用于监测生物统计指标的组合物和方法技术

本发明专利技术涉及用于监测生物统计指标的组合物和方法。本发明专利技术描述哺乳动物个体的生物统计指标的测量方法。相关生物统计指标包括血细胞比容、血浆容量、分布容量和肾小球滤过率。所述方法尤其适用于具有快速失血的个体和具有不稳定血细胞比容的个体。可以通过将具有动态荧光标记和静态荧光标记或具有两种荧光标签的单一静态标记的注射液投与到所述个体的血管系统中，并且监测所述标记或荧光标签在一段时间内的发射强度来测量血细胞比容。然后可以使用经校准光谱分析仪，通过测定所述标记在T0时的原始比率，计算表观血细胞比容，并且应用校正因子来计算血细胞比容。

Compositions and methods for monitoring biometric indices

The present invention relates to compositions and methods for monitoring biometric indices. The present invention describes a method for measuring biometric indices of mammal individuals. Related biometric indexes include hematocrit, plasma volume, distribution capacity and glomerular filtration rate. The method is particularly applicable to individuals with rapid blood loss and individuals with unstable hematocrit. The injection of a single static marker with a dynamic fluorescent label and a static fluorescent label or a single static marker with two kinds of fluorescent labels can be applied to the vascular system of the individual, and the specific volume of the blood cell can be measured by the monitoring of the emission intensity of the label or fluorescence label over a period of time. A calibrated spectral analyzer can then be used to calculate the specific volume of apparent blood cells by measuring the original ratio of the markers at T0, and to calculate the specific volume of blood cells by using the correction factor.

【技术实现步骤摘要】
用于监测生物统计指标的组合物和方法本申请是申请日为2013年2月15日，申请号为201380019079.6，专利技术名称为“用于监测生物统计指标的组合物和方法”的申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求2012年2月17日提交的美国临时申请第61/600,182号的优先权，其揭示内容以其全文并入本文中。
本专利技术涉及用于监测生物统计指标的组合物和方法。
技术介绍
本专利技术大体上涉及从哺乳动物个体，并且优选地人类个体收集生物统计信息的组合物和方法。更具体地说，本专利技术是针对用于定量个体的血细胞比容和其它生理参数的荧光光谱法，所述方法是通过将包含一或多种荧光标记的经校准注射液引入到个体的血管系统中，并且监测所述荧光标记在一段时间内的发射强度。生物统计指标是开业医生用于辅助诊断患者的有价值的工具，并且其确定恰当的医学治疗过程的能力通常受限于对快速和准确的定量生物统计信息的访问。开业医生所用的一些常见生物统计指标包括核心体温、血压、心率和呼吸率、血氧合和血细胞比容、肾小球滤过率(“GFR”)等。虽然开业医生可以偏爱在决定特定治疗之前评定多个生物统计指标，但是患者的病况会快于可以评定指标恶化。在这些情况下，要求开业医生用有限的信息作出决策，有可能降低患者的存活机率。因此，需要能够迅速并准确地测定一或多个生物统计指标的方法和装置。血细胞比容(“HCT”)也统称为红细胞压积，是红血细胞与总血容量的容量比。血细胞比容可以基于性别和年龄而有所不同。健康成年人的典型血细胞比容水平是男性约45％并且女性约40％。HCT常用于在患者护理的早期辅助诊断，并且异常HCT水平可以指示某些医学病况。已经将异常高的血细胞比容水平与登革热(denguefever)、缺氧相关疾病(例如COPD)、脱水等联系在一起，同时已经将异常低的血细胞比容水平与出血、由低红细胞生成素水平引起的慢性肾病、减充血性心力衰竭等联系在一起。存在若干种目前可用于测定HCT的方法和装置。名称“红细胞压积”源于HCT的传统测定方法，在所述传统测定方法中，向肝素化血液样品施加离心力，接着测量红血细胞与总血容量的容量比。虽然这种方法相对准确，但是为了分析，通常将血液样品传送到与患者护理房间分开的医学实验室，这会大幅度增加样品处理时间并限制其在时间棘手的医学情况中的效用。已经开发出非侵袭性光谱HCT装置，例如HemaMetrics(凯斯维尔(Kaysville)，犹他州(UT))的Critxcan"，通过利用血液的光学特性来解决传统方法的一些限制。本领域中已知血液具有非线性光学特性，其产生波长相关的光衰减系数。已知这些衰减系数也是血细胞比容相关的。一些波长(例如620和680nm)的衰减系数已知是相对线性的，而其它波长(例如488和594nm)的衰减系数已知是非线性的。非侵袭性光谱HCT装置测量两种或两种以上具有不同波长和衰减系数的光信号在组织的高度血管化部分上的相对衰减。常规操作通过使光信号穿过第一光导管传输到第一光学界面并且进入组织部分中开始，其中所述组织与光信号以光学方式相互作用，产生衰减信号。衰减信号然后可以传输或反射到第二光学界面，其中第二光导管将光信息传输到检测器。然后使用预定数学关系式将衰减信号强度的比率转化成血细胞比容水平。这些非侵袭性光谱HCT方法和装置通常使用一或多种常规噪声处理技术，例如相对脉动信号分析，以便获得足以允许准确测量的信噪比。如在本申请中所使用的“光导管”意指透明光波导，例如纤维光缆或光反射管，其能够将光信号从一个位置传输到另一个位置。光导管可以包含光波导，例如单一纤维光缆或围绕常见光源和光学界面排列的多个光波导，例如一束纤维光缆。“光学界面”是将光导管的远离光源或光信号检测器的终端与外部环境隔开的光学边界。虽然非侵袭性光谱HCT装置和其它非侵袭性直接光谱装置(例如脉搏血氧计)提供几乎瞬时并且相对准确的结果，但是它们受限于其对相对较大一部分组织容纳多个光学界面的需要。这些装置还受限于皮肤组织传输足够光信息水平的能力，和其对多个光学界面之间固定的光学几何(通常产生机械刚性装置)的需要。多个界面之间固定的光学几何由于由多个光学界面处的光散射引起的光学噪声，进一步限制这些装置通过使用一次性无菌屏障(例如低密度聚乙烯(LDPE)塑料衬管)维持无菌环境的能力。因此，通常处理掉光谱传感器本身以维持无菌环境。重症加强护理病房中所用的一次性脉搏血氧计是常见实例。虽然这个策略维持无菌环境，但是相比于使用传统无菌屏障，它也显著增加医疗护理的成本。先前已经在美国专利申请第12/425,827号和第12/946,471号以及PCT专利申请第PCTIUS2009/040994号和第PCT/US10/32997号中揭示用于通过单一柔性光导管监测肾小球滤过率(“GFR”)并且测定血浆容量的侵袭性间接荧光光谱方法和装置。如本申请中所定义，术语“血浆容量”是指个体的血管结构中所含血浆的总量，而术语“循环血浆容量”是指个体的血管结构中所含流动血浆的量。虽然“血浆容量”和“循环血浆容量”的测量是类似并且相关的，但是它们是不相同的。荧光光谱系统通常包括用于激发荧光标记的光源、用于传输光源并且接收荧光信号的光导管、用于测量荧光信号的光检测器、用于储存光谱数据集的构件(例如数字记忆储存装置)、用于处理光谱数据集以计算GFR的构件(例如数字计算处理器)和所计算的GFR的输出(例如数字显示器)。可以使用荧光光谱系统，通过以下各步来测定GFR：将光导管的终端插入到动物个体的血管中，投与含有第一组荧光特征(即，激发和发射波长)的动态标记和第二组荧光特征的稳态标记的快速注射，荧光监测在一段时间内动态标记相对于静态标记的减少量，并且使用一系列数学步骤基于标记的相对变化计算GFR。或者，可以通过在静态标记达到准稳态血管分布时测量其荧光信号强度，并且使信号强度的减少量与快速注射的稀释度相关联来测定如先前所定义的分布容量。荧光光谱系统通常使用侵袭性最小的光导管来监测荧光标记。虽然使用非侵袭性光导管监测荧光标记将是有利的，但是相对低的信号强度以及组织自发荧光已经抑制其使用。口腔是可以限制组织自发荧光并且由于相对较薄的组织而提供潜在地高信噪比的唯一高度血管化位置；但是，口腔也是不断运动并且再调整的位置。目前可获得的所有光学经口探针都需要通过良好训练过的操作者进行不断的手动定位以克服口腔运动。测定HCT的常规光谱方法假设在观察期内，血液具有恒定的光学特性。这个假设被直接用于将多个波长的光信号的衰减与HCT相关联，而与观察期的长度无关。虽然用于测定GFR和血浆容量的常规荧光注射液正在被开发用于人类使用并且已经显示出有利的生物相容性，并且在某些医学情况下，通常用GFR和血浆容量来评定HCT，但是由于由注射液中所用的动态标记的浓度不断改变引起的动态光学特性，尚未使用所述常规荧光注射液来测量HCT。非侵袭性直接光谱方法和装置要求以固定几何使用多个光学界面和光导管，产生机械刚性并且难以灭菌的装置。虽然荧光光谱系统能够通过单一光导管测量GFR和血浆容量，但是由于动态标记的浓度不断改变，它们通常不能测量血细胞比容。因此，仍然存在开发一种荧光测量患者的血细胞比容的无菌并且准确的方法的临床需求。提供本专利技术来解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种经口探针，其用于在哺乳动物个体的口腔内使用，用于测量荧光分子在所述哺乳动物个体的血管系统中的荧光强度，所述经口探针包含：(a)具有近端和远端的纵向光导管；(b)在所述光导管的所述远端的光学界面；以及(c)用于限制所述光导管在所述口腔内的移动的经口稳定引导件；其中所述经口探针经配置使得在使用时荧光分子在所述血管系统中的荧光强度从所述血管系统传输到所述光导管，穿过在所述光导管的所述远端的所述光学界面到所述光导管的所述近端。

【技术特征摘要】
2012.02.17 US 61/600,1821.一种经口探针，其用于在哺乳动物个体的口腔内使用，用于测量荧光分子在所述哺乳动物个体的血管系统中的荧光强度，所述经口探针包含：(a)具有近端和远端的纵向光导管；(b)在所述光导管的所述远端的光学界面；以及(c)用于限制所述光导管在所述口腔内的移动的经口稳定引导件；其中所述经口探针经配置使得在使用时荧光分子在所述血管系统中的荧光强度从所述血管系统传输到所述光导管，穿过在所述光导管的所述远端的所述光学界面到所述光导管的所述近端。2.根据权利要求1所述的经口探针，其中所述光导管是纤维光缆。...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·迈尔，布鲁斯·莫利托里斯，埃林·谢里登，鲁本·桑多瓦尔，
申请(专利权)人：药物影像股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US