CN1135258A - 测定红细胞沉积速率的装置 - Google Patents

Abstract

测定血样中红细胞沉积速率ESR的装置，它包括接受血样的测定室(3)、与该测定室相连用来测定测定室(3)中所接受血样的电容(C)的电气装置(4-6)、测定血样的血细胞比容的装置(10-12；15)、以及用经验关系式测定ESR的电气装置(15)，该经验关系式把ESR表示为血样的电容(C)和血细胞比容(H)的函数。

Description

测定红细胞沉积速率的装置

本发明涉及利用待测ESR值的血样中某些用电学方法测定的值与红细胞沉积速率ESR之间的经验关系来测定ESR。

ESR值的测定是一个很常见的诊断步骤。通常，ESR的值是通过下述方法测定的：先将病人的抗凝血样抽入一根透明细管中至一个预定高度，然而将样品静置一段时间，典型为一个小时，从而测出由于血红细胞沉积而形成的几乎无色的血浆上清液液柱的高度。如果沉积时间是一小时，则ESR值就等于这段柱高，单位是毫米。

用这项技术来测定ESR值的一个重大缺陷是需要太长的时间，本发明的目的是提出一种仅用少量血液就能快速测定ESR值的方法。

为此，根据本发明提供了一种测定血样的ESR值的装置，该装置具有独立权利要求中所述的特征。从属权利要求复述了该装置优选方案的特征。

此前人们已知，血液的电阻抗主要取决于血浆电阻、血红细胞内部液体电阻和红细胞膜电容。

我们已经发现血液的ESR值与血液的电阻抗参数特别是红细胞膜电容有关，这样另一种可选用的和快捷地测定ESR值的方法就可以建立在阻抗测量的基础上。

下文将更详细地描述本发明，并有所附示意图作参考，其中：

图1是第一种实施方案的示意图，包括一台用于测定血液血细胞比容的粒子计数器；

图2是第二种实施方案的示意图，其中血细胞比容由血液的阻抗测定；

图3是一张示意图，显示出对图2中所示实施方案的改动。

参照图1，要测定ESR值并且加入了抗凝剂的血样盛于一个合适的容器如试管1中。管2伸进试管1的样品中并连到测定室3上，测定室3配有四个电极，两个外电极4和两个位于外电极之间的内电极5。在使用本装置时，血液从试管1抽入测定室3中，一股电流通过外电极4流过测定室3中的血液。在两个内电极5之间所产生的电压就被测得，图中示意的电路6按公知技术测出了血液的电阻抗。

例如，电流可以按三种不同的频率送给外电极(最高频率应比最低频率高出许多倍)；这样就同时测定血液的电容C和血浆的电阻R，也消除了由于红细胞内阻产生的误差。另一种可能是使用已知的仅用两个频率和一个相移来测定C和R的方法。

血液由一台泵7输送通过管2和测定室3。另一台泵8将液体稀释剂由容器9送至测定室3的下游管中，以便在血液通过窄而短的通道10之前将其稀释，该通道构成了一种公知类型电子血细胞计数器的一部分。这种血细胞计数器包括一对位于通道10相对两侧并与电路12相连的电极11以统计红细胞的个数并测定血液的血细胞比容。

一个诸如热敏电阻这样的温度传感器13与测定室3相接并连到电路14上以测定测定室中血液的温度。

血液ESR值的测定由电路15来进行，它采用下述形式的经验关系式。显示计16指示经测定的ESR值。电路16处理由阻抗测定电路6收到的输入，以及由血细胞比容测定电路12和温度测定电路14收到的输入。

在血样吸入测定室3之前应当加入预先确定的、相对较少量的稀释剂稍作稀释。所加稀释剂的量并不非常严格，但其体积不得超过未稀释血样的体积。稀释剂与未稀释血液的优选体积比为1/4到1/2(抗凝剂体积包括在稀释剂体积中)。

从稀释剂容器9向血液中加入稀释剂可利用泵8来进行。可选择的是，可以按下面所述提供一台单独的稀释剂泵。

加入少量稀释剂的好处在于它阻止了在未稀释血液中发现的并影响高ESR值测定精度的某些饱和作用。只加入少量的稀释剂是很重要的，因为已经发现加入稀释剂也会要求提高ESR测定电路15的精度。如果不需非常精确地测定高范围ESR值，也可以不做稀释。

优选使用低导电性的稀释剂，诸如甘氨酸水溶液(一氨基乙酸)。稀释剂应当是等渗的，以避免红细胞体积上的任何变化，否则血细胞比容测定就要在未稀释血液中进行。

当然，用来测定血细胞比容的血样部分不必通过测定室3；这部分血液可以通过一根分立的管线送入细胞计数器中。

在图2所示的方案中提供了一台独立的双联泵以通过细管22从试管1中抽出体积精确计量的血液和从稀释剂容器24中抽出体积精确计量的稀释剂并将血液和稀释剂送进容器25中，容器25中通过合适的混合设备(图中未示出)进行充分混合。如前述方案中那样，泵7通过管2将稀释血液抽入测定室3中，测定室3装有一对外电极4和一对内电极5。这些电极与阻抗测定电路6相连接，该电路将其输出送到ESR测定电路15。后者也接收温度测量电路14并驱动显示计16。

图3说明了一种改动方法以提供要抽入测定室3的稀释样品。除了这一改动之外，图3的实施方案与图2所示的方案一样。

在这种情况下，血样从病人身上取出到一个特殊的筒形试管36中，该试管有一个盖37，一空心针可通过该盖。在取血样之前，试管36中装入预定体积的稀释剂和抗凝剂。在血样取出后，将试管36放在一个带有液面指示计的支架38上，该液面指示计包括一个光源39和标尺41上的一组光敏元件40。与液面指示计39-41相连的计算电路42测定试管36中稀释样品的总体积和稀释度。电路42的输出送给ESR测定电路15(在图3中未画出，参见图2)。

也可以用一个预先装入预定量稀释剂(包括一种抗凝剂)并且内部为部分真空的密封试管来达到所需要的稀释度。当取血样时，使血液流入试管直至达到压力平衡即装入了预定体积血液时为止。

试管36中被稀释的血液通过空心针43和管2送入测定室中。

在图2及图3所示方案中，血液的血细胞比容通过电极4和5测到的阻抗来测定，而在图1所示方案中ESR的值是用一个经验关系式来测定的。下文将给出许多用于测定ESR值的关系式的例子。

如同在例子中显而易见那样，其中大部分实例是建立在测定血液在三种不同频率下的电阻抗的基础上，根据所需精度不同会需要不同的复杂程度。下文所说明的测定包括三个步骤：(1)修正变化的样品温度，(2)测定血细胞比容，(3)测定ESR的值。

所测阻抗的温度修正可以用下面的经验公式实现：Z₀＝Z_t[1+c(t-t₀)]式中Z₀是在某个温度t下测得的某一阻抗值Z_t相对于建立该经验公式所用的参照温度t₀的标准值。常量C是表示阻抗的温度因子的常数；该因子随电流频率的变化稍有改变。

血细胞比容H可以通过如图1方案中的细胞计数器来测得。在图2方案中用体积百分比来表示的血细胞比容H是用一个经验关系式来计算的，该关系式包括在不同频率下测到的各电阻以及这些电阻的比值，就象下面包含比值r₁和r₂的关系式： $r_1=\frac{R_2}{R_1};$ $r_2=\frac{R_3}{R_1}:$ H＝c₁R₁＋c₂R₃＋c₃r₁＋c₄r₂＋c₅式中，对于26℃的温度，常数c₁＝-0.0233，常数c₂＝0.200，常数c₃＝122.8，常数c₄＝-172.2，常数c₅＝51.3，R₁、R₂和R₃是用EDTA抗凝化处理后的血液在100KHz、800KHz和1200KHz频率下分别测定的电阻值。

用下面的经验关系式可以得到ESR的一个粗略值： $\ln \left(\mathrm{ESR}\right)=\frac{c_{8}C}{H^{c_7}}+c_8$ 式中C是被稀释的血液的电容，H₂是用体积百分比表示的血细胞比容，常数c₆＝0.98，常数c₇＝1，常数c₈＝-7.14，这是在37℃下的值，血液中加入了柠檬酸来防止凝结。

如果考虑到血浆的电阻R′，用下面的经验关系式可以得到更为精确的值： $\ln \left(\mathrm{ESR}\right)=\frac{c_9\mathrm{CR}}{H^{c_{10}}}+c_{11}$ 式中常数c₉＝0.207，常数c₁₀＝2，常数c₁₁＝-4.62。

如果考虑稀释后的血液已经抽入测定室3并静置后在两个不同的时间点测得的电容值之差ΔC，并引入血细胞比容的校正因子，就可以达到更高的精度。这时可采用下面的经验关系式： $\ln \left(\mathrm{ESR}\right)=\frac{c_{12}{C}^2+c_{13}\mathrm{\Δ}{C}^2}{H^2}+\frac{c_{14}R+c_{15}C+c_{18}\mathrm{\ΔC}}{H}{+c}_{17}{H}^2+c_{18}H+c_{19}$ 式中C是在第二个时间点测到的电容值，常数c₁₂＝-0.0646，常数C₁₃＝0.0166，常数C₁₄＝0.414，常数c₁₅＝1.836，常数c₁₆＝0.283，常数C₁₇＝-0.0066，常数c₁₈＝0.397，常数c₁₉＝-18.27，以上常数是在测定ΔC的时间点为抽吸血液后用EDTA抗凝处理并且每三份血液用一份0.1mol/l生理盐水稀释之后2秒和90秒的条件下，并且测量在26℃下进行。

如果图2的装置包括或带有一个提供血液中至少一种类型细胞如白细胞和/或红细胞数目的细胞计数器，ESR值可以用下面的关系式计算： $\ln \left(\mathrm{ESR}\right)=\frac{c_{20}{C}^2+c_{21}\mathrm{\Δ}{C}^2}{H^2}+\frac{c_{22}R+c_{23}C+c_{24}\mathrm{\ΔC}}{H}+c_{25}{B}^2+c_{26}B+c_{27}$ 式中B是每10^-12升血液中红细胞的数目，常数c₂₀＝-0.078，常数c₂₁＝0.084，常数c₂₂＝-0.463，常数c₂₃＝1.973，常数c₂₄＝-0.0108，常数c₂₅＝-0.267，常数c₂₆＝1.974，常数c₂₇＝-11.03，条件是血液已经用EDTA抗凝处理并且每三份血液用一份0.1mol/l生理盐水稀释，测量在26℃下进行。

发现红细胞内液体电阻不会对ESR的值产生很大影响，因此不必考虑它。

经验关系式中的常数可以由已知ESR值的一些血样确定。

采用本发明所述方法和装置测定ESR值时，只需体积相对较少的血样即1毫升或更少。

Claims (13)

1.测定血样中红细胞沉积速率ESR的装置，其特征是带一个血样接受室的测定室(3)，与测定室连接的用来测定在测定室3中所接受血样的电容C的电气装置(4-6)，用来测定血样中血细胞比容的装置(10-12；15)，以及用经验关系式测定ESR的电气装置(15)，该经验关系式将ESR表示为血样的电容C和血细胞比容H的函数。

2.根据权利要求1的装置，其特征是上述关系式为下面这种类型： $\ln \left(\mathrm{ESR}\right)=\frac{c_{6}C}{H}-c_8$ 其中ln(ESR)是ESR值的自然对数，单位是mm/h，C是测定室中的血液电容，H是血液的血细胞比容值，用体积百分比表示，而c₆、c₇、c₈是常量。

3.根据权利要求1或2的装置，其特征是上述用来测定电容C的电气装置(4-6)包括用来测定血样中血浆电阻R的装置，并且上述关系为下面这种类型： $\ln \left(\mathrm{ESR}\right)=\frac{c_9\mathrm{CR}}{H^{c_{10}}}+c_{11}$

式中c₉，c₁₀和c₁₁是常数。

4.根据权利要求1-3中任一项的装置，其特征是用来测定ESR的上述电气装置(15)涉及到用来测定测定室(3)中接受血液的温度t的装置，以及上述关系式包括作为修正t与确定常数所用t₀之间的偏差的因子R。

5.根据权利要求1-4中任一项的装置，其特征是用来测定血细胞比容H的上述装置包括一个与上述用来测定ESR的电气装置(15)相连的电子细胞计数器(10-12)。

6.根据权利要求1-4中任一项的装置，其特征是与测定室(3)相连用来测定测定室中所接受血样的电容C的电气装置包括在流过测定室中接受的血样的电流的三种频率下测定血样的血浆电容和电阻的装置，以及用来测定血样的血细胞比容H的装置包含由测得的R值测定H的电气装置。

7.根据权利1-6中任一项的装置，其特征是上述关系式包括血样接受在测定室(3)中之后两个不同时间测得的血液电容之差ΔC。

8.根据权利要求7的装置，其特征是上述关系式为下面类型： $\ln \left(\mathrm{ESR}\right)=\frac{c_{12}{C}^2+c_{13}\mathrm{\Δ}{C}^2}{H^2}+\frac{c_{14}R+c_{15}C+c_{16}\mathrm{\ΔC}}{H}+c_{17}{H}^2+c_{18}H+c_{19}$ 式中C是在第二个时间点所测得的电容，常数c₁₂、c₁₃、c₁₄、c₁₅、c₁₆、c₁₇、c₁₈和c₁₉是常数。

9.根据权利要求1-8任一项的装置，其特征是血细胞计数器与用来测定ESR的电气装置(15)相连，其特征还在于上述关系包括一种或多种细胞的数目，诸如每单位体积血样中的白细胞数量和/或红细胞数量。

10.根据权利要求1-9中任一项的装置，其特征是一台在血样由测定室(3)接受之前用预定体积的稀释剂稀释血样的装置(23，24；38-42)，优选上述预定体积不超过血样稀释前的体积。

11.一种测定血样中红细胞沉积速率ESR的方法，包括如下步骤：将血样引入一个测定室(3)中，通过电气装置测定测定室中血样的电容C，测定血样中的血细胞比容，以及用一个经验关系式通过电气装置测定ESR，该关系式将ESR表示为血样的电容C和血细胞比容H的函数。

12.一种根据权利要求11的方法，其特征是血液的电容差ΔC是在血样已在测定室(3)接受之后的两个不同时间下测量的，并且上述关系式包括上述差值。

13.一种根据权利要求11或12的方法，其特征是血样在引入测定室之前用预定体积的稀释剂稀释，优选上述体积不超过血样稀释前的体积。

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