来自小样品体积的成形血液组分沉降速率的快速测量制造技术

描述了用于测量成形血液组分沉降速率的装置和方法。一些方法可以使用(1)用于从血浆中分离红血细胞的离心分离技术和(2)视频和/或静态成像能力。两者可以单独使用或者结合使用以使成形血液组分沉降加速并且测量其速率。在一个示例中，所述方法可以有利地使得使用小血液样品体积能够实现对沉降速率的快速测量。自动化图像分析可以用于确定沉降速率和红细胞比容。自动化技术可以用于补偿红细胞比容对未校正的沉降速率数据的影响。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景红细胞沉降速率(ESR，erythrocyte sedimentation rate)，也称为沉降速率或别尔纳茨基(Biernacki)反应，是指红血细胞沉降的速率，通常是在为期一(1)小时的时间内测量的。它是一种常见的血液学检验和一种对炎症的非特异性测量。为了使用传统技术进行检验，将抗凝血放置在直立管中，该直立管被称为韦斯特格伦-卡兹(Westergren-Katz)管，并且以mm/小时来测量红血细胞沉降的速率并对其进行描记。具体地，韦斯特格伦方法需要将2ml的静脉血液收集到含有0.5ml的柠檬酸钠的管中。样品应在室温下储存不超过2小时或在4℃下储存不超过6小时。血液被吸入韦斯特格伦-卡兹管中到200mm标志处。将该管在机架中放置于绝对垂直的位置在室温下达一小时，在此时测量表面弯月面的最低点到无红细胞的血浆与样品的由红细胞占据的部分之间的交界面的距离。以1小时多少毫米(mm/h)所表示的红细胞交界面所移动的距离为ESR。ESR受亲沉降因素与抗沉降因素之间的平衡制约，所述亲沉降因素主要指纤维蛋白原(但是也可能指血清C反应蛋白(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红细胞的负电荷(ζ电势)。在炎症的影响的一个示例中，血浆中高浓度的纤维蛋白原造成红血细胞彼此粘附。红血细胞粘附以形成被称为“红细胞钱串”的堆栈，所述堆栈比单个红细胞沉淀得更快。红细胞钱串形成还可能与淋巴细胞增生性障碍相关联地出现，在淋巴细胞增生性障碍中发现一种或多种免疫球蛋白处于高浓度。然而，在马、猫和猪中红细胞钱串形成可能是正常生理发现。ESR因任何炎症的病因或病灶而增大。在怀孕和类风湿性关节炎中ESR增大，而在红细胞增多症、镰状细胞性贫血、遗传性球形红细胞病和充血性心衰中ESR减小。女性中基础ESR略微更高些。用于测量ESR的标准断定方法是韦斯特格伦检验，并且该检验使用大体积的血液，通常为若干ml。由于许多样品具有低至10mm/小时的ESR，因此其通常需要一个小时的温育。使ESR增大的炎症因素包括纤维蛋白原、C反应蛋白(CRP)以及一些免疫球蛋白，这些可以使ESR增加到高达100mm/小时。用于进行沉降检验的传统技术具有各种限制。例如，如所讨论的，韦斯特格伦沉降检验需要抽取相当大体积的血液。此外，传统沉降检验技术花费大幅时间段并且可能在获得测试结果中造成时间滞后，时间滞后可能导致诊断和治疗的延误，这可能会对患者的健康产生有害影响。援引并入本说明书中所提及的所有出版物、专利和专利申请均通过引用而并入于此，程度犹如具体地和个别地指出要通过引用而并入每一个别出版物、专利或专利申请。
技术实现思路
可能期望具有可以在非常短的时间内完成沉降速率检验，诸如但不限于在数秒至几分钟的量级上完成。对于分布式检验设置，还可能期望具有仅使用小血液体积的沉降速率测量，诸如可以通过备选部位、非静脉采血或最低限度静脉采血来获取。还可能期望以自动化方式(无需人工观察)进行沉降测量并创立所述测量的客观记录。此外，可以通过执行并且/或者使与沉降速率测量并行的其他分析参数的复用测量的速度最大化来获得在优化患者的管理中有用的进一步信息。在本文所描述的一个实施方式中，所述沉降速率测量方法可以使用(1)用于从血浆中分离红血细胞的离心分离技术和(2)视频和/或静态成像能力。两者都可以单独使用或者结合使用以使红细胞沉降加速并且测量其速率。当然，可以使用除了离心分离以外的用于使沉降加速的技术来代替离心分离或者与离心分离结合以分离血液组分。在一个非限制性示例中，所述方法可以有利地(1)使得能够实现用诸如约20-25微升(“uL”或“μL”)或更少的小血液样品体积对ESR的快速测量(秒)，(2)使得使用自动图像分析能够确定红血细胞沉降速率和红细胞比容两者，以及/或者(3)使得自动化技术能够补偿红细胞比容对未校正的ESR的影响以便提供对应于传统韦斯特格伦法的值。当然，不排除使用大体积血液的备选实施方式。由于校正红细胞比容的能力，本文所描述的沉降测量技术的一些实施方式比传统韦斯特格伦技术更加稳健，并且可以用在具有在韦斯特格伦测试所要求的狭窄范围之外的纤维蛋白原和/或红细胞比容水平的样品上。使用本文的实施方式，使用小血液体积大约几秒就可获取校正的ESR并且其补偿了红细胞比容对ESR的影响。在初始离心分离期间大约几秒获取结果可以加速诊断向患者的递送。再者，在复用测定程序的背景下，常见的预处理步骤已经涉及在对存在于血浆/血清中的细胞标志物和分析物的测量之前从血浆或血清中分离红细胞和白细胞。因而，便于合并ESR测量连同这样的预处理程序，该预处理程序将会在测定准备过程中已被执行。所述ESR测量将不会在额外的处理时间或可从非静脉收集方法得到的有限数量血液的使用方面造成显著的负担。举非限制性示例而言，应当理解，包括(一个或多个)预处理步骤的测定处理可以发生在单一仪器化系统中。可选地，一些实施方式可以在一个仪器中执行一个或多个步骤而在另一仪器中执行另外的一个或多个步骤。还应当理解，本文所描述的实施方式可以适于具有下文所描述的一个或多个特征。在一个非限制性示例中，典型的方案可以取20uL血液于离心器皿中并且使摆式离心机转子以4000rpm(580*g)旋转约10s。在此期间，通过视频成像来观察含有红血细胞的样品部分与清除了红血细胞的样品部分之间的交界面。虽然不排除其他的时间段，但是在这一短的时间段内获得ESR测量值可能是有利的。可选地，一些实施方式可以针对红细胞比容的影响而校正这些“原始”ESR值。可以在与用于原始ESR的测量的操作相同的操作中测量红细胞比容。在一个非限制示例中，在离心分离期间用以测量ESR的相对低速的旋转之后，增加旋转速度以压积红血细胞。通过对压积的红血细胞的图像分析和上清液血浆体积来确定红细胞比容。可选地，还可以使用其他用于测量红细胞比容的技术来校正“原始”ESR值。本文的实施方式中的至少一个可以在不使用沉降曲线的非线性(指数)部分的基本线性变换的斜率的计算的情况下校正ESR。本文的实施方式中的至少一个可以在不计算发生在沉降曲线的非线性部分的多个红细胞/血浆交界面位置的数学函数的情况下校正ESR。本文的实施方式中的至少一个可以在不选择位于沉降曲线的所述非线性部分中的一段沉降曲线的情况下校正ESR。本文的实施方式中的至少一个可以仅基于沉降曲线的(一个或多个)线性部分的测量来校正ESR。本文的实施方式中的至少一个可以基于基本上由沉降曲线的(一个或多个)线性部分组成的测量来校正ESR。通过“基本上由……组成”，是指所述测量的至少90％或更多是基于(一个或多个)线性部分。本文的实施方式中的至少一个可以在不确定表示血液样品中细胞间红细胞相斥的幅度的沉降曲线的非线性节段的数学函数的情况下校正ESR。本文的实施方式中的至少一个可以在不否定样品离心分离期间形成沉降曲线的线性部分的时间段的情况下校正ESR。本文的实施方式中的至少一个可以使用不是从离心分离技术得到的红细胞比容测量来针对红细胞比容校正ESR，举例而言，诸如红细胞用洗涤剂的溶解并与铁氰化物和氰化物混合，接着对所形成的氰化高铁血红蛋白的吸光度的测量。本文本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：对器皿中的血液样品使用加速血液组分分离技术达至少一段时间；在初始时间捕捉所述器皿中的成形血液组分和血浆交界面位置的至少第一单一图像；在线性沉降时间段内的第二时间捕捉成形血液组分和血浆交界面位置的至少第二单一图像；基于所计算的线性沉降速率和红细胞比容校正系数计算所述血液样品中的至少一种成形血液组分的沉降速率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.22 US 61/930,4321.一种方法，包括：对器皿中的血液样品使用加速血液组分分离技术达至少一段时间；在初始时间捕捉所述器皿中的成形血液组分和血浆交界面位置的至少第一单一图像；在线性沉降时间段内的第二时间捕捉成形血液组分和血浆交界面位置的至少第二单一图像；基于所计算的线性沉降速率和红细胞比容校正系数计算所述血液样品中的至少一种成形血液组分的沉降速率。2.如权利要求1所述的方法，其中：所述加速血液组分分离技术包括离心分离。3.如权利要求2所述的方法，还包括用根据参考技术的沉降速率校准根据基于离心机的技术的沉降速率。4.如权利要求4所述的方法，其中所述参考技术是自动化韦斯特格伦技术。5.如权利要求4所述的方法，其中所述参考技术是人工韦斯特格伦技术。6.如权利要求1所述的方法，其中所述血液样品为约25μL或更少。7.如权利要求2所述的方法，其中离心分离以第一速度发生达第一时间段，继而以第二更快的速度发生达第二时间段。8.如权利要求7所述的方法，其中所述第一速度被配置用于对所述样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对于与所述第一速度相关联的基本上一致的力更大的力但是处于更大的力变化范围。9.如权利要求2所述的方法，其中所述加速血液组分分离技术以第一G力发生达第一时间段，继而以第二更大的G力发生达第二时间段。10.如权利要求7所述的方法，其中所述第一G力是以基本上一致的力对所述样品提供的，而所述第二第一G力是以相对于所述第一G力的基本上一致的力更大的力但也处于更大的力变化范围而提供的。11.如权利要求10所述的方法，其中所述第一G力处于约35G至约45G的范围中。12.如权利要求10所述的方法，其中所述第一G力处于约30G至约50G的范围中。13.如权利要求10所述的方法，其中所述第一G力处于约10G至约60G的范围中。14.如权利要求10所述的方法，其中所述第二G力处于约10G至约100G的范围中。15....

【专利技术属性】
技术研发人员：M·戴耶尔，S·阿内卡尔，E·霍姆斯，
申请(专利权)人：赛拉诺斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US