(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の異なる生物学的指示薬（ＢＩ）を読み取って、複数の減菌サイクルの有効性を決定する装置であって、各々のＢＩが、該ＢＩにおける細菌の成長を示す生物学的活動に応答して蛍光を発現するものであり、該装置は、
該ＢＩの１つを受容するように各々が構成された複数のＢＩホルダと、
前記複数のＢＩホルダを各ＢＩに対応する温度にそれぞれ加熱する複数のヒータと、
前記複数のＢＩホルダに対し、前記ＢＩホルダの各々に近接する位置まで制御自在に移動可能なキャリッジと、
該キャリッジ上に取り付けられ、該キャリッジが選択されたＢＩホルダに近接する位置にあるときに、該選択されたＢＩホルダに受容されたＢＩに放射線を衝突させるように配置される放射線エミッタと、
前記キャリッジに取り付けられ、選択されたＢＩホルダ内のＢＩが該ＢＩに衝突する放射線に応答して発現する蛍光を感知するように配置されて、感知した該蛍光を示す蛍光信号を送信する蛍光センサと、
前記蛍光センサに連結されて、前記蛍光信号を受信するとともに、感知された蛍光を示す出力信号を送信する第一コントローラであって、前記キャリッジの位置を制御して、その時点でＢＩを保持している各々のＢＩホルダに近接して前記キャリッジを間欠的に配置するとともに、前記キャリッジがその時点で近接して配置されている前記ＢＩホルダに対応するＢＩから感知した蛍光を示す蛍光信号を受信するように構成される第一コントローラと、
を備える装置。
【請求項２】
前記第一コントローラに連結されるメモリをさらに備え、該第一コントローラが、受信した蛍光信号に基づいて各々のＢＩの蛍光を示すデータを前記メモリに記憶するように構成されていて；さらに前記第一コントローラに連結される出力装置をさらに備え、該出力装置が、前記メモリに記憶されたデータに基づいて複数の減菌サイクルの有効性を示すオペレータ知覚可能な標識を提供するように構成される；請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記蛍光センサが、
ＢＩが発現する蛍光を受信するとともに、感知した蛍光を示すセンサ信号を送信するように配置された光センサを備え、前記光センサが、前記蛍光に関連する波長以外の放射線を濾波するように構成されたフィルタシステムを含んでおり；
該光センサに連結されて前記センサ信号を受信するとともに、前記コントローラに連結され、前記センサ信号に基づいて蛍光信号を送信するように構成されたセンサコントローラとを備えていて；そして
前記センサコントローラに連結される基準センサをさらに備え、該基準センサが、前記放射線エミッタから放出される放射線を感知するとともに、感知した放射線に基づいて前記センサコントローラに基準信号を送信するように配置され、前記センサコントローラが、該基準信号に基づいて前記蛍光信号を送信するように構成される、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記複数のヒータは、第１ヒータと第２ヒータとを備えており；
前記複数のＢＩホルダが、前記第１ヒータに作動可能に近接して取り付けられて、該第１ヒータから熱を受け取る第１の複数のＢＩホルダと、前記第２ヒータに作動可能に近接して取り付けられて、該第２ヒータから熱を受け取る第２の複数のＢＩホルダとを備えていて；そして
前記第１ヒータが、前記第１の複数のＢＩホルダを第１温度まで加熱するように構成され、前記第２ヒータが、前記第２の複数のＢＩホルダを前記第１温度と異なる第２温度まで加熱するように構成されている；請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記第１コントローラに連結される第２コントローラと、  該第２コントローラに連結されるメモリとをさらに備え、該第２コントローラは、複数のＢＩに関連して該第１コントローラから複数の蛍光信号を受信し、それら蛍光信号を示すデータを該メモリ内に記憶して、各ＢＩに関連する動的応答プロファイルを記憶し、各ＢＩの該動的応答プロファイルが互いに非同期に記憶されるように構成される、請求項１記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
同時係属出願の引用
本出願は、１９９７年５月３０日に「ＢＩＯＬＯＧＩＣＡＬ ＳＴＥＲＩＬＩＴＹ ＩＮＤＩＣＡＴＯＲ」（生物学的無菌状態指示薬）というタイトルで提出され、Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙに譲渡された出願第０８／８８６，８９４号および１９９７年５月１４日に「ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＭＥＡＳＵＲＩＮＧ ＴＨＥ ＥＦＦＩＣＡＣＹ ＯＦ Ａ ＳＴＥＲＩＬＩＺＡＴＩＯＮ ＣＹＣＬＥ」（減菌サイクルの有効性を測定するシステム）というタイトルで提出され、Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙに譲渡された出願第０８／８５６，１０４号の優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、減菌サイクルの有効性を判定するシステムに関する。さらに詳しく述べるなら、本発明は、生物学的無菌状態指示薬から蛍光を読み取って減菌サイクルの有効性を判定するシステムに関する。
【０００３】
機器および装置の減菌は、業界によっては重要である。たとえば、病院やその他の医療施設は、患者の処置に使用する機器や装置を一般にかつ頻繁に減菌しなければならない。こうした機器を減菌するときに使用する特定タイプの減菌サイクルは、減菌される特定の機器または装置に基づいて、かつ減菌サイクルを実施する実体の特定の好みに応じて変えることができる。しかし、こうしたすべての減菌サイクルまたは過程は、殺さないと減菌対象の機器または装置を汚染する可能性がある生物を殺すために一般に設計される。
【０００４】
様々な減菌サイクルで、様々な方法または技術を使用して減菌が行われる。たとえば、こうした減菌サイクルは、被減菌機器または装置に対する蒸気、乾熱、化学薬品または放射線の管理を含む。蒸気減菌は、被減菌機器を１２１〜１３２℃の蒸気に暴露するときに一般に有効性的である。被減菌機器は、１３２℃で約３分間および１２１℃で３０分間にわたって蒸気減菌を行うことが好ましい。化学的減菌の１つの形態は、被減菌装置を酸化エチレンガスに暴露することを含む。被減菌装置は、６５℃で約１時間から３０℃で約４時間にわたって酸化エチレンガスに暴露される。乾熱減菌は、被減菌装置を約１８０℃以上の温度に少なくとも２時間暴露することを一般に含む。
【０００５】
多くの環境では、減菌サイクルの有効性は重要である。したがって、無菌状態指標を使用して、減菌サイクルの有効性を判断する。
【０００６】
無菌状態指示薬は、過去においては多くの形態を取った。たとえば、先行技術では生物学的指示薬および化学的指示薬が周知されている。従来の生物学的指示薬の場合、自然の汚染によって存在する殆どの有機体よりも減菌過程に対して何倍も抵抗力がある試験有機体を支持体に塗布し、被減菌製品とともに減菌器内に配置する。したがって、無菌状態指示薬は、被減菌装置と同じ減菌サイクルに暴露される。減菌サイクルが完了した後、支持体を養分媒体中で培養して、どの程度の試験有機体が減菌手順後に生存しているかを判定する。検出可能な数の有機体が成長するには、一般に少なくとも約２４時間かかる。
【０００７】
次に、無菌状態指示薬を検査して、こうした成長が起こったかどうかを判定する。成長が発生した場合、こうした成長は、減菌サイクルが有効性的ではなかったことを示し、減菌サイクルに暴露された装置は減菌されていないと考えられる。
【０００８】
市販の化学指標は、色の変化または固体から液状への変化で無菌状態を示す化学薬品を使用する。こうした化学指標の１つの利点は、減菌サイクルの終わりに結果が分かることである。しかし、結果は、たとえば一定期間中に特定の温度に達したこと、または減菌サイクル中に酸化エチレンガスが存在したことを示すだけである。化学指標は、問題の有機体を排除するのに必要な条件が達成されたかどうかを示さない。したがって、業界では、生物を利用する生物学的指示薬が好まれてきた。
【０００９】
先行技術のもう１つの生物学的指示薬は、Ｍａｔｎｅｒ等（米国特許第５，４１８，１６７号）に開示されている。Ｍａｔｎｅｒ等には、可撓性ポリプロピレン製のバイアルが、細菌脂肪好温性胞子（Ｂａｃｉｌｌｕｓ Ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ）の生存可能な分布を有する胞子ストリップを含む生物学的指示薬が記載されている。このバイアルは、成長媒体をさらに含むが、この媒体は、破壊可能なガラスアンプル内に含まれた変性潜在大豆培養液である。胞子関連酵素、つまりα−グルコシダーゼの存在は、生物学的指示薬中における胞子の成長を示す。α−グルコシダーゼの存在は、非蛍光支持体、つまり４−メチルウンベリフェリル−α−Ｄ−グルコシドで測定される。非蛍光支持体は、活性胞子関連酵素により蛍光生成物に転換される。
【００１０】
減菌サイクルが有効性的ではない場合、胞子と酵素の両方が活性の状態を保つ。酵素は、支持体を蛍光生成物に転換する。したがって、培養期間後、バイアル内の蛍光を検出して減菌サイクルの有効性を判定する。
【００１１】
Ｍａｔｎｅｒ等は先行技術の重要な進歩を表すが、Ｍａｔｎｅｒ等に記載されている生物学的指示薬読取システムには多くの欠点がある。Ｍａｔｎｅｒ等のシステムは、一度に１つの生物学的指示薬のみを読み取るように構成される。したがって、オペレータは、生物学的指示薬（ＢＩ）を１つのヒータに配置し、このヒータは、生物学的指示薬を１つの設定温度に加熱するように設定される。オペレータは次に、タイマーを設定する。タイマーが停止すると、生物学的指示薬を培養器（またはヒータ）から取り出し、Ｍａｔｎｅｒ等に記載されている１つの読取セル内に生物学的指示薬を配置する。その生物学的指示薬について蛍光の読取りが行われ、胞子の成長活動が生物学的指示薬に示されているかどうか（したがって、生物学的指示薬が暴露された減菌サイクルが有効性的だったかどうか）についての表示がオペレータに提供される。
【００１２】
こうしてＢＩを処理することは、多数の生物学的指示薬を追跡するため、扱いにくいシステムになる。第１に、このシステムは、１つの温度まで加熱する１つの培養器しか備えないので、別の種類の生物学的指示薬を読み取るには、別個の生物学的指示薬読取装置を使用しなければならない（つまり、生物学的指示薬は、別の時に別の温度で培養しなければならない）。さらに、使用者は、各々のＢＩを培養器内に配置した時間を別個に図表で表し、各々のＢＩを培養した持続時間を追跡し、各ＢＩの読取ステップの結果を記録して、関連する各々の減菌サイクルの有効性を図表で表さなければならない。さらに、オペレータは、１つのＢＩから蛍光の読取りを行うため、当該ＢＩを数回処理しなければならない。オペレータは、ＢＩを培養器内に配置し、読取りが必要なときにＢＩを取り出さなければならない。次に、さらに培養または読取りが必要な場合、オペレータは、再びＢＩを培養器内に配置し、再びＢＩを取り出した後に読み取らなければならない。
【００１３】
さらに、Ｍａｒｔｎｅｒ等のシステムでは、蛍光センサは、生物学的指示薬容器上の１つの小さい点から発現される蛍光を感知するように構成される。したがって、蛍光活性度は、ＢＩの外周部全体からではなく、ＢＩの一部分からのみ感知される。信号は、感知された少量の蛍光に基づいて生成される。その結果、振幅が比較的小さいセンサ信号が生成され、望ましい程度に高振幅でさらに処理できる信号を得るには、生成されたセンサ信号を大幅に増幅しなければならない。しかし、必要な増幅は、センサ信号の著しい誤差の原因になるとともに、蛍光信号に対応するＳＮ比も低下させる。
【００１４】
発明の開示
装置は、生物学的指示薬容器に含まれる複数の生物学的指示薬を読み取り（生物学的指示薬と容器とをＢＩと総称する）、複数の減菌サイクルの有効性を判定する。各々のＢＩは、容器内の細菌の成長を示す生物的活動に対応する蛍光を示す。複数のＢＩホルダは、各１つのＢＩを受容するように構成される。キャリッジは、複数のＢＩホルダに対して各々のＢＩホルダに近接する位置まで制御自在に移動可能である。放射線エミッタはキャリッジに取り付けられ、選択したＢＩホルダに収容されているＢＩに放射線を衝突させるように配置される。蛍光センサもキャリッジに取り付けられ、選択したＢＩホルダ内のＢＩが放射線に対応して示す蛍光を感知するように配置される。コントローラは蛍光センサに連結され、蛍光信号を受信し、感知された蛍光を示す出力信号を送信する。コントローラは、キャリッジの位置を制御して、その時点でＢＩを保持している各々のＢＩホルダに近接してキャリッジを断続的に配置するように構成される。メモリはコントローラに連結され、コントローラが受信した蛍光信号に基づいて各ＢＩの蛍光を示すデータを受信して記憶するように構成される。
【００１５】
好適な一実施態様では、キャリッジに第２コントローラが備えられ、このコントローラは、蛍光センサが送信する信号を処理するとともに、蛍光信号を第１コントローラに提供する。もう1つの好適な実施態様では、別個に制御可能な複数のヒータが備えられ、１つのシステムで様々な種類の生物学的指示薬を培養して読み取ることができる。
【００１６】
さらにもう1つの好適な実施態様では、培養器内の各々のＢＩ周囲に一体化キャビティが設けられる。この一体化キャビティは、ＢＩの外側部分の大部分から蛍光を収集して、その蛍光を蛍光センサに方向付ける。これは、非均一性を補正する。さらに、比較的高振幅で比較的エラー強さがあり、増幅の必要が比較的少ないセンサ信号が生成される。
【００１７】
好適な実施態様の詳細な説明
図１は、生物学的指示薬（ＢＩ）読取装置１０の一実施態様の斜視図である。ＢＩ読取装置１０は、複数のＢＩ受容くぼみ１４を有するハウジング１２を備える。各々の受容くぼみ１４は、ディスプレーパネル１６に関連するディスプレーを有する。さらに、オペレータの対話は、任意のスクロールボタン１８およびオペレータディスプレー２０を使って行われる。図１は、ＢＩ受容くぼみ１４の１つに存在するＢＩ２２を示す。図１は、弧２６にほぼ沿って枢着されて、ＢＩ受容くぼみ１４を交互に露出および被覆するカバー２４をさらに示す。
【００１８】
図１に示す実施態様では、ＢＩ受容くぼみ１４は、２つのグループとして配置される。第１のグループは第１培養領域２８に関連し、第２のグループは第２培養領域３０に関連する。本明細書で後に詳しく説明するように、第１培養領域２８は、対応するＢＩ受容くぼみ１４を第１温度まで加熱する第１ヒータに関連する。第２培養域領域３０は、対応するＢＩ受容くぼみ１４を第２温度まで加熱する第２ヒータに関連する。こうして、複数種類の生物学的指示薬を同時に受容することができる。さらに、本明細書で後に詳しく説明するように、ハウジング１０には、実質的にすべての生物学的指示薬を読み取る回路が含まれる。
【００１９】
好適な実施態様では、生物学的指示薬支持体および対応する容器（ＢＩと総称する）は、ミネソタ州、セントポールのＭｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙが３Ｍ ＡＴＴＥＳＴ、モデル１２９１または１２９２として市販している生物学的無菌状態指示薬である。ＢＩ２２は、蓋、バイアルおよび各種の内容（図示しない）を備える。ＢＩ２２は、培養領域２８および３０の１つの中で培養された後にバイアル内で蛍光を生成することにより、生存可能な微生物（胞子など）の存在を実証する。これは、バイアル内に非蛍光支持体（４−メチルウンベリフェリル−α−Ｄグルコシドなど）を使用し、胞子関連酵素の活動によりこの非蛍光支持体を蛍光生成物に転換することにより行うと好ましい。胞子関連酵素は、バイアル内における胞子の成長を伴う酵素の１つであるα−Ｄ−グルコシドであることが好ましい。
【００２０】
操作の際、オペレータは、先ず生物学的指示薬２２を回収する。この生物学的指示薬は、培養して読み取らなければならない。オペレータは次に、ＢＩ２２内でアンプル（図示しない）を破壊し、ＢＩ２２を適切なＢＩ受容くぼみ１４に配置する。オペレータは次に、スクロールボタン１８を使用するとともにディスプレー２０を観察して培養領域２８または３０をプログラムするか、またはＢＩ２２をＢＩ受容くぼみ１４に配置する前に培養領域２８および３０を構成することができる。
【００２１】
何れの場合も、オペレータは、培養領域を構成した後にカバー２４を閉じて、ＢＩ２２に含まれる関連生物学的指示薬のディスプレーパネル１６に正または負の指示が表示されるのを待つだけで良い。実質的にすべての蛍光読取回路がハウジング内に含まれ、ＢＩ２２がＢＩ受容くぼみ１４に存在する間にＢＩ２２を読み取るように構成されるので、オペレータが必要とするステップの数および先行技術のＢＩ読取装置の面倒な面は実質的に緩和される。
【００２２】
図２は、図１に示す生物学的指示薬読取装置１０のさらに詳細なブロック線図を示す。図１に示す部品と類似の部品は、類似の参照符号で示す。ＢＩ読取り装置１０は、関連する運動応答メモリ３４およびプログラム可能なメモリ３６を含むマイクロプロセッサ３２を備える。読取装置１０は、ディスプレー１６、マルチプレクサ３８、オペレータ入力およびディスプレー１８、２０（オペレータインタフェエース１９と総称する）、ステップモータコントローラ４０、ステッパモータ４２、駆動機構４４、蛍光センサ回路４６、第１ヒータ４８、第２ヒータ５０、複数のＢＩ存在センサ５２、およびマルチプレクサ５４をさらに備える。また、好適な実施態様では、マイクロプロセッサ３２は、他のシステムまたはサーバと通信するために非同期連結される。
【００２３】
好適な実施態様では、マイクロプロセッサ３２は、所望の動作を制御するようにプログラムされる適切なマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラである。マイクロプロセッサ３２は、一体化タイミング装置を備えるか、またはＢＩ読取装置１０の回路内で時間的調節を行う別個のタイマー回路を備えることが好ましい。プログラムメモリ３６は、マイクロプロセッサ３２と一体化されるかまたはマイクロプロセッサ３２と関連する読出し専用メモリであることが好ましい。メモリ３４は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であるか、またはマイクロプロセッサ３２が受信し、蛍光読取り動作時のＢＩの運動応答を反映するデータを記憶するのに適するその他のメモリであることが好ましい。
【００２４】
ステッパモータ４２およびステップモータコントローラ４０は、市販されている従来の製品であることが好ましい。駆動機構４４は、図４に関して詳細に説明する線形駆動機構であるか、または図９および図１０に関して詳細に説明する回転駆動機構であることが好ましい。
【００２５】
ヒータ４８および５０は、様々な温度まで加熱するように構成できるプログラム可能なヒータであることが好ましい。また、ヒータ４８および５０は、ヒータ４８および５０の閉ループ制御が行われるように、温度を感知してフィードバック信号をマイクロプロセッサ３２に送信する関連サーミスタを有することが好ましい。好適な一実施態様では、ヒータ４８は６０℃まで加熱するように構成されるが、ヒータ５０は３７℃まで加熱するように構成される。ヒータ４８および５０は、高度に熱伝導性の材料によりＢＩ受容くぼみ１４に連結される。したがって、ヒータ４８は、関連するグループのＢＩ受容くぼみ１４を約６０℃まで加熱し、ヒータ５０は、関連するグループのＢＩ受容くぼみ１４を約３７℃まで加熱する。
【００２６】
ＢＩ存在センサ５２は、赤外検出器であることが好ましい。好適な一実施態様では、ＢＩ存在センサ５２は、各々のＢＩ受容くぼみ１４に関連する。ＢＩ存在センサ５２は、関連するＢＩ受容くぼみ１４内のＢＩ２２の存在を検出するように構成される。ＢＩ存在センサ５２は、マルチプレクサ回路５４を介してマイクロプロセッサ３２にさらに連結される。
【００２７】
蛍光センサ回路４６は、好適な一実施態様では（および図３に関して詳しく説明するように）、フラッシュ機構および蛍光センサを装備される。蛍光センサ回路４６は、DＩ受容くぼみ１４に対して移動するように、やはり本明細書で後に詳しく説明するキャリッジ組立体に装備される。好適な実施態様では、蛍光センサ回路４６は、各々のDＩ受容くぼみ１４に近接する位置の中で移動可能であり、DＩ受容くぼみ１４内で受信したDＩ２２からの蛍光指示値を読み取ることができる。
【００２８】
DＩ２２は、先ず、減菌されるその他の装置または機器とともに減菌器内に配置される。次に、減菌サイクルが行われる。減菌サイクルは、蒸気減菌、乾熱減菌または化学もしくは放射線減菌技術を一般に含む。時間フレーム、温度管理形態および減菌サイクルが異なれば、周知のように異なる種類のＢＩを使用する必要がある。何れの場合も、DＩ２２は減菌サイクルに暴露される。
【００２９】
オペレータは、次に、好適な一実施態様では、好ましくはオペレータインタフェース１９を介して読取装置１０に対し、DＩ２２として使用する特定の種類のDＩ２０を入力する。これで、多くのことが行われる。先ず、使用する特定種類のDＩは、マイクロプロセッサ３２に対し、DＩ２２が配置されるDＩ受容くぼみ１４に関連するヒータ４８または５０の正確な設定点を指示する。たとえば、ある種類のＢＩは約６０℃で培養する必要があり、別の種類のＢＩは約３７℃で培養する必要がある。当然、ヒータも、オペレータが簡単に予備構成することができる。何れの場合も、マイクロプロセッサ３２は、閉ループ制御で所望の設定点までヒータを制御することが好ましい。
【００３０】
さらに、使用するDＩの種類に基づいて、マイクロプロセッサ３２は、有効性出力を送信するときに使用する関連蛍光運動挙動情報を検索する。この運動情報は、特定のＢＩが暴露された減菌サイクルが有効性的だった条件および有効性的ではなかった条件におけるそのＢＩの蛍光挙動を示すことが好ましい。
【００３１】
次に、胞子が成長するようにＢＩ２２の条件を決める。ＢＩ２２が３Ｍ ＡＴＴＥＳＴモデル１２９１ ＢＩとして実施される実施態様では、成長媒体を含むガラスアンプルを破壊して、胞子を含む乾燥ストリップにその内容を塗布する。次に、ＢＩ２２を培養する準備をして、くぼみ１４に配置する。
【００３２】
マイクロプロセッサ３２は、マルチプレクサ５４を介してＢＩ存在センサ５２から定期的に指示値を読み取る。どのＢＩ存在センサ５２も、ＢＩがくぼみ１４内に存在することを示す信号を送信しない場合、マイクロプロセッサ３２は、単純にセンサ５２から断続的に読み取り続ける。オペレータは、ＢＩ２２をくぼみ１４に配置したが、センサ５２から信号をまだ受信しない場合、ＢＩ２２をＢＩ受容くぼみ１４に完全には受容していないものと思われる。この場合、ＢＩ２２に含まれる生物無菌状態指標は、対応するヒータ４８または５０から完全な熱を受領せず、したがって適切な培養が行われない。さらに、ＢＩ２２は、ＢＩ受容くぼみ１４に完全には受容されていない場合、正確な蛍光指示値を読み取ることができる適切な位置に存在しない。したがって、オペレータは、ＢＩ２２がＢＩ受容くぼみ１４に完全には収容されていないことをマイクロプロセッサ３２に指示された後、補正処置を行ってＢＩ２２をＢＩ受容くぼみ１４に完全に受容することができる。
【００３３】
マイクロプロセッサ３２は、ＢＩ２２がＢＩ受容くぼみ１４に受容されたという信号を１つのＢＩ存在センサ５２から受信した後、複数の蛍光指示値をそのＢＩ２２から読み取るように回路を制御する。マイクロプロセッサ３２は、先ずステップモータコントローラ４０に出力を送り、その結果ステッパモータ４２は、ＢＩ２２が存在するＢＩ受容くぼみ１４に近接する位置に蛍光センサ回路４６を配置するように駆動機構４４を操作する。マイクロプロセッサ３２は、次に、複数の蛍光指示値をＢＩ２２から読み取るように蛍光センサ回路４６を制御する。蛍光指示値の結果は、マイクロプロセッサ３２に送られて、マイクロプロセッサ３２によって運動応答メモリ３４に記憶される。
【００３４】
好適な実施態様では、運動応答メモリ３４はブロックに分割され、１つのブロックは、その時点で処理される各々のＢＩ３２に関連する。運動応答メモリの当該ブロックは、この時点では、時間が経過するにつれての特定のＢＩ２２に関する複数の蛍光指示値を示すデータを含む。この運動データはマイクロプロセッサ３２により処理され、この特定のＢＩ２２に関連する減菌サイクルが有効性的だったかどうかを示す出力としてディスプレーパネル１６に送出される。
【００３５】
指示値を読み取る特定の方法は、１９９７年５月１４日に提出され、本出願と同一の譲受人に譲渡された米国特許出願第０８／８５６，１０４号「ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＭＥＡＳＵＲＩＮＧ ＴＨＥ ＥＦＦＩＣＡＣＹ ＯＦ Ａ ＳＴＥＲＩＬＩＺＡＴＩＯＮ ＣＹＣＬＥ」（減菌サイクルの有効性を測定するシステム）に関してより詳しく説明される多くの方法で実施することができる。簡潔に述べるなら、オペレータは、ＢＩ２２を受容くぼみ１４に配置した後、オペレータインタフェース１９を介して、使用するＢＩの種類を指示する。マイクロプロセッサ３２は次に、プログラムメモリ３６または運動応答メモリ３４内で、有効性出力の送出に使用する対応する運動挙動情報を確認する。運動挙動情報は、特定種類のＢＩに関する有効性的および非有効性的減菌サイクルに対応する蛍光指示値を示す情報であることが好ましい。
【００３６】
次に、ほぼ時間０（著しく培養が行われる前）だが、ガラスアンプルが破壊された後（つまり、ＢＩを湿潤させた後）に、第１蛍光指示値を読み取る。この蛍光指示値は、読取りが行われた特定のＢＩ２２のその時点における自己蛍光挙動を示す。さらに、減菌サイクルの前にＢＩ２２が汚染されない限り、第１蛍光指示値は、著しい胞子の成長に起因する蛍光を含まない。
【００３７】
マイクロプロセッサ３２は次に、第１蛍光指示値と、運動応答メモリ３４に記憶された予め決められた閾値レベルとを比較する。第１指示値がこの閾値レベルを超える場合、これは、第１指示値が読み取られた特定のＢＩ２２が減菌サイクルの前に、その特定のＢＩ２２の製造者などにおいて汚染されていたことを示す。つまり、ＢＩ２２が減菌サイクルの前に汚染される場合、著しい胞子の成長または細菌の活動がそのＢＩ２２内で、培養以前に既に起こっている。したがって、最初の第１蛍光指示値は、汚染されていないＢＩから予想される自己蛍光挙動よりもはるかに大きい高度の蛍光を反映する。したがって、マイクロプロセッサ３２は、ＢＩ２２から読み取る第１蛍光指示値が閾値を越えると判断すると、指示値を読み取られた特定のＢＩ２２が汚染されており、その特定の減菌サイクルの有効性を決定できないことを示す出力をオペレータインタフェース１９に送出する。
【００３８】
ＢＩ２２が汚染されていなかった場合、マイクロプロセッサ３２は、その特定種類のＢＩに関連する運動応答情報の局所的最小値を探すために多くの指示値を読み取るように、蛍光センサ回路４６を制御することが好ましい。この時点で読み取られた蛍光指示値は、読み取られる特定のＢＩ２２の基準蛍光指示値に対応する。
【００３９】
基準蛍光指示値は、マイクロプロセッサ３２により読み取られて、その特定のＢＩ２２に関連する運動応答メモリ３４の対応部分に記憶される。初期つまり基準蛍光指示値は、指示値が読み取られる特定のＢＩ２２の自己蛍光挙動を示す。さらに、ＢＩ２２が減菌サイクル以前に汚染されていない場合、基準つまり閾値指示値は、著しい胞子の成長に起因する蛍光を含まない。
【００４０】
マイクロプロセッサ３２は、基準指示値を読み取った後、指定のタイムアウトを待つ。タイムアウトの長さは、使用する特定のＢＩ、およびどの程度の速度で胞子の成長活動が発生すると予測されるかに対応する。こうしたタイムアウトは、必要に応じてたとえば１〜３分間以上で良い。
【００４１】
所定のタイムアウトの間、マイクロプロセッサ３２は他の所定の動作を行うことができる。たとえば、マイクロプロセッサ３２は、蛍光センサ回路４６を他のＢＩ受容くぼみ１４に近接させて配置し、他のＢＩ２２から蛍光指示値を読み取る。システム１０のオペレータは、ＢＩ２２を読取くぼみにいつでも、他のＢＩ２２と非同期に配置することができるので、こうしたＢＩ２２をマイクロプロセッサ３２により非同期に培養して処理することができる。したがって、タイムアウト期間中、マイクロプロセッサ３２は、他のＢＩ２２の処理に関連する他の動作を実行することが好ましい。
【００４２】
所定のタイムアウト後、特定のＢＩ２２から別の蛍光指示値が読み取られる。マイクロプロセッサ３２は、この２次蛍光指示値をＢＩ２２から読み取った後、その蛍光指示値と、その特定のＢＩ２２に関して読み取って運動応答メモリ３４に記憶されていた基準蛍光とを比較する。マイクロプロセッサ３２が、第２蛍光指示値が統計的に有意の量だけ基準蛍光指示値を超えると決定した場合、これは、統計的に有意の量の生物学的活動、つまり胞子の成長がＢＩ２２内で培養サイクル中に発生したことを意味する。したがって、減菌サイクルは有効性的ではなかったことになる。したがって、マイクロプロセッサ３２は、減菌サイクルが有効性的ではなかったことを示す出力をディスプレーパネルに送出する。
【００４３】
特定のＢＩ２２について分析で決定された胞子成長速度が、統計的に有意の量だけ基準蛍光指示値を超えない場合、マイクロプロセッサ３２は、追加の培養時間が必要かどうかを決定する。生物学的指示薬は、５分から１５分またはそれ以上の間のどこかで培養される。しかし、ＢＩ２２を読み取る本発明のシステムを使用すると、減菌サイクルの有効性は、生物学的指示薬についてわずか数分後に決定することができ、非常に多数の生物学的指示薬について１０分未満で、この種類の実質的にすべての生物学的指示薬について１５未満で決定することができる。オペレータは、特定のDＩ２２に胞子の成長活動がなく、成長活動はその後もないことが分析で示される適切な信頼レベルを達成するのに十分な時間にわたって生物学的指示薬を培養するようにマイクロプロセッサ３２をプログラムするだけで良い。この時間は、分析する各種のＢＩの実験に基づく特徴の調査により決定することが好ましい。
【００４４】
マイクロプロセッサ３２は、２次蛍光指示値が、統計的に有意の量だけ基準蛍光指示値を超えなかったと決定し、追加の培養時間が不要であると決定した後、減菌サイクルが有効性的だったことを示す出力をマルチプレクサ３８およびディスプレーパネル１６を介してオペレータに送出する。
【００４５】
図３は、蛍光センサ回路４６のより詳細なブロック線図である。回路４６は、光電砺起モジュール６０と、光電感知モジュール６２と、基準モジュール６４と、マイクロプロセッサ６５とを備える。図３は、関連するDＩ２２およびDＩ受容くぼみ１４をさらに示し、蛍光センサ回路４６はこれらに近接して配置される。
【００４６】
蛍光指示値をDＩ２２から読み取るため、光電砺起モジュール６０は、ＢＩ２５２２内の蛍光支持体および基準モジュール６４に光砺起を与える。光電砺起モジュール６０は、砺起機構６６とフィルタ６８とを備えることが好ましい。砺起機構６６は、好適な一実施態様では、波長の近紫外線範囲で富裕な広帯域の光パルス（約１００μｓパルスなど）を放出するキセノンフラッシュ管などのようなフラッシュ管である。もう1つの好適な実施態様では、砺起機構６６は冷陰極蛍光燈（ＣＣＦＬ）であり、これは、燐光水銀アーク灯などの連続波砺起源を提供し、カリフォルニア州、パコイマのＪＫＬ， Ｉｎｃ．が市販している。その他の適切な砺起機構も使用できる。
【００４７】
フィルタ６８は、機構６６の一部で良く、低自己蛍光を示すとともに、選択された波長を通す吸収色のガラスフィルタであることが好ましい。適切なフィルタは、ペンシルバニア州、デュリアのＳｃｈｏｔｔ Ｇｌａｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ．が市販しているＳｃｈｏｔｔ ＢＧ３９、ＵＧ１１である。光は、フィルタ６８を通過して、DＩ２２および基準モジュール６４に衝突する。機構６６がＣＣＦＬである場合、側波帯の光を濾波して除去するためにフィルタリングも必要である。
【００４８】
基準モジュール６４は、基準光センサおよびフィルタ（別個に図示しない）を備えることが好ましい。フィルタは、単一のフィルタであるかまたはフィルタの集合であり、フィルタ６８を通過する砺起エネルギーを通すように選択することが好ましい。モジュール６４内のフィルタは、モジュール６４に含まれる基準光センサにこのエネルギーを送る。適切なフィルタは、ペンシルバニア州、デュリアのＳｃｈｏｔｔ Ｇｌａｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ．が市販しているＳｃｈｏｔｔ ＢＧ３９、ＵＧ１１である。
【００４９】
モジュール６４内の基準光センサは、フィルタを通過するエネルギーを感知して、エネルギーがモジュール６４内のフィルタを通過したことを示す基準信号をマイクロプロセッサ６５に送信する。したがって、マイクロプロセッサ６５に送信される基準信号は、砺起機構６６が放出する砺起エネルギーの強度を示す。
【００５０】
フィルタ６８を通過してDＩ２２に衝突する光は、DＩ２２内の蛍光物質を砺起する。DＩ２２が発現する蛍光は、DＩ受容くぼみ１４内の一体化キャビティにより収集されることが好ましく、このキャビティは、ＢＩ２２が発現する蛍光を収集（または集積）して、その蛍光を光電感知モジュール６２に方向付けるように、ＢＩ２２の周囲に配置された幾何学的反射キャビティ（放物線、双曲線または球など）であることが好ましい。
【００５１】
光電感知モジュール６２は、フィルタ７０と光センサ７２とを備える。フィルタ７０は、単一のフィルタかまたはフィルタの集合であり、砺起エネルギーがＢＩ２２の表面に衝突するときに、ＢＩ２２の表面からの表面反射を拒絶するように選択することが好ましい。適切なフィルタは、約３５０ｎｍ波長範囲の光を遮断し、約４５０ｎｍ波長範囲の光を通す。砺起機構６６からの砺起エネルギーとＢＩ２２からの蛍光発現エネルギーとの間の干渉を減少させるのに役立つ任意の適切なフィルタを使用することができる。このフィルタは、ＢＩ２２内の蛍光を示す発現波長を通す作用をする。フィルタ７０として使用するのに適する１つのフィルタは、Ｓｃｈｏｔｔ Ｇｌａｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ．がＳｃｈｏｔｔ ＢＧ３９、ＫＶ４０８フィルタとして市販している。フィルタ７０の出力は、光センサ７２に送出される。光センサ７２は、４００〜４５０ｎｍ波長範囲のフォトダイオードの感度を強化する青色強化フォトダイオードであることが好ましい。１つの適切な光センサ７２は、アリゾナ州、タクソンのＢｕｒｒ Ｂｒｏｗｎ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎがＯＰＴ３０１の商標で市販してる。
【００５２】
光センサ７２の出力は、マイクロプロセッサ６５に送出される。好適な実施態様では、マイクロプロセッサ６５は、関連するメモリと、時限回路と、増幅器と、モジュール６２および６４からの出力を受信して、砺起機構６６の強度およびＢＩ２２内の蛍光活動を各々示す調整信号としてその出力を送出するのに適するその他の適切な調整回路とを備える。マイクロプロセッサ６５は、可撓性回路またはその他の適切な回路を介してマイクロプロセッサ３２に接続する接続部を備えることがさらに好ましい。
【００５３】
基準センサモジュール６４および光センサ７２の両方を装備することにより、多くのことを行うことができる。先ず、砺起機構６６により供給されるエネルギー（光パルスなど）は、砺起機構６６がフラッシュ管である実施態様の場合、フラッシュごとに完全には一定していない。つまり、砺起機構６６からの光出力は、ランプ内のプラズマアークの温度に多少依存する。したがって、フラッシュは、フラッシュごとのスペクトル分に多少の変動を示す可能性がある。第１フラッシュがＢＩ２２において方向付けられる場合、蛍光活動は１つのレベルだが、第１フラッシュより強度が高い第２フラッシュが同じＢＩ２２において方向付けられる場合、ＢＩ２２内の物質の蛍光動作は異なる。基準光センサを装備することにより、ＢＩ２２が発現する蛍光エネルギーを表す信号は、機構６６からの特定のフラッシュの強度を示す基準モジュール６４からの特定の基準信号を使用して正規化することができる。したがって、様々な砺起強度の影響を変えることにより、その後の処理ステップは実質的になくなる。
【００５４】
また、砺起機構６６からの光の強度は時間の経過につれて低下する傾向があり、砺起機構６６は結局動作しなくなる。砺起機構６６からのエネルギーの強度を感知するように構成された基準モジュール６４を備えることにより、マイクロプロセッサ６５は、マイクロプロセッサ３２に信号を送信し、その信号により、マイクロプロセッサ３２が、砺起機構６６が十分に作動しなくなった場合に、オペレータインタフェース１９を使用してオペレータに知らせるように構成することができる。
【００５５】
さらに、基準モジュール６４は、ＢＩ存在センサ５２と関連して使用する場合にも有利である。ＢＩ存在センサ５２が、ＢＩがくぼみ１４内の所定の位置にあることを示す場合、マイクロプロセッサ３２は、特定のくぼみ１４が汚れているかどうか、または清掃もしくはその他の作業を必要とするかどうかを決定することができる。たとえば、ＢＩ２２がくぼみ１４に位置しない場合、マイクロプロセッサ３２は、フラッシュ機構６６からのフラッシュに対応するある種の自己蛍光挙動が生じることを予期する。また、基準モジュール６４は、フィルタ６８から直接ではなくくぼみ１４から反射される砺起エネルギーを受信するように構成され、マイクロプロセッサ３２は、フラッシュ（または砺起）の予期した結果とフラッシュの実際の結果とを比較して、くぼみ１４に異物があるかどうか、くぼみ１４の壁が残骸で覆われているか、もしくは覆われていない場合、清掃の必要があるかどうか、またはくぼみ１４が他の何らかの作業を必要としているかどうかを決定することができる。
【００５６】
図４は、ハウジング１２を取り外した読取装置１０の一部の部分分解図である。図４は、駆動機構４４の好適な一実施態様の構成を良く表している。図１および図２に示す部品と類似の部品は、類似の参照符号で示す。図４は、蛍光センサ回路４６が一対の線形スライド７４および７６に取り付けられていることを示す。図４は、ＢＩ受容くぼみ１４が内部に開口部７３を有することをさらに示す。開口部７３は、ＢＩ２２の低い方の部分を蛍光感知回路４６に暴露する。スライド７４および７６は、互いにほぼ平行に配置され、対向するブラケット７５および７７に取り付けられ、複数のＢＩ受容くぼみ１４に沿って延在し、開口部７３に対向するＢＩ受容くぼみ１４の部分に近接して配置される。さらに、ＢＩ受容くぼみ１４には、開口部（つまり通路）７３にほぼ対向して第２開口部（つまり通路）が形成される。ＢＩ存在センサ５２は、赤外エミッタおよび赤外検出器の両方を備える赤外センサであることが好ましい。存在センサ５２は、図７に関してより詳しく示すように、ＢＩ受容くぼみ１４の第２開口部近接して配置され、赤外エミッタが第２通路を介して赤外線をＢＩ受容くぼみ１４に衝突させることができるようになっている。赤外線が後方反射される場合、これは、ＢＩ２２がＢＩ受容くぼみ１４に位置し、存在センサ５２が適切な出力をマイクロプロセッサ３２に送出していることを示す。しかし、予期した量の赤外線が後方反射されない場合、赤外検出器は適切なレベルの反射赤外線を感知しない。これは、ＢＩ２２が特定のＢＩ受容くぼみ１４に存在しないことを示す。やはり、特定の存在センサ５２は、ＢＩ２２が存在しないことを示す適切な信号をマイクロプロセッサ３２に送出する。
【００５７】
図５は、本発明による好適な構成のヒータ４８および５０の構成を良く示している。好適な一実施態様では、ＢＩ受容くぼみ１４は、熱伝導性材料のブロック９２および９４により画定するか、またはこれらのブロックに近接して配置することが好ましい。ヒータ４８および５０は、市販の抵抗要素またはその他の適切な加熱装置であり、ヒータ４８および５０をブロック９２および９４と一体接触させる高度に熱伝導性の接続部（ねじまたは他の適切な接続装置との一体接触型の接続部など）によるか、または高度に熱伝導性の中間機構を使用してブロック９２および９４に連結する。
【００５８】
ヒータ４８および５０は、導体９６および９８が各々接続されている。導体９６および９８は、従来のヒータの電源および制御回路にも接続され、その結果マイクロプロセッサ３２により制御される。ヒータの電源および制御回路は、導体９６および９８を介してヒータ４８および５０に電源を供給し、ヒータ４８および５０をマイクロプロセッサ３２の制御下で加熱させる。ヒータ４８および５０には、熱電対、サーミスタまたはその他の適切な熱感知装置も装備され、これらは、ヒータ４８および５０または熱伝導性ブロック９２および９４に近接する。熱感知装置は、マイクロプロセッサ３２にさらに電気連結する。熱感知装置は、熱伝導性ブロック９２および９４の熱を示す信号をマイクロプロセッサ３２に送信し、その結果、マイクロプロセッサ３２は閉ループ様式でヒータ４８および５０を制御することができる。
【００５９】
図５は、ねじ１０４などのような適切な５個の固定具により中間ブラケット１００および１０２を介して、ブロック９２および９４をブラケット７５および７７（またはハウジング１２のその他の適切な構造支持部分）に連結することが好ましいことをさらに示す。好適な実施態様では、ブラケット１００および１０２は、ブロック９２および９４に比べて熱伝導性が非常に低い材料から構成される。さらに、好適な実施態様では、ブロック９２および９４は、空気の隙間または十分に断熱性の材料により互いに離間配置して、ブロック９２および９４を異なる温度まで加熱する場合に、ブロック９２および９４の一方が、ブロック９２および９４の他方に関連するヒータにより著しく加熱されないようにする。こうして、ブロック９２および９４全体で厳密な加熱管理を維持することができる。
【００６０】
図６は、ハウジング１２に対するＢＩ２２および装置１０の様々な構成部品の好適な１つの配置および構成を良く示している。図６は、好適な一実施態様では、ＢＩ存在検出器５２が、ＢＩ２２よりもハウジング１２の前方部分に位置し、蛍光センサ回路４６およびその関連スライド、モータおよびベルト駆動装置が、ＢＩ２２よりもハウジング１２の後方部分に位置することを示すが、当然、他の適切な構成を使用しても良い。
【００６１】
図７は、存在センサ５２、ＢＩ受容くぼみ１４および蛍光センサ回路４６の好適な１つの配置を大きく拡大して示す。図７は、ＢＩ受容くぼみ１４の壁を貫通する第２通路１０６を示す。通路１０６は、くぼみ１４の一番下の部分に位置し、ＢＩ存在センサ５２は、通路１０６に近接して位置する。こうして、存在センサ５２は、ＢＩ２２がくぼみ１４の底部に向かってくぼみ１４に完全に正しく受容されていない限り、ＢＩ２２がくぼみ１４に存在しないことを示す信号をマイクロプロセッサ３２に送信する。
【００６２】
図７は、ＢＩ２２の任意の１つの構成をさらに示す。ＢＩ２２を読み取るのに好適な一実施態様では、蛍光センサ回路４６は、回路４６に面するＢＩ容器２２の表面の小部分から発現される蛍光に基づく蛍光指示値を読み取る。この場合、後続の読取りのために、ＢＩ２２はくぼみ１４内で同じ向きを維持することが重要である。したがって、本発明による好適な一実施態様では、ＢＩ２２には、に回転防止機構２５を有する蓋２３を装備される。回転防止機構２５は、好適な一実施態様では、蓋２３の表面から離れて延在する単なるタブまたは突起である。また、くぼみ１４は、突起を受容する切目を画定するように形成される。したがって、長手方向軸線周囲におけるＢＩ２２の角度の向きは、ＢＩ２２がくぼみ１４に完全に受容されて嵌め込まれるように同じでなければならない。したがって、回路４６がその後ＢＩ２２を読み取る都度、ＢＩ２２の角度の向きは実質的に同じである。
【００６３】
しかし、もう１つの好適な実施態様では、少なくとも通路７３の領域にあり、その領域において実質的にＢＩ２２全体の外周部周囲に延在するくぼみ１４の壁は、ＢＩ２２が通路７３方向に発現する蛍光を反射するのに役立つ幾何学的形状を有する反射性材料から形成される。こうした１つの幾何学的構成は放物線の一部分であるが、他のこうし構成は球の一部でも良い。その他の適切な幾何学的構成を使用しても良い。この場合、通路７３の領域のＢＩ２２の実質的に外周部全体が発現する蛍光は、収集または集積されて、回路４６内の光センサ方向に送られる。したがって、蓋２３に回転防止機構２５を有すること重要ではない。
【００６４】
何れにしても、回路４６がＢＩ２２の外側の小部分のみから蛍光を読み取るか、またはＢＩ２２の実質的に下の方の外周部全体の周囲から反射される蛍光を読み取るかどうかに関係なく、回路４６には、光電基準モジュール６４および光電感知モジュール６２および６４を取り付ける回路基板１９８を装備することが好ましい。図７は、モジュール６２および６４を取り付けるのに好適な実施態様を示す。モジュール６４は、砺起機構６６に面するが、砺起機構６６のフィルタ６８の対向側に位置するように、ＢＩ２２に関して回路基板１０８の後側に取り付けるのが好ましい。さらに、モジュール６２は、通路７３に面するように、ＢＩ２２に関して回路基板１０８の前側に取り付けることが好ましい。こうして、光電基準モジュール６４は、フィルタ６８を通過した後のランプ６６からの砺起エネルギーを容易に受け取るが、ＢＩ２２からの蛍光発現エネルギーを受け取るのを実質的に妨げられるように配置される。同様に、光電感知モジュール６８は、ＢＩ機構６６からの砺起エネルギーを直接受け入れず、ＢＩ２２からの発現エネルギーを容易に受け取るように配置される。当然、上記のとおり、モジュール６２および６４は、光電センサ回路、および所望の波長の感知を強化するのに適するフィルタの両方を備えることが好ましい。
【００６５】
図８Ａは、ブロック９２の上部部分断面図であり、ＢＩ存在センサ５２、ＢＩ受容くぼみ１４および蛍光センサ回路４６の配置を示す。類似の部品は、前の図面に示したものと類似の参照符号で示す。図８Ａは、通路７３内のＢＩ受容くぼみ１４の形状の好適な一実施態様をさらに良く示している。ＢＩ受容くぼみ１４は、この領域の壁１１０により画定されて示されている。壁１１０は、鏡付き材料またはその他の適切な反射材料から構成することが好ましく、半球状または球の別の部分に対応する形状で構成する。図８Ａは、くぼみ１４の球状部分の基部に位置するＢＩ２２を示す。しかし、ＢＩ２２は、くぼみ１４の球状壁の基部からわずかに離れた位置など、くぼみ１４の別の領域に配置しても良い。
【００６６】
図８Ｂは、本発明によるＢＩ受容くぼみ１４および回路４６の別の配置を大きく拡大した図である。類似部品は、図８Ａに示した部品と類似の参照符号で示す。図８Ｂでは、くぼみ１４は、壁１１０が反射材料から構成され、放物線の一部として構成されていることを示す。また、ＢＩ２２は、放物線状部分の基部から離間配置され、放物線の一方の焦点に中心を合せて配置されている。さらに、図８Ｂは、回路４６内の砺起機構６６が、壁１１２により画定される室内に受容されていることを示す。壁１１２は、実質的に放物線状であるとともに、壁１１０の放物線部分を実質的に完了させる放物線部分として構成される。砺起機構６６は、壁１１２により画定される放物線部分の基部から離間配置され、ＢＩ２２が位置する放物線の焦点の反対側にある、放物線の他方の焦点に位置することが好ましい。楕円形、複雑な曲線、またはその他の適切な形状もしくは輪郭など、その他の適切な多くの形状をくぼみとして使用することができる。
【００６７】
図９は、本発明による生物学的指示薬読取装置を具体化する別の好適な実施態様の上面図である。図９は、読取装置１１４を示す。読取装置１１４には、４つの培養領域１１６、１１８、１２０および１２２が装備される。各々の培養領域は、その内部に複数のＢＩ受容くぼみ１４を有する。
【００６８】
培養領域は４つあるので、読取装置１１４が、異なる培養温度を必要とする４種類のＢＩに適応する４つの異なる温度まで加熱するように構成できるように４つのヒータを装備する。培養領域の部分は、使用する特定の種類のＢＩに応じて、蓋の色に適合する色で識別することが好ましい。オペレータは、ＢＩ２２の蓋の色を培養領域の色と合わせるだけで、ＢＩ２２を適切な培養領域に配置して適切な培養を行うことができる。
【００６９】
培養領域１１６、１１８、１２０および１２２は、中心に配置された回転可能な読取タレット１２４の周囲に環状に配置される。読取タレット１２４は、蛍光センサ回路１４６を含む。各々の読取くぼみ１４は、対応するＢＩ存在センサ５２を有する。オペレータがＢＩ２２をくぼみ１４の１つに配置すると直ちに、読取タレット１２４は、蛍光センサ回路がそのＢＩ受容くぼみ１４に近接して配置されて、蛍光の読取りを行うことができる位置まで間欠送りされる。好適な実施態様では、読取タレット１２４の角度位置は、マイクロプロセッサ３２により追跡されて維持される。したがって、読取タレット１２４は、反対の方向に円形に回転して、培養領域１１６、１１８、１２０および１２２内の様々な読取くぼみ１４に接近することができる。マイクロプロセッサ３２は、可撓性回路８６が捻れたりもつれたりするのを防ぐため、読取タレット１２４が３６０°または別の適切な弧を超えて回転しないように読取タレット１２４を制御することが好ましい。
【００７０】
図１０は、読取装置１１４の一部分の側断面図である。図１０は、ステッパモータ４２を読取タレット４６の底部に配置し、その駆動出力７８を読取タレット４６に連結することが好ましいことを示す。したがって、マイクロプロセッサ３２は、ＢＩ２２が存在する読取くぼみ１４に関連する通路７３の１つに接近するようにステッパモータ４２を制御する。
【００７１】
図１０は、ＢＩ存在センサ１２６のもう１つの実施態様をさらに示す。図１０に示す存在センサ１２６は、往復駆動ロッド１２８およびスイッチセンサ１３０を備える。駆動ロッド１２０は、くぼみ１４の底面を越えてくぼみ１４内に突出する第１端部１３２を有する。ロッド１２８は、ばねまたはその他の適切な付勢部材（図示しない）により上方の突出位置に付勢されることが好ましい。オペレータがＢＩ２２をくぼみ１４に正しく受容すると、ＢＩ２２の底部部分は駆動ロッド１２８の上部部分１３０に接触し、その結果駆動ロッド１２８は下の位置まで下がってスイッチセンサ１３０を押す。次に、スイッチセンサ１３０は、特定のくぼみ１４にＢＩ２２が存在していることを示す信号をマイクロプロセッサ３２に送信する。図１０は、直列ポート１３４を示すが、これは、図２に関して説明したように、サーバなどのその他の装置と非同期に通信するようにマイクロプロセッサ３２に連結することが好ましい。
【００７２】
図１１は、くぼみ１４のもう１つの好適な構成を示す。図１１に示すくぼみ１４は、前の図に関して示したＢＩ受容くぼみ１４に類似するが、通路７３が図１１に示すくぼみ１４の底部に形成されている点が異なる。したがって、図１１に示す反射面１１０は、反射材料から構成され、ＢＩ２２が発現する蛍光を蛍光センサ回路４６方向に下方に反射する表面であり、ＢＩ２２が発現する蛍光はＢＩ２２に対して側方ではなく、通路７３を介して下方に集積および収集されて方向付けられる。当然、反射面は、任意の適切な幾何学的形状で構成して良い。
【００７３】
図１２は、センサモジュール６２および６４の配置のもう１つの好適な実施態様を示す。類似の部品は、前の図に示した部品と類似の参照符号で示す。図１２に示すＢＩ受容くぼみ１４は、ＢＩ２２が発現する蛍光がＢＩ２２に関して側方に方向付けられる図７および図８Ｂに示すものに類似しているが、ＢＩ２２が発現する蛍光がＢＩ２２に関して下方に蛍光センサ回路４６方向に発現される図１１に示すタイプであっても良い。何れにしても、モジュール６２および６４は、プリント回路基板またはその他の支持部材１０８の対向側部に配置するのではなく、砺起機構６６からの放射線の直接の通路から離れた外側に配置する。したがって、センサは、衝撃光子がターゲットに衝突するのを妨げない。
【００７４】
その代わりに、ダイクロイック反射器３６を砺起機構６６および通路７３に関して配置して、波長が異なる光を異なるモジュール６２および６４方向に反射するようにする。好適な実施態様では、ダイクロイック反射器１３６は、砺起機構６６からの砺起放射線の一部（好ましくは約４%）をモジュール６２方向に方向付けるように構成される。ダイクロイック反射器１３６は、ＢＩ２２からの放出放射線（つまり蛍光放射線）をモジュール６４方向に方向付けるように構成するのも好ましい。したがって、ダイクロイック反射器１３６は、モジュール６２が所定の基準信号を送信できるように、一般に３５０ｎｍ台である砺起周波数の一部をモジュール６２方向に方向付けることが好ましい。ダイクロイック反射器１３６は、モジュール６４が、ＢＩ２２が発現する蛍光を感知して、所望のセンサ信号を送信できるように、約４５０ｎｍ台である放出放射線をセンサモジュール６４方向に方向付けることがさらに好ましい。その他の適切な構成を使用しても良い。
【００７５】
上記の実施態様の何れも、オペレータは、ＢＩ２２内のアンプルを破壊してから、ＢＩ２２をＢＩ受容くぼみ１４に配置する。次に、ＢＩ存在センサ５２、１２６は、ＢＩ受容くぼみ１４にＢＩ２２が存在することを示す信号をマイクロプロセッサ１３２に送信する。次に、マイクロプロセッサ３２は、配置済みのＢＩくぼみに近接して蛍光センサ回路４６を配置するようにステッパモータ３２を制御する。所望の湿潤期間後（つまり、アンプルを破壊してＢＩを適切に湿潤させた後）、ＢＩの自己蛍光挙動を示す基準指示値を読み取る。次に、一定の時間間隔で、後続の蛍光指示値を読み取り、その特定のＢＩ２２の所望の運動特性を確立し（つまり、蛍光／時間プロファイルを生成し）、当該ＢＩ２２に関する減菌サイクルの有効性を決定する。
【００７６】
本発明の装置の培養領域内のヒータは、ＤＩＰスイッチまたは他の適切なハードウェア機構を使用して、ハードウェア内で所望の温度まで加熱するように設定できる点にも注目すべきである。しかし、ヒータは、上記のように、ソフトウェアで構成可能であることが好ましい。
【００７７】
さらに、ＢＩ存在センサが赤外検出器などの光電センサである好適な実施態様では、検出器の放射線源は蛍光測定時に遮断される。これは、くぼみ１４に入る無関係の放射線に関連する誤差をなくすのに役立つ。また、くぼみ１４からの回路４６の好適な間隔は約１ｍｍである。しかし、くぼみ１４に入る迷光の量を減少させる適切な距離を使用しても良い。また、好適な一実施態様では、システム１０またはシステム１４が起動されると直ちに、マイクロプロセッサ３２は、各々のＢＩ存在センサを循環して、くぼみ１４のどれかにＢＩが存在するかどうかを判断する。これは、マイクロプロセッサ３２がくぼみ１４にＢＩが存在することを検出するまで断続的に継続する。次に、そのＢＩの処理が開始する。ＢＩは非同期に追加することができ、他のＢＩ２２の運動プロファイルがいつ開始したかに関係なく、各々のＢＩについて別個の運動プロファイルを維持することができる。
【００７８】
したがって、本発明の生物学的指示薬読取装置には、多くの重要な利点があることが分かる。オペレータが特定のＢＩ２２を取り扱わなければならないステップの数は、先行技術の方法に比べて著しく減少する。さらに、多くの異なるＢＩを非同期に処理することができ、しかもオペレータ側が煩雑な記録の管理や記入を行う必要はない。さらに、複数の異なる加熱および培養領域が設けられるので、異なる種類のＢＩを有効性的な方法で同時に処理することができる。また、ＢＩ受容くぼみ１４は、ＢＩ２２が発現する蛍光を収集するように構成されるので（好適な一実施態様で）、蛍光センサからの信号の振幅は、先行技術のシステムに比べてはるかに大きい。その結果、必要な追加の増幅の量が減少するとともに、センサ信号に関連するＳＮ比が増加する。
【００７９】
本発明について好適な実施態様について説明してきたが、当業者は、本発明の精神および範囲を逸脱せずに形態および詳細に変更を加えることができることが分かるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施態様による生物学的指示薬装置の斜視図である。
【図２】  図１に示す生物学的指示薬装置の一部分のブロック線図である。
【図３】  図２に示すフラッシュ／センサ回路のより詳細なブロック線図である。
【図４】  本発明の一態様によるキャリッジ組立体の一実施態様である。
【図５】  本発明の一態様によるヒータ構成の一実施態様である。
【図６】  図１に示す生物学的指示薬読取装置の部分側断面図である。
【図７】   本発明の一態様によるＢＩおよび蛍光センサを示す拡大図である。
【図８Ａ】  図１に示す生物学的指示薬読取装置の一部分の上面図である。
【図８Ｂ】  図１に示す生物学的指示薬読取装置の一部分の上面図である。
【図９】  本発明による生物学的指示薬読取装置のもう1つの実施態様を示す上面図である。
【図１０】  図９に示す生物学的指示薬読取装置の部分側断面図である。
【図１１】  本発明の一態様による一体化キャビティの第２実施態様を示す。
【図１２】  本発明の一態様による蛍光センサの構成を示す部分略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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