(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の体内の流体を生体内で検査する装置であって、
Ａ．  患者の外部に配置されている光源及び光検出器と、
Ｂ．  該光源からの光を患者の体内へ運ぶ第１の光ファイバー束と、
Ｃ．  患者の体内の流体によって反射及び／又は拡散された光を検出器に運ぶ第２の光ファイバー束と、
Ｄ．  当該第１及び第２の光ファイバー束の末端部は、当該第２の光ファイバー束が、選定された細胞サイズの構成要素が区別され且つ計数され得るような細胞スケ−ルの解像度で反射及び／又は拡散された光を捕らえて、そして検出器に伝送するように構成され、そして
E.  同じタイプで個別の細胞サイズの構成要素であって、これらは流体の白血球、赤血球、フィブリン、気泡及び他の細胞サイズの構成要素のいずれかである構成要素が互いから区別されそして計数されるような細胞スケ−ルの距離で、当該反射及び／又は拡散された光を解像するレンズと、を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
当該第１及び第２の光ファイバー束の末端部は、当該第２の光ファイバー束が、患者の体内の個別の細胞サイズの生物学的又は他の構成要素が互いから区別され得るスケ−ルで、反射及び／又は拡散された光を捕らえて、そして検出器に伝送するように、構成されていることを特徴とする請求項１の装置。
【請求項３】
当該第１及び第２の光ファイバー束はいずれもカテ−テルを介して患者の体内に経路付けられていることを特徴とする請求項１の装置。
【請求項４】
光源によって生成された光を成形し当該第１の光ファイバー束に送るべく、当該第１の光ファイバー束の基端部に配置されたレンズ及びコラミネ−タ−のいずれかを備えることを特徴とする請求項１の装置。
【請求項５】
当該第１の光ファイバー束により患者の体内に伝送された光を成形すべく、当該第１の光ファイバー束の末端部に配置されたレンズ及びコラミネ−タ−のいずれかを備えることを特徴とする請求項１の装置。
【請求項６】
当該第１の光ファイバー束の末端部から発出している光が、患者の体内で生物学的及び他の構成要素から拡散を引き起こすことを特徴とする請求項１の装置。
【請求項７】
当該第２の光ファイバー束の当該末端部は、このように反射及び／又は拡散された光を捕らえ、そして検出器に送るべく配置されていることを特徴とする請求項６の装置。
【請求項８】
当該第２の光ファイバー束の末端部は、患者の体内で生物学的及び他の構成要素によって側方拡散された光を捕らえるべく配置されていることを特徴とする請求項７の装置。
【請求項９】
当該第２の光ファイバー束の末端部は、患者の体内で生物学的及び他の構成要素によって、後方拡散、前方拡散、及び／又は側方拡散されたいずれもの光を捕らえるべく配置されていることを特徴とする請求項７の装置。
【請求項１０】
患者の身体の器官又は腔内の流体を生体内で検査する装置であって、
Ａ．  カテ−テルと、
Ｂ．  患者の外部に配置されている光源及び光検出器と、
Ｃ．  患者の身体の器官又は腔内に光源から光を運ぶ第１の光ファイバー束と、
Ｄ．  身体の器官又は腔内に包含され、生物学的又は他の構成要素を含む流体により反射及び／又は拡散された光を検出器に運ぶ第２の光ファイバー束と、を備え、
Ｅ．  当該第１及び第２の光ファイバー束は、少なくとも部分的にカテ−テル内に配置されており、
Ｆ．  当該第２の光ファイバー束が身体の器官又は腔内で反射及び／又は拡散された光を選定された細胞スケ−ルの構成要素が区別され且つ計数され得るような細胞スケ−ルの解像度で捕らえて、そして検出器に伝送するように、当該第１及び第２の光ファイバー束の末端部を固定するためにカテ−テルの末端部に配置された先端部と、
Ｇ.   同じタイプで個別の細胞サイズの構成要素であって、これらは流体の白血球、赤血球、フィブリン、気泡及び他の細胞サイズの構成要素のいずれかである構成要素が互いから区別されそして計数されるような細胞スケ−ルの距離で、当該反射及び／又は拡散された光を解像するレンズと、を備えることを特徴とする装置。
【請求項１１】
当該第１及び第２の光ファイバー束は、第２の光ファイバー束が、腹膜での個別の細胞サイズの生物学的又は他の構成要素が互いから区別され得るようなスケ−ルで、反射及び／又は拡散された光を検出して、そして検出器に伝送するように構成されていることを特徴とする請求項１０の装置。
【請求項１２】
光源は、レ−ザ−ダイオ−ド又は他の干渉性光の光源であることを特徴とする請求項１０の装置。
【請求項１３】
Ａ．  当該第１の光ファイバー束へ送るために光源によって生成された光を成形するべく、第１の光ファイバー束の基端部に配置されたレンズ及びコラミネ−タ−のいずれかと、
Ｂ.  患者の体内に第１の光ファイバー束によって伝送される光を成形するべく、当該第１の光ファイバー束の末端部に配置されたレンズ及びコラミネ−タ−のいずれかと、を備えることを特徴とする請求項１２の装置。
【請求項１４】
検出器から遠隔的に配置され、そしてそれから受け取った情報を表示するインタフェ−スユニットを備えることを特徴とする請求項１０の装置。
【請求項１５】
遠隔のインタフェ−スは、無線のリンクにより検出器に連結されることを特徴とする請求項１４の装置。
【請求項１６】
無線のリンクは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)接続又は赤外線のリンクであることを特徴とする請求項１５の装置。
【請求項１７】
遠隔のインタフェ−スは、有線のリンク、無線のリンク又はそれらの組み合わせのリンクのいずれかにより、検出器に連結されることを特徴とする請求項１４の装置。
【請求項１８】
当該インタフェ−スユニットは、検出器及び光源のいずれをも制御することを特徴とする請求項１４の装置。
【請求項１９】
遠隔のインタフェ−スは、ポケットの中に滑り込ませられ、及び／又は、患者、医療従事者、あるいはその他の人によって身につけられるべく、サイズが定められ且つ構成されていることを特徴とする請求項１４の装置。
【請求項２０】
腹膜流体の生体内での検査のための装置であって、
Ａ．  カテ−テルと移送セットの少なくとも一つと、
Ｂ．  患者の外部に配置されている光源及び光検出器と、
Ｃ．  患者の腹膜へ光源から光を運ぶ第１の光ファイバー束と、
Ｄ．  腹膜に包含され、生物学的又は他の構成要素を含む流体により反射及び／又は拡散された光を検出器に運ぶ第２の光ファイバー束と、
Ｅ．  当該第１及び第２の光ファイバー束は、少なくとも部分的にカテ−テル内に配置されており、
Ｆ．  当該第１及び第２の光ファイバー束の末端部は、当該第２の光ファイバー束が腹膜内で反射及び／又は拡散された光を捕らえ、そして検出器に伝送するように配置されて、
Ｇ.  同じタイプで個別の細胞サイズの構成要素であって、これらは流体の白血球、赤血球、フィブリン、気泡及び他の細胞サイズの構成要素のいずれかである構成要素が互いから区別されそして計数されるような細胞スケ−ルの距離で、当該反射及び／又は拡散された光を解像するレンズと、を備えていることを特徴とする装置。
【請求項２１】
検出器は、腹膜内の流体の屈折率をその流体により反射及び／又は拡散された光の関数として決定するべく配置されていることを特徴とする請求項２０の装置。
【請求項２２】
検出器は、白血球（ＷＢＣｓ）が互いから区別され得るように、腹膜で個別の白血球（ＷＢＣｓ）から反射及び／又は拡散された光を検出するべく配置されていることを特徴とする請求項２０の装置。
【請求項２３】
検出器は、腹膜でＷＢＣｓから反射及び／又は拡散された光に基づいてＷＢＣｓを計数することを特徴とする請求項２２の装置。
【請求項２４】
検出器は、前記計数値が長い時間にわたって変化し、及び／又は基準線から逸脱したときに、腹膜炎の発症を合図することを特徴とする請求項２３の装置。
【請求項２５】
前記基準線は、患者のために前もって確立されている基準線であることを特徴とする請求項２４の装置。
【請求項２６】
検出器は、構成要素が互いから区別され得るように、腹膜内で異なるタイプの細胞サイズの構成要素から反射及び／又は拡散された光を検出するべく配置されていることを特徴とする請求項２０の装置。
【請求項２７】
検出器は、光が腹膜内で反射及び／又は拡散されている赤血球（ＲＢＣｓ）、フィブリン及び／又は他の構成要素から白血球（ＷＢＣｓ）が区別され得るように、腹膜内で白血球（ＷＢＣｓ）から反射及び／又は拡散されている光を検出するべく配置されていることを特徴とする請求項２６の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医学的診断検査のための装置及び方法に関する。それは、なかんずく、例えば、持続的携帯型腹膜透析（ＣＡＰＤ）及び自動化された腹膜透析（ＡＰＤ）処置の際、腹膜炎の現場を検出するのに用途を有する。
【背景技術】
【０００２】
腹膜透析（ＰＤ）とは、腹部の壁あるいは腹膜腔を取り巻いている半透膜を利用する、血液から毒素を取り除くための医療処置である。ＰＤ処置の際には、溶液が患者の腹部に導入され、そこで数時間残留し、その膜を通しての浸透移送を介して血液毒素を除去する。処置の完了時には、溶液が毒素とともに体内から排出される。ＣＡＰＤは、この処置の手動の形式であり、患者が新鮮なＰＤ溶液を入れ、そして使われたＰＤ溶液を腹膜から手動で排出することを必要とする。ＡＰＤでは、全部の処置が自動化された機器によって取扱われる。
【０００３】
腹膜炎は、ＣＡＰＤとＡＰＤとの両者の共通の合併症である。しばしば、透析の間に腹膜への（例えば、ＰＤ移送セットを構成する、チューブ、コネクタ及び他の装置からの）細菌の導入によって起こされ、この腹膜の腫れは、嘔吐、腹部の圧痛及び他の症状の主因となる。抗生物質への反応はあるが、腹膜炎はＡＰＤ及びＣＡＰＤ治療に患者が留まる能力を終わらせることができる。極端な場合には、それは致命的であり得る。
【０００４】
急性の臨床的な症状が発生したときに通常行われる、腹膜炎のための標準的な検査は、グラム染色法、腹膜体液での細胞計数の実行、その体液の培養、及び／又は血液の培養を含んでいる。たいてい、これらの検査は患者が症状を訴えた後に、研究室内で行われ得るのみである。その時までには、腹膜炎は進み、不当な患者の窮迫やより大規模な処置を必要とすることになる。
【０００５】
最近は、試薬検査細片が利用可能になり、医者あるいは患者自身が、より即時の診断を行うことを可能にしている。しかしながら、検査細片は、有用性につき制限された時間域を有し、そして早期検出においては一般に成功を収めていない。
【０００６】
ＣＡＰＤ及びＡＰＤの患者は、典型的に、もう１つの腹膜炎の症状、すなわち、混濁あるいは曇った排出物の袋について鋭い眼識を維持するように助言される。これは、不幸にも遅く発生し、そして、もしＰＤ溶液が排除の前に長期間体内に残っているなら、（例えば、ＡＰＤ患者の日中の滞留の間のケースのように）さらに倍化される。混濁排出物の検出は、長い排出ラインを備えるＡＰＤ機器ではさらに複雑である。というのも、患者は排出ラインを見ることができるのみで、（濁度がいっそう容易に明らかであるところの）排出物袋を見ることができないからである。さらに、盲目、あるいは弱い視力の患者は、使用したＰＤ流体の濁度を点検するのに、友人、家族及び／又は世話人に頼らなければならない。
【０００７】
先行技術は、このような混濁が自動的に、例えば、ＡＰＤ機器の中で、ＰＤ排出物の容器の一側に位置された光源と反対側に位置された検出器を用いることで、容器を通過する非干渉性の多色光の全量を検出することにより、検出されてもよいことを示唆している。この技術の実施は、一般に、低SN比のために信頼性が立証されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の１つの目的は、家庭又は研究室での医療診断、検査及び／又は処置のための改善された方法及び装置を提供することである。
【０００９】
本発明のさらなる目的は、ＰＤ治療のための改善された方法及び装置を提供することである。
【００１０】
本発明のまださらなる目的は、例えば、腹膜透析に関連して、腹膜炎の兆候を検出するための改善された方法及び装置を提供することである。
【００１１】
本発明のまだそれ以上の目的は、妥当なコストで実行され、しかも、有効な結果を生じさせることができるような方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述の目的は、本発明の一形態で、流れ通路内で細胞スケールで解像されたＰＤ排出物の光学的特性から腹膜炎の兆候を検出する、自動化された医療検査方法及び装置を提供する本発明により達成される。
【００１３】
例えば、本発明の一形態によれば、ＡＰＤ機械は、排出物流れ通路で、照射光源及び検出器を備えている早期の腹膜炎検出のための装置を含んでいる。光源は、流れ通路の一部を形成するチャンバで腹膜排出物を照射するために配置され、そして、検出器は排出物によって拡散された光を検出するべく配置されている。検出器は、細胞スケールの解像度、例えば、排出物での個別の細胞サイズの生物学的（又は他の）構成要素が検出器によって検出された拡散事象に基づいて互いから区別され得るようなスケールで拡散した光を検出する。
【００１４】
本発明の関連した形態は、排出物での個別の白血球（ＷＢＣｓ）が光の反射と拡散（集合的に、「拡散」という）に基づいて互いに区別され得るように、検出器が配置されている上述のような装置を提供する。そのように配置された検出器を備える装置は、例として、拡散からこのようなＷＢＣｓを計数することができ、そして、さらに、もしそれらの計数値が長い時間にわたって変化する及び／又は基準線から変化するなら、腹膜炎の兆候を合図することができる。
【００１５】
さらに本発明の関連した形態は、排出物での細胞サイズの生物学的（又は他の）異なったタイプの構成要素が、それらによって拡散された光に基づいて区別され得るように、検出器が配置されている上述のような装置を提供する。本発明の関連した形態は、排出物内のＷＢＣｓが拡散に基づいて赤血球（ＲＢＣｓ）、フィブリン及び／又は他の構成要素から区別されるのを可能にするように検出器が配置されているような装置を提供する。
【００１６】
本発明の他の形態は、排出物内での選択された生物学的な構成要素の計数において、例えば、長い時間にわたる及び／又は基準線からの変化に基づいて腹膜炎の兆候を示す上述のような装置を提供する。本発明の関連した形態は、例えば、排出物でのＷＢＣｓに関して、これらの計数値の変化の傾向を演算するような装置を提供する。本発明のさらに関連した形態は、その傾向を時間に関するそれらの計数値の曲線の傾斜として演算し、その傾斜が選択された量を超えるとき、腹膜炎の兆候を合図するような装置を提供する。
【００１７】
本発明の他の関連した形態は、検出器が、拡散事象の強度及び／又は位置に基づいて、拡散事象− すなわち、光が排出物から検出器まで反射且つ拡散される事象−を計数するような装置を提供する。本発明のそのような一形態では、検出器は、例えば、排出物から検出された光の強度に基づいて、拡散事象を計数するように構成されているピンダイオードを備える。本発明のこの形態による装置は、ある強度（あるいは強度の範囲、例えば、それは細胞の寸法に基づいている）の計数値が、例えば、基準線から、及び／又は患者からの使用済みのＰＤ溶液の排液間で変化するとき、及び／又は長い間での変化の傾向が選択された量を超えるとき、例えば、腹膜炎の兆候を合図することができる。
【００１８】
他のそのような形態では、検出器は、チャンバを画像形成するべく、 すなわち、位置と（累積的な）強度との両方に基づいて拡散事象を記録するべく、配置された電荷結合素子（ＣＣＤ）を備えている。本発明のさらに関連した形態は、検出器が（例えば、強度に基づいて）拡散事象を計数しつつ、そのような画像の１つ以上のヒストグラムを生成するような装置を提供する。本発明のさらにまた関連した形態は、例えば、患者からの使用済みのＰＤ溶液の排出の間に撮られた多数の画像からヒストグラムを生成するような装置を提供する。上述のように、本発明のこれらの形態による装置は、ある強度（あるいは強度の範囲）の計数値が長い時間にわたり、例えば、基準線から、及び／又は患者からのＰＤ排出物の連続した排出の間で変化するとき、例えば、腹膜炎の兆候を合図することができる。
【００１９】
本発明の他の関連した形態は、ヒストグラムが画像に記録される選択された拡散、例えば、選択された強度及び／又は長さの拡散事象に関してのみ形成されるような装置を提供する。本発明のこれらの形態による装置は、ＷＢＣｓ（そして、例えば、ＲＢＣｓ又はフィブリンではない）によって起こされやすい拡散事象からの計数値が時間にわたり基準線から及び／又は患者からのＰＤ排出物の連続した排出の間で変化するとき、例えば、腹膜炎の兆候を合図することができる。
【００２０】
本発明のさらなる形態は、照射光源がレーザーダイオード（あるいは干渉性光の他の光源）であるような装置を提供する。
【００２１】
本発明の関連した形態は、検出器が側方拡散事象、例えば、レーザーダイオードによる照射光源の光線に直交する視野の中で検知可能な事象を検出するべく配置されているような装置を提供する。
【００２２】
本発明のさらに関連した形態は、レーザーダイオードによる照射光源が、拡散事象が検出器によって計数される流れ通路の部分内に配置され、−そして、特に、例えば、中心付けられた−ビームを備えるような装置を提供する。
【００２３】
本発明のさらにまた関連した形態は、レーザーによる光源を持つ光が拡散事象が計数されるべき生物学的（又は他の）構成要素の寸法特性に基づいて選択されたビーム幅を有するような装置を提供する。本発明のさらに関連した形態は、ビーム幅が構成要素、例えば、ＷＢＣｓの大きさのおよそ１.５倍の直径を有するような方法を提供する。本発明のさらに他の形態は、ビーム幅が、円形且つガウス断面のいずれも、又は、他のビーム寸法及び／又は形状-を有するような装置を提供する。
【００２４】
本発明のさらなる形態は、検出器が、排出物の構成要素から拡散された光を細胞スケールの距離で解像すべく配置されたレンズを備えるような装置を提供する。本発明の関連した形態は、レンズが、検出器の視野の中で流れ通路の実質的な部分を包含する視野の深さ、例えば、拡散事象が検出される流れチャンバを包含する視野の深さを提供すべく配置されるような装置を提供する。
【００２５】
本発明のさらなる形態は、前述のチャンバが排出物内に層流の流れを誘導する上述のような装置を提供する。このようなチャンバは、例えば、内壁が概ね立方体又は直方体の平行六面体領域を画成している中央部分を有している光学的にクリアな部分を備えている。
【００２６】
本発明の関連した形態によれば、中央部分は、ピラミッド状の錐台を概ね画成する内壁を有しているチャンバの一部を介して、流れの入口ポートに連結され得る。同様に、本発明のさらに関連した形態によれば、中央部分は、同じく概ねピラミッド状の錐台を画成する内壁を有しているチャンバの一部を介して、流れの出口ポートに連結され得る。
【００２７】
本発明のさらなる形態は、チャンバが流れ通路に配置されたディフレクターを備えている上述のような装置を提供する。ディフレクターは、チャンバを流れる排出物の乱れを増すことができ、流体のレイノズル数を、例えば、およそ１００以上、そして、より好ましくは、およそ２５０以上に増大させる。本発明のこれらと他の形態では、ディフレクターの結果として流れに導入された乱れがその内壁をきれいにすることを促進する − 詳しくは、例えば、白血球、赤血球及び排出物の他の構成要素をそれらから除去する。
【００２８】
本発明の他の形態は、腹膜流体を生体上で、すなわち、患者の腹膜で検査することによって、腹膜炎の兆候と他の状態を検出する上述のものに相応する自動化された医療検査方法及び装置を提供する。本発明の一形態によれば、このような装置は、上に説明されたように、患者の外部に共に配置されている照射光源及び検出器を含む。第１の光ファイバ束が、光源から腹膜へ光を運ぶ。第２の光ファイバ束が、腹膜で腹膜流体によって拡散された光を検出器に運ぶ。
【００２９】
本発明の関連した形態は、第１及び第２の光ファイバ束の末端部が、後者が反射された及び／又は拡散された（集合的に、「拡散された」）光を、細胞スケールの解像度、例えば、腹膜流体内の個別の細胞サイズの生物学的（あるいは、他の）構成要素が互いに区別できるようなスケールで検出し、そしてそれを検出器に伝送するように構成されている上述のような装置を提供する。
【００３０】
本発明の他の関連した形態は、光ファイバ束の一つ以上が、カテーテルを介して装置から患者の腹膜まで経路付けられている。これは、例えば、装置が用いられるＡＰＤ機械、ＣＡＰＤシステム、あるいは他の機器の一部を構成するカテーテルであってもよい。関連した形態では、当該束は、Y−コネクタを介してのカテーテルの壁の中への直接挿入でカテーテルに入り得る。
【００３１】
本発明のまた他の関連した形態は、光源（例えば、レーザーダイオード）によって生成された光は、第１の光学的束を介して腹膜への転送のためにレンズ又はコラミネーターによって成形される。同様に、さらなるレンズ又はコラミネーターが、腹膜内で光を成形する、例えば、ガウス分布あるいは円形断面を得るために第１の束の末端部に設けられてもよい。本発明のさらに関連した形態では、第１の束の末端部から発出している光のビームが、腹膜流体の生物学的（及び、他の）構成要素から拡散を引き起こす目的のためにその腹膜流体を照射するように、腹膜を通過するべく向けられ得る。
【００３２】
本発明のまた他の形態では、第２の光ファイバーの束は腹膜で腹膜流体により側方拡散された光を捕らえ‐そして、それにより検出器に伝送する。本発明の関連する形態では、その束は腹膜での後方拡散、前方拡散及び／又は側方拡散された光を捕らえ、検出器に伝送する。
【００３３】
本発明の他の形態は、遠隔的に配置されたインタフェースを介して腹膜炎あるいは他の状態の兆候を示す上述のような装置を提供する。これらに関して、装置と遠隔的に配置されたインタフェースは Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続のような無線リンクを介して通信のために連結され得る。他の形態は、有線のリンク又は有線と無線を組み合わせたリンクを介してこのような連結を提供する。
【００３４】
本発明のさらに他の形態によれば、遠隔のインタフェースは、前述の装置からの合図を受け、例えば、液晶ディスプレイ、発光ダイオード、あるいは他のインジケータを介して、患者、医療従事者、あるいはその他の人たちに、それを表示する。さらに、遠隔のインタフェースは、例えば、患者、医療従事者あるいはその他の人たちからの入力に応えて、装置を制御する。これは、装置の起動、インタフェースと装置の連結／連結解除の始め、装置の作動モードの指定又はその他を含むことができる。
【００３５】
本発明のまだ他の形態では、遠隔のインタフェースは患者、医療従事者、あるいはその他によりポケットの中に滑り込ませられる、すなわち、「身につけられる」ような、大きさに定められ且つ構成されている。
【００３６】
本発明のまだ他の形態は、患者の腹膜で腹膜流体の屈折率を検出し、そして測定する上述のような装置を提供する。
【００３７】
本発明の他の形態は、ＣＡＰＤ手順に関連して使用するための上述のような装置を提供する。
【００３８】
本発明のまだ他の形態は、ＰＤ流体が集められるＡＰＤ及び／又はＣＡＰＤ機器から独立して確定された流体流れで腹膜炎の兆候を検出するのに使用されるような装置を提供する。このような装置は、例えば、使用済みのＰＤ排出物の検査袋（あるいは他の採集）において、それらが廃棄処分のためにあるいはさらなる検査のために空にされているときに、用途を有する。
【００３９】
本発明のさらにまだ他の形態は、（チュービング、締金、滅菌拭き、などのような）従来の構成要素に加えて、上に説明された検査装置を含むＰＤキットを提供する。
【００４０】
本発明のさらなる他の形態は、上に説明された作動に並行して、腹膜炎の兆候につきＰＤ排出物を検査する方法を提供する。
【００４１】
本発明の他の形態は、腹膜流体及びそれ以外を含む体液の生体検査のための上述のような装置を提供する。
【００４２】
本発明のさらに他の形態は、屈折率、血液（ＲＢＣｓ）、気泡、及びＣＡＰＤ、ＡＰＤ、などの他の望ましくない副産物の存在のような特性を含んでいる、透析物、及び、身体の器官や腔及び／又はそれらからのに含まれる他の流体の特性を、生体外、生体上で検査するのに用いられる上述のような装置及び方法を提供する。 本発明の関連した形態は、血液透析と他の医療処置で用いられるこのような装置及び方法を提供するはずである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
本発明のより完全な理解は、図面を参照することにより得られる。
【図１Ａ】本発明の一実施態様による、そして本発明が実施され得るタイプの自動化された腹膜透析（ＡＰＤ）処理システムを描写している図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施態様による、そして本発明が実施され得るタイプの自動化された腹膜透析（ＡＰＤ）処理システムを描写している図である。
【図１Ｃ】本発明の一実施態様による、そして本発明が実施され得るタイプの自動化された腹膜透析（ＡＰＤ）処理システムを描写している図である。
【図１Ｄ】本発明の一実施態様による、そして本発明が実施され得るタイプの自動化された腹膜透析（ＡＰＤ）処理システムを描写している図である。
【図１Ｅ】本発明の一実施態様による、そして本発明が実施され得るタイプの自動化された腹膜透析（ＡＰＤ）処理システムを描写している図である。
【図２Ａ】本発明の一実施態様による、そして本発明が実施され得るタイプの持続的携帯型腹膜透析（ＣＡＰＤ）処理システムを描写している図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施態様による、そして本発明が実施され得るタイプの持続的携帯型腹膜透析（ＣＡＰＤ）処理システムを描写している図である。
【図２Ｃ】本発明の一実施態様による、そして本発明が実施され得るタイプの持続的携帯型腹膜透析（ＣＡＰＤ）処理システムを描写している図である。
【図３Ａ】本発明の一実施態様による、ＰＤ排出物を検査する装置を描写している図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施態様による、ＰＤ排出物を検査する装置を描写している図である。
【図４】本発明の一実施態様による装置の電荷結合素子により生成された画像を描写している図である。
【図５Ａ】本発明の実施に用いられた電荷結合素子により生成された画像から生成されたタイプのヒストグラムを描写している図である。
【図５Ｂ】本発明の実施に用いられた電荷結合素子により生成された画像から生成されたタイプのヒストグラムを描写している図である。
【図５Ｃ】本発明の実施に用いられた電荷結合素子により生成された画像から生成されたタイプのヒストグラムを描写している図である。
【図６Ａ】本発明によるシステムにおいて用いられる、代わりの排出物流れチャンバを示している図である。
【図６Ｂ】本発明によるシステムにおいて用いられる、代わりの排出物流れチャンバを示している図である。
【図６Ｃ】本発明によるシステムにおいて用いられる、代わりの排出物流れチャンバを示している図である。
【図７Ａ】本発明による腹膜体液の生体上検査のための装置を利用している、本発明によるＡＰＤ及びＣＡＰＤシステムを描写している図である。
【図７Ｂ】本発明による腹膜体液の生体上検査のための装置を利用している、本発明によるＡＰＤ及びＣＡＰＤシステムを描写している図である。
【図８】図７の生体上検査装置のさらなる詳細を描写している図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図１Ａは、本発明の一実施態様による、そして本発明が実施され得るタイプの自動化された腹膜透析（ＡＰＤ）処理システム１０を描写している。システム１０は、循環器１２又は患者１６の腹膜１４へ新鮮な腹膜透析（ＰＤ）溶液を導入して、そして使用済みのＰＤ溶液を取り除くことを容易にする他の装置を含んでいる。
【００４５】
システム１０は、ＰＤ溶液供給チャンバ１８、加熱チャンバ２０、計量チャンバ２２及び処分チャンバ２４を含み、これらは全て（他のどこかで論じられるように、ＰＤ排出物検査装置を包含するように適合されているが）、この技術分野で知られている従来の方法で稼働するように構成されている。それで、ＰＤ供給チャンバ１８は患者１６に送出するための新鮮なＰＤ溶液の供給源を持ち、加熱チャンバ２０は腹膜への送出のために新鮮なＰＤ溶液を適切な温度にもたらし、計量チャンバ２２は、腹膜から排出され使い果たされたＰＤ溶液を、例えば重量計測のために保持し、そして、処分チャンバ２４は廃棄処分のために、使用されたＰＤ溶液を保持する。
【００４６】
ポンプ２６は、例えば、図１Ｂないし図１Ｅに図解されるように、チャンバ１８ないし２４の間で従来の方法で、溶液を移動させるために、（不図示の）超小型制御装置の制御の下に作動する。それで、例えば、図１Ｂに示されるように、ポンプ２６は新鮮なＰＤ溶液を供給源チャンバ１８から加熱チャンバ２０まで移動させ、加熱チャンバ２０はカテーテル１９を介して患者の腹膜１４の中にその溶液を導入する前に、それをある温度にもたらすことができる。望ましい温度が達成され、そして処置が始まると、ポンプ２６は弁２８を開き、加熱された新鮮なＰＤ溶液が重力の補助を介して腹膜１４の中に流れることを許容する。図１Ｃ参照。
【００４７】
図１Ｄについて、ＰＤが腹膜１４内で所望の期間滞留すると、使用済みのＰＤ溶液が計量のため（例えば、十分な溶液が腹膜１４から取り除かれることを保証するため）にチャンバ２２の中に流れ出ることができるように、この技術分野での慣行に従って、ポンプ２６が弁２８を開く。その後、ポンプ２６は、患者、医療従事者などによる廃棄処分の前の収集のために、使用済みの排出物を計量チャンバ２２から処分チャンバ２４に移動させる。図１Ｄ参照。
【００４８】
ここで示され、そして説明されたシステム１０の従来の形態は、ただ例示のためである。ＰＤ排出物の検査のための装置は（他のどこかで論じられるように、）、図１Ａないし図１Ｅに示され、そして上に説明された形態及び作動モード以外のＡＰＤ機器に関連して用いられる得ることが理解されるであろう。
【００４９】
図２Ａは、本発明の一実施態様による、そして本発明が実施され得るタイプの持続的携帯型腹膜透析（ＣＡＰＤ）処理システム３０を描写している。システム３０は、新鮮なＰＤ溶液供給源袋３２、使用済みのＰＤ溶液袋３４及びこれらの袋を腹膜移送セット３８に結合するためのYコネクタ３６を含んでいる。システム３０は（他のどこかで論じられるように、ＰＤ排出物検査装置を包含するように適合されているが）、この技術分野で知られている従来の方法で稼働するように構成されている。それで、例えば、患者は、Yコネクタ３６の簡単な滅菌洗浄のために、図２Ｂに示されるように、袋３２及び３４をYコネクタ３６に接続する。それから、さらにその描画に示されるように、患者は、新鮮なＰＤ溶液が重力の補助の下に袋３２から腹膜へ流れるのを可能にすべくコネクタ３６を設定する。ＰＤ溶液が所望の期間滞留すると、患者は、使用済みのＰＤ溶液が廃棄処分のために袋３４に排出するのを可能にすべくコネクタ３６を再設定する。図２Ｃ参照。
【００５０】
ここで示され、そして説明されたシステム３０の従来の形態は、ただ例示のためである。ＰＤ排出物の検査のための装置は（他のどこかで論じられるように、）、図２Ａないし図２Cに示され、そして上に説明された形態及び作動モード以外のCＡＰＤ機器に関連して用いられる得ることが理解されるであろう。
【００５１】
図３Ａは、本発明によるＰＤ排出物（すなわち、腹膜から排出されたＰＤ溶液）を検査する装置４２を含めてではあるが、循環器１２（図１）の方法で、構成され且つ作動されるＡＰＤ循環器４０を描写している。検査装置４２は循環器４０及び／又は他のＡＰＤシステム又は一部である構成要素の流れ通路内で検査する。（検査装置４２を備える）循環器４０は、他のＡＰＤ処置システムにおけるのと同様に、システム１０（図１）の循環器１２の代わりに用いられ得る。同じく、検査装置４２は、挿入された図３Ｂに線図で示されるように、システム３０（図２）や同様に他のＣＡＰＤシステムにおける排出物流れ通路（すなわち、ドレン管路）に結合され得る。さらに、この装置は、ＡＰＤ及びＣＡＰＤ処置のためのキット（例えば、チューブ、締金、滅菌拭きなどを含むキット）と組み合わされてもよい。さらに、装置４２は、研究室、ドクターのオフィス、病院あるいは家庭用検査機器の流体の流れ通路に結合され、且つ、かかる検査のためのキット（例えば、ＰＤ排出物試料小瓶、保管箱、及びラベルなどを含むキット）と共に販売され得る。便宜上、検査装置４２の作用が図３Ａの循環器４０に関して説明されるが、装置４２は前述の、そしてそれが用いられる他の環境でも同様に構成され且つ作動され得ることが理解されよう。
【００５２】
概観すると、図解された装置４２は、腹膜炎及び／又は他の状態（例えば、血液及び／又は気泡の存在）の兆候について、流れ通路−ここでは、腹膜１４から処分チャンバ２４への通路−におけるＰＤ排出物を検査する。このために、この装置は照射光源４４及び検出器４６を含んでいる。照射光源４４は、流れ通路の一部を形成しているチャンバ４８内の腹膜排出物を照射するように配置され、そして検出器４６は、その排出物によって、例えば、光源ビームに垂線方向に拡散された光を検出するように配置されている。
【００５３】
光源４４及び検出器４６は、検出器が反射及び／又は拡散された（集合的に、「拡散された」と云う）光を、細胞スケールの分解能で、例えば、排出物内の分離された細胞の大きさの生物学的構成要素が互いから区別できるようなスケールで、検出するように構成されている。図解された実施形態が向けられているような用途、すなわち、腹膜炎の兆候の早期発見においては、排出物での個別の白血球（ＷＢＣｓ）が（排出物の赤血球、フィブリン及び他の構成要素からと同じく）互いから区別されるのを可能にし、その結果、それらが計数され、且つ、それらの計数値の変化率が、腹膜炎の発現を検出し、信号伝達（合図）の目的のために測定され得る。他の実施形態では、これは、排出物内の赤血球（あるいは、気泡のような他の構成要素）が（ＷＢＣｓやフィブリンなどからと同様に）互いから区別され、そして計数されることなどを可能にする。
【００５４】
言及されたように、検出器４６は、チャンバ４８から拡散された光を、細胞スケールの分解能で、例えば、排出物内の分離された細胞の大きさの構成要素が互いから区別できるようなスケールで、検出するように構成されている。さらに言及されたように、図解された実施形態では、これは、排出物での個別のＷＢＣｓ５４が（排出物の赤血球５６、フィブリン５８及び他の構成要素と同じく）お互いから区別されるのを可能とするので、それらは計数され、且つ、それらの計数値の変化率が、腹膜炎の発現を検出し、信号伝達の目的のために測定され得る。他の実施形態では、これは、−ＲＢＣｓ５６、フィブリン５８などのような−他の構成要素が、他の状態の信号伝達の目的のために排出物で検出されるのを可能にする。
【００５５】
図解された実施形態の照射光源は、単色の平行ビームを生み出している低出力のレーザーダイオードを備える。ここで、波長は、検出器４６の光学的な検出感度と一致し、そして、排出物内の少なくとも選択された構成要素（例えば、白血球）からの反射及び拡散（集合的に、上と同じく、「拡散」と云う）への適合性のために、６３０ｎｍに選択される。他の実施形態では、他の波長の単色、又は、前述又は他の基準に従い選択された、ほんの数例を挙げると、例えば、８３０ｎｍ及び７８０ｎｍのレーザーを利用することができ、また、単色、多色、干渉性及び／又はその他の照射光源を利用することもできる。
【００５６】
他の形のビームが他の実施形態では用いられ得るが、図解された実施形態のレーザーダイオード４４によって生み出された平行ビームは、ガウス分布すなわち円形断面のビーム５２に帰するべく、レンズ又はコラミネーター５０によって任意に成形される。
【００５７】
レンズ５０は、排出物内で少なくとも選択された構成要素からの拡散を最適化するためにビームを成形する。図解された実施形態では、これは、優先的に検出されるべき排出物の構成要素−ここではＷＢＣｓ−の平均の大きさの１〜２倍、好ましくは、１．５倍の大きさにビームを作ることを意味する。好中球（neutrophils）及び好酸球(eosinophils)について１２〜１５μｍ、リンパ球について８〜１０μｍ、及び単球について１６〜２０μｍの平均の大きさという条件のもとでは、図解された実施形態のビーム５２は、１０〜４０μｍの間、好ましくは、１５〜２５μｍの間、さらに好ましくは、２０μｍの大きさにされる。これは、例えば、ＰＤ排出物の赤血球５６、フィブリン５８及び他の構成要素に対するＷＢＣｓの優先的な検出のために、装置４２を最適化する。他の実施形態では、例えば、他の排出物の構成要素又はその他を優先的に検出するという理由のために、他のビーム大きさを使うこともできる。
【００５８】
図解された実施形態のビーム５２は、チャンバ４８内の排出物を照射するためにチャンバ４８を通過すべく向けられ、その流体内の生物学的（及び他の）構成要素から拡散を引き起こすことを目的としている。図解された実施形態では、図示のように、ビームがチャンバ４８の中央を通過するように向けられているが、他の実施形態ではビーム５２はそうでなく向けられてもよい。
【００５９】
図３Ａに戻って、検出器４６は、拡散の事象−すなわち、光がチャンバ４８で排出物から拡散され検出器４６に至る事象−を、それらの事象の強度及び／又は場所に基づいて検出して、そして計数する。図解された実施形態では、検出器４６は、図示のように、側方拡散、例えば、ビーム５２に垂直な軸６６を中心とした視野６４内での事象を検出すべく、特に、配置されている。他の実施形態では、検出器は、他の拡散の事象、例えば、後方拡散、前方拡散、垂直以外の角度βでの側方拡散を検出すべく配置されてもよい。図解された実施形態では、βがほぼ９０°であるが、より一般的には、βは３０°〜１５０°の範囲であり、より好ましくは、６０°〜１２０°、さらにいっそう好ましくは、８０°〜１００°の間であり、そして、さらにいっそう好ましくは、図示されたように、ほぼ９０°である。
【００６０】
幾らかの実施形態では、検出器４６は、このような拡散事象の発生を検出し信号を伝達する目的のために、単一のセル（又は少数のセル）のフォトダイオード、すなわち、ピンダイオード６８を使用している。レンズ７０がダイオードに焦点を合わせることを容易にし、その結果、それが細胞スケールの分解能で、例えば、排出物内の分離した生物学的（又は他の）構成要素が（かかる拡散に基づいて）互いから区別できるようなスケールでそれらの事象を検出する。図解された実施形態では、レンズ７０は、優先的にＷＢＣｓに焦点を合わせるべく選択され、且つ、（チャンバ４８及びダイオード６８に向かいあって）配置されている。但し、他の実施形態では、レンズ７０は他に焦点が合わせられ得る。レンズ７０は、視野６４の中での所望の焦点深度のために、例えば、図解された実施形態では、チャンバ４８、あるいはそれの実質的な部分の深さに合う焦点深度のために、さらに選択され、そして配置される。チャンバ４８は、レーザービームの寸法と形状に合致するように、例えば、ビーム５２のチャンバそれ自体の内壁からの反射（又は拡散）を最小にするか、あるいは完全に避けるように構成されている。
【００６１】
レーザーダイオード６８は、排出物の選択された構成要素−他の実施形態では、排出物のＲＢＣｓ、フィブリン、気泡や他の構成要素でもよいが、ここでは優先的にＷＢＣｓ−からの拡散を検出するために選択、及び／又は、さもなければ（例えば、適切な回路の使用を通して）構成されている。いずれにしても、このような選択及び／又は構成は、（例えば、既知の組成物の排出物から検出された拡散の検査によって）、経験的に行われ得る。
【００６２】
ダイオード６８によって検出され信号伝達された拡散事象は、分析のために
マイクロプロセッサ６２（あるいは他の適切なエレメント）に送られる。図解された実施形態では、これは、時間にわたって信号伝達された事象を計数すること、及び、警報を発生することを含んでいる。すなわち、例えば、ある強度（又は強度範囲）の計数値が、例えば、（ｉ）患者１６のために設定された基準値から、（ｉｉ）その患者１６からの使用済みのＰＤ溶液の連続した排液中で変化するとき、及び／又は、（ｉｉｉ）時間にわたるその変化、−より詳しくは、時間にわたる計数の変化率（すなわち、「危機的傾き」−の傾向が選択された量を超えるときである。このような警報は、患者１６、医療従事者に対する可視及び／又は可聴な信号の形態、また、さもなくば、検査装置４２が部分を構成しているシステム１２に割り込むハードウェアその他、このようなシステムに呼びかけるソフトウェア機能又はその他であってもよい。
【００６３】
本発明の他の実施形態は、拡散事象の発生を検出し信号伝達する目的のため、ピンダイオード６８の代わりに、電荷結合素子（ＣＣＤ）を採用している。上記と同じように、それが細胞スケールの分解能でそれらの事象を検出し、そして図解された実施形態では優先的にＷＢＣｓに焦点を合わせるように、レンズ７０がＣＣＤに焦点を合わせる（そして所望の焦点深度を得る）ことを容易にしている。なお、他の実施形態では、レンズ７０がそうでないものに焦点を合わせられ得る。以下の説明では、ＣＣＤは装置４２において同じ機能的な位置に配置されるので、ピンダイオードのためであった要素を指示する符号６８がＣＣＤのために用いられる。
【００６４】
ピンダイオードと同じように、ＣＣＤ６８は排出物の選択された構成要素（再び、ここで、優先的に、ＷＢＣｓ）からの拡散の発見を容易にするために選択、及び／又はさもなければ構成されている。この点に関して、ＣＣＤ６８は照射されたチャンバ４８の画像を形成し、（再度、細胞スケールの分解能で）拡散事象の位置及び強度の両者を記録する。この結果、少なくとも排出物での選択された構成要素（例えば、ＷＢＣｓ）が互いから、及び、排出物の他の構成要素から区別される。
【００６５】
図４はかかる画像を描写し、ここで、これは、ＷＢＣｓの代わりに、μＬ当たり（１０〜３０ミクロンの間の大きさに定められた）８０のガラスビーズを含んでいる模擬排出物から生成されている。
【００６６】
ＣＣＤによって生成された画像は分析のためにマイクロプロセッサ６２（あるいは他の適切なエレメント）に送られる。図解された実施形態では、これは、各画像、より好ましくは、単一のＰＤ処置セッションの後に続く使用済みＰＤ溶液の排出の際に生成された多数の画像から、強度に基づいてビンに入れつつ、ヒストグラムを作ることを含む。ヒストグラムビンの選択された１つ（又は複数）での計数値次第によって、マイクロプロセッサ６２は、例えば、以下に論じられるように警報を発することができる。
【００６７】
図５Ａないし図５Ｃは、かかるヒストグラムを描写し、−ここで、これらは上で説明された、それぞれ、μＬ当たり、４０（図５Ａ）、８０（図５Ｂ）及びゼロ（図５Ｃ）のガラスビーズを有している模擬排出物からのものである。
【００６８】
図解された実施形態では、それは、例えば、ある強度（又は強度範囲）の計数値が、例えば、（ｉ）患者１６のために設定された基準値から、（ｉｉ）その患者１６からの使用済みのＰＤ溶液の連続した排液中で変化するとき、及び／又は、（ｉｉｉ）時間にわたるその変化（すなわち、ＰＤ処置セッションからセッションまで）、−そしてより詳しくは、時間にわたる計数の変化率（すなわち、「危機的傾き」−の傾向が選択された量を超えるとき、警報を発する。再び、このような警報は、患者１６、医療従事者への可視及び／又は可聴信号の形態、またさもなくば、検査装置４２が部分を構成しているシステム１２に割り込むハードウェアその他、このようなシステムに呼びかけるソフトウェア機能又はその他であってもよい。
【００６９】
正当に評価されるように、多数のＣＣＤ画像からヒストグラムを作成する利点は、それが重大な区域における強度計数値を強調する傾向があるということである。これは信号対雑音（S／N）比を改善して、そして、それによって、（例えば、腹膜炎あるいは排出物によって反映された他の症状についての）検出の有効性を増大させる。このアプローチを用いている本発明の実施形態では、連続して「獲得」及び「読取り」モードに入ることによって、ＰＤ溶液排出の間にこれらの多数の画像を獲得するために、ＣＣＤ６８は（例えば、マイクロプロセッサ６２あるいはその他によって）制御されることができる。ここで、前者は照射されたチャンバ４８の画像を獲得するモードであり、後者はそれらの画像をマイクロプロセッサに読込むためのモードである。
【００７０】
本発明の他の実施形態では、マイクロプロセッサはヒストグラムを作る前に、事前画像処理を行うことができる。かくて、例えば、それは、腹膜炎検出の目的のためにＷＢＣｓを計数するように意図された実施形態に関して、共に、例示として、あまりにも長い（例えば、フィブリン）、あるいはあまりにも短い（例えば、ＲＢＣｓ）排出物構成要素からの拡散を表している画素値を排除することができる。さらに、このような事前処理は、本発明が適用される用途の仕様に依存して選択されてもよい。
【００７１】
自己洗浄チャンバ
図６Ａないし図６Ｃは、装置４２で使用されるためのチャンバ８２を描写している。これは、図３Ａに示され、上で論じられたチャンバ４８の代替である。それで、チャンバ４８と同じように、チャンバ８２は、腹膜排出物のための流れ通路の一部を形成し、そして、以下の説明に照らしてチャンバ４８に関して全て上に説明したように、それを通って流れる排出物が光源４４によって照射され、且つ、検出器４６によって検出されるように配置され得る。
【００７２】
図６Ａ及び図６Ｂは、それぞれ、チャンバ８２の正面及び側面を描写する。図６Ｃは、光源４４と検出器４６と共にチャンバ８２を示している本発明によるがシステムの構成を図解している。
【００７３】
図６Ａ及び図６Ｂを参照すると、チャンバ８２は、排出物流体が腹膜（すなわち「移送側」）から処分チャンバ（すなわち「排出側」）へ矢印８８、９０の方向に流れる状態で、上述したように循環器４０、システム３０、あるいは他のＡＰＤ又はＣＡＰＤシステムの排出物流れ通路に連結するための、流体入口ポート８４及び出口ポート８６を含んでいる。図解された実施形態では、ポート８４、８６はこのようなＡＰＤ又はＣＡＰＤシステムにおける排出物流れ通路を規定しているチュービングへの取付けのために特定の寸法に作られるが、ポートの大きさ及び構成は他の実施形態においては変わり得ることは理解されるであろう。
【００７４】
チャンバ８２は、ポート８４に流れ込んでいる排出物がポート８６を介して流出する前に通過する領域を画成している。図解された実施形態のチャンバ８２は、（破線によって示された）内壁がｌ（長さ）、ｗ（幅）及びｄ（深さ）の寸法を有する長方形の平行六面体、すなわち、直方体として概ね特徴付けられた流体流れ領域を画成するという状態の、中央部分８２Ａを含んでいる。
【００７５】
図解された実施形態では、長さｌと幅ｗは概ね同じ大きさであり、そして両者は深さｄより大きい寸法である。しかしながら、他の実施形態はこれらに関して変わり得る。本発明の１つの実施形態では、長さｌと幅ｗは共に約５インチ以下、好ましくは、約３インチ以下、さらに好ましくは、約１インチ以下である一方、深さｄは約１インチ以下、より好ましくは、約１／２インチ以下、さらにいっそう好ましくは、約１／４インチ以下である。かくて、１つの特定の実施形体では、長さｌと幅ｗが約１インチ、そして深さｄが約１／４インチである。
【００７６】
中央部分８２Ａは、入口側で、ピラミッド状の錐台として概ね特徴付けられた形状を備えた内壁（破線）を有している基端部分８２Ｂを介して、ポート８４に結合され、そして、出口側で、ピラミッド状の錐台として概ね特徴付けられた形状を同じく備えた内壁（破線）を有している末端部分８２Ｃを介して、ポート８６に結合されている。部分８２Ｂの内壁によって画成された錐台の基端（すなわち、入口により近い）の寸法は、ポート８４の内径にほぼ一致し、そして、末端（すなわち、出口により近い）の寸法は、部分８２Ａの内径によって規定された直方体の寸法にほぼ一致する。同様に、部分８２Ｃの内壁によって画成された錐台の末端（すなわち、出口により近い）の寸法はポート８６の内径にほぼ一致し、そして、基端（すなわち、入口により近い）の寸法は、部分８２Ａの内径によって規定された直方体の寸法にほぼ一致する。
【００７７】
図解された実施形態の中央部分８２Ａは、光学的にクリアであり、上述のように、光源４４によるチャンバ８２内の腹膜排出物の照射及びそれにより拡散された光の検出器４６による検出を可能にしている。このために、少なくとも中央部分８２Ａは、（およそ３パーセントの最大光学損失で）４５０ｎｍ〜８９０ｎｍの光透過を有し、したがって、６３０ｎｍ（＋／−２０ｎｍ）の波長において作用する光源４４と共に用いられるのに適している、アクリル、ポリカーボネート及び／又はポリスチレンのような成形プラスチックから製造され得る。もちろん、以前に論じられた波長で光学的に透明な、他のプラスチック又は（ガラス、セラミックスなどのような）材料も同様に、あるいは加えて用いることができる。
【００７８】
図解された実施形態において、（上に論じられた制約条件内で）中央部分８２Ａが製造されるプラスチック又は他の材料の屈折率は、光源４４によるチャンバ８２内の腹膜排出物の照射及びそれによって拡散した光の検出器４６による検出に対しては重要な影響を有さない。しかしながら、他の実施形態において、例えば、領域８２Ａの一部が（意図的に、又はそうでなくとも）レンズとして作用する場合、そのプラスチック又は他の材料の屈折率はより重要であるかもしれない。
【００７９】
同じく、図解された実施形態において、（再び、上に論じられた制約条件の中で）中央部分８２Ａが製造されるプラスチックあるいは他の材料の分散度因子（dispersion factor）は、光源４４によるチャンバ８２内の腹膜排出物の照射及びそれによって拡散した発光体の検出器４６による検出に対しては重要な影響を有さない。これは、（ｉ）ビーム５２が中央部８２の壁の表面にほぼ垂直である角度Ωで中央部８２の壁を通過する場合、（ｉｉ）ビームが平行にされた場合、及び、（ｉｉｉ）ビームが通過する点を除き、ビームの他の部分が中央部分８２Ａの側部に接触しないように、ビームが直径を有し（そして、位置付けられ）ている場合にはそうである。しかしながら、ビームがほぼ９０°以外の角度Ωで中央部の壁を通過する他の実施形態においては、中央部分８２Ａはより小さい分散度因子の材料から製造されてもよい。
【００８０】
区画８２の部分８２Ｂ及び部分８２Ｃは、部分８２Ａと同じプラスチック又は他の材料から製造されてもよいが、基端部分及び末端部分８２Ｂ、８２Ｃは光学的にクリアである必要はなく、それ故、他の材料から同様に製造されてもよい。
【００８１】
ディフレクター９４は、図示のように、内部チャンバ８２の末端部に配置されている。図解された実施形態では、ビーム５２によって照射された領域の下流の排出物流れ通路の中央の領域に位置された円弧状又は半球状に形成された部材を備えている。かくて、例えば、ディフレクターは座標９６のｘ軸とz軸に関して（あるいは、別の方法で、幅ｗと深さｄ寸法に関して）ほぼ中央で、チャンバ８２の末端部に配置されてもよい。
【００８２】
末端部分８２Ｃに連結されるか又は一体であり得るディフレクター９４は、図示のように、中央部分８２Ａの末端部内に突出している（図面で濃くて、暗い、湾曲領域として示されている）丸い部分を有する。以下に論じられる方法で（例えば、層流から乱流に）排出物流れを分断するに適した他の形のディフレクターも、ここに示されたディフレクター９４の他にあるいは、それに加えて用いられ得る。ディフレクター９４は、他の材料から作られてもよいけれども、部分８２Ａ、８２Ｂ及び／又は８２Ｃと同じプラスチックか、あるいは他の材料から作られてもよい。ある実施形態では、ディフレクター９４は、排出物流れにおける生物学的及び他の材料の付着に抵抗するテフロン（登録商標）や他の物質のコーティングを有している。
【００８３】
その内壁の形状の結果として、チャンバ８２は中央部分８２Ａの基端部において排出物流れを層流に誘導する。ディフレクター９４は、中央部分８２Ａの末端部、同様に出口（又は末端の）部分８２Ｃにおいて、境界層を分断することによりその流れにレイノズル数が増加する層流から乱流への遷移をもたらす。レイノズル数が１００に達すると、渦が排出物内ででき始める。これらの渦は、レイノズル数がより大きくなるにつれて増加する。渦は、チャンバ８２の内壁−特に、例えば、中央部分８２Ａの末端部、同様に、末端部分８２Ｃ−を清浄にするのを助け、白血球、赤血球及び排出物の他の構成要素がそれらの内壁に付着するのを阻止し、及び／又は既に付着していたのを除去する。かくて、本発明の一実施形態では、ディフレクターが、およそ１００以上、より好ましくは、およそ２５０以上であるレイノズル数を有している排出物の流れに影響を与えるべく配置されている。
【００８４】
生体上の検査
図７Ａは、生体上、すなわち、患者の腹膜での腹膜流体を検査することによる腹膜炎の検出のために、本発明による装置１００ａを含めてではあるが、循環器１２（図１）の方法で構成され且つ作動される、ＡＰＤ循環器４０を描写している。（検査装置１００ａを備える）循環器４０は、他のＡＰＤ処理システムでと同様に、システム１０（図１）での循環器１２に替えて用いられ得る。同じく、検査装置１００ａは、他のＣＡＰＤシステムでと同様に、挿入された図７Ｂにグラフイック描写されるように、システム３０（図２）と共に用いられ得る。さらに、装置１００ａは、（例えば、患者体内の流体の検査ための）独立型の検査装置として利用され得、及び／又は、それは、ＡＰＤ、ＣＡＰＤあるいは他の医療処置のためのキットと一緒にされてもよい。さらに、装置１００ａは、実験室、医者のオフィス、病院又は家庭用試験装置において、単独で、あるいは前述のものと組み合わせて用いられ得る。便宜上、検査装置１００ａの作動が、図３Ａの循環器４０に関して説明されるが、装置 １００ａは前述の、及びそれが用いられる他の環境において同様に構成され且つ作動され得ることが理解されるであろう。
【００８５】
図解された装置１００ａは、チャンバ４８でよりむしろ−腹部、より詳しくは、患者１６の腹膜１４での−腹膜炎及び／又は他の症状（例えば、血液及び／又は気泡の存在）の発症についての生体上での腹膜流体の検査ではあるが、上述の検査装置４２の方法で概ね作動する。加えて、図解された実施形態の装置１００ａは、腹膜流体の特性、例えば、その屈折率の測定値を提供する。
【００８６】
（例えば、図７Ａ−７Ｂに示されるように）ＡＰＤとＣＡＰＤシステムで用いられるとき、この検査は、典型的にＰＤ処置の間に行われる−すなわち、腹膜が体液（例えば、クレアチンと尿素）及びＰＤ溶液の混合物で満たされているときに行われる。装置１００ａはまた、ほぼ体液のみを含む腹膜流体を検査するために、処置の前又は後に用いられ得る。後者を考慮に入れると、腹膜の内容物に関してここに用いられる用語、「腹膜流体」とは、文脈から明らかでないなら、流体の全ての組合わせ（例えば、体液、ＰＤ溶液、あるいはそれらの混合物）を意味することが理解されるであろう。
【００８７】
これらの目的のために、装置１００ａは、（患者の外側の）照射光源４４から腹膜１４へ、カテーテル１９を介し光を運ぶ第１の光ファイバ束１０２を利用している。第２の光ファイバ束１０４は、カテーテル１９を充して、腹膜内で腹膜流体により、例えば、光ビームに垂直な方向に拡散された光を、（同じく患者の外側の）検出器４６まで運ぶ。装置１００ａがＡＰＤ及びＣＡＰＤシステムと共に用いられる実施形態では、当該束が同様に、移送セット３８を介して経路付けられてもよい。
【００８８】
図８を参照するに、束１０２と束１０４の末端部は、後者が、反射された及び／又は拡散された（集合的に、「拡散された」）光を、−好ましくは、細胞スケールの解像度、例えば、腹膜流体での個別の細胞サイズの生物学的（あるいは他の）構成要素が互いから区別され得るようなスケールで獲得して、そして検出器４６に伝送するように、カテーテルの先端部１０５に固定されている。上記のとおり、図解された実施形態が向けられているような用途、すなわち、腹膜炎の発症の早期検出においては、これは腹膜流体での個別の白血球（ＷＢＣｓ）が（赤血球、フィブリン及び流体の他の構成要素からと同じく）互いから区別されるのを可能にする。その結果、それらは計数され、且つその計数値の変化の割合が検出及び腹膜炎の発症の警告の目的のために測定される。他の実施形態では、これは流体内での赤血球（又は気泡のような、他の構成要素）が（ＷＢＣｓ、フィブリンなどからと同様に）互いから区別され、計数されることなどを可能にする。
【００８９】
先端部１０５は、束１０２、１０４を固定するために、医療用途での使用に適したプラスチック、セラミック、メタルあるいは他の材料（又はそれの組合わせ）から構成され得る。図解された実施形態では、それは、中空の中央領域を有し、フードの形をした構造を備えており、その中に（図示のように）束１０２、１０４の末端部が配置され、そして、それを通して、新鮮な、且つ使用された透析物と同様に、腹膜流体が自由に通過することができる。フードの形をした構造の開いている「面」領域及びその末端部（あるいは「頂部」）における開口１０７は、かかる流体の通過をさらに容易にしている。加えて、開いている面及び開口は、末端の先端部１０２、１０４が腹膜からの流体の代表的な混合にさらされることを保証するのを手助けしている。当業者はもちろん、他の構造及び／又は配置が先端部１０５に加えて、又は、その替りに用いられ得ることを理解するであろう。
【００９０】
光ファイバ束１０２、１０４は、装置１００ａからカテーテル１９を通して腹膜１４まで、例えば、一体のカテーテルブランチ１９ａを介してカテーテル１９に入るという図示の方法で、経路付けられてもよい。代わりに、束１０２、１０４は、Yコネクタを介して、カテーテル１９の壁の中への直接の挿入を介して、又は、光ファイバ束又は患者の体内にカテーテルを通しての他のそのような構造物の経路付けのために当該技術で知られている他の技術を介して、カテーテルに入ることができる。束１０２、１０４は医療用途の使用に適した従来の光ファイバ繊維で構成されている。各々の束は、それ（及びその相手）が透析物の流れを不当に阻害することなくカテーテル１９を通過し得る寸法にされており、個々のファイバの寸法に依存して、１から数百以上の間のファイバから構成されている。
【００９１】
上述のように、装置１００ａの照射光源４４は、単色の平行ビームを発生する低出力のレーザーダイオードを備えている。波長は、検出器４６の光学的感度と一致するように、及び、腹膜流体内の少なくとも選択された構成要素（例えば、白血球）からの反射及び拡散（集合的に、上述のように、「拡散」）における適合性のために、６３０ナノメートルに選ばれる。前に述べた通り、他の実施形態は、他の波長の単色のレーザー、さもなければ、前述の、あるいは他の判定基準により選ばれる、ほんの数例を挙げれば、例えば、８３０ナノメートル、及び、７８０ナノメートルのレーザーや、単色、多色、干渉性及び／又はその他の照射光源を利用することができる。光源４４は電力付きで、そして当該技術で知られているレーザーダイオード駆動回路の従来の方法で−これの教示に従い適合されるように図示の駆動回路１０８により駆動される。
【００９２】
上述のように、装置１００ａのレーザーダイオード４４によって発生された平行ビームは、腹膜１４への束１０２に移送するために、レンズ又はコラミネーター（columinator）５０ａによって成形されてもよい。他の実施形態では、他の形のビームが用いられ得るけれども、腹膜の腔１４内でガウス分布あるいは円形の断面にレーザービーム５２を成形するために、束１０２の末端部に、さらにレンズ又はコラミネーター５０ｂを設けてもよい。
【００９３】
上述のように、レンズ５０ｂは腹膜流体で少なくとも選択された構成要素からの拡散を最適化するべくビーム５２を形づくる。図解された実施形態では、これは、優先的に検出されるべき排出物の構成要素−ここではＷＢＣｓ−の平均の大きさの１〜２倍、好ましくは、１．５倍の大きさにビームを作ることを意味する。好中球（neutrophils）及び好酸球(eosinophils)について１２〜１５μｍ、リンパ球について８〜１０μｍ、及び単球について１６〜２０μｍの平均の大きさという条件のもとでは、図解された実施形態のビーム５２が、１０〜４０μｍの間、好ましくは、１５〜２５μｍの間、さらに好ましくは、２０μｍの大きさにされる。これは、例えば、腹膜流体の赤血球５６、フィブリン５８及び他の構成要素に対してＷＢＣｓの優先的な検出のために、装置４２を最適化する。他の実施形態では、例えば、他の排出物の構成要素又はそうでないものを優先的に検出するという理由のために、他のビーム大きさを使うことができる。
【００９４】
上述のように、図解された実施形態の束１０２から生じているビーム５２は、腹膜流体内で生物学的（及び他の）構成要素から拡散を引き起こす目的でその中の腹膜流体を照射するために腹膜１４を通過することが目指されている。
【００９５】
上述のように、腹膜１４での腹膜流体により、例えば、ビーム５２に垂直な方向に拡散された光が、カテーテル１９に沿って、光ファイバの束１０４によって検出器４６へ伝送される。その光から、検出器４６は、それらの事象の強度及び／又は場所に基づいて、拡散事象（すなわち、光が腹膜１４内の流体により束１０４の末端部にまで拡散された事象）の検出及び計数に加えて、腹膜流体の屈折率を決定する。
【００９６】
図解された実施形態では、束１０４の末端部は、側方拡散、例えば、図示のように、ビーム５２に垂直な軸線６６に中心付けられた視野６４の中の事象を取り込み、（そして検出のために検出器４６に伝送する）ように配置されている。他の実施形態では、束の末端部は、他の拡散事象、例えば、後方拡散、前方拡散、垂直以外の角度βでの側方拡散を取り込み、（そして検出のために検出器に伝送する）ように配置されている。このように、図解された実施形態では、βはほぼ９０°、より一般的には３０°から１５０°の範囲、より好ましくは６０°から１２０°の間、さらに好ましくは８０°から１００°の間、そして、さらにいっそう好ましくは、図示のように、ほぼ９０°である。
【００９７】
上述のように、幾らかの実施形態では、検出器４６は、このような拡散事象の発生を検出し信号を伝達する目的のために、単一のセル（又は少数のセル）のフォトダイオード、すなわち、ピンダイオード６８を使用している。レンズ７０がダイオードに焦点を合わせることを容易にし、その結果、それが細胞スケールの分解能で、例えば、排出物内の分離した生物学的（又は他の）構成要素が（かかる拡散に基づいて）互いから区別できるようなスケールでそれらの事象を検出する。図解された実施形態では、レンズ７０は、優先的にＷＢＣｓに焦点を合わせるべく選択され、且つ、（チャンバ４８及びダイオード６８に向かいあって）配置されている。但し、他の実施形態では、レンズ７０は他に焦点が合わせられ得る。レンズ７０は、視野６４の中での所望の焦点深度のために、例えば、図解された実施形態では、およそ数センチメートルからおよそ数インチの焦点深度のために、さらに選択され、そして配置される。
【００９８】
上述のように、レーザーダイオード６８は、排出物の選択された構成要素−他の実施形態では、排出物のＲＢＣｓ、フィブリン、気泡や他の構成要素でもよいが、ここでは優先的にＷＢＣｓ−からの拡散を検出するために選択、及び／又は、さもなければ（例えば、適切な回路の使用を通して）構成されている。いずれにしても、このような選択及び／又は構成は、（例えば、既知の組成物の排出物から検出された拡散の検査によって）、経験的に行われ得る。
【００９９】
上述のように、本発明の他の実施形態は、拡散事象の発生を検出し信号伝達する目的のため、ピンダイオード６８の代わりに、電荷結合素子（ＣＣＤ）を採用している。上記と同じように、それが細胞スケールの分解能でそれらの事象を検出し、そして図解された実施形態では優先的にＷＢＣｓに焦点を合わせるように、レンズ７０がＣＣＤに焦点を合わせる（そして所望の焦点深度を得る）ことを容易にしている。なお、他の実施形態では、レンズ７０がそうでないものに焦点を合わせられ得る。以下の説明では、ＣＣＤは装置１００ａにおいて同じ機能的な位置に配置されるので、ピンダイオードのためであった要素を指示する符号６８がＣＣＤのために用いられる。
【０１００】
ピンダイオードと同じように、ＣＣＤ６８は排出物の選択された構成要素（再び、ここで、優先的に、ＷＢＣｓ）からの拡散の発見を容易にするために選択、及び／又はさもなければ構成されている。この点に関して、ＣＣＤ６８は照射されたチャンバ４８の画像を形成し、（再度、細胞スケールの分解能で）拡散事象の位置及び強度の両者を記録する。この結果、少なくとも排出物での選択された構成要素（例えば、ＷＢＣｓ）が互いから、及び、排出物の他の構成要素から区別される。
【０１０１】
上述のように、ダイオード６８によって検出されて、信号伝達された拡散事象は、分析のためにマイクロプロセッサ６２（あるいは他の適当なエレメント）に経路付けられる。図解された実施形態では、これは、ある時間にわたり信号伝達された事象を計数すること、及び、警報を発することを含む。例えば、ある強度（又は強度範囲）の計数値が、例えば、（ｉ）患者１６のために設定された基準値から、（ｉｉ）その患者１６からの使用済みのＰＤ溶液の連続した排液中で変化するとき、及び／又は、（ｉｉｉ）時間にわたるその変化、−そしてより詳しくは、時間にわたる計数値の変化率（すなわち、「危機的傾き」−の傾向が選択された量を超えるときである。このような警報は、患者１６、医療従事者への可視及び／又は可聴信号の形態、またさもなくば、検査装置１００ａが部分を構成しているシステム１２に割り込むハードウェアその他、このようなシステムに呼びかけるソフトウェア機能又はその他であってもよい。加えて、マイクロプロセッサはダイオード６８によって検出された拡散事象の強度に基づいて腹膜１４内の流体の屈折率を決定する。
【０１０２】
図７Ａ−７Ｂの実施形態では、このような警報と屈折率の測定値が装置 １００aから遠隔のインタフェースユニット１００ｂまで伝送される。このような伝送は、無線、あるいは有線、又はそれの組み合わせでなされ得る。図解された実施形態で、モジュール１０６を介した無線伝送が用いられ、そしてそれは遠隔のユニット１００ｂと通信（すなわち、情報の発信と受信）のためにブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）無線プロトコルを利用している。他の実施形態は、代わりに、又は加えて赤外線８０２．１１、あるいは（衛星のような長距離の無線技術を含む）他の無線の通信技術を用い得る。さらに他の実施形態では、このような無線技術と共にあるいは除いて、（ＵＳＢケーブル、イーサネット（登録商標）などのような）有線の接続を利用することができる。
【０１０３】
患者１６、医療従事者又はその他によってポケットの中に滑り込ませられるか、又は、着用されるべくサイズが定められ且つ構成されている装置１００ｂは、ＬＣＤあるいは他のディスプレイ１０８及び／又はＬＥＤあるいは他のインジケータ１１０に表示するためにかかる屈折率の測定値の警報を受信する。このために、装置１００ｂは、拡散事象、屈折率測定値及び他の情報（例えば、電池レベル及び／又は装置１００ａの作動状態の他の様相に関する）に関して装置１００ａからの警報と情報をさらに分析するためのマイクロプロセッサ又は他の回路（不図示）を使用することができる。もちろん、装置１００ｂに常駐するこのようなマイクロプロセッサ又は他の回路は、マイクロプロセッサ６２の若干又は全ての機能を提供することができ、それにより、装置１００ａの回路要求を低減する。
【０１０４】
より概括的には、装置１００ｂに常駐のマイクロプロセッサ又は他の回路は、装置１００ａを制御、例えば、検出器４６及び／又は駆動回路１０８を起動することができる。このために、装置１００ｂは、ユニットを起動させ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール１０６を繋ぐコードを入力するか、あるいは通信のために装置１００ａ及び１００ｂを結合／切断する、検出器４６及び／又は駆動回路１０８（そして、より概括的には、装置１００ａ及び１００ｂ）のための作動モードを特定する及び／又はその他のために、患者、医療従事者あるいは他の者からの入力を受け入れるキーボード１１２を提供している。
【０１０５】
装置１００ａ及び１００ｂの回路は、限定的でない例の２つの平坦な「腕時計タイプ」電池（不図示）又はその他のような電池によって電力が供給される。さらに、その回路は、スペースの節約のために、表面搭載式印刷回路基板技術又はその他を用いて実施され得る。このようなものとして、図解された実施形態の装置１００ａは、およそ１.５インチ×１インチ×０.５インチである。だけど、他の実施形態の寸法は変わり得る。同様に、図解された実施形態の装置１００ｂは、およそ３インチ×２インチ×１インチである。だけど、再び、他の実施形態の寸法は変わり得る。
【０１０６】
ここに、上述の目的に合うＰＤ排出物を検査するための装置及び方法が説明され且つ図示された。ここで説明された実施形態は本発明の単なる例であり、そして、その中の変更を含む他の実施形態は本発明の範囲内に入ることが理解されるであろう。ＰＤ排出物流れから腹膜炎を検出するのに用いられる上述の装置及び方法は、透析物、及び、生体上、生体外及び血液（ＲＢＣｓ）、気泡及び他の望ましいか、あるいは望ましくないＣＡＰＤの副産物、ＡＰＤなど、全て限定的でない例のような状態を検出することを含んで、他の体器官及び空腔内及び／又はそれらからに含まれている他の流体の特性を検出するのに適用され得ることが理解されるであろう。さらに、このような装置及び方法は気泡及び血液透析の他の副産物の検出に適用され得ることが理解されるであろう。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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