DE1229760B - Geraet zur Anzeige des Haematokritwertes von Blut - Google Patents

Geraet zur Anzeige des Haematokritwertes von Blut

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DE1229760B
DE1229760B DEY463A DEY0000463A DE1229760B DE 1229760 B DE1229760 B DE 1229760B DE Y463 A DEY463 A DE Y463A DE Y0000463 A DEY0000463 A DE Y0000463A DE 1229760 B DE1229760 B DE 1229760B
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Robert H Okada
Herman P Schwan
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Yellow Springs Instrument Co Inc
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Yellow Springs Instrument Co Inc
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
GOIn
Deutsche Kl.: 421-3/54
Nummer: 1229 760
Aktenzeichen; Y 463IX b/421
Anmeldetag: 23. Dezember 1960
Auslegetag: 1, Dezember 1966
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Messung und Anzeige des Hämatokritwertes von Blut, d. h., also zur Messung des Gehalts von Blut an roten Blutkörperchen.
Es sind Geräte zur Ermittlung des Hämatokritwertes von Blut bekannt, bei denen durch Zentrifugieren die roten Blutkörperchen vom Plasma getrennt werden. Die Genauigkeit derartiger Geräte ist aber nicht allzu hoch, da eine vollständige Abtrennung der roten Blutkörperchen vom Plasma nur schwer erzielbar ist. Ein weiterer Nachteil derartiger Geräte ist darin zu sehen, daß eine solche Zentrifuge im Laboratorium etwa 10 Minuten lang laufen muß; die Gesamtzeit für die Feststellung des Hämatokritwertes jeder einzelnen Blutprobe ist entsprechend hoch.
Andererseits sind Geräte zur Anzeige des Hämatokritwertes von Blut bekannt, die auf der Messung der Leitfähigkeit einer Blutprobe beruhen. Zur Messung der Leitfähigkeit wird die Blutprobe in einen der vier Zweige einer Wechselstrommeßbrücke eingeschaltet, welche ein in Hämatokritwerten geeichtes Brückeninstrument aufweist. Solche Geräte nutzen die Tatsache aus, daß rote Blutkörperchen in einem bestimmten Frequenzbereich elektrisch isolieren, während das Plasma leitend ist. Infolge dieser Tatsache kann man den Hämatokritwert durch Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit der Blutprobe bestimmen. Die bisher bekannten Geräte dieser Art erfordern die Entnahme verhältnismäßig großer Blutmengen, beispielsweise mittels einer Injektionsspritze, und dadurch wird auch die für den gesamten Meßvorgang benötigte Zeit ziemlich hoch. Bei einer Hämatokritwertbestimmung kommt es aber auf möglichst schnelles Arbeiten an, weil die durchschnittliche Gerinnungszeit von Blut nur etwa 2 bis 3 Minuten beträgt. Außerdem benötigen die meisten bekannten Geräte dieser Art durch Thermostate gesteuerte Einrichtungen zur Konstanthaltung der Bluttemperatur, um eine Meßwertverfälschung zu verhindern.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines möglichst kleinen und gut transportierbaren, direkt beim Patienten benutzbaren Geräts zur Bestimmung des Hämatokritwertes von Blut, das zur Durchführung dieser Bestimmung nur eine sehr geringe Blutmenge benötigt, die beispielsweise durch einen Fingereinstich entnommen werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Blutprobenküvette die Form eines Saugrohres sehr geringen Inhalts hat und daß längs dieses Saugrohres Elektroden für die Leitfähigkeits-
Gerät zur Anzeige des Hämatokritwertes von Blut
Anmelder:
The Yellow Springs Instrument Company,
Yellow Springs, Ohio (V. St. A.)
Vertreter:
Dr. H.-H. WiUratb, Patentanwalt,
Wiesbaden, Hildastr. 18
Als Erfinder benannt:
Robert H. Okada, Hillsborough, Calif.;
Herman P. Schwan, Radnor, Pa, (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 24, Dezember 1959
(861877)
messung angebracht sind. Infolge dieser Merkmale mißt das Gerät die Leitfähigkeit eines festliegenden Blutvolumens, das überaus gering, beispielsweise in der Größenordnung von 0,02 cms sein kann. Da die Leitfähigkeit einer festliegenden Blutmenge gemessen wird, kann das Gerät eine unmittelbare Ablesung des Volumenanteils des Bluts an roten Blutkörperchen liefern.
Zur Ausschaltung des Einflusses der Blutteraperatur auf die Messung kann in weiterer Ausbildung der Erfindung einer der drei Brüekenzweige als temperaturabhängiger Widerstand ausgebildet werden, der außen auf dem Gerät dicht neben der Buchse zum Anschluß der Blutprobenküvette angeordnet ist, Auf diese Art und Weise ist es möglich, Leitfähigkeitsschwankungen des Blutes auf Grund von Temperaturänderungen mit einer für medizinischdiagnostische Zwecke ausreichenden Genauigkeit zu kompensieren,
Die Elektroden des Saugrohres werden zweckmäßig aus Platin hergestellt; hierdurch werden mögliehe Polarisationsfehler während der Messung möglichst klein gehalten.
Die Praxis hat gezeigt, daß sich besonders gute Meßergebnisse erzielen lassen, wenn die Betriebsfrequenz der Wechselstrammeßbrücke etwa 1OkHz beträgt,
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3 4
In der Zeichnung ist ein Ausfuhrungsbeispiel der Wechselstrom-Leitfähigkeitsbriickenstromkreis mit
Erfindung dargestellt. dem Schwingungserzeuger 30, dem Brückennetz 31,
F i g: 1 ist eine schematische Ansicht eines Häma- Verstärker 32 und Detektor 33. Durchweg sind Tran-
tokritinstrumentes gemäß der Erfindung; sistoren benutzt, um ein tragbares Gerät mit niedri-
F i g. 2 ist ein schematisches Schaltbild einer be- 5 gem Leistungsbedarf zu erhalten. Spannungs- und
sonderen Ausführungsform der Erfindung. Leistungspegel sind derart, daß keine Schädigung
Gemäß Fig. 1 enthält der tragbare Gerätekörper9 der Blutprobe auftritt und diese sich nicht unter dem das ganze Instrument außer der außenliegenden Durchgang des Meßstromes erhitzt.
Saugpipette 10 für die Blutprobe; das eine Ende der Eine Wechselstrommessung wird benutzt, um Pipette wird in die Anschlußbuchse 11 eingesteckt, io Fehler infolge elektrolytischer Einwirkung zwischen nachdem die Pipette mit einer Blutprobe beschickt Plasma und Elektroden zu verhindern und Kontaktwurde. Die Blutprobe umfaßt etwa 0,02 cm3, die in potentialfehler auszuschalten. So wird der Schwindas durchsichtige Rohr 12 von dem Tropfen eines gungskreis 30 verwendet, um Wechselstrompotential Fingereinstiches mittels eines Mundsaugrohres 13 für das Brückennetz zu erzeugen. Die Frequenz ist eingesaugt werden kann, das an das Mundstück 14 15 auf ungefähr 10 kHz abgestimmt, da höhere Freangeschlossen ist. , ^ quenzen leicht Fehler infolge kapazitiver Einflüsse
Ein Elektrodenpaär 15 liegt im Rohr 12 in sol- hervorrufen, die durch die roten Blutzellen bewirkt
chem Abstand, daß es ein festgelegtes Blutproben- werden, und niedrigere Frequenzen große Elek-
volumen abgrenzt. Die Elektroden bestehen aus Pia- trodenimpedanzfehler einführen,
tin, um durch Polarisationseffekte entstehende Feh- 20 Es erwies sich als wichtig, die Elektrodenabmes-
ler klein zu halten, im übrigen wird Wechselspannung sungen innerhalb kritischer Grenzen zu halten- und
angewandt. Der Sichtbereich 20 gestattet, die Blut- sie aus einem Material wie Platin herzustellen, das
probe visuell zu überwachen, um sicherzustellen, daß Polarisationsfehler verringert (obgleich auch andere
die Blutprobe nicht1 fehlerhafte Ablesungen liefert, Materialien geringe Polarisationsneigung haben,
weil sie unsauber ist, Blasen enthält oder das Vo- 25 neigen sie mit der Zeit zur Oxydation, was reines
lumen nicht gefüllt ist. Platin nicht tut). Die Schwingungsfrequenz kann
Um den Elektfödenzellenaufbau mit der ge- empirisch auf den Elektrodenabstand und die Elek-
wünschten Volumengenauigkeit praktisch herzustel- trodengröße zusammen mit dem Zellenvolumen ab-
len, damit auch verschiedene Zelleneinheiten aus- gestimmt werden, um so die besten Abmessungen
getauscht werden können, ist eine mechanische Ein- 30 für genaue Ablesungen zu ermitteln,
stellung für die Änderung des Volumens der Zelle Wenn die Zellenabmessungen und die Schwin-
vorgesehen: Dies kann auf verschiedenen Wegen ge- gungsfrequenz einmal gewählt sind, bleiben sie fest-
schehen, z. B. durch' Einführen eines nadelartigen gelegt. Um Veränderungen in der Amplitude oder
Kolbenteiles in das Röhrchen durch einen Schraub- Frequenz des Oszillators als Funktion der Belastung
mechanismus oder durch geometrische Veränderung 35 zu vermeiden, wird die Emitter-Isolier-Nachlauf-
des ZeUenvolumena mittels einer bewegbaren Wand. trennstufe 35 benutzt, um den Transformator 36 zu
Im Meßgerätgehäuse 9 befindet sich die Anschluß- speisen. Dieser Transformator liefert den Betriebsbuchse 11, die die äußere Blutprobenzelle mit den wechselstrom an den Endklemmen 37 und 38 des Elektroden 15 aufnimmt. Die Meßskala 21 ist in Brückennetzes, so daß eine konstante Treiber-Hämatokriteinheiten kalibriert. Der prozentuale Be- 40 amplitude bei 10-kHz-Schwingungen quer über die trag der Volumenkonzentration an roten Blutzellen beiden Zweige 40 und 41 der Brückenschaltung erkann also unmittelbar auf der Skala abgelesen wer- scheint. Die Ausgangssignale werden von dem den, nachdem die Zelleneinheit eingesteckt wor- Brückennetz 31 an den Klemmen 42 und 43 abden ist. genommen.
Um ein Arbeiten in einer unkontrollierten Um- 45 Der Brückenstrom umfaßt das Eichnetz, das durch gebungstemperatur zu gestatten, ist ein wärme- die Schalter 44, 45 und 46 bedient wird. Das Brükempfindlicher Widerstand23, z.B. General Electric kennetz ist in der normalen Arbeitsstellung geType R-112, auf der Außenseite des Gehäuses an- schaltet dargestellt, wo RT ein wärmeempfindlicher geordnet und mit dem Messungsstromkreis elektrisch Widerstand ist, der in den einen Brückenarm 49 geverbunden. 50 legt ist, um Messungen zu korrigieren, die unter
Ein Doppelschalter 25 gestattet sofortige In- schwankenden Umgebungstemperaturen vorgenom-
betriebnahme der Transistorenkreise von einer im men werden.
Gerät enthaltenen Batterie aus. Ein Eichschalter und In der Fabrik erfolgt die dargestellte Eichung des
Eichungseinstellknopf 29 sind vorgesehen, um sicher- Stromkreises bei 24° C. Ein 10 000-Ohm-Präzisions-
zustellen, daß der Transistorstrom richtig eingestellt 55 widerstand ist parallel zu den Zellenklemmen 47 und
wird für den Fall, daß die Batteriespannung nach- 48 geschaltet, und mit dem Schalter 44 in Arbeits-
läßt oder sonstige Faktoren, die die Höhe der Lei- stellung (OP) wird das Potentiometer 52 auf Null
stungsabgabe des Oszillators, Leistungsgewinn von am Meßgerät 55 eingestellt. Dies bringt die Brücke
Verstärker und Detektor, die Eichung beeinträch- für den nominellen Wert von 24° C des temperatur-
tigen. Auf diese Weise kann nötigenfalls eine ein- 60 empfindlichen Widerstandes RT ins Gleichgewicht,
fache Eichung vor jeder Ablesung vorgenommen Wenn sich der Schalter 44 in Eichstellung (CAL)
werden. Wenn der Schalter 25 eingelegt wird, stellt und Schalter 46 in Prüfstellung befinden, wird die
sich das Meßgerät sofort auf Eichstellung ein und Brücke auf einen Nullwert am Meßgerät 55 durch
kann durch Knopf 29 eingeregelt werden. Einstellen des Widerstandes 50 auf den genauen
Die Arbeitsweise des Instrumentes kann unter 65 Widerstand des temperaturempfindlichen WiderBezugnahme auf das schematische Schaltbild der Standes RT eingeregelt und im Arm 49 überbrückt. Fig. 2 erläutert werden. Grundsätzlich ist der bei Nach dieser Nullpunkteinstellung wird bei Nonnaldieser Ausführungsform gezeigte Stromverlauf ein stellung des Schalters 46 die Verstärkerleistung durch
den Widerstand 54 so reguliert, daß der Zeigerausschlag 40% der vollen Skalenlänge beträgt. Dies kann beim Gebrauch des Geräts jederzeit mit Schalter 44 in Eichstellung überprüft werden.
Der Verstärker 32 ist ein zweistufiger Wechselstromverstärker mit Transistoren, der die Rückkopplung in Leitung 56 zur Stabilisierung seines Leistungsgewinnes und Steigerung seiner Eingangsimpedanz benutzt. Er ist durch den Kondensator 57 wechselstromseitig an den Diodendetektor 58 ge- ίο kuppelt, der mit Kondensator 59 eine Gleichstromablesung an dem Meßgerät 55 gestattet. Diese Anzeige ist abhängig von der Brückenabgleichung, und daher erfolgt in geeichtem Zustand eine Leitfähigkeitsmessung der Probe in der Zelle, die an die Endklemmen 47 und 48 angeschlossen ist. Bei Benutzung der beschriebenen Ausführungsform ist sehr wenig Leistung an den Zellenklemmen 47 und 48 erforderlich, und daher wird das Blut durch die angewandte Meßtechnik nicht verändert oder geschädigt.
Auf Grund der vorstehenden Beschreibung des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung für eine verbesserte Hämatokritmessung ergibt sich, daß durch die vorgeschlagenen Merkmale der Stand der Technik erheblich bereichert wird.

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Gerät zur Anzeige des Hämatokritwertes von Blut, beruhend auf der Messung der Leitfähigkeit einer Blutprobe, die in einen der vier Zweige der Wechselstrommeßbrücke eingeschaltet ist, welche ein in Hämatokritwerten geeichtes Brückeninstrument aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Blutprobenküvette (20) die Form eines Saugrohres (12) sehr geringen Inhalts hat und daß längs des Saugrohres Elektroden (15) für die Leitfähigkeitsmessung angebracht sind.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der drei Brückenzweige (49) als temperaturabhängiger Widerstand (RT) ausgebildet ist, der außen auf der Baueinheit dicht neben der Buchse (11) zur Aufnahme der Blutprobenküvette (20) angeordnet ist.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blutprobenküvette (20) mit einem Schaufenster versehen ist, durch das das Blut bei dessen Entnahme visuell beobachtet werden kann.
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (15) des Saugrohres (12) aus Platin bestehen.
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsfrequenz der Wechselstrommeßbrücke (31) etwa 10 kHz beträgt.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1058 147;
USA.-Patentschriften Nr. 2 555 937, 2 886 771;
Zeitschrift exp. Med., 109, 1941, S. 531 bis 545; Nature, 134, 1934, S. 102/103;
Erg. d. Biophys., Forschg. in Einzeldarst, Bd. 1, 1938, Kap. IL
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
609 729/352 11.66 ® Bundesdruckerei Berlin
DEY463A 1959-12-24 1960-12-23 Geraet zur Anzeige des Haematokritwertes von Blut Pending DE1229760B (de)

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