WO2017121555A1 - Cartridge for coagulation measurement - Google Patents

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WO2017121555A1
WO2017121555A1 PCT/EP2016/080489 EP2016080489W WO2017121555A1 WO 2017121555 A1 WO2017121555 A1 WO 2017121555A1 EP 2016080489 W EP2016080489 W EP 2016080489W WO 2017121555 A1 WO2017121555 A1 WO 2017121555A1
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cartridge
sample
housing
oscillating
vibrating
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PCT/EP2016/080489
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Jürgen Schulz
Uwe Taborski
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Jürgen Schulz
Uwe Taborski
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    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/56Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving blood clotting factors, e.g. involving thrombin, thromboplastin, fibrinogen

Definitions

  • the present invention relates to a cartridge for insertion into a device for measuring coagulation, comprising a housing in which a sample space is formed for receiving a sample fluid, and a vibration element provided in the housing, one connected to the housing and from there into the housing Sample space projecting elongated, elastically bendable in at least one vibrating direction vibrating portion and arranged at the free end of the vibrating portion and at least one adhesive surface for the sample fluid defining sample contact portion. Furthermore, the present invention relates to a device for measuring coagulation by means of a cartridge according to the invention.
  • coagulation measurement Devices for coagulation measurement (coagulation measurement) are known in the prior art in different configurations and serve to determine the coagulation status of a patient and / or to monitor the extent of a therapeutically desired coagulation inhibition.
  • coagulation measurement devices are used to assess the blood clotting of a patient during medical procedures.
  • a surgical procedure only about 10% of a patient's blood vessels opened during surgery are closed by the surgeon. The remaining 90% of the blood vessels must close themselves by blood coagulation. Accordingly, a medical operation succeeds only with sufficient coagulation ability of the blood of the patient, which must be ensured and brought about if necessary by appropriate medication.
  • the blood coagulation can occur in the contact of the blood with foreign surfaces (exogenous blood coagulation) or in a violation of the blood vessel system in the contact of the blood with tissue thromboplastin (endogenous blood coagulation).
  • exogenous blood coagulation or in a violation of the blood vessel system in the contact of the blood with tissue thromboplastin (endogenous blood coagulation).
  • endogenous blood coagulation In an early stage of the multistage coagulation process (platelet cascade), the platelets become active, thereby expressing platelet receptors and releasing platelet-derived ingredients that may affect or accelerate the further course of blood clotting.
  • a fibrin clot forms from the fibrinogen dissolved in the blood.
  • a fibrin clot already formed in the course of blood coagulation can be brought back into solution (fibrinolysis).
  • a device with a piston and a sample vessel is used to measure blood clotting.
  • the piston is arranged relative to the sample vessel such that it projects into the sample vessel.
  • the piston and / or the sample vessel is associated with a drive unit which moves the piston and the sample vessel relative to each other.
  • a sample fluid from the patient's blood is introduced into the sample vessel, so that the piston is partially immersed in and surrounded by the sample fluid.
  • the drive unit the piston and the sample vessel are moved relative to one another. Nander mostly rotates, wherein the force required for this and exerted by the drive unit force is measured continuously. Because of the shearing forces on the sample fluid due to movement, a natural coagulation process begins which results in a gradually forming cross-linking between the piston and the sample vessel.
  • An alternative, further improved method measures the oscillation amplitude of a vibrating element instead of the driving force (resonance thrombelastography).
  • a corresponding device comprises instead of a piston, a vibrating element, which is associated with an excitation unit.
  • the vibrating element is partially immersed in a sample vessel filled with a sample fluid during the measurement, and is applied by the excitation unit with a periodic force such that it performs a forced vibration.
  • the excitation frequency is just above the natural frequency of the immersed in ungeronnenes sample fluid vibrating element.
  • the shear forces exerted on the sample fluid by the vibrating element trigger the natural coagulation process, whereby a gradually solidifying cross-linking is formed between the vibrating element and the sample vessel.
  • Natural blood coagulation increases forth the strength of the immersed vibrating element and, accordingly, its natural frequency.
  • the amplitude of its vibration increases until it reaches its maximum value at a coincidence (resonance). If the natural frequency of the immersed vibrating element then moves upwards from the excitation frequency, the amplitude of the oscillation decreases again.
  • the ratio between the resonant frequency of the immersed vibrating element and the frequency range within which the vibration of the immersed vibrating element is attenuated by less than 3 dB from the resonant amplitude is referred to as the quality of the immersed vibrating element.
  • This quality which corresponds to the temporal manifestation of the resonance curve in this method, can be influenced by the structural design of the vibrating element and the sample vessel such that with this method an extremely sensitive and precise measurement of blood coagulation and a meaningful representation in the form of a curve are possible ,
  • a cartridge with a sample space formed therein can be used instead of a sample vessel.
  • WO 00/31529 for ultrasound-based measurement of the viscosity of a sample fluid discloses a cartridge having an elongate vibrating element protruding into the sample space.
  • the present invention provides a cartridge of the aforementioned type in which the oscillating section is rod-shaped with a particularly rectangular or circular cross-sectional contour which has a width transversely to the longitudinal direction of the oscillating section and transversely to the at least one oscillating direction of the oscillating section which is to a maximum width of the sample contact portion in a ratio of at most 0.2, preferably at most 0.1.
  • the cartridge comprises a housing in which a sample space is formed, and a vibrating element, which is connected to the housing and can oscillate in the sample space.
  • the vibrating member includes an elongated elastic vibrating portion extending into the sample space from the housing, and a sample contacting portion formed at the free end of the vibrating portion and disposed in the sample space.
  • a rod-shaped oscillating section with a rectangular or even elliptical cross-sectional contour is suitable for a linear oscillation, in which the oscillating element moved exclusively within a plane.
  • a circular cross-sectional contour allows a symmetrical two-dimensional oscillation, in which the oscillating element moves approximately on a conical surface, as in the case of a stirring movement.
  • the oscillating section Transverse to the longitudinal direction of the oscillating section and transversely to the at least one oscillating direction, the oscillating section has a width that is at most one fifth, advantageously at most one tenth, of the corresponding width of the sample contact section.
  • the vibrating portion is very thin relative to the sample contacting portion, which is accompanied with a small damping of the vibrating member in the sample fluid. Due to this design of the vibrating element, therefore, a correspondingly high quality can be achieved.
  • the amount of a sample fluid received in the cartridge is determined when the sample fluid completely fills the sample space.
  • the vibrating element is always surrounded by the same known amount of sample fluid, creating reproducible measuring conditions and error sources are excluded.
  • the sample fluid is also protected against environmental influences. The handling of the cartridge is easily possible even inexperienced persons, since the sample space can be completely filled by means of a conventional syringe easily.
  • the vibrating element surrounded by the unspun sample fluid has a natural frequency which is in a range of 20 Hz to 80 Hz, advantageously between 30 Hz and 50 Hz, more preferably between 35 Hz and 45 Hz, and preferably 38 Hz, and / or a grade ranging from 5 to 45, and preferably at least 20. Natural frequencies in this range correspond particularly well to the natural conditions of the blood circulation in the blood vessels. Grades of 20 or above allow a sensitive and highly accurate measurement of coagulation.
  • the sample contact portion is formed as a particular rectangular plate whose plate length extends in the longitudinal direction of the vibrating portion and its plate width transverse to the longitudinal direction of the vibrating portion and transversely to the at least one vibrating direction, and defines on its major surfaces two opposing adhesive surfaces, wherein the ratio of the plate width to the plate length is at least 1, advantageously at least 2.
  • a plate-shaped sample contact section promotes a flat configuration of the cartridge.
  • a sample contact portion in a rectangular shape is easy to manufacture and provides a large surface area to exert shear forces on the sample fl uid and to promote adhesion of fibrin threads.
  • the sample contact portion is formed as a cylinder, the cylinder axis of which extends in the longitudinal direction of the swing portion and defines the adhesive surface on an outer side of the cylinder barrel, wherein the ratio of the cylinder length to the cylinder diameter is at least 1, preferably at least 2.
  • a cylindrical sample contact section is particularly suitable in combination with a round-rod-shaped oscillating section when the oscillating element moves approximately like a stirring motion on a conical jacket.
  • the oscillating element is formed integrally with the housing.
  • the vibrating element may be cast on the housing when the vibrating element and the housing are made of plastic. This opens up a transition to microchip technology.
  • a holder may be formed on the housing in which a fixing portion of the swinging member, which is formed on the swinging portion of the swinging member, in particular opposite to the sample contact portion, can be fastened or fixed.
  • the holder has a receptacle which is formed corresponding to the mounting portion of the vibrating element and in which the mounting portion of the vibrating element is received and positioned, and clamping means which fix the mounting portion in the receptacle.
  • a holder with recording and clamping means allows easy attachment of the vibrating element to the housing of the cartridge.
  • the receptacle and the clamping means ensure that the oscillating element is always fixed in relation to the housing in a certain position and maintains this position during the measurement.
  • the housing comprises a housing body, in which the sample space and the holder are formed, and a cover closing the sample space and the receptacle, on which at least one clamping element, in particular a clamping projection projecting in the direction of the receptacle, is provided in such a way, in that the attachment portion of the vibrating member is clamped between a bottom of the receptacle and the clamping protrusion when the lid closes the case body, a maximum length of the cartridge being in the range of 20mm to 80mm, advantageously 40mm to 60mm, and preferably 50mm is.
  • Such a housing allows the positioning of the mounting portion of the vibrating element in the receptacle before it is automatically clamped in the holder when closing the housing body with the lid.
  • This is a particularly simple embodiment of a clamping connection, a cost-effective and easy to handle mounting of the vibrating element on the housing allowed.
  • the specified linear expansion of the cartridge facilitates handling of the cartridge under conditions of use.
  • the attachment portion of the vibrating element is plate-shaped and in particular has a rectangular shape.
  • a plate-shaped design of the attachment portion allows a flat design of the cartridge.
  • a mounting portion with a rectangular shape can also be particularly easily positioned in a receptacle of a holder.
  • Such attachment portions are simple and inexpensive to produce, for example, from a steel sheet.
  • an electrically conductive capacitor surface is formed on the sample contact section, which is electrically conductively connected to a contact region provided on an outer side of the housing.
  • Such an electrically-suffering capacitor surface may be used to determine the position of the sample contact portion by a capacitance measurement together with capacitor plates arranged outside the cartridge.
  • the required for connection to the contact surface electrical conductivity of the vibrating element can be made for example by vapor deposition with an electrically conductive material.
  • the sample contact portion comprises magnetizable or magnetic material.
  • a sample contact section can be stimulated to vibrate without contact by a magnetic alternating field and enables a simple and closed construction of the cartridge.
  • the sample contact section comprises steel or consists thereof.
  • Steel is a magnetizable material that in Shape of steel sheet can be used easily and inexpensively for the production of plate-shaped sample contact sections.
  • a plastic coating may be provided on an adhesive surface of the sample contact section, which has better adhesion properties relative to the sample fluid than the material of the surface of the sample contact section. Such a coating promotes the adhesion of the clotting sample fluid.
  • the sample contact portion may be made of plastic and carry a permanent magnet.
  • the sample contact portion is provided with magnetic material in the form of a permanent magnet. But it would also be sufficient to provide magnetizable material.
  • the oscillating element is divided in its longitudinal direction into a plurality of vibrating element sections, wherein the vibrating element sections can be connected or connected to one another, in particular by a plug connection.
  • This structure of a swinging member can simplify the manufacture of the swinging member.
  • the oscillating element sections comprise the oscillating section, the sample contact section and / or in particular the fastening section and are made of different materials. In this way, vibrating elements can be flexibly produced and assembled.
  • the housing preferably has a filling channel which, starting from a filling opening provided in a wall of the housing, enters into the product. benraum extends and a filling channel closure element, in particular a piercing valve is associated.
  • a filling channel provided in the housing connects the outer side of the cartridge with the sample chamber in such a way that sample fluid can be supplied to the sample chamber through it simply by means of a syringe.
  • the housing has an overflow channel, which extends from a provided in a wall of the housing overflow opening into the sample space, wherein the overflow channel an overflow channel closure element, in particular a hydrophobic and / or hydrophilic frit or a gas-permeable membrane is assigned.
  • an overflow channel the air contained in the cartridge can escape when blood is filled through the filling channel in the sample space.
  • the sample fluid is prevented from escaping from the cartridge by the overflow channel closure element.
  • the filling channel and the overflow channel open into opposite regions of the sample space.
  • blood flows into the overflow channel when the sample space is completely filled with blood.
  • Blood exiting the overflow channel may therefore indicate complete filling of the sample space with blood.
  • the overflow channel may advantageously have a particular meander-shaped control section, which is optically accessible from outside through a transparent section of the housing.
  • a particular meander-shaped control section which is optically accessible from outside through a transparent section of the housing.
  • a marking is provided on an outer side of the housing, which is designed in particular as a marking projection which projects outwardly from the housing.
  • a marker may be used by a corresponding coagulation measurement device, for example, to mechanically or otherwise detect the presence of a cartridge and to automatically begin a measurement process when a cartridge is present.
  • the marking together with further cartridge information can contribute to the quality assurance, for example by no longer accepting cartridges whose expiration date is exceeded by the device for coagulation measurement at the time of the measurement.
  • the marking projection may be formed on the mounting portion of the vibrating element, in particular opposite to the vibrating section, and penetrate a passage provided in the housing.
  • a marking projection passing through the housing may be electrically conductively connected to the sample contact section of the oscillating element and serve as the electrical contact region of the cartridge for the capacitive measurement of the position of the sample contact area.
  • the marking projection of the vibrating element at the same time forms the outside contact region of a at the sample contact region provided capacitor area.
  • the marking of the cartridge can take over two functions simultaneously.
  • a reagent is advantageously provided inside the cartridge, in particular as a coating provided on the sample contact section of the vibrating element and / or on an edge surface of the sample chamber and soluble in the sample fluid and / or as a liquid miscible with the sample fluid, which is in one in the housing is formed and contained with the sample chamber associated reagent chamber is provided.
  • Reagents may affect the sample fluid received in the sample space such that measurement of individual clotting functions and / or factors is possible.
  • the reagent is provided in liquid form, preferably as a lyophilisate in a reagent chamber
  • the reagent chamber can be designed, for example, as part of the filling channel such that the sample fluid flows through the reagent chamber during the filling and thereby mixes with the reagent.
  • it is alternatively possible to fill a liquid reagent for example by means of a syringe before or after the sample fluid through the filling opening in the sample space.
  • At least one identification device is provided on an outer surface of the housing, which is designed in particular as a barcode or as an RFID chip.
  • An identification device enables a simple identification of the cartridge provided therewith with regard to an origin of the sample fluid, such as, for example, the identity of a patient and / or reagents provided in the cartridge.
  • a design of the identification device as a barcode allows a simple and inexpensive automatic identification of a cartridge to be measured by a corresponding device for coagulation, in which the cartridge is inserted.
  • the present invention provides a device for measuring coagulation by means of a cartridge according to the invention, with at least one cartridge receptacle into which the cartridge can be inserted, an excitation unit which is designed and arranged to excite the vibrating element of a cartridge inserted into the cartridge receptacle to vibrate with a vibration amplitude a sensor unit which is designed and arranged to measure the oscillation amplitude of the oscillation element, wherein the excitation unit and the sensor unit are respectively assigned to the at least one cartridge receptacle and connected to a control unit for automatically performing a coagulation measurement, wherein the excitation unit is designed to generate excitation frequencies above the natural frequency of the vibrating element to be generated such that the difference between the excitation frequency and the natural frequency in a range of 1 Hz to 10 Hz, advantageously between 2 Hz and 6 Hz li egt and preferably 4 Hz, and vibration amplitudes of the vibrating element in a range of 0.5 mm to 2.5 mm, preferably between 1
  • the invention is based on the idea to provide a device for coagulation measurement according to the lab-on-the-chip concept, which is designed to measure the coagulation of a sample fluid contained in a cartridge.
  • the device comprises at least one cartridge receptacle into which the cartridge can be inserted and to which an excitation unit and a sensor unit are assigned.
  • the excitation unit excites the vibrating element arranged in the cartridge and surrounded by the sample fluid to a forced oscillation, while the sensor unit measures the amplitude of the oscillation.
  • the vibration behavior of the vibrating element changes, which at constant excitation frequency, for example as Amplitude change of the vibration is measurable.
  • the constant excitation frequency is chosen such that it is slightly above the natural frequency of the vibrating element.
  • the excitation intensity is chosen such that an oscillation amplitude of a few millimeters is established. Excitation frequencies and oscillation amplitudes of these orders of magnitude can particularly well simulate the natural conditions of the blood circulation in the blood vessels.
  • the excitation unit comprises at least two electrically energizable magnetic coils, which are formed and arranged adjacent to the at least one cartridge receptacle so that they selectively apply a magnetic force to the sample contact portion of the vibrating element of the inserted cartridge.
  • the at least two electrically energizable magnetic coils generate an alternating magnetic field in which the magnetic or magnetizable material of the sample contact portion can be acted upon by a variable in direction and strength force.
  • the excitation unit comprises exactly two magnet coils, which are arranged on opposite sides of the cartridge receptacle. This arrangement exactly two magnetic coils is suitable for a linear excitation of the vibrating element.
  • the excitation unit may comprise exactly four magnetic coils which are arranged at equal angular intervals around the cartridge receptacle.
  • the vibrating element in the cartridge can be made into a two-dimensional circular oscillatory motion similar to one Stimulate stirring in the sample fluid.
  • Such a movement of the vibrating element has no reversal points and corresponds largely to the natural conditions in the blood vessels.
  • the sensor unit comprises at least one capacitor plate which extends parallel to a sample contact portion of a vibrating element of a cartridge inserted into the cartridge receptacle.
  • two capacitor plates are arranged on opposite sides of the cartridge receptacle to form two capacitors whose capacitances change in opposite directions due to the oscillatory movement of the sample contact section, whereby the measurement accuracy can increase, in particular in the case of asymmetrical coagulation with respect to the oscillating movement of the oscillating element.
  • the sensor unit may also include a reflex sensor or a Hall sensor to detect the oscillating movement of the vibrating element optically or magnetically.
  • the at least one cartridge receptacle is advantageously associated with a heating unit connected to the control unit, which is designed and arranged such that the sample fluid contained in an inserted cartridge reaches and / or maintains a specific temperature.
  • Coagulation processes are very temperature dependent. For example, blood clotting typically occurs at body temperature. Accordingly a heating device to ensure a temperature of the blood of about 37 ° C.
  • the at least one cartridge receptacle may be associated with a filling control unit connected to the control unit, which is designed and arranged such that it particularly visually recognizes the filling of the cartridge.
  • a filling control unit for example, a light-emitting diode and a photosensitive resistor can be arranged on opposite sides of the cartridge receptacle such that the light of the light diode shines through a transparent region of a housing of an inserted cartridge and makes the light transmission of the sample chamber of the cartridge or a control section of its overflow channel measurable.
  • the at least one cartridge receptacle is associated with a detection unit connected to the control unit, which is designed and arranged such that it recognizes a recognition device of an inserted cartridge.
  • a detection unit connected to the control unit, which is designed and arranged such that it recognizes a recognition device of an inserted cartridge.
  • the at least one cartridge receptacle is assigned at least one meter reading unit connected to the control unit, which unit is designed and arranged to read an identification unit attached to the inserted cartridge.
  • the meter reading unit allows the automatic assignment of the sample fluid contained in the inserted cartridge to a specific patient.
  • a plurality of cartridge receptacles in particular two cartridge receptacles, is advantageously provided, the apparatus special two cartridge shots can be expandable.
  • Figure 1 is an exploded perspective view of a cartridge according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 2 is an exploded perspective view of a cartridge according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of a cartridge according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of a cartridge according to a fourth embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a perspective view of a cartridge according to a fifth embodiment of the present invention without a lid
  • Figure 6 is a perspective view of a cartridge according to a sixth embodiment of the present invention without a lid
  • Figure 7 is a perspective view of a vibrating element of a
  • a cartridge according to a seventh embodiment of the present invention an exploded perspective view of the vibrating element shown in Figure 7; an external perspective view of a device for coagulation measurement according to a first embodiment of the present invention; a perspective schematic interior view of the device shown in Figure 9 for coagulation measurement; an external perspective view of a device for coagulation measurement according to a second embodiment of the present invention;
  • Figure 12 is an exploded perspective view of the cartridge shown in Figure 1 together with an excitation unit and a sensor unit of the in Figures 9 and 1 1 shown
  • Figure 13 is a perspective view of the cartridge shown in Figure 3 without cover together with an excitation unit and a sensor unit of two respective magnetic coils or capacitor plates;
  • FIG. 14 is a perspective view of the Kartu shown in Figure 6 without cover, but with the vibrating element shown in Figures 7 and 8 together with an excitation unit of four magnetic coils. a perspective view of the with a filling control unit of the devices shown in Figures 9 and 1 1 for coagulation measurement;
  • FIG. 16 is a block diagram of that shown in FIGS. 9 and 11
  • Figure 17 is a schematic view of one with the in Figures 9 and
  • FIG. 18 is a first measurement curve measured with the coagulation measurement device shown in FIGS. 9 and 11; a second measurement curve measured with the coagulation measurement apparatus shown in Figs. 9 and 11; and
  • Figure 20 is a schematic view of one with the in Figures 9 and
  • Figures 1 to 8 show cartridges according to seven different embodiments of the present invention for insertion into a corresponding device for coagulation measurement.
  • the cartridge 1 shows a first embodiment of a cartridge 1 according to the invention.
  • the cartridge 1 comprises an elongated housing 2 with a housing body 2a and a cover 2b, each having a length of approximately 50 mm.
  • the length of the housing can be between 20 mm and 80 mm.
  • a sample space 3 for receiving a sample fluid is formed in the housing 2.
  • the housing body 2a has a filling channel 4, which extends from a filling opening 5 provided in a wall of the housing body 2a into the sample space 3.
  • the filling channel 4 is assigned a piercing valve 6 as a filling channel closure element.
  • the piercing valve 6 is designed such that it tightly encloses a needle 7 of a medical syringe 8, which is introduced into the filling channel 4.
  • the housing body 2a has an overflow channel 9, which extends from an overflow opening 10 provided in a wall of the housing body 2a into the sample space 3.
  • the overflow channel 9 is associated with a hydrophobic and / or hydrophilic frit 1 1 as Kochlaufkanalverschlus- selement, which is designed such that air, but not sample fluid from the sample chamber 3 can escape.
  • the overflow channel 9 may also be associated with a gas-permeable membrane.
  • the filling channel 4 and the overflow channel 10 open into opposite regions of the sample space 3, so that sample fluid only enters the overflow channel 9 when the sample space 3 is completely filled with the sample fluid.
  • the overflow channel 9 has a meandering control section 12.
  • the cover 2b and the housing body 2a have transparent sections in such a way that the control section 12 is optically accessible from the outside.
  • a bar code 13 is provided on an outer surface of the housing body 2a, which is arranged opposite to the filling opening 5 and the overflow opening 10, a bar code 13 is provided as an identification device.
  • the identification device can also be designed as an RFID chip.
  • the cartridge 1 further comprises a vibrating element 14, which has an associated with the housing 2 and from this in the sample space 3 projecting elongated, elastically bendable in a vibrating direction vibrating portion 15.
  • the vibrating section 15 of the vibrating element 14 has a rod-shaped configuration and has a rectangular cross-sectional contour transversely to its longitudinal direction.
  • the cross-sectional contour has, across the longitudinal direction and transversely to the oscillation direction, a width which is in the ratio of approximately 0.2 to the maximum width of the sample contact section, which is associated with a low attenuation by the sample fluid and a correspondingly high quality of the oscillating element leads.
  • a plate-shaped sample contact portion 16 is formed, which has an oval shape and defines two adhesive surfaces on its opposite major surfaces. Its width measured transversely to the direction of vibration and transverse to the longitudinal direction is approximately twice as large as its longitudinal dimension. long length.
  • a fixing portion 17 is formed on the swing portion 15.
  • the attachment portion 17 is plate-shaped and has a rectangular shape.
  • the vibrating portion 15, the sample contacting portion 16, and the fixing portion 17 of the vibrating member 14 are integrally made of steel, so that in particular the sample contact portion 16 is made of a magnetic material and forms an electrically conductive capacitor surface electrically connected to a contact portion provided on the outside of the case body 2a is conductively connected.
  • the natural frequency of the oscillating element 14 surrounded by the non-sample fluid is about 38 Hz.
  • the quality is about 20.
  • a holder 18 is formed in the housing 2, in which the mounting portion 17 is received and positioned.
  • the holder 18 has a receiving portion 18a corresponding to the receiving portion 18a, which is formed in the housing body 2a and in which the mounting portion 17 of the vibrating element 14 is received and positioned.
  • the holder 18 has a clamping protrusion 18b provided on the lid 2b and protruding toward the receptacle 18a, so that the fixing portion 17 is clamped between a bottom of the receptacle 18a and the clamping member 18b when the lid 2b holds the sample space 3 and the receptacle 18a closes.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of a cartridge 1 according to the invention, which has essentially the same structure as the cartridge shown in FIG. 1, but additionally has an adhesive coating 19 and a marking projection 20 as well as a passage 21.
  • the cartridge 1 comprises an elongated housing 2 having a housing body 2a and a lid 2b, each having a length of about 50 mm. The length of the housing can be between 20 mm and 80 mm.
  • a sample space 3 for receiving a sample fluid is formed in the housing 2.
  • the housing body 2a has a filling channel 4, which extends from a filling opening 5 provided in a wall of the housing body 2a into the sample space 3.
  • the filling channel 4 is assigned a piercing valve 6 as a filling channel closure element.
  • the piercing valve 6 is designed such that it tightly encloses a needle 7 of a medical syringe 8, which is introduced into the filling channel 4.
  • the housing body 2a has an overflow channel 9, which extends from an overflow opening 10 provided in a wall of the housing body 2a into the sample space 3.
  • the overflow channel 9 is associated with a hydrophobic and / or hydrophilic frit 1 1 as Kochlaufkanalverschlus- selement, which is designed such that air, but not sample fluid from the sample chamber 3 can escape.
  • the overflow channel 9 may also be associated with a gas-permeable membrane.
  • the filling channel 4 and the overflow channel 10 open into opposite regions of the sample space 3, so that sample fluid only enters the overflow channel 9 when the sample space 3 is completely filled with the sample fluid.
  • the overflow channel 9 has a meandering control section 12.
  • the overflow channel 9 As a result, a large length of the overflow channel 9 is achieved, so that sample fluid does not immediately reach the overflow opening 10 when the sample space 3 is completely filled and further sample fluid is supplied.
  • the cover 2b and the housing body 2a In the region of the meandering control section 12 of the overflow channel 9, the cover 2b and the housing body 2a on transparent portions such that the control section 12 is optically accessible from the outside.
  • a bar code 13 is provided on an outer surface of the housing body 2a, which is arranged opposite to the filling opening 5 and the overflow opening 10, a bar code 13 is provided as an identification device.
  • the identification device can also be designed as an RFID chip.
  • the cartridge 1 further comprises a vibrating element 14, which has an associated with the housing 2 and from this in the sample space 3 projecting elongated, elastically bendable in a vibrating direction vibrating portion 15.
  • the vibrating section 15 of the vibrating element 14 has a rod-shaped configuration and has a rectangular cross-sectional contour transversely to its longitudinal direction.
  • the cross-sectional contour has, across the longitudinal direction and transversely to the oscillation direction, a width which is in the ratio of approximately 0.2 to the maximum width of the sample contact section, which is associated with a low attenuation by the sample fluid and a correspondingly high quality of the oscillating element leads.
  • a plate-shaped sample contact portion 16 is formed, which has a rectangular shape and defines two adhesive surfaces on its opposite major surfaces. Its width measured transversely to the direction of vibration and transverse to the longitudinal direction is approximately twice as large as its length measured in the longitudinal direction.
  • a fixing portion 17 is formed on the swing portion 15.
  • the attachment portion 17 is plate-shaped and has a rectangular shape.
  • the vibrating portion 15, the sample contacting portion 16, and the fixing portion 17 of the vibrating member 14 are integrally formed Made of steel, so that in particular the sample contact portion 16 is made of a magnetic material and forms an electrically conductive capacitor surface, which is electrically conductively connected to a provided on the outside of the housing body 2a contact area.
  • an adhesive coating 19 is formed of plastic, which has based on the sample fluid better adhesion properties than steel.
  • the natural frequency of the oscillating element 14 surrounded by the non-sample fluid is about 38 Hz.
  • the quality is about 20.
  • a holder 18 is formed in the housing 2, in which the mounting portion 17 is received and positioned.
  • the holder 18 has a receiving portion 18a corresponding to the receiving portion 18a, which is formed in the housing body 2a and in which the mounting portion 17 of the vibrating element 14 is received and positioned.
  • the holder 18 has a clamping protrusion 18b provided on the lid 2b and protruding toward the receptacle 18a, so that the fixing portion 17 is clamped between a bottom of the receptacle 18a and the clamping member 18b when the lid 2b holds the sample space 3 and the receptacle 18a closes.
  • a mark projection 20 penetrating a passage 21 provided in the case body 2a. The marking projection 20 simultaneously forms the contact area of the capacitor surface of the sample contact portion 16 on the outside of the housing 2.
  • FIG. 3 shows a third embodiment of a cartridge 1 according to the invention, which has essentially the same structure as the cartridges shown in FIGS. 1 and 2.
  • the cartridge 1 comprises an elongate housing 2 with a housing body 2a and a lid 2b, each having a length of 50 mm.
  • the length of the housing can be between 20 mm and 80 mm.
  • a sample space 3 for receiving a sample fluid is formed in the housing 2.
  • a reagent is provided as a coating 22 soluble in the sample fluid.
  • the housing body 2a has a filling channel 4, which extends from a filling opening 5 provided in a wall of the housing body 2a into the sample space 3.
  • the filling channel 4 is assigned a piercing valve 6 as a filling channel closure element.
  • the piercing valve 6 is designed such that it tightly encloses a needle 7 of a medical syringe 8, which is introduced into the filling channel 4.
  • the housing body 2a has an overflow channel 9, which extends from an overflow opening 10 provided in a wall of the housing body 2a into the sample space 3.
  • the overflow channel 9 is associated with a hydrophobic and / or hydrophilic frit 1 1 as Kochlaufkanalverschlus- selement, which is designed such that air, but not sample fluid from the sample chamber 3 can escape.
  • the overflow channel 9 may also be associated with a gas-permeable membrane.
  • the filling channel 4 and the overflow channel 10 open into opposite regions of the sample space 3, so that sample fluid only enters the overflow channel 9 when the sample space 3 is completely filled with the sample fluid.
  • the overflow channel 9 has a meandering control section 12.
  • the cover 2b and the housing body 2a have transparent sections in such a way that the control section 12 is optically accessible from the outside.
  • a bar code 13 is provided on an outer surface of the housing body 2a, which is arranged opposite to the filling opening 5 and the overflow opening 10, a bar code 13 is provided as an identification device.
  • the identification device can also be designed as an RFID chip.
  • the cartridge 1 further comprises a vibrating element 14, which has an associated with the housing 2 and from this in the sample space 3 projecting elongated, elastically bendable in a vibrating direction vibrating portion 15.
  • the vibrating section 15 of the vibrating element 14 has a rod-shaped configuration and has a rectangular cross-sectional contour transversely to its longitudinal direction.
  • the cross-sectional contour has, across the longitudinal direction and transversely to the oscillation direction, a width which is in the ratio of approximately 0.2 to the maximum width of the sample contact section, which is associated with a low attenuation by the sample fluid and a correspondingly high quality of the oscillating element leads.
  • a plate-shaped sample contact portion 16 is formed, which has a rectangular shape and defines two adhesive surfaces on its opposite major surfaces. Its width measured transversely to the direction of vibration and transverse to the longitudinal direction is approximately twice as large as its length measured in the longitudinal direction.
  • a fixing portion 17 is formed on the swing portion 15.
  • the attachment portion 17 is plate-shaped and has a rectangular shape.
  • the vibrating section 15, the sample contacting section 16 so like the attachment portion 17 of the vibrating member 14 are integrally made of plastic.
  • the sample contact portion 16 comprises magnetic material in the form of a permanent magnet 23.
  • the natural frequency of the oscillating element 14 surrounded by the non-sample fluid is about 38 Hz.
  • the quality is about 20.
  • a holder 18 is formed in the housing 2, in which the mounting portion 17 is received and positioned.
  • the holder 18 has a receiving portion 18a corresponding to the receiving portion 18a, which is formed in the housing body 2a and in which the mounting portion 17 of the vibrating element 14 is received and positioned.
  • the holder 18 has a clamping protrusion 18b provided on the lid 2b and protruding toward the receptacle 18a, so that the fixing portion 17 is clamped between a bottom of the receptacle 18a and the clamping member 18b when the lid 2b holds the sample space 3 and the receptacle 18a closes.
  • FIG. 4 shows a fourth embodiment of a cartridge 49 according to the invention, which has substantially the same structure as the previously described cartridges. However, the overflow channel 9 has no meandering control section. In addition, the receptacle 18 a is formed entirely as a passage 21.
  • FIG. 5 shows a fifth embodiment of a cartridge 1 according to the invention, in which the oscillating element 14 is formed integrally with the housing 2.
  • the cartridge 1 comprises an elongate housing 2 having a housing body 2a and a lid (not shown), each having a length of about 50 mm.
  • the length of the housing can be between 20 mm and 80 mm.
  • a sample space 3 for receiving a sample fluid is formed in the housing 2.
  • the housing body 2a has a filling channel 4, which extends from a filling opening 5 provided in a wall of the housing body 2a into the sample space 3.
  • the filling channel 4 is assigned a piercing valve 6 as a filling channel closure element.
  • the piercing valve 6 is designed such that it tightly encloses a needle 7 of a medical syringe 8, which is introduced into the filling channel 4.
  • the housing body 2a has an overflow channel (not shown) which extends from an overflow opening 10 provided in a wall of the housing body 2a into the sample space 3.
  • the overflow channel is assigned a hydrophobic and / or hydrophilic frit 11 as an overflow channel closure element, which is designed in such a way that air, but not sample fluid, can escape from the sample space 3 through it.
  • the overflow channel may also be assigned a gas-permeable membrane.
  • the filling channel 4 and the overflow channel 10 open into opposite regions of the sample chamber 3, so that sample fluid only enters the overflow channel when the sample chamber 3 is completely filled with the sample fluid.
  • the cartridge 1 further comprises a vibrating element 14, which is connected to the housing 2 and has an oscillating longitudinally extending in the sample space 3, in an oscillating direction.
  • section 15 has.
  • the vibrating section 15 of the vibrating element 14 has a rod-shaped configuration and has a rectangular cross-sectional contour transversely to its longitudinal direction.
  • the cross-sectional contour has, across the longitudinal direction and transversely to the oscillation direction, a width which is in the ratio of approximately 0.2 to the maximum width of the sample contact section, which is associated with a low attenuation by the sample fluid and a correspondingly high quality of the oscillating element leads.
  • a plate-shaped sample contact portion 16 is formed, which has a rectangular shape and defines two adhesive surfaces on its opposite major surfaces. Its width measured transversely to the direction of oscillation and transverse to the longitudinal direction is approximately twice as large as its length measured in the longitudinal direction.
  • the vibrating portion 15 and the sample contacting portion 16 of the vibrating member 14 are integrally made of plastic. In this case, the vibrating element 14 is integrally formed with the housing 2, for example, cast on this.
  • the sample contact portion 16 has a permanent magnet 23 as a magnetic material.
  • An electrically conductive capacitor surface 24 is formed on the sample contact portion 16, which is connected by an electrical line 25 to a contact region provided on the outside of the housing body 2 a, which is simultaneously designed as a marking projection 20.
  • FIG. 6 shows a sixth embodiment of a cartridge 1 according to the invention, which has essentially the same structure as the previously shown cartridge. In contrast to this, it comprises a reagent chamber 26, a mixing channel 27 and a mixing opening 28.
  • a reagent chamber 26 which contains a reagent in the form of a liquid miscible with the sample fluid, preferably in the form of a lyophilisate.
  • the reagent chamber 26 is provided in a mixing channel 27 which extends in a wall of the housing body 2a, starting from a mixing opening 28 into the sample space 3, so that sample fluid filled through the mixing opening 28 mixes with the reagent.
  • FIGS. 7 and 8 show a seventh embodiment of a cartridge according to the invention.
  • the oscillating element 14 comprises an elongate oscillating section 15, which is elastically bendable in each oscillating direction and which is of rod-shaped design and has a round cross-sectional contour.
  • a plate-shaped sample contact section 16 Formed on the oscillating section 15 is a plate-shaped sample contact section 16, which has a rectangular shape and defines two adhesive surfaces on its opposing main surfaces. Its width measured transversely to the direction of vibration and transverse to the longitudinal direction is approximately twice as large as its length measured in the longitudinal direction.
  • the oscillating element 14 is subdivided in its longitudinal direction into a plurality of oscillating element sections, which can be connected to one another by a plug connection.
  • the vibrating element sections include the vibrating section 15, the alternative sample contacting sections 16 and the mounting section 17.
  • the vibrating section 15, the sample contacting sections 16 and the mounting section 17 are made of different materials, but may be made of the same material. In this embodiment, the vibrating element 14 can be flexibly combined.
  • a cylindrical sample contact section 16 can be attached to the oscillating section 15.
  • the natural frequency of the oscillating element 14 surrounded by the non-sample fluid is about 38 Hz.
  • the quality is about 20.
  • Figures 9 to 16 show coagulation measuring devices according to two different embodiments of the present invention.
  • FIGS. 9 and 10 show a device 29 for coagulation measurement according to a first embodiment of the present invention.
  • the device 29 comprises two cartridge receptacles 30 for inserting a cartridge 1 according to the invention. At least two cartridge receptacles 30 are required in order to be able to measure a control fluid simultaneously with the sample fluid to be measured for control purposes.
  • the device 29 comprises a display unit 31, which allows the simultaneous display of four waveforms, as shown in Figures 17 to 20.
  • the display unit accordingly comprises four quadrants associated with the cartridge receptacles 30.
  • a touch screen control unit is further integrated.
  • each cartridge receptacle 30 is associated with an excitation unit of two electrically energizable magnetic coils 32 and arranged relative to this so that they selectively apply a magnetic force to the sample contact portion 16 of a vibrating element 14 of the inserted cartridge 1.
  • the excitation unit 32 is designed to generate an excitation frequency of 42 Hz, which is approximately 4 Hz above the natural frequency of the oscillation element 14 surrounded by an unspiked sample fluid.
  • the vibrating element 14 is excited to a vibration amplitude of approximately 1.5 mm, wherein the vibration amplitude of the vibrating element 14 can vary between 0.5 mm and 2.5 mm.
  • each cartridge receptacle 30 is assigned a sensor unit which comprises two capacitor plates 33 which extend parallel to the sample contact portion 16 of the oscillating element 14 of the cartridge 1 inserted into the cartridge receptacle 30 and form two capacitors with a capacitor surface 24 of the oscillating element 14 in order to determine the position of the sensor Sample contact portion 16 to measure.
  • FIGS. 12 and 13 each show an arrangement of a cartridge 1 inserted in a cartridge receptacle 30 between the magnet coils 32 and capacitor plates 33 assigned to the cartridge receptacle 30.
  • four magnet coils 32 and four capacitor plates 33 may also be arranged at equal angular intervals around the cartridge receptacle 30 be to excite the vibrating element of the inserted cartridge to a two-dimensional vibration in the form of a stirring movement and to measure them.
  • Such an arrangement of four magnetic coils 32 is indicated schematically in FIG. 14, which correspondingly represents a cartridge 1 with a vibrating element 14, whose oscillating section 15 has a round cross-sectional contour.
  • An alternative sensor unit may include reflex sensors or Hall sensors to measure the position of the sample contact portion 16 optically or magnetically.
  • Each cartridge receptacle 30 is also associated with a heating unit (not shown).
  • the heating unit is designed and arranged such that the sample fluid contained in an inserted cartridge reaches and / or maintains a temperature of approximately 37 ° C. However, the heating unit can also provide deviating nominal temperatures of the sample fluid.
  • each cartridge receptacle 30 is associated with a filling control unit 34 which is arranged so that it can measure the light transmittance of the sample space 3 or the control portion 12.
  • each cartridge receptacle 30 is associated with a detection unit (not shown), which is designed and arranged such that it detects a marking projection 20 of an inserted cartridge.
  • the detection unit has an electrically conductive contact region which electrically connects the contact region of the cartridge 1 to the control unit 35 such that the control unit 35 can determine the capacitances of the two capacitors formed from the capacitor plates 33 with the capacitor surface 24 during the measurement.
  • each cartridge receptacle 30 is associated with a reading unit (not shown) which is designed and arranged to read an identification device 13 provided on the inserted cartridge.
  • the magnetic coils 32, capacitor plates 33, heating units, filling control units 34, reading units and recognition units assigned to the cartridge receptacles 30, like the display unit 31, are connected to a control unit 35 which is designed to perform an automatic coagulation measurement.
  • the control unit 35 includes a clock (not shown) to determine the date and time of the start of a measurement and the measurement period since the start of the measurement.
  • the control unit 35 is designed so flexible that cartridges according to different embodiments of the present invention are usable.
  • FIG. 11 shows a device 29 for coagulation measurement according to a second embodiment of the present invention with four cartridge receptacles 30.
  • the sample fluid is introduced by means of a syringe 8 through the filling opening 5 or the mixing opening 28 of a cartridge 1 until the sample space 3 is completely filled with the sample fluid.
  • the filling can be carried out outside the cartridge receptacle 30 and determine its completeness by means of visual inspection of the control section 12. Alternatively, the filling can be carried out after insertion into a cartridge receptacle 30, the completeness being detected by the filling control unit 34, which optionally controls the light transmission of the sample space 3 or the control section 12 measures.
  • FIG. 15 shows a filling control unit 34 which measures the light permeability of the sample space 3.
  • the device 29 detects an inserted cartridge 1 on a marking projection 20.
  • the device 29 automatically starts the measuring process when a cartridge 1 completely filled with sample fluid is inserted into a cartridge receptacle 30. If the identification device 13 of a cartridge provides information about its expiration date, the device 29 may refuse to start the measurement after a comparison with the current measurement time. Furthermore, the identification device 13 can provide information about the origin of the sample fluid and possibly contained reagents, which allows a precise assignment and interpretation of the determined measurement curves.
  • the magnetic coils 32 are supplied with alternating electrical current of a frequency of about 42 Hz, which is about 6 Hz above the natural frequency of the vibrating element in the still unpolluted sample fluid.
  • the alternating magnetic field generated by them exerts on the magnetic material of the sample contact portion 17 of the oscillating element 14 of the inserted cartridge a time-variable alternating force of constant amplitude, which excites the vibrating element 14 to periodic oscillations in the sample fluid.
  • the natural frequency of the vibrating element 14 surrounded by it gradually increases. Accordingly, the vibration amplitude of the sample contacting portion 16 is peaked when the natural frequency is equal to the excitation frequency (resonance).
  • the capacitances of the two capacitors formed with the capacitor surface 24 change in opposite directions.
  • the capacities correspond at each time of measurement, each time with the deflection of the sample contact portion 16, so that the amplitude of the capacitance variation of the capacitors correlates with the vibration amplitude of the vibrating element 14.
  • the sensor unit comprises a single capacitor plate 33.
  • the measurement results in the measurement curves shown in FIGS. 17 to 19, in which the time T is plotted in the abscissa for each measurement time and the oscillation amplitude S is plotted in the ordinate.
  • the excitation intensity required to maintain a constant amplitude of vibration can also be measured.
  • a constant excitation frequency is chosen to be slightly below the natural frequency of the oscillating element 14 surrounded by the non-nucleated sample fluid.
  • a correspondingly increasing excitation power is required to maintain the oscillation amplitude. If the required excitation intensity A is plotted over the time T, the result is a proper course of coagulation of the sample fluid, as shown schematically in FIG.
  • An essential advantage of the cartridge according to the invention and the corresponding device 29 according to the invention is that precise coagulation measurement is also possible for untrained personnel.
  • the integration of a vibrating element 14 in a closed rehearsal room 3 of a cartridge 1 allows easy production of controlled measuring conditions and facilitates handling, which is particularly beneficial for mobile use in the context of emergency rescue.
  • the sample fluid contained in the test room 3 is protected from environmental influences. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Cartridge for inserting into a device for coagulation measurement, comprising a housing in which a sample space is formed to receive a sample fluid, and an oscillating element provided in the housing which comprises a longitudinal oscillating portion which is connected to the housing, projects from same into the sample space and is elastically bendable in at least one oscillating direction and a sample contact portion which is arranged on the free end of the oscillating portion and defines at least one adhesive surface for the sample fluid, wherein the oscillating portion is formed in the shape of a rod and has a particularly rectangular or circular cross-section contour, which has a width transverse to the longitudinal direction of the oscillating portion and transverse to the at least one oscillating direction of the oscillating portion, which width has a maximum ratio of 0.2, preferably of 0.1, with respect to a maximum width of the sample contact portion. The present invention further relates to a device for coagulation measurement by means of such a cartridge.

Description

BESCHREIBUNG  DESCRIPTION
Kartusche für eine Koagulationsmessung Cartridge for a coagulation measurement
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kartusche zum Einsetzen in eine Vorrichtung zur Koagulationsmessung, mit einem Gehäuse, in dem ein Probenraum zum Aufnehmen eines Probenfluids ausgebildet ist, und einem in dem Gehäuse vorgesehenen Schwingelement, das einen mit dem Gehäuse ver- bundenen und von diesem in den Probenraum vorstehenden länglichen, in wenigstens einer Schwingrichtung elastisch biegbaren Schwingabschnitt und einen an dem freien Ende des Schwingabschnitts angeordneten und wenigstens eine Haftfläche für das Probenfluid definierenden Probenkontaktabschnitt aufweist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Koagulationsmessung mittels einer erfindungsgemäßen Kartusche. The present invention relates to a cartridge for insertion into a device for measuring coagulation, comprising a housing in which a sample space is formed for receiving a sample fluid, and a vibration element provided in the housing, one connected to the housing and from there into the housing Sample space projecting elongated, elastically bendable in at least one vibrating direction vibrating portion and arranged at the free end of the vibrating portion and at least one adhesive surface for the sample fluid defining sample contact portion. Furthermore, the present invention relates to a device for measuring coagulation by means of a cartridge according to the invention.
Vorrichtungen zur Koagulationsmessung (Gerinnungsmessung) sind im Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt und dienen dazu, den Gerinnungsstatus eines Patienten zu bestimmen und/oder das Maß einer therapeutisch gewünschten Gerinnungshemmung zu überwachen. Typischerweise werden derartige Vorrichtungen zur Koagulationsmessung verwendet, um die Blutgerinnung eines Patienten während medizinischer Operationen zu beurteilen. Während eines chirurgischen Eingriffs werden nur etwa 10 % der bei der Operation eröffneten Blutgefäße eines Patienten durch den Operateur verschlossen. Die verbleibenden 90 % der Blutgefäße müssen sich durch Blutgerinnung selbsttätig verschließen. Dementsprechend gelingt eine medizinische Operation nur bei einer ausreichenden Gerinnungsfähigkeit des Blutes des Patienten, die sicherzustellen und bei Bedarf durch eine entsprechende Medikamentengabe herbeizuführen ist. Die Blutgerinnung kann sich im Kontakt des Blutes mit Fremdoberflächen (exogene Blutgerinnung) oder bei einer Verletzung des Blutgefäßsystems im Kontakt des Blutes mit Gewebethromboplastin (endogene Blutgerinnung) vollziehen. In einer frühen Phase des mehrstufigen Gerinnungsprozesses (Gerinnungskaskade) werden die Blutplättchen (Thrombozyten) aktiv, wodurch thrombozytäre Rezeptoren exprimiert und thrombozytäre Inhaltsstoffe freigesetzt werden, die den weiteren Verlauf der Blutgerinnung beeinflussen oder beschleunigen können. Am Ende der Gerinnungskaskade bildet sich aus dem im Blut gelösten Fibrinogen ein Fibringerinnsel. Durch entsprechende Aktivierung kann ein im Verlauf der Blutgerinnung bereits entstandenes Fibringerinnsel wieder in Lösung gebracht werden (Fibrinolyse). Devices for coagulation measurement (coagulation measurement) are known in the prior art in different configurations and serve to determine the coagulation status of a patient and / or to monitor the extent of a therapeutically desired coagulation inhibition. Typically, such coagulation measurement devices are used to assess the blood clotting of a patient during medical procedures. During a surgical procedure, only about 10% of a patient's blood vessels opened during surgery are closed by the surgeon. The remaining 90% of the blood vessels must close themselves by blood coagulation. Accordingly, a medical operation succeeds only with sufficient coagulation ability of the blood of the patient, which must be ensured and brought about if necessary by appropriate medication. The blood coagulation can occur in the contact of the blood with foreign surfaces (exogenous blood coagulation) or in a violation of the blood vessel system in the contact of the blood with tissue thromboplastin (endogenous blood coagulation). In an early stage of the multistage coagulation process (platelet cascade), the platelets become active, thereby expressing platelet receptors and releasing platelet-derived ingredients that may affect or accelerate the further course of blood clotting. At the end of the coagulation cascade, a fibrin clot forms from the fibrinogen dissolved in the blood. By appropriate activation, a fibrin clot already formed in the course of blood coagulation can be brought back into solution (fibrinolysis).
Frühe Verfahren zur postoperativen Messung der Blutgerinnung beschränkten sich darauf, die für die beschriebene Gerinnungskaskade erforderlichen Blutbestandteile in einem Probenfluid aus Blut des Patienten durch Zugabe eines Reagenzes chemisch nachzuweisen. Deren bloße Existenz - selbst in der erforderlichen Konzentration - lässt allerdings keine verlässliche Aussage darüber zu, inwieweit sie tatsächlich eine funktionale Blutgerinnung bewirken können, um getrennte Gefäße miteinander zu verbinden oder eröffnete Gefäße mechanisch belastbar zu verschließen. Early methods for postoperative measurement of blood clotting were limited to chemically detecting the blood components required for the described coagulation cascade in a sample fluid from the patient's blood by adding a reagent. However, their mere existence - even in the required concentration - does not allow a reliable statement to what extent they can actually cause a functional blood coagulation, in order to connect separate vessels with each other or to seal open vessels mechanically loadable.
Bei einem verbesserten Verfahren wird zur Messung der Blutgerinnung eine Vorrichtung mit einem Kolben und einem Probengefäß verwendet. Der Kolben ist relativ zu dem Probengefäß derart angeordnet, dass er in das Probengefäß hineinragt. Dem Kolben und/oder dem Probengefäß ist eine Antriebseinheit zugeordnet, die den Kolben und das Probengefäß relativ zueinander bewegt. Zur Messung der Blutgerinnung wird ein Probenfluid aus Blut des Patienten in das Probengefäß eingebracht, so dass der Kolben teilweise in das Probenfluid eingetaucht und von diesem umgeben ist. Dann werden der Kolben und das Probengefäß mittels der Antriebseinheit relativ zu ei- nander zumeist drehend bewegt, wobei die dazu erforderliche und von der Antriebseinheit ausgeübte Kraft fortlaufend gemessen wird. Wegen der infolge der Bewegung auf das Probenfluid wirkenden Scherkräfte setzt ein natürlicher Gerinnungsvorgang ein, der zu einer sich allmählich ausbildenden Vernetzung zwischen dem Kolben und dem Probengefäß führt. In an improved method, a device with a piston and a sample vessel is used to measure blood clotting. The piston is arranged relative to the sample vessel such that it projects into the sample vessel. The piston and / or the sample vessel is associated with a drive unit which moves the piston and the sample vessel relative to each other. To measure blood coagulation, a sample fluid from the patient's blood is introduced into the sample vessel, so that the piston is partially immersed in and surrounded by the sample fluid. Then, by means of the drive unit, the piston and the sample vessel are moved relative to one another. Nander mostly rotates, wherein the force required for this and exerted by the drive unit force is measured continuously. Because of the shearing forces on the sample fluid due to movement, a natural coagulation process begins which results in a gradually forming cross-linking between the piston and the sample vessel.
Die zunehmend stabiler werdende Verbindung zwischen dem Kolben und dem Probengefäß erfordert zur Aufrechterhaltung der Relativbewegung zwischen dem Kolben und dem Gefäß eine in gleichem Maße zunehmende Kraft. Trägt man die zu der relativen Drehbewegung erforderliche Kraft gegen die Messzeit auf, ergibt sich bei normaler Blutgerinnung ein typischer Kurvenverlauf (Thrombelastogramm, TEG), während eine gestörte Blutgerinnung zu abweichenden Messkurven führt. Dieses Verfahren ist jedoch wenig empfindlich und kann prinzipiell unterscheidbare funktionale Störungen der Blutgerinnung nicht ausreichend voneinander trennen, wodurch eine zielgerichtete Medikamentengabe erschwert ist. The increasingly stable connection between the piston and the sample vessel requires an equally increasing force to maintain the relative movement between the piston and the vessel. Applying the force required for the relative rotational movement against the measurement time results in a typical curve course (thrombelastogram, TEG) during normal blood clotting, while a disturbed blood coagulation leads to deviating measurement curves. However, this method is not very sensitive and in principle can not separate sufficiently distinguishable functional disorders of the blood coagulation from one another, whereby a targeted medication is difficult.
Ein alternatives, weiter verbessertes Verfahren misst statt der Antriebskraft die Schwingungsamplitude eines Schwingelements (Resonanzthrombelasto- grafie). Eine entsprechende Vorrichtung umfasst statt eines Kolbens ein Schwingelement, dem eine Anregungseinheit zugeordnet ist. Das Schwingelement ist während der Messung teilweise in ein mit einem Probenfluid gefülltes Probengefäß eingetaucht und wird durch die Anregungseinheit mit einer periodischen Kraft derart beaufschlagt, dass es eine erzwungene Schwingung ausführt. Dabei liegt die Anregungsfrequenz knapp oberhalb der Eigenfrequenz des in ungeronnenes Probenfluid eingetauchten Schwingelements. Die durch das Schwingelement auf das Probenfluid ausgeübten Scherkräfte lösen den natürlichen Gerinnungsprozess aus, wodurch sich zwischen dem Schwingelement und dem Probengefäß eine sich allmählich verfestigende Vernetzung ausbildet. Die natürliche Blutgerinnung erhöht da- her die Festigkeit des eingetauchten Schwingelements und dementsprechend seine Eigenfrequenz. Wenn die Eigenfrequenz des eingetauchten Schwingelements sich der Anregungsfrequenz von unten nähert, nimmt die Amplitude seiner Schwingung zu, bis sie bei einer Übereinstimmung ihren Maximalwert erreicht (Resonanz). Wenn sich die Eigenfrequenz des eingetauchten Schwingelements dann nach oben von der Anregungsfrequenz entfernt, verringert sich die Amplitude der Schwingung wieder. Trägt man die Schwingungsamplitude als Funktion der Messzeit auf, erhält man eine typische Resonanzkurve. An alternative, further improved method measures the oscillation amplitude of a vibrating element instead of the driving force (resonance thrombelastography). A corresponding device comprises instead of a piston, a vibrating element, which is associated with an excitation unit. The vibrating element is partially immersed in a sample vessel filled with a sample fluid during the measurement, and is applied by the excitation unit with a periodic force such that it performs a forced vibration. The excitation frequency is just above the natural frequency of the immersed in ungeronnenes sample fluid vibrating element. The shear forces exerted on the sample fluid by the vibrating element trigger the natural coagulation process, whereby a gradually solidifying cross-linking is formed between the vibrating element and the sample vessel. Natural blood coagulation increases forth the strength of the immersed vibrating element and, accordingly, its natural frequency. When the natural frequency of the immersed vibrator approaches the excitation frequency from below, the amplitude of its vibration increases until it reaches its maximum value at a coincidence (resonance). If the natural frequency of the immersed vibrating element then moves upwards from the excitation frequency, the amplitude of the oscillation decreases again. By plotting the vibration amplitude as a function of the measurement time, one obtains a typical resonance curve.
Das Verhältnis zwischen der Resonanzfrequenz des eingetauchten Schwingelements und dem Frequenzbereich, innerhalb dessen die Schwingung des eingetauchten Schwingelements um weniger als 3 dB gegenüber der Resonanzamplitude gedämpft ist, wird als Güte des eingetauchten Schwingelements bezeichnet. Diese Güte, die bei diesem Verfahren der zeitlichen Ausgeprägtheit der Resonanzkurve entspricht, lässt sich durch die konstruktive Gestaltung des Schwingelements und des Probengefäßes derart beeinflussen, dass mit diesem Verfahren eine äußerst empfindliche und präzise Messung der Blutgerinnung und eine aussagekräftige Darstellung in Form eines Kurvenverlaufs möglich sind. The ratio between the resonant frequency of the immersed vibrating element and the frequency range within which the vibration of the immersed vibrating element is attenuated by less than 3 dB from the resonant amplitude is referred to as the quality of the immersed vibrating element. This quality, which corresponds to the temporal manifestation of the resonance curve in this method, can be influenced by the structural design of the vibrating element and the sample vessel such that with this method an extremely sensitive and precise measurement of blood coagulation and a meaningful representation in the form of a curve are possible ,
Für eine verlässliche Messung der Blutgerinnung nach diesem Verfahren ist es allerdings erforderlich, das Volumen des in dem Probengefäß vorhandenen Probenfluids äußerst präzise vorzusehen. Dies erfordert einen durch lange Übung erfahrenen Umgang mit Hochpräzisionspipetten. Ein solcher ist jedoch nicht mehr marktgerecht und bei dem im Operationssaal gegenwärtigen Personal teilweise nicht vorhanden und auch nicht gewünscht. Zudem eignet sich dieses Verfahren nicht für den mobilen notärztlichen Einsatz. Zur Überwindung des letztgenannten Nachteils kann statt eines Probengefäßes eine Kartusche mit einem darin ausgebildeten Probenraum verwendet wer- den. Beispielsweise offenbart die WO 00/31529 zur ultraschallbasierten Messung der Viskosität eines Probenfluids eine Kartusche mit einem in den Probenraum vorstehenden länglichen Schwingelement. For a reliable measurement of blood clotting by this method, however, it is necessary to provide the volume of sample fluid in the sample vessel very precisely. This requires a long experience in handling high-precision pipettes. However, such is no longer in line with the market and in the operating room staff present sometimes not available and not desired. In addition, this method is not suitable for mobile emergency medical use. In order to overcome the last-mentioned disadvantage, instead of a sample vessel, a cartridge with a sample space formed therein can be used. the. For example, WO 00/31529 for ultrasound-based measurement of the viscosity of a sample fluid discloses a cartridge having an elongate vibrating element protruding into the sample space.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kartusche der eingangs genannten Art sowie eine Vorrichtung zur Koagulationsmessung, in welche die Kartusche einsetzbar ist, zu schaffen, die eine kostengünstige und verlässliche Blutgerinnungsmessung ermöglichen und auch von ungeübtem Personal verwendbar sind. Based on this prior art, it is an object of the present invention to provide a cartridge of the type mentioned above and a device for coagulation, in which the cartridge can be used, which allow a cost-effective and reliable blood coagulation measurement and can also be used by untrained personnel ,
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung eine Kartusche der eingangs genannten Art, bei welcher der Schwingabschnitt stabförmig mit einer insbesondere rechteckigen oder kreisförmigen Querschnittskontur ausgebildet ist, die quer zu der Längsrichtung des Schwingabschnitts und quer zu der wenigstens einen Schwingrichtung des Schwingabschnitts eine Breite aufweist, die zu einer maximalen Breite des Probenkontaktabschnitts in einem Verhältnis von höchstens 0,2, vorteilhaft höchstens 0,1 steht. In order to achieve the object according to the invention, the present invention provides a cartridge of the aforementioned type in which the oscillating section is rod-shaped with a particularly rectangular or circular cross-sectional contour which has a width transversely to the longitudinal direction of the oscillating section and transversely to the at least one oscillating direction of the oscillating section which is to a maximum width of the sample contact portion in a ratio of at most 0.2, preferably at most 0.1.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, statt eines Probengefäßes eine Kartusche vorzusehen, innerhalb derer das Probenfluid während der Messung aufgenommen ist. Dazu umfasst die Kartusche ein Gehäuse, in dem ein Probenraum ausgebildet ist, und ein Schwingelement, das mit dem Gehäuse verbunden ist und in dem Probenraum schwingen kann. Das Schwingelement umfasst einen länglichen elastischen Schwingabschnitt, der sich ausgehend von dem Gehäuse in den Probenraum erstreckt, und einen Probenkontaktabschnitt, der an dem freien Ende des Schwingabschnitts ausgebildet und in dem Probenraum angeordnet ist. Ein stabförmiger Schwingabschnitt mit einer rechteckigen oder auch ellipsenförmigen Querschnittskontur eignet sich für eine lineare Schwingung, bei der sich das Schwingelement ausschließlich innerhalb einer Ebene bewegt. Eine kreisförmige Querschnittskontur lässt dagegen eine symmetrische zweidimensionale Schwingung zu, bei der sich das Schwingelement wie bei einer Rührbewegung näherungsweise auf einem Kegelmantel bewegt. Quer zu der Längsrichtung des Schwingabschnitts und quer zu der wenigstens einen Schwingrichtung besitzt der Schwingabschnitt eine Breite, die höchstens ein Fünftel, vorteilhaft höchstens ein Zehntel der entsprechenden Breite des Probenkontaktabschnitts beträgt. Mit anderen Worten ist der Schwingabschnitt relativ zu dem Probenkontaktabschnitt sehr dünn, was mit einer geringen Dämpfung des Schwingelements in dem Probenfluid einhergeht. Durch diese Ausbildung des Schwingelements lässt sich daher eine entsprechend hohe Güte erreichen. Die Menge eines in der Kartusche aufgenommenen Probenfluids ist bestimmt, wenn das Probenfluid den Probenraum vollständig ausfüllt. Auf diese Weise ist das Schwingelement stets von derselben bekannten Menge an Probenfluid umgeben, wodurch reproduzierbare Messbedingungen geschaffen und Fehlerquellen ausgeschlossen sind. In dem Probenraum ist das Probenfluid zudem vor Umwelteinflüssen geschützt. Die Handhabung der Kartusche ist auch ungeübten Personen leicht möglich, da sich der Probenraum mittels einer gewöhnlichen Spritze ohne weiteres vollständig füllen lässt. The invention is based on the consideration, instead of a sample vessel to provide a cartridge, within which the sample fluid is taken during the measurement. For this purpose, the cartridge comprises a housing in which a sample space is formed, and a vibrating element, which is connected to the housing and can oscillate in the sample space. The vibrating member includes an elongated elastic vibrating portion extending into the sample space from the housing, and a sample contacting portion formed at the free end of the vibrating portion and disposed in the sample space. A rod-shaped oscillating section with a rectangular or even elliptical cross-sectional contour is suitable for a linear oscillation, in which the oscillating element moved exclusively within a plane. On the other hand, a circular cross-sectional contour allows a symmetrical two-dimensional oscillation, in which the oscillating element moves approximately on a conical surface, as in the case of a stirring movement. Transverse to the longitudinal direction of the oscillating section and transversely to the at least one oscillating direction, the oscillating section has a width that is at most one fifth, advantageously at most one tenth, of the corresponding width of the sample contact section. In other words, the vibrating portion is very thin relative to the sample contacting portion, which is accompanied with a small damping of the vibrating member in the sample fluid. Due to this design of the vibrating element, therefore, a correspondingly high quality can be achieved. The amount of a sample fluid received in the cartridge is determined when the sample fluid completely fills the sample space. In this way, the vibrating element is always surrounded by the same known amount of sample fluid, creating reproducible measuring conditions and error sources are excluded. In the sample room, the sample fluid is also protected against environmental influences. The handling of the cartridge is easily possible even inexperienced persons, since the sample space can be completely filled by means of a conventional syringe easily.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung besitzt das von dem ungeronnenen Probenfluid umgebene Schwingelement eine Eigenfrequenz, die in einem Bereich von 20 Hz bis 80 Hz, vorteilhaft zwischen 30 Hz und 50 Hz, vorteilhafter zwischen 35 Hz und 45 Hz liegt und bevorzugt 38 Hz beträgt, und/oder eine Güte, die in einem Bereich von 5 bis 45 liegt und bevorzugt wenigstens 20 beträgt. Eigenfrequenzen in diesem Bereich korrespondieren besonders gut zu den natürlichen Bedingungen der Blutzirkulation in den Blutgefäßen. Güten von 20 oder darüber erlauben eine empfindliche und hochpräzise Messung eines Koagulationsverlaufs. Vorteilhaft ist der Probenkontaktabschnitt als eine insbesondere rechteckige Platte ausgebildet, deren Plattenlänge sich in der Längsrichtung des Schwingabschnitts und deren Plattenbreite sich quer zu der Längsrichtung des Schwingabschnitts und quer zu der wenigstens einen Schwingrichtung erstreckt, und die an ihren Hauptflächen zwei gegenüberliegend angeordnete Haftflächen definiert, wobei das Verhältnis der Plattenbreite zu der Plattenlänge wenigstens 1 , vorteilhaft wenigstens 2 beträgt. Ein plattenförmiger Probenkontaktabschnitt fördert eine flache Ausgestaltung der Kartusche. Ferner ist ein Probenkontaktabschnitt in rechteckiger Gestalt einfach herstellbar und bietet eine große Oberfläche, um Scherkräfte auf das Probenflu- id auszuüben und eine Adhäsion von Fibrinfäden zu begünstigen. According to one embodiment of the invention, the vibrating element surrounded by the unspun sample fluid has a natural frequency which is in a range of 20 Hz to 80 Hz, advantageously between 30 Hz and 50 Hz, more preferably between 35 Hz and 45 Hz, and preferably 38 Hz, and / or a grade ranging from 5 to 45, and preferably at least 20. Natural frequencies in this range correspond particularly well to the natural conditions of the blood circulation in the blood vessels. Grades of 20 or above allow a sensitive and highly accurate measurement of coagulation. Advantageously, the sample contact portion is formed as a particular rectangular plate whose plate length extends in the longitudinal direction of the vibrating portion and its plate width transverse to the longitudinal direction of the vibrating portion and transversely to the at least one vibrating direction, and defines on its major surfaces two opposing adhesive surfaces, wherein the ratio of the plate width to the plate length is at least 1, advantageously at least 2. A plate-shaped sample contact section promotes a flat configuration of the cartridge. Further, a sample contact portion in a rectangular shape is easy to manufacture and provides a large surface area to exert shear forces on the sample fl uid and to promote adhesion of fibrin threads.
Alternativ dazu ist der Probenkontaktabschnitt als ein Zylinder ausgebildet, dessen Zylinderachse sich in der Längsrichtung des Schwingabschnitts erstreckt und der die Haftfläche an einer Außenseite des Zylindermantels definiert, wobei das Verhältnis der Zylinderlänge zu dem Zylinderdurchmesser wenigstens 1 , vorteilhaft wenigstens 2 beträgt. Ein zylinderförmiger Probenkontaktabschnitt eignet sich besonders in Kombination mit einem rundstab- förmigen Schwingabschnitt, wenn sich das Schwingelement wie bei einer Rührbewegung näherungsweise auf einem Kegelmantel bewegt. Alternatively, the sample contact portion is formed as a cylinder, the cylinder axis of which extends in the longitudinal direction of the swing portion and defines the adhesive surface on an outer side of the cylinder barrel, wherein the ratio of the cylinder length to the cylinder diameter is at least 1, preferably at least 2. A cylindrical sample contact section is particularly suitable in combination with a round-rod-shaped oscillating section when the oscillating element moves approximately like a stirring motion on a conical jacket.
In einer erfindungsgemäßen Variante ist das Schwingelement einteilig mit dem Gehäuse ausgebildet. Dies führt zu einem einfachen Aufbau und einer einfachen Handhabung der Kartusche. Beispielsweise kann das Schwingelement an das Gehäuse angegossen sein, wenn das Schwingelement und das Gehäuse aus Kunststoff hergestellt sind. Dadurch wird ein Übergang zur Mikrochiptechnik eröffnet. Alternativ kann an dem Gehäuse eine Halterung ausgebildet sein, in welcher ein Befestigungsabschnitt des Schwingelements, der insbesondere gegenüberliegend zu dem Probenkontaktabschnitt an dem Schwingabschnitt des Schwingelements ausgebildet ist, befestigbar oder befestigt. In a variant according to the invention, the oscillating element is formed integrally with the housing. This leads to a simple structure and easy handling of the cartridge. For example, the vibrating element may be cast on the housing when the vibrating element and the housing are made of plastic. This opens up a transition to microchip technology. Alternatively, a holder may be formed on the housing in which a fixing portion of the swinging member, which is formed on the swinging portion of the swinging member, in particular opposite to the sample contact portion, can be fastened or fixed.
Bevorzugt weist die Halterung eine Aufnahme, die korrespondierend zu dem Befestigungsabschnitt des Schwingelements ausgebildet ist und in welcher der Befestigungsabschnitt des Schwingelements aufgenommen und positioniert ist, und Klemmmittel auf, die den Befestigungsabschnitt in der Aufnahme fixieren. Eine Halterung mit Aufnahme und Klemmmitteln erlaubt eine einfache Befestigung des Schwingelements an dem Gehäuse der Kartusche. Die Aufnahme und die Klemmmittel stellen sicher, dass das Schwingelement in Bezug auf das Gehäuse stets in einer bestimmten Position festgelegt ist und diese Position während der Messung beibehält. Preferably, the holder has a receptacle which is formed corresponding to the mounting portion of the vibrating element and in which the mounting portion of the vibrating element is received and positioned, and clamping means which fix the mounting portion in the receptacle. A holder with recording and clamping means allows easy attachment of the vibrating element to the housing of the cartridge. The receptacle and the clamping means ensure that the oscillating element is always fixed in relation to the housing in a certain position and maintains this position during the measurement.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Kartusche umfasst das Gehäuse einen Gehäusekörper, in dem der Probenraum und die Halterung ausgebildet sind, und einen den Probenraum und die Aufnahme verschließenden Deckel, an dem wenigstens ein Klemmelement, insbesondere ein in Richtung der Aufnahme vorstehender Klemmvorsprung derart vorgesehen ist, dass der Befestigungsabschnitt des Schwingelements zwischen einem Boden der Aufnahme und dem Klemmvorsprung eingeklemmt ist, wenn der Deckel den Gehäusekörper verschließt, wobei eine maximale Länge der Kartusche in dem Bereich von 20 mm bis 80 mm, vorteilhaft zwischen 40 mm und 60 mm liegt und bevorzugt 50 beträgt. Ein derartiges Gehäuse erlaubt das Positionieren des Befestigungsabschnitts des Schwingelements in der Aufnahme, bevor es beim Verschließen des Gehäusekörpers mit dem Deckel automatisch in der Halterung festgeklemmt wird. Dies ist eine besonders einfache Ausgestaltung einer Klemmverbindung, eine kostengünstige und leicht handhabbare Befestigung des Schwingelements an dem Gehäuse erlaubt. Die angegebene Längenausdehnung der Kartusche erleichtert die Handhabung der Kartusche unter Einsatzbedingungen. According to an advantageous development of the cartridge, the housing comprises a housing body, in which the sample space and the holder are formed, and a cover closing the sample space and the receptacle, on which at least one clamping element, in particular a clamping projection projecting in the direction of the receptacle, is provided in such a way, in that the attachment portion of the vibrating member is clamped between a bottom of the receptacle and the clamping protrusion when the lid closes the case body, a maximum length of the cartridge being in the range of 20mm to 80mm, advantageously 40mm to 60mm, and preferably 50mm is. Such a housing allows the positioning of the mounting portion of the vibrating element in the receptacle before it is automatically clamped in the holder when closing the housing body with the lid. This is a particularly simple embodiment of a clamping connection, a cost-effective and easy to handle mounting of the vibrating element on the housing allowed. The specified linear expansion of the cartridge facilitates handling of the cartridge under conditions of use.
Bevorzugt ist der Befestigungsabschnitt des Schwingelements plattenförmig ausgebildet und besitzt insbesondere eine rechteckige Gestalt. Eine platten- förmige Ausbildung des Befestigungsabschnitts erlaubt eine flache Ausbildung der Kartusche. Ein Befestigungsabschnitt mit rechteckiger Gestalt lässt sich zudem besonders einfach in einer Aufnahme einer Halterung positionieren. Derartige Befestigungsabschnitte sind beispielsweise aus einem Stahlblech einfach und kostengünstig herstellbar. Preferably, the attachment portion of the vibrating element is plate-shaped and in particular has a rectangular shape. A plate-shaped design of the attachment portion allows a flat design of the cartridge. A mounting portion with a rectangular shape can also be particularly easily positioned in a receptacle of a holder. Such attachment portions are simple and inexpensive to produce, for example, from a steel sheet.
Gemäß einer Weiterbildung ist an dem Probenkontaktabschnitt eine elektrisch leitende Kondensatorfläche ausgebildet, die mit einem an einer Außenseite des Gehäuses vorgesehenen Kontaktbereich elektrisch leitend verbunden ist. Eine derartige elektrisch leidende Kondensatorfläche kann verwendet werden, um zusammen mit außerhalb der Kartusche angeordneten Kondensatorplatten die Position des Probenkontaktabschnitts durch eine Kapazitätsmessung zu bestimmen. Die zur Verbindung mit der Kontaktfläche erforderliche elektrische Leitfähigkeit des Schwingelements kann beispielsweise durch Bedampfen mit einem elektrisch leitenden Material hergestellt sein. According to a development, an electrically conductive capacitor surface is formed on the sample contact section, which is electrically conductively connected to a contact region provided on an outer side of the housing. Such an electrically-suffering capacitor surface may be used to determine the position of the sample contact portion by a capacitance measurement together with capacitor plates arranged outside the cartridge. The required for connection to the contact surface electrical conductivity of the vibrating element can be made for example by vapor deposition with an electrically conductive material.
Bevorzugt weist der Probenkontaktabschnitt magnetisierbares oder magnetisches Material auf. Ein solcher Probenkontaktabschnitt lässt sich berührungslos durch ein magnetisches Wechselfeld zu Schwingungen anregen und ermöglicht einen einfachen und geschlossenen Aufbau der Kartusche. Preferably, the sample contact portion comprises magnetizable or magnetic material. Such a sample contact section can be stimulated to vibrate without contact by a magnetic alternating field and enables a simple and closed construction of the cartridge.
Gemäß einer Variante der Kartusche weist der Probenkontaktabschnitt Stahl auf oder besteht daraus. Stahl ist ein magnetisierbares Material, dass in Form von Stahlblech einfach und kostengünstig zur Herstellung plattenför- miger Probenkontaktabschnitte verwendet werden kann. According to a variant of the cartridge, the sample contact section comprises steel or consists thereof. Steel is a magnetizable material that in Shape of steel sheet can be used easily and inexpensively for the production of plate-shaped sample contact sections.
An einer Haftfläche des Probenkontaktabschnittes kann eine Kunststoffbe- schichtung vorgesehen sein, die bezogen auf das Probenfluid bessere Adhäsionseigenschaften als das Material der Oberfläche des Probenkontaktabschnitts aufweist. Eine derartige Beschichtung begünstigt die Anhaftung des gerinnenden Probenfluids. A plastic coating may be provided on an adhesive surface of the sample contact section, which has better adhesion properties relative to the sample fluid than the material of the surface of the sample contact section. Such a coating promotes the adhesion of the clotting sample fluid.
Alternativ kann der Probenkontaktabschnitt aus Kunststoff hergestellt sein und einen Permanentmagneten tragen. In dieser Ausgestaltung wird also der Probenkontaktabschnitt mit magnetischem Material in Form eines Permanentmagneten versehen. Es wäre aber auch ausreichend, magnetisierbares Material vorzusehen. Alternatively, the sample contact portion may be made of plastic and carry a permanent magnet. In this embodiment, therefore, the sample contact portion is provided with magnetic material in the form of a permanent magnet. But it would also be sufficient to provide magnetizable material.
Gemäß einer Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung ist das Schwingelement in seiner Längsrichtung in mehrere Schwingelementabschnitte unterteilt, wobei die Schwingelementabschnitte insbesondere durch eine Steckverbindung miteinander verbindbar oder verbunden sind. Dieser Aufbau eines Schwingelements kann die Herstellung des Schwingelements vereinfachen. According to a further development of the present invention, the oscillating element is divided in its longitudinal direction into a plurality of vibrating element sections, wherein the vibrating element sections can be connected or connected to one another, in particular by a plug connection. This structure of a swinging member can simplify the manufacture of the swinging member.
Vorteilhaft umfassen die Schwingelementabschnitte den Schwingabschnitt, den Probenkontaktabschnitt und/oder insbesondere den Befestigungsabschnitt und sind aus unterschiedlichen Materialien hergestellt. Auf diese Weise lassen sich Schwingelemente flexibel herstellen und zusammensetzen. Advantageously, the oscillating element sections comprise the oscillating section, the sample contact section and / or in particular the fastening section and are made of different materials. In this way, vibrating elements can be flexibly produced and assembled.
Bevorzugt weist das Gehäuse einen Einfüllkanal auf, der sich ausgehend von einer in einer Wand des Gehäuses vorgesehenen Einfüllöffnung in den Pro- benraum erstreckt und dem ein Einfüllkanalverschlusselement, insbesondere ein Durchstechventil zugeordnet ist. Ein in dem Gehäuse vorgesehener Einfüllkanal verbindet die Außenseite der Kartusche mit dem Probenraum derart, dass dem Probenraum durch diesen einfach mittels einer Spritze Pro- benfluid zugeführt werden kann. The housing preferably has a filling channel which, starting from a filling opening provided in a wall of the housing, enters into the product. benraum extends and a filling channel closure element, in particular a piercing valve is associated. A filling channel provided in the housing connects the outer side of the cartridge with the sample chamber in such a way that sample fluid can be supplied to the sample chamber through it simply by means of a syringe.
Bevorzugt weist das Gehäuse einen Überlaufkanal auf, der sich ausgehend von einer in einer Wand des Gehäuses vorgesehenen Überlauföffnung in den Probenraum erstreckt, wobei dem Überlaufkanal ein Überlaufkanalver- schlusselement, insbesondere eine hydrophobe und/oder hydrophile Fritte oder eine gasdurchlässige Membran zugeordnet ist. Durch einen Überlaufkanal kann die in der Kartusche enthaltene Luft entweichen, wenn durch den Einfüllkanal Blut in den Probenraum eingefüllt wird. Dagegen wird das Pro- benfluid durch das Überlaufkanalverschlusselement daran gehindert, aus der Kartusche auszutreten. Preferably, the housing has an overflow channel, which extends from a provided in a wall of the housing overflow opening into the sample space, wherein the overflow channel an overflow channel closure element, in particular a hydrophobic and / or hydrophilic frit or a gas-permeable membrane is assigned. Through an overflow channel, the air contained in the cartridge can escape when blood is filled through the filling channel in the sample space. In contrast, the sample fluid is prevented from escaping from the cartridge by the overflow channel closure element.
Vorteilhaft münden der Einfüllkanal und der Überlaufkanal in gegenüberliegende Bereiche des Probenraums. Infolgedessen fließt Blut in den Überlaufkanal, wenn der Probenraum vollständig mit Blut gefüllt ist. Aus dem Überlaufkanal austretendes Blut kann daher eine vollständige Füllung des Probenraums mit Blut anzeigen. Advantageously, the filling channel and the overflow channel open into opposite regions of the sample space. As a result, blood flows into the overflow channel when the sample space is completely filled with blood. Blood exiting the overflow channel may therefore indicate complete filling of the sample space with blood.
Der Überlaufkanal kann vorteilhaft einen insbesondere mäanderförmigen Kontrollabschnitt aufweisen, der durch einen transparenten Abschnitt des Gehäuses von außen optisch zugänglich ist. Wenn das in den Probenraum eingefüllte Probenfluid in den mäanderförmigen Abschnitt des Überlaufkanals gelangt, kann die zu diesem Zeitpunkt bereits ausreichende Befüllung des Probenraums mit Blut optisch einfach erkannt werden und das Einfüllen von Blut beendet werden, ohne dass Blut aus der Überlauföffnung austritt. Eine Möglichkeit besteht in der visuellen Überwachung des Kontrollabschnitts durch die das Probenfluid einfüllende Person. Alternativ kann aber auch ein optischer Füllstandsensor verwendet werden, der den Kontrollabschnitt einer in eine Vorrichtung zur Koagulationsmessung eingesetzten Kartusche beim Einfüllen des Probenfluids überwacht und der einfüllenden Person ein Signal gibt, sobald Probenfluid in den Kontrollabschnitt einströmt. The overflow channel may advantageously have a particular meander-shaped control section, which is optically accessible from outside through a transparent section of the housing. When the sample fluid filled in the sample space enters the meandering section of the overflow channel, filling of the sample space with blood which is already sufficient at this time can be optically easily recognized and the filling of blood can be stopped without blood escaping from the overflow opening. One possibility is to visually monitor the control section by the person filling the sample fluid. Alternatively, however, it is also possible to use an optical fill level sensor which monitors the control section of a cartridge inserted into a device for coagulation measurement during filling of the sample fluid and sends a signal to the filling person as soon as sample fluid flows into the control section.
Gemäß einer Weiterbildung ist an einer Außenseite des Gehäuses eine Markierung vorgesehen ist, die insbesondere als Markierungsvorsprung ausgebildet ist, der von dem Gehäuse auswärts vorsteht. Eine solche Markierung kann von einer entsprechenden Vorrichtung zur Koagulationsmessung beispielsweise verwendet werden, um die Anwesenheit einer Kartusche mechanisch oder auf andere Weise zu detektieren und automatisch einen Messvorgang zu beginnen, wenn eine Kartusche anwesend ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Markierung zusammen mit weiteren Kartuscheninformationen zur Qualitätssicherung beitragen, indem beispielsweise Kartuschen, deren Mindesthaltbarkeitsdatum überschritten ist, zum Zeitpunkt der Messung von der Vorrichtung zur Koagulationsmessung nicht mehr akzeptiert werden. According to a development, a marking is provided on an outer side of the housing, which is designed in particular as a marking projection which projects outwardly from the housing. Such a marker may be used by a corresponding coagulation measurement device, for example, to mechanically or otherwise detect the presence of a cartridge and to automatically begin a measurement process when a cartridge is present. Alternatively or additionally, the marking together with further cartridge information can contribute to the quality assurance, for example by no longer accepting cartridges whose expiration date is exceeded by the device for coagulation measurement at the time of the measurement.
Bei einer erfindungsgemäßen Kartusche kann der Markierungsvorsprung an dem Befestigungsabschnitt des Schwingelements, insbesondere gegenüberliegend zu dem Schwingabschnitt ausgebildet sein und einen in dem Gehäuse vorgesehenen Durchlass durchsetzen. Ein das Gehäuse durchsetzender Markierungsvorsprung kann elektrisch leitend mit dem Probenkontaktabschnitt des Schwingelements verbunden sein und als elektrischer Kontaktbereich der Kartusche für die kapazitative Messung der Position des Probenkontaktbereichs dienen. In a cartridge according to the invention, the marking projection may be formed on the mounting portion of the vibrating element, in particular opposite to the vibrating section, and penetrate a passage provided in the housing. A marking projection passing through the housing may be electrically conductively connected to the sample contact section of the oscillating element and serve as the electrical contact region of the cartridge for the capacitive measurement of the position of the sample contact area.
Bevorzugt bildet der Markierungsvorsprung des Schwingelements gleichzeitig den außenseitigen Kontaktbereich einer an dem Probenkontaktbereich vorgesehenen Kondensatorfläche. Auf diese Weise kann die Markierung der Kartusche gleichzeitig zwei Funktionen übernehmen. Preferably, the marking projection of the vibrating element at the same time forms the outside contact region of a at the sample contact region provided capacitor area. In this way, the marking of the cartridge can take over two functions simultaneously.
Vorteilhaft ist innerhalb der Kartusche ein Reagenz vorgesehen, das insbesondere als eine an dem Probenkontaktabschnitt des Schwingelements und/oder an einer Randfläche des Probenraums vorgesehene und in dem Probenfluid lösliche Beschichtung und/oder als eine mit dem Probenfluid mischbare Flüssigkeit, die in einer in dem Gehäuse ausgebildeten und mit dem Probenraum verbundenen Reagenzkammer enthalten ist, vorgesehen ist. Reagenzien können das in dem Probenraum aufgenommenen Probefluid derart beeinflussen, dass eine Messung einzelner Gerinnungsfunktionen und/oder -faktoren möglich ist. Wenn das Reagenz in flüssiger Form, bevorzugt als Lyophilisat in einer Reagenzkammer vorgesehen ist, kann die Reagenzkammer beispielsweise als Teil des Einfüllkanals derart ausgebildet sein, dass das Probenfluid die Reagenzkammer bei dem Einfüllen durchströmt und sich dabei mit dem Reagenz vermischt. Selbstverständlich ist es alternativ möglich, ein flüssiges Reagenz beispielsweise mittels einer Spritze vor oder nach dem Probenfluid durch die Einfüllöffnung in den Probenraum einzufüllen. A reagent is advantageously provided inside the cartridge, in particular as a coating provided on the sample contact section of the vibrating element and / or on an edge surface of the sample chamber and soluble in the sample fluid and / or as a liquid miscible with the sample fluid, which is in one in the housing is formed and contained with the sample chamber associated reagent chamber is provided. Reagents may affect the sample fluid received in the sample space such that measurement of individual clotting functions and / or factors is possible. If the reagent is provided in liquid form, preferably as a lyophilisate in a reagent chamber, the reagent chamber can be designed, for example, as part of the filling channel such that the sample fluid flows through the reagent chamber during the filling and thereby mixes with the reagent. Of course, it is alternatively possible to fill a liquid reagent, for example by means of a syringe before or after the sample fluid through the filling opening in the sample space.
Gemäß einer Weiterbildung ist an einer Außenfläche des Gehäuses wenigstens eine Identifikationseinrichtung vorgesehen, die insbesondere als Barcode oder als RFID-Chip ausgebildet ist. Eine Identifikationseinrichtung ermöglicht eine einfache Identifikation der damit versehenen Kartusche hinsichtlich einer Herkunft des Probenfluids wie beispielsweise der Identität eines Patienten und/oder in der Kartusche vorgesehener Reagenzien. Eine Ausbildung der Identifikationseinrichtung als Barcode erlaubt eine einfache und kostengünstige automatische Identifikation einer zu vermessenden Kartusche durch eine entsprechende Vorrichtung zur Koagulationsmessung, in welche die Kartusche eingesetzt ist. Weiterhin schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Koagulationsmessung mittels einer erfindungsgemäßen Kartusche, mit wenigstens einer Kartuschenaufnahme, in welche die Kartusche einsetzbar ist, einer Anregungseinheit, die ausgebildet und angeordnet ist, um das Schwingelement einer in die Kartuschenaufnahme eingesetzten Kartusche zum Schwingen mit einer Schwingamplitude anzuregen, einer Sensoreinheit, die ausgebildet und angeordnet ist, um die Schwingamplitude des Schwingelements zu messen, wobei die Anregungseinheit und die Sensoreinheit jeweils der wenigstens einen Kartuschenaufnahme zugeordnet und zur automatischen Durchführung einer Koagulationsmessung mit einer Steuereinheit verbunden sind, wobei die Anregungseinheit ausgelegt ist, um Anregungsfrequenzen oberhalb der Eigenfrequenz des Schwingelements derart zu erzeugen, dass die Differenz zwischen der Anregungsfrequenz und der Eigenfrequenz in einem Bereich von 1 Hz bis 10 Hz, vorteilhaft zwischen 2 Hz und 6 Hz liegt und bevorzugt 4 Hz beträgt, und Schwingamplituden des Schwingelements in einem Bereich von 0,5 mm bis 2,5 mm, vorteilhaft zwischen 1 mm und 2 mm und bevorzugt von 1 ,5 mm hervorzurufen. According to a development, at least one identification device is provided on an outer surface of the housing, which is designed in particular as a barcode or as an RFID chip. An identification device enables a simple identification of the cartridge provided therewith with regard to an origin of the sample fluid, such as, for example, the identity of a patient and / or reagents provided in the cartridge. A design of the identification device as a barcode allows a simple and inexpensive automatic identification of a cartridge to be measured by a corresponding device for coagulation, in which the cartridge is inserted. Furthermore, the present invention provides a device for measuring coagulation by means of a cartridge according to the invention, with at least one cartridge receptacle into which the cartridge can be inserted, an excitation unit which is designed and arranged to excite the vibrating element of a cartridge inserted into the cartridge receptacle to vibrate with a vibration amplitude a sensor unit which is designed and arranged to measure the oscillation amplitude of the oscillation element, wherein the excitation unit and the sensor unit are respectively assigned to the at least one cartridge receptacle and connected to a control unit for automatically performing a coagulation measurement, wherein the excitation unit is designed to generate excitation frequencies above the natural frequency of the vibrating element to be generated such that the difference between the excitation frequency and the natural frequency in a range of 1 Hz to 10 Hz, advantageously between 2 Hz and 6 Hz li egt and preferably 4 Hz, and vibration amplitudes of the vibrating element in a range of 0.5 mm to 2.5 mm, preferably between 1 mm and 2 mm, and preferably of 1, 5 mm cause.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, eine Vorrichtung zur Koagulationsmessung nach dem lab-on-the-chip-Konzept zu schaffen, die ausgebildet ist, um die Gerinnung eines in einer Kartusche enthaltenen Probenfluids zu messen. Dazu umfasst die Vorrichtung wenigstens eine Kartuschenaufnahme, in welche die Kartusche einsetzbar ist und welcher eine Anregungseinheit sowie eine Sensoreinheit zugeordnet sind. Die Anregungseinheit regt das in der Kartusche angeordnete und von dem Probenfluid umgebene Schwingelement zu einer erzwungenen Schwingung an, während die Sensoreinheit die Amplitude der Schwingung misst. Bei fortschreitender Gerinnung des Probenfluids verändert sich das Schwingungsverhalten des Schwingelements, was bei konstanter Anregungsfrequenz beispielsweise als Amplitudenveränderung der Schwingung messbar ist. Dabei ist die konstante Anregungsfrequenz derart gewählt, dass sie wenig oberhalb der Eigenfrequenz des Schwingelements liegt. Mit fortschreitender Koagulation des Pro- benfluids erhöht sich die Eigenfrequenz des Schwingelements, wobei die Schwingamplitude durch ein Maximum läuft, wenn die Eigenfrequenz mit der Anregungsfrequenz übereinstimmt. Die Anregungsstärke ist derart gewählt, dass sich eine Schwingamplitude von wenigen Millimetern einstellt. Anregungsfrequenzen und Schwingamplituden dieser Größenordnungen können die natürlichen Bedingungen der Blutzirkulation in den Blutgefäßen besonders gut simulieren. The invention is based on the idea to provide a device for coagulation measurement according to the lab-on-the-chip concept, which is designed to measure the coagulation of a sample fluid contained in a cartridge. For this purpose, the device comprises at least one cartridge receptacle into which the cartridge can be inserted and to which an excitation unit and a sensor unit are assigned. The excitation unit excites the vibrating element arranged in the cartridge and surrounded by the sample fluid to a forced oscillation, while the sensor unit measures the amplitude of the oscillation. With progressive coagulation of the sample fluid, the vibration behavior of the vibrating element changes, which at constant excitation frequency, for example as Amplitude change of the vibration is measurable. In this case, the constant excitation frequency is chosen such that it is slightly above the natural frequency of the vibrating element. As coagulation of the sample fluid progresses, the natural frequency of the vibrating element increases, with the vibrational amplitude running through a maximum when the natural frequency coincides with the excitation frequency. The excitation intensity is chosen such that an oscillation amplitude of a few millimeters is established. Excitation frequencies and oscillation amplitudes of these orders of magnitude can particularly well simulate the natural conditions of the blood circulation in the blood vessels.
Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung umfasst die Anregungseinheit wenigstens zwei elektrisch erregbare Magnetspulen, die benachbart zu der wenigstens einen Kartuschenaufnahme derart ausgebildet und angeordnet sind, dass sie den Probenkontaktabschnitt des Schwingelements der eingesetzten Kartusche wahlweise mit einer Magnetkraft beaufschlagen. Die wenigstens zwei elektrisch erregbaren Magnetspulen erzeugen ein magnetisches Wechselfeld, in welchem das magnetische oder magnetisierbare Material des Probenkontaktabschnittes mit einer hinsichtlich Richtung und Stärke variablen Kraft beaufschlagt werden kann. According to one embodiment of the present invention, the excitation unit comprises at least two electrically energizable magnetic coils, which are formed and arranged adjacent to the at least one cartridge receptacle so that they selectively apply a magnetic force to the sample contact portion of the vibrating element of the inserted cartridge. The at least two electrically energizable magnetic coils generate an alternating magnetic field in which the magnetic or magnetizable material of the sample contact portion can be acted upon by a variable in direction and strength force.
Die Anregungseinheit umfasst gemäß einer Variante genau zwei Magnetspulen, die auf gegenüberliegenden Seiten der Kartuschenaufnahme angeordnet sind. Diese Anordnung genau zweier Magnetspulen eignet sich für eine lineare Anregung des Schwingelements. According to a variant, the excitation unit comprises exactly two magnet coils, which are arranged on opposite sides of the cartridge receptacle. This arrangement exactly two magnetic coils is suitable for a linear excitation of the vibrating element.
Alternativ kann die Anregungseinheit genau vier Magnetspulen umfassen, die in gleichen Winkelabständen um die Kartuschenaufnahme angeordnet sind. Auf diese Weise lässt sich das Schwingelement in der Kartusche zu einer zweidimensionalen kreisförmigen Schwingbewegung ähnlich einer Rührbewegung in dem Probenfluid anregen. Eine solche Bewegung des Schwingelements weist keine Umkehrpunkte auf und entspricht in hohem Maße den natürlichen Verhältnissen in den Blutgefäßen. Alternatively, the excitation unit may comprise exactly four magnetic coils which are arranged at equal angular intervals around the cartridge receptacle. In this way, the vibrating element in the cartridge can be made into a two-dimensional circular oscillatory motion similar to one Stimulate stirring in the sample fluid. Such a movement of the vibrating element has no reversal points and corresponds largely to the natural conditions in the blood vessels.
Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Sensoreinheit wenigstens eine Kondensatorplatte, die sich parallel zu einem Probenkontaktabschnitt eines Schwingelements einer in die Kartuschenaufnahme eingesetzten Kartusche erstreckt. Durch die Schwingbewegung einer des Probenkontaktabschnitts verändert sich der Abstand zwischen der Kondensatorplatte und einer an dem Probenkontaktabschnitt ausgebildeten elektrischen Leitungsplatte. Dies bewirkt eine messbare Kapazitätsänderung des aus der Kondensatorplatte und der elektrischen Leitungsplatte an dem Probenkontaktabschnitt gebildeten Kondensators, die mit der Schwingbewegung des Probenkontaktabschnitts unmittelbar korreliert. Gemäß einer Variante sind zwei Kondensatorplatten auf gegenüberliegenden Seiten der Kartuschenaufnahme angeordnet, um zwei Kondensatoren zu bilden, deren Kapazitäten sich infolge der Schwingbewegung des Probenkontaktabschnitts jeweils gegenläufig verändern, wodurch sich die Messgenauigkeit erhöhen kann, insbesondere bei unsymmetrischer Koagulation bezogen auf die Schwingbewegung des Schwingelements. Alternativ kann die Sensoreinheit auch einen Reflexsensor oder einen Hallsensor umfassen, um die Schwingbewegung des Schwingelements optisch oder magnetisch zu erfassen. According to a development of the device according to the invention, the sensor unit comprises at least one capacitor plate which extends parallel to a sample contact portion of a vibrating element of a cartridge inserted into the cartridge receptacle. By the swinging motion of one of the sample contact portion, the distance between the capacitor plate and an electric wire plate formed on the sample contact portion changes. This causes a measurable capacitance change of the capacitor formed of the capacitor plate and the electric wire plate at the sample contact portion, which correlates directly with the swinging motion of the sample contact portion. According to a variant, two capacitor plates are arranged on opposite sides of the cartridge receptacle to form two capacitors whose capacitances change in opposite directions due to the oscillatory movement of the sample contact section, whereby the measurement accuracy can increase, in particular in the case of asymmetrical coagulation with respect to the oscillating movement of the oscillating element. Alternatively, the sensor unit may also include a reflex sensor or a Hall sensor to detect the oscillating movement of the vibrating element optically or magnetically.
Vorteilhaft ist der wenigstens einen Kartuschenaufnahme eine mit der Steuereinheit verbundene Beheizungseinheit zugeordnet, die derart ausgebildet und angeordnet ist, dass das in einer eingesetzten Kartusche enthaltene Probenfluids eine bestimmte Temperatur erreicht und/oder beibehält. Gerinnungsprozesse sind sehr temperaturabhängig. Beispielsweise vollzieht sich die Blutgerinnung typischerweise bei Körpertemperatur. Entsprechend kann eine Beheizungseinrichtung eine Temperatur des Blutes von ca. 37 °C gewährleisten. The at least one cartridge receptacle is advantageously associated with a heating unit connected to the control unit, which is designed and arranged such that the sample fluid contained in an inserted cartridge reaches and / or maintains a specific temperature. Coagulation processes are very temperature dependent. For example, blood clotting typically occurs at body temperature. Accordingly a heating device to ensure a temperature of the blood of about 37 ° C.
Ferner kann der wenigstens einen Kartuschenaufnahme eine mit der Steuereinheit verbundene Füllkontrolleinheit zugeordnet sein, die derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie die Füllung der Kartusche insbesondere optisch erkennt. Als Füllkontrolleinheit können beispielsweise eine Leuchtdiode und ein lichtempfindlicher Widerstand auf gegenüberliegenden Seiten der Kartuschenaufnahme derart angeordnet sein, dass das Licht der Leuchtdiode einen transparenten Bereich eines Gehäuses einer eingesetzten Kartusche durchscheint und die Lichtdurchlässigkeit des Probenraums der Kartusche oder eines Kontrollabschnitts ihres Überlaufkanals messbar macht. Furthermore, the at least one cartridge receptacle may be associated with a filling control unit connected to the control unit, which is designed and arranged such that it particularly visually recognizes the filling of the cartridge. As a filling control unit, for example, a light-emitting diode and a photosensitive resistor can be arranged on opposite sides of the cartridge receptacle such that the light of the light diode shines through a transparent region of a housing of an inserted cartridge and makes the light transmission of the sample chamber of the cartridge or a control section of its overflow channel measurable.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der wenigstens einen Kartuschenaufnahme eine mit der Steuereinheit verbundene Erkennungseinheit zugeordnet, die derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie eine Erkenneinrichtung einer eingesetzten Kartusche erkennt. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise eine Koagulationsmessung automatisch starten, wenn eine mit einer Erkenneinrichtung versehene Kartusche in die Kartuschenaufnahme der Vorrichtung eingesetzt ist. According to a further embodiment, the at least one cartridge receptacle is associated with a detection unit connected to the control unit, which is designed and arranged such that it recognizes a recognition device of an inserted cartridge. In this way, for example, a coagulation measurement can be started automatically if a cartridge provided with a recognition device is inserted into the cartridge receptacle of the device.
Gemäß einer Weiterbildung ist der wenigstens eine Kartuschenaufnahme wenigstens eine mit der Steuereinheit verbundene Ableseeinheit zugeordnet, die ausgebildet und angeordnet ist, um eine an der eingesetzten Kartusche befestigte Identifikationseinheit abzulesen. Die Ableseeinheit erlaubt die automatische Zuordnung des in der eingesetzten Kartusche enthaltenen Pro- benfluids zu einem bestimmten Patienten. According to a further development, the at least one cartridge receptacle is assigned at least one meter reading unit connected to the control unit, which unit is designed and arranged to read an identification unit attached to the inserted cartridge. The meter reading unit allows the automatic assignment of the sample fluid contained in the inserted cartridge to a specific patient.
Vorteilhaft ist eine Mehrzahl von Kartuschenaufnahmen, insbesondere zwei Kartuschenaufnahmen vorgesehen, wobei die Vorrichtung um weitere ins- besondere zwei Kartuschenaufnahmen erweiterbar sein kann. Eine Vorrichtung mit mehreren Kartuschenaufnahmen, die insbesondere um weitere Kartuschenaufnahmen erweiterbar ist, gestattet eine gleichzeitige Messung mehrerer Probefluide. Dies ist beispielsweise erforderlich, um zu Kontrollzwecken neben dem zu vermessendem Probenfluid ein Kontrollfluid vermessen werden muss. A plurality of cartridge receptacles, in particular two cartridge receptacles, is advantageously provided, the apparatus special two cartridge shots can be expandable. A device with a plurality of cartridge receptacles, which can be expanded in particular by further cartridge receptacles, permits a simultaneous measurement of a plurality of sample fluids. This is necessary, for example, in order to measure a control fluid in addition to the sample fluid to be measured for control purposes.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kartusche unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin ist: Further features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of various embodiments of the cartridge according to the invention with reference to the accompanying drawings. In it is:
Figur 1 eine perspektivische Explosionsansicht einer Kartusche gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Figure 1 is an exploded perspective view of a cartridge according to a first embodiment of the present invention;
Figur 2 eine perspektivische Explosionsansicht einer Kartusche gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Figure 2 is an exploded perspective view of a cartridge according to a second embodiment of the present invention;
Figur 3 eine perspektivische Explosionsansicht einer Kartusche gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; FIG. 3 is an exploded perspective view of a cartridge according to a third embodiment of the present invention;
Figur 4 eine perspektivische Explosionsansicht einer Kartusche gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; FIG. 4 is an exploded perspective view of a cartridge according to a fourth embodiment of the present invention;
Figur 5 eine perspektivische Ansicht einer Kartusche gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ohne Deckel; Figur 6 eine perspektivische Ansicht einer Kartusche gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ohne Deckel; Figur 7 eine perspektivische Ansicht eines Schwingelements einer Figure 5 is a perspective view of a cartridge according to a fifth embodiment of the present invention without a lid; Figure 6 is a perspective view of a cartridge according to a sixth embodiment of the present invention without a lid; Figure 7 is a perspective view of a vibrating element of a
Kartusche gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; eine perspektivische Explosionsansicht des in Figur 7 dargestellten Schwingelements; eine perspektivische Außenansicht einer Vorrichtung zur Koagulationsmessung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; eine perspektivische schematische Innenansicht der in Figur 9 dargestellten Vorrichtung zur Koagulationsmessung; eine perspektivische Außenansicht einer Vorrichtung zur Koagulationsmessung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;  A cartridge according to a seventh embodiment of the present invention; an exploded perspective view of the vibrating element shown in Figure 7; an external perspective view of a device for coagulation measurement according to a first embodiment of the present invention; a perspective schematic interior view of the device shown in Figure 9 for coagulation measurement; an external perspective view of a device for coagulation measurement according to a second embodiment of the present invention;
Figur 12 eine perspektivische Explosionsansicht der in Figur 1 dargestellten Kartusche zusammen mit einer Anregungseinheit und einer Sensoreinheit der in den Figuren 9 und 1 1 dargestelltenFigure 12 is an exploded perspective view of the cartridge shown in Figure 1 together with an excitation unit and a sensor unit of the in Figures 9 and 1 1 shown
Vorrichtungen zur Koagulationsmessung; Devices for measuring coagulation;
Figur 13 eine perspektivische Ansicht der in Figur 3 dargestellten Kartusche ohne Deckel zusammen mit einer Anregungseinheit und einer Sensoreinheit aus jeweils zwei Magnetspulen bzw. Kondensatorplatten; Figure 13 is a perspective view of the cartridge shown in Figure 3 without cover together with an excitation unit and a sensor unit of two respective magnetic coils or capacitor plates;
Figur 14 eine perspektivische Ansicht der in Figur 6 dargestellten Kartu- sehe ohne Deckel, jedoch mit dem in den Figuren 7 und 8 dargestellten Schwingelement zusammen mit einer Anregungseinheit aus vier Magnetspulen; eine perspektivische Ansicht der mit einer Füllkontrolleinheit der in den Figuren 9 und 1 1 dargestellten Vorrichtungen zur Koagulationsmessung; 14 is a perspective view of the Kartu shown in Figure 6 without cover, but with the vibrating element shown in Figures 7 and 8 together with an excitation unit of four magnetic coils. a perspective view of the with a filling control unit of the devices shown in Figures 9 and 1 1 for coagulation measurement;
Figur 16 ein Blockschaltbild der in den Figuren 9 und 1 1 dargestellten FIG. 16 is a block diagram of that shown in FIGS. 9 and 11
Vorrichtungen zur Koagulationsmessung;  Devices for measuring coagulation;
Figur 17 eine schematische Ansicht einer mit der in den Figuren 9 und Figure 17 is a schematic view of one with the in Figures 9 and
1 1 dargestellten Vorrichtung nach einem ersten Verfahren gemessenen Messkurve; Figur 18 eine erste Messkurve, die mit der in den Figuren 9 und 1 1 dargestellten Vorrichtung zur Koagulationsmessung gemessen wurde; eine zweite Messkurve, die mit der in den Figuren 9 und 1 1 dargestellten Vorrichtung zur Koagulationsmessung gemessen wurde; und  1 1 device shown measured according to a first method measured curve; FIG. 18 is a first measurement curve measured with the coagulation measurement device shown in FIGS. 9 and 11; a second measurement curve measured with the coagulation measurement apparatus shown in Figs. 9 and 11; and
Figur 20 eine schematische Ansicht einer mit der in den Figuren 9 und Figure 20 is a schematic view of one with the in Figures 9 and
1 1 dargestellten Vorrichtung nach einem zweiten Verfahren gemessenen Messkurve. Die Figuren 1 bis 8 zeigen Kartuschen gemäß sieben verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zum Einsetzen in eine entsprechende Vorrichtung zur Koagulationsmessung. 1 1 device shown measured according to a second method measured curve. Figures 1 to 8 show cartridges according to seven different embodiments of the present invention for insertion into a corresponding device for coagulation measurement.
Die Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kartusche 1. Die Kartusche 1 umfasst ein längliches Gehäuse 2 mit einem Gehäusekörper 2a und einem Deckel 2b, die jeweils eine Länge von ungefähr 50 mm besitzen. Die Länge des Gehäuses kann zwischen 20 mm und 80 mm liegen. In dem Gehäuse 2 ist ein Probenraum 3 zum Aufnehmen eines Probenfluids ausgebildet. 1 shows a first embodiment of a cartridge 1 according to the invention. The cartridge 1 comprises an elongated housing 2 with a housing body 2a and a cover 2b, each having a length of approximately 50 mm. The length of the housing can be between 20 mm and 80 mm. In the housing 2, a sample space 3 for receiving a sample fluid is formed.
Der Gehäusekörper 2a weist einen Einfüllkanal 4 auf, der sich ausgehend von einer in einer Wand des Gehäusekörpers 2a vorgesehenen Einfüllöffnung 5 in den Probenraum 3 erstreckt. Dem Einfüllkanal 4 ist ein Durchstechventil 6 als Einfüllkanalverschlusselement zugeordnet. Das Durchstechventil 6 ist derart ausgebildet, dass es eine Nadel 7 einer medizinischen Spritze 8 dicht umschließt, die in den Einfüllkanal 4 eingeführt ist. The housing body 2a has a filling channel 4, which extends from a filling opening 5 provided in a wall of the housing body 2a into the sample space 3. The filling channel 4 is assigned a piercing valve 6 as a filling channel closure element. The piercing valve 6 is designed such that it tightly encloses a needle 7 of a medical syringe 8, which is introduced into the filling channel 4.
Weiterhin weist der Gehäusekörper 2a einen Überlaufkanal 9 auf, der sich ausgehend von einer in einer Wand des Gehäusekörpers 2a vorgesehenen Überlauföffnung 10 in den Probenraum 3 erstreckt. Dem Überlaufkanal 9 ist eine hydrophobe und/oder hydrophile Fritte 1 1 als Überlaufkanalverschlus- selement zugeordnet, die derart ausgebildet ist, dass durch sie Luft, nicht aber Probenfluid aus dem Probenraum 3 entweichen kann. Alternativ zu der hydrophoben und/oder hydrophilen Fritte 1 1 kann dem Überlaufkanal 9 auch eine gasdurchlässige Membran zugeordnet sein. Der Einfüllkanal 4 und der Überlaufkanal 10 münden in gegenüberliegende Bereiche des Probenraums 3, so dass Probenfluid erst dann in den Überlaufkanal 9 gelangt, wenn der Probenraum 3 vollständig mit dem Probenfluid gefüllt ist. Der Überlaufkanal 9 weist einen mäanderförmigen Kontrollabschnitt 12 auf. Dadurch wird eine große Länge des Überlaufkanals 9 erreicht, so dass Probenfluid nicht sofort zu der Überlauföffnung 10 gelangt, wenn der Probenraum 3 vollständig gefüllt ist und weiter Probenfluid zugeführt wird. Im Bereich des mäanderförmigen Kontrollabschnitts 12 des Überlaufkanals 9 weisen der Deckel 2b und der Gehäusekörper 2a transparente Abschnitte derart auf, dass der Kontrollabschnitt 12 von außen optisch zugänglich ist. Furthermore, the housing body 2a has an overflow channel 9, which extends from an overflow opening 10 provided in a wall of the housing body 2a into the sample space 3. The overflow channel 9 is associated with a hydrophobic and / or hydrophilic frit 1 1 as Überlaufkanalverschlus- selement, which is designed such that air, but not sample fluid from the sample chamber 3 can escape. As an alternative to the hydrophobic and / or hydrophilic frit 1 1, the overflow channel 9 may also be associated with a gas-permeable membrane. The filling channel 4 and the overflow channel 10 open into opposite regions of the sample space 3, so that sample fluid only enters the overflow channel 9 when the sample space 3 is completely filled with the sample fluid. The overflow channel 9 has a meandering control section 12. As a result, a large length of the overflow channel 9 is achieved, so that sample fluid does not immediately reach the overflow opening 10 when the sample space 3 is completely filled and further sample fluid is supplied. In the area of the meandering control section 12 of the overflow channel 9, the cover 2b and the housing body 2a have transparent sections in such a way that the control section 12 is optically accessible from the outside.
An einer Außenfläche des Gehäusekörpers 2a, die gegenüberliegend zu der Einfüllöffnung 5 und der Überlauföffnung 10 angeordnet ist, ist ein Barcode 13 als Identifikationseinrichtung vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich kann die Identifikationseinrichtung auch als RFID-Chip ausgebildet sein. On an outer surface of the housing body 2a, which is arranged opposite to the filling opening 5 and the overflow opening 10, a bar code 13 is provided as an identification device. Alternatively or additionally, the identification device can also be designed as an RFID chip.
Die Kartusche 1 umfasst ferner ein Schwingelement 14, das einen mit dem Gehäuse 2 verbundenen und von diesem in den Probenraum 3 vorstehenden länglichen, in einer Schwingrichtung elastisch biegbaren Schwingabschnitt 15 aufweist. Der Schwingabschnitt 15 des Schwingelements 14 besitzt eine stabförmige Gestalt und weist quer zu seiner Längsrichtung eine rechteckige Querschnittskontur auf. Die Querschnittskontur weist quer zu der Längsrichtung und quer zu der Schwingrichtung eine Breite auf, die zu der maximalen Breite des Probenkontaktabschnitts in einem Verhältnis von ungefähr 0,2 steht, was mit einer geringen Dämpfung durch das Probenfluid einhergeht und zu einer entsprechend hohen Güte des Schwingelements führt. The cartridge 1 further comprises a vibrating element 14, which has an associated with the housing 2 and from this in the sample space 3 projecting elongated, elastically bendable in a vibrating direction vibrating portion 15. The vibrating section 15 of the vibrating element 14 has a rod-shaped configuration and has a rectangular cross-sectional contour transversely to its longitudinal direction. The cross-sectional contour has, across the longitudinal direction and transversely to the oscillation direction, a width which is in the ratio of approximately 0.2 to the maximum width of the sample contact section, which is associated with a low attenuation by the sample fluid and a correspondingly high quality of the oscillating element leads.
An dem freien Ende des Schwingabschnitts 15 ist ein plattenförmiger Probenkontaktabschnitt 16 ausgebildet, der eine ovale Gestalt besitzt und an seinen gegenüberliegenden Hauptflächen zwei Haftflächen definiert. Seine quer zu der Schwingrichtung und quer zu der Längsrichtung gemessene Breite ist ungefähr doppelt so groß wie seine in der Längsrichtung gemes- sene Länge. Gegenüberliegend zu dem Probenkontaktabschnitt 16 ist an dem Schwingabschnitt 15 ein Befestigungsabschnitt 17 ausgebildet. Der Befestigungsabschnitt 17 ist plattenförmig ausgebildet und besitzt eine rechteckige Gestalt. Der Schwingabschnitt 15, der Probenkontaktabschnitt 16 sowie der Befestigungsabschnitt 17 des Schwingelements 14 sind einteilig aus Stahl hergestellt, so dass insbesondere der Probenkontaktabschnitt 16 aus einem magnetischen Material besteht und eine elektrisch leitende Kondensatorfläche bildet, die mit einem an der Außenseite des Gehäusekörpers 2a vorgesehenen Kontaktbereich elektrisch leitend verbunden ist. Die Eigenfrequenz des von dem ungeronnenen Probenfluid umgebenen Schwingelements 14 liegt bei ungefähr 38 Hz. Die Güte beträgt ca. 20. At the free end of the vibrating portion 15, a plate-shaped sample contact portion 16 is formed, which has an oval shape and defines two adhesive surfaces on its opposite major surfaces. Its width measured transversely to the direction of vibration and transverse to the longitudinal direction is approximately twice as large as its longitudinal dimension. long length. Opposite to the sample contact portion 16, a fixing portion 17 is formed on the swing portion 15. The attachment portion 17 is plate-shaped and has a rectangular shape. The vibrating portion 15, the sample contacting portion 16, and the fixing portion 17 of the vibrating member 14 are integrally made of steel, so that in particular the sample contact portion 16 is made of a magnetic material and forms an electrically conductive capacitor surface electrically connected to a contact portion provided on the outside of the case body 2a is conductively connected. The natural frequency of the oscillating element 14 surrounded by the non-sample fluid is about 38 Hz. The quality is about 20.
Zur Befestigung des Schwingelements 14 ist in dem Gehäuse 2 eine Halterung 18 ausgebildet, in welcher der Befestigungsabschnitt 17 aufgenommen und positioniert ist. Die Halterung 18 weist eine zu dem Befestigungsabschnitt 17 korrespondierende Aufnahme 18a auf, die in dem Gehäusekörper 2a ausgebildet ist und in welcher der Befestigungsabschnitt 17 des Schwingelements 14 aufgenommen und positioniert ist. Ferner weist die Halterung 18 einen Klemmvorsprung 18b auf, der an dem Deckel 2b vorgesehen ist und in Richtung der Aufnahme 18a vorsteht, so dass der Befestigungsabschnitt 17 zwischen einem Boden der Aufnahme 18a und dem Klemmelement 18b eingeklemmt ist, wenn der Deckel 2b den Probenraum 3 und die Aufnahme 18a verschließt. For attachment of the oscillating element 14, a holder 18 is formed in the housing 2, in which the mounting portion 17 is received and positioned. The holder 18 has a receiving portion 18a corresponding to the receiving portion 18a, which is formed in the housing body 2a and in which the mounting portion 17 of the vibrating element 14 is received and positioned. Further, the holder 18 has a clamping protrusion 18b provided on the lid 2b and protruding toward the receptacle 18a, so that the fixing portion 17 is clamped between a bottom of the receptacle 18a and the clamping member 18b when the lid 2b holds the sample space 3 and the receptacle 18a closes.
Die Figur 2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kartusche 1 , die im Wesentlichen denselben Aufbau wie die in Figur 1 dargestellte Kartusche aufweist, jedoch zusätzlich eine Haftbeschichtung 19 sowie einen Markierungsvorsprung 20 sowie einen Durchlass 21 aufweist. Die Kartusche 1 umfasst ein längliches Gehäuse 2 mit einem Gehäusekörper 2a und einem Deckel 2b, die jeweils eine Länge von ungefähr 50 mm besitzen. Die Länge des Gehäuses kann zwischen 20 mm und 80 mm liegen. In dem Gehäuse 2 ist ein Probenraum 3 zum Aufnehmen eines Probenfluids ausgebildet. FIG. 2 shows a second embodiment of a cartridge 1 according to the invention, which has essentially the same structure as the cartridge shown in FIG. 1, but additionally has an adhesive coating 19 and a marking projection 20 as well as a passage 21. The cartridge 1 comprises an elongated housing 2 having a housing body 2a and a lid 2b, each having a length of about 50 mm. The length of the housing can be between 20 mm and 80 mm. In the housing 2, a sample space 3 for receiving a sample fluid is formed.
Der Gehäusekörper 2a weist einen Einfüllkanal 4 auf, der sich ausgehend von einer in einer Wand des Gehäusekörpers 2a vorgesehenen Einfüllöffnung 5 in den Probenraum 3 erstreckt. Dem Einfüllkanal 4 ist ein Durchstechventil 6 als Einfüllkanalverschlusselement zugeordnet. Das Durchstechventil 6 ist derart ausgebildet, dass es eine Nadel 7 einer medizinischen Spritze 8 dicht umschließt, die in den Einfüllkanal 4 eingeführt ist. The housing body 2a has a filling channel 4, which extends from a filling opening 5 provided in a wall of the housing body 2a into the sample space 3. The filling channel 4 is assigned a piercing valve 6 as a filling channel closure element. The piercing valve 6 is designed such that it tightly encloses a needle 7 of a medical syringe 8, which is introduced into the filling channel 4.
Weiterhin weist der Gehäusekörper 2a einen Überlaufkanal 9 auf, der sich ausgehend von einer in einer Wand des Gehäusekörpers 2a vorgesehenen Überlauföffnung 10 in den Probenraum 3 erstreckt. Dem Überlaufkanal 9 ist eine hydrophobe und/oder hydrophile Fritte 1 1 als Überlaufkanalverschlus- selement zugeordnet, die derart ausgebildet ist, dass durch sie Luft, nicht aber Probenfluid aus dem Probenraum 3 entweichen kann. Alternativ zu der hydrophoben und/oder hydrophilen Fritte 1 1 kann dem Überlaufkanal 9 auch eine gasdurchlässige Membran zugeordnet sein. Der Einfüllkanal 4 und der Überlaufkanal 10 münden in gegenüberliegende Bereiche des Probenraums 3, so dass Probenfluid erst dann in den Überlaufkanal 9 gelangt, wenn der Probenraum 3 vollständig mit dem Probenfluid gefüllt ist. Der Überlaufkanal 9 weist einen mäanderförmigen Kontrollabschnitt 12 auf. Dadurch wird eine große Länge des Überlaufkanals 9 erreicht, so dass Probenfluid nicht sofort zu der Überlauföffnung 10 gelangt, wenn der Probenraum 3 vollständig gefüllt ist und weiter Probenfluid zugeführt wird. Im Bereich des mäanderförmigen Kontrollabschnitts 12 des Überlaufkanals 9 weisen der Deckel 2b und der Gehäusekörper 2a transparente Abschnitte derart auf, dass der Kontrollabschnitt 12 von außen optisch zugänglich ist. Furthermore, the housing body 2a has an overflow channel 9, which extends from an overflow opening 10 provided in a wall of the housing body 2a into the sample space 3. The overflow channel 9 is associated with a hydrophobic and / or hydrophilic frit 1 1 as Überlaufkanalverschlus- selement, which is designed such that air, but not sample fluid from the sample chamber 3 can escape. As an alternative to the hydrophobic and / or hydrophilic frit 1 1, the overflow channel 9 may also be associated with a gas-permeable membrane. The filling channel 4 and the overflow channel 10 open into opposite regions of the sample space 3, so that sample fluid only enters the overflow channel 9 when the sample space 3 is completely filled with the sample fluid. The overflow channel 9 has a meandering control section 12. As a result, a large length of the overflow channel 9 is achieved, so that sample fluid does not immediately reach the overflow opening 10 when the sample space 3 is completely filled and further sample fluid is supplied. In the region of the meandering control section 12 of the overflow channel 9, the cover 2b and the housing body 2a on transparent portions such that the control section 12 is optically accessible from the outside.
An einer Außenfläche des Gehäusekörpers 2a, die gegenüberliegend zu der Einfüllöffnung 5 und der Überlauföffnung 10 angeordnet ist, ist ein Barcode 13 als Identifikationseinrichtung vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich kann die Identifikationseinrichtung auch als RFID-Chip ausgebildet sein. On an outer surface of the housing body 2a, which is arranged opposite to the filling opening 5 and the overflow opening 10, a bar code 13 is provided as an identification device. Alternatively or additionally, the identification device can also be designed as an RFID chip.
Die Kartusche 1 umfasst ferner ein Schwingelement 14, das einen mit dem Gehäuse 2 verbundenen und von diesem in den Probenraum 3 vorstehenden länglichen, in einer Schwingrichtung elastisch biegbaren Schwingabschnitt 15 aufweist. Der Schwingabschnitt 15 des Schwingelements 14 besitzt eine stabförmige Gestalt und weist quer zu seiner Längsrichtung eine rechteckige Querschnittskontur auf. Die Querschnittskontur weist quer zu der Längsrichtung und quer zu der Schwingrichtung eine Breite auf, die zu der maximalen Breite des Probenkontaktabschnitts in einem Verhältnis von ungefähr 0,2 steht, was mit einer geringen Dämpfung durch das Probenfluid einhergeht und zu einer entsprechend hohen Güte des Schwingelements führt. The cartridge 1 further comprises a vibrating element 14, which has an associated with the housing 2 and from this in the sample space 3 projecting elongated, elastically bendable in a vibrating direction vibrating portion 15. The vibrating section 15 of the vibrating element 14 has a rod-shaped configuration and has a rectangular cross-sectional contour transversely to its longitudinal direction. The cross-sectional contour has, across the longitudinal direction and transversely to the oscillation direction, a width which is in the ratio of approximately 0.2 to the maximum width of the sample contact section, which is associated with a low attenuation by the sample fluid and a correspondingly high quality of the oscillating element leads.
An dem freien Ende des Schwingabschnitts 15 ist ein plattenförmiger Probenkontaktabschnitt 16 ausgebildet, der eine rechteckige Gestalt besitzt und an seinen gegenüberliegenden Hauptflächen zwei Haftflächen definiert. Seine quer zu der Schwingrichtung und quer zu der Längsrichtung gemessene Breite ist ungefähr doppelt so groß wie seine in der Längsrichtung gemessene Länge. Gegenüberliegend zu dem Probenkontaktabschnitt 16 ist an dem Schwingabschnitt 15 ein Befestigungsabschnitt 17 ausgebildet. Der Befestigungsabschnitt 17 ist plattenförmig ausgebildet und besitzt eine rechteckige Gestalt. Der Schwingabschnitt 15, der Probenkontaktabschnitt 16 sowie der Befestigungsabschnitt 17 des Schwingelements 14 sind einteilig aus Stahl hergestellt, so dass insbesondere der Probenkontaktabschnitt 16 aus einem magnetischen Material besteht und eine elektrisch leitende Kondensatorfläche bildet, die mit einem an der Außenseite des Gehäusekörpers 2a vorgesehenen Kontaktbereich elektrisch leitend verbunden ist. An den Haftflächen des Probenkontaktabschnitts 16 ist eine Haftbeschichtung 19 aus Kunststoff ausgebildet, die bezogen auf das Probenfluid bessere Adhäsionseigenschaften als Stahl aufweist. Die Eigenfrequenz des von dem ungeronnenen Probenfluid umgebenen Schwingelements 14 liegt bei ungefähr 38 Hz. Die Güte beträgt ca. 20. At the free end of the vibrating portion 15, a plate-shaped sample contact portion 16 is formed, which has a rectangular shape and defines two adhesive surfaces on its opposite major surfaces. Its width measured transversely to the direction of vibration and transverse to the longitudinal direction is approximately twice as large as its length measured in the longitudinal direction. Opposite to the sample contact portion 16, a fixing portion 17 is formed on the swing portion 15. The attachment portion 17 is plate-shaped and has a rectangular shape. The vibrating portion 15, the sample contacting portion 16, and the fixing portion 17 of the vibrating member 14 are integrally formed Made of steel, so that in particular the sample contact portion 16 is made of a magnetic material and forms an electrically conductive capacitor surface, which is electrically conductively connected to a provided on the outside of the housing body 2a contact area. On the adhesive surfaces of the sample contact portion 16, an adhesive coating 19 is formed of plastic, which has based on the sample fluid better adhesion properties than steel. The natural frequency of the oscillating element 14 surrounded by the non-sample fluid is about 38 Hz. The quality is about 20.
Zur Befestigung des Schwingelements 14 ist in dem Gehäuse 2 eine Halterung 18 ausgebildet, in welcher der Befestigungsabschnitt 17 aufgenommen und positioniert ist. Die Halterung 18 weist eine zu dem Befestigungsabschnitt 17 korrespondierende Aufnahme 18a auf, die in dem Gehäusekörper 2a ausgebildet ist und in welcher der Befestigungsabschnitt 17 des Schwingelements 14 aufgenommen und positioniert ist. Ferner weist die Halterung 18 einen Klemmvorsprung 18b auf, der an dem Deckel 2b vorgesehen ist und in Richtung der Aufnahme 18a vorsteht, so dass der Befestigungsabschnitt 17 zwischen einem Boden der Aufnahme 18a und dem Klemmelement 18b eingeklemmt ist, wenn der Deckel 2b den Probenraum 3 und die Aufnahme 18a verschließt. An dem Befestigungsabschnitt 17 ist gegenüberliegend zu dem Schwingabschnitt 15 ein Markierungsvorsprung 20 ausgebildet, der einen in dem Gehäusekörper 2a vorgesehenen Durchlass 21 durchsetzt. Der Markierungsvorsprung 20 bildet gleichzeitig den Kontaktbereich der Kondensatorfläche des Probenkontaktabschnitts 16 an der Außenseite des Gehäuses 2. For attachment of the oscillating element 14, a holder 18 is formed in the housing 2, in which the mounting portion 17 is received and positioned. The holder 18 has a receiving portion 18a corresponding to the receiving portion 18a, which is formed in the housing body 2a and in which the mounting portion 17 of the vibrating element 14 is received and positioned. Further, the holder 18 has a clamping protrusion 18b provided on the lid 2b and protruding toward the receptacle 18a, so that the fixing portion 17 is clamped between a bottom of the receptacle 18a and the clamping member 18b when the lid 2b holds the sample space 3 and the receptacle 18a closes. At the attachment portion 17, opposite to the swing portion 15, there is formed a mark projection 20 penetrating a passage 21 provided in the case body 2a. The marking projection 20 simultaneously forms the contact area of the capacitor surface of the sample contact portion 16 on the outside of the housing 2.
Die Figur 3 zeigt eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kartusche 1 , die im Wesentlichen denselben Aufbau wie die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Kartuschen besitzt. Die Kartusche 1 umfasst ein längliches Gehäuse 2 mit einem Gehäusekörper 2a und einem Deckel 2b, die jeweils eine Länge von 50 mm besitzen. Die Länge des Gehäuses kann zwischen 20 mm und 80 mm liegen. In dem Gehäuse 2 ist ein Probenraum 3 zum Aufnehmen eines Probenfluids ausgebildet. An einer Randfläche des Probenraums 3 ist ein Reagenz als in dem Probenfluid lösliche Beschichtung 22 vorgesehen. FIG. 3 shows a third embodiment of a cartridge 1 according to the invention, which has essentially the same structure as the cartridges shown in FIGS. 1 and 2. The cartridge 1 comprises an elongate housing 2 with a housing body 2a and a lid 2b, each having a length of 50 mm. The length of the housing can be between 20 mm and 80 mm. In the housing 2, a sample space 3 for receiving a sample fluid is formed. At an edge surface of the sample space 3, a reagent is provided as a coating 22 soluble in the sample fluid.
Der Gehäusekörper 2a weist einen Einfüllkanal 4 auf, der sich ausgehend von einer in einer Wand des Gehäusekörpers 2a vorgesehenen Einfüllöffnung 5 in den Probenraum 3 erstreckt. Dem Einfüllkanal 4 ist ein Durchstechventil 6 als Einfüllkanalverschlusselement zugeordnet. Das Durchstechventil 6 ist derart ausgebildet, dass es eine Nadel 7 einer medizinischen Spritze 8 dicht umschließt, die in den Einfüllkanal 4 eingeführt ist. The housing body 2a has a filling channel 4, which extends from a filling opening 5 provided in a wall of the housing body 2a into the sample space 3. The filling channel 4 is assigned a piercing valve 6 as a filling channel closure element. The piercing valve 6 is designed such that it tightly encloses a needle 7 of a medical syringe 8, which is introduced into the filling channel 4.
Weiterhin weist der Gehäusekörper 2a einen Überlaufkanal 9 auf, der sich ausgehend von einer in einer Wand des Gehäusekörpers 2a vorgesehenen Überlauföffnung 10 in den Probenraum 3 erstreckt. Dem Überlaufkanal 9 ist eine hydrophobe und/oder hydrophile Fritte 1 1 als Überlaufkanalverschlus- selement zugeordnet, die derart ausgebildet ist, dass durch sie Luft, nicht aber Probenfluid aus dem Probenraum 3 entweichen kann. Alternativ zu der hydrophoben und/oder hydrophilen Fritte 1 1 kann dem Überlaufkanal 9 auch eine gasdurchlässige Membran zugeordnet sein. Der Einfüllkanal 4 und der Überlaufkanal 10 münden in gegenüberliegende Bereiche des Probenraums 3, so dass Probenfluid erst dann in den Überlaufkanal 9 gelangt, wenn der Probenraum 3 vollständig mit dem Probenfluid gefüllt ist. Der Überlaufkanal 9 weist einen mäanderförmigen Kontrollabschnitt 12 auf. Dadurch wird eine große Länge des Überlaufkanals 9 erreicht, so dass Probenfluid nicht sofort zu der Überlauföffnung 10 gelangt, wenn der Probenraum 3 vollständig gefüllt ist und weiter Probenfluid zugeführt wird. Im Bereich des mäanderförmi- gen Kontrollabschnitts 12 des Überlaufkanals 9 weisen der Deckel 2b und der Gehäusekörper 2a transparente Abschnitte derart auf, dass der Kontrollabschnitt 12 von außen optisch zugänglich ist. Furthermore, the housing body 2a has an overflow channel 9, which extends from an overflow opening 10 provided in a wall of the housing body 2a into the sample space 3. The overflow channel 9 is associated with a hydrophobic and / or hydrophilic frit 1 1 as Überlaufkanalverschlus- selement, which is designed such that air, but not sample fluid from the sample chamber 3 can escape. As an alternative to the hydrophobic and / or hydrophilic frit 1 1, the overflow channel 9 may also be associated with a gas-permeable membrane. The filling channel 4 and the overflow channel 10 open into opposite regions of the sample space 3, so that sample fluid only enters the overflow channel 9 when the sample space 3 is completely filled with the sample fluid. The overflow channel 9 has a meandering control section 12. As a result, a large length of the overflow channel 9 is achieved, so that sample fluid does not immediately reach the overflow opening 10 when the sample space 3 is completely filled and further sample fluid is supplied. In the area of the meandering In the control section 12 of the overflow channel 9, the cover 2b and the housing body 2a have transparent sections in such a way that the control section 12 is optically accessible from the outside.
An einer Außenfläche des Gehäusekörpers 2a, die gegenüberliegend zu der Einfüllöffnung 5 und der Überlauföffnung 10 angeordnet ist, ist ein Barcode 13 als Identifikationseinrichtung vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich kann die Identifikationseinrichtung auch als RFID-Chip ausgebildet sein. On an outer surface of the housing body 2a, which is arranged opposite to the filling opening 5 and the overflow opening 10, a bar code 13 is provided as an identification device. Alternatively or additionally, the identification device can also be designed as an RFID chip.
Die Kartusche 1 umfasst ferner ein Schwingelement 14, das einen mit dem Gehäuse 2 verbundenen und von diesem in den Probenraum 3 vorstehenden länglichen, in einer Schwingrichtung elastisch biegbaren Schwingabschnitt 15 aufweist. Der Schwingabschnitt 15 des Schwingelements 14 besitzt eine stabförmige Gestalt und weist quer zu seiner Längsrichtung eine rechteckige Querschnittskontur auf. Die Querschnittskontur weist quer zu der Längsrichtung und quer zu der Schwingrichtung eine Breite auf, die zu der maximalen Breite des Probenkontaktabschnitts in einem Verhältnis von ungefähr 0,2 steht, was mit einer geringen Dämpfung durch das Probenfluid einhergeht und zu einer entsprechend hohen Güte des Schwingelements führt. The cartridge 1 further comprises a vibrating element 14, which has an associated with the housing 2 and from this in the sample space 3 projecting elongated, elastically bendable in a vibrating direction vibrating portion 15. The vibrating section 15 of the vibrating element 14 has a rod-shaped configuration and has a rectangular cross-sectional contour transversely to its longitudinal direction. The cross-sectional contour has, across the longitudinal direction and transversely to the oscillation direction, a width which is in the ratio of approximately 0.2 to the maximum width of the sample contact section, which is associated with a low attenuation by the sample fluid and a correspondingly high quality of the oscillating element leads.
An dem freien Ende des Schwingabschnitts 15 ist ein plattenförmiger Probenkontaktabschnitt 16 ausgebildet, der eine rechteckige Gestalt besitzt und an seinen gegenüberliegenden Hauptflächen zwei Haftflächen definiert. Seine quer zu der Schwingrichtung und quer zu der Längsrichtung gemessene Breite ist ungefähr doppelt so groß wie seine in der Längsrichtung gemessene Länge. Gegenüberliegend zu dem Probenkontaktabschnitt 16 ist an dem Schwingabschnitt 15 ein Befestigungsabschnitt 17 ausgebildet. Der Befestigungsabschnitt 17 ist plattenförmig ausgebildet und besitzt eine rechteckige Gestalt. Der Schwingabschnitt 15, der Probenkontaktabschnitt 16 so- wie der Befestigungsabschnitt 17 des Schwingelements 14 sind einteilig aus Kunststoff hergestellt. Der Probenkontaktabschnitt 16 weist magnetisches Material in Form eines Permanentmagneten 23 auf. An Haftfläche des Probenkontaktabschnitts 16 ist eine Haftbeschichtung 19 aus Kunststoff ausgebildet, die bezogen auf das Probenfluid bessere Adhäsionseigenschaften als der Kunststoff des Probenkontaktabschnitts 16 aufweist. Die Eigenfrequenz des von dem ungeronnenen Probenfluid umgebenen Schwingelements 14 liegt bei ungefähr 38 Hz. Die Güte beträgt ca. 20. At the free end of the vibrating portion 15, a plate-shaped sample contact portion 16 is formed, which has a rectangular shape and defines two adhesive surfaces on its opposite major surfaces. Its width measured transversely to the direction of vibration and transverse to the longitudinal direction is approximately twice as large as its length measured in the longitudinal direction. Opposite to the sample contact portion 16, a fixing portion 17 is formed on the swing portion 15. The attachment portion 17 is plate-shaped and has a rectangular shape. The vibrating section 15, the sample contacting section 16 so like the attachment portion 17 of the vibrating member 14 are integrally made of plastic. The sample contact portion 16 comprises magnetic material in the form of a permanent magnet 23. An adhesion coating 19 made of plastic, which has better adhesion properties than the plastic of the sample contact section 16 with respect to the sample fluid, is formed on the adhesive surface of the sample contact section 16. The natural frequency of the oscillating element 14 surrounded by the non-sample fluid is about 38 Hz. The quality is about 20.
Zur Befestigung des Schwingelements 14 ist in dem Gehäuse 2 eine Halterung 18 ausgebildet, in welcher der Befestigungsabschnitt 17 aufgenommen und positioniert ist. Die Halterung 18 weist eine zu dem Befestigungsabschnitt 17 korrespondierende Aufnahme 18a auf, die in dem Gehäusekörper 2a ausgebildet ist und in welcher der Befestigungsabschnitt 17 des Schwingelements 14 aufgenommen und positioniert ist. Ferner weist die Halterung 18 einen Klemmvorsprung 18b auf, der an dem Deckel 2b vorgesehen ist und in Richtung der Aufnahme 18a vorsteht, so dass der Befestigungsabschnitt 17 zwischen einem Boden der Aufnahme 18a und dem Klemmelement 18b eingeklemmt ist, wenn der Deckel 2b den Probenraum 3 und die Aufnahme 18a verschließt. For attachment of the oscillating element 14, a holder 18 is formed in the housing 2, in which the mounting portion 17 is received and positioned. The holder 18 has a receiving portion 18a corresponding to the receiving portion 18a, which is formed in the housing body 2a and in which the mounting portion 17 of the vibrating element 14 is received and positioned. Further, the holder 18 has a clamping protrusion 18b provided on the lid 2b and protruding toward the receptacle 18a, so that the fixing portion 17 is clamped between a bottom of the receptacle 18a and the clamping member 18b when the lid 2b holds the sample space 3 and the receptacle 18a closes.
Die Figur 4 zeigt eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kartusche 49, die im Wesentlichen denselben Aufbau wie die zuvor beschriebenen Kartuschen besitzt. Jedoch weist der Überlaufkanal 9 keinen mäanderförmigen Kontrollabschnitt auf. Zudem ist die Aufnahme 18a gänzlich als Durchlass 21 ausgebildet. FIG. 4 shows a fourth embodiment of a cartridge 49 according to the invention, which has substantially the same structure as the previously described cartridges. However, the overflow channel 9 has no meandering control section. In addition, the receptacle 18 a is formed entirely as a passage 21.
Die Figur 5 zeigt eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kartusche 1 , bei der das Schwingelement 14 einteilig mit dem Gehäuse 2 ausgebildet ist. Die Kartusche 1 umfasst ein längliches Gehäuse 2 mit einem Gehäusekörper 2a und einem Deckel (nicht dargestellt), die jeweils eine Länge von ungefähr 50 mm besitzen. Die Länge des Gehäuses kann zwischen 20 mm und 80 mm liegen. In dem Gehäuse 2 ist ein Probenraum 3 zum Aufnehmen eines Probenfluids ausgebildet. FIG. 5 shows a fifth embodiment of a cartridge 1 according to the invention, in which the oscillating element 14 is formed integrally with the housing 2. The cartridge 1 comprises an elongate housing 2 having a housing body 2a and a lid (not shown), each having a length of about 50 mm. The length of the housing can be between 20 mm and 80 mm. In the housing 2, a sample space 3 for receiving a sample fluid is formed.
Der Gehäusekörper 2a weist einen Einfüllkanal 4 auf, der sich ausgehend von einer in einer Wand des Gehäusekörpers 2a vorgesehenen Einfüllöffnung 5 in den Probenraum 3 erstreckt. Dem Einfüllkanal 4 ist ein Durchstechventil 6 als Einfüllkanalverschlusselement zugeordnet. Das Durchstechventil 6 ist derart ausgebildet, dass es eine Nadel 7 einer medizinischen Spritze 8 dicht umschließt, die in den Einfüllkanal 4 eingeführt ist. The housing body 2a has a filling channel 4, which extends from a filling opening 5 provided in a wall of the housing body 2a into the sample space 3. The filling channel 4 is assigned a piercing valve 6 as a filling channel closure element. The piercing valve 6 is designed such that it tightly encloses a needle 7 of a medical syringe 8, which is introduced into the filling channel 4.
Weiterhin weist der Gehäusekörper 2a einen Überlaufkanal (nicht dargestellt) auf, der sich ausgehend von einer in einer Wand des Gehäusekörpers 2a vorgesehenen Überlauföffnung 10 in den Probenraum 3 erstreckt. Dem Überlaufkanal ist eine hydrophobe und/oder hydrophile Fritte 1 1 als Über- laufkanalverschlusselement zugeordnet, die derart ausgebildet ist, dass durch sie Luft, nicht aber Probenfluid aus dem Probenraum 3 entweichen kann. Alternativ zu der hydrophoben und/oder hydrophilen Fritte 1 1 kann dem Überlaufkanal auch eine gasdurchlässige Membran zugeordnet sein. Der Einfüllkanal 4 und der Überlaufkanal 10 münden in gegenüberliegende Bereiche des Probenraums 3, so dass Probenfluid erst dann in den Überlaufkanal gelangt, wenn der Probenraum 3 vollständig mit dem Probenfluid gefüllt ist. Furthermore, the housing body 2a has an overflow channel (not shown) which extends from an overflow opening 10 provided in a wall of the housing body 2a into the sample space 3. The overflow channel is assigned a hydrophobic and / or hydrophilic frit 11 as an overflow channel closure element, which is designed in such a way that air, but not sample fluid, can escape from the sample space 3 through it. As an alternative to the hydrophobic and / or hydrophilic frit 1 1, the overflow channel may also be assigned a gas-permeable membrane. The filling channel 4 and the overflow channel 10 open into opposite regions of the sample chamber 3, so that sample fluid only enters the overflow channel when the sample chamber 3 is completely filled with the sample fluid.
Die Kartusche 1 umfasst ferner ein Schwingelement 14, das mit dem Gehäuse 2 verbunden ist und einen von diesem in den Probenraum 3 vorstehenden länglichen, in einer Schwingrichtung elastisch biegbaren Schwing- abschnitt 15 aufweist. Der Schwingabschnitt 15 des Schwingelements 14 besitzt eine stabförmige Gestalt und weist quer zu seiner Längsrichtung eine rechteckige Querschnittskontur auf. Die Querschnittskontur weist quer zu der Längsrichtung und quer zu der Schwingrichtung eine Breite auf, die zu der maximalen Breite des Probenkontaktabschnitts in einem Verhältnis von ungefähr 0,2 steht, was mit einer geringen Dämpfung durch das Probenfluid einhergeht und zu einer entsprechend hohen Güte des Schwingelements führt. An dem freien Ende des Schwingabschnitts 15 ist ein plattenförmiger Probenkontaktabschnitt 16 ausgebildet, der eine rechteckige Gestalt besitzt und an seinen gegenüberliegenden Hauptflächen zwei Haftflächen definiert. Seine quer zu der Schwingrichtung und quer zu der Längsrichtung gemessene Breite ist ungefähr doppelt so groß wie seine in der Längsrichtung gemes- sene Länge. Der Schwingabschnitt 15 und der Probenkontaktabschnitt 16 des Schwingelements 14 sind einteilig aus Kunststoff hergestellt. Dabei ist das Schwingelement 14 einteilig mit dem Gehäuse 2 ausgebildet, beispielsweise an dieses angegossen. Der Probenkontaktabschnitt 16 weist einen Permanentmagneten 23 als magnetisches Material auf. An dem Probenkon- taktabschnitt 16 ist eine elektrisch leitende Kondensatorfläche 24 ausgebildet, die mit einem an der Außenseite des Gehäusekörpers 2a vorgesehenen Kontaktbereich, der gleichzeitig als Markierungsvorsprung 20 ausgebildet ist, durch eine elektrische Leitung 25 verbunden. Die Kondensatorfläche 24 sowie die elektrische Leitung 25 sind durch Bedampfen des Schwingelements 14 mit Metall hergestellt. Alternativ können aber auch andere Beschich- tungsverfahren verwendet werden, um eine Kondensatorfläche 24 sowie eine elektrische Leitung 25 an dem Schwingelement 14 auszubilden. Die Eigenfrequenz des von dem ungeronnenen Probenfluid umgebenen Schwingelements 14 liegt bei ungefähr 38 Hz. Die Güte beträgt ca. 20. Die Figur 6 zeigt eine sechste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kartusche 1 , die im Wesentlichen denselben Aufbau wie die zuvor gezeigte Kartusche besitzt. Im Unterschied zu dieser umfasst sie eine Reagenzkammer 26, einen Mischkanal 27 sowie eine Mischöffnung 28. The cartridge 1 further comprises a vibrating element 14, which is connected to the housing 2 and has an oscillating longitudinally extending in the sample space 3, in an oscillating direction. section 15 has. The vibrating section 15 of the vibrating element 14 has a rod-shaped configuration and has a rectangular cross-sectional contour transversely to its longitudinal direction. The cross-sectional contour has, across the longitudinal direction and transversely to the oscillation direction, a width which is in the ratio of approximately 0.2 to the maximum width of the sample contact section, which is associated with a low attenuation by the sample fluid and a correspondingly high quality of the oscillating element leads. At the free end of the vibrating portion 15, a plate-shaped sample contact portion 16 is formed, which has a rectangular shape and defines two adhesive surfaces on its opposite major surfaces. Its width measured transversely to the direction of oscillation and transverse to the longitudinal direction is approximately twice as large as its length measured in the longitudinal direction. The vibrating portion 15 and the sample contacting portion 16 of the vibrating member 14 are integrally made of plastic. In this case, the vibrating element 14 is integrally formed with the housing 2, for example, cast on this. The sample contact portion 16 has a permanent magnet 23 as a magnetic material. An electrically conductive capacitor surface 24 is formed on the sample contact portion 16, which is connected by an electrical line 25 to a contact region provided on the outside of the housing body 2 a, which is simultaneously designed as a marking projection 20. The capacitor surface 24 and the electrical line 25 are made by vapor deposition of the vibrating element 14 with metal. Alternatively, however, other coating methods can also be used in order to form a capacitor surface 24 and an electrical line 25 on the oscillating element 14. The natural frequency of the oscillating element 14 surrounded by the non-sample fluid is about 38 Hz. The quality is about 20. FIG. 6 shows a sixth embodiment of a cartridge 1 according to the invention, which has essentially the same structure as the previously shown cartridge. In contrast to this, it comprises a reagent chamber 26, a mixing channel 27 and a mixing opening 28.
In dem Gehäusekörper 2a der Kartusche 1 ist eine Reagenzkammer 26 ausgebildet, die ein Reagenz in Form einer mit dem Probenfluid mischbaren Flüssigkeit, bevorzugt in Form eines Lyophilisats enthält. Die Reagenzkammer 26 ist in einem Mischkanal 27 vorgesehen, der sich in einer Wand des Gehäusekörpers 2a ausgehend von einer Mischöffnung 28 in den Probenraum 3 erstreckt, so dass sich durch die Mischöffnung 28 eingefülltes Probenfluid mit dem Reagenz vermischt. In the housing body 2a of the cartridge 1, a reagent chamber 26 is formed which contains a reagent in the form of a liquid miscible with the sample fluid, preferably in the form of a lyophilisate. The reagent chamber 26 is provided in a mixing channel 27 which extends in a wall of the housing body 2a, starting from a mixing opening 28 into the sample space 3, so that sample fluid filled through the mixing opening 28 mixes with the reagent.
Die Figuren 7 und 8 zeigen eine siebte Ausführungsform einer erfindungs- gemäßen Kartusche. Das Schwingelement 14 umfasst einen länglichen, in jede Schwingrichtung elastisch biegbaren Schwingabschnitt 15, der stabför- mig ausgebildet ist und eine runde Querschnittskontur aufweist. An dem Schwingabschnitt 15 ist ein plattenförmiger Probenkontaktabschnitt 16 ausgebildet, der eine rechteckige Gestalt besitzt und an seinen gegenüberlie- genden Hauptflächen zwei Haftflächen definiert. Seine quer zu der Schwingrichtung und quer zu der Längsrichtung gemessene Breite ist ungefähr doppelt so groß wie seine in der Längsrichtung gemessene Länge. Alternativ kann aber auch ein Probenkontaktabschnitt zylindrischer Gestalt vorgesehen sein, der an der Außenseite seines Zylindermantels eine Haft- fläche definiert. Sein quer zu der Schwingrichtung und quer zu der Längsrichtung gemessener Zylinderdurchmesser ist ungefähr halb so groß wie seine in der Längsrichtung gemessene Zylinderlänge. Gegenüberliegend zu dem Probenkontaktabschnitt 16 ist ein plattenförmiger Befestigungsabschnitt 17 ausgebildet, der eine rechteckige Gestalt besitzt. Das Schwingelement 14 ist in seiner Längsrichtung in mehrere Schwingelementabschnitte unterteilt, die durch eine Steckverbindung miteinander verbindbar sind. Die Schwingelementabschnitte umfassen den Schwingabschnitt 15, die alternativen Probenkontaktabschnitte 16 und den Befesti- gungsabschnitt 17. Dabei sind der Schwingabschnitt 15, die Probenkontaktabschnitte 16 und der Befestigungsabschnitt 17 aus unterschiedlichen Materialien hergestellt, können aber auch aus demselben Material hergestellt sein. Bei dieser Ausführungsform kann das Schwingelement 14 flexibel kombiniert werden. Beispielsweise kann statt des plattenförmigen Probenkon- taktabschnitts 16 ein zylinderförmiger Probenkontaktabschnitt 16 auf den Schwingabschnitt 15 aufgesteckt sein. Auch hinsichtlich der weiteren Schwingelementabschnitte können Varianten vorgesehen sein. Die Eigenfrequenz des von dem ungeronnenen Probenfluid umgebenen Schwingelements 14 liegt bei ungefähr 38 Hz. Die Güte beträgt ca. 20. FIGS. 7 and 8 show a seventh embodiment of a cartridge according to the invention. The oscillating element 14 comprises an elongate oscillating section 15, which is elastically bendable in each oscillating direction and which is of rod-shaped design and has a round cross-sectional contour. Formed on the oscillating section 15 is a plate-shaped sample contact section 16, which has a rectangular shape and defines two adhesive surfaces on its opposing main surfaces. Its width measured transversely to the direction of vibration and transverse to the longitudinal direction is approximately twice as large as its length measured in the longitudinal direction. Alternatively, however, it is also possible to provide a sample contact section of a cylindrical shape which defines an adhesive surface on the outside of its cylinder jacket. Its cylinder diameter measured transversely to the direction of vibration and transverse to the longitudinal direction is approximately half the cylinder length measured in the longitudinal direction. Opposite to the sample contact portion 16, a plate-shaped attachment portion 17 is formed, which has a rectangular shape. The oscillating element 14 is subdivided in its longitudinal direction into a plurality of oscillating element sections, which can be connected to one another by a plug connection. The vibrating element sections include the vibrating section 15, the alternative sample contacting sections 16 and the mounting section 17. Here, the vibrating section 15, the sample contacting sections 16 and the mounting section 17 are made of different materials, but may be made of the same material. In this embodiment, the vibrating element 14 can be flexibly combined. For example, instead of the plate-shaped sample contact section 16, a cylindrical sample contact section 16 can be attached to the oscillating section 15. Also with regard to the further vibrating element sections variants can be provided. The natural frequency of the oscillating element 14 surrounded by the non-sample fluid is about 38 Hz. The quality is about 20.
Die Figuren 9 bis 16 zeigen Vorrichtungen zur Koagulationsmessung gemäß zweier verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Figures 9 to 16 show coagulation measuring devices according to two different embodiments of the present invention.
Die Figuren 9 und 10 zeigen eine Vorrichtung 29 zur Koagulationsmessung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 29 umfasst zwei Kartuschenaufnahmen 30 zum Einsetzen einer erfindungsgemäßen Kartusche 1. Mindestens zwei Kartuschenaufnahmen 30 sind erforderlich, um zu Kontrollzwecken gleichzeitig mit dem zu vermessenden Probenfluid ein Kontrollfluid vermessen zu können. Ferner umfasst die Vorrichtung 29 eine Anzeigeeinheit 31 , die die gleichzeitige Darstellung von vier Messkurven erlaubt, wie Sie in den Figuren 17 bis 20 dargestellt sind. Die Anzeigeeinheit umfasst entsprechend vier Quadranten, die den Kartuschenaufnahmen 30 zugeordnet sind. In die Anzeigeeinheit 31 ist ferner eine Touchscreen-Bedieneinheit integriert. Weiterhin ist jeder Kartuschenaufnahme 30 eine Anregungseinheit aus zwei elektrisch erregbaren Magnetspulen 32 zugeordnet und relativ zu dieser derart angeordnet, dass sie den Probenkontaktabschnitt 16 eines Schwingelements 14 der eingesetzten Kartusche 1 wahlweise mit einer Magnetkraft beaufschlagen. Die Anregungseinheit 32 ist ausgelegt, um eine Anregungsfrequenz von 42 Hz zu erzeugen, die um ca. 4 Hz oberhalb der Eigenfrequenz des von ungeronnenem Probenfluid umgebenen Schwingelements 14 liegt. Infolge der Magnetkraft wird das Schwingelement 14 zu einer Schwingamplitude von ungefähr 1 ,5 mm angeregt, wobei die Schwingamplitude des Schwingelements 14 zwischen 0,5 mm und 2,5 mm variieren kann. Ferner ist jeder Kartuschenaufnahme 30 eine Sensoreinheit zugeordnet, die zwei Kondensatorplatten 33 umfasst, die sich parallel zu dem Probenkontaktabschnitt 16 des Schwingelements 14 der in die Kartuschenaufnahme 30 eingesetzten Kartusche 1 erstrecken und mit einer Kondensatorfläche 24 des Schwingelements 14 zwei Kondensatoren bilden, um die Position des Probenkontaktabschnitts 16 zu messen. Die Figuren 12 und 13 zeigen jeweils eine Anordnung einer in eine Kartuschenaufnahme 30 eingesetzten Kartusche 1 zwischen den der Kartuschenaufnahme 30 zugeordneten Magnetspulen 32 und Kondensatorplatten 33. Gemäß einer alternativen Variante können auch vier Magnetspulen 32 sowie vier Kondensatorplatten 33 in gleichen Winkelabständen um die Kartuschenaufnahme 30 angeordnet sein, um das Schwingelement der eingesetzten Kartusche zu einer zweidimensionalen Schwingung in Form einer Rührbewegung anzuregen und diese zu messen. Eine derartige Anordnung von vier Magnetspulen 32 ist in der Figur 14 schematisch angedeutet, die entsprechend eine Kartusche 1 mit einem Schwingelement 14 darstellt, dessen Schwingabschnitt 15 eine runde Querschnittskontur aufweist. Eine alternative Sensoreinheit kann Reflexsensoren oder Hallsensoren umfassen, um die Position des Probenkontaktabschnitts 16 optisch oder magnetisch zu messen. FIGS. 9 and 10 show a device 29 for coagulation measurement according to a first embodiment of the present invention. The device 29 comprises two cartridge receptacles 30 for inserting a cartridge 1 according to the invention. At least two cartridge receptacles 30 are required in order to be able to measure a control fluid simultaneously with the sample fluid to be measured for control purposes. Further, the device 29 comprises a display unit 31, which allows the simultaneous display of four waveforms, as shown in Figures 17 to 20. The display unit accordingly comprises four quadrants associated with the cartridge receptacles 30. In the display unit 31, a touch screen control unit is further integrated. Furthermore, each cartridge receptacle 30 is associated with an excitation unit of two electrically energizable magnetic coils 32 and arranged relative to this so that they selectively apply a magnetic force to the sample contact portion 16 of a vibrating element 14 of the inserted cartridge 1. The excitation unit 32 is designed to generate an excitation frequency of 42 Hz, which is approximately 4 Hz above the natural frequency of the oscillation element 14 surrounded by an unspiked sample fluid. As a result of the magnetic force, the vibrating element 14 is excited to a vibration amplitude of approximately 1.5 mm, wherein the vibration amplitude of the vibrating element 14 can vary between 0.5 mm and 2.5 mm. Furthermore, each cartridge receptacle 30 is assigned a sensor unit which comprises two capacitor plates 33 which extend parallel to the sample contact portion 16 of the oscillating element 14 of the cartridge 1 inserted into the cartridge receptacle 30 and form two capacitors with a capacitor surface 24 of the oscillating element 14 in order to determine the position of the sensor Sample contact portion 16 to measure. FIGS. 12 and 13 each show an arrangement of a cartridge 1 inserted in a cartridge receptacle 30 between the magnet coils 32 and capacitor plates 33 assigned to the cartridge receptacle 30. According to an alternative variant, four magnet coils 32 and four capacitor plates 33 may also be arranged at equal angular intervals around the cartridge receptacle 30 be to excite the vibrating element of the inserted cartridge to a two-dimensional vibration in the form of a stirring movement and to measure them. Such an arrangement of four magnetic coils 32 is indicated schematically in FIG. 14, which correspondingly represents a cartridge 1 with a vibrating element 14, whose oscillating section 15 has a round cross-sectional contour. An alternative sensor unit may include reflex sensors or Hall sensors to measure the position of the sample contact portion 16 optically or magnetically.
Jeder Kartuschenaufnahme 30 ist überdies eine Beheizungseinheit (nicht dargestellt) zugeordnet. Die Beheizungseinheit ist derart ausgebildet und angeordnet, dass das in einer eingesetzten Kartusche enthaltene Probenfluid eine Temperatur von ca. 37 °C erreicht und/oder beibehält. Jedoch kann die Beheizungseinheit auch abweichende Solltemperarturen des Probenfluids vorsehen. Each cartridge receptacle 30 is also associated with a heating unit (not shown). The heating unit is designed and arranged such that the sample fluid contained in an inserted cartridge reaches and / or maintains a temperature of approximately 37 ° C. However, the heating unit can also provide deviating nominal temperatures of the sample fluid.
Ferner ist jeder Kartuschenaufnahme 30 eine Füllkontrolleinheit 34 zugeordnet, die derart angeordnet ist, dass sie die Lichtdurchlässigkeit des Probenraums 3 oder des Kontrollabschnitts 12 messen kann. Further, each cartridge receptacle 30 is associated with a filling control unit 34 which is arranged so that it can measure the light transmittance of the sample space 3 or the control portion 12.
Weiterhin ist jeder Kartuschenaufnahme 30 eine Erkennungseinheit (nicht dargestellt) zugeordnet, die derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie einen Markierungsvorsprung 20 einer eingesetzten Kartusche erkennt. Gleichzeitig weist die Erkennungseinheit einen elektrisch leitenden Kontaktbereich auf, der den Kontaktbereich der Kartusche 1 elektrisch leitend mit der Steuereinheit 35 derart verbindet, dass die Steuereinheit 35 die Kapazitäten der beiden aus den Kondensatorplatten 33 jeweils mit der Kondensatorfläche 24 gebildeten Kondensatoren während der Messung bestimmen kann. Furthermore, each cartridge receptacle 30 is associated with a detection unit (not shown), which is designed and arranged such that it detects a marking projection 20 of an inserted cartridge. At the same time, the detection unit has an electrically conductive contact region which electrically connects the contact region of the cartridge 1 to the control unit 35 such that the control unit 35 can determine the capacitances of the two capacitors formed from the capacitor plates 33 with the capacitor surface 24 during the measurement.
Schließlich ist jeder Kartuschenaufnahme 30 eine Ableseeinheit (nicht dargestellt) zugeordnet, die ausgebildet und angeordnet ist, um eine an der eingesetzten Kartusche vorgesehene Identifikationseinrichtung 13 abzulesen. Die den Kartuschenaufnahmen 30 zugeordneten Magnetspulen 32, Kondensatorplatten 33, Beheizungseinheiten, Füllkontrolleinheiten 34, Ableseeinheiten und Erkennungseinheiten sind ebenso wie die Anzeigeeinheit 31 mit einer Steuereinheit 35 verbunden, die ausgebildet ist, um eine automatische Koagulationsmessung durchzuführen. Die Steuereinheit 35 umfasst eine Uhr (nicht dargestellt), um Datum und Uhrzeit des Starts einer Messung sowie die Messdauer seit dem Start der Messung zu ermitteln. Selbstverständlich ist die Steuereinheit 35 derart flexibel ausgelegt, dass Kartuschen gemäß unterschiedlicher Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendbar sind. Ein entsprechendes Blockschaltbild ohne Füllkontrolleinheiten, Ableseeinheiten, Uhr und Erkennungseinheiten ist in Figur 16 dargestellt, das neben den bereits beschriebenen Einheiten der Vorrichtung 29 eine Schnittstelleneinheit 36 zum Anschließen eines Personalcomputers (PC) 37 oder dergleichen sowie eines Druckers 38 oder dergleichen zeigt. Die Steuereinheit 35 ist für die Steuerung von bis zu vier Kartuschenaufnahmen 30 ausgelegt und erlaubt somit das Anschließen einer Erweiterungseinheit 39 mit zwei weiteren Kartuschenaufnahmen 30. Die Figur 1 1 zeigt eine Vorrichtung 29 zur Koagulationsmessung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit vier Kartuschenaufnahmen 30. Finally, each cartridge receptacle 30 is associated with a reading unit (not shown) which is designed and arranged to read an identification device 13 provided on the inserted cartridge. The magnetic coils 32, capacitor plates 33, heating units, filling control units 34, reading units and recognition units assigned to the cartridge receptacles 30, like the display unit 31, are connected to a control unit 35 which is designed to perform an automatic coagulation measurement. The control unit 35 includes a clock (not shown) to determine the date and time of the start of a measurement and the measurement period since the start of the measurement. Of course, the control unit 35 is designed so flexible that cartridges according to different embodiments of the present invention are usable. A corresponding block diagram without Füllkontrolleinheiten, reading units, clock and recognition units is shown in Figure 16, which in addition to the already described units of the device 29, an interface unit 36 for connecting a personal computer (PC) 37 or the like and a printer 38 or the like. The control unit 35 is designed for the control of up to four cartridge receptacles 30 and thus allows the connection of an extension unit 39 with two further cartridge receptacles 30. FIG. 11 shows a device 29 for coagulation measurement according to a second embodiment of the present invention with four cartridge receptacles 30.
Zum Messen der Koagulation eines Probenfluids wird das Probefluid mittels einer Spritze 8 durch die Einfüllöffnung 5 oder die Mischöffnung 28 einer Kartusche 1 eingefüllt, bis der Probenraum 3 vollständig mit dem Probenfluid gefüllt ist. Die Befüllung lässt sich außerhalb der Kartuschenaufnahme 30 durchführen und deren Vollständigkeit mittels visueller Überprüfung des Kontrollabschnitts 12 feststellen. Alternativ kann man die Befüllung nach dem Einsetzen in eine Kartuschenaufnahme 30 vornehmen, wobei die Vollständigkeit durch die Füllkontrolleinheit 34 detektiert wird, die wahlweise die Lichtdurchlässigkeit des Probenraums 3 oder des Kontrollabschnitts 12 misst. Figur 15 zeigt eine Füllkontrolleinheit 34, die die Lichtdurchlässigkeit des Probenraums 3 misst. To measure the coagulation of a sample fluid, the sample fluid is introduced by means of a syringe 8 through the filling opening 5 or the mixing opening 28 of a cartridge 1 until the sample space 3 is completely filled with the sample fluid. The filling can be carried out outside the cartridge receptacle 30 and determine its completeness by means of visual inspection of the control section 12. Alternatively, the filling can be carried out after insertion into a cartridge receptacle 30, the completeness being detected by the filling control unit 34, which optionally controls the light transmission of the sample space 3 or the control section 12 measures. FIG. 15 shows a filling control unit 34 which measures the light permeability of the sample space 3.
Die Vorrichtung 29 erkennt eine eingesetzte Kartusche 1 an einem Markierungsvorsprung 20. Die Vorrichtung 29 startet automatisch den Messvorgang, wenn eine vollständig mit Probenfluid gefüllte Kartusche 1 in eine Kartuschenaufnahme 30 eingesetzt ist. Wenn die Identifikationseinrichtung 13 einer Kartusche Informationen über ihr Mindesthaltbarkeitsdatum vorsieht, kann die Vorrichtung 29 nach einem Vergleich mit dem aktuellen Messzeitpunkt einen Start der Messung ablehnen. Ferner kann die Identifikationseinrichtung 13 Angaben über die Herkunft des Probenfluids und ggf. enthaltene Reagenzien vorsehen, was eine präzise Zuordnung und Interpretation der ermittelten Messkurven erlaubt. The device 29 detects an inserted cartridge 1 on a marking projection 20. The device 29 automatically starts the measuring process when a cartridge 1 completely filled with sample fluid is inserted into a cartridge receptacle 30. If the identification device 13 of a cartridge provides information about its expiration date, the device 29 may refuse to start the measurement after a comparison with the current measurement time. Furthermore, the identification device 13 can provide information about the origin of the sample fluid and possibly contained reagents, which allows a precise assignment and interpretation of the determined measurement curves.
Während der Messung (Resonanzthrombelastographie) werden die Magnetspulen 32 mit elektrischem Wechselstrom einer Frequenz von ca. 42 Hz beaufschlagt, die um ca. 6 Hz oberhalb der Eigenfrequenz des Schwingelements in dem noch ungeronnenen Probenfluid liegt. Das von ihnen erzeugte magnetische Wechselfeld übt auf das magnetische Material des Probenkontaktabschnitts 17 des Schwingelements 14 der eingesetzten Kartusche eine zeitlich veränderliche Wechselkraft konstanter Amplitude aus, die das Schwingelement 14 zu periodischen Schwingungen in dem Probenfluid anregt. Während der fortschreitenden Gerinnung des Probenfluids erhöht sich allmählich die Eigenfrequenz des von diesem umgebenen Schwingelements 14. Entsprechend läuft die Schwingungsamplitude des Probenkontaktabschnitts 16 durch ein Maximum, wenn die Eigenfrequenz gleich der Anregungsfrequenz ist (Resonanz). Wenn sich der Probenkontaktabschnitt 16 zwischen den zugeordneten Kondensatorplatten 33 hin und her bewegt, verändern sich die Kapazitäten der beiden mit der Kondensatorfläche 24 gebildeten Kondensatoren gegenläufig. Dabei korrespondieren die Kapazitäten in jedem Zeitpunkt der Messung jeweils mit der Auslenkung des Probenkontaktabschnitts 16, so dass die Amplitude der Kapazitätsschwankung der Kondensatoren mit der Schwingungsamplitude des Schwingelements 14 korreliert. Selbstverständlich ist es ausreichend, dass die Sensoreinheit eine einzige Kondensatorplatte 33 umfasst. Bei der Messung ergeben sich die in den Figuren 17 bis 19 dargestellten Messkurven, bei denen für jeden Messzeitpunkt in der Abszisse die Zeit T und in der Ordinate die Schwingungsamplitude S abgetragen ist. During the measurement (resonance thrombelastography), the magnetic coils 32 are supplied with alternating electrical current of a frequency of about 42 Hz, which is about 6 Hz above the natural frequency of the vibrating element in the still unpolluted sample fluid. The alternating magnetic field generated by them exerts on the magnetic material of the sample contact portion 17 of the oscillating element 14 of the inserted cartridge a time-variable alternating force of constant amplitude, which excites the vibrating element 14 to periodic oscillations in the sample fluid. During the progressive coagulation of the sample fluid, the natural frequency of the vibrating element 14 surrounded by it gradually increases. Accordingly, the vibration amplitude of the sample contacting portion 16 is peaked when the natural frequency is equal to the excitation frequency (resonance). When the sample contact portion 16 reciprocates between the associated capacitor plates 33, the capacitances of the two capacitors formed with the capacitor surface 24 change in opposite directions. The capacities correspond at each time of measurement, each time with the deflection of the sample contact portion 16, so that the amplitude of the capacitance variation of the capacitors correlates with the vibration amplitude of the vibrating element 14. Of course, it is sufficient that the sensor unit comprises a single capacitor plate 33. The measurement results in the measurement curves shown in FIGS. 17 to 19, in which the time T is plotted in the abscissa for each measurement time and the oscillation amplitude S is plotted in the ordinate.
Bei einer alternativen Messung (Thrombelastographie, TEG) kann auch die Anregungsstärke gemessen werden, die erforderlich ist, um eine konstante Schwingungsamplitude aufrechtzuerhalten. Für die Anregung wird eine konstante Anregungsfrequenz leicht unterhalb der Eigenfrequenz des von dem ungeronnenem Probenfluid umgebenen Schwingelements 14 gewählt. Bei fortschreitender Koagulation des Probenfluids, d.h. zunehmender Festigkeit des Schwingelements 14, ist eine entsprechend zunehmende Anregungsstärke erforderlich, um die Schwingungsamplitude aufrechtzuerhalten. Wenn die erforderliche Anregungsstärke A über der Zeit T aufgetragen wird, ergibt sich bei ordnungsgemäßer Koagulation des Probenfluids ein Kurvenverlauf wie schematisch in Figur 20 dargestellt. In an alternative measurement (thrombelastography, TEG), the excitation intensity required to maintain a constant amplitude of vibration can also be measured. For the excitation, a constant excitation frequency is chosen to be slightly below the natural frequency of the oscillating element 14 surrounded by the non-nucleated sample fluid. As coagulation of the sample fluid progresses, i. increasing strength of the vibrating element 14, a correspondingly increasing excitation power is required to maintain the oscillation amplitude. If the required excitation intensity A is plotted over the time T, the result is a proper course of coagulation of the sample fluid, as shown schematically in FIG.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Kartusche sowie der entsprechenden erfindungsgemäßen Vorrichtung 29 besteht darin, dass eine präzise Koagulationsmessung auch für ungeschultes Personal möglich ist. Die Integration eines Schwingelements 14 in einen abgeschlossenen Proberaum 3 einer Kartusche 1 erlaubt die einfache Herstellung kontrollierter Messbedingungen und erleichtert die Handhabung, was insbesondere für eine mobile Verwendung im Rahmen der Notrettung zuträglich ist. Zudem ist das in dem Proberaum 3 enthaltene Probefluid vor Umgebungseinflüssen geschützt. Bezugszeichenliste An essential advantage of the cartridge according to the invention and the corresponding device 29 according to the invention is that precise coagulation measurement is also possible for untrained personnel. The integration of a vibrating element 14 in a closed rehearsal room 3 of a cartridge 1 allows easy production of controlled measuring conditions and facilitates handling, which is particularly beneficial for mobile use in the context of emergency rescue. In addition, the sample fluid contained in the test room 3 is protected from environmental influences. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Kartusche 1 cartridge
2 Gehäuse  2 housings
2a Gehäusekörper  2a housing body
2b Deckel  2b cover
3 Probenraum  3 sample room
4 Einfüllkanal  4 filling channel
5 Einfüllöffnung  5 filling opening
6 Durchstechventil  6 piercing valve
7 Nadel  7 needle
8 Spritze  8 syringe
9 Überlaufkanal  9 overflow channel
10 Überlauföffnung  10 overflow opening
1 1 Fritte  1 1 frit
12 Kontrollabschnitt  12 control section
13 Barcode  13 barcode
14 Schwingelement  14 oscillating element
15 Schwingabschnitt  15 oscillating section
16 Probenkontaktabschnitt  16 sample contact section
17 Befestigungsabschnitt  17 attachment section
18 Halterung  18 bracket
18a Aufnahme  18a recording
18b Klemmvorsprung  18b clamping projection
19 Haftbeschichtung  19 adhesion coating
20 Markierungsvorsprung  20 marking lead
21 Durchlass  21 passage
22 Beschichtung  22 coating
23 Permanentmagnet  23 permanent magnet
24 Kondensatorfläche 25 Leitung 24 capacitor area 25 line
26 Reagenzkammer 26 Reagent chamber
27 Mischkanal 27 mixing channel
28 Mischöffnung 28 mixing opening
29 Vorrichtung 29 device
30 Kartuschenaufnahme 30 cartridge intake
31 Anzeigeeinheit31 display unit
32 Magnetspule 32 magnetic coil
33 Kondensatorplatte 33 capacitor plate
34 Füllkontrolleinheit34 filling control unit
35 Steuereinheit35 control unit
36 Schnittstelleneinheit36 interface unit
37 PC 37 pcs
38 Drucker  38 printer
39 Erweiterungseinheit  39 extension unit

Claims

ANSPRÜCHE
1. Kartusche (1 ) zum Einsetzen in eine Vorrichtung (29) zur Koagulationsmessung, mit einem Gehäuse (2), in dem ein Probenraum (3) zum Aufnehmen eines Probenfluids ausgebildet ist, und einem in dem Gehäuse (2) vorgesehen Schwingelement (14), das einen mit dem Gehäuse (2) verbundenen und von diesem in den Probenraum (3) vorstehenden länglichen, in wenigstens einer Schwingrichtung elastisch biegbaren Schwingabschnitt (15) und einen an dem freien Ende des Schwingabschnitts (15) angeordneten und wenigstens eine Haftfläche für das Probenfluid definierenden Probenkontaktabschnitt (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingabschnitt (15) stabförmig mit einer insbesondere rechteckigen oder kreisförmigen Querschnittskontur ausgebildet ist, die quer zu der Längsrichtung des Schwingabschnitts (15) und quer zu der wenigstens einen Schwingrichtung des Schwingabschnitts (15) eine Breite aufweist, die zu einer maximalen Breite des Probenkontaktabschnitts in einem Verhältnis von höchstens 0,2, vorteilhaft höchstens 0,1 steht. A cartridge (1) for insertion into a device (29) for coagulation measurement, comprising a housing (2) in which a sample space (3) for receiving a sample fluid is formed, and a vibrating element (14) provided in the housing (2) ), one with the housing (2) connected and of this in the sample space (3) projecting elongated, elastically bendable in at least one vibration direction oscillating portion (15) and one at the free end of the vibrating portion (15) and arranged at least one adhesive surface for the sample fluid portion defining the sample fluid (16), characterized in that the oscillating portion (15) is rod-shaped with a particular rectangular or circular cross-sectional contour which is transverse to the longitudinal direction of the oscillating portion (15) and transversely to the at least one oscillating direction of the vibrating portion (15 ) has a width corresponding to a maximum width of the sample contact portion in a ratio of at most 0.2, preferably at most 0.1.
2. Kartusche nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das von dem ungeronnenen Probenfluid umgebene Schwingelement (14) eine Eigenfrequenz, die in einem Bereich von 20 Hz bis 80 Hz, vorteilhaft zwischen 30 Hz und 50 Hz, vorteilhafter zwischen 35 Hz und 45 Hz liegt und bevorzugt 38 Hz beträgt, und/oder eine Güte besitzt, die in einem Bereich von 5 bis 45 liegt und bevorzugt wenigstens 20 beträgt. 2. A cartridge according to claim 1, characterized in that the oscillating element (14) surrounded by the non-sample fluid, a natural frequency in the range of 20 Hz to 80 Hz, advantageously between 30 Hz and 50 Hz, more preferably between 35 Hz and 45 Hz and is preferably 38 Hz, and / or has a quality which is in a range of 5 to 45 and preferably at least 20.
3. Kartusche nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenkontaktabschnitt (16) als eine insbesondere rechteckige Platte ausgebildet ist, deren Plattenlänge sich in der Längsrichtung des Schwingabschnitts (15) und deren Plattenbreite sich quer zu der Längsrichtung des Schwingabschnitts (15) und quer zu der wenigstens einen Schwingrichtung erstreckt, und die an gegenüberliegend angeordneten Hauptflächen zwei Haftflächen definiert, wobei das Verhältnis der Plattenbreite zu der Plattenlänge wenigstens 1 , vorteilhaft wenigstens 2 beträgt und insbesondere an dem Probenkontaktabschnitt (16) eine elektrisch leitende Kondensatorfläche (24) ausgebildet ist, die mit einem an einer Außenseite des Gehäuses (2) vorgesehenen Kontaktbereich elektrisch leitend verbunden ist. 3. Cartridge according to one of claims 1 or 2, characterized in that the sample contact portion (16) is formed as a particular rectangular plate whose plate length is in the longitudinal direction the vibrating portion (15) and the plate width thereof extend transversely to the longitudinal direction of the vibrating portion (15) and transversely of the at least one vibrating direction, and defining two adhering surfaces on oppositely disposed major surfaces, wherein the ratio of the plate width to the plate length is at least 1, advantageously at least 2 and in particular on the sample contact portion (16) an electrically conductive capacitor surface (24) is formed, which is electrically conductively connected to a provided on an outer side of the housing (2) contact area.
4. Kartusche nach einem Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenkontaktabschnitt (16) als ein Zylinder ausgebildet ist, dessen Zylinderachse sich in der Längsrichtung des Schwingabschnitts (15) erstreckt und der die Haftfläche an einer Außenseite des Zylindermantels definiert, wobei das Verhältnis der Zylinderlänge zu dem Zylinderdurchmesser wenigstens 1 , vorteilhaft wenigstens 2 beträgt. 4. Cartridge according to one of claims 1 or 2, characterized in that the sample contact portion (16) is formed as a cylinder whose cylinder axis extends in the longitudinal direction of the vibrating portion (15) and which defines the adhesive surface on an outer side of the cylinder jacket, wherein the Ratio of the cylinder length to the cylinder diameter at least 1, advantageously at least 2.
5. Kartusche nach einem der vorhergehenden Abschnitte, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenkontaktabschnitt (16) aus einem magnetisier- baren oder magnetischen Material, insbesondere aus Stahl besteht oder aus Kunststoff hergestellt ist und einen Permanentmagneten (23) trägt, wobei insbesondere an jeder Haftfläche des Probenkontaktabschnitts (16) eine Haftbeschichtung (19) aus Kunststoff vorgesehen ist, die bezogen auf das Probenfluid bessere Adhäsionseigenschaften als das Material des Probenkontaktabschnitts (16) aufweist. 5. Cartridge according to one of the preceding sections, characterized in that the sample contact portion (16) consists of a magnetizable or magnetic material, in particular made of steel or made of plastic and carries a permanent magnet (23), wherein in particular at each adhesive surface of Sample contact portion (16) an adhesive coating (19) is provided made of plastic, which has based on the sample fluid better adhesion properties than the material of the sample contact portion (16).
6. Kartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse (2) eine Halterung (18) ausgebildet ist, in welcher ein insbesondere plattenförmiger und insbesondere rechteckiger Befestigungsabschnitt (17) des Schwingelements (14), der insbesondere gegenüberliegend zu dem Probenkontaktabschnitt (16) an dem Schwingabschnitt (15) des Schwingelements (14) ausgebildet ist, befestigbar oder befestigt ist, wobei insbesondere die Halterung (18) eine Aufnahme (18a), die korrespondierend zu dem Befestigungsabschnitt (17) des Schwingelements (14) ausgebildet ist und in welcher der Befestigungsabschnitt (17) des Schwingelements (14) aufgenommen und positioniert ist, und Klemmmittel (18b) umfasst, die den Befestigungsabschnitt (17) in der Aufnahme (18a) fixieren. 6. Cartridge according to one of the preceding claims, characterized in that on the housing (2) has a holder (18) is formed, in which a particular plate-shaped and in particular rectangular mounting portion (17) of the vibrating element (14), in particular in particular the holder (18) has a receptacle (18a) which corresponds to the fastening section (17) of the oscillating element (17) of the oscillating element (16) is formed on the oscillating section (15) of the oscillating element (14). 14) is formed and in which the fastening portion (17) of the oscillating element (14) is received and positioned, and clamping means (18b) which fix the mounting portion (17) in the receptacle (18a).
7. Kartusche nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) einen Gehäusekörper (2a), in dem der Probenraum (3) und die Aufnahme (18a) ausgebildet sind, und einen den Probenraum (3) und die Aufnahme (18a) verschließenden Deckel (2b) umfasst, an dem wenigstens ein Klemmelement (18b), insbesondere ein in Richtung der Aufnahme (18a) vorstehender Klemmvorsprung (18b) derart vorgesehen ist, dass der Befestigungsabschnitt (17) des Schwingelements (14) zwischen einem Boden der Aufnahme (18a) und dem Klemmelement (18b) eingeklemmt ist, wenn der Deckel (2b) den Gehäusekörper (2a) verschließt, wobei eine maximale Länge der Kartusche in dem Bereich von 20 mm bis 80 mm, vorteilhaft zwischen 40 mm und 60 mm liegt und bevorzugt 50 mm beträgt. 7. A cartridge according to claim 6, characterized in that the housing (2) has a housing body (2a) in which the sample space (3) and the receptacle (18a) are formed, and a sample space (3) and the receptacle (18a ) closing lid (2b) on which at least one clamping element (18b), in particular in the direction of the receptacle (18a) projecting clamping projection (18b) is provided such that the fixing portion (17) of the vibrating element (14) between a bottom of Receiving (18a) and the clamping element (18b) is clamped when the lid (2b) closes the housing body (2a), wherein a maximum length of the cartridge in the range of 20 mm to 80 mm, advantageously between 40 mm and 60 mm and preferably 50 mm.
8. Kartusche nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingelement (14) in seiner Längsrichtung in mehrere Schwingelementabschnitte unterteilt ist, wobei die Schwingelementabschnitte insbesondere durch eine Steckverbindung miteinander verbindbar oder verbunden sind, wobei insbesondere die Schwingelementabschnitte den Schwingabschnitt (15), den Probenkontaktabschnitt (16) und/oder insbesondere den Befestigungsabschnitt (17) umfassen und/oder aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind. 8. Cartridge according to one of claims 6 or 7, characterized in that the oscillating element (14) is divided in its longitudinal direction into a plurality of vibrating element sections, wherein the vibrating element sections are connected or connected to each other in particular by a plug connection, wherein in particular the vibrating element sections the oscillating section (15 ), the sample contact portion (16) and / or in particular the attachment portion (17) and / or are made of different materials.
9. Kartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) einen Einfüllkanal (4), der sich ausgehend von einer in einer Wand des Gehäuses (2) vorgesehenen Einfüllöffnung (5) in den Probenraum (3) erstreckt und dem ein Einfüllkanalverschluss- element (6), insbesondere ein Durchstechventil zugeordnet ist, und/oder einen Überlaufkanal (9) aufweist, der sich ausgehend von einer in einer Wand des Gehäuses (2) vorgesehenen Überlauföffnung (10) in den Probenraum (3) erstreckt und insbesondere einen insbesondere mäanderförmigen Kontrollabschnitt (12) aufweist, der durch einen transparenten Abschnitt des Gehäuses (2) von außen optisch zugänglich ist, und dem ein Überlaufkanal- verschlusselement (1 1 ), insbesondere eine hydrophobe und/oder hydrophile Fritte oder eine gasdurchlässige Membran zugeordnet ist, wobei insbesondere der Einfüllkanal (4) und der Überlaufkanal (9) in gegenüberliegende Bereiche des Probenraums (3) münden. 9. Cartridge according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (2) has a filling channel (4) extending from a in a wall of the housing (2) provided in the filling opening (5) in the sample chamber (3) and a Einfüllkanalverschluss- element (6), in particular a piercing valve is assigned, and / or an overflow channel (9) extending from a provided in a wall of the housing (2) overflow opening (10) in the sample chamber (3) and in particular a particular meander-shaped control section (12), which is optically accessible from the outside through a transparent section of the housing (2), and an overflow channel closure element (11), in particular a hydrophobic and / or hydrophilic frit or a gas-permeable membrane in particular, the filling channel (4) and the overflow channel (9) open into opposite regions of the sample space (3).
10. Kartusche gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Außenseite des Gehäuses (2) eine Markierung (20), die insbesondere als Markierungsvorsprung (20) ausgebildet ist, der von dem Gehäuse (2) auswärts vorsteht, wobei insbesondere der Markierungsvorsprung (20) an dem Befestigungsabschnitt (17) des Schwingelements (14) insbesondere gegenüberliegend zu dem Schwingabschnitt (15) ausgebildet ist und einen in dem Gehäuse (2) vorgesehenen Durchlass (21 ) durchsetzt, und wobei insbesondere der Markierungsvorsprung (20) des Schwingelements (14) gleichzeitig den außenseitigen Kontaktbereich der an dem Probenkontaktabschnitt (16) vorgesehenen Kondensatorfläche (24) bildet, und/oder an einer Außenfläche des Gehäuses (2) wenigstens eine Identifikationseinrichtung (13) vorgesehen ist, die insbesondere als Barcode oder als RFID-Chip ausgestaltet ist. 10. Cartridge according to one of the preceding claims, characterized in that on an outer side of the housing (2) a marking (20) which is in particular formed as a marking projection (20) which projects outwardly from the housing (2), wherein in particular the Marking projection (20) on the mounting portion (17) of the vibrating element (14) is formed in particular opposite to the vibrating portion (15) and through a passage (21) provided in the housing (2), and in particular the marking projection (20) of the vibrating element (14) simultaneously forms the outside contact region of the capacitor contact surface (24) provided on the sample contact section (16), and / or at least one identification device (13) is provided on an outer surface of the housing (2), in particular as a barcode or RFID chip is designed.
1 1. Kartusche nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Kartusche (1) ein Reagenz vorgesehen ist, das insbesondere als eine an dem Probenkontaktabschnitt (16) des Schwingelements (14) und/oder an einer Randfläche des Probenraums (3) vorgesehene und in dem Probenfluid lösliche Beschichtung (23) und/oder als eine mit dem Probenfluid mischbare Flüssigkeit (23), die in einer in dem Gehäuse (2) ausgebildeten und mit dem Probenraum (3) verbundenen Reagenzkammer (26) enthalten ist, vorgesehen ist. 1 1. Cartridge according to one of the preceding claims, characterized in that within the cartridge (1) a reagent is provided, in particular as a on the sample contact portion (16) of the vibrating element (14) and / or on an edge surface of the sample space (3 ) and in the sample fluid-soluble coating (23) and / or as a liquid mixable with the sample fluid (23), in a in the housing (2) formed and with the sample chamber (3) connected to the reagent chamber (26) is included is provided.
12. Vorrichtung (29) zur Koagulationsmessung mittels einer Kartusche (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit wenigstens einer Kartuschenaufnahme (30), in welche die Kartusche (1 ) einsetzbar ist, einer Anregungseinheit (32), die ausgebildet und angeordnet ist, um das Schwingelement (14) einer in die Kartuschenaufnahme (30) eingesetzten Kartusche (1) zum Schwingen mit einer Schwingamplitude anzuregen, einer Sensoreinheit (33), die Sensoreinheit (33) ausgebildet und angeordnet ist, um die Schwingamplitude des angeregten Schwingelements (14) zu messen, wobei die Anregungseinheit (32) und die Sensoreinheit (33) der wenigstens einen Kartuschenaufnahme (30) zugeordnet und zur automatischen Durchführung einer Koagulationsmessung mit einer Steuereinheit (35) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Anregungseinheit (32) ausgelegt ist, um Anregungsfrequenzen oberhalb der Eigenfrequenz des Schwingelements derart zu erzeugen, dass die Differenz zwischen der Anregungsfrequenz und der Eigenfrequenz in einem Bereich von 1 Hz bis 10 Hz, vorteilhaft zwischen 2 Hz und 6 Hz liegt und bevorzugt 4 Hz beträgt, und Schwingamplituden des Schwingelements (14) in einem Bereich von 0,5 mm bis 2,5 mm, vorteilhaft zwischen 1 mm und 2 mm und bevorzugt von 1 ,5 mm hervorzurufen. 12. A device (29) for measuring coagulation by means of a cartridge (1) according to one of the preceding claims, having at least one cartridge receptacle (30) into which the cartridge (1) can be inserted, an excitation unit (32) which is designed and arranged, to excite the oscillating element (14) of a cartridge (1) inserted into the cartridge receptacle (30) for oscillation with a vibration amplitude, a sensor unit (33), the sensor unit (33) is designed and arranged to control the oscillation amplitude of the excited oscillating element (14) wherein the excitation unit (32) and the sensor unit (33) are associated with the at least one cartridge receptacle (30) and are connected to a control unit (35) for automatically performing a coagulation measurement, characterized in that the excitation unit (32) is designed to to generate excitation frequencies above the natural frequency of the vibrating element such that the difference between the excitation frequency un d of the natural frequency is in a range of 1 Hz to 10 Hz, advantageously between 2 Hz and 6 Hz, and preferably 4 Hz, and oscillation amplitudes of the vibrating element (14) in a range of 0.5 mm to 2.5 mm, advantageously between 1 mm and 2 mm and preferably of 1, 5 mm cause.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anregungseinheit (32) wenigstens zwei elektrisch erregbare Magnetspulen (32) umfasst, die benachbart zu der wenigstens einen Kartuschenaufnahme (30) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass sie den Probenkontaktabschnitt (16) des Schwingelements (14) der eingesetzten Kartusche (1) wahlweise mit einer Magnetkraft beaufschlagen, wobei insbesondere die Anregungseinheit (32) genau zwei Magnetspulen (32) umfasst, die auf gegenüberliegenden Seiten der Kartuschenaufnahme (30) angeordnet sind, oder die Anregungseinheit (32) genau vier Magnetspulen (32) umfasst, die in gleichen Winkelabständen um die Kartuschenaufnahme (30) angeordnet sind und/oder die Sensoreinheit (33) wenigstens eine, insbesondere genau zwei Kondensatorplatten (33) umfasst, die sich parallel zu dem Probenkontaktabschnitt (16) des Schwingelements (14) der in die Kartuschenaufnahme (30) eingesetzten Kartusche (1) erstrecken. 13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the excitation unit (32) at least two electrically energizable magnetic coils (32) which are formed and arranged adjacent to the at least one cartridge receptacle (30) in such a way that they selectively apply a magnetic force to the sample contact section (16) of the oscillating element (14) of the inserted cartridge (1), wherein in particular the excitation unit ( 32) comprises exactly two magnet coils (32) which are arranged on opposite sides of the cartridge receptacle (30), or the excitation unit (32) comprises exactly four magnet coils (32) which are arranged at equal angular intervals around the cartridge receptacle (30) and / or the sensor unit (33) comprises at least one, in particular exactly two capacitor plates (33) which extend parallel to the sample contact portion (16) of the oscillating element (14) of the cartridge (1) inserted into the cartridge receptacle (30).
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens einen Kartuschenaufnahme (30) eine mit der Steuereinheit (35) verbundene Beheizungseinheit, die derart ausgebildet und angeordnet ist, dass das in einer eingesetzten Kartusche (1) enthaltene Probenfluid eine bestimmte Temperatur erreicht und/oder beibehält, und/oder eine mit der Steuereinheit (35) verbundene Füllkontrolleinheit (34) zugeordnet ist, die derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie die Füllung der Kartusche (1) insbesondere optisch erkennt, und/oder eine mit der Steuereinheit (35) verbundene Erkennungseinheit zugeordnet ist, die derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie eine Markierung (20) einer eingesetzten Kartusche (1) erkennt, und/oder wenigstens eine mit der Steuereinheit (35) verbundene Ableseeinheit zugeordnet ist, die ausgebildet und angeordnet ist, um eine an der eingesetzten Kartusche (1) vorgesehene Identifikationseinrichtung (13) abzulesen. 14. Device according to one of claims 12 or 13, characterized in that the at least one cartridge receptacle (30) connected to the control unit (35) heating unit, which is designed and arranged such that in an inserted cartridge (1) contained sample fluid reaches and / or maintains a certain temperature, and / or associated with the control unit (35) filling control unit (34) which is designed and arranged such that it detects the filling of the cartridge (1) in particular optically, and / or associated with the control unit (35) detection unit is assigned, which is designed and arranged such that it detects a marking (20) of an inserted cartridge (1), and / or at least one associated with the control unit (35) reading unit is assigned which is designed and arranged to read an identification device (13) provided on the inserted cartridge (1).
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Kartuschenaufnahmen (30), insbesondere zwei Kartuschenaufnahmen (30) vorgesehen sind, wobei die Vorrichtung (29) insbesondere um weitere, insbesondere zwei Kartuschenaufnahmen (30) erweiterbar ist. 15. Device according to one of claims 12 to 14, characterized in that a plurality of cartridge receptacles (30), in particular two cartridge receptacles (30) are provided, wherein the device (29) in particular by further, in particular two cartridge receptacles (30) is expandable.
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