CN113776989A - 用于测量样本的粘弹性变化的设备和方法 - Google Patents

用于测量样本的粘弹性变化的设备和方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了用于粘弹性分析的仪器，例如用于样本液体(诸如血液和/或其成分)的凝固试验的仪器。在该用于粘弹性分析的仪器中，旋转装置设置在杯、销和杯容纳元件的下方。本发明还提供了电容检测装置和温度控制设备，所述电容检测装置和温度控制设备可以在用于粘弹性分析的仪器中使用。本发明还提供了使用所述设备和仪器在样本上执行粘弹性分析(例如凝固分析)的方法。

Description

用于测量样本的粘弹性变化的设备和方法
本申请是分案申请，其原案申请是申请号为PCT/EP2017/051660、申请日为2017年1月26日的PCT申请并且于2019年9月25日进入中国国家阶段，申请号为201780089003.9，名称为“用于测量样本的粘弹性变化的设备和方法”。
技术领域
本发明涉及样本的粘弹性分析的领域，特别涉及血液流变学，例如血液和/或其成分(诸如血浆和细胞)的粘弹性分析。本发明涉及设备，包括检测设备和加热设备，以及用于粘弹性分析的仪器，例如用于样本液体(诸如血液和/或其成分)的凝固试验的仪器。本发明还涉及在样本(如试验液体)上进行这种粘弹性分析的方法，例如，进行凝固分析的方法。
背景技术
止血是一个基本的生理过程，该生理过程通过印迹凝结(凝固)阻止受伤部位处的流血，同时保持循环中其他部位正常的血液流动。在受伤或发炎的情况下，分别通过外在或内在因子(例如，组织因子(TF)或Hagemann因子(F XII))触发凝固。两种级联都收敛于共同的机制，导致凝血酶的激活，该凝血酶使可溶性纤维蛋白原裂解以产生不溶性纤维蛋白。纤维蛋白纤维在受伤部位处形成交联的纤维蛋白网。
凝血细胞(血小板)在凝固过程中经历许多生理变化，其也与血凝块的形成有关。一旦触发凝固级联，凝血细胞在受伤部位处的纤维蛋白网之间聚集。在一定程度内，纤维蛋白的增加能够被凝血细胞的减少所代替，反之亦然。这反映在如下观察结果中：即使在健康患者中，凝血细胞总数以及纤维蛋白原浓度也有所不同。
已经开发了各种止血试验，来帮助识别具有可能导致过度出血的止血缺陷的患者。这样的试验包括凝血细胞计数或纤维蛋白浓度的确定。然而，尽管这样的试验提供了关于足够量的凝血细胞或纤维蛋白的可用性的信息，但这样的试验并未表明凝血细胞、纤维蛋白或凝固级联的其他组分是否具有生物活性和有效性，即在生理条件下有效支持凝固。其他常见的试验，诸如凝血酶原时间(快速试验)或部分凝血活酶时间(PTT)，仅对血浆起作用，因此需要另外的步骤来制备血浆，这是耗时的，并且因此尤其在POC(及时线程护理)的情况下是不利的。
已经开发了“粘弹性方法”以试图克服这些问题。所述方法通常以连续的方式确定形成血凝块的牢固度(或依赖于其的其他参数)：从第一纤维蛋白纤维的形成直到通过纤维蛋白溶解作用使血凝块分解。血凝块牢固度是功能参数，其对于体内止血很重要，因为血凝块必须抵抗血管受伤部位处的血压和剪切应力。血凝块牢固度获得于多个相互关联的过程：凝固激活、凝血酶形成、纤维蛋白形成和聚合、血小板激活和纤维蛋白-血小板相互作用，并且能够被纤维蛋白溶解作用破坏。因此，粘弹性方法允许直接或间接评估所有这些相互关联的机制。
所有粘弹性方法都依赖于共同的设置：血液样本(和形成的血凝块)被放置在圆柱销和轴对称杯之间的空间中。在凝固期间(通常通过添加一种或更多种止血激活因子来引起凝固)，形成的纤维蛋白支架在包含血液样本的杯和浸入样本中的销的表面之间产生机械弹性连接。通过评估杯和销相对于彼此移动的能力来确定血凝块形成和牢固度。因此，患者的止血状态的各种缺陷能够被揭示并且用于适当的医疗干预。
第一种粘弹性方法被称为“凝血弹性描记法”(Hartert H:Blutgerinnungsstudien mit der Thrombelastographie,einem neuenUntersuchungsverfahren.Klin Wochenschrift 26:577-583,1948)。测量仪器(21)在图1中示出：样本(1)放置在杯(2)中，杯(2)分别向左和向右周期性地旋转约5°。销(3)由扭力线(4)自由悬挂。当形成血凝块时，扭力线开始将杯的运动转移到销上，以抵抗扭力线的反向动量。销的运动，作为测量血凝块牢固度的量度，能够通过光学检测装置(5)(例如光束偏转)来连续地记录，并相对于时间绘制。由于历史原因，因此，牢固度以毫米为单位被量化。
Hartert等人(US 3,714,815)、Cavallari等人(US 4,193,293)、Do等人(US 4,148,216)、Cohen(US 6,537.819)和Calatzis等人(US 5,777,215)已经描述了对原始凝血弹性描记法技术(现在也称为凝血弹性测量法)的修改。
在根据US 5,777,215的测量仪器(121)中，样本(101)也被放置在圆柱形杯(102)内，如图2所示。然而，销(103)不是通过扭力线插入样本中，而是通过由滚珠轴承(107)固定到底板的金属轴(106)插入。金属轴(106)通过敏感弹簧(108)围绕其垂直轴线周期性地旋转。销的运动，作为凝块牢固度的反向量度的，也能够通过光学检测装置(105)(例如光束偏转)来连续记录，并且能够相对于时间绘制。由于在测量位置，杯不能填充试验液体，所以其由能够附接在测量设备的底板上的杯保持器容纳。
利用根据图1和图2的设置获得的典型测量的结果在图3中示出。最重要的参数之一是凝结时间(CT)，即(i)(化学诱导的)印迹凝结开始的时间点和(ii)第一长纤维蛋白纤维形成(由超过规定值的牢固度信号表示)的时间点之间的时间。另一重要的参数是凝块形成时间(CFT)，即凝块牢固度从4mm增长到20mm所需的时间。因此，CFT给出了血凝块形成速度的量度。最大凝块牢固度(MCF)，即在测量期间由血凝块获得的最大牢固度，也具有很大的诊断重要性。可从凝血弹性描记法测量曲线获得的其他参数包括CT后某一时间的幅度(A)(例如，A10是CT后10分钟的幅度)和与CT后某一时间的MCF相比较时的幅度减少百分比的裂解指数(LI)(例如，LI45是A45和MCF之间的百分比)。
与诸如凝血细胞计数、纤维蛋白浓度或PTT等的常见试验相比，凝血弹性测量法的一般优点是凝固过程和样本的机械特性的变化是作为整体被监测的。因此，凝血弹性测量法不仅提供关于足够量的凝固级联组分(包括凝血细胞、纤维蛋白原和其他因子)的可用性的信息，而且还指示每种组分是否具有生物活性和有效性。为了单独地确定每种组分(例如凝血细胞、纤维蛋白原和凝固中涉及的其他因子)的量和功能，可商购获得特别靶向每种组分的许多激活剂或抑制剂。因此，凝血弹性测量法允许精确地确定患者凝固系统的哪个点出了问题。
为此，现有技术的凝血弹性计允许并行进行多个测量。由此，能够获得凝固的当前状态-患者的情况的详细信息，并且基于此详细信息，能够在几分钟内确定出适当的治疗方案。此外，能够在应用于患者之前，在体外对干扰凝固级联的治疗剂的效果，无论是有意的还是继发的(例如，作为副作用)效果，进行试验。
这对于大量失血的患者尤其重要，因为在多发性创伤的情况下经常出现大量失血。这些患者的血液通常由于输注而被稀释，所述输注用于替代失血量。这导致凝血细胞和诸如纤维蛋白原的凝固因子的浓度降低。
在该背景下的另一重要主题是确定纤维蛋白网络对生长的血凝块的最终稳定性的贡献。这能够通过在测量前向样本中添加凝血细胞抑制剂(例如，细胞松弛素D)来实现。这样，纤维蛋白的活性变为可直接获得。
凝血弹性描记法测量的主要问题是在评估的样本的血凝块牢固度降低的情况下降低了信噪比。这通常在患者遭受大量失血(例如，在多发性创伤的情况下)而接受输注以替代失血量时发生。这些输注稀释了患者的血液，导致凝血细胞以及诸如纤维蛋白原的凝固因子的浓度降低。出于诊断原因(如上所述)—例如，通过添加凝血细胞抑制剂(如Cytochalisch D)来评估纤维蛋白原功能和活性—对凝固级联的各个因子的抑制或利用其他药剂的稀释也能够导致血凝块牢固度降低，并且因此降低了信噪比并减小了测量精确度。
这种测量精确度的减小基于如下事实：在上述情况下(例如稀释或添加凝固级联抑制剂)，凝血弹性描记法测量是在灵敏度的下限进行的：凝血弹性描记法测量仪器的标准化元件的几何形状(销的外径通常约为5.0mm，杯与销之间的间距约为1.0mm)和每次测量时使用的血液样本量最初被选择用来在测量非病理性血液样本的常规激活且非稀释的血凝块的情况下获得最佳信号。这种试验产生最大凝块牢固度(MCF)的值为50至70mm，这是该方法最敏感的检测范围。然而，当评估病理性的、稀释的或预处理的血液样本时，最大凝块牢固度会显著降低。例如，在利用凝血细胞抑制剂处理的血液样本中，血凝块仅由纤维蛋白原形成，导致正常患者的MCF值为15至25mm，而在病理性样本的情况下通常观察到的MCF值远低于10mm。
粘弹性试验的一般灵敏度水平(考虑用于保持销的轴线的可用滚珠轴承技术和实际上良好建立的一次性几何形状)在不同试验之间有大约2mm的变化(标准偏差)。因此，当测量如上所述具有低幅度的这种样本时，变化系数容易超过20％，使得几乎不可能定义精确的判定触发值。
为了获得更好的精确度，过去已经提出了几种方法。然而，尽管有这些方法(或由于这些方法的主要缺点)，用于血液样本的粘弹性试验的测量设置在过去20年中没有太大变化。例如，US 8,322,195 B2公开了对销和杯的几何形状的修改，以便改善低幅度样本的信号质量。然而，这种与广泛使用的标准几何形状的偏差需要大量的监管工作以便在医学上被接受。在US 8,383,045 B2中描述了另一种方法，其旨在改进用于粘弹性测量的轴承技术，但迄今为止尚未被引入市场。
由于足够的信噪比和测量精确度对于可靠的诊断和适当的处理(必要时)至关重要，因此提高凝血弹性描记法试验的灵敏度将是一项重要的成就。目前用于凝血弹性描记法测量的仪器通常依赖于光学检测装置，所述光学检测装置可能易受污染和/或振动的影响，进一步降低测量。另外，现有技术仪器中的检测和旋转装置通常附接到销，从而增加了销上的重量负荷，由于这种现有技术仪器非常容易受到不希望的干扰，这进一步降低了所获得结果的精确度。因此，本领域需要提供允许更精确和可靠的凝血弹性描记法测量的装置和方法。此外，迫切需要能够表现出增加的平均故障间隔时间(MBTF)并且在更高的可用性的情况下需要较少的维修工作和制造成本的测量仪器。
鉴于以上，本发明的目的是克服如上所述的当前凝血弹性试验设备和仪器的缺点。因此，本发明的目的是提供一种用于测量试验液体的凝固特性的仪器，以使得与当前可用的技术相比，信号的检测：i)对检测系统的灰尘或任何其他污染不太敏感，或ii)对检测系统组件的老化效应不太敏感，和/或iii)在用于医疗的诊断设备中实施更便宜。本发明的改进考虑了：由于轴承上较大的重量负荷(以及轴承内相应较大的摩擦力)导致的信号质量的任何恶化必须被避免或保持尽可能小，以获得具有高精确度的在医学上有价值的数据。
本发明的改进还考虑了：也避免现有技术设备由于其检测技术而导致的其它缺点，特别是关于用户操作复杂或设备的鲁棒性不足的缺点。特别地，根据本发明的检测技术的改进能够与测量设置的大量配置变化相结合，特别是因为不再需要将轴承放置在测量杯上方。另外，本发明还提供了体积非常小的温度控制单元。总之，本发明提高了在构造测量仪器方面的自由度，并且因此使得能够容易地处理和操作测量仪器。
这是通过下文和所附的权利要求中提出的主题实现的。
发明内容
尽管在下文中详细描述了本发明，但是应当理解，本发明不限制于本文所述的特定方法、方案和试剂，因为特定方法、方案和试剂可以变化。还应当理解，本文使用的术语不旨在限制本发明的范围，本发明的范围仅由所附权利要求限定。除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。
在下文中，将描述本发明的元素。这些元素与特定实施例一起列出，然而，应当理解，所述元素可以以任何方式和任何数量组合以产生另外的实施例。不应将描述的各个示例和优选实施例解释为将本发明仅限于明确描述的实施例。本说明书应被理解为支持和包含将明确描述的实施例与任何数量的公开和/或优选元素组合的实施例。此外，除非上下文另有说明，否则本申请中的所有描述的元件的任何排列和组合应该被认为是由本申请的说明书公开的。
在整个说明书和随后的权利要求中，除非上下文另有要求，否则术语“包括”及其变型将被理解为指包括所说明的成员、整数或步骤而不排除任何其他未说明的成员、整数或步骤。术语“由……组成”是术语“包括”的特别实施例，其中排除任何其他未说明的成员、整数或步骤。在本发明的上下文中，术语“包括”包括术语“由……组成”。因此，术语“包括”包括“包含”以及“由……组成”，例如，“包括”X的组合物可以仅由X组成，或者可以包括另外的东西，如X+Y。
除非在本文另有说明或明显与上下文矛盾，否则在描述本发明的上下文中(特别是在权利要求的上下文中)使用的术语“一”和“一个”和“该”以及类似术语应被解释为涵盖单数和复数。本文中对数值范围的描述仅旨在用作单独提及落入该范围内的每个单独值的简写方法。除非本文另有说明，否则每个单独的值被并入说明书中，如同其在本文中单独引用一样。说明书中的任何语言都不应被解释为表示对于本发明的实践必不可少的任何未要求保护的元素。
词语“基本上”不排除“完全地”，例如，“基本上不含”Y的组合物可以完全不含Y。必要时，本发明的定义中可以省略词语“基本上”。
如本文所使用的，术语“粘弹性”(包括其所有语法形式)可与术语“凝血弹性”(包括其所有语法形式)互换使用。“凝血弹性”或“粘弹性”测量或试验特别涉及用于测试血液凝固效率的方法或仪器。
与数值x相关的术语“约”表示x±10％。
用于粘弹性分析的仪器
本发明提供了一种用于凝血弹性测量的改进仪器和利用这些改进的测量方法。本创造性仪器设计用来克服现有技术凝血弹性试验的缺点，本发明仪器包括多个有利特征，所述多个有利特征协同作用以提供改进的整体测量精确度。具体地，本创造性仪器和方法具有以下优点，使凝血弹性测量：i)通过减小轴承上的重量负荷(从而减小轴承内的摩擦力)而更精确，ii)由于仪器的独特设计更容易接近和操纵且更稳健，iii)对检测系统的灰尘沉积或任何其他污染/污物不太敏感，和/或iv)对检测系统组件的老化效应不太敏感，和/或v)与当前可用的技术相比，在用于医疗的诊断设备中实施更便宜。由于其新颖且改进的设计使测量精确度提高，本创造性仪器允许评估“标准”血液样本，还允许评估(例如由于先前输注)而稀释的或(例如利用血小板抑制剂)预处理的血液样本，从而提供了血液凝固测量的新的可能性。
第一方面，本发明提供了一种用于测量样本的凝固特性的仪器，其包括：
-杯，其适用于容纳样本；
-杯容纳元件，其提供杯在测量位置的(可拆卸的)固定；
-销，其适用于浸入所述杯中的所述样本中，其中销是旋转对称的，销的旋转对称轴线形成垂直轴线，并且销附接到支撑装置；
-旋转装置，其包括轴，轴沿垂直轴线延伸，轴是能够围绕垂直轴线旋转的，并且轴附接到杯容纳元件或附接到用于销的支撑装置，使得轴的旋转引起杯容纳元件的旋转或用于销的支撑装置的旋转，反之亦然；和
-检测装置，其能够检测围绕所述垂直轴线的旋转和/或围绕所述垂直轴线的旋转的变化；
其中旋转装置设置在杯、销和杯容纳元件下方。
使用根据本发明的仪器评估的样本优选是液体。因此，样本在本文中也称为“液体样本”、“样品液体”或“试验液体”。更优选地，样本液体包括生物流体(也称为“体液”)或由生物流体组成，生物流体即源自生物体的流体，特别是源自人或动物的流体。进一步更优选地，样品液体包括血液(优选为全血)或其成分/组分中的一种或更多种(例如血浆和/或细胞)，或者由血液或其成分/组分中的一种或更多种组成。特别优选地，样本包括人体血液样本或由人体血液样本组成并且包括(全)血液和/或血浆。
可选地，样本还可以包括例如以下另外的组分中的一种或更多种，
(a)一种或更多种凝固激活剂，包括但不限于，
(i)外在激活剂，如组织因子(TF—也称为血小板组织因子、因子III、凝血活酶或CD142)；
(ii)内在激活剂(例如，硅藻土、鞣花酸、硫酸盐、高岭土、二氧化硅或RNA，或其混合物)；
(b)一种或更多种凝固抑制剂，包括但不限于，
(i)纤维蛋白溶解抑制剂(例如抑肽酶、氨甲环酸、EACA、凝血酶激活的纤维蛋白溶解抑制剂、纤溶酶原激活抑制剂1/2、α2-抗纤溶酶或α2-巨球蛋白或其混合物)；
(ii)血小板抑制剂(例如，细胞骨架抑制剂，如细胞松弛素D或GPIIb/IIIa拮抗剂，优选阿昔单抗，或其混合物)；
(iii)肝素抑制剂(例如肝素酶、鱼精蛋白或鱼精蛋白相关的肽及其衍生物，或其他阳离子聚合物，如溴化己二甲铵(聚凝胺)，或其混合物)；
(c)凝固组分；和/或
(d)其他组分，包括钙盐(例如氯化钙和/或乳酸钙和/或葡萄糖酸钙)、稳定剂(例如白蛋白或明胶)或磷脂(例如磷脂酰丝氨酸、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰乙醇胆碱或其混合物)。
根据诊断目的，上述另外的组分能够单独使用或组合使用：例如，能够应用在样本中具有外在激活剂和血小板抑制剂(例如，细胞松弛素D)的组合的测量来确定纤维蛋白原的活性，而在样本中没有血小板贡献。有利地，根据本发明的仪器能够可靠地确定各种不同样本的凝固特性；特别是确定(致病性)的血液样本或预处理或稀释的血液样本的凝固特性，这样的样本与健康的、未经处理的和/或未经稀释的对照物相比表现出受损的凝固能力。
如本文所使用的，术语“测量精确度”或“精确度”可与术语“测量精度”或“精度”互换使用。特别第，“精确度”或“精度”是根据标准偏差(SD)和百分比变异系数(％CV)来讨论的。标准偏差是变化性的量度(方法的分散程度)。标准偏差的正态分布给出了钟形曲线。％CV将SD描述为平均值的百分比。本发明的粘弹性试验仪器优选地提供了SD小于20％、更优选小于15％、甚至更优选小于10％、最优选小于5％的结果。
如本文所使用的，特别是在粘弹性试验中，术语“杯”(也称为“测量杯”、“液槽”或“试验单元”)是指容纳待测样本(例如，血液或血液组分)的杯。因此，术语“杯”特别是指测量杯，例如液槽或试验单元，特别地用于凝固试验，例如粘弹性测量。优选地，杯具有圆柱形或锥形形状。杯，特备是圆柱形或锥形形状的杯，优选地包括(i)上开口端，其允许在粘弹性测量之前插入销；和(ii)封闭下端，其设计用于容纳样本。优选地，杯的上开口端和杯的封闭下端具有圆形形状。还优选地，杯的上开口端具有5至10mm的直径。此外，还优选地，杯的(圆形)上开口端的直径不小于(圆形)封闭下端的直径。优选地，杯具有圆柱形状，由此杯的(圆形)上开口端的直径和杯的(圆形)封闭下端的直径的大小大致相同。还优选地，杯具有锥形形状，由此杯的(圆形)上开口端的直径大于杯的(圆形)封闭下端的直径。优选地，杯的封闭下端沿着与杯(圆柱形)侧壁的边界没有尖锐边缘。优选地，杯的封闭下端的半径为至少0.25mm，更优选地约1mm或更大。
优选地，杯是塑料杯，更优选地，杯是一次性塑料杯。优选地，杯由能够注塑成型的塑料材料制成。优选地，杯由注塑成型相容的聚合物材料制成。相容的聚合物材料的优选示例包括聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、甲基丙烯酸甲酯丙烯腈丁二烯苯乙烯(MABS)、聚酰胺(PA)、聚砜、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等或在可能的样本处理之前或之后不影响凝固激活的任何其他合适的材料。还优选地，杯不由含有玻璃或金属的材料(例如，金属薄板和/或铝箔)制成，更优选地，杯不包含任何玻璃或金属，例如，金属薄板和/或铝箔。
杯容纳元件构造成容纳和支撑所述杯。因此，杯容纳元件具有与杯的形状相对应的形状，例如通常为圆柱形或锥形。容易认识到，为了能够在粘弹性测量期间容纳和支撑杯，杯容纳元件的尺寸应该超过杯的尺寸。
杯容纳元件为杯在测量位置提供固定。例如，杯容纳元件可以具有与杯的外部形状相对应的形状，使得不需要另外的固定装置在测量位置对杯进行固定。替代地，可以使用本领域已知的固定装置。优选地，杯在杯容纳元件中的固定是可拆卸的固定，使得能够使用一次性杯，例如在单次使用/测量后，所述一次性杯通常被丢弃。
优选地，杯容纳元件包括用于在粘弹性测量之前容纳杯的开口顶部和封闭底部。优选地，杯容纳元件的顶部和底部具有圆形形状。还优选地，杯容纳元件的(圆形)顶部的直径不小于(圆形)底部的直径。优选地，杯容纳元件具有圆柱形状，由此杯容纳元件的(圆形)顶部的直径和杯容纳元件的(圆形)底部的直径大致相同。还优选地，杯容纳元件具有锥形形状，由此杯容纳元件的(圆形)顶部的直径大于杯容纳元件的(圆形)底部的直径。杯容纳元件的底部的直径可以为至少0.30mm，更优选地约1mm或更大，其中所述半径超过将由所述杯容纳元件支撑的杯的底部的半径。
优选地，杯容纳元件包括温度控制装置，以控制杯和/或样本的温度。例如，杯容纳元件可以被直接加热，例如，通过诸如热电阻或Peltier元件的电子加热元件直接加热。杯容纳元件也可以被间接加热，例如，通过来自远程热源的辐射间接加热。为了将温度控制在一定水平，可以使用热传感器来测量随后可以将热源调节到的温度。这种热传感器(例如，热电偶或热敏谐振电路)可以直接附接到杯容纳元件，或该热传感器是远程热传感器(例如，热释电传感器)。
优选地，杯容纳元件包括用于固定杯的杯容纳器和用于将杯容纳器附接到轴或仪器的其他部分(特别是附接到仪器的不可移动的部分)的固定装置。杯容纳器提供了杯在某个位置的固定，即由于杯容纳器，杯不能在其位置移动或旋转。例如，杯容纳器可以形成为空心圆柱体，所述空心圆柱体的内径仅比杯的外径略微大(例如，0.01至0.1mm)，并且可以通过将杯的下端推入空心圆柱体的开口来使杯容纳器“容纳”杯。替代地，杯容纳器还可以通过挤压机制形成，例如通过向杯的外表面提供弹性力形成。特别地，杯容纳器通过固定装置固定或附接到轴或仪器的其他部分，特别是附接到仪器的不可移动的部分。固定装置可以是本领域已知的任何固定装置。例如，固定装置可以是用于将杯容纳器拧到轴/拧到轴上或者拧到仪器的其他部分的螺纹，特别是拧到仪器的不可移动的部分的螺纹；或者固定装置可以是例如将杯容纳器按压/附接到轴/到轴上或按压/附接到仪器的其他部分的配合机制/配件，特别是附接到仪器的不可移动的部分的配合机制/配件。
本文所使用的术语“销”(也称为“测量销”或“探针”)是指用于执行粘弹性试验的元件(参见图1、2、4、5、11)。通常，为了进行粘弹性试验，在如上所述的测量杯中提供例如(全)血液样本的待试验的样本。对于粘弹性试验，通常将销浸入杯中，从而通常接触样本，例如，(全)血液样本。优选地，将销浸入样本中，例如，(全)血液样本中。优选地，用于进行粘弹性测量的销沿着该销的下端和圆柱形侧壁之间的外边缘的半径与杯沿着该杯的下端和圆柱形侧壁之间的内边缘的半径的大小类似，优选地，与其大小大约相同，更优选地与其大小相同(参见图4、5、11)。
销优选地包括销颈(即，细长部分)，销颈连接到销头(即，适用于浸入杯中的凸出部分，销头通常具有比销颈更大的直径)。应当理解，形成接触样本部分的销头的外径必须小于包括样本的杯的内径，以便销头能够插入杯中。销优选地由聚合物材料制成，例如由丙烯酸或苯乙烯聚合物材料(例如PMMA、MABS、ABS、PS或其任何混合共聚物)或在可能的样本处理之后不影响凝固激活的任何其他材料制成。
如上所述，在测量期间，通常将销浸入在杯中提供的样本中。由此，销至少部分地(即，至少销的销尖或销头)接触样本。对样本(例如形成凝结的血液)的特征参数的检测通常基于杯和销的(机械)耦合，所述耦合通过形成例如凝块而建立(参见图3)。通常，在根据本发明的仪器中，要么销移动，优选地旋转，而杯在开始时是静止的或在整个测量期间保持静止；要么杯移动，优选地旋转，而销在开始时是静止的或在整个测量期间保持静止。在例如杯(液槽)和销之间形成凝块之后，凝块本身通过销相对于杯或杯相对于销的运动而被拉伸。例如，杯可以旋转，并且销在开始时是静止的，但是也能够旋转。在这种情况下，当形成凝块时，销通常可以开始旋转，该旋转能够被测量。在优选示例中，在整个测量期间销旋转并且杯保持静止，由此在凝块形成时，随着凝块强度增加，销的初始无限制旋转开始遇到增加的阻抗，这通常例如通过光学系统的检测来测量。
为了使销在杯内部旋转或使杯围绕销旋转，销(并且优选地还有杯)是旋转对称的。这意味着，特别地，销的(水平)横截面具有旋转对称形状。优选地，销的所有水平横截面具有旋转对称形状。更优选地，销具有圆柱形或锥形形状，所述圆柱形或锥形形状具有基本上圆形的横截面。销的旋转对称轴线(即，基本垂直于旋转对称、优选地基本上圆形的、(水平)横截面的轴线)形成垂直轴线。
如本文所使用的，即贯穿本申请，术语“旋转”和“旋转的”是指圆周运动/围绕轴线/中心(特别是围绕垂直轴线)的运动。术语“可旋转”指的做这种运动的能力。优选地，可旋转元件在仪器的正常使用期间(即，不施加暴力)不可在任何其他方向上和/或以任何其他方式运动，特别地，通常不会损害测量精确度的非常小的运动除外。术语“旋转”、“可旋转”和“旋转的”是指“完全”旋转(围绕完整360°)和部分旋转(不围绕完整360°，而仅是完整360°的一部分(一定角度))。旋转可以仅在一个方向上发生，也可以在两个方向上发生。因此，术语“旋转”、“可旋转”和“旋转的”应理解为包括“振荡”和“振荡的”，即交替地(部分地)围绕轴线(特别是垂直轴线)来回旋转，例如，在两个固定位置之间来回旋转。因此，“振荡”和“振荡的”特别是指绕轴线的(小)角度(例如，+/-2.5°)来回旋转。因此，“可旋转”元件应被理解为能够根据大多数粘弹性试验的需要完全或部分地旋转和完全或部分地振荡。特别地，对于大多数粘弹性试验，甚至不需要围绕(垂直)轴线旋转整个(完整的)360°，通常，围绕(垂直)轴线(即，在两个方向上)的部分旋转，例如+/-2.5°的部分旋转就足以进行粘弹性试验。部分旋转在本文中也称为小角度运动或(部分)圆周运动。优选地，部分旋转或振荡的角度范围是(覆盖)不超过60°，优选不超过30°，更优选不超过20°，甚至更优选不超过10°，进一步优选不超过5°，最优选约2.5°。
销，优选地销颈，附接到支撑装置。这种附接可以优选地是可拆卸的，使得销能够被移除，例如用于清洁销。所述附接可以是固定的或可移动的。优选地，销与支撑装置的附接是固定的，即如果支撑装置是不可运动的，则销也是不可运动的；和/或如果支撑装置移动/旋转，则销执行基本相同的旋转/移动。
如本文所使用的，“支撑装置”是指能够用于支撑例如销的任何装置。通常，用于销的支撑装置提供了销与根据本发明的仪器的“主体”的附接。因此，支撑装置的设计/形状可依赖于仪器的整体设计。
优选地，销的支撑装置是不可运动的/不可移动的，使得优选地，附接到支撑装置的销也是不可移动的，使得销以不可运动的方式固定。具有这种不可运动的/不可移动的销的本发明的实施例在本文中也称为“可旋转杯”实施例，因为在那些实施例中，杯/杯容纳元件通常是(部分地)可旋转的。如本文所使用的，“以不可运动的方式固定”是指元件(例如销或杯/杯容纳元件)固定在基本上不允许元件围绕垂直轴线旋转移动或沿任何其他方向移动的位置。在这种情况下，“基本上”是指元件的最小运动并非总是被阻止，并且在不显着降低仪器的测量精确度的情况下可以容忍这种最小的运动。具体地，该仪器应该能够以足够的测量精确度(即优选SD小于20％，更优选小于15％，甚至更优选小于超过10％，最优选小于5％)评估预处理的、病理性的和/或稀释的血液样本。例如，为了实现销的不可移动的/不可运动的/静止的附接，可以使用仪器的任何不可移动的/不可运动的/静止的部分，例如使用仪器外壳(的一部分)，比如盖。因此，用于销的支撑装置优选构造为盖。例如，销能够例如经由其销颈以固定方式附接(固定)到仪器的上部板。
替代地，杯和/或杯容纳元件能够附接到仪器的任何不可移动的/不可运动的/静止的部分，例如仪器外壳(的一部分)，如上部板。因此，杯容纳元件可以以固定的方式例如借助于上部板附接(固定)，例如经由其边沿来附接，所述上部板包括合适的开口/孔，用于容纳杯/杯容纳元件的合适的开口/孔。
还优选地(特别是在如上所述的不可运动的杯/杯容纳元件的情况下，但一般而言)，用于销的支撑装置(部分地)可旋转，使得，优选地，销也(部分地)可旋转。具有这种(部分地)可旋转销的本发明的实施例在本文中还称为“可旋转销”实施例。对于这种“可旋转销”实施例，用于销的支撑装置优选地是(弯曲的)杆或管或框架。优选地，用于销的可移动支撑装置(特别是框架)由包括金属的材料制成，更优选地，由金属制成。优选地，用于销的可移动支撑装置是框架。如本文所使用的，术语“框架”通常是指由多个相对细长的部件(或单个部件)形成的刚性结构，以便包围区域。换句话说，特别地，“框架”是连接/连结相对细长元件(例如杆或管)或相应形成的单个相对细长元件(例如单个弯曲杆或管)的布置，所述布置形成了区域的封闭轮廓。优选地，框架具有基本上圆形的、椭圆形、三角形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形或任何多边形，或甚至不规则形状。因此，“基本上三角形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形或任何多边形”，特别地，还包括具有圆角的实施例，例如圆角三角形、圆角四角形、圆角五边形、圆角六边形、圆角七边形、圆角八边形形状。优选地，用于销的可移动的/可旋转的支撑装置具有(至少)两侧对称的形状。因此，确保了销的稳定且平衡的运动/旋转。更优选地，框架具有基本上矩形的形状，特别是圆角矩形形状(即具有圆角)。
根据本发明的仪器还包括具有轴的旋转装置，所述轴，
-沿垂直轴线延伸，
-可围绕垂直轴线旋转，并且
-附接到杯容纳元件或附接到用于销的支撑装置，使得轴的旋转引起杯容纳元件或用于销的支撑装置的旋转，和/或反之亦然。
因此，旋转装置为杯容纳元件(并因此为杯)或为用于销的支撑装置(并因此为销)提供旋转。为此，旋转装置包括轴，所述轴直接地或间接地附接到杯容纳元件或用于销的支撑装置。
轴沿垂直轴线延伸并且围绕垂直轴线旋转。因此，所述轴在本文也被称为“可旋转轴”。所述轴通常设置在杯/杯容纳元件以及销的下方。因此，所述轴连接到用于销的支撑装置或杯/杯容纳元件(通常是支撑(一次性)杯的杯容纳元件，该杯能够在每次测量时容易地更换或重新填充)，从而使得两个元件中的任一个可旋转，而另一元件通常是固定的。
在本发明优选的“可旋转杯”实施例中，轴连接到(附接到)杯容纳元件(的底部)，以便将围绕垂直轴线的旋转/振荡传递到所述杯容纳元件/传递杯容纳元件围绕垂直轴线的旋转/振荡。换句话说，轴优选地附接到杯容纳元件，特别是附接到杯容纳元件的底部，使得轴的旋转引起杯容纳元件的旋转，和/或反之亦然。轴通常经由其上端附接到所述杯容纳元件(的底部)。在那些“可旋转杯”实施例中，销优选地以如上所述的不可运动的方式固定，例如经由其销颈固定，可选地固定到如上所述的上部板或盖。优选的“旋转杯”实施例在图4中示出并在下文更详细地描述。
在本发明优选的“可旋转销”实施例中，轴连接到用于销的支撑装置，以便将围绕垂直轴线的旋转/振荡传递到所述用于销的支撑装置(并因此传递到销)/传递用于销的支撑装置的选择/振荡。换句话说，所述轴优选地附接到用于销的支撑装置，使得轴的旋转引起用于销的支撑装置的旋转(并因此引起销的旋转)，和/或反之亦然。在那些“可旋转销”实施例中，杯/杯容纳元件优选地以不可运动的方式固定，使得附接到杯容纳元件的杯以不可运动的方式固定，可选地固定到上部板。例如，对于杯容纳元件的不可移动的/不可运动的/静止的附接，可以使用仪器的任何不可移动的/不可运动的/静止的部分，例如仪器外壳(的一部分)或上部板。优选的“旋转销”实施例在图5中示出并在下文更详细地描述。
轴的旋转优选地通过弹性耦合元件实现。因此，旋转装置优选地包括弹性耦合元件，所述弹性耦合元件向轴提供旋转。在这种情况下，“向轴提供旋转”尤其是指“引起轴的旋转”。然后，轴将弹性耦合元件产生的旋转传递(a)到用于销的支撑装置(并因此优选地经由销颈传递到销)，或(b)到杯容纳元件(并因此传递到杯)；从而允许杯和/或销相对于彼此旋转(或振荡)。
旋转装置向杯容纳元件(并因此向杯)或用于销的支撑装置(并且因此向向销)提供旋转，从而允许杯容纳元件(并因此杯)或用于销的支撑装置(并因此销)围绕垂直轴线旋转，特别是以至少1°、更优选地至少2°和更优选至少4°的角度旋转。
弹性耦合元件(其向轴提供旋转)的优选示例包括弹簧线、压电弯曲元件或基于电场的施力元件，所述基于电场的施力元件使用电力(例如，通过在附接到轴的第一电容电极与附接到底板的第二电容电极之间引入电荷差来施加电力)或使用磁力(例如，通过在轴内或在附接到轴的磁性元件内产生第一磁场以及在附接到仪器的底部支撑构件(诸如底板)的磁性元件内产生第二磁场来施加磁力)。
优选地，弹性耦合元件是弹簧线。如果弹簧线用于产生作用(旋转)到轴上的转矩，则弹簧线的一端可以固定到轴。优选地，弹簧线定位在(平面中)(滚珠轴承)下方并且基本上与滚珠轴承平行。
优选地，弹性耦合元件是压电弯曲元件。如果存在用于产生作用在轴上的转矩的压电弯曲元件，则弯曲元件的一端可以固定到轴，而另一端可以固定到仪器的底部支撑构件，例如底板。然后可以通过向压电弯曲元件施加选择性电压变化，这导致相应的弯曲运动，以产生旋转。
优选地，弹性耦合元件是使用电力的基于场的施力元件。如果电力被用于产生作用(旋转)在轴上的转矩，则一个小的隔离的金属电极可以附接到轴，所述金属电极的平面从轴垂直延伸，并且第二和第三金属电极可以附接到仪器的底部支撑构件(比如底板)，例如，基本上平行于诸如(第一)电容器板的检测装置(的一部分)附接。第一电极可以例如通过在每次测量开始之前电连接到电荷储存器，接收限定的电子电荷。如果第二电极也通过连接到电子储存器而接收电荷，则在两个电极之间产生排斥力。由于排斥力越小，两个电极之间的距离越长，轴的旋转运动将停止在由两个板上的电荷大小限定的特定点处。如果电荷被选择成使得第一电极在停止时还没有接触第三电极，则能够通过清除第二电极上的电荷并用与第二电极相似的电荷量填充第三电极来引起反向运动。通过交替清除第二和第三电极上的电荷以及向第二和第三电极填充电荷，能够产生凝血弹性测量所需的运动。
优选地，弹性耦合元件是使用磁力的基于场的施力元件。如果磁力被用于产生作用(旋转)在轴上的转矩，则可以将(小)磁体附接到轴，所述磁体到轴线的距离为d并且其永磁场(或其永磁场的至少一部分)超向距离d切向定向。通过将具有可控强度和/或方向的外部磁场(例如，由螺线管线圈中的电流引起的磁场)施加到附接到轴的磁体的磁场，能够凝血弹性测量所需的两个方向上施加旋转。
为了避免由轴相对于仪器的相邻固定部件(例如，如果可旋转轴延伸通过底部支撑构件，则是仪器的底部支撑构件中的相邻固定部件)的旋转引起的摩擦问题，旋转装置优选地还包含轴承，该轴承优选具有低摩擦转矩。通常，轴承是将相对运动限制为仅期望的运动并且减小运动部件之间的摩擦的元件。优选地，轴承选自：滚动轴承(特别是滚珠轴承)、磁轴承和空气润滑轴承。
滚动轴承(也称为“滚动元件轴承”或“滚动的轴承”)是通过在称为滚道的两个轴承环之间放置滚动元件(例如滚珠或滚子)来承载负荷的轴承。滚道的相对运动导致滚动元件以非常小的滚动阻力滚动。优选的滚动轴承包括滚珠轴承和滚子轴承。
滚珠轴承具有内滚道和外滚道，滚珠在内滚道和外滚道之间滚动。特别地，滚珠轴承使用滚珠以保持轴承滚道之间的间隔。滚珠轴承的目的是减少旋转摩擦并且支持径向和轴向负荷。通过使用至少两个滚道来容纳滚珠并通过滚珠传递负荷来实现这一点。优选地，一个滚道是静止的并且另一滚道附接到旋转组件(例如，轮毂或轴)。当轴承滚道中的一个旋转时，导致滚珠也旋转。因为滚珠是滚动的，所以所述滚珠具有比两个平坦表面彼此滑动时更低的摩擦系数。特别合适的是小直径的径向槽滚珠轴承，例如直径为3至5mm。也能够使用其他滚珠轴承，如推力滚珠轴承或滚子轴承。
与滚珠轴承相比较，滚子轴承通常具有更高的负荷能力，但在垂直于主要支撑方向的负荷下具有更低的负荷能力和更大的摩擦力。滚子轴承的优选示例包括圆柱滚子轴承、球面滚子轴承、齿轮轴承、圆锥滚子轴承、针形滚子轴承和CARB圆环滚子轴承。
圆柱滚子轴承使用长度略大于直径的圆柱。
球面滚子轴承具有内球面形状的外圈。滚子中间较厚，两端较薄。因此，球面滚子轴承能够同时适应静态和动态错位。
齿轮轴承是与行星齿轮组合的滚子轴承，其中每个元件由滚子和齿轮的同心轮换表示，滚子直径与齿轮节距直径相等。成对的共轭滚子和齿轮的宽度是相同的。接合采用人字形或倾斜端面，以实现有效的滚动轴向接触。
圆锥滚子轴承使用在锥形滚道上运行的圆锥滚子。大多数滚子轴承仅承受径向或轴向负荷，但圆锥滚子轴承支持径向和轴向负荷，并且由于更大的接触面积，通常与滚珠轴承相比较能够承载更大的负荷。
针形滚子轴承使用非常长而薄的圆柱。通常，滚子的端部逐渐变细到变成点，并且该端部用于保持滚子固定，或者滚子可以是半球形的且不固定的，但是由轴本身或类似的布置保持。
CARB轴承是圆环滚子轴承，类似于球面滚子轴承，但能够同时适应角度错位和轴向位移。与球面滚子轴承相比，CARB轴承的曲率半径比球面半径长，使得CARB轴承成为球面滚子和圆柱滚子之间的中间形式。
磁轴承是使用磁悬浮支撑负荷的轴承。磁轴承在没有物理接触的情况下支撑运动部件。例如，运动部件能够使旋转轴悬浮并允许具有非常低的摩擦力和无机械磨损的相对运动。磁轴承支持各种轴承的最高速度，并且没有最大相对速度。
空气润滑轴承(也称为“空气轴承”、“静压气体轴承”或“空气动力轴承”)是使用加压空气薄膜以在表面之间提供极低摩擦承载界面的轴承。两个表面不接触。由于两个表面是非接触式的，空气轴承避免了传统的与轴承相关的摩擦、磨损、颗粒和润滑剂处理问题，并且在高速应用和精确定位方面具有明显的优势，例如没有齿隙和静摩擦。
滚动轴承，特别是滚珠轴承是更优选的。最优选地，旋转装置包括滚珠轴承。特别合适的是小直径的深沟滚珠轴承，例如直径为3mm。滚珠轴承的使用具有降低对冲击和振动的敏感性的优点。轴承优选地尽可能无摩擦地起作用。
原则上，旋转装置也能够以任何其他方式配置，只要所述轴承装置能够产生旋转即可。然后，所述旋转经由可旋转轴转移到杯容纳元件并且因此转移到杯(“旋转杯”实施例)；或转移到用于销的支撑装置并且因此转移到销(“旋转销”实施例)。
在用于测量血液凝固特性的本领域已知的仪器中，旋转装置(例如，弹性耦合元件和/或(滚珠)轴承)通常设置在仪器的上部，特别是在销的上方(参见US 5,777,215 A)，从而在销上放置了额外的重量负荷，这使得测量不精确。粘弹性测量依赖于检测销或杯的角度运动的甚至微小变化。因此，放置在销上的任何额外的重量负荷严重损害了测量精确度。为了克服该问题，发明人开发了用于测量凝固特性的仪器，其中旋转装置设置在杯、销和杯容纳元件的下方。例如，旋转装置能够设置在底部支撑构件的上方、下方或内部。优选地，弹性耦合元件设置在仪器的底部支撑构件的上方或下方。优选地，轴承，特别是滚珠轴承，设置在仪器的底部支撑构件(例如底板)中。还优选地，可旋转轴延伸穿过底部支撑构件，特别地，可旋转轴延伸穿过底部支撑构件并且穿过设置在底部支撑构件中的轴承。以这种方式，(固定的)底部支撑构件承载可旋转轴，而没有(或几乎没有)由轴的旋转引起的任何摩擦问题。
在“可旋转销”实施例中，如上所述，优选的，杯容纳元件以不可运动的方式附接(固定)在仪器的上部板中，例如经由所述杯容纳元件的边沿等附接在上部板中，所述上部板包括用于容纳杯/杯容纳元件的合适的开口/孔，。在这样的实施例中，销通常在仪器的上部板的上方附接到用于销的支撑装置(例如，如上所述的框架)，而轴以及旋转装置的其他(可选的)部件设置在杯、杯容纳元件和销的下方，并且因此，在上部板下方。由于在这样的“可旋转销”实施例中，用于销的支撑装置将(上部板上方的)销与(上部板下方的)轴/旋转装置连接，所以在这样的实施例中的支撑装置通常延伸穿过上部板。为此，优选的是，上部板包括合适的开口，所述开口使得能够实现延伸穿过上部板的支撑装置的(部分)旋转。这种合适的开口可以例如具有圆形形状(如圆形的一段)以实现部分旋转。对于双侧对称框架，可以在上部板中设置两个这样的开口。在这种情况下，特别优选的是，部分旋转或振荡的角度范围是(覆盖)不超过60°，优选不超过30°，更优选不超过20°，甚至更优选不超过10°，进一步优选不超过5°，最优选大约2.5°，使得上部板中的相应开口能够相对较小，以保持上部板尽可能稳定并容纳杯/杯容纳元件。
根据本发明的仪器还包括检测装置，该检测装置能够检测围绕垂直轴线的旋转和/或围绕垂直轴线的旋转的变化。在凝固特性的上下文中，最重要的是检测装置能够用于确定围绕垂直轴线的旋转的变化。特别地，血凝块的形成抵消/“损害”由旋转装置提供的旋转。例如，该旋转可以被延迟和/或可能需要增加的“力”来保持该旋转。
优选地，检测装置选自：光检测装置、电检测装置或磁检测装置。优选地，检测装置是电检测装置；更优选地，电检测装置是电容检测装置，例如本文所述的电容检测装置。例如，能够通过实施电容传感器来提供电检测装置，所述电容传感器检测由附接到垂直轴线并通过轴线旋转而运动的电导体板引起的电场强度的变化。优选地，检测装置是磁检测装置。例如，能够通过实施磁传感器来提供磁检测装置，所述磁传感器检测由附接到垂直轴线并通过轴线旋转而运动的磁体引起的磁场强度的变化。
优选地，检测装置是光学检测装置，优选地包括光发射器(光源，例如用于可见光的光源)和光传感器(能够检测所发射光的光电传感器，即其通常对相应的波长范围敏感)。优选地，光学检测系统还包括镜子，特别地，镜子可以安装到销(例如，安装到销颈；或者安装到与销连接的元件，例如销/销颈的“延长部分”)。镜子能够用于将来自光源的光束反射到光电检测器，使得销的轴的旋转位置是可检测的。例如在US 5,777,215 A中描述了这种光学检测装置。
检测装置优选地设置在销、杯和杯容纳元件的下方，从而避免了销的任何另外的重量负荷。检测装置优选地设置在仪器的底部支撑构件(例如，底板)内或下方。检测装置优选地连接到特别是底部支撑构件的下端。
优选地，检测装置包括一个或更多个电容器元件。换句话说，优选的是，检测装置是电容检测装置。电容检测装置基于电容耦合。电容耦合是通过电场引起的电路节点之间的位移电流在电网内或远距离网络之间的能量传递。优选地，这种电容器元件包括非导电支撑件和设置在该支撑件上的至少一个导电且可旋转的层，所述非导电支撑件优选地基本上垂直于仪器的垂直轴线延伸，所述至少一个导电且可旋转的层优选地以与轴相同的角幅度旋转。下面在根据本发明的电容检测装置的上下文中描述非导电支撑件和设置在支撑件上的至少一个导电且可旋转的层的优选示例。此外，还优选的是，检测装置还包括能够在至多5秒的时间范围内以至少0.2°的准确度检测至少+/-2°的旋转的电路，如下面在根据本发明的电容检测装置的上下文中所描述的。
电容检测装置
第二方面，本发明提供了一种电容检测装置，其用于检测由血液凝固引起的围绕垂直轴线的旋转的变化。通常，用于粘弹性测量的仪器采用光学检测装置，即通常安装到销的镜子，用于将来自光源的光束反射到光电检测器，使得销的轴的旋转位置是可检测的。虽然这种光学检测装置可与如上所述的根据本发明的仪器组合，但它们也可能表现出某些缺点。特别地，由于灰尘或其他污染物沉积在镜子上，这种光学检测装置更容易出现测量误差。根据本发明的电容检测装置克服了这种缺点。
相应地，本发明提供了一种电容检测装置，其用于检测由血液凝固引起的围绕垂直轴线的旋转的变化，所述电容检测装置包括
-可旋转电容器元件，其能够围绕垂直轴线旋转；
-至少一个固定电容器元件；和
-电路，其优选地连接到该至少一个固定电容器元件；
其中(i)电容器元件中的每一个包括至少一个导电元件，所述导电元件不具有以垂直轴线为中心的圆形形状，以及(ii)可旋转电容器元件和该至少一个固定电容器元件布置成使得可旋转电容器元件的一个或更多个导电元件面向该至少一个固定电容器元件的一个或更多个导电元件。
通常，可旋转电容器元件和固定电容器元件的彼此面对的导电元件以与平行板电容器的两个导电板相似的方式起作用。为了检测可旋转电容器元件相对于固定电容器元件的旋转，电容器元件的导电元件能够具有任何形状，除了以垂直轴线(即旋转轴线)为中心的圆形形状。原因是能够通过电容的变化(或通过电荷波动)来检测旋转(或旋转的变化)。由于电容器的导电元件的形状(其不是以旋转轴线为中心的圆形形状)，可旋转电容器元件的导电元件与固定电容器元件的导电元件之间的距离在旋转期间改变，这导致电容的变化。
然而，还可以设想的是，第一电容器元件上的所述至少一个导电元件仅为位于第二电容器元件(即其他电容器元件)上的至少两个(电容器)电极(导电元件)提供“电气环境”。同样，一个导电元件相对于另一导电元件的旋转引起电容差异/电荷波动，不过在这种情况下电容差异/电荷波动是由于旋转引起的电气环境的变化引起的。在这样的配置中，优选的是，在位于第二(即相同的)电容器元件上的所述至少两个(电容器)电极(导电元件)之间安置接地电极，位于以便使位于相同的电容器元件上的那些电极中的直接电容电荷变化最小化。
通常，使用如上所述的“电气环境”的这种配置具有以下优点：电路仅需要连接到单个电容器元件(其上设置有(电容器)电极，即“第二”电容器元件)。如果电路仅连接到单个电容器元件(其上设置有(电容器)电极，即“第二”电容器元件)，则优选的是其连接到固定电容器元件。这具有可旋转电容器元件能够“自由”旋转的优点。
如本文所使用的，术语“电容器元件”是指，特别地，形成电容器所需要的元件，即一个或更多个电容器元件能够形成电容器。电容器的最小要求是两个导电元件(和所述两个导电元件之间的电介质，可能只是空气)。因此，电容器元件通常包括至少一个导电元件。
如上所述，电容器元件的导电元件能够具有任何形状，除了以垂直轴线(即旋转轴线)为中心的圆形形状。因此，电容器元件的导电元件的形状可以包括：点、四边形(如正方形)或三角形、圆形(其中心不是旋转轴线)、圆形的一段或者椭圆。最优选地，电容器元件的导电元件具有基本上圆形段或钝圆形段的形状，例如图8A-D所示。还特别优选的是，电容器元件的导电元件具有基本上三角形或四边形(例如，矩形、正方形或梯形)的形状，例如图9所示。
单个导电元件可以包括(或形成)一个或更多个(电容器)电极。优选地，单个导电元件形成单个(电容器)电极。
优选地，导电元件包括具有至少5.104S/m的电导率的材料(更优选地，导电元件由具有至少5.104S/m的电导率的材料组成)。尽管这样的导体材料包括金属、电解质、超导体、半导体、等离子体和诸如石墨和导电聚合物的一些非金属导体，但对于导电元件，通常优选的是固体导体材料。这样的固体导体材料的优选示例包括金属(最优选铜、银和铝)和金属合金；超导体材料，诸如金属超导体(如二硼化镁)、A15相(如钒硅、钒镓、铌锗和铌锡)和陶瓷和铁基超导体(如La1.85Ba0.15CuO4和YBCO(钇-钡-铜-氧化物))；半导体，诸如硅、锗、砷化镓、碳化硅、灰锡、灰硒、碲、氮化硼、磷化硼、砷化硼等；以及石墨。更优选地，导电元件包括的材料(优选地，制成导电元件的材料)是：金属、金属合金、诸如导电银浆的含金属材料、石墨、石墨烯、导电聚合物(例如，聚苯胺或掺杂的聚吡咯)或具有增加的导电性的掺杂半导体(例如，掺杂磷的硅或掺杂砷的锗)，或其任何组合。
“至少一个”固定电容器元件是指一个或更多个固定电容器元件，然而，恰好单个固定电容器元件是优选的。
可旋转电容器元件能够围绕垂直轴线(即，待检测的旋转所围绕的轴线)旋转，而所述至少一个固定电容器元件是固定的，即静止的。为此，可旋转电容器元件能够优选地附接到用于测量样本的凝固特性的仪器的轴，所述轴可围绕垂直轴线旋转(并且优选地沿垂直轴线延伸)，使得轴的旋转引起可旋转电容器元件的旋转，和/或反之亦然。优选地，可旋转电容器元件具有“平衡的”形状，以便能够围绕垂直轴线稳定旋转(即，没有不平衡)。然后，固定电容器元件可以附接到仪器的任何静止的/不可运动的部件，例如使得所述固定电容器元件基本上与可旋转电容器元件平行。
可旋转电容器元件和至少一个固定电容器元件布置成使得可旋转电容器元件的至少一个导电元件面对该至少一个固定电容器元件的至少一个导电元件。这意味着在可旋转电容器元件的至少一个旋转位置中，可旋转电容器元件的至少一个导电元件面向固定电容器元件的至少一个导电元件。优选地，在这种面对面旋转位置中，在电容器元件的彼此面对的导电元件之间没有(固体)元件/部件。更优选地，在这种面对面旋转位置中，在电容器元件的彼此面对的导电元件之间(除了空气)什么都没有。优选地，在这种面对面旋转位置中，可旋转电容器元件的该至少一个导电元件和固定电容器元件的该至少一个导电元件之间的距离不超过10mm，更优选地，所述距离不超过7mm，甚至更优选地，所述距离不超过5mm，最优选地，所述距离不超过3mm。
优选地，所述至少一个固定电容器元件基本上平行于可旋转电容器元件布置。如本文所使用的，“基本上平行”“基本上平行于”和相似的表述不仅包括完全平行的取向，而且还包括(与完全平行)最多15°的偏差，更优选地最多10°的偏差，甚至更优选地最多8°的偏差，再更优选地最多5°的偏差，最优选地最多2°的偏差。特别优选地，(与完全平行)最多1°的偏差。这样的偏差是可以容忍的，因为它们不会损害两个电容器元件的电容器功能。鉴于此，两个电容器元件之间的角度优选地不随时间改变。如果两个电容器元件之间的角度随时间变化(例如，由于旋转期间的倾斜)，则下面描述的更复杂的电极几何形状是优选的。
如上所述，电路优选地连接到所述至少一个固定电容器元件，特别是连接到固定电容器元件的所述至少一个导电元件。这种连接可以配置为电缆、线等。更优选地，没有电缆或线连接到可旋转电容器元件。在这种情况下，固定电容器元件优选地包括至少两个(电容器)电极。
电路通常包括至少一个电压源，例如频率发生器，并且优选地，包括用于通过相应的电荷波动来检测电容差的检测器，例如电荷放大器电路(也称为“电流积分器电路”)。优选地，电路还包括一个或更多个滤波器，例如，低通滤波器，以降低噪声(即增加信噪比)，所述一个或更多个滤波器优选地布置在电路中的检测器之后。
在优选实施例中，电压源向位于第一电容器元件(例如，固定电容器元件)上的至少两个(电容器)电极(“第一”和“第二”电极)提供交流电压，从而引起两个电极上的电荷波动，并且由于电容器效应，也引起位于相同(例如，固定的)电容器元件上或不同(第二)电容器元件上(例如，在可旋转电容器元件)上的第三(电容器)电极处的电荷波动。例如，如果所述三个电容器电极位于相同电容器元件(例如，固定电容器元件)上，则第三(电容器)电极上的波动依赖于被提供了电压的两个电极周围的电气环境。通过旋转另一电容器元件(例如可旋转电容器元件)的导电元件，显著改变电气环境。可选地，可以通过电荷放大器放大第三电极上的电荷波动。连接到第三(电容器)电极(或连接到放大器(如果存在的话))的检测器然后能够检测由旋转引起的电荷波动。优选地，检测器是同步检测器，所述同步检测器能够与提供给第一和第二电极的初始电压同步地检测第三(电容器)电极上的电荷波动。因此，产生两个电压U1和U2，所述两个电压U1和U2随后可选地发送通过分别的低通滤波器以降低噪声。两个(经滤波的或未经滤波的)电压信号U1和U2允许通过D＝(U1-U2)/U1+U2)计算与可旋转电容器元件的角度位移D成比例的信号。为了将该信号提供为可记录数据流，初始信号U1和U2还能够可选地在ADC(模拟/数字转换器)中被数字化，然后进一步进行数字化处理。
优选地，导电元件的面积大小为至少25mm2，更优选至少35mm2，甚至更优选至少42mm2，最优选至少50mm2。固定电容器元件和可旋转电容器元件之间的距离优选不大于2mm，更优选不大于1.5mm，甚至更优选不大于1mm。优选的是，激发/检测电压频率为至少1kHz，优选至少2kHz，更优选至少5kHz。由此，能够快速且高精确度地检测可旋转电容器元件围绕垂直轴线的旋转。
例如，如果满足所有三个条件，即如果导电元件的面积大小为至少25mm2，如果固定电容器元件和可旋转电容器元件之间的距离不大于2mm，并且如果激励/检测电压频率为至少1kHz，则电路能够在至多5秒的时间范围内以至少0.2°的精确度检测可旋转电容器元件围绕垂直轴线的至少+/-2°的旋转。这使得能够精确且最佳地检测由血液凝固引起的围绕垂直轴线的旋转的变化。因此，优选的是，电路能够在至多5秒的时间范围内以至少0.2°的精确度检测可旋转电容器元件围绕垂直轴线的至少+/-2°的旋转。
优选地，电容器元件(中的每一个)包括
-非导电支撑件，其优选地基本上垂直于或沿着垂直轴线延伸，和
-至少一个导电元件，其设置在非导电支撑件上。
如本文所使用的，“基本上”垂直于或沿着包括最多10°的偏差，更优选最多7°的偏差，甚至更优选最多5°的偏差，还更优选最多2°的偏差，最优选最多1°的偏差。例如，电容器元件优选地具有板状、盘状或圆柱形状。特别地，至少可旋转电容器元件优选地具有基本上板状、盘状或圆柱形状。
优选地，固定电容器元件的形状与可旋转电容器元件的形状相对应。例如，如果可旋转电容器元件具有板状或盘状形状，则固定电容器元件优选地也具有板状或盘状形状。图4、5、6、8A-D和11示出了这种电容检测装置的优选示例性实施例，其中电容器元件具有板状或盘状形状。例如，如果可旋转电容器元件具有圆柱形状，则固定电容器元件具有(部分)空心圆柱体的形状，所述固定电容器元件至少部分地围绕圆柱形可旋转电容器元件-或反之亦然(即，固定电容器元件具有圆柱形状并且可旋转电容器元件具有(部分)空心圆柱体的形状)。图9示出了这种电容检测装置的优选示例性实施例，其中可旋转电容器元件具有圆柱形状，并且固定电容器元件具有(部分)空心圆柱体的形状。
电容器元件的非导电支撑件材料优选是轻质材料，所述轻质材料优选具有小于2.5g/cm3的质量密度。电容器元件重量优选不大于20g，更优选不大于15g，最优选不大于10g。更优选地，电容检测装置的重量为100g或更小，更优选为50g或更小，甚至更优选为25g或更小，最优选为15g或更小。
优选地，电容器元件的非导电支撑材料选自本领域已知的PCB(印刷电路板)材料(例如，纤维强化的环氧聚合物或酚醛树脂)、塑料、陶瓷、玻璃或碳纤维。
导电元件优选通过光化学涂覆、溅射、金属蒸发或丝网印刷设置在非导电支撑件上。
如果电容器元件包括一个以上的导电元件，则该一个以上的导电元件优选地彼此绝缘并且与电容检测装置的(所有)其他部件绝缘。这能够通过例如将导电元件实施为非导电材料上的薄层或通过将导电元件嵌入非导电材料中来实现。
优选地，所述至少一个固定电容器元件包括正弦振荡器电极(S)、余弦振荡器电极(C)和/或拾取电极(P)。如本文所使用的，“正弦振荡器电极(S)”是连接到具有频率f的交流电压的电极，而“余弦振荡器电极(C)”是连接到具有相似或几乎相似的频率f'的另一交流电压，其中f'相对于f有90°的相移。如本文所使用的，“拾取电极(P)”是通过电场与S和C耦合并根据S和C处的交流电压接收电荷波动的电极。
例如，固定电容器元件可以优选地包括三种电极：一个或更多个正弦振荡器电极(S)、一个或更多个余弦振荡器电极(C)，以及一个或更多个拾取电极(P)。然后，S和C电极能够优选地连接到(振荡)电压，例如，连接到矩形振荡电压，其中S和C之间具有90°的相移。根据(例如在可旋转电容器元件上)导电元件的形状和/或位置，从电极S到电极P的电容CSP和从电极C到电极P的电容CCP然后可以在相反方向上变化。因此，可以根据相对CSP与CCP的和缩放之后的CSP与CCP的差针，来计算可旋转电容器元件上的导电元件(相对于固定电容器元件上的导电元件)的实际角度。这种配置提供了对外部机械干扰(例如距离变化、振动、轴的倾斜等)的高度不敏感性。
在优选实施例中，电路能够产生电压信号，所述电压信号与可旋转电容器元件和固定电容器元件上的(隔离的)导电元件之间的角度位移成比例。为此，固定电容器元件优选地包括一个或更多个S、P和C电极，所述一个或更多个S、P和C电极优选以交替的方式布置，例如以S-P-C的顺序或以C-P-S的顺序布置。电路包括频率发生器，所述频率发生器优选地在S和C处提供交替的电极电压，从而在两个电极上引起电荷波动，并且由于通过可旋转电容器元件上的一个或更多个导电元件的电容器效应也在电极P处引起电荷波动。因此，P上的波动依赖于电极S和C周围的电气环境，所述电气环境在可旋转电容器元件上的导电元件旋转期间显着变化。优选地，通过分别位于固定电容器元件上的电极S和P之间以及电极C和P之间的另外的接地电极，使在没有可旋转电容器元件上的所述一个或更多个导电元件上的“环路”的情况下在电极P处产生的直接电容电荷变化被最小化。优选地，电路还包括电荷放大器，所述电荷放大器能够放大电极P上的所述电荷波动。优选地，电路还包括同步检测器，所述同步检测器能够与电极S和C处的初始交流电压同步地检测(电极P上的放大的电荷波动)。以这种方式，能够产生两个电压US和UC。优选地，电路还包括两个低通滤波器，两个电压US和UC能够分别发送通过所述两个低通滤波器(即每个电压发送到单独的低通滤波器)以降低噪声。产生的两个电压信号US和UC允许通过D＝(US-UC)/US+UC)计算与可旋转电容器元件的角度位移D成比例的信号。电路还可以包括ADC(模拟/数字转换器)，以便对US和UC信号进行数字化并作为可记录数据流提供，然后可以对这些信号进一步进行数字化处理。
在不改变上述一般测量原理的情况下，也可以设想固定电容器元件上的导电电极阵列的其他配置。例如，在固定电容器元件上的一个正弦振荡器电极(S)可以与两个拾取电极(P1和P2)组合，例如，组合到S的每一侧，所述两个拾取电极可以优选地被接地电极分开，以防止在没有经由可旋转导电元件的环路的情况下直接产生的电荷波动。在这种情况下，所述导电元件的角度运动导致所述两个拾取电极中的一个的电荷增加，而另一拾取电极的电荷减少。
优选地，电容器元件包括一个以上的导电元件和/或一个以上的(电容器)电极，例如2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20或甚至超过20个导电元件和/或2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20或甚至超过20个(电容器)电极。优选地，电容器元件包括两个导电元件和/或两个(电容器)电极。优选地，电容器元件包括三个导电元件和/或三个(电容器)电极。优选地，电容器元件包括四个导电元件和/或四个(电容器)电极。优选地，电容器元件包括五个导电元件和/或五个(电容器)电极。优选地，电容器元件包括六个导电元件和/或六个(电容器)电极。优选地，电容器元件包括七个导电元件和/或七个(电容器)电极。优选地，电容器元件包括八个导电元件和/或八个(电容器)电极。优选地，电容器元件包括九个导电元件和/或九个(电容器)电极。优选地，电容器元件包括十个导电元件和/或十个(电容器)电极。优选地，电容器元件包括十一个导电元件和/或十一个(电容器)电极。优选地，电容器元件包括十二个导电元件和/或十二个(电容器)电极。优选地，电容器元件包括十三个导电元件和/或十三个(电容器)电极。优选地，电容器元件包括十四个导电元件和/或十四个(电容器)电极。优选地，电容器元件包括十五个导电元件和/或十五个(电容器)电极。优选地，电容器元件包括十六个导电元件和/或十六个(电容器)电极。优选地，电容器元件包括十七个导电元件和/或十七个(电容器)电极。优选地，电容器元件包括十八个导电元件和/或十八个(电容器)电极。尽管上述数字特别是指存在于单个电容器元件上的所有导电元件和/或所有(电容器)电极的总和，但是这些数字特别排除了接地电极(如果存在的话)。通常，导电元件/(电容器)电极的数量越多，检测装置对于损害测量精确度的不希望的干扰(例如轴的倾斜)的灵敏度就越低。
优选地，所述至少一个固定电容器元件包括单个正弦振荡器电极(S)、单个余弦振荡器电极(C)和单个拾取电极(P)。更优选地，所述单个正弦振荡器电极(S)、单个余弦振荡器电极(C)和单个拾取电极(P)以交替的方式设置在支撑件上，例如以S-P-C的顺序或以C-P-S的顺序设置。在这种情况下，可旋转电容器元件优选地包括单个导电元件。在图8A中示出了这种配置的示例性实施例。
优选地，所述至少一个固定电容器元件包括至少两个正弦振荡器电极(S)、至少两个余弦振荡器电极(C)和至少两个拾取电极(P)。更优选地，所述至少两个正弦振荡器电极(S)、至少两个余弦振荡器电极(C)和至少两个拾取电极(P)以交替的方式设置在支撑件上，例如，以S-P-C//S-P-C的顺序等或以C-P-S//C-P-S的顺序等设置。在这种情况下，可旋转电容器元件优选地包括优选地均匀分布在该可旋转电容器元件上的至少两个导电元件，例如彼此相对(180°)定位的两个导电元件。因此，优选地在固定电容器元件上以相应的方式布置一个S电极、一个C电极和一个P电极的组，即也均匀分布，例如一个S电极、一个C电极和一个P电极的两个组彼此相对(180°)定位。在图8B中示出了这种配置的示例性实施例。
优选地，所述至少一个固定电容器元件包括至少三个正弦振荡器电极(S)、至少三个余弦振荡器电极(C)和至少三个拾取电极(P)。更优选地，所述至少三个正弦振荡器电极(S)、至少三个余弦振荡器电极(C)和至少三个拾取电极(P)以交替的方式设置在支撑件上，例如，以S-P-C//S-P-C//S-P-C的顺序等或以C-P-S//C-P-S//C-P-S的顺序等设置。在这种情况下，可旋转电容器元件优选地包括优选地均匀分布在可旋转电容器元件上的至少三个导电元件，例如彼此相对120°的角度定位的三个导电元件。因此，优选地在固定电容器元件上以相应的方式布置一个S电极、一个C电极和一个P电极的组，即也均匀分布，例如一个S电极、一个C电极和一个P电极的三个组彼此相对120°的角度定位。图8C中示出了这种配置的示例性实施例。
优选地，所述至少一个固定电容器元件包括至少四个正弦振荡器电极(S)、至少四个余弦振荡器电极(C)和至少四个拾取电极(P)。更优选地，所述至少四个正弦振荡器电极(S)、至少四个余弦振荡器电极(C)和至少四个拾取电极(P)以交替的方式设置在支撑件上，例如，以S-P-C//S-P-C//S-P-C//S-P-C的顺序等或以C-P-S//C-P-S//C-P-S//C-P-S的顺序等设置。在这种情况下，可旋转电容器元件优选地包括优选地均匀分布在可旋转电容器元件上的至少四个导电元件，例如彼此相对90°的角度定位的四个导电元件。因此，优选地在固定电容器元件上以相应的方式布置一个S电极、一个C电极和一个P电极的组，即也均匀分布，例如一个S电极、一个C电极和一个P电极的四个组彼此相对90°的角度定位。
优选地，所述至少一个固定电容器元件包括至少五个正弦振荡器电极(S)、至少五个余弦振荡器电极(C)和至少五个拾取电极(P)。更优选地，所述至少五个正弦振荡器电极(S)、至少五个余弦振荡器电极(C)和至少五个拾取电极(P)以交替的方式设置在支撑件上，例如，以S-P-C//S-P-C//S-P-C//S-P-C//S-P-C的顺序等或以C-P-S//C-P-S//C-P-S//C-P-S//C-P-S的顺序等设置。在这种情况下，可旋转电容器元件优选地包括优选地均匀分布在可旋转电容器元件上的至少五个导电元件，例如彼此相对72°的角度定位的五个导电元件。因此，优选地在固定电容器元件上以相应的方式布置一个S电极、一个C电极和一个P电极的组，即也均匀分布，例如一个S电极、一个C电极和一个P电极的五个组彼此相对72°的角度定位。
优选地，所述至少一个固定电容器元件包括至少六个正弦振荡器电极(S)、至少六个余弦振荡器电极(C)和至少六个拾取电极(P)。更优选地，所述至少六个正弦振荡器电极(S)、至少六个余弦振荡器电极(C)和至少六个拾取电极(P)以交替的方式设置在支撑件上，例如，以S-P-C//S-P-C//S-P-C//S-P-C//S-P-C//S-P-C的顺序等或以C-P-S//C-P-S//C-P-S//C-P-S//C-P-S//C-P-S的顺序等设置。在这种情况下，可旋转电容器元件优选地包括优选地均匀分布在可旋转电容器元件上的至少六个导电元件，例如彼此相对60°的角度定位的六个导电元件。因此，优选地在固定电容器元件上以相应的方式布置一个S电极、一个C电极和一个P电极的组，即也均匀分布，例如一个S电极、一个C电极和一个P电极的六个组彼此相对60°的角度定位。图8D中示出了这种配置的示例性实施例。
如上所述，所述至少一个固定电容器元件优选地包括至少一个接地电极，该至少一个接地电极位于不同类型的电极(例如，S、C和P电极或S、P1和P2电极)之间，例如位于(i)正弦振荡器电极(S)和拾取电极(P)之间；和/或(ii)余弦振荡器电极(C)和拾取电极(P)之间。
第三方面，本发明还提供了一种电容检测装置，其用于检测由血液凝固引起的围绕垂直轴线的旋转的变化，所述装置包括
-可旋转介电元件，其能够围绕垂直轴线旋转并且不具有以垂直轴线为中心的圆形形状；
-两个固定电容器元件；和
-电路，其优选地连接到固定电容器元件；
其中，所述两个固定电容器元件中的每一个包括至少一个导电元件；所述两个固定电容器元件布置成使得电容器元件的导电元件彼此面对；并且介电元件至少部分地设置在所述两个固定电容器元件之间。
所述电容检测装置与(根据本发明的第二方面的)上述电容检测装置的不同，特别地，不同之处尤其在于，可旋转元件不是如上所述的电容器元件，而是介电元件，该介电元件至少部分地设置在两个固定电容器元件之间。功能原理与根据本发明的第二方面的上述电容检测装置非常相似：通常，所述两个固定电容器元件的彼此面对的导电元件(如上文在本发明的第二方面的上下文中描述的)以与平行板电容器的两个导电板相似的方式起作用。为了检测旋转，使用可旋转介电元件，可旋转介电元件至少部分地设置在所述两个固定电容器元件之间。通过这种布置，可旋转介电元件的旋转影响由两个固定电容器元件形成的电容。为此，可旋转介电元件能够具有任何形状，除了以垂直轴线(即旋转轴线)为中心的圆形形状。原因是能够通过电容的变化(或通过电荷波动)来检测旋转(或旋转的变化)，然而，具有以旋转轴线为中心的圆形形状的元件的旋转不会导致电容的变化(或电荷波动)。
由于本发明的第三方面的功能原理与本发明的第二方面的功能原理相似，因此用于第二方面的上述的大多数定义和优选实施例也适用于第三方面。
例如，电路通常如上面在第二方面的上下文中所述。然而，由于根据第三方面，存在两个固定电容器元件，所述两个固定电容器元件都包括至少一个导电元件，电路优选地连接到所述两个固定电容器元件，特别是连接到所述两个固定电容器元件的所述至少一个导电元件。
如本文所使用的，术语“介电元件”是指包含介电材料或由介电材料组成的元件。介电材料是能够通过施加的电场极化的电绝缘体。优选地，介电材料是固体介电材料。固体电介质可能是电气工程中最常用的电介质，并且许多固体是非常好的绝缘体。一些示例包括瓷器、玻璃和大多数塑料。优选的固体介电材料是用于制造电容器的材料。介电材料的优选示例包括：聚合物材料，诸如聚乙烯(PE)或聚四氟乙烯(PTFE)；陶瓷材料，诸如滑石；玻璃材料，氧化铝；云母；二氧化硅；及其任何组合。
优选地，介电元件基本上具有盘状或板状形状，所述介电元件优选地基本上垂直于垂直轴线延伸。如本文所使用的，“基本上”垂直于包括最多10°的偏差，更优选地最多7°的偏差，甚至更优选地最多5°的偏差，还更优选地最多2°的偏差，最优选地最多1°的偏差。如上所述，介电元件可以具有任何形状，只要不具有以垂直轴线为中心的圆形形状即可。因此，介电元件的形状可以包括：诸如正方形的四边形或三角形、圆形(其中心不是旋转轴线)、圆形的一段或者椭圆。优选地，介电元件具有“平衡的”形状，以便能够围绕垂直轴线稳定旋转(即，没有不平衡)。例如，介电元件可以具有两个(或更多个)相对布置的圆形段、三角形或四边形的形状。图10示出了其优选示例性实施例。
可旋转介电元件能够围绕垂直轴线(即，待检测的旋转所围绕的轴线)旋转，而所述两个固定电容器元件是固定的，即静止的。为此，可旋转介电元件能够优选地附接到用于测量样本的凝固特性的仪器的轴，所述轴可围绕垂直轴线旋转(并且优选地沿垂直轴线延伸)，使得轴的旋转引起可旋转介电元件的旋转，和/或反之亦然。然后，固定电容器元件可以附接到仪器的任何静止的/不可运动的部件，例如使得所述固定电容器元件基本上与可旋转介电元件平行。
如上针对第二方面所述，电容器元件的导电元件能够具有任何形状，除了以垂直轴线(即旋转轴线)为中心的圆形形状。因此，电容器元件的导电元件的形状可以包括：点、诸如正方形的四边形或三角形、圆形(其中心不是旋转轴线)、圆形的一段或者椭圆。最优选地，电容器元件的导电元件具有基本上圆形段或钝圆形段的形状，例如图8A-D所示。还特别优选的是，电容器元件的导电元件具有基本上三角形或四边形(例如，矩形、正方形或梯形)的形状，例如图9所示。
单个导电元件可以包括(或形成)一个或更多个(电容器)电极。优选地，单个导电元件形成单个(电容器)电极。
优选地，导电元件包括具有至少5.104S/m的电导率的材料(更优选地，导电元件由具有至少5.104S/m的电导率的材料组成)。尽管这样的导体材料包括金属、电解质、超导体、半导体、等离子体和诸如石墨和导电聚合物的一些非金属导体，但对于导电元件，通常优选的是固体导体材料。这样的固体导体材料的优选示例包括金属(最优选铜、银和铝)和金属合金；超导体材料，诸如金属超导体(如二硼化镁)、A15相(如钒硅、钒镓、铌锗和铌锡)和陶瓷和铁基超导体(如La1.85Ba0.15CuO4和YBCO(钇-钡-铜-氧化物))；半导体，诸如硅、锗、砷化镓、碳化硅、灰锡、灰硒、碲、氮化硼、磷化硼、砷化硼等；以及石墨。更优选地，导电元件包括的材料(优选地，制成导电元件的材料)是：金属、金属合金、诸如导电银浆的含金属材料、石墨、石墨烯、导电聚合物(例如，聚苯胺或掺杂的聚吡咯)或具有增加的导电性的掺杂半导体(例如，掺杂磷的硅或掺杂砷的锗)，或其任何组合。
优选地，所述两个固定电容器元件以基本上彼此平行(如上所述)并且与可旋转介电元件平行的方式布置。优选地，电容器元件基本上具有如上所述的板状或盘状形状：优选地，固定电容器元件的形状与可旋转电容器元件的形状相对应。例如，如果可旋转电容器元件具有板状或盘状形状，则固定电容器元件优选地也具有板状或盘状形状。图10示出了这种电容检测装置的优选示例性实施例，其中电容器元件具有板状或盘状形状。
优选地，导电元件的面积大小为至少25mm2，更优选至少35mm2，甚至更优选至少42mm2，最优选至少50mm2。固定电容器元件中的每一个和可旋转介电元件之间的距离优选不大于2mm，更优选不大于1.5mm，甚至更优选不大于1mm。优选的是，激发/检测电压频率为至少1kHz，优选至少2kHz，更优选至少5kHz。由此，能够快速且高精确度地检测可旋转电容器元件围绕垂直轴线的旋转。
例如，如果满足所有三个条件，即如果导电元件的面积大小为至少25mm2，如果固定电容器元件中的每一个和可旋转介电元件之间的距离不大于2mm，并且如果激励/检测电压频率为至少1kHz，则电路能够在至多5秒的时间范围内以至少0.2°的精确度检测可旋转电容器元件围绕垂直轴线的至少+/-2°的旋转。这使得能够精确且最佳地检测由血液凝固引起的围绕垂直轴线的旋转的变化。因此，优选的是，电路能够在至多5秒的时间范围内以至少0.2°的精确度检测可旋转电容器元件围绕垂直轴线的至少+/-2°的旋转。
优选地，电容器元件(中的每一个)包括
-非导电支撑件，其优选地基本上垂直于垂直轴线延伸，和
-至少一个导电元件，其设置在非导电支撑件上。
电容器元件的非导电支撑件材料优选是轻质材料，所述轻质材料优选具有小于2.5g/cm3的质量密度。电容器元件重量优选不大于20g，更优选不大于15g，最优选不大于10g。更优选地，电容检测装置的重量为100g或更小，更优选为50g或更小，甚至更优选为25g或更小，最优选为15g或更小。
优选地，电容器元件的非导电支撑材料选自本领域已知的PCB(印刷电路板)材料(例如，纤维强化的环氧聚合物或酚醛树脂)、塑料、陶瓷、玻璃和碳纤维。
导电元件优选通过光化学涂覆、溅射、金属蒸发或丝网印刷设置在非导电支撑件上。
如果电容器元件包括一个以上的导电元件，则该一个以上的导电元件优选地彼此绝缘并且与电容检测装置的(所有)其他部件绝缘。这能够通过例如将导电元件实施为非导电材料上的薄层或通过将导电元件嵌入非导电材料中来实现。
优选地，在第二方面的上下文中，如上所述，所述至少一个固定电容器元件包括正弦振荡器电极(S)、余弦振荡器电极(C)和/或拾取电极(P)。
优选地，(i)拾取电极(P)和(ii)正弦振荡器电极(S)和/或余弦振荡器电极(C)位于不同的固定电容器元件上。例如，上部固定电容器元件包括拾取电极(P)，而下部固定电容器元件包括正弦振荡器电极(S)和/或余弦振荡器电极(C)。替代地，优选地，下部固定电容器元件包括拾取电极(P)，而下部固定电容器元件包括正弦振荡器电极(S)和/或余弦振荡器电极(C)。以这种方式，如果S/C电极和P电极位于不同的电容器元件上，则不需要位于S或C与P电极之间的接地电极。
如上所述，优选地，电容器元件包括一个以上的导电元件和/或一个以上的(电容器)电极，例如2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20或甚至超过20个导电元件和/或2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20或甚至超过20个(电容器)电极。
例如，优选的是，(i)上部电容器元件包括单个拾取电极(P)并且下部电容器元件包括单个正弦振荡器电极(S)和/或单个余弦振荡器电极(C)；或(ii)上部电容器元件包括单个正弦振荡器电极(S)和单个余弦振荡器电极(C)并且下部电容器元件包括单个拾取电极(P)。优选地，(i)上部电容器元件包括至少两个拾取电极(P)并且下部电容器元件包括至少两个正弦振荡器电极(S)和/或至少两个余弦振荡器电极(C)；或(ii)上部电容器元件包括至少两个正弦振荡器电极(S)和至少两个余弦振荡器电极(C)并且下部电容器元件包括至少两个拾取电极(P)。优选地，(i)上部电容器元件包括至少三个拾取电极(P)并且下部电容器元件包括至少三个正弦振荡器电极(S)和/或至少三个余弦振荡器电极(C)；或(ii)上部电容器元件包括至少三个正弦振荡器电极(S)和至少三个余弦振荡器电极(C)并且下部电容器元件包括至少三个拾取电极(P)。优选地，(i)上部电容器元件包括至少四个拾取电极(P)并且下部电容器元件包括至少四个正弦振荡器电极(S)和/或至少四个余弦振荡器电极(C)；或(ii)上部电容器元件包括至少四个正弦振荡器电极(S)和至少四个余弦振荡器电极(C)并且下部电容器元件包括至少四个拾取电极(P)。优选地，(i)上部电容器元件包括至少五个拾取电极(P)并且下部电容器元件包括至少五个正弦振荡器电极(S)和/或至少五个余弦振荡器电极(C)；或(ii)上部电容器元件包括至少五个正弦振荡器电极(S)和至少五个余弦振荡器电极(C)并且下部电容器元件包括至少五个拾取电极(P)。优选地，(i)上部电容器元件包括至少六个拾取电极(P)并且下部电容器元件包括至少六个正弦振荡器电极(S)和/或至少六个余弦振荡器电极(C)；或(ii)上部电容器元件包括至少六个正弦振荡器电极(S)和至少六个余弦振荡器电极(C)并且下部电容器元件包括至少六个拾取电极(P)。
还优选的是，如上在第二方面的上下文中所述，振荡器电极(S)、余弦振荡器电极(C)和/或拾取电极(P)以交替的方式设置在支撑件上。特别地，正弦振荡器电极(S)和余弦振荡器电极(C)以交替的方式优选地设置在支撑件上。
另一方面，本发明还提供了一种用于测量样本的凝固特性的仪器，所述仪器包括如上所述的根据本发明的电容检测装置，特别是根据本发明的第二和/或第三方面的电容检测装置。因此，所述仪器优选地是如本文所述的根据本发明(的第一方面)的仪器。因此，(i)本文所述的根据本发明的电容检测装置的各种优选实施例可以与(ii)本文所述的根据本发明的仪器的各个实施例组合。图4和图5中示出了根据本发明的这种仪器的优选示例性实施例，其包括根据本发明的电容检测装置。
温度控制设备
粘弹性测量优选地在体温下进行，即在约37℃下进行，以便获得有意义的结果。为此，优选的是，如果测量仪器包括温度控制设备，该温度控制设备确保在整个测量过程中，样本、杯或杯容纳元件的温度为约37℃。然而，这种温度控制测量设置难以实现：旋转杯的任何(即使是柔性的)线都会产生不希望的反作用力，从而导致测量精确度降低。鉴于此，本发明在另一方面提供了一种非接触式温度控制设备，所述非接触式温度控制设备允许对包含血液样本的杯进行无接触温度感测和加热/温度控制。温度控制设备感测和调节杯(以及其中包含的血液样本)的温度，以便达到类似于或接近患者体温的特定温度，通常为32至39℃。
另一方面，本发明因此提供了一种温度控制设备，其用于在测量凝血弹性测量仪器中的样本的凝固特性的同时控制杯和/或杯容纳元件的温度，所述温度控制设备包括：
-加热器件，其包括电磁辐射发射元件，该电磁辐射发射元件发射(热)辐射，发射最大值的波长为300至3000nm；
-温度感测元件，其用于对波长在3000nm以上至30,000nm的(热)辐射进行非接触式测量；和
-可选地，控制装置，其用于根据由温度感测元件测量的温度来启动或停用加热器件，所述控制装置具有至少+/-3℃的精确度。
目前可用于非接触式温度控制的辐射温度感测和加热设备(例如，基于热电效应的所谓“高温计”，或者在电磁频谱的红外(IR)范围内敏感的光电二极管、光电晶体管或光敏电阻器)并非设计用于在粘弹性测量仪器中可用的相当窄的空间内使用。这种狭窄空间内的主要问题是产生于发射和检测范围的大量重叠，例如，在IR范围内执行发射的加热器件与在相同IR范围内执行检测的温度传感器的直接干扰，特别是如果加热器件和温度传感器布置在相对于彼此较短的距离内和/或如果加热器件和温度传感器被反射(例如金属)材料包围：尽管传感器可以指向杯并且应该仅测量杯的温度，但是附近加热发射的辐射通常没有充分聚焦以避免来自其他表面的反射，所述来自其他表面的反射使真实的杯温度的测量值失真。
与本领域已知的其他方法相比，根据本发明的温度控制设备通过依赖于光谱分离，或者换句话说，依赖于加热波长和检测波长的分离来最小化电磁辐射源与热辐射传感器的这种直接干扰。发明人发现，能够通过以下方式实现足够的光谱分离：将加热设备使用的波长(范围)偏移到较低波长范围，即300～3000nm，而可用于20至50℃的温度检测的非接触式热辐射传感器使用高于3000nm(通常高达30000nm)的光谱。
根据本发明的温度控制设备有利地允许在常规(“有线”)的加热器件是不可能的情况下，将在粘弹性测量中被试验的血液样本的温度控制和稳定在预定值(通常37℃，但也可以是更低或更高的值)。用作加热器件的电磁辐射发射元件发射的波长与温度传感器检测的波长的光谱分离使得能够将加热元件和温度传感器靠近放置，这对于粘弹性测量仪器可用的狭窄空间是有利的。光谱分离还允许加热器件和温度传感器几乎完全被反射材料包围。
如本文所使用的，术语“热辐射”是指由物质中的带电粒子的热运动产生的电磁辐射。因此，热辐射是来自温度大于绝对零度的所有物质的电磁波的发射。它代表了热能到电磁能的转换。热辐射与热对流和热传导不同。热辐射的示例包括可见光和红外光。
根据本发明的温度控制设备包括加热元件，所述加热元件包括发射(热)辐射的电磁辐射发射元件(或由该电磁辐射发射元件组成)，所述电磁辐射发射元件的最大光谱辐射分布在300至3000nm的波长范围。因此，电磁辐射发射元件是最大波长范围为300nm至3000nm(3μm)的电磁辐射源。优选地，以3μm以上的波长发射的总辐射能量小于总辐射能量的20％，更优选地小于总辐射能量的15％，甚至更优选地小于总辐射能量的10％，并且还更优选地小于总辐射能量的5％。最优选地，电磁辐射发射元件基本上不发射具有大于3000nm(3μm)波长的电磁辐射。
更优选地，电磁辐射发射元件发射波长范围为300至2000nm(2μm)的电磁辐射。在这种情况下，优选地，以2μm以上的波长发射的总辐射能量小于总辐射能量的20％，更优选小于总辐射能量的15％，甚至更优选小于总辐射能量的10％，再更优选地小于总辐射能量的5％。最优选地，电磁辐射发射元件基本上不发射具有大于2000nm(2μm)波长的电磁辐射。
甚至更优选地，电磁辐射发射元件发射波长范围为300至1500nm(1.5μm)的电磁辐射。在这种情况下，优选地，以1.5μm以上的波长发射的总辐射能量小于总辐射能量的20％，更优选小于总辐射能量的15％，甚至更优选小于总辐射能量的10％，再更优选地小于总辐射能量的5％。最优选地，电磁辐射发射元件基本上不发射具有大于1500nm(1.5μm)波长的电磁辐射。
再更优选地，电磁辐射发射元件发射波长范围为300至1200nm(1.2μm)的电磁辐射。在这种情况下，优选地，以1.2μm以上的波长发射的总辐射能量小于总辐射能量的20％，更优选小于总辐射能量的15％，甚至更优选小于总辐射能量的10％，再更优选地小于总辐射能量的5％。最优选地，电磁辐射发射元件基本上不发射具有大于1,200nm(1.2μm)波长的电磁辐射。
最优选地，电磁辐射发射元件发射波长范围为300至1000nm(1μm)的电磁辐射。在这种情况下，优选地，以1μm以上波长发射的总辐射能量小于总辐射能量的20％，更优选小于总辐射能量的15％，甚至更优选小于总辐射能量的10％，再更优选地小于总辐射能量的5％。最优选地，电磁辐射发射元件基本上不发射具有大于1,000nm(1μm)波长的电磁辐射。
电磁辐射发射元件发射波长范围为300至3000nm的辐射的优点在于，这种辐射可与具有温度为20至50℃(例如体温)的元件发射的辐射区分开。例如，众所周知，(正常体温的)人类辐射最强烈的波长约为10000nm(10μm)。或者，更一般地，根据针对热辐射的光谱分布的普朗克定律，具有约30至40℃的温度的黑体发射最大约10μm的热辐射。
此外，当使用简单且成本较低的光或IR二极管时，发射波长范围为300至3000nm的辐射的电磁辐射发射元件足以将杯/杯容纳元件的温度保持在约体温。具有低于300nm的辐射最大值的二极管(特别是低成本二极管)不能保持杯/杯容纳元件的所需温度，因为发射能量太低。另一方面，发射具有高于3000nm的辐射最大值的二极管(特别是低成本二极管)的辐射强烈地干扰杯/杯容纳元件的热辐射，因此使通过遥感测量其确确温度变得复杂，甚至不可能。
优选地，电磁辐射发射元件是电磁辐射发射二极管，诸如LED(发光二极管)、近IR二极管或UV二极管。如本文所使用的，术语“LED”(发光二极管)包括无机发光二极管(LED)以及有机发光二极管(OLED)。通常，诸如LED的二极管具有的优点是这些二极管非常小并且能够容易地在凝血弹性测量仪器中使用。LED通常具有在可见波长范围(特别是450至780nm)内的波长最大值。“近IR二极管”与上述LED的不同之处在于，“近IR二极管”通常具有在近红外(近IR；NIR)波长范围(特别是780nm至3000nm(3μm))内的波长最大值。“UV二极管”与上述LED的不同之处在于，“UV二极管”通常具有紫外(UV)波长范围(特别是300nm至450nm)内的波长最大值。
优选地，电磁辐射发射元件是在光谱的可见范围内具有波长最大值(450至780nm，例如660nm)的LED，或在光谱的近IR中具有波长最大值(780至3000nm，例如850nm)的NIR。通常，由于UV二极管、LED或近IR发光二极管的输出功率通常随着发射最大值的波长的增加而增加，因此由于所需部件的成本降低，辐射源的较长波长可能更有利。鉴于此，NIR二极管是优选的电磁辐射发射元件。然而，另一方面，发射范围(即电磁辐射发射元件的波长范围)和检测/传感范围(即温度感测元件的波长范围)之间的差异尽可能大是有利的。鉴于此，UV二极管和LED是优选的。最优选地，电磁辐射发射元件提供上述要求之间的折衷，例如电磁辐射发射元件是发射范围为800～1200nm(例如约850nm)的NIR二极管。
根据本发明的温度控制设备包括温度感测元件，所述温度感测元件用于对波长范围从大于3000nm至30000nm的热辐射进行无接触地测量。由此，避免了将温度感测元件与(可旋转杯/杯容纳元件)连接的线等。如上所述，温度感测元件的主要目的是检测杯/杯容纳元件是否具有所需的温度，该温度通常为20℃至50℃，优选为30℃至40℃，最优选约37℃(体温)。根据普朗克辐射定律，温度在上述规定范围内的黑体发射波长最大值为9至10μm(9000至10000nm)，所述波长最大值完全在3000～30000nm的检测范围内。因此，温度感测元件能够检测所需范围内的温度。另一方面，这种检测范围足够不同于如上所述的电磁辐射发射元件的波长发射最大值。
优选地，用于对热辐射进行无接触测量的温度感测元件在4000～30000nm的波长范围内具有(最大)灵敏度。更优选地，用于对热辐射进行无接触测量的温度感测元件在5000～25000nm的波长范围内具有(最大)灵敏度。再更优选地，用于对热辐射进行无接触测量的温度感测元件在5000～25000nm的波长范围内具有(最大)灵敏度。再更优选地，用于对热辐射进行无接触测量的温度感测元件在6000～20000nm的波长范围内具有(最大)灵敏度。最优选地，用于对热辐射进行无接触测量的温度感测元件在7000～15000nm的波长范围内具有(最大)灵敏度。
优选地，温度感测元件是热电检测器、光敏电阻或光电二极管。
热电检测器是红外光电子敏感部件，通常用于检测波长范围为3至14μm的电磁辐射。热电检测器是热检测器，其中，温度波动在热电晶体的表面上产生电荷变化，该变化产生相应的电信号。存在不同的可用的热电材料，其中三种常用于热电检测器：DLaTGS、LiTaO3和PZT。
光敏电阻(或光敏电阻器、LDR或光电池)是光控可变电阻器。光敏电阻通常由高电阻半导体制成。在暗处，光敏电阻能够具有高至几兆欧(MΩ)的电阻，而在光照下，光敏电阻能够具有低至几百欧的电阻。如果光敏电阻上的入射光超过一定频率，则半导体吸收的光子给予束缚电子足够的能量以跳入导电带。产生的自由电子(及其空穴伴侣)导电，从而降低电阻。总之，光敏电阻的电阻随入射光强度的增加而降低；换句话说，光敏电阻表现出光电导性。因此，光敏电阻能够应用于光敏检测器电路中。优选的光敏电阻包括硫化铅(PbS)和锑化铟(InSb)LDR(光敏电阻器)和Ge：Cu光电导体。
光敏电阻是将光转换为电流的的半导体器件。当光子在光电二极管中被吸收时产生电流。当没有光存在时也产生少量电流。由于光电二极管的增加的响应速度，优选使用PIN结而不是p-n结的光电二极管。光电二极管的优选示例包括硫化铅(II)二极管、碲化汞镉二极管，最优选碲化镉二极管。
根据本发明的温度控制设备可选地包括用于根据由温度感测元件测量的温度来启动或停用加热的控制装置，所述控制装置优选地具有至少+/-3℃的精确度。例如，这能够通过使用已验证精确度不到2℃的感测元件和通过电控制电路来实现，所述控制电路足够快以在+/-1℃的温度偏差被检测到后几秒内启动或停止加热。为了实现双倍精确度，温度偏差触发能够例如降低到+/-0.5℃，并且能够使用具有已证明+/-1℃的精确度的感测元件。
这种控制装置是可选特征，因为控制也可以由用户手动执行。例如，温度感测元件可以连接显示器和/或警报器，以通知用户实际温度和/或实际温度是否低于期望温度，使得用户然后可以启动加热。然而，更方便且优选的是，根据本发明的温度控制设备包括用于根据实际温度来启动或停用加热的控制装置。为此，用户可以输入期望的温度，或者可以例如通过测量仪器(例如通过某些测量程序)给出期望的温度。然后，控制装置能够将温度感测元件检测到的实际温度与期望的温度进行比较，如果实际温度低于期望的温度则启动加热，或者如果达到所需温度则停用加热。为此，控制装置与(i)温度感测元件和(ii)温度控制设备的加热器件连接。
换句话说，控制装置原则上像简单的控制回路一样起作用，其实际温度与期望的温度进行比较，如果两个值相同则停用加热，而如果实际温度低于期望的温度，则启动加热。
另一方面，本发明还提供了一种用于测量样本的凝固特性的仪器，其包括如上所述的根据本发明的温度控制设备。优选地，这种仪器还包括如上所述的根据本发明的电容检测装置，特别是根据本发明的第二和/或第三方面的电容检测装置。因此，所述仪器优选地是如本文所述的根据本发明(第一方面)的仪器。因此，可以将(i)本文所述的根据本发明的温度控制设备；(ii)本文所述的根据本发明的电容检测装置；和/或(iii)本文所述的根据本发明的仪器的各种优选实施例进行组合。根据本发明的仪器的优选示例性实施例包括根据本发明的温度控制设备和根据本发明的电容检测装置，如图11所示。
在用于测量样本的凝固特性的这种仪器优选地靶向轴和/或杯容纳器，其中，该仪器包括如上所述的根据本发明的温度控制设备，该温度控制设备再加热器件(特别是电磁辐射发射元件)之上。通常，在不干扰血液凝固过程的情况下直接靶向杯或样本是最困难的。轴和/或杯容纳器通常由金属或金属材料制成，使得轴和/或杯容纳器为杯提供良好的导热性，并且轴和/或杯容纳器紧邻杯和样本，使得几乎不损失热能。
优选地，在这种仪器中，加热器件发射的电磁辐射靶向的轴和/或杯容纳器的表面是暗的和/或粗糙的。由此，能够使加热器件发射的电磁辐射的吸收最大化。更优选地，加热器件发射的电磁辐射靶向的轴和/或杯容纳器的表面是黑的和/或粗糙的。
还优选的是，在这种仪器中，加热器件特别是电磁辐射发射元件与被靶向的轴和/或杯容纳元件之间的距离不大于100mm，更优选不大于80mm，甚至更优选不超过75mm，再更优选不大于60mm，最优选不大于50mm。还优选的是，温度感测元件与被靶向的轴和/或杯容纳元件之间的距离不大于100mm，更优选不大于80mm，甚至更优选不大于75mm，再更优选不大于60mm，最优选不大于50mm。
另一方面，本发明还提供了如上所述的根据本发明的温度控制设备在测量样本的凝固特性中的用途，所述样本优选为血液样本。
用于测量凝固特性的方法
另一方面，本发明还提供了一种用于通过如上所述根据本发明的仪器来测量样本的凝固特性的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)借助于检测装置测量围绕垂直轴线的旋转的变化；
(b)通过以下公式将所测量的旋转/变化值转换为粘弹性测量曲线的凝块牢固度值(CFV)：
CFV＝(A0-A)*100/Ao
其中，A0是测量开始前振荡运动的两个转折点处的最大和最小信号之间的差，A是测量期间在某个时间点振荡运动的两个转折点处的最大和最小信号之间的差；以及
(c)在相应的时间点绘制CFV，以获得测量图。
图3示出了能够通过根据本发明的方法获得的，即在根据本发明的方法的步骤(c)中获得的，示例性测量图。该测量图提供了例如关于凝结时间(CT)、凝块形成时间(CFT)、最大凝块牢固度(MFT)和最大裂解的信息。最重要的参数之一是凝结时间(CT)，即(i)(化学诱导的)印迹凝结开始的时间点与(ii)(由超过规定值的牢固度信号表示)第一长纤维蛋白纤维形成的时间点之间的时间。另一重要的参数是凝块形成时间(CFT)，即凝块牢固度从4mm增长到20mm所需的时间。因此，CFT给出了血凝块形成速度的量度。最大凝块牢固度(MCF)，即在测量期间由血凝块实现的最大牢固度也具有很大的诊断重要性。可从凝血弹性描记法测量曲线获得的其他参数包括：CT后某一时间的幅度(A)(例如，A10是CT后10分钟的幅度)和与CT后某一时间的MCF相比较时幅度减少百分比的裂解指数(LI)(例如，LI45是A45和MCF之间的百分比)。
优选地，为了测量围绕垂直轴线的旋转变化，使用如上所述的根据本发明的电容检测装置。由此，这种使用如上所述的电容检测装置的测量的优选实施例在测量方法的上下文中也是优选的。
此外，优选的是，在测量期间例如通过如本文所述的根据本发明的温度控制设备实现并保持期望的温度，该期望的温度例如为20至50℃，优选30至40℃，最优选约37℃。
还优选的是，特别是在仪器位于冷环境的情况下，包括另外的预加热步骤。在这种预加热步骤中，(外部)加热器件(例如，提供例如总共5W功率的一个、两个或更多个热电阻器)可以用于对仪器的不可移动的周围金属部件进行预加热(到期望的温度，例如37℃)。可以通过包括热电阻器和作为传感器热电偶的传统(市售)热调节单元来控制使用(外部)加热器件的这种预加热。这具有以下优点：快速获得期望的温度，然后根据本发明的温度控制设备可用于在测量期间保持该期望的温度。
附图说明
下面将给出附图的简要说明。附图旨在更详细的示出本发明。然而，附图不旨在以任何方式限制本发明的主题。
图1是具有光学检测装置的早期粘弹性试验设备的测量原理的示意图。
图2是粘弹性试验设备的测量原理的示意图，该粘弹性试验设备对诸如振动或冲击的环境扭曲的敏感性降低并且具有光学检测装置。
图3是示出了典型凝血弹性测量结果的示例图。
图4是根据本发明第一优选示例性实施例的仪器的示意图。
图5是根据本发明第二优选示例性实施例的仪器的示意图。
图6是根据本发明优选示例性实施例的运动检测系统的示意图。
图7是根据图6的运动检测系统产生电检测信号的电路的示意图。
图8是就数量和对称性而言的替选电极布置的示意图。
图9是根据本发明优选示例性实施例的替选电极布置的示意图。
图10是根据本发明另一优选示例性实施例的替选电极布置的示意图。
图11是本发明优选示例性实施例的组合的示意图。
具体实施方式
在下文中，本发明以各种示例性实施例示出。但是，本发明的范围不应受下文所述的特性实施例限制。示例性实施例用于使本领域技术人员能够更清楚地理解并实践本发明。然而，本发明的范围不受该示例性实施例的限制，所述示例性实施例仅用于说明本发明的所选方面，并且功能上等同的方法落在本发明的范围内。实际上，除了本文所述的那些之外，本发明的各种修改对于本领域技术人员而言将从前面的描述、附图和以下示例性实施例变得显而易见。所有这些修改都在所附权利要求的范围内。
图4示出了根据本发明第一优选示例性实施例(“旋转杯”实施例)的仪器(221)的示意图。根据图4所示的实施例，仪器(221)用于测量样本(201)—特别是“试验液体”，优选为血液(或元素/成分)—的凝固特性，包括用于容纳所述样本的杯(202)。此外，仪器包括能够设置在杯(202)内部的销(203)。与现有技术的测量技术相比，在图4所示的仪器中，销(203)在测量期间针对所有空间取向/方向是固定的，优选是可拆卸地固定的。这特别意味着，销(203)不能够在任何方向上移动。这与图1和图2中描述的现有技术存在重要区别。在图1所示的仪器(21)中，销(3)通过线(4)安装并且因此能够在杯(2)内几乎任何方向上移动，这使得测量对冲击或振动敏感。在图2描述的现有技术中，销(103)可围绕轴(106)的中心垂直轴线旋转。
在图4所示的第一优选示例性实施例中，销(203)能够例如通过将其附接到盖(209)来固定。盖(209)本身可以例如固定(例如安装)到仪器的一部分上，例如安装到诸如底板的底部支撑构件(220)。固定销的另一种可能性是将销和盖一体地(包括销和盖两者)提供，并将该销/盖部件直接附接到诸如底板的底部支撑构件。优选地，所述杯和销由聚合物材料制成，所述聚合物优选地包括(甲基)丙烯酸和/或苯乙烯单体，例如PMMA、MABS、ABS、PS或其任何混合共聚合物。
根据图4所示的第一优选示例性实施例，杯(202)是可旋转的，特别是可围绕其垂直旋转轴线(212)旋转。优选地，杯(202)不可沿轴线(212)移动，而是仅可围绕轴线(212)旋转。通过提供杯容纳元件(210)来实现旋转，杯容纳元件(210)连接到轴(206)并且例如通过至少一个轴承(207)可旋转地安装到诸如底板的底部支撑构件(220)中。与杯(202)相似，杯容纳元件(210)也优选地不可沿轴线(212)移动，而是仅可围绕轴线(212)旋转。特别地，对于粘弹性试验，甚至不需要围绕轴线(212)完整(完全)旋转360°，通常围绕轴线(212)例如+/-2.5°(即，在两个方向上)的小角度移动(“部分”旋转；圆周运动)就足够了。这种(部分)旋转由附接到轴(206)的弹性耦合元件(208)(例如弹簧线)驱动，弹性耦合元件(208)例如在所述轴承(207)的上方或下方。
在凝固试验期间，血液样本通常形成血凝块。在杯(202)(例如，液槽)和销(203)之间形成凝块之后，凝块本身被杯(202)相对于销(203)的移动拉伸。基于凝块对杯(202)和销(203)的机械耦合来检测凝块的特征参数。在粘弹性测量的过程中，销(203)被固定，而杯(202)借助于弹性耦合元件(208)和杯容纳元件(210)围绕轴线(212)轻轻缓慢地旋转。能够通过各种方法测量杯(202)的运动，例如借助电容检测装置(211)(如电容器板)来测量杯(202)的运动。在操作中，销(203)是静止的，并且可旋转轴(206)和放置在杯容纳器(210)中的杯(202)通过弹性元件(208，例如弹簧线)，例如以约±5°来回旋转。该旋转是通过轴(206)到杯容纳元件(210)的耦合来传递的。当血凝块形成时，增加的转矩作用于杯(202)的振荡运动，使得杯/杯容纳元件以<±5°的减小的角度振荡。角度(振荡)运动的减小能够通过设置在销(203)和杯(202)/杯容纳元件(210)下方的合适的检测装置(211)来检测。
图4所示的该第一优选示例性实施例允许在杯(202)放置在(可选地温度控制的)测量位置时用试剂和样本填充杯(202)。这进一步避免了在将样本填充到杯中之后并且在测量开始之前将具有杯和样本的单独杯保持器附接到测量设备(例如US 5,777,215中描述的)的需要。另外，图4所示的第一优选示例性实施例进一步避免了在测量过程开始之前将销放在小轴上(例如US 6,537,819 B2中描述的)的需要。这两项改进都可以使用户更容易处理，并以这种方式降低潜在的用户错误的风险。
图4所示的第一优选示例性实施例的另一优点在于，轴(206)的下端也能够用于运动检测单元，从而实现(除了如图1所示的现有技术的光学检测之外的)运动检测技术的新选择。例如，在图4所示的第一优选示例性实施例中，可以借助于例如在振荡电路中的电容检测装置(211)(例如电容器板)进行基于场的检测。然而，在第一实施例中，通过光束偏转的运动检测仍然是适用的。
与现有测量技术相比，在图4所示的优选实施例中，销在所有方位上(可选地可拆卸地)固定并且因此基本上不动。这与现有技术的仪器(参见图1和图2)相反，现有技术中，销能够在任何方向上移动(参见图1，其中销(3)经由弹簧线(4)安装)或者可围绕垂直轴线旋转(参见图2)。根据本发明的这种新颖设计具有允许将杯放置在测量位置和测量温度下时用试剂和样本填充杯的优点。因此，避免了在测量仪器外部(并且在不同的温度下)对杯进行填充并且随后将杯放置在其测量位置(例如，如US5,777,215所描述的)。这也消除了在测量之前将销安装到销颈的需要(例如，如US 6,537,819所描述的)。因此，所述仪器使得处理更容易，从而降低了潜在使用错误的风险。该实施例的另一优点是轴的远端是自由的并且能够用于替选的检测技术，特别是用于如本文所述的电容检测。
图5示出了根据本发明第二优选示例性实施例(“旋转销”实施例)的仪器(321)的示意图。根据图5所示的实施例，杯(302)现在是固定的，例如借助于杯容纳元件(310)(优选地可拆卸地)固定到底板。这特别意味着，杯(302)不能够在任何方向上移动。然而，销(303)是可旋转的，特别是可围绕其垂直旋转轴线(312)旋转的。优选地，销(303)不可沿轴线(312)移动，而仅可围绕轴线(312)旋转。而且，对于粘弹性试验，甚至不需要围绕轴线(312)完整(完全)旋转360°，通常围绕轴线(312)例如+/-4°(即，在两个方向上)的小角度移动(“部分”旋转；圆周运动)就足够了。例如，销(303)能够(优选地可拆卸地)固定到框架(313)，框架(313)连接到轴(306)，并且轴(306)例如通过至少一个轴承(307)可旋转地安装到诸如底板的底部支撑构件(320)中。框架(313)能够例如通过杆或管的基本上矩形的布置形成，该矩形布置例如包括两个或更优选地包括四个金属杆或管；或者通过形成基本上矩形的(单个)杆或管形成，该框架(313)延伸通过上部板(322)中的相应开口(323)。上部板(322)中的开口(323)优选地成形为使得所述开口允许框架(313)的至少+/-2°、更优选地至少+/-4°的角度运动/部分旋转。与图4所示的实施例相似，(这里为框架的并且因此为销的)(部分)旋转通过附接到轴(306)的弹性耦合元件(308)(例如弹簧丝)实现，其中轴(306)连接到框架(313)。弹性耦合元件(308)能够安装在所述轴承(307)的上方或下方。
因此，与图2所述的现有技术仪器相比，在图5所示的本发明的第二优选示例性实施例中，销(303)的可旋转固定不是由杯/杯容纳元件上方的轴承支撑的轴实现的，而是由附接到轴(306)的框架(313)实现的，所述轴(306)由杯/杯容纳元件下方的轴承(307)支撑。以这种方式，能够在杯(302)放置在最终测量位置时将样本(301)填充到杯中，而在现有技术的测量仪器中，例如，如US 5,777,215中所述，轴承直接定位在杯的上方，这使得不可能在测量位置对杯进行填充。此外，由于诸如滚珠轴承的旋转装置设置在杯/杯容纳元件的下方(而不是上方)，整个仪器的质心显着降低，因此仪器不易受到可能影响测量的振动、倾斜和类似的环境的影响。
另外，将诸如轴承(307)和/或弹簧(308)的旋转装置放置在杯/杯容纳元件下方，使得由于在轴(306)的下端处产生的可用空间而能够实现新的运动检测装置，图4中的实施例与此类似。因此，销的移动可以通过现有技术中所述的光学装置(参见图2)来检测或通过借助于例如在振荡电路中的电容检测装置(311)(例如电容器板)的基于场的检测来检测。
总之，如图5所示的本发明的第二实施例也实现了如图4所示的第一实施例的上述三个优点，即，(i)允许在杯(302)放置在测量位置时用样本(以及可选地试剂)填充所述杯(302)；(ii)避免附接单独的杯保持器以在加入样本后将杯容纳元件保持在测量位置的需要；(iii)使得能够使用新的运动检测装置，例如电容器板。此外，该仪器的质心相当低，使得该仪器更稳定且更易于操作。
图6示出了根据本发明的检测系统的优选实施例，该优选实施例可以用于粘弹性测量中并且能够与根据本发明的仪器容易地组合，例如，与图4中所示的优选示例性实施例组合或与图5中所示的优选示例性实施例组合。图6示意性地示出了具有样本(401)的杯(402)和销(403)。在杯(402)下方是轴承(407)和轴(406)，弹性耦合元件(408)附接到轴(406)以提供旋转。轴(406)的下端连接到可旋转电容器元件(411a)，该可旋转电容器元件(411a)优选地是轻质的。最优选地，电容器元件(411a)是盘。还优选的是，可旋转电容器元件(411a)，特别是盘，是旋转对称的，以便于可旋转电容器元件(411a)的旋转。
优选地，可旋转电容器元件(411a)附接到轴(406)的下端，使得轴(406)基本上垂直于可旋转电容器元件(411a)。可旋转电容器元件(411a)具有导电元件(图6中所示的电容器元件(411a)中的阴影区域)，该导电元件优选地以旋转对称的方式布置。所述电容器元件(411a)能够例如由标准PCB(印刷电路板)材料获得，或者由本领域已知的特殊轻质PCB材料获得，例如，通过从PCB材料的导电层中蚀刻出相应的导电元件获得。替代地，能够通过将金属涂层施加到支撑材料(例如陶瓷)上(例如通过使用“掩模”的丝网印刷以获得导电元件)获得所述可旋转电容器元件(411a)。
提供了与可旋转电容器元件(411a)平行的另一电容器元件(411b)。通常，电容器元件特别是指布置在支撑件上的一个或更多个导电元件。所述电容器元件(411b)也能够通过例如蚀刻PCB材料或通过将金属施加到诸如陶瓷的支撑材料来获得。所述电容器元件(411b)是固定的，而可旋转电容器元件(411a)跟随轴(406)的旋转运动。换句话说，可旋转电容器元件(411a)通常与旋转轴一起旋转。所述固定电容器元件(411b)电连接到电路，而可旋转电容器元件(411a)上的导电元件与所有其他部件电绝缘并且彼此电绝缘。因此，轴(406)的运动能够通过(与轴(406)一起旋转的)电容器元件(411a)相对于固定电容器元件(411b)的相对运动来检测。
固定电容器元件(411b)可以例如包括三种电极：正弦振荡器(S)、余弦振荡器(C)和拾取电极(P)。然后，电极S和C能够连接到矩形振荡电压，其中S和C之间具有90°相移。两个信号之间的其他相移和/或频移也是可能的。根据轴(406)的角度位置以及所连接的盘上的导电元件的相应精确位置，从电极S到电极P的电容CSP和从电极C到电极P的电容CCP沿相反方向变化。因此，能够根据相对CSP与CCP的和缩放之后的CSP与CCP的差针，来计算可旋转导电元件的实际角度。这种缩放提供了对外部机械扭曲(例如轴的倾斜、振动、距离变化等)的高度不敏感性。
图7示意性地示出了形成振荡电路的电路的优选示例性实施例，该振荡电路用于测量电极S和C与拾取电极P之间的电容差。电极“S”、“C”和“P”是固定电极的导电元件，而“Z”表示可旋转电容器元件的导电元件。以这种方式，能够产生电压信号，所述电压信号与可旋转电容器元件(411a)和固定电容器元件(411b)上的隔离导电层之间的角度位移成比例，例如，如图6所示：由频率发生器(14)在S和C处提供的交流电极电压在两个电极上引起电荷波动，并且由于电容器效应，也在电极P处引起电荷波动。因此，P上的波动依赖于电极S和C周围的电气环境，通过旋转所述盘上的导电元件Z该电气环境显着变化。特别地，能够分别通过电极S和P之间以及电极C和P之间的另外的接地电极，使所述导电元件上没有环路的情况下在P处产生的直接电容电荷变化最小化。
电极P上的所述电荷波动能够由电荷放大器(15)放大，并且在同步检测器(16)中与电极S和C处的初始交流电压被同步地检测。以这种方式，产生两个电压US和UC，并且随后被发送通过单独的低通滤波器以降低噪声。得到的电压信号X和Y都允许根据D＝(X-Y)/X+Y)计算与电容器元件(11a)的角度位移D成比例的信号。为了将该信号提供为可记录数据流，初始信号X和Y还能够在ADC(模拟/数字转换器)中数字化，然后进一步数字化处理。
在不改变上述一般测量原理的情况下，也可以设想导电电极的固定阵列的其他配置。例如，一个正弦振荡器电极(S)可以与两个拾取电极(P1和P2)组合，在S的每侧一个拾取电极，所述两个拾取电极再次被接地电极分开，以防止在没有经由可旋转导电元件的环路的情况下直接产生的电荷波动。在这种情况下，所述导电元件的角度运动将导致所述两个拾取电极中的一个的电荷增加，而另一拾取电极的电荷减少。
图8A-D示出了可旋转电容器元件(11a、11a'、11a”、11a”'；左)和固定电容器元件(11b、11b'、11b”、11b”'；右)上的电极布置的优选示例性实施例。图8A中所示的示例性实施例表示电极布置的最简单方法。这种布置可能对保持可旋转电极的轴的轻微倾斜敏感。图8B所示的示例性实施例对轴在一个方向上的倾斜(即，朝放置电极的方向上倾斜)不敏感，但对其他方向的倾斜敏感。图8C所示的示例性实施例是最简单的方法，其对轴在平行于电极平面的任何可能方向上的倾斜不敏感。然而，电极尚未覆盖旋转盘上的所有可用空间。图8D中所示的示例性实施例对轴在任何方向上的倾斜不敏感并且利用旋转盘上的几乎所有可用空间用于电极。该方法增加了产生的信号并且因此大大提高了设置的信噪比。
总之，所采用的电极的数量、布置和对称性存在很大的可变性。作为一般原理，通过将每种类型S、C和P的电极数从1增加到至少3，提高了对外部扭曲的精度和不敏感性。
图9示出了根据本发明的检测系统的电容器元件(511a、511b)的另一优选示例性实施例，其中电容器元件(511a、511b)具有圆柱形几何形状。在圆柱几何形状中，导电元件能够例如直接印刷(或金属蒸发)在旋转的非导电轴(506)上以减轻重量。替代地，用作可旋转电容器元件(511a)的另一圆柱形元件可以附接到轴(506)，轴例如是由非导电材料制成的套管。S、C和P型电极放置在围绕旋转轴线(512)的固定位置。电极的数量也是可变的。
图10示出了根据本发明的检测系统的另一优选示例性实施例，其中使用了固定电容器元件(611a、611b)之间的电容的介电变化。如上所述，使用了相对于固定电容器元件的旋转电容器元件来引起电容变化，与此不同，在本示例性实施例中，电极S和C在固定位置与电极P面对面地对准。在该设置中，轴(612)配备有由介电材料制成的分段盘(617)，该分段盘根据轴线的角度取向在电极之间移动。介电材料能够是例如：聚合物材料，如聚乙烯(PE)或聚四氟乙烯(PTFE)；陶瓷材料，如滑石；或其他介电材料，如氧化铝、云母或二氧化硅。
图11示出了根据本发明优选示例性实施例的仪器(721)的示意图，该仪器配备有根据本发明的温度控制设备(718、719)。通常，仪器(721)与图4中所示的优选示例性实施例(参见上文)相对应，然而，另外配备有温度控制设备(718、719)。因此，仪器(721)包括具有样本(701)的杯(702)，所述杯(702)附接到杯容纳元件(710)。不可运动的销(703)固定到盖(709)。杯容纳元件(710)附接到轴(706)，该轴(706)例如通过至少一个轴承(707)可旋转地安装到诸如底板的底部支撑构件(720)中。因此，杯容纳元件(710)和杯(702)能够围绕轴线(712)(部分地)旋转。这种(部分)旋转由附接到轴(706)的弹性耦合元件(708)(例如弹簧线)驱动，该弹性耦合元件(708)例如在所述轴承(707)的上方或下方。
紧邻(优选地不大于75mm的距离)轴(706)和/或杯容纳元件(710)设置有加热器件(719)，特别是辐射元件，其发射波长范围低于3μm(3000nm)，更优选低于1μm(1000nm)的电磁辐射。这种辐射元件(719)可以是例如发光二极管(优选地具有450～780nm的波长)、近红外二极管(优选地具有780～1500nm的波长)或者UV二极管(优选地具有300～450nm的波长)。发射的能量的一部分(由图11中的虚线箭头指示)被吸收而在轴(706)和/或杯容纳元件(710)中转换成热量。该能量吸收依赖于表面特性：轴(706)和/或杯容纳元件(710)的表面越暗(例如，黑色)并且越粗糙，则能够吸收越多的辐射。在理想的“黑”体的理论近似中，辐射吸收与波长无关。
发射辐射的光谱范围的上截止(波长为3μm，优选1μm)是重要的，因为根据普朗克定律，发射的辐射不应干扰热辐射的光谱范围。该定律描述了在30至40°的温度下，对于(理想的黑)体，仅发射在3μm以上的热辐射。然后，在位于附近(优选最大75mm距离)的温度传感器(718)中，能够使用被引导到轴(706)和/或杯容纳元件(710)的热辐射(如图11中的虚线箭头所示)来测量轴(706)和/或杯容纳元件(710)的温度。温度传感器(718)可以是例如(校准的)光电二极管或光敏电阻，或者是热电传感器。通常，这些传感器仅在一定的光谱范围内吸收热辐射，该光谱范围依赖于待测量的温度。特别地，旨在测量20至50℃的温度的传感器通常具有3μm至30μm的光谱灵敏度，因为根据关于热辐射的普朗克定律，热辐射在该范围内达到峰值。
例如，发射最大值约850nm(总功率2W，OSRAM SSH4715AS)的近红外二极管用作加热器件(719)，并且光谱灵敏度为5.5至14um的热电检测器(MELEXIS MLX 90615)用作温度传感器(719)。轴(706)和杯容纳元件(710)被通过传统的黑板颜色弄黑，以增加对热辐射的吸收。通过2个传统的热电阻器(总共5W功率)将不可移动的周围金属部件加热到37℃，并被由所述热电阻器和作为传感器的热电偶组成的传统热调节器来控制以保持该值。IR二极管使得能够在不到30秒将杯容纳元件和杯从35.5℃(通过周围不可移动的部件的热辐射实现)另外加热到37℃(根据需要在通常体温下进行凝血弹性测量)。作为替选辐射源，发射最大值为660nm、平均输出功率为0.35W的发光二极管(CREE、Xlamp XP、XPEPHR-L 1-0000-00901)也能够在不到30秒将杯容纳元件(710)和杯(702)从35.5℃加热到37℃。周围金属部件和杯之间的最大可实现温度差对于发射最大850nm的二极管来说是大约16℃，对于发射最大660nm的二极管来说是大约12℃。

Claims (43)

1.一种用于检测由血液凝固引起的围绕垂直轴线(212、312、412、512、612、712)的旋转的变化的电容检测装置(211、311、411、511、711)，所述电容检测装置包括
-可旋转电容器元件(11a、11a'、11a”、11a”'、411a、511a)，其能够围绕垂直轴线(212、312、412、512、612、712)旋转；
-至少一个固定电容器元件(11b、11b'、11b”、11b”'、411b、511b)；和
-电路，其优选地连接到所述至少一个固定电容器元件(11b、11b'、11b”、11b”'、411b、511b)；
其中，电容器元件(11a、11b、11a'、11b'、11a”、11b”、11a”'、11b”'、411a、411b、511a、511b)中的每一个包括至少一个导电元件，所述至少一个导电元件不具有以垂直轴线为中心的圆形形状，并且
其中，所述可旋转电容器元件(11a、11a'、11a”、11a”'、411a、511a)和所述至少一个固定电容器元件(11b、11b'、11b”、11b”'、411b、511b)设置成使得所述可旋转电容器元件(11a、11a'、11a”、11a”'、411a、511a)的所述至少一个导电元件面向所述至少一个固定电容器元件(11b、11b'、11b”、11b”'、411b、511b)的所述至少一个导电元件。
2.根据权利要求1所述的电容检测装置(211、311、411、511、711)，其中，电路能够在至多5秒的时间范围内以至少0.2°的精确度检测所述可旋转电容器元件围绕垂直轴线的至少+/-2°的旋转。
3.根据权利要求1或2所述的电容检测装置(211、311、411、511、711)，其中，电容器元件(11a、11b、11a'、11b'、11a”、11b”、11a”'、11b”'、411a、411b、511a、511b)中的至少一个电容器元件包括非导电支撑件，所述非导电支撑件优选地基本上垂直于垂直轴线(212、312、412、512、612、712)延伸，并且其中电容器元件(11a、11b、11a'、11b'、11a”、11b”、11a”'、11b”'、411a、411b、511a、511b)中的所述至少一个电容器元件的所述至少一个导电元件设置在支撑件上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电容检测装置(211、311、411、511、711)，其中，电容器元件(11a、11b、11a'、11b'、11a”、11b”、11a”'、11b”'、411a、411b、511a、511b)的非导电支撑件材料是轻质材料，所述轻质材料具有小于2.5g/cm3的质量密度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电容检测装置(211、311、411、511、711)，其中，电容器元件(11a、11b、11a'、11b'、11a”、11b”、11a”'、11b”'、411a、411b、511a、511b)的非导电支撑件材料选自：PCB材料、塑料、陶瓷、玻璃和碳纤维。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电容检测装置(211、311、411、511、711)，其中，导电元件由具有大于5.104S/m的电导率的材料组成。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电容检测装置(211、311、411、511、711)，其中，导电元件由金属、金属合金、诸如导电银浆的含金属材料、石墨、石墨烯、导电聚合物或具有增加的导电性的掺杂半导体或其任何组合制成。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电容检测装置(211、311、411、511、711)，其中，导电元件的形状是：点、四方形、圆形、圆形的一段、三角形或椭圆形。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电容检测装置(211、311、411、511、711)，其中，导电元件通过光化学涂覆、溅射、金属蒸发或丝网印刷设置在非导电支撑件上。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电容检测装置(211、311、411、511、711)，其中，所述至少一个固定电容器元件(11b、11b'、11b”、11b”'、411b、511b)基本上平行于所述可旋转电容器元件(11a、11a'、11a”、11a”'、411a、511a)布置。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的电容检测装置(211、311、411、511、711)，其中，所述可旋转电容器元件具有基本上板状、盘状或圆柱形状。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的电容检测装置(211、311、411、511、711)，其中，所述至少一个固定电容器元件(11b、11b'、11b”、11b”'、411b、511b)包括正弦振荡器电极(S)、余弦振荡器电极(C)和拾取电极(P)。
13.根据权利要求12所述的电容检测装置(211、311、411、511、711)，其中，所述至少一个固定电容器元件(11b、11b'、11b”、11b”'、411b、511b)包括至少三个正弦振荡器电极(S)、至少三个余弦振荡器电极(C)和至少三个拾取电极(P)。
14.根据权利要求13所述的电容检测装置(211、311、411、511、711)，其中，所述至少三个正弦振荡器电极(S)、所述至少三个余弦振荡器电极(C)和所述至少三个拾取电极(P)以交替的方式设置在支撑件上。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的电容检测装置(211、311、411、511、711)，所述电容检测装置还包括至少一个接地电极(G)，该至少一个接地电极位于所述至少一个固定电容器元件(11b、11b'、11b”、11b”'、411b、511b)上：(i)正弦振荡器电极(S)和拾取电极(P)之间，或(ii)余弦振荡器电极(C)和拾取电极(P)之间。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的电容检测装置(211、311、411、511、711)，其中，所述电容检测装置(211、311、411、511、711)具有15g或更小的重量。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的电容检测装置(211、311、411、511、711)，其中，所述可旋转电容器元件(11a、11a'、11a”、11a”'、411a、511a)能够附接到用于测量样本(201、301、701)的凝固特性的仪器(221、321、721)的轴(206、306、706)，所述轴(206、306、706)能够围绕垂直轴线(212、312、712)旋转，使得轴(206、306、706)的旋转引起所述可旋转电容器元件(11a、11a'、11a”、11a”'、411a、511a)的旋转，和/或反之亦然。
18.一种用于检测由血液凝固引起的围绕垂直轴线(212、312、612、712)的旋转的变化的电容检测装置(211、311、611、711)，所述电容检测装置包括
-可旋转介电元件(617)，其能够围绕垂直轴线(612)旋转并且不具有以垂直轴线为中心的圆形形状；
-两个固定电容器元件(11a、11b、11a'、11b'、11a”、11b”、11a”'、11b”'、611a、611b)；和
-电路，其优选地连接到固定电容器元件(11a、11b、11a'、11b'、11a”、11b”、11a”'、11b”'、611a、611b)；
其中，所述两个固定电容器元件(11a、11b、11a'、11b'、11a”、11b”、11a”'、11b”'、611a、611b)中的每一个包括至少一个导电元件；所述两个固定电容器元件(11a、11b、11a'、11b'、11a”、11b”、11a”'、11b”'、611a、611b)布置成使得电容器元件(11a、11b、11a'、11b'、11a”、11b”、11a”'、11b”'、611a、611b)的导电元件彼此面对；并且介电元件(617)至少部分地设置在所述两个固定电容器元件(11a、11b、11a'、11b'、11a”、11b”、11a”'、11b”'、611a、611b)之间。
19.根据权利要求18所述的电容检测装置(211、311、611、711)，其中，电路能够在至多5秒的时间范围内以至少0.2°的精确度检测可旋转介电元件(617)围绕垂直轴线的至少+/-2°的旋转。
20.根据权利要求18或19所述的电容检测装置(211、311、611、711)，其中，电容器元件(11a、11b、11a'、11b'、11a”、11b”、11a”'、11b”'、611a、611b)包括非导电支撑件和设置在该支撑件上的至少一个导电元件，所述非导电支撑件基本上垂直于垂直轴线(212、312、612、712)延伸。
21.根据权利要求18至20中任一项所述的电容检测装置(211、311、611、711)，其中，电容器元件(11a、11b、11a'、11b'、11a”、11b”、11a”'、11b”'、611a、611b)的非导电支撑件材料是轻质材料，所述轻质材料具有小于2.5g/cm3的质量密度。
22.根据权利要求18至21中任一项所述的电容检测装置(211、311、611、711)，其中，电容器元件(11a、11b、11a'、11b'、11a”、11b”、11a”'、11b”'、611a、611b)的非导电支撑件材料选自：PCB材料、塑料、陶瓷、玻璃和碳纤维。
23.根据权利要求18至22中任一项所述的电容检测装置(211、311、611、711)，其中，导电元件由具有大于5.104S/m的电导率的材料组成。
24.根据权利要求18至23中任一项所述的电容检测装置(211、311、611、711)，其中，导电元件由金属、金属合金、诸如导电银浆的含金属材料、石墨、石墨烯、导电聚合物或具有增加的导电性的掺杂半导体或其任何组合制成。
25.根据权利要求18至24中任一项所述的电容检测装置(211、311、611、711)，其中，导电元件的形状是：点、四方形、圆形、圆形的一段、三角形或椭圆形。
26.根据权利要求18至25中任一项所述的电容检测装置(211、311、611、711)，其中，导电元件通过光化学涂覆、溅射、金属蒸发或丝网印刷设置在非导电支撑件上。
27.根据权利要求18至26中任一项所述的电容检测装置(211、311、611、711)，其中，所述两个固定电容器元件(11a、11b、11a'、11b'、11a”、11b”、11a”'、11b”'、611a、611b)以基本上平行于彼此且平行于可旋转介电元件(617)的方式布置。
28.根据权利要求18至27中任一项所述的电容检测装置(211、311、611、711)，其中，电容器元件(11a、11b、11a'、11b'、11a”、11b”、11a”'、11b”'、611a、611b)具有基本上板状或盘状形状。
29.根据权利要求18至28中任一项所述的电容检测装置(211、311、611、711)，其中，电容器元件(11a、11b、11a'、11b'、11a”、11b”、11a”'、11b”'、611a、611b)包括至少一个正弦振荡器电极(S)、至少一个余弦振荡器电极(C)和/或至少一个拾取电极(P)。
30.根据权利要求29所述的电容检测装置(211、311、611、711)，其中，上部电容器元件(11a、11a'、11a”、11a”'、611a)包括拾取电极(P)，并且下部电容器元件(11b、11b'、11b”、11b”'、611b)包括正弦振荡器电极(S)和余弦振荡器电极(C)。
31.根据权利要求30所述的电容检测装置(211、311、611、711)，其中，上部电容器元件(11a、11a'、11a”、11a”'、611a)包括至少三个拾取电极(P)，并且下部电容器元件(11b、11b'、11b”、11b”'、611b)包括至少三个正弦振荡器电极(S)和至少三个余弦振荡器电极(C)。
32.根据权利要求29所述的电容检测装置(211、311、611、711)，其中，上部电容器元件(11a、11a'、11a”、11a”'、611a)包括正弦振荡器电极(S)和余弦振荡器电极(C)，并且下部电容器元件(11b、11b'、11b”、11b”'、611b)包括拾取电极(P)。
33.根据权利要求32所述的电容检测装置(211、311、611、711)，其中，上部电容器元件(11a、11a'、11a”、11a”'、611a)包括至少三个正弦振荡器电极(S)和至少三个余弦振荡器电极(C)，并且下部电容器元件(11b、11b'、11b”、11b”'、611b)包括至少三个拾取电极(P)。
34.根据权利要求31或33所述的电容检测装置(211、311、611、711)，其中，所述至少三个正弦振荡器电极(S)、所述至少三个余弦振荡器电极(C)和所述至少三个拾取电极(P)以交替的方式设置在支撑件上。
35.根据权利要求18至34中任一项所述的电容检测装置(211、311、611、711)，其中，所述电容检测装置(211、311、611、711)具有15g或更小的重量。
36.根据权利要求18至35中任一项所述的电容检测装置(211、311、611、711)，其中，所述可旋转介电元件(617)能够附接到用于测量样本(201、301、701)的凝固特性的仪器(221、321、721)的轴(206、306、606、706)，所述轴(206、306、606、706)能够围绕垂直轴线(212、312、612、712)旋转，使得轴(206、306、606、706)的旋转引起可旋转介电元件(617)的旋转，和/或反之亦然。
37.根据权利要求18至36中任一项所述的电容检测装置(211、311、611、711)，其中，介电元件(617)由选自以下的材料制成：聚合物材料，诸如聚乙烯(PE)或聚四氟乙烯(PTFE)；陶瓷材料，诸如滑石；玻璃材料，氧化铝；云母；二氧化硅；及其任何组合。
38.根据权利要求18至37中任一项所述的电容检测装置(211、311、611、711)，其中，介电元件(617)具有基本上板状或盘状形状。
39.一种温度控制设备(718、719)，用于在对凝血弹性测量仪器(721)中的样本(701)的凝固特性进行测量时控制杯(702)和/或杯容纳元件(710)的温度，所述温度控制设备(718、719)包括：
(a)加热器件(719)，其包括电磁辐射发射元件，该电磁辐射发射元件发射辐射，发射最大值的波长为300至3,000nm；
(b)温度感测元件(718)，其用于对波长在3,000nm以上至30,000nm的热辐射进行非接触式测量；和
(c)可选地，控制装置，其用于根据由温度感测元件(718)测量的温度来启动或停用加热器件(719)，所述控制装置优选地具有至少+/-3℃的精确度。
40.根据权利要求39所述的温度控制设备，其中，电磁辐射发射元件是二极管。
41.根据权利要求40所述的温度控制设备，其中，二极管是LED或近IR二极管。
42.根据权利要求39至41中任一项所述的温度控制设备，其中，温度感测元件是热电检测器、光敏电阻或光电二极管。
43.根据权利要求39至42中任一项所述的温度控制设备，其中，控制装置包括用于加热器电流、电压或脉冲宽度的反馈回路。
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