(57)【要約】  患者の体液との流体的連通を提供するよう構成された患者端と、該患者端から隔てられた流体供給点と、を有する流体輸送ネットワークを備える、患者の体液を分析するシステムが説明される。ポンプシステム（２０３）が該流体輸送ネットワークに接続されている。該ポンプシステムは、該ポンプシステムが注入流体を該流体輸送ネットワークの該患者端の方へ汲むよう動作する注入モードと、該ポンプシステムが該患者端を通して該患者から該流体輸送ネットワーク内へ該体液を抜き取るよう動作する抜き取りモードと、を有する。該流体輸送ネットワークの該流体供給点の近くに少なくとも１つの電気化学的テスト要素が配置される。該電気化学的テスト要素（９５２０）は該流体輸送ネットワークにより該供給点へ供給された体液の部分を受けるよう位置付けられる。被検体検出システム（３３４）は該テスト要素を受け、該体液の部分内の少なくとも１つの被検体を測定する、よう構成される。
2009521258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の体液を分析するシステムに於いて、
前記患者の前記体液との流体的連通を提供するよう構成された患者端と、前記患者端から隔てられた流体供給点と、を備える流体輸送ネットワークと、
前記流体輸送ネットワークに接続されたポンプシステムと、を具備しており、前記ポンプシステムは、前記ポンプシステムが前記流体輸送ネットワークの前記患者端に向かって注入流体を汲むよう動作可能な注入モードと、前記ポンプシステムが前記患者端を通して前記患者から前記流体輸送ネットワーク内へ前記体液を抜き取るよう動作可能な抜き取りモードと、を備えており、
前記流体輸送ネットワークの前記流体供給点の近くに配置され、前記流体輸送ネットワークにより前記供給点へ供給された前記体液の部分を受けるよう位置付けられた、少なくとも１つの電気化学的テスト要素と、そして
前記テスト要素を受け、前記体液の前記部分内の少なくとも１つの被検体を測定するよう構成された被検体検出システムと、を具備することを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記流体輸送ネットワークの前記患者端がカテーテル又はＩＶチューブを経由して前記患者に流体的に接続されていることを特徴とする請求項１のシステム。
【請求項３】
前記ポンプシステムが、前記注入モードで前記患者に向かう流れを提供するよう動作可能であり、前記抜き取りモードで前記患者から離れる流れを提供するよう動作可能であるポンプを備えることを特徴とする請求項１のシステム。
【請求項４】
前記ポンプシステムは前記注入モードで動作可能な第１ポンプと、前記抜き取りモードで動作可能な第２ポンプと、を備えることを特徴とする請求項１のシステム。
【請求項５】
前記体液が血液を含むことを特徴とする請求項１のシステム。
【請求項６】
前記注入流体が食塩水、乳酸加リンガー液、及び水から成るグループから選択されることを特徴とする請求項１のシステム。
【請求項７】
前記電氣化学的テスト要素がテストストリップを有することを特徴とする請求項１のシステム。
【請求項８】
前記テストストリップがロッシュアックチェックテストストリップを有することを特徴とする請求項７のシステム。
【請求項９】
前記電気化学的テスト要素がカートリッジを有することを特徴とする請求項１のシステム。
【請求項１０】
前記カートリッジがアボットアイスタットカートリッジを有することを特徴とする請求項９のシステム。
【請求項１１】
前記電気化学的テスト要素が使い捨て要素を有することを特徴とする請求項１のシステム。
【請求項１２】
前記電気化学的テスト要素がシングルユース要素を有することを特徴とする請求項１のシステム。
【請求項１３】
前記電気化学的テスト要素が１つ以上の試薬を有することを特徴とする請求項１のシス
テム。
【請求項１４】
前記被検体検出システムが光学的又は電気化学的システムを有することを特徴とする請求項１のシステム。
【請求項１５】
前記被検体検出システムがスペクトロスコープシステムを有することを特徴とする請求項１のシステム。
【請求項１６】
前記被検体検出システムが赤外線スペクトロスコープシステムを有することを特徴とする請求項１５のシステム。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの被検体がブドウ糖、二酸化炭素、酸素、カリウム、カルシウム、及びナトリウムから成るグループから選択されることを特徴とする請求項１のシステム。
【請求項１８】
前記被検体検出システムに動作可能に結合された移送システムを具備しており、前記移送システムは、前記電気化学的テスト要素と契合し、前記被検体検出システムへ前記電気化学的テスト要素を供給する、よう構成されることを特徴とする請求項１のシステム。
【請求項１９】
前記移送システムが、前記電気化学的テスト要素が前記体液の前記部分を受けた後、前記電気化学的テスト要素を前記被検体検出システムへ供給するよう構成されることを特徴とする請求項１８の該システム。
【請求項２０】
前記移送システムが、前記電気化学的テスト要素と契合するよう構成された移送部材と、
前記移送部材に動作可能に結合されたアクチュエータと、を備えており、前記アクチュエーターは、前記電気化学的テスト要素が前記被検体検出システムへ供給されるよう、前記移送部材を動かすよう構成されることを特徴とする請求項１８のシステム。
【請求項２１】
前記移送システムに動作可能に結合された貯蔵システムを具備しており、前記貯蔵システムが前記電氣化学的テスト要素の１つ以上を保持するよう構成されることを特徴とする請求項１８のシステム。
【請求項２２】
前記貯蔵システムが、前記電氣化学的テスト要素が、前記流体輸送ネットワークにより前記供給点に供給された前記体液の部分を受けるため位置付けられるように、前記流体輸送ネットワークの前記流体供給点の近くに前記電氣化学的テスト要素を配置するよう構成されることを特徴とする請求項２１のシステム。
【請求項２３】
前記貯蔵システムがマガジンを備えており、前記マガジンが室を規定するハウジングを有しており、前記電氣化学的テスト要素の１つ以上が前記室内に配置されることを特徴とする請求項２２のシステム。
【請求項２４】
前記マガジンが、前記体液の部分を受ける位置内へ前記電氣化学的テスト要素の１つを動かすよう構成された偏倚部材を有することを特徴とする請求項２３のシステム。
【請求項２５】
前記マガジンが前記貯蔵システムにリリース可能に結合されることを特徴とする請求項２３のシステム。
【請求項２６】
体外流体導管内に含まれる体液を、前記導管内の前記体液との流体的連通を提供する患者端と、前記患者端から離れ隔てられた流体供給点と、を有する流体輸送ネットワークを備える分析システムで、分析する方法に於いて、
前記流体輸送ネットワークの前記患者端を通して、前記導管に注入流体で注入する過程及び前記導管から前記体液を抜き取る過程と、
前記流体輸送ネットワークの前記流体供給点の近くに配置された電氣化学的テスト要素へ、前記抜き取られた体液の少なくとも１部分を供給する過程と、
前記電氣化学的テスト要素で、前記体液の前記部分内の少なくとも１つの被検体を測定する過程と、を具備することを特徴とする方法。
【請求項２７】
前記導管がカテーテル又はＩＶチューブを有することを特徴とする請求項２６の方法。
【請求項２８】
前記体液が血液を有することを特徴とする請求項２６の方法。
【請求項２９】
前記注入流体が食塩水、乳酸加リンガー液、及び水から成るグループから選択されることを特徴とする請求項２６の方法。
【請求項３０】
前記電気化学的テスト要素がテストストリップを有することを特徴とする請求項２６の方法。
【請求項３１】
前記テストストリップがロッシュアックチェックテストストリップを有することを特徴とする請求項３０の方法。
【請求項３２】
前記電気化学的テスト要素がカートリッジを有することを特徴とする請求項２６の方法。
【請求項３３】
前記カートリッジがアボットアイスタットカートリッジを有することを特徴とする請求項３２の方法。
【請求項３４】
前記電気化学的テスト要素が使い捨て要素を有することを特徴とする請求項２６の方法。
【請求項３５】
前記電気化学的テスト要素がシングルユース要素を有することを特徴とする請求項２６の方法。
【請求項３６】
前記電気化学的テスト要素が１つ以上の試薬を有することを特徴とする請求項２６の該方法。
【請求項３７】
少なくとも１つの被検体を測定する前記過程が、前記体液の前記部分の電気化学的測定を行う過程を備えることを特徴とする請求項２６の方法。
【請求項３８】
前記少なくとも１つの被検体がブドウ糖、二酸化炭素、酸素、カリウム、カルシウム、及びナトリウムから成るグループから選択されることを特徴とする請求項２６の方法。
【請求項３９】
前記被検体検出システムに動作可能に結合された移送システムを提供する過程を具備しており、前記移送システムが、前記電気化学的テスト要素と契合し、前記電気化学的テスト要素を前記被検体検出システムへ供給する、よう構成されることを特徴とする請求項２６の方法。
【請求項４０】
前記移送システムに動作可能に結合された貯蔵システムを提供する過程を具備しており、前記貯蔵システムが１つ以上の電氣化学的テスト要素を保持するよう構成されることを特徴とする請求項３９の方法。
【請求項４１】
患者の体液を分析するシステムに於いて、
前記患者の前記体液との流体的連通を提供するよう構成された患者端と、前記患者端から隔てられた流体供給点と、を有する流体輸送ネットワークと、
前記流体輸送ネットワークに接続されたポンプシステムと、を具備しており、前記ポンプシステムは、前記ポンプシステムが前記流体輸送ネットワークの前記患者端に向かって注入流体を汲むよう動作可能な注入モードと、前記ポンプシステムが前記患者端を通して前記患者から前記流体輸送ネットワーク内へ前記体液を抜き取るよう動作可能な抜き取りモードと、を備えており、
前記流体輸送ネットワークの前記流体供給点の近くに配置され、前記流体輸送ネットワークにより前記供給点へ供給される前記体液の部分を受けるよう位置付けられた、少なくとも１つの流体ホルダーと、そして
前記流体ホルダーを受け、前記体液の前記部分内の少なくとも１つの被検体を測定する、よう構成された実験室グレードの流体分析器と、を具備することを特徴とするシステム。
【請求項４２】
前記実験室グレードの流体分析器が、ワイエスアイ７１００マルチパラメーターバイオアナリチカルシステム、ワイエスアイ２３００スタットプラスグルコースアンドラクテートアナライザー、ノババイオプロフアイルアナライザー、ノバスタットプロフアイルアナライザー、及びノバエレクトロライト／ケミストリーアナライザー、から成るブループから選択されることを特徴とする請求項４１のシステム。
【請求項４３】
前記実験室グレードの流体分析器が、手持ち式、個人用、血液分析器の正確さ又は精度より高い正確さ又は精度を有する流体分析を行うよう構成された非手持ち式流体分析器を備えることを特徴とする請求項４１のシステム。
【請求項４４】
前記非手持ち式分析器が更に、約１秒から約１８０秒の範囲内の時間で前記流体分析を行うよう構成されることを特徴とする請求項４３のシステム。
【請求項４５】
前記流体輸送ネットワークの前記患者端がカテーテル又はＩＶチューブを経由して前記患者に流体的に接続されることを特徴とする請求項４１のシステム。
【請求項４６】
前記ポンプシステムが前記注入モードで前記患者に向かって流れを提供するよう動作可能であり、前記抜き取りモードで前記患者から離れる流れを提供するよう動作可能なポンプを備えることを特徴とする請求項４１のシステム。
【請求項４７】
前記ポンプシステムが前記注入モードで動作可能な第１ポンプと、前記抜き取りモードで動作可能な第２ポンプと、を備えることを特徴とする請求項４１のシステム。
【請求項４８】
前記体液が血液を有することを特徴とする請求項４１の該システム。
【請求項４９】
前記注入流体が食塩水、乳酸加リンガー液、及び水から成るグループから選択されることを特徴とする請求項４１のシステム。
【請求項５０】
前記流体ホルダーがテストチューブを有することを特徴とする請求項４１のシステム。
【請求項５１】
前記テストチューブが低圧又は真空テストチューブを有することを特徴とする請求項５０のシステム。
【請求項５２】
前記流体ホルダーがバイアル又は瓶を有することを特徴とする請求項４１のシステム。
【請求項５３】
前記流体ホルダーが１つ以上の試薬を有することを特徴とする請求項４１のシステム。
【請求項５４】
前記流体ホルダーがシングルユース要素を有することを特徴とする請求項４１のシステム。
【請求項５５】
前記流体ホルダーが使い捨て要素を有することを特徴とする請求項４１のシステム。
【請求項５６】
前記実験室グレードの流体分析器が光学的又は電気化学的システムを有することを特徴とする請求項４１のシステム。
【請求項５７】
前記実験室グレードの流体分析器がスペクトロスコープシステムを有することを特徴とする請求項４１のシステム。
【請求項５８】
前記スペクトロスコープシステムが赤外線スペクトロスコープシステムを有することを特徴とする請求項５７のシステム。
【請求項５９】
前記少なくとも１つの被検体がブドウ糖、二酸化炭素、酸素、カリウム、カルシウム、及びナトリウムから成るグループから選択されることを特徴とする請求項４１のシステム。
【請求項６０】
前記実験室グレードの流体分析器に結合された移送システムを具備しており、前記移送システムは前記流体ホルダーと契合し、前記流体ホルダーを前記実験室グレードの流体分析器に供給する、よう構成されることを特徴とする請求項４１のシステム。
【請求項６１】
前記移送システムが、前記流体ホルダーが前記体液の前記部分を受けた後、前記流体ホルダーを前記実験室グレードの流体分析器に供給することを特徴とする請求項６０のシステム。
【請求項６２】
前記移送システムに動作可能に結合されたカルーセルを備えており、前記カルーセルが前記少なくとも１つの流体ホルダーを支持するよう構成されることを特徴とする請求項６０のシステム。
【請求項６３】
前記カルーセルが軸を有しており、前記カルーセルが前記軸上に回転可能に設置されることを特徴とする請求項６２のシステム。
【請求項６４】
前記カルーセルが、前記流体ホルダーを前記実験室グレードの流体分析器に供給するために、前記軸の周りに回転するよう動作可能であることを特徴とする請求項６３のシステム。
【請求項６５】
前記移送システムが、トレーを備えており、前記トレーが前記少なくとも１つの流体ホルダーを支持するよう構成されることを特徴とする請求項６０のシステム。
【請求項６６】
体外の流体導管内に含まれる体液を、前記導管内の前記体液との流体的連通を提供する患者端と、前記患者端から離れるよう隔てられた流体供給点と、を有する流体輸送ネットワークを備えた実験室グレードの流体分析器で、分析する方法に於いて、
前記流体輸送ネットワークの前記患者端を通して、注入流体で前記導管に注入し、前記導管から前記体液を抜き取る過程と、
前記流体輸送ネットワークの前記流体供給点の近くに配置された流体ホルダーへ、前記抜き取られた体液の少なくとも１部分を供給する過程と、
前記流体ホルダーで、前記体液の前記部分内の少なくとも１つの被検体を測定する過程
と、を具備することを特徴とする方法。
【請求項６７】
前記実験室グレードの流体分析器が、ワイエスアイ７１００マルチパラメーターバイオアナリチカルシステム、ワイエスアイ２３００スタットプラスグルコースアンドラクテートアナライザー、ノババイオプロフアイルアナライザー、ノバスタットプロフアイルアナライザー、及びノバエレクトロライト／ケミストリーアナライザー、から成るブループから選択されることを特徴とする請求項６６の方法。
【請求項６８】
前記実験室グレード分析器が、手持ち式、個人用、血液分析器の正確さ又は精度より高い正確さ又は精度を有する流体分析を行うよう構成された非手持ち式流体分析器を有することを特徴とする請求項６６の方法。
【請求項６９】
前記非手持ち式分析器が更に約１秒から約１８０秒の範囲内の時間で前記流体分析を行うよう構成されることを特徴とする請求項６８の方法。
【請求項７０】
前記導管がカテーテル又はＩＶチューブを有することを特徴とする請求項６６の方法。
【請求項７１】
前記体液が血液を含むことを特徴とする請求項６６の方法。
【請求項７２】
前記注入流体が食塩水、乳酸加リンガー液、及び水から成るグループから選択されることを特徴とする請求項６６の方法。
【請求項７３】
前記流体ホルダーがテストチューブを有することを特徴とする請求項６６の方法。
【請求項７４】
前記テストチューブが低圧又は真空テストチューブを有することを特徴とする請求項７３の方法。
【請求項７５】
前記流体ホルダーが使い捨て要素を有することを特徴とする請求項６６の方法。
【請求項７６】
前記流体ホルダーがシングルユースの要素を有することを特徴とする請求項６６の方法。
【請求項７７】
前記流体ホルダーが１つ以上の試薬を有することを特徴とする請求項６６の方法。
【請求項７８】
少なくとも１つの被検体を測定する前記過程が更に、前記体液の前記部分の電気化学的測定を行う過程を備えることを特徴とする請求項６６の方法。
【請求項７９】
前記少なくとも１つの被検体がブドウ糖、二酸化炭素、酸素、カリウム、カルシウム、及びナトリウムから成るグループから選択されることを特徴とする請求項６６の方法。
【請求項８０】
移送システムを提供する過程を具備しており、前記移送システムが前記実験室グレードの流体分析器に結合されており、前記移送システムが前記流体ホルダーと契合し、前記流体ホルダーを前記実験室グレードの流体分析器へ供給する、よう構成されることを特徴とする請求項６６の方法。
【請求項８１】
前記移送システムに動作可能に結合されたカルーセルを提供する過程を具備しており、前記カルーセルは、軸を有しておりそして前記流体ホルダーを支持するよう構成されており、前記カルーセルは、前記軸上に回転可能に設置されておりそして前記流体ホルダーを前記実験室グレードの流体分析器に供給するため前記軸の周りに回転するよう動作可能であることを特徴とする請求項８０の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここで開示される或る実施例は、体液のサンプル内の被検体の様な、サンプル内の被検体の濃度を決定する方法と装置のみならず、この様な決定を行うことをサポートするため使われ得る方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
血液の様な、体液の中の、ブドウ糖の様な、或る被検体のレベルを測定することは普通の慣行である。或る被検体のレベルが望ましい範囲外へ移り、翻って患者の健康を危うくする危険がある時は、この測定は病院の又はクリニックの環境で行われることが多い。病院の又はクリニックの環境での被検体モニタリング用の或る現在既知のシステムは種々の欠点に悩まされている。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／００３８３５７号明細書、ＳＡＭＰＬＥ  ＥＬＥＭＥＮＴ  ＷＩＴＨ  ＢＡＲＲＩＥＲ  ＭＡＴＥＲＩＡＬ、２００５年２月１７日刊行
【特許文献２】米国特許出願公開第１１／１２２，７９４号明細書、ＳＡＭＰＬＥ  ＥＬＥＭＥＮＴ  ＷＩＴＨ  ＳＥＰＡＲＡＴＯＲ、２００５年５月５日出願
【特許文献３】米国特許出願公開第２００５／００３６１４６号明細書、ＳＡＭＰＬＥ  ＥＬＥＭＥＮＴ  ＱＵＡＬＩＦＩＣＡＴＩＯＮ、２００５年２月１７日刊行
【特許文献４】米国特許出願公開第２００３／００９０６４９号明細書、ＲＥＡＧＥＮＴ−ＬＥＳＳ  ＷＨＯＬＥ−ＢＬＯＯＤ  ＧＬＵＣＯＳＥ  ＭＥＴＥＲ、２００３年５月１５日刊行
【特許文献５】米国特許出願公開第２００３／００８６０７５号明細書、ＤＥＶＩＣＥ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＩＮ  ＶＩＴＲＯ  ＤＥＴＥＲＭＩＮＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＡＮＡＬＹＴＥ  ＣＯＮＣＥＮＴＲＡＴＩＯＮＳ  ＷＩＴＨＩＮ  ＢＯＤＹ  ＦＬＵＩＤＳ、２００３年５月８日刊行
【特許文献６】米国特許出願公開第２００４／００１９４３１号明細書、ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ  ＡＮ  ＡＮＡＬＹＴＥ  ＣＯＮＣＥＮＴＲＡＴＩＯＮ  ＩＮ  Ａ  ＳＡＭＰＬＥ  ＦＲＯＭ  ＡＮ  ＡＢＳＯＲＰＴＩＯＮ  ＳＰＥＣＴＲＵＭ、２００４年１月２９日刊行
【特許文献７】米国特許第６，６５２，１３６号明細書、Ｍａｒｚｉａｌｉ、ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＳＩＭＵＬＴＡＮＥＯＵＳ  ＭＩＸＩＮＧ  ＯＦ  ＳＡＭＰＬＥＳ、２００３年１１月２５日発行
【特許文献８】米国特許出願公開第２００３／０１７８５６９号明細書、ＰＡＴＨＬＥＮＧＴＨ−ＩＮＤＥＰＥＮＤＥＮＴ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＯＰＴＩＣＡＬＬＹ  ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ  ＭＡＴＥＲＩＡＬ  ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮ、２００３年９月２５日刊行
【特許文献９】米国特許出願公開第２００５／００３６１４７号明細書、ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ  ＡＮＡＬＹＴＥ  ＣＯＮＣＥＮＴＲＡＴＩＯＮ  ＩＮ  Ａ  ＳＡＭＰＬＥ  ＵＳＩＮＧ  ＩＮＦＲＡＲＥＤ  ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮ  ＤＡＴＡ、２００５年２月１７日
【特許文献１０】米国特許第５，２２０，９２０号明細書、Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｓｙｓｔｅｍ  ｈａｖｉｎｇ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｃｉｒｃｕｉｔ、１９９３年６月２２日刊行
【特許文献１１】米国特許第５，７５８，６４３号明細書、Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  ｂｌｏｏｄ  ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、１９９８年６月２日刊行
【特許文献１２】米国特許第５，１３４，０７９号明細書、Ｆｌｕｉｄ  ｓａｍｐｌｅ  ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｄｅｌｉｖｅｒｙ  ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ  ａｄａｐｔｅｄ  ｆｏｒ  ｂｏｄｙ  ｆｌｕｉｄ  ｓａｍｐｌｉｎｇ、１９９２年７月２８日刊行
【特許文献１３】米国特許第４，７３９，３８０号明細書、Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ａｍｂｉｅｎｔ  ｓｅｎｓｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ、１９８８年４月１９日刊行
【特許文献１４】米国特許第５，０９６，６６９号明細書、Ｄｉｓｐｏｓａｂｌｅ  ｓｅｎｓｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ  ｆｏｒ  ｒｅａｌ  ｔｉｍｅ  ｆｌｕｉｄ  ａｎａｌｙｓｉｓ、１９９２年３月１７日刊行
【特許文献１５】米国特許第５，５１０，２６６号明細書、Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｏｆ  ｈａｎｄｌｉｎｇ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｓｅｎｓｏｒｓ  ｉｎ  ａ  ｇｌｕｃｏｓｅ  ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  ｓｙｓｔｅｍ、１９９６年４月２３日刊行
【特許文献１６】米国特許第６，４９７，８４５号明細書、Ｓｔｏｒａｇｅ  ｃｏｎｔａｉｎｅｒ  ｆｏｒ  ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  ｄｅｖｉｃｅｓ、２００２年１２月２４日刊行
【特許文献１７】米国特許第５，４８９，４１４号明細書、Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ａｎａｌｙｚｉｎｇ  ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ  ｃｏｎｔａｉｎｅｄ  ｉｎ  ｌｉｑｕｉｄ  ｓａｍｐｌｅｓ、１９９６年２月６日刊行
【発明の開示】
【０００３】
患者の体液を分析するシステムの実施例は、該患者内の体液との流体的連通を提供するよう構成された患者端と、該患者端から隔てられた流体供給点と、を有する流体輸送ネットワークを備える。ポンプシステムが該流体輸送ネットワークに接続される。該ポンプシステムは、該ポンプシステムが注入流体を該流体輸送ネットワークの該患者端の方へ汲むよう動作可能な注入モードと、該ポンプシステムが該体液を該患者端を通して該患者から該流体輸送ネットワーク内へ抜き取るよう動作可能な抜き取りモードと、を有する。少なくとも１つの電氣化学的テスト要素が該流体輸送ネットワークの該流体供給点の近くに配置される。該電気化学的テスト要素は、該流体輸送ネットワークにより該供給点へ供給される体液の１部分を受けるよう位置付けられる。被検体検出システムが、該テスト要素を受け、該体液の該部分内の少なくとも１つの被検体を測定するよう構成される。
【０００４】
患者の体液を分析するシステムの他の実施例では、該電気化学的テスト要素は、テストストリップ又はカートリッジを有する。なお他の実施例では、該電気化学的テスト要素は、１つ以上の試薬を有してもよい。或る実施例では、該電気化学的テスト要素は、使い捨て要素又はシングルユース要素を有する。
【０００５】
患者の体液を分析する該システムの１実施例では、該システムは更に、該被検体検出システムと動作可能に接続された移送システムを有する。該移送システムは、該電気化学的テスト要素と契合し、該電気化学的テスト要素を該被検体検出システムへ供給するよう構成される。もう１つの実施例では、該移送システムは、該電気化学的テスト要素と契合するよう構成された移送部材と、該移送部材と動作可能に結合されたアクチュエーターと、を有する。該アクチュエーターは該移送部材を、該電氣化学的テスト要素が該被検体検出システムへ供給されるように、動かすべく構成される。もう１つの実施例では、該システムは更に、該移送システムに動作可能に結合された貯蔵システムを有する。該貯蔵システムは、１つ以上の該電氣化学的テスト要素を保持するよう構成される。もう１つの実施例では、該貯蔵システムはマガジンを備え、該マガジンはハウジングを有するが、該ハウジングは室を、１つ以上の該電氣化学的テスト要素が該室内に配置されるように規定している。
【０００６】
患者の体液を分析システムで分析する方法の実施例が開示される。該分析システムは、該患者内の体液との流体的連通を提供する患者端と、該患者端から離れるよう隔てられた流体供給点と、を有する流体輸送ネットワークを備える。該方法は、該患者に注入流体を注入する過程と、該流体輸送ネットワークの該患者端を通して該患者から体液を抜き取る過程と、を有する。該方法は更に、該抜き取られた体液の少なくとも１部分を、該流体輸送ネットワークの該流体供給点の近くに配置された電氣化学的テスト要素へ供給する過程を有する。該方法は又該体液の該部分内の少なくとも１つの被検体を該電氣化学的テスト要素で測定する過程を有する。
【０００７】
患者の体液を分析する方法の他の実施例では、該電氣化学的テスト要素はテストストリップ又はカートリッジを有する。なお他の実施例では、該電氣化学的テスト要素は１つ以上の試薬を有してもよい。或る実施例では、該電氣化学的テスト要素は使い捨て要素又はシングルユース要素を有する。１実施例では、少なくとも１つの被検体を測定する過程は更に、該体液の該部分の電氣化学的測定を行う過程を有する。
【０００８】
患者の体液を分析する方法の或る実施例は更に、被検体検出システムに動作可能に結合された移送システムを提供する。該移送システムは、該電氣化学的テスト要素と契合し、該電氣化学的テスト要素を該被検体検出システムへ供給する、よう構成される。この方法の他の実施例では、貯蔵システムが該移送システムと動作可能に結合され、該貯蔵システムは１つ以上の電氣化学的テスト要素を保持するよう構成される。
【０００９】
患者の体液を分析するシステムの実施例は、該患者の体液との流体的連通を提供するよう構成された患者端と、該患者端から隔てられた流体供給点と、を有する流体輸送ネットワークを備える。ポンプシステムが該流体輸送ネットワークに接続される。該ポンプシステムは、該ポンプシステムが注入流体を、該流体輸送ネットワークの該患者端の方へ汲むよう動作可能な注入モードを有する。該ポンプシステムは、該ポンプシステムが該体液を該患者から該患者端を通して該流体輸送ネットワーク内へ抜き取るよう動作可能な抜き取りモードを有する。該システムは更に、該流体輸送ネットワークの該流体供給点の近くに配置された少なくとも１つの流体ホルダーを有する。該少なくとも１つの流体ホルダーは、該流体輸送ネットワークにより該供給点に供給される体液の１部分を受けるよう位置付けられる。実験室グレードの流体分析器が該流体ホルダーを受け、該体液の該１部分内の少なくとも１つの被検体を測定する、よう構成される。
【００１０】
患者の体液を分析するシステムのもう１つの実施例では、該実験室グレードの流体分析器は、手持ち式の、個人用、血液分析器の正確さ又は精度より高い正確さ又は精度を有する流体分析を行うよう構成された非手持ち式流体分析器を有する。該システムのなおもう１つの実施例では、該実験室グレードの流体分析器は光学的又は電氣化学的システム又はスペクトロスコープシステムを有する。
【００１１】
患者の体液を分析するシステムの他の実施例では、該流体ホルダーはテストチューブ、バイアル、又は瓶を有する。１実施例では、該テストチューブは低圧、又は真空テストチューブを有する。もう１つの実施例では、該流体ホルダーは１つ以上の試薬を有する。なおもう１つの実施例では、該流体ホルダーはシングルユースの要素又は使い捨て要素を有する。
【００１２】
患者の体液を分析するシステムの実施例は更に、該実験室グレードの流体分析器に結合された移送システムを有する。該移送システムは該流体ホルダーと契合し、該流体ホルダーを該実験室グレードの流体分析器へ供給するよう構成される。このシステムの１実施例では、該移送システムは該移送システムと動作可能に結合されたカルーセルを有する。該カルーセルは該少なくとも１つの流体ホルダーを支持するよう構成される。
【００１３】
患者の体液を、実験室グレードの流体分析器で分析する方法の実施例が開示される。該実験室グレードの流体分析器は、該患者内の該体液との流体的連通を提供する患者端と、該患者端から離れるよう隔てられた流体供給点と、を有する流体輸送ネットワークを備える。該方法は該患者に注入流体を注入する過程と、該体液を該患者から該流体輸送ネットワークの該患者端を通して抜き取る過程と、を有する。該方法は更に、該抜き取られた体液の少なくとも１部分を、該流体輸送ネットワークの該流体供給点の近くに配置された流体ホルダーへ供給する過程と、該流体ホルダーで、該体液の該部分内の少なくとも１つの被検体を測定する過程と、を有する。
【００１４】
患者の体液を分析する方法のもう１つの実施例では、該実験室グレードの流体分析器は、手持ち式の、個人用、血液分析器の正確さ又は精度より高い正確さ又は精度を有する流体分析を行うよう構成された非手持ち式流体分析器を有する。該方法のなおもう１つの実施例では、該実験室グレードの流体分析器は光学的又は電氣化学的システム又はスペクトロスコープシステムを有する。
【００１５】
患者の体液を分析する方法の他の実施例では、該流体ホルダーはテストチューブ、バイアル、又は瓶を有する。１実施例では、該テストチューブは低圧又は真空テストチューブを有する。もう１つの実施例では、該流体ホルダーは１つ以上の試薬を有する。なおもう１つの実施例では、該流体ホルダーはシングルユースの要素又は使い捨ての要素を有する。
【００１６】
患者の体液を分析する方法の他の実施例では、該方法は更に、該実験室グレードの流体分析器と結合された移送システムを提供する過程を有する。該移送システムは該流体ホルダーと契合し、該流体ホルダーを該実験室グレードの流体分析器へ供給するよう構成される。加えて、該方法の或る実施例は更に、該移送システムに動作可能に結合されたカルーセルを提供する過程を有する。該カルーセルは軸を有し、該流体ホルダーを支持するよう構成される。該カルーセルは該軸上に回転可能に設置され、該流体ホルダーを該実験室グレードの流体分析器へ供給するために、該軸の周りで回転するよう動作可能である。
【００１７】
もう１つの実施例では、体外の流体導管内に含まれる体液を、分析システムで分析する方法が開示される。該分析システムは、該導管内の該体液との流体的連通を提供する患者端と、該患者端から離れるよう隔てられた流体供給点と、を有する流体輸送ネットワークを備える。該方法は、該流体輸送ネットワークの該患者端を通して、該導管に注入流体を注入する過程及び該導管から該体液を抜き取る過程と、該流体輸送ネットワークの該流体供給点の近くに配置された電氣化学的テスト要素へ、該抜き取られた体液の少なくとも１部分を、供給する過程と、そして該電気化学的テスト要素で、該体液の該部分内の少なくとも１つの被検体を測定する過程と、を有する。
【００１８】
もう１つの実施例は、体外の流体導管内に含まれる体液を、該導管内の該体液との流体的連通を提供する患者端と、該患者端から離れるよう隔てられた流体供給点と、を有する流体輸送ネットワークを備える実験室グレード流体分析器で、分析する方法を開示する。該方法は、該流体輸送ネットワークの該患者端を通して、該導管に注入流体を注入する過程及び該導管から該体液を抜き取る過程と、該流体輸送ネットワークの該流体供給点の近くに配置された流体ホルダーへ、該抜き取られた体液の少なくとも１部分を供給する過程と、そして該流体ホルダーで、該体液の該部分内の少なくとも１つの被検体を測定する過程と、を有する。
【００１９】
本発明の或る目的と利点がここで説明される。勿論、必ずしも全てのこの様な目的又は利点が何れかの特定の実施例に依り達成されるわけではないことは理解されるべきである
。かくして、例えば、当業者は、本発明が、１つの利点又は利点のグループを、ここで開示されるように達成する又は最適化する仕方で、具体化又は実行されるが、他の目的又は利点は、ここで開示又は示唆される様には、必ずしも達成されないことを認識するであろう。
【００２０】
或る実施例は上記で抄録されている。しかしながら、或る実施例の上記論議にも拘わらず、付置した請求項（そして本抄録でなく）のみが本発明を規定するよう意図されている。抄録された実施例と、他の実施例は、付随する図面を参照しての好ましい実施例の付置する詳細説明から当業者には容易に明らかになると思われるが、本発明は開示した何等かの特定の実施例に限定されない。
【実施例１】
【００２１】
或る好ましい実施例及び例が下記で開示されるが、発明の主題は特定の開示実施例を越えて他の代わりの実施例、及び／又は、本発明の使用法にも、そしてその明らかな変型と等価物にも拡張されることは当業者に理解されるであろう。かくしてここで開示される本発明の範囲は下記で説明される特定の開示実施例により限定されるべきでないと考える。かくして、例えば、ここで開示されるどんな方法又は過程に於いても、該方法／過程を構成する活動又は動作が、何等かの適当なシーケンスで行われてもよく、何等かの特定の開示されたシーケンスに必ずしも限定されない。種々の実施例を従来技術と対比する目的で、これらの実施例の或る側面と利点がここでは適当な所で説明される。勿論、全てのこの様な側面又は利点が何等かの特定の実施例によって達成されると必ずしも限らぬことは理解されるべきである。かくして、例えば、種々の実施例は、ここで開示又は示唆される様に他の側面又は利点を必ずしも達成することなしに、ここで開示される様に１つの利点又は利点のグループを達成するか又は最適化する仕方で実行されてもよいことは認識されるべきである。ここで論じられるシステムと方法は侵襲性の技術用に使われるが、該システム及び方法は又非侵襲性の技術又は他の適当な技術用に使われてもよく、病院、ヘルスケア施設、集中治療ユニット、又は住居内で使われてもよい。
【００２２】
流体ハンドリングシステムの実施例の展望
ここでは流体ハンドリングシステムとサンプル流体の分析の種々の方法が開示される。図１は流体ハンドリングシステム１０の実施例を図解しており、該システムは患者Ｐからの全血サンプルの様な、サンプル流体内の１つ以上の物質の濃度を決定することが出来る。又該流体ハンドリングシステム１０は患者Ｐへ注入流体１４を送ることが出来る。
【００２３】
該流体ハンドリングシステム１０はベッドサイドに配置され、注入流体１４を保持するコンテナー１５とサンプリングシステム１００とを有しており、該サンプリングシステムは該コンテナー１５及び患者Ｐの両者と連通している。或る実施例では、該流体ハンドリングシステム１０は、或る容積の体液を含む体外の流体導管と流体的に連通することが出来る。チューブ１３は該コンテナー１５から該サンプリングシステム１００まで延びる。チューブ１２は該サンプリングシステム１００から患者Ｐまで延びる。或る実施例では、描かれたチューブ１２の代わりに、カテーテル、ＩＶチューブ又はＩＶネットワークの様な、何等かの適当な体外の流体導管が、描かれたコネクター１１０の様なコネクターで該サンプリングシステム１００に接続される。該体外の流体導管は患者Ｐに取り付けられる必要はなく、例えば、該体外の流体導管は関心のある体液（例えば、血液）のコンテナーと流体的に連通することが出来るか又は該体外の流体導管は関心のある該体液のスタンドアロンの容積として役立ってもよい。或る実施例では、該流体ハンドリングシステム１０の１つ以上の部品は、もう１つの設備、室又は他の適当な遠隔の場所に配置されてもよい。該流体ハンドリングシステム１０の１つ以上の部品は、光学的インターフエース、電気的インターフエース、及び無線インターフエースを含むが、これらに限定されない通信インターフエースの様な、何等かの適当な通信手段により、該流体ハンドリングシステム１０の１つ以上の他の部品と（又は他のデバイスと）通信してもよい。これらのインターフエースはローカルネットワーク、インターネット、無線ネットワーク、又は他の適当なネットワークの部分であってもよい。
【００２４】
注入流体１４は水、食塩水、ブドウ糖、乳酸加リンガー液、薬、インスリン、それらの混合物、又は他の適当な物質を含むことが出来る。図解されているサンプリングシステム１００は注入流体が患者Ｐへ移ることを可能にする、及び／又は分析で該注入流体を使う。或る実施例では、該流体ハンドリングシステム１０は注入流体を使わなくてもよい。かくして該流体ハンドリングシステム１０は患者Ｐへ何の流体も送ることなくサンプルを抜き取ってもよい。
【００２５】
該サンプリングシステム１００はコネクター１１０，１２０を介してチューブ１３及びチューブ１２に取り外し可能に、又は恒久的に結合されてもよい。患者コネクター１１０はバンドル１３０を通して流体の流れを選択的に制御し、該バンドルは、図１Ｂに示す様に、患者接続通路１１２及びサンプリング通路１１３を有する。又該サンプリングシステム１００は何等かの適当な手段により患者Ｐから１つ以上のサンプルを抜き取ることが出来る。該サンプリングシステム１００は該サンプルについて１つ以上の分析を行い、次いで該サンプルを患者へ又はウエーストコンテナーへ戻す。或る実施例では、該サンプリングシステム１００は望む様に取り外され、置き換えられるモジュール型ユニットになっている。該サンプリングシステム１００は、流体ハンドリング及び分析装置、コネクター、通路、カテーテル、配管、流体制御要素、バルブ、ポンプ、流体センサー、圧力センサー、温度センサー、ヘマトクリットセンサー、ヘモグロビンセンサー、測色センサー、そしてガス（又は“バブル”）センサー、流体調整要素、ガスインジェクター、ガスフイルター、血漿セパレーター、及び／又は該サンプリングシステム内又はサンプリングシステム１００とネットワークの間の情報伝達を可能にする通信デバイス（例えば、無線デバイス）、を含むことが出来るが、それらに限定されない。該図解されたサンプリングシステム１００は患者コネクター１１０と流体ハンドリング及び分析装置１４０を有し、該分析装置は患者Ｐから抜き取られたサンプルを分析する。該流体ハンドリング及び分析装置１４０と患者コネクター１１０は患者Ｐへの注入流体、及び／又は患者Ｐから抜き取られるサンプルの流れを制御するよう協力する。又サンプルは他の適当な仕方で抜き取られそして移されてもよい。
【００２６】
図１Ａは該流体ハンドリング及び分析装置１４０のクローズアップ図であり、それはその内部部品の幾つかを表すために部分的に切り欠かれている。該流体ハンドリング及び分析装置１４０は、該コンテナー１５から患者Ｐへの流体の流れ、及び／又は患者Ｐから抜き取られた流体の流れ、を制御するポンプ２０３を有するのが好ましい。ポンプ２０３は流体流量、流体流れ（複数を含む）の方向（複数を含む）、そして他の流体流れパラメーターを望まれる様に選択的に制御する。ここで使われる時、用語“ポンプ”は広い用語であり、限定なしに、加圧／圧力デバイス、真空デバイス、又は流体流れを引き起こす何等か他の適当な手段を意味する。該ポンプ２０３は可逆蠕動ポンプ、２方向で流れを提供するようバルブと協調的に働く２つの単方向ポンプ、１つの単方向ポンプ、容積型ポンプ、シリンジ、ダイアフラムポンプ、ローラーポンプ、又は他の適当な加圧デバイスを含むが、それらに限定されない。
【００２７】
図解された流体ハンドリング及び分析装置１４０はデイスプレー１４１と入力デバイス１４３を有する。該図解された流体ハンドリング及び分析装置１４０は又抜き取られた流体サンプルを分析するよう構成されたサンプリングユニット２００を有する。該サンプリングユニット２００はかくしてサンプルを受け、該サンプルを準備し、そして／又は該サンプル（準備された又は準備されてない）を１つ以上のテストに供する。該サンプリングユニット２００は該テストからの結果を解析することが出来る。該サンプリングユニット
２００はセパレーター、フイルター、遠心分離機、サンプル要素、及び／又は下記で詳細に説明される検出システムを含むが、それらに限定されない。該サンプリングユニット２００（図３参照）は体液サンプル内の１つ以上の被検体の濃度を検出する被検体検出システムを有してもよい。或る実施例では、該サンプリングユニット２００はサンプルを分析用に準備する。もし該流体ハンドリング及び分析装置１４０が患者Ｐから取られた全血内に含まれる血漿に関し分析を行うならば、フイルター、セパレーター、遠心分離機又は他の種類のサンプル準備デバイスが、該血液の他の成分から血漿を分離するため使われてもよい。該分離過程の後、該サンプリングユニット２００は、例えば、該患者Ｐのブドウ糖レベルを決定するため該血漿を分析する。該サンプリングユニット２００はスペクトロスコープの方法、測色計の方法、電気化学的方法又はサンプルを分析するための他の適当な方法を使うことが出来る。
【００２８】
続いて図１と１Ａを参照すると、該コンテナー１５内の流体１４は該チューブ１３を通り、流体ソース通路１１１内へ流れる。該流体は更に該通路１１１を通り該流体を加圧するポンプ２０３へ流れる。該流体１４は該ポンプ２０３から、患者接続通路１１２とカテーテル１１を通り、患者Ｐ内へ流れる。患者Ｐの体液｛例えば、全血、血漿、間隙性流体、胆汁、汗、排泄物、他｝を分析するために、該流体ハンドリング及び分析装置１４０は該患者Ｐからカテーテル１１を通り患者コネクター１１０へサンプルを抜き取る。該患者コネクター１１０は該流体サンプルを該サンプリングユニット２００へ通じるサンプリング通路１１３へ導く。該サンプリングユニット２００は該サンプルに関し１つ以上の分析を行う。該流体ハンドリング及び分析装置１４０は次いで該サンプリングユニット２００により得られた結果をデイスプレー１４１上に出力する。
【００２９】
或る実施例では、該流体ハンドリングシステム１０はブドウ糖レベルの実時間又は実時間に近い測定を提供するために患者Ｐから体液サンプル（複数を含む）を抜き取り分析する。体液サンプルは連続的に、規則的間隔で（例えば、５，１０，１５，２０，３０又は６０分毎に）、不規則な間隔で、又は何時でも又は望まれる測定用のシーケンスで、患者Ｐから抜き取られる。これらの測定値は患者Ｐの簡便なモニタリング用にデイスプレー１４１でベッドサイドで表示される。
【００３０】
図解される流体ハンドリングシステム１０はスタンド１６に設置され、病院、集中治療ユニット、住居、ヘルスケア施設等で使われる。或る実施例では、該流体ハンドリングシステム１０は救急患者用に輸送可能又は携帯可能である。該救急用流体ハンドリングシステム１０は患者に結合され（例えば、ストラップされ、付着され、等）てもよく、図１で図解したベッドサイド流体ハンドリングシステム１０より小さい。或る実施例では、該流体ハンドリングシステム１０は皮下埋入用の寸法の埋入可能なシステムであり、連続モニタリング用に使われてもよい。或る実施例では、該流体ハンドリングシステム１０は小型化されるので、流体ハンドリングシステム全体が埋入され得る。他の実施例では、該流体ハンドリングシステム１０の１部のみが埋入用の寸法とされる。
【００３１】
或る実施例では、該流体ハンドリングシステム１０は使い捨て可能な流体ハンドリングシステムであったり、そして／又は１つ以上の使い捨て可能な部品を有したりする。ここで使われる時、用語“使い捨て可能な”はカセット又はサンプル要素の様なシステム又は部品（又は部品の組み合わせ）に適用された時、広い用語であり、限定無しに、当該の部品が有限回数使われ、次いで捨てられることを意味する。或る使い捨て可能な部品はただ１回使われ、次いで捨てられる。他の使い捨て可能な部品は１回より多く使われ、次いで捨てられる。例えば、該流体ハンドリング及び分析装置１４０は主インスツルメントと、下記で論じる該主インスツルメント上へ設置される使い捨て可能なカセットと、を有する。該使い捨て可能なカセットは予め決められた量のサンプル流体を分析用、他に準備するために、予め決められた長さの時間使われる。或る実施例では、該カセットは該主インスツルメントによる次の分析用に複数のサンプルを準備するため使われる。再使用可能な主インスツルメントは望まれる様にどんな数のカセットとも共に使われてもよい。加えて、又は、代わりに、該カセットは簡便な輸送用の携帯可能で、手持ち式カセットとすることが出来る。これらの実施例では、該カセットは手動で該主インスツルメントへ設置されたり、それから取り除かれたりする。或る実施例では、該カセットは使い捨てでないカセットで、該カセットは下記で論じる様に該主インスツルメントへ恒久的に結合される。
【００３２】
ここでは、流体ハンドリングシステム、サンプリングシステム、流体ハンドリング及び分析装置、被検体検出システム、及び同品の使用法の、多数の実施例が開示される。下記でセクションＩは分析用に患者からの流体を輸送するため使われてもよい流体ハンドリングシステムの種々の実施例を開示する。下記でセクションＩＩはセクションＩで論じられる装置と共に使われる流体ハンドリング方法の幾つかの実施例を開示する。下記でセクションＩＩＩはセクションＩの装置又はセクションＩＩの方法と共に使われるサンプリングシステムの幾つかの実施例を開示する。下記でセクションＩＶは材料サンプル内の１つ以上の被検体の濃度を検出するため使われるサンプル分析システムの種々の実施例を開示する。下記でセクションＶはサンプルスペクトルから被検体濃度を決定する方法を開示する。
【００３３】
セクションＩ−流体ハンドリングシステム
図１は該流体ハンドリングシステム１０の略図であり、該システムはスタンド１６により支持され、流体１４で充たされ得る内部を有するコンテナー１５と、カテーテル１１と、そしてサンプリングシステム１００と、を有する。流体ハンドリングシステム１０は該コンテナー、該サンプリングシステム、そして該カテーテルの間の導管を形成する１つ以上の通路２０を有する。一般に、サンプリングシステム１００は、流体１４の様な流体源を受け入れ、患者に接続されるよう適合されており、患者Ｐにカテーテルを挿入するため使われるカテーテル１１を含むが、それに限定されない。流体１４は、食塩水、乳酸加リンガー液、又は水の様な、患者への注入用流体を含むが、それに限定されない。サンプリングシステム１００は、その様に接続された時、患者に流体を提供することが出来る。加えて、サンプリングシステム１００は又、カテーテル１１及び通路２０を通して患者から、血液の様なサンプルを抜き取り、該抜き取られたサンプルの少なくとも１部分を分析することが出来る。サンプリングシステム１００は、血漿ブドウ糖、血液尿素窒素｛ビーユーエヌ（ＢＵＮ）｝、へマクリット、ヘモグロビン、又は乳酸レベル、の１つ以上を含むが、それらに限定されない、該抜き取られたサンプルの特性を測定する。オプションで、サンプリングシステム１００は、患者血圧、該サンプリングシステム内の圧力変化、又はサンプル抜き取り速度を含むが、それらに限定されない、他の患者又は装置関連情報を測定するために他のデバイス又はセンサーを有する。
【００３４】
特に、図１は患者コネクター１１０，該流体ハンドリング及び分析装置１４０，そしてコネクター１２０を含むサンプリングシステム１００を示す。サンプリングシステム１００は流体を導き、サンプルし、そして分析するために、通路、流体制御及び測定デバイス、そして分析デバイスの組み合わせを有する。サンプリングシステム１００の通路２０は、コネクター１２０から流体ハンドリング及び分析装置１４０までの流体ソース通路１１１と、該流体ハンドリング及び分析装置から患者コネクター１１０までの患者接続通路１１２と、そして該患者コネクターから該流体ハンドリング及び分析装置までのサンプリング通路１１３と、を有する。１つ以上の通路、例えば、通路１１１，１１２，そして１１３を含むとする通路２０の呼称は、該システムの論議を容易化するため提供される。該通路が１つ以上の別々の部品を含み、ポンプ、バルブ、マニフォールド、及び分析機器を含むが、それに限定されない他の介在部品を含むことは理解されよう。
【００３５】
ここで使われる時、用語“通路”は広い用語であり、その普通の意味で使われ、明示的
に述べられるものを除けば、限定無しに、導管として作用するよう液体又は気体の様な流体が通過する、材料を通るどんな開口部も含む。通路は、柔軟な、柔軟でない又は部分的に柔軟なチューブ、開口部を有する積層構造、材料を通るボア、又は導管として作用出来る何等かの他の構造、及びそれらの何等かの組み合わせ又は接続体を含むが、それらに限定されない。流体を患者に提供する又は血液を輸送するため使われる通路の内面は、好ましくはシリコーン、ポリエーテルエーテルケトン｛ピーイーイーケー（ＰＥＥＫ）｝、又はポリエチレン｛ピーイー（ＰＥ）｝を含むが、それらに限定されない、生体適合性の材料であるのがよい。１種の好ましい通路は、生体適合性材料で形成された流体接触面を有する柔軟なチューブである。又通路は、ここで使われる時、接続されると、通路を形成する分離可能部分を含む。
【００３６】
内部通路面は、血液の凝固する能力に影響するコーティングの様な、導管の或る特性を向上させる、或いは流体流れから生じる摩擦を減じる、種々の種類のコーティングを有してもよい。コーティングは、分子的又はイオン的処理を含むがそれらに限定されない。
【００３７】
ここで使われる時、用語“接続された”は広い用語であり、その普通の意味で使われており、明示的に述べられているものを除けば、限定無しに、２つ以上のもの（例えば、素子、デバイス、患者、他）に関し、直接的、間接的｛例えば、介在する部材（複数を含む）を介して｝、連続的、選択的又は間歇的に拘わらず、物理的接触又は付着の条件；及び／又は直接的、間接的、連続的、選択的（例えば、１つ以上の介在するバルブ、流体ハンドリング部品、スイッチ、負荷、等がある場合）又は間歇的に拘わらず、流体的、電気的、光信号的に連通する条件、を含む。流体的連通の条件については、当該の２つ以上のものの間又はそれらの中に延びる連続した又は隣接した液体又は流体のコラムがあっても、無くても、該条件は存在すると考えられる。種々の種類のコネクターがここで説明する流体ハンドリングシステムの部品を接続することが出来る。ここで使われる時、用語“コネクター”は広い用語であり、その普通の意味で使われ、明示的に述べられているものを除けば、限定なしに、該コネクターの両側での連通（直接的、間接的、連続的、選択的又は間歇的に拘わらず）を提供するため通路又は電線を接続するデバイスを含む。ここで考慮されるコネクターは流体が通過するどんな開口部をも接続するデバイスを含む。これらのコネクターは介在するバルブ、スイッチ、流体ハンドリングデバイス、及び流体流れに影響する同様なものを含む。或る実施例では、コネクターは又、幾つかの実施例で説明される様に、流体の測定、制御及び準備用のデバイスを収容してもよい。
【００３８】
流体ハンドリング及び分析装置１４０は、次に説明される様に、通路２０を通る流体の流れと、患者Ｐから抜き取られたサンプルの分析を制御する。流体ハンドリング及び分析装置１４０はデイスプレー１４１と、ボタン１４３の様な入力デバイスを有する。デイスプレー１４１は流体ハンドリング及び分析装置１４０により行われた分析の動作又は結果に関する情報を提供する。１実施例では、デイスプレー１４１は流体ハンドリング及び分析装置１４０内へ情報を入力するため使われるボタン１４３の機能を示す。流体ハンドリング及び分析装置１４０に入力される、又はそれにより得られる情報は、必要な注入又は投薬速度、サンプリング速度又は患者識別番号又は医学的情報を含むが、それらに限定されない、患者の特定情報を含むがそれらに限定されない。他の代わりの実施例では、流体ハンドリング及び分析装置１４０は、通信ネットワーク上で、例えば、医学的条件、投与されつつある薬剤、実験室血液レポート、性及び体重を含むがそれらに限定されない患者特定的情報を有する病院通信ネットワーク上で、患者Ｐに関する情報を得る。本発明の範囲を限定するよう意図されてないが、流体ハンドリングシステム１０の使用法の１例として、図１は患者Ｐに接続されたカテーテル１１を示す。
【００３９】
次に論じられる様に、流体ハンドリングシステム１０は患者の静脈又は動脈にカテーテルを挿入してもよい。サンプリングシステム１００はコンテナー１５とカテーテル１１に
リリース出来るよう接続可能である。かくして、例えば、図１はコンテナーへの、又はそれからの流体の通路を提供するチューブ１３を有するコンテナー１５と、患者の外部のチューブ１２を有するカテーテル１１と、を示す。コネクター１２０はチューブ１３と通路１１１を接合するよう適合されている。患者コネクター１１０はチューブ１２を接合し、通路１１２及び１１３の間の接続を提供するよう適合されている。
【００４０】
患者コネクター１１０は又通路１１２及び１１３を通る流れを制御し、導き、処理し、又は他の仕方でそれに影響する１つ以上のデバイスを有してもよい。或る実施例では、患者コネクター１１０と流体ハンドリング及び分析装置１４０の間で信号を交換するために１本以上の線１１４が提供される。該線１１４は電線、光学的コミュニケーター、無線通信チャンネル、又は他の通信手段であってもよい。図１に示す様に、サンプリングシステム１００は又通路１１２及び１１３と線１１４を有してもよい。装置１４０と患者コネクター１１０の間の通路及び電線は、限定されないが、バンドル１３０と呼ばれてもよい。
【００４１】
種々の実施例では、流体ハンドリング及び分析装置１４０及び／又は患者コネクター１１０は、バルブ及びポンプを含むがそれに限定されない流体制御素子、圧力センサー、温度センサー、ヘマクリットセンサー、ヘモグロビンセンサー、測色センサー、及びガス（又は“バブル”）センサーを含むがそれらに限定されない流体センサー、ガスインジェクター、ガスフイルター、及び血漿セパレーターを含むがそれらに限定されない流体調整素子、及び該サンプリングシステム内又はサンプリングシステム１００と無線ネットワークの間の情報の転送を可能にする無線通信デバイス、を含むが、それらに限定されない他の素子（図１には示されてない）を有する。
【００４２】
１実施例では、患者コネクター１１０は、該コネクター端で何時血液が流体１４を追い出したかを決めるデバイスを有し、かくして何時サンプルがサンプリング用に通路１１３を通って抜き取られるよう利用可能かの指示を提供する。患者コネクター１１０に於けるこの様なデバイスの存在は、チューブ１２の現実の長さに関係なくサンプルを分析するための流体ハンドリングシステム１０の動作を可能にする。従って、バンドル１３０は、空気を含む流体、又は１つ以上の他の通路及び／又は電線を含むがそれらに限定されない患者コネクター１１０と流体ハンドリング及び分析装置１４０の間の情報通信を提供する要素を有してもよい。
【００４３】
サンプリングシステム１００の１実施例では、バンドル１３０の通路及び線は患者Ｐの近くに患者コネクター１１０を置くことを許容するに充分な程長く、例えば、チューブ１２は０．１から０．５ｍより短いか又は好ましくは０．１５ｍの長さを有するのがよく、流体ハンドリング及び分析装置１４０は便利な距離、例えば近くのスタンド１６上に配置される。かくして、例えば、バンドル１３０は長さが０．３から３ｍ、又はより好ましくは１．５から２．０ｍであるのがよい。患者コネクター１１０とコネクター１２０はそれぞれチューブ１２及び１３に嵌合するよう適合された取り外し可能なコネクターを有することは、必要ではないが、好ましい。かくして、１実施例では、コンテナー１５／チューブ１３及びカテーテル１１／チューブ１２は共に標準的医学部品であり、サンプリングシステム１００は流体ハンドリングシステム１０に対するコンテナーとカテーテルの１つ又は両者の容易な接続及び取り外しを可能にする。
【００４４】
サンプリングシステム１００のもう１つの実施例では、チューブ１２及び１３と通路１１１及び１１２との実質的部分は近似的に同じ内部断面積を有する。通路１１３の内部断面積が通路１１１及び１１２のそれより小さいことは必要ではないが、好ましい（図１Ｂ参照）。次に説明する様に、面積の差は、流体ハンドリングシステム１０が患者コネクター１１０から流体ハンドリング及び分析装置１４０内へ小サンプル容積の血液を移すことを可能にする。
【００４５】
かくして、例えば、１実施例で、通路１１１と１１２は、０．３ｍｍから１．５ｍｍの内径を有する、或いはより好ましくは、０．６ｍｍから１．２ｍｍの直径を有するチューブで形成されるのがよい。通路１１３は、０．３ｍｍから１．５ｍｍの内径を有する、或いは、より好ましくは、０．６ｍｍから１．２ｍｍの内径を有するチューブで形成されるのがよい。
【００４６】
図１は患者を流体ソースに接続するサンプリングシステム１００を示すが、本開示の範囲はこの実施例に限定されるよう意図されてない。代わりの実施例はより多くの又はより少ない数のコネクター又は通路を含むが、それらに限定されず、又該コネクターは流体ハンドリングシステム１０内の異なる場所及び代わりの流体通路に配置されてもよい。かくして、例えば、通路１１１及び１１２は１つのチューブで形成されてもよく、或いは、例えば、サンプリングシステム１００内の他のチューブへのブランチを含めて２本以上の結合されたチューブで形成されてもよく、そして／又は患者への注入又は患者からのサンプルを得るための追加のブランチがあってもよい。加えて、患者コネクター１１０とコネクター１２０とサンプリングシステム１００は下記で説明する様に流体の流れを制御するために代わりに追加のポンプ及び／又はバルブを有してもよい。
【００４７】
図１Ａ及び２は患者Ｐからの血液を分析するよう構成されたサンプリングシステム１００を図解するが、該システムは下記で更に詳述されることを除けば、図１で図解されたサンプリングシステムの実施例に概ね類似している。可能な場合は、類似の要素は、図１から２の実施例の描写で同一参照数字で識別されている。図１Ａと２は、患者コネクター１１０がサンプリング組立体２２０とコネクター２３０，通路１１１と１１３の部分そして線１１４を含むものとして、そして流体ハンドリング及び分析装置１４０がポンプ２０３、サンプリングユニット２００，そして制御器２１０を含むものとして、示している。ポンプ２０３と、サンプリングユニット２００そして制御器２１０は該流体ハンドリング及び分析装置１４０のハウジング２０９内に含まれる。通路１１１はコネクター１２０から該ハウジング２０９を通ってポンプ２０３へ延びる。バンドル１３０はポンプ２０３，サンプリングユニット２００そして制御器２１０から患者コネクター１１０まで延びる。
【００４８】
図１Ａと２では、通路１１１はコネクター１２０とポンプ２０３の間の流体連通を提供し、通路１１３はポンプ２０３とコネクター１１０の間の流体的連通を提供する。制御器２１０は線１１４を通してポンプ２０３，サンプリングユニット２００，そしてサンプリング組立体２２０と通信する。制御器２１０はメモリー２１２へのアクセスを有し、オプションではＤＶＤ又はＣＤ−ＲＯＭリーダーを含むがそれらに限定されないメディアリーダー２１４と、専用線、イントラネット又はインターネット接続を含むがそれらに限定されない有線又は無線通信ネットワークを含む通信リンク２１６へのアクセスを有する。
【００４９】
次に幾つかの実施例で説明される様に、サンプリングユニット２００は１つ以上の通路、ポンプ及び／又はバルブを有し、サンプリング組立体２２０は通路、センサー、バルブ、及び／又はサンプル検出デバイスを有する。制御器２１０はサンプリング組立体２２０内のセンサー及びデバイスから、及び、サンプリングユニット２００内のセンサー及び分析機器から、情報を集め、協調した信号を制御ポンプ２０３へ、そして、もしあれば、サンプリング組立体２２０内のポンプとバルブへ提供する。
【００５０】
流体ハンドリング及び分析装置１４０は前進方向（患者に向かって）及び逆方向（患者から離れるよう）にポンプ作用する能力を有する。かくして、例えば、ポンプ２０３は流体１４を患者Ｐ内へ導き、或いは患者Ｐから、カテーテル１１からサンプリング組立体２２０へ、血液サンプルの様なサンプルを抜き取るが、該組立体ではそれは更に通路１１３を通りサンプリングユニット２００へ分析用に導かれる。好ましくは、ポンプ２０３は少なくとも患者の脈管ラインを開いて保つに充分な前進方向流量を提供するのがよい。１実施例では、該前進方向流量は１から５ｍｌ／ｈである。或る実施例では、流体の該流量は約０．０５ｍｌ／ｈ、０．１ｍｌ／ｈ、０．２ｍｌ／ｈ、０．４ｍｌ／ｈ、０．６ｍｌ／ｈ、０．８ｍｌ／ｈ、１．０ｍｌ／ｈ、であり、この様な流量を含むように及んでいる。或る実施例では、例えば、流体の流量は約１．０ｍｌ／ｈより小さい。或る実施例では、流体の流量は約０．１ｍｌ／ｈ以下である。逆方向で運転時は、流体ハンドリング及び分析装置１４０は患者から通路１１３を通ってサンプリング組立体２２０へサンプルを抜き取る能力を有する。１実施例では、ポンプ２０３は、該サンプリング組立体が希釈されない血液サンプルを含むことを保証するために、好ましくは充分な距離だけ該サンプリング組立体を過ぎる程、サンプリング組立体２２０の方へ、血液を抜き取る逆流れを提供するのがよい。１実施例では、通路１１３は２５から２００μｍ、或いは好ましくは５０から１００μｍの内径を有するのがよい。サンプリングユニット２００はサンプリング組立体２２０から、小さなサンプル、例えば、１０から１００μｌの血液、或いはより好ましくは約４０μｌの容積の血液を抽出する。
【００５１】
１実施例では、ポンプ２０３は通路１１１の柔軟な部分に作用する方向制御可能なポンプである。１つの方向制御可能なポンプの例は、可逆性の蠕動ポンプ又は２方向に流れを提供するようバルブと協調して作用する２つの単方向ポンプを含むがそれらに限定されない。代わりの実施例では、ポンプ２０３は、シリンジの様な容積型ポンプを含むがそれらに限定されないポンプ、及び／又は通路１１１を通る双方向性流れ制御を提供するバルブの組み合わせを有する。
【００５２】
制御器２１０は流体ハンドリングシステム１０の動作を制御し、流体ハンドリング及び分析装置１４０からのサンプル測定値を分析する１つ以上のプロセサーを有する。制御器２１０は又ボタン１４３からの入力を受け入れ、デイスプレー１４１上に情報を提供する。オプションとして、制御器２１０は有線又は無線通信システム、例えば、患者情報用の病院ネットワークと双方向性通信する。制御器２１０を含む１つ以上のプロセサーは、流体ハンドリング及び分析装置１４０内に配置されるか又は該ユニットへネットワーク化された１つ以上のプロセサーを有してもよい。
【００５３】
制御器２１０による流体ハンドリングシステム１０の制御は、患者へ注入し、サンプルを採取、準備そして分析するために、流体流れを制御することを含むがそれらに限定されない。流体ハンドリング及び分析装置１４０により得られた測定値の分析は、患者特定的情報に関するデータベースから得られた情報から、或いは装置１４０による測定値の分析で使われるネットワーク上で制御器２１０に提供された情報から、入力された患者特定的情報に基づいてのサンプルの分析を含むがそれらに限定されない。
【００５４】
流体ハンドリングシステム１０は患者血液の注入及びサンプリングを次の様に提供する。流体１４を有するバッグ１５と患者Ｐとに接続された流体ハンドリングシステム１０を用いて、制御器２１０は該流体を患者に導く動作ポンプ２０３により患者に注入する。かくして、例えば、１実施例では、制御器は、サンプルを抜き取るポンプ２０３を運転することにより、そのサンプルが患者から得られるよう指図する。１実施例では、ポンプ２０３は、サンプリング組立体２２０へサンプルを提供するに充分な、予め決められたサンプル容積を抜き取る。もう１つの実施例では、ポンプ２０３は、サンプリング組立体２２０内のデバイスがサンプルが患者コネクター１１０に達したことを示すまで、サンプルを抜き取る。本発明の範囲を限定するよう意図されてない例として、１つのこの様な指示は、サンプルのカラーの変化を検出するセンサーにより提供される。もう１つの例は、流体１４の量の減少、該流体量が時間と共に変化すること、ヘモグロビン量の測定値、又は通路内での流体から血液への変化の指示、を含むがそれらに限定されない通路１１１内の材料の変化を示すデバイスの使用である。
【００５５】
サンプルがサンプリング組立体２２０に達すると、制御器２１０は、該サンプルをサンプリング組立体２２０からサンプリングユニット２００内へ抜き取るために、サンプリングシステム１００内のバルブ及び／又はポンプ（示されてない）へ動作信号を供給する。サンプルがサンプリングユニット２００の方へ抜き取られた後、制御器２１０は患者への注入を再開する信号をポンプ２０３へ供給する。１実施例では、制御器２１０は、該サンプルがサンプリング組立体２２０から抜き取られつつある間、該患者への注入を再開する信号をポンプ２０３へ供給する。代わりの実施例では、制御器２１０は、該サンプルがサンプリング組立体２２０から抜き取られつつある間、該患者への注入を停止する信号をポンプ２０３へ供給する。もう１つの代わりの実施例では、制御器２１０は、該サンプルがサンプリング組立体２２０から抜き取られつつある間、該患者からの血液の抜き取りをゆっくりさせる信号をポンプ２０３へ供給する。
【００５６】
もう１つの代わりの実施例では、制御器２１０は、逆ポンプ作用中、通路内又はカテーテル挿入された血管内の閉塞の指示をモニターし、それに従いポンプ２０３の汲み上げの速度及び／又は方向を適度化する。かくして、例えば、閉塞された又はキンクした通路の、又はポンプ作用を受け、座屈する又は座屈させられカテーテル挿入された血管の、妨げられた流れは、妨げられない流れより低い圧力に帰着する。１実施例では、閉塞は、サンプリング組立体２２０内の、又は通路２０に沿って存在する、圧力センサーを使ってモニターされる。該圧力がポンピング中に減じ始めるか、又は予め決められた値より低い値に達するなら、制御器２１０は、妨げられないポンプ作用を再確立する努力の中で、該逆ポンプ作用速度を減じる、ポンプ作用を停止する、或いは前進方向にポンプする、ようポンプ２０３に指令する。
【００５７】
図３は、下記で更に詳述することを除けば、図１及び２で図解されたサンプリングシステム１００の実施例と概ね同様なサンプリングシステム３００の詳細を示す略図である。サンプリングシステム３００は、チューブ１２へ接続するためのコネクター２３０，圧力センサー３１７，測色センサー３１１，第１バブルセンサー３１４ａ、第１バルブ３１２，第２バルブ３１３，そして第２バブルセンサー３１４ｂを、通路１１２に沿って有するサンプリング組立体２２０を備える。通路１１３は第１バルブ３１２と第２バルブ３１３の間に位置付けられる合流部３１８で、通路１１１と“Ｔ”を形成し、そしてガスインジェクターマニフォールド３１５と第３バルブ３１６を有する。電線１１４は、測色センサー３１１，第１、第２，そして第３バルブ（３１２，３１３，３１６）、第１及び第２バブルセンサー（３１４ａ、３１４ｂ）、ガスインジェクターマニフォールド３１５，そして圧力センサー３１７から延びる制御及び／又は信号ラインを有する。サンプリングシステム３００は又サンプリングユニット２００を備えるが、該ユニットはバブルセンサー３２１，サンプル分析デバイス３３０，第１バルブ３２３ａ、ウエーストレセプタクル３２５，第２バルブ３２３ｂ、そしてポンプ３２８を有する。通路１１３はウエーストライン３２４とポンプライン３２７を形成するため“Ｔ”を形作る。
【００５８】
サンプリングシステム１００のセンサーは、サンプルが通って流れる通路であるが、該通路の壁を通して検出する、該通路を受け入れるよう適合していることが、必ずしも必要ではないが、好ましい。次に説明する様に、この配置は、該センサーが再使用出来ること、そして該通路が使い捨て出来ることを可能にする。該通路はスムーズで、血液を損傷させる又は血液のスムーズな流れを妨げる突然の寸法変化が無いことも、必ずしも必要ではないが、好ましい。加えて、患者から分析器まで血液を送達する該通路は、流体がよどみ、該通路を通して輸送されない可能性を生む隙間又は寸法変化を含まないことが好ましい。
【００５９】
１実施例では、その上にバルブ３１２，３１３，３１６，そして３２３が通路に沿って
位置するそれぞれの通路は、柔軟なチューブであり、バルブ３１２，３１３、３１６、そして３２３は１つ以上の可動面がそこを通る流れを制限するか又は停止させるため該チューブを圧縮する“ピンチバルブ”である。１実施例では、該ピンチバルブは１つ以上の可動面を有し、該面は合わさるよう動き、そこを通る流れを停止させるために柔軟な通路を“ピンチ”するよう駆動される。ピンチバルブの例は、例えば、モデルピーブイ２５６低電力ピンチバルブ（Ｍｏｄｅｌ  ＰＶ２５６  Ｌｏｗ  Ｐｏｗｅｒ  Ｐｉｎｃｈ  Ｖａｌｖｅ）｛インステックラボラトリー社、プリムスミーティング、ピーエイ（Ｉｎｓｔｅｃｈ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｐｌｙｍｏｕｔｈ  Ｍｅｅｔｉｎｇ，ＰＡ）｝を含む。代わりに、バルブ３１２，３１３，３１６そして３２３の１つ以上は、それらのそれぞれの通路を通る流れを制御するための他のバルブであってもよい。
【００６０】
測色センサー３１１は通路１１１の部分を受け入れるか又は形成して、該通路内の血液の存否の指示を提供する。１実施例では、測色センサー３１１は制御器２１０が流体１４と血液とを区別することを可能にする。好ましくは、測色センサー３１１は血液を検出するチューブ又は他の通路を受けるよう適合されるのがよい。これは、例えば、使い捨て可能なチューブが、再利用可能な測色センサー内へ又はそれを通るよう置かれることを可能にする。代わりの実施例では、測色センサー３１１はバブルセンサー３１４ｂに隣接して配置される。測色センサーの例は、例えば、イントロテックインタナショナル（Ｉｎｔｒｏｔｅｋ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）｛エッジウッド、エヌジェイ（Ｅｄｇｅｗｏｏｄ，ＮＪ）｝から入手可能な光学的血液リーク／血液対食塩水検出器（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｂｌｏｏｄ  Ｌｅａｋ／Ｂｌｏｏｄ  ｖｓ．Ｓａｌｉｎｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を含む。
【００６１】
次に説明する様に、サンプリングシステム３００は―ここでは、それに限定はしないが、“バブル”と呼ばれる―ガスを通路１１３内に噴射する。サンプリングシステム３００は、各々が液体により分離された、１つ以上のバブルを通路１１３内に噴射するため、合流部３１８に、又はその近くにガスインジェクターマニフォールド３１５を有する。該バブルの使用は、希釈剤を用いた分析用サンプルの送達時、及びサンプル間の通路の清掃用、の両面で、それらが通路を流れる時、液体の長手方向の混合を防止する点で有用である。かくして、例えば、通路１１３内の流体は、本発明の１実施例では、バブルにより分離されたサンプルＳ又は流体１４の様な、２つの容積の液体、又はそれら間のバブルにより各々が分離された多数容積の液体、を有する。
【００６２】
バブルセンサー３１４ａ、３１４ｂそして３２１は各々が通路１１２又は１１３の部分を受け入れ又は形成し、通路を通しての空気の存在、又は流体の流れと空気の流れの間の変化、の指示を提供する。バブルセンサーの例は、通路内で液体からの小さなバブル又はフォームの間の差を検出出来る超音波又は光学的センサーを含むが、それらに限定はされない。１つのこの様なバブル検出器はエムイーシーシリーズ空気バブル／液体検出センサー（ＭＥＣ  Ｓｅｒｉｅｓ  Ａｉｒ  Ｂｕｂｂｌｅ／Ｌｉｑｕｉｄ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｏｒ）｛イントロテックインターネショナル、エッジウッド、エヌワイ（Ｉｎｔｒｏｔｅｋ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｅｄｇｅｗｏｏｄ，ＮＹ）｝である。好ましくは、バブルセンサー３１４ａ、３１４ｂそして３２１の各々はバブルを検出するためにチューブ又は他の通路を受けるよう適合されているのがよい。これは、例えば、使い捨て出来るチューブが再使用可能なバブルセンサーを通るよう置かれることを可能にする。
【００６３】
圧力センサー３１７は通路１１１の部分を受け入れ又はそれを形成し、該通路内の流体の指示又は測定値を提供する。圧力センサー３１７とカテーテル１１の間の全てのバルブが開くと、圧力センサー３１７は患者のカテーテルを挿入された血管内の圧力の指示又は測定値を提供する。１実施例では、圧力センサー３１７の出力はポンプ２０３の動作を調整するため制御器２１０に提供される。かくして、例えば、圧力センサー３１７により予め決められた値を上回ると測定された圧力は適当に動作しているシステムを示すと取られ
、該予め決められた値を下回る圧力は、例えば、ブロックされた通路又は血管に依る過剰なポンピングを示すと取られる。かくして、例えば、患者Ｐから血液を抜き取るよう動作するポンプ２０３を伴いながら、もし圧力センサー３１７により測定された圧力が正常血圧の範囲内にあれば、血液は患者から抜き取られつつあると仮定され、ポンピングは続く。しかしながら、もし圧力センサー３１７により測定された該圧力が或るレベルの下に降下するなら、制御器２１０はポンプ２０３がゆっくりする又は血管が再び開くよう前進方向で運転されるよう指示する。１つのこの様な圧力センサーはデルトランＩＶ部品番号デーピーテー−４１２（Ｄｅｌｔｒａｎ  ＩＶ  ｐａｒｔ  ｎｕｍｂｅｒ  ＤＰＴ−４１２）｛ユタメディカルプロダクト、ミドベイル、ユーテー（Ｕｔａｈ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｍｉｄｖａｌｅ，ＵＴ）｝である。
【００６４】
サンプル分析デバイス３３０はサンプルを受け、分析を行う。幾つかの実施例では、デバイス３３０は分析用サンプルを準備するよう構成される。かくして、例えば、デバイス３３０はサンプル準備ユニット３３２と被検体検出システム３３４を有しており、そこでは該サンプル準備ユニットは患者と該被検体検出システムとの間に配置される。一般に、サンプル準備はサンプリングと分析の間で行われる。かくして、例えば、サンプル準備ユニット３３２は被検体検出から遠隔で、例えばサンプリング組立体２２０内で行われてもよく、或いは被検体検出システム３３４に隣接して又はその中で行われてもよい。
【００６５】
ここで使われる時、用語“被検体”は広い用語であり、その普通の意味で使われ、その存在又は濃度が、被検体検出システムにより材料サンプル内で追究されるどんな化学的種をも、限定せずに、含む。例えば、被検体（複数を含む）はブドウ糖、エタノール、インスリン、水、二酸化炭素、血液酸素、コレステロール、ビリルビン、ケトン、脂肪酸、リポプロテイン、アルブミン、尿素、クレアチニン、白血球、赤血球、ヘモグロビン、酸化ヘモグロビン、一酸化炭素ヘモグロビン、有機分子、無機分子、調合薬、チトクローム、種々のタンパク質及び色素団、微小石灰化、電解質、ナトリウム、カリウム、塩素、重炭酸イオン、及びホルモンを含むが、それらに限定されない。ここで使われる時、用語“材料サンプル”（又は、代わりに、“サンプル”）は広い用語であり、その普通の意味で使われ、分析用に好適な何等かの材料の集まりを含むが、それに限定されない。例えば、材料サンプルは全血、血液成分（例えば、血漿又は血清）、間隙性流体、細胞間流体、唾液、尿、汗及び／又は他の有機又は無機材料、又はこれらの材料の何れかの誘導体を含む。１実施例では、全血又は血液成分は患者の毛細管から抜き取られてもよい。
【００６６】
１実施例では、サンプル準備ユニット３３２は全血サンプルから血漿を分離するか又は血液サンプルから汚染物を除去し、かくしてフイルター、膜、遠心分離機又はそれらの或る組み合わせを含むが、それらに限定されない１つ以上のデバイスを具備する。代わりの実施例では、被検体検出システム３３４は直接サンプルを分析するよう適合されており、サンプル準備ユニット３３２は必要としない。
【００６７】
一般に、サンプリング組立体２２０及びサンプリングユニット２００はサンプリング組立体２２０から通路１１３内へ抜き取られた流体をサンプル分析デバイス３３０内へ導く。図４は、サンプルの幾らかがサンプル分析デバイス３３０をバイパスすることを可能にするサンプリングユニット４００の実施例の略図である。サンプリングユニット４００は、下記で更に詳述されることを除けば、サンプリングユニット２００と概ね類似している。サンプリングユニット４００はバブルセンサー３２１，バルブ３２３，サンプル分析デバイス３３０，ウエーストライン３２４，ウエーストレセプタクル３２５，バルブ３２６，ポンプライン３２７，ポンプ３２８，バルブ３２２，及びウエーストライン３２９を有する。ウエーストライン３２９はバルブ３２２を有し、ポンプライン３３７とウエーストライン３２９のところで“Ｔ”を形成する。バルブ３１６，３２２，３２３及び３２６は、通路１１３を通る流れがサンプル分析デバイス３３０を通るルートで送られるか、ウエーストレセプタクル３２５へのルートで送られるか、又はウエーストレセプタクル３２５へウエーストライン３２４を通るルートで送られることを可能にする。
【００６８】
図５は、下記で更に詳述されることを除けば、図１から４で図解されるサンプリングシステム１００又は３００の実施例と概ね同様のサンプリングシステム５００の１実施例の略図である。サンプリングシステム５００はサンプリングユニット５１０の実施例を有し、通路１１１から抜き取られる液体がポンプ２０３とコネクター１２０の間の合流部５０２通路１１１へ戻される点で部分的にサンプリングシステム３００と異なる。
【００６９】
図５を参照すると、サンプリングユニット５１０は、ポンプ２０３の通路１１３から反対側で通路１１１と交叉する戻りライン５０３と、その両者が制御器２１０により制御されるバブルセンサー５０５及び圧力センサー５０７と、を有する。バブルセンサー５０５はバブルセンサー３１４ａ、３１４ｂ及び３２１と概ね同様で、圧力センサー５０７は圧力センサー３１７と概ね同様である。圧力センサー５０７は通路１１１の圧力をモニターすることによりサンプリングシステム５００の正しい動作を決定する点で有用である。かくして、例えば、圧力センサー５０７がカテーテル１１と流体的に連通している時｛すなわち、何等かの介在するバルブ（複数を含む）が開いている時｝、通路１１１の圧力はカテーテル１１に於ける圧力に関係する。圧力センサー５０７の出力は、サンプリングシステム５００のポンプの制御で前に説明した圧力センサー３１７のそれと同様な仕方で使われる。
【００７０】
サンプリングユニット５１０は制御器２１０の制御下のバルブ５０１，３２６ａ及び３２６ｂを有する。バルブ５０１はサンプリングユニット２００とサンプリングユニット５１０の間の追加の液体流れ制御を提供する。ポンプ３２８は通路１１３から及び通路１１３へ流体を抜き取る双方向性ポンプとするのが好ましい。流体は通路５０１から抜き取られそして該通路へ戻されるか、又はウエーストレセプタクル３２５へのルートで送られるか何れかである。バルブ３２６ａと３２６ｂはポンプ３２８の両側に位置付けられる。流体は、ポンプ３２８及びバルブ３２６ａと３２６ｂの協調した制御により通路１１３を通して、戻りライン５０３内へ抜き取られる。戻りライン５０３からの導き流れはサンプリングシステム５００を流体でプライムするため使われる。かくして、例えば、バルブ３２６ａが開き、バルブ３２６ｂが閉じている間に、通路１１３から液体を抜き取るためにポンプ３２８を動作させることにより、液体はサンプリングユニット５１０内へ引き込まれる。次いでバルブ３２６ａが閉じ、バルブ３２６ｂが開いている間に、通路１１３内へ液体を押すようポンプ３２８を動作させることにより、液体は通路１１３内へ戻るよう汲み上げられる。
【００７１】
図６Ａは、下記で更に詳述することを除けば、図１から５で図解された実施例と概ね同様であるか又はその中に含まれるガスインジェクターマニフォールド３１５の実施例の略図である。ガスインジェクターマニフォールド３１５は、バルブを大気へ開き、空気を引き込むために該マニフォールド内の液体圧力を下げることにより、通路１１３内の液体内に１つ以上のバブルを噴射するデバイスである。次に説明する様に、ガスインジェクターマニフォールド３１５は通路１１３内の液体内へ空気又は他のガスのバブルを噴射することを容易にする。ガスインジェクターマニフォールド３１５は第１インジェクター６１０ａ、第２インジェクター６１０ｂ、及び第３インジェクター６１０ｃを有する３つのガスインジェクター６１０を備える。各インジェクター６１０は対応する通路６１１を有するが、該通路は通路１１３に沿った幾つかの横に隔てられた場所の１つで始まり、対応するバルブ６１３を通して延び、大気に開く対応する端部６１５で終わる。代わりの実施例では、大気中のダスト又は粒子を濾し出すためにフイルターが端部６１５に置かれる。次に説明される様に、各インジェクター６１０は、対応するバルブ６１３を開き、通路１１３の１端のバルブを閉じ、そしてその圧力を下げ、該流体内に大気の空気を引き込むために
該通路の反対側のポンプを作動させることにより通路１１３内の液体内にバブルを噴射することが出来る。ガスインジェクターマニフォールド３１５の１実施例では、通路１１３と６１１が１片の材料内に形成される｛例えば、プラスチック又は金属ハウジング内に又はそれを通して形成されるボアの様な（示されてない）｝。代わりの実施例では、ガスインジェクターマニフォールド３１５は３つより少ないインジェクター、例えば１つ又は２つのインジェクターを有するか、又は３つより多いインジェクターを有する。もう１つの代わりの実施例では、ガスインジェクターマニフォールド３１５は通路１１３内の液体内への噴射用にガスの制御可能な高圧ソースを有する。通路６１１内の流体のトラップ作用を最小化するためにバルブ６１３が通路１１３の近くに配置されるのが好ましい。
【００７２】
重要なこととして、通路２０内に噴射されたガスはカテーテル１１に到達することを防止させられるべきである。安全の用心として、１実施例は、例えば図３で示すようにバブルセンサー３１４ａの使用により、ガスがカテーテル１１の方へ流れるのを防止する。もしバブルセンサー３１４ａが通路１１１内でガスを検出すると、幾つかの代わりの実施例の１つは、望ましくないガス流れを防止する。１実施例では、サンプリング組立体２２０の近傍の流れはライン１１３内へ又はライン１１３を通ってウエーストレセプタクル３２５内へ導かれる。更に図３を参照すると、バブルセンサー３１４ａによりガスを検出すると、バルブ３１６，３２３ａが開かれ、バルブ３１３と、ガスインジェクターマニフォールド３１５のバルブ６１３ａ、６１３ｂ及び６１３ｃが閉じられ、流れをサンプリング組立体２２０と患者Ｐの間の通路１１１の部分から離れ通路１１３内へ導くようポンプ３２８が回される。バブルセンサー３２１は何時通路１１３がクリヤアウトするかの指示を提供するようモニターされる。次いでバルブ３１３が開き、バルブ３１２が閉じ、その時通路１１１の残り部分がクリヤされる。代わりに、例えば全バルブを閉じ、全ポンプを止めることにより、カテーテル１１の方向での全流れは急激に停止される。サンプリング組立体２２０の代わりの実施例では、例えば望ましくないガスをガス透過性膜を通して大気又はウエーストレセプタクルへ換気することにより、流体ハンドリングシステム１０から望ましくないガスを除去するために、通路１１３内又はガスインジェクターマニフォールド３１５内にガス透過性膜が配置される。
【００７３】
図６Ｂは、下記で更に詳述することを除けば、図１から６Ａで図解された実施例と概ね同様か又はそれに含まれるガスインジェクターマニフォールド３１５’の実施例の略図である。ガスインジェクターマニフォールド３１５’では、空気ライン６１５と通路１１３は合流点３１８で交叉する。流体を通路１１３内へ抜き取る間、バルブ３１６と６１３を開くことによりバブルが噴射される。かくしてガスインジェクターマニフォールド３１５’はガスインジェクターマニフォールド３１５よりコンパクトであり、もっと制御可能で信頼性のあるガス発生器に帰着する。
【００７４】
セクションＩＩ−流体ハンドリング方法
図２，３及び６Ａのサンプリング組立体２２０及びサンプリングユニット２００を含む、流体ハンドリングシステム１０を使う方法の１実施例が表１と、図７Ａ−７Ｊのフルイディック線図の略図で図解される。一般に、ポンプとバルブは、患者に注入し、通路１１１から通路１１３を遡って患者からサンプルを抽出し、通路１１３に沿ってデバイス３３０へ該サンプルを導くよう、制御される。加えて、該ポンプとバルブは、流体を前の流体の希釈効果から分離し、サンプリング間のラインを清浄化するために、バブルを流体内に噴射するよう制御される。図７Ａ−７Ｊのバルブは該バルブが開いているか閉じているかを示す添字を以てラベル付けされる。かくしてバルブ“ｘ”は、例えば、もし該バルブが開いていれば“ｘ−ｏ”と、もし該バルブが閉じていれば“ｘ−ｃ”と示される。
【００７５】
【表１】
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【００７６】
図７Ａは患者に注入する方法の１実施例を図解する。図７Ａの過程で、ポンプ２０３は前進の方へ（患者に向かって汲み上げられる）操作され、ポンプ３２８はオフ又は停止し、バルブ３１３，３１２は開いており、そしてバルブ６１３ａ、６１３ｂ、６１３ｃ，３１６，３２３ａ及び３２３ｂは閉じている。これらの操作条件で、流体１４は患者Ｐに提供される。好ましい実施例では、図７Ａの過程の時に他の通路の全ては実質的に流体１４を含んでいる。
【００７７】
次の９つの図（図７Ｂ−７Ｊ）は患者からのサンプリングの方法の過程を図解する。下記の過程は、患者からのサンプリングの過程の全部を含むよう意図されてはおらず、代わりの実施例がより多くの過程、より少ない過程、又は異なる順序の過程を含んでいることは理解される。図７Ｂは第１サンプリング過程を図解し、そこでは患者接続通路及びサンプリング通路１１２及び１１３の部分から液体が除かれる。図７ｂの過程で、ポンプ２０３は逆に運転され（患者から離れるよう汲み上げられる）、ポンプ３２８はオフであり、バルブ３１３は開き、バルブ６１３ａ、６１３ｂ及び６１３ｃの１つ以上が開き、そしてバルブ３１２，３１６，３２３ａ及び３２６ｂは閉じている。これらの動作条件では、バブルセンサー３１４ｂが空気の存在を検出するまで、空気７０１はサンプリング通路１１３内へ引き入れられ、患者接続通路１１２内へ引き戻される。
【００７８】
図７Ｃは第２サンプリング過程を図解し、そこではサンプルは患者Ｐから患者接続通路１１２内へ抜き取られる。図７Ｃの過程で、ポンプ２０３は逆に運転され、ポンプ３２８はオフであり、バルブ３１２と３１３は開き、そしてバルブ３１６，６１３ａ、６１３ｂ、６１３ｃ、３２３ａ及び３２３ｂは閉じる。これらの運転条件では、サンプルＳは通路１１２内へ引き入れられ、空気７０１を、サンプリング通路１１３内の空気７０１ａ内へと患者接続通路１１２内の空気７０１ｂ内へと、に分ける。好ましくは、この過程は、サンプルＳが通路１１２と１１３の合流部を僅か過ぎて延びるまで進むのがよい。１実施例では、図７Ｃの過程は、測色センサー３１１の出力の変動が血液の存在を示す（例えば、一定値までレベルオフすることにより）まで進み、次いでサンプルＳの充分な容積の存在を保証するために追加して設定された時間の間進む。
【００７９】
図７Ｄは第３サンプリング過程を図解するが、そこではサンプルはサンプリング通路１１３内へ引き入れられる。図７Ｄの過程では、ポンプ２０３はオフであるか、又は停止され、ポンプ３２８はオン、バルブ３１２，３１６，及び３２６ｂは開き、そしてバルブ３１３，６１３ａ、６１３ｂ、６１３ｃそして３２３ａは閉じる。これらの運転条件で、血液は通路１１３内へ引き入れられる。好ましくは、ポンプ３２８は充分な量のサンプルＳを通路１１３内へ引くよう運転されるのがよい。１実施例では、ポンプ３２８は３０から５０μｌの容積を有するサンプルＳを抜き取る。代わりの実施例では、サンプルは通路１１２と１１３の両者内へ抜き取られる。ポンプ２０３は逆に運転され、ポンプ３２８はオン、バルブ３１２，３１３，３１６及び３２３ｂは開き、そしてサンプルＳ内の新鮮な血液を保証するためバルブ６１３ａ、６１３ｂ、６１３ｃそして３２３ａは閉じられる。
【００８０】
図７Ｅは第４サンプリング過程を図解するが、そこでは空気が該サンプル内へ噴射される。サンプリング通路１１３の断面範囲に及ぶバブルは、サンプルが通路１１３に沿ってポンプされる時サンプルの汚損を防止するのに有用である。図７Ｅの過程で、ポンプ２０３はオフ、又は停止し、ポンプ３２８はオン、バルブ３１６及び３２３ｂは開き、バルブ３１２，３１３及び３２３ａは閉じ、そして３つの分離されたバブルを引き入れるためにバルブ６１３ａ、６１３ｂ、６１３ｃはシーケンシャルに各々開き、閉じられる。これらの動作条件で、通路１１３内の圧力は大気圧の下へ低下し、空気は通路１１３内へ引き入れられる。代わりに、バルブ６１３ａ、６１３ｂ、６１３ｃは短時間の間同時に開かれ、３つの隔てられたバブルを発生してもよい。図７Ｅに示される様に、インジェクター６１０ａ、６１０ｂそして６１０ｃはそれぞれバブル７０４，７０３及び７０２を噴射し、サンプルＳを前方サンプルＳ１、中央サンプルＳ２及び後方サンプルＳ３に分ける。
【００８１】
図７Ｆは第５サンプリング過程を図解するが、そこではバブルは患者接続通路１１２から除かれる。図７Ｆの過程で、ポンプ２０３は前進方向へ運転され、ポンプ３２８はオフ、バルブ３１３，３１６そして３２３ａは開き、そしてバルブ３１２，６１３ａ、６１３ｂ、６１３ｃそして３２３ｂは閉じる。これらの運転条件で、前に噴射された空気７０１ｂは第１通路１１１から第２通路１１３内へ引かれる。この過程は空気７０１ｂが通路１１３内に入るまで、続く。
【００８２】
図７Ｇは第６サンプリング過程を図解し、そこでは通路１１２内の血液は患者へ戻される。図７Ｇの過程で、ポンプ２０３は前進方向で運転され、ポンプ３２８はオフであり、バルブ３１２及び３１３は開き、バルブ３１６，３２３ａ、６１３ａ、６１３ｂ、６１３ｃそして３２３ｂは閉じる。これらの運転条件で、前に噴射された空気は通路１１３内に留まり、通路１１１は流体１４で充たされる。
【００８３】
図７Ｈ及び７Ｉは第７及び第８サンプリング過程を図解し、そこではサンプルは通路１１３内へ途中まで押し込まれ、流体１４とより多くのバブルとにより追随される。図７Ｈの過程では、ポンプ２０３は前進方向で運転され、ポンプ３２８はオフ、バルブ３１３，３１６そして３２３ａは開き、そしてバルブ３１２，６１３ａ、６１３ｂ、６１３ｃ及び３２３ｂが閉じる。これらの運転条件で、サンプルＳは通路１１３内へ途中まで動かされ、バブルは、インジェクター６１０ａ、６１０ｂそして６１０ｃから流体１４内へ、シーケンシャルにか、同時にか、何れかで噴射される。図７Ｉの過程で、ポンプとバルブは図７Ｅの過程に於ける様に運転され、流体１４はバブル７０５，７０６そして７０７により分離された前方溶液Ｃ１、中央溶液Ｃ２、そして後方溶液Ｃ３に分けられる。
【００８４】
図７で示す最後の過程は図７Ｊであり、そこでは中央サンプルＳ２はサンプル分析デバイス３３０へ押される。図７Ｊの過程では、ポンプ２０３は前進方向に運転され、ポンプ３２８はオフであり、バルブ３１３，３１６，及び３２３ａは開き、そしてバルブ３１２，６１３ａ、６１３ｂ、６１３ｃ、及び３２３ｂは閉じられる。この構成で、該サンプルは通路１１３内へ押される。バブルセンサー３２１がバブル７０２を検出すると、ポンプ２０３は、サンプルＳ２がサンプル分析デバイス３３０内へ取り込まれるまでポンプ作用を続ける。図７Ｊの過程の設定を使う追加のポンプ作用は該サンプルＳ２が分析され、追加のバブルと溶液がウエーストレセプタクル３２５内へ押されることを可能にして、次のサンプルを受け入れる前に通路１１３を洗浄する。
【００８５】
セクションＩＩＩ−サンプリングシステム
図８はサンプリングシステム８００の第３の実施例の正面斜視図であり、該システムは、下記で更に詳述することを除けば、サンプリングシステム１００，３００又は５００及び図１から７で図解される実施例と概ね同様である。サンプリングシステム８００の流体ハンドリング及び分析装置１４０はインスツルメント８１０とサンプリングシステムカセット８２０の組み合わせを有する。図８は相互から部分的に除去されたインスツルメント８１０とカセット８２０を図解する。インスツルメント８１０は制御器２１０（示されてない）、デイスプレー１４１及び入力デバイス１４３，カセットインターフエース８１１、そしてライン１１４を有する。カセット８２０はコネクター１２０からコネクター２３０へ延びる通路１１１を有し、更に通路１１３，通路１１１及び１１３の合流部８２９，インスツルメントインターフエース８２１，前面８２３，通路１１１用入り口８２５，及び通路１１１及び１１３用入り口８２７を有する。加えて、サンプリング組立体２２０は合流部８２９の受け入れ用開口部８１５を有するサンプリング組立体インスツルメント部分８１３で形成される。該インターフエース８１１及び８２１は流体のポンプ作用と、患者からのサンプルの分析と、を容易化するためにインスツルメント８１０及びカセット８２０の部品と契合し、サンプリング組立体インスツルメント部分８１３は通路１１１からのサンプリングを提供するために開口部８１５内に合流部８２９を受け入れる。
【００８６】
図９と１０はサンプリングシステム８００の、それぞれサンプリングシステムカセット８２０とインスツルメント８１０の正面図である。カセット８２０とインスツルメント８１０は、組み立てられると、図９と１０の種々の部品を形成し、該部品は協力して、図５のサンプリングユニット５１０と、図３のサンプリング組立体２２０、そして図６Ｂのガスインジェクションマニフォールド３１５’から成る装置を形成する。
【００８７】
特に、図９に示す様に、カセット８２０は通路２０を具備するが、該通路２０は、部分１１１ａ、１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ、及び１１２ｆを有する通路１１１と、部分１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄ、１１３ｅ、及び１１３ｆを有する通路１１３と、通路６１５と、ウエーストレセプタクル３２５と、例えば、血漿のみがそれを通過することを可能にするよう適合されたサンプル準備ユニット３３２と該血漿の特性を測定するために被検体検出システム３３４内へ置くためのサンプル室９０３
とを有するサンプル分析デバイス３３０の使い捨て可能な部品と、そしてピストン制御部９０７を有する容積型ポンプ９０５を備える。
【００８８】
図１０に示す様に、インスツルメント８１０はバブルセンサーユニット１００１ａ、１００１ｂ、及び１００１ｃと、ヘモグラビンセンサーユニット１００３である測色計センサーと、蠕動ポンプローラー１００５ａ及びローラーサポート１００５ｂと、ピンチャーペア１００７ａ、１００７ｂ、１００７ｃ、１００７ｄ，１００７ｅ、１００７ｆ、１００７ｇ及び１００７ｈと、アクチュエーター１００９と、そして圧力センサーユニット１０１１と、を有する。加えて、インスツルメント８１０はサンプル分析デバイス３３０の部分を有するが、該部分は、光学的被検体検出システム３３４のプローブ領域１００２の近く又はその中に配置された時、サンプル室９０３内に含まれたサンプルを測定するよう適合されている。
【００８９】
カセット８２０の通路部分はサンプリングシステム８００を形成するインスツルメント８１０の種々の部品と接触する。例えば、図５を参照すると、ポンプ２０３は、そのローラーが駆動された時通路１１１を通って流体を動かすために蠕動ポンプのローラー１００５ａとローラーサポート１００５ｂの間に置かれた部分１１１ａで形成され、バルブ５０１，３２３，３２６ａ及び３２６ｂは、それを通る流体流れを通したり、阻止したりするために部分１１３ａ、１１３ｃ、１１３ｄ、及び１１３ｅをそれぞれ囲むピンチャーペア１００７ａ、１００７ｂ、１００７ｃ及び１００７ｄで形成される。ポンプ３２８はピストン制御部９０７を動かすよう位置付けられたアクチュエーター１００９で形成される。このパラグラフで説明されるカセット８２０とインスツルメント８１０の部品の間の相互結合は１つの運動で行われるのが好ましい。かくして、例えば、インターフエース８１１と８２１を置くことはセンサー、アクチュエーターそして他の部品に対して、及び／又はそれら間に、通路を置くことになる。
【００９０】
インターフエース８２１に対しインターフエース８１１を置くことに加えて、装置８００の組立はサンプリング組立体２２０を組み立てることを含む。特に、開口部８１５ａと８１５ｂはサンプリング組立体インスツルメント部分８１３内に合流部８２９を用いてそれぞれ通路１１１と１１３を受けるよう適合されている。かくして、例えば、図３を参照すると、バルブ３１３と３１２は、部分１１２ｂと１１２ｃがそれぞれピンチバルブ１００７ｅと１００７ｆのピンチャー内に置かれる時、形成され、バブルセンサー３１４ｂと３１４ａはバブルセンサーユニット１００１ｂ及び１００１ｃがその中にバブルの存在を決めるためそれぞれ部分１１２ａと１１２ｄと充分接触すると形成され、ヘモグロビン検出器は、ヘモグロビンセンサー１００３が部分１１２ｅと充分接触すると形成され、そして圧力センサー３１７は部分１１２ｆがその中の流体の圧力を測定するため圧力センサーユニット１０１１と充分接触すると形成される。図６Ｂを参照すると、バルブ３１６と６１３は、部分１１３ｆと６１５がそれぞれピンチバルブ１００７ｈと１００７ｇのピンチャー内の置かれた時形成される。
【００９１】
動作時は、図９−１０の組み立てられた主インスツルメント８１０とカセット８２０は下記の様に機能する。該システムはアイドル状態又は注入モードで始まるよう考慮することが出来て、該モードでは、該ローラーポンプ１００５は、注入流体をコンテナー１５から通路１１１と通路１１２を通って患者Ｐに向かってそしてその中へ汲むために前進方向（そのインペラー１００５ａは図１０に示す様に反時計方向に回る）に動作する。この注入モードでは、ポンプ１００５はこのどこかで論じる様に適当な注入速度で患者へ注入流体を送る。
【００９２】
測定を行う時になると、図７Ｂで示すと同様な仕方で通路１１２，１１３の部分から液体を除くために最初に空気が引き入れられる。ここでは図７Ａ−７Ｊに示すマニフォール
ドの代わりに図９の１つの空気インジェクター（通路８１３に反対で、合流部８２９から端部６１５へ延びる）が機能する。次にサンプルを抜き取るために、ポンプ１００５がサンプル抜き取りモードで動作するが、それは逆方向に動作し、患者からコネクター２３０を通り通路１１２内へ体液（例えば、血液）のサンプルを引くことによる。該サンプルはヘモグロビンセンサー１００３まで引き出され、好ましくは、センサー１００３の出力が、センサー１００３に隣接する通路１１２内の希釈されない血液サンプルの存在を示す望ましい高原レベルに達するまで、引き出されるのがよい。
【００９３】
この点から、ポンプ９０５，１００５，バルブ１００７ｅ、１００７ｆ、１００７ｇ、１００７ｈ、バブルセンサー１００１ｂ、１００１ｃ及び／又はヘモグロビンセンサー１００３が、図７Ｄ−７Ｆで示すと同様な仕方で、１連の空気バブルとサンプル流体カラムを通路１１３内へ移すよう動作する。ポンプ３２８の代わりにポンプ９０５は、アクチュエーター１００９と共に適当な方向（図９−１０で示す様に、左又は右へ）にポンプ９０５のピストン制御部９０７を動かすことにより動作可能である。
【００９４】
一旦該体液サンプルの部分と何等かの望ましいバブルとが該通路１１３内に移ると、バルブ１００７ｈは閉じ、通路１１２内の最初に引き出されたサンプル又は容積の体液の残りは、該通路１１２が注入流体で再び充たされるまで、該ポンプ１００５を前進方向又は注入方向に運転することにより、患者へ戻される。
【００９５】
バルブ１００７ａ−１００７ｈとポンプ（複数を含む）９０５及び／又は１００５の適当な運転で、該通路１１３内の体液サンプルの少なくとも１部分（それは種々の実施例で、容積で１０−１００μｌ、又は２０，３０，４０，５０又は６０μｌである）はサンプル準備ユニット３３２｛描かれた実施例では、フイルター又は膜；代わりとしては下記で詳細に論じられる遠心分離機｝を通るよう動かされる。かくして、該体液のほんの１つ以上の成分（例えば、血液サンプルの血漿のみ）が該ユニット３３２又はフイルター／膜を通過し、サンプル室又はセル９０３に入る。代わりに、該ユニット３３２が省略される場合、“全体”流体は分析用に該サンプル室９０３内へと移動する。
【００９６】
一旦、該成分（複数を含む）又は全流体が該サンプル室９０３に入ると、ブドウ糖、乳酸、二酸化炭素、血液尿素窒素、ヘモグロビン、及び／又はここのどこかで論じられる何等かの他の適当な被検体、の様な１つ以上の被検体のレベル又は濃度を決めるために分析が行われる。被検体検出システム１７００がスペクトロスコープによる場合（例えば、図１７又は４４−４６のシステム１７００）、該成分（複数を含む）又は全流体のスペクトロスコープによる分析が行われる。
【００９７】
分析後、通路１１３内の体液サンプルはウエーストレセプタクル３２５内へ移される。好ましくは、該ポンプ９０５は、サンプル室９０３とサンプル準備ユニット３３２を通るよう戻して、該レセプタクル３２５内へ、通路９０９を経由して得た食塩水又は注入流体のカラムの背後で、該体液を押すために、アクチュエーター１００９を介して運転されるのがよい。かくして、室９０３とユニット３３２は食塩水又は注入流体でバックフラッシュされ、そしてそれらで充たされ、一方該体液はウエーストレセプタクルへ送られる。このフラッシュに続いて、“ゼロ”又はバックグラウンド読み値を提供するために、今や室９０３内にある食塩水又は注入流体について第２分析が行われる。この点で、該ウエーストレセプタクルより他の、図９の該流体ハンドリングネットワークは体液が空であり、該システムは分析用にもう１つの体液を抜き取る用意が出来ている。
【００９８】
該装置１４０の或る実施例では、ピンチバルブピンチャーの対が通路の２つのブランチの１つの間の流れをスイッチするよう作用する。図１３Ａと１３Ｂは、通路の２つのブランチ又はレッグの１つ又は両者の流れを導く開いた構成の、第１の実施例のピンチバルブ
１３００のそれぞれ正面図と断面図である。ピンチバルブ１３００は、種々のレッグ間の流体のスイッチを可能とするために“Ｙ”型の通路１３１０に作用する別々に制御可能な２つのピンチバルブを有する。特に、通路１３１０の内面は、柔軟なピンチ領域１３１２を有する第１レッグ１３１１，柔軟なピンチ領域１３１４を有する第２レッグ１３１３，そして交叉部１３１７で第１及び第２レッグを接合する第３レッグ１３１５を形成する。第１対のピンチバルブピンチャー１３２０はピンチ領域１３１２付近に位置付けられ、第２対のピンチバルブピンチャー１３３０はピンチ領域１３１４付近に位置付けられる。各対のピンチバルブピンチャー１３２０と１３３０はそれらの対応するピンチ領域１３１２と１３１４の相対する側に、そして通路１３１０に直角に位置付けられており、開き及び閉じる制御器２１０により個別に制御可能であり、それは該ピンチ領域を跨ぐ流体連通を可能にしたり禁じたりする。かくして、例えば、ピンチバルブピンチャー１３２０（又は１３３０）が充分に近くもたらされると、ピンチ領域１３１２（又は１３１４）の各部分は該ピンチ領域のもう１つの部分に触れて、流体は該ピンチ領域を跨いでは流れない。
【００９９】
ピンチバルブ１３００使用例として、図１３Ｂは開いた構成のピンチバルブピンチャーの第１及び第２対、１３２０，１３３０を示す。図１３Ｃは合体され、かくして第２及び第３レッグ１３１３，１３１５から第１レッグ１３１１の部分をクローズオフする該対のピンチバルブピンチャー１３２０を示す断面図である。部分的には、ピンチャー１３２０と交叉部１３１７の間の距離の結果として、分離されない第１レッグ１３１１に付随する容積１３２１がある（“デッドスペース”）。種々の種類の流体がピンチバルブの種々のレッグ間でスイッチされるよう、デッドスペースが最小化されるのが好ましい。１実施例では、該デッドスペースは該ピンチバルブを該レッグの交叉部に近く置くことにより減じられる。もう１つの実施例では、該デッドスペースは種々の厚さの通路壁を有することにより減じられる。かくして、例えば、該ピンチバルブと該交叉部の間の過剰な材料は、容積の部分１３２１を追い出すことによりもっと有効にバルブ付きレッグを分離するであろう。
【０１００】
サンプリングシステム３００内でのピンチバルブ１３００の使用例として、ピンチャー１３２０と１３３０がそれぞれバルブ３２３，３２６として作用するよう位置付けられる。
【０１０１】
図１４Ａと１４Ｂは第２実施例ピンチバルブ１４００の種々の図であり、そこでは図１４Ａは正面図であり、図１４Ｂは閉じた位置の１つのバルブを示す断面図である。ピンチバルブ１４００がピンチバルブ１３００と違うのは、ピンチバルブピンチャー１３２０と１３３０の対が通路１３１０と整合される、それぞれ、ピンチャー１４２０と１４３０により置き換えられる点にある。
【０１０２】
ピンチバルブの代わりの実施例は、合流部に近い１つ以上の通路に配置されたピンチャーを有し、共通の合流部で出会う２，３，４個以上の通路セグメントを有する例である。
【０１０３】
図１１と１２はコネクター２３０の種々の実施例を図解しており、該コネクターは動脈患者コネクター１１００の１実施例及び静脈患者コネクター１２００の１実施例として、カセット８２０の使い捨て可能な部分を形成するか又は該部分に取り付けられる。コネクター１１００と１２００は下記で更に詳述することを除けば、図１−１０で図解される実施例と概ね同様である。
【０１０４】
図１１で示される様に、動脈患者コネクター１１００はストップコック１１０１，長さＸを有する第１チューブ部分１１０３，実験室分析用及び流体ハンドリング及び分析装置１４０用に血液サンプルを取得する血液サンプリングポート１１０５、長さＹを有する第２チューブ１１０７及びチューブコネクター１１０９を有する。動脈患者コネクター１１
００は又、サンプリング組立体２２０の反対側に、圧力センサーユニット１０１１に概ね同様な圧力センサーユニット１１０２を有する。長さＸは好ましくは約０．１５ｍ（６インチ）から約１．２７ｍ（５０インチ）又は約１．２ｍ（４８インチ）の長さであるのがよい。長さＹは好ましくは約２５ｍｍ（１インチ）から約０．５ｍ（２０インチ）、又は長さ約０．３ｍ（１２インチ）であるのがよい。図１２に示される様に、静脈患者コネクター１２００はクランプ１２０１，インジェクションポート１１０５、そしてチューブコネクター１１０９を有する。
【０１０５】
セクションＩＶ−サンプル分析システム
幾つかの実施例では、分析は血漿で行われる。この様な実施例では、該血漿は患者から得られた全血から分離されねばならない。一般に、血漿は、該血液が、例えば、患者コネクター１１０で、又は通路１１３に沿って抜き取られる時と、それが分析される時、の間で流体ハンドリングシステム１０内の何れかの点で、全血から得られてもよい。測定が全血で行われるシステムについては、該測定が行われる点で、又はその前に、該血液を分離する必要はない。
【０１０６】
図解の目的で、このセクションはシステム１０の部分を形成するセパレーター及び被検体検出システムの幾つかの実施例を説明する。本明細書で論じられる該セパレーターは、或る実施例では、流体成分セパレーターを有する。ここで使われる時、用語“流体成分セパレーター”は広い用語であり、その普通の意味で使われ、２つ以上の異なる物質を発生するため流体の１つ以上の成分を分離するよう動作可能な何等かのデバイスを含むが、それに限定されない。例えば、流体成分セパレーターは、全血のサンプルを血漿と非血漿成分に分離する、及び／又は、固体液体混合物（例えば、固体汚損された液体）を固体と液体成分に分離するよう動作可能である。流体成分セパレーターは発生した異なる物質間で、又はその中で、完全な分離を達成する必要はない。流体成分セパレーターの例はフイルター、膜、遠心分離機、電解デバイス、又は前記のものの何れかの部品を含む。流体成分セパレーターは、それらが、静止した、“スタンディング”流体への重力の作用を通して可能であるよりも速く流体を分離するよう動作可能である点で、“能動的”である。セクションＩＶ．Ａは下記で、ここで開示される装置の或る実施例で、血液セパレーターとして使われるフイルターを開示する。セクションＩＶ．Ｂは下記で、ここで開示される装置の或る実施例で使われる被検体検出システムを開示する。セクションＩＶ．Ｃは下記で、ここで開示される装置の或る実施例で使われるサンプル要素を開示する。セクションＩＶ．Ｄは下記で、ここで開示される装置の或る実施例で使われる遠心分離機及びサンプル室を開示する。
【０１０７】
セクションＩＶ．Ａ−血液フイルター
本発明の範囲に関しての限定無しで、サンプル準備ユニット３３２の１実施例が、図１５及び１６で図解される血液フイルター１５００として示されるが、そこでは図１５はフイルターの１実施例の側面図であり、図１６は該フイルターの組立分解斜視図である。
【０１０８】
図１５の実施例で示される様に、フイルター１５００は入り口１５０３と、第１出口１５０５とそして第２出口１５０７を有するハウジング１５０１を備える。ハウジング１５０１は、ハウジング１５０１の内部容積を、入り口１５０３と第１出口１５０５を有する第１容積１５０２と、第２容積１５０４と、に分ける膜１５０９を有する。図１６は、入り口１５０３と出口１５０５を有する第１プレート１５１１と、第１容積１５０２を形成する開口部を有する第１スペーサー１５１３と、第２容積１５０４を形成する開口部を有する第２スペーサー１５１５と、そして出口１５０７を有する第２プレート１５１７と、を備えるフイルター１５００の１実施例を示す。
【０１０９】
フイルター１５００は全血からの血漿の連続濾過を提供する。かくして、例えば、全血
の流れが入り口１５０３に提供され、僅かな真空が膜１５０９の第２容積１５０４側に印加された時、該膜は血球を濾過し、血漿が第２出口１５０７を通過する。好ましくは、血球がフイルター１５００を詰まらせるのを防止するため膜１５０９の面を横切る横血液流れがあるのがよい。従って、１実施例では入り口１５０３と出口５０５は膜１５０９を横切る横流れを提供するよう構成される。
【０１１０】
１実施例では、膜１５０９は薄く、強いポリマーフイルムである。例えば、該膜フイルターは１０μｍ厚さのポリエステル又はポリカーボネートフイルムである。好ましくは、該膜フイルターはスムーズなガラスの様な面を有し、該孔は均一で精密に寸法取りされており、はっきり規定されるのがよい。該フイルムの材料は化学的に不活性で、低いタンパク質結合性を有する。
【０１１１】
膜１５０９を製造する１方法はトラックエッチング過程を用いることである。好ましくは、“原料”フイルムが原子炉内で荷電粒子に曝露されるのがよく、それは該膜内に“トラック”を残す。該トラックは次いで該フイルムを通るようエッチされ、それは精密寸法を有し、均一円柱形の孔に帰着する。例えば、ジーイーオスモニクス社（ＧＥ  Ｏｓｍｏｎｉｃｓ，Ｉｎｃ．）｛４６３６サマートンロード、トリボース、ピーエイ（４６３６  Ｓｏｍｅｒｔｏｎ  Ｒｄ．Ｔｒｅｖｏｓｅ，ＰＡ）１９０５３−６７８３｝は該膜フイルターとして適当に役立つ材料を製造する同様の過程を使用している。上記で描かれた膜フイルターの面はジーイーオスモニクスのポリカーボネートテーイーフイルム（ＧＥ  Ｏｓｍｏｎｉｃｓ  Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ  ＴＥ  ｆｉｌｍ）である。
【０１１２】
フイルター１５００の使用の１例として、血液の３ｃｃからの血漿が膜フイルターとしてポリカーボネートトラックエッチフイルム｛”ピーシーテーイー（ＰＣＴＥ）｝を使って抽出された。該ピーシーテーイーは２μｍのポア寸法と１７０ｍｍ２の有効面積を有する。好ましくは、供給、排出及び血漿ポートに接続された配管は１ｍｍの内径を有するのがよい。この構成で使われた方法の１実施例で、血液から１００μｌの血漿が最初に抽出された。該セルの供給側をリンスするため食塩水が使われた後、もう１つの１００μｌのクリヤな血漿が抽出された。この方法と構成での血漿抽出の速度は約１５−２５μｌ／ｍｉｎである。
【０１１３】
血漿を抽出するために連続流れ機構を使うことは幾つかの利点を提供する。１つの好ましい実施例では、該連続流れ機構は多数サンプルで再使用可能であり、次のサンプルを汚損するサンプルキャリーオーバーが無視出来る。又１実施例はプラギングが起こる大抵の状況を取り除く。加えて、好ましい構成は低内容積を提供する。
【０１１４】
フイルター、その使用法及び関連技術に関する追加の情報は特許文献１，２で見出される。上記刊行物及び特許出願の内容全体はここの引用によりここに組み入れられ本明細書の１部を成す。
【０１１５】
セクションＩＶ．Ｂ−被検体検出システム
本発明の範囲を限定するようには意図されていない被検体検出システム３３４の１実施例が、光学的被検体検出システム１７００として図１７で示される。被検体検出システム１７００は血漿のスペクトルを測定するよう適合されている。被検体検出システム３３４に提供される血漿は、フイルター１５００を有するがそれに限定されないサンプル分離ユニット３３２により提供される。
【０１１６】
被検体検出システム１７００はシステム１７００の主軸線Ｘに沿って配置されたエネルギーソース１７２０を有する。賦活されると、該エネルギーソース１７２０は該主軸線Ｘに沿って該エネルギーソース１７２０から進むエネルギービームＥを発生する。１実施例
では、該エネルギーソース１７２０は赤外線ソースを有し、該エネルギービームＥは赤外線エネルギービームを有する。
【０１１７】
該エネルギービームＥはプローブ領域１７１０に達する前に、やはり該主軸線Ｘ上に位置する光学的フイルター１７２５を通過する。プローブ領域１７１０は、材料サンプルＳを受け入れるよう適合され、エネルギーを与えられたビームＥの路内の、装置３２２の部分である。図１７に示す１実施例では、プローブ領域１７１０は材料サンプルＳを支持する、又は、含むサンプル要素又はクベット１７３０を受け入れるよう適合されている。本発明の１実施例では、サンプル要素１７３０は、チューブ又は光学的セルの様な、通路１１３の１部分である。該サンプル要素１７３０と該サンプルＳを通過後、該エネルギービームＥは検出器１７４５に達する。
【０１１８】
ここで使われる時、“サンプル要素”は広い用語であり、その普通の意味で使われ、限定無しに、サンプル室と少なくとも１つのサンプル室壁を有する構造体を含むが、もっと一般的には、材料サンプルを保持する、支持する又は含むことが出来て、それにより保持される、支持される又は含まれるサンプルを電磁放射が通過出来るようにする多数の構造体の何れか、例えば、クベット、テストストリップ他、を含む。
【０１１９】
本発明の１実施例ではサンプル要素１７３０はカセット８２０の使い捨て可能部分を形成し、システム１７００の残り部分はインスツルメント８１０の部分を形成し、プローブ領域１７１０はプローブ領域１００２である。
【０１２０】
更に図１７を参照すると、該検出器１７４５は、電気信号を発生し、該信号を分析用にプロセサー２１０へ送ることによりその上に入射する放射に応答する。該検出器１７４５によりそれへ送られた信号（複数を含む）に基づき、該プロセサーは、該サンプルＳ内の関心のある被検体（複数を含む）の濃度、及び／又は、該サンプルの分析に使われる１つ以上の波長又は波長バンドに於ける該サンプルＳの吸光度（ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ）／透過度（ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ）特性（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ）を計算する。該プロセサーは該プロセサー２１０によりアクセス可能なメモリー２１２内に定在するデータ処理アルゴリズム又はプログラムインストラクションを実行することにより該濃度（複数を含む）、吸光度（複数を含む）、透過度（複数を含む）、他を計算する。
【０１２１】
図１７に示す実施例で、該フイルター１７２５は、サンプルＳの分析で使用するためにフイルター１７２５を通るエネルギービームＥの波長又は波長バンドの、時間経過での、及び／又は装置３２２で行われる測定中の、変更を容易にするために可変通過バンドフイルターを有する。（種々の他の実施例では、該フイルター１７２５は一緒に省略されてもよい。）装置３２２と共に使用可能な可変通過バンドフイルターの幾つかの例は、フイルターホイール（下記で更に詳細に論じられる）、イージスセミコンダクター（Ａｅｇｉｓ
Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）｛ウオーバーン、エムエイ（Ｗｏｂｕｒｎ，ＭＡ）｝により製造されるそれらの様な、電子的に同調可能なフイルター、“アクチブ薄膜プラットフオーム”を使うカスタムフイルター、サイエンチフイックソリューション社（Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，Ｉｎｃ．）｛ノースチェルムフオード、エムエイ（Ｎｏｒｔｈ  Ｃｈｅｌｍｓｆｏｒｄ，ＭＡ）｝により製造される様な、フアブリーペロー干渉計（Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）、カスタム液晶フアブリーペロー（ｃｕｓｔｏｍ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ）｛エルシーエフピー（ＬＣＦＰ）｝同調可能なフイルター、又はホリバ（ＨＯＲＩＢＡ）［ジョバンユーボン社（Ｊｏｂｉｎ  Ｙｖｏｎ，Ｉｎｃ．）｛エデイソン、エヌジェイ（Ｅｄｉｓｏｎ，ＮＪ）｝］エイチ１０３４型（Ｈ１０３４  ｔｙｐｅ）７−１０μｍ格子付き、の様な同調可能なモノクロメーター、又はカスタムの設計されたシステムを含むが、それらに限定されない。
【０１２２】
１実施例の検出システム１７００では、フイルター１７２５はサンプルＳの分析で使用するためにフイルター１７２５を通るエネルギービームＥの波長又は波長バンドの、時間経過での、及び／又は該検出システム１７００で行われる測定中の、変更を容易にするために可変通過バンドフイルターを有する。該エネルギービームＥが可変通過バンドフイルターでフイルターされると、サンプルＳの吸収／透過特性は、別々で、シーケンシャルな仕方で多数の波長又は波長バンドで分析される。例として、サンプルＳをＮの別々の波長（波長１から波長Ｎ）で分析したいと仮定する。該検出器１７４５が感応する、大抵の又は全部の他の波長（波長２−Ｎを含む）で該ビームＥを実質的に阻止しながら、該可変通過バンドフイルターは最初に該エネルギービームＥが波長１で通過することを可能にするよう操作又は同調させられる。サンプルＳを通過し、検出器１７４５に達するビームＥに基づき、サンプルＳの吸収／透過特性が波長１で測定される。上記で論じた様に他の波長を実質的に阻止しながら、該可変通過バンドフイルターは次いで該エネルギービームＥが波長２で通過出来るように操作又は同調され、該サンプルＳは、波長１で行われた様に、波長２で分析される。この過程は、関心のある全ての波長がサンプルＳを分析するため使われるまで繰り返される。集められた吸収／透過率データは材料サンプルＳ内の関心のある被検体（複数を含む）の濃度を決定するために該プロセサー２１０により分析される。サンプルＳの該測定されたスペクトルはここでは一般的にＣＳ（λｉ）と呼ばれ、すなわち、波長依存のスペクトルであり、ここでＣＳは、ｉが行われた測定数全部に及ぶとして、波長の数λｉで、又はその付近で、値を有する、例えば、透過度、吸光度、光学密度、又はサンプルＳの光学特性の何等かの他のメザーである。該測定値ＣＳ（λｉ）は代わりにＣＳｉと書かれる測定値の線形配列である。
【０１２３】
システム１７００のスペクトル領域は分析技術と関心のある被検体及び混合物に依存する。例えば、吸収スペクトロスコピーを使っての血液内のブドウ糖の測定用の１つの有用なスペクトル領域は中赤外放射である（例えば、約４μｍから約１１μｍ）。１実施例のシステム１７００では、エネルギーソース１７２０は約４μｍから約１１μｍの範囲の出力を有するビームＥを作る。水はこのスペクトル領域に亘る全吸収に主に寄与するが、約６．８μｍから１０．５μｍの血液スペクトルに存在するピーク及び他の構造体は他の血液成分の吸収スペクトルに依る。大抵の他の血液構成要素は該８．５から１０μｍ範囲内に低く、フラットな吸収スペクトルを有するが、ブドウ糖は約８．５から１０μｍで強い吸収ピーク構造を有するので、該４から１１μｍ領域は有利であると分かった。主な例外は水とヘモグロビンであり、両者はこの領域のインターフェラントである。
【０１２４】
システム１７００により提供されるスペクトルの詳細の量は分析技術と関心のある被検体及び混合物に依る。例えば、中赤外放射吸収スペクトロスコピーによる血液内ブドウ糖の測定はスペクトル領域内の１１から２５のフイルターで達成される。１実施例システム１７００では、エネルギーソース１７２０は約４μｍから約１１μｍの範囲の出力を有するビームＥを作り、フイルター１７２５は、各々が或る波長又は波長バンドのエネルギーのみが通過出来るようにする、この範囲内の多数の狭いバンドのフイルターを有する。かくして、例えば、１つの実施例フイルター１７２５は、下記、すなわち、３μｍ，４．０６μｍ，４．６μｍ，４．９μｍ，５．２５μｍ，６．１２μｍ，６．４７μｍ，７．９８μｍ，８．３５μｍ，９．６５μｍ，そして１２．２μｍ、の１つに近似的に等しい公称波長を有する１１のフイルターを備えるフイルターホイールを具備する。
【０１２５】
１実施例では、該フイルターホイールの個別赤外線フイルターは、オーシーエルアイ（ＯＣＬＩ）｛（ジェイデーエス  ユニフエーズ、サンノゼ、シーエイ（ＪＤＳ  Ｕｎｉｐｈａｓｅ，Ｓａｎ  Ｊｏｓｅ，ＣＡ）｝か又はスペクトロゴンユーエス社（Ｓｐｅｃｔｒｏｇｏｎ  ＵＳ，Ｉｎｃ．）｛パーシパニー、エヌジャイ（Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ，ＮＪ）｝により製造される、ゲルマニウム又はサフアイヤ基盤上の、多数キャビテイ，狭バンド誘電体スタックである。かくして、例えば、各フイルターは公称で厚さ１ｍｍで、１０ｍｍ正方形である。該フイルタースタックのピーク透過率は５０％と７０％の間にあるのが典型的で、バンド幅は４と１０μｍの間に中央波長を有して１５０ｎｍと３５０ｎｍの間にあるのが典型的である。代わりとして、又第２ブロッキング赤外線フイルターが該個別フイルターの前に提供される。環境条件を通じて殆ど一定の測定を維持するのに役立つよう温度感度は１℃当たり０．０１％より小さいのが好ましい。
【０１２６】
１実施例では、検出システム１７００は、第１に、該主軸線Ｘ上のサンプル要素１７３０無しに、各中央波長、又は波長バンドで、該検出器１７４５により検出される電磁放射を測定することにより被検体濃度読み値を計算する｛これは“空気”読み値として知られる｝。第２に、材料サンプルＳが該サンプル要素１７３０内にあり、該主軸線Ｘ上の位置の該サンプル要素とサンプルＳを有して、該システム１７００は各中央波長又は波長バンドについて該検出器１７４５により検出された電磁放射を測定する｛すなわち、“ウエット”読み値｝。最後に、該プロセサー２１０はこれらのコンパイルされた読み値に基づきサンプルＳに関する濃度（複数を含む）、吸光度（複数を含む）及び／又は透過率を計算する。
【０１２７】
１実施例では、下記の様に路長修正されたスペクトルを発生するために複数の空気及びウエット読み値が使われる。最初に、各波長でのサンプルの透過率を与えるために該測定値は正規化される。各波長での信号及び基準の両測定値を用い、そしてＳｉを波長ｉの該検出器１７４５の信号を表し、Ｒｉを波長ｉの該検出器の信号を表すとして、波長ｉの透過率ＴｉはＴｉ＝Ｓｉ（ウエット）／Ｓｉ（空気）として計算される。オプションで、スペクトルが光学密度、ＯＤｉとして、−Ｌｏｇ（Ｔｉ）として、計算される。次に、路長を決めるために約４．５μｍから約５．５μｍの波長範囲に亘る透過率が解析される。特に、水がこの波長領域に亘る血液の主要吸収種であり、光学密度が光学的路長と水の既知吸収係数の積であるので（ＯＤ＝Ｌσ、ここでＬは光学的路長、σは吸収係数）、多数の標準曲線適合手順の何れか１つが該測定ＯＤからの光学的路長、Ｌの決定に使われる。該路長は次いで各波長でのサンプルの吸収係数を決定するため使われる。代わりに、該光学的路長が吸収係数を光学密度に変換するために更なる計算で使われてもよい。
【０１２８】
血液サンプルは種々の構成でシステム１７００により準備され、分析される。１実施例では、サンプルＳは、シリンジを使うか、又は血液流れシステムの部分としてか、何れかで血液を抜き取り、該血液をサンプル室９０３内へ移すことにより、得られる。もう１つの実施例では、サンプルＳはシステム１７００内への挿入用に適合したサンプル室９０３であるサンプルコンテナー内へ抜き取られる。
【０１２９】
図４４は、下記で更に詳述することを除けば、図１７で図解された実施例と概ね同様な被検体検出システム１７００のもう１つの実施例を描いている。可能な場合は、図１７と４４の実施例の描写では、同様な要素は同一参照数字で識別される。
【０１３０】
図４４で示す検出システム１７００はソース１７２０とフイルター１７２５の間に配置されたコリメーター３０と、該フイルターとサンプル要素１７３０の間のビームサンプリング光学機器９０と、を有する。フイルター１７２５は主フイルター４０と、複数の光学的フイルターの１つをエネルギービームＥ内に挿入出来るフイルターホイール組立体４４２０と、を有する。システム１７００は又、下記で更に詳述されることを除けば、サンプル検出器１７２５と概ね同様なサンプル検出器１５０を有する。
【０１３１】
図４４に示される様に、ソース１７２０からのエネルギービームＥはコリメーター３０を通過するが、該コリメーターを通って、該ビームは該コリメーター３０の広い端部３６の下流に配置された主光学的フイルター４０に達する。フイルター１７２５は主軸線Ｘ上
でソース１７２０とコリメーター３０と整合され、下記で論じられる様に、該ソース１７２０により放射される波長の選択されたバンド、例えば、約２．５μｍと約１２．５μｍの間のバンドのみを通過出来るようにするブロードバンドフイルターとして動作するよう構成されるのが好ましい。１実施例では、該エネルギーソース１７２０は赤外線ソースを有し、該エネルギービームＥは赤外線エネルギービームを有する。１つの好適なエネルギーソース１７２０はコネチカット州、ミルフオードのホークアイテクノロジー（ＨａｗｋＥｙｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ｏｆ  Ｍｉｌｆｏｒｄ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ）から入手可能なトーマテックテーエムアイアール５０（ＴＯＭＡ  ＴＥＣＨ  ＴＭ  ＩＲ−５０）である。
【０１３２】
図４４を更に参照すると、エネルギービームＥの該主フイルター４０に入射する部分のみがマスク主フイルター組立体の平面へ進むよう主フイルター４０はマスク４４内に設置される。該主フイルター４０は概ね主軸線Ｘに中心合わせされ、それに直交して配向され、約８ｍｍの直径を有する円形である（該主軸線Ｘに直交する平面内の）のが好ましい。勿論、他のどんな適当な寸法又は形も使われる。上記議論の様に、該主フイルター４０はブロードバンドフイルターとして作動するのが好ましい。図解された実施例では、該主フイルター４０は好ましくは、約４μｍと約１１μｍの間のエネルギー波長のみが通過するのがよい。しかしながら、他の範囲の波長が選択されてもよい。該主フイルター４０は該主フイルター４０の下流に配置された第２光学フイルター（複数を含む）のフイルター負荷を有利に減じ、望ましい波長バンドの外部の波長を有する電磁放射の排除を改良する。加えて、該主フイルター４０は通過するエネルギービームＥによる第２フイルター（複数を含む）６０の加熱を最小化するのを助ける。これらの利点にも拘わらず、該主フイルター４０及び／又はマスク４４は図４４に示すシステム１７００の代わりの実施例では省略されてもよい。
【０１３３】
該主フイルター４０は、エネルギービームＥの幾らか又は全てが法線方向入射からの逸れが該主軸線Ｘに対し約１２度までの円錐角度内である場合は、その動作特性（中央波長、通過バンド幅）を実質的に維持するよう構成するのが好ましい。更に進んだ実施例では、この円錐角度は約１５から３５度、又は約１５度から２０度であってもよい。該主フイルター４０は、そのどんな変化も、該システム１７００が使われる背景で、該システムのユーザー（複数を含む）用に重要な関心を掲げる仕方で該検出システム１７００の性能又は動作に影響する程充分でない場合は、その動作特性を実質的に維持すると言われてもよい。
【０１３４】
図４４で図解される実施例では、フイルターホイール組立体４４２０は光学的フイルターホイール５０と、該フイルターホイールに結合され、該フイルターホイール５０を回転させる力を発生するよう構成されたステッパーモーター７０と、を有する。加えて、位置センサー８０が該フイルターホイール５０の円周の部分上に配置され、該フイルターホイール５０の角度位置を検出し、対応するフイルターホイール位置信号を発生するよう構成され、それによりどのフイルターが該主軸線Ｘ上の位置にあるかを示す。代わりに、該ステッパーモーター７０がそれ自身の回転（複数を含む）を追跡又はカウントし、それにより該フイルターホイールの角度位置を追跡し、対応する位置信号を該プロセサー２１０に送ってもよい。２つの適当な位置センサーは日本、京都のオムロン社（Ｏｍｒｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から入手可能なモデルイーイーエスピーエックス３０２−ダブリュー２エイとイーイーエスピーエックス４０２−ダブリュー２エイ（ｍｏｄｅｌ  ＥＥ−ＳＰＸ３０２−Ｗ２Ａ  ａｎｄ  ＥＥ−ＳＰＸ４０２−Ｗ２Ａ）である。
【０１３５】
光学的フイルターホイール５０は該主軸線Ｘ上及び／又はエネルギービームＥ内に、第２フイルター（複数を含む）を選択的に位置付けるために可変通過バンドフイルターとして使われる。従って、該フイルターホイール５０は該ホイール５０の下流のエネルギービ
ームＥの波長（複数を含む）を選択的に同調させる。これらの波長（複数を含む）は該フイルターホイール５０内に設置された第２フイルター（複数を含む）６０の特性により変化する。該フイルターホイール５０は、材料サンプルＳを分析するため使われる波長又は波長バンドを、上記議論の様に、シーケンシャルに変えるために、“１度の１つ”の流儀で該エネルギービームＥ内の第２フイルター（複数を含む）６０を位置付ける。フイルターホイール５０の代替えはモーター（示されてない）により並進させられる線形フイルターである。該線形フイルターは例えば、別々のフイルターの線形配列又は線形の寸法で変化するフイルター特性を有する１つのフイルターである。
【０１３６】
代わりの配置では、図４４に描かれた１つの主フイルタ４０が該第２フイルター６０の各々の上流のフイルターホイール５０上に設置された追加の主フイルターで置き換え又は補足されてもよい。なおもう１つの代替えとして、該主フイルター４０が、該検出システム１７００の動作中種々の時刻に種々の主フイルターを主軸線Ｘ上に位置付ける主フイルターホイール（示されてない）として、又は同調可能なフイルターとして実現されることである。
【０１３７】
図４５で描かれた実施例の該フイルターホイール５０はホイールボデイ５２と、該ボデイ５２上に配置された複数の第２フイルター６０と、を有し、各フイルターの中央は該ホイールボデイの回転中心ＲＣから等距離である。該フイルターホイール５０は、（ｉ）主軸線Ｘと平行で、（ｉｉ）回転中心ＲＣと何れかの第２フイルター（複数を含む）６０の中心（複数を含む）との間の距離に概略等しい直交距離だけ該主軸線Ｘから隔たった、軸線の周りで回転するよう構成されている。この配置で、該フイルターホイール５２の回転は、該エネルギービームＥに作用するように該フイルターの各々を、シーケンシャルに該主軸線Ｘを通るよう進める。しかしながら、関心のある被検体（複数を含む）又は望まれる測定速度により、該ホイール５０上のフイルターのサブセットのみが与えられた測定のランで使われてもよい。該ホイール５０のホーム位置を位置センサー８０に示すためにホーム位置ノッチ５４が提供される。
【０１３８】
１実施例では、該ホイールボデイ５２はモールドされたプラスチックで形成されるが、第２フイルター６０の各々は、例えば、厚さ１ｍｍと、１０ｍｍ×１０ｍｍ又は５ｍｍ×５ｍｍの正方形の形状を有する。該フイルター６０の各々は、ホイールボデイのこの実施例では、直径４ｍｍの円形アパーチャと軸方向に整合され、該アパーチャ中心は直径約４３．２ｍｍ（１．７インチ）の円を規定しており、該円は該ホイールボデイ５２と同心である。該ボデイ５２自身は円形で、約５０．８ｍｍ（２インチ）の外径を有する。
【０１３９】
該第２フイルター（複数を含む）６０の各々は狭いバンドのフイルターとして動作するよう構成されるのが好ましく、選択されたエネルギー波長又は波長バンド｛すなわちフイルターされたエネルギービーム（Ｅｆ）｝のみが通過することを可能にする。該フイルターホイール５０がその回転中心の周りで回転すると、該第２フイルター（複数を含む）６０の各々は、今度は、該第２フイルター（複数を含む）６０の各々に対応した選択されたドウエル時間の間該主軸線Ｘに沿うよう配置される。
【０１４０】
与えられた第２フイルター６０用の“ドウエル時間”は該システム１７００の個別測定ラン内の時間間隔であり、その間、下記の２つの条件、すなわち（ｉ）該フイルターが主軸線Ｘ上に配置され、（ｉｉ）ソース１７２０がエネルギーを与えられる、が真となる。与えられたフイルター用のドウエル時間は、該フイルターが個別測定ラン中、主軸線Ｘ上に配置される時間以上であればよい。被検体検出システム１７００の１実施例では、該第２フイルター（複数を含む）６０の各々に対応するドウエル時間は約１秒より短い。しかしながら、該第２フイルター（複数を含む）６０は他のドウエル時間を有することが出来て、該フイルター（複数を含む）６０の各々は与えられた測定ラン中種々のドウエル時間
を有してもよい。
【０１４１】
該第２フイルター６０から、該フイルターされたエネルギービーム（Ｅｆ）はビームサンプリング光学機器９０を通過するが、該機器は該主軸線Ｘの沿って配置され、該主軸線Ｘに対し含まれる角度θで配置された面４４００ａを有するビームスプリッター４４００を備える。該スプリッター４４００は好ましくは該フイルターされたエネルギービーム（Ｅｆ）をサンプルビーム（Ｅｓ）と基準ビーム（Ｅｒ）に分離するのがよい。
【０１４２】
更に図４４を参照すると、該サンプルビーム（Ｅｓ）は次に、該主軸線Ｘに沿うスプリッター４４００と整合された第１レンズ４４１０を通過する。該第１レンズ４４１０は概ね主軸線Ｘに沿う該サンプルビーム（Ｅｓ）を材料サンプルＳ上に焦点合わせするよう構成される。該サンプルＳはサンプル要素１７３０内で、該サンプル要素１７３０の第１窓１２２と第２窓１２４の間に配置されるのが好ましい。該サンプル要素１７３０は更にホルダー４４３０内に除去可能に配置されるのが好ましく、該ホルダー４４３０はそれぞれ該第１窓１２２と第２窓１２４と整合するよう構成された第１開口部１３２と第２開口部１３４を有する。代わりに、該サンプル要素１７３０とサンプルＳはホルダー４４３０の使用無しに該主軸線Ｘ上に配置されてもよい。
【０１４３】
該サンプルビーム（Ｅｓ）の少なくとも１部分はサンプルＳを透過し、該主軸線Ｘに沿って配置された第２レンズ４４４０上へ連続する。該第２レンズ４４４０は該サンプルビーム（Ｅｓ）をサンプル検出器１５０上へ焦点合わせし、かくして該サンプル検出器１５０上へ入射するサンプルビーム（Ｅｓ）の光束密度を高める。該サンプル検出器１５０は、該検出されたサンプルビーム（Ｅｓ）に対応する信号を発生し、下記で更に詳細に論じる様に、該信号をプロセサー２１０へ送るよう構成される。
【０１４４】
ビームサンプリング光学機器９０は第３レンズ１６０と基準検出器１７０を有する。該基準ビーム（Ｅｒ）はビームサンプリング光学機器９０により、該ビームスプリッター４４００から、該主軸線Ｘに概ね直交する従軸線Ｙに沿って配置される第３レンズ１６０へ向けられる。該第３レンズ１６０は該基準ビーム（Ｅｒ）を基準検出器１７０上へ焦点合わせするよう構成され、かくして基準検出器１７０上に入射する基準ビーム（Ｅｒ）の光束密度を高める。１実施例では、該レンズ４４１０，４４４０，１６０は赤外線放射を高度に透過させる材料、例えば、ゲルマニウム又はシリコンで形成される。加えて、該レンズ４４１０，４４４０そして１６０の何れも、望まれる光学的特性により、レンズのシステムとして実現されてもよい。該基準検出器１７０は又該検出された基準ビーム（Ｅｒ）の対応する信号を発生し、下記でより詳細に論じる様に、該信号を該プロセサー２１０へ送るよう構成される。下記で注意することを除けば、該サンプル及び基準検出器１５０，１７０は図１７で図解される検出器１７４５と概ね同様である。該サンプル及び基準検出器１５０，１７０から受信した信号に基づき、該プロセサー２１０は、該プロセサー２１０によりアクセス可能なメモリー２１２内に定在するデータ処理アルゴリズム又はプログラムインストラクションを実行することにより該サンプルＳに関する濃度（複数を含む）、吸光度（複数を含む）、透過率（複数を含む）、他を計算する。
【０１４５】
図４４に描かれる検出システム１７００の更に進んだ変型では、該ビームスプリッター４４００，基準検出器１７０そして該従軸線Ｙ上の他の構造体を有するビームサンプリング光学機器９０は、省略されてもよく、特に、ソース１７２０の出力強度が該検出システム１７００の動作でソース強度を参照する必要性を解消する程充分に安定である場合に然りである。かくして、例えば、充分な信号が検出器１７０と１５０で発生され、レンズ４４１０，４４４０，１６０の１つ以上が省略される。更に、ここで開示される被検体検出システム１７００の実施例の何れかでは、該プロセサー２１０及び／又はメモリー２１２は該検出システム１７００に接続された標準パーソナルコンピュータ（“ＰＣ”）内に部分的に又は全て定在してもよい。
【０１４６】
図４６は、下記で更に詳述されることを除けば、図１７，４４，そして４５で図解される実施例の何れかと概ね同様の被検体検出システム１７００のもう１つの実施例の部分的断面図を描いている。可能な場合は、同様な要素は図１７，４４そして４５の実施例の描写と同一参照数字で識別される。
【０１４７】
図４６の実施例のエネルギーソース１７２０は好ましくは該主軸線Ｘ上に実質的に中心があるエミッター範囲２２を有するのがよい。１実施例では、該エミッター範囲２２は形状が正方形であってもよい。しかしながら、該エミッター範囲２２は長方形、円形、楕円形、他の様な他の適当な形状を有してもよい。１つの好適なエミッター範囲２２は１辺が約１．５ｍｍの正方形であるが、勿論どんな他の適当な形状又は寸法も使われる。
【０１４８】
エネルギーソース１７２０は約１Ｈｚと３０Ｈｚの間の変調周波数で選択的に動作し、約１０７０°Ｋと１１７０°Ｋの間のピーク動作温度を有するよう構成されるのが好ましい。加えて、該ソース１７２０は全ての変調周波数で、約８０％より大きい変調深さで運転されるのが好ましい。該エネルギーソース１７２０は、多数のスペクトル範囲の何れででも、例えば、赤外線波長内で、中赤外線波長で、約０．８μｍより上で、約５．０μｍと約２０．０μｍの間で、及び／又は約５．２５μｍと約１２．０μｍの間で、電磁放射を発するのが好ましい。しかしながら、他の実施例では、該検出システム１７００は、変調されない、及び／又は可視スペクトルからマイクロ波スペクトルまでのどこでも、例えば約０．４μｍから約１００μｍより上までのどこでも、見出される波長で放射するエネルギーソース１７２０を使ってもよい。なお他の実施例では、該エネルギーソース１７２０は約３．５μｍと約１４μｍの間、約０．８μｍと約２．５μｍの間、約２．５μｍと２０μｍの間、約２０μｍと約１００μｍの間、又は約６．８５μｍと約１０．１０μｍの間の波長の電磁放射を放射してもよい。なお他の実施例では、該エネルギーソース１７２０は無線周波数（ＲＦ）範囲又はテラヘルツ範囲内の電磁放射を放射してもよい。全ての上記詳述した動作特性は単に例示用であり、該ソース１７２０は被検体検出システム１７００で使用するのに好適などんな動作特性を有してもよい。
【０１４９】
エネルギーソース１７２０用の電源（示されてない）は好ましくは約３０％と約７０％の間のデューティサイクルで選択的に運転されるよう構成されるのがよい。加えて、該電源は約１０Ｈｚ、又は約１Ｈｚと約３０Ｈｚの間の変調周波数で選択的に運転されるよう構成されるのが好ましい。該電源の動作は方形波、正弦波又はユーザーにより規定される何等かの他の波形の形式であってもよい。
【０１５０】
更に図４６を参照すると、該コリメーター３０は、該エネルギーソース１７２０から離れるよう下流に延びる時比較的狭い上流端３４から比較的広い下流端３６へ発散する１つ以上の高反射性内面３２を有するチューブ３０ａを備える。該狭い端部３４は上流アパーチャ３４ａを規定するが、該アパーチャは該エミッター範囲２２に隣接して位置し、該エミッター範囲により発生される放射が、該コリメーター内へ下流へ伝播することを可能にする。該広い端部３６は下流アパーチャ３６ａを規定する。該エミッター範囲２２の様に、該内面（複数を含む）３２、上流アパーチャ３４ａそして下流アパーチャ３６ａの各々は好ましくは該主軸線Ｘ上に実質的に中心を有するのがよい。
【０１５１】
図４６で図解される様に、該コリメーターの内面（複数を含む）３２は放物面状、双曲面状、楕円面又は球面状の形の様な、一般的にカーブした形状を有してもよい。１つの好適なコリメーター３０はコンパウンドパラボリックコンセントレーター｛シーピーシー（ＣＰＣ）｝である。１実施例では、該コリメーター３０は長さで約２０ｍｍまでとすることが出来る。もう１つの実施例では、該コリメーター３０は長さで約３０ｍｍまでとすることが出来る。しかしながら、該コリメーター３０はどんな長さを有してもよく、該内面（複数を含む）３２は該被検体検出システム１７００で使用するために好適な、どんな形状を有してもよい。
【０１５２】
該コリメーター３０の内面３２は、該エネルギービームＥが益々又は実質的に円柱状で、該主軸線Ｘに実質的に平行に配向されるよう、該エネルギービームＥを形成する光線が、該ビームＥが下流へ進む時、真っ直ぐにならせる（すなわち、該主軸線Ｘに益々平行な角度で伝播する）。従って、該内面３２は高度に反射性で、赤外線波長の様な関心のある波長では最小の吸収性である。
【０１５３】
該内面３２が該関心のある波長で高度に反射性であるようコートされるか、又は他の仕方で処理される限り、該チューブ３０ａ自身はアルミニウム、鋼、又は何等かの他の適当な材料の様な堅い材料で作られてもよい。例えば、ポリッシされた金コーティングが使われてもよい。好ましくは、該コリメーター３０の内面（複数を含む）３２は該主軸線Ｘに直交して見られた時、円形断面を規定するのがよいが、しかしながら、正方形又は他の多角形の形状、放物状又は楕円状の形状の様な他の断面形状が代わりの実施例で使われてもよい。
【０１５４】
上記で注意した様に、図４６で示す該フイルターホイール５０は複数の第２フイルター６０を有し、該第２フイルターは好ましくは狭いバンドのフイルターとして動作し、各フイルターが或る波長又は波長バンドのエネルギーのみを通過出来るようにするのがよい。サンプルＳ内のブドウ糖の検出用に好適な１構成では、該フイルターホイール５０は２０又は２２の第２フイルター６０を有し、その各々は下記、すなわち、３μｍ，４．０６μｍ，４．６μｍ，４．９μｍ，５．２５μｍ，６．１２μｍ，６．４７μｍ，７．９８μｍ，８．３５μｍ，９．６５μｍ，そして１２．２μｍの１つに概略等しい公称波長を有するフイルターされたエネルギービーム（Ｅｆ）が通って進むことを可能にするよう構成される（更に、波長のこのセットはここで開示される被検体検出システム１７００の実施例の何れとも共に又はその中で使われてもよい）。各第２フイルター６０の中央波長は望まれる公称波長±約２％に等しいのが好ましい。加えて、該第２フイルター６０は約０．２μｍのバンド幅を有するか、又は代わりに公称波長±約２から１０％に等しい、よう構成されるのが好ましい。
【０１５５】
もう１つの実施例では、該フイルターホイール５０は２０の第２フイルター６０を有し、その各々は下記、すなわち、４．２７５μｍ，４．５μｍ，４．７μｍ，５．０μｍ，５．３μｍ，６．０５６μｍ，７．１５μｍ，７．３μｍ，７．５５μｍ，７．６７μｍ，８．０６μｍ，８．４μｍ，８．５６μｍ，８．８７μｍ，９．１５μｍ，９．２７μｍ，９．４８μｍ，９．６８μｍ，９．８２μｍ，そして１０．０６μｍの公称中央波長を有するフイルターされたエネルギービーム（Ｅｆ）がそれを通って進むことを可能にするよう構成される（波長のこのセットもここで開示される被検体検出システム１７００の実施例の何れかと共に、又は何れかの中で使われてもよい）。なおもう１つの実施例では、該第２フイルター６０は下記仕様、すなわち：±０．０１μｍの中央波長トレランス、±０．０１μｍの電力半値バンド幅トレランス、７５％以上のピーク透過率、２％より低いカットオン／カットオフ傾斜、℃当たり０．０１％より小さい中央波長温度係数、３μｍから１２μｍまででＯＤ５より大きいアウトオブバンド減衰、０．６３２８μｍで１．０波より小さい平坦度、Ｍｉｌ−Ｆ−４８６１６によるＥ−Ｅの表面品質そして約１ｍｍの全体厚さ、の何れか１つ又は組み合わせに適合してもよい。
【０１５６】
なおもう１つの実施例では、上記該第２フイルターは下記電力半値バンド幅｛“エイチピービーダブリュー（ＨＰＢＷ）”｝仕様の何れか１つ又は組み合わせに適合してもよい。
【０１５７】
【表２】
2009521258.tif 000004
【０１５８】
なお更に進んだ実施例では、該第２フイルターは±０．５％の中央波長トレランスと、±０．０２μｍの電力半値バンド幅トレランスを有してもよい。
【０１５９】
勿論、使われる第２フイルターの数と、その中央波長及び他の特性は、この様な更に進んだ実施例がブドウ糖、又はブドウ糖の代わりに、又はブドウ糖に加えて、他の被検体を検出するため使われても、該システム１７００の更に進んだ実施例で変わってもよい。例えば、もう１つの実施例では、該フイルターホイール５０は５０より少ない第２フイルター６０を有してもよい。なおもう１つの実施例では、該フイルターホイール５０は２０より少ない第２フイルター６０を有してもよい。なおもう１つの実施例では、該フイルターホイール５０は１０より少ない第２フイルター６０を有してもよい。
【０１６０】
１実施例では、該第２フイルター６０は該主軸線Ｘに直交する面内で約１０ｍｍの長さで、約１０ｍｍの幅であり、約１ｍｍの厚さを有することを示す。しかしながら、該第２フイルター６０は該被検体検出システム１７００の動作に好適な何等かの他の寸法（例えば、より小さい）を有してもよい。加えて、該第２フイルター６０は約５℃と約３５℃の間の温度で動作し、該フイルターが通すよう構成された波長（複数を含む）のエネルギービームＥの約７５％より多くがそれを通る透過を可能にするよう構成されるのが好ましい。
【０１６１】
図４６に図解される実施例に依れば、第１フイルター４０はブロードバンドのフイルターとして動作し、該フイルターホイール５０上に配置された第２フイルター６０は狭いバンドのフイルターとして動作する。しかしながら、当業者は他の構造体がここで説明された実施例のエネルギー波長をフイルターするよう使われることを理解するであろう。例えば、第１フイルター４０が省略され、そして／又は電子的に同調可能なフイルター又はフアブリーペロー干渉計（示されてない）が該フイルターホイール５０と第２フイルター６０の代わりに使われてもよい。この様な同調可能フイルター又は干渉計は、シーケンシャルで、１度に１つの仕方で、電磁放射の波長又は波長バンドのセットの各々が、材料サンプルＳの分析で使用するためそれを通過することを可能にするよう構成されてもよい。
【０１６２】
該第２フイルター（複数を含む）６０から進む時フイルターされたエネルギービーム（Ｅｆ）を受けるようリフレクターチューブ９８が位置付けられるのが好ましい。該リフレクターチューブ９８は、迷光の様な漂遊電磁放射が該検出システム１７００の外から該リフレクターチューブ９８内へ導入するのを実質的に防止するため、該第２フイルター（複数を含む）６０に対し固定されるのが好ましい。該リフレクターチューブ９８の内面は関連波長で高度に反射性で、該主及び／又は従軸線Ｘ、Ｙに直交する概ね円形の断面を有する円柱形を備えるのが好ましい。しかしながら、該チューブ９８の内面は楕円、正方形、長方形、他の様な何等かの適当な断面を有してもよい。コリメーター３０の様に、該リフレクターチューブ９８は、その内面が関心のある波長で高度に反射性であるようコートされるか、又は他の仕方で処理されている限り、アルミニウム、鋼、他の様な堅い材料で形成されてもよい。例えば、ポリッシされた金コーティングが使われてもよい。
【０１６３】
図４６で図解される実施例に依れば、該リフレクターチューブ９８は主断面９８ａと縦断面９８ｂを有する。描かれている様に、該リフレクターチューブ９８は、従断面９８ｂより長い長さを有する主断面９８ａを備えるＴ型としてもよい。もう１つの例では、該主断面９８ａと該縦断面９８ｂは同じ長さを有してもよい。該主断面９８ａは主軸線Ｘに沿って第１端９８ｃと第２端９８ｄの間に延びている。該従断面９８ｂは該従軸線Ｙに沿って該主断面９８ａと第３端部９８ｅの間に延びている。
【０１６４】
該主断面９８ａは該フイルターされたエネルギービーム（Ｅｆ）を第１端部９８ｃからビームスプリッター４４００へ導くが、該スプリッターは該主及び従軸線Ｘ、Ｙの交点で該主断面９８ａ内に収容されている。該主断面９８ａは又サンプルビーム（Ｅｓ）を該ビームスプリッター４４００から、第１レンズ４４１０を通って第２端部９８ｄまで導く。該第２端部９８ｄから、該サンプルビーム（Ｅｓ）はサンプル要素１７３０，ホルダー４４３０，そして第２レンズ４４４０を通って、該サンプル検出器１５０へ進む。同様に、該縦断面９８ｂはビームサンプリング光学機器９０を通った基準ビーム（Ｅｒ）を、該ビームスプリッター４４００から、第３レンズ１６０を通り、第３端部９８ｅまで導く。該第３端部９８ｅから該基準ビーム（Ｅｒ）は基準検出器１７０へ進む。
【０１６５】
該サンプルビーム（ＥＳ）は好ましくは該フイルターされたエネルギービーム（Ｅｆ）のエネルギーの約７５％から８５％を有するのがよい。より好ましくは、該サンプルビーム（Ｅｓ）は該フイルターされたエネルギービーム（Ｅｆ）のエネルギーの約８０％を有するのがよい。該基準ビーム（Ｅｒ）は好ましくは該フイルターされたエネルギービーム（Ｅｆ）のエネルギーの約１０％から約５０％を有するのがよい。より好ましくは、該基準ビーム（Ｅｒ）は該フイルターされたエネルギービーム（Ｅｆ）のエネルギーの約２０％を有するのがよい。勿論、該サンプル及び基準ビームは該エネルギービームＥの何等か適当な比率を引き受けてもよい。
【０１６６】
該リフレクターチューブ９８は又第１レンズ４４１０と第３レンズ１６０を収容する。図４６に図解される様に、該リフレクターチューブ９８は該ビームスプリッター４４００と該第２端部９８ｄの間に第１レンズ４４１０を収容する。該第１レンズ４４１０は、該レンズ４４１０の面４６１２が主軸線Ｘと概ね直交するよう配置されるのが好ましい。同様に、該チューブ９８は該ビームスプリッター４４００と該第３端部９８ｅの間に第３レンズ１６０を収容する。該第３レンズ１６０は、該第３レンズ１６０の面１６２が従軸線Ｙと概ね直交するよう配置されるのが好ましい。該第１レンズ４４１０と該第３レンズ１６０は、ビーム（Ｅｓ，Ｅｒ）が該レンズ４４１０，１６０を通過時、それぞれサンプルビーム（Ｅｓ）と基準ビーム（Ｅｒ）を実質的に焦点合わせするよう構成された焦点距離を各々が有する。特に、該第１レンズ４４１０は、実質的に全サンプルビーム（Ｅｓ）がサンプル要素１７３０内に定在する材料サンプルＳを通過するよう、該サンプルビーム（Ｅｓ）を焦点合わせするように、該ホルダー４４３０に対し構成され、配置される。同様に、該第３レンズ１６０は、実質的に全基準ビーム（Ｅｒ）が基準検出器１７０上に突き当たるよう、該基準ビーム（Ｅｒ）を焦点合わせするよう構成される。
【０１６７】
該サンプル要素１７３０はホルダー４４３０内に保持され、該ホルダーは好ましくは該主軸線Ｘに概ね直交する平面に沿って配向されるのがよい。該ホルダー４４３０は被検体検出システム１７００内の搭載位置と測定位置の間をスライド可能に変位されるよう構成
される。該測定位置では、該ホルダー４４３０は停止エッジ１３６に接触するが、該エッジは主軸線Ｘ上に該サンプル要素１７３０とその中に含まれるサンプルＳを配向させるよう配置されている。
【０１６８】
該エネルギービームＥを該サンプル要素とサンプルを通過させながら、該ホルダーが、主軸線Ｘ上でかつそれに実質的に直交して、該サンプル要素１７３０とサンプルＳを位置づける限り、図４６に描かれるホルダー４４３０の構造的詳細は重要でない。図４４に描かれた実施例に於ける様に、該ホルダー４４３０が省略され、サンプル要素１７３０のみが該主軸線Ｘ上の描かれた場所内に位置付けられてもよい。しかしながら、該サンプル要素１７３０（下記でより詳細に論じられる）がフッ化バリウムの様な高度に脆いか又は壊れやすい材料で作られるか、又は極端に薄く製造される場合、該ホルダー４４３０は有用である。
【０１６９】
図４４で描かれた実施例に於ける様に、図４６に示すサンプル及び基準検出器１５０，１７０は信号を発生し、それらをプロセサー２１０へ送ることにより、その上に入射する放射に応答する。該サンプル及び基準検出器５０，１７０から受信するこれらの信号に基づき、該プロセサー２１０は、該プロセサー２１０によりアクセス可能なメモリー２１２内に定在するデータ処理アルゴリズム又はプログラムインストラクションを実行することにより、該サンプルＳに関する濃度（複数を含む）、吸光度（複数を含む）、透過率（複数を含む）、他を計算する。図４６に描かれる該検出システム１７００の更に進んだ変型では、特にソース１７２０の出力強度が、該検出システム１７００の動作内で該ソース強度を参照する必要性を解消する程充分安定な場合、ビームスプリッター４４００，基準検出器１７０そして該従軸線Ｙ上の他の構造体は省略されてもよい。
【０１７０】
図４７は１実施例によるサンプル検出器１５０の断面図を描いている。サンプル検出器１５０は受け入れ部分１５２ａとカバー１５２ｂを有する検出器ハウジング１５２内に設置される。いかしながら、どんな適当な構造体でも該サンプル検出器１５０とハウジング１５２として使われてもよい。該受け入れ部分１５２ａは、該ハウジング１５２が被検体検出システム１７００内に設置される時、該主軸線Ｘと概ね整合されるアパーチャ１５２ｃとレンズ室１５２ｄを規定するのが好ましい。該アパーチャ１５２ｃは、サンプルＳとサンプル要素１７３０を通過するサンプルビーム（Ｅｓ）の少なくとも１部分が該アパーチャ１５２ｃを通り、レンズ室１５２ｄ内へ進むことを可能にするよう構成される。
【０１７１】
該受け入れ部分１５２ａはアパーチャ１５２ｃの近くのレンズ室１５２ｄ内に第２レンズ４４４０を収容する。該サンプル検出器１５０は又、該検出器１５０の検出面１５４が該主軸線Ｘに実質的に直交するよう、該第２レンズ４４４０の下流のレンズ室１５２ｄ内に配置される。該第２レンズ４４４０は、レンズ４４４０の面１４２が該主軸線Ｘに実質的に直交するよう、位置付けられる。該第２レンズ４４４０は、サンプルビーム（Ｅｓ）の実質的に全部を該検出面１５４上に焦点合わせし、それにより該検出面１５４上に入射するサンプルビーム（Ｅｓ）の光束密度を高めるよう、構成され、該ホルダー４４３０及びサンプル検出器１５０に対し配置されるのが好ましい。
【０１７２】
更に図４７を参照すると、支持部材１５６は好ましくは、該受け入れ部分１５２ａ内の位置に該サンプル検出器１５０を保持するのがよい。該図解された実施例では、該支持部材１５６は該サンプル検出器１５０と該カバー１５２ｂの間に配置されたばね１５６である。該ばね１５６は該サンプル検出器１５０の検出面１５４を該主軸線Ｘに実質的に直交して保持するよう構成される。ガスケット１５７は好ましくは該カバー１５２ｂと該受け入れ部分１５２ａの間に位置付けられ、該支持部材１５６を囲むのがよい。
【０１７３】
該受け入れ部分１５２ａは又該ガスケット１５７と該サンプル検出器１５０の間に配置
されたプリント回路基板１５８を収容するのが好ましい。該基板１５８は少なくとも１つの接続部材１５０ａを通して該サンプル検出器１５０に繋がる。該サンプル検出器１５０は該検出面１５４に入射するサンプルビーム（Ｅｓ）に対応する検出信号を発生するよう構成される。該サンプル検出器１５０は該接続部材１５０ａを通して該回路基板１５８と検出信号を通信し、該基盤１５８は該検出信号を該プロセサー２１０へ送信する。
【０１７４】
１実施例では、該サンプル検出器１５０は、その“上流”端で概ね円形のハウジングアパーチャ１５０ｂを規定する、概ね円柱形のハウジング１５０ａ、例えば、ＴＯ−３９型“メタル缶”パッケージ、を有する。１実施例では、該ハウジング１５０ａは約８．２０ｍｍ（約０．３２３インチ）の直径と約６．３０ｍｍ（約０．２４８インチ）の深さを有し、該アパーチャ１５０ｂは約５．００ｍｍ（０．１９７インチ）の直径を有する。
【０１７５】
検出器窓１５０ｃは該アパーチャ１５０ｂに隣接して配置され、その上流面は該検出面１５４から約１．９８ｍｍ（約０．０７８インチ）｛±約０．１０ｍｍ（約０．００４インチ）｝にあるのが好ましい。［該検出面１５４はハウジング１５０ａの上流エッジから約２．２５ｍｍ（約０．０８８インチ）｛±約０．１０ｍｍ（約０．００４インチ）｝に配置されるが、そこでは該ハウジングは約０．２５４ｍｍ（約０．０１０インチ）の厚さを有する。］該検出器窓１５０ｃは少なくとも３−１２μｍ通過バンドで赤外線エネルギーの透過性であるのが好ましく、従って該窓１５０ｃ用の１つの好適な材料はゲルマニウムである。該通過バンドの端点は、関心のある波長での不必要な吸光度を避けるために、更に２．５μｍより少ない方へ、及び／又は１２．５μｍより大きい方へスプレッドされるのがよい。好ましくは、該検出器窓１５０ｃの透過率はその通過バンドに亘り２％より多くは変化しないのがよい。該窓１５０ｃは好ましくは厚さが０．５０８ｍｍ（約０．０２０インチ）であるのがよい。サンプル検出器１５０は−２０から＋６０℃の温度範囲に亘りその動作特性を実質的に保持するのが好ましい。
【０１７６】
図４８は１実施例による基準検出器１７０の断面図を描く。該基準検出器１７０は受け入れ部分１７２ａとカバー１７２ｂを有する検出器ハウジング１７２内に設置される。しかしながら、該基準検出器１５０とハウジング１５２としてどんな適当な構造体が使用されてもよい。該受け入れ部分１７２ａは、該ハウジング１７２が該被検体検出器システム１７００内に設置された時、従軸線Ｙと概ね整合されるアパーチャ１７２ｃと室１７２ｄを規定するのが好ましい。該アパーチャ１７２ｃは、該基準ビーム（Ｅｒ）が該アパーチャ１７２ｃを通り、該室１７２ｄ内に進むことを可能にするよう構成される。
【０１７７】
該受け入れ部分１７２ａは該アパーチャ１７２ｃに近接する室１７２ｄ内に基準検出器１７０を収容する。該基準検出器１７０は、該基準検出器１７０の検出面１７４が該従軸線Ｙに実質的に直交するよう該室１７２ｄ内に配置される。第３レンズ１６０は、実質的に、全基準ビーム（Ｅｒ）が該検出面１７４に突き当たり、かくして該検出面１７４上に入射する該基準ビーム（Ｅｒ）の光束密度を高めるよう、該基準ビーム（Ｅｒ）を実質的に焦点合わせするよう構成される。
【０１７８】
更に図４８を参照すると、支持部材１７６は該受け入れ部分１７２ａ内の位置に基準検出器１７０を保持するのが好ましい。図解された実施例では、該支持部材１７６は該基準検出器１７０と該カバー１７２ｂの間に配置されたばね１７６である。該ばね１７６は該基準検出器１７０の検出面１７４を従軸線Ｙに実質的に直交して保持するよう構成される。ガスケット１７７が該カバー１７２ｂと該受け入れ部分１７２ａの間に配置され、該支持部材１７６を囲むのが好ましい。
【０１７９】
又該受け入れ部分１７２ａは好ましくは該ガスケット１７７と基準検出器１７０の間に配置されたプリント回路基板１７８をも収容するのがよい。該基板１７８は少なくとも１
つの接続部材１７０ａを通して該基準検出器１７０と繋がる。該基準検出器１７０は検出面１７４上に入射する基準ビーム（Ｅｒ）に対応する検出信号を発生するよう構成される。該基準検出器１７０は、該接続部材１７０ａを通して該検出信号を該回路基板１７８へ通信し、該基板１７８は該検出信号を該プロセサー２１０へ送信する。
【０１８０】
１実施例では、該基準検出器１７０の構造はサンプル検出器１５０に関して上記で説明したそれと概ね同様である。
【０１８１】
１実施例では、該サンプル及び基準検出器１５０，１７０の両者は、約０．８μｍと約２．５μｍの間のスペクトル波長範囲の電磁放射を検出するよう構成される。しかしながら、波長の前記セットの何等か適当なサブセットが選択されてもよい。もう１つの実施例では、該検出器１５０，１７０は約４μｍと約１２μｍの間の波長範囲の電磁放射を検出するよう構成される。該検出器１５０，１７０の検出面１５４，１７４の各々は約２ｍｍ×２ｍｍ又は約１ｍｍ×１ｍｍから約５ｍｍ×５ｍｍのアクチブ範囲を規定してもよく、勿論何等か他の適当な寸法及びプロポーションが使われてもよい。加えて、該検出器１５０，１７０は主軸線Ｘから約４５度の円錐角度内でそれに向けられた電磁放射を検出するよう構成されてもよい。
【０１８２】
１実施例では、該サンプル及び基準検出器サブシステム１５０，１７０は更に該検出器の温度を調整するシステム（示されてない）を有してもよい。この様な温度調整システムは適当な電気的熱源、サーミスター、そして比例−プラス−積分−プラス−微分｛ピーアイデー（ＰＩＤ）｝制御部を含んでもよい。これらの部品は該検出器１５０，１７０の温度を約３５℃に調整するため使われる。該検出器１５０，１７０は又オプションで他の望まれる温度で運転されてもよい。加えて、該ピーアイデー制御部は好ましくは約６０Ｈｚの制御速度を有し、そして該熱源及びサーミスターと一緒に、該検出器１５０，１７０の温度を該望まれる温度の約０．１℃内に保持する。
【０１８３】
該検出器１５０，１７０は電圧モードか又は電流モードか何れかで運転され、何れの運転モードも好ましくはプリアンプモジュールの使用を含むのがよい。ここで開示される被検体検出システム１７００で使用するための適当な電圧モード検出器は、ドイツ、ドレスデンのインフラテック（ＩｎｆｒａＴｅｃ  ｏｆ  Ｄｒｅｓｄｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）によるモデルエルアイイー３０２及び３１２（ｍｏｄｅｌｓ  ＬＩＥ  ３０２  ａｎｄ  ３１２）、メリーランド州、ロックビルのビーエイイーシステム（ＢＡＥ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｏｆ  Ｒｏｃｋｖｉｌｌｅ，Ｍａｒｙｌａｎｄ）によるモデルエル２００２（ｍｏｄｅｌ  Ｌ２００２）、そしてドイツ、ドレスデンのディアス（Ｄｉａｓ  ｏｆ  Ｄｒｅｓｄｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ）によるモデルエルテーエス−１（ｍｏｄｅｌ  ＬＴＳ−１）を含む。適当な電流モード検出器はインフラテックのモデルエルアイイー３０１，３１５，３４５及び３５５（ｍｏｄｅｌ  ＬＩＥ  ３０１，３１５，３４５  ａｎｄ  ３５５），そしてディアスから入手可能な２ｘ２電流モード検出器を含む。
【０１８４】
１実施例では、該検出器１５０，１７０の１つは又は両者は下記仕様、すなわち、１０Ｈｚの変調で、かつ、約１５度の円錐角内で、ｃｍ２当たり約９．２６＊１０−４ワット（ｒｍｓ）の入射放射強度を仮定した時、０．０４０ｃｍ２（２ｍｍ＊２ｍｍ正方形）の検出器範囲、１０Ｈｚでの３．７０＊１０−５ワット（ｒｍｓ）の検出器入力、１０Ｈｚでのワット当たり３６０ボルトの検出器感度、１０Ｈｚでの１．３３３＊１０−２ボルト（ｒｍｓ）の検出器出力、１０Ｈｚでの８．００＊１０−８ボルト／ｓｑｒｔＨｚのノイズ、そして１．６７＊１０５ｒｍｓ／ｓｑｒｔＨｚ及び１０４．４ｄＢ／ｓｑｒｔＨｚのＳ−Ｎ比そして１．００＊１０９ｃｍｓｑｒｔＨｚ／ｗの検出性、を充たす。
【０１８５】
代わりの実施例では、該検出器１５０，１７０は光音響モードで該検出システム１７０
０の動作用に好適なマイクロフォン及び／又は他のセンサーを有してもよい。
【０１８６】
該被検体検出システム１７００の実施例の何れかの部品は、迷光の様な漂遊電磁放射が該エネルギービームＥを汚損することを防止するために囲い又はケーシング（示されてない）内に部分的に又は完全に含まれてもよい。どんな適当なケーシングが使われてもよい。同様に、該検出システム１７００の部品は、図１７，４４，そして４６で描かれた様に、それらの動作上の配列を保持するために、何等か適当なフレーム又はシャシー（示されてない）上に設置されてもよい。該フレーム及びシャシーは１つのユニット、部材又は部材の集まりとして一緒に形成されてもよい。
【０１８７】
動作の１方法では、図４４又は４６に示す該被検体検出システム１７００は、部分的には、該サンプル及び基準検出器１５０，１７０により検出される電磁放射を比較することにより材料サンプルＳ内の１つ以上の被検体の濃度を測定する。該検出システム１７００の動作中、第２フイルター（複数を含む）６０の各々は、該第２フイルター６０に対応するドウエル時間の間主軸線Ｘとシーケンシャルに整合される。（勿論、電子的に同調可能なフイルター又はフアブリーペロー干渉計が該フイルターホイール５０の代わりに使われる場合、該同調可能なフイルター又は干渉計は、該主軸線Ｘとの該第２フイルターの各々のシーケンシャルな整合の代わりに、望ましい波長又は波長バンドのセットの各々にシーケンシャルに同調させられる。）その時、該エネルギーソース１７２０は、該ドウエル時間の間中、上記で論じた様に（何等かの）変調周波数で運転される。該ドウエル時間は各第２フイルター６０（又は該同調可能なフイルター又は干渉計が同調させられる各波長又はバンド）用で異なる。該検出システム１７００の１実施例では、各第２フイルター６０用のドウエル時間は約１秒より短い。各第２フイルター６０用に特定のドウエル時間を使うことは、該検出システム１７００が、誤差が該材料サンプルＳ内の被検体濃度の計算により大きい影響を有し得る波長では、より長時間の間動作することを可能にする点で有利である。対応して、該検出システム１７００は誤差が計算される被検体濃度により少ししか影響を有しない波長では、より短い時間の間動作してもよい。該ドウエル時間は該検出システム内で使われるフイルター／波長／バンド間で他の仕方で不均一であってもよい。
【０１８８】
主軸線Ｘに選択的に整合された各第２フイルター６０について、該サンプル検出器１５０は、材料サンプルＳを通って透過される、該第２フイルター６０に対応する波長又は波長バンドで、該サンプルビーム（Ｅｓ）の部分を検出する。該サンプル検出器１５０は該検出された電磁放射に対応する検出信号を発生し、該信号を該プロセサー２１０へ送る。同時に、該基準検出器１７０は該第２フイルター６０に対応する波長又は波長バンドで透過された基準ビーム（Ｅｒ）を検出する。該基準検出器１７０は該検出された電磁放射に対応する検出信号を発生し、該信号を該プロセサー２１０へ送る。該検出器１５０、１７０によりそれへ送られた信号に基づき、該プロセサー２１０は該サンプルＳ内の関心のある被検体（複数を含む）の濃度、及び／又は、該サンプルを分析するため使われた１つ以上の波長又は波長バンドでの該サンプルＳの吸光度／透過率特性、を計算する。該プロセサー２１０は、該プロセサー２１０によりアクセス可能なメモリー２１２内に定在するデータ処理アルゴリズム又はプログラムインストラクションにより、該濃度（複数を含む）、吸光度（複数を含む）、透過率（複数を含む）、他を計算する。
【０１８９】
該基準検出器により発生される信号は該ソース１７２０により放射されるエネルギービームの強度の揺らぎをモニターするため使われ、該揺らぎは該ソース自身内のドリフト効果、枯れ、摩耗又は他の欠陥により起こることが多い。これは該プロセサー２１０に、該ソース１７２０の放射強度の変化に帰せられ得る、そして該サンプルＳの組成に帰せられない、該サンプルビーム（Ｅｓ）の強度の変化を識別させる。そうすることにより、濃度、吸光度、他の計算での誤差の可能性のあるソースは最小化又は除去される。
【０１９０】
１実施例では、該検出システム１７００は第１に、該主軸線Ｘ上のサンプル要素１７３０無しで、各中央波長、又は波長バンドで該検出器１５０，１７０により検出される電磁放射を測定することにより被検体濃度読み値を計算する（これは“エア”読み値として知られる）。第２に、該システム１７００は、該サンプル要素１７３０内にある該材料サンプルＳを有し、該主軸線Ｘ上の位置に該サンプル要素１７３０とサンプルＳを有して、各中央波長又は波長バンドについて該検出器１５０，１７０により検出される電磁放射を測定する（すなわち、“ウエット”読み値）。最後に、該プロセサー１８０はこれらのコンパイルした読み値に基づき該サンプルＳに関する濃度（複数を含む）、吸光度（複数を含む）及び／又は透過率を計算する。
【０１９１】
１実施例では、該複数のエア及びウエット読み値は下記の様に路長修正されたスペクトルを発生するため使われる。最初に、該測定値は各波長でのサンプルの透過率を与えるために正規化される。各波長での信号及び基準測定値の両者を使い、そしてＳｉに波長ｉでの検出器１５０の信号を、そしてＲｉに波長ｉでの検出器１７０の信号を表させると、該透過率、τｉはτｉ＝｛Ｓｉ（ウエット）／Ｒｉ（ウエット）｝／｛Ｓｉ（エア）／Ｒｉ（エア）｝として計算される。オプションで、そのスペクトルは、光学的密度、ＯＤｉとして、−Ｌｏｇ（Ｔｉ）で計算される。
【０１９２】
次に約４．５μｍから約５．５μｍの波長範囲に亘る透過率が該路長を決めるために解析される。特に、水がこの波長領域上で血液の主な吸収種であり、該光学的密度が該光学的路長と水の既知吸収係数との積である（ＯＤ＝Ｌσ、ここでＬは光学的路長、σは吸収係数である）ので、測定されたＯＤから該光学的路長を決めるために、多数の曲線適合手順の何れか１つが使われる。該路長は、次いで、各波長でのサンプルの吸収係数を決めるため使われてもよい。代わりに該光学的路長は吸収係数を光学的密度に変換する計算に更に使われてもよい。
【０１９３】
被検体検出システム、その使用法そして関連技術の追加的情報は上記の、組み入れられた特許文献１で見出される。
【０１９４】
セクションＩＶ．Ｃ−サンプル要素
図１８はサンプル要素１７３０の平面図、図１９は該サンプル要素の側面図、そして図２０は該サンプル要素の組立分解斜視図である。本発明の１実施例では、サンプル要素１７３０はサンプル室９０３を有するが、該室はサンプル準備ユニット３３２と流体的に連通しており、該ユニットからフイルターされた血液を受け入れる。該サンプル要素１７３０はサンプル室壁１８０２により規定されるサンプル室９０３を有する。該サンプル室９０３は該サンプル要素１７３０が使われる検出システムによる分析用に、患者から抜き取られる材料サンプルを保持するよう構成される。
【０１９５】
図１８−１９で図解される実施例では、該サンプル室９０３は、第１及び第２横室壁１８０２ａ、１８０２ｂ、と上下室壁１８０２ｃ、１８０２ｄにより規定されるが、しかしながら、何等かの適当な数と形状の室壁が使われてもよい。上及び下室壁１８０２ｃ、１８０２ｄの少なくとも１つは、該サンプル分析装置３２２（又は該サンプル要素がそれで使われる何等かの他のシステム）により使われる電磁放射の波長（複数を含む）に充分透過性である材料で形成される。その様に透過性である室壁はかくして１実施例では“窓”と呼ばれ、該上及び下室壁１８０２ｃ、１８０２ｄは、関連波長（複数を含む）の電磁放射が該サンプル室９０３を通過可能にするよう、第１及び第２窓を有する。もう１つの実施例では、該上下室壁１８０２ｃ、１８０２ｄの１つのみは窓を有し、この様な実施例では、上下室壁のもう１つは、該サンプル要素１７３０が使われる被検体検出システムにより該サンプル室９０３内へ放射される何等かの電磁的エネルギーを反射し返すよう構成された反射性面を有してもよい。従って、この実施例は電磁エネルギーのソースと検出器とがサンプル要素と同じ側に配置される被検体検出システムで使用するのに好適である。
【０１９６】
種々の実施例では、該サンプル要素１７３０の窓（複数を含む）を構成する材料は完全に透過性であり、すなわち、それはその上に入射する、該ソース１７２０及びフイルター１７２５からの電磁放射の何等かも吸収しない。もう１つの実施例では、該窓（複数を含む）の材料は関心のある電磁的範囲で或る吸収を有するが、その吸収は無視可能である。なおもう１つの実施例では、該窓（複数を含む）の材料の吸収は無視可能でないが、それは比較的長い時間の間安定である。もう１つの実施例では、該窓（複数を含む）の吸収は比較的短い時間の間のみ安定であるが、サンプル分析装置３２２は該材料の吸収を観察し、それを該材料特性が測定可能な程変化する前に該被検体測定値から除去するよう構成される。サンプル要素１７３０の該窓（複数を含む）を形成するために好適な材料は、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、ゲルマニウム、シリコン、ポリプロピレン、ポリエチレン、又は該関連波長（複数を含む）で適当な透過率（すなわち、単位厚さ当たり透過度）を有する何等かのポリマーを含むが、それらに限定されない。該窓（複数を含む）がポリマーで形成される場合、選択されるポリマーは、該窓（複数を含む）間のサンプルの流れを向上させるように構造でアイソタクチック、アタクチック又はシンディオタクチックであるのがよい。該サンプル要素１７３０を作るのに好適な１つの種類のポリエチレンは、スイス、ステーフア（Ｓｔａｅｆａ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）のクーベ社（ＫＵＢＥ  Ｌｔｄ．）から入手可能な、引き出された又はブローモールドされたタイプ２２０である。
【０１９７】
１実施例では、該サンプル要素１７３０はその窓（複数を含む）を通して約４μｍと約１０．５μｍの間の波長を有する電磁エネルギーの充分な透過を可能にするよう構成される。しかしながら、該サンプル要素１７３０は該エネルギーソース１７２０により放射されるどんなスペクトル範囲の波長の透過も可能にするよう構成され得る。もう１つの実施例では、該サンプル要素１７３０は該フイルター１７２５を通して透過されるどんな電磁放射波長についてもその上に入射するサンプルビーム（Ｅｓ）からの約１．０ＭＷ／ｃｍ２より多い光学的電力を受けるよう構成される。好ましくは、該サンプル要素１７３０のサンプル室９０３は該主軸線Ｘから４５度の円錐角度内で該材料サンプルＳの方へ進むサンプルビーム（Ｅｓ）を通過可能にするよう構成される（図１７参照）。
【０１９８】
図１８−１９で図解される実施例で、該サンプル要素は更に該サンプル室９０３から供給開口部１８０６へ延びる供給通路１８０４と、該サンプル室９０３からベント開口部１８１０へ延びるベント通路１８０８と、を有する。該ベント及び供給開口部１８０６，１８１０は該サンプル要素１７３０の１端で示されているが、他の実施例では、該開口部は、それがそれぞれ通路１８０４と１８０８とに流体的に連通している限り、該サンプル要素１７３０の他の側に位置付けられていてもよい。
【０１９９】
動作時は、該サンプル要素１７３０の該供給開口部１８０６は、患者から流れる流体の様な、材料サンプルＳに接触して置かれる。次いで該流体は該サンプル供給通路１８０４を通り、外部ポンプを経由して又は毛細管作用により該サンプル室９０３内へ輸送される。
【０２００】
上下室壁１８０２ｃ、１８０２ｄが窓を有する場合、それら間の距離Ｔ｛該サンプル室９０３及び／又は窓１８０２ａ、１８０２ｂに実質的に直交する軸線に沿って測られた、或いは代わりに、該サンプル室９０３を通過するエネルギービーム（上記論議のエネルギービームＥの様な、但しそれに限らないが、）の軸線に沿って測られた｝は光学的路長を有する。種々の実施例で、該路長は、約１μｍと約３００μｍの間、約１μｍと約１００μｍの間、約２５μｍと約４０μｍの間、約１０μｍと約４０μｍの間、約２５μｍと約６０μｍの間、又は約３０μｍと約５０μｍの間にある。なお他の実施例では、該光学的路長は約５０μｍ，又は約２５μｍである。或る場合は、該サンプル要素１７３０が共に使われるべき被検体検出システムにより指定される何等かの路長から±約１μｍ内へ該路長を保持することが望ましい。同様に、該サンプル要素１７３０が共に使われる被検体検出システムに依り、壁１８０２ｃ、１８０２ｄを相互に対し平行の±１μｍ以内に配向し、該壁１８０２ｃ、１８０２ｄの各々を平面状（フラット）の±１μｍ以内に保持することが望ましい。代わりの実施例では、壁１８０２ｃ、１８０２ｄは平坦、織り目付き、角度付きであるか、又はその何等かの組み合わせである。
【０２０１】
１実施例では、該サンプル室９０３の横の寸法（すなわち、横の室壁１８０２ａ、１８０２ｂにより規定される寸法）はサンプル検出器１７４５のアクチブな面の寸法と大体等しい。従って、更に進んだ実施例では、サンプル室９０３は約４ｍｍから約１２ｍｍの、そしてより好ましくは約６ｍｍから約８ｍｍの直径の円である。
【０２０２】
図１８−１９に示すサンプル要素１７３０は１実施例では、下記に指定する寸法とディメンジョンを有する。該供給通路１８０４は好ましくは約１５ｍｍの長さ、約１．０ｍｍの幅、そして該路長Ｔに等しい高さを有するのがよい。加えて、供給開口部１８０６は約１．５ｍｍの幅と、サンプル供給通路１８０４の幅へのスムーズな移行を有するのがよい。サンプル要素１７３０は約１２．７ｍｍ（約０．５インチ）の幅、約２５．４ｍｍ（約１インチ）の長さ、そして約１．０ｍｍと約４．０ｍｍの間の全体厚さを有する。該ベント通路１８０８は約１．０ｍｍから５．０ｍｍの長さ、約１．０ｍｍの幅、該壁１８０２ｃ、１８０２ｄの間の路長に実質的に等しい厚さを有するのがよい。該ベントアパーチャ１８１０は該ベント通路１８０８と実質的に等しい高さと幅である。勿論、サンプル要素１７３０の利点をなお達成しながら、他の実施例では他のディメンジョンが使われてもよい。
【０２０３】
サンプル要素１７３０は好ましくは約１５μ以下（又は約１０μｌ以下又は約５μｌ以下）の容積を有する材料サンプルＳを、そしてより好ましくは約２μｌ以下の容積を有する材料サンプルＳを受け入れるよう寸法を決められているのがよい。勿論、該サンプル要素１７３０の容積、該サンプル室９０３の容積、他は該サンプル検出器１７４５の寸法と感度、該エネルギーソース１７２０により放射される放射の強度、該サンプルの期待される流れ特性、そして該サンプル要素１７３０内に流れエンハーンサーが組み込まれているかどうか、の様な多くの可変要因により、変わってもよい。該サンプル室９０３への流体の輸送は毛細管作用により達成されるのが好ましいが、又ウィック作用又は真空作用、又はウィッキング、毛細管作用、蠕動ポンピング、及び／又は真空作用の組み合わせによって達成されてもよい。
【０２０４】
図２０はサンプル要素１７３０を作るアプローチを描いている。このアプローチでは、該サンプル要素１７３０は第１層１８２０，第２層１８３０，そして第３層１８４０を有する。第２層１８３０は第１層１８２０と第３層１８４０の間に位置付けられるのが好ましい。該第１層１８２０は上部室壁１８０２ｃを、第３層１８４０は下部室壁１８０２ｄを形成する。室壁１８０２ｃ、１８０２ｄの何れかが窓を有する場合、当該の窓（複数を含む）／壁（複数を含む）１８０２ｃ／１８０２ｄは、該壁（複数を含む）が配置される層（複数を含む）１８２０／１８４０のバランスを形成するため使われる異なる材料で形成されてもよい。代わりに、該層（複数を含む）１８２０／１８４０の全体が該窓（複数を含む）／壁（複数を含む）１８０２ｃ／１８０２ｄを形成するため選択された材料で形成されてもよい。この場合、該窓（複数を含む）／壁（複数を含む）１８０２ｃ／１８０２ｄは該層（複数を含む）１８２０／１８４０と一体に形成され、該サンプル室９０３の上に乗るそれぞれの材料層（複数を含む）１８２０、１８４０の領域を含むに過ぎない。
【０２０５】
更に図２０を参照すると、第２層１８３０は第１及び第３層１８２０，１８４０を接合
する接着剤で全体を形成されてもよい。他の実施例では、該第２層１８３０は該第１及び第３層と同様な材料、又は何等かの他の材料で形成されてもよい。該第２層１８３０は又その両側上に堆積された接着剤を有するキャリアとして形成されてもよい。該第２層１８３０は少なくとも部分的にはサンプル室９０３，サンプル供給通路１８０４，供給開口部１８０６、ベント通路１８０８そしてベント開口部１８１０を形成するボイドを有する。該第２層１８３０の厚さは該サンプル要素１７３０用に好適な上記開示の路長の何れかと同じであるのがよい。第１及び第３層は、サンプル要素１７３０の窓（複数を含む）を形成するのに好適な上記開示の材料の何れかで形成されてもよい。１実施例では、層１８２０，１８４０はサンプルＳで充たされた時その形状を保持するため充分な構造的全一性を有する材料で形成される。層１８２０，１８３０は、例えば、０．５ｍｍの厚さを有するフッ化カルシウムであってもよい。もう１つの実施例では、該第２層１８３０はスリーエム社（３Ｍ）から入手可能なアドヒーシブトランスフアーテープナンバー９４７１エルイー（Ａｄｈｅｓｉｖｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｔａｐｅ  ｎｏ．９４７１ＬＥ）の接着剤部分を有する。もう１つの実施例では、該第２層１８３０は、例えば、テックフイルム（Ｔｅｃｈｆｉｌｍ）｛３１ダンハムロード、ビレリカ、エムエイ０１８２１（３１  Ｄｕｎｈａｍ  Ｒｏａｄ，Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ，ＭＡ  ０１８２１）｝から入手可能なエポキシを有しており、該エポキシは層１８２０，１８４０へ、該層への圧力及び熱の印加の結果として密接に結びついている。
【０２０６】
該サンプル室９０３は好ましくは試薬の無い室を有するのがよい。換言すれば、該サンプル室９０３の内容積及び／又は該室９０３を規定する壁（複数を含む）１８０２は分析用に該室内に引き入れられるサンプルに関し不活性であるのが好ましい。ここで使われる時、“不活性”は広い用語であり、その普通の意味で使われ、この様な被検体（複数を含む）の濃度の測定を可能にするために該室９０３内へのサンプルの流入に続く充分な時間の間（例えば、約１−３０分）、サンプル分析装置３２２又は何等かの他の適当なシステムを用いた該サンプル内の被検体（複数を含む）の濃度について行われた何等かの測定値に著しく影響する仕方で該サンプルと反応しない物質を含むが、それに限定しない。代わりに、該サンプル室９０３は該サンプルの試薬との反応を含むサンプル分析技術でサンプル要素の使用を容易にする１つ以上の試薬を含んでもよい。
【０２０７】
本発明の１実施例では、サンプル要素１７３０は限定数の測定に使われるものであり、使い捨て可能である。かくして、例えば、図８−１０を参照すると、サンプル要素１７３０は、プローブ領域１００２内にサンプル室９０３を置くよう適合されたカセット８２０の使い捨て部分を形成する。
【０２０８】
サンプル要素、その使用法、そして関連技術の追加的情報は、上記の、組み入れられた特許文献１、そして上記の、組み入れられた特許文献２で見出される。
【０２０９】
セクションＩＶ．Ｄ−遠心分離機
図２１は遠心分離機を使うが、下記で更に詳述することを除けば、サンプル準備ユニット３３２と概ね同様な、サンプル準備ユニット２１００の１実施例の略図である。一般に、該サンプル準備ユニット３３２はフイルター１５００の様なフイルターの代わりに、又はそれに加えて、遠心分離機を有する。サンプル準備ユニット２１００はサンプル要素２１１２と流体インターフエース２１２０とを有する遠心分離機２１１０の形の流体ハンドリング要素を備える。サンプル要素２１１２は幾分円柱形の要素として図２１で図解される。この実施例は図解され、該サンプル要素は円柱形、平面状、又は該遠心分離機２１１０内で材料（好ましくは液体がよい）を保持する機能と両立するどんな他の形や形状であってもよい。該遠心分離機２１１０は、サンプル要素２１１２内に保持された材料が分離されるよう、該サンプル要素を回転するため使われる。
【０２１０】
或る実施例では、該流体インターフエース２１２０はサンプルの遠心分離を可能にするために、サンプルの、通路１１３からサンプル要素２１１２内への移送を選択的に制御する。もう１つの実施例では、該流体インターフエース２１２０は、被検体測定値を得るために、該サンプル要素を洗浄又は他の仕方で準備するよう、流体がサンプル要素を通って流れるのを可能にする。かくして、該流体インターフエース２１２０はサンプル要素２１１２をフラッシュし、充たすよう使われる。
【０２１１】
図２１に示す様に、該遠心分離機２１１０は該サンプル要素２１１２と、該制御器２１０により制御されるモーター（示されてない）に取り付けられたアクスル２１１３と、を有する。該サンプル要素２１１２は好ましくは、次に説明することを除けば、サンプル要素１７３０と概ね同様であるのがよい。
【０２１２】
更に図２１に示される様に、流体インターフエース２１２０は第１ニードル２１２２を有する流体噴射プローブ２１２１と、流体除去プローブ２１２３と、を備える。該流体除去プローブ２１２３は第２ニードル２１２４を有する。サンプル要素２１１２が流体インタフエース２１２０に対し適当に配向されると、サンプル、流体又は他の液体は該サンプル要素２１１２内へディスペンスされるか、又は該要素を通過する。特に、流体噴射プローブ２１２１は、患者コネクター１１０からの体液の様な、サンプルを受け入れる通路を有する。該体液は該流体噴射プローブ２１２１と第１ニードル２１２２を通過し該サンプル要素２１１２内へ入る。該サンプル要素２１１２から材料を除去するために、該サンプル要素２１１２は図解される様に第２ニードル２１２４と整合される。材料は該第２ニードル２１２４を通り、該流体除去プローブ２１２３内へ送られる。該材料は次いで該サンプル要素２１１２から離れるよう該除去プローブ２１２３の通路を通過する。
【０２１３】
該サンプル要素２１１２が、そこを過ぎるよう、又はそこまで、回転させられる１つの位置がサンプル測定位置２１４０である。該位置２１４０は光学的被検体検出システムの様な、分析システムの領域と一致してもよい。例えば、該位置２１４０はプローブ領域１００２、又はもう１つの装置の測定位置と一致してもよい。
【０２１４】
該ローター２１１１は矢印Ｒで示される方向にドライブされ、サンプル要素２１１２内のサンプル（複数を含む）への遠心力に帰着する。回転中心から或る距離に配置されたサンプル（複数を含む）の回転は遠心力を創る。或る実施例では、該サンプル要素２１１２は全血を保持する。該遠心力は該全血サンプルの密度のより高い部分を、該血液サンプルのより軽い部分より、回転中心からより遠く外へ移動させる。この様であるから、該全血の１つ以上の成分が相互から分離される。又他の流体又はサンプルも遠心力により除去され得る。１実施例では、該サンプル要素２１１２は使い捨て可能なローター２１１１上に設置される使い捨て可能なコンテナーである。好ましくは、該コンテナーは可塑性で、再使用可能で、フラッシュ可能であるのがよい。他の実施例では、該サンプル要素２１１２は該ローター２１１１に恒久的に取り付けられる非使い捨てのコンテナーである。
【０２１５】
図解されたローター２１１１は該アクスル２１１３に固定的に結合された概ね円形のプレートである。該ローター２１１１は代わりに他の形を有してもよい。該ローター２１１１は該回転慣性を低く保つため低密度を有し、近い光学的整合を保持するために動作負荷の掛かる下で形状を保つよう充分強く、安定な材料を有する。例えば、該ローター２１１１はジーイーブランド（ＧＥ  ｂｒａｎｄ）のウルテム（ＵＬＴＥＭ）（商標）ポリエーテルイミド（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）｛ピーイーアイ（ＰＥＩ）｝から成ってもよい。この材料は安定であるが容易に加工され得るプレートの形で入手可能である。同様な特性を有する他の材料も使用出来る。
【０２１６】
該ローター２１１１の寸法は望ましい遠心力を達成するよう選択される。或る実施例で
は、ローター２１１１の直径は約７５ｍｍから約１２５ｍｍか、又は好ましくは約１００ｍｍから約１２５ｍｍであるのがよい。ローター２１１１の厚さは好ましくは該遠心力を支持するのに丁度充分な程厚いのがよく、例えば、約１．０ｍｍから２．０ｍｍの厚さとすることが出来る。
【０２１７】
代わりの実施例では、該流体インターフエース２１２０は遠心分離後サンプル要素２１１２から血漿を選択的に除去する。該血漿は次いで分析用に被検体検出システムへ送られる。１実施例では、分離された流体は底部コネクターを通して該サンプル要素２１１２から除去される。好ましくは、該底部コネクターと該コンテナーの位置と配向が、赤血球が最初に除去されることを可能にするのがよい。１実施例は赤血球検出器付きで構成されてもよい。該赤血球検出器は、うっ血レベルを決定することにより、何時大部分の赤血球が該コンテナーを出たかを検出する。該コンテナーに残る血漿は次いで分析室内へ逸らされる。該流体が該コンテナーから除去された後、該システムをフラッシュし、それを次のサンプル用に準備するため、該トップコネクターが流体（例えば、食塩水）を該コンテナー内へ噴射してもよい。
【０２１８】
図２２Ａから２３Ｃは流体ハンドリング及び分析装置１４０のもう１つの実施例を図解するが、該装置は取り外し可能で、使い捨て可能な流体ハンドリングカセット８２０を使う。該カセット８２０はサンプルの準備と分析を容易にするために遠心分離機ローター組立体２０１６を装備する。下記で更に説明することを除けば、図２２Ａ−２２Ｃの装置１４０は、或る実施例では、ここで論じられた該装置１４０の他の実施例のどれかと同様であり、該カセット８２０は、或る実施例では、ここで開示された該カセット８２０の実施例のどれかと同様である。
【０２１９】
該取り除き可能な流体ハンドリングカセット８２０は主分析インスツルメント８１０と取り除き可能に契合されている。該流体ハンドリングカセット８２０が主インスツルメント８１０と結合されると、該主インスツルメント８１０のドライブシステム２０３０は該カセット８２０のローター組立体２０１６と嵌合する（図２２Ｂ）。一旦該カセット８２０が該主インスツルメント８１０と結合されると、該ローター組立体２０１６により担われる体液サンプルに遠心力を印加するために、該ドライブシステム２０３０は該ローター組立体２０１６と契合し、回転させることが出来る。
【０２２０】
或る実施例では、該ローター組立体２０１６は遠心分離用サンプルを保持するためにローター２０２０サンプル要素２４４８（図２２Ｃ）を有する。該ローター２０２０が回転すると、該サンプル要素２４４８内に含まれたサンプルに遠心力が印加される。該遠心力は該サンプルの１つ以上の成分の分離を引き起こす（例えば、全血からの血漿の分離）。該分離された成分（複数を含む）は、下記で更に詳細に論じられる様に、該装置１４０により分析される。
【０２２１】
該主インスツルメント８１０は遠心分離機ドライブシステム２０３０と被検体分析システム１７００の両者を有するが、その１部は該主インスツルメント８１０のハウジング２０４９から突出している。該ドライブシステム２０３０は該ローター組立体２０１６にリリース可能に結合するよう構成され、該ローター２０２０を望ましい速度で回転するために回転運動を該ローター組立体２０１６に与える。該遠心分離過程の後、該被検体検出システム１７００は該ローター２０２０により担われたサンプルから分離された１つ以上の成分を分析する。図解された検出システム１７００の該突出した部分は、該検出システム１７００が該サンプル要素２４４８により担われたサンプル又は成分（複数を含む）を分析出来るように、該サンプル要素２４４８を担う該ローター２０２０の部分を受けるためのスロット２０７４を形成する。
【０２２２】
図２２Ｃで示す該流体ハンドリング及び分析装置１４０を組み立てるために、該カセット８２０は、図２２Ａと２２Ｂの矢印２００７により示される様に、該主イスツルメント８１０上に置かれる。該ローター組立体２０１６は該ドライブシステム２０３０にアクセス可能なので、一旦該カセット８２０が該主インスツルメント８１０上に適当に設置されると、該ドライブシステム２０３０は該ローター組立体２０１６と動作的に契合する。該ドライブシステム２０３０は次いで望まれる速度で該ローター２０２０をスピンするようエネルギーを与えられる。該スピニングローター２０２０は該検出システム１７００のスロット２０７４を繰り返し通過する。
【０２２３】
遠心分離過程の後、該ローター２０２０は分析位置へ回転され（図２２Ｂ及び２３Ｃ参照）、そこでは該サンプル要素２４４８は該スロット２０７４内に位置付けられる。該ローター２０２０とサンプル要素２４４８が該分析位置にあると、該被検体検出システム１７００は該サンプル要素２４４８内に担われたサンプルの成分の１つ以上を分析する。例えば、該検出システム１７００は該遠心分離過程中に分離された少なくとも１つの成分を分析する。該カセット８２０の使用後、該カセット８２０は該主インスツルメント８１０から除去され、捨てられる。次いでもう１つのカセット８２０が該主インスツルメント８１０へ設置される。
【０２２４】
図２３Ａを参照すると、該図解されたカセット８２０は該ローター組立体２０１６を囲むハウジング２４００を有し、該ローター２０２０は該ローター組立体２０１６により該ハウジング２４００へ旋回可能に結合される。該ローター２０２０は、該カセット８２０を該主インスツルメント８１０上へ置いた時の、該ドライブシステム２０３０とのドライブ用契合のために、ローターインターフエース２０５１を有する。
【０２２５】
或る実施例では、該カセット８２０は使い捨て可能な流体ハンドリングカセットである。再使用可能な主インスツルメント８１０は望まれるどんな数のカセット８２０とも一緒に使用され得る。加えて、又は代わりに、該カセット８２０は簡便な輸送用の携帯可能で、手持ち式のカセットとすることも出来る。これらの実施例では、該カセット８２０は手動で該主インスツルメント８１０へ設置されたり、それから取り除かれる。或る実施例では、該カセット８２０は該主インスツルメント８１０へ恒久的に結合される使い捨てでないカセットであってもよい。
【０２２６】
図２５Ａと２５Ｂは該遠心分離用ローター２０２０を図解しており、該ローターは体液の様なサンプルを担うことが出来る。ここで、図解された遠心分離用ローター２０２０はスペクトロスコープによる分析中、サンプルを保持するのみならず分析用サンプルを準備することも出来る、流体ハンドリング要素と見なされる。該ローター２０２０は好ましくは、細長いボデイ２４４６，少なくとも１つのサンプル要素２４４８，そして少なくとも１つのバイパス要素２４５２を有するのがよい。該サンプル要素２４４８及びバイパス要素２４５２は該ローター２０２０の相対する端部に配置される。該バイパス要素２４５２はバイパス流れ通路を提供するが、該通路は該サンプル要素２４４８を流体が通過すること無しに、該流体ハンドリング及び分析装置１４０の流体通路をクリーン化する、又はフラッシュするため使われてもよい。
【０２２７】
図解されたローターボデイ２４４６は該ドライブシステム２０３０に結合するための設置用アパーチャ２４４７を規定する概ね平面上の部材である。該図解されたローター２０２０は幾分長方形の形を有する。代わりの実施例では、該ローター２０２０は概ね円形、多角形、楕円形又は望まれたどんな他の形を有してもよい。図解された形は、該被検体検出システム１７００に適合するために水平に位置付けられと、搭載を容易になる。
【０２２８】
図２５Ｂを参照すると、相対する第１及び第２流体コネクター２０２７，２０２９の対
は、該ローターボデイ２４４６を通りそれぞれ該サンプル要素２４４８とバイパス要素２４５２への流体流れを容易化するために、該ローター２０２０の前面から外方へ延びている。第１流体コネクター２０２７は出口ポート２４７２と入り口ポート２４７４とを規定するが、該両ポートは該サンプル要素２４４８と流体的に連通している。図解された実施例では、流体チャンネル２５１０，２５１２がそれぞれ出口ポート２４７２と入り口ポート２４７４から該サンプル要素２４４８へ延びる。（図２５Ｅと２５Ｆ参照。）この様であるから、ポート２４７２，２４７４とチャンネル２５１０，２５１２は該ローター２０２０を通り該サンプル要素２４４８へと戻りの入力及び戻り流れ通路を規定する。
【０２２９】
引き続いて図２５Ｂを参照すると、該ローター２０２０はバイパス要素２４５２を有するが、該要素は出口ポート２５７２から入り口ポート２５７４までのそれを通る流体流れを可能にする。チャンネル２５７０はこの流体流れを容易化するため該出口ポート２５７２と入り口ポート２５７４の間に延びる。チャンネル２５７０はかくして１つのポート２５７２からもう１つのポート２５７４まで該ローター２０２０を通る閉じた流れ通路を規定する。図解された実施例では、バイパス要素２４５２の出口ポート２５７２と入り口ポート２５７４は該ローター２０２０上のその間で該出口ポート２４７２と入り口ポート２４７４と概ね同じ間隔を有する。
【０２３０】
１つ以上の窓２４６０ａ、２４６０ｂが該ローター２０２０を通る光学的アクセス用に提供される。該バイパス要素２４５２に近接した窓２４６０ａは、該ローター２０２０を通る電磁放射の通過を可能とするスルーホールである（図２５Ｅ参照）。該サンプル要素２４４８に近接した窓２４６０ｂも又、電磁放射の通過を可能とする同様なスルーホールである。代わりに、該窓２４６０ａ、２４６０ｂの１つ又は両者はフッ化カルシウム、フッ化バリウム、ゲルマニウム、シリコン、ポリプロピレン、ポリエチレン、それらの組み合わせ、又は関連波長（複数を含む）で適当な透過率（すなわち、単位厚さ当たり透過性）を有する何等かの材料で作られたシートである。該窓２４６０ａ、２４６０ｂは、該ローター２０２０が垂直な配向位置にある時、該窓２４６０ａ、２４６０ｂの１つが該スロット２０７４内に位置付けられるよう、位置付けられる。
【０２３１】
種々の製作技術が該ローター２０２０を形成するため使われる。或る実施例では、該ローター２０２０はモールディング（例えば、コンプレッション又はインジェクションモールディング）、機械加工、又は同様な製作過程又は製作過程の組み合わせにより形成される。或る実施例では、該ローター２０２０はプラスチックで作られる。該プラスチック材料のコンプライアンスは流体インターフエース２０２８のピン２５４２、２５４４の端部でシールを創るよう選択される（下記で更に詳細に論じる）。該ポート（例えば、ポート２５７２，２５７４，２４７２，２４７４）の形成用の非限定の例示的プラスチックは化学的に比較的不活性であり、インジェクションモールドされる又は機械加工されるものである。これらのプラスチックはピーイーイーケー及びポリフェニレンスルファイド｛ピーピーエス（ＰＰＳ）｝を含むがそれらに限定されない。これらのプラスチックの両者は高い弾性係数を有するが、もしシーリング面がスムーズな仕上げで作られ、そしてシーリングゾーンが、高い接触圧力が非常に小さいゾーンで創られる様な小さい範囲であるなら、流体シールが作られ得る。従って、下記で詳細に説明される様に、該ローター２０２０とピン２５４２，２５４４を形成するため使われる材料は、該ローター２０２０とピン２５４２，２５４４の間の望ましい相互作用を達成するよう選択される。
【０２３２】
図２３Ａで図解されるローター組立体２０１６はローターアクスルボス２４２６を介して該ローター２０２０を該カセットハウジング２４００へ回転可能に結合するが、該ボスは該カセットハウジングに対し固定され、ローターアクスル２４３０とそれに取り付けられたローター２０２０を旋回可能に保持する。ローターアクスル２４３０は該ローターアクスルボス２４２６から外方へ延び、ローターブラケット２４３６に固定的に取り付けら
れるが、該ブラケットは該ローター２０２０の後面に好ましくは確実に結合されるのがよい。従って、該ローター組立体２０１６と該ドライブシステム２０３０は、該ローター２０２０が、例え高速度でも、該軸線２０２４の周りに回転することを保証するよう協同する。図解されたカセット８２０は１つのローター組立体２０１６を有する。他の実施例では、該カセット８２０は１つより多いローター組立体２０１６を有してもよい。多数のローター組立体２０１６は多数のサンプルを（好ましくは同時に）準備し、テストするために使われてもよい。
【０２３３】
再び図２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｅそして２５Ｆを参照すると、サンプル要素２４４８はローター２０２０に結合され、該遠心分離機を用いた処理用に体液のサンプルを保持する。該サンプル要素２４４８は、或る実施例では、下記で更に詳述することを除けば、ここで開示される他のサンプル要素又はクベット（例えば、サンプル要素１７３０，２１１２）と概ね同様である。
【０２３４】
該サンプル要素２４４８は遠心分離用サンプルを保持するサンプル室２４６４と、該ローター２０２０の、それぞれ、室２４６４とチャンネル２５１２，２５１０の間の流体的連通を提供する流体チャンネル２４６６，２４６８と、を有する。かくして、該流体チャンネル２５１２，２４６６は該ポート２４７４と室２４６４の間の第１流れ通路を規定し、該チャンネル２５１０，２４６８はポート２４７２と室２４６４の間の第２流れ通路を規定する。該サンプル室２４４８内への流体流れの方向により、該第１か又は第２か何れかの流れ通路が入力流れ通路として役立ち、もう１つが戻り流れ通路として役立つ。
【０２３５】
該サンプル室２４６４の１部分は、該室２４６４内に含まれる流体の、検出システム１７００による分析中、電磁放射が通過するサンプル室の部分となる取り調べ領域２０９１と見なされる。従って、該サンプル要素２４４８が該ローター２０２０と結合された時、該取り調べ領域２０９１は該窓２４６０ｂと整合される。下記で更に詳細に論じられる様に、該図解される取り調べ領域２０９１は、遠心分離後、該体液サンプル（例えば、全血サンプルの血漿）の低密度部分（複数を含む）のスペクトロスコープによる分析を容易化するために、該室２４６４の半径方向に内方の部分（すなわち、ローター２０２０の回転軸線２０２４に比較的近い）を有する。該体液サンプルのより高い密度の部分がスペクトロスコープによる分析用に関心がある場合、該取り調べ領域２０９１は該室２４６４の半径方向に外方の（すなわち、該ローター２０２０の回転軸線２０２４から遠い）部分内に配置される。
【０２３６】
該ローター２０２０は該サンプル要素２４４８を１時的に又は恒久的に保持する。図２５Ｆに示す様に、該ローター２０２０はサンプル要素２４４８を受ける凹部２５０２を形成する。該サンプル要素２４４８は摩擦相互作用、接着剤、又は何等かの他の適当な結合手段により該凹部２５０２内に保持される。図解されたサンプル要素２４４８は該ローター２０２０内へ引き込められる。しかしながら、該サンプル要素２４４８は代わりに該ローター２０２０の上に置かれたり又は該ローターから突出してもよい。
【０２３７】
該サンプル要素２４４８は、予め決められた量のサンプル流体を準備するため、多数の分析を行うため、他で、予め決められた長さの時間、使われてもよい。望まれるなら、該サンプル要素２４４８は該ローター２０２０から除去され、捨てられてもよい。もう１つのサンプル要素２４４８が該凹部２５０２内へ置かれる。かくして、例え、該カセット８２０が使い捨て可能でも、複数の使い捨て可能なサンプル要素２４４８が１つのカセット８２０と共に使われる。従って、１つのカセット８２０が望まれるどんな数のサンプル要素とも共に使われてもよい。代わりに、該カセット８２０は該ローター２０２０に恒久的に結合されたサンプル要素２４４８を有してもよい。或る実施例では、該サンプル要素２４４８の少なくとも１部分は該ローターボデイ２４４６と一体に又はモノリシックに形成される。加えて又は代わりに、該ローター２０２０は複数のサンプル要素を有してもよい（例えば、該バイパス２４５２の代わりに記録サンプル要素を有する）。この実施例では、複数のサンプル（例えば、体液）がサンプル準備時間を減じるために同時に準備される。
【０２３８】
図２６Ａと２６Ｂは、サンプル要素２４４８の或る実施例を形成する時、使われる積層製作技術を図解する。該描かれた積層サンプル要素２４４８は第１層２４７３，第２層２４７５、そして第３層２４７８を有する。該第２層２４７５は第１層２４７３と第３層２４７８の間に位置付けられるのが好ましい。該第１層２４７３は上室壁２４８２を形成し、第３層２４７８は下室壁２４８４を形成する。該第２層２４７５の横壁２４９０は該室２４６４と該流体チャンネル２４６６，２４６８の側部を規定する。
【０２３９】
該第２層２４７５は、図２６Ａで示す横壁パターンを形成するため、実質的に均一厚さのシートの材料をダイカットすることにより形成されてもよい。該第２層２４７５は、図２６Ｂで示す様に“サンドウイッチ”の流儀で、該第１及び第３層２４７３，２４７８を該第２層２４７５に接着するためにその両側に配置された接着剤を有する、ポリマー材料の様な、軽量柔軟材料の層を備えてもよい。代わりに、該第２層２４７５は、描かれた横壁パターンを形成するためにダイカットされた接着剤の均一厚さシートで形成された“接着剤のみ”の層を有してもよい。
【０２４０】
どんな風に作られても、該第２層２４７５は、該サンプル室２４６４及び／又は取り調べ領域２０９１の実質的に均一な厚さ又は路長を規定するために、好ましくは、均一厚さであるのがよい。この路長（そして従って第２層２４７５の厚さも同様に）は種々の実施例では、好ましくは１０μｍと１００μｍの間、又は２０，４０，５０，６０、又は８０μｍであるのがよい。
【０２４１】
該上室壁２４８２，下室壁２４８４、そして横壁２４９０は該室２４６４を形成するよう協力する。該上室壁２４８２及び／又は該下室壁２４８４はそれを通る電磁エネルギーの通過を可能にする。従って、該第１及び第３層２４７３，２４７８の１つ又は両者はフッ化バリウム、シリコン、ポリエチレン又はポリプロピレンの様な電磁放射（好ましくは、赤外線放射又は中赤外線放射）の比較的又は高度に透過性の材料のシート又は層を有する。該層２４７３，２４７８の１つのみがその様に透過性であるなら、もう１つの該層は、該サンプル要素２４４８のそれが放射されると同じ側上での検出用に入って来る放射ビームを後方反射するために、反射性であるのが好ましい。かくして上室壁２４８２，及び／又は下室壁２４８４は光学的窓（複数を含む）と見なされてもよい。これらの窓（複数を含む）は該サンプル要素２４４８の取り調べ領域２０９１の１つの又は両方の側に配置される。
【０２４２】
１実施例では、サンプル要素２４４８は、赤外線放射に透過性で、例えば、引用によりここに組み入れられ、この明細書の１部を成す、特許文献３で説明された光学的測定を行うのに好適な相対する側を有する。ここで更に説明されることを除けば、ここで説明される実施例、特徴、システム、デバイス、材料、方法そして技術は、特許文献４，５，６又は７で説明される実施例、特徴、システム、デバイス、材料、方法そして技術の何れか１つ以上と、或る実施例では、同様であってもよい。加えて、ここで説明される実施例、特徴、システム、デバイス、材料、方法及び技術は、上記の特許文献４，５，６又は７で開示された実施例、特徴、システム、デバイス、材料、方法そして技術の何れか１つ以上と関連して、或る実施例で、適用又は使用されてもよい。上記特許文献の全てはここの引用によりここで組み入れられ、本明細書の１部を成す。
【０２４３】
図２３Ｂ及び２３Ｃを参照すると、該カセット８２０は更に該サンプル要素２４４８を
サンプル液体で充たす、及び／又は、該サンプル要素からサンプル液体を取り除くための可動流体インターフエース２０２８を有する。描かれた実施例では、該流体インターフエース２０２８が該カセット８２０のハウジング２４００に回転可能に設置される。該流体インターフエース２０２８は下降位置（図２２Ｃ）と上昇又は充填位置（図２７Ｃ）の間を駆動される。該インターフエース２０２８が下降位置にあると、該ローター２０２０は自由に回転出来る。サンプル流体を該サンプル要素２４４８に移送するために、該ローター２０２０は静止して保持され、サンプル要素搭載位置（図２２Ｃ参照）で該流体インターフエース２０２８は、矢印２５９０で示す様に、上方へ充填位置へと駆動される。該流体インターフエース２０２８が充填位置にある時、該流体インターフエース２０２８はサンプル流体をサンプル要素２４４８内へ送り、そして／又は該サンプル要素２４４８からサンプル流体を取り除くことが出来る。
【０２４４】
引き続いて図２７Ａと２７Ｂを参照すると、該流体インターフエース２０２８は該カセット８２０のハウジング２４００へ回転可能に設置される主ボデイ２５８０を有する。該主ボデイ２５８０を該カセット８２０のハウジング２４００に回転可能に結合し、該下降位置と充填位置の間で回転軸線２５９０の周りでの該主ボデイ２５８０と該ピン２５４２，２５４４の回転を可能にするために、相対するブラケット２５８１、２５８４が使われる。主インスツルメント８１０は該カセットハウジング２４００内の開口部２４０４を通して延びるソレノイド、ニューマチックアクチュエーター、他の形の水平に可動のアクチュエーター（示されてない）を有する（図２３Ｂ参照）。延びると、該アクチュエーターは該流体インターフエース２０２８の主ボデイ２５８０を叩き、該ボデイ２５８０を図２７Ｃに示す充填位置まで回転させる。該主ボデイ２５８０は、該アクチュエーターの引き込み動作が該主ボデイを該引き込み位置へ戻らせるように、該引き込み位置の方へばね偏倚されているのが好ましい（図２３Ａで示される）。該流体インターフエース２０２８はかくして、ピン２５４２，２５４４の流体通路を、該ローター２０２０上に配置されたサンプル要素２４４８と流体的に連通するよう、周期的に置くために、駆動される。
【０２４５】
図２７Ａと２３Ｂの該流体インターフエース２０２８は流体コネクター２５３０、２５３２を有し、該コネクターは、下記で更に詳細に論じられる様に、該インターフエース２０２８と、装置１４０の流体通路の１つ以上、及び／又はサンプリングシステム１００／８００の間の流体的連通を提供する。図解されたコネクター２５３０，２５３２は上方へ延びる配向にあり、主ボデイ２５８０の相対する端部に位置付けられる。該コネクター２５３０，２５３２は該主ボデイ２５８０に沿って他の配向で位置付けられ、及び／又は、他の場所に位置付けられてもよい。該主ボデイ２５８０は該コネクター２５３０と該ピン２５４２の間の流体的連通を提供する第１内部通路（示されてない）と、該コネクター２５３２と該ピン２５４４の間の流体的連通を提供する第２内部通路（示されてない）と、を有する。
【０２４６】
該流体ピン２５４２，２５４４は該主ボデイ２５８０から外方へ延び、ローター２０２０へサンプル流体を送る、及び／又は該ローターからサンプル流体を取り除く、ために該ローター２０２０と契合する。該流体ピン２５４２，２５４４はそれぞれピンボデイ２５６１，２５６３とピン端部２５７１、２５７３を有する。該ピン端部２５７１，２５７３は該ローター２０２０の、該流体コネクター２０２７の対応するポート２４７２，２４７４及び／又は該流体コネクター２０２９のポート２５７２，２５７４、の中に嵌合するよう寸法決めされる。該ピン端部２５７１，２５７３は該ピン端部２５７１，２５７３とローターポートの間のシーリングを向上するためにそれらの先端で僅かにアール付けされる。或る実施例では、該ピン端部２５７３，２５７１の外径は、タイトなシールを保証するために該ローター２０２０のポートの内径より僅かに大きく、該ピン２５４２，２５４４の内径は好ましくは該ポートから導くチャンネル２５１０，２５１２の内径と同一か、非常に近いのがよい。他の実施例では、該ピン端部２５７１，２５７３の外径は該ロ−ター２０２０のポートの内径に等しいかそれより小さい。
【０２４７】
該ピン２５４２，２５４４と、ローター２０２０の対応する部分、該サンプル要素２４４８へ導くポート２４７２，２４７４か、又は該バイパス要素２４５２へ導くポート２５７２、２５７４か、何れかとの間の接続は、比較的簡単であり、廉価である。少なくとも該ローター２０２０の部分は、ピン２５４２，２５４４とシールが形成されることを保証するのを助けるよう幾分順応性がある。代わりに、又は加えて、該ピン端部２５７１，２５７３と対応するポート２４７２，２４７４，２５７２，２５７４の間の漏れを禁ずるためにシーリング部材（例えば、ガスケット、Ｏリング、等）が使われてもよい。
【０２４８】
図２３Ａと２３Ｂは該ローター組立体２０１６と流体インターフエース２０２８を囲むカセットハウジング２４００を図解する。該ハウジング２４００は、該カセット８２０が該主インスツルメント８１０と動作するよう結合された時、ドライブシステムハウジング２０５０を受け入れるよう寸法取りされたアパーチャ又は開口部２４０４を規定するモジュール型ボデイである。該ハウジング２４００は該ローター２０２０を外力から保護し、又該カセット８２０が該主インスツルメント８１０に設置された時、該ローター２０２０内のサンプル要素へ送られるサンプルの汚れを制限する。
【０２４９】
該図解されたカセット８２０は相対する側壁の対２０４１，２０４３，頂部２０５３，そして該検出システム１７００と嵌合するノッチ２４０８を有する。前壁２０４５及び後壁２０４７は該側壁２０４１，２０４３の間に延びる。該ローター組立体２０１６は該後壁２０４７の内面に設置される。該前壁２０４５は該主インスツルメント８１０と嵌合するよう構成される、一方該ドライブシステム２０３０に該ローター組立体２０１６へのアクセスを提供する。
【０２５０】
該図解された前壁２０４５は該ローター組立体２０１６へのアクセスを提供する開口部２４０４を有する。該ドライブシステム２０３０は、それが該ローター組立体２０１６と動作的に契合するまで、該開口部２４０４を通して該カセット８２０の内部へ通される。図２３Ｂの開口部２４０４はドライブシステム２０３０と嵌合し、それをきつく囲むよう構成される。図解された開口部２４０４は概ね円形であり、該主インスツルメント８１０の流体インターフエースアクチュエーターが上記で論じた様に流体インターフエース２０２８にアクセスすることを可能にするため上部ノッチ２４０５を有する。該開口部２４０４は該ドライブシステム２０３０とアクチュエーターを該カセット８２０内に受け入れるのに好適な他の形状を有してもよい。
【０２５１】
該ハウジング２４００のノッチ２４０８は、該カセット８２０が該主インスツルメント８１０上に搭載された時、該被検体検出システム１７００の突出した部分を少なくとも部分的に囲むことが出来る。図解されたノッチ２４０８は、該カセット８２０の搭載時、図２２Ｃに示す細長いスロット２０７４と整合されたカセットスロット２４１０（図２３Ａ）を規定する。回転するローター２０２０はかくして整合されたスロット２４１０，２０７４を通過する。或る実施例では、該ノッチ２４０８は示された概ねＵ型の軸方向断面を有する。一般的に、該ノッチ２４０８の形状は該検出システム１７００の突出部分の設計に基づき選択されてもよい。
【０２５２】
図解されてないが、該カセット８２０が動作中該主インスツルメント８１０に結合されて留まることを保証するためにフアスナー、クリップ、機械的固定用組立体、スナップ、又は他の結合手段が使われてもよい。代わりに、該ハウジング２４００と該主インスツルメント８１０の部品の間の相互作用がカセット８２０を該主インスツルメント８１０へ固定してもよい。
【０２５３】
図２８は該主インスツルメント８１０の断面図である。図解された遠心分離機ドライブシステム２０３０は該主インスツルメント８１０の前面２０４６から外方へ延びるので、それは該カセット８２０のローター組立体２０１６と容易に嵌合する。該遠心分離機ドライブシステム２０３０がエネルギーを与えられると、該ドライブシステム２０３０は望まれる回転速度で該ローター２０２０を回転させる。
【０２５４】
図２３Ｅと２８の図解された遠心分離機ドライブシステム２０３０は遠心分離機ドライブモーター２０３８と該ドライブモーター２０３８にドライビング式に結合されたドライブスピンドル２０３４を有する。該ドライブスピンドル２０３４は該ドライブモーター２０３８から外方へ延び、遠心分離機インターフエース２０４２を形成する。該遠心分離機インターフエース２０４２は該ドライブモーター２０３８を収容するドライブシステムハウジング２０５０から外方へ延びている。回転運動を該ローター２０２０へ与えるために、該遠心分離機インターフエース２０４２はキーイング部材、突起、ノッチ、デテント、凹部、ピン、又は該ドライブスピンドル２０３４とロータ２０２０が一緒に結合されるよう該ロータ２０２０と契合することが出来る他の種類の構造体を有する。
【０２５５】
図２８の該遠心分離機ドライブモーター２０３８は該ローター２０２０に回転運動を与える何等かの適当なモーターである。該ドライブモーター２０３８がエネルギーを与えられると、該ドライブモーター２０３８は一定の又は可変の速度で該ドライブスピンドル２０３４を回転させる。遠心分離機モーター、ステッパーモーター、スピンドルモーター、電気モーター、又はトルクを出力する何等か他の種類のモーターも含むが、それらに限定されない種々の種類のモーターが使われ得る。該遠心分離機ドライブモーター２０３８は該主インスツルメント８１０のドライブシステムハウジング２０５０に固定的に取り付けられるのが好ましい。
【０２５６】
該ドライブモーター２０３８は、シーゲートモデルエステー３８００１１エイ（Ｓｅａｇａｔｅ  Ｍｏｄｅｌ  ＳＴ３８００１１Ａ）ハードドライブ｛シーゲートテクノロジー、スコットバレイ、シーエイ（Ｓｅａｇａｔｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｃｏｔｔｓ  Ｖａｌｌｅｙ，ＣＡ）｝のモーター又は同様なモーターの様な、精密なベアリング上で約７，２００ｒｐｍで回転出来る、パーソナルコンピュータハードドライブで典型的に使われる種類のモーターである。１実施例では、該スピンドルドライブ２０３４は６０００ｒｐｍで回転し、それは約６４ｍｍ（２．５インチ）の半径を有するローターについて約２，０００Ｇを生じる。もう１つの実施例では、該ドライブスピンドル２０３４は約７，２００ｒｐｍの速度で回転する。該ドライブスピンドル２０３４の回転速度は該ローター２０２０により担われるサンプルに印加される望ましい遠心力を達成するよう選択される。
【０２５７】
該主インスツルメント８１０は、該被検体検出システム１７００のフイルタードライブモーター２３２０とフイルターホイール２３１０を含むフイルターホイール組立体２３００を収容するよう寸法取りされた室を規定する主ハウジング２０４９を有する。該主ハウジング２０４９は被検体検出システムハウジング２０７０を受けるよう構成された検出システム開口部３００１を規定する。該図解された被検体検出システムハウジング２０７０は該ハウジング２０４９から外方へ延びるか又は突出している。
【０２５８】
図２３Ｃと２３Ｅの主インスツルメント８１０はバブルセンサーユニット３２１，蠕動ポンプローラー２６２０ａとローラーサポート２６２０ｂの形のポンプ２６１９、そしてバルブ３２３ａ、３２３ｂを有する。他の種類のバルブが使われてもよいが、図解されたバルブ３２３ａ、３２３ｂはピンチャーペアである。該カセット８２０が設置されると、これらの部品は、下記で詳細に論じられる様に、該カセット８２０の流体ハンドリングネットワーク２６００の部品と契合する。
【０２５９】
引き続いて図２８を参照すると、該被検体検出システムハウジング２０７０は被検体検出システム１７００の内部部品の幾つかを囲み、収容する。細長いスロット２０７４は該ハウジング２０７０の上面２０７２から下方へ延びる。該細長いスロット２０７４は該ローター２０２０の部分を受けるよう寸法決めし、寸法合わせされている。該ローター２０２０が回転すると、該ローター２０２０は該細長いスロット２０７４を周期的に過ぎる。該ローター２０２０のサンプル要素が該スロット２０７４により規定される検出領域２０８０内にある時、該被検体検出システム１７００は該サンプル要素内の材料を分析する。
【０２６０】
該被検体検出システム１７００はエネルギーソース１７２０を有するのが好ましいスペクトロスコープ型体液分析器である。該エネルギーソース１７２０はサンプル検出器１７４５に向かって該スロット２０７４を通過する主光軸Ｘに沿うよう向けられるエネルギービームを発生する。該スロット２０７４はかくして該ローターの少なくとも１部分（例えば、該サンプル要素２４４８の取り調べ領域２０９１又はサンプル室２４６４）が該光軸Ｘ上に位置付けられることを可能にする。該サンプル要素２４４８により担われるサンプルを分析するために、該サンプル要素とサンプルは、該ソース１７２０から放射される光が該スロット２０７４と、該サンプル要素２４４８内に配置された該サンプルと、を通過するよう、該光軸Ｘ上の検出領域２０８０内に位置付けられる。
【０２６１】
該被検体検出システム１７００は又該エネルギーソース１７２０から出力されるエネルギーを透過するよう位置付けられた１つ以上のレンズを有する。図２８の図解された被検体検出システム１７００は第１レンズ２０８４と第２レンズ２０８６を有する。該第１レンズ２０８４は該ソース１７２０からのエネルギーを概ね該サンプル要素及び材料サンプル上に焦点合わせするよう構成される。該第２レンズ２０８６は該サンプル要素と該サンプル検出器１７４５の間に位置付けられる。該サンプル要素を通るエネルギーソース１７２０からのエネルギーは次に該第２レンズ２０８６を通過する。第３レンズ２０９０はビームスプリッター２０９３と基準検出器２０９４との間に位置付けられるのが好ましい。該基準検出器２０９４は該ビームスプリッター２０９３からのエネルギーを受けるよう位置付けられる。
【０２６２】
該被検体検出システム１７００は該ローター２０２０により担われるサンプル内の被検体濃度を決定するため使われる。他の種類の検出又は分析システムが図解された遠心分離機装置又はサンプル準備ユニットと共に使われてもよい。該流体ハンドリング及び分析装置１４０は該被検体検出システム１７００と連携して使われるとして図解目的で示されるが、該サンプル準備ユニットも被検体検出システムも図解される構成に限定されたり、一緒に使われるよう限定されるべく意図されてはいない。
【０２６３】
該流体ハンドリング及び分析装置１４０を組み立てるために、該カセット８２０は、図２２Ａの矢印２００７で示される様に、主インスツルメント８１０の方へ動かされ、その上に設置される。該カセット８２０が設置されると、ドライブシステム２０３０は、スピンドル２０３４が該ローター２０２０と嵌合するよう該アパーチャ２０４０を通過する。同時に該検出システム１７００の突出部分は該カセット８２０のノッチ２４０８内に受けられる。該カセット８２０が主インスツルメント８１０上に設置されると、ノッチ２０４８のスロット２４１０と検出システム１７００のスロット２０７４は図２２Ｃ内に示す様に整合される。従って、該カセット８２０と主インスツルメント８１０が組み立てられると、ローター２０２０は軸線２０２４の周りで回転し、該スロット２４１０，２０７４を通過する。
【０２６４】
該カセット８２０が該主インスツルメント８１０と組み立てられた後、サンプルが該サンプル要素２４４８に追加される。該カセット８２０は、分析されるべき体液と流体的に連通するよう該システムを置くために注入ソース及び患者に接続される。一旦該カセット
８２０が患者に接続されると、体液は該患者から該カセット８２０内に抜き取られる。該ローター２０２０は垂直搭載位置へ回転され、そこでは該サンプル要素２４４８は該流体インターフエース２０２８に近く、該バイパス要素２４５２は該検出システム１７００のスロット２０７４内に位置付けられる。一旦該ローター２０２０が垂直搭載位置にあると、該流体インターフエース２０２８のピン２５４２，２５４４は該ローター２０２０のポート２４７２，２４７４と嵌合するよう位置付けられる。該流体インターフエース２０２８は次いで、該ピン２５４２，２５４４の端部２５７１、２５７３が該ポート２４７２，２４７４内に挿入されるまで上方へ回転される。
【０２６５】
該流体インターフエース２０２８と該サンプル要素２４４８がかくして契合されると、サンプル流体（例えば、全血）は該サンプル要素２４４８内へ汲まれる。該サンプルはピン２５４４を通り、該ローターチャンネル２５１２内へ、そしてそれを通り該サンプル要素チャンネル２４６６を通り、サンプル室２４６４内へ流れる。図２５Ｃに示される様に、該サンプル室２４６４はサンプル流体で部分的又は完全に充たされる。或る実施例では、該サンプルは少なくとも該サンプル室２４６４と該サンプル要素２４４８の取り調べ領域２０９１を充たす。該サンプルはオプションでは該サンプル要素チャンネル２４６６，２４６８の少なくとも１部分を充たす。該サンプル室２４６４は他の物質で充たされ得るが、図解されたサンプル室２４６４は全血で充たされる。該サンプル要素２４４８が望まれた量の流体で充たされた後、該流体インターフエース２０２８はローター２０２０の回転を可能にするため下降位置へ動かされる。
【０２６６】
遠心分離機ドライブシステム２０３０は次いで該サンプルの１つ以上の成分を分離するため必要な様に、該ローター２０２０と組み合わされたサンプル要素２４４８とをスピンさせる。該サンプルの分離された成分（複数を含む）は集まるか又は分析用の該サンプル要素のセクション内に分離される。図解された実施例では、図２５Ｃの該サンプル要素２４４８は遠心分離作用の前に全血で充たされる。血漿２５９４が血球２５９２から分離されるまで該全血に遠心力が印加される。遠心分離後、該血漿２５９４は、取り調べ領域２０９１を含む該サンプル要素２４４８の半径方向に内方の部分内に配置されるのが好ましい。該血球２５９２は該血漿２５９４と取り調べ領域２０９１の半径方向に外方であるサンプル室の部分２４６４内へ集まる。
【０２６７】
該ローター２０２０は次いで垂直分析位置の方へ動かされ、そこでは該サンプル要素２４４８は該スロット２０７４内に配置され、主光軸Ｘ上でソース１７２０とサンプル検出器１７４５と整合される。該ローター２０２０が分析位置に入ると、該取り調べ部分２０９１は該検出システム１７００の主光軸Ｘと整合されるのが好ましい。該被検体検出システム１７００は、ここの他の所で論じられた様にスペクトロスコープによる分析技術を用いて該サンプル要素２４４８内のサンプルを分析する。
【０２６８】
該サンプルが分析された後、該サンプルは該サンプル要素２４４８から除去される。該サンプルは、該サンプル要素２４４８が連続するサンプル抜き取り及び分析用に再使用されるようウエーストレセプタクルへ輸送される。該ローター２０２０は該分析位置から該垂直搭載位置へ戻るよう回転される。該サンプル要素２４４８を空にするために、該流体インターフエース２０２８は新鮮な流体（体液の新サンプルか又は注入流体か何れか
）で該サンプル要素２４４８をフラッシュするために再び該サンプル要素２４４８と契合する。該流体インターフエース２０２８はピン２５４２，２５４４を該ローター２０２０のポート２４７２，２４７４と嵌合させるよう回転される。該流体インターフエース２０２８は、該サンプルがサンプル要素２４４８からフラッシュされるまで該ピン２５４２，２５４４の１つを通して流体を汲む。注入液体、空気、水等の様な種々の種類の流体が該サンプル要素２４４８をフラッシュするため使われる。該サンプル要素がフラッシュされた後、該サンプル要素２４４８は再びもう１つのサンプルで充たされる。
【０２６９】
代わりの実施例では、該サンプル要素２４４８は各別々の分析の後、又は或る数の分析の後、該ローター２０２０から除去され、取り換えられる。一旦患者の医療が終了すると、該流体通路又は導管は該患者から切り離され、該患者の体液と流体接触して来たサンプルカセット８２０は使い捨てされるか又は再使用のために消毒される。しかしながら、主インスツルメント８１０は該分析中如何なる点に於いても患者の体液と接触しなかったので、従って新しい流体ハンドリングカセット８２０と容易に接続され得て、次の患者の分析用に使われる。
【０２７０】
該ローター２０２０は流体流れバイパスを提供するため使われる。バイパス流れを容易にするため、該ローター２０２０は最初に垂直の分析／バイパス位置へ回転され、そこでは該バイパス要素２４５２は該流体インターフエース２０２８に近く、該サンプル要素２４４８は該被検体検出システム１７００のスロット２０７４内にある。一旦該ローター２０２０が垂直の分析／バイパス位置に入ると、該ピン２５４２，２５４４はローター２０２０のポート２５７２，２５７４と嵌合する。図解された実施例では、該流体インターフエース２０２８は、該ピン２５４２，２５４４の端部２５７１，２５７３が該ポート２５７２，２５７４内に挿入されるまで、上方へ回転される。該バイパス要素２４５２は次いで、流体が該ピン２５４２，２５４４の１つを通り、該バイパス要素２４５２内へ、該バイパス要素２４５２を通り、次いでもう１つのピン２５４２，２５４４を通るように、完成した流体回路を提供する。該バイパス要素２４５２は、該カセット８２０に接続された流体システムのフラッシュ作用又は消毒作用を容易にするためにこの仕方で使用される。
【０２７１】
図２３Ｂに示される様に、該カセット８２０は好ましくは流体ハンドリングネットワーク２６００を含むのがよいが、該ネットワークは分析用に該ローター２０２０内のサンプル要素２４４８へ流体を送るために使われる。主インスツルメント８１０は、該カセット８２０の該主インスツルメント８１０上へ設置時、下記で詳述する様に、該流体ハンドリングネットワーク２６００の部品と契合し、相互作用するために、カセット８２０の前面２０４５内の開口部を通って延びる多数の部品を有する。
【０２７２】
流体ハンドリング及び分析装置１４０の流体ハンドリングネットワーク２６００は、それがカセット８２０から患者コネクター１１０まで延びる通路１１２になるまで、該コネクター１２０からカセット８２０の方へそしてそれを通るよう延びる通路１１１を有する。該通路１１１の１部分１１１ａは該カセット８２０の前面２０４５内の開口部２６１３を横切って延びる。該カセット８２０が該主インスツルメント８１０上に設置されると、ローラーポンプ２６１９は該部分１１１ａと契合し、該部分はインペラー２６２０ａとインペラーサポート２６２０ｂの間に位置する（図２３Ｃ参照）。
【０２７３】
該流体ハンドリングネットワーク２６００は又、患者コネクター１１０から該カセット８２０に向かってそしてその中へ延びる通路１１３を有する。該カセット８２０に入った後、該通路１１３は、該カセット８２０が主インスツルメント８１０上に設置された時、通路１１３の該主インスツルメント８１０のバブルセンサー３２１との契合を可能にするために該前面２０４５の開口部２６１５を横切って延びる。次いで該通路１１３は該流体インターフエース２０２８のコネクター２５３２まで進み、該コネクターは該通路１１３を該ピン２５４４まで延ばす。患者から通路１１３内へ抜き取られた流体はかくして該流体インターフエース２０２８内へそしてそれを通り該ピン２５４４まで流れる。該抜き取られた体液は更に該ピン２５４４から、上記説明の様に、サンプル要素２４４８内へ流れる。
【０２７４】
通路２６０９は該流体インターフエース２０２８のコネクター２５３０から延び、かくしてピン２５４２と流体的に連通する。該通路２６０９はウエーストライン３２４とポン
プライン３２７を形成するよう分岐する。該ウエーストライン３２４は前面２０４５内の開口部２６１７を横切って進み、ウエーストレセプタクル３２５へ延びる。ポンプライン３２７は前面２０４５の開口部２６１９を横切って進み、ポンプ３２８まで延びる。該カセット８２０が主インスツルメント８１０上に設置された時、ピンチバルブ３２３ａ、３２３ｂはそれぞれライン３２４，３２７と契合するために開口部２６１７，２６１９を通って延びる。
【０２７５】
該ウエーストレセプタクル３２５は前面２０４５に設置される。流体インターフエース２０２８から進むウエースト流体は該通路２６０９，３２４を通りウエーストレセプタクル３２５内へ流れる。一旦ウエーストレセプタクル３２５が充たされると、該カセット８２０は該主インスツルメント８１０から除去され、捨てられる。代わりに、該充たされたウエーストレセプタクル３２５は空のウエーストレセプタクル３２５と取り換えられてもよい。
【０２７６】
該ポンプ３２８は容積型ポンプである（例えば、シリンジポンプ）。ピストン制御部２６４５は、該カセット８２０が該主インスツルメント８１０上に設置された時、アクチュエーター２６５２との契合を可能にするために、該カセット面２０４５内の開口部２６２１の少なくとも１部分上に延びる。該カセット８２０が設置されると、該主インスツルメント８１０の該アクチュエーター２６５２（図２３Ｅ）は該ポンプ３２８の該ピストン制御部２６４５と契合し、望ましい流体流れ用に該ピストン制御部２６４５を移動させる。
【０２７７】
図２３Ｅの主インスツルメント８１０上に図２３Ａの該カセット８２０を設置すると、図３のサンプリングユニット２００で示されるそれと同様な流体回路が形成される（図２３Ｅに示す様な）ことは評価されるだろう。この流体回路は図３の装置と関連して上記で説明したそれと同様な仕方で動作する（例えば、図７Ａ−７Ｊ及び表１で図解された方法論に依り）。
【０２７８】
図２４Ａは該カセット８２０で使われる流体ハンドリングネットワーク２７００のもう１つの実施例を描いている。該流体ハンドリングネットワーク２７００は、下記で詳述することを除けば、図２３Ｂのネットワーク２６００と構造及び機能で概ね同様である。該ネットワーク２７００は通路１１１を有し、該通路１１１は、それがカセット８２０から患者コネクター１１０まで延びる通路１１２になるまで、該コネクター１２０からカセット８２０の方へそして該カセットを通るよう延びている。該通路１１１の１部分１１１ａはカセット８２０の前面２７４５の開口部２７１３を横切って延びる。該カセット８２０が該主インスツルメント８１０上に設置されると、図２４Ｂの主インスツルメント８１０のローラーポンプ２６１９は、図２３Ｂ−２３Ｃに関連して上記で説明したと同様な仕方で部分１１１ａと契合する。通路１１３は患者コネクター１１０からカセット８２０に向かってそしてその中へ延びる。該カセット８２０に入った後、該通路１１３は、該主インスツルメント８１０のバルブ２７３３との契合を可能にするため、前面２７４５内の開口部２７６３を横切るよう延びる。ウエーストライン２７０４は通路１１３からウエーストレセプタクル３２５へ、そして前面２７４５内の開口部２７４１を横切って延びている。該通路１１３は、通路１１３を該ピン２５４４へ延ばす流体インターフエース２０２８のコネクター２５３２へ進む。該通路１１３は、図２４Ｂの主インスツルメント８１０のバブルセンサー２７４１との通路１１３の契合を可能にするよう、前面２７４５内の開口部２７４３を横切る。該カセット８２０が該主インスツルメント８１０上に設置されると、ピンチバルブ２７３２，２７３３は、それぞれ通路１１３，２７０４と契合するために開口部２７３１，２７４３を通って延びる。
【０２７９】
図解された流体ハンドリングネットワーク２７００は又通路１１１と通路２７２７の間に延びる通路２７２３を有するが、該通路２７２７は今度は通路２７２３と流体インター
フエース２０２８の間に延びている。該通路２７２７は前面２７４５内の開口部２７３３を横切って延びる。ポンプライン２１３９はポンプ３２８から通路２７２３，２７２７へ延びる。該カセット８２０が主インスツルメント８１０上に設置されると、ピンチバルブ２７１６，２７１８は、それぞれ通路２７２３，２７２７と契合するために前面２７４５内の開口部２７２５，２７３３を通るよう延びる。
【０２８０】
該主インスツルメント８１０上にカセット８２０を設置すると（図２４Ａで示す様に）、図９−１０の装置と関連して、上記で説明したそれと同様な仕方で動作する流体回路が形成される。
【０２８１】
前記を見ると、図２２Ａ−２８に描いた（主インスツルメント８１０とカセット８２０を有する）該流体ハンドリング及び分析装置１４０の種々の実施例が、これまで図１−５で描かれたサンプリングシステム１００／３００／５００又は流体ハンドリングシステム１０の何れかの流体ハンドリング及び分析装置１４０として役立つことは更に評価されよう。加えて、図２２Ａ−２８の該流体ハンドリング及び分析装置１４０は、或る実施例では、上記で更に説明したことを除けば、図１−２又は８−１０の装置１４０と同様である。
【０２８２】
セクションＶ−サンプルスペクトルから被検体濃度を決定する方法
この節はサンプルＳ内の関心のある被検体（複数を含む）の濃度を計算する、及び／又は被検体濃度の計算のサポートで使われてもよい他のメザーを計算する、ために使われてもよい多数の計算方法又はアルゴリズムを論じる。この節で開示されたアルゴリズムの何れか１つ又は組み合わせは、サンプル内の関心のある被検体（複数を含む）の濃度又は他の関連メザーを計算するために、該流体ハンドリング及び分析装置１４０又は被検体検出システム３３４のプロセサー２１０による実行用にアクセス可能であるよう、該メモリー２１２内に記憶されたプログラムインストラクションとして定在してもよい。
【０２８３】
幾つかの開示される実施例は材料サンプル測定値を解析し、インターフェレントの存在下で１つ以上の被検体を定量化するためのデバイスと方法である。インターフェレントは被検体用に分析されつつある材料サンプルの成分を含んでもよく、そこでは該インターフェレントの存在は該被検体の定量化に影響する。かくして、例えば、被検体濃度を決定するためのサンプルのスペクトロスコープによる分析で、インターフェレントは該被検体のそれらと重なり合うスペクトロスコープ上の特徴を有する化合物である。この様なインターフェレントの存在は該被検体の定量化内に誤差を導入し得る。特にそのシステムが該インターフェレント無しで校正されたり、又は未知量のインターフェレントを有して校正された時、インターフェレントの存在は材料サンプル内の関心のある被検体の濃度への測定技術の感度に特に影響する。
【０２８４】
上記で説明したインターフェレントの属性から独立に、或いはそれと組み合わせて、インターフェレントは内因性（すなわち、身体の中で発生する）又は外因的（すなわち、身体の外から導入される又は外で作られる）として分類され得る。これらのクラスのインターフェレントの例として、被検体ブドウ糖用の血液サンプル（又は血液成分サンプル又は血漿サンプル）の分析を考える。内因性インターフェレントはブドウ糖の定量化に影響する身体内に起源を有する血液成分を含み、水、ヘモグロビン、血球、そして血液内で自然に発生する何等かの他の成分を含む。外因的インターフェレントは、ブドウ糖の定量化に影響する身体の外部に起源を有する血液成分を含み、口から、静脈内へ、局所的に、他、いずれで投与されるにせよ、薬剤、ドラグ、食料又はハーブの様に、人に投与される品目を含む。
【０２８５】
上記説明のインターフェレントの属性から独立に、又はそれと組み合わせて、インター
フェレントは分析されるサンプルの種類内に、可能性として存在するが、必ずしも存在すると限らない成分を含んでもよい。医学的治療を受けている患者から抜き取られる血液又は血漿のサンプルの分析の例では、アセトアミノフェンの様な薬剤がこのサンプルの種類内に可能性として存在するが、必ずしも存在すると限らない。対照的に、この様な血液又は血漿サンプル中に水は必ず存在する。
【０２８６】
本発明の理解を容易化するために、被検体（複数を含む）で識別される１つ以上の波長を有する波長でのサンプルのスペクトロスコープによる測定を使って１つ以上の被検体濃度が得られる実施例をここで論じる。ここで開示される実施例は、請求されることを除けば、一般に測定値の分析に向けられる或る開示される発明の範囲を限定するようには意図されてない。
【０２８７】
例として、或る開示された方法が、混合物が該測定値に影響する化合物（インターフェレント）を含む場合について、測定値から混合物内の１つの特定の化合物（被検体）の濃度を定量的に推定するため使われる。或る開示された実施例は、もし各被検体とインターフェレント成分が該測定値内に特徴的徴候を有したり、もし該測定値が各被検体及びインターフェレントの濃度に関して近似的にアファイン（すなわち、線形の成分及びオフセットを含む）であるなら、特に有効である。１実施例では、１つの方法は被検体の定量的推定を可能にする１セットの係数とオフセット値を推定するアルゴリズムを有する校正過程を備える。もう１つの実施例では、望ましい成分への高度の感度を保持しながら、インターフェレントのランダムなセットに適応するためにハイブリッド線形アルゴリズム｛エイチエルエイ（ＨＬＡ）｝方法を修正する方法が提供される。インターフェレントのランダムなセットに適応するため使われるデータは（ａ）可能性のある追加成分のフアミリーのメンバーの各々の徴候と（ｂ）もしあるとしたら各追加成分が現れそうな典型的な定量的レベル、である。
【０２８８】
ここで開示された或る方法は、インターフェレントの可能性ある存在下で、材料サンプル内の被検体濃度の推定に向けられている。或る実施例では、ここで開示された方法の何れかの１つ又は組み合わせは、システム３３４のアクセス可能で実行可能なプロセサー２１０であってもよい。プロセサー２１０はコンピュータネットワークに接続され、システム３３４から得られたデータは、該方法を実施する１つ以上の別のコンピュータへ該ネットワーク上を伝送されることも可能である。該開示された方法は、サンプル測定値に関連するデータと、該方法に供給された他の情報（次に説明する様に、インターフェレントスペクトル、サンプル母集団モデル、そしてしきい値を含むが、それらに限定されない）と、の操作を含むことが出来る。特定のアルゴリズムのみならずこの情報の何れか又は全ては、該方法を改良する、又は追加の被検体又はインターフェレントの様な、追加の情報を提供する、ために更新又は変更されてもよい。
【０２８９】
或る開示された方法は“校正定数”を発生するが、それは、測定値により掛け算された時、被検体濃度の推定値を生じる。該校正定数と測定値の両者は数字の配列を含み得る。該校正定数は、該サンプル内に可能性として存在すると識別されたインターフェレントの存在に対する該校正の感度を最小化する又は下げるため計算される。ここで開示される或る方法は校正定数を発生するが、該発生は、１）可能性としてあるインターフェレントの存在を識別し、そして２）該校正定数を発生するために該識別されたインターフェレントに関連する情報を使う、ことに依る。これらの、或る方法は、該インターフェレントに関連する情報がインターフェレント濃度の推定値を有していることを要さず、それらは単に該インターフェレントが可能性として存在すると識別されることだけを要する。１実施例では、該方法は、各々が既知の被検体濃度（複数を含む）を有する１セットのトレーニングスペクトルを使い、インターフェレント濃度に依る推定被検体濃度の変動を最小化する校正値を作る。最終の校正定数は被検体濃度（複数を含む）に比例し、平均では、インタ
ーフェレント濃度に感応しない。
【０２９０】
１実施例では、該トレーニングスペクトルは、その被検体濃度が決定されるべき個人からの何等のスペクトルも含むことを要しない（禁じられてもないが）。すなわち、用語“トレーニング”は、開示された方法の参照で使われる時、その被検体濃度が推定される個人からの測定値を使うトレーニングを要しない（例えば、該個人から抜き取られた体液サンプルを分析することによる）。
【０２９１】
幾つかの用語は、推定過程を説明するためここで使われる。ここで使われる時、用語“サンプル母集団”は広い用語であり、校正値の計算で使われる、換言すれば、校正値の発生方法をトレーンするため使われる測定値を有する、大きな数のサンプルを含むがそれに限定はしない。ブドウ糖濃度のスペクトロスコープによる決定を含む実施例については、サンプル母集団測定値は各々がスペクトル（分析用測定値）と、ブドウ糖濃度（被検体測定値）と、を有することが出来る。１実施例では、該サンプル母集団測定値はデータベースに記憶され、ここでは“母集団データベース”と呼ばれる。
【０２９２】
該サンプル母集団は、関心のある被検体（複数を含む）の測定値に対するインターフェレントを有する材料サンプルの測定値から導かれてもよく、或いはそうでなくてもよい。ここで種々のインターフェレント間で生じる１つの差異は、該インターフェレントが該サンプル母集団及び被測定サンプルの両者にあるか、或いは該サンプルのみにあるか、に基づく。ここで使われる時、用語“タイプ−Ａのインターフェレント”は、該サンプル母集団内と、被検体濃度決定用に測定される該材料サンプル内と、両者にあるインターフェレントを呼ぶ。或る方法では、該サンプル母集団は内因性のインターフェレントのみを含み、如何なる外因的なインターフェレントも含まず、かくしてタイプ−Ａのインターフェレントは内因性であると仮定される。タイプ−Ａのインターフェレントの数は該測定値及び関心のある被検体（複数を含む）に依り、一般に、ゼロから非常に大きい数まで数えてもよい。該被測定材料サンプル、例えば、サンプルＳは、該サンプル母集団に無いインターフェレントを含んでもよい。ここで使われる時、用語“タイプ−Ｂのインターフェレント”は、１）該サンプル母集団中には見出されないが、被測定材料サンプル内では見出される（例えば、外因的なインターフェレント）か、又は２）該サンプル母集団内に自然に見出されるが、該材料サンプル内で異常に高濃度である（例えば、内因性のインターフェレント）か、何れかであるインターフェレントを呼ぶ。タイプ−Ｂの外因的なインターフェレントの例は投薬を含み、そしてタイプ−Ｂの内因性インターフェレントの例は腎不全を患う人の尿素を含む。血中ブドウ糖の中赤外放射のスペクトロスコープによる吸収測定の例では、水は全べての血液サンプルで見出され、かくしてそれはタイプ−Ａのインターフェレントである。静脈薬を取らない個人から成るサンプル母集団と、選択された静脈薬を投与された病院患者から取られた材料サンプルと、については、該選択された薬はタイプ−Ｂのインターフェレントである。
【０２９３】
１実施例では、１つ以上のあり得るタイプ−Ｂのインターフェレントのリストはここでは“インターフェレントのライブラリー”を形成すると呼ばれ、該ライブラリー内の各インターフェレントは“ライブラリーインターフェレント”と呼ばれる。該ライブラリーインターフェレントは外因的インターフェレント及び内因性インターフェレントを含み、それは、例えば、内因性インターフェレントの異常に高い濃度を引き起こす医学的条件のために材料サンプル内に存在してもよい。
【０２９４】
血液内に自然に見出される成分に加えて、或る薬又は違法ドラグの摂取又は注射は外因的インターフェレントの非常に高く、急激に変化する濃度に帰着する。これは病院又は救急室患者の血液内の被検体測定の問題に帰着する。血液成分と薬の重なり合うスペクトルの例は、純粋のブドウ糖と、３つのスペクトルを示すインターフェレント、特定的には、
マンニトール（ｍａｎｎｉｔｏｌ）（化学式：ヘキサン−１，２，３，４，５，６−ヘキサノール）、ＮアセチルＬシステイン（Ｎ  ａｃｅｔｙｌ  Ｌ  ｃｙｓｔｅｉｎｅ）、デキストラン（ｄｅｘｔｒａｎ）、そしてプロカインアミド（ｐｒｏｃａｉｎａｍｉｄｅ）｛化学式：４−アミノ−Ｎ−（２−ディエチルエミノエチル）ベンザミド｝と、の同じ濃度と光路長に於ける吸収係数として、図２９で図解される。図３０は、追加の類似濃度の成分、特定的には、該サンプル母集団のブドウ糖濃度の２倍と、種々の量のマンニトール、ＮアセチルＬシステイン、デキストラン、そしてプロカインアミドと、を含む血液について、サンプル母集団血液配合物からの吸収スペクトルの変化の対数を波長の関数として示す。これらの成分の存在は広範囲の波長に亘り吸収に影響すると見られる。先験的知識又は他の種の濃度の独立した測定無しの、１つの種の濃度の決定は問題があることが評価される。
【０２９５】
インターフェレントの存在下での被検体の濃度を推定する１方法が、サンプルの測定値が得られる第１過程（ブロック３１１０）、該得られた測定値データが被検体へのあり得るインターフェレントを識別するため分析される第２過程（ブロック３１２０）、該識別されたあり得るインターフェレントの存在下で被検体濃度を予測するためモデルが発生される第３過程（ブロック３１３０）、そして該測定値からサンプル内被検体濃度を推定するため該モデルが使われる第４過程（ブロック３１４０）、として図３１のフローチャート３１００で提示される。好ましくは、ブロック３１３０の過程が、該サンプルがメンバーである一般的母集団内に存在しない該識別されたインターフェレントの存在について誤差が最小化されるモデルを発生するのがよい。
【０２９６】
該方法ブロック３１１０，３１２０，３１３０，そして３１４０はその濃度が必要とされる各被検体について繰り返し行われてもよい。もし、１つの測定値が２つ以上の被検体に感応性であるなら、ブロック３１２０，３１３０、そして３１４０の方法が各被検体用に繰り返されてもよい。もし各被検体が別々の測定値を有するなら、ブロック３１１０，３１２０，３１３０，そして３１４０の方法が各被検体用に繰り返されてもよい。
【０２９７】
今度は、スペクトロスコープの測定値から被検体を決定するフローチャート３１００の方法の実施例が論じられる。更に、この実施例は、ここに開示される本発明の範囲を限定するすること無しに、血液サンプルＳ内のブドウ糖濃度の量を推定する。１実施例では、ブロック３１１０の測定値は、一般的に、関心のある１被検体、ブドウ糖、と、１つ以上のインターフェレントと、有する測定サンプルＳの、吸光度スペクトル、ＣＳ（λｉ）、である。１実施例では、該方法は校正定数κ（λｉ）を発生する過程を有するが、該定数は、吸光度スペクトルＣＳ（λｉ）を掛け算された時、該ブドウ糖濃度ｇｓの推定値、ｇｅｓｔを提供する。
【０２９８】
次に説明する様に、ブロック３１２０の１実施例は、サンプルＳの吸光度スペクトルと、サンプル母集団のスペクトル及び個別ライブラリーインターフェレントスペクトルの組み合わせと、の統計的比較を含む。ブロック３１２０の分析の後、サンプルＳにことによると含まれるライブラリーインターフェレントのリストが識別され、そして、ブロック３１２０の分析の結果により、ライブラリーインターフェレントが含まれないか、又は１つ以上のライブラリーインターフェレントが含まれるか何れかとなる。ブロック３１３０は次いで該サンプル母集団とそれらのそれぞれの既知被検体濃度の多数のスペクトルと、該識別されたライブラリーインターフェレントの既知スペクトルと、を使って多数のスペクトルを発生する。ブロック３１３０は、測定されたスペクトルを、該識別されたライブラリーインターフェレントの存在に最小の感応性しかない被検体濃度に変換する、校正定数マトリックスを発生するよう、該発生されたスペクトルを使う。ブロック３１４０は次いでサンプルＳ内のブドウ糖濃度を予測するために該発生された校正定数を適用する。
【０２９９】
ブロック３１１０内に示される様に、サンプルの測定値が得られる。図解の目的で、該測定値、ＣＳ（λｉ）、はサンプルＳにより吸収される光の強度を示す、サンプルに関する種々の波長の複数測定値、又は分析される測定値と仮定する。スペクトロスコープの測定値及び計算は、透過度、吸光度及び／又は光学密度のドメインを含むが、それらに限定されない、１つ以上のドメインで行われることは理解されるべきである。該測定値ＣＳ（λｉ）は、選択された波長又は波長バンドでのサンプルの吸収、透過度、光学密度又は他のスペクトロスコープによる測定値である。この様な測定値は、例えば、被検体検出システム３３４を使って得られる。一般に、サンプルＳは好ましくはサンプル母集団内に見出されるそれらの範囲内にあるのがよい濃度で、タイプ−Ａのインターフェレントを含む。
【０３００】
１実施例では、吸光度測定値は路長正規化された測定値に変換される。かくして、例えば、該吸光度は、該吸光度を該測定の光路長、Ｌ，で割り算することにより光学密度に変換される。１実施例では、該路長Ｌは既知化合物に関する１つ以上の吸収測定値から測定される。かくして、１実施例では、水又は既知濃度の食塩水溶液のサンプルＳを通る吸収の１つ以上の測定が行われ、該路長、Ｌ，は最終吸収測定値（複数を含む）から計算される。もう１つの実施例では、又吸収測定値は被検体及びインターフェレントにより評価する程影響されてないスペクトルの部分で得られ、そして該被検体測定値はそれらの波長での吸収測定値で補足される。
【０３０１】
或る方法は、該方法が精密な路長が前もって既知でない時でも使用出来る点で、“路長非感応性”である。サンプルはサンプル室９０３又は２４６４、サンプル要素１７３０又は２４４８内に、又はクベット又は他のサンプルコンテナー内に置かれる。電磁放射（例えば、中赤外放射範囲内の）が、該放射がサンプル室を通って進むよう、放射ソースから放射される。例えば、検出器は、該サンプル室の該放射ソースから他の側で該放射が現れる所に位置付けられる。該放射が該サンプルを通って進む距離が“路長”と呼ばれる。或る実施例では、該放射検出器はサンプル室の放射ソースと同じ側に配置され、該放射は該検出器に達する前に該サンプル室の１つ以上の内壁で反射する。
【０３０２】
上記で論じた様に、種々の物質が該サンプル室内に挿入される。例えば、被検体又は複数被検体を含むサンプル又は複数サンプルに加えて、水又は食塩水溶液の様な基準流体が挿入される。或る実施例では、食塩水基準流体が該サンプル室内に挿入され、その基準流体を通して放射が発射される。検出器は、吸収又は反射されることなく、サンプル室及び基準流体を通過する放射の量及び／又は特性を測定する。該基準流体を使って取られた測定値は該放射が進んだ路長に関する情報を提供する。例えば、データは、同様の環境下で取られた前の測定値で既に存在してもよい。すなわち、例えば、“ルックアップテーブル”内に配置され得る基準データを確立するために、放射は種々の既知路長を有するサンプル室を通って前に放射されていてもよい。該サンプル室内の基準流体を用いて、それぞれ種々の検出器読み値と種々の路長との間の１対１対応が実験的に確立されていてもよい。この対応は該ルックアップテーブルに記録され、該テーブルは、例えば、コンピュータデータベース又は電子的メモリー内に記録されてもよい。
【０３０３】
放射路長を決める１方法が薄い、空のサンプル室で達成されてもよい。特に、このアプローチは２枚の反射性壁を有する狭いサンプル室又はセルの厚さを決定出来る。｛該室がサンプルで充たされるので、この同じ厚さは放射が該サンプルを通過する“路長”に対応する｝。或る範囲の放射波長が該セル又はサンプル室を通す連続的な仕方で放射される。該放射は該セルに入り、内部セル壁で反射し、該セルを出て、該放射検出器内に進む前に、それらの壁の間を１又は多数回前後に跳ね返る。これは繰り返しの最大及び最小値を有する、周期的干渉パターン又は“フリンジ”を創る。この周期的パターンは、水平軸線は波長の範囲で、垂直軸線は、例えば、合計透過度のパーセントとして測定された、透過率の範囲とする、座標内にプロットされる。該最大値が起こるのは、該セルの２つの内面から反射された放射が、反射無しで透過する放射の波長の整数倍数Ｎの距離進む時である。“ｂ”がセルの厚さ（路長）である時、波長が２ｂ／Ｎに等しい時は何時も強め合い干渉が起こる。かくして、もし波長λ１−λ２の与えられた範囲についてΔＮがこのフリンジパターンの最大値の数であるなら、セルｂの厚さは次の関係、すなわちｂ＝ΔＮ／２（λ１−λ２）により提供される。このアプローチは、該サンプル室又は流体セル内の材料の屈折率が該セルの壁の屈折率と同じでない時、特に有用であり、何故ならばこの条件は反射を改善するからである。
【０３０４】
一旦路長が決定されると、それはサンプル内にあるインターフェレント（タンパク質又は水の様な）用の基準値又は基準スペクトルを計算又は決定するために使われる。例えば、ブドウ糖の様な被検体と水の様なインターフェレントの両者共与えられた波長で放射を吸収する。該ソースがその波長の放射を発射し、該放射が該被検体と該インターフェレントの両者を含むサンプルを通過すると、該被検体とインターフェレントの両者共該放射を吸収する。検出器の合計吸収の読み値は該被検体にも該インターフェレントにも完全には帰せられず、該２つの組み合わせに帰せられる。しかしながら、もし、与えられた路長を有するサンプルを該放射が通過した時与えられた波長の放射のどれだけ多くが与えられたインターフェレントにより吸収されたかに関するデータが存在すれば、該インターフェレントの寄与は該検出器の合計読み値から引き算され、残りの値はサンプル内の被検体の濃度に関する情報を提供する。同様なアプローチが波長の全体スペクトルについて行われる。与えられた路長を有するサンプルを放射が通過時如何に多くの放射が或る範囲の波長に亘りインターフェレントで吸収されたかに関するデータがもし存在すれば、該インターフェレント吸光度スペクトルが合計吸光度スペクトルから引き算され、その範囲の波長についての該被検体の吸光度スペクトルのみを残す。もし該インターフェレント吸収データが起こり得る波長範囲について取られるなら、正しいデータがそのサンプル室で測定されたサンプルについて見出されるよう、最初に特定のサンプル室の路長を決めることは有用である。
【０３０５】
この同じ過程が多数のインターフェレント及び／又は多数の被検体用に、繰り返し又は同時に、適用される。例えば、水吸光度スペクトルとタンパク質吸光度スペクトルの両者が、ブドウ糖吸光度スペクトルを置き去りにするよう引き算されてもよい。
【０３０６】
該路長は又、等吸収波長を使って計算される。等吸収波長はサンプルの全ての成分が同じ吸光度を有する波長である。もし特定のサンプル内の成分（及びそれらの吸収係数）が既知であり、それら特定の成分用に１つ又は多数の等吸収波長が既知であるなら、それらの等吸収波長で該放射検出器により集められる吸収データは該路長を計算するため使われ得る。これが有利であるのは、同じサンプルをサンプル室内の場所に有して、概略同じ時に取られた吸収検出器の多数読み値から必要な情報が得られるからである。路長を決めるため等吸収波長読み値が使われ、インターフェレント及び／被検体濃度を決めるために他の選択された波長読み値が使われる。かくして、このアプローチは効率的であり、該サンプル室内への基準流体の挿入を要しない。
【０３０７】
或る実施例では、サンプル内の被検体の濃度の決定方法は、流体サンプルをサンプルコンテナー内に挿入する過程と、ソースから該コンテナー及び流体サンプルを通るよう放射を発射する過程と、該検出器へ達する放射の量を測定することにより合計サンプル吸光度データを得る過程と、該合計サンプル吸光度データから正しいインターフェレント吸光度値又はスペクトルを引き算する過程と、そして該流体サンプル内の被検体の濃度を決定するために該残りの吸光度値又はスペクトルを使う過程と、を具備する。正しいインターフェレント吸光度値は該計算された路長を使って決定される。
【０３０８】
サンプル内の被検体の濃度は下記の様にビア−ランベルトの法則（Ｂｅｅｒ−Ｌａｍｂ
ｅｒｔ  ｌａｗ）｛又はビアの法則（Ｂｅｅｒ’ｓ  ｌａｗ）｝を使って計算されるが、すなわち、もしＴが透過度，Ａが吸光度、Ｐ０がサンプルへ向けられた初期放射電力、そしてＰが該サンプルから出て、検出器に達する電力とすれば、Ｔ＝Ｐ／Ｐ０、そしてＡ＝−ｌｏｇＴ＝ｌｏｇ（Ｐ０／Ｐ）である。吸光度はサンプル内の光吸収種、それは被検体又はインターフェレントとしても知られるが、の濃度（ｃ）に直接比例する。かくして、もしｅがモル当たりの吸収性（１／Ｍｌ／ｃｍ）、ｂが路長（ｃｍ）、そしてｃが濃度（Ｍ）とすれば、ビアの法則はＡ＝ｅｂｃとして表され、かくしてｃ＝Ａ／（ｅｂ）である。
【０３０９】
もう１度フローチャート３１００を参照すると、次の過程は、該サンプル内にどのライブラリーインターフェレントがあるかを決定することである。特に、ブロック３１２０は、その測定値があり得るインターフェレントを識別するために解析されることを示す。スペクトロスコープによる測定値について、該得られた測定値を光学密度ドメインのインターフェレントスペクトルと比較することにより決定が行われることが好ましい。この過程の結果は該サンプル内に存在する、又は存在しそうであるインターフェレントのリストを提供する。１実施例では、測定されたスペクトル、ＣＳからブドウ糖濃度ｇｅｓｔを推定するために幾つかの入力パラメーターが使われる。該入力パラメーターは、サンプルの前に集められたスペクトル測定値を含み、該測定値は、測定サンプルの様に、被検体と、インターフェレントライブラリーからのあり得るインターフェレントの組み合わせ、そして各あり得るインターフェレントについてのスペクトル及び濃度範囲、を有する。特に、該入力パラメーターは下記である。
【０３１０】
インターフェレントデータのライブラリー：インターフェレントデータのライブラリーは、“Ｍ”インターフェレントの各々について、各インターフェレントの吸収スペクトル、ＩＦ＝｛ＩＦ１、ＩＦ２、．．．、ＩＦＭ｝、ここでｍ＝１，２，．．．、Ｍ、であるが；及び各インターフェレントについての最大濃度、Ｔｍａｘ＝｛Ｔｍａｘ１、Ｔｍａｘ２、．．．、ＴｍａｘＭ｝を含み；そして
サンプル母集団データ：サンプル母集団データは、該サンプルスペクトルと同じ波長範囲上で取られた統計的に大きな母集団の個別スペクトル、Ｃｓｉと、各スペクトルに対応する被検体濃度と、を含む。例として、もしＮのサンプル母集団スペクトルがあるとすれば、該スペクトルはＣ＝｛Ｃ１，Ｃ２，．．．、ＣＮ｝と表され、ここでｎ＝１，２，．．．，Ｎであるが；そして各スペクトルに対応する被検体濃度がｇ＝｛ｇ１，ｇ２，．．．、ｇＮ｝として表される。
【０３１１】
好ましくは、該サンプル母集団は存在する該Ｍインターフェレントの何れも有さず、該材料サンプルは該サンプル母集団に含まれるインターフェレントと、該ライブラリーインターフェレントの１つ以上を有するのがよい。タイプ−Ａ及びタイプ−Ｂのインターフェレントの用語で述べれば、該サンプル母集団はタイプ−Ａのインターフェレントを有し、該材料サンプルはタイプ−Ａを有し、そしてタイプ−Ｂのインターフェレントを有してもよい。該サンプル母集団データはスペクトルと被検体濃度の期待される範囲を統計的に定量化するため使われる。かくして、例えば、人の血液内の、未知のスペクトル的特性を有するブドウ糖を決定するため使われるシステム１０又は３３４について、該スペクトル測定値は該母集団の統計的サンプルから得られるのが好ましい。
【０３１２】
本開示の範囲を限定するよう意図されてない、下記論議はスペクトロスコープの技術を使って１つより多い被検体を測定する実施例を図解する。もし２つ以上の被検体が重なり合いの無いスペクトル的特徴を有するなら、第１の実施例は各被検体に対応するスペクトルを得ることである。該測定値はフローチャート３１００の方法により各被検体について分析される。重なり合いの無い特徴を有する被検体についての代わりの実施例又は重なり合う特徴を有する被検体についての実施例は、２つ以上の被検体のスペクトルの特徴を有
する１つの測定値を得ることである。該測定値は次いでフローチャート３１００の方法により各被検体について解析される。すなわち、該測定値は各被検体について解析され、他の被検体は解析されつつある被検体に対するインターフェレントであると見なされる。
【０３１３】
インターフェレント決定
ブロック３１２０の方法の１実施例が図３２のフローチャートを参照してもっと詳細に示される。該方法は、統計的サンプル母集団モデルを形成する過程（ブロック３２１０）、インターフェレントデータのライブラリーを組み立てる過程（ブロック３２２０）、該得られた測定値及び統計的サンプル母集団モデルをインターフェレントライブラリーからの各インターフェレントについてのデータと比較する過程（ブロック３２３０）、該インターフェレントライブラリーからの各インターフェレントの存在についての統計的テストを行う過程（ブロック３２４０）、そして該統計的テストをパスした各インターフェレントをあり得るライブラリーインターフェレントとして識別する過程（ブロック３２５０）、を含む。ブロック３２２０の過程は１回行われるか、又は必要な様に更新され得る。ブロック３２３０，３２４０そして３２５０の過程は、示される様に、該ライブラリーの全インターフェレントについてシーケンシャルに行われるか、又は代わりに各インターフェレントについてシーケンシャルに繰り返される。
【０３１４】
ブロック３２１０，３２２０，３２３０，３２４０、そして３２５０の方法の各々の１実施例が、前に論じられた様に、サンプル母集団データと、インターフェレントデータのライブラリーと、を使って、スペクトロスコープによる測定値からサンプル内のライブラリーインターフェレントを識別する例についてここで説明される。各サンプル母集団スペクトルは何等ライブラリーインターフェレントの無いサンプルに関して取られた測定値（例えば、光学密度）を有し、付随既知被検体濃度を有する。サンプル母集団について平均マトリックスと共分散マトリックスを得るために全てのサンプル母集団スペクトルを組み合わせることにより被検体濃度の範囲用に統計的サンプル母集団モデルが形成される（ブロック３２１０）。かくして、例えば、もしｎの異なる波長での各スペクトルがｎ＊１マトリックス、Ｃ、により表されるならば、平均スペクトル、μ、は各波長に於いてスペクトルの範囲に亘り平均化された値（例えば、光学密度）を有するｎ＊１マトリックスであり、そして該共分散マトリックス、Ｖ、はＶ＝Ｅ（（Ｃ−μ）（Ｃ−μ）Ｔ）として、Ｃとμの間で偏差の期待値である。該マトリックスμとＶはサンプル母集団スペクトルの統計的分布を説明する１つのモデルである。
【０３１５】
もう１つの過程では、ライブラリーインターフェレント情報がアセンブルされる（ブロック３２２０）。多数のあり得るインターフェレントが、例えば問題の患者の母集団により摂取される、あり得る投薬又は食物のリストとして識別されるか、又はシステム１０又は３３４により測定され、そしてそれらのスペクトル（吸光度、光学密度又は透過度のドメインでの）が得られる。加えて、血液、又は他の期待サンプル材料の中の期待されるインターフェレント濃度の範囲が推定される。かくして、Ｍのインターフェレントの各々がスペクトルＩＦと最大濃度Ｔｍａｘを有する。この情報は好ましくは１回アセンブルされ、必要な時アクセスされる。
【０３１６】
該得られた測定データと統計的サンプル母集団モデルは次に、該混合物内の何等かのインターフェレントのアイデンティテイ（ｉｄｅｎｔｉｔｙ）を決定するため（ブロック３２５０）統計的テストを行うよう（ブロック３２４０）、該インターフェレントライブラリーからの各インターフェレント用データと比較される（ブロック３２３０）。このインターフェレントテストは最初厳密な数学的式で示され、続いてその方法を図解する図３３Ａ及び３３Ｂの論議が続く。
【０３１７】
数学的には、測定値内のインターフェレントの存在のテストは下記の様に進行する。該
測定された光学密度スペクトル、ＣＳ、は、もしあれば、該測定スペクトルへの該インターフェレントの影響を解析的に差し引くことによりライブラリーの各インターフェレント用に修正される。特に、該測定された光学密度スペクトル、ＣＳ、は波長毎にインターフェレント光学密度スペクトルを差し引くことにより修正される。インターフェレント濃度の単位当たり吸収スペクトル、ＩＦＭを有するインターフェレント、Ｍ、については、修正されたスペクトルはＣ’Ｓ（Ｔ）＝ＣＳ−ＩＦＭＴで与えられ、ここでＴは最小値Ｔｍｉｎから最大値Ｔｍａｘまで及ぶインターフェレント濃度である。Ｔｍｉｎの値はゼロであるか、又は代わりに、Ｔｍａｘの何分の幾つかの様なゼロとＴｍａｘの間の値である。
【０３１８】
次に、該サンプル母集団スペクトルの修正スペクトルＣ’Ｓ（Ｔ）と統計モデル（μ、Ｖ）の間のマハラノビス距離（Ｍａｈａｌａｎｏｂｉｓ  ｄｉｓｔａｎｃｅ）｛エムデー（ＭＤ）｝が下記の様に計算される。
ＭＤ２（ＣＳ−（Ｔｔ）、μ；ρＳ）＝（ＣＳ−（ＴＩＦｍ）−μ）ＴＶ−１（ＣＳ−（ＴＩＦｍ）−μ）            式（１）
【０３１９】
インターフェレントＩＦの存在のテストはＴをＴｍｉｎからＴｍａｘまで変え｛すなわち、Ｔの値の範囲上でＣ’Ｓ（Ｔ）を評価する｝そしてこの区間内の最小ＭＤが予め決められた範囲内にあるかどうかを決めることである。かくして、例えば、該インターバル内の最小ＭＤが、Ｌの自由度を有してχ２ランダム変数の変位置に対し充分小さいかどうかを決定出来る（Ｌは波長数）。
【０３２０】
図３３Ａはブロック３２３０と３２４０の過程を図解するグラフ３３００である。グラフ３３００の軸線、ＯＤｉとＯＤＪは測定値が得られた多数の波長の２つでの光学密度をプロットするため使われる。点３３０１はサンプル母集団分布内の測定値である。点３３０１は大多数の点を輪で囲むよう描かれた楕円内に集められる。楕円３３０２の内側の点３３０１はライブラリーインターフェレントを欠いた測定値を表す。点３３０３はサンプル測定値である。恐らく、点３３０３は、１つ以上のライブラリーインターフェレントの存在により点３３０１の広がりの外部にある。線３３０４，３３０７，そして３３０９は、ＴｍｉｎからＴｍａｘまでの範囲に亘る３つの異なるライブラリーインターフェレントの増加する濃度、Ｔ用に修正された点３３０３の測定値を示す。この例の３つのインターフェレントはインターフェレント＃１，インターフェレント＃２，そしてインターフェレント＃３と呼ばれる。特に、線３３０４，３３０７，そして３３０９は、該サンプル測定値からライブラリーインターフェレント（それぞれ、インターフェレント＃１，インターフェレント＃２，インターフェレント＃３）の量Ｔを引き算し、増加するＴ用に修正されたサンプル測定値をプロットすることにより得られる。
【０３２１】
図３３Ｂは図３２の方法を更に図解するグラフである。図３３Ｂのグラフで、２乗したマハラノビス距離、ＭＤ２が計算され、線３３０４，３３０７、そして３３０９用のｔの関数としてプロットされた。図３３Ａを参照すると、線３３０４はインターフェレント＃１の減少する濃度を反映し、ほんの僅か点３３０１に近づく。図３３Ｂに示す様に、線３３０４のＭＤ２の値は減少するインターフェレント＃１の濃度と共に僅かに減少し、次いで増加する。
【０３２２】
図３３Ａを参照すると、線３３０７はインターフェレント＃２の減少する濃度を反映し、多くの点３３０１に近づくか、又はそれを通過する。図３３Ｂに示す様に、線３３０７のＭＤ２の値は或るインターフェレント＃２濃度で大きな減少を示し、次いで増加する。図３３Ａを参照すると、線３３０９はインターフェレント＃３の減少する濃度を有し、遙かにもっと多くの点３３０１に近づくか、又はそれを通過する。図３３Ｂに示す様に、線３３０９のＭＤ２の値は或るインターフェレント＃３濃度でなおもっと大きな減少を示す。
【０３２３】
１実施例では、ＭＤ２のしきい値レベルは特定のインターフェレントの存在の指示として設定される。かくして、例えば、図３３Ｂは、そのスペクトルからインターフェレントを引き算されない時のＭＤ２を示す“元のスペクトル”とラベル付けされた線と、Ｌ自由度（ここでＬは該スペクトル内に表わされる波長の数である）でカイ２乗分布の９５％変位値を示す“９５％しきい値”とラベル付けされた線と、を示す。このレベルはＭＤ２距離の値の９５％を越えるべき値であり、換言すれば、このレベルの値は異常であり、それの遙か上のそれらは極めて稀な筈である。図３３Ａ及び３３Ｂで表された３つのインターフェレントの中で、インターフェレント＃３だけが該しきい値の下のＭＤ２の値を有する。かくして、該サンプルのこの解析はインターフェレント＃３が該サンプル内に存在する最もありそうなインターフェレントであることを示している。インターフェレント＃１は該しきい値レベルの遙かに上にその最小値を有し、極度にありそうもなく、インターフェレント＃２は該しきい値をかろうじて横切り、その存在をインターフェレント＃１よりもありそうにするが、インターフェレント＃３よりはなお遙かに少ししかありそうでない。
【０３２４】
次に説明する様に、該識別されたインターフェレントに関する情報は、該識別されたインターフェレントのありそうな濃度範囲に比較的鈍感な校正定数の発生に使用される。次に説明される或る方法で使用されるのに加えて、該インターフェレントの識別は関心をそそり、有用な仕方で提供される。かくして、例えば、病院ベースのブドウ糖モニター用に、識別されたインターフェレントがディスプレー１４１上で報告されてもよく、通信リンク２１６経由で病院コンピュータへ伝送されてもよい。
【０３２５】
校正定数発生の実施例
一旦ライブラリーインターフェレントが分析下のサンプル内に、可能性として、あると識別されると、該識別されたインターフェレント存在下での被検体の濃度を推定する校正定数が発生される（ブロック３１３０）。特に、ブロック３１２０の後に、可能性としてあるライブリーインターフェレントのリストが存在するとして識別される。ブロック３１２０の過程の１実施例が、合成サンプル母集団測定値が発生されるブロック３４１０，該合成サンプル母集団測定値が校正及びテストセットに分割されるブロック３４２０，該校正セットが校正定数を発生するため使われるブロック３４３０，該校正セットが該テストセットの被検体濃度を推定するため使われるブロック３４４０，該テストセットの該推定された被検体濃度内の誤差が計算されるブロック３４５０，そして平均校正定数が計算されるブロック３４６０として、図３４のフローチャートに示される。
【０３２６】
ブロック３４１０，３４２０，３４３０，３４４０，３４５０，そして３４６０の方法の各々の１つの実施例を、今、平均校正定数を発生するためにサンプル内のインターフェレントの識別を使う例により説明する。ブロック３４１０で示される様に、１つの過程は、あり得るライブラリーインターフェレントのランダムな濃度を各サンプル母集団スペクトルに付加することにより、合成サンプル母集団スペクトルを発生することである。ブロック３４１０の方法で発生されたスペクトルは、ここでインターフェレント拡張スペクトルデータベース、又はアイイーエスデー（ＩＥＳＤ）と呼ばれる。該アイイーエスデーは図３５−３８で図解される過程により形成されるが、そこでは、図３５はランダムにスケール合わせされた１つのインターフェレントスペクトル、又はアールエスアイエス（ＲＳＩＳ）の発生を図解する略図３５００であり、図３６はインターフェレントスケール合わせのグラフ３６００であり、図３７はアールエスアイエスの組み合わせインターフェレントスペクトル又はシーアイエス、内への組み合わせを図解する略図であり、そして図３８はシーアイエス及び該サンプル母集団スペクトルのアイイーエスデー内への組み合わせを図解する略図である。
【０３２７】
ブロック３４１０の第１過程が図３５及び３６で示される。図３５のフローチャート３
５００，そして図３６のグラフ３６００で略図的に示される様に、複数のアールエスアイエス（ブロック３５４０）は、グラフ３６００で示す乱数分布により示された、０と１の間のランダム係数（ブロック３５３０）によりスケール合わせされた最大濃度Ｔｍａｘｍ（ブロック３５２０）を掛け算されたスペクトルＩＦｍ（ブロック３５１０）を有する各々の前に識別されたライブラリーインターフェレントの組み合わせにより形成される。１実施例では、該スケーリングは、その平均値の半分に等しい標準偏差を有する分布を備える広範囲の濃度を作るために対数正規分布の第９５百分位に最大濃度を配置する。グラフ３６００の乱数の分布はμ＝１００，σ＝５０の対数正規分布である。
【０３２８】
一旦該個別ライブラリーインターフェレントスペクトルが該アールエスアイエスを作るためにランダムな濃度により掛け算されると、該アールエスアイエスは、図３７に図解される様に、インターフェレントのみのスペクトルの大きな母集団、シーアイエスを作るよう組み合わされる。該個別アールエスアイエスは、シーアイエスの大きなファミリーを作るために、独立にそしてランダム組み合わせで、識別されたライブラリーインターフェレントのフルセットから選択された、アールエスアイエスのランダムな組み合わせから成る該シーアイエス内の各スペクトルと組み合わされる。図３７で図解される方法は、別々のインターフェレントに亘り独立に、各インターフェレントに関する適当な多様性を作る。
【０３２９】
次の過程は図３８に図解される様に、該シーアイエスを組み合わせ、該アイイーエスデーを形成するために該サンプル母集団スペクトルを複製する。該インターフェレントデータ及びサンプル母集団スペクトルは種々の路長で得られたので、該シーアイエスは最初に同じ路長にスケール合わせ（すなわち、掛け算される）される。次いで該サンプル母集団データベースはＭ回複製されるが、ここでＭは該データベースのサイズのみならず処理されるべきインターフェレントの数にも左右される。該アイイーエスデーは該サンプル母集団スペクトルの各々のＭのコピーを有し、ここで１つのコピーは元のサンプル母集団データであり、残りのＭ−１コピーの各々は該シーアイエススペクトルの付加されたランダムな１つを有する。該アイイーエスデースペクトルの各々は特定のアイイーエスデースペクトルを形成するため使われた該サンプル母集団スペクトルからの付随被検体濃度を有する。
【０３３０】
１実施例では、５８の異なる個人及び１８のライブラリーインターフェレントから得られた１３０のサンプル母集団スペクトル用に、サンプル母集団データベースの１０倍の複製が使われる。該ライブラリーインターフェレントスペクトル内のスペクトルの種類が多い程、少ない複製係数しか必要とせず、より多くの数のライブラリーインターフェレント程、より多くの複製係数を要する。
【０３３１】
識別されたライブラリーインターフェレントの効果を統計的位に平均化するよう、アイイーエスデーのスペクトルの異なる１つを繰り返し組み合わせるために、ブロック３４２０，３４３０，３４４０，そして３４５０の過程が実行される。最初に、ブロック３４２０に記す様に、該アイイーエスデーは２つのサブセット、校正セットとテストセットに分割される。次に説明される様に、種々の校正及びテストセットへの該アイイーエスデーの繰り返す分割は校正定数の統計的有意性を改善する。１実施例では、該校正セットはアイイーエスデースペクトルの幾つかのランダムな選択であり、該テストセットは選択されないアイイーエスデースペクトルである。好ましい実施例では、該校正セットは該アイイーエスデースペクトルの約３分の２を有する。
【０３３２】
代わりの実施例では、ブロック３４２０，３４３０，３４４０そして３４５０の過程は全ての利用可能なデータを使う平均校正定数の１つの計算で置き換えられる。
【０３３３】
次に、ブロック３４３０で示される様に、サンプル測定値から被検体濃度を予測するた
めに校正定数を発生するよう該校正セットが使われる。最初に被検体スペクトルが得られる。吸収測定値から決定されるブドウ糖の実施例では、ブドウ糖吸収スペクトルはαＧとして示される。次いで該校正定数は下記の様に発生される。校正スペクトルＣ＝｛ｃ１，ｃ２，．．．、ｃｎ｝と対応するブドウ糖濃度値Ｇ＝｛ｇ１，ｇ２，．．．、ｇｎ｝を有する校正セットを使い、次いでブドウ糖無しスペクトルＣ’＝｛ｃ’１，ｃ’２，．．．，ｃ’ｎ｝がｃ’ｊ＝ｃｊ−αＧｇｊとして計算される。次に、校正定数、κ、がＣ’とαＧから、下記５過程により計算される。
１）Ｃ’はＣ’＝ＡＣ’ΔＣ’ＢＣ’に分解され、すなわち特異値分解であり、ここでＡ係数はＣ’の列空間又はスパンの正規直交基底である。
２）ＡＣ’は、Δ（Ｃ’の特異値）の対角エントリーのサイズに基づき、特定の列ランクｒへのオーバーフィッティングを避けるために裁頭されている。ｒの選択は校正の精度と安定の間のトレードオフを有し、より大きいｒはより精密であるが、安定さのより少ない解に帰着する。１実施例では、各スペクトルＣは２５の波長を有し、ｒは１５から１９に及ぶ。
３）ＡＣ’の最初のｒ列はスパン（Ｃ’）の正規直交基底として取られる。
４）背景からの投影は積ＰＣ’＝ＡＣ’ＡＣ’Ｔとして見出され、それはＣ’のスパン上への直交投影であり、そして相補的部分空間
【０３３４】
【数１】
2009521258.tif 000005
【０３３５】
上への投影を形成する相補的、又はナリング投影
【０３３６】
【数２】
2009521258.tif 000006
【０３３７】
が計算される。そして
５）該校正ベクトルκは、該ナリング投影を関心のある被検体の吸収スペクトルに適用し：
【０３３８】
【数３】
2009521258.tif 000007
【０３３９】
、そして正規化する：κ＝κＲＡＷ／〈κＲＡＷ、αＧ〉ことにより見出されるが、ここで角括弧〈、〉はベクトルの標準的内積（又はドット積）である。該正規化校正定数は１つの特定の校正セットについて単位αＧスペクトル入力用の単位応答を作る。
【０３４０】
次に、該校正定数は該テストセット内の被検体濃度を推定するため使われる（ブロック３４４０）。特に、該テストセット（各スペクトルは該テストセットを発生するため使われた該サンプル母集団スペクトルからの付随ブドウ糖濃度を有する）の各スペクトルは、推定されるブドウ糖濃度を計算するために、ブロック３４３０からの校正ベクトルκによ
り掛け算される。計算及び既知ブドウ糖濃度の間の誤差が次いで計算される（ブロック３４５０）。特に、該誤差のメザーは１／ｒｍｓ２に依り全テストセットに亘り平均された加重値を有する。
【０３４１】
ブロック３４２０，３４３０，３４４０，そして３４５０は校正セットの多数の異なるランダム組み合わせについて繰り返される。ブロック３４２０，３４３０，３４４０，そして３４５０は数百回から数千回繰り返される。最後に、該多数の校正及びテストのセットからの校正及び誤差から平均校正定数が計算される（ブロック３４６０）。特に、平均校正値は、加重平均校正ベクトルとして計算される。１実施例では、該加重は全てのテスト用のκａｖｅ＝κ＊ｒｍｓ２／Σ（ｒｍｓ２）の様に、正規化された根２乗平均に比例する。
【０３４２】
ブロック３１３０の最後が図３４により実行されて、平均校正定数κａｖｅが得られたスペクトルに適用される（ブロック３１４０）。
【０３４３】
従って、識別されたインターフェレントに基づく校正定数の計算方法の１実施例は下記の様に抄録される。
１．ロー（ｒａｗ）（インターフェレントのない）サンプル母集団スペクトルにアールエスアイエスを付加し、かくしてインターフェレント拡張スペクトルデータベースを形成することにより合成サンプル母集団スペクトルを発生する−−該アイイーエスデーの各スペクトルはサンプル母集団の１つのスペクトルから合成され、かくして該アイイーエスデーの各スペクトルは少なくとも１つの付随既知被検体濃度を有する。
２．該アイイーエスデーのスペクトルをスペクトルの校正セット及びスペクトルのテストセットに分離する。
３．該校正セットスペクトルとそれらの付随既知の正しい被検体濃度に基づき校正セット用校正定数を発生する（例えば、上記５つの過程で概説したマトリックス操作を使って）。
４．対応するテストセット内の誤差を計算するために過程３で発生した校正定数を下記の様に使う（テストセットの各スペクトル用に繰り返す）。
ａ．推定ブドウ糖濃度を発生するために掛け算（選択されたテストセットスペクトル）＊（過程３で発生した平均校正定数）を行う。
ｂ．選択されたテストスペクトルに付随する誤差を発生するため、この推定ブドウ糖濃度と、該選択されたテストスペクトルに付随する既知の正しいブドウ糖濃度との差を評価する。
５．現在の校正セット−テストセットの対、用の加重又は平均誤差に到達するために過程４で計算された誤差を平均する。
６．過程２から５をｎ回繰り返し、ｎ校正定数及びｎ平均誤差に帰着する。
７．識別されたインターフェレントの影響に最小の感応性の校正定数に到達するために、該ｎ平均誤差からの“グランド平均”誤差と、該ｎ校正定数からの平均校正定数と、を計算する（好ましくは、加重平均がよく、最大の平均誤差及び校正定数は算入させない）。
【０３４４】
例１
中赤外放射吸収スペクトロスコープ技術を使う血中ブドウ糖の検出法を参照しながら、ここに開示された或る方法の１例を図解する。表２は１０のライブラリーインターフェレント（各々はブドウ糖と重なり合う吸収特徴を有する）と、各ライブラリーインターフェレントの対応する最大濃度と、を列挙する。又表２はトレーニングを伴う、及び伴わない場合についてインターフェレントに対するブドウ糖感度を列挙する。該インターフェレントに対するブドウ糖感度はインターフェレント濃度の単位変化の際の推定ブドウ糖濃度の計算された変化である。高度にブドウ糖選択的な被検体検出技術に於いてはこの値は０で
ある。トレーニングを伴わない時のインターフェレントありに於けるブドウ糖感度は、何等識別されたインターフェレント無しに上記方法を使って校正値が決定された場合のインターフェレントありに於けるブドウ糖感度である。トレーニングを伴う時のインターフェレントありに於けるブドウ糖感度は、適当に識別されたインターフェレント有り時に上記方法を使って校正値が決定された場合のインターフェレントありに於けるブドウ糖感度である。この場合、最低の改良（インターフェレント有りに於ける感度の減少の意味で）は尿素について起こり、因数で６．４だけ低い感度が見られ、改良で比率が６０から８０を有する３つが続いた。残りの６つ全部では１００を越える、から１６００を越える、まで低下した感度因数が見られる。トレーニングを伴う際のインターフェレントありに於ける低下したブドウ糖感度は、該方法がインターフェレントの存在下でブドウ糖に対し選択性を有する校正定数を作る点で有効であることを示している。
【０３４５】
【表３】
2009521258.tif 000008
【０３４６】
例２
もう１つの例は１８のインターフェレントについて本方法の効果を図解する。表３はこの例用にモデル化された１８のインターフェレント及び最大濃度と、トレーニングを伴わない及び伴う場合の該インターフェレント有りに於けるブドウ糖感度と、を列挙する。該表はインターフェレントの無い場合及び全インターフェレントがある場合の両者で行われた１０００の校正とテストシミュレーションのシリーズの結果を抄録する。図３９は１０００の試行についてブドウ糖濃度推定の根２乗平均誤差の分布を示す。表３に列挙される様に、多数の物質が著しく低下した感度を示す（重炭酸ソーダ、硫酸マグネシウム、トルブタミド）が、他は向上した感度を示す（エタノール、アセトアセテート）。図３９の曲線は何等インターフェレントを有しないものと全て１８のインターフェレントを有するものの両者について校正セット及びテストセットについてである。該インターフェレントは、図３９の校正又はテストの曲線を比較することにより見られる様に、性能の劣化を生ずる。かくして、例えば、そのピークは約２ｍｇ／ｄＬだけシフトされて見え、分布の幅は僅かに増加する。該ピークの高さの減少は分布の広がりのためであり、性能のささやかな劣化に帰着する。
【０３４７】
【表４】
2009521258.tif 000009
【０３４８】
例３
第３の例では、ここで開示される或る方法が、血液中に普通見出されず、病院の集中治療ユニット（ＩＣＵｓ）の患者に普通に見られる４つのインターフェレント（タイプ−Ｂのインターフェレント）の存在下で、中赤外放射吸収スペクトロスコープ技術を使う血中ブドウ糖の測定についてテストされた。該４つのタイプ−Ｂのインターフェレントはマンニトール、デキストラン、ｎアセチルＬシステイン、そしてプロカインアミドである。
【０３４９】
該４つのタイプ−Ｂのインターフェレントの中で、マンニトールとデキストランはブドウ糖の推定に実質的にインターフェアする可能性を有し、両者はスペクトル的にブドウ糖に似ており（図１参照）、そして集中治療ユニットで使われる投薬量は典型的ブドウ糖レベルに比して非常に多い。例えば、マンニトールは２５００ｍｇ／ｄＬの濃度で血液中にあり、デキストランは５０００ｍｇ／ｄＬを超えた濃度で存在する。比較では、典型的血漿ブドウ糖レベルは１００−２００ｍｇ／ｄＬの桁である。他のタイプ−Ｂのインターフェレント、ｎ−アセチルＬシステインとプロカインアミドはブドウ糖スペクトルと極めて異なるスペクトルを有する。
【０３５０】
図４０Ａ、４０Ｂ，４０Ｃ、そして４０Ｄの各々は２つの異なる技術を使って取られた異なるインターフェレントを有するブドウ糖の吸収スペクトルの比較を示すグラフであり、該２つの技術は、１ｃｍ−１の内挿解像度を有するフーリエ変換赤外線｛エフテーアイアール（ＦＴＩＲ）｝スペクトロメーター（３角付き実線）に依るものと、７．０８μｍでの１４０ｎｍから１０μｍでの２７９ｎｍまで変わるバンド幅に対応してガウシアンプロファイルと２８ｃｍ−１の半値全幅｛エフダブリューエイチエム（ＦＷＨＭ）｝バンド幅を有する２５有限バンド幅赤外線フイルターに依るもの（円付き波線）と、の両者である。特にその図は、１ｍｇ／ｄｌの濃度レベルと、１μｍの路長での、マンニトール（図４０Ａ）、デキストラン（図４０Ｂ）、ｎ−アセチルＬシステイン（図４０Ｃ）、そしてプロカインアミド（図４０Ｄ）を有するブドウ糖の比較を示す。図４０Ａ−４０Ｄで水平軸線はマイクロメートル（μｍ）の波長の単位を有し、７μｍから１０μｍに及んでおり、垂直軸線は任意の単位を有する。
【０３５１】
図４０Ａ、４０Ｂ，４０Ｃそして４０Ｄで、フイルターを使って得られたデータの中央波長は各波線カーブに沿う円により示され、マイクロメートルでの下記波長、すなわち、７．０８２，７．１５８，７．２４１，７．３３１，７．４２４，７．５１３，７．６０５，７．７０４，７．８００，７．９０５，８．０１９，８．１５０，８．２７１，８．５９８，８．７１８，８．８３４，８．９６９，９．０９９，９．２１７，９．３４６，９．４６１，９．５７９，９．７１８，９．８６２，そして９．９９０に対応する。スペクトルの特徴へのフイルターのバンド幅の影響は、実線の曲線上のスペクトルの特徴のシャープさの低下と、波線の曲線上のシャープな特徴が比較的欠けたこととして、図４０Ａ−４０Ｄで見られる。
【０３５２】
図４１は３人のドナーから取られた６つの血液サンプルについての血漿スペクトルのグラフを７μｍから１０μｍの波長範囲について任意単位で示し、曲線上の印はその２５のフイルターの中央波長を示す。該６つの血液サンプルは、この例のタイプ−Ｂのインターフェレントである、マンニトール、デキストラン、ｎ−アセチルＬシステイン、そしてプロカインアミドを何等含まず、かくしてサンプル母集団である。３人のドナー（ドナーＡ、Ｂ、そしてＣと示される）は異なる時に血液を提供し、ワイエスアイバイオケミストリーアナライザー（ＹＳＩ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  Ａｎａｌｙｚｅｒ）｛ワイエスアイ社、イエロースプリングス、オーエイチ（ＹＳＩ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ，Ｙｅｌｌｏｗ  Ｓｐｒｉｎｇｓ，ＯＨ）｝を使って測定時、ｍｇ／ｄｌでグラフ説明に示される種々の血糖値レベルに帰着した。各スペクトルをサンプルする直前に同じセル内の食塩水の基準走査のスペクトルの解析により３６．３μｍと推定されたこれらのサンプルの路長が、これらの測定値を正規化するため使われた。この量は提供された校正ベクトルの計算で考慮され、他の機器から得られたスペクトルへのこれらのベクトルの適用は、正当な結果を得るために同様な路長推定と正規化過程を求めるであろう。
【０３５３】
次に、この例の各タイプ−Ｂのインターフェレントのランダムな量が、例えば、インターフェレント拡張スペクトルを構成する混合物を作るためにそのスペクトルに付加される。該サンプル母集団スペクトルの各々が付加された１つのインターフェレントのランダムな量と、表４に示す様に、組み合わされたが、該表はインデックス番号Ｎ、ドナー、ブドウ糖濃度｛ジーエルユー（ＧＬＵ）｝、インターフェレント濃度［コンク（アイエフ）｛ｃｏｎｃ（ＩＦ）｝］、そしてインターフェレント、を５４スペクトルの各々について列挙する。表４の条件は、該４つのインターフェレントの各々の２つのレベルと組み合わされた６つの血漿スペクトルの各々を有する、組み合わせスペクトルを形成するため使われた。
【０３５４】
【表５】
2009521258.tif 000010
【０３５５】
【表６】
2009521258.tif 000011
【０３５６】
図４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、そして４２Ｄは表４の条件から形成されたスペクトルを有する。特に、該図は、１ｍｇ／ｄｌの濃度レベルと、１μｍの路長で、マンニトール（図４２Ａ）、デキストラン（図４２Ｂ）、ｎ−アセチルＬシステイン（図４２Ｃ）、そしてプロカインアミド（図４２Ｄ）のランダム量を有する６つのサンプルのサンプル母集団のスペクトルを示す。
【０３５７】
次に、図４２Ａ−４２Ｄのスペクトルを使って校正ベクトルが発生されたが、事実上はブロック３１２０の過程を再生した。この例の次の過程は、水無しのスペクトルを作るために、該サンプル内にある水のスペクトルの引き算である。上記論議の様に、ここで開示される或る方法は、サンプル母集団及び測定サンプルの両者にあるインターフェレント（タイプ−Ａのインターフェレント）の存在中の被検体濃度の推定を提供するものであり、そしてサンプル母集団及び被測定サンプル内にあるインターフェレントのスペクトルを除去する必要はない。そのスペクトルから水を除去する過程はかくして開示された方法の代わりの実施例となる。
【０３５８】
水の無いスペクトル用として、マンニトール（図４３Ａ）、デキストラン（図４３Ｂ）、ｎ−アセチルＬシステイン（図４３Ｃ）、そしてプロカインアミド（図４３Ｄ）についての校正ベクトルが図４３Ａ−４３Ｄで示される。特に、図４３Ａ−４３Ｄの各１つはインターフェレントの存在下でトレーニングにより得られた校正ベクトルを、クリーンな血漿スペクトルのみに関するトレーニングにより得られた校正ベクトルと比較する。該校正ベクトルは、基準スペクトルの処理で使われるフイルターについて（路長正規化された）スペクトル吸収値を表すベクトルとのその内積を計算することにより使われる。大きな値（正か負かどちらかで）は対応するスペクトル吸光度がブドウ糖の存在に敏感な波長を典型的に表し、一方小さな値は一般に、該スペクトル吸光度がブドウ糖の存在に鈍感な波長を表す。インターフェアする物質の存在下では、この対応は透明さが幾分少なく、ブドウ糖の存在をマスクするインターフェアする物質の傾向により修正される。
【０３５９】
２つのインターフェレント、ｎ−アセチルＬシステイン及びプロカインアミドの影響を最小化するため得られる校正ベクトルの、純血漿用に得られるそれとの、類似性は、これら２つのインターフェレントが、スペクトル的に、該ブドウ糖スペクトルと極めて特異であり、デキストラン及びマンニトールの影響を最小化する校正ベクトルと純血漿用に得られる校正と、の間の大きな差は、これらの物質のスペクトルとブドウ糖のそれとの間の高
度の類似性を逆に表している事実の反映である。該インターフェアするスペクトルがブドウ糖スペクトルに類似する場合については（すなわち、マンニトール及びデキストラン）、校正ベクトルに最大の変化がある。該インターフェアするスペクトルが該ブドウ糖スペクトルと異なる場合については（すなわち、ｎ−アセチルＬシステイン及びプロカインアミド）、インターフェレントを伴い及び伴わず得られる校正ベクトル間の差を検出することは難しい。
【０３６０】
論じられた方法の過程は１実施例では、適当な記憶装置に記憶されたインストラクション（コードセグメント）を実行する処理システム（すなわち、コンピュータ）の適当なプロセサー（複数を含む）により行われることは理解されよう。該開示された方法と装置が何等特定の実施法又はプログラミング技術に限定されず、該方法と装置がここで開示された機能を実施するどんな適当な技術を使って実現されてもよいことは理解されよう。該方法と装置は何等特定のプログラミング言語又はオペレーティングシステムに限定されない。加えて、有線又は無線通信により通信する該装置の種々の部品は１つのハウジング内に又は多数ハウジング内に含まれてもよい。
【０３６１】
更に、該方法で使われる該インターフェレント、被検体又は母集団データは必要な時に更新、変更、付加、除去又は他の仕方で修正されてもよい。かくして、例えば、該方法にアクセス可能なインターフェレントのスペクトル情報及び／又は濃度は該方法を実施するプログラムのデータベースを更新又は変更することにより更新又は変更されてもよい。該更新は新しいコンピュータ読み出し可能な媒体を提供することにより又はコンピュータネットワーク上で行われてもよい。該方法又は装置に行われてもよい他の変更は追加的被検体の付加又は母集団スペクトル情報の変更を含むが、それらに限定されない。
【０３６２】
ここで説明された方法の各々の１実施例は、処理システム、例えば、１つ以上のプロセサーと埋め込まれたシステムの部分であるメモリー、によりアクセス可能な及び／又は実行可能なコンピュータプログラムを含む。かくして、当業者により評価される様に、開示された発明の実施例は、方法、専用装置の様な装置、データ処理システムの様な装置、キャリア媒体、例えば、コンピュータプログラム製品として具体化されてもよい。該キャリア媒体は１つの方法を実施するよう処理システムを制御するための１つ以上のコンピュータ読み出し可能なコードセグメントを担う。従って、開示された発明の種々の１つは、方法、全体的なハードウエア実施例、全体的なソフトウエア実施例又はソフトウエア及びハードウエアの側面を組み合わせる実施例、の形を取ってもよい。更に、開示された方法（測定値解析、インターフェレント決定、及び／又は校正定数発生、の開示された方法を含むがそれに限定されない）の何れかの１つ以上は１つ以上のコンピュータ読み出し可能なコードセグメント又はキャリア媒体上のデータコンパイレーションとして記憶されてもよい。ディスケット又はハードディスクの様な磁気記憶デバイス、メモリーカートリッジ、モジュール、カード又はチップ（単独で、又はより大きいデバイス内に設置されて）、又はＣＤ又はＤＶＤの様な光学的記憶デバイス、を含む何等かの適当なコンピュータ読み出し可能なキャリア媒体が使われてもよい。
【０３６３】
この明細書を通して“１実施例”又は“実施例”の言及は該実施例に関連して説明された特定の特徴、構造又は特性が少なくとも１つの実施例に含まれることを意味する。かくして、この明細書を通して種々の場所で、“１実施例で”又は“実施例で”の句の出現は必ずしも全てで同じ実施例を言及してはいない。更に、当業者にはこの開示から明らかな様に、特定の特徴、構造又は特性は何等かの適当な仕方で１つ以上の実施例で組み合わされてもよい。
【０３６４】
同様に、実施例の上記説明では、該開示をスムーズにして、１つ以上の種々の発明の側面の理解に役立つ目的で、時には本発明の種々の特徴は１つの実施例、図、又はその説明
に一緒にグループ化されることは評価されるべきである。しかしながら、この開示の方法はどんな請求項もその請求項に明示的に詳述されたより多くの特徴を要求する意図の反映と解釈されるべきでない。寧ろ、付記請求項が反映する様に、発明の側面は、何等かの１つの前記開示実施例の全てより少ない特徴の組み合わせの中にある。かくして、各請求項は別々の実施例として自立しながら、詳細説明に伴う請求項はここではこの詳細説明に明示的に組み込まれている。
【０３６５】
被検体検出システム、サンプル要素、被検体濃度計算用のアルゴリズムと方法、そして他の関連装置と方法に関する更に進んだ情報は特許文献４，８，６，９そして１で見出される。上記出版物の各々の全内容はここでの引用によりここに組み入れられ、本明細書の部分となる。
【０３６６】
多数の出願、出版及び外部の文書が引用によりここに組み入れられる。本明細書の本体文書の陳述と該組み入れられた文書の何れかの中での陳述の間の何等かの撞着又は矛盾は本体文書内の陳述を顧慮して解決されるべきである。
【０３６７】
２重目的センサー組立体
図４９−５１は、流体サンプルを抜き取り、ここで開示された被検体検出システムの実施例に供給するため使われてもよい流体ハンドリングシステムの追加の実施例を図解する。
【０３６８】
今図解の目的で、該図、特に図４９を参照すると、患者の血液の多数のパラメーターを間歇的にモニターしながら、注入流体を患者９１１１に注入するシステムが示される。該システムは、ソース９１１５から患者へ、注入チューブ９１１７，分析器９１２５，血液化学センサー組立体９１１９、及びカテーテル９１２１を経由して、前進方向に注入流体を汲む注入ポンプ９１１３を有する。該注入流体は、該流体が該患者への供給用の選択された栄養剤又は処方薬を組み入れてもよいが、適当な濃度の生理学的等張性食塩水溶液であるのが好ましい。
【０３６９】
適当な時に、システム制御器９１２３は該注入ポンプ９１１３にその方向を逆転させ、代わって、カテーテル９１２１を通り、該センサー組立体９１１９又は分析器９１２５内へ、患者９１１１から血液を抜き取らせる。このポンプ方向の逆転は、予め決められた時間間隔で、又は治療奉仕者により発せられる手動コマンドの制御器による受信時、に起こってもよい。
【０３７０】
１つの適当な血液化学センサー組立体９１１９が図５０に描かれている。それは複数の分析センサーを有し、各々は接する流体の別々のパラメーターを示す信号をもたらす。この様なパラメーターの例は、二酸化炭素、酸素、カリウム、カルシウム、及びナトリウムの濃度を有する。この様なセンサーにより検出されてもよい他のパラメーターは、ヘマトクリット、温度、及びｐＨを含む。
【０３７１】
望ましい分析を行うために、患者の血液のサンプルは、それが該センサー組立体９１１９の全ての該分析センサーと接触する位置内に抜き取られるべきである。加えて、接する注入流体による血液の何等かの希釈効果を最小化するために、充分な追加血液が抜き取られるのが好ましい。
【０３７２】
該患者の血液サンプルが適当な位置へ抜き取られた後、該種々の分析センサーからの電氣信号が読まれ、分析器９１２５により分析される（図４９）。該センサーが読み取られる前に、約８秒の短い安定時間の経過が許されるのが好ましい。該分析器は該センサーからの電氣信号を、該患者の血液の、１つ以上の成分の濃度の、又は他のパラメーターの、
対応する指示に変換する。これらの指示は該患者をモニターする治療奉仕者により読まれてもよい。
【０３７３】
１実施例では、該分析が完了した後、制御器９１２３は、ポンプ９１１３をその前進方向で運転し、該血液サンプルをセンサー組立体９１１９から患者９１１１内へ戻るようフラッシュしてもよい。次いで患者内への注入流体のポンプ作用が再開する。このポンプ作用は時間当たり約１から１０ｍｌの比較的低い流量で起こってもよい。
【０３７４】
もう１つの実施例では、制御器９１２３は、例えば、インターフェレントの存在下で被検体の濃度を推定するスペクトロスコープ的方法（図３１参照）、又は試薬を用いるか、又は用いないか、何れかの電氣化学的方法（図５８Ａ参照）、の様な、ここで論じられたスペクトロスコープ的、又は非スペクトロスコープ的、の何れかの方法を用いた更に進んだ分析用に、血液サンプルを該センサー組立体９１１９から分析器９１２５内へ、その後退方向で抜き取るために、ポンプ９１１３を運転してもよい。
【０３７５】
なおもう１つの実施例では、制御器９１２３は、該センサー組立体９１１９に該サンプルの何等かの分析を行わせることなく、該血液サンプルを該センサー組立体９１１９から分析器９１２５内へ抜き取るために、ポンプ９１１３をその後退方向へ運転してもよい。
【０３７６】
該注入ポンプ９１１３がその後退方向に運転される時、それは患者の血液を実質的に一定流量で抜き取る。しかしながら、該センサー組立体９１１９と該患者９１１１の間に配置されたカテーテル９１２１の長さと内部容積は変わり得るので、該血液を単に固定持続時間抜き取ることが、該血液がセンサー組立体内のその望ましい位置に達することを保証することは出来ない。従って、該血液サンプルのその望ましい位置への到着を検出する或る手段が助けになる。必要ならば、該血液サンプルのその望まれる位置への到着を検出する、専用センサーが該センサー組立体内に提供されてもよい。しかしながら、この様な専用センサーは該センサー組立体に費用と複雑さを増させる。
【０３７７】
該センサー組立体内のその望ましい位置へ該血液サンプルの到着を検出するための、センサー組立体９１１９内のこの様な専用センサーのニーヅは、該組立体内に既にある１つ以上の分析センサーからの信号をモニターするよう該制御器９１２３を構成することにより解消されてもよい。モニターされるセンサー又は複数センサーからの予め決められた信号又は信号変化の検出に応答して、該制御器は後退方向の該ポンプの運転を止める。
【０３７８】
上記で述べた様に、接する注入流体の希釈効果を最小化するために、サンプルがモニターされる分析センサーに最初に到着した後、追加量の血液が患者９１１１から抜き取られる。何等かのこの様な希釈効果を完全に除去するためには数ミリリットルが有用であるが、該効果は、血液がモニターされるセンサーに達したと検出された後、約０．１−１．０ｍｌの追加血液を抜き取るだけで、受け入れ可能な程少ない、そして繰り返し可能な、レベルに減じられ得る。従って、制御器９１２３は、ポンプ９１１３をスイッチオフする前に、該血液サンプルが該センサーに到着したことを検出した後は、必要などんな持続時間の間、血液の抜き取りを続けるようプログラムされてもよい。
【０３７９】
加えて、該制御器９１２３は、もし患者の血液サンプルの到着がポンプ逆転の始動に続く予め決められた最大持続時間内に検出されないなら、そして又もし該到着が予め決められた最小持続時間の前に起こったことが検出されたなら、警報を駆動し、該注入ポンプ９１１３をスイッチオフするようプログラムされるのが好ましい。これは、該ポンプが、センサー故障又は他のシステム故障の場合、患者から血液を無限に抜き取るよう運転しないことを保証し、それは又、該治療奉仕者が、起こり得るセンサー故障、注入チューブ９１１７又はカテーテル９１２１内の閉塞、又は他のシステム故障に対し警報されることを保証する。
【０３８０】
再び図５０を参照すると、図４９，５２又は５８で図解されたそれらの様なシステムに組み込まれ得る血液化学センサー組立体９１１９の第１実施例が示される。該センサー組立体は、二酸化炭素センサー９１２７，酸素センサー９１２９，カリウムセンサー９１３１，サーミスター９１３３，カルシウムセンサー９１３５，ナトリウムセンサー９１３７，及びｐＨセンサー９１３９を有する、多数の分析センサーを備えるよう描かれている。各センサーは特定の成分の濃度、又はそれに接して配置されたどんな流体でも、それのもう１つのパラメーター、を示す電気信号を作る。該二酸化炭素センサー及び酸素センサーのみならず基準電極９１４１も該組立体の第１室９１４３に隣接して配置される、一方残りのセンサーは第２室９１４５に隣接して配置される。
【０３８１】
３つの導電スリーブ９１４７ａ、９１４７ｂ及び９１４７ｃは、第１室９１４３の入り口、第１及び第２室９１４５の間、及び第２室の出口、にそれぞれ位置付けられる。該スリーブは金属を含み、好ましくはテンレス鋼を含むのがよい。該スリーブは隣接流体に直接接触するよう配置され、該スリーブ９１４７ａと９１４７ｂは合わせて短絡される。該スリーブは幾つかの機能に役立つ。第１に、該３つのスリーブは全部で、スリーブ９１４７ｂとスリーブ９１４７ｃの間の流体の電気伝導度を測定することにより動作する、ヘマトクリットセンサーの部分を形成する。第２に、該スリーブ９１４７ａと９１４７ｂは、患者９１１１を電気ショックから保護するために、分離された電気的接地に接続される。第３に、該３つのスリーブは全部で、電流がカテーテル９１２１と注入チューブ９１１７に沿って流れることを取り除こうとするノイズ低減回路（図に示されてない）の部分を形成しており、該電流は、さもなければ、種々のセンサー９１２７−９１３９により作られる信号とインターフェアするに至るものである。適当なノイズ低減回路の例が特許文献１０で開示されている。
【０３８２】
該可逆注入ポンプ９１１３が患者９１１１から血液サンプルを抜き取ると、該血液は最初に二酸化炭素センサー９１２７と、そして、間もなくその後、該カルシウムセンサー９１３５と検出用接触を行う。該血液サンプルが該二酸化炭素センサーに達すると、発生する信号は増加し始めるが、それは血液が通常食塩水溶液注入流体が担うよりも実質的に多い溶解二酸化炭素を担っているからである。該分析器９１２５が該二酸化炭素センサーからの信号が、そのベースラインレベルの上５から１５ｍＶの範囲のレベルへ上昇するのを検出すると、タイマーが賦活される。
【０３８３】
該タイマーの賦活後、該分析器９１２５はカルシウムセンサー９１３５により作られる信号をモニターし始める。その信号は該タイマーの賦活後７から１０秒内にそのベースラインレベル上の同様な上昇を示す筈である。これは、血液が通常、使われる該注入流体が担うより実質的に多いイオン化カルシウムを担っているからである。もし該カルシウムセンサー信号の期待される上昇がこの時間内に事実起こるなら、該血液サンプルが二酸化炭素サンサー９１２７及びカルシウムセンサー９１３５の両者に達したことが結論付けられる。
【０３８４】
該分析器が該カルシムセンサー９１３５からの信号レベルの上昇を検出した後、制御器９１２３は、患者９１１１からの血液の追加の約０．１から１．０ｍｌを抜き取るに充分な時間の間該注入ポンプ９１１３を後退方向に運転し続ける。該センサー組立体９１１９の内部構造は、血液サンプルの先導エッジが該組立体ハウジング内に配置された配管９１４９の長さに沿う、殆ど全路分、引かれるようになっている。この位置で、該血液サンプルは該組立体の残りの分析センサー９１２７−９１３９の全てと検出用接触を行う筈である。該抜き取られる血液の先導エッジは該組立体ハウジング内に留まるのが好ましいが、それは美容的理由と、過剰な量の血液の抜き取りにより起こる過度の遅延を避けるためと、の両方からである。
【０３８５】
指示された追加量の血液が患者９１１１から抜き取られた点で、該分析センサー９１２７−９１３９の何れか又は全部から読み取りが行われる。分析器９１２５はこれらのセンサーからの様々な信号を読み、それらを患者の血液化学の状態の指示に変換する。次いで該分析器はこれらの血液状態を、プリント記録、光学的デイスプレー、デジタルデータ伝送又は何等かの他の適当な手段を介して治療奉仕者へ通信してもよい。
【０３８６】
該血液化学システムは又、もし欠陥又は他の故障条件が検出されたなら、治療奉仕者に警報する安全／警報の特徴を有してもよい。例えば、分析器９１２５が該二酸化炭素センサー９１２７及び／又はカルシウムセンサー９１３５からの信号の期待される上昇を検出することなく、該注入ポンプ９１１３の逆転後、予め決められた最大時間が経過したなら、故障条件が存在すると決定される。これは、例えば、ライン内の閉塞又は該センサーの１つ又は両者の故障に依る可能性がある。これが起こると、制御器９１２３はポンプの運転を止め、該治療奉仕者に警報するためにアラーム９１５０（図４９）を賦活する。更に、もし該ポンプの逆転後、該二酸化炭素センサー及び／又はカルシウムセンサーからの信号に実質的に突然の変化が気付かれるなら、空気バブルが該ライン内に存在すると決定される。又、これが起こると、該制御器はポンプの運転を止め、治療奉仕者に警報するためアラームを駆動する。
【０３８７】
今図５１を参照すると、図４９，５２又は５８で図解されるそれらの様なシステム内への組み込みに好適な血液化学センサー組立体９１１９’の第２実施例が示される。このセンサー組立体は、１つの分析センサー９１５１，すなわちブドウ糖センサーだけを有するよう描かれている。それは、それに接して配置されるどんな流体でもその中のブドウ糖の濃度を示す電氣信号を作る。該センサーは該組立体の１つの室９１５３に隣接して配置される。抜き取られた血液サンプルの到着の検出で使用するために、導電スリーブ９１５５ａと９１５５ｂがそれぞれ該室の入り口及び出口に配置される。該導電スリーブは金属を含んでもよく、好ましくはステンレス鋼を含むのがよい。図５０のセンサー組立体９１１９の導電スリーブ９１４７ａ、９１４７ｂ及び９１４７ｃを有する場合に於ける様に、これらのスリーブ９１５５ａ、９１５５ｂも又、ショックを防止し、ノイズ低減回路で使われる電極を形成するために、分離された電気的接地を提供するよう使われ得る。適当なノイズ低減回路の例は特許文献１０に開示されている。
【０３８８】
図５１のセンサー組立体９１１９’で、分析器９１２５は、２つのステンレス鋼スリーブ９１５５ａ、９１５５ｂの間の流体の導電率をモニターすることにより、室９１５３のサイトへの抜き取り血液サンプルの到着を検出する。該導電率が指示されたしきい値を超えて検出された時、この様な到着が推測される。次いで、隣接注入流体の希釈効果を最小化するために約０．４ｍｌの追加血液容積が抜き取られる。それにより、該血液サンプルの先導エッジは、該組立体ハウジング内に配置された配管９１５７の長さに沿う、殆ど全路分、抜き取られる。追加の配管長さは１対の隔てられたスプール９１５９ａ及び９１５９ｂの周りに該配管を捲き付けることにより提供される。
【０３８９】
図４９のシステムが、各々が特定のパラメーターに感応的な多数のセンサーを有する特殊なセンサー組立体内に、患者から血液サンプルを間歇的に抜き取り、患者の血液化学をモニターする改良システム、を提供することは、前記説明から評価されるべきである。１実施例では、これらの種々のセンサーにより作られる信号が読み取られた後、該システムは該血液サンプルを患者内に戻るよう再注入する。他の実施例では、該システムは該血液サンプルを分析器内へ輸送する。該センサー組立体内の望ましい、最適位置への連続するサンプルの抜き取りは、１つ以上の該分析的センサー自身により作られる信号をモニターすることにより達成される。これは、注入チューブ及びカテーテルが種々の長さと内部容
積を持つことを可能にし、望まれる位置への該血液サンプルの到着を検出する別のセンサーのニーヅを解消する。患者の血液化学をモニターするシステムに関する更に進んだ詳細は、引用によりここに組み入れられ、本明細書の１部をなす特許文献１１で見出される。
【０３９０】
流体サンプル収集及び供給システム
図５２−５７は、流体サンプルを抜き取り、ここで開示される被検体検出システムの実施例に供給するため使われる流体ハンドリングシステムの追加の実施例を図解する。
【０３９１】
図５２を参照すると、繰り返し式個別血液サンプリング装置のブロック線図が示される。描かれたシステムは血液サンプルをテストサイト又は適当なコンテナーへ供給するが、どんな体液も同様に適合させられ、従って該システムが流体サンプル収集及び供給システムと呼ばれてもよいことが理解されるのは言うまでもない。図５２で見られる様に、カテーテル９３０４を有する入り口端部で終端する、血液サンプル供給ライン又は柔軟なサンプル移送チューブ９３０１が示されている。カテーテル９３０４は患者の血管内、又は分析される流体の体外ソース内、に直接挿入されてもよい。移送チューブ９３０１の出口端部は、血液サンプル分析器９３５０に付随するサンプル供給ノズル９３０７に接続される。血液サンプル分析器９３５０は広く入手可能であり、この様な機器は、ディスペンスされた血液サンプルを分析する、又はテストを行う、よう動作する。血液サンプル分析器９３５０は、例えば、図３の被検体検出システム３３４，図１７，４４又４６の被検体検出システム１７００又は図５０及び５１の被検体検出システム９１１９又は９１１９’の様な、ここで開示される被検体検出システムの実施例の何れかを有してもよい。代わりに、どんな適当な被検体検出システムが該血液サンプル分析器９３５０として使われてもよい。
【０３９２】
図５２は、ノズル９３０７及びチューブ９３０１に接続される、ＴＳ／ＷＳ／ＳＳと呼ばれるモジュール９３５２を示す。このモジュール９３５２は、チューブ９３０１とノズル９３０７をテストサイト（ＴＳ）位置からウエーストサイト（ＷＳ）位置又はサンプルサイト（ＳＳ）位置へ押す、ソレノイド又は他のデバイスであってもよい。説明される様に、該システムは、検出器９３３１を介して、何時、真の血液サンプルがノズル９３０７にあるかを決定し、該テストサイトの該サンプルを分析器９３５０又はサンプル供給サイトの適当なサンプルコンテナーへデイスペンスする。全ての他のモードでは、ノズル９３０７は該流体をウエーストサイトのウエーストレセプタクル、又は適当なサンプルコンテナー内へリリースする。真の血液サンプルがノズル９３０７にある時は、ロジック制御部９３４０は、ノズルを該ウエースト又はサンプルサイトから、テストサイトに位置付けるよう該ＴＳ／ＷＳ／ＳＳモジュール９３５２を操作する。人が確認することが出来る様に、多くのデバイスがそうするよう操作することが出来る。該血液サンプル移送チューブ９３０１は例によれば、約２．１６ｍｍ（約０．０８５インチ）の外径で、約１．０２ｍｍ（０．０４０インチ）の内径を有するプラスチックチューブから成る。
【０３９３】
洗浄用流体溶液入り口ポート９３１２は、例えば、約１０．２から１５．２ｃｍ（４から６インチ）の様に、カテーテル９３０４に実用的に近い点で、移送チューブ９３０１に接続される。用語“洗浄用流体”は噴射可能な規定の食塩水の様な等張性溶液を有する。第２の入り口ポート９３１３は該入り口端部の反対の側の、洗浄用流体溶液入り口ポート９３１２から約２．５ｃｍ（約１インチ）の所で移送チューブ９３０１に接続される。該入り口ポート９３１３は、血液サンプル及び洗浄用流体溶液と比較的混和し難い流体の導入用に使われる。蠕動ポンプ９３２５のインペラーは、移送配管９３０１を通りノズル９３０７へ出る流体を抜き取る蠕動作用を創るために、サンプル供給ノズル９３０７に近いセクション９３０６上で移送チューブ９３０１と協同作用する。柔軟チューブ内の流体を導き、汲むよう動作する蠕動ポンプは良く知られており、この様なポンプの多くの例が従来技術で存在する。該洗浄用流体とサンプルラインをドライブするために１つのポンプが示されているが、第１及び第２ポンプが同様に使われてもよいことは理解される。もし別々のポンプが使われるなら、流量の制御は簡単化される。しかしながら、１つのポンプによりドライブされる洗浄用流体とサンプルラインの間の分離を得るよう、簡単なポンプ９３２５のインペラー又はフィンガーを構成することは可能である。シーケンシャルな血液サンプルの相互汚染を最小化する目的で、移送チューブ９３０１は、その表面が本質的に疎水性でありそして、血液、又は液体血液生まれの薬剤又は変換血液成分に、他の仕方で非接着性である、例えばシリコンプラスチックの様な、出来るだけ近似的に１本の中断されない長さの引き抜きエラストマー配管を含むのがよい。移送チューブ９３０１への入り口ポート９３１２及び９３１３とカテーテル９３０４の取り付けは、説明される様に、血液サンプル間で残渣を移送する流体よどみ範囲の発生を最小化するよう作られる。
【０３９４】
洗浄流体溶液供給チューブ９３０２は、洗浄流体リザーバー９３０９から洗浄流体を輸送するための１方向バルブ９３１７により入り口ポート９３１２へ接続される。蠕動ポンプ９３２５のインペラー又はフィンガーは、洗浄流体入り口ポート９３１２を通り移送チューブ９３０１内への洗浄流体の噴射を引き起こすために、サンプルチューブに於けると同じ対応するセクション９３０６上で、該洗浄流体供給チューブ９３０２と協同作用する。１方向バルブ９３１７は、蠕動ポンプ９３２５の普通動作により引き起こされる洗浄流体供給チューブ９３０２内の流れの周期的、部分的逆転を防止する。これは、サンプル移送チューブ９３０１内の血液が、洗浄流体入り口ポート９３１２を通しては決して抜き取られ得ないことを保証する。血液サンプル移送チューブ９３０１内よりも、洗浄流体供給チューブ９３０２内で、もっと多くの容積の流体が流されることを保証するために、範囲９３０６に沿うように向けられたチューブ９３０１及び９３０２のセクションは比較的同一性のエラストマー配管から成る。これら２つのチューブ間の一定比率流れは、洗浄流体溶液供給チューブ９３０２に対する移送配管９３０１の、例えば１０％の様な、僅かな延長により達成される。この延長は、１つのチューブが該流れ容積を制御するもう１つに対し引き延ばされる範囲９３０６内で起こる。チューブ９３０１及び９３０２のセクション９３０６は、説明される様に、ポンプ及びインスツルメントハウジングに付随するカセット（図５４）組立体内に配置される。かくして、洗浄流体は、蠕動ポンプ９３２５が移送チューブ９３０１を通して流体を抜き取る割合より比例的に大きい割合で、入り口ポート９３１２により、移送チューブ９３０１内へ時々噴射される。洗浄流体供給チューブ９３０２に接続されたダイアフラム型圧力スイッチ９３３３は、カテーテル９３０４又は血液サンプルが収集される血管、の閉塞を示す、サンプル移送チューブ９３０１及び洗浄流体供給チューブ９３０２の両者の過圧条件を検出するよう役立つ。
【０３９５】
固定容積ダイアフラムポンプ９３１４の出口は、空気の様な非混和性流体の制御された容積のバブルを移送配管９３０１内へ噴射するために、移送チューブ９３０１の入り口ポート９３１３へ直接接続される。示されてない、ダイアフラムポンプ９３１４の入り口は、周囲空気へ直接開かれるか、又は不揮発性フルオロカーボン液体の様な非混和性流体材料のリザーバーへの配管手段により配管されてもよい。ロジック制御器９３４０からの制御信号によりドライブされるソレノイド駆動のニューマチックポンプ９３２４はチューブ９３０３を通して圧力パルスを送る。このパルスは該ダイアフラムポンプ９３１４を駆動し、入り口ポート９３１３によりサンプル移送チューブ９３０１内への非混和性流体の制御された容積のバブルの噴射に帰着する。
【０３９６】
蠕動ポンプへの入り口に配置された第１配管ピンチバルブ９３２１が移送チューブ９３０１に付随して示される。該バルブ９３２１は、賦活された時、入り口ポート９３１３と供給ノズル９３０７の間の移送チューブ９３０１内の流体流れを防止する。第２配管ピンチバルブ９３２２も蠕動ポンプへの入り口に配置され、洗浄流体供給チューブ９３０２に付随する。バルブ９３２２は、賦活された時、洗浄流体入り口ポート９３１２により、移送チューブ９３０１内への洗浄流体の流れを防止する。ピンチバルブ９３２１及び９３２２は、サンプル移送チューブ９３０１及び洗浄流体チューブ９３０２内で、様々な時に、独立流体流れを許容するようロジック制御器９３４０により制御される。後で説明される様に、バルブ９３２１及び９３２２は該ポンプに付随するカセットに隣接する範囲内に配置される（図５４）。蠕動ポンプは一般にパルス流体流れを提供する。この動作は、スクラブ作用を高めるパルス流れ乱れが達成されると同じ度合いに依り、スクラブモードで有利に使われる。キープオープン流れモードでは、ポンプの既知ピンチオフ時間を補償し、より一定の流れを保持するためのポンプ速度の増加を引き起こすことにより、比較的一定の流れが達成される。この動作は、流体ピンチオフゾーンが規定されるようポンプの回転位置をモニターし、流体供給を最適化するためにこの情報を使うことにより、達成される。
【０３９７】
流体検出器９３１８は血液サンプル移送チューブ９３０１に付随し、カテーテル９３０４と洗浄流体入り口ポート９３１２の間の点に配置される。該検出器９３１８は、どんな流体がサンプル移送チューブ９３０１内を通過しているかを識別するが、他の点ではバブル検出器として役立つ。サンプル移送チューブ９３０１に付随する第２流体検出器９３３１はどんな流体がデイスペンスされようとしているかを識別するために、出口ノズル９３０７に実用程度に近く、例えば約２．５４から５．０８ｃｍ（１から２インチ）に、配置される。
【０３９８】
ロジック制御器９３４０のリード線は双チャンネル蠕動ポンプ９３２５のドライブモーター９３２３，ニューマチックポンプ９３２４，配管ピンチバルブ９３２１及び９３２２に、出力ターミナルボード９３４１を通して接続される。信号入力ターミナルボード９３４１により、制御器９３４０は、サンプル移送チューブ９３０１内の血液サンプル、洗浄用流体及び非混和性流体の流れを協調させるために、流体又はバブル検出器９３１８及び９３３１、及び圧力スイッチ９３３３に接続され、それらに応答しており、それにより該血液サンプルを入り口又はカテーテル端部から出口又はノズル端部へ輸送する。
【０３９９】
ロジック制御器９３４０は又図５４に示す様に種々のデータ入力及び出力デバイスとインターフエースするよう適合されている。これらはデイスプレーデバイス９３４３，キーボード９３４８，プリンター（示されてない）、ＲＳ２３２の様な標準データインターフエース、及び血液テストデバイス及び注入装置への接続部を有してもよい。
【０４００】
ロジック制御器９３４０は高レベルの動作及び安全を保証する前記機能の望ましいモニタリングを提供するよう、全ての本質的システム機能に接続される。更に、ロジック制御器９３４０はモニターされたデータをメモリー内に記憶し、抜き取られた血液の容積、注入された流体の容積、及び取られたサンプル数の様な関連データを、予め決められたフォーマットで、呼び出す能力を有する。
【０４０１】
全てのシステム機能はロジック制御部９３４０を通してモニター可能で、制御可能であり、該システムは最大の安全、快適性、性能、正確さ及び使い易さを、患者及び臨床医に提供するよう設計される。
【０４０２】
制御部９３４０は、流体サンプラー、テストデバイス及び注入装置から受信した信号に応答して治療慣行と一貫した或る決定を行うことが出来る。
【０４０３】
実際的見方から、サンプル流体収集のサイトに最小ハードウエアを置き、そして患者の不快感の面倒を見る、機能的組立体内に、説明された種々のシステム部品を構成することが簡便であることは理解されよう。かくして、入り口ポート９３１２及び９３１３，ダイアフラムポンプ９３１４，１方向バルブ９３１７，そして流体検出器９３１８が全て組立体モジュール９３１１内に含まれる。例えば、幅約２．５４ｃｍ（１インチ）、長さ約５
．０８ｃｍ（２インチ）そして厚さ約１．２７ｃｍ（０．５インチ）程の小寸法のモジュール９３１１。この様な組立体はカテーテル９３０４の挿入サイトの近くに近接した患者の腕に簡便にテープ付けされてもよい。モジュール９３１１は、ロジック制御部９３４０，分析器９３５０、ポンプ、バルブ、アクチュエーター及び検出器を有するインスツルメント９３５１（破線）に、サンプル移送チューブ９３０１，洗浄流体供給チューブ９３０２，ニューマチックチューブ９３０３，そして流体検出器制御及び出力ライン９３１９を含む、例えば、約０．９１から約２．４４ｍ（３から８フィート）長さの柔軟なアンビリカル９３０８により接続される。洗浄流体供給チューブ９３０２内の配管コネクター９３１６及び手動配管ピンチクランプ９３１５は、インスツルメント動作中洗浄流体リザーバー９３０９の変更での簡便さのために提供される。該モジュール９３１１は図５５及び５６に詳細に示され、流体マニフォールド及びバブル検出器組立体と呼ばれる。
【０４０４】
血液サンプル収集及びシステムパージングの過程を理解する中では明らかなので、図５３Ａから５３Ｋは種々の動作位相でのサンプル移送チューブ９３０１の中味と状態の詳細を略図で描いている。これらの略図で同一の構造的特徴は図５２で使ったと同じ数字呼称で呼ばれている。
【０４０５】
図５３Ａにはカテーテル９３０４の直近領域を除けば、洗浄流体溶液で充たされたサンプル移送チューブ９３０１が示される。この動作位相では、セクション９３０６に沿うサンプル配管９３０１上で作用する蠕動ポンプ９３２５は、血管９３１０から、カテーテル９３０４を通り、サンプル移送チューブ９３０１の入り口端部内へ血液９３６０の抜き取りを始める。入り口ポート９３１２及び９３１３ではサンプル移送チューブ９３０１内へ又はそれから外へ流体の移送はない。ポンプ作用により押し出された洗浄流体の液滴９３６７はノズル９３０７からデイスペンスされる。
【０４０６】
図５３Ｂでは、例えば、０．２５秒の様な僅か後の時刻のサンプル移送チューブ９３０１を示す。血液９３６０は入り口ポート９３１２及び９３１３を過ぎて抜き取られる。幾らかの拡散作用が血液を洗浄流体入り口ポート９３１２に入らせることを気付くが、しかしながら洗浄流体供給チューブ９３０２内の洗浄用流体の静止条件は別途、入り口ポート９３１２内への血液の可成りの貫入を抑制する。
【０４０７】
図５３Ｃでは、図５３Ｂの状態は、入り口９３１３を通しての７から１０マイクロリットルの空気の様な小容積の非混和性流体の噴射により変えられる。これは該チューブ９３０１内での前記非混和性流体のバブル９３６５を形成する。バブル９３６５はサンプル移送チューブ９３０１の断面全体を充たすが、入り口ポート９３１３と洗浄流体入り口ポート９３１２の間の直線距離を越えない長さである。該バブル９３６５はサンプル移送チューブ９３０１内に抜き取られた血液９３６０内に分離バリヤを創る。バブル９３６５の長さを制限することにより、後で説明するサンプル移送チューブ９３０１内の逆流は、バブル９３６５のどんな部分も血管９３１０内へ注入される事態を引き起こさせ得ないことはわかるであろう。
【０４０８】
図５３Ｄ及び５３Ｅは、第２バブル９３６９と第３バブル９３７０がサンプル移送チューブ９３０１内に入らされ、それにより例えば各々が１０から１００マイクロリットルの分離血液カラム９３６２と９３６３を創る比較的後の時期の、同じシステムを描いている。機能では、バブル９３６９の通過後、サンプル移送チューブの内面と接触して留まる洗浄流体の何等かの残渣を集めることが、先導血液カラム９３６２の目的である。該バブル９３６９は更に、血液カラム９３６２の通過後、サンプル移送チューブ９３０１の内面上の何等かの追加残渣が、分離血液カラム９３６３内に含まれる血液９３６０単独の特性のみを示すことを保証する。９３６２の様な分離血液カラムの数と線長は、分析されるべき分離血液カラム９３６３の通過の前に、サンプル移送チューブ９３０１の内面の調整を最良に達成するよう選択されることは理解されるだろう。
【０４０９】
図５３Ｆは約０．１秒後の同じシステムを描いている。洗浄流体溶液９３７１は、サンプル移送チューブ９３０１を通して蠕動ポンプ９３２５により流体が抜き取られる速度より、僅かに大きい速度で入り口ポート９３１２によりサンプル移送チューブ９３０１内に入り始める。かくして、血液９３６０は洗浄流体入り口ポート９３１２の入り口点でサンプル移送チューブ９３０１内のその流れを逆転させられ、カテーテル９３０４により血管９３１０内へ再注入される。この様な逆流の意図は、該サンプル移送チューブ９３０１を清掃し、洗浄流体入り口ポート９３１２とカテーテル９３０４間及びカテーテル９３０４自身の出来るだけ近くを、血液９３６０の全てのトレースから清掃して維持することである。
【０４１０】
図５３Ｇで、血液カラム９３６２と９３６３は、第２バブル９３６９がバブル検出器９３３１により検出され、それにより血液サンプルカラム９３６３の先導境界の位置を識別する点まで、サンプル移送チューブ９３０１に沿って更に導かれる。非混和性流体のバブルの列９３６６は、非混和性流体入り口ポート９３１３と血液カラム９３６３の間でサンプル移送チューブ９３０１内に含まれる洗浄流体内に噴射される。該バブル列９３６６は、入り口ポート９３１３からサンプル移送チューブ９３０１の内面上のスクラブ作用を提供するため使われ、それにより次の血液サンプルに影響する血液９３６０の残査を除去する。カテーテル９３０４と洗浄流体入り口ポート９３１２の間の洗浄流体の逆流は、この配管セクション内に前に含まれた全ての血液９３６０を血管９３１０内へ再注入させる。その後、引き続いた逆流は、洗浄流体がカテーテル９３０４を通して血管９３１０内へ注入されさせ、両者は該配管及びカテーテルの内面を洗浄し、“キープオープン流れ”を維持する。
【０４１１】
図５３Ｈで、流体は更に、血液サンプルカラム９３６３の先導境界がノズル９７０７の開いた端部へ進み、血液テストデバイス９３５０へのデイスペンスの用意が出来る点まで、サンプル移送チューブ９３０１内で動かされる。前に、図５３Ａから５３Ｈまでの９３６７としての流体液滴は、示されてないウエーストリザーバーへディスペンスされる。血液サンプル９３６３が検出されると、柔軟チューブ端部とノズル９３０７は、テストサイト又はサンプル準備サイトにノズル９３０７を導くよう、ロジック制御部９３４０により、ソレノイド又は他のデバイスで動かされる。かくして血液サンプルカラムの位置付けはロジック制御モジュール９３４０により実施される（図５２）。これは、検出器９３３１とノズル９３０７の開放端部の間の与えられたプリセット距離と、既知の蠕動ポンプ９３２５の特性を考慮することにより実施される。
【０４１２】
図５３Ｉで、血液サンプルカラム９３６３の測定された部分９３５９は、図５２のロジック制御モジュール９３４０による蠕動ポンプ９３２５の制御により決定された様に、テストサイトに配置された血液テストデバイス９３５０へディスペンスされる。図５３Ａから５３Ｉまでに描かれた全過程は例えば約１．８２ｍ（６フィート）の長さのサンプル移送チューブ９３０１用で１５秒内に達成される。
【０４１３】
該血液テストデバイス９３５０は、例えば、図１７，４４，又は４６の被検体検出システム１７００、又は図５０及び５１の被検体検出システム９１１９，又は９１１９’又は何等かの他の適当な被検体検出システムの様な、ここで開示した被検体検出システムの実施例を有してもよい。或る実施例では、血液サンプルカラム９３６３の測定された部分９３５９は、該測定された部分９３５９の少なくとも１部分が、図３のユニット３３４の様な、被検体検出システムへ移送される前に、図３のユニット３３２と概ね同様な、サンプル準備ユニットにディスペンスされ、それにより処理されてもよい。或るこの様な実施例では、該ユニット３３４は図１７，４４，又は４６の被検体検出システム１７００と同様であってもよい。他の実施例では、該測定された部分９３５９は該流体ハンドリングシステムにより追加的に処理され、輸送されてもよい。
【０４１４】
図５３Ｊでは、図５３Ｉに於ける様なサンプル移送チューブ９３０１内に前に残っていた血液の全部はウエーストサイトへ追い出される。サンプル移送チューブ内の全容積は今や洗浄流体又は洗浄流体と図５３Ｇに於ける様なバブル９３６６との組み合わせで充たされる。バブル列９３６６（図５３Ｇ）内のバブルの数及びそれら間の距離と、サンプル移送チューブ９３０１内の洗浄流体と非混和性流体バブルの流れが保持される時間と、は該サンプル移送チューブ９３０１内の血液残渣の除去を最良に達成するために可変的であってもよいことは理解されよう。
【０４１５】
図５３Ｋでは、ロジック制御部により操作されるピンチバルブ９３２１は、洗浄流体入り口ポート９３１２を通る洗浄流体の連続する流入が、洗浄流体流れの全てをカテーテルを通り血管９３１０内へ導かれさせるように、蠕動ポンプ９３２５へのサンプル移送チューブ９３０１の入り口を阻止する。この点で該洗浄流体供給チューブ９３０２上の蠕動ポンプ９３２５の駆動作用は、例えば時間当たり５ｍｌの様に、カテーテル９３０４内で普通のキープオープン洗浄流体流量を保持するよう減じられる。これはロジック制御部９３４０により容易に実現される。
【０４１６】
図５３Ａから５３Ｋに描かれた処理過程が、テストされるべき血液サンプルを抜き取り、該サンプルを、サンプル収集サイトから遠隔の位置のテストデバイス又はサンプル準備ユニットへディスペンスし、該血液サンプルの純度を、それがソース血管９３１０からのその除去により分析見通しから本質的に影響されずに留まるよう、維持し、該サンプルを血液テストデバイス９３５０へ移送する過程を取り、該移送過程に続く血液サンプルにより接触される表面をクリーン化し、カテーテル９３０４内のキープオープン流れを確立し、該サンプリング過程が完了した後、血管９３１０内の凝固血液の様な材料からクリヤにそれを保持する、機能を達成するよう意図されることは理解されよう。更に、図５２の固定容積ダイアフラムポンプ９３１４が、ソース血管９３１０内への空気又は他の非混和性流体の起こり得る危険な噴射を防止するよう役立つことは理解されよう。更に、空気バブルが事実、洗浄流体リザーバー９３０９から洗浄流体供給チューブ９３０２を通過することは理解されよう。かくして図５２のバブル検出器９３１８は、この様な噴射の前に、この様なバブルの存在をロジック制御モジュールに合図することにより、血管９３１０内への非混和性流体バブル噴射からの保護をもたらす。
【０４１７】
図５４を参照すると、血液サンプル収集、遠隔サイトへの供給そして診断分析、用の実用的システムが示される。簡単に説明すると、該システムは恒久及び使い捨て部品に分けられる。該恒久的インスツルメントセクションは、可視モニター及びデータ入力モジュール９３４３、血液サンプル収集及び供給システムモジュール９３５１、そして血液テストシステムモジュール９３５０を有する。これらのモジュールはインスツルメントハウジング９３４９内に収容されるが、該ハウジングはクランプ（示されてない）を介して従来のＩＶポールから懸垂されるか、又は簡易な水平面上に静止するよう設計される。該使い捨て部品は、流体マニフォールド及びバブル検出器組立体モジュール９３１１，配管及び電氣的アンビリカル束９３０８，カセット９３３４そして洗浄流体リザーバー９３０９を含む。インスツルメントアクセスドア９３５２の背後に定在する血液テストデバイスカセット及びアクセスドア９３５３の背後に定在するウエースト流体コンテナーは示されてない。
【０４１８】
オペレーターの便宜用に、使い捨て血液サンプルは、サンプル移送チューブ９３０１に直接接続されたカテーテル９３０４と、配管及び電氣的アンビリカル束９３０８によりカセット９３３４に接続される流体マニフォールド及びバブルセンサー組立体９３１１と、
を有する単一組立体として提供される。使用時、カセット９３３４はインスツルメントハウジング９３４９の凹部９３３０内に位置付けられる。該アンビリカル９３０８は次いでサンプリングサイトへルート付けられる。サンプルされるべき血液を含む血管内へのカテーテル９３０４の挿入後、該流体マニフォールド及びバブルセンサー組立体９３１１は、カテーテル９３０４挿入のサイトに隣接する構造体へテープ付け又は他の仕方で取り付けられる。このサイトは例えば患者の腕でもよく、それにより、サンプル移送チューブ９３０１及びカテーテル９３０４のみならず該アンビリカル９３０８用の歪み緩和を提供する。該流体リザーバー９３０９は従来のＩＶ瓶又は普通の洗浄流体のバッグである。該リザーバー９３０９は従来の配管コネクター９３１６によりカセット９３３４に取り付けられ、該インスツルメントハウジング９３４９が取り付けられる同じポール上へのＩＶポール設置として、インスツルメントハウジング９３４９に隣接して配置される。
【０４１９】
インスツルメントハウジング９３４９の凹部９３３０内に適当に位置付けられると、該サンプルカセット９３３４はインターフエース面９３３５と直接接触して保持され、それによりサンプル移送チューブ９３０１と洗浄流体供給チューブ９３０２の間の位置的関係を確立する。該チューブ９３０１と９３０２はカセット９３３４を通るようルート付けられ、蠕動ポンプ９３２５のフィンガー、ピンチバルブ９３２１及び９３２２、そしてバブル検出器９３３１とインターフエースする。バブルセンサー９３１８の電力及び信号線９３１９（図５２）との電気的接触がインターフエース面９３３５とカセット９３３４の間で行われてもよい。空気ポンプ制御チューブ９３０３とニューマチック圧力パルスポンプ９３２４（図５２）の間のニューマチック接続が、同様にインターフエース面９３３５を通して確立される。
【０４２０】
上記で示した様に、該装置及び方法の１つの利点は、該機器が血液のサンプルを動脈又は静脈の様な患者の血管から、或いは流体が連続して通過する体外チューブから、導くことである。該装置は、酸素付加器へ行く配管と共に心臓外科で、又は流体が身体から移され、血液を浄化する処理ユニット内へ行く透析で、使われてもよい。該装置は又集中治療ユニットで又は患者の近くで展開されてもよい。従来技術のシステムから区別される上記システムの特徴は、収集サイトが開いたクベットよりも寧ろ閉じたサイトであることである。その入り口をクリーンに保つために、該システムは、例えば洗浄流体又は何等かの非毒性等張性流体の様な、適合性で非毒性の洗浄溶液を用いて、患者内へ戻す逆流を行っている。
【０４２１】
図５５を参照すると、例えば、図５４で略図形式で描かれた様に、流体マニフォールドとバブル検出器組立体９３１１が示される。モジュール９３１１は、それに入る、サンプルチューブ９３０１，ニューマチック空気ポンプ制御チューブ９３０３、洗浄溶液又は洗浄流体供給チューブ９３０２のみならずバブル検出器電力及び信号線９３１９を有する。これらのチューブ及び線はアンビリカル９３０８を形成するよう一緒に結合される（図５２）。図５５から確認出来る様に、該流体マニフォールド及びバブル検出器組立体９３１１はＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４及びＬ５と称されるプラスチック材料の５枚の平面状のインターロックする層から作られる。これらの平面状プラスチック部材は予め作られ、予め成形され、そして後で説明される様に、図５２で示されたチューブのシリーズを種々のレベル間にサンドウイッチにする。Ｌ１からＬ５の該平面状部材は又チェックバルブ９３１７（図５５でチェックバルブ９３７１として示される）とダイアフラム空気ポンプ９３１４（図５５で空気ポンプ９３７２として示される）を有する。平面状部材Ｌ１及びＬ２はその間に２片の配管をサンドウイッチにする。１つのチューブはサンプルライン９３０１で、もう１つはバブル空気インラインと称される。このラインはサンプルライン内に行く空気を供給する単なる空気インテークであり、ダイアフラムポンプ９３１４の制御下にある。該チューブは９３９１，９３９２，９３９３そして９３９４の様に隣接する溝又はチャンネルによりＬ１及びＬ２間に位置付けられる。
【０４２２】
モジュールＬ２は２つのチャックバルブのみならず、２つの小さなポートを有するが、該ポートは後で説明されるバルブとインターフエースする。本質的に、チェックバルブ９３７０と９３７１はデイスクの様なバルブであり、洗浄流体のサンプルライン内へと、非混和性流体のダイアフラムポンプ出力のサンプルライン内への、一方向流れを保証する機能を行うよう動作する。チェックバルブ９３７０と９３７１はシリコンゴムで作られ、モールドされ、そして組立時該チェックバルブも流体及び空気用にスルーフェースシールを行うよう、ビルトイン圧縮シールを有してもよい。
【０４２３】
これらのチェックバルブ９３７０と９３７１はサンプルライン９３０１内への空気及び洗浄流体の１方向流れを可能にし、該空気ポンプ内への流体の何等かの逆流又は洗浄流体ソースライン内への流体の逆流を許容しない。該洗浄流体チェックバルブ９３７１は図５２ではバルブ９３１７として示される。モジュール９３１１は平面状部材Ｌ３内に配置されるダイアフラム空気ポンプ９３７２を有する。該ダイアフラム空気ポンプはその外側でサンプルラインに密接に結合されている。該ダイアフラム空気ポンプはフラッパーバルブイン９３７３とフラッパーバルブアウト９３７１を有する。該ダイアフラムが通過する容積は、該ダイアフラムにどんなに多くのニューマチックドライブ空気圧が印加されるかに無関係に、該サンプルライン９３０１に噴射されるバブルのサイズを限定する。
【０４２４】
該ダイアフラムは非常に小さいポンプを形成する小さなディスクである。該サンプルライン内に噴射される空気バブルは例えば１リットルの五千万分の１より小さい。適当なシールを有する該小さなダイアフラムは平面状部材Ｌ３内のウエル又は凹部内に填っている。
【０４２５】
上に示した様に、バルブ９３７０，９３７１及び９３７３と該ダイアフラムポンプ９３７２の各々は環状エラストマーディスク又は円周状フランジを有する膜を備える。該フランジはシールとして作用する。ドライブ空気は該ポンプのダイアフラム上に座すポート９３７４（Ｌ４）を通って入って来る。該ポート９３７４はドライブ空気インチューブ９３０３内へ導かれるが、該チューブはＬ４とＬ５の間にサンドウイッチにされる。現実のポンプ作用は該ダイアフラムを上に引く小さな真空を最初に引くことにより行われ、次いでそれは非常に小さな空気圧で下へ戻るようドライブされる。本質的に、該ダイアフラムは、該ダイアフラムがそのフルストロークを通して動作する限り、固定容積空気バブルを提供するよう動作する。かくして、該ダイアフラムをドライブする空気圧の量に関係なく、一貫した空気バブルサイズになる。該空気バブルのサイズは、しかしながら、該サンプルライン９３０１内の該バブルを囲む流体の圧力に依って、変わってもよい。確認出来る様に、洗浄流体ライン９３０２は平面状部材Ｌ４及びＬ５の間を通るよう導かれ、その間にサンドウイッチにされ、そして該チェックバルブ９３７０と適当なアパーチャを通って層Ｌ３及びＬ２の方へ真っ直ぐ下るようポートされる。示される様に、チェックバルブ９３７０の目的は洗浄流体ライン内への逆流を防止することである。該洗浄流体ライン９３０２は、例えば、Ｌ４内に示すアパーチャ９３７５、対応するＬ３内のアパーチャ９３７６の様な、平面状モジュールＬ４，Ｌ３そしてＬ２内に配置されたアパーチャを経由し、そしてその点で、該サンプルラインが洗浄流体ポートを提供するためピン又は他のデバイスによりパンクさせられるＬ２内のアパーチャを通るバルブ９３７０を経由して、該サンプルラインにポートされる。該ポートは、該洗浄流体ラインが、該洗浄流体ライン内のアパーチャと、該平面状モジュール（Ｌ１−Ｌ５）内の対応するアパーチャと連通するサンプルライン内のアパーチャと、を通ってサンプルラインに接続するのを可能にする。
【０４２６】
図５２で見られる様に、図５５のダイアフラムポンプ９３７２であるダイアフラム空気ポンプ９３１４は、図５２のロジック制御部９３４０により制御されるニューマチック圧力ポンプ９３２４により直接ドライブされる。どんな場合でも、ニューマチック空気ポン
プ制御チューブ用ポートは又モジュールＬ５及びＬ４の間にサンドウイッチにされ、ドライブ空気インライン９３０３として示されるが、該ラインは図５２のライン９３０３として機能する。チューブ９３０３を通るよう導かれる空気は又モジュールＬ４内のアパーチャを経由してダイアフラム９３７６に接続する。勿論、該ダイアフラムポンプ９３７２が図５２のダイアフラム空気ポンプ９３１４と完全に類似なことは理解される。
【０４２７】
かくして、示された様に、該ダイアフラムポンプは該サンプルライン内に導かれる空気バブルのサイズを制御する。典型的バブルサイズは約６．３５ｍｍ（約１／４インチ）又は約７ｍｌであるが、該ダイアフラムポンプ９３１４の容積により制御される時、５０μｌ程の大きさとすることが出来る。又その弛緩した状態の該ダイアフラムは、空気アウトバルブ９３７１へのポートをカバーすることによりチェックバルブとして役立ち、かくしてサンプリング時該サンプルライン内への空気の吸入を抑制する。
【０４２８】
再び、図５５を参照すると、平面状モジュールＬ４及びＬ５の間にサンドウイッチにされた３つの流体ラインがあることが理解される。洗浄流体インライン９３０２，ドライブ空気インライン９３０３そしてＩＶスルーと呼称されるラインがある。このラインは単にモジュール９３１１内のパススルーポートであり、それはユーザーがチューブをポンプ組立体へ戻るよう走らせることを可能にする。これは、もし病院が例えば、別なラインを持つことなく静脈内（ＩＶ）ラインを走らせることを望む場合に行われる。どんな場合でも、ＩＶスルーラインが流体マニフォールド及びバブル検出器組立体９３１１内に適合され得て、事実、蠕動ポンプ又は別のポンプにより運転され得る。図５５から確認出来る様に、平面状部材Ｌ４内に参照数字９３８０により呼称されるモジュールがあり、これは図５２の９３１８としてのバブル検出器である。平面状モジュールＬ４から発するバブル検出器線は参照数字９３８５で呼称される。本質的に、バブル検出器は既知であり、それらは典型的に、ＬＥＤ又はフォトセル又は同様な他のデバイスを有してもよい。
【０４２９】
９３８０としてのバブル検出器は空気はクリヤであると言う原理で動作し、従って、空気バブルが該検出器９３８０の側を通る時、最大量の光が送信される。血液は空気より暗く、血液があると、最小量の光が送信される。示されるこの様なバブル検出器は当該技術で公知であり、使われ得る非常に多くの種々の種類のデバイスがある。バブル検出器９３８０は微分器回路に付随し、それにより１つのバブルのタイプともう１つの間で変化が起こる速度を電子的にモニターすることが出来る。該変化の速度は、空気、血液又は洗浄流体を検出するパルスを該バブルのスタートの際に与える。
【０４３０】
図５６を参照すると、図５５に示された種々の平面状モジュールＬ１からＬ５の側面図が示される。例えば、９３８７，９３８８そして９３８９として図５６で示されるポストは現実にはピンであり、該平面状モジュールＬ１からＬ５の各々を、該ピン９３８７、９３８８を介し、そして対応するアパーチャを介して、相互に結合されるようにする。従って、モジュールＬ１からＬ５の各々は、モジュール組立体９３１１を提供するためにインターロックするよう、ピン及びアパーチャにより正確に整合される。種々のチューブは、該チューブを収容する該部材内のチャンネルを介して該平面状部材間にサンドウイッチにされ、収容される。
【０４３１】
種々の層Ｌ１−Ｌ５は、該サンプルライン９３０１を該洗浄流体ラインに、のみならず、示される様に、空気ソースにも結合することを可能にするために、該層の各々内のポート又はアパーチャにより一緒に結合される。
【０４３２】
図５７を参照すると、図５４で示した血液サンプル収集システム使い捨てカセット９３３４が示される。サンプル移送チューブ９３０１は、ニューマチック空気ポンプ制御チューブ９３０３と洗浄溶液又は洗浄流体供給チューブ９３０２がそうである様に、該カセットを通るよう導かれる。該カセットは本質的に１連の刻み目を有するフロントプレート９３２９を備える。該刻み目は洗浄流体供給チューブガイド又は溝９３２７とサンプル移送チューブガイド又は溝９３２８を形成する。これらのガイド９３２７及び９３２８は洗浄流体ライン９３０２とサンプルライン９３０１を収容する。該溝９３２７及び９３２８は、流体流れを制御するために蠕動ポンプのフィンガーが該チューブと接触するのを可能にするように、平らな底面を有する。見られる様に、該カセットは、カセットバックカバーとなる平面状部材９３２９と、カセットフロントカバーとなるフロント平面状部材９３４７と、から成る。部材９３４７は示される種々のチューブを収容する複数のチャンネルを有する。該チューブは例えば、適当なデバイスにより簡便に一緒に結合されることも示される。該ポンプカセット組立体９３３４は又閉塞検出器圧力センサーインターフエースポート９３４５を有する。例えば、図５４で示される様に、該カセットが該ハウジング９３４０内に据え付けられ、そしてそれから取り除かれることを可能にするために、サンプル供給ノズルピボットアーム９３３６が示される。
【０４３３】
サンプル供給ノズルピボットアーム９３３６は、図５２に示されるバブル検出器９３３１に対してサンプルチューブ９３０１のセクションを配置するが、該検出器は図５４に示す血液サンプル収集及び供給システムモジュール９３５１内に配置される。このバブル検出器９３３１はサンプルチューブ９３０１の出力端部内の流体の位置を検出するため使われる。
【０４３４】
該カセット組立体のフロントカバー９３４７は、それを通して、蠕動ポンプのフィンガーが、導かれ、そして図５３Ａから５３Ｋに関連して説明されたライン内の流体を汲むために、範囲９３０５及び９３０６で該サンプルライン及び該洗浄流体ラインと契合する、アパーチャ９３３９を有する。かくして、該システムが２つの使い捨てモジュールを使用することが上記から理解される。流体マニフォールド検出器組立体９３１１と呼ばれる１つのモジュールは完全に使い捨て可能で、患者の腕上に指示した様に置かれる。該モジュール９３１１は小さく、そこから導かれるアンビリカルコード９３０８を有する。該コード９３０８も使い捨て可能である。患者が従いモニターされた後、モジュール９３１１とコード９３０８は全体で捨て去られる。図５７に示す第２の使い捨てモジュールは治療制御又はポンプカセット組立体９３３４である。これも又使い捨てられる配管と他の種々の部品を有する。該モジュール９３３４が使い捨て可能である必要はなく、カセット組立体として２部分で組み立てられ、例えば、該カセット組立体内に新配管を置くことにより各患者用に再配置されてもよいことは勿論理解される。
【０４３５】
サンプルラインは、同一蠕動インペラー作用の影響下で、流量比を変えるために洗浄流体ラインに対し範囲９３０６で延長される。該延長は典型的に流れを０と２５％の間で変化させる。
【０４３６】
かくして、図５２−５７は、患者の血管又は体外のポートから血液のサンプルを取ることを可能にして、そのサンプルがテスト位置に連続して送られる、血液サンプリング装置システムを描いている。該収集サイトは閉じたサイトである。入り口サイトは流体流れが逆転されるバックフラッシュ操作でクリーン化され、モニタリング手順は同じ血管を使って連続的に操作される。該システムは指刺し傷又は他の標準デバイスにより患者から取られる一定血液サンプルのニーヅを除去する一方、望ましい連続モニタリング及びテストを可能にする。該血液サンプリング装置システムに関する更に進んだ詳細は、引用によりここに組み入れられ、本明細書の１部をなす特許文献１２で見出される。
【０４３７】
流体ハンドリングシステム及び被検体検出システム
上記で論じ、例えば図１−１２及び４９−５７で描かれた流体ハンドリングシステムの実施例の何れか１つ又は組み合わせは、患者から流体サンプルを抜き取り、該流体サンプ
ルをテスト用に被検体検出システムに供給するため使われてもよい。図１−３で示す様に、該流体ハンドリングシステム１０は患者から流体サンプルを抜き取り、該流体サンプルをサンプリングシステム１００／３００に供給するため使われてもよい。サンプリングシステム１００／３００は、サンプル準備ユニット３３２と被検体検出システム３３４を有するサンプル分析デバイス３３０を備える。該流体ハンドリングシステム１０は該流体サンプルを通路１１２及び１１３を通って該被検体検出システム３３４へ輸送する。図１−３の該流体ハンドリングシステム１０の動作で使うために好適な流体ハンドリング技術の実施例が図７Ａ−７Ｊを参照してここで説明される。
【０４３８】
図５２で描かれる該流体ハンドリングシステムの実施例では、流体サンプルは患者から抜き取られ、血液サンプル移送チューブ９３０１を通って血液サンプル収集及び供給システムモジュール９３５１へ供給される。該血液サンプル収集及び供給システムモジュール９３５１はシステム３３４、システム１７００、又は何等かの他の適当な体液分析器、と概ね同様な被検体検出システムを有する血液サンプル分析器９３５０を備える。該血液サンプルはサンプル供給ノズル９３０７を通して該血液サンプル分析器９３５０内へディスペンスされる。更に、血液サンプル分析器又は被検体検出システムによる血液サンプルのテストと分析がここで説明される様に進められる。
【０４３９】
図４９で描かれる流体ハンドリングシステムの実施例では、流体サンプルはカテーテル９１２１を経由して患者９１１１から抜き取られる。該流体サンプルはセンサー組立体９１１９を通過し、配管９１１７を通して分析器９１２５へ供給される。ここで説明されたそれらの何れかの様な、適当な被検体検出システムが、該分析器９１２５内に配置される。該被検体検出システムへの流体サンプルの移送は、図２−７Ｊ又は図５２−５３Ｋを参照してここで説明された、又はさもなければ図４９−５１に関連して説明された、流体ハンドリング方法と概ね同様の方法により行われてもよい。
【０４４０】
或る実施例では、流体サンプルは該被検体検出システムへの移送の前に、サンプル準備ユニットを通過する。例えば、分析が血漿について行われる実施例では、該サンプル準備ユニットは全血サンプルから血漿を分離するため使われてもよい。該サンプル準備ユニットは、例えば、図１５−１６で示す実施例と概ね同様の血液フイルター、又は図２１−２８Ｃで示した実施例と概ね同様の遠心分離機、或いは他のサンプル準備デバイス、を有してもよい。他の実施例では、該サンプル準備ユニットは該流体サンプルに試薬を付加したり、或いは温度又はｐＨの調整の様な他の機能を行ってもよい。
【０４４１】
ここで説明した流体ハンドリングシステムは種々の被検体検出システムと両立する。該被検体検出システムは被検体特性を測定するために光学技術を使ってもよい。ここで使われる時、用語“光学技術”（又は“光学的方法”）は広い用語であり、その普通の意味で使われ、明確に述べられる場合を除くと、限定無しに、スペクトロスコープ法、光学測定法、放射測定法、反射測定法、蛍光測定法、屈折率測定、そしてサンプルからの電磁エネルギーの吸収、放射、反射、透過、又は散乱、を含む何等かの他の方法を包含する。更に、ここで使われる時、用語“光学的”は広い用語であり、その普通の意味で使われ、明確に述べられる場合を除くと、限定無しに、ガンマ線、Ｘ線、紫外線、可視光、赤外線、マイクロ波そして電磁的スペクトルの無線周波部分を含むどんな波長又は周波数の電磁放射をも包含する。
【０４４２】
１実施例では、例えば、流体サンプルは、図１７及び４４−４８で図解されたスペクトロスコープシステム１７００と概ね同様の検出システムによりスペクトロスコープ法で分析されてもよい。他の実施例では、該被検体検出システムはスペクトロスコープ法に加えて、又は該法の代替えとして、非スペクトロスコープ技術を使ってもよい。なお他の実施例では、図５０−５１を参照して説明された電気化学的技術と概ね同様の非光学的技術が
使われてもよい。或る実施例では、光学的及び電氣化学的技術の両者の組み合わせを使うことが有利になる。
【０４４３】
ここで説明された流体ハンドリング方法及びシステムは流体サンプルを商業的に入手可能なモニター、メーター又は実験室グレードの体液分析器に供給するため使われてもよい。該被検体検出システムの部分としての使用に好適な流体分析器の選択がここで説明されよう。
【０４４４】
テスト要素を使う被検体検出システム
図５８は流体サンプル９５２５を保持するよう構成されたテスト要素９５２０を使う流体分析システム９５００の実施例の略図解である。該流体分析システム９５００は移送システム９５１１，貯蔵システム９５１２及び分析システム９５１３を有してもよい。テスト要素９５２０は貯蔵システム９５１２内に貯蔵される。移送システム９５１１は、テスト要素９５２０ａの様なテスト要素が、該貯蔵システム９５１２から、該流体サンプル９５２５が分析又は処理される分析システム９５１３へ移送されるように、該貯蔵システム９５１２及び分析システム９５１３に動作可能に結合される。該分析システム９５１３は、図５８に示すテスト要素９５２０ｂの様な、テスト要素と契合するよう構成された１つ以上の被検体検出システム９５３０を有する。該テスト要素９５２０ｂは、それが該被検体検出システム９５３０と光学的、電気的、及び／又は流体的に連通するように配置される。一旦、適当に配置されると、テスト要素９５２０ｂ上又はその中に保持された流体サンプル９５２５は、該被検体検出システム９５３０により分析又はモニターされる。
【０４４５】
図５８に示す実施例では、流体ハンドリングシステム９５０１は流体サンプル９５２５をテスト要素９５２０ａの１つへディスペンスするよう構成される。該流体ハンドリングシステム９５０１は、例えば、図１−１２を参照して説明された該流体ハンドリングシステム、図４９−５１を参照して説明された注入及びモニタリングシステム、図５２−５７を参照して説明された流体ハンドリングシステム、又は他の適当な流体ハンドリングシステム、の様なここで開示されたシステムの実施例の何れかを有してもよい。
【０４４６】
例えば、テストストリップ又はカートリッジの様な、種々の種類のテスト要素９５２０の何れかを使う何等かの適当な被検体検出システム、メーター又はモニターが、図５８に示す被検体検出システム９５３０として使われてもよい。適当な被検体検出システム９５３０は光学的、電気化学的、又は測色計的システム、メーター、又はモニター又はこの様なシステム、メーター又はモニターの何等かの組み合わせを有する。
【０４４７】
或る実施例では、テスト要素９５２０の主な役割は該流体ハンドリングシステム９５０１と該被検体検出システム９５３０の間を流体サンプル９５２５を受動的に移送する又は運ぶことであってもよい。他の実施例では、該テスト要素９５２０は分析過程でもっと積極的役割を果たし、例えば、センサー、プロセサー、試薬，校正流体、内部流体通路、バルブ、又はポンプ、の様な部品を有してもよい。該センサーは、電気的、電気化学的、又は光学的センサーの様なバイオセンサーを有してもよい。個別テスト要素９５２０は、流体サンプル９５２５の汚染の可能性を有利に減じるようシングルユース、使い捨てユニットであるのが、好ましいが、必要ではない。
【０４４８】
テストストリップシステム
或る実施例では、該テスト要素９５２０は、例えば、室、ウエル又は凹部内に、又はテスト要素９５２０を有する材料内への吸収又は吸着により、該流体サンプル９５２５を保持するよう構成された薄く、細長い部材を有してもよい。該テスト要素９５２０は一般に細いストリップの形であってもよい。該テスト要素９５２０は例えば、ポリマー化合物、ガラス、カードボード、又はペーパーの様な、種々の適当に弾性のある材料で形成されて
もよい。流体サンプル９５２５と該被検体検出システム９５３０の間の電気的接続を提供するために、複数の電氣接点が該テスト要素９５２０上に配置されてもよい。１実施例では、該テスト要素９５２０は流体サンプル９５２５への光路を提供する窓又は孔を有してもよい。
【０４４９】
該テスト要素９５２０の或る実施例は電氣化学的テストストリップ又はカートリッジを有し、例えば、酵素、触媒、及び／又は伝達物質の様な１つ以上の試薬を有する。該試薬は有機又は無機化合物を有する。該試薬は、１つ以上の電気化学的属性を作る又は発生するように、該テスト要素９５２０内の、又はその上の相互作用領域内で流体サンプル９５２５と反応する。電気接点を有する実施例は、該電気化学的属性のモニタリングを可能にするよう該相互作用領域から被検体検出システム９５３０へ電気信号を送信するよう構成される。或る実施例では、該被検体検出システム９５３０は、該電気化学的反応を実現、制御又は調整するために、該テスト要素９５２０へ電気的又は光学的信号を送信してもよい。
【０４５０】
何等か適当なテストストリップ又はカートリッジは該流体分析システム９５００で使用されてもよい。該システム９５００の１実施例で使用するための適当なテスト要素９５２０は、例えば、ロッシュアックチェックアビバ（Ｒｏｃｈｅ  Ａｃｃｕ−ｃｈｅｋ（Ｒ）Ａｖｉｖａ）テストストリップ｛ロッシュダイアグノスチックス、スイス、バーゼルのエフホフマンラロッシュ社の事業部（Ｒｏｃｈｅ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ，ａ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｏｆ  Ｆ．Ｈｏｆｆｍａｎｎ−Ｌａ  Ｒｏｃｈｅ  Ｌｔｄ，Ｂａｓｅｌ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）｝の様なブドウ糖モニタリングテストストリップを含むが、それに限定されず、該テストストリップの場合、該被検体検出システム９５３０はロッシュアックチェックアビバ（Ｒｏｃｈｅ  Ａｃｃｕ−ｃｈｅｋ（Ｒ）Ａｖｉｖａ）メーターを含むのが好ましいが、それは必要事項ではない。
【０４５１】
カートリッジシステム
テスト要素９５２０の代わりの実施例は流体分析システム９５００で使われてもよい。例えば、或る実施例では、該テスト要素９５２０はカートリッジの様なデバイスを有する。該カートリッジは該流体サンプル９５２５を保持する室のみならず、追加のオンボード物質を保持するリーザーバー、及び流体サンプル特性を測定するための１つ以上のセンサーも有する。該カートリッジは電極の様な電氣接点を有し、該センサーから被検体検出システムへ電氣信号を通信するよう構成されてもよい。
【０４５２】
該オンボード物質は１つ以上の校正流体、試薬、又は気体を有してもよい。該試薬は触媒、酵素、伝達物質、又は該流体サンプル９５２５との予め決められた生化学反応を実現するための他の有機又は無機化合物を有してもよい。或る実施例では、該試薬は固体又は微粒子材料又は懸濁液を有してもよい。空気の様な気体が、例えば、バブルにより流体サンプル９５２５を該オンボード流体から分離するため提供されてもよい。
【０４５３】
該センサーは、予め決められた生化学反応をモニターするよう、又は該流体サンプル９５２５の他の属性、特性又はパラメーターをモニターするよう、構成された電気化学センサーを有してもよい。或る実施例は１つのセンサーを有する一方、他の実施例は１つより多いセンサーを有してもよい。該センサーは１つの流体パラメーターを測定するよう、又は１つより多いパラメーターを測定するよう構成されてもよい。該センサーは多数被検体の生化学的、光学的、又は電気化学的センサーを有してもよい。或るカートリッジは、例えば、可視光又は赤外線光の様なエネルギービームが該流体サンプル９５２５内へ又はそれを通って、透過されるように、窓を有する。或る実施例では、測色センサー又はバブルのセンサーが該カートリッジ内に配置されてもよい。
【０４５４】
該カートリッジは、該オンボード流体及び流体サンプル９５２５を該センサーとの検出用接触に至らせるよう構成された１つ以上の流体通路及び部品を有する。或る実施例では、該流体サンプル９５２５と接触する前に該センサーを校正するために、該校正流体が該センサーとの接触に至らされてもよい。他の実施例では、該センサーとの接触の前又はその途中で、試薬が該流体サンプルに付加されるか又はそれと混合されてもよい。該カートリッジの実施例は前述の部品又は構造体の各々を有する必要はなく、該前述の機能の各々を実行するよう構成される必要はない。
【０４５５】
図５８Ａはカートリッジ９５７５を有するテスト要素９５２０の１実施例を図解する。該カートリッジ９５７５は、流体サンプルウエル９５７７，１つ以上の流体導管９５７８ａ、９５７８ｂ、サンプル室９５７９，気体室９５８１，ポーチ９５８３，１つ以上のセンサー９５８５，１つ以上の電極９５８６，そして検出室９５９０を有する。該流体サンプル９５２５は、例えば、図５８に示す流体ハンドリングシステム９５０１の供給ノズル９５１０を介して、該流体サンプルウエル９５７７へ供給される。該流体サンプル９５２５の１部分は該ウエル９５７７から流体導管９５７８ａを通ってサンプル室９５７９内へ輸送される。１実施例では、該流体部分は毛細管作用により該サンプル室９５７９内へ抜き取られ、該作用は該流体サンプル９５２５の容積が予め決められた量となるニーヅを緩和する。
【０４５６】
該ポーチ９５８３は、例えば、１つ以上の校正流体、１つ以上の試薬及び／又は空気の様な１つ以上の気体、の様な物質を保持するよう適合されたブラダー、室又はリザーバーを有する。該カートリッジの９５７５の或る実施例は１つより多いポーチ９５８３を有する。該ポーチ９５８３内に含まれる物質は、導管９５８７ｂを通って検出室９５９０内に輸送される。気体室９５８１からのバブルは、ポーチ９５８３からの物質を、流体サンプル９５２５の部分から分離するよう使われる。該カートリッジ９５７５内に含まれる流体は、例えば、圧力勾配により流体導管９５７８ａ、９５７８ｂを通って流れるよう導かれる。或る実施例では、圧力勾配は、流体が該導管９５７８ａ、９５７８ｂを通って流れるのを促すように、カートリッジ９５７５の面へ、気体室９５８１へ、又はカートリッジ９５７５内に配置された、他のブラダー、室又はポーチへ、力を印加することにより発生される。
【０４５７】
該流体サンプル９５２５の１部分は、該センサー９５８５の１つ以上と検出用接触を行うために、該検出室９５９０内へ供給される。或る実施例では、該ポーチ９５８３からの物質は、検出前か、検出中か、又は検出後か、何れかに、該検出室９５９０内の流体部分に付加されるか、それと混合される。１実施例では、該ポーチ９５８３からの校正流体は、該流体サンプルとのそれらの接触の前に、該センサー９５８５を校正するよう、該検出室９５９０へ輸送される。
【０４５８】
該カートリッジ９５７５の或る実施例では、該センサー９５８５は、例えば、被検体濃度、血液気体分圧、ｐＨ、ヘマトクリット、ヘモグロビン、血液凝固時間又は他の流体特性の様な、流体パラメーターを測定するよう構成された電気化学センサーを有してもよい。１実施例では、該センサー９５８５は、引用によりその全体でここに組み入れられ、本明細書の部分をなす特許文献１３で開示されるセンサーの様な、微小加工に好適な薄膜デバイスを有する電気化学センサーであってもよい。該センサー９５８５は該検出室９５９０内の流体サンプル９５２５の部分と流体的に連通するように配置される。
【０４５９】
或る実施例では、該センサー９５８５は該流体サンプルと光学的に連通する光学センサーを有する。光学センサーは例えば、図３を参照して説明されたセンサー３１１の様に、流体内のカラー又はカラー勾配を検出するよう使われる測色センサーを有してもよい。光学センサーは又、図３を参照して説明されたセンサー３２１の様な、流体流れと空気流れの間の変化を測定するよう使われるバブルセンサーを有してもよい。該カートリッジ９５７５は、図１７を参照して説明される被検体検出システム１７００の様に、スペクトロスコープ流体分析器との光学的結合を可能にするよう、エネルギービームが流体サンプル９５２５の１部分を通る透過を可能にする１つ以上の窓を有してもよい。光学的サンプリングを可能にするため、該カートリッジ９５７５は、図１８−２０を参照して示され、説明されたクベット１７３０と概ね同様な光学的サンプル室を有する。
【０４６０】
該センサー９５８５の何れか、又は全ては、該被検体検出システム９５３０への電気的接続を提供するよう構成された１つ以上の電極９５８６と電気的に接続される。該センサー９５８５からの信号は、関心のあるパラメーター（複数を含む）の決定を実現するために、該被検体検出システム９５３０に送信される。
【０４６１】
該カートリッジ９５７５の他の実施例は図５８Ａに示す実施例と異なるよう構成され、又該被検体検出システム９５３０と電気的に接触するよう構成された、例えば圧力センサー、フイルター、バルブ、又はポンプの様な、他のセンサー又は部品をオプションとして有してもよい。
【０４６２】
流体分析システム９５００の何れかの実施例での使用に好適なカートリッジ９５７５は、例えば、引用によりその全体でここに組み入れられ、本明細書の１部をなす特許文献１４で開示される（そして参照数字１０を割り当てられた）使い捨て検出デバイスの実施例を含んでいる。他の適当なカートリッジ９５７５は例えば、アボットアイスタット（Ａｂｂｏｔｔ  ｉ−ＳＴＡＴ（Ｒ））｛アボットラボラトリーズ、アボットパーク、イリノイ州（Ａｂｂｏｔｔ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ａｂｂｏｔｔ  Ｐａｒｋ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）｝カートリッジ又は何等かの同様な又は実質的に同じ様なカートリッジを含む。アボットアイスタットアールカートリッジを使う実施例では、該被検体検出システム９５３０はアボットアイスタットアール１分析器を有することが好ましいが、それは必要事項ではない。
【０４６３】
該テスト要素９５２０は貯蔵システム９５１２内に配置されてもよい。図５８で図解される実施例では、該貯蔵システム９５１２は複数のテスト要素９５２０を保持するよう構成されたマガジン９５１５を有する。該マガジン９５１５は１つ、２つ、５つ、１０，１５，２０，５０又はそれより多いテスト要素９５２０を保持してもよい。１実施例では、該マガジン９５１５は流体分析システム９５００にリリース可能に結合されるよう構成された取り換え可能なユニットである。該マガジン９５１５でテスト要素９５２０が空になった後、それは該システム９５００からイジェクトされ、新マガジン９５１５と取り換えられる。該マガジン９５１５は該テスト要素９５２０を、アクセスポート９５３５を有する端部の方へ動かすよう構成された偏倚要素を有する。図５８は、流体サンプル９５２５を受けるよう該マガジン９５１５の端部に位置付けられたテスト要素９５２０ａを示す。
【０４６４】
該流体ハンドリングシステム９５０１は通路９５０５を通して流体を供給するよう適合されているが、該通路は、流体サンプル９５２５をアクセスポート９５３５を通してテスト要素９５２０ａの１部分上へディスペンスするよう構成された供給ノズル９５１０で終端する。
【０４６５】
図３で示す流体ハンドリングシステム１０の実施例では、通路９５０５（図５８）は通路１１３（図３）に対応する。該供給ノズル９５１０は、通路１１３を、バブルセンサー３２１又はサンプル準備ユニット３３２（図３）の下流の供給点で終端することにより形成される。該供給点は、該供給ノズル９５１０が、例えば、チューブ、ノズル、針、ピペット、シリンジ、又は他の適当な流体供給デバイスであるように構成される。図７Ａ−７Ｊを参照して説明されたそれらと概ね同様な流体ハンドリング技術は、体液を通路９５０５及び供給ノズル９５１０を通して供給し、該流体サンプル９５２５を該テスト要素９５２０ａ上にディスペンスするため使われてもよい。追加のポンプ及び／又はバルブが該流体流れを実現するため使われてもよい。例えば、移送システム９５１１，貯蔵システム９５１２及び分析システム９５１３を含む、図５８で示す残りの構造体は、図３で示す被検体検出システム３３４と交換されてもよい。
【０４６６】
図４９で示す注入及びモニタリングシステムの実施例では、通路９５０５（図５８）は注入チューブ９１１７（図４９）と流体的に接続されてもよい。通路９５０５はチューブ９１１７の端部又はチューブ９１１７との“Ｔ”合流部で接続される。患者９１１１から抜き取られた流体の１部分は通路９５０５内へ導かれ、又は逸らされ、図５８に示すノズル９５１０を通って供給される。追加のポンプ及び／又はバルブが該流体流れを実現するよう使われてもよい。例えば、移送システム９５１１，貯蔵システム９５１２，及び分析システム９５１３を含む、図５８に示す残りの構造体は図４９に示す分析器９１２５と交換されてもよい。
【０４６７】
図５２に示す流体ハンドリングシステムの実施例では、通路９５０５（図５８）はチューブ９３０１（図５２）に対応し、供給ノズル９５１０（図５８）はノズル９３０７（図５２）に対応する。図５３Ａ−５３Ｋを参照して説明されたそれらと概ね同様な流体ハンドリング技術は、該流体サンプル９５２５をテスト要素９５２０ａ上にディスペンスするように体液を通路９５０５及び供給ノズル９５１０を通して供給するため使われてもよい。追加のポンプ及び／又はバルブが該流体流れを実現するため使われてもよい。例えば、移送システム９５１１，貯蔵システム９５１２，及び分析システム９５１３を含む、図５８に示す残りの構造体が図５２に示す分析器９３５０と交換されてもよい。
【０４６８】
１実施例では、該供給ノズル９５１０を通してディスペンスされた流体サンプル９５２５は毛細管作用及び表面張力によりテスト要素９５２０ａ上に引き付けられ、吸収される。この様な流体サンプル９５２５の容積は０．１−１０μｌの範囲内にある。図５８Ａで示すテスト要素９５２０の実施例では、供給ノズル９５１０は流体サンプル９５２５の１つ以上の滴を流体サンプルウエル９５７７内に供給する。流体サンプル９５２５の１部分は毛細管作用によりサンプル室９５７９内に抜き取られるが、該作用は該流体サンプル９５２５の容積が予め決められた量であるニーヅを緩和する。サンプル室９５７９内の部分の容積は１−１００μｌの範囲内にある。
【０４６９】
分析システム９５１３はハウジング９５６０内に設置された１つ以上の被検体検出システム９５３０を有する。適当な被検体検出システム９５３０は、例えば、図３の被検体検出システム３３４，図１７，４４又は４６の被検体検出システム１７００、又は図５０及び５１の被検体検出システム９１１９又は９１１９’を含む。或る実施例では、該被検体検出システム９５３０は、ロッシュアックチェックアール血糖モニタリングメーター（ロッシュダイアグノスチックス、スイス、バーゼルのエフホフマンラロッシュ社の事業部）又はアボットアイスタットアール臨床分析器（アボットラボラトリーズ、アボットパーク、イリノイ州）又は他の適当な光学的、電気化学的、及び／又はテスト−ストリップ−ベースのメーター又はモニターを含む。
【０４７０】
輸送システム９５１１は、流体サンプル９５２５を有するテスト要素９５２０ａがマガジン９５１５からハウジング９５６０内へ輸送されるように、構成される。図５８は、テスト要素９５２０ｂが被検体検出システム９５３０と光学的、電気的及び／又は流体的に連通するように、ハウジング９５６０内に配置されていることを示す。図５８に描かれた実施例では、移送システム９５１１は移送ロッド９５４０に動作可能に連結されたアクチュエーター９５４５を有する。該アクチュエーター９５４５は、ロッド９５４０が矢印９５４７により示された方向に動かされるよう構成される。該アクチュエーター９５４５は移送ロッド９５４０を往復させる電気的、磁気的又は機械的手段を使用してもよい。該移送ロッド９５４０はマガジン９５１５内の移送ポート９５５０ａを通してテスト要素９５２０ａと契合するよう構成される。該移送ロッド９５４０はマガジン９５１５及びハウジング９５６０のそれぞれ移送ポート９５５０ｂ及び９５５０ｃを通して該テスト要素９５２０ａを押す。システム９５００は、該テスト要素９５２０ａの該被検体検出システム９５３０への移送を実現するためにガイド、チャンネル、ノッチ、溝又は他の構造体又はデバイスを含んでもよい。
【０４７１】
図５８はハウジング９５６０内に供給され、被検体検出システム９５３０と契合したテスト要素９５２０ｂを示す。該被検体検出システム９５３０とテスト要素９５２０ｂの間の通信はセンサー９５５５を介して確立される。１実施例では、センサー９５５５は該テスト要素９５２０ｂ上に配置された電氣接点と接続する電極を有する。もう１つの実施例では、該センサー９５５５は流体サンプル９５２５と相互作用するようエネルギービームが通る窓を有する。一旦該テスト要素９５２０ｂと被検体検出システム９５３０の間に通信が確立されると、ここで論じた分析技術の何れかが流体サンプル９５２５について行われる。
【０４７２】
ハウジング９５６０は又使用されたテスト要素の廃棄用にウエーストレセプタクル９５６５を有する。サンプルのテスト及び分析が完了すると、該テストストリップ９５２０ｂを該ウエーストレセプタクル９５６５内へ輸送するようアクチュエーター９５４５が移送ロッド９５４０を押す。図５８は除去及び廃棄用にウエーストレセプタクル９５６５へ移送されたテストストリップ９５２０ｃを示す。ウエーストレセプタクル９５６５を有する実施例はテスト及び分析手順中の流体サンプル９５２５の汚染の可能性を減じ有利である。捨てられるテスト要素９５２０ｃはハウジング９５６０からアクセスドア（示されてない）を通して除かれる。
【０４７３】
該テスト要素９５２０ａが被検体検出システム９５３０へ輸送された後、マガジン９５１５内の偏倚要素は次のテスト要素９５２０ｄを、それが流体サンプルを受けるよう、アクセスポート９５３５に近い位置内へ動かす。この様な仕方で、流体分析システム９５００は該マガジン９５１５内に含まれるテスト要素９５２０の各々を処理し、分析する。更に進んだテスト要素９５２０が該マガジン９５１５内に残ってない時、該マガジン９５１５は該システム９５００からイジェクトされ、新マガジン９５１５が挿入される。貯蔵システム９５１２の或る実施例は１つ以上のマガジン９５１５を保持してもよい。
【０４７４】
追加で、そしてオプションで、該テスト要素９５２０は、例えば、患者名、テスト日付、サンプルで行われる分析の種類、試薬が使われるかどうか等、の様な、流体サンプルについての情報を有するコーディングを備えてもよい。該コーディングはシステム９５００により読まれるか、又は走査され、他のデバイス、モニター又はディスプレーへ送信されるバーコード又は磁気コードを有してもよい。該情報は、例えば、病院情報システム、の様なデータネットワークへ送信されてもよい。或る実施例では、サンプル情報はマイクロチップ上にエンコードされてもよく、それは分析システム９５００又は他の臨床又は診断システムにより読み出されてもよい。
【０４７５】
該貯蔵システム９５１２の実施例は図５８に示すマガジン９５１５と異なるテスト要素コンテナーを利用してもよい。例えば、１実施例は該テスト要素９５２０を保持する概ね円柱形のコンテナー又はドラムを使用する。該テスト要素９５２０の１つが該被検体検出システム９５３０へ輸送された後、該円柱形コンテナーは、未使用テスト要素９５２０がアクセスポート９５３５に対応する位置内に持って来られるよう中心軸の周りで回転する。システム９５００の実施例で使用するのに好適なテスト要素貯蔵コンテナーが、両者共引用によりそれら全体でここに組み入れられ、本明細書の１部をなす特許文献１５及び１６で開示される。
【０４７６】
他の実施例では、該貯蔵システム９５１２は概ね円形の回転ディスクを有する。各テスト要素９５２０の近位の端部は、該テスト要素の遠位の端部が該ディスクの中心から離れるよう半径方向を指すように、該ディスクにリリース可能に取り付けられる。該円形のディスクは、例えば、５つ、１０、２０又はそれより多い様な、複数のテスト要素９５２０を保持してもよい。該テスト要素の円形ディスクは貯蔵システム９５１２内へ除去可能に挿入されるカートリッジ内に貯蔵されてもよい。移送ロッド９５４０は、該テスト要素９５２０の１つを該ディスクから離し、図５８を参照して説明されたそれと概ね同様な仕方で被検体検出システム９５３０と接触するよう押すように構成される。該円形ディスクは未使用テスト要素９５２０をアクセスポート９５３５の近くの位置内へ持って来るよう回転される。該システム９５００と共に使用するのに好適なディスクの様な貯蔵コンテナーは、引用によりその全体でここに組み入れられ、本明細書の１部をなす特許文献１７で開示される。
【０４７７】
なおもう１つの実施例では、該テスト要素９５２０は貯蔵システム９５１２内で使用するためのリール又はスプールの周りに捲かれる線形配列又はテープに一緒にリンクされてもよい。個別テスト要素９５２０は、例えば、該要素９５２０間のパーフォレーション又は刻み目付けにより、該配列又はテープから取り外される。
【０４７８】
流体分析システム９５００の実施例は図５８に示されるものと異なるよう構成されてもよい。移送ロッド９５４０及びアクチュエーター９５４５の他の機構が、該テスト要素９５２０を被検体検出システム９５３０へ輸送するため使われる。例えば、或る実施例は該輸送を行うために、プーリーとコンベアベルト又はロボット式に制御されたアームを使ってもよい。他の実施例は、テスト要素貯蔵カルーセルが、該テスト要素９５２０を該被検体検出システム９５３０と接触するよう持って来るため回転されるべく、被検体検出システム９５３０と該貯蔵システム９５１２を異なって配置する。更に該テスト要素９５２０が図５８−５９で示すのと異なって構成されてもよいことは評価される。例えば、該テスト要素９５２０は概ね円形のディスク又はリング上に配置されか又は一般的に、ストリップ、円柱、ディスク、ドラム、チューブ、バイアル、又は箱の様に構成されてもよい。
【０４７９】
テストチューブを使う被検体検出システム
図５９は、テストチューブ９７２０から流体サンプルにアクセスするよう構成された、被検体検出システムと共に使用するのに好適な流体分析システム９７００の略図を示す。該流体分析システム９７００は、動作可能に相互結合された、流体供給システム９７０５、流体輸送システム９７０７，及び流体分析システム９７１０を有する。該流体供給システム９７０５は該流体サンプルをテストチューブ９７２０内へディスペンスするよう構成される。流体輸送システム９７０７は該流体供給システム９７０５から該流体分析システム９７１０へ該テストチューブ９７２０を輸送するよう構成される。該流体分析システム９７１０は該テストチューブ９７２０内に含まれる流体サンプルの１つ以上のパラメーター、属性又は特性をモニターするよう構成された１つ以上の流体分析器９７５０を有する。
【０４８０】
該テストチューブ９７２０はチューブ、バイアル、瓶又は他の適当なコンテナー又は容器を有する。該テストチューブ９７２０は該流体サンプルが通って付加される該チューブの１端に配置された開口部を有する。或る実施例では、該テストチューブ９７２０は該開口部をシールするよう適合されたカバーを有する。該カバーは、チューブ、ノズル、針、ピペット又はシリンジが、該流体サンプルを該テストチューブ９７２０内へディスペンスすることを可能にするよう構成されたアパーチャを有してもよい。該テストチューブ９７２０は、例えば、ガラス、ポリエチレン、又はポリマー化合物の様な材料を含んでもよい。種々の実施例では、該テストチューブ９７２０は再使用可能なユニットであるか又は使い捨て可能な、シングルユースのユニットであってもよい。或る実施例では、該テストチューブは商業的に入手可能な低圧／真空のサンプル瓶、テスト瓶又はテストチューブを有してもよい。
【０４８１】
該流体供給システム９７０５は、例えば、図１−１２を参照して説明された流体ハンドリングシステム、図４９−５１を参照して説明された注入及びモニタリングシステム、図５２−５７を参照して説明された流体ハンドリングシステム、又は他の適当な流体ハンドリングシステムの様な、上記説明の流体ハンドリングシステムの実施例の何れかから流体サンプルを受けるよう構成されてもよい。
【０４８２】
図６０は図５９で図解された流体分析システム９７００の断面図の略図を示す。流体サンプルは流体ハンドリングシステムの実施例の何れかにより通路９５０５及び供給ノズル９５１０を通して輸送される。該流体サンプルは供給ノズル９５１０からテストチューブ９７２０内へディスペンスされる。図６０に示す通路９５０５と供給ノズル９５１０は図５８で示した通路９５０５と供給ノズル９５１０と概ね同様である。従って、ここで開示された流体ハンドリングシステムの種々の実施例の何れも、図５８を参照して一般的に上記で説明された通路９５０５と供給ノズル９５１０に流体的に接続されてもよい。
【０４８３】
図５９及び図６０で示した流体移送システムの実施例９７０７は回転可能な貯蔵カルーセル９７１５を有する。該カルーセル９７１５は、テストチューブ９７２０を支持するよう適合された１つ以上の概ね円柱形の開口部９７２５を有する。或る実施例では、該カルーセル９７１５は２つ、６つ、１２、２４、３０又はそれより多い開口部９７２５を有する。各開口部９７２５が１つのテストチューブ９７２０を支持又は保持するよう適合されていることは好ましいが、必要事項ではない。しかしながら、或る実施例では、該開口部９７２５はカルーセルは１つより多いテストチューブ９７２０を支持するよう適合されている。該テストチューブ９７２０はカルーセル９７１５から除去可能なように適合されている。或る実施例では、該テストチューブはクリーニング及び再使用のために除去されてもよく、或いは該テストチューブは使用後捨てられてもよい。流体移送システム９７０７で使用するのに好適なカルーセル９７１５は、例えば、ワイエスアイ（ＹＳＩ）７１１０ターンテーブルアクセサリー｛ワイエスアイ社、イエロースプリング、オハイオ州（ＹＳＩ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ，Ｙｅｌｌｏｗ  Ｓｐｒｉｎｇｓ，Ｏｈｉｏ）｝を含むが、他の商業的に入手可能なカルーセルが使用されてもよい。他の実施例では、該カルーセル９７１５はターンテーブル、トレー、ラック、又はキャディを有してもよい。
【０４８４】
該カルーセル９７１５は、例えば、全負荷動作モード又は部分負荷動作モードで動作するよう適合されている。該全負荷モードでは、テストチューブ９７２０は開口部９７２５の各々内に配置される。代わりに、部分負荷モードでは、全部より少ない開口部９７２５がテストチューブ９７２０を支持する。
【０４８５】
該カルーセル９７１５は中心軸又はスピンドル９７３０の周りに回転するよう構成される。或る実施例では、該カルーセル９７１５は１方向、上から見た時、例えば、時計方向に回転するよう構成される。他の実施例では、該カルーセルは２つの方向、上から見た時例えば、時計方向及び反時計方向、に回転するよう構成されてもよい。制御器９７６０は、ワイヤの様な電氣接続９７６２を通して該カルーセル９７１５に電氣的に接続される。該制御器９７６０は、流体供給システム９７０５と流体分析システム９７１０の間でテストチューブ９７２０を移送するよう、カルーセル９７１５の回転を制御するよう構成される。
【０４８６】
１実施例では、該制御器９７６０は、開口部９７２５の１つ内に配置された該テストチ
ューブ９７２０の１つが供給ノズル９５１０の下に位置付けられるように、該軸９７３０の周りに回転するよう該カルーセル９７１５に合図する。該流体サンプルはノズル９５１０を通してテストチューブ９７２０内にディスペンスされる。該ノズル９５１０はチューブ、ピペット、針、シリンジ又は他の適当な流体供給要素を含んでもよい。制御器９７６０は次いで、流体サンプルを含むテストチューブ９７２０が流体分析システム９７１０へ供給されるよう、軸９７３０の周りに回転するよう該カルーセルに合図する。１実施例では、該カルーセル９７１５は約１８０度の角度を回転してもよいが、しかしながら、他の実施例では、種々の回転角度が使われてもよい。
【０４８７】
流体分析システム９７１０は１つ以上の被検体検出システム９７５０を有してもよい。該被検体検出システム９７５０は、電気的、電気化学的、又は光学的技術、又はこれらの技術の組み合わせを使って、該流体サンプルを分析又はモニターしてもよい。例えば、該流体サンプルは、図１７及び図４４−４８で図解されたスペクトロスコープシステム１７００と概ね同様な検出システムにより、スペクトロスコープ法で分析されてもよい。或る実施例では、該被検体検出システム９７５０は、図３１，３２及び３４を参照してここで説明された様に、インターフェレントの存在下で、１つ以上の被検体の濃度を検出するよう構成されてもよい。他の実施例では、図５０−５１を参照して説明された電気的又は電気化学的技術の様な、非光学的技術が使われてもよい。なお他の実施例では、光学的、電気的、及び／又は電気化学的技術の組み合わせを使うことは有利となる。
【０４８８】
該被検体検出システム９７５０は、流体サンプルの１つ以上のパラメーター、属性、又は特性を決定、モニター、又は診断するよう構成された実験室グレード分析器を有してもよい。ここで使われる時、用語“実験室グレード分析器”は広い用語であり、その普通の意味で使われ、明確に述べられる場合を除き限定はしないが、手持ち型、個人用、流体分析器の平均の正確さ又は精度より高い正確さ又は精度を有する流体分析を行うよう構成された非手持ち型流体分析器を含んでいる。
【０４８９】
実験室グレード分析器は下記要素の幾つか又は全部を有し、下記機能の幾つか又は全部を提供する。実験室グレード分析器は電氣的、電氣化学的、又は光学的技術又はこれら技術の組み合わせを使う。電気的及び電氣化学的技術は電位差測定又は電流測定を含む。光学的技術はスペクトロスコープ測定又は非スペクトロスコープ的測定を含む。実験室グレード分析器は高い正確さと精度で、そして或る場合には手持ちデバイスより急速に測定を行うよう構成される。或る実施例は、例えば、数秒又は数分の様な短い時間尺度で流体分析を行う。実験室グレード分析器の或る実施例は１つより多い流体パラメーターを直列に、又は並列に、測定するよう適合された多数被検体分析器であってもよい。実験室グレード分析器は全血サンプル、血漿サンプル、又は両者を処理するよう構成されてもよい。
【０４９０】
実験室グレード体液分析器の或る実施例は、携帯型又は手持ち型ユニットより寧ろ卓上型又はベンチトップ型のユニットを有する。他の実施例は体液サンプルのグループを処理出来るバッチモードで動作可能である。例えば、バッチはカルーセル９７１５内に配置されたテストチューブ９７２０の選択されたセット内に含まれた流体サンプルを有する。実験室グレード分析器はそれらの測定の正確さ又は精度を高めるよう自動的に校正するよう構成される。加えて、実験室グレード流体分析器はデイスプレー、キーボード、モニター、スキャナー、ネットワーク接続、プリンター、及び／又は他の入力／出力部品を有する。実験室グレード分析器の或る実施例は臨床グレード分析器として公知である。
【０４９１】
或る実施例では、被検体検出システム９７５０は図３に示すユニット３３２と概ね同様なサンプル準備ユニットを有する。該サンプル準備ユニットは、例えば、図１５及び１６を参照して説明された実施例と概ね同様の１つ以上のフイルターの様な流体セパレーターを有してもよい。又実験室グレード分析器は１つ以上のサンプル準備ユニットを有しても
よい。
【０４９２】
被検体検出システム９７５０は、図３の被検体検出システム３３４，図１７，４４，又は４６の被検体検出システム１７００，図５０及び５１の被検体検出システム９１１９又は９１１９’を有してもよい。或る実施例では、該被検体検出システム９７５０は実験室グレード流体分析器を有する。被検体検出システム９５３０として使用するのに好適な実験室グレード分析器は、限定はしないが例えば、ワイエスアイ７１００マルチパラメーターバイオアナリチカルシステム（ＹＳＩ  ７１００  Ｍｕｌｔｉｐａｒａｍｅｔｅｒ  Ｂｉｏａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ワイエスアイ２３００スタットプラスグルコースアンドラクテートアナライザー（ＹＳＩ  ２３００  ＳＴＡＴ  Ｐｌｕｓ  Ｇｌｕｃｏｓｅ  ＆  Ｌａｃｔａｔｅ  Ａｎａｌｙｚｅｒ）（ワイエスアイ社、イエロースプリングス、オハイオ州）、ノババイオプロフアイルアナライザー（Ｎｏｖａ  ＢｉｏＰｒｏｆｉｌｅ（Ｒ）Ａｎａｌｙｚｅｒ）、ノバスタットプロフアイルアナライザー（Ｎｏｖａ  Ｓｔａｔ  Ｐｒｏｆｉｌｅ（Ｒ）Ａｎａｌｙｚｅｒ）、又はノバエレクトロライト／ケミストリーアナライザー（Ｎｏｖａ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ／Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  Ａｎａｌｙｚｅｒ）｛ノババイオメディカル社、ワルサム、マサチューセッツ州（Ｎｏｖａ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｗａｌｔｈａｍ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）｝を含む。
【０４９３】
流体分析システム９７１０はテストチューブ９７２０内の流体サンプルを該被検体検出システム９７５０に供給するよう構成される。図６０に示す実施例では、入り口ノズル９７４５を有するサンプリングプローブ９７４０は該テストチューブ９７２０から流体サンプルを収集するよう構成される。該サンプリングプローブ９７４０は流体サンプルと契合するよう制御される。例えば、１実施例では、該プローブ９７４０は流体サンプルの表面を検出し、分析用サンプル容積を集める前に該表面下の僅かな距離だけ貫入するよう構成される。或る実施例では、該貫入は１−５ｍｍの範囲内であり、該サンプル容積は１−１０００μｌの範囲内である。該サンプリングプローブ９７４０は該サンプル容積を集めるために吸入又は吸引の様な方法を用いる。入り口ノズル９７４５はストローチューブ、ピペット、又はシリンジを有する。該プローブ９７４０はテストチューブ９７２０から１つ以上のサンプルを取ってもよい。例えば、１実施例では、第１サンプルは電氣化学分析用に取られ、第２サンプルは光学分析用に取られてもよい。
【０４９４】
光学的及び電氣化学的被検体検出システム
かくして、上記説明の様に、種々の被検体検出システムの何れかがここで論じた流体ハンドリング技術の実施例の何れかで使われてもよい。或る実施例では、該流体サンプルは該被検体検出システムで分析される前にサンプル準備ユニットを通過する。該サンプル準備ユニットが化学反応を実現するために１つ以上の試薬を該流体サンプルに付加するか、それが該サンプルから血漿を抽出するか、又はそれが温度又はｐＨ調整を含む他の機能を行ってもよい。試薬は、例えば、酵素、触媒、伝達物質或いは有機又は無機化合物を有してもよい。該被検体検出システムは全血、血漿、又は両者を分析するよう構成されてもよい。
【０４９５】
該被検体検出システムの実施例は流体サンプルのパラメーター及び特性を測定するために光学的技術、電気技術、電気化学的技術又はそれらの組み合わせを使ってもよい。該光学的技術はスペクトロスコープ法、光学測定法又は両者を含んでもよい。電気的又は電気化学的技術は電位差、電流及び／又は導電率の測定を含んでもよい。
【０４９６】
或る流体パラメーターは光学的技術による測定に好適である、一方他の流体パラメーターは電気化学的技術による測定に好適である。従って、システムの１実施例は、例えば、インターフェレントの存在下の被検体の濃度を測定するために光学的技術を使い、そして例えば、ｐＨ及びヘマトクリットを測定するために電気化学的技術を使う、よう構成されてもよい。光学的及び電氣化学的測定の組み合わせは、どちらかの方法のみよりもっと正確で、もっと効率的でそしてもっと費用効果的な、広範囲の流体特性分析の方法を可能にする。
【０４９７】
幾つかの流体パラメーターは光学的技術と電気化学的技術の両者を使って、測定される。両技術の組み合わせは高められた正確さ及び／又は感度を提供して有利である。１つの例示的実施例では、流体サンプル内のブドウ糖濃度は、例えば、グルコースオキシダーゼの様な酵素の存在下でブドウ糖の酸化を電流測定的に測定することにより、電気化学的に決定されてもよい。加えて、ブドウ糖の濃度は、例えば、図３９−４３を参照してここで論じた技術を使って、中赤外線スペクトロスコープ技術により光学的に決定されてもよい。流体サンプルの光学的測定は電気化学的測定が行われる前か又は後の何れかで行われてもよい。或る電気化学的方法は流体サンプルを化学的試薬と混合するので、光学的測定が該試薬の付加の前に行われることが、必要ではないが、好ましい。或る実施例では、流体ハンドリングシステムは該流体サンプルを少なくとも２つの部分に分離し、該部分の１つを電気化学的センサーへ、該部分のもう１つを光学的センサーへ供給する。流体サンプルを別々の部分に分けることにより、該システムは該部分の相互汚染を避け、光学的及び電氣化学的測定が同時に行われて有利である。
【０４９８】
或る被検体の検出は光学的技術を用いては難しく、それは、該被検体が特異なスペクトル的又は光学測定的特徴を生じないか、或いはそれらが余り低い濃度で存在するので検出可能な光学的信号をもたらさないからである。例えば、Ｏ２の様な同極分子は、恒久的双極子モーメントを有さず、赤外線スペクトル信号をもたらさない。この様な被検体は電気化学的技術により検出されることが、必要ではないが、好ましい。従って、光学的及び電氣化学的、両検出器を組み入れるシステムの実施例はより広い範囲の被検体の濃度を測定し、該流体サンプルのパラメーター、特性そして化学的性質のより完全な状況報告を与えるため使用される。光学的及び電氣化学的な両方法を使う更に進んだ利点は、それら間のインターフェアを修正するために測定された被検体の全部を使うことによりもっと正確な状況報告が発生されることである。
【０４９９】
図６１は光学的及び電氣化学的の両被検体検出システムを有する流体分析システムの１実施例を示す。図６１で図解されるシステムは、図３を参照して論じられたサンプリング装置と、構造及び動作方法で概ね類似である。図６１で、流体サンプルは通路１１３を通ってサンプル準備ユニット３３２へ供給される。該流体サンプルは次いで被検体検出システム３３４ａへ供給される。被検体検出システム３３４ａは、例えば、図３１，３２及び３４を参照して論じられたスペクトロスコープ技術、又は何等か他の適当なスペクトロスコープ技術又は光学的測定技術、の様な光学的方法を使ってもよい。該被検体検出システム３３４ａは図１７及び４４−４８で示す装置の実施例と概ね同様な分析装置を有する。次いで流体サンプルは被検体検出システム３３４ｂへ供給される。該被検体検出システム３３４ｂは、例えば、図４９−５１を参照して論じられた電氣化学的技術の様な、電気的又は電気化学的方法を利用する。該被検体検出システム３３４ｂは例えば、試薬ベース又は酵素ベースのバイオセンサーの様な電気化学的センサーを有する。従って、図６１に示す実施例は、光学的及び電氣化学的測定を直列に行う。該システムの他の実施例では、該被検体検出システム３３４ａ及び３３４ｂにより処理される順序は逆転されてもよい。なおもう１つの実施例では、追加のサンプル準備ユニットが被検体検出システム３３４ａの下流で、システム３３４ｂの上流に、配置される。図６１に示す部品の他の配置と構成が起こり得る。
【０５００】
図６２は光学的と、電気的又は電氣化学的と、両被検体検出システムを有する流体分析システムのもう１つの実施例を示す。図６２に示すシステムは図６１に描かれた実施例と
概ね同様である。図６２に示す実施例では、流体サンプルは、サンプル準備ユニット３３２の下流の通路１１３内の“Ｔ”合流部を形成するコネクターで２つの部分にそらされる。該流体サンプルの第１部分は、図６１を参照して説明された光学的技術を使う被検体検出システム３３４ａへ供給される。該流体サンプルの第２部分は、図６１を参照して説明された電気的又は電気化学的技術を使う被検体検出システム３３４ｂへ供給される。従って、図６２で描かれた実施例では、該光学的及び電氣化学的測定は並列の仕方で行われる。或る実施例では、該光学的及び電氣化学的分析は、これは必要事項ではないが、同時に行われる。なお他の実施例では、追加のサンプル準備ユニットが該被検体検出システム３３４ｂの上流に配置される。図６２に示す部品の他の配置及び構成も可能である。
【０５０１】
光学的及び電氣化学的方法を使う流体分析システムの実施例は、図６１及び６２に示すそれらと構造が異なってもよい。例えば、図６１及び６２は光学的及び電氣化学的被検体検出システム３３４ａと３３４ｂを別々のシステムとして描いている。他の実施例は、光学的及び電氣化学的の両面のデバイス及び方法を有する１つの被検体検出システムを使ってもよい。なお他の実施例は図６１及び６２で示した実施例と異なるよう部品を構成してもよい。
【０５０２】
操作方法
患者注入、サンプリング、及び測定システムは、図１，４９，又は５２で示すシステムの実施例の様な、ここで開示した流体ハンドリングシステムのどれかと、図３，１７，４４−４８、５０−５１，５４，５８−６２で示したシステムの様な、ここで開示した被検体検出システムのどれかと、を有する。該流体ハンドリングシステムは、患者、注入流体ソース、そして該被検体検出システム、との流体的な連通を確立するよう構成される。該患者サンプリング及び測定システムは少なくとも注入モード及びサンプリングモードで動作可能である。該注入モードでは、例えば、食塩水、乳酸加リンガー液、又は水の様な、注入流体が該流体ハンドリングシステムにより患者へ供給される。該サンプリングモードでは、例えば、全血サンプル、の様な体液サンプルが流体ハンドリングシステムにより患者から抜き取られ、該被検体検出システムへ供給される。該被検体検出システムは光学的、電気的、電氣化学的技術、又はそれらの何等かの組み合わせにより、該体液サンプルの測定を行う。患者システムは典型的に注入モードで動作することが、必要ではないが、好ましい。選択された時、又は必要な時、該患者システムは、該被検体検出システムによる測定用に体液サンプルを抜き取るためにサンプリングモードで動作してもよい。該患者システムは次いで注入モードに戻る。
【０５０３】
図１は患者注入、サンプリング、及び測定システムの１実施例を示す。図１を参照して上記で説明された様に、カテーテル１１は患者Ｐにカテーテル処理を行うため使われる。サンプリングシステム１００は患者Ｐに注入流体を提供し、該カテーテル１１及び通路２０を通してサンプルを抜き取る。患者システムの更に進んだ詳細は図２及び３を参照して上記で説明された。注入モードの１実施例では、ポンプ２０３は患者Ｐへ注入流体を提供するため前進方向に動作する。サンプリングモードの１実施例では、ポンプ２０３は、予め決められたサンプル容積を該サンプリング組立体２２０へ抜き取るために、逆方向に動作する。該サンプルがサンプリング組立体２２０に達すると、制御器２１０は該サンプルをサンプリングユニット２００へ導き、その後該制御器２１０は注入モードを再開するようポンプ２０３へ合図する。
【０５０４】
図３は、図１及び２で示すサンプリングシステム１００の実施例と概ね同様なサンプリングシステム３００の１実施例を図解する。図３を参照して上記で説明した様に、該サンプリングシステム３００は通路１１２内に含まれる流体サンプルを通路１１３内へ導くが、通路１１３ではそれはサンプリングユニット２００へ入る。該サンプリングユニット２００は該体液サンプルをサンプル準備ユニット３３２と被検体検出システム３３４内へ導く。図６１及び６２で示されるそれらの様な、他の実施例では、該サンプリングユニット２００は１つより多い被検体検出システム３３４ａ及び３３４ｂを有する。
【０５０５】
該被検体検出システム３３４は光学的、電気的、又は電氣化学的デバイス又はこれらのデバイスの組み合わせを有してもよい。光学的測定はスペクトロスコープ法により又は光学測定法により行われる。１実施例では、該被検体検出システム３３４は図１７，４４−４８で示すそれと概ね同様なスペクトロスコープを有する。インターフェレントの存在下の被検体の濃度は図３１，３２及び３４を参照して論じられた中赤外線スペクトロスコープ法の実施例を使って決定される。
【０５０６】
他の実施例では、該被検体検出システム３３４は図５８を参照して上記で論じられたテスト要素システムを有してもよい。流体ハンドリングシステムは通路９５０５及び供給ノズル９５１０を通して、テスト要素９７２０ａの様なテスト要素へ流体サンプルをディスペンスする（図５８）。該テスト要素はテストストリップ、カートリッジ（図５８Ａ）、又は他の適当な要素であってもよい。該テスト要素は次いで移送システム９５１１により分析システム９５１３へ供給される。分析システム９５１３は、光学的、電気的、又は電氣化学的方法又はその組み合わせを使う被検体検出システム９５３０を有する。該被検体検出システム９５３０の更に進んだ詳細は図５８及び５８Ａを参照して上記で論じられている。
【０５０７】
患者注入、サンプリング、及び測定システムの１実施例では、通路９５０５（図５８）は通路１１３（図３）に対応する。供給ノズル９５１０は、通路１１３をバブルセンサー３２１又はサンプル準備ユニット３３２（図３）の下流の供給点で終端することにより形成されてもよい。図７Ａ−７Ｊを参照して説明したそれらと概ね同様の流体ハンドリング技術が、通路９５０５及び供給ノズル９５１０を通して体液を供給し、流体サンプル９５２５をテスト要素９５２０ａ上にディスペンスするために、使われる。例えば、移送システム９５１１，貯蔵システム９５１２，及び分析システム９５１３、を含む図５８に示す残りの構造体は、図３，６１，又は６２に示す被検体検出システム３３４と交換されてもよい。
【０５０８】
なお他の実施例では、該被検体検出システム３３４は、図５９及び６０を参照して上記で論じたテストチューブシステムを有してもよい。図６０に示す様に、流体サンプルは通路９５０５及び供給ノズル９５１０を通して供給され、テストチューブ９７２０内へディスペンスされる。或る実施例では、通路９５０５（図６０）は通路１１３（図３）に対応する。供給ノズル９５１０は、バブルセンサー３２１又はサンプル準備ユニット３３２（図３）の下流の供給点で通路１１３を終端することにより形成されてもよい。図７Ａ−７Ｊを参照して説明したそれらと概ね同様の流体ハンドリング技術が、通路９５０５を通して流体サンプルを供給し、該サンプルをテストチューブ９７２０にディスペンスするために、使われる。該サンプルが該テストチューブ９７２０にディスペンスされた後、図５９及び６０を参照して上記で更に説明された様に、移送システム９７０７は該テストチューブ９７２０を分析システム９７１０へ供給する。該分析システム９７１０は被検体検出システム９７５０を有するが、該被検体検出システムは光学的、電気的、又は電気化学的方法、又はその組み合わせを使用してもよい。或る実施例では、該被検体検出システム９７５０は実験室グレードの体液分析器であってもよい。該被検体検出システム９７５０に関する更に進んだ詳細は図５９及び６０を参照して論じられた。
【０５０９】
図４９は患者注入、サンプリング、及び測定システムのもう１つの実施例を図解する。図４９を参照して上記で説明された様に、該システムは、注入チューブ９１１７及びカテーテル９１２１を経由してソース９１１５から患者９１１へ前進方向で注入流体を汲む注入ポンプ９１１３を有する。適当な時に、該システム制御器９１２３は該注入ポンプ９１１３に、その方向を逆転させ、代わって血液を、患者９１１１からカテーテル９１２１を通ってセンサー組立体９１１９（図５０）又は９１１９’（図５１）内へ抜き取らせる。加えて、該システムは該血液を分析器９１２５内へ抜き取ってもよい。ポンプ方向のこの逆転は、予め決められた時間間隔で、又は治療奉仕者により発せられる手動コマンドの該制御器による受信時に、起こってもよい。
【０５１０】
該分析器９１２５は光学的、電気的、又は電氣化学的被検体検出システム又はその組み合わせを有してもよい。光学的システムはスペクトロスコープシステム、又は非スペクトロスコープ的なシステムを有してもよい。スペクトロスコープシステムは図１７及び４４−４８に示す実施例と概ね同様な分析デバイスを有する。電氣化学的システムは図５０及び５１を参照して説明されたそれらと概ね同様なセンサーを有してもよい。
【０５１１】
図４９に示した流体注入及びサンプリングシステムはチューブ９１１７を経由して種々の被検体検出システムの何れかと流体的に接続されてもよい。１実施例では、該チューブ９１１７は、該チューブ９１１７を通路１１２又は通路１１３に接続することにより、図１−３に示すサンプリングシステムに合体される。該サンプリングシステム１００は該流体サンプルを、図１−３及び７Ａ−７Ｊを参照して上記で説明した被検体検出システム３３４へ導く。もう１つの実施例では、チューブ９１１７は、該チューブ９１１７を通路９５０５へ接続することにより、図５８及び図６０で示す流体分析システムに合体される。図７Ａ−７Ｊ及び／又は５３Ａ−５３Ｋを参照して説明されたそれらと概ね同様な流体ハンドリング方法は、該流体サンプルを、通路９５０５及び供給ノズル９５１０を通って、被検体検出システム９５３０（図５８）又は９７５０（６０）への供給用に好適なテスト要素９５２０（図５８）又はテストチューブ９７２０（図６０）内へ導くために使われる。
【０５１２】
図５２は患者注入、サンプリング、及び測定システムのなおもう１つの実施例を図解する。図５２を参照して説明される様に、該血液サンプル供給ライン９３０１はカテーテル９３０４を有する入り口端部で終端される。該カテーテル９３０４は患者の血管又は分析されるべき流体の体外ソース内に直接挿入される。血液サンプル供給ライン９３０１の出口端部はサンプル供給ノズル９３０７に流体的に接続されるが、該ノズルは該血液サンプルを血液サンプル分析器９３５０内へディスペンスするよう構成される。
【０５１３】
ＴＳ／ＷＳ／ＳＳと呼称されるモジュール９３５２はノズル９３０７及びチューブに接続されて示される。このモジュール９３５２は、チューブ９３０１及びノズル９３０７をテストサイト（ＴＳ）位置からウエーストサイト（ＷＳ）位置又はサンプルサイト（ＳＳ）位置へ押すソレノイド又は他のデバイスであってもよい。図５２−５７を参照して説明された様に、該システムは、検出器９３３１をモニターすることにより何時真の血液サンプルが該ノズル９３０７にあるかを決め、該テストサイトのサンプルを分析器９３５０に、又はサンプル供給サイトの適当なサンプルコンテナーに、ディスペンスする。全ての他のモードでは、ノズル９３０７は該流体をウエーストサイトのウエーストレセプタクル又は適当なサンプルコンテナー内へリリースする。真の血液サンプルがノズル９３０７にある時、ロジック制御部９３４０は、ノズルを該ウエースト又はサンプルサイトからテストサイトに位置付けるようＴＳ／ＷＳ／ＳＳモジュール９３５２を動作させる。蠕動ポンプ９３２５のインペラーは、流体をチューブ９３０１を通って外のノズル９３０７へ抜き取るための蠕動作用を創るよう、サンプル供給ノズル９３０７に近いセクション９３０６上で血液サンプル供給ライン９３０１と協同作用する。
【０５１４】
ノズル９３０７は血液サンプルを、ここで説明した被検体検出システムの何れかへ供給するよう構成される。被検体検出システムは光学的、電気的又は電氣化学的システム又はそれの組み合わせの実施例の何れかを有してもよい。例えば、光学的システムはスペクト
ロスコープシステム又は非スペクトロスコープ的システムを有してもよい。スペクトロスコープシステムは図１７及び４４−４８に示す実施例と概ね同様の分析デバイスを有する。電氣化学的システムは図５０−５１を参照して説明されたそれらと概ね同様のセンサーを有してもよい。
【０５１５】
図１−３及び６１−６２を参照すると、ノズル９３０７は、バブルセンサー３２１又はサンプル準備ユニット３３２の下流の点の通路１１３（図３）から形成されてもよい。該サンプリングシステム３００は流体サンプルを、ノズル９３０７を通して、被検体検出システム３３４，３３４ａ又は３３４ｂ内へ供給する。
【０５１６】
図４９を参照すると、ノズル９３０７は、流体サンプルを分析器９１２５内の被検体検出システムへ供給するように、チューブ９１１７で形成される。システム制御器９１２３は流体サンプルを分析器９１２５へ供給するようポンプ９１１３を動作させる。或る実施例は、分析用に該流体サンプルを該被検体検出システムへ供給することを実現するために、分析器９１２５内で追加のポンプ及び／又はバルブを使用してもよい。
【０５１７】
図５８と６０を参照すると、ノズル９３０７は供給ノズル９５１０と対応する。該流体サンプルはノズル９５１０から、分析用に被検体検出システム９５３０（図５８）或いは９７５０（図６０）へ供給するため、テスト要素（図５８）又はテストチューブ（図６０）へディスペンスされる。
【０５１８】
ここで提示された本発明（複数を含む）は或る好ましい実施例と例の背景で開示されているが、本発明（複数を含む）が特定の開示された実施例を越えて他の代替えの実施例及び／又は本発明（複数を含む）の使用法及びその明らかな変型と等価物まで拡大されることは当業者により理解されるであろう。かくして、ここで開示した本発明（複数を含む）の範囲は上記説明の特定の実施例により限定されるべきでなく、付随する請求項の公正な読み方によってのみ決定されるよう意図されている。
【図面の簡単な説明】
【０５１９】
【図１】１実施例の流体ハンドリングシステムの略図である。
【図１Ａ】流体ハンドリングシステムの略図であり、該流体ハンドリングシステムの流体ハンドリング及び分析装置が切り欠き図で示される。
【図１Ｂ】図１Ａの流体ハンドリングシステムのバンドルの１Ｂ−１Ｂ線に沿って取られた断面図である。
【図２】サンプリング装置の実施例の略図である。
【図３】サンプリング装置の実施例の詳細を示す略図である。
【図４】サンプリングユニットの実施例の略図である。
【図５】サンプリング装置の実施例の略図である。
【図６Ａ】ガスインジェクターマニフォールドの実施例の略図である。
【図６Ｂ】ガスインジェクターマニフォールドの実施例の略図である。
【図７Ａ−７Ｊ】注入及び血液分析システムを使う方法を図解する略図であり、図７Ａは患者に注入する方法の１実施例を示し、そして図７Ｂ−７Ｊは患者からのサンプリングの方法の過程を図解しており、図７Ｂは第１及び第２通路の部分からクリヤされる流体を示し、図７Ｃは第１通路内に抜き取られたサンプルを示し、図７Ｄは第２通路内に抜き取られたサンプルを示し、図７Ｅはサンプル内に噴射される空気を示し、図７Ｆは第２通路からクリヤされるバブルを示し、図７Ｈと７Ｉは第２通路内へ途中まで押し込まれるサンプルとそれに続く流体とより多くのバブルを示し、そして図７Ｊは分析器へ押されるサンプルを示す。
【図８】サンプリング装置の実施例の斜視正面図である。
【図９】サンプリング装置カセットの１実施例の正面図の略図である。
【図１０】サンプリング装置インスツルメントの１実施例の正面図の略図である。
【図１１】動脈患者接続の１実施例の図解である。
【図１２】静脈患者接続の１実施例の図解である。
【図１３Ａ−１３Ｃ】ピンチバルブの１実施例の種々の図面であり、図１３Ａは正面図であり、図１３Ｂは断面図であり、図１３Ｃは閉じ位置の１つのバルブを示す断面図である。
【図１４Ａ−１４Ｂ】ピンチバルブの１実施例の種々の図面であり、図１４Ａは正面図であり、図１４Ｂは閉じ位置の１つのバルブを示す断面図である。
【図１５】セパレーターの１実施例の側面図である。
【図１６】図１５のセパレーターの組立分解斜視図である。
【図１７】流体分析装置の１実施例である。
【図１８】図１７の装置内で使用するためのクベットの平面図である。
【図１９】図１８のクベットの側面図である。
【図２０】図１８のクベットの組立分解斜視図である。
【図２１】サンプル準備ユニットの実施例の略図である。
【図２２Ａ】主インスツルメントと取り外し可能なカセットとを有する流体ハンドリング及び分析装置のもう１つの実施例の斜視図である。
【図２２Ｂ】主インスツルメントから隔てられたカセットを有する流体ハンドリング及び分析装置の部分切り欠き側面図である。
【図２２Ｃ】図２２Ａの流体ハンドリング及び分析装置の断面図であり、カセットが主インスツルメント上に設置されている。
【図２３Ａ】図２２Ａの流体ハンドリング及び分析装置のカセットの、線２３Ａ−２３Ａに沿って取られた断面図である。
【図２３Ｂ】図２３Ａのカセットの、図２３Ａの線２３Ｂ−２３Ｂに沿って取られた断面図である。
【図２３Ｃ】流体ハンドリングネットワークを有する流体ハンドリング及び分析装置の断面図であり、カセットのローターは概ね垂直配向されている。
【図２３Ｄ】流体ハンドリング及び分析装置の断面図であり、カセットのローターは概ね水平配向されている。
【図２３Ｅ】図２３Ｃの流体ハンドリング及び分析装置の主インスツルメントの正面図である。
【図２４Ａ】もう１つの実施例による流体ハンドリングネットワークを有する流体ハンドリング及び分析装置の断面図である。
【図２４Ｂ】図２４Ａの流体ハンドリング及び分析装置の主インスツルメントの正面図である。
【図２５Ａ】サンプル流体保持用サンプル要素を有するローターの正面図である。
【図２５Ｂ】図２５Ａのローターの背面図である。
【図２５Ｃ】サンプル流体で充たされたサンプル要素を有する図２５Ａのローターの正面図である。
【図２５Ｄ】サンプル流体が分離された後の図２５Ｃのローターの正面図である。
【図２５Ｅ】図２５Ａの線２５Ｅ−２５Ｅに沿って取られたローターの断面図である。
【図２５Ｆ】図２５Ｅのローターの拡大断面図である。
【図２６Ａ】流体ハンドリング及び分析装置のローターと共に使用するためのサンプル要素の組立分解斜視図である。
【図２６Ｂ】組み立てられたサンプル要素の斜視図である。
【図２７Ａ】カセットと共に使用するための流体インターフエースの正面図である。
【図２７Ｂ】図２７Ａの流体インターフエースの平面図である。
【図２７Ｃ】ローターと契合する流体インターフエースの拡大側面図である。
【図２８】図２２Ａの流体ハンドリング及び分析装置の主インスツルメントの線２８−２８に沿って取られた断面図である。
【図２９】血液サンプル内にある種々の成分の吸収スペクトルを図解するグラフ線図である。
【図３０】サンプル母集団血液及びブドウ糖濃度に対する図２９の指示した追加成分を有する血液の吸収スペクトルの変化を図解するグラフ線図であり、水による寄与は該スペクトルから数値的に引き算されている。
【図３１】可能性あるインターフェレントの存在下で被検体の濃度を決定する分析方法の実施例である。
【図３２】図３１の実施例で使用するためのサンプル内のインターフェレントを識別する方法の１実施例である。
【図３３Ａ−３３Ｂ】図３３Ａは図３２の方法の１実施例を図解するグラフ線図であり、図３３Ｂは図３２の方法を更に図解するグラフ線図である。
【図３４】図３１の実施例で使用する、サンプル内の可能性のあるインターフェレントを識別するモデルの発生法の１実施例である。
【図３５】ランダムなスケールでのインターフェレントスペクトルを発生する方法の１実施例の略図である。
【図３６】図３５の実施例で使用するためのインターフェレント濃度の分布の１実施例である。
【図３７】組合わせインターフェレントスペクトルを発生する方法の１実施例の略図である。
【図３８】インターフェレントを高められたスペクトルデータベースを発生する方法の１実施例の略図である。
【図３９】インターフェレントのブドウ糖推定誤差への影響を図解するグラフ線図である。
【図４０Ａ−４０Ｄ】各図は、２つの異なる技術、すなわち、１ｃｍ−１の内挿解像度を有するフーリエ変換赤外線（エフテーアイアール）スペクトロメーター（３角形を有する実線）と、７．０８μｍでの１４０ｎｍから１０μｍでの２７９ｎｍまで変化するバンド幅に対応してガウス型プロフアイルと２８ｃｍ−１の半値全幅（エフダブリューエイチエム）バンド幅を有する２５の有限バンド幅赤外線フイルターに依る（円を有する鎖線）と、を使って取られた種々のインターフェレントを有するブドウ糖の吸収スペクトルの比較を示すグラフ線図を有している。該図は１ｍｇ／ｄｌの濃度レベルと１μｍの路長での、ブドウ糖と、マンニトール（図４０Ａ）、デキストラン（図４０Ｂ）、ｎアセチルＬシステイン（図４０Ｃ）そしてプロカインアミド（図４０Ｄ）との比較を示す。
【図４１】３人のドナーから取られた６つの血液サンプルの血漿スペクトルを７μｍから１０μｍの波長範囲について任意単位でグラフ線図で示しており、曲線上のシンボルは２５のフイルターの中心波長を示す。
【図４２Ａ−４２Ｄ】１ｍｇ／ｄｌの濃度レベルと１μｍの路長で、ランダムな量のマンニトール（図４２Ａ）、デキストラン（図４２Ｂ）、ｎアセチルＬシステイン（図４２Ｃ）及びプロカインアミド（図４２Ｄ）を有する６つのサンプル母集団のスペクトルを含む。
【図４３Ａ−４３Ｄ】インターフェレントの存在下でトレーニングにより得られた校正ベクトルを、水の無いスペクトルについて、マンニトール（図４３Ａ）、デキストラン（図４３Ｂ）、ｎアセチルＬシステイン（図４３Ｃ）及びプロカインアミド（図４３Ｄ）用のクリーンな血漿スペクトルに関しトレーニングにより得られた校正ベクトルと比較するグラフ線図である。
【図４４】被検体検出システムのもう１つの実施例の図解用略図である。
【図４５】図４４で描かれた被検体検出システムで使用するために好適なフイルターホイールの１実施例の平面図である。
【図４６】被検体検出システムのもう１つの実施例の部分的断面図である。
【図４７】図４６で図解された被検体検出システムのサンプル検出器の詳細断面図である。
【図４８】図４６で図解された被検体検出システムの基準検出器の詳細断面図である。
【図４９】自動注入及び血液テスト装置システムの線図による図解である。
【図５０】第１血液化学センサー組立体の平面図であり、このセンサー組立体は二酸化炭素、酸素、カリウム、カルシウム、及びナトリウムの濃度を示すサンサーのみならずヘマトクリット、温度及びｐＨを示すセンサーも有する。
【図５１】第２血液化学センサー組立体の平面図であり、このセンサー組立体はブドウ糖濃度を示すセンサーを有する。
【図５２】繰り返し型個別サンプル体液サンプリング装置を描くブロック線図である。
【図５３Ａ−５３Ｋ】血液サンプルを患者サイトからテストサイトへ輸送するため装置により実施される或る過程を示す略図を描いている。
【図５４】血液サンプル収集、遠隔サイト供給及び診断分析用の実用的システムを描いている。
【図５５】１連のインターロックされる平面状部材を有する流体マニフオールド及びバブル検出器組立体の斜視平面図である。
【図５６】図５５の流体マニフオールドの側面図である。
【図５７】治療制御システムで使われるポンプカセット組立体の斜視平面図の略図である。
【図５８】テスト要素を使う流体分析システムの実施例の平面図の略図である。
【図５８Ａ】テスト要素の実施例の平面図である。
【図５９】テストチューブを使う流体分析システムの実施例の斜視図である。
【図６０】図５９に示す流体分析システムの線６０−６０に沿って取られた断面図である。
【図６１】光学的及び電気化学的測定を直列に行うサンプリング装置の実施例の詳細を示す略図である。
【図６２】光学的及び電気化学的測定を並列に行うサンプリング装置の実施例の詳細を示す略図である。
【０５２０】
参照記号はそこで示された或る部品、側面又は特徴を指すため図中で使われているが、２つ以上の図で共通な参照記号は、それらで示される類似の部品、側面又は特徴を指している。
【図１】
2009521258.tif 000012
【図１Ａ】
2009521258.tif 000013
【図１Ｂ】
2009521258.tif 000014
【図２】
2009521258.tif 000015
【図３】
2009521258.tif 000016
【図４】
2009521258.tif 000017
【図５】
2009521258.tif 000018
【図６Ａ】
2009521258.tif 000019
【図６Ｂ】
2009521258.tif 000020
【図７Ａ】
2009521258.tif 000021
【図７Ｂ】
2009521258.tif 000022
【図７Ｃ】
2009521258.tif 000023
【図７Ｄ】
2009521258.tif 000024
【図７Ｅ】
2009521258.tif 000025
【図７Ｆ】
2009521258.tif 000026
【図７Ｇ】
2009521258.tif 000027
【図７Ｈ】
2009521258.tif 000028
【図７Ｉ】
2009521258.tif 000029
【図７Ｊ】
2009521258.tif 000030
【図８】
2009521258.tif 000031
【図９】
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【図１０】
2009521258.tif 000033
【図１１】
2009521258.tif 000034
【図１２】
2009521258.tif 000035
【図１３Ａ】
2009521258.tif 000036
【図１３Ｂ】
2009521258.tif 000037
【図１３Ｃ】
2009521258.tif 000038
【図１４Ａ】
2009521258.tif 000039
【図１４Ｂ】
2009521258.tif 000040
【図１５】
2009521258.tif 000041
【図１６】
2009521258.tif 000042
【図１７】
2009521258.tif 000043
【図１８】
2009521258.tif 000044
【図１９】
2009521258.tif 000045
【図２０】
2009521258.tif 000046
【図２１】
2009521258.tif 000047
【図２２Ａ】
2009521258.tif 000048
【図２２Ｂ】
2009521258.tif 000049
【図２２Ｃ】
2009521258.tif 000050
【図２３Ａ】
2009521258.tif 000051
【図２３Ｂ】
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【図２３Ｃ】
2009521258.tif 000053
【図２３Ｄ】
2009521258.tif 000054
【図２３Ｅ】
2009521258.tif 000055
【図２４Ａ】
2009521258.tif 000056
【図２４Ｂ】
2009521258.tif 000057
【図２５Ａ】
2009521258.tif 000058
【図２５Ｂ】
2009521258.tif 000059
【図２５Ｃ】
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【図２５Ｄ】
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【図２５Ｅ】
2009521258.tif 000062
【図２５Ｆ】
2009521258.tif 000063
【図２６Ａ】
2009521258.tif 000064
【図２６Ｂ】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２７Ｃ】
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【図２８】
2009521258.tif 000069
【図２９】
2009521258.tif 000070
【図３０】
2009521258.tif 000071
【図３１】
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【図３２】
2009521258.tif 000073
【図３３Ａ】
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【図３３Ｂ】
2009521258.tif 000075
【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
2009521258.tif 000081
【図４０Ａ】
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【図４０Ｂ】
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【図４０Ｃ】
2009521258.tif 000084
【図４０Ｄ】
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【図４１】
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【図４２Ａ】
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【図４２Ｂ】
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【図４２Ｃ】
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【図４２Ｄ】
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【図４３Ａ】
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【図４３Ｂ】
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【図４３Ｃ】
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【図４３Ｄ】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
2009521258.tif 000103
【図５３Ａ−５３Ｆ】
2009521258.tif 000104
【図５３Ｇ−５３Ｋ】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５８Ａ】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【国際調査報告】
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