用于監測血塊形成的nmr方法

用于監測血塊形成的nmr方法
【專利摘要】本發明的特征在于監測凝固過程的方法，其通過測量代表正經歷凝固的樣品中水的NMR弛豫特征的信號以得到NMR弛豫數據，并且自NMR弛豫數據確定代表正形成凝塊特征的樣品中水的磁共振參數。
【專利說明】用于監測血塊形成的NMR方法
[0001]發明背景
本發明的特征在于用于監測含水樣品中的流變變化的方法。
[0002]血液是生物體的循環組織，它將氧氣和營養物質帶入組織中，并帶走二氧化碳和各種代謝產物用以排泄。全血由淺黃色或灰黃色的流體血漿組成，其中懸浮有紅細胞、白細胞和血小板。
[0003]以及時有效的方式精確地測量止血，即患者血液凝固和溶解的能力，對某些手術和醫學程序至關重要。加速(快速)準確地檢測異常止血就以下方面而言也是特別重要的:給予患有止血障礙的患者適當治療，并且有必要在考慮可能對止血障礙起作用的患者血液的異常組分、細胞或“因子”后，以必須明確確定的量向患者給予抗凝血藥、抗纖維蛋白溶解藥、溶栓藥、抗血小板藥或血液組分。
[0004]止血是一個動態的極其復雜的過程，涉及許多相互作用因子，包括凝血蛋白和溶纖蛋白、激活劑、抑制劑和細胞部件，例如血小板細胞骨架、血小板胞質粒和血小板細胞表面。因此，在活化期間，無因子保持靜態或孤立地運轉。因此，為了全面完整，必需以非孤立或靜態的方式連續測量患者止血的整個階段作為全血組分的凈產物。以測量止血的孤立部分的結果為例，假定患者出現血纖蛋白溶解，其因纖溶酶原活化成為纖溶酶(一種分解血塊的酶)所引起。在這種情況下，血纖蛋白原降解產物的這個過程的副產品起抗凝血藥的作用。如果僅針對抗凝對患者進行測試，并進行相應的治療，這個患者可能仍處于因未用抗纖維蛋白溶解藥治療所導致的危險中。
[0005]止血過程的最終結果是聚合血纖蛋白原纖維(即血纖蛋白)的三維網，其與血小板糖蛋白Ilb/IIIa (GPIIb/IIIa)受體一起結合形成最終的血塊。這種網結構的獨特性質是它起剛性彈性體的作用，能夠抵抗循環血液的變形剪切應力。最終血塊抵抗變形剪切應力的強度部分通過由參與的血小板所施加的力來確定。
[0006]已表明血小板以至少兩種方式影響血纖蛋白的機械強度。第一，通過作為節分支點起作用，它們顯著提高血纖蛋白結構剛性。第二，通過血小板肌動球蛋白(一種作為細胞骨架介導的收縮器(contractibility apparatus)的部分的肌肉蛋白質)的收縮力，對纖維施加“牽引”力。這種收縮力的力量進一步提高血纖蛋白結構的強度。血小板受體GPIIb/IIIa似乎在將聚合性纖維錨定在活化血小板中的基礎性細胞骨架收縮器中，由此介導機械力的轉移至關重要。
[0007]因此，因活化止血所致出現并粘附在受損血管系統上并且抵抗循環血液的變形剪切應力的血塊，本質上是一種機械裝置，其在血管恢復期間形成以提供抵抗循環血液剪切力的“臨時阻塞物”。作為其抵抗循環血液的變形剪切力的物理性質的血塊的動力學、強度和穩定性決定了其進行止血工作的能力，即在不允許不當血栓形成的情況下停止出血。
[0008] 血小板在介導促血栓形成(易形成血栓)患者的缺血并發癥中起關鍵作用。在易形成血栓患者中使用GPIIb/IIIa抑制劑或作為經皮冠狀動脈內成形術(PTCA)的輔助正快速成為醫護標準。抑制GPIIb/IIIa受體是抗血小板療法的極有效的形式，抗血小板療法可導致死亡和心肌梗死風險降低，但也可導致極危險的出血。出血潛力或達不到足夠治療水平的血小板抑制的原因是盡管有相當大的人與人之間的變化性但仍然使用的權重調節的血小板阻滯劑治療算法。這是一個部分由于血小板計數的差異和每血小板GPIIb/IIIa受體的數目及其配體結合功能的變化性所引起的問題。為了臨床有用性，血小板抑制測定必須在臨床上提供有關受體阻斷的快速可靠的信息，因此允許劑量修正以實現所需的抗血小板作用。
[0009]需要快速、可靠、定量、現場即時試驗的方法和儀器，以連續地在從最初的血塊形成到溶解的整個止血過程中監測治療性血小板阻斷和測量抗血小板藥的功效。
[0010]發明概述
本發明的特征在于監測含水樣品的流變變化的方法，其通過:(i)測量代表樣品中水的NMR弛豫率特征的信號以得到NMR弛豫數據；(ii)根據NMR弛豫數據，確定代表樣品中的流變變化特征的磁共振參數值或值集；和(iii)將步驟(ii)的結果與預定閾值進行比較。
[0011]在相關方面，本發明的特征在于監測含水樣品的流變變化的方法，所述方法包括:
(i)對樣品中的水進行一系列磁共振弛豫率測量；(ii)應用區分樣品中的兩個或更多個可觀察得到的水群體(water population)的算法變換測量,其中各個可觀察得到的水群體在流變變化期間的一個或多個時間點上具有截然不同的弛豫率和截然不同的信號強度；和(iii)根據兩個或更多個可觀察得到的水群體的至少一個的弛豫率或信號強度，監測樣品的流變變化。
[0012]本發明的特征還在于監測含水樣品的流變變化的方法，所述方法包括:(i)對樣品中的水進行一系列測量，其中所述測量區分得出樣品內兩個或更多個可觀察得到的水群體，且各個可觀察得到的水群體在流變變化期間的一個或多個時間點上具有截然不同的信號和/或信號強度；和(ii)根據兩個或更多個可觀察得到的水群體的至少一個所觀察到的信號和/或信號強度，監測樣品的流變變化。測量可為核磁共振測量、電子順磁共振、微波波譜測量或本領域已知的用于測量水的性質的任何其它技術。在具體的實施方案中，含水樣品中的水是放射性標記的(例如用氘或氚標記)。
[0013]一方面，本發明的特征在于監測第一血液樣品中的凝固或溶解過程的方法，所述方法包括:(i)對第一血樣中的水進行一系列磁共振弛豫率測量；(ii)應用區分第一血樣內兩個或更多個獨立的水群體的算法變換測量，其中各個獨立水群體的特征在于具有一個或多個值的一個或多個磁共振參數；和(iii)根據步驟(ii)的結果，監測該過程。血樣可為血漿樣品、貧血小板血漿樣品、富血小板血漿樣品、包括分離和洗滌的血小板的血樣、全血樣品、凝血樣品或本文所述任何類型的血樣。在該方法的某些實施方案中，在步驟(i)之前，向第一血樣中加入血纖蛋白原(例如I 土 0.25、2 土 0.5、3 土 0.75、4 土 1、6 土 2或8 ± 2 mg/mL)。在該方法的具體實施方案中，在步驟(i)之前，向第一血樣中加入凝固引發劑或凝固抑制劑。凝固引發劑/抑制劑可選自RF (蛇毒凝血酶和因子XIII)、AA (花生四烯酸)、ADP (腺苷二磷酸)、CK (高嶺土)、TRAP (凝血酶受體激活肽)、凝血酶、血小板聚集抑制劑或本文描述的任何凝固引發劑或凝固抑制劑。在該方法的另外其它的實施方案中，在步驟(i)之前，向第一血樣中加入組織纖溶酶原激活物(TPA)。該方法還可包括以下步驟:(iv)對來自受試者的第二血樣中的水進行一系列第二弛豫率測量；(V)應用區分第二血樣內的兩個或更多個獨立水群體的算法變換第二弛豫率測量，其中各個獨立水群體的特征在于一個或多個磁共振參數，其中各個磁共振參數具有一個或多個值；和(vi)根據步驟(ii)和步驟(V)的結果，監測該過程。例如，第一血樣可為血漿樣品，第二血樣可為全血樣品；第一血樣可為富血小板血衆樣品，第二血樣可為全血樣品；第一血樣可為貧血小板血漿樣品，第二血樣可為全血樣品；第一血樣可包括分離和洗滌的血小板，第二血樣可為全血樣品或本文描述的任何其它類的比較樣品。在具體的實施方案中，在步驟(i)之前，向第一血樣中加入血小板抑制劑，且無血小板抑制劑加入第二血樣中；在步驟⑴之前，向第一血樣中加入血小板激活劑，且無血小板激活劑加入第二血樣中；或在步驟⑴之前，向第一血樣中加入選自RF、AA和CK的凝固引發劑；和在步驟(iv)之前，向第二血樣中加入選自ADP和凝血酶的凝固引發劑。在該方法的某些實施方案中，在步驟(i)之前，向第一血樣中加入血纖蛋白原(例如 I 土 0.25、2 土 0.5、3 土 0.75、4 土 1、6 ± 2 或 8 ± 2 mg/mL);和在步驟(iv)之前，向第二血樣中加入血纖蛋白原(例如I 土 0.25、2 土 0.5、3 土0.75,4 ± 1、6 ± 2 或 8 ± 2 mg/mL)。
[0014]在上述方法中，磁共振參數值可表示血樣中功能性血纖蛋白原相關水分子的特征。在具體的實施方案中，兩個或更多個獨立水群體的至少一個與血小板活化、血小板抑制、凝固時間、血小板相關血塊強度、血細胞比容或血纖蛋白原相關血塊強度正相關。在另外的其它實施方案中，磁共振參數值表明低血小板活性、高血小板活性、高功能性血纖蛋白原活性或低功能性血纖蛋白原活性。
[0015]在任一種上述方法中，算法可包括選自以下的算法:多指數算法、雙指數算法、三指數算法、指數衰減算法、拉普拉斯變換(Laplace transform)、擬合優度算法、SSE算法、最小平方算法、非負最小平方算法或本文描述的任何算法。在具體的實施方案中，算法是拉普拉斯逆變換(inverse Laplace transform)。
[0016]在任一種上述方法中，弛豫率可選自1'1、了2、1'1八2混雜、1^。、1&11。和1'/。在一個具體的實施方案中，弛豫率測量包括T2測量，該測量提供衰減曲線。
[0017]在另一個具體的實施方案中，兩個或更多個水群體包括具有血清相關T2信號的水群體和具有血塊相關T2信號的水群體。方法可包括(i)計算在包括紅細胞的血樣中引發血塊形成之前血清相關水的T2值，并根據T2值，確定血樣的血細胞比容。方法還可包括
(a)計算正進行凝固過程的血樣的血清相關T2信號和血塊相關T2信號間的差異；和(b)根據差異，確定血樣中形成的血塊的強度。方法可包括(a)計算包括血小板并正進行凝固過程的血樣的血清相關T2信號和血塊相關T2信號間的差異；和(b)根據差異，確定血樣中血小板的活性。在一個實施方案中，方法還包括(a)在血樣中引發凝固過程之后，測量初始檢測血塊相關T2信號之前的時段；和(b)根據該時段，測定血樣的凝固時間。在其它實施方案中，方法還包括(a)在血樣中引發凝固過程之后，計算血清相關T2信號的T2時間曲線；
(b)計算T2時間曲線二階導數的最大值；和(c)根據步驟(b)的結果，計算代表凝固時間的值。在另外的其它實施方案中，方法包括，在血樣中引發凝固過程之后，根據血清相關T2信號和血塊相關T2信號，確定血樣是否凝固性過高、凝固性過低或正常。
[0018]在任何上述方法的一個實施方案中，方法還包括自衰減曲線計算引發凝固或溶解過程之后預定時間點的T2弛豫譜。方法還可包括在血樣中引發凝固或溶解過程之后，(a)對該過程期間的血樣進行大量弛豫率測量以制成多個衰減曲線，和(b)自多個衰減曲線計算多個T2弛豫譜。任選方法還包括自多個T2弛豫譜計算三維數據集，其描述血樣中兩個或更多個水群體的(a) T2弛豫時間和(b) T2信號強度隨在血樣中引發凝固或溶解過程之后的時間而變化。
[0019]在具體的實施方案中，方法還包括(i)將三維數據集劃分為穩定數據和過渡數據和(ii)根據穩定數據和過渡數據，確定血樣是否凝固性過高、凝固性過低或正常，或者確定血樣是否顯示低血小板活性、高血小板活性、高功能性血纖蛋白原活性或低功能性血纖蛋白原活性。在某些實施方案中，方法還包括(i)自三維數據集計算在該過程中預定時間內針對血樣中兩個或更多個水群體的每一個所觀察到的信號的相對容積，和(ii)根據信號的相對容積，確定血樣是否凝固性過高、凝固性過低或正常，或者確定血樣是否顯示低血小板活性、高血小板活性、高功能性血纖蛋白原活性或低功能性血纖蛋白原活性。
[0020]在任何上述方法的另一個具體的實施方案中，算法是拉普拉斯逆變換，其包括 1-50 ms (例如 1-10、1-20、1-30、5-50、5-30 或 10-50 ms)的 T2 時間常數的下界和 1000-4000 ms (例如 1000-2000、2500_4000、1000-3000、1500-4000、2000_4000 或2000-4000 ms)的T2時間常數的上界。例如，血樣可為血漿、貧血小板血漿或富血小板血漿，且 T2 時間常數的上界為 2500-4000 ms (例如 2500-3500、2500-3000、3000-4000 或3500-4000 ms)。在其它實施方案中，血樣為全血樣品、包括紅細胞的樣品或包括磁性顆粒的樣品，且T2時間常數的上界為1000-2000 ms (例如1500-2000、1000-1500或1000-1200ms)。在任何上述方法的又一具體的實施方案中，算法是拉普拉斯逆變換，其包括范圍為約1.0e-1O-約4.0eO的正則化參數(α )。
[0021]本發明的特征還在于用于評價受試者的止血狀況的方法，方法包括:(i)提供自受試者中抽取的血液以產生血樣；(ii)對血樣中的水進行一系列磁共振弛豫率測量；
(iii)按照本發明的方法，應用區分血樣內兩個或更多個獨立水群體的算法變換測量，得到一個或多個磁共振參數值；和(iv)根據步驟(iii)的結果，確定受試者是否是正常、有出血狀況或有促血栓形成狀況。
[0022]在相關方面，本發明的特征在于評價血小板活性的方法，所述方法包括:(?)提供分離和洗滌的血小板；(ii)將分離和洗滌的血小板與包括預定的最低水平的血纖蛋白原的貧血小板血漿混合以形成試驗樣品；(iii)通過將凝固引發劑加入試驗樣品以引發凝固過程；(iv)對試驗樣品中的水進行一系列磁共振弛豫率測量；(V)應用區分試驗樣品內的兩個或更多個獨立水群體的算法變換測量，其中各個獨立水群體的特征在于具有一個或多個值的一個或多個磁共振參數；和(Vi)根據步驟(V)的結果，評價血小板活性。在具體的實施方案中，凝固引發劑是RF和AA的組合。在另外的其它實施方案中，方法還包括(a)在血小板激活劑存在時和在血小板激活劑不存在時測量試驗樣品。
[0023]本發明的特征還在于評價全血樣品中的血小板活性的方法，所述方法包括:(i)提供全血樣品；(ii)將分離和洗滌的血小板與包括預定的最低水平的血纖蛋白原的貧血小板血漿混合以形成試驗樣品；(iii)通過將凝固引發劑加入試驗樣品中以引發凝固過程；(iv)對試驗樣品中的水進行一系列磁共振弛豫率測量；(V)應用區分試驗樣品內的兩個或更多個獨立水群體的算法變換測量，其中各個獨立水群體的特征在于具有一個或多個值的一個或多個磁共振參數；和(Vi)根據步驟(V)的結果，評價血小板活性。在具體的實施方案中，凝固引發劑是RF和AA的組合。在另外的其它實施方案中，方法還包括(a)在血小板激活劑存在時和在血 小板激活劑不存在時測量試驗樣品。
[0024]另一方面，本發明的特征在于通過測量代表正進行凝固或溶解的樣品中水的NMR弛豫率特征的信號以得到NMR弛豫數據并自NMR弛豫數據確定代表樣品中凝固或溶解過程特征的磁共振參數值或值集，來監測凝固過程或溶解過程的方法。
[0025]在相關方面，本發明的特征在于通過測量代表具有一個或多個水群體的血樣中水的NMR弛豫特征的信號以得到NMR弛豫數據,并自NMR弛豫數據確定與血樣中至少一個水群體關聯的磁共振參數值或值集，監測凝固過程或溶解過程的方法，其中磁共振參數值或值集代表凝固或溶解過程的特征。血樣可包括至少2個水群體或至少3個水群體。在具體的實施方案中，磁共振參數值代表血樣中血小板相關水分子的特征。在另外的其它實施方案中，磁共振參數值代表血樣中功能性血纖蛋白原相關水分子的特征。在要求保護的方法的具體實施方案中，方法包括測量血小板相關的功能性血纖蛋白原的相對濃度。
[0026]在某些實施方案中，方法包括根據自受試者抽取的單一血樣的凝固行為評價受試者的止血狀況(例如用于正進行手術的患者的凝血管理、鑒定患者的血栓性并發癥的風險、鑒定抵抗抗血小板療法的患者、監測患者的抗凝療法、監測患者的抗血小板療法和/或監測患者的促凝血療法)。
[0027]在本發明另外的其它實施方案中，方法包括評價自樣品采集初始NMR弛豫率信號的3分鐘、5分鐘、6分鐘、10分鐘、15分鐘、20分鐘、30分鐘、45分鐘或60分鐘內受試者的止血狀況。
[0028]在相關方面，本發明的特征在于通過以下方面監測血液凝固過程或溶解過程的方法:(i)對血樣中的水進行一系列弛豫率測量；(ii)應用區分血樣內兩個或更多個獨立水群體的算法變換測量，其中各個獨立水群體的特征在于具有一個或多個值的一個或多個磁共振參數；和(iii)根據步驟(ii)的結果，監測血樣的血液凝固過程。
[0029]本發明的特征在于監測血小板活性的方法，所述方法包括:(i)對血樣中的水進行一系列弛豫率測量；(ii)應用區分血樣內兩個或更多個獨立水群體的算法變換測量，其中各個獨立水群體的特征在于具有一個或多個值的一個或多個磁共振參數；和(iii)根據步驟(ii)的結果，監測血樣的血小板活性。
[0030]本發明的特征還在于監測血小板抑制的方法，所述方法包括:(i)對血樣中的水進行一系列弛豫率測量；(ii)應用區分血樣內兩個或更多個獨立水群體的算法變換測量，其中各個獨立水群體的特征在于具有一個或多個值的一個或多個磁共振參數；和Qii)根據步驟(ii)的結果，監測血樣的血小板抑制。在具體的實施方案中，方法還包括:(iv)在血小板抑制劑存在時對第二血樣中的水進行一系列弛豫率測量；(V)應用區分第二血樣內的兩個或更多個獨立水群體的算法變換測量，其中各個獨立水群體的特征在于具有一個或多個值的一個或多個磁共振參數；和(vi)根據步驟(ii)和(V)的結果，監測血樣的血小板抑制。
[0031]本發明的特征還在于通過以下方面評價受試者的止血狀況的方法:(i)對來自受試者的血樣中的水進行一系列弛豫率測量；(ii)應用區分血樣內兩個或更多個獨立水群體的算法變換測量，其中各個獨立水群體的特征在于具有一個或多個值的一個或多個磁共振參數；和(iii)根據步驟(ii)的結果，評價受試者的止血狀況。
[0032] 算法可選自但不限于多指數算法、雙指數算法、三指數算法、指數衰減算法、拉普拉斯變換、擬合優度算法、SSE算法、最小平方算法、非負最小平方算法和本文描述的任何其它算法。在具體的實施方案中，算法是拉普拉斯逆變換或由以下方程式(I)(即用于雙指數擬合)或(2)(即用于三指數擬合)給出的算法。
【權利要求】
1.一種監測第一血樣的凝固或溶解過程的方法，所述方法包括: (i)在所述第一血樣中進行水的一系列磁共振弛豫率測量； (ii)應用區分所述第一血樣內的兩個或更多個獨立水群體的算法變換所述測量，其中各個獨立水群體的特征在于具有一個或多個值的一個或多個磁共振參數；和 (iii)根據步驟(ii)的結果，監測所述過程。
2.權利要求1的方法，其中所述第一血樣是血漿樣品。
3.權利要求2的方法，其中所述第一血樣是貧血小板血漿樣品。
4.權利要求2的方法，其中所述第一血樣是富血小板血漿樣品。
5.權利要求1的方法,其中所述第一血樣包含分離和洗滌的血小板。
6.權利要求1的方法，其中所述第一血樣是全血樣品。
7.權利要求1的方法，其中所述第一血樣是凝血樣品。
8.權利要求1-7中任一項的方法，其中在步驟(i)之前，向所述第一血樣中加入血纖蛋白原。
9.權利要求1-8中任一項的方法，其中在步驟(i)之前，向所述第一血樣中加入凝固引發劑或凝固抑制劑。
10.權利要求9的方法，其中向所述第一血樣中加入選自RF、AA、ADP、CK、TRAP和凝血酶的凝固引發劑。
11.權利要求9的方法，其中向所述第一血樣中加入其是血小板聚集抑制劑的凝固抑制劑。
12.權利要求1-8中任一項的方法，其中在步驟(i)之前，向所述第一血樣中加入組織纖溶酶原激活物(TPA)。
13.權利要求1-12中任一項的方法，所述方法還包括: (iv)在來自所述受試者的第二血樣中進行水的一系列第二弛豫率測量； (v)應用區分第二血樣內的兩個或更多個獨立水群體的算法變換所述第二弛豫率測量，其中各個獨立水群體的特征在于一個或多個磁共振參數，其中各個磁共振參數具有一個或多個值；和 (Vi)根據步驟(ii)和步驟(V)的結果，監測所述過程。
14.權利要求13的方法，其中所述第一血樣是血漿樣品，所述第二血樣是全血樣品。
15.權利要求13的方法，其中所述第一血樣是富血小板血漿樣品，所述第二血樣是全血樣品。
16.權利要求13的方法，其中所述第一血樣是貧血小板血漿樣品，所述第二血樣是全血樣品。
17.權利要求13的方法，其中所述第一血樣包含分離和洗滌的血小板，所述第二血樣是全血樣品。
18.權利要求13-17中任一項的方法，其中在步驟(i)之前，向所述第一血樣中加入血小板抑制劑，且無血小板抑制劑加入所述第二血樣中。
19.權利要求13-17中任一項的方法，其中在步驟(i)之前，向所述第一血樣中加入血小板激活劑，且無血小板激活劑加入所述第二血樣中。
20.權利要求13-17中任一項的方法，其中在步驟(i)之前，向所述第一血樣中加入選自RF、AA和CK的凝固引發劑；并且在步驟(iv)之前，向所述第二血樣加入選自ADP和凝血酶的凝固引發劑。
21.權利要求13-20中任一項的方法，其中在步驟(i)之前，向所述第一血樣中加入血纖蛋白原；并且在步驟(iv)之前，向所述第二血樣加入血纖蛋白原。
22.權利要求1-21中任一項的方法，其中所述磁共振參數值代表所述血樣中的功能性血纖蛋白原相關水分子。
23.權利要求1-21中任一項的方法，其中所述兩個或更多個獨立水群體的至少一個與血小板活化、血小板抑制、凝固時間、血小板相關血塊強度、血細胞比容或血纖蛋白原相關血塊強度正相關。
24.權利要求1-21中任一項的方法，其中所述磁共振參數值表明低血小板活性、高血小板活性、高功能性血纖蛋白原活性或低功能性血纖蛋白原活性。
25.權利要求1-21中任一項的方法，其中所述算法包括選自以下的算法:多指數算法、雙指數算法、三指數算法、指數衰減算法、拉普拉斯變換、擬合優度算法、SSE算法、最小平方算法和非負最小平方算法。
26.權利要求1-21中任一項的方法，其中所述弛豫率選自T1、T2、T1/T2混雜、TlriTO、T2A。和 T2*。
27.權利要求26的方法，其中所述弛豫率測量包括T2測量，且其中所述測量提供衰減曲線。
28.權利要求27的方法，其中所述兩個或更多個水群體包括具有血清相關T2信號的水群體和具有血塊相關T2信號的水群體。
29.權利要求28的方法，所述方法還包括(i)在含紅細胞的血樣中引發血塊形成之前，計算血清相關水的T2值，并根據所述T2值，確定所述血樣的血細胞比容。
30.權利要求28的方法，所述方法還包括(a)計算正進行凝固過程的血樣的所述血清相關T2信號和所述血塊相關T2信號間的差異；和(b)根據所述差異，確定所述血樣中形成的血塊的強度。
31.權利要求28的方法，所述方法還包括(a)計算包含血小板并正進行凝固過程的血樣的所述血清相關T2信號和所述血塊相關T2信號的差異；和(b)根據所述差異，確定所述血樣中血小板的活性。
32.權利要求28的方法，所述方法還包括(a)在血樣中引發凝固過程之后，測量初始檢測所述血塊相關T2信號前的時段；和(b)根據所述時段，確定所述血樣的凝固時間。
33.權利要求28的方法，所述方法還包括(a)在血樣中引發凝固過程之后，計算所述血清相關T2信號的T2時間曲線；(b)計算T2時間曲線二階導數的最大值；和(c)根據步驟(b)的結果，計算代表凝固時間的值。
34.權利要求28的方法，其中在血樣中引發凝固過程之后，根據所述血清相關T2信號和所述血塊相關T2信號，確定所述血樣是否凝固性過高、凝固性過低或正常。
35.權利要求27-34中任一項的方法，所述方法還包括自所述衰減曲線計算在引發所述凝固或溶解過程后的預定時間點的T2弛豫譜。
36.權利要求35 的方法，所述方法還包括在血樣中引發凝固或溶解過程之后，(a)對所述過程期間的所述血樣進行多種弛豫率測量以產生多個衰減曲線，和(b)自所述多個衰減曲線計算多個T2弛豫譜。
37.權利要求36的方法，所述方法還包括自所述多個Τ2弛豫譜計算描述以下的三維數據集:在所述血樣中引發凝固或溶解過程后，所述血樣中兩個或更多個水群體隨時間變化的(a) T2弛豫時間的變化，和(b) T2信號強度的變化。
38.權利要求37的方法，所述方法還包括(i)將所述三維數據集劃分為穩定數據和過渡數據，和(ii)根據所述穩定數據和所述過渡數據，確定所述血樣是否凝固性過高、凝固性過低或正常，或者確定所述血樣是否顯示低血小板活性、高血小板活性、高功能性血纖蛋白原活性或低功能性血纖蛋白原活性。
39.權利要求37的方法，所述方法還包括(i)自三維數據集計算在所述過程中在預定的時間內所述血樣中兩個或更多個水群體的每個所觀察到的信號的相對容積，和(ii)根據所述信號的相對容積，確定所述血樣是否凝固性過高、凝固性過低或正常，或者確定所述血樣是否顯示低血小板活性、高血小板活性、高功能性血纖蛋白原活性或低功能性血纖蛋白原活性。
40.權利要求27-39中任一項的方法，其中所述算法是拉普拉斯逆變換。
41.權利要求40的方法，其中所述拉普拉斯逆變換包括自I到50ms的T2時間常數的下界和自1000到4000 ms的T2時間常數的上界。
42.權利要求41的方法，其中所述血樣是血漿、貧血小板血漿或富血小板血漿，所述T2時間常數的上界為2500-4000 ms ο
43.權利要求41的方法，其中所述血樣為全血樣品，所述T2時間常數的上界為1000-2000 ms ο
44.權利要求40-43中任一項的方法，其中所述拉普拉斯逆變換包括范圍為約1.0e-1O至約4.0eO的正則化參數(a)0
45.一種用于評價受試者的止血狀況的方法，所述方法包括: (i)提供自所述受試者抽取的血液以產生血樣； (ii)對所述血樣中的水進行一系列磁共振弛豫率測量； (iii)根據權利要求1-39中的任一個，采用區分所述血樣內兩個或更多個獨立水群體的算法變換所述測量以產生一個或多個磁共振參數值；和 (iv)根據步驟(iii)的結果，確定所述受試者是否是正常、有出血狀況或有促血栓形成狀況。
46.一種評價血小板活性的方法，所述方法包括: (i)提供分離和洗滌的血小板； (ii)將所述分離和洗滌的血小板與包含預定的最低水平的血纖蛋白原的貧血小板血漿混合形成試驗樣品； (iii)通過將凝固引發劑加入所述試驗樣品中引發凝固過程； (iv)對所述試驗樣品中的水進行一系列磁共振弛豫率測量； (v)應用區分所述試驗樣品內兩個或更多個獨立水群體的算法變換所述測量，其中各個獨立水群體的特征在于具有一個或多個值的一個或多個磁共振參數；和 (vi)根據步驟(V)的結果，評價所述血小板活性。
47.一種評價全血樣品中的血小板活性的方法，所述方法包括:(i)提供全血樣品； (ii)通過將凝固引發劑加入所述試驗樣品中引發凝固過程； (iii)對所述試驗樣品中的水進行一系列磁共振弛豫率測量； (iv)采用區分所述試驗樣品內兩個或更多個獨立水群體的算法變換所述測量，其中各個獨立水群體的特征在于具有一個或多個值的一個或多個磁共振參數；和 (V)根據步驟(iv)的結果， 評價所述血小板活性。
48.權利要求46或47的方法，其中所述凝固引發劑是RF和AA的組合。
49.權利要求46-48中任一項的方法，所述方法還包括(a)在血小板激活劑存在時和在血小板激活劑不存在時測量試驗樣品。
50.一種監測含水樣品的流變變化的方法，所述方法包括(i)測量樣品中代表水的NMR弛豫率的信號以得到NMR弛豫數據，(?)自NMR弛豫數據確定磁共振參數值或值集，所述值或值集代表所述樣品的所述流變變化，和(iii)將步驟(ii)的結果與預定閾值進行比較。
51.一種監測凝固過程或溶解過程的方法，所述方法包括測量正進行凝固或溶解的樣品中代表水的NMR弛豫率的信號以得到NMR弛豫數據，并自NMR弛豫數據確定代表凝固或溶解過程的磁共振參數值或值集。
52.權利要求50或51的方法，其中所述樣品是生物樣品。
53.權利要求50或51的方法，其中所述樣品是血漿樣品、全血樣品、合并的全血血小板樣品、貧血小板血漿或富血小板血漿。
54.權利要求50-53中任一項的方法，其中所述樣品包含一個或多個水群體，并且自NMR弛豫數據確定與所述樣品的至少一個水群體有關的磁共振參數值或值集。
55.權利要求54的方法，所述方法還包括根據磁共振參數值或值集，評價所述含水樣品是否凝固性過高、凝固性過低或正常。
56.權利要求55的方法，其中在收集初始NMR弛豫率信號的10分鐘內評價所述含水樣品O
57.一種監測血液凝固過程或血液溶解過程的方法，所述方法包括: (i)對血樣中的水進行一系列弛豫率測量； (ii)應用區分所述血樣內兩個或更多個獨立水群體的算法變換所述測量，其中各個獨立水群體的特征在于具有一個或多個值的一個或多個磁共振參數；和 (iii)根據步驟(ii)的結果，監測所述血樣中的血液凝固過程。
58.一種監測血小板活性的方法，所述方法包括: (i)對血樣中的水進行一系列弛豫率測量； (ii)應用區分所述血樣內兩個或更多個獨立水群體的算法變換所述測量，其中各個獨立水群體的特征在于具有一個或多個值的一個或多個磁共振參數；和 (iii)根據步驟(ii)的結果，監測所述血樣中的血小板活性。
59.一種監測血小板抑制的方法，所述方法包括: (i)對血樣中的水進行一系列弛豫率測量； (ii)應用區分所述血樣內兩個或更多個獨立水群體的算法變換所述測量，其中各個獨立水群體的特征在于具有一個或多個值的一個或多個磁共振參數；和 (iii)根據步驟(ii)的結果，監測所述血樣中的血小板抑制。
60.權利要求59的方法，所述方法還包括: (iv)在血小板抑制劑存在時對第二血樣中的水進行一系列弛豫率測量； (v)應用區分所述第二血樣內的兩個或更多個獨立水群體的算法變換所述測量，其中各個獨立水群體的特征在于具有一個或多個值的一個或多個磁共振參數；和 (Vi)根據步驟(ii)和(V)的結果，監測所述血樣中的血小板抑制。
61.一種評價受試者的止血狀況的方法，所述方法包括: (i)對來自所述受試者的血樣中的水進行一系列弛豫率測量； (ii)應用區分所述血樣內兩個或更多個獨立水群體的算法變換所述測量，其中各個獨立水群體的特征在于具有一個或多個值的一個或多個磁共振參數；和 (iii)根據步驟(ii)的結果，評價所述受試者的止血狀況。
62.權利要求50-61中任一項的方法，其中所述弛豫率測量包括T2測量。
63.權利要求50-61中任一項的方法，其中所述磁共振參數值包括T2參數值。
64.權利要求50-61中任一項的方法，其中所述磁共振參數值包括振幅參數值。
65.權利要求50-61中任一項的方法，其中所述算法包括選自以下的算法:多指數算法、雙指數算法、三指數算法、指數衰減算法、拉普拉斯變換、擬合優度算法、SSE算法、最小平方算法和非負最小平方算法。
66.權利要求65的方法，其中所述算法是拉普拉斯逆變換。
67.權利要求50-66中任一項的方法，其中所述含水樣品是血樣，且其中所述磁共振參數值表明低血小板活性、高血小板活性、高功能性血纖蛋白原活性或低功能性血纖蛋白原活性。
68.權利要求50-66中任一項的方法，其中所述弛豫率選自Tl、T2、T1/T2混雜、T1A。、T2rh0 和 T2*。
69.權利要求1-68中任一項的方法，其中在測量NMR弛豫率前將順磁劑加入樣品中。
70.權利要求1-69中任一項的方法，其中所述樣品具有介于2微升和4，000微升之間的體積。
71.一種用于監測血液凝固過程的磁共振裝置，其中所述裝置包括帶有區分血樣內兩個或更多個獨立水群體的算法的微處理器，其中各個獨立水群體的特征在于磁共振參數值或值集。
72.權利要求71的裝置，其中所述算法選自多指數算法、雙指數算法、三指數算法、指數衰減算法、拉普拉斯變換、擬合優度算法、SSE算法、最小平方算法和非負最小平方算法。
73.—種監測含水材料的方法，所述方法包括以下步驟: (i)提供能夠從液體流態轉變成凝膠狀態的含水材料； (ii)測量代表材料中水的NMR弛豫率的一系列信號以得到NMR弛豫數據；和 (iii)自NMR弛豫數據確定代表含水材料的時間曲線。
74.權利要求73的方法，其中所述時間曲線選自Tl時間曲線、T2時間曲線和雜化Tl/T2時間曲線。
75.權利要求73或74的方法，其中所述含水材料選自全血、聚丙烯酰胺水凝膠、丙烯酰胺凝膠、聚乙烯吡咯烷酮水凝膠、聚乙二醇水凝膠、聚乙烯醇水凝膠、聚丙烯酸水凝膠、角叉菜膠、海藻膠和明膠。
76.—種評價血液監測裝置的校準狀態的方法，所述方法包括以下步驟: (i)提供能夠從液體流態轉變成凝膠狀態的含水材料； (ii)采用血液監測裝置測量含水材料的特征；和 (iii)通過將步驟(ii)中得到的特征與預定閾值進行比較，來評價血液監測裝置的校準狀態。
77.權利要求76的方法，其中所述含水材料是丙烯酰胺凝膠。
78.權利要求76或77的方法，其中所述血液監測裝置是T2讀數器或凝血彈性描記法分析器。
79.權利要求76的方法，其中所述血液監測裝置是T2讀數器，所述特征是T2時間曲線。
80.一種評價受試者的止血狀況的方法，所述方法包括以下步驟: (i)對自所述受試者抽取的血樣中的水進行一系列弛豫率測量，其中所述血樣正進行某一過程，所述過程是凝固過程或溶解過程，且其中所述測量提供兩個或更多個衰減曲線，每個衰減曲線代表所述過程的時間點； (ii)將數學變換應用于所述兩個或更多個衰減曲線來鑒定所述過程中兩個或更多個時間點上的所述血樣中的兩個或更多個水群體，以產生具有兩個或更多個信號強度的兩個或更多個磁共振參數值，各水群體具有特征性磁共振參數值和所述磁共振參數值的信號強度特有的濃度； (iii)自(a)所述兩個或更多個時間點；(b)所述兩個或更多個磁共振參數值；和(c)所述兩個或更多個信號強度生成3D數據集； (iv)自所述3D數據集提取代表受試者的止血狀況的一種或多種凝固行為；和 (v)根據所述一種或多種凝固行為評價受試者的止血狀況。
81.權利要求80的方法，其中所述兩個或更多個水群體包括具有血清相關T2信號的水群體和具有血塊相關T2信號的水群體。
82.權利要求80或81的方法，其中所述數學變換是拉普拉斯逆變換。
83.權利要求80-82中任一項的方法，其中所述方法還包括將添加劑加入所述血樣中的初始步驟。
84.權利要求83的方法，其中所述添加劑是血小板聚集抑制劑。
85.權利要求84的方法，其中所述血小板聚集抑制劑是阿昔單抗。
86.權利要求83的方法，其中所述添加劑是凝固激活劑。
87.權利要求83的方法，其中所述添加劑是血小板激活劑。
88.權利要求80-87中任一項的方法，其中所述一系列弛豫率測量是一系列T2弛豫率測量。
89.—種評價血塊的強度的方法，所述方法包括以下步驟: (i)對血塊中的水進行T2弛豫率測量，其中所述測量提供衰減曲線； (ii)將數學變換應用于所述衰減曲線以鑒定所述血塊中的水群體的信號強度，所述水群體處于血清水環境或收縮血塊水環境；和 (iii)根據所述信號強度，評價所述血塊的強度。
90.一種評價血塊的血小板活性的方法，所述方法包括以下步驟:(i)對血塊中的水進行T2弛豫率測量，其中所述測量提供衰減曲線； (ii)將數學變換應用于所述衰減曲線以鑒定所述血塊的水群體的信號強度，所述水群體處于血清水環境或收縮血塊水環境；和 (iii)根據所述信號強度，評價所述血塊的血小板活性。
91.一種評價受試者的止血狀況的方法，所述方法包括以下步驟: (i)提供來自受試者的血樣； (ii)對所述樣品中的水進行T2弛豫率測量，其中所述測量提供衰減曲線； (iii)將數學變換應用于所述衰減曲線以鑒定血清相關T2信號和血塊相關T2信號；和 (iv)根據所述血清相關T2信號和所述血塊相關T2信號間的差異，評價受試者的止血狀況。
92.一種評價受試者的止血狀況的方法，所述方法包括以下步驟: (i)提供來自受試者的血樣； (ii)對所述樣品中的水進行T2弛豫率測量，其中所述測量提供衰減曲線； (iii)將數學變換應用于所述衰減曲線以鑒定血清相關T2信號和血塊相關T2信號；和 (iv)根據所述血塊相關T2信號的外觀，評價受試者的止血狀況。
93.權利要求91或92的方法，其中所述數學變換是拉普拉斯逆變換。
94.一種評價受試者的止血狀況的方法，所述方法包括以下步驟: (i)提供自受試者抽取的血樣； (ii)對所述血樣進行T2弛豫率測量以產生衰減曲線； (iii)自所述衰減曲線計算T2弛豫譜； (iv)根據所述T2弛豫譜，評價受試者的止血狀況。
95.權利要求80-94中任一項的方法，其中在進行T2弛豫率測量的步驟之前，將順磁劑加入樣品或含水材料中。
96.權利要求95的方法，其中所述順磁劑是超順磁顆粒。
97.一種用于降低配備心臟輔助裝置的受試者的出血或凝血的風險的方法，所述方法包括: (i)采用權利要求1-45中任一項的方法評價受試者的止血狀況；和 (ii)根據步驟(i)，調節心臟輔助裝置的操作參數以降低受試者的出血或凝血的風險。
98.權利要求97的方法，其中所述心臟輔助裝置是心室輔助裝置。
99.權利要求97的方法，其中所述操作參數是速度、強度、壓力或流速。
100.一種用于降低配備心臟輔助裝置的受試者的出血或凝血的風險的方法，所述方法包括: (i)采用權利要求1-45中任一項的方法評價受試者的止血狀況；和 (ii)根據步驟(i)，將抗凝療法、抗血小板療法和/或促凝血療法給予受試者以降低受試者的出血或凝血 的風險。
101.一種用于鑒定抵抗抗凝療法的受試者的方法，所述方法包括:(i)將抗凝療法給予受試者； (?)采用權利要求1-45中任一項的方法評價受試者的止血狀況；和 (iii)如果發現受試者是促血栓形成，則將受試者鑒定為對抗凝療法無應答者。
102.一種用于監測血樣中凝固過程的方法，所述方法包括采用權利要求1-45中任一項的方法評價受試者的止血狀況，其中將全血或其組分加入裝有一種或多種的管中，并將內容物混合以引發凝固過程。
103.權利要求102的方法，其中所述一種或多種添加劑是可在全血或其組分中復溶的干燥添加劑。
104.權利要求102的方法，其中所述一種或多種添加劑是選自抗凝血藥、凝固引發劑、順磁劑和抗血栓藥的干燥添加劑。
105.權利要求102的方法，其中所述一種或多種添加劑包括管底的小顆粒膠原。
106.權利要求102的方法，其中所述樣品管的至少一部分用膠原包覆以引發凝固。
107.權利要求102的方法，其中所述樣品管的局部區域用凝固引發劑包覆以允許血塊形成的空間控制。
108.一種監測含水樣品的流變變化的方法，所述方法包括:(i)對所述樣品中的水進行一系列磁共振弛豫率測量；(ii)應用區分所述樣品內的兩個或更多個可觀察得到的水群體的算法變換所述測量，其中各個可觀察得到的水群體在所述流變變化期間的一個或多個時間點上具有截然不同的弛豫率和截然不同的信號強度；和(iii)根據兩個或更多個可觀察得到的水群體的至少一個的弛豫率或信號強度，監測樣品的流變變化。
109.權利要求108的方法，其中所述含水樣品是血樣。
110.一種監測含水樣品的流變變化的方法，所述方法包括:(i)對所述樣品的水進行一系列測量，其中所述測量區分得出所述樣品內兩個或更多個可觀察得到的水群體，且各個可觀察得到的水群體在所述流變變化期間的一個或多個時間點上具有截然不同的信號和/或信號強度；和(ii)根據兩個或更多個可觀察得到的水群體的至少一個所觀察到的信號和/或信號強度，監測樣品的流變變化。
111.權利要求110的方法，其中所述測量是核磁共振測量、電子順磁共振、微波波譜測量。
112.權利要求110的方法，其中所述含水樣品中的所述水是放射性標記的。
【文檔編號】C12Q1/56GK103917658SQ201280044411
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2012年7月13日 優先權日:2011年7月13日
【發明者】T.J.洛厄里, V.帕普科夫, W.W.梅斯夫斯基, R.丹達, E.C.薩耶 申請人:T2生物系統公司