用于检测在样品容器中的微生物生长的方法和系统的制作方法

用于检测在样品容器中的微生物生长的方法和系统的制作方法
【专利摘要】一种用于测定在样品容器内是否发生微生物生长的方法，其包括以下步骤：温育样品容器，并且获得温育样品容器时的一系列的测量数据点并且使数据点存储在机器可读的存储器中。该一系列的测量数据点代表在样品容器内的微生物生长的生长曲线。该方法从测量数据点中确定容器内的微生物生长的阳性条件。
【专利说明】用于检测在样品容器中的微生物生长的方法和系统
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请根据35U.S.C. § 119(e)要求于2012年3月22日提交的美国临时申请序 列号61/614, 037的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。
[0003] 背景
[0004] 本公开内容大体上涉及用于检测剂（例如，细菌）是否存在于诸如血液或尿液的 生物或临床样品中的系统和方法的领域。
[0005] 检测在血液样品中的微生物的生长并因此存在的仪器目前存在于美国的市场上。 一个这样的仪器是本受让人bioM6rieux, Inc的BacT/ALERT 3D仪器。该仪器接收包含例 如来自人类患者的血液样品的血液培养瓶。该仪器温育该瓶。在温育期间，在温育器中的 光学检测单元定期地分析被包含在该瓶中的比色传感器。由检测单元获得的反射测量被用 来检测微生物的生长在该瓶内是否发生。光学检测单元、样品容器和传感器被描述在专利 文献中，见美国专利 4, 945, 060、5, 094, 955、5, 162, 229、5, 164, 796、5, 217, 876、5, 795, 773 以及5, 856, 175,其各自的全部内容通过引用并入本文。美国专利5, 856, 175和5, 164,796 描述了用于测试微生物生长在样品容器内是否发生的方法。
[0006] BacT/ALERT仪器的阳性瓶检测算法的性能被认为商业上可接受的。然而，它具有 许多缺点。第一，当检测时间（TTD)对比于反射率曲线的目视检查时，检测时间在某些情 况下好像被延迟。换言之，检测晚于比所期望的指数生长期发生（见图2和以下的描述）。 第二，由于诸如来自装载相对冷的瓶、在温育器的不同单元中重新装载瓶以及在相同单元 内瓶被移动的温度影响的事件的结果，假阳性结果已知发生。第三，在瓶的延迟装载的情况 下，假阴性结果已知发生。当检测到仅指数期的上部或者稳定期不在足以高至触发初始反 射率值正阈值的反射率水平时，观察到假阴性结果。第四，该算法的逻辑被认为是复杂的、 难以理解并且难以维护的。
[0007] 与大体上涉及在生物样品中的微生物检测有关系的其他现有技术包括以下专 利：U. S. 5, 770, 394、U. S. 5, 518, 923、U. S. 5, 498, 543、U. S. 5, 432, 061、U. S. 5, 371，016、 U. S. 5, 397, 709、U. S. 5, 344, 417、U. S. 5, 374, 264、U. S. 6, 709, 857 以及 U. S. 7, 211，430。 以下的专利文件也可能有关系的：US 7,991，558、US 7,668,663、US 2009/0119020、US 2011/0029252、US 2011/0208432、US 2009/0287754 以及 US 2010/0070190。
[0008] 在诸如BacT/ALERT 3D的检测仪器以及相似的仪器中，一旦血培养瓶被测试对于 微生物存在呈阳性，那么由于血液成分和包含样品的一次性系统的人工制品（例如，瓶） 的干扰而难以获得高水平的微生物剂的表征或微生物剂的种类鉴别。因此，目前的方法使 用瓶或其他合适的一次性容器以及用于样品中的自然生长和检测的相关的仪器，如上文描 述的。一旦该仪器表明该瓶微生物剂的存在呈阳性，根据目前方法"阳性"瓶从仪器中手 动收回并且样品的一部分从瓶中手动去除并且在琼脂板上培养。该板手动地放置于温育 器中并且定期检查微生物再次培养的生长。在再次培养充分生长后，培养的样品从该板中 取出并且放置在测试管中。然后该测试管被引入到用于通过具有多个单独的孔的一次性 测试样品卡鉴别测试的另一个仪器中。一次性测试卡在专利文献中是已知的，见美国专 利 4, 118, 280、3, 963, 355、4, 018, 652、4, 116, 775 以及 4, 038, 151、5, 609, 828、5, 746, 980、 5, 766, 553、5, 843, 380、5, 869, 005、5, 916, 812、5, 932, 177、5, 951，952 以及 6, 045, 758,其 全部内容通过引用并入本文。
[0009] 然后测试样品卡在本领域内已知的分析仪器，如受让人的VITEK 2仪器中处理。 VITEK 2仪器温育并且用读数装置定期读取测试样品卡的孔。样品在该卡的一个或多个孔 中的生长导致微生物剂的鉴别。VITEK 2仪器被描述在专利文献中，见美国专利5, 762, 873 和6, 086, 824,其内容通过引用并入本文。
[0010] 从将样品引入到血液收集瓶的时间到培养，检测微生物的存在，然后通过VITEK 2 仪器鉴别微生物的时间的整个过程通常花费2-5天。发生长阳性瓶检测后的单独的鉴别步 骤通常占据这些的1-3天。
[0011] 如果检测和鉴别血液样品中的微生物剂以及向临床医生报告结果所花费的时间 从目前的2-5天缩短到少于1天，对于病人重要的并潜在的救生、临床的利益是可能的。
[0012] 在本申请的受让人的相关申请中，如公开的U. S. 2011/0281291，公开了用于鉴别 在样品容器中的微生物剂的方法。在本公开内容中，方法被公开用于检测在样品容器中是 否发生微生物生长，因此指示介质存在于样品中。该方法缩短了进行该初始测定所需的时 间。因为初始测定进行越早，鉴定介质的第二步（诸如在U.S. 2011/0281291描述的）能够 比其他可能的方式更早地开始。因此，本发明有助于总体缩短检测和鉴别微生物剂所需的 时间量。而且，本公开内容的方法克服了目前检测算法的缺陷。
[0013] 概述
[0014] 描述了一种用于测定样品容器中是否发生微生物生长的方法和系统。该方法使用 来自从样品容器中获得测量结果的系统，诸如例如在美国专利5, 856, 175和5, 164, 576中 公开的系统的测量数据点（强度，时间）。
[0015] 本方法具有许多独特的特征，一个是方法使用同时操作的两种不同的技术以检测 在样品容器内的微生物生长。第一种为数据点对点变化的测量。本方法用于区分测量误差 或数据噪声与生物活性。第二种为微生物生长随时间变化的图（使用信号强度作为生长的 代表）或本文的"生长曲线"下的相对面积的变化的测量。该方法灵敏地检测测试曲线中 的拐点，并且因此早期检测微生物生长。两种分析方法都包括从输入测量数据中确定容器 是否对生长呈阳性的处理步骤。
[0016] 两种方法同时评价测量数据点以使假阴性或假阳性的测试解释的风险降到最低。 (阴性测试结果指未检测到有机体生长。阳性测试结果指检测到有机体生长。）在一个实 施方案中，点对点变化方法鉴别测试误差并且响应地限制生长曲线下的相对面积的变化方 法在测定误差条件期间测定阳性条件的能力。如果数据摆脱测量误差，生长曲线下的相对 面积的方法是更灵敏的方法以监测生物活性。通过同时应用点对点变化方法，由于非生物 事件的测量，曲线的误差的解释的风险被降到最低并且使用曲线下的相对面积的方法的优 势能够完全实现。
[0017] 该方法的优选实施方案合并了使用输入测试数据实时计算的判定阈值的使用。当 相比于预先限定的判定阈值的使用时，该方法对测量平台、测试介质和测试微生物之间的 变化是可靠的。
[0018] 此外，在举例的实施方案中，该方法不需要复杂数据平滑处理。平滑数据的方法能 够延迟测试的解释和/或降低算法的灵敏度。
[0019] 在另一方面，提供用于确定在样品容器内是否发生微生物生长的系统。该系统包 括用于温育样品容器的装置以及获得温育样品容器时的一系列的测量数据点并且使数据 点存储在机器可读储存器中的测量系统。该一系列的测量数据点代表在样品容器内的微 生物生长的生长曲线。该系统还包括编程计算机，该编程计算机同时执行分析方法（a)和 (b)，即：
[0020] (a)分析在一系列的测量数据中的连续的数据点的变化；以及
[0021] (b)分析在一系列的测量数据点的数据点的集合之间的生长曲线下的面积的变 化，
[0022] 其中两种分析方法（a)和（b)都包括用于从测量数据点确定容器内的微生物生长 的阳性条件的处理步骤。
[0023] 点对点变化方法和生长曲线下的相对面积方法两者都被认为是独特的、新颖的并 且可专利性的。两种方法具有单独的或与用于测定微生物生长的其他方法结合的实用性。
[0024] 因此，本公开内容的一个另外方面涉及用于测定在包含样品的样品容器内是否发 生微生物生长的数据点对点变化的方法。该方法包括以下步骤：
[0025] 温育样品容器；
[0026] 获得样品容器被温育时的一系列的测量数据点并且使数据点存储在机器可读储 存器中，一系列的测量数据点代表样品容器内的微生物生长的生长曲线；
[0027] 相对于判定阈值分析一系列的测量数据点的连续数据点的变化，并且
[0028] 如果连续数据点的变化超过判定阈值对于连续测量数据点预先确定的次数，报告 样品容器对微生物生长呈阳性。
[0029] 在一些实施方案中，一系列的测量数据点从包含在样品容器内的比色传感器获 得。然而，该方法可应用于与其他方法使用，该其他方法包括监控来自样品容器或代表微生 物生长的其内含物的方法的C0 2浓度、pH或其他数值的变化。
[0030] 在一个实施方案中，判定阈值由测量数据点计算。在另一个可能的配置中，该方法 包括从测量数据点确定测量数据点中的峰值并且响应地对用于从测量数据确定样品容器 中的微生物生长的第二种方法施加限制的步骤。例如，第二种方法可以是基于比色传感器 读数的一种，例如曲线方法下的相对面积的方法、从pH读数中测定生长的方法等。
[0031] 该方法能够用于的样品能够采取任何合适的形式，包括食品样品、环境样品或来 自人类患者例如，血液或尿液的样品。
[0032] 在另一个方面，该发明能够采取微生物测试机器的改进的形式，该微生物试验机 器可操作地接受多个样品容器、温育该容器并且从样品容器中获得一系列的测量数据点。 该改进在机器中提供处理单元，该处理单元可操作地测定使用数据点对点方法容器是否对 微生物生长呈阳性。在还另一个方面，该方法能够采取包含用于执行数据点对点方法的机 器可读指令的程序计算装置的形式。
[0033] 在还另一个方面，一种方法被提供用于使用在曲线下的相对面积的方法确定在包 含样品的样品容器内是否发生微生物生长。该方法包括以下步骤：
[0034] (a)温育样品容器；
[0035] (b)获得温育样品容器时的一系列的测量数据点并且使数据点存储在机器可读储 存器中，一系列的测量数据点代表样品容器内的微生物生长的生长曲线；
[0036] (c)计算一对测量数据点的生长曲线下的面积；
[0037] (d)计算第二对测量数据点的生长曲线下的面积；
[0038] (e)计算步骤（c)和⑷时计算的生长曲线下的面积的百分比差值；
[0039] (f)确定步骤（e)时计算的百分比差值是否大于判定阈值；
[0040] (g)如果步骤（f)是肯定的，对于连续对测量数据点重复步骤（c)、（d)、（e)以及 (f)，直到具有高于判定阈值的步骤（f)时计算的百分比差值的连续对测量数据点的数量 大于预先确定的限值为止；以及
[0041] (h)响应地报告样品容器对微生物生长呈阳性。
[0042] 当用数据点对点方法的情况下，一系列的测量数据定能够以多种测试格式获得， 其中测量数据点代表生长例如，测量数据点从包含在样品容器内的比色传感器获得。
[0043] 在优选的实施方案中，判定阈值由测量数据点计算，因此测量平台、测试介质以及 样品类型之间的变化是可靠的。该方法能够与多种样品类型使用，包括食品、环境和临床样 品，包括从人类患者诸如血液或尿液中获得样品。
[0044] 在另一个方面，该发明能够采取微生物测试机器的形式，该微生物测试机器可操 作地接受多个样品容器、温育该容器并且从样品容器中获得一系列的测量数据点。该机器 包括在机器中的处理单元，该处理单元使用数据点对点方法可操作地测定容器是否对微生 物生长呈阳性。在还另一个方面中，该方法能够采取包含用于执行生长曲线下的相对面积 方法的机器可读指令的程序计算装置的形式。
[0045] 本公开内容的另一个方面涉及用于在其中在容器安装与检测系统中之前容器进 行显著的长期时间温育的条件下，鉴别样品容器对微生物生长呈阳性的方法学并且因此存 在微生物剂的方法学并入本发明方法。特别地，以概述方式描述在此概述和详细的下文中 的点对点和在曲线下的相对面积的方法能够在通常的临床应用下解释来自容器检测系统 的数据测量，即其中测试瓶接种有样品并且瓶立即被装载到系统中。然而，一些实验室将在 使该瓶装载到系统中之前，长期持有接种瓶（可能在冷藏的条件下）。装载的延迟能够导致 不完全的反射率或生长曲线。因为不完全的，我们意指在"典型的"生长曲线（图2)中所 有的延滞期和所有或部分的指数期能够丢失。方法学，参考下文可交换地作为"早期温育" 或"延迟进入"方法学，提供特别设计用于该所谓的延迟进入测试的数据的单独分析。该方 法学能够同时地与"点对点"变化和/或"生长曲线下的相对面积"方法学执行，使得容器 正确地鉴别为阳性的，不管该容器是否经受延迟进入到检测系统。可替代地，该方法能够例 如在其中已知的在使样品接种到容器中后、容器被引入到检测系统之前，一些延长期已过 去的情况下单独地执行。
[0046] 三种不同的可替代的方法能够在早期温育检测算法使用以鉴别容器对微生物生 长呈阳性，方法包括计算平均反射率数值并且相比于阈值的第一种方法、使用平均点对点 数值和与阈值的比较的第二种方法以及其中连续增加点对点数值的数量被计数并且相比 于规定的阈值数值的第三种方法。在一个可能的实施方案中，所有的三种方法对来自容器 的一系列的时间标记测量同时执行。
[0047] 附图简述
[0048] 图1是可以与本方法结合使用的用于监控样品容器内的未知的微生物剂 (microbial agent)的生长的系统的现有技术的布置的图示。
[0049] 图2是容器的随时间变化的微生物生长的图；生长曲线表示为从图1的检测器获 得的强度测量。
[0050] 图3是生长和数据测量的点对点变化的图，其显示当点对点变化超过判定阈值上 限最小次数时，作出阳性测试解释。
[0051] 图4是相似于图3的生长和数据测量的点对点变化的图的第二实例，其显示当点 对点变化超过判定阈值上限最小次数时，作出阳性测试解释。
[0052] 图5是在其中瓶测试微生物生长呈阴性的情形下生长和点对点变化数据测量的 图的实例。注意数据点对点变化图在整个温育期间未超过阈值上限。
[0053] 图6是显示生长曲线（强度）随温育时间变化的和两个任意时间点之间的曲线下 面积的图，该面积表不为任意单位。
[0054] 图7是生长曲线、判定阈值上限和判定阈值下限以及相对曲线下面积（relative area under the curve)变化（RAUC)随温育时间变化的图，显不在RAUC的变化超过判定阈 值上限最小次数后，作出阳性测试解释。
[0055] 图8A是在阴性测试条件下的RAUC分析方法的图示。注意RAUC变化的图保持在 阈值上限和阈值下限内并且趋向零值。图8B-8E是读数对读数（点对点）变化、阈值以及 反射率的图，其图示点对点变化如何能够用于例如，临时限制RAUC方法宣布阳性结果的能 力。
[0056] 图9A和9B是显示用于测定样品容器对微生物生长呈阳性的数据点对点变化方法 的流程图。该流程图能够被编码为由通用目的的计算单元，诸如例如具有对来自图1的系 统的测试测量的访问权限的计算机执行的处理指令序列。
[0057] 图10A和10B是显示用于测定样品容器对微生物生长呈阳性的状况的曲线下相对 面积（RAUC)方法的流程图。该流程图也能够被编码为由通用目的的计算单元，诸如例如具 有对来自图1的系统的测试测量的访问权限的计算机执行的处理指令序列。
[0058] 图11是阴性测试条件下的数据点对点分析方法的图示，且通过点对点变化的图 中的峰值（spike)指出测量误差。
[0059] 图12是阴性测试条件下的RAUC分析方法的图示，且通过RAUC变化的图中的峰值 指出测量误差。
[0060] 图13是在其中容器被延迟装载到用于测试的检测系统中的"早期温育"方案下随 时间变化的微生物生长的图的图示，在此方案中典型的生长曲线的延滞期以及大部分或全 部的指数生长期缺失。本公开内容的方法学之一在此方案下鉴别阳性瓶。该方法能够与结 合图7和10描述的点对点变化和相对曲线下的面积的方法同时执行。
[0061] 图14是用于"延迟进入"方案的平均强度值阳性方法的图示。
[0062] 图15是用于"延迟进入"方案的平均点对点值阳性方法的图示。
[0063] 图16是用于"延迟进入"方案的大于规定的数值连续增加的点对点数值的数量方 法（the number of consecutive increasing point-to-point values greater than a specified value method)的图不。
[0064] 图17是用于检测对微生物生长呈阳性的容器诸如瓶的检测仪器的示意图。本公 开内容的发明方法适合在诸如图17中所示的系统或等价系统中实施。
[0065] 详细描述
[0066] 用于测定在样品容器内的微生物生长条件的方法和系统在下文描述。该方法可应 用于用于在样品介质中的微生物存在的多种测试格式并且未考虑被限制到任何特定的格 式。在实践中，该方法能够用于任何系统，该系统直接或间接监控样品容器或其内含物的参 数，诸如例如pH或C0 2浓度直接的变化，或通过生长的间接测量诸如从在容器内的比色传 感器监控强度测量。
[0067] 以下的讨论将使用代表用于示例性的而并非限制性目的的目前的实施方案的测 试格式的一个实例，即使用照明装置和光电检测器定期询问的、并入到瓶状容器中的比色 传感器的测试格式，见美国专利5, 856, 175和5, 164, 576,两篇的内容完全通过引用并入本 文。该布置的变型版本在于2012年1月18日提交的美国专利序列号13/352, 428中描述， 其内容通过引用被并入。
[0068] 在该'175和'576专利中描述的基本的比色感测系统在所附的附图的图1中显 示。红色发光二极管（LED)4使光引向包含样品介质（例如，血液或血浆）和可能的未知的 微生物剂的样品容器或瓶1的底部上。该瓶典型地包括连同样品一起的生长介质，并且图 1的布置在用于微生物生长的瓶的测试期间处于温育环境中。比色传感器2在制造的时候 被布置在瓶1的底部。该比色传感器在之前引用的专利文献中是已知的并且将不再进一步 描述。LED光相对于瓶1的底部表面成45度角地照射在传感器上。大部分光穿透瓶的结构 并且照射比色传感器2。部分的光将以瓶的底部表面呈45度地反射离开塑料瓶材料和传感 器2,但是以相反的方向反射到照射的光（例如，反射角与入射角相等）。大部分剩余的光 被散播到传感器的表面和内部。传感器2随着瓶中C0 2的百分比变化而改变其颜色，该颜色 分别从蓝色变为黄色。硅光电检测器5 "注视"（即，连续地监控散播的强度信号）传感器 2中的其中来自LED的光与传感器相互作用的区域。由光电检测器检测的散播的光的强度 与瓶1内的C0 2水平成比例。图1还显示包括电源6、电流电压变换器7以及低通滤波器8 的相关的电子产品。一系列的测量数据点（强度，温育时间）以数字形式存储在储存器中 并通过计算机（例如，通用计算机、工作站或包括具有图1的系统的中心处理单元）使用以 测定如本文解释的在样品容器内是否发生微生物生长。
[0069] 设计本公开内容的方法以评价测试或生长曲线并测定该曲线是否表示有机体的 生长。对该方法的输入是测试响应数值（例如，来自光电检测器的强度值）和获得该数值 时的相应的温育时间。进行下述假设：当有机物存在于样品中时，生长曲线将显现典型的形 状。"典型的"生长曲线形状在图2中显示为随时间变化的强度测量结果的图200。图200 将包括以下时期的至少两种：延滞期201、指数生长期202以及稳定期203。典型地，延滞期 201和指数生长期202存在于包括微生物剂的容器，尽管在实践中，它们可能实际上未精确 地匹配图2中显示的"典型的"曲线并且一种或另一种测量误差也可能出现。这些测量误 差如稍后并连同图11和12 -起解释的被补偿。
[0070] 在延滞期201和指数生长期202之间的点的过渡在此是重要的，因为指数生长期 在无微生物生长的条件下一般不会出现。本公开内容的方法获得此过渡的早期检测。该方 法具有许多独特的特征，一个是该方法使用同时操作的两种不同的分析方法以检测在样品 容器内的有机体的生长。第一种分析测量是数据点对点变化的测量。该分析方法被执行以 区分测量误差、数据噪声以及生物活性。第二种分析方法包括在随时间变化的在微生物生 长的图（使用信号强度作为生长的代表）或本文的"生长曲线"下的相对面积以及在随时 间变化的曲线下的相对面积（RAUC)的特别变化的测量。该技术灵敏地检测检测曲线中的 拐点，特别地在延滞期201和指数生长期202之间的图2中的拐点。两种技术同时地评价 测量数据以使假阴性或假阳性测试解释的风险降到最低。（阴性测试结果指未检测到有机 体生长。阳性测试结果指检测到有机体生长。）
[0071] 优选的实施方案引入了使用确定阳性微生物生长的输入测试数据计算的实时的 判定阈值的应用。该途径允许方法随着相比于使用预先限定的判定阈值的方法对测量平 台、测试介质以及测试有机体之间的变化是可靠的。具有开发算法的挑战，特别在即时领域 中，进行对有助于测量信号的变化的来源的可靠分析。典型地，在现有技术方法中，绝对阈 值在算法定义的那时被指定，其必须考虑变化的所有可能的来源。相反地，本方法基于输入 数据的变化计算阈值。因此，如果曲线是"嘈杂的"，该阈值将反映背景噪声的观察的水平。 在此情况下，该分析将较不灵敏的。如果曲线不是"嘈杂的"，用于阳性确定的阈值将自动被 设置为更加灵敏的。
[0072] 本发明的优选的实施方案不需要对测试测量操作的复杂数据平滑处理。平滑数据 的方法能够延迟测试的解释和/或降低算法的灵敏度。
[0073] 利用来自为受让人的多种产品完成的工作的经验，本发明考虑当开发即时方法时 的多种数学概念。第一，在曲线下的面积连同变化率和加速度是常用于表征曲线形状的另 一种计算。第二，当评价有机体活性时使用相对测量是有利的。这能够补偿在临床和工业 应用中观察的生长曲线的形状的多样性。连同有机体变化一起，相对测量能够可用于使系 统对系统、瓶批次对批次以及实验室对实验室的变化的影响降到最低。第三，由于处理事件 能够区分有机活性和信号偏差的方法可改善产品性能。当考虑如何区分自然或随机的变化 对能够归因于指定的因素的变化时，可以想到过程控制概念。
[0074] 这些概念的结合导致本文描述的方法的设计。比较从曲线的当前部分到曲线的前 一部分的生长曲线下的面积提供了能够鉴别从延滞期过渡到指数期的相对测量。在测试 瓶温育的早期阶段期间，通过测试数据的分析，控制限度能够被构建，这允许测试数据的解 释。该控制限度，此后称为判定限度能够被用来区分随机反射率信号变化、由于系统事件引 起的反射率信号变化，并且增加由于有机体生长引起的反射率信号。
[0075] 点对点（读数对读数）变化方法的综述
[0076] 图3是点对点变化方法的图示300并且其被用于如何确定表明微生物生长发生的 阳性测试解释。图3显示测试曲线200(来自图1的光电检测器的随时间变化的强度）、分 别由输入测量数据确定的判定阈值上限302和判定阈值下限304、以及已获得的测量306的 点对点变化图。该点对点变化图306超过对测试测量的限定的最小数量的阈值上限302,这 被解释为在温育时间开始后的46. 2小时的温育时间处的阳性测试（310)。图4是相似于 图3的数据点对点变化图的第二实例，但是更加详细地显示数据点对点变化。注意点对点 变化图306超过两个连续数据点的阈值，这引起在温育开始后的15. 7小时处的该实例中的 阳性测试解释310。
[0077] 注意图3和4中的反射率（生长）曲线200的图。检测时间（310)在来自初始延 滞期201和指数生长期202的过渡处的右侧，表明在该方法中当生长曲线第一次显示微生 物生长的证据时，极早在指数生长期中进行阳性鉴别。
[0078] 图5显示在无微生物生长的典型条件下的生长曲线（200)和数据点对点变化的 图。该点对点变化未超过阈值上限302并且因此未进行阳性确定。
[0079] 点对点变化方法（图3、4)的基本想法是区分反射率读数的标准变化和能够归因 于有机体活性或数据采集处理事件的反射率的变化。要做到这点，判定限度上限和判定限 度下限（数字302和304)在基于实际读数的温育时长期间实时计算。限度基于点对点（本 文中也称为"读数对读数"）数值的标准偏差以及输入参数数值、读数对读数（R2R)标准偏 差数的数值。标准偏差用各自新的反射率数据点计算，但有例外。与使用RAUC方法（下文 描述的）一样，在生长曲线稳定期采集的反射率数值（通常在温育开始后的一个小时或两 个小时）被忽略。另外，原始的η个R2R变化数值必须小于原始的R2R变化屏的数值（输 入参数）。（η等于在测量结果被计算期间，曲线区间的数值。）此外，这些例外使计算在有 机体生长的延滞期期间太宽的并且不能代表典型变化的判定限度的风险降低到最小。
[0080] 生长曲线下的相对面积（RAUC)方法的综述
[0081] 如上文指出的，数据点对点变化方法是可选择的，但是优选地与第二种方法同时 实施，该第二种方法监控生长曲线下的相对面积（RAUC)并且特别地监控RAUC的变化。图6 显示生长曲线200以及两个温育时间h和t 2的实例。在h和t2之间的曲线下的面积600 使用梯形近似法计算。提供的h和t2彼此充分接近，曲线200近似直线并且面积A(600) 能够根据下式计算：
[0082] A = l/2X(I1+I2)X(t2 -
[0083] 其中L是h时间下的强度测量，并且12是t2时间下的强度测量。
[0084] 如将在下文解释的，RAUC方法监控曲线下的相对面积的变化，本文中称作"RAUC 变化"。图7显示测试（生长）曲线200、RAUC变化702以及判定阈值上限702和判定阈值 下限704随时间变化的图。注意阈值702和阈值704由输入数据分别实时计算并且典型地 与图3中的阈值不同。当RAUC变化超过如在图7中708处指出的测试测量的预先确定的 数量的阈值上限702时，如在310处指出的进行阳性测试解释。注意在该技术中，在生长曲 线202的延滞期201和指数生长期202之间的过渡中，极早期地也进行阳性测试解释。
[0085] 图8时在阴性测试的条件下的RAUC分析方法的图示。注意RAUC变化706的图趋 向零并且未超过阈值上限702,因此没有作出阳性解释。
[0086] 实例
[0087] 考虑到上述讨论以及图3和7,本公开内容将连同图9A、9B、10A以及10B呈现该方 法的一个实例的详细说明。图9A和9B是显示数据点对点变化分析方法的流程图，以及图 10A和10B是显示RAUC变化分析方法的流程图。如上文指出，在优选实施方案中的两种方 法同时执行。
[0088] 输入数据和储存的常数:
[0089] 该方法使以下项目用作输入数据：
[0090] 1.该形式（测试值，时间）的有序的测量数据点（对）。在此实例中的"测试值" 是以任意单位计的强度测量。"时间"是温育时间（例如，10. 35小时）。记录测量数据点的 系统包括时钟并且时间标记与各自测量结合以形成数据点的时间部分。
[0091] 2.当计算数据点对点变化技术的判定阈值302和304 (图3, 9A-9B)时使用的乘法 因数（阳性实际数量）。这样的因数的使用类似于设置统计区间的置信度。
[0092] 3.当计算RAUC方法的变化的判定阈值702, 704 (图7, 10A-10B)时使用的乘法因 数（阳性实际数量）。这样的因数的使用类似于设置统计区间的置信度。
[0093] 4.比较从测试曲线的一部分到测试曲线的前一部分的曲线下的相对面积时将使 用的测试数值的数量（整数）。这是在以下讨论中的参数X。
[0094] 5.对应于高于判定阈值的连续数据点的数量的阈值数值（整数），这需要在 说明测试为阳性之前被观察。一个数值需要被指定用于点对点变化方法（下文的数值 "NR2RP"），并且第二个值需要被指定用于曲线下的相对面积方法（下文的数值"NRAUCP"）。 [0095] 6.在当测试数值将被忽略的温育的初始阶段期间的时间段（对应于小时数的阳 性实际数）。对于一些测试，需要时间段用于稳定测试环境。该参数在本文中被称为CSP (曲 线稳定期）。
[0096] 7.在如果阳性测试结果未通过点对点变化或RAUC方法报告的过程停止后的最大 温育时间。如果最大温育时间被满足而未作出阳性测试结果，该方法报告阴性测试结果。
[0097] 该方法的高水平描述如下：
[0098] 在曲线稳定期（CSP)后，使用来自温育时间的数据：
[0099] 对各新的数据点重复以下的，直到曲线被解释为阳性的或观察到最大温育时间为 止。
[0100] 对于数据点对点分析过程，计算由两个数据点之间的时间依比例（scaled)决定 的两个连续数据点之间的差值（点对点变化）。
[0101] 如果计算的差值为初始的差值，计算判定阈值上限和判定阈值下限。
[0102] 如果计算的差值不是初始的差值，并且点对点的变化落入相关的阈值上限和阈值 下限，使用其他信息更新阈值上限和阈值下限。
[0103] 如果计算的差值不是初始的差值，并且点对点的变化低于阈值下限，小于4倍的 数据点的数量X将被标记为用于RAUC算法计算的不可靠数据。
[0104] 如果点对点的变化高于阈值上限，增加高于控制限度的上限的连续的点对点的变 化的数量。
[0105] 另外，如果点对点的变化高于上限阈值，小于2倍数值的数据点的数量X将被标记 为用于RAUC算法计算的不可靠数据。
[0106] 如果点对点的变化未高于阈值上限，设置高于阈值上限的连续的点对点变化数值 的数量为零。
[0107] 如果高于阈值上限的连续的点对点变化的数值的数量等于确定阳性曲线所需的 点对点变化数值的数量（NR2RP)，该曲线被解释为阳性的。
[0108] 对于曲线下的相对面积（RAUC)方法，计算由两个连续的有序的测量数据点形成 的梯形的面积。
[0109] 当足够的数据是可利用的时，基于X的数值计算曲线下的相对面积（RAUC)(曲线 下的面积由梯形近似法计算）。
[0110] 计算当前的RAUC数值和之前的RAUC数值之间的差值。
[0111] 如果计算的差值是初始的差值，计算RAUC的判定阈值上限和判定阈值下限。
[0112] 如果进行多于一个的差值计算，并且RAUC的数值落入相关的阈值上限和阈值下 限，并且数据被标记为可靠的，使用其他信息更新阈值上限和阈值下限。
[0113] 如果RAUC的数值大于阈值上限，并且数据时可靠的，增加高于阈值上限的连续的 RAUC数值的数量。
[0114] 如果RAUC的数值未大于阈值上限，设置高于阈值上限的连续的RAUC数值的数量 为零。
[0115] 如果高于阈值上限的连续的RAUC数值的数量等于确定阳性曲线的RAUC数值的数 量（NRAUCP)，该曲线被解释为阳性的。
[0116] 现转到图9A，将描述点对点变化的方法的特定的实施方案。图9A的方法被编码为 软件指令，该软件指令在通用计算机、工作台的处理单元这样的（CPU)或与稍后描述的图1 或图17的温育和测试系统结合的处理单元中执行。该方法开始于以（数值，时间）的形式 获得的测试数值的步骤900。
[0117] 在步骤902处，计算当前测试数值与前一测试数值之间的差值，并且由在两个测 试数值之间的温育时间区间确定差值比例（scale)。获得通过在两个数据点之间的温育时 间的区间补偿时间测量数值之间的不一致的标度。
[0118] 在步骤904处，测定来自902的差值是否为第一差值。
[0119] 如果是，继续步骤914。
[0120] 在步骤914处，使用如下的读数对读数（R2R)标准偏差值计算点对点判定阈值的 上限和下限（图3中的302和304):
[0121] R2R标准偏差的公式通过以下给出：
[0122] (等式1)R2R标准偏差s =(两个连续的R2R数值1到η之间的差值）之和/η
[0123] 其中，两个连续的R2R数值的差值为
[0124] |之前的R2R-当前的R2R|，并且
[0125] η为与当前反射率读数相关的R2R数值。（将被忽略的RAUC数值不包括在1到η 顺序中）
[0126] 判定限度的上限和下限的公式通过以下给出：
[0127] R2R的判定限度下限（304，图3) = ks
[0128] R2R的判定限度上限（302,图3) = -ks
[0129] 其中，k为R2R标准偏差数量（输入参数），并且s为经等式1计算的R2R标准偏 差。
[0130] 如果不是（步骤904)，继续步骤906。
[0131] 在步骤906处，确定新获得的差值（步骤902)是否落入由步骤914计算的存在的 判定阈值的上限和下限内。
[0132] 如果是，差值落入判定阈值的上限和下限内，继续步骤908、910、912、914以及 916。
[0133] 在步骤908处，设置高于判定阈值上限的连续数据点的计数为零。
[0134] 在步骤910处，更新差值的累积和。
[0135] 在步骤912处，更新标准偏差（s，等式1)。
[0136] 在步骤914处，如之前描述的计算判定阈值的上限和下限。
[0137] 继续步骤916。
[0138] 如果没有，在步骤906处，该差值未落入判定阈值的上限和下限，过程继续图9B中 所示的步骤：
[0139] 在步骤920(图9B)处，测定差值是否高于阈值上限或低于阈值下限。
[0140] 如果高于，继续步骤922、924、926以及928 :
[0141] 在步骤922处，增加高于判定阈值的连续数据点的数量到1。
[0142] 在步骤924处，限定在RAUC方法不能够作出解释期间的时间区间（图10A和10B)。 在该点，可能是测试测量误差发生。因此，步骤924防止RAUC方法基于相对于微生物火星 不必要的数据的变化使测试曲线解释为阳性。
[0143] 在步骤926处，使高于判定阈值上限的连续数据点的数量相比于输入参数数值 (NR2RP)，所需的数值表明阳性测试解释。
[0144] 如果高于判定阈值上限的连续数据点的数量等于NR2RP (步骤928)，阳性结果报 告于步骤930处。
[0145] 如果高于判定阈值上限的连续数据点的数量不等于NR2RP(步骤928)，继续步骤 916。
[0146] 如果在步骤920处新获得的差值测量低于阈值下限，继续步骤932。
[0147] 在步骤932处，限定在RAUC方法不能够作出解释期间的时间区间（图10A和10B)。 如上所述，这防止可能的假阳性解释。
[0148] 在步骤934处，设置高于判定阈值上限的连续数据点的计数为零。继续步骤916。
[0149] 在步骤916处，使当前温育时间相比于最大温育时间依测试是否结束该分析。
[0150] 如果是，当前温育时间等于最大温育时间，结束测试并且解释是阴性结果。
[0151] 如果不是，当前温育时间小于最大温育时间，回送至步骤900。继续处理直到通过 数据点对点分析获得阳性测试解释，通过RAUC分析获得阳性测试解释或该过程达到最大 温育时间为止。
[0152] 现将参考图7和10A-10B描述RAUC方法。该过程通过获得测试结果数据对（900， 图9A)开始。
[0153] 在步骤1000处，计算由最后的1到X个测试数值确定的曲线的部分的曲线下的面 积（AUC)以及有最后的X到（2x-l)个测试数值确定的曲线的部分的曲线下的面积，其中X 为在输入数据中指定的测试数值的数量。
[0154] 在步骤1002处，使用下式计算曲线下的面积的百分比差值（RAUC)
[0155] RAUC = 100 (AUCn)到 x - AUQ 到 x) /AUQ 到 x
[0156] 在步骤1004处，计算当前的RAUC数值和之前的RAUC数值之间的差值。
[0157] 在步骤1006处，测定来自步骤1004的差值是否是第一差值。
[0158] 如果是，继续步骤1012。
[0159] 在步骤1012处，计算平均RAUC数值。
[0160] 在步骤1014处，计算RAUC差值的累积和。
[0161] 在步骤1016处，计算基于步骤1014的平均差值。
[0162] 在步骤1018处，使用下式计算RAUC判定阈值的上限和下限：
[0163] 判定阈值上限（702)=(平均RAUC)+ (乘法因数）（平均差值）
[0164] 判定阈值上限（704)=(平均RAUC)-(乘法因数）（平均差值）
[0165] [注意，用于计算RAUC判定阈值的乘法因数被定义为输入参数。]
[0166] 继续步骤1020。
[0167] 在步骤1006处如果不是，计算多于一个差值，继续步骤1008。
[0168] 在步骤1008处，测定来自1002的新获得的RAUC数值是否落入RAUC判定阈值内。
[0169] 如果是，继续步骤1010。
[0170] 在步骤1010处，设置高于判定阈值上限的连续数据点的数量的计数为零。
[0171] 在步骤1012处，计算平均RAUC数值。
[0172] 在步骤1014处，计算RAUC差值的累积和。
[0173] 在步骤1016处，计算基于步骤1014的平均差值。
[0174] 在步骤1018处，计算如较早描述的RAUC判定阈值的上限和下限。
[0175] 继续步骤1020。
[0176] 在步骤1008处如果不是，新获得的RAUC数值未落入判定阈值内，继续步骤 1022(见图 10B)。
[0177] 在步骤1022处，测定RAUC数值是否落入高于判定阈值的上限。
[0178] 如果是，继续步骤1024。
[0179] 在步骤1024处，测定是否存在来自数据点对点分析过程（来自步骤922或930) 的限制。
[0180] 如果是，继续步骤1036。
[0181] 在步骤1036处，设置高于判定阈值上限的连续数据点的数量的计数为零。
[0182] 然后，继续步骤1020。继续该步骤，在此过程中的该点处，防止由于测量误差曲线 的假阳性解释的可能性。此外，数据点不用于更新RAUC阈值的上限和下限。因此，来自测 量误差的数据不能误差地夸大自然过程变化的评价。
[0183] 在步骤1024处如果不是，继续步骤1026。
[0184] 在步骤1026处，增加高于判定阈值上限的连续数据点的计数。
[0185] 在步骤1028处，使高于阈值的连续数据点点的数量相比于指出阳性测试解释的 数值（NRAUCP)。
[0186] 如果等于输入参数（步骤1030)，在步骤1032处报告阳性测试结果。然后过程结 束（1034)。
[0187] 如果不等于输入参数，继续步骤1036。
[0188] 在步骤1036处，设置高于判定阈值上限的连续数据点的数量的计数为零，然后继 续步骤1020。
[0189] 如果不是（来自步骤1022)，新获得的RAUC数值未高于判定阈值上限，继续步骤 1036然后步骤1020。
[0190] 在步骤1020处，使当前温育时间相比于最大温育时间以测定是否结束分析。
[0191] 如果是，结束测试并且解释是阴性结果，步骤1022。
[0192] 如果不是，当前温育时间小于最大温育时间，带有下一数据对回送至步骤1000。继 续该过程直到通过数据点对点分析获得阳性测试解释，通过RAUC分析获得阳性测试解释 或者该过程达到最大温育时间为止。
[0193] 如前面提到的，两种方法（点对点和RAUC)优选地同时并且在某些情况下操作，点 对点方法可以操作以防止RAUC方法在某段时间指出阳性结果。如由图9A的框906指出的， 在点对点方法中，伴有每个新的数据点（测试数值），使该测试数值相比于判定限度的上限 和下限。当测试数值在限度内，该数值被用于更新标准偏差（步骤912)、两个判定阈值（步 骤914)，并且阳性计数被设置为零（步骤908)。当测试数值高于判定限度的上限，该值不 能用于更新标准偏差和判定限度（见图9B、步骤922、924以及926)。此外，两种情况需要 被考虑。
[0194] 一种情况是测试数值的增加是有机体活性的结果。为了包括这种可能性，读数对 读数的阳性计数被增加至1 (步骤922)。如果R2R数值的增加是由于有机体活性，高于判定 限度的上限的一系列数值将出现。当R2R阳性计数达到R24阳性数量的数值时，该曲线被 解释为阳性，如由步骤926、928以及930指出的。
[0195] 第二种情况是该增加时由于一些干扰过程的因素。为了防止随着RAUC算法的假 阳性结果，发起阳性转变警告条件，这防止RAUC算法使曲线解释为阳性。而且，在警告条件 期间观察到的反射率数据不用于更新RAUC平均、标准偏差以及判定限度。警告条件存在于 指定的时段。
[0196] 如果R2R数值低于判定限度的下限，已知的过程因素引起反射率的减小。对于这 种情况，如在步骤032处指出的，阴性转变警告条件建立于指定的时段。另外，RAUC在此警 告期间不能使曲线解释为阳性，并且反射率数据不用于RAUC平均、标准偏差以及判定限度 的计算。
[0197] 读数对读数标准偏差数量的数值（用于计算判定阈值的输入参数，步骤914)对测 定点对点变化和RAUC方法的最佳性能是关键的。当该输入参数的数值太小时，过多的数据 点将被考虑在通常的过程变化之外。因此，不必要的阳性和阴性转变警告条件将被建立。这 能够潜在地消除RAUC算法的优势。太大的R2R标准偏差数量的数值能够导致干涉的因数 未被检测到。因此，假阳性结果的风险将增加。在通常的数据采集条件下，RAUC算法由于 有机体活性而能够比点对点算法检测反射率的更微小的变化。点对点算法起到有价值的作 用，因为它能够检测使曲线解释复杂的系统事件。输入参数的最佳化能够通过给定系统的 试验和误差的日常实践、容器和传感器的类型等被优化。
[0198] 图8B和8C提供具有包含来自温度影响的变化的反射率数据的点对点和RAUC算 法同时工作的图示。图8B是点对点变化（306,包括阈值上限302和阈值下限304以及来自 反射率测量的测试（生长）曲线202)的图。注意点对点判定限度（阈值302和304)仅捕 获不受温度变化影响的反射率数据的部分。
[0199] 图8C显示RAUC判定限度调整到在接收从点对点算法到忽略极端数据点的指令的 温育时长内的数据。更重要地，点对点算法在大约20和25小时实行警告条件，该警告条件 禁止RAUC算法使曲线解释为阳性。最后，曲线适当地仅在43小时期间通过RAUC算法测定 为阳性。
[0200] 当反射率数据在延迟期和指数期之间的拐点周围是噪声，特殊的情况是可能的。 点对点算法能够向警告条件发信号，该警告条件禁止RAUC算法当事实上曲线是阳性时宣 告曲线呈阳性。点对点算法将最后提供阳性结果，但是伴有延迟。在这种特殊的情况下，其 他的条件选中作为RAUC算法的部分。返回参考图8B，受到干扰事件影响的RAUC数值具有 隆起和/或下沉的特征。在指数期间，与有机体活性相关的RAUC数值一贯地高于延长期的 判定限度。如果RAUC阳性计数等于延长的RAUC阳性数量，期限被解释为阳性，即使来自点 对点算法的警告条件存在。
[0201] 图8D提供特别情况的实例。在图8C中，许多R2R数值在25小时后高于判定限度 的上限。这些数值建立转变警告。然而，图8E显示RAUC数值在大约30小时后一贯地高于 判定限度。在这种情况下，高于判定阈值的RAUC数值的数量充分满足具有瓶在RAUC方法 下宣告阳性的。
[0202] 图11是具有阴性测试的具有在1100和1102处显示的生长曲线的测量误差的数 据点对点分析方法的图示，该测量误差引起在点对点变化图中的峰值1103和1104。因为 这些峰值1104代表高于阈值302的单一情况并且参数NR2RP以大于1的整数设置（例如， 二、三或四），测量误差不会引起假阳性解释。
[0203] 图12是具有阴性测试的、具有在1200和1202处指出的生长曲线的测量误差的 RAUC方法的图示，该测量误差引起在RAUC变化图（708)中的峰值1204和1206。然而，存 在高于阈值702的单一峰值1206,因此高于阈值702的连续点的数量为1，其小于在此实例 中用于阳性解释所需要的数值（NRAUCP)，并且因此测量误差不会引起假阳性解释。
[0204] 早期淵育/延迟讲入方法学
[0205] 如上文指出的，本公开内容的另一方面涉及一种方法学，该方法学用于在其中在 容器安装于包含本发明方法的检测系统中之前容器长期显著地延迟的情况下鉴别样品容 器对微生物生长呈阳性的并且因此存在微生物剂。特别地，上文详细描述的点对点和曲 线下的相对面积的方法能够解释来自处于通常的临床应用下的容器检测系统的数据测 量-即其中测试瓶接种有样品并且瓶立即被装载到系统中用于温育和读数。然而，一些实 验室在使瓶装载到检测系统中之前在延长期持有接种瓶（可能地但是不必要地处于温育 条件下）。装载的延迟能够导致不完全的反射率或生长曲线。由于不完全，我们意指在图2 的"典型的"生长曲线中的所有的延滞期以及所有、部分或大部分的指数期可能丢失。
[0206] 在此部分描述的"早期温育方法学"的方法学提供特别设计用于该早期温育或"延 迟进入"的测试方案的数据的单独分析。该方法学能够与上文详细解释的"点对点"变化和 /或"生长曲线下的相对面积"方法同时执行，使得容器正确地被鉴别为阳性，不管容器是否 经受延迟进入到检测系统中。可替代地，该方法能够例如在其中已知的在进入容器的样品 温育之后的一段延长期过去后，指定的容器被引入到检测系统中的情况下单独进行。
[0207] 图13的生长曲线代表能够预料在"延迟进入"的情况下的一种。该实例中的生长 曲线被绘制为随温育时间变化的强度或反射率的一系列测量1300,并且t = 0是容器通过 在检测仪器中的检测装置（见，用于实例的图1)首次被询问的时间。生长曲线包括指数生 长期202的一些部分（典型地出现在指数生长期的最后的指数生长期的仅一小部分）以及 典型地持续比指数生长期更长的延长的稳定期203。
[0208] 早期温育方法学提供特别设计用于延迟进入测试的数据的单独的分析。三种不同 可替代的方法能够被用于早期温育检测方法学以鉴别容器对微生物生长呈阳性的，其包括 计算平均反射率数值并且对比阈值的第一种方法（见图14)、使用平均点对点数值并且对 比阈值的第二种方法（见图15)以及其中计算连续增加点对点数值的数量并且对比指定的 阈值数值的第三种方法（见图16)。这些方法将在下文描述。
[0209] 对于该分析，需要输入参数的以下组。
[0210] 1.曲线区间：在其进行计算期间的连续反射率数值的数量（图13中的1300)。（整 数）
[0211] 2.曲线稳定期：当反射率数据被考虑为不稳定时以小时计的温育初期。（实数）
[0212] 3.早期温育最大时间：在早期温育期间解释曲线为阳性的以小时计的最大温育 时间。（实数）
[0213] 4.连续增长点对点数值阳性阈值：用于当温育时间小于早期温育最大数值时测 定曲线是否为阳性的阈值。大体上，连续增加的点对点数值的数量必须大于用于使生长曲 线解释为阳性的所需要的指定的标准。（整数）
[0214] 5.平均点对点数值阳性阈值：用于当温育时间小于早期温育最大数值时测定曲 线是否为阳性的阈值。计算基于连续点对点数值的截尾平均值并且对比于指定的阈值。连 续的数值的数量相当于曲线区间的数值。（实数）
[0215] 6.反射率数值阳性阈值：用于当温育时间小于早期温育最大数值时测定曲线是 否为阳性的阈值。计算基于连续点对点数值的截尾平均值并且对比于指定的阈值。连续的 数值的数量相当于曲线区间的数值。（整数）
[0216] 7.初始的点对点变化屏：基于来自阴性屏的数值的分布的点对点变化数值的上 界。（实数）
[0217] 大体上，在曲线稳定期的最后和早期温育最大时间之间的可用的数据使用早期温 育方法学进行。如上文指出的，存在曲线能够使用早期温育算法解释为阳性的三种可选择 的方法-1)平均反射率数值阳性、2)平均点对点数值阳性以及3)等于指定数值的连续增加 的点对点数值的数量。早期温育方法能够使用1、2或3所有的这些方法，例如他能够同时 使用所有三种方法并且如果任何一种引起阳性鉴别，容器标记为阳性的。
[0218] 1)平均反射率数值阳性方法（见图14)
[0219] 平均反射率数值阳性方法处理例如，如图13和14中显示的当反射率曲线的延滞 期和大部分如果不是全部的指数期202丢失时的情况。换言之，该曲线主要只是稳定期（图 13中的203)。平均反射率数值阳性方法计算该X个的最新的反射率数值（图13中的1300) 的截尾平均值，其中X等于曲线区间参数的数值（如上文定义的）。见图14。如果当前观 察的截尾平均反射率数值大于反射率数值阳性阈值，生长曲线被认为阳性的并且样品容器 被标记为阳性。
[0220] 截尾平均反射率数值的公式由下式给出：
[0221] 平均反射率=[(反射率数值1到X)之和-(反射率数值1到X)的最大值-(反 射率数值1到X])的最小值V(曲线区间-2)
[0222] 其中X被定义为曲线区间的数值。
[0223] 2)平均点对点数值阳性方法（图15)
[0224] 该平均点对点数值阳性方法最适用于当指数期的充足部分可用于分析时的情况。 图13中的曲线是一个实例。对于这种方法，计算该X个的最新点对点数值（图13中的 1300)的截尾平均值并且对比于平均点对点数值阳性阈值。如果平均数值大于平均点对点 数值阳性阈值，该曲线被归类为阳性。在图15的实例中，阳性分类在1. 75小时处作出，如 由图中的"阳性"图例指出的。
[0225] 截尾平均点对点（P2P)数值的公式由下式给出：
[0226] 平均P2P =[ (P2P数值1到X)之和-(P2P数值1到X)的最大值-(P2P数值1 到X)的最小值V(曲线区间-2)
[0227] 其中X被定义为曲线区间的数值。
[0228] 3)等于指定数值方法的连续增加的点对点数值的数量（图16)
[0229] 大于指定数值方法的连续增加的点对点数值的数量也被针对当如图13的情况下 的反射率曲线的指数期的部分被捕获时的情况。用这种方法，每个点对点数值对比于初始 点对点变化屏数值。如果早期温育点对点数值一贯地大于该屏数值，很可能反射率数据相 当于曲线的指数部分。计数器被用来确定获得连续增加的P2P数值的足够数量的时间。计 数器使用以下的逻辑计算：
[0230] 如果当前的P2P数值大于初始点对点变化屏的数值，并且当前的P2P数值大于 85%的之前的P2P数值，增加该计数器至1。否则，重设计数器为零。
[0231] 在早期温育期间，该计数器对比于连续增加点对点数值阳性阈值。当计数器等于 阈值，曲线被归类为阳性。在图16的实例中，当连续增长阳性图首次穿过如图中所示的阈 值时，该曲线在约2. 4小时处被归类为阳性。
[0232] 输入参数对测试解释的影响
[0233] 5, 218个测试曲线的集合使用输入参数的三种不同的组合由本方法进行评价。用 于比较的目的，相同的5, 218个曲线使用当前使用的方法在BacT/ALERT仪器（现有技术方 法）中评价。5, 218个测试曲线中，1，559个未显示有机体生长的证据。其余的3, 659个曲 线显示有机体生长的证据。
[0234] 表1总结了 3组输入参数。表2提供采用3组输入参数的每个的本方法和之前方 法的测试结果的比较。
[0235] 表1评估的输入参数组合
[0236]
【权利要求】
1. 一种用于测定在样品容器内是否发生微生物生长的方法，所述方法包括以下步骤： 温育所述样品容器； 在温育所述样品容器时从所述样品容器获得一系列的测量数据点，并使所述数据点存 储在机器可读的存储器中，所述一系列的测量数据点代表所述样品容器内的微生物生长的 生长曲线；并且 用编程计算机同时执行分析方法（a)和（b)，即： (a) 分析所述一系列的测量数据点中的连续数据点的变化，以及 (b) 分析所述一系列的测量数据点中的数据点的集合之间的所述生长曲线下的面积的 变化， 其中，两种分析方法（a)和（b)包括用于从所述测量数据点确定所述容器内的微生物 生长的阳性条件的处理步骤。
2. 如权利要求1所述的方法，其中所述分析方法（a)对所述分析方法（b)确定阳性条 件的能力施加限制。
3. 如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述分析方法（a)测定所述一系列的 测量数据点中的测量误差的情况。
4. 如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中两种分析方法（a)和（b)使用所述测量 数据点实时计算用于微生物生长的阳性解释的判定阈值。
5. 如权利要求1-4中任一项所述的方法，还包括与分析方法（a)和（b)同时执行分析 方法（c)，分析方法（c)包括分析其中所述容器被延迟获得所述测量数据点而使得与所述 测量数据点相关联的生长曲线的延滞期不存在的方案下的所述一系列的测量数据点。
6. 如权利要求5所述的方法，其中所述分析方法（c)包括以下方法中的至少一种： 第一种方法，其计算平均测量数据点数值并且使这样的平均测量数据点数值与阈值对 比， 第二种方法，其计算平均测量数据点对点数值并且使这样的平均值与阈值对比，以及 第三种方法，其中连续增加的测量数据点对点数值的数量被计数并且与指定的阈值对 比。
7. 如权利要求6所述的方法，其中分析方法（c)包括同时执行所述第一种、第二种以及 第二种方法。
8. 如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中所述样品容器包括瓶。
9. 如权利要求8所述的方法，其中所述瓶包括内部的比色传感器。
10. 如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中所述样品容器包括从人类获得的生物 样品。
11. 如权利要求10所述的方法，其中所述生物样品包括血液或血液制品。
12. 如权利要求1-11中任一项所述的方法，其中所述分析方法（a)包括图9A和9B中 显示的步骤序列。
13. 如权利要求1-12中任一项所述的方法，其中所述分析方法（b)包括图10A和10B 中显示的步骤序列。
14. 一种用于测定在样品容器内是否发生微生物生长的系统，所述系统包括以下步 骤： 用于温育所述样品容器的装置； 测量系统，其在温育所述样品容器时从所述样品容器获得一系列的测量数据点并使所 述数据点存储在机器可读的存储器中，所述一系列的测量数据点代表所述样品容器内的微 生物生长的生长曲线；并且 编程计算机，其同时执行分析方法（a)和（b)，即： (a) 分析所述一系列的测量数据点中的连续数据点的变化，以及 (b) 分析所述一系列的测量数据点中的数据点的集合之间的所述生长曲线下的面积的 变化， 其中，两种分析方法（a)和（b)包括用于从所述测量数据点确定所述容器内的微生物 生长的阳性条件的处理步骤。
15. 如权利要求14所述的系统，其中所述分析方法（a)对所述分析方法（b)确定阳性 条件的能力施加限制。
16. 如权利要求14或权利要求15所述的系统，其中所述分析方法（a)测定所述一系列 的测量数据点中的测量误差的情况。
17. 如权利要求14-16中任一项所述的系统，其中所述编程计算机使用两种分析方法 (a) 和（b)的所述测量数据点实时计算用于微生物生长的阳性解释的判定阈值。
18. 如权利要求14-17中任一项所述的系统，其中所述编程计算机还与分析方法（a)和 (b) 同时执行分析方法（c)，分析方法（c)包括分析其中所述容器被延迟获得所述测量数据 点而使得与所述测量数据点相关联的生长曲线的延滞期不存在的方案下的所述一系列的 测量数据点。
19. 如权利要求18所述的系统，其中所述分析方法（c)包括以下方法中的至少一种： 第一种方法，其计算平均测量数据点数值并且使这样的平均测量数据点数值与阈值对 比， 第二种方法，其计算平均测量数据点对点数值并且使这样的平均值与阈值对比，以及 第三种方法，其中连续增加的测量数据点对点数值的数量被计数并且与指定的阈值对 比。
20. 如权利要求19所述的系统，其中分析方法（c)包括同时执行所述第一种、第二种以 及第二种方法。
21. 如权利要求14所述的系统，其中所述样品容器包括瓶。
22. 如权利要求21所述的系统，其中所述瓶包括内部的比色传感器。
23. 如权利要求14-22中任一项所述的系统，其中所述样品容器包括从人类获得的生 物样品。
24. 如权利要求23所述的系统，其中所述生物样品包括血液或血液制品。
25. 如权利要求14-24中任一项所述的系统，其中所述编程计算机编程有执行图9A和 9B中显示的步骤序列的一系列指令。
26. 如权利要求14-25中任一项所述的系统，其中所述编程计算机编程有执行图10A和 10B中显示的步骤序列的一系列指令。
27. -种用于测定在包含样品的样品容器内是否发生微生物生长的方法，所述方法包 括以下步骤： 温育所述样品容器； 获得温育所述样品容器时的一系列的测量数据点并且使所述数据点存储在机器可读 的储存器中，所述一系列的测量数据点代表所述样品容器内的微生物生长的生长曲线； 相对于判定阈值分析所述一系列的测量数据点的连续数据点的变化，并且 如果所述连续数据点的变化超过所述判定阈值对于所述连续测量数据点的预先确定 的次数，报告所述样品容器对微生物生长呈阳性。
28. 如权利要求27所述的方法，其中所述一系列的测量数据点从包含在所述样品容器 内的比色传感器获得。
29. 如权利要求27或权利要求28所述的方法，其中所述判定阈值由所述测量数据点实 时计算。
30. 如权利要求27-29中任一项所述的方法，还包括从所述测量数据点确定所述测量 数据点中的峰值并且对用于从所述测量数据点确定所述样品容器中的微生物生长的第二 种方法响应地施加限制的步骤。
31. 如权利要求27-30中任一项所述的方法，其中所述样品包括来自人类患者的样品。
32. -种微生物测试机器，包括： 温育系统，其用于温育多个样品容器， 测量系统，其在所述温育系统温育所述样品容器时从所述样品容器获得一系列的测量 数据点， 机器可读的存储器，其存储所述测量数据点，所述一系列的测量数据点代表在所述样 品容器内的微生物生长的生长曲线；以及 处理单元，其可操作地测定所述容器是否对微生物生长呈阳性，所述处理单元执行相 对于判定阈值分析所述一系列的测量数据点中的连续数据点的变化的程序指令序列，并且 如果所述连续数据点的变化超过所述判定阈值对于连续数据点的预先确定的次数，报告所 述样品容器对微生物生长呈阳性。
33. -种用于测定在包含样品的样品容器内是否发生微生物生长的方法，包括以下步 骤： (a) 温育所述样品容器； (b) 获得温育所述样品容器时的一系列的测量数据点，并且使所述数据点存储在机器 可读的存储器中，所述一系列的测量数据点代表所述样品容器内的微生物生长的生长曲 线. (C)计算一对测量数据点的所述生长曲线下的面积； (d) 计算第二对测量数据点的所述生长曲线下的面积； (e) 计算步骤（c)和（d)时计算的所述生长曲线下的面积的百分比差值； (f) 确定步骤（e)时计算的所述百分比差值是否大于判定阈值； (g) 对于连续对的测量数据点重复步骤（c)、（d)、（e)以及（f)，直到具有高于所述判定 阈值的步骤（f)时计算的百分比差值的连续对测量数据点的数量大于预先确定的限值为 止；以及 (h) 响应地报告所述样品容器对微生物生长呈阳性。
34. 如权利要求33所述的方法，其中所述一系列的测量数据点从包含在所述样品容器 内的比色传感器获得。
35. 如权利要求33或权利要求34所述的方法，其中所述判定阈值由所述测量数据点中 计算。
36. 如权利要求33-35中任一项所述的方法，其中所述样品是来自人类患者的样品。
37. 一种微生物测试机器，包括： 温育系统，其用于温育多个样品容器， 测量系统，其在所述温育系统温育所述样品容器时从所述样品容器获得一系列的测量 数据点， 机器可读的存储器，其存储所述测量数据点，所述一系列的测量数据点代表在所述样 品容器内的微生物生长的生长曲线；以及 处理单元，其可操作地确定所述容器是否对微生物生长呈阳性，所述处理单元执行程 序指令序列 (1) 计算一对测量数据点的所述生长曲线下的面积； (2) 计算第二对测量数据点的所述生长曲线下的面积； (3) 计算步骤（1)和（2)时计算的所述生长曲线下的面积的百分比差值； (4) 确定步骤（3)时计算的所述百分比差值是否大于判定阈值； (5) 对于连续对测量数据点重复步骤（1)、（2)、（3)以及（4)，直到具有高于所述判定阈 值的步骤（5)时计算的百分比差值的连续对测量数据点的数量大于预先确定的限值为止； 以及 (6) 响应地报告所述样品容器对微生物生长呈阳性。
38. -种用于测定在包含样品的样品容器内是否发生微生物生长的方法，包括以下步 骤： 温育所述样品容器； 获得温育所述样品容器时的一系列的测量数据点，并且使所述数据点存储在机器可读 的存储器中，所述一系列的测量数据点代表所述样品容器内的微生物生长的生长曲线； 分析所述一系列的测量数据点；其中 所述容器被延迟获得所述测量数据点而使得在所述生长曲线中的指数生长期的延滞 期不存在。
39. 如权利要求38所述的方法，其中所述分析步骤包括以下方法中的至少一种： 第一种方法，其计算平均测量数据点数值并且使这样的平均测量数据点数值与阈值对 比， 第二种方法，其计算平均测量数据点对点数值并且使这样的平均值与阈值对比，以及 第三种方法，其中连续增加的测量数据点对点数值的数量被计数并且与指定的阈值对 比。
40. 如权利要求39所述的方法，其中分析步骤（c)包括同时执行所述第一种、第二种以 及第三种方法。
41. 一种微生物测试机器，包括： 温育系统，其用于温育多个样品容器， 检测系统，其在所述温育系统温育所述样品容器时从所述样品容器获得一系列的测量 数据点， 机器可读的存储器，其存储所述测量数据点，所述一系列的测量数据点代表在所述样 品容器内的微生物生长的生长曲线；以及 处理单元，其可操作地测定所述容器是否对微生物生长呈阳性，所述处理单元执行分 析所述一系列的测量数据点的程序指令序列， 其中所述容器被延迟获得所述测量数据点而使得在所述生长曲线中的指数生长期的 延滞期不存在。
42.如权利要求41所述的机器，其中所述处理单元执行指令以依据以下方法中的至少 一种分析所述测量数据点： 第一种方法，其计算平均测量数据点数值并且使这样的平均测量数据点数值与阈值对 比， 第二种方法，其计算平均测量数据点对点数值并且使这样的平均值与阈值对比，以及 第三种方法，其中连续增加的测量数据点对点数值的数量被计数并且与指定的阈值对 比。
【文档编号】C12M1/00GK104204219SQ201380015724
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年3月15日 优先权日:2012年3月22日
【发明者】迈克尔·厄勒里 申请人:生物梅里埃有限公司