DE69630369T2 - Verfahren zur eichung eines oximeters und zur meldung der ergebnisse - Google Patents

Description

• Gebiet der Erfindung
• Die Erfindung betrifft das Gebiet der Bestimmung der Leistungsqualität von Spektrophotometern.
• Zusammenfassung des einschlägigen Standes der Technik
• Die Absorptionsspektroskopie im Ultraviolett-sichtbaren-Infrarot-Bereich (UV-VIS-IR) ist ein unschätzbares Werkzeug bei der medizinischen Diagnose und in der analytischen Chemie geworden. Zum Beispiel messen CO-Oximeter die Konzentrationen verschiedener Hämoglobin-Komponenten oder -Fraktionen in physiologischem Blut unter Verwendung der Absorptionsspektroskopie. CO-Oximeter üben diese Funktion aus, indem das VIS-IR-Absorptionsspektrum einer Blutprobe gemessen und die am besten passende Gruppe von bekannten Blutkomponentenspektren ermittelt wird.
• Es versteht sich daher von selbst, dass es wichtig ist, die Leistung des Instruments rasch und genau zu bestimmen. Existierende Verfahren messen das Absorptionsspektrum von Qualitätskontrollprodukten. Für Blutanalysen spezifische QC-Produkte sind typischerweise Proben auf der Grundlage eines roten Farbstoffs, die so konstruiert sind, dass sie das Spektrum von Blut simulieren. Sie enthalten manchmal zusätzlich zu einem roten Farbstoff bestimmte Mengen an Sauerstoff, Kohlendioxid und Elektrolyten bei einem festgelegten pH-Wert zur Bestimmung des Leistungsvermögens von Blutgas- und Elektrolyt-Instrumenten. Es ist sehr schwer, QC-Produkte zu konstruieren, die ein Absorptionsspektrum aufweisen, das dem von physiologischem Blut sehr genau nachgebildet ist.
• Standard-Blutkomponentenspektren werden verwendet um die am besten passende Kurve für das gemessene QC-Produktspektrum zu erhalten. Indem die Beiträge jedes Blutkomponentenspektrums variiert werden, wird die auf das QC-Spektrum am besten passende Kurve erhalten. Aber da selbst das ideale QC-Spektrum das von physiologischem Blut nicht gut nachbildet, weicht die resultierende, am besten passende Kurve von dem beobachteten QC-Spektrum selbst dann ab, wenn das Instrument perfekt arbeitet. Des Weiteren werden durch das Messinstrument eingeführte Fehler nicht in solchen Begriffen geschildert, die durch den gewöhnlichen Techniker, der das Instrument bedient, leicht verstanden werden. Zum Beispiel schildern derzeitige Methoden die Fraktion der Bluthauptkomponenten (wie sie von dem relativen Beitrag des Spektrums jeder Blutkomponente zu dem am besten passenden Spektrum bestimmt wird). Sehr häufig ist eine anteilige Konzentration einer Blutkomponente negativ. Daher besteht der Bedarf an verbesserten Verfahren zur Bestimmung und Schilderung bzw. Charakterisierung der Leistungsqualität eines Messinstruments.
• Die WO 93/03341 offenbart ein Verfahren zur Kalibrierung eines optischen Instruments, wie eines Spektrometers, worin ein kombiniertes Proben/Etalon-Spektrum generiert wird, das Probenspektrum von dem kombinierten Spektrum extrahiert wird um nur das Etalon-Spektrum zu erzeugen und das Etalon-Spektrum anschließend verglichen mit und angepasst wird an ein in dem Instrument gespeichertes Referenzspektrum. Das Referenzspektrum wird erhalten, indem ein Etalon verwendet wird, das dem für die Re-Kalibrierung verwendeten identisch ist.
• ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Bestimmung und zum Bericht der Leistungsqualität von VIS-IR-Spektrophotometern bereit. Solch ein Spektrophotometer kann beispielsweise verwendet werden um die Konzentration von Hämoglobin-Komponenten oder -Fraktionen in Blutproben zu messen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Bestimmung der Leistungsqualität eines Absorptionsspektrometers, wie es in Anspruch 1 definiert ist, bereitgestellt. Insbesondere kann das Verfahren verwendet werden um das Leistungsvermögen von CO-Oximetern zu bestimmen.
• Eine wichtige Anwendung des vorangegangenen Verfahrens ist die Kalibrierung des Leistungsvermögens von Spektrometern, die für analytische Bestimmung einschließlich der Konzentration von verschiedenen Blutkomponenten verwendet werden. Dieses Verfahren zur Bestimmung der Instrumentenqualität wird in einfacher Weise durch den Laboranten im Labor durchgeführt und beinhaltet einfach das Messen des Absorptionsspektrums einer QC-Probe. Das Instrument kann programmiert werden, die vorangegangene Prozedur automatisch durchzuführen und den Instrumentenfehler anzuzeigen. Wenn der beobachtete Instrumentenfehler zu groß ist, kann es erforderlich sein, das Instrument vor der Analyse von Testproben warten zu lassen.
• Das erfindungsgemäße Verfahren kann zur Bestimmung des Instrumentenfehlers in einem CO-Oximeter und für den Ausdruck des Fehlers in Blutfraktionskomponentenkonzentrationen verwendet werden, indem das Fehlerspektrum E an ein oder mehrere bekannte Blutkomponentenspektren durch Variation der Intensitäten der Letztgenannten angepasst wird.
• Das vorliegende Verfahren ermöglicht es weiterhin, die Konzentration der Blutkomponenten zu skalieren um die erwarteten Instrumentenschwankungen besser widerzuspiegeln, wenn physiologische Blutproben getestet werden.
• Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch verwendet werden um einen weiteren Parameter der Leistungsqualität in einem CO-Oximeter und zum Ausdruck des Fehlers als Hämoglobinkonzentration verwendet werden, indem eine nominale Gesamtkonzentration T_nom von Hämoglobin festgesetzt wird, die nominale Gesamtkonzentration an Hämoglobin mit der apparenten bzw. scheinbaren Qualitätskontrollprobenkonzentration multipliziert wird um einen Wert für die scheinbare Gesamthämoglobin-Konzentration T_app zu erhalten, der in einer Blutprobe erwartet würde, die die nominale Gesamthämoglobin-Konzentration aufweist und in dem CO-Oximeter analysiert wird, und Vergleiche der scheinbaren Gesamthämoglobin-Konzentration mit der nominalen Gesamtkonzentration von Hämoglobin unter Erhalt des weiteren Parameters anzustellen. T_app ist die Gesamt-Hämoglobin-Konzentration, die man aus dem Absorptionsspektrum einer Testprobe mit einer Hämoglobin-Konzentration von T_nom bestimmt haben würde. Diese Zahl kann durch den Laboranten in einfacher Weise gedeutet werden und zeigt ihm an, dass das Instrument vielleicht gewartet werden muss, wenn er zu sehr von der nominalen Konzentration menschlichen Hämoglobins abweist.
• Das QC-Spektrum und die spektralen Messfehler können bequem in Konzentrationen von Blutkomponenten, d. h. Hämoglobinfraktionen und Lipid, übersetzt werden. Dies gestattet die einfache Erkennung und Deutung von QC-Ergebnissen durch die Laboranten. Dies kann in einem Tag oder zwei Tagen durchgeführt werden. Der einfachste Weg ist es, die scheinbaren Gesamthämoglobin-Konzentrationen (T_app) mit einer nominalen Fraktion jeder Komponente im Blut zu multiplizieren. Die nominalen Fraktionen sind vorzugsweise die Fraktion der Gesamthämoglobin-Konzentration einer speziellen Komponente (z. B. mit Sauerstoff angereichertes Hämoglobin), die üblicherweise in physiologischem Blut gefunden wird. Dieses Verfahren vermittelt die gleiche in T_app enthaltene Information, aber in einem verschiedenen Format.
• Das Vorangegangene fasst lediglich einige Aspekte der Erfindung zusammen und es ist nicht beabsichtigt und sollte auch nicht so gedeutet werden, die Erfindung in irgendeiner Art einzuschränken.
• KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Die 1 zeigt drei QC-Spektren von Chargen des QC-Produkts CERTAIN^® ELITE Level 1 von Beispiel 1.
• Die 2 zeigt die Spektren der hauptsächlich absorbierenden Blutkomponenten.
• Die 3 zeigt die Spektren, welche den Unterschied zwischen den QC-Spektren von 1 und der besten Anpassungskurve, bestimmt nach der Methode der kleinsten Quadrate für die Spektren, welche die Blutkomponentenspektren von 2 verwenden, darstellen.
• Die 4 zeigt die Fehlerspektren, d. h. den Unterschied zwischen den gemessenen QC-Spektren der 1 und der am besten passenden Standard-QC-Kurve, bestimmt nach der Methode der kleinsten Quadrate, die in diesem Fall der Durchschnitt der drei QC-Spektren von 1 ist.
• Die 5 zeigt die Spektren, welche die Differenz zwischen dem Fehlerspektrum von 4 und der am besten passenden Kurve, bestimmt nach der Methode der kleinsten Quadrate, für solche Spektren, welche die Blutkomponentenspektren von 2 verwenden, darstellen.
• DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Die vorliegende Erfindung stellt ein neues Verfahren zur Bestimmung des Leistungsvermögens eines Absorptionsspektrometers bereit. Die Begriffe "Absorptionsspektrometer", "Spektrometer" und ihre Äquivalente bedeuten jedes Gerät oder Instrument, das das Absorptionsspektrum einer flüssigen Probe messen kann. Die vorliegenden Verfahren sind insbesondere nützlich zur Bestimmung des Leistungsvermögens von CO-Oximetern.
• Das Verfahren umfasst die Messung des Absorptionsspektrums einer Qualitätskontroll(QC)-Probe und die Bewertung der Güte der Anpassung an das bekannte Standard spektrum für die QC-Probe. Die Differenz zwischen den zweien ist ein Maß für das Leistungsvermögen des Spektrometers.
• Dieses Verfahren unterscheidet sich von im Stand der Technik bekannten Verfahren, die gemessene QC-Spektren mit einem Standard-Blutspektrum vergleichen. Da die QC-Spektren die Blutspektren nicht gut nachbilden, sind die beobachteten Unterschiede in dem gemessenen QC-Spektrum und dem Standard-Blutspektrum ziemlich groß (3) und entstehen infolge von sowohl Veränderungen beim Leistungsvermögen des Instruments als auch aufgrund der inhärenten Unterschiede in den zwei Spektren. Das vorliegende Verfahren verbessert dies, indem der inhärente Unterschied zwischen dem gemessenen QC-Probenspektrum und dem Standardspektrum, mit dem es verglichen wird (3 und 4), sehr stark reduziert oder eliminiert wird.
• Ein Nachteil des Stands der Technik ist, dass Blutkomponentenkonzentrationen, die von QC-Spektren erhalten werden, oftmals wenig oder gar keine Relation zu den wahren Werten im Blut haben und oftmals als sehr negative Konzentrationen oder Konzentrationen über 100% erscheinen. Das vorliegende Verfahren verbessert den Stand der Technik dahingehend, dass der Instrumentenfehler als Blutkomponentenkonzentrationen ausgedrückt werden kann, die den wahren Werten im Blut vergleichbar sind, und somit für den Laboranten auf diesem Gebiet leicht verständlich sind.
• Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf dem gut bekannten Beer-Lambert'schen-Gesetz: Aλ = gλ·c·x (1)worin A die Absorption bei Wellenlänge λ ist, q_λ der Extinktionskoeffizient bei der Wellenlänge λ für den Absorbenten, c die Konzentration des Absorbenten und x die Dicke der Probe ist, durch die der Lichtmessstrahl fällt. Die Wegstrecke x ist innerhalb des Spektrometers konstant (sie wird üblicherweise in cm ausgedrückt) und wird im Weiteren unter q_λ subsumiert.
• Wenn "n"-Komponenten in der Probe vorliegen, kann das Beer-Lambert'sche-Gesetz in einer linearen algebraischen Beziehung wie folgt ausgedrückt werden: A = q·c (2)worin A ein Vektor ist, dessen "m"-Elemente A_λi die Absorptionswerte bei "m" verschiedenen Wellenlängen λ_i sind, q eine "m × n"-Matrix ist, deren Elemente q_ij die Extinktionskoeffizienten der Komponente " j" bei der Wellenlänge λ; sind, und c ein Vektor ist, dessen "n"-Elemente "j" die Konzentration der Komponente " j" sind.
• In der vorliegenden Erfindung wird das Absorptionsspektrum (A_meas) einer QC-Probe gemessen (1). Die QC-Probe weist einen bekannten Satz von Extinktionskoeffizienten q auf, wie er durch Messen des Absorptionsspektrums oder Standardspektrums (mit Konzentration c_std) mit einem kalibrierten Spektrometer bestimmt wird. In der Praxis wird ein Standard-Absorptionsspektrum (A_std) eines QC-Produkts mit einem Spektrophotometer hoher Präzision aufgenommen und die Konzentration (c_std) wird willkürlich auf eins normiert, so dass q = A_std. Alternativ kann das Standard-QC-Spektrum durch Mittelung von zwei oder mehr QC- Probenspektren erhalten werden. Die QC-Proben, die verwendet werden um das Leistungsvermögen des Instruments zu bestimmen, werden so hergestellt, dass sie identisch (d. h. die gleiche c_std aufweisen) mit dem zum Erhalt von A_std verwendeten QC-Produkt sind. Es soll angemerkt werden, dass die Variation in den Produktspezifikationen von verschiedenen Chargen von QC-Produkten die Analyse beeinträchtigen kann, obwohl diese Variation marginal sein sollte. Der Vektor q wird anschließend in dem Instrument durch den Hersteller zur Verwendung in künftigen Bestimmungen des Instrumenten-Leistungsvermögens gespeichert.
• Die QC-Spektren werden im Allgemeinen von den Proben (z. B. Blutproben), die üblicherweise mit dem Spektrophotometer analysiert werden, differieren. Der Ausdruck "Analysieren" bedeutet, so wie er hier verwendet wird, die Bestimmung der Identität und/oder Konzentration von (einer) Komponente(n) einer Probe. Für die genaueste und sinnvollste Angabe der Leistungsqualität eines Instruments sollte die QC-Probe vorzugsweise so konstruiert sein, dass sie ein Absorptionsspektrum ergibt, das dasjenige von Proben, die häufig mit dem Spektrophotometer analysiert werden, eng nachbildet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bildet die QC-Probe menschliches Blut nach. Für die erfindungsgemäße Verwendung geeignete QC-Produkte sind im Handel erhältlich, z. B. von Ciba Corning Diagnostics Corp. (Medfield, MA) unter der Marke CERTAIN^® ELITE.
• Das Standard-QC-Spektrum, A_std, wird dem gemessenen Spektrum, A_meas, angepasst, indem "c" in Gleichung (2) als Variable behandelt und der Wert von "c" bestimmt wird, der in der besten Anpassung resultiert. Das Ergebnis ist eine scheinbare bzw. apparente Konzentration der QC, c_app. Eine Vielzahl von potentiellen Quellen für den instrumentellen Fehler werden darin resultieren, dass A_meas von A_std differiert und folglich c_app von c_std differiert. Jedes der bekannten mathematischen Verfahren zur Anpassung von Spektren kann verwendet werden um die beste Anpassung von A_std A_meas bestimmen und daraus c_app (siehe Press et al., Numerical Recipes: The Art von Scientific Computing, Kap. 14, Seiten 498–546 (Cambridge University Press, Cambridge, 1986). c_app wird durch die Methode der kleinsten Quadrate bestimmt und ergibt sich gemäß: capp = (qTa)–1qT·Ameas. (3)
• (Siehe Noble und Daniel, Applied Linear Algebra, Seiten 57–65 (Prentice Hall 1977)). Die scheinbare Konzentration, c_app, kann anschließend verwendet werden um das geschätzte Absorptionsspektrum, A_est zu liefern, das nach der Methode der kleinsten Quadrate bestimmt wurde: Aest = q·capp (4)
• Die Differenz zwischen den gemessenen und geschätzen Absorptionsspektren bei jeder Wellenlänge, d. h. das "Irrtumsspektrum" wird durch den Vektor E angegeben: E = Aest·Ameas (5)
• (4). Der Vektor E ist ein Maß für die Abweichung der Instrumentenleistung von dem Idealwert.
• Es ist jedoch schwierig, aus E selbst den Grad der Leistungsqualität des Instruments und ob das Instrument innerhalb annehmbarer Standards arbeitet, zu bestimmen. E kann voreilhaft mit den Fehlern in den gemessenen Konzentrationen der Blutkomponenten (C_ΔHb) in Beziehung gesetzt werden, die von den Instrumentenfehlern resultieren. C_ΔHb ist ein Vektor mit "k"-Elementen, wobei jedes der Konzentrationsfehler einer der Blutkomponenten ist. C_ΔHb ist der Vektor der Blutkomponentenkonzentrationen, die zu dem beobachteten Fehlerspektrum E führen würden. C_ΔHb kann auf eine Vielzahl von Arten bestimmt werden, die das Anpassen des Fehlerspektrums an ein oder mehrere bekannten Blutkomponentenspektren durch Variation der Intensitäten jedes Blutkomponentenspektrums umfassen. Die relativen Beiträge von jedem der Blutkomponentenspektren sind die relativen Konzentrationen jeder der Komponenten. Vorzugsweise wird die Methode der kleinsten Quadrate verwendet. Wenn Q_Hb die "k × m"-Matrix der Extinktionskoeffizienten für "k"-Blutkomponenten bei "m"-Wellenlängen ist, dann ist CΔHb gegeben durch: CΔHb = (QHb TQHb)–1QHb T·E (6a)oder CΔHb = W·(Hb TQHb)–1QHb T·E (6b).
• Der so erhaltene C_ΔHb-Wert weist dieselben Einheiten wie Q_Hb auf, vorzugsweise gm/dl. Die C_ΔHb-Werte können positiv (was andeutet; dass die Instrumentenfehler zu gemessenen Blutkomponentenkonzentrationen führen würden, die zu hoch sind) oder negativ sein (was andeutet, dass der Instrumentenfehler zu gemessenen Blutkonzentrationen führen würde, die zu niedrig sind). Wenn sämtliche Elemente von E Null wären, d. h. A_meas = A_std, was bedeuten würde, dass das Instrument fehlerfrei arbeitet, gäbe es keinen Fehler in der Bestimmung der Konzentrationen der Blutkomponenten und sämtliche Elemente von C_ΔHb wären Null.
• Die Wichtung oder W ist eine Matrix, welche die Konzentration der Blutkomponenten skaliert um die vermuteten Instrumentenabweichungen bzw. -schwankungen besser widerzuspiegeln, wenn physiologische Blutproben getestet werden. Der einfachste Fall liegt vor, wenn die diagonalen Elemente gleich 1 und die anderen 0 sind.
• Die Gleichung 6b liefen eine Umwandlung der mit QC erhaltenen Fehlerkonzentrationen, so dass sie Werte widerspiegeln, die erhalten worden wären, wenn die Probe Oxyhämoglobin wäre. Eine Transformation einer physiologischen Probe ist eine Matrix, welche jeden Fehleranteil wichtet um ihn einem neuen Wert anzupassen. Fehler, die auf Instrumentenungenauigkeiten zurückgehen, wie die spektrale oder Wellenlängen-Verschiebung, führen zu charakteristischen Fehlern für jede Hämoglobinfraktion sowie für die Qualitätskontrolle. Die charakteristische Antwort jedes Instruments auf solche Ungenauigkeiten kann für jede spezifische Probe vorher bestimmt werden. Da physiologische Proben überwiegend Oxyhämoglobin sind und da die charakteristische Antwort des Instruments (aufgrund von Ungenauigkeiten) für von Oxyhämoglobin verschiedene Proben unterschiedlich sind, ist es wünschenswert, diese Unterschiede auszugleichen.
• Bei Bestimmung eines weiteren Leistungsparameters wird die Gesamtkonzentration des Hämoglobins (T_app) gelistet. Sie ist das Produkt der scheinbaren Konzentration der gemessenen QC, c_app, und des Nominalwerts des Gesamthämoglobins, T_nom: Tapp = Tnom·capp (7).
• T_nom kann auf einen beliebigen passenden Wert festgelegt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist T_nom = 14 g/dl, ein Wert, der für normales menschliches Blut typisch ist. Somit würde, wenn c_app = 1 (dies ist der willkürliche, für das QC-Produkt gewählte Wert und würde erhalten, wenn A_meas = A_std), das gelistete Gesamthämoglobin dasselbe sein wie das im normalen menschlichen Blut beobachtete.
• Die Nominalkonzentration der "k"-Blutkomponenten, C_nom, ist gegeben durch: Cnom = Fnom·Tnom (8)worin F_nom der Vektor ist, von dem jedes seiner Elemente F_nom,i nominale Fraktionen der Blutkomponente "i" sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Elemente von F_nom eingestellt bzw. angepasst an die tatsächlichen Fraktionen der Blutkomponenten, die im menschlichen Blut beobachtet werden.
• Die scheinbare Konzentration der Blutkomponenten, die man auf dem zu testenden Instrument beobachten würde (C_Hb,app), ist die Summe der Nominalkonzentration (C_nom) und der wie vorher berechneten Fehler in den Blutkomponentenkonzentrationen, C_ΔHb: CHb,app = Cnom + CΔHb (9).
• Die errechnete Gesamthämoglobin-Konzentration (der Skalar T_calc) ist die Summe der errechneten Werte der Komponenten d. h. die Summe der Elemente des Vektors C_Hb,app. Die gelisteten Fraktionen der Blutkomponenten F_rep werden dann gegeben durch: Frep = CHb,app/Tcalc (10).
• Die Auswertung eines oder mehrerer der vorgenannten Indikatoren für das Instrumenten-Leistungsvermögen erlauben es dem Laboranten, zu bestimmen, ob eine Wartung des Spektrophotometers erforderlich ist oder ob die Analyse der Testprobe weitergeführt werden kann. Mit anderen Worten, man kann beobachten:
• 1. die Abweichung des am besten passenden Qualitätskontrollspektrums (A_cst) von von dem gemessenen QC-Spektrum (A_meas), d. h. das Fehlerspektrum E; und eine oder mehrere der folgenden Größen:
• 2. die Abweichung von c_app von c_std;
• 3. C_ΔHb;
• 4. die Abweichung von T_app oder T_calc von T_nom;
• 5. die Abweichung von C_Hb,app von C_nom;
• 6. die Abweichung von F_rep von F_nom; und
• 7. jeder äquivalente Indikator des Instrumenten-Leistungsvermögens, der sich aus dem Vergleich von A_meas und A_std ableitet.
• Annehmbare Grenzen, innerhalb derer das Instrument arbeiten muss, werden von den besonderen Umständen abhängen und werden von Anwendung zu Anwendung variieren. Z. B. kann, in Fällen, in denen nur grobe Schätzwerte der Konzentrationen benötigt werden, eine größere Abweichung von einem der vorgenannten Parameter von dem wahren Wert toleriert werden. Andererseits werden, wenn extrem genaue Messungen der Konzentration erforderlich sind, nur kleine Abweichungen in den vorgenannten Parametern annehmbar sein. Typische annehmbare Werte werden im Bereich von etwa ±2% des Nominalwerts variieren.
• Die Hauptkomponenten von Blut, die üblicherweise in den vorliegenden Verfahren verwendet werden, sind reduziertes Hämoglobin (HHb), oxygeniertes Hämoglobin (O₂Hb), Carboxyhämoglobin (COHb), Methämoglobin (MeHb), Sulfhämoglobon (SHb) und Lipid. Die Extinktionskoeffizienten für Blutkomponenten auf Hämoglobinbasis können direkt gemessen oder aus der Literatur erhalten werden (siehe Zijstra et al., Clin. Chem. 37(9), 1633–1638 (1991)). Das Lipidspektrum kann von einer intravenösen Fettemulsion (z. B. das im Handel erhältliche Lipidprodukt LIPOSYN^TM II) in einer wässrigen Dispersion mit etwa 10 Gew.-% gemessen werden.
• Jede Zahl von Wellenlängen kann verwendet werden um die vorgenannten Spektren zu messen und anzupassen, aber es müssen mindestens so viele Wellenlängen vorhanden sein wie Variable (d. h. Konzentrationen), die angepasst werden müssen. Je größer die Zahl der verwendeten Wellenlängen ist, umso geringer wird der Beitrag von zufälligem Rauschen sein und daher werden die Messungen umso genauer sein. In der Praxis können sieben Wellenlängen verwendet werden um ein Fehlerspektrum mit 6 Komponentenspektren, d. h. HHb, O₂Hb, COHb, MetHb, SHb und Lipid, anzupassen. Vorzugsweise werden die Spektren gemessen und an Wellenlängen angepasst, bei denen die QC-Produkte mindestens ein moderates Absorptionsniveau zeigen.
• Die folgenden Beispiele dienen lediglich dem Zweck der Erläuterung und sind nicht beabsichtigt, die Erfindung auf irgendeine Weise zu beschränken, und sollten auch nicht so gedeutet werden.
• BEISPIELE
• Beispiel 1
• Die erfindungsgemäßen Verfahren wurden auf drei verschiedene Chargen von drei verschiedenen CERTAIN^® ELITE (Ciba Corning Diagnostics, Medfield, MA) QC-Produkten, Grad 1, 2 und 3, angewendet. In diesem Beispiel wurde das Standard-QC-Spektrum erhalten, indem Durchschnitte gebildet wurden aus den QC-Probenspektren der drei Chargen 1 bis 3 bei jedem Grad. Demgemäß rühren die in diesem Beispiel beobachteten Abweichungen von den Unterschieden in den QC-Probenchargen her. Die Abweichungen von dem Standardspektrum sind jedoch repräsentativ für Abweichungen, die man von instrumentellen Fehlern beobachten würde.
• Absorptionsspektren wurden auf einem CARY IV (Varian Instruments, Palo Alto, CA) erhalten und sind in 1 für QC-Grad 1 Chargen 1 bis 3 dargestellt. Die Fehlerspektren wurden bei sieben Wellenlängen im Bereich von 550 bis 650 nm unter Verwendung der Absorpti onsspektren von HHb, MetHb, O₂Hb, COHb, SHb und Lipid angepasst. Die erhaltenen Ergebnisse für das vorliegende Verfahren wurden unter Verwendung der oben beschriebenen Verfahren berechnet. Die Ergebnisse sind nachstehend wiedergegeben. Daraus ist ersichtlich, dass die Werte für die Konzentrationen der Blutkomponenten, die unter Verwendung des vorliegenden Verfahrens berechnet wurden, Werten entsprechen, die man für echtes Blut beobachten könnte. Im Gegensatz dazu können die unter Verwendung von Verfahren nach dem Stand der Technik erhaltenen Werte für Blutkomponentenkonzentrationen negativ oder größer als 100% des Gesamthämoglobins sein. QC-GRAD 1 – Tnom = 11,5 gm/dl
• Mittlere QC-Konzentration

  
• Blutkomponentenkonzentrationsfehler

  
• Erhaltene Ergebnisse (F_nom,i × 100%)

  
• QC-Grad 2 – Tnom = 17,5 gm/dl
• Mittlere QC-Konzentration

  
• Blutkomponentenkonzentrationsfehler

  
• Erhaltene Ergebnisse (F_nom,i × 100%)

  
• QC-Grad 3 – Tnom = 20,8 gm/dl
• Mittlere QC-Konzentration

  
• Blutkomponentenkonzentrationsfehler

  
• Erhaltene Ergebnisse (F_nom,i × 100%)

  
• Beispiel 2
• Die in 1 dargestellten Spektren von QC-Grad 1, Chargen 1 bis 3, wurden unter Verwendung einer Analyse nach der Methode der kleinsten Quadrate durch die Blutkomponentenspektren von 2 angepasst. Der Unterschied zwischen der besten Anpassungskurve und den QC-Spektren ist in 3 dargestellt. Daraus ist ersichtlich, dass die Unterschiede um einige Größenordnungen höher sind als das Fehlerspektrum, das erhalten wird, indem die am besten passenden QC-Spektren von den gemessenen QC-Spektren subtrahiert werden.

Claims (3)

1. Verfahren zur Bestimmung der Leistungsqualität eines Absorptionsspektrometers, wobei das Verfahren umfasst: Messen des Absorptionsspektrums A_meas einer Qualitätskontrollprobe, die eine Probe auf der Basis eines roten Farbstoffs umfasst, das das Spektrum von Blut nachahmt; Abgleichen des gemessenen Qualitätskontrollproben-Spektrums A_meas mit einem vorher bestimmten Standardabsorptions-Spektrum A_std der Qualitätskontrollprobe unter Erhalt einer optimalen Abgleichung, indem – eine scheinbare Konzentration c_app der Qualitätskontrollprobe abgeleitet wird, wobei die Formel c_app = (q^Tq)^–1q^T·A_meas, worin der Extinktionskoeffizient q = A_std, verwendet wird, und – c_app verwendet wird, um ein optimales Abgleichungsabsorptionsspektrum A_est aus A_est = q·c_app zu erhalten; das Fehlerspektrum aus E = A_est – A_meas bestimmt wird, wobei ein Maß für den Instrumentalfehler erhalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Maß für die Leistungsqualität der Instrumentalleistungfehler in einem CO-Oximeter ist und als Blutfraktionskomponentenkonzentrationen ausgedrückt wird, indem das Fehlerspektrum E mit einem bekannten Blutkomponentenspektrum oder mehreren bekannten Blut komponentenspektren durch Variation der Intensitäten des letztgenannten abgeglichen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein weiterer Parameter für die Leistungsqualität in einem CO-Oximeter bestimmt wird und als Hämoglobinkonzentration ausgedrückt wird, umfassend die Stufen: – Einstellen einer nominalen Gesamtkonzentration T_nom von Hämoglobin; – Multiplizieren der nominalen Gesamtkonzentration an Hämoglobin T_nom mit der scheinbaren Qualitätskontrollprobenkonzentration c_app unter Erhalt eines Wertes für die scheinbare Gesamt-Qualitätskontrollprobenkonzentration c_app, um einen Wert für die scheinbare Gesamt-Hämoglobinkonzentration T_app zu erhalten, der in einer Blutprobe erwartet würde, die die nominale Gesamt-Hämoglobinkonzentration T_nom hat und mit dem CO-Oximeter analysiert wird; und – Vergleichen der scheinbaren Gesamt-Hämoglobinkonzentration T_app mit der nominalen Gesamtkonzentration an Hämoglobin T_nom, um den weiteren Parameter zu erhalten.