(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物増殖が試料容器内で生じているか否かを決定する方法であって、
サンプル媒体及び増殖媒体を含む前記試料容器内で微生物を培養するステップと、
前記試料容器内で微生物を培養する間に、一連の測定データポイントを前記試料容器から取得し、また試料容器内の前記サンプル媒体における微生物増殖の増殖曲線を表す、該一連の測定データポイントをマシン可読メモリに格納するステップと、
プログラム化コンピュータ解析方法(a)及び(b)、すなわち、
(a)前記一連の測定データポイントにおける連続するデータポイントの変動解析、及び
(b)前記一連の測定データポイントにおけるデータポイントによるセット相互間の増殖曲線下面積変化の変化解析
を同時並行的に実施するステップと、
現時点検査値と先行検査値との間の差分が上側判定閾値を越えるか下側判定閾値を下回る際に、解析方法(b)が前記試料容器内の微生物増殖を陽性と判断するのを回避する時間のインターバルを規定するステップと、を含み、
前記上側判定閾値、及び前記下側判定閾値は、解析方法(a)における連続するデータポイントの変動解析に基づくものであり、
解析方法(a)及び(b)に基づく前記測定データポイントから容器内の微生物増殖の陽性状況を決定する処理ステップを含むものとする、
方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、さらに、前記一連の測定データポイントにおける測定エラーの事例を決定するステップを含む、方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法において、前記測定データポイントを使用して微生物増殖の陽性判断をするための判定閾値をリアルタイムに計算するステップを含む、方法。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか一項記載の方法において、さらに、前記解析方法(a)及び(b)と同時並行的に解析方法(c)を実施するステップを有し、該解析方法(c)は、前記試料容器が前記測定データポイントを取得するのに遅延して、前記測定データポイントに関連する増殖曲線における遅滞フェーズが存在しないようなシナリオの下で、前記一連の測定データポイントを解析するステップを含む、方法。
【請求項５】
請求項４記載の方法において、さらに、前記解析方法(c)は、以下の方法、すなわち、
平均測定データポイント値を計算し、またこのような平均測定データポイント値を閾値と比較する第１方法、
測定データの平均ポイント・ツー・ポイント値を計算し、このような平均を閾値と比較する第２方法、及び
連続して増加する測定データのポイント・ツー・ポイント値の数をカウントして特定閾値と比較する第３方法
のうち少なくとも１つを含むものとする、方法。
【請求項６】
請求項５記載の方法において、前記解析方法(c)は、前記第１、第２及び第３の方法を同時並行的に実施する、方法。
【請求項７】
請求項１〜６のうちいずれか一項記載の方法において、前記試料容器はボトルとする、方法。
【請求項８】
請求項７記載の方法において、前記ボトルは内部比色センサを有する、方法。
【請求項９】
請求項１〜８のうちいずれか一項記載の方法において、前記試料容器は、人間から採取した生体サンプルを収納する、方法。
【請求項１０】
請求項９記載の方法において、前記生体サンプルは血液又は血液製剤とする、方法。
【請求項１１】
微生物増殖が試料容器内で生じているか否かを決定するシステムであって、
サンプル媒体及び増殖媒体を含む前記試料容器内で微生物を培養する装置と、
前記試料容器内で微生物を培養する間に、一連の測定データポイントを前記試料容器から取得し、また試料容器内の前記サンプル媒体における微生物増殖の増殖曲線を表す、該一連の測定データポイントをマシン可読メモリに格納する測定システムと、
解析方法(a)及び(b)、すなわち、
(a) 前記一連の測定データポイントにおける連続するデータポイントの変動解析、及び
(b) 前記一連の測定データポイントにおけるデータポイントによるセット相互間の増殖曲線下面積変化の変化解析
を同時並行的に実施するプログラム化コンピュータであって、
前記プログラム化コンピュータはさらに、
現時点検査値と先行検査値との間の差分が上側判定閾値を越えるか下側判定閾値を下回る際に、解析方法(b)が前記試料容器内の微生物増殖を陽性と判断するのを回避する時間のインターバルを規定するよう構成されており、
前記上側判定閾値、及び前記下側判定閾値は、前記連続するデータポイントの変動解析に基づくものであり、
双方の解析方法(a)及び(b)は、前記測定データポイントから容器内の微生物増殖の陽性状況を決定する処理ステップを含むものとする、該プログラム化コンピュータとを備える、システム。
【請求項１２】
請求項１１記載のシステムにおいて、前記解析方法(a)は、前記一連の測定データポイントにおける測定エラーの事例を決定する、システム。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載のシステムにおいて、前記プログラム化コンピュータは、前記解析方法(a)及び(b)に対して、前記測定データポイントを使用して微生物増殖の陽性判断をするための判定閾値をリアルタイムに計算する、システム。
【請求項１４】
請求項１１〜１３のうちいずれか一項記載のシステムにおいて、さらに、前記解析方法(a)及び(b)と同時並行的に解析方法(c)を実施し、該解析方法(c)は、前記試料容器が前記測定データポイントを取得するのに遅延して、前記測定データポイントに関連する増殖曲線における遅滞フェーズが存在しないようなシナリオの下で、前記一連の測定データポイントを解析するステップを含む、システム。
【請求項１５】
請求項１４記載のシステムにおいて、前記解析方法(c)は、以下の方法、すなわち、
平均測定データポイント値を計算し、またこのような平均測定データポイント値を閾値と比較する第１方法、
測定データの平均ポイント・ツー・ポイント値を計算し、このような平均を閾値と比較する第２方法、及び、
連続して増加する測定データのポイント・ツー・ポイント値の数をカウントして特定閾値と比較する第３方法、
のうち少なくとも１つを含むものとする、システム。
【請求項１６】
請求項１５記載のシステムにおいて、前記解析方法(c)は、前記第１、第２及び第３の方法を同時並行的に実施する、システム。
【請求項１７】
請求項１１記載のシステムにおいて、前記試料容器はボトルとするシステム。
【請求項１８】
請求項１７記載のシステムにおいて、前記ボトルは内部比色センサを有する、システム。
【請求項１９】
請求項１１〜１８のうちいずれか一項記載のシステムにおいて、前記試料容器は、人間から採取した生体サンプルを収納する、システム。
【請求項２０】
請求項１９記載のシステムにおいて、前記生体サンプルは血液又は血液製剤とする、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件出願は、２０１２年３月２２日に出願した米国仮特許出願第６１／６１４，０３７号の優先権及び恩典を主張し、この内容全体は、参照によって本明細書に援用されるものとする。
【０００２】
本発明は作用因子（例えば、細菌）が血液又は尿のような生体サンプル又は臨床サンプル内に存在しているか否かを決定するシステム及び方法の分野に関する。
【背景技術】
【０００３】
生体サンプルにおける微生物の増殖を検出する機器は現在市場に存在する。このような機器の１つには、本件出願人（譲受人）であるビオメリュー社（bioMerieux, Inc.）による機器BacT/ALERT 3Dがある。この機器は、例えば、ヒト患者からの血液サンプルを含む血液培養ボトルを収容する。この機器はボトルを培養し、培養中に定期的にインキュベータ内の光学検出ユニットがボトルに組込まれた比色センサを解析する。検出ユニットで得られた反射測定値を用いて、微生物増殖がボトル内で生じたか否かを検出する。光学検出ユニット、ボトル及びセンサは、例えば、特許文献１〜７（これらの内容全体は、それぞれ参照により本明細書に組入れられるものとする）に記載されている。特許文献７及び４は微生物増殖がサンプル容器内で生じているか否かを決定する方法について記載している。
【０００４】
機器BacT/ALERTの陽性ボトル検出アルゴリズムの性能は、商業的に受入れられていると考えられている。しかし、第１に、検出までの時間（ＴＴＤ：time to detection）は、ＴＴＤを反射率曲線の目視検査に比較するとき、幾つかのケースでは遅いことが分かっている。換言すれば、検出は、指数関数的増殖フェーズ（図２及び以下の説明参照）において予想されるよりも遅く生ずる。第２に、偽陽性結果が、例えば、比較的冷たいボトルを装荷（ローディング）、インキュベータにおける異なるセルへの再装荷、及び同一セル内でボトルが移動することからくる温度効果のような事象の結果として生ずることが知られている。第３に、偽陰性結果が、遅延したボトル装荷の場合に生ずることが知られている。偽陰性結果は、指数関数的増殖フェーズの上側部分又は定常フェーズが初期反射率陽性閾値をトリガするに十分高い反射率レベルにないときのみ観測される。第４に、アルゴリズム論理は複雑であり、理解しづらく、また維持が困難である。
【０００５】
生体サンプルにおける微生物検出に関連する他の従来技術としては、特許文献８〜１７（これらの内容全体は、それぞれ参照により本明細書に組入れられるものとする）がある。以下の特許文献１８〜２４も潜在的に関連がある。
【０００６】
機器BacT/ALERT 3D及び類似の機器のような検出機器において、血液培養ボトルの検査で微生物存在が陽性であることが判明した後、高いレベルでの微生物因子の特徴付け又は微生物因子の種の同定を行うのは、血液成分とサンプルを含む使い捨てシステム（例えば、ボトル）の人工物との干渉に起因して困難である。したがって、現行方法は、ボトル又は他の適当なステップ容器、及び上述のようなサンプル内微生物の自然増殖及び検出用の関連機器を使用する。ボトルに微生物因子の存在が陽性であることを機器が示した後、現行方法は「陽性」ボトルを機器から手作業で回収し、サンプルの一部を手作業でボトルから取出し、また寒天プレート上で培養する。このプレートは手作業でインキュベータ内に配置され、微生物の二次培養における増殖を定期的に点検する。二次培養が十分増殖した後、培養サンプルをプレートから取出し、また試験管内に配置する。試験管を次に複数の個別ウェルを有する使い捨て検査サンプルカードを介して同定検査するさらに他の機器に導入する。使い捨て検査カードについては、例えば、特許文献２５〜３８（これらの内容全体は参照により本明細書に援用されるものとする）から既知である。
【０００７】
検査サンプルカードは、次に従来既知の解析機器、例えば、本願人（譲受人）による機器ＶＩＴＥＫ２内で処理する。機器ＶＩＴＥＫ２は検査サンプルカードのウェルを培養し、また定期的に読取りユニットにより読取る。カードのウェルのうち１つ又は複数におけるサンプル増殖は、微生物因子の同定につながる。機器ＶＩＴＥＫ２は、例えば特許文献３９及び４０（これらの内容全体は参照により本明細書に援用されるものとする）に記載されている。
【０００８】
サンプルを血液採取ボトルに導入して培養する時点から、微生物存在を検出し、その後機器ＶＩＴＥＫ２により微生物同定をするまでのこのプロセス全体は、一般的に２〜５日かかる。陽性ボトル検出後に行う同定ステップ単独は、一般的に１〜３日を占める。
【０００９】
患者のための実質的なまた潜在的な救命臨床的恩恵は、血液サンプル中微生物因子の検出及び同定、及び臨床医に結果を報告するに要する時間を現行の２〜５日から１日未満に短縮すれば可能である。
【００１０】
本願人の関連出願である特許文献４１（米国特許出願公開第２０１１／０２８１２９１号）には、試料容器内微生物因子を同定する方法が記載されている。この特許文献４１において、この方法はサンプル容器内の微生物増殖が発生しているか否かを検出し、これにより因子がサンプル内に存在していることを示すことを開示している。この方法は、この初期決定を行うに必要な時間を短縮する。初期決定が早まるので、因子同定（特許文献４１に記載のような）の第２ステップを、そうでない場合よりも早く開始できる。本発明は、このようにして、微生物因子検出及び同定に要する時間量を全体的に短縮するのに寄与する。さらに、本明細書が開示する本発明の方法は、現行の検出アルゴリズムの欠陥を解消する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第４，９４５，０６０号明細書
【特許文献２】米国特許第５，０９４，９５５号明細書
【特許文献３】米国特許第５，１６２，２２９号明細書
【特許文献４】米国特許第５，１６４，７９６号明細書
【特許文献５】米国特許第５，２１７，８７６号明細書
【特許文献６】米国特許第５，７９５，７７３号明細書
【特許文献７】米国特許第５，８５６，１７５号明細書
【特許文献８】米国特許第５，７７０，３９４号明細書
【特許文献９】米国特許第５，５１８，９２３号明細書
【特許文献１０】米国特許第５，４９８，５４３号明細書
【特許文献１１】米国特許第５，４３２，０６１号明細書
【特許文献１２】米国特許第５，３７１，０１６号明細書
【特許文献１３】米国特許第５，３９７，７０９号明細書
【特許文献１４】米国特許第５，３４４，４１７号明細書
【特許文献１５】米国特許第５，３７４，２６４号明細書
【特許文献１６】米国特許第６，７０９，８５７号明細書
【特許文献１７】米国特許第７，２１１，４３０号明細書
【特許文献１８】米国特許第７，９９１，５５８号明細書
【特許文献１９】米国特許第７，６６８，６６３号明細書
【特許文献２０】米国特許出願公開第２００９／０１１９０２０号明細書
【特許文献２１】米国特許出願公開第２０１１／００２９２５２号明細書
【特許文献２２】米国特許出願公開第２０１１／０２０８４３２号明細書
【特許文献２３】米国特許出願公開第２００９／０２８７７５４号明細書
【特許文献２４】米国特許出願公開第２０１０／００７０１９０号明細書
【特許文献２５】米国特許第４，１１８，２８０号明細書
【特許文献２６】米国特許第３，９６３，３５５号明細書
【特許文献２７】米国特許第４，０１８，６５２号明細書
【特許文献２８】米国特許第４，１１６，７７５号明細書
【特許文献２９】米国特許第４，０３８，１５１号明細書
【特許文献３０】米国特許第５，６０９，８２８号明細書
【特許文献３１】米国特許第５，７４６，９８０号明細書
【特許文献３２】米国特許第５，７６６，５５３号明細書
【特許文献３３】米国特許第５，８４３，３８０号明細書
【特許文献３４】米国特許第５，８６９，００５号明細書
【特許文献３５】米国特許第５，９１６，８１２号明細書
【特許文献３６】米国特許第５，９３２，１７７号明細書
【特許文献３７】米国特許第５，９５１，９５２号明細書
【特許文献３８】米国特許第６，０４５，７５８号明細書
【特許文献３９】米国特許第５，７６２，８７３号明細書
【特許文献４０】米国特許第６，０８６，８２４号明細書
【特許文献４１】米国特許出願公開第２０１１／０２８１２９１号明細書
【特許文献４２】米国特許第５，１６４，５７６号明細書
【特許文献４３】米国特許出願公開第２０１２／０１１５１８３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本明細書は、微生物増殖が試料容器内で生じているか否かを決定する方法及びシステムについて記載する。本発明の方法は、試料容器から測定値を得るシステム、例えば、特許文献７及び特許文献４２に記載されたようなシステムから測定データポイント（強度、時間）を使用する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の方法は幾つかのユニークな特徴を有し、その１つは本発明の方法が試料容器内での有機体増殖を検出するのに同時並行的に動作する異なる２つの方法を使用する点である。第１は、データのポイント・ツー・ポイント変動方法である。この方法は、測定エラー又はデータノイズと、微生物活動とを区別するのに適用する。第２は、時間の関数として微生物増殖のプロット（増殖の代用として信号強度を使用する）曲線又は本明細書で称する「増殖曲線」下相対面積における変動方法である。この方法は、検査曲線における変曲ポイント検出に対して感度がよく、したがって、微生物増殖を早期に検出できる。双方の解析方法は、入力測定データから容器の増殖が陽性であるか否かを決定する処理ステップを有する。
【００１４】
２つの方法は、同時並行的に測定データポイントを評価し、偽陰性又は偽陽性判断のリスクを少なくする。（陰性検査結果は有機体増殖が検出されなかったことを意味する。陽性検査結果は有機体増殖が検出されたことを意味する。）一実施形態において、ポイント・ツー・ポイント変動方法は測定エラーを同定し、またそれに応じて測定エラー状況中における陽性状況を決定する増殖曲線下相対面積方法の変動能力を制限する。増殖曲線下相対面積方法は、データに測定エラーがない場合に生物学的活動を検出する上で感度がより高い方法である。ポイント・ツー・ポイント変動手法を同時に行うことにより、非生物学的事象に起因する曲線の誤判断のリスクを少なくし、また曲線下相対面積方法を使用する利点を完全に実現することができる。
【００１５】
本発明の方法の好適な実施形態は、入力検査データを使用して計算したリアルタイム判定閾値の使用を組入れる。この手法は、測定プラットホーム、検査媒体及び検査有機体間の予め定義した判定閾値使用との比較した変動に対する堅牢性を高くする。
【００１６】
さらに、本明細書に記載する実施形態において、本発明の方法は複雑なデータ平滑化処理を必要としない。データを平滑化する方法は検査の判断を遅らせる及び／又はアルゴリズムの感度を低下させるおそれがある。
【００１７】
他の態様において、本発明は、微生物増殖が試料容器内で生じているか否かを決定するシステムを提供する。本発明のシステムは、前記試料容器を培養する装置と、前記試料容器を培養する間に、一連の測定データポイントを前記試料容器から取得し、また該一連の測定データポイントをマシン可読メモリに格納する測定システムと、を備える。一連の測定データポイントは、試料容器内における微生物増殖の増殖曲線を表す。本発明のシステムは、さらに、解析方法(a)及び(b)を同時並行的に実施するプログラム化コンピュータであって、すなわち、
(a) 前記一連の測定データポイントにおける連続するデータポイントの変動解析、及び
(b) 前記一連の測定データポイントにおけるデータポイントによるセット相互間の増殖曲線下面積変化の変化解析
を同時並行的に実施し、
双方の解析方法(a)及び(b)は、前記測定データポイントから容器内の微生物増殖の陽性状況を決定する処理ステップを含むものとする、該プログラム化コンピュータを備える。
【００１８】
ポイント・ツー・ポイント変動方法及び増殖曲線下相対面積方法の双方は、独自性、新規性、及び特許性があると信じる。双方の方法は、単独でも又は微生物増殖を決定する他の方法と組合せても有用性がある。
【００１９】
したがって、本発明の他の１つの態様は、微生物増殖がサンプルを含む試料容器内で生じているか否かを決定するデータのポイント・ツー・ポイント変動方法を企図する。本発明の方法は、以下のステップ、すなわち、
前記試料容器を培養するステップと、
前記試料容器を培養する間に、一連の測定データポイントを取得し、また試料容器内における微生物増殖の増殖曲線を表す、該一連の測定データポイントをマシン可読メモリに格納するステップと、
前記一連の測定データポイントにおける連続するデータポイントにおける変動を判定閾値に対して解析するステップと、
前記連続するデータポイントにおける変動が連続する測定データポイントの所定回数連続して前記判定閾値を超える場合、前記試料容器の微生物増殖が陽性であると報告するステップと
を有する。
【００２０】
幾つかの実施形態において、前記一連の測定データポイントは前記試料容器内に収納した比色センサから取得する。しかし、本発明の方法は、試料容器又はその内容物からのＣＯ２ 濃度、ｐＨ、又は微生物増殖の代用となる他の値における変化をモニタリングすることを含む他の方法での使用にも適用できる。
【００２１】
一実施形態において、判定閾値は前記測定データポイントから計算する。他のあり得る形態において、本発明の方法は、前記測定データポイントから前記測定データポイントにおける急峻部を決定し、またこれに応じて前記測定データポイントから前記試料容器内の微生物増殖を決定する第２方法に制約を課すステップを有する。例えば、前記第２方法は、比色センサの読取り値に基づく方法、例えば、曲線下相対面積方法、ｐＨ読取り値から増殖を決定する方法等とすることができる。
【００２２】
使用することができるサンプルは、任意の適当な形態、例えば、食品サンプル、環境的サンプル、又は人間の患者からのサンプル、例えば血液若しくは尿とすることができる。
【００２３】
他の態様において、本発明は、複数個の試料容器を収容し、試料容器を培養し、また試料容器から一連の測定データポイントを取得するよう動作する微生物学的検査マシンに対する改良形態とすることができる。この改良においては、データのポイント・ツー・ポイント方法を用いて容器の微生物増殖が陽性であるか否かを決定するよう動作する処理ユニットをマシンに設ける。さらに他の態様において、本発明の方法はデータのポイント・ツー・ポイント方法を実施するマシン可読命令を含むプログラム化コンピュータ装置の形態とすることができる。
【００２４】
さらに別の態様において、本発明は、曲線下相対面積方法を用いて、微生物増殖がサンプルを含む試料容器内で生じているか否かを決定する方法を提供する。この方法は、以下のステップ、すなわち、
(a) 前記試料容器を培養するステップと、
(b) 前記試料容器を培養する間に、一連の測定データポイントを前記試料容器から取得し、また試料容器内における微生物増殖の増殖曲線を表す、該一連の測定データポイントをマシン可読メモリに格納するステップと、
(c) １対の測定データポイントに対する増殖曲線下面積を計算するステップと、
(d) 第２の対の測定データポイントに対する増殖曲線下面積を計算するステップと、
(e) ステップ(c)及び(d)で計算した増殖曲線下面積の百分率差を計算するステップと、
(f) ステップ(e)で計算した百分率差が判定閾値よりも大きいか否かを決定するステップと、
(g) ステップ(f)が肯定的である場合、測定データポイントの連続する対に対してステップ(c)、(d)、(e)及び(f)を繰返し、ステップ(f)で計算した判定閾値よりも大きい百分率差を有して連続する測定データポイント対の数が所定限界より大きくなるまで繰り返すステップと、
(h) これに応じて前記試料容器の微生物増殖が陽性であると報告するステップと
を有する。
【００２５】
データのポイント・ツー・ポイント方法の場合、一連の測定データポイントは、測定データポイントが増殖の代用となる様々な検査フォーマットで取得することができ、例えば、測定データポイントは前記試料容器内に収納した比色センサから取得する。
【００２６】
好適な実施形態において、判定閾値は測定データポイントから計算し、測定プラットホーム、検査媒体及びサンプルタイプ間の変動に対する堅牢性を高くする。本発明の方法は、様々なサンプルタイプ、例えば、食品サンプル、環境的サンプル、及び人間の患者からのサンプル、例えば血液又は尿のような臨床的なサンプルに使用することができる。
【００２７】
他の態様において、本発明は、複数個の試料容器を収容し、試料容器を培養し、また試料容器から一連の測定データポイントを取得するよう動作する微生物学的検査マシンの形態とすることができる。本発明のマシンは、増殖曲線下相対面積方法を用いて容器の微生物増殖が陽性であるか否かを決定するよう動作する処理ユニットをマシンに設ける。さらに他の態様において、本発明の方法は増殖曲線下相対面積方法を実施するマシン可読命令を含むプログラム化コンピュータ装置の形態とすることができる。
【００２８】
本発明の他の態様は、試料容器が微生物増殖に関して陽性である、及びひいては微生物因子が存在すると同定する方法論であって、本発明の方法を採用した検出システムに容器を設置する前に通常よりも長い期間にわたり容器を培養した状況における、該同定方法論を企図する。とくに、概要で説明したように、また詳細に後述するようにポイント・ツー・ポイント方法及び曲線下相対面積方法は、典型的な臨床的使用の下で、すなわち、検査ボトルに試料を接種し、このボトルを培養及び読取りのためのシステム内に即刻装荷（ローディング）する状況下で、容器検出システムからデータ測定値を判断できるものである。しかし、幾つかのラボラトリーは接種したボトルを延長した期間にわたり保持して（できれば冷凍条件下で）から、ボトルを検出システム内に装荷する場合がある。この装荷遅延は不完全な反射率又は増殖曲線を生ずる結果となるおそれがある。不完全さによって、「典型的」な増殖曲線（図２参照）における、遅滞フェーズのすべて、及び指数関数的フェーズのすべて、一部又は大部分が喪失するおそれがあることを意味する。「早期培養」又は「遅延エントリー」方法論とも互換的に以下に称される方法論は、いわゆる遅延エントリー検査用に特別に策定されたデータの個別解析行う。この方法論は、「ポイント・ツー・ポイント」変動方法論及び／又は「増殖曲線下相対面積」方法論と同時並行的に行うことができ、これにより、容器が検出システム内に遅くエントリーされたか否か無関係に正確に陽性であると同定される。代案として、この方法は、例えば、所定容器が検出システム内に導入される前に、サンプルの容器内接種後に幾分長く延長された期間にわたり放置されていたことが分かっているシナリオにおいて、単独で実施することができる。
【００２９】
異なる３つの代替的方法を早期培養検出アルゴリズムに使用し、微生物増殖が陽性であると容器を同定することができ、これら３つの方法としては、平均反射率値を計算し、また閾値と比較する第１方法、平均ポイント・ツー・ポイント値を使用して閾値と比較する第２方法、及び連続して増加するポイント・ツー・ポイント値の個数をカウントし、また特定閾値と比較する第３方法がある。１つの可能な実施形態において、３つすべての方法を、容器からの一連のタイムスタンプ付けされた測定値に対して同時並行的におこなう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の方法に関連して使用される試料容器内の未知の微生物因子の増殖をモニタリングするシステムの従来構成を示す。
【図２】培養時間の関数として容器における微生物増殖をプロットしたグラフであり、増殖曲線は図１の検出器から得られた強度測定値として表される。
【図３】データ測定における増殖及びポイント・ツー・ポイント変動をプロットしたグラフであり、ポイント・ツー・ポイント変動が上側判定閾値を超えるとき、陽性との検査判断を行うことを示す。
【図４】図３と同様のデータ測定における増殖及びポイント・ツー・ポイント変動をプロットした第２の実施例におけるグラフであり、ポイント・ツー・ポイント変動が上側判定閾値を最小回数超えるとき、陽性との検査判断を行うことを示す。
【図５】ボトル検査が微生物増殖に関して陰性である状況の、データ測定における増殖及びポイント・ツー・ポイント変動をプロットした実施例におけるグラフであり、ポイント・ツー・ポイント変動プロットは、全培養期間中上側閾値を超えないことに留意されたい。
【図６】培養時間の関数としてプロットした増殖曲線（強度）、及び任意な２つの時間ポイント間での曲線下側領域の面積を示すグラフであり、面積は任意の単位で表す。
【図７】培養時間の関数としてプロットした増殖曲線（強度）、上側及び下側の判定閾値、曲線下相対面積（ＲＡＵＣ：relative area under the curve）変動を示すグラフであり、ＲＡＵＣ変動プロットが上側判定閾値を最小回数超えた後、陽性との検査判断を行うことを示す。
【図８Ａ】陰性検査の状況下でのＲＡＵＣ解析方法を示し、ＲＡＵＣ変動プロットが上側及び下側の閾値の範囲内に留まり、ゼロ値に向かう傾向にあることに留意されたい。
【図８Ｂ】リード・ツー・リード（ポイント・ツー・ポイント）変動、閾値、及び反射率をプロットしたグラフを示し、ポイント・ツー・ポイント変動方法を用いて、ＲＡＵＣ解析方法の能力をどのように制限し、例えば、一時的に制限し、陽性結果を宣言するかを示す。
【図８Ｃ】リード・ツー・リード（ポイント・ツー・ポイント）変動、閾値、及び反射率をプロットしたグラフを示し、ポイント・ツー・ポイント変動方法を用いて、ＲＡＵＣ解析方法の能力をどのように制限し、例えば、一時的に制限し、陽性結果を宣言するかを示す。
【図８Ｄ】リード・ツー・リード（ポイント・ツー・ポイント）変動、閾値、及び反射率をプロットしたグラフを示し、ポイント・ツー・ポイント変動方法を用いて、ＲＡＵＣ解析方法の能力をどのように制限し、例えば、一時的に制限し、陽性結果を宣言するかを示す。
【図８Ｅ】リード・ツー・リード（ポイント・ツー・ポイント）変動、閾値、及び反射率をプロットしたグラフを示し、ポイント・ツー・ポイント変動方法を用いて、ＲＡＵＣ解析方法の能力をどのように制限し、例えば、一時的に制限し、陽性結果を宣言するかを示す。
【図９Ａ】試料容器が微生物増殖陽性であると決定するためのデータのポイント・ツー・ポイント変動方法を示すフローチャートであり、このフローチャートは、汎用コンピュータユニット、例えば、図１のシステムから検査測定値にアクセスするコンピュータが実行する一連の処理命令としてコード化することができる。
【図９Ｂ】試料容器が微生物増殖陽性であると決定するためのデータのポイント・ツー・ポイント変動方法を示すフローチャートであり、このフローチャートは、汎用コンピュータユニット、例えば、図１のシステムから検査測定値にアクセスするコンピュータが実行する一連の処理命令としてコード化することができる。
【図１０Ａ】微生物増殖が陽性である試料容器状況を決定する曲線（ＲＡＵＣ）下相対面積方法を示すフローチャートであり、このフローチャートは、やはり、汎用コンピュータユニット、例えば、図１のシステムから検査測定値にアクセスするコンピュータが実行する一連の処理命令としてコード化することができる。
【図１０Ｂ】微生物増殖が陽性である試料容器状況を決定する曲線（ＲＡＵＣ）下相対面積方法を示すフローチャートであり、このフローチャートは、やはり、汎用コンピュータユニット、例えば、図１のシステムから検査測定値にアクセスするコンピュータが実行する一連の処理命令としてコード化することができる。
【図１１】データのポイント・ツー・ポイント解析方法を、陰性検査状況及びポイント・ツー・ポイント変動のプロット曲線における急峻部分（スパイク）で示される測定エラーとともに示す。
【図１２】ＲＡＵＣ解析方法を、陰性検査状況及びＲＡＵＣ変動のプロット曲線における急峻部分（スパイク）で示される測定エラーとともに示す。
【図１３】容器を検査用の検出システム内に装荷するのが遅延した「潜伏期初期」シナリオ下での時間の関数としての微生物増殖をプロットしたグラフを示し、このシナリオにおいて、遅滞フェーズ及び一般的増殖曲線の指数関数的増殖フェーズの大部分又はすべては存在しない。本明細書が開示する本発明の方法論のうちの１つはこのシナリオの下で陽性ボトルを同定する。この方法論は、ポイント・ツー・ポイント変動及び図７及び１０につき説明する曲線下相対面積方法と同時並行的に行うことができる。
【図１４】「遅延エントリー」シナリオ用の平均強度値陽性判定方法を示す。
【図１５】「遅延エントリー」シナリオ用の平均ポイント・ツー・ポイント値陽性判定方法を示す。
【図１６】「遅延エントリー」シナリオ用の特定値方法よりも大きい多数の連続的ポイント・ツー・ポイント値を示す。
【図１７】微生物増殖が陽性であるボトルのような容器を検出する検出機器の概略図であり、本発明の方法は、図１７に示すようなシステム又は等価のシステムにおいて実施するのが好適である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
試料容器内の微生物増殖状況を決定する方法及びシステムを以下に説明する。本発明の方法は、サンプル媒体における微生物存在のための様々な検査フォーマットに適用することができ、また任意な特定のフォーマットに限定されないと考慮される。実際には、本発明の方法は、試料容器又はその内容物のパラメータを直接又は間接的にモニタリングする任意のシステムに使用することができ、このモニタリングは、例えば、ｐＨ若しくはＣＯ２濃度の変化を直接的に、又は容器内の比色センサからの強度測定値をモニタリングするような間接的測定によって行う。
【００３２】
以下の説明は、例として、限定するものではく、現行実施形態を代表する検査フォーマットの一例、すなわち、照明装置及び光検出器を用いて定期的に調べるようボトル状容器内に組込んだ比色センサの検査フォーマット（参照により内容全体が本明細書に援用される特許文献７及び特許文献４２参照）を使用する。この構成の変更版は、参照により内容が本明細書に援用される特許文献４３（２０１２年１月１８日出願の米国特許出願第１３／３５２，４２８号）に記載されている。
【００３３】
特許文献７及び特許文献４２に記載の基本的な比色感知システムを添付図面の図１に示す。赤色発光ダイオード（ＬＥＤ）４はサンプル媒体（例えば、血液又は血漿）及びあり得る未知の微生物因子を含む試料容器又はボトル１の底部に向けて光を指向させる。ボトルは、一般的にサンプルとともに増殖媒体を含み、図１の構成は、ボトルの微生物増殖検査中培養環境にある。比色センサ２を製造時にボトル１の底部に堆積させる。比色センサは上述の特許文献に記載されており、さらに説明しない。ＬＥＤ光はボトル１の底部表面に対して４５゜の角度をなしてセンサに入射する。光の大部分はボトルの構造内に進入し、比色センサ２に入射する。光の一部はボトルのプラスチック材料及びセンサ２から、ボトル底面に対して入射光とは反対方向に４５゜の角度で反射する（例えば、反射角度は入射角度と等しい）。残りの光の大部分は、センサの表面及び内部から散乱する。センサ２は、ボトル内のＣＯ２の割合が変動するにつれて色が変化し、この色は、青から黄色に至るまでそれぞれ変動する。シリコン光検出器５は、ＬＥＤからの光がセンサ２と相互作用する領域を「凝視する」（すなわち、散乱した光の強度信号を連続的にモニタリングする）。光検出器によって検出された散乱光の強度は、ボトル１内のＣＯ２レベルに比例する。図１は、さらに、電流源６、電流−電圧コンバータ７及びローパス・フィルター８を含む関連の電子機器を示す。一連の測定データポイント（強度、培養時間）は、デジタル形式でメモリに記憶し、コンピュータ（例えば、汎用コンピュータ、ワークステーション、又は図１のシステムに含める中央処理ユニット）が使用し、本明細書で説明するように微生物増殖が試料容器内で生じたか否かを決定する。
【００３４】
本発明の方法は、検査曲線又は増殖曲線を評価し、また曲線が微生物増殖を示しているか否かを決定する。この方法に対する入力は、検査応答値（例えば、光検出器からの強度値）及びその値が得られた対応の培養時間である。有機体がサンプル内に存在するとき、増殖曲線が典型的形状を示すと想定される。「典型的」増殖曲線形状を図２に時間の関数とする強度測定のプロット曲線２００として示す。プロット曲線２００は、以下のフェーズ、すなわち、遅滞フェーズ２０１、指数関数的増殖フェーズ２０２、及び定常フェーズ２０３のうち少なくとも２つを有する。代表的には、遅滞フェーズ２０１及び指数関数的増殖フェーズ２０２は微生物因子を含む容器に存在するが、実際には、図２に示す「典型的」曲線に正確に合致せず、またある種の又は他の測定誤差も生ずることがあり得る。これら測定誤差は後で図１１及び１２につき説明するように補償する。
【００３５】
遅滞フェーズ２０１と指数関数的増殖フェーズ２０２との間におけるプロットの遷移部は重要な意味を持ち、なぜなら、指数関数的増殖フェーズは微生物増殖がない状況では通常生じないからである。本発明の方法は、早期にこの遷移部検出を達成する。本発明の方法は幾つかのユニークな特徴を有し、その１つとしては本発明の方法が試料容器内の有機体増殖を検出するのと並行しえ２種類の異なる解析手法を用いる点である。第１の解析手法はデータのポイント・ツー・ポイント変動手法である。この手法は、測定エラーすなわちデータノイズと、生命活動との違いを区別するよう施行される。第２の解析手法は、時間の関数としての微生物増殖プロット曲線、すなわち「増殖曲線」下側の相対面積を測定する（増殖の代用として信号強度を用いて）ことを含み、とくに、時間の関数としての曲線（ＲＡＵＣ）下の相対面積の変化を測定する。この技法は、検査曲線における変曲ポイント、とくに、図２における遅滞フェーズ２０１と指数関数的増殖フェーズ２０２との間における変曲ポイントの検出に感受性がある。２つの技法は、偽陰性又は偽陽性の検査判断のリスクを最小限にするのと同時並行的に測定データを評価する。（陰性検査結果は有機体増殖が検出されなかったことを意味する。陽性検査結果は有機体増殖が検出されたことを意味する。）
【００３６】
好適な実施形態は、陽性微生物増殖を決定するのに入力検査データを用いて計算されるリアルタイム判定閾値を使用する。この手法によれば、測定プラットホーム、検査媒体、及び検査有機体間の変動に対して、予定義判定閾値を用いる方法よりもこの方法が堅牢であることを可能にする。とくに、切迫した現場におけるアルゴリズム開発へのチャレンジは、測定している信号に関与する変動源に対する解析を堅牢にする。代表的には、従来技術において、絶対閾値は、アルゴリズムがすべてのあり得る変動源を考慮しなければならないと定義するときに特定される。これとは逆に、本発明の方法は入力データにおける変動に基づいて閾値を計算する。このようにして、曲線に「ノイズ」が多い場合、閾値は背景ノイズの観測されたレベルを反映する。この場合、この解析は感受性が低くなる。曲線に「ノイズ」が少ない場合、陽性決定の閾値が自動的により高い感受性示すようにセットされる。
【００３７】
本発明の好適な実施形態は、検査測定値を操作する複雑なデータ平滑化プロセスは不要とする。データを平滑化する方法は、検査の判断を遅延させる、及び／又はアルゴリズムの感受性を減殺する。
【００３８】
本願人による様々な製品に対して行った研究上の経験を利用して、本発明の方法を開発するとき種々の数学的概念を考慮した。第１に、曲線下面積は、変化率及び加速度とともに曲線の形状を特徴付けるのに共通に使用される他の計算である。第２に、有機体活動を評価するとき相対的測定値を使用する点で有利である。このことは、臨床的及び工業的用途で観測される増殖曲線の相違点を補償することができる。有機体変動とともに、相対的測定値は、システム毎、ボトルのロット毎、及びラボラトリー毎の効果を最小化に有用となり得る。第３に、有機体活動と信号偏差との間におけるプロセスに起因する差異を区別する方法は、製品性能を改善することができる。プロセス制御のコンセプトは、自然又はランダムな変動と特殊因子に関与し得る変動とをどのように区別するかを考慮するときに想定する。
【００３９】
これらコンセプトの組合せにより本明細書に記載の方法の設計に至る。曲線の現在セグメントからの増殖曲線下面積を曲線の先行セグメントに対して比較することにより、遅滞フェーズから指数関数的増殖フェーズへの遷移部を特定することができる相対測定値を与える。検査ボトル培養の初期段階中における検査データの解析を通して、制御限界は、検査データを判断できるよう構成することができる。制御限界（以下、決定限界と称する）を使用して、ランダムな反射率信号変動、システムイベントに起因する反射率信号変動、有機体増殖に起因する反射率信号増加間の相違を区別することができる。
【００４０】
ポイント・ツー・ポイント（リード・ツー・リード）変動方法の概要
図３は、ポイント・ツー・ポイント変動方法のグラフ３００であって、このグラフをどのように使用して微生物増殖を生じていることを示す陽性検査判断を決定するかを示す。図３は、検査曲線２００（時間の関数としての図１に示す光検出器からの強度）、入力測定データからそれぞれ決定される上側判定閾値３０２及び下側判定閾値３０４、並びに取得した測定値におけるポイント・ツー・ポイント変動のプロット曲線３０６を示す。ポイント・ツー・ポイント変動のプロット曲線３０６は、検査測定の規定最小回数にわたり上側閾値３０２を超え、このことは、培養時間の開始後４６.２時間の培養時間で陽性検査（３１０）として判断される。図４は、図３と同様のデータのポイント・ツー・ポイント変動の第２の例であるが、より詳細にデータのポイント・ツー・ポイント変動を示す。ポイント・ツー・ポイント変動のプロット曲線３０６は、２つの連続するデータポイントに関して閾値を超え、このことは陽性検査の判断３１０という結果となり、この例では培養開始後１５.７時間である。
【００４１】
図３及び４に示す反射率（増殖）のプロット曲線２００に注目されたい。検出時間（３１０）は初期遅滞フェーズ２０１から指数関数的増殖フェーズ２０２への遷移部の右側にあり、この方法では陽性同定が、微生物増殖の証拠を呈する指数関数的増殖フェーズに極めて早い時期に行われることを示す。
【００４２】
図５は、微生物増殖がない典型的な状況下での増殖プロット曲線（２００）及びデータのポイント・ツー・ポイント変動を示す。ポイント・ツー・ポイント変動は上側閾値３０２を超えず、またしたがって、陽性決定はされない。
【００４３】
ポイント・ツー・ポイント変動方法に基本的アイデア（図３及び４）は、通常の反射率読取り値における通常変動と、有機体活動又はデータ補正プロセスイベントに関与し得る反射率変動との相違を区別することである。このことを行うため、上側及び下側の決定限界（図面における符号３０２及び３０４参照）を実際の読取り値に基づく培養長さにわたりリアルタイムで計算する。限界は、ポイント・ツー・ポイント（本明細書中「リード・ツー・リード」とも称する）値の標準偏差の値、入力パラメータ値、リード・ツー・リード（Ｒ２Ｒ）標準偏差数に基づく。標準偏差は、例外を含めて各新たな反射率データポイントで計算する。ＲＡＵＣ方法（後で説明する）と同様に、増殖曲線の安定期（代表的には培養開始後１又は２時間）中に補正される反射率値は無視する。さらに、初期ｎＲ２Ｒ変動値は、初期Ｒ２Ｒ変動スクリーン（入力パラメータ）の値よりも少ないものでなければならない。（ｎは測定が計算される曲線インターバルの値に等しい。）これら例外は、広すぎて有機体増殖の遅滞フェーズ中の代表的変動を表さない決定限界を計算するリスクを最小化する。
【００４４】
増殖曲線下相対面積(ＲＡＵＣ：Relative Area under Growth Control)法の概要
上述したように、データのポイント・ツー・ポイント変動方法は、随意的ではあるが好適には、増殖曲線下相対面積（ＲＡＵＣ）及びとくにＲＡＵＣに対する変化をモニタリングする第２方法と同時並行的に実施する。図６は、増殖曲線２００の例及び２つの培養時間ｔ１及びｔ２を示す。ｔ１とｔ２との間における曲線下面積６００は台形近似方法を使用して計算する。ｔ１及びｔ２が互いに十分近接していると仮定すると、曲線２００は直線に近似し、また面積Ａ（６００）は、以下の公式に従って計算することができる。すなわち、
Ａ＝１／２×（Ｉ１＋Ｉ２）×（ｔ２−ｔ１）
ここで、Ｉ１は時刻ｔ１における強度測定値、及びＩ２は時刻ｔ２における強度測定値である。
【００４５】
以下に説明するように、ＲＡＵＣ方法は曲線下相対面積の変化（本明細書中用語「ＲＡＵＣ」変動を使用する）をモニタリングする。図７は、時間の関数としての検査（増殖）曲線２００、ＲＡＵＣ変動７０６、上側判定閾値７０２及び下側判定閾値７０４のプロットを示す。閾値７０２及び７０４は、入力データから個別にリアルタイムで計算し、典型的には図３の閾値と同一ではない。ＲＡＵＣ変動が図７における７０８のように検査測定値の予め決定した回数にわたり上側閾値７０２を超えるとき、３１０で示すように陽性検査判断を行う。この技法において、陽性検査判断も、増殖曲線における遅滞フェーズ２０１と指数関数的増殖フェーズ２０２との間の遷移部で極めて早期に行われることに留意されたい。
【００４６】
図８は、陰性検査の状況下でのＲＡＵＣ解析方法を示す。ＲＡＵＣ変動のプロット曲線７０６はゼロに向かい、上側閾値７０２を超えず、したがって、陽性判断は行わない。
【００４７】
実施例
上述の説明及び図３及び図７を念頭に置いて、本明細書は図９Ａ、９Ｂ、１０Ａ及び１０Ｂにつき本発明の一実施例を詳細に説明する。図９Ａ及び９Ｂはデータのポイント・ツー・ポイント変動解析方法を示すフローチャートであり、図１０Ａ及び１０ＢはＲＡＵＣ変動解析方法を示すフローチャートである。上述したように、好適な実施例において、これら方法双方を同時並行的に行う。
【００４８】
入力データ及び記憶される内容
本発明の方法は、入力データとして以下の項目のものを使用する。
1.  形式の順序付けられたデータポイント（検査値、時間）。この実施例における「検査値」は任意の単位における強度測定値である。「時間」は培養時間（例えば、１０.３５時間）である。測定データポイントを記録するシステムはクロックを有し、またタイムスタンプはデータポイントの時間部分をなす各測定値に関連する。
2.  データのポイント・ツー・ポイント変動技法（図３，９Ａ〜９Ｂ）のための判定閾値３０２及び３０４を計算するとき使用する増倍係数（正の実数）。このような係数の使用は、統計的区間に対して信頼水準を設定するのに類似する。
3.  ＲＡＵＣ方法（図７，１０Ａ〜１０Ｂ）における変動のための判定閾値７０２及び７０４を計算するとき使用する増倍係数（正の実数）。このような係数の使用は、統計的区間に対して信頼水準を設定するのに類似する。
4.  検査曲線の一区間からの曲線下相対面積を検査曲線の先行区間に対して比較するとき使用される検査値の個数（整数）。これは以下の説明におけるパラメータｘである。
5.  検査を陽性として判断する前に観測する必要がある判定閾値の上方にある順次のデータポイントの個数に対応する閾値値（整数）。１つの値はポイント・ツー・ポイント変動方法にとって固有であることが必要であり（値「ＮＲ２ＲＰ」未満）、第２値は曲線下相対面積方法にとって固有であることが必要である（値「ＮＲＡＵＣＰ」未満）。
6.  検査値を無視するとき、培養の初期段階中における期間（時間数に対応する正の実数）。幾つかの検査に対して、ある期間は検査環境を安定化させるのに必要である。このパラメータは、本明細書でＣＳＰ（curve stabilization period）という用語を充てる。
7.  最大培養時間であり、この最大培養時間後に陽性検査結果がポイント・ツー・ポイント変動方法又はＲＡＵＣ方法のいずれかによって報告されなかった場合、処理を停止する。この最大培養時間が陽性検査結果なしに満了した場合、本発明の方法は陰性検査結果を報告する。
【００４９】
本発明の方法の高水準記述は以下のとおりである。
【００５０】
曲線安定化期間（ＣＳＰ）後の培養時間からのデータを使用する。
【００５１】
曲線が陽性として判断されるまで、又は最大培養時間が観測されるまで、各新たなデータポイントに対して以下のことを繰返す。
【００５２】
データのポイント・ツー・ポイント解析プロセスのため、データポイント間で時間によって目盛り付けされた連続した２つのデータポイント間の差を計算する。
【００５３】
計算した差が初期差分値である場合、上側及び下側の判定閾値を計算する。
【００５４】
計算した差が初期値ではなく、かつポイント・ツー・ポイント変動が関連する上側及び下側の閾値以内に納まる場合、追加情報を使用して上側及び下側の閾値をアップデートする。
【００５５】
計算した差が初期値ではなく、かつポイント・ツー・ポイント変動が下側閾値よりも下にある場合、４未満のデータポイント個数ｘをＲＡＵＣアルゴリズム計算向けの低信頼データとしてラベル付けする。
【００５６】
ポイント・ツー・ポイント変動が上側閾値より上にある場合、上側制御限界を超える連続するポイント・ツー・ポイント変動値の個数をインクリメント（増分）する。
【００５７】
さらに、ポイント・ツー・ポイント変動が上側閾値より上にある場合、２の値より少ないデータポイント個数ｘをＲＡＵＣアルゴリズム計算向けの低信頼データとしてラベル付けする。
【００５８】
ポイント・ツー・ポイント変動が上側閾値より上にない場合、上側閾値を超える連続するポイント・ツー・ポイント変動値の個数をゼロにセットする。
【００５９】
上側閾値を超える連続するポイント・ツー・ポイント変動値の個数が、陽性曲線を決定するのに必要なポイント・ツー・ポイント変動値の個数に等しい場合（ＮＲ２ＲＰ）、曲線を陽性として判断する。
【００６０】
曲線下測定面積（ＲＡＵＣ）方法のため、連続して順序付けされた２つのデータポイントが形成する台形の面積を計算する。
【００６１】
十分なデータが利用可能であるとき、ｘの値に基づいて曲線下相対面積（ＲＡＵＣ）を計算する（曲線下面積は台形近似法によって計算する）。
【００６２】
現時点ＲＡＵＣ値と先行ＲＡＵＣ値との間の差を計算する。
【００６３】
計算した差が初期差分値である場合、ＲＡＵＣ上側及び下側の判定閾値を計算する。
【００６４】
１回より多い差分計算を行い、ＲＡＵＣ値が関連する上側及び下側の閾値内に納まり、かつデータが信頼性ありとのラベル付けされる場合、追加情報を使用して上側及び下側の閾値をアップデートする。
【００６５】
ＲＡＵＣ値が上側閾値より大きく、かつデータが信頼できる場合、上側閾値を超えて連続するＲＡＵＣ値の個数をインクリメントする。
【００６６】
ＲＡＵＣ値が上側閾値より大きくない場合、上側閾値を超えて連続するＲＡＵＣ値の個数をゼロにセットする。
【００６７】
上側閾値を超えて連続するＲＡＵＣ値の個数が陽性曲線を決定するＲＡＵＣ値の個数に等しい場合（ＮＲＡＵＣＰ）、曲線は陽性であると判断する。
【００６８】
次に図９Ａにつき、ポイント・ツー・ポイント変動方法の特別な実施形態を説明する。図９Ａの方法はソフトウェア命令としてコード化し、これら命令は、後で説明するように、汎用コンピュータ、ワークステーション、又は図１又は図１７の培養及び検査システムに関連する処理ユニットにおける処理ユニット（ＣＰＵ）で実行する。この方法は、（値、時間）の形式をとる検査値を取得するステップ９００で開始する。
【００６９】
ステップ９０２では、現時点検査値と先行検査値との間の差分を計算し、これら２つの検査値間における培養時間インターバルによってこの差分に目盛り付けをする。２つのデータポイント間における培養時間インターバルによって目盛り付けすることは、検査値を得る時点間の不一致を補償する。
【００７０】
ステップ９０４において、ステップ９０２からの差分が第１差分値であるか否かを決定する。
イエスである場合、ステップ９１４に進む。
ステップ９１４では、リード・ツー・リード（Ｒ２Ｒ）標準偏差値を使用して以下のように上側及び下側のポイント・ツー・ポイント判定閾値（図３の３０２及び３０４）を計算する。Ｒ２Ｒ標準偏差の公式は以下のように与えられる。
（式１）Ｒ２Ｒ標準偏差ｓ＝合計（２連続Ｒ２Ｒ値１〜ｎ間の差の合計）／ｎ
ここで、２連続Ｒ２Ｒ値間の差は｜Ｒ２Ｒ先行−Ｒ２Ｒ現時点｜であり、また
ｎは現時点反射率読み値に関連するＲ２Ｒ値である。
（無視すべきＲＡＵＣ値は１〜ｎのシーケンスには含めない）
上側及び下側の判定限界の公式は以下のように与えられる。
下側Ｒ２Ｒ判定限界（図３の３０４）＝ｋｓ
上側Ｒ２Ｒ判定限界（図３の３０２）＝−ｋｓ
ここで、ｋはＲ２Ｒ標準偏差数（入力パラメータ）であり、ｓは式１につき計算したＲ２Ｒ標準偏差である。
（ステップ９０４で）ノーである場合、ステップ９０６に進む。
【００７１】
ステップ９０６において、新たに取得した差分（ステップ９０２）が、ステップ９１４で計算した既存の上側及び下側判定閾値の範囲内に納まるか否かを決定する。
イエスである、すなわち、差分が上側及び下側判定閾値の範囲内に納まる場合、ステップ９０８，９１０，９１２，９１４及び９１６に進む。
ステップ９０８では上側閾値を超えて連続するデータポイントのカウントをゼロにセットする。
ステップ９１０では標準偏差（式１におけるｓ）をアップデートする。
ステップ９１４では上側及び下側の判定閾値を上述したように計算する。
ステップ９１６に進む。
ステップ９０６においてノーである、すなわち、差分が上側及び下側判定閾値の範囲内に納まらない場合、処理は図９Ｂに示すステップに進む。
【００７２】
ステップ９２０（図９Ｂ）において、差分が上側閾値を上回るか否か又は下側閾値を下回るか否かを決定する。
上回る場合、ステップ９２２，９２４，９２６及び９２８に進む。
ステップ９２２において、判定閾値を超えて連続するデータポイントの個数を１だけインクリメントする。
ステップ９２４において、ＲＡＵＣ方法が判断できない時間インターバルを規定する（図１０Ａ及び１０Ｂ）。この時点で、検査測定エラーを生じている可能性がある。したがって、ステップ９２４は、ＲＡＵＣ方法が必ずしも微生物活動に関連しないデータにおける変化に基づいて検査曲線を陽性と判断するのを回避する。
ステップ９２６において、上側判定閾値を超えて連続するデータポイントの個数を、陽性検査判断を示すのに必要な値である入力パラメータ値（ＮＲ２ＲＰ）と比較する。
上側判定閾値を超えて連続するデータポイントの個数がＮＲ２ＲＰに等しい場合（ステップ９２８）、陽性結果をステップ９３０で報告する。
上側判定閾値を超えて連続するデータポイントの個数がＮＲ２ＲＰに等しくない場合（ステップ９２８）、ステップ９１６に進む。
新たに取得した差分測定値がステップ９２０で下側閾値を下回る場合、ステップ９３２に進む。
ステップ９３２において、ＲＡＵＣ方法が判断できない時間インターバルを規定する（図１０Ａ及び１０Ｂ）。上述したように、このことはあり得る偽陽性判断を回避する。
ステップ９３４において、上側閾値を超えて連続するデータポイントのカウントをゼロにセットする。
ステップ９１６に進む。
【００７３】
ステップ９１６において、現時点培養時間を最大培養時間と比較して解析を終了するか否かを決定する。
イエス、すなわち、現時点培養時間が最大培養時間に等しい場合、検査を終了し、判断は陰性検査とする。
ノー、すなわち、現時点培養時間が最大培養時間よりも短い場合、ステップ９００にループバックする。このプロセスは、陽性検査判断がデータのポイント・ツー・ポイント解析から得られるまで、陽性検査判断がＲＡＵＣ解析から得られるまで、又はプロセスが最大培養時間に達するまで、持続する。
【００７４】
ＲＡＵＣ方法を、以下に図７及び１０Ａ〜１０Ｂにつき説明する。この処理は検査結果データ対を取得する（図９Ａにおける９００）ことによって開始する。
ステップ１０００において、曲線における最後の１番目の検査値からｘ番目の検査値までで決定される曲線部分に対する曲線下面積、及び最後のｘ番目から（２ｘ−１）番目の検査値までで決定される曲線部分に対する曲線下面積を計算し、ここでｘは入力データで特定される検査値の個数である。
【００７５】
ステップ１００２において、以下の式を使用して曲線下面積における百分率差（ＲＡＵＣ）を計算する。すなわち、
ＲＡＵＣ＝１００（ＡＵＣ（２ｘ−１）〜ｘ−ＡＵＣ１〜ｘ）／ＡＵＣ１〜ｘ
【００７６】
ステップ１００４において、現時点ＲＡＵＣ値と先行ＲＡＵＣ値との差分を計算する。
【００７７】
ステップ１００６において、ステップ１００４からの差分が１番目の差分値であるか否かを決定する。
イエスである場合、ステップ１０１２に進む。
ステップ１０１２において、平均ＲＡＵＣ値を計算する。
ステップ１０１４において、ＲＡＵＣ差分の累積合計を計算する。
ステップ１０１６において、ステップ１０１４に基づく平均差分を計算する。
ステップ１０１８において、次式を用いてＲＡＵＣの上側及び下側の判定閾値を計算する。すなわち、
上側判定閾値(７０２)＝(平均ＲＡＵＣ)＋(増倍係数)(平均差分)
下側判定閾値(７０４)＝(平均ＲＡＵＣ)−(増倍係数)(平均差分)
［ＲＡＵＣ判定閾値を計算するための増倍係数は入力パラメータとして定義することに留意されたい。］
ステップ１０２０に進む。
ステップ１００６においてノーである、すなわち、１つの差分値より多い差分値が計算されている場合、ステップ１００８に進む。
【００７８】
ステップ１００８において、ステップ１００２から新たに取得したＲＡＵＣ値がＲＡＵＣ判定閾値内に納まるか否かを決定する。
イエスである場合、ステップ１０１０に進む。
ステップ１０１０において、上側判定閾値を超えて連続するデータポイントの個数カウントをゼロにセットする。
ステップ１０１２において、平均ＲＡＵＣ値を計算する。
ステップ１０１４において、ＲＡＵＣ差分の累積合計を計算する。
ステップ１０１６において、ステップ１０１４に基づく平均差分を計算する。
ステップ１０１８において、上述したように、ＲＡＵＣの上側及び下側の判定閾値を計算する。
ステップ１０２０に進む。
ステップ１００８においてノーである、すなわち、新たに取得したＲＡＵＣ値が判定閾値の範囲内に納まらない場合、ステップ１０２２に進む（図１０Ｂ参照）。
【００７９】
ステップ１０２２において、ＲＡＵＣ値が上側判定閾値を上回るか否かを決定する。
イエスである場合、ステップ１０２４に進む。
ステップ１０２４において、データのポイント・ツー・ポイント解析プロセスから（ステップ９２２又は９３０から）の限界が存在するか否かを決定する。
イエスである場合、ステップ１０３６に進む。
ステップ１０３６において、上側判定閾値を超えて連続するデータポイントの個数カウントをゼロにセットする。
次に、ステップ１０２０に進む。このステップに進みこのプロセスのこの時点で測定エラーに起因する曲線の偽陽性判断の可能性を回避する。さらに、データポイントはＲＡＵＣの下側及び上側閾値をアップデートするのに使用しない。
したがって、測定エラーからのデータは自然プロセス変動の評価に不適切に反映しない。
ステップ１０２４でノーである場合、ステップ１０２６に進む。
ステップ１０２６において、上側判定閾値を超えて連続するデータポイントのカウントをインクリメントする。
ステップ１０２８において、閾値を超えて連続するデータポイントの個数を、陽性検査判断を示す値（ＮＲＡＵＣＰ）と比較する。
入力パラメータに等しい場合（ステップ１０３０）、ステップ１０３２で陽性検査結果を報告する。プロセスを終了する（ステップ１０３４）。
入力パラメータに等しくない場合、ステップ１０３６に進む。
ステップ１０３６において、上側判定閾値を超えて連続するデータポイントの個数カウントをゼロにセットし、次にステップ１０２０に進む。
ノー（ステップ１０２２から）である、すなわち、新たに取得したＲＡＵＣ値が上側判定閾値を超えない場合、ステップ１０３６に進み、次にステップ１０２０に進む。
【００８０】
ステップ１０２０において、現時点培養時間を最大培養時間と比較して解析を終了するか否かを決定する。
イエスである場合、検査を終了し、判断は陰性検査とする。
ノーである場合、次のデータ対を持ってステップ１０００にループバックする。このプロセスは、陽性検査判断がデータのポイント・ツー・ポイント解析から得られるまで、陽性検査判断がＲＡＵＣ解析から得られるまで、又はプロセスが最大培養時間に達するまで、持続する。
【００８１】
上述したように、２つの方法（ポイント・ツー・ポイント及びＲＡＵＣ）は、好適には同時並行的に運用し、若干の条件の下ではポイント・ツー・ポイント方法は、ＲＡＵＣ方法が何らかの期間に対して陽性結果を示すのを回避するよう動作することができる。図９Ａのブロック９０６で示すように、ポイント・ツー・ポイント方法において、各新たなデータポイント（検査値）に関して検査値を上側及び下側の判定限界と比較する。検査値が限界範囲内に納まるとき、この値を使用して標準偏差（ステップ９１２）及び双方の判定閾値（ステップ９１４）をアップデートし、また陽性カウントをゼロにセットする（ステップ９０８）。検査値が上側判定限界を超えるとき、この検査値は標準偏差及び判定限界をアップデートするのに使用しない（図９Ｂのステップ９２２，９２４及び９２６参照）。さらに、２つのケースを考慮する必要がある。
【００８２】
１つのケースは、検査値における増加が有機体活動の結果である場合。この可能性をカバーするため、リード・ツー・リード陽性カウントを１だけ増加させる（ステップ９２２）。Ｒ２Ｒ値における増加が有機体活動に起因する場合、上側判定限界を超える一連の値を生ずる。Ｒ２Ｒ陽性カウントがＲ２Ｒ陽性個数の値に達するとき、ステップ９２６，９２９及び９３０で示すように、陽性と判断する。
【００８３】
第２のケースは、増加が何らかの干渉プロセス要因に起因する場合である。ＲＡＵＣアルゴリズムで偽陽性結果を回避するため、陽性シフト警告条件を開始し、ＲＡＵＣアルゴリズムが曲線を陽性と判断するのを防止する。さらに、警告条件中に観測される反射率データは、ＲＡＵＣ平均、標準偏差及び判定限界をアップデートするのに使用しない。警告条件は特定期間に対して存在する。
【００８４】
Ｒ２Ｒ値が下側判定限界を下回る場合、プロセス要因が反射率減少を引き起こしているものとして知得される。この状況のため、ステップ９３２で示すように、陰性シフト警告条件を特定期間にわたり生成する。やはり、ＲＡＵＣアルゴリズムはこの警告期間中に曲線を陽性と判断できず、またこの反射率データは、ＲＡＵＣ平均、標準偏差及び判定限界をアップデートするのに使用しない。
【００８５】
リード・ツー・リード標準偏差数の値（ステップ９１４で判定閾値を計算するのに使用する入力パラメータ）が、ポイント・ツー・ポイント変動方法及びＲＡＵＣ方法のための最適性能を発揮する上で厳密である。この入力パラメータの値が小さ過ぎるとき、多すぎるデータポイントが通常プロセス変動の外側で考慮される。この結果、不必要な陽性及び陰性のシフト警告条件が生成される。このことはＲＡＵＣアルゴリズムの利点を損ねる。大き過ぎるＲ２Ｒ標準偏差数の値は、検出されないようになる干渉要因となるおそれがある。したがって、偽陽性結果のリスクが増加する。典型的なデータ収集条件の下で、ＲＡＵＣアルゴリズムは、有機体活動に起因する反射率における変化がポイント・ツー・ポイントアルゴリズムよりもより敏感に検出できる。ポイント・ツー・ポイントアルゴリズムは、曲線判断を複雑にするシステムイベントを検出できるという有益な機能を果たす。この入力パラメータの最適化は、所定システム、容器及びセンサのタイプ等に対する試行錯誤の繰返しによる訓練によって行うことができる。
【００８６】
図８Ｂ及び８Ｃは、温度効果からの変動を含む反射率データと同時に動作するポイント・ツー・ポイントアルゴリズム及びＲＡＵＣアルゴリズムを示す。図８Ｂは、上側閾値３０２及び下側閾値３０４、並びに反射率測定からの検査（増殖）曲線２０２を含む、ポイント・ツー・ポイント変動のプロット曲線３０６である。ポイント・ツー・ポイント判定限界（閾値３０２及び３０４）は、温度変化によって影響を受けていない反射率データの部分のみ捕捉することに留意されたい。
【００８７】
図８Ｃは、ＲＡＵＣ判定限界を、ポイント・ツー・ポイントアルゴリズムから極端なデータポイントを無視するようにとの命令を受取って培養長さにわたりデータを調整することを示す。最も重要なことに、ポイント・ツー・ポイントアルゴリズムは、約２０時間及び２５時間の時点でＲＡＵＣアルゴリズムが曲線を陽性と判断するのを禁止する警告条件を呼出す。最終的に、曲線はＲＡＵＣアルゴリズムによって丁度４３時間を超える時点で陽性であると適切に決定される。
【００８８】
特別なケースは、遅滞フェーズと指数関数的フェーズとの間における変曲ポイントのあたりで反射率データにノイズが多いときに起こり得る。ポイント・ツー・ポイントアルゴリズムは、実際に曲線が陽性であるとき、ＲＡＵＣアルゴリズムに対して曲線が陽性であると宣言するのを禁止する警告条件を出すことがあり得る。ポイント・ツー・ポイントアルゴリズムは最終的には陽性結果を出すものの、遅延がある。この特別なケースでは、追加条件をＲＡＵＣアルゴリズムの一部としてチェックする。図８Ｂに戻って説明すると、干渉イベントによって影響されたＲＡＵＣ値は、隆起及び／又は凹みの特性を有する。指数関数的フェーズ中に有機体活動に関連するＲＡＵＣ値は、延長した期間にわたり判定限界を一貫して上回る。ＲＡＵＣの陽性カウントが延長したＲＡＵＣ陽性個数に等しい場合、警告条件がポイント・ツー・ポイントアルゴリズムから存在する場合であっても、曲線を陽性と判断する。
【００８９】
図８Ｄは特別なケースの実施例を与える。図８Ｃにおいて、数個のＲ２Ｒ値は２５時間以降に上側判定限界を上回る。これら値はシフト警告を生成する。しかし、図８Ｅは、ＲＡＵＣ値が約３０時間以降に一貫して判定限界を上回ることを示す。この場合、判定閾値を超えるＲＡＵＣ値の個数は、ＲＡＵＣ方法の下にボトルを陽性と断定する上で十分なものとする。
【００９０】
図１１は、陰性検査となるデータのポイント・ツー・ポイント解析方法を示し、ポイント・ツー・ポイント変動のプロット曲線で急峻部１１０３及び１１０４を生ずる増殖曲線の１１００及び１１０２における測定エラーを有する。急峻部１１１０４は閾値３０２を超える単独事例であり、ＮＲ２ＲＰは１より大きい整数（例えば、２、３又は４）にセットしてあるため、この測定エラーにより偽陽性判断の結果とはならない。
【００９１】
図１２は陰性検査となるＲＡＵＣ解析方法を示し、ＲＡＵＣ変動（７０８）のプロット曲線に急峻部１２０４及び１２０６を生ずる増殖曲線の１２００及び１２０２における測定エラーを有する。しかし、閾値７０２を超える単独の急峻部１２０６があり、したがって、閾値７０２を超える連続するポイントの個数は１つであり、この実施例において、陽性判断に必要な値（ＮＲ２ＲＰ）より少ない数であり、したがって、この測定エラーにより偽陽性判断の結果とはならない。
【００９２】
早期培養／遅延エントリー方法論
上述したように、本発明の他の態様は、試料容器が微生物増殖に関して陽性である、及びひいては微生物因子が存在すると同定する方法論であって、本発明の方法を採用した検出システムに容器を設置する前に通常よりも長い期間にわたり容器を放置した遅延状況における、該同定方法論を企図する。とくに、詳細に上述したポイント・ツー・ポイント方法及び曲線下相対面積方法は、典型的な臨床的使用の下で、すなわち、検査ボトルに試料を接種し、このボトルを培養及び読取りのためのシステム内に即刻装荷（ローディング）する状況下で、容器検出システムからデータ測定値を判断できるものである。しかし、幾つかのラボラトリーは接種したボトルを延長した期間にわたり保持して（必ずしも培養条件下ではない場合もあり得る）から、ボトルを検出システム内に装荷する場合がある。この装荷遅延は不完全な反射率又は増殖曲線を生ずる結果となるおそれがある。不完全さによって、図２の「典型的」な増殖曲線における、遅滞フェーズのすべて、及び指数関数的フェーズのすべて、一部又は大部分が喪失するおそれがあることを意味する。
【００９３】
この章で説明する方法論、「早期培養方法論」は、この早期培養又は「遅延エントリー」検査シナリオ用に特別に策定されたデータの個別解析行う。この方法論は、先に詳述した「ポイント・ツー・ポイント」変動方法論及び／又は「増殖曲線下相対面積」方法論と同時並行的に行うことができ、これにより、容器が検出システム内に遅くエントリーされたか否か無関係に正確に陽性であると同定される。代案として、この方法は、例えば、所定容器が検出システム内に導入される前に、サンプルの容器内接種後に幾分長く延長された期間にわたり放置されていたことが分かっているシナリオにおいて、単独で実施することができる。
【００９４】
図１３の増殖曲線は、「遅延エントリー」状況で予想される１つの実施例を表す。この実施例における増殖曲線は、培養時間の関数として強度又は反射率の一連の測定値をプロットしたものであり、ｔ＝０は、検出器における検出装置（例えば、図１参照）が最初に容器を査問した時刻である。増殖曲線は、指数関数的増殖フェーズ２０２の何らかの部分（一般的には、指数関数的増殖フェーズにおける最終部分で生じている僅かな部分のみ）、及び一般的には指数関数的増殖フェーズよりも相当長く持続する延長定常フェーズを有する。
【００９５】
早期培養方法論は、遅延エントリー検査ように特別に策定したデータの個別解析を提供する。異なる３つの代替的方法を早期培養検出方法論に使用し、微生物増殖が陽性であると容器を同定することができ、これら３つの方法としては、平均反射率値を計算し、また閾値と比較する第１方法（図１４参照）、平均ポイント・ツー・ポイント値を使用して閾値と比較する第２方法（図１５参照）、及び連続して増加するポイント・ツー・ポイント値の個数をカウントし、また特定閾値と比較する第３方法（図１６参照）がある。これら方法を以下に説明する。
【００９６】
この解析のため、以下の入力パラメータのセットを必要とする。
【００９７】
1.  曲線インターバル：連続する反射値の数（図１３における１３００）であり、この数に対して計算を行う。（整数）
【００９８】
2.  曲線定常化ピリオド：反射データが安定していないと考えられる時間単位で示す培養の初期ピリオド。（実数）
【００９９】
3.  早期培養最大時間：早期培養中曲線が陽性であると判断する、時間単位で示す最大培養時間。（実数）
【０１００】
4.  連続して増加するポイント・ツー・ポイント値の陽性閾値：培養時間が早期培養最大値よりも少ないとき曲線が陽性であるか否かを決定する閾値。概して、連続して増加するポイント・ツー・ポイント値の数は、増殖曲線が陽性であると断定するのに必要な特定基準よりも大きくなければならない。（整数）
【０１０１】
5.  平均ポイント・ツー・ポイント値の陽性閾値：培養時間が早期培養最大値よりも少ないとき曲線が陽性であるか否かを決定する閾値。連続するポイント・ツー・ポイント値に基づくトリム平均を計算し、また特定閾値と比較する。連続する値の数は曲線インターバルの値に対応する。（実数）
【０１０２】
6.  反射率値陽性閾値：培養時間が早期培養最大値よりも少ないとき曲線が陽性であるか否かを決定する閾値。連続する反射率値に基づくトリム平均を計算し、また特定閾値と比較する。連続する値の数は曲線インターバルの値に対応する。（整数）
【０１０３】
7.  初期ポイント・ツー・ポイント変動スクリーン：陰性ボトルからの値の分布に基づくポイント・ツー・ポイント変動値における上側限界。（実数）
【０１０４】
概して、曲線安定化ピリオド終了時と早期培養最大時間との間で入手可能なデータは、早期培養方法論を使用して処理する。上述したように、早期培養アルゴリズムを使用して曲線が陽性であると判断できる２つの代替的方法があり、すなわち、1)平均反射率陽性、2)平均ポイント・ツー・ポイント値陽性、及び3)特定値に等しい連続するポイント・ツー・ポイント値の数がある。早期培養方法論は、これら方法のうち１つ、２つ又は３つすべてを使用することができ、例えば、３つすべての方法を同時並行的に使用し、いずれか１つの結果が陽性と同定される場合、容器は陽性であるとフラグ立てする。
【０１０５】
1)平均反射率陽性方法（図１４）
平均反射率陽性方法は、図１３及び１４における実施例で示すように、反射率曲線の遅滞フェーズ及び指数関数的フェーズ２０２のすべてではないが大部分が喪失しているケースに対処する。換言すれば、曲線は大部分が定常フェーズである（図１３の２０３）。平均反射率陽性方法は、直近ｘ番目の反射率値のトリム平均を計算し、ｘは曲線インターバルパラメータ（上述のように定義した）の値に等しい。図１４参照。現時点で観測されたトリム平均反射率値が、反射率値陽性閾値よりも大きい場合、増殖曲線は陽性であるとみなし、試料容器を陽性であるとフラグ立てする。
【０１０６】
トリム平均反射率値の式は、平均反射率＝［（反射率値１〜ｘ）の合計−（反射率値１〜ｘ）の最大値−（反射率値１〜ｘ）の最小値］／（曲線インターバル−２）で与えられ、ｘは曲線インターバルの値として定義する。
【０１０７】
2)平均ポイント・ツー・ポイント値陽性方法（図１５）
平均ポイント・ツー・ポイント値陽性方法は、指数関数的フェーズの十分多い部分を解析に利用可能なケースに最もよく適合する。図１３のプロット曲線を例とする。この方法では、ｘ番目の直近ポイント・ツー・ポイント値（図１３における１３００）のトリム平均を計算し、また平均ポイント・ツー・ポイント値陽性閾値と比較する。平均値が平均ポイント・ツー・ポイント値陽性閾値よりも大きい場合、曲線は陽性として分類する。図１５の例においては、陽性分類は、図面で「陽性」の付記で示されている１.７５時間で行う。
【０１０８】
トリム平均ポイント・ツー・ポイント（Ｐ２Ｐ）値の式は、平均Ｐ２Ｐ＝［（Ｐ２Ｐ値１〜ｘ）の合計−（Ｐ２Ｐ値１〜ｘ）の最大値−（Ｐ２Ｐ値１〜ｘ）の最小値］／（曲線インターバル−２）で与えられ、ｘは曲線インターバルの値として定義する。
【０１０９】
特定値に等しい連続するポイント・ツー・ポイント値の数による方法（図１６）
特定値より大きい連続するポイント・ツー・ポイント値の数による方法は、やはり図１３のケースのような、反射率曲線の指数関数的フェーズの断片を捉えたケースをターゲットにする。この手法では、各ポイント・ツー・ポイント値を初期ポイント・ツー・ポイント変動スクリーン値と比較する。早期培養ポイント・ツー・ポイント値が一貫してスクリーン値よりも大きい場合、反射率データは曲線の指数関数的部分に対応する。カウンタを使用して、十分な数の連続して増加するＰ２Ｐ値が得られた時を決定する。カウンタは以下の論理を使用して計算する：
現時点Ｐ２Ｐ値が初期ポイント・ツー・ポイント変動スクリーンの値より大きく、かつ現時点Ｐ２Ｐ値が先行Ｐ２Ｐ値の８５％より大きい場合、カウンタを１だけ増加する。さもなければカウンタをゼロにリセットする。
【０１１０】
早期培養ピリオドにわたり、カウンタを、連続して増加するポイント・ツー・ポイント値陽性閾値と比較する。カウンタが閾値に等しいとき、曲線を陽性と分類する。図１６の例においては、曲線は、図示のように連続して増加する陽性プロットが最初に閾値に交差するときの約２.４時間で陽性として分類される。
【０１１１】
検査判断における入力パラメータの効果
５，２１８個ある検査曲線セットを、本発明の方法に対する入力パラメータの３種類の異なる組合せを使用して評価した。比較目的のため、同一の５，２１８個の曲線を、機器BacT/ALERTでの現行方法（従来技術）を使用して評価した。５，２１８個の曲線のうち、１，５５９個の曲線は有機体増殖の証拠を示さない。残りの３，６５９個の曲線は有機体増殖の証拠を示す。表１は、入力パラメータを３セット掲げている。表２は、入力パラメータの３セットそれぞれを有する本発明の方法から、及び従来方法からの検査結果の比較を示す。
【表１】
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【表２】
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【０１１２】
検査判断に加えて、検出までの時間（ＴＴＤ：time to detection）を本発明の方法と従来技術方法との間で比較した。表３はこの比較の概要を示す。
【表３】
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【０１１３】
このように、本発明の方法は、従来方法と比べると３つのセットそれぞれで微生物増殖の陽性検出までの時間を２時間以上も減少した。
【０１１４】
例示的検出装置／システム
本発明の方法は、培養ユニット、測定ユニット、及び処理ユニットを組合せたシステムで、例えば、ロビンソン氏らの米国特許出願公開第２０１１／０１２４０２８号（参照によりその内容は本明細書に援用されるものとする）に記載のシステム、本願人ビオメリュー社のBacT/ALERTシステム、上述の背景技術で掲げた特許文献に記載の競合他社によるシステムで実施することができる。このようなシステムは、試料容器を培養する装置（例えば、温風源を有するエンクロージャ）、試料容器内における微生物増殖の増殖曲線を表す、一連の測定データポイントを取得するとともに、試料容器を培養し、またデータポイントをマシン可読メモリに記憶する測定システム（図１又は類似の構成参照）、及び解析方法(a)及び(b)を同時並行的に実施するプログラム化コンピュータにより構成する。解析方法(a)及び(b)は、以下の通りである。
【０１１５】
(a) 一連の測定データポイントにおける連続するデータポイントの変動解析（例えば、図３，４及び９Ａ〜９Ｂ参照）、及び
【０１１６】
(b) 一連の測定データポイントにおけるデータポイントによるセット相互間の増殖曲線下面積変化の変化解析（例えば、図７及び１０Ａ〜１０Ｂ）であり、双方の解析方法(a)及び(b)は、測定データポイントから容器内の微生物増殖の陽性状況を決定する処理ステップを含むものとする。
【０１１７】
本発明の一実施形態において、方法のステップを実施する汎用コンピュータが実行する処理命令（ソフトウェア）を有するプログラム化マシン可読メモリの形態をとることができる。一実施例としては、ソフトウェアはハードディスク又は他のメモリに存在し、図９〜１０のステップを実行するマシン可読コードの形態をとることができる。他の実施例としては、ソフトウェアはハードディスクにローディングし、また図１又は類似の構成に示すような、試料容器読取り装置を有する微生物検査機器内におけるメモリに複製することができる。
【０１１８】
図１７は、容器（例えば、ボトル）の微生物増殖が陽性であるかを検出するマシンの形態としたシステム１４００を示す。このシステムは、断熱した壁１４０１、及びこの壁で画定された内部に温風を供給し、内部に格納された容器を制御環境下、例えば、３０℃で培養できるようにする培養ヒータ１４１８（普通のヒータ）を有する。システム１４００は、容器のホルダ１４０４にアクセスできるようにするアクセスドア又はドロワ１４０２を有し、ホルダは、例えば、血液培養ボトル等を収容するボトル形式要素を有するものとする。
【０１１９】
システム１４００は、例えば、図１に示し、また上述のような光源及び検出器の形態とすることができる、多重の測定ユニット１４０６を有する構成とする。測定ユニット１４０６は容器から反射率を測定し、反射率測定値（データポイント）をデジタル形式でコンピュータ可読メモリ１４０８に供給する。システムは、さらに、中央処理ユニット１４１２と、測定データ対（反射率値、時間）を解析するプログラムコードを格納するハードディスクメモリ１４１４とを含む汎用コンピュータ１４１０を有する。プログラムコードは、すでに詳述した解析方法、すなわち、ポイント・ツー・ポイント変動方法、曲線下相対面積方法、及び図１３〜１６につき説明した陽性容器の「遅延エントリー」に対する方法を実施する。システム１４００は、さらに、コンピュータ１４１０に接続したディスプレイ１４１６を有し、例えば、システム１４００内で培養する容器の状態、幾つかの容器が陽性であることを検出したか否か及び検出した時点をオペレータに伝えるメッセージを表示できるようにする。
【０１２０】
図１７に示すシステムは、代表的には、試料容器を処理及び取扱う、容器を撹拌する等を行う、市販されており、また従来記載されているこの種のマシンで一般的な他の特徴を有する。これらの詳細は、特別に本発明に関連しないので本明細書から省く。関心があれば、本願人による機器Bac-T/ALERT 3D並びにこのようなシステムの例としてロビンソン氏らの米国特許出願公開第２０１０／０２９１６１９号を参照されたい。米国特許出願公開第２０１０／０２９１６１９号における検出システムの記載は、参照によって本発明の方法を実施するシステムの例として援用されるものとする。さらに、本発明の方法の運用に関する上述した説明のすべては、図１７に示すシステムに適用することができる。
【０１２１】
したがって、例えば、一態様において、微生物増殖が試料容器（例えば、図１のボトル）内で生じているか否かを決定するシステム（１４００）は、試料容器を培養する装置（１４０１，１４１８）、一連の測定データポイントを取得するとともに、試料容器を培養し、また試料容器内における微生物増殖の増殖曲線を表す、該データポイントをマシン可読メモリ（１４０８）に記憶する測定システム（１４０６又は図１）、及び解析方法(a)及び(b)を同時並行的に実施するプログラム化コンピュータ（１４１０、ＣＰＵ１４１２）を有するものとして開示し、解析方法(a)及び(b)は、以下の通りである。すなわち、
(a) 一連の測定データポイントにおける連続するデータポイントの変動解析（例えば、図３，４及び９Ａ〜９Ｂ参照）、及び
(b) 一連の測定データポイントにおけるデータポイントによるセット相互間の増殖曲線下面積変化の変化解析（例えば、図７及び１０Ａ〜１０Ｂ）であり、双方の解析方法(a)及び(b)は、測定データポイントから容器内の微生物増殖の陽性状況を決定する処理ステップを含むものとする。
【０１２２】
他の実施例として、微生物検査マシン（１４００）は、複数個の試料容器を培養する培養システム（１４１８）、一連の測定データポイントを取得するとともに、試料容器を培養する測定システム（１４０６又は図１）、試料容器内における微生物増殖の増殖曲線を表す、該測定データポイントを記憶するマシン可読メモリ（１４０８）、及び容器の微生物増殖が陽性であるか否かを決定するよう動作する処理ユニット１４１２であり、測定データポイントの取得において容器の遅延があって、増殖曲線における遅滞フェーズ及び指数関数的増殖フェーズの大部分又はすべてが存在しなくなる場合に、一連の測定データポイントを解析するプログラム命令のシーケンスを実行する、該処理ユニット１４１２を有するものとして開示する。
【０１２３】
本発明の好適な実施形態を説明したが、説明した特定実施形態からの変更は、特許請求の範囲から逸脱することなく可能である。発明の範囲に関する疑問は特許請求の範囲を参照することによって解消できる。
【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８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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