性的起始部分以及線性部 分之后的非線性部分。
[0026] 在此處所述的至少一部分實(shí)例中，所提供的一個(gè)方法含有：在一個(gè)容器內(nèi)對(duì)一份 血液樣本離心一段時(shí)間；離心開(kāi)始后，為所述血液樣本中的至少一種有形血液成分繪制一 個(gè)時(shí)間相關(guān)的壓積曲線，所述的壓積曲線有一個(gè)接近線性的起始部分；通過(guò)使用一個(gè)紅細(xì) 胞比容校正因子，在所述壓積曲線的近似線性部分，對(duì)紅細(xì)胞比容對(duì)該有形血液成分沉降 率的影響進(jìn)行校正。
[0027] 應(yīng)該理解本發(fā)明的實(shí)施方案適合以下所描述一項(xiàng)或多項(xiàng)配置。在一個(gè)非限制性 示范中，該方法含有將通過(guò)離心技術(shù)所獲得的沉降率與一種參照技術(shù)所獲得的沉降率進(jìn)行 校準(zhǔn)?？蛇x擇地，該參照技術(shù)是Westergren技術(shù)?？蛇x擇地，該樣本大約有25uL或更少。 可選擇地，在一個(gè)第一時(shí)間段內(nèi)以一個(gè)第一種速度離心，然后在一個(gè)第二時(shí)間段內(nèi)，以一個(gè) 更快的第二種速度進(jìn)行離心?？蛇x擇地，離心過(guò)程包括使用一臺(tái)離心機(jī)允許在離心時(shí)對(duì)該 血液樣本進(jìn)行視覺(jué)觀察，以建立該血液樣本中的一種或多種有形成分之間的交界面位置。 可選擇地，離心過(guò)程包括使用一臺(tái)帶有一個(gè)窗口的離心機(jī)，可以對(duì)該血液樣本進(jìn)行視覺(jué)觀 察以建立一段時(shí)間內(nèi)紅細(xì)胞/血漿的交界面位置?？蛇x擇地，離心過(guò)程包括使用一臺(tái)離心 機(jī)、一個(gè)光源、和一個(gè)圖像攝取設(shè)備，對(duì)該血液樣本進(jìn)行視覺(jué)觀察以建立一段時(shí)間內(nèi)紅細(xì)胞 /血漿的交界面位置。可選擇地，通過(guò)攝取一段時(shí)間中一個(gè)離心容器內(nèi)一種或多種有形血 液成分交界面位置的多幅圖像采集壓積曲線數(shù)據(jù)?？蛇x擇地，該多幅圖像中的像素位置被 用來(lái)準(zhǔn)確地確定交界面的位置?？蛇x擇地，通過(guò)一段時(shí)間中對(duì)一個(gè)離心容器內(nèi)一種或多種 有形血液成分一個(gè)交界面位置的拍