预产期(EDD)是通常情况下可以预期的大约的出生日期。在实 践中，对人类来说，只有5％的出生实际发生在预产期，但是大约有90％ 发生在预产期前后10天的时期内。因为有许多因素、包括临床的和非 临床的因素依赖于预产期(例如安排与产科医师的会面、决定引产等)， 预产期是非常重要的。
目前，常规使用两种方法来确定预产期。最简单的是“LMP”(或 “最后月经期”)方法。这需要知道妇女的最后一次月经期的日期。 在LMP方法中，预产期可以通过将最后一次月经期的流血的第一天和 (a)加上7天并减去3个日历月(并进一年)、或(b)加上280天(10 个28天的太阴月)来确定。两种计算的结果基本上是相同的，尽管因 为日历月有不同的天数从而使得准确的结果可能有一天或两天的差 别。
确定预产期的LMP方法具有技术上简单的优点。但是，它可能不 总是可靠的(例如，当妇女不能准确回忆起她的最近一次经期的日期， 或她的周期高度不规则时)。在LMP方法可能不适合的情况下作为替 代方法、或用来证实LMP方法确定的预产期时，可以进行超声扫描。 胎儿的大小可以用来确定预产期。但是，如果扫描在怀孕第13周之后 进行，通过超声检查确定的预产期的准确性就极大地降低了。此外， 通过超声检查确定预产期需要熟练的医师并使用昂贵和笨重的设备。 提供可以简单进行的准确的确定预产期的方法将是有优势的。
根据本发明人的了解，迄今尚未提出可以在测量激素的基础上确 定预产期。
发明简述
在实施方案中，确定胚胎着床的估计日期的方法可以包括对来自 怀孕人类女性受试者的体液样品进行化验，以便获得表明了样品中人 类绒毛膜促性腺激素(hCG)的浓度的数据，并且从hCG的浓度数据 计算出着床的估计日期。
在实施方案中，确定胚胎着床的估计日期的装置可以包括对hCG 浓度数据作出反应的数据处理器以计算估计的着床日期。
体液样品可以是其中存在具有代表性水平的hCG的任何体液(例 如血液、血浆、血清)。优选的体液是尿液。对于本技术领域的专业 技术人员来说，测定尿液中hCG浓度的方法是众所周知的。
附图简述
现在，将伴随着说明性的实施例并参考随附的图对主题内容进行 进一步描述，其中：
图1和2是显示了尿液中hCG浓度(单位为mIU/ml)对时间(着 床后的天数)的图；以及
图3显示了适合用于执行本发明公开的方法的电子测试结果读取 装置的透视图。
发明详述
本公开的方法可以包括体液样品中hCG浓度的测定。hCG浓度可 以以相对的方式测定(例如与参考值或阈值相比)，但是更优选的是 以绝对的方式测定hCG的浓度(例如通过测量每毫升体液样品中hCG 的mIU数)。
现有的分析体液样品中hCG的方法包括免疫学技术(即，使用与 hCG特异性结合的免疫球蛋白、特别是单克隆抗体)，这样的技术可 以方便地与本文公开的装置和方法一起使用。特别优选的是使用可以 由妇女自己在家中进行的、或者可以由全科医生简单地进行、而不需 求助于实验室设备或分析的测试技术。从这一点来说，横流分析装置 是特别有用的，既便宜又使用简单。
现有许多横流分析装置适合于测量尿液中的hCG，因为它们构成 了大多数家用怀孕测试试剂盒的基础。这样的装置的例子在EP 0291194中有公开。
但是，总的来说，这些装置还不是非常理想地适合于使用在本公 开的方法中，因为它们仅仅提供了定性的测试结果(即“怀孕”或“未 怀孕”)，而定量的结果是优选的。尽管从几十年前就已经知道hCG 的浓度在怀孕早期急剧地增加(因此可以作为怀孕的可靠的诊断指 标)，但是从未提出过hCG的浓度可以用来计算受精的估计日期和/ 或预产期。
典型的家用怀孕测试试剂盒包括了使用浸棒(dipstick)横流装置， 其上浸渗有标记的hCG特异性免疫试剂，导致它在存在含有hCG的样 品的情况下可以在测试结果区发生积累。标记物一般是直接标记物， 例如有色的珠子或胶体金。用户目视检查装置是必需的，用户必需根 据测试区域中积累的标记物的量来解释测试结果。
一种类型的hCG分析装置提供有相应的读数器(可以从Unipath Limited，Bedford，UK购买到的CLEARBLUE EASY数字怀孕测试装 置)，其中含有可以检测和测量积累的标记物的量的光学测量系统。 分析读数装置可以含有显示测试结果的液晶显示(LCD)窗。这样的 分析装置/测试结果读数器组合经过适当的编程，可以用于本公开的方 法。
本公开的方法可以从在单独的一天获得的体液的单一样品的hCG 浓度的测定值计算出预产期和/或估计的受精日期。但是，如果需要的 话，可以测定在两天或更多天时从受试者获得的样品中的hCG浓度。 测定在两天或三天获得的样品中的hCG浓度，在某种程度上能够增加 预测的准确性，而测定在四天获得的样品中的hCG浓度可以在准确性 方面提供更显著的进步。在其中的体液样品在多天获得的实施方案中， 每次样品可以在每天的大约相同的时间(例如+/-1小时)采得，以减少 样品成分的变化。例如，在取样的体液是尿液时，每天对早晨尿液样 品进行hCG测试是有利的，以便减少由于尿液产出量的差别所引起的 变化。如果测试多个样品(在不同天获得)，可以在连续的天中采样， 此外，也可以在取样日之间间隔一天或多天，只要最后的取样日在总 的测试窗之内就行。
激素的浓度被用于估计胚胎着床于子宫的日期。预产期和估计的 受精日期可以从估计的着床日期计算出来。着床日期的估算是通过考 虑了hCG水平，并结合凭经验确定的方程式来确定激素浓度开始升高 的日期。该天被取作估计的着床日期。
特别令人吃惊的发现是一个hCG浓度数据点就足以相当准确地确 定着床日期，特别是如果样品是在怀孕早期取得的话(最多在着床后 大约15天)。
两个样品点可以提高准确性(例如减少了测试系统中的校正误 差)，特别是如果样品点被至少48小时的间隔隔开时。有利的情况是， 如果仅使用两个样品点，样品在隔开至少5天取得，方便的话隔开至 少6或7天(例如一个样品在着床后大约15天，而另一个样品在着床 后大约22天)。
通过取至少3个或至少4个样品可以进一步提高准确性。样品可 以在连续的天中取得，但是在至少两次取样之间也可以有至少大约48 小时的时间间隔。样品可以在规则的或不规则的时间间隔获取，但是 每个(或至少绝大部分)应该在一天的大约同样的时间取得。例如， 样品可以在着床后第10、15、20和25天取得，或可以在着床后第15、 17、24和26天取得。但是，在头脑中应该保持的是，在确定预产期和 /或估计的受精日期中，最高的准确性并不总是必需的，在大多数情况 下，基于仅仅一个或两个数据点的计算可能就足够了。
正如前面提到的那样，测定hCG浓度的免疫学技术是特别优选的。 免疫试剂的性质不是通用的，例如，不同hCG特异性的抗体具有不同 的结合亲和性。因此，将本公开的方法规定为参考任何具体的算法是 不适合的，但是，在本公开的帮助下，本领域的专业技术人员将能够 容易地根据例如所用的抗体或其它试剂、标记物、检测/测量系统等， 为所需的具体分析测试系统确定适合的算法。
怀孕早期，在血清和尿液样品中hCG的水平呈指数增加。对大量 怀孕妇女样本尿液中hCG浓度的研究显示出，尽管排卵后特定日的 hCG浓度在个体之间变化很大(这是可以预期的)，有些令人吃惊的 是，一旦hCG高于背景，可以发现不同样品间hCG的值作为从第一次 高于背景开始的时间的函数，通常是一致的。因此，hCG浓度可以被 用来反推以提供测试样品中第一次出现hCG高于背景的估计日期，该 日期接近对应于着床日期，这又反过来允许确定预产期和/或估计的受 精日期(受精一般发生在着床前7天，+/-2天；预产期可以被确定为 着床日期加37周)。
着床后hCG浓度的指数增加持续大约另外4或5周，之后hCG 浓度趋于平稳，因此在该时间阶段之外进行的hCG测量不能用于准确 地测定估计的着床日期。
因此，一次或(优选)多次hCG浓度测试可以在妇女的最后一次 经期后大约8周内、或大约7周内、或大约6周内进行，与确定预产 期的LMP方法不同，不需要妇女回忆起她的最后一次经期的准确日期。
本公开的方法因为是基于生理学数据，因此可以提供比LMP方法 提供的更准确的预产期。与超声扫描方法不同，本方法可以非常容易 地进行，不需要使用昂贵的设备，不需要高度的技巧和训练，可以由 孕妇本人、其他人或保健专业人员进行，不需要有经验的超声波检查 医师。
本方法可以适合于在广泛的数值范围内准确测量hCG浓度，因为 hCG浓度在短时期内升高得很快，从着床时的0mIU/ml到着床后大约 2周时的大约1000rnIU/ml(尿液中)。如果需要，可以使用一种特殊 的测量技术在着床后短时间内进行hCG测试，然后可以使用不同的测 量技术进行随后的hCG测试。但是，优选使用适合于在最后一次经期 后多达6到8周的相应测试窗期间的任何时间进行适于hCG测量的单 一的技术。可以用于hCG浓度测量的技术包括HPLC、Western杂交、 SDS-PAGE、酶或荧光免疫分析，但是，正如前面提到的那样，优选的 测量技术使用，免疫层析横流类型的装置，它既便宜又灵敏，且易于使 用。
另一方面，公开了用于确定预产期和/或估计的受精日期的装置。 该装置一般来说适合并被调适为用于前面定义的方法。更具体来说， 用于确定孕妇中出现胚胎的预产期和/或估计的着床日期和/或受精日 期的装置可以包含数据处理器，以按照编程在装置中的适当的算法处 理hCG浓度数据，以便确定估计的着床日期和/或预产期和/或估计的受 精日期。hCG浓度数据可以通过例如从用户界面如键盘输入数据来提 供给装置。此外，装置可以含有测量从妇女获得的体液样品中的hCG 浓度的系统，以便提供hCG浓度数据，然后可以直接被数据处理器处 理，而不需要由用户输入数据。示例性的系统在例如2003年12月19 日提交的美国专利申请Ser.No.10/741,416(US 2005-0037510 A1)， 2003年12月19日提交的美国专利申请Ser.No.10/742,459(US 2005-0037511 A1)和2004年4月1日提交的美国专利申请Ser.No. 10/816,216(US 2005-0036148 A1)中有公开。
装置还可以包含显示器以显示测定的预产期和/或估计的着床日 期和/或估计的受精日期。显示器可以包括电子字母数字显示器例如液 晶显示器。装置可以包含数据输出元件，用于向设备的某些其它部件 输出测定的预产期和/或估计的受精日期，例如提供有单独的显示器的 个人计算机。
在优选实施方案中，装置可以采取试剂盒的形式，包含有电子测 试结果读取装置(类似于可以从Unipath Limited，Bedford，UK购买的 CLEARBLUE EASY数字怀孕测试装置)，以与一次性横流分析测试 棒一起使用。测试棒本身将与妇女的尿液样品相接触，然后插入到电 子结果读取装置中，该读取装置典型地将使用光学系统测量在测试棒 测试区域中积累的标记物的量(例如透射率或反射率读数以测量相应 的从测试区域透射或反射的光的量，而这个量又反过来依赖于测试区 域中沉积的标记物的量)。读取装置可以包含数据处理器，它将根据 测量值确定样品中hCG的浓度，并根据装置中编程的算法处理hCG浓 度数据，从而获得预产期和/或估计的受精日期(可以方便地通过作为 中间步骤确定估计的着床日期获得)。
有利的是数据处理器将含有微处理器。如果装置以在多天进行 hCG测试的方式使用，对于读取装置来说，含有某种日历(优选为电 子形式的日历)和数据储存装置以储存先前的hCG测试结果，将是合 乎需要的。读取装置优选也将含有整合的电源，例如纽扣式锂电池或 其它电池，也可能是太阳能装置例如光伏电池。
与测试结果读取装置一起使用的测试棒一般来说可以是常规的。 但是，正如前面提到的那样，hCG测试方法优选能够在较宽的不同hCG 浓度范围内提供准确的结果。常规的hCG特异性测试棒一般没有被构 建成提供这种可能性，因为在怀孕测试中只需要定性的结果。
这个问题的一种解决方法是提供大量不同的测试棒，称为例如 “低”、“中”和“高”测试棒；“低”测试棒用于在着床后不久进 行测试，用于hCG浓度范围为10-100mIU/ml；“中”测试棒用于hCG 浓度范围为100-1,000 mIU/ml，“高”测试棒用于接近测试窗的末期， hCG浓度范围为1,000-10,000+mIU/ml。
另一种并且是优选的解决方法是提供修改过的单一测试棒，以便 能够在较宽的hCG浓度值范围内提供准确的结果。一种对常规测试棒 进行修改以扩展它能够提供的准确定量结果的范围的方法，是提供多 个测试区域，例如“低”、“中”和“高”区域，分别对应于上面指 出的浓度范围。
作为说明，单一的测试棒可以提供有固定化的捕获试剂，沉积在 三个分离的测试区域中：当hCG浓度低时(着床后不久)，基本上所 有的hCG都将被捕获(直接或间接地)在最上游的“低”测试区域中。 含有较高浓度hCG的较晚的样品，将趋于饱和“低”测试区，因此大 量的hCG将被捕获在“中”测试区域中。在测试窗中更晚期、当样品 含有更高浓度的hCG时，“中”测试区域也将变得饱和，而大量的hCG 将被捕获在“高”测试区域中。读取装置将被编程以辨别不同的区域， 例如根据位置/空间，从而确定hCG浓度的准确结果。
尽管上面的描述涉及的是三个测试区域的使用，但同样也能够使 用含有例如两个或四个hCG浓度测试区域的测试棒，而事实上，含有 两个测试区域的测试棒由于制作和使用更简单和便宜，可能是更优选 的。
在某些实施方案中，其它方面也可以包括测量体液样品中的促黄 体生成激素(LH)(优选为尿液中的LH)。频繁地测量LH可以便于 检测刚好在排卵前发生的LH的“高涨”。关于发生排卵的知识可以使 用户能够估计何时可能发生着床(大约7天之后)，从而估计出何时 开始测试hCG。测试尿液LH浓度的方法对于本领域的专业技术人员来 说也是众所周知的，方便的方法也包括使用横流免疫层析装置(例如 在EP 0291194中公开的那些)。因此，在一个实施方案中，试剂盒可 以包含一个或多个用于测量体液样品中的hCG的测试棒；一个或多个 用于测量体液样品中的LH的测试棒；装备有适当编程的数据处理器和 显示器的测试结果读取装置；能够检测从体液样品获得的LH测试结果 中的LH高涨、并从中计算出开始测试样品的hCG浓度的hCG测试起 始日期、并通过显示器向用户指出hCG测试起始日期的读取装置；其 中的读取装置也被编程，以确定和显示从hCG浓度数据推演出的预产 期和/或估计的受精日期。
试剂盒可以提供有一种以上类型的测试棒，例如两种测试棒：一 种用于测试LH；第二种用于测试hCG。此外，试剂盒也可以提供有可 用于同时测定LH和hCG浓度的单一类型的测试棒(例如从加到测试 棒上的单一尿液样品测定)。
本公开的方法和装置可用于多种用途。例如，焦急期待的母亲可 以在怀孕早期通过测量hCG和计算预产期再次确证怀孕的正常进行。 这对于经历第一次怀孕或经历过反复的流产的妇女来说是特别适用 的。在某些情况下，确定估计的受精日期可以帮助鉴定可能的父亲。 此外，异常的hCG浓度数据可以用于获得可能的问题(例如宫外孕、 流产)或多次受精的早期指示。
为了避免不确定，在此明确说明，只要上下文允许，任何被描述 为“优选的”、“有利的”、“所希望的”或用类似术语描述的特点 在本发明中可以单独使用，也可以与任何其他特点或这样描述的特点 组合使用。
术语“包含”、“含有”、“包括”、“具有”以兼容开放的意 义使用，意味着可以包含其它的元素。本文使用的术语“例如”是非 限制性的，仅仅是为了说明的目的。“包括”和“包括但不限于”可 以互换使用。
实施例
实施例1
作为对女性生殖周期过程中不同激素浓度变化进行的较大的研究 的一部分，从一组女性志愿者收集到样品。每天收集早晨的尿样，使 用标准的免疫学分析技术对它们进行分析，以获得多种被分析物、包 括尿液中hCG、LH、促卵泡激素(FSH)等的浓度值。随后对数据的 分析显示出，在那些在研究过程中怀孕的妇女中，正如预期，尿液的 hCG浓度快速增加。但是，令人吃惊的是，本发明人发现激素浓度对 时间作的图可以沿时间轴平移并使其几乎完全重叠。也就是说，不同 个体之间hCG增加的进程没有很大变化，不同个体之间的差别在很大 程度上是由于hCG浓度开始升高的时间不同。这种升高开始发生的时 间被取作胚胎在子宫着床的估计时间。典型的结果显示在图1中，它 是hCG浓度(单位为mIU/ml)的对数对时间(着床后的天数)的图。 可以看到各个数据点簇近似于从经验获得的回归曲线。
图2显示了同样的数据，以尿液的hCG浓度(单位为mIU/ml) 的对数对时间(着床后的天数)作图，但是从怀孕开始持续了较长的 时间。该图显示出在着床后大约25天后，hCG浓度增加的速度与较早 表现出的指数增加速度相比明显降低，到着床后大约35天时达到平台， 从而使本公开的方法不再能够可靠地使用，因为这时将不可能准确地 确定着床日期以及预产期或估计的受精日期。
实施例2
根据数据，本发明人能够推导出许多算法，可以用于根据测量的 hCG浓度值估计着床日期。使用图1中显示的数据可以推导出下面的 方程：
logh＝a(t-t0)0.33-1.86    (方程1)
其中h是样品中hCG的浓度，以mIU/ml表示，t-t0是测量日期和 着床日期之间的天数，a是系数(在本情况中是1.99)。
根据图2中显示的使用稍微有些不同的hCG分析技术获得的数 据，a的值被发现是2.15。参数a的值反映出了所用的分析系统的特点， 一般依赖于所用的具体的检测技术(例如特定的抗体)和/或被检测的 hCG的具体形式。因此，选择的系统应该用已知的标准品(例如从根 据排卵日期准确知道妊娠阶段的怀孕女性获得的样品)进行校正。对 于本文描述的分析系统来说，参数a的值可以在大约1.8到大约2.3的 范围内，更具体来说在大约1.91到大约2.23之间，更具体在大约1.99 到大约2.15的范围内。本文报告的测量是从夹心式分析方法、利用识 别hCG的和链的抗体、使用来自Perkin Elmer的DELFIA分析系 统获得的。值1.99是使用Unipath的抗体克隆3299和3478获得的。 值2.15是使用Perkin Elmer的抗体获得的。
据此，给定了hCG浓度的单一测量值，根据方程计算出从着床起 所过去的时间(单位为天)
$t-t_0=\frac{{(\log h+1.86)}^{3.0}}{a}$(方程2)
然后可以通过从取样或测量样品的日期中减去t-t0的天数计算出 估计的着床日期。
从计算的着床日期，通过加上大约37周或大约259天可以确定出 预产期。受精日期通过从着床日期减去5到9天、优选7天(+/-2天) 估计出来。受精日期可以被报告为计算的着床日期前的第7天，误差 范围+/-2天。或者，受精日期也可以报告为计算的着床日期前的5到9 天的范围内，或报告为这些日期之一。
实施例3
在计算着床日期中，导致不确定性的一个原因是参数“a”的值在 不同的人之间有变化(尽管可能比在本发明之前预测的误差小)。误 差的另一个原因是尿液中hCG的浓度在任何给定的一天中在平均值附 近随机波动。本发明人研究了是否可以通过使用多次hCG浓度测定(例 如测量两次，间隔7天)来减小这些误差的原因。
通过使用在不同的两天获得的不同的log(hCG)值直接解方程2来 估计参数a和t0的尝试没有成功，因为对值(log(hCG)-1.86)取立方使误 差放大了。由于log(hCG)的微小波动导致的对a值估算的小量误差， 可以引起对t0估算的大的误差。但是，下面的方法似乎能够令人满意 地工作。
根据方程1，log(hCG)-时间曲线的斜率是
$\frac{d\left[\log h\right]}{\mathrm{dt}}={0.33a(t-t_0)}^{-0.67}$(方程3)
解方程2求a，并将a的表达式代入方程3，得到：
${t-t}_0=\frac{\log h+1.86}{3\frac{d\left[\log h\right]}{\mathrm{dt}}}$(方程4)
如果两个值差n天测量，t1是第一次测量的时间，0.5log(h1h2)表示 两个测量值对数的平均值，log(h2/h1)表示两个测量值对数的差，那么
$t_1-t_0+n/2\approx \frac{0.5\log \left(h_1{h}_2\right)+1.86}{3\log (h_2/h_1)/n}$(方程5)
或
$t_0\approx n/2+t_1-\frac{0.5\log \left(h_1{h}_2\right)+1.86}{3\log (h_2/h_2)/n}$(方程6)
如果进行3次或以上的测量，那么可以对方程2实行标准的回归 方法(例如最小二乘方，特别是单形或非线性二乘方)，以便在预计 值范围的基础上，不用预先假定除此约束条件之外的a值，就可以获得 t0值。如果a的估算值落在预计范围之外，或给出了无意义的t0值(例 如身体上不可能的时间或受试者已知不会怀孕的时间)，那么算法可 以提示进行进一步的测量以提高估计的准确性，或可以警告需要调查 可能的怀孕的并发症。
实施例4
本文公开的适合于用于本公开的方法的装置采取试剂盒的形式， 包括了电子的、电池供电的测试结果读取装置，以及多个(典型为3 或4个)用于测量尿液样品中hCG浓度的测试棒。测试结果读取装置 非常类似于可以从Unipath Limited(Bedford，UK)购买到的 CLEARBLUE EASY数字读取装置，它显示在图3中。
读取装置包含了用合成塑料材料制成的不透明的外壳2。在外壳2 的一端有可以插入测试棒4的孔眼。提供有各种指导和定位帮助器， 以便测试棒4可以相对于读取装置放置在准确的位置上。读取装置还 包括：弹出按键6，激活它将导致测试棒4(在读取时)从读取装置中 弹出；LCD视窗8，可用于显示信息和通知。测试棒被提供有可拆卸 的帽10。
在不透明的外壳2内部、因此在图3中无法看见，是对测试棒进 行光学测量(例如透射或反射读数)的光学系统。在2004年4月1日 提交的美国专利申请Ser.No.10/816,216 (US 2005-0036148 A1)中描述 了一些示例性的光学系统。光学测量一般依赖于测试棒上一个或多个 测试区域中沉积的标记物的量，它又反过来依赖于施加到测试棒上的 样品中存在的被分析物的浓度。
读取装置还包含了纽扣类型的扁平的锂电池、微处理器和内存装 置。微处理器被编程以从进行的光学测量计算hCG浓度，此外还用适 当的算法另外编程以使用得到的hCG浓度确定着床日期以及最可能的 受精日期和预产期，这两部分信息可以在液晶显示窗口8中显示。
实施例不应以任何方式解释为限制。所有引用的参考文献的内容 在此明确地引为参考。
本申请要求2004年4月20日提交的美国临时专利申请No. 60/563,592的权利和利益，也要求2004年3月5日提交的欧洲专利申 请Ser.No.EP04251289.7的优先权。