用于护理点诊断系统的质量控制的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年3月30日提交的美国临时专利申请no.62/650,609的权益和优先权，其全部内容通过引用合并于此。

本公开涉及医疗诊断，更具体地，涉及用于护理点医疗诊断系统的质量控制。

背景技术：

许多医疗诊断系统(例如血液分析仪)的医学指南，建议在抽取样品后尽快分析样品。如果样品是在护理点处获得的，但要在外部实验室处进行测试，则此建议可能会很困难。因此，许多医生和兽医更喜欢使用护理点(poc)系统来分析新鲜样品。另一方面，医疗诊断系统依靠质量控制程序来确认系统功能并确保结果准确性。但是，质量控制程序对于poc办公室来说可能不熟悉，而这种不熟悉可能是医生和兽医将样品送到外部实验室的重要原因。

血液诊断系统对质量控制和性能有一些最困难的要求。血液系统的质量控制(qc)可能特别困难，因为在医学和兽医领域普遍认为，血液qc必须使用固定细胞以便准确地评估系统性能。固定细胞质量控制通常涉及已经稳定并以预定浓度混合的细胞。该细胞可以是人或动物细胞，通常用于代表全血中的不同细胞类型。

使用固定细胞进行血液qc的主要方法通常需要冷藏，固定细胞的贮藏寿命约为8周。另外，固定细胞在室温下的稳定性有限，因此，操作员必须在使用前先加热样品，然后尽快将其返回冷藏。而且，打开后，固定细胞通常保持稳定约两周或更短时间。当qc测试失败时，固定细胞的短贮藏寿命和严格的热要求经常使人对材料产生怀疑，从而需要使用大量控制材料重新运行以确认结果。固定细胞的另一个缺点是血液系统被设计为以特定的化学方式与细胞相互作用，并且这种相互作用可以通过用于固定细胞控制的稳定细胞的技术来抑制。

对于兽用诊断系统，当支持几种动物物种时，固定细胞质量控制方法通常存在缺陷。对于兽用诊断，不同物种的细胞之间可能会有显著差异，因此，每个物种通常在诊断系统中都有自己的细胞识别算法。在这样的系统中，固定细胞质量控制材料可能无法确认所有受支持物种的系统性能。例如，犬类样品分析可能满足质量控制参数，而猫科动物样品分析可能不满足。特别是，固定细胞质量控制方法可能无法确认某些系统部件的性能，例如特定物种的试剂反应以及特定物种的流体和检测系统问题。

因此，人们对改进医疗诊断系统一直有兴趣。

技术实现要素：

本公开涉及护理点诊断系统的质量控制。根据本公开的各方面，机载自动珠分析、自动空运行和/或趋势患者样品(按物种)的集成提供了一种新方法，不仅确定诊断系统是否处于受控状态，而且如果诊断系统不处于受控状态，则确定哪个部件会发生故障。

根据本公开的各方面，一种用于护理点医疗诊断的系统包括：机载贮存器，该机载贮存器容纳合成质量控制材料；具有多个操作参数的多个子系统，其中该子系统包括材料分析仪，该材料分析仪被配置为分析患者样品并分析合成质量控制材料；随时间推移存储质量控制结果的数据库，其中该质量控制结果包括材料分析仪分析合成质量控制材料随时间推移的结果；一个或多个处理器；和至少一个存储器，该至少一个存储器用于存储指令，当该指令由该一个或多个处理器执行时，该指令致使该系统在没有用户干预的情况下自动地：基于质量控制结果生成控制图；基于控制图确定多个操作参数中的一个参数超出公差；以及在没有用户干预的情况下调整该多个子系统中的至少一个，以将超出公差的参数置于公差之内。在各种实施例中，当指令由一个或多个处理器执行时，该指令致使系统向操作员提供关于自动调节的视觉指示。

在各种实施例中，数据库存储先前的患者测试结果，该先前的患者测试结果包括材料分析仪分析从多个患者获得的样品随时间推移的结果。当指令由一个或多个处理器执行时，该指令致使系统在没有用户干预的情况下自动地：基于该先前的患者测试结果生成另一控制图；基于该另一控制图确定多个操作参数中的另一参数超出公差；以及在没有用户干预的情况下调整多个子系统中的至少一个子系统，以将超出公差的该另一参数置于公差之内。

在各种实施例中，当指令由一个或多个处理器执行时，该指令致使系统在没有用户干预的情况下自动地：确定多个操作参数中的另一参数超出公差；确定超出公差的该另一参数需要用户干预，以将超出公差的该另一参数置于公差之内；以及提供通知操作员该另一参数超出公差的视觉指示。

在各个实施例中，当指令由一个或多个处理器执行时，该指令致使系统在没有用户干预的情况下自动地：使用材料分析仪分析空白样品，其中，材料分析仪以与材料分析仪对患者样品进行操作的相同的方式对该空白样品进行操作；基于对空白样品的分析确定材料分析仪应该被清洁；以及提供通知操作员该材料分析仪应该被清洁的视觉指示。

在各个实施例中，当指令由一个或多个处理器执行时，该指令致使系统在没有用户干预的情况下自动地：访问来自机载贮存器的合成质量控制材料；使用材料分析仪分析该合成质量控制材料，以提供额外的质量控制结果；以及将该额外的质量控制结果存储在数据库中。

在各种实施例中，材料分析仪是血液分析仪。在各种实施例中，材料分析仪是以下中的至少一个：化学分析仪、凝血分析仪或尿液分析仪。

在各种实施例中，材料分析仪包括流式细胞仪。在各个实施例中，多个子系统包括射流子系统、光学子系统和电子子系统。在各种实施例中，多个操作参数包括光密度、流速、消光通道(ext)、低角度前向光散射通道(fsl)、直角散射通道(ras)、高角度前向光散射通道(fsh)和飞行时间通道(tof)。

根据本公开的各方面，一种用于护理点医疗诊断的系统，包括：机载贮存器，该机载贮存器容纳合成质量控制材料；多个子系统，该多个子系统具有多个操作参数并且包括材料分析仪，该材料分析仪被配置为分析患者样品并分析合成质量控制材料；数据库；一个或多个处理器；以及至少一个存储器。该数据库存储数据，该数据包括：随时间推移的质量控制结果，该质量控制结果包括材料分析仪分析合成质量控制材料随时间推移的结果，先前的患者测试结果，该先前的患者测试结果包括材料分析仪分析从多个患者获得的样品随时间推移的结果，以及随时间推移的空白样品结果，该空白样品结果包括材料分析仪分析空白样品随时间推移的结果。该至少一个存储器存储指令，当该指令由一个或多个处理器执行时，该指令致使系统在没有用户干预的情况下自动地：基于质量控制结果、先前的患者测试结果和空白样品结果生成至少一个控制图；基于至少一个控制图确定多个操作参数中的一个参数超出公差；以及在没有用户干预的情况下调整多个子系统中的至少一个子系统，以将超出公差的参数置于公差之内。

下面参考附图更详细地描述本公开的示例性实施例的进一步的细节和方面。

附图说明

图1是根据本公开的各方面的质量控制操作的实施例的框图；

图2是根据本公开的各方面的用于质量控制的示例性控制图的图；

图3是根据本公开的各方面的流式细胞术分析仪的示例性部件的图；以及

图4是根据本公开的各方面的各种颗粒的光学特性的示例性曲线图的图。

具体实施方式

本公开涉及护理点医疗诊断系统的质量控制。如本文所使用的，护理点是指向人类或动物患者提供护理的位置，并且医疗诊断系统是指可以分析从患者获得的样品以诊断患者的医学状况的系统。因此，医疗诊断系统包括患者样品分析仪，例如但不限于流式细胞仪。

质量控制通常包括使诊断系统证明其在质量控制(qc)材料上的性能，从而使qc材料上的适当性能与患者样品上的适当性能相关。如将在本文中详细描述的，所提出的系统和方法涉及使用合成qc材料、基于患者的质量控制和/或空运行的质量控制操作。本公开的部分将集中在兽用血液分析仪上，但是本文的描述也适用于其它类型的医疗诊断系统，包括但不限于化学分析仪、凝血分析仪和尿液分析仪。

参考图1，示出了用于医疗诊断系统的示例性质量控制程序100的实施例的框图。质量控制程序100包括qc操作102、空运行操作104和/或患者数据操作106。这些操作102-106中的每一个都将在下文中更详细地描述。这些操作102-106的结果存储在数据库108中，然后使用数据库108中的信息来生成控制图110。稍后将结合图2更详细地描述控制图。基于控制图110，质量控制程序可以确定医疗诊断系统的各个部件是否在预期参数112内运行。如果系统在预期参数114内运行，则无需进行调整，并且系统可以在安排这样做时或被要求这样做时再次运行质量控制操作102-106。如果系统不在预期参数116内操作，则系统可以在可能的情况下自动进行调整118，和/或可以在不可能进行自动调整的情况下警告操作员手动进行调整120。

以下描述了图1的质量控制运行102。在下文中将描述空运行104，然后是患者运行106。

质量控制运行102涉及质量控制(qc)材料的使用。根据本公开的各方面，提供了一种qc材料，其是合成的非生物材料，但是仍提供模仿或类似于用于生物材料的传感器响应的传感器响应。在各种实施例中，由于qc材料是合成的，因此它们可以具有比固定细胞更长的贮藏寿命。在各种实施例中，qc材料在室温下是稳定的，并且可以在室温下机载存储在诊断系统上。在各种实施例中，诊断系统可以在规定的环境条件(例如冷藏或其它条件)下存储机载qc材料，然后在需要自动运行时适当地处理它们(例如，对材料进行加热)。在各种实施例中，除了根据需要补充机载控制材料之外，不需要操作员采取任何行动来执行质量控制操作。

在各种实施例中，qc材料可以是用于血液流式细胞仪的标准化和校准的聚合物珠。聚合物珠的例子在美国专利no.6,074,879中公开，其通过引用整体并入本文，并且本领域技术人员将会理解。在各种实施例中，聚合物珠可以包括胶乳、聚苯乙烯、聚碳酸酯和/或甲基丙烯酸酯聚合物。

在固定细胞质量控制材料中，即使细胞是天然患者细胞的替代物，与天然样品中的实际细胞相比，它们具有不同的化学行为。因此，在医疗诊断系统中，固定细胞的分类与患者样品的分类不同地执行，以解决这些差异。相反，根据本公开的各方面，qc材料可以模仿或基本上类似于医疗诊断系统旨在计数、测量或分析的细胞或化学特征，从而可以将相同的分类方法用于天然样品以及本公开的qc材料。

根据本公开的各方面，诊断系统可以自动运行质量控制操作102-106。例如，诊断系统可以包括反馈子系统100，该反馈子系统与容纳在诊断系统内的qc材料一起工作。基于qc材料和反馈子系统，诊断系统可以确定其部件是否在预期参数范围内运行或是否需要调整。在各种实施例中，可以由诊断系统自动地执行一些调整118。这种自动调整可以有利地保持诊断准确性并避免重大的诊断错误。其它调整可能需要用户交互，并且诊断系统可以向用户提供有关任何此类动作120的指示。因此，用户从具有可操作指南的自动警报中受益，以维护诊断系统。在各种实施例中，诊断系统可以基于质量控制操作102-106向用户提供关于诊断系统的性能的指示。

在各种实施例中，对于不能自动执行的调整，诊断系统可以将电子消息或报告传送给诊断系统的制造商或服务商。制造商或服务商可以以各种方式使用此类电子消息/报告。在各种实施例中，电子消息可以用于调度诊断系统的服务。在各种实施例中，电子消息可以被聚集以用于多个诊断系统，并且可以被分析以确定诊断系统的各种部件的性能趋势。这样的信息对于识别可能受益于设计修改或改进的区域可能很有用。

在各种实施例中，可以每天自动执行质量控制程序100，以保持诊断系统的良好维护。例如，可以在每天的凌晨2点或在其它时间自动执行质量控制程序100。人类医学中的自动血液分析仪可以每8小时至少执行一次质量控制程序100，这是管理机构法规通常要求的频率。兽用血液分析仪对质量控制没有监管要求。因此，兽医办公室可以较少地执行质量控制程序100。在各个实施例中，运行质量控制程序100的频率可以取决于分析患者样品的频率。例如，兽医办公室一天可能只采集很少的患者样品，或者每天只采集一个样品。在这样的办公室中，每天运行一次质量控制程序100会使办公室使用的试剂成本增加一倍。因此，对于这样的办公室，运行质量控制程序100的频率可以不太频繁。在各个实施例中，兽用血液分析仪可以不频繁地每月进行一次质量控制分析。

根据本公开的各方面，与质量控制测试102-106有关的信息可以存储在数据库108中。数据库可以是任何类型的数据库，例如sql数据库、nosql数据库或另一种类型的数据库。

在各种实施例中，可以在控制图110中绘制qc结果，诸如图2中所示的levey-jennings图，并且可以将其与目标值或目标范围进行比较。在各种实施例中，控制图规则可以确定系统是否处于受控状态112。在各种实施例中，可以为多个参数生成控制图110，以确定哪个或哪些参数可能失控并需要采取校正措施116，以及哪些参数处于受控状态内并且不需要更改114。

在各种实施例中，可以以预定浓度设置质量控制材料，该预定浓度能够实现三个级别的控制，包括正常、高级别和低级别。具有三个级别允许用户确认诊断系统是否正常运行以检测正常范围和异常范围。在各个实施例中，每个级别可以在控制图中示出。控制图可以证明分析仪的历史性能，如图2所示，并且可以提供一种方法来检测何时需要更改，包括相对较小的更改。在各种实施例中，操作员可以具有访问和查看控制图的能力。在各个实施例中，控制图不必呈如图2所示的框图的形式，并且可以以不同的方式来实现。例如，在各个实施例中，控制图可以被实现为与时间相关或与数据样品数量相关的被存储数据值的组织。

在各种实施例中，可以根据控制图数据确定校准需求。技术人员可以确定失控参数是否需要重新校准诊断系统部件，或者是否应该采取其它动作，例如清洁该部件。通常，在确认所有其它功能之后，最后执行校准更改。

因此，本文以上总体上描述了用于医疗诊断系统的质量控制的各个方面。以下将特别描述基于流式细胞术的诊断系统的各个方面，以及此类系统的质量控制。在美国专利no.7,324,194中示出并描述了基于流式细胞术的分析仪的示例，该专利的全部内容通过引用合并于此，并且本领域技术人员将会理解。

流式细胞仪系统包括子系统，例如射流子系统、光学子系统和电子子系统。参照图3，射流子系统将样品布置成颗粒流，例如细胞流。光学子系统通过将激光束引导到每个细胞并使用光电探测器检测散射光来检查每个细胞。根据细胞的大小、复杂性、粒度和直径来散射光，这些光形成了每种细胞类型的“指纹”。一个例子在图4中示出。电子子系统可以处理指纹以对样品流中的细胞/颗粒进行分类、计数和/或分析。

流式细胞仪系统具有一系列设置和参数，该设置和参数调节射流子系统、光学子系统和电子子系统，以便从输入样品中产生特定的散射模式和位置。当这些子系统都正常运行时，系统能够使用识别算法将散射输出与特定细胞相关联。但是，如果这些参数发生变化，识别算法可能会失效。调试的另一个层次是校准过程的一部分，其中使用各种校准参数来调试输出结果，以匹配给定样品集的参考值。当诊断系统漂移或变化时，可能需要调整校准参数以确保输出结果继续与参考值匹配。

根据本公开的各方面，用于血液的流式细胞仪可以利用质量控制程序(图1，100)以确保诊断系统的主要功能以受控的方式运行，包括产生准确的和精确的结果。血液系统的以下方面和参数可以通过图1的质量控制程序进行测试和趋势分析。

分析前：是否将样品适当混合。在各个实施例中，可以通过医疗诊断系统中的内部涡旋混合器来执行质量控制材料的混合。涡旋混合器可以对质量控制材料进行从几秒(例如15秒)到几分钟(例如15分钟)的混合。

稀释：系统是否进行了正确的稀释，包括样品量、试剂量，并且进行混合。在各种实施例中，可以测试流式细胞仪系统的各方面，例如光密度。在各种实施例中，可以使用诸如红色染料的有色染料样品来测试光密度。

系统化学反应：试剂与样品是否发生适当的相互作用。

射流：稀释后的样品是否适当地呈现给检测方法。在各种实施例中，可以测试流式细胞仪系统的各方面，例如流速。

传感器：细胞是否以正确的方式与检测系统相互作用。在各种实施例中，可以测试流式细胞仪系统的各方面，例如消光通道(ext)、低角度前向光散射通道(fsl)、直角散射通道(ras)、高角度前向光散射通道(fsh)、和/或飞行时间通道(tof)。

信号处理：是否以适当的信噪比呈现细胞信号。

分类算法：是否将细胞适当地呈现给检测系统，以便算法正确地识别种群。

结果：系统是否提供准确并且精确的结果。

下面将描述图1的空运行操作104。流式细胞仪的射流子系统负责将全血样品与试剂合并，将二者进行混合，然后将其移至激光光学子系统。流式细胞仪的射流子系统始终包含试剂，并且通常需要维护程序以确保准备好运行样品。当诊断系统每天运行一次或每几天运行一次时，射流子系统可能会因例如流体管线中的蛋白质、细菌、污渍或盐分浓度而变得“肮脏”。根据本公开的各方面，可以执行定期冲洗以保持流体子系统清洁。在各种实施例中，可以通过使用“空”运行来执行定期冲洗，“空”运行是诊断系统运行，该诊断系统运行好像存在样品一样被执行，但是实际上没有任何样品存在。这些空运行的结果可以被记录108并绘制成图表110，以确定射流子系统的清洁度并评估所记录数据中的任何趋势。在各种实施例中，空运行操作104可以由诊断系统定期地或按计划或被请求地自动执行。因为空运行就像存在样品一样被执行，所以试剂用于空运行并且被消耗地更快。

空运行104可以测量诊断系统的清洁度，并且确保从一个运行到下一运行都没有样品残留。特别是在空运行中，如果在光路径中存在积聚物或在各种部件中存在其它磨损情况，诊断系统传感器值将发生偏移。空运行数据的趋势允许使用历史趋势进行持续的清洁度检查。一些清洁问题可以被校正。例如，操作员可以在诊断系统中运行漂白剂样品以去除光路径中的积聚物，或者可以运行杀虫剂样品以杀死可能已经渗透诊断系统的细菌菌落。因此，空运行104可以识别这些状况并且警告操作员应对这些状况的动作。在各种实施例中，某些诊断系统测量可以将空运行作为自校准结果的参考，例如在血红蛋白的透射率测量中，其中空白值与样品值成比例地使用，以根据比尔定律确定光透射率。

以下将描述图1的患者数据运行106的各方面。非新鲜样品控制方法评估试剂化学反应和算法效果的能力有限。鉴于这样的限制，并且根据本公开的各方面，可以使用基于多个患者的患者数据的反馈控制方法来增强质量控制程序。在美国专利申请公告no.2015/0025808号中描述了使用患者数据来确定正常和异常数据范围的示例，其通过引用整体并入本文，并且本领域技术人员将理解。

在各种实施例中，患者运行操作106涉及使用各种平均技术来对顺序的患者样品求平均，以基于患者样品来确定数据范围和趋势。该数据可以存储在数据库108中，并且可以用于生成控制图110。在各个实施例中，通过将患者样品结果与基于患者数据的控制图进行比较，可将控制图规则112应用于确定诊断系统是处于受控状态还是失控状态。在各种实施例中，可以由诊断系统定期地或按计划或被请求地自动执行用于质量控制目的的患者运行操作106。

在各种实施例中，可以为诊断系统支持的每种动物物种生成单独的控制图110，例如犬类控制图或猫科动物控制图。在各种实施例中，可以基于物种特定的种群结果来执行校准调整。

因此，本文描述的是机载自动珠分析、自动空运行和/或趋势患者样品(按物种)的集成，这提供了一种新方法，该新方法不仅确定诊断系统是否处于受控状态，而且如果诊断系统不处于受控状态，则确定哪个部件会发生故障。如果需要手动交互，可以将可操作指南自动提供给操作员。或者，如果可以将诊断系统自动调整到预定参数范围内，则诊断系统将执行自动调整并相应地通知操作员。

本文所公开的实施例是本公开的示例，并且可以以各种形式实施。例如，尽管本文中的某些实施例被描述为单独的实施例，但是本文中的每个实施例可以与本文中的一个或多个其它实施例组合。本文公开的特定结构和功能细节不应解释为限制性的，而应作为权利要求的基础和作为教导本领域的技术人员以实际上任何适当的详细结构来不同地采用本公开的代表性基础。在整个附图的描述中，相似的参考标号可以指代相似或相同的元件。

短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、在各种实施例中”，“在一些实施例中”、“在各种实施例中”或“在其它实施例中”可以分别指代根据本公开的相同的实施例或者不同的实施例中的一个或多个。呈“a或b”形式的短语表示“(a)、(b)或(a和b)”。呈“a、b或c中的至少一个”形式的短语表示“(a)；(b)；(c)；(a和b)；(a和c)；(b和c)；或(a，b和c)”。

本文中描述的任何方法、程序、算法或代码可以被转换为编程语言或计算机程序或以编程语言或计算机程序表达。本文中所使用的术语“编程语言”和“计算机程序”均包括用于指定对计算机的指令的任何语言，并且包括(但不限于)以下语言及其派生词：汇编、basic、批处理文件、bcpl、c、c+、c++、delphi、fortran、java、javascript、机器代码、matlab、操作系统命令语言，pascal，perl，pl1，python，脚本语言，visualbasic，描述程序本身的元语言，以及全部第一代、第二代、第三代、第四代、第五代或后续代的计算机语言。还包括数据库和其它数据模式以及任何其它元语言。解释、编译或使用既编译又解释方式的语言之间没有区别。程序的编译版本和源版本之间没有区别。因此，对程序的引用，其中编程语言可以以多于一个状态存在(例如源、编译、对象或链接)是对所有这些状态的引用。对程序的引用可能包含实际指令和/或这些指令的意图。

应该理解，以上描述仅是对本公开的说明。在不脱离本公开的情况下，本领域技术人员可以设计出各种替代和修改。因此，本公开旨在涵盖所有这样的替代、修改和变化。呈现参考附图描述的实施例仅是为了证明本公开的某些示例。与以上和/或所附权利要求书中所描述的要素、步骤、方法和技术没有实质性不同的其它要素、步骤、方法和技术也旨在本公开的范围内。

本文所描述的系统还可以利用一个或多个控制器来接收各种信息并对接收到的信息进行变换以生成输出。控制器可以包括能够执行存储在存储器中的一系列指令的任何类型的计算设备、计算电路或任何类型的处理器或处理电路。控制器可以包括多个处理器和/或多核中央处理单元(cpu)，并且可以包括任何类型的处理器，例如微处理器、数字信号处理器、微控制器、可编程逻辑设备(pld)、现场可编程门阵列(fpga)等。控制器可以位于终端用户位置处的设备或系统内，可以位于制造商或服务商位置处的设备或系统内，或者可以是位于云计算提供商处的云计算处理器。控制器还可以包括存储器，该存储器用于存储数据和/或指令，该数据和/或指令在被一个或多个处理器执行时使一个或多个处理器执行一种或多种方法和/或算法。

本文中描述的任何方法、程序、算法或代码可以被转换为编程语言或计算机程序或以编程语言或计算机程序表达。本文中所使用的术语“编程语言”和“计算机程序”均包括用于指定对计算机的指令的任何语言，并且包括(但不限于)以下语言及其派生词：汇编、basic、批处理文件、bcpl、c、c+、c++、delphi、fortran、java、javascript、机器代码、操作系统命令语言、pascal、perl、pl1、脚本语言、visualbasic、描述程序本身的元语言，以及全部第一代、第二代、第三代、第四代、第五代或后续代的计算机语言。还包括数据库和其它数据模式以及任何其它元语言。解释、编译或使用既编译又解释方式的语言之间没有区别。程序的编译版本和源版本之间没有区别。因此，对程序的引用，其中编程语言可以以多于一个状态存在(例如源、编译、对象或链接)是对所有这些状态的引用。对程序的引用可能包含实际指令和/或这些指令的意图。

应该理解，以上描述仅是对本公开的说明。在不脱离本公开的情况下，本领域技术人员可以设计出各种替代和修改。因此，本公开旨在涵盖所有这样的替代、修改和变化。呈现参考附图描述的实施例仅是为了证明本公开的某些示例。与以上和/或所附权利要求书中所描述的要素、步骤、方法和技术没有实质性不同的其它要素、步骤、方法和技术也旨在本公开的范围内。