用于分析物测试条中红细胞比容校正的系统和方法与流程

背景技术：

红细胞比容是测量由红细胞组成的全血体积百分比的血液测试。此量度取决于红细胞数目和红细胞大小。红细胞比容(ht或hct，英式英语拼写为“haematocrit”)也称为“红细胞压积”(pcv)或“红细胞体积分数”(evf)。正常而言，男性为约45％，而女性为约40％。作为检测许多类型的血液分析物的一部分，使用比色测试系统。这种测试中，在分离待测量分析物和使分析物反应产生颜色变化后，进行反射比或一些其它光学测量。光学量度与样品中的分析物含量成比例。许多这类计算方案中，红细胞在测量前与样品分离。这是因为红细胞影响分析物反应引起的颜色变化。红细胞分离通常用测试条中的红细胞分离层进行，该层可以例如由玻璃纤维基质制成。去除红细胞，因为否则其会干扰比色测试。然而，难以(如果不是不可能)100％去除红细胞。

许多情况下，红细胞的出现影响比色测试。这对测试准确度产生负面影响。尽管预计算的校正因子能用于许多情况，但仍有来自红细胞的影响。

低密度脂蛋白(ldl)胆固醇的量度是确定健康尤其是心血管健康的重要健康量度。需要用于ldl的快速现场测量系统，其不需实验室或其它设施。这样，健康专家可以在样品采集后立即与患者交流，而不是必须等待数天直到测试结果从实验室返回。如此，他们可获得最新的患者病史和状态，并因而使得结果和患者健康分析更佳。

在测量脂质如高密度胆固醇(hdl)浓度的情况中，所述测试包括将一滴血置于测试条上并将测试条插入仪表，以电子信号形式输出测试结果。脂质测试一般包括从血浆分离红细胞的步骤。脂质浓度随后用比色测试测定。不幸的是，许多情况下，所测浓度可能不反映所测脂质(分析物)的实际浓度。

技术实现要素：

在一个实施方案中，用于测定就红细胞比容校正的脂质分析物水平的系统包括配置成接受样品的测试条和配置成接受测试条的仪表。所述系统进一步包括电路和微处理器，所述电路和微处理器配置成读取测试条及样品并测定脂质分析物水平和根据样品的红细胞比容水平来校正脂质分析物水平。在一种替代方案中，所述电路和微处理器进一步配置成测定红细胞比容水平。在另一替代方案中，所述测试条是混合条(hybridstrip)。或者，所述测试条具有配置成接受样品的第一样品窗和第二样品窗，第一样品窗配置成能测量脂质分析物水平，第二样品窗配置成能测量红细胞比容水平。任选地，第一样品窗是光学样品窗。在一种替代方案中，第二样品窗是电化学样品窗。任选地，第一样品窗包括扩散层(spreadinglayer)且配置成允许测试多个脂质分析物。在一种配置中，脂质分析物选自hdl、ldl、甘油三酯和总胆固醇。在另一配置中，仪表配置成接受所述测试条和另外的测试条。任选地，所述另外的测试条配置成测试红细胞比容。或者，脂质分析物水平的校正基于根据红细胞比容水平与正常红细胞比容水平相比所提供偏向角来校正脂质分析物水平。任选地，使用正弦定理测定校正量。

在一个实施方案中，用于测定就红细胞比容校正的脂质分析物水平的方法包括提供系统，所述系统包括：配置成接受样品的测试条和配置成接受测试条的仪表。所述系统进一步包括电路和微处理器，电路和微处理器配置成读取测试条及样品并测定脂质分析物水平和根据样品的红细胞比容水平校正脂质分析物水平。所述方法还包括以测试条接受样品并将测试条插入仪表。所述方法进一步包括使用所述电路和微处理器测定脂质分析物水平。所述方法还包括通过就红细胞比容水平校正而校正脂质分析物水平，以及向用户提供校正水平脂质分析物的输出。任选地，所述方法还包括用所述电路和微处理器测定样品的红细胞比容水平。或者，所述红细胞比容水平基于电化学测试。任选地，所述脂质分析物水平基于光学测试。在一种配置中，所述测试条是混合条。在另一配置中，所述测试条具有配置成接受样品的第一样品窗和第二样品窗，第一样品窗配置成能测量脂质分析物水平，第二样品窗配置成能测量红细胞比容水平。任选地，所述第一样品窗是光学样品窗。或者，计算基于根据红细胞比容水平与正常红细胞比容水平相比所提供的偏向角校正脂质分析物水平。任选地，使用正弦定理测定校正量。

附图简要说明

图1显示红细胞比容偏差的示例，通过在pts脂质测试条上测试替代的全血样品来证明；

图2显示有3种不同红细胞比容水平的样品另外示例；

图3a-3c显示跨脂质板(acrosslipidpanel)展示的红细胞比容偏差示例；

图4a和4b显示示范性胆固醇读数和就红细胞比容校正的胆固醇；

图5a和5b显示示范性hdl读数和就红细胞比容校正的hdl；

图6a和6b显示示范性甘油三酯读数和就红细胞比容校正的甘油三酯；和

图7a-7c描述用红细胞比容算法的益处的示例，且当考虑bin分析中的百分比偏差时进一步受到青睐。

发明详述

本文所用某些术语仅出于便利目的，不用于对红细胞比容校正的分析物测试条的实施方案构成限制。附图中，相同的参考字母用于指定数幅图中的相同元件。

由于红细胞比容影响感兴趣的分析物反应产生的颜色变化的测量，因此需准确补偿样品的实际红细胞比容水平，而不是仅用红细胞比容的估算。红细胞比容水平与比色测试结果之间有关联。红细胞比容水平还可影响电化学分析。了解此关系和红细胞比容水平使得脂质测试更精确。红细胞比容常用库尔特计数器测量。库尔特计数器的输出是电子信号，该信号能用于自动调节脂质计的输出。

在许多实施方案中，可制备混合条，所述混合条允许红细胞比容校正的分析物结果。这种配置的示例包括第一样品窗，所述第一样品窗接受血液样品。第一样品窗供给垂直流测试条。所述垂直流测试条可包括垂直堆层，其供给单一分析物的分离和反应。在一些配置中，分析物可以是总胆固醇、hdl胆固醇、ldl胆固醇、甘油三酯或其它分析物。在一个替代配置中，第一窗可提供多分析物测量。此配置中有扩散层，其使样品扩展跨越超过一个测试堆(stack)。在一些配置中，这可包括总胆固醇堆、甘油三酯堆以及hdl或ldl堆。

在一些实施方案中，一个或多个第一样品窗的堆可包括电极或夹在电极中。在此配置中，仅单一样品窗可能是必需的。然后，电极可通过电路和仪表控制以读数，从而测定样品的红细胞比容水平。在替代的实施方案中，可包括第二样品窗。此第二样品窗可以是电化学样品窗并可仅测试红细胞比容。或者，所述样品窗可测试葡萄糖和红细胞比容。

认为测试条的优选配置可包括使用三板(tri-panel)多分析物测试(其采用单一样品并用扩散层使样品扩散越过3个垂直堆)和采用另一样品的电化学葡萄糖和红细胞比容窗。在此配置中，所述三对象多分析物条可测试用于总胆固醇、甘油三酯，以及hdl或ldl。hdl或ldl可从结果中计算。此外，这些试验的结果能根据葡萄糖窗所测的红细胞比容进行校正。最后，葡萄糖结果可电化学产生。

由于测量红细胞比容的最常见方法是电化学方法，系统的许多实施方案包括组合式电化学和光学/反射比仪表。通过将2个系统纳入同一仪表，该仪表能自动和内部应用红细胞比容校正，从一个系统(电化学)到另一系统(光学)。

在许多实施方案中，所述仪表包括就红细胞比容校正偏差的算法。或者，所述算法可在多种设备中实施。本文所述系统和方法的多个实施方案可在软件和/或固件中完全或部分实施。此软件和/或固件可采用指令形式，包含于永久性计算机可读存储介质内或之上。这些指令随后可由一个或多个处理器读取或执行，从而能进行本文所述操作。所述指令可采用任何合适形式，例如但不限于源代码、编译代码、翻译代码、可执行代码、静态代码、动态代码等。这种计算机可读介质可包括任何有形永久性介质以采用一个或多个计算机可读的形式存储信息，例如但不限于只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存等。

本文所述的系统和方法的实施方案能在多种系统中实施，包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑以及计算装置和云计算资源的组合。例如，部分操作可在一种装置中发生，其它操作可在远程位置发生，如一个或多个远程服务器。例如，数据采集可在智能手机中进行，数据分析可在服务器或云计算资源中进行。任何单一计算装置或计算装置组合能执行本文所述方法。

就红细胞比容偏差校正的算法

许多即时测试条受到不精确的困扰，因为测试条有红细胞比容引起的偏差。红细胞比容是血液中的红细胞百分比。这是因人而异的变量，在普通人群中通常范围为30％-55％。红细胞比容越大，意味着诊断条可用的血浆越少，反之亦然。尽管红细胞比容偏差的确切原因尚未确定，假设血浆体积、红细胞的反射比、血液酶或基于膜的条中的孔阻塞可能是红细胞比容偏差的因素。需要在测试条中对此进行校正，但当其无法达到时，需要使用数学算法来抵消此偏差。

通过实证方法观察到，诊断测试条显示扇状红细胞比容偏差模式。红细胞比容低的样品展示出超量恢复，其在更高分析物浓度下增加。采用类似方式，红细胞比容高的样品显示恢复不足，其在更高分析物水平下更显著。还显示此偏差与中值红细胞比容等距。难点在于如何建立满足所有红细胞比容水平的算法。

图1显示红细胞比容偏差示例，通过在pts脂质测试条上测试替代的全血样品来证明。

使用图1所示数据，如果红细胞比容值已知，可能形成就偏差适当调整的算法的实施方案。所述就红细胞比容偏差校正的算法对于任何诊断装置可能是不可知的。此算法可用于电化学检测传感器，反射比测试条，或任何其它有红细胞比容偏差的医疗点(point-of-care)装置。

创建此算法的第一步是使用调整至平均红细胞比容的血液设立跨分析物动态范围的曲线。图1中，为简单起见，选择40％的红细胞比容。使用相同的血液，进行红细胞比容调整以检测红细胞比容范围的最末端。图1显示30％和50％，因为它们在统计上与正常红细胞比容曲线距离相同。通过了解延伸的红细胞比容样品的线的斜率，能确定曲线之间的角并因而获得每百分之红细胞比容的偏向角。每百分之红细胞比容的偏向角是恒量，其对于每个医疗点测试凭经验测定。从中，三角学原理能用于将来自仪表的标准值调整至更接近真实的值。

图2显示有3种不同红细胞比容水平的样品另外示例。红细胞比容为30％且hdl为97的患者在脂质板上读数为120mg/dl。为就此校正，我们需要了解距离bc并从120mg/dl的未校正值中将其减去。可以通过应用三角学来作出这些调整，特别是用正弦定理。当saa(边-角-角)或asa(角-边-角)已知时，正弦定理用于求解非直角三角形。

正弦定理

为应用正弦定理，需要求解△abc的一些其它部分。以下描述如何测定各部分。待用的方程是

从之前的实验，确定从40％，每百分之红细胞比容的平均偏向角是.6048度。已知患者具有30％的红细胞比容，则来自正常红细胞比容的偏向角是6.048度(10x.6048)。

边ac在原点产生45°角，因为曲线用此线设置(y＝x)。

边ab能用基本三角学确定。cos(45-θ)＝af/ab或cos38.95°＝af/ab。af是校正前的仪表值或120。随后求解ab，得到154.31。

角abc是角fae的内错角，从而其相等。因此，角abc＝45-θ。

目前已知角acb，因为知道△abc的另两个角。因此，角acb＝180-θ-(45-θ)或135°。我们也能获得此认知：补角加起来等于180°且边ac与线eb形成45°角。

现在，我们有足够的信息来应用正弦定理求解边bc。使用代数来求解bc，获得以下内容：

bc＝23mg/dl

为调整红细胞比容，从120的仪表值减去23，得到参考值97mg/dl。

如果同一患者具有50％红细胞比容，然后仪表读取78.4mg/dl，我们想要了解距离cd并将其加至78.4mg/dl。再次使用正弦定理求解△acd，尤其是边cd。此方法可用于任何红细胞比容，不仅是极端值，因为其基于来自平均红细胞比容的偏向角。在许多实施方案中，其内置于软件以就红细胞比容偏差校正，如我们在以下概念模型中所证明。

概念模型

用天然血供体的校准条批次的问题之一是供体间的样品变化性。医疗点干燥条化学(drystripchemistries)面临增加的红细胞比容差异的劣势，而标准医院化学分析仪不必对其进行处理。除了红细胞比容干扰，有其它物质如抗坏血酸、胆红素、尿酸、处方/非处方药等，能导致测试条上的干扰。

为去除天然血供体的可变性并获得更大的分析物范围，选择替代的全血以检测脂质板中的红细胞比容偏差。用ldl和hdl部分以3:1的比例加回到脱脂血清制备替代的全血(swb)。另外，向储液加入甘油以获得增加的甘油三酯读数。最后，向“血浆”样品加入经洗涤的“o”红细胞以制备30％、40％和50％红细胞比容溶液。

各样品一次测试跨10个仪表。40％红细胞比容样品用于设置曲线并对比其它红细胞比容水平。以下参考的图阐明脂质板中的红细胞比容偏差。

图3a-3c显示脂质板中展示的红细胞比容偏差示例。在图的x轴上，显示pa结果。这参考integra提供的实验室标准。结果在30％、40％和50％的三个不同红细胞比容水平显示。图3a显示总胆固醇的结果，图3b是hdl，且图3c是甘油三酯。

使用上述算法，红细胞比容偏差能在数学上校正，如下表1所示。数据变得紧密得多，总分析误差更低。对于hdl和甘油三酯尤其如此。

图4a和4b显示示范性胆固醇读数和就红细胞比容校正的胆固醇。图5a和5b显示示范性hdl读数和就红细胞比容校正的hdl。图6a和6b显示示范性甘油三酯读数和就红细胞比容校正的甘油三酯。

图7a-7c描述用红细胞比容算法的益处示例，且当考虑bin分析的百分比偏差时进一步受到青睐。数据取自图4a-6b。表1也显示涉及此数据的统计。

表1

n＝30，跨动态范围

总结

所述实施方案提供简单但简练的算法来处理困扰许多医疗点装置的红细胞比容偏差。通过了解样品的实际红细胞比容，我们可以从数学上校正偏差。如上所示，此校正显著改进测试准确度。此算法的另一优势是其能被展示出红细胞比容偏差的任何医疗点测试系统使用。测试之间的偏差程度不同，但数学解决方案仍然相同。

尽管特定实施方案详细描述于前面的详述并示于附图，本领域技术人员应理解能按照本公开的整体教导和其广泛的发明构思来开发这些细节的多种修饰和替代方案。因此，应理解本公开范围不限于本文公开的特定示例和实施，而意在涵盖如所附权利要求定义的其精神和范围内的改良，以及其任何和所有等价物。应注意，尽管显示特定实施方案，但各附件的特征可在实施方案间互换。