全自動血液凝固検査システムSTACIA CN10の検体処理能力の評価

Abstract

凝固検査は自動分析装置による測定が普及しているが，原理の異なる多項目の測定を行うことで，検体処理能力が低下することがあった。この点を改善するために，原理ごとに測定部を独立させた全自動血液凝固検査システム「STACIA CN10」が開発されたので，検体処理能力を評価した。凝固検査項目を不作為に依頼した50検体の測定時間は，STACIA CN10で62分58秒と対照機器CS-5100の82分59秒に比べ，約20分短かった。一方，1検体当たりの測定時間は，CS-5100よりも平均で約3分30秒長かった。そこで，検体のサンプリング間隔を調べたところ，CS-5100と比較し平均で30秒短縮していた。これらの結果より，STACIA CN10は，測定部の独立によりサンプリング間隔を短縮させ，連続した多項目測定においても処理能力の低下が起こらないと考えられた。STACIA CN10は，CS-5100より検体処理能力が向上しており，緊急検査や診療前検査を含む日常検査に有用であると考えられた。

Translated Abstract

Coagulation tests using an automated analyzer are popular, but sample processing capacity could decrease when multiple items with different measurement principles are simultaneously measured. Recently, the automated coagulation analyzer “STACIA CN10” has been developed. STACIA CN10 shows improved sample processing capacity through the use of a measuring table independent of each measurement principle. Therefore, we evaluated the sample processing capacity of STACIA CN10. The total assay time for 50 samples was 62 min 58 s with STACIA CN10, which was about 20 min shorter than that (82 min 59 s) with CS-5100. On the other hand, the assay time of each sample was about 3 min 30 s longer on average than that with CS-5100. Therefore, we investigated the sampling interval of both analyzers, and the results showed that the sampling interval of STACIA CN10 was about 30 s shorter on average than that of CS-5100. From these results, it is considered that STACIA CN10 shortened the sampling interval independent of the measuring table and improved the sample processing capacity in the case of continuous measurements of multiple items. STACIA CN10 has better sample processing capacity than CS-5100 and is considered to be useful for routine examinations.

I　 はじめに

凝固検査は，出血性疾患や血栓性疾患の診断や手術前スクリーニングに有用である¹⁾。一部の検査項目は，診療前検査への導入が進んでいることや，大量出血時における適切な治療の重要な指標となるため，24時間体制の迅速な結果報告が望まれている^2),3)。

現在，凝固検査は，全自動凝固検査機器による測定が普及しているが，凝固時間法を原理とするプロトロンビン時間（prothrombin time; PT）や活性化部分トロンボプラスチン時間（activated partial thromboplastin time; APTT），免疫比濁法を原理とするフィブリン・フィブリノゲン分解産物（fibrin/fibrinogen degradation products; FDP）やDダイマー（D-dimer; DD），合成基質法を原理とするアンチトロンビン（antithrombin; AT）など，測定原理が異なる多項目を同時に測定することで，全体としての検体処理能力が低下し，結果報告が遅れるという問題があった⁴⁾。

この問題を解決するために，PT，APTTやフィブリノゲン（fibrinogen; Fbg）を測定する「凝固テーブル」と，AT，FDPやDDを測定する「LPIAテーブル」を独立させ，多項目を組み合わせても検体処理速度を低下させずに測定可能な全自動血液凝固検査システム「STACIA CN10」（株式会社LSIメディエンス，以下CN10）が開発された⁵⁾。そこで，従来機器と検体処理能力を比較検討した。

II　 対象および方法

1． 対象

札幌医科大学附属病院における，入院および外来患者の3.2%クエン酸ナトリウム加血漿を用いた。なお，本研究は札幌医科大学臨床研究審査委員会の承認を得て実施した（整理番号：312-190，312-1200）。

2． 測定機器および試薬

検討機器はCN10を用い，対照機器は全自動血液凝固測定装置「CS-5100」（シスメックス株式会社，以下CS）を用いた。測定試薬をTable 1に，測定パラメーターをTable 2に示す。

Table 1 Measurement reagents of STACIA CN10 and CS-5100

	STACIA CN10	CS-5100
PT	Coag Genesis PT (LSI Medience)	Thromborel® S (Sysmex)
APTT	Coag Genesis APTT (LSI Medience)	Thrombocheck APTT-SLA (Sysmex)
Fbg	Coag Genesis Fbg (LSI Medience)	Thrombocheck Fib(L) (Sysmex)
AT	Chromorate ATIII(C)II (LSI Medience)	L system·ATIII (Sysmex)
FDP	LPIA FDP-P (LSI Medience)	Same as on the left
DD	LPIA Genesis D-dimer (LSI Medience)	Same as on the left

Table 2 Measurement parameter of STACIA CN10 and CS-5100

	Analyzer	Sample volume (μL)	Pre heating time (sec)	Volume of Reagent 1 (μL)	Heating time (sec)	Volume of Reagent 2 (μL)	Detection time (sec)	Total assay time (sec)
PT	CN10	50	210	100			30~360※2	240~570
	CS	50	180	100			170	350
APTT	CN10	50		50	210	50	30~360※2	240~570
	CS	50		50	120	50	180	300
Fbg	CN10	10※1			210	50	210	420
	CS	10※1			180	50	100	280
AT	CN10	3.2		177	240	29	360	600
	CS	10※1		100	180	50	100	280
FDP	CN10	5.5		100	240	55	360	600
	CS	5※1	20	70	210	70	140	370
DD	CN10	5.5		100	240	55	360	600
	CS	6※1	20	75	150	75	140	310

※1: Sample is diluted in buffer solutions.

※2: Detection time of PT and APTT using CN10 is different for each sample.

3． 方法

PT，APTT，Fbg，AT，FDP，DDの6つの凝固検査項目を不作為に50件，CN10およびCSにおいて同一オーダーを作成後，測定を開始してからすべての測定結果が算出されるまでの時間を比較した。実際の測定に合わせて，機器に検体ラックを架設した時間を開始時刻とした。さらに，1検体当たりの測定時間（検体サンプリングの開始から測定結果が算出されるまでの時間），FDPとDDの測定時間，PTとAPTTの測定時間，検体間のサンプリング間隔を両者で比較した。依頼内容はPTが28テスト，APTTが28テスト，Fbgが27テスト，ATが27テスト，FDPが27テスト，DDが26テストで，計163テストとした（Table 3）。

Table 3 Measuring items of 50 samples

Sample No.	PT	APTT	Fbg	AT	FDP	DD
1	○
2		○
3			○
4				○
5						○
6					○
7	○	○	○	○	○	○
8	○	○	○
9		○	○	○
10			○	○		○
11			○		○	○
12		○		○		○
13	○	○
14	○				○
15		○	○
16			○	○
17				○		○
18					○	○
19		○				○
20			○		○
21		○		○	○	○
22	○	○	○	○
23			○	○	○	○
24			○	○		○
25	○	○	○	○	○	○
26	○			○	○	○
27	○	○	○	○	○
28	○	○				○
29	○	○			○
30	○				○	○
31	○				○
32		○
33		○	○	○	○	○
34	○	○		○		○
35	○	○	○	○	○
36			○		○
37	○	○	○	○	○	○
38	○	○	○	○	○	○
39	○	○	○	○	○	○
40	○	○	○
41	○	○
42		○		○	○
43	○		○			○
44	○	○		○	○
45	○		○		○	○
46	○	○	○	○	○	○
47	○		○	○	○
48	○	○		○	○	○
49	○		○	○	○	○
50	○	○	○	○		○

III　 結果

1． 50検体の測定時間

CN10は62分58秒，CSは82分59秒であり，CN10で約20分早く測定結果が算出された（Figure 1）。

Figure 1 Total assay time of 50 samples

Bar is assay time from sampling to result report for each sample.

2． 1検体当たりの測定時間

1検体当たりの測定時間は，CN10では平均9分46秒（最短4分24秒，最長11分21秒），CSでは平均6分24秒（最短2分34秒，最長7分51秒）と，CSのほうが短時間であった（Figure 2）。

Figure 2 Assay time of each sample and number of measuring items

3． FDP，DDの測定時間

FDP，DDを単項目で測定した検体の測定時間を比較したところ，CN10の測定時間はCSの1.5～2倍であった（Table 4）。

Table 4 Assay time of FDP and DD

Sample No.	Assay time
	CN10	CS
5	9 min 50 sec	4 min 58 sec
6	9 min 49 sec	6 min 22 sec

4． PT，APTTの測定時間

不作為に依頼した50検体の中で，PT単独，APTT単独またはPTとAPTTの2項目のみの測定をした5検体の測定時間を比較したところ，CN10では平均4分49秒（最短4分24秒，最長4分56秒），CSでは平均6分17秒（最短5分52秒，最長6分31秒）であり，CN10で平均1分28秒早く測定が終了していた（Table 5）。

Table 5 Assay time of PT and APTT

Sample No.	Assay time
	CN10	CS
1	4 min 24 sec	6 min 1 sec
2	4 min 54 sec	5 min 52 sec
13	4 min 55 sec	6 min 31 sec
32	4 min 54 sec	6 min 31 sec
41	4 min 56 sec	6 min 28 sec
Mean	4 min 49 sec	6 min 17 sec

5． 検体間のサンプリング間隔

検体サンプリングを行ってから，次の検体サンプリングが行われるまでの検体サンプリング間隔は，CN10が平均60秒（最短15秒，最長240秒），CSが平均91秒（最短9秒，最長198秒）と，CN10のほうが短かった（Figure 3）。

Figure 3 Sampling interval and number of measuring items

IV　 考察

今回我々は，CN10の検体処理能力をCSと比較検討した。その結果，50検体の測定時間はCN10で約20分短かった。しかし，1検体当たりの平均測定時間では，測定パラメーターが影響し，CN10で約3分30秒長い結果となった。各試薬の測定パラメーターの反応時間および測定時間を比較すると，PTとAPTT以外の4項目でCN10のほうが長かった（Table 2）。同一試薬であるFDPおよびDDにおいても，CN10はCSの約2倍の時間を要するパラメーターであり，実際にFDPとDDを単項目で測定した検体No. 5とNo. 6のCN10の測定時間は，CSの1.5～2倍であった（Table 4）。

一方，PTとAPTTの測定時間に関しては，CN10の方が短時間であった（Table 5）。PT，APTTの測定は，CSではいずれの検体においてもパラメーターの時間通りに測光が行われるが，CN10では反応曲線から凝固点を算出した時点で測光を終了する。今回の検討に用いた検体は，PT，APTTともに正常値に近いものであった為，CN10の測定時間が短くなった。PT，APTTの測光が360秒となる異常値の検体を用いた場合は，CN10でのPT単独やAPTT単独，PTとAPTTの2項目のみの検体の結果算出時間は延長する。しかし，測定時間が600秒（Table 2）のAT，FDPやDDを含む多項目測定の検体については，PTやAPTTの測定時間に左右されない為，結果算出時間が延長することはないと考えられた。

50検体の測定時間の詳細を確認すると，21件目まではCSの方が早く測定が終了していた。22件目以降はCN10で早く測定が終了し，最終的には約20分も短縮していた。1検体当たりの測定時間はCN10の方が長いのにも関わらず，このような結果となった理由として，まず検出部数の違いが考えられた。CSの検出部は，加温部と測光部が分かれており，計56孔（加温部36孔，測光部20孔）である。一方CN10は，加温から測光までのすべての反応を検出部で行い，その検出部の数は計61孔（凝固テーブル20孔，LPIAテーブル41孔）で，CSよりも5孔多い。機器の仕様が異なるため単純な比較はできないが，この検出部数の差がある程度の測定時間の短縮につながっている可能性も考えられた。加えて，CN10の特徴である独立した凝固テーブルとLPIAテーブルにより，多項目測定の場合でも検体のサンプリング間隔をある程度一定に保てることが大きく寄与していると考えられた。実際，検体サンプリング間隔は，CN10が平均30秒程度短く，特に，項目数が多い検体において，検体サンプリング間隔の延長程度がCSより抑えられていた（Figure 3）。CN10において，No. 31とNo. 32の検体サンプリング間隔が240秒と突出して延長していたのは，反応キュベットが搬送部で一時的に詰まった為であり，約120秒の遅延が発生した。これを除くと，CN10の検体サンプリング間隔は最長でも105秒であり，CSの最長198秒と比較すると，安定した測定が可能であると考えられた。

CN10の今後の課題としては，反応キュベットの安定した供給と機器に検体を架設後，測定開始ボタンを押してから測定が開始されるまでのイニシャライズ時間の短縮が挙げられる。反応キュベットの詰まりについては本検討中に数回経験しており，改良が望まれる。また，CN10のイニシャライズ時間は約3分であり，CSの約40秒⁶⁾と比較すると顕著に長い。PT単独の検体を1件のみ測定した場合，イニシャライズ時間を含め，CN10では最短7分，CSでは6分30秒と推察され，単項目かつ1検体のみ測定する場合にはCN10の方が時間を要すると考えられた。

本検討は，不作為に50件の検査依頼を作成し検討している為，依頼項目や検体数を変えて検討を行うと，若干結果が変動する可能性がある。1例としてCSは，PTとAPTTの組み合わせで測定した場合1時間で150検体（300 test/h）の測定が可能である⁷⁾。しかし，CN10は240 test/hであり，同じ原理の項目を連続測定する場合は，CSの処理能力がCN10を上回る場合もあると考えられた。また，依頼項目や検体数が増加してもCN10はほぼ一定間隔で結果を算出することができるが，CSは結果算出が遅延したことから，今回の検討よりも依頼項目や検体数が増加した場合は，両者の差を広げると推察された。

V　 結語

CN10は，凝固テーブルとLPIAテーブルを独立させたことで，検体サンプリング間隔を短縮させ，多項目および多検体測定を効率化させた。キュベット供給の安定化やイニシャライズ時間の短縮などの課題はあるが，緊急検査や診療前検査などの迅速性を求められる場面，また大規模病院や検査センターなどの多量の検体処理を必要とされる施設で，特に有用な機器であると考えられた。

COI開示

本論文に関連し，開示すべきCOI 状態にある企業等はありません。

文献

• 1)   桑島  実：「40．出血性疾患」，診療群別臨床検査のガイドライン2003～医療の標準化に向けて～，167–171，日本臨床検査医学会（編），宇宙堂八木書店，東京，2003.
• 2)   渡辺  愉美，他：「緊急凝固検査迅速化を目的とした検体遠心条件の検討」，臨床病理，2012; 60: 1035–1039.
• 3)   Chandler  WL et al.: “Development of a rapid emergency hemorrhage panel,” TRANSFUSION, 2010; 50: 2547–2552.
• 4)   勢井  伸幸，他：「Turn around Time（TAT）を考慮した全自動凝固装置の検討」，医学検査，2019; 68: 138–143.
• 5)   門脇  淳，他：「全自動血液凝固検査システムSTACIA CN10におけるコアグジェネシスAPTTの基本性能の評価と従来試薬との比較」，日本検査血液学会雑誌，2020; 21: 162–169.
• 6)   佐藤  絢子，他：「全自動血液凝固測定装置CS-5100の導入による新たな凝固検査システムの検討」，日本臨床検査自動化学会会誌，2015; 40: 27–32.
• 7)   Lawrie  AS，他：「マルチウェーブ検出方式を搭載した高速処理全自動血液凝固測定装置CS-5100の評価」，Sysmex Journal, 2011; 21: 1–9.