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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine
Einrichtung zur Untersuchung der Thrombozytenfunktion des
Blutes.
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Es sind verschiedene Einrichtungen zur Untersuchung der
Aggregation der Blutplättchen bzw. der Koagulation des Blutes
bekannt. Beispielsweise geht aus der EP 0223044 B1 eine
Einrichtung hervor, bei der das Blut aus einem Blut-
Vorratsraum mit der Hilfe eines in einem Zylinder bewegbaren
Kolbens durch eine Apertur hindurchgesaugt und der Druck im
Raum zwischen dem Kolben und dem eingesaugten Blut gemessen
werden, wobei der Kolben durch einen Antrieb so bewegt wird,
dass ein Solldruckwert im Raum gehalten wird. Die Bewegung
des Kolbens dient als Maß für die Blutflussmenge.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein
Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, die eine genaue
Bestimmung der Thrombozytenfunktion des Blutes ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des
Patentanspruches 1 und durch eine Einrichtung zur
Durchführung dieses Verfahrens gelöst.
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Der wesentliche Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht
darin, dass eine genaue Bestimmung der Blutplättchen-Delay-
Time möglich ist, durch die das arterielle Thrombuswachstum
gesteuert bzw. beeinflusst wird. Dadurch, dass
erfindungsgemäß die Messung der genannten Delay-Time der
Blutplättchen ermöglicht wird, können erstmalig Aussagen über
z. B. bestehende Krankheitsrisiken, wie die arterielle
Thromboseneigung, beispielsweise über das Herzinfarktrisiko
eines Patienten, getroffen werden. Zur Beseitigung solcher
Risiken können erstmals Medikamente entwickelt werden, die
sich gezielt auf die Blutplättchen-Delay-Time auswirken.
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Durch eine besondere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Einrichtung als Wegwerfteil kann die Bestimmung der
Blutplättchen-Delay-Time an frischem Blut eines Patienten
sozusagen "bedside" sehr schnell (ohne Antikoagulation)
bestimmt werden.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen gehen aus den
Unteransprüchen hervor.
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Im folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen
im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Einrichtung zur
Bestimmung der Blutplättchen-Delay-Time;
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Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung der Abhängigkeit des
Apertur-Durchmessers von der Zeit, bedingt durch den
Verschluss durch Blutplättchen;
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Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung der Wand-Scherrate in
Abhängigkeit von der Zeit und
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Fig. 4 in schematischer Darstellung eine als Wegwerfteil
ausgebildete Einrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Zur der Erfindung führten die folgenden Überlegungen und
Erkenntnisse. Eine zeitabhängige Bestimmung des Zusetzens
einer Apertur durch Blutplättchen beim Durchströmen von Blut
hat überraschenderweise ergeben, dass sich die Apertur in
einer ganz definierten Weise verschließt, nämlich
entsprechend der in der Fig. 2 dargestellten Geraden, deren
Steigung die Wachstumsrate angibt. Bei einer gleichzeitigen
Berechnung der zeitabhängigen Wand-Scherrate der
Blutplättchen, die ein Maß für die Transportrate der
Blutplättchen darstellt, wurde erkannt, dass die Wand-
Scherrate von einem anfangs niedrigen Wert im Bereich der
Apertur stark ansteigt. Da die Wachstumsrate während dieser
Zeit aber exakt gleich bleibt, kann gefolgert werden, dass
eine Blutplättchen-Delay-Time besteht, die diejenige Zeit
angibt, nach der die einzelnen Blutplättchen erst ein
Anhaften anderer Blutplättchen zulassen. Anders ausgedrückt
"bestimmt" jedes Blutplättchen wann, d. h. also nach welcher
Verzögerungszeit bzw. Delay-Time, andere Blutplättchen an ihm
haften dürfen. Diese Blutplättchen-Delay-Time ist im
Zusammenhang mit bestimmten Gesundheitsrisiken und mit der
Entwicklung von Medikamenten von größter Bedeutung. Dies
bedeutet, dass durch die erfindungsgemäße Ermittlung der
genannten Steigung, d. h. also der Blutplättchen-Delay-Time,
gezielte Aussagen über Gesundheitsrisiken, z. B. über das
Herzinfarktrisiko eines Patienten, getroffen werden können
und dass daher gezielt Medikamente entwickelt werden können,
die Blutplättchen-Delay-Time beeinflussen.
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Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine
vorliegende Einrichtung zur Ermittlung der Blutplättchen-
Delay-Time. Im wesentlichen wird dabei entsprechend dem Pfeil
1 Blut aus einem nicht näher dargestellten Vorratsraum,
beispielsweise über eine Kapillare 4, die einen
Strömungswiderstand Wc für das Blut bildet, durch eine
Apertur 3 eines Aperturhalters 2 hindurchbewegt. Die Apertur
3 bildet einen Strömungswiderstand Wa für das Blut.
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Nach der folgenden Gleichung
(Q = Blutflussvolumen pro Zeit)
sowie nach dem Hagen-Poiseuilleschen Gesetz
kann durch zeitabhängiges Messen des Widerstandes Wa der
hämodynamisch wirksame Radius der Apertur 3 gemäß der
Gleichung
berechnet und gemäß Fig. 2 über der Zeit aufgetragen werden.
In den Gleichungen 1 bis 3 bezeichnen:
Δp den Druckabfall an der Apertur, Wa den Strömungswiderstand
an der Apertur, µ die Viskosität des durch die Apertur
strömenden Blutes, l die Dicke der Apertur und r den Radius
derselben.
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Aus der Fig. 2 ist erkennbar, dass sich die Öffnung der
Apertur 3 in Abhängigkeit von der Zeit überraschend
entsprechend einer Geraden mit einer konstanten Steigung
mit einem sehr hohen statistischen
Wahrscheinlichkeitswert: z. B. RSq = 0,982 ganz definiert
verschließt. Wenn man einen Plättchendurchmesser von 2 µm
annimmt, erhält man eine Plättchen-Delay-Time von 2/0,7 = 2,8
sec. Bei einer ersten Kontrollperson mit normaler
Plättchenfunktion wurde eine Plättchen-Delay-Time von 2,77
±0,32 sec bestimmt. Die Anzahl der Messungen war 11. Bei
einer zweiten Kontrollperson betrug die Plättchen-Delay-Time
2,65 ± 0,1 sec, bei ebenfalls 11 Messungen und einer normalen
Plättchenfunktion.
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Anstelle des Druckabfalles Δp an der Apertur 3 kann auch der
Druckabfall Δp' an der Kapillare 4 und der Apertur 3 gemessen
werden, wobei dann zur Bestimmung der Wachstumsrate der
Strömungswiderstand Wc der Kapillare 4 abgezogen werden muss.
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Nach der Formel:
lässt sich die Wand-Scherrate yw im Bereich der Apertur 3
errechnen und gemäß Fig. 3 zeitabhängig auftragen. Es ergibt
sich, dass die Transportrate der Plättchen an dem Thrombus,
die annähernd proportional der Wand-Scherrate ist, um den
Faktor 4 im Laufe der Messung ansteigt. Während dieses
Anstiegs bleibt aber gemäß Fig. 2 die Wachstumsrate des
Thrombus exakt gleich. Daraus folgt, dass die einzelnen
Blutplättchen im Bereich der Apertur 3 gemäß einer Plättchen-
Delay-Time bestimmen, wann andere Blutblättchen an ihnen
anhaften dürfen. Die Blutplättchen-Delay-Time entspricht also
der Zeitdifferenz zwischen der Adhäsion eines Blutplättchens
an der Wand der Apertur 3 oder an einem anderen Blutplättchen
und dem Anhaften eines weiteren Blutplättchens.
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Die Fig. 4 zeigt eine Ausgestaltung der vorliegenden
Einrichtung in schematischer Darstellung, wobei Blut aus
einem Blut-Vorratsraum 10 mit der Hilfe eines Kolbens 12
durch die Apertur 3 in einen Blut-Sammelraum 14 gepresst bzw.
befördert wird. Der Blut-Vorratsraum 10 ist vorzugsweise in
einem Zylinder 16 ausgebildet, in dem der Kolben 12
verschiebbar angeordnet ist. Die Kolben-/Zylinder-Anordnung
12, 16 kann zweckmäßigerweise die Form einer Blutentnahme-
Spritze aufweisen, wobei der Blut-Vorratsraum 10 bei der
Entnahme von Blut aus der Vene eines Patienten gefüllt wird.
Nach Entfernen der Entnahmekanüle kann das vordere Ende 18
der Kolben-/Zylinder-Anordnung 12, 16 mit einem den Blut-
Sammelraum 14 umfassenden Teil verbunden werden, das
vorzugsweise als Wegwerf- oder Einmalteil ausgebildet ist,
wobei das Teil seiner mit der Kolben-/Zylinder-Anordnung 12,
16 verbindbaren Zugangsöffnung 20 nachgeschaltet einen
Aperturhalter 22 mit der Apertur 3 aufweist, durch die beim
Betätigen des Kolben 12 in der Richtung des Pfeils 24 das
Blut aus dem Blut-Vorratsraum 10 in den Blut-Sammelraum 14
hindurchtritt.
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Der Apertur 3 kann, wie bereits bekannt, eine Kapillare (in
Fig. 1: Bezugszeichen 4) vorgeschaltet werden.
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Zur Messung des Druckabfalls an der Apertur 3 kann das
Wegwerfteil einen in oder entlang seiner Wandung von außen zu
dem der Apertur 3 vorgeschalteten Raum verlaufenden Durchgang
26 aufweisen, der in einem Messgerät bei der Durchführung von
Messungen mit einer Druckmesseinrichtung verbunden wird.
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Ein Vorteil besteht dabei darin, dass das Wegwerfteil zur
Durchführung des vorliegenden Verfahrens nach einer
Blutentnahme, beispielsweise am Bett eines Patienten, direkt
mit der zur Blutentnahme dienenden Kolben-/Zylinder-Anordnung
12, 16 verbunden und zusammen mit der Kolben-/Zylinder-
Anordnung 12, 16 in das das vorliegende Verfahren ausführende
Messgerät eingesetzt werden kann, das den Kolben 12 betätigt.
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Es wird darauf hingewiesen, dass es zur Messung mit geringem
Blutvolumen (z. B. in der Pädiatrie) von Vorteil sein kann,
bei der Durchführung des vorliegenden Verfahrens den Kolben
12 nicht kontinuierlich, sondern ruckartig zu betätigen,
wobei beispielsweise die Bewegung des Kolbens 12 in
Zeitintervallen, die in der Größenordnung von 3 Sekunden
liegen können, unterbrochen wird.
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Es kann auch z. B. zur Messung mit wenig Blut nur ein
Teilbereich der Geraden dr/dt der Fig. 2 gemessen werden,
wobei die entsprechende Blutungszeit durch Extrapolieren
ermittelt werden kann.
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Da man weiß, dass eine Gerade zu ermitteln ist, können
Messungen mit starken Abweichungen als fehlerhaft erkannt und
durch Extrapolieren in den Abweichungsbereichen korrigiert
werden.
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Da die Plättchen-Delay-Time nicht von dem Kapillarwiderstand
abhängig ist, gehen im Falle der Verwendung einer Kapillare
Kapillarfehler nicht in die Messung ein, so dass die
Messgenauigkeit und -zuverlässigkeit erhöht werden können.