DE1937471C3 - Vorrichtung zur Bestimmung der Blutgerinnungszeit - Google Patents

Description

Detektor aufweisenden photoelektrischen Einrich- Probe befindet.

tung zur Erzeugung eines den Probenbehälter durch- 45 Hierbei kann der Probenbehälter einen hydrophilen

querenden Lichtstrahls und eines elektrischen Signals Oberflächenüberzug an den Stellen der Oberfläche

entsprechend dem jeweiligen Lichteinfall auf den De- aufweisen, die mit dem Gemisch aus Reagenz und

tektor, und einem Zeitmeßgerät zur Messung des Probe während der Kippbewegungen des Probenbe-

Zeitintervalls zwischen der Zugabe des Reagenzes hälters in Kontakt gelangen.

zur Probe und der durch die photoelektrische Ein- 50 Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung

richtung auf Grund einer Änderung des Signals fest- können Blutgerinnungstests des verschiedensten Typs

gestellten Gerinnung. durchgeführt werden. So eignet sich zum Beispiel die

Eine Vorrichtung dieser Art ist beispielsweise aus erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung der

der USA.-Patentschrift 3 307 392 bekannt, wobei die sogenannten Prothrombinzeit, die in der Weise

sich während der Bildung des Gerinnungspropfens 55 durchgeführt wird, daß eine Blutprobe mit einer

ändernde optische Dichte des aus der Probe und dem Thromboplastin-Calcium-Lösung vermischt und die

Gerinnungsreagenz bestehenden Gemisches als Ab- Zeit bis zur Gerinnung des Gemisches ge; essen

nähme der Intensität des durch die Probe gehenden wird.

Lichtstrahls mit zunehmender Gerinnung der Probe Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in registriert wird. Die Probe bleibt hierbei unbeweglich So den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher

und in einem stets gleichbleibenden Winkel zum erläutert.

Lichtstrahl angeordnet. Die hiermit erzielbaren Er- In den Zeichnungen stellen dar
gebnisse vermögen jedoch hohen Anforderungen an Fig. 1 und2 einen schematischen Aufriß einer erGenauigkeit und Reproduzierbarkeit nicht zu genü- findungsgemäßen Vorrichtung in zwei verschiedenen gen. Ferner erlauben derartige Messungen nicht ohne 65 Stellungen,

weiteres die Bestimmung der Gerinnungszeit von un- F i g. 3 eine Blockzeichnung einer Vorrichtung zur

verändertem Blut, das heißt von Blut, das vorher automatischen Bestimmung der Blutgerinnungszeit,

nicht von den roten Blutkörperchen befreit wurde, F i g. 4 einen schematischen Aufriß einer weiteren

trische System erzeugten Impulse bewirkt. Diese Änderung der Charakteristik der Impulse wird durch die nachfolgende allmähliche Bildung eines Gerinnsels verstärkt. Ist die Probe schließlich vollständig 5 geronnen, daß heißt ist sie zu einer vergleichsweise festen Masse verformt, die sich beim Kippen des Probenbehälters 13 nicht mehr bewegt, so erzeugt das photometrische System nicht langer praktisch voneinander getrennte Impulse, sondern vielmehr ein

bald eine bestimmte Änderung in der Kurvenform oder Verminderung der Amplitude der Impulse eintritt oder sobald die Impulse völlig aufhören. Da das

wird, kann auf diese Weise liie Gerinnungszeit direkt abgelesen werden.

Die Bestimmung der Gerinnungszeit wird in den

Vorrichtung zur serienmäßigen Bestimmung verschiedener Blutproben,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines zur Verwendung in der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung geeigneten Probenbehälters sowie

F i g. 6 und 7 Querschnitte durch eine andere Ausführungsform von Vorrichtungen zur serienmäßigen
Bestimmung von Blutproben.

Die in den Fig I und2 schematisch gezeigte

Vorrichtung besteht aus einem Halter 10, der um ¹⁰ konstantes Ausgangssignal,

eine horizontale Achse 11 drehbar gelagert ist. Eine Zur Bestimmung der Gerinnungszeit wird daher, je

vertikale Bohrung 12 im Kippblock 10 dient zur Auf- nachdem welche Stufe der Gerinnungsbildung als

nähme eines Probenbehälters 13, der ein abgemesse- Endpunkt des Gerinhungstests gewählt wird, das

nes Volumen der Blutprobe, für die die Gerinnungs- photometrische System so ausgebildet, daß es ein

zeit, .'.um Beispiel Prothrombinzeit, bestimmt werden *5 Zeitmeßgerät zum Stoppen bringt, sobald sich der

soll, enthält. Der Halter 10, der aufgeheizt und mit Charakter der Impulse zu ändern beginnt oder soeiner Temperatursteuerungsvorrichtung versehen ist,
die es ermöglicht, die zu untersuchende Blutprobe
auf einer bestimmten Temperatur zu halten, ist mit

einem nicht gezeigten Kippantrieb verbunden, der ²⁰ Zeitmeßgerät bei der Zugabe des Gerinnungsreagenz

da/u dient, den Halter zusammen mit dem darin be- zu der zu untersuchenden Probe in Gang gesetzt findlichen Probenbehälter 13 zwischen den in den
Fig. 1 und 2 dargestellten Stellunger hin und her zu
bewegen oder zu kippen, so daß die Oberfläche 14

der Blutprobe im Verhältnis zu den Wänden der Pro- »5 Fig. 1 bis 3 näher veranschaulicht.

berühre wiederholt unterschiedliche Lagen einnimmt. Gemäß dem in Fig. 3 dargestellten Blockdia-

Der Halter 10 enthält ferner die Bauelemente eines gramm wird mit Hilfe einer Reagenzverteiler- und pli »tometrischen Systems, nämlich eine Licht- Probeneinspeisvorrichtung 18 ein Probenbehälter 13 quelle 15 und eine photoelektrische Zelle 16. Die beschickt, der ein vorbestimmtes Volumen an anti-Lichtquelle 15 ist in der Weise angeordnet, daß ein 3o koaguliertem, unverändertem Blut oder Blutplasma Lichtstrahl durch den Probenbehälter 13 hindurch- enthält und sich in dem in Fig. 1 dargestellten HaI-dringt und auf die photoelektrische Zelle 16 trifft. ter 10 befindet. Ein Reagenzverteiler, daß heißt eine Der Lichtstrahl wird in den Figuren durch eine ge- r.ich wieder auffüllende, heberähnliche Pipette, deren strichelte Linie 17 dargestellt und ist relativ zum Pro- Nachfüll- oder Ansaugleitung mit einer das Reagenz benbehälter 13 so eingestellt, daß er die Blutprobe 35 enthaltenden Flasche verbunden ist, wird sodann benicht trifft, wenn sich der Halter 10 in der in Fig. 1 tätigt, um eine vorbestimmte Menge an Reagenz in wiedergegebenen Stellung befindet, daß er jedoch an- die Untersuchungsprobe einzubringen. Die Zuführdererseits die Oberfläche 14 der Blutprobe schneidet, oder Ausflußleitung des Reagenzverteilers kann so wenn sich der Halter 10 in der in Fi g. 2 wiedergege- angeordnet sein, daß das flüssige Reagenz in die Unbenei. Stellung befindet. Wird daher während der 40 tersuchungsprobe in solcher Richtung eingeleitet Messung der Halter 10 mit dem darin befindlichen wird, daß eine wirksame Durchmischung der Probe Probenbehälter 13 in regelmäßigen Zeitabständen, und des Reagenzes bewirkt wird,
zum Beispiel ein- oder zweimal pro Sekunde, hin- Die Betätigung des Reagenzverteilers wird dazu und hergekippt, so ändert sich der Lichteinfall auf benutzt, eine Probennummerneinheit eines Zählers die photoelektrische Zelle 16 und damit das Aus- 45 mit Druckwerk 20 zu rücken, um auf diese Weise die gangssignal des photometrischen Systems mit dersel- Nummer der zu testenden Probe zu bezeichnen und ben Frequenz. Mit anderen Worten, solange die zu registrieren. Die Betätigung des Reagenzverteilers Blutprobe in dem Probenbehälter 13 stark flüssig stellt ferner eine Zeitmeßeinheit des Zählerschrei- und fließfähig bleibt, bewirkt das Kippen im photo- bers 20 mit Druckwerk nach und löst ferner die Inbenietrischen System die Erzeugung einer Reihe von 5° triebsetzung eines Kipperantriebsmotors 21 aus, so ähnlich ausgebildeten elektrischen Impulsen mit daß der Kippblock 10 mit dem Probenbehälter 13 in praktisch konstanten Amplituden und zeitlichen Ab- regelmäßigen Zeitabständen vor- und zurückgekippt ständen. wird.

Im Laufe der Bildung eines Gerinnsels ändert sich Die von dem photometrischen System erzeugten, der Charakter des Ausgangssignals des photometri- 55 durch die Kippbewegung des Probenbehälters 13 besehen Systems, und diese Änderung wird zur Bestim- dingten Impulse werden einem Ausgleichsfühler 22 mung der Gerinnungszeit benutzt. Der Gerinnungs- zugeführt, der zum Beispiel ein sogenannter bildung geht ein Anstieg der optischen Dichte des Schmitt-Trigger sein kann, der aus den einkommenniutplasmas voraus. Wird die Messung unter Ver- den, abgerundeten Impulsen, sobald diese einen vorwendung von Blutplasma durchgeführt, das heißt, ίο bestimmten Wert oder eine vorbestimmte Amplitude wurden die roten Blutkörperchen aus der Blutprobe erreicht haben, Rechteckimpulse erzeugt. Die Rechtentfernt, so kann gegebenenfalls auch dieser Dichte- eckimpulse werden einer Fensterschalung 23 zugeanstieg für die Messung benutzt werden. Wichtiger führt, die so ausgestaltet ist, daß sie einen Sperrme- und nützlicher ist jedoch der nachfolgende, durch die chanismus der Zeitmeßeinheit des Zählerschrei-Fibrinbildurtg bedingte Anstieg der Viskosität der «₃ bers 20 mit Druckwerk außer Betrieb hält, solange Probe, da dieser Viskositätsanstieg eine Änderung sie die Rechteckimpulse in der Kippfrequenz entspreder Amplitude oUer Kurvenform und möglicherweise chenden Zeitabständen empfängt,
auch fine Zeitverschiebung der durch das photome- Die Zeitmeßeinheit des Zählerschreibers 20 wird

von einem Uhrimpulsgenerator 24 angetrieben, und sobald das Reagenz zugegeben ist und die Kippbewegung beginnt, werden Zählräder der Zeitmeßeinheit mit einer von Taktimpulsen gesteuerten Geschwindigkeit in Gang gesetzt. Sobald die Probe koaguliert ist und demzufolge die Impulse von dem photometrischen System geändert werden, so daß die Rechteckimpulse von dem Ausgleichsfühler 22 aufhören oder zeitlich versetzt werden, kann die Fensterschaltung 23 den Sperrmechanismus der Zeitmeßeinheit nicht langer außer Betrieb lassen. Dies führt dazu, daß die Zeitimeßeinheit gestoppt wird, und deren Stellung zeigt die Zeit an, die zwischen der Zugabe des Reagenzes und der Gerinnung der Probe vergangen ist.

In den F ι |j. 4 und 5 wird eine Ausfiihrungsform veranschaulicht, die das serienmäßige Testen von zehn verschiedenen Proben ermöglicht, die in den in einem Gestell 25 befindlichen Probenbehältern 13 enthalten sind. Das Probenbehältergestell 25 weist fUr jeden Probenbehälter 13 ein Blindloch 26 auf. In Übereinstimmung mit jedem dieser Blindlöcher 26 befindet sich eine Durchbohrung 27, durch welche der Lichtstrahl von der Lichtquelle 15 hindurchtreten kann, so daß er auf die photoclektrische Zelle 16 auftrifft. Eine Haltevorrichtung 28 am Gestell 25 dient dazu, einen entfernbaren Streifen 29 aus Papier oder einem iinderen geeigneten Material zu befestigen, auf dem Daten, zum Beispiel die Probennumnier und die Gerinnungszeit, in Übereinstimmung mit jedem der Blindlöcher26 mit Hilfe des Zählerschreibers 20 mit Druckwerk aufgezeichnet werden. Das Gestell 25 ist in Längsrichtung in dem Halter 10 verschiebbar, und für jede der zu untersuchenden Proben wird das Gestell in der Weise vorgeschoben, daß sich die zu untersuchende Probe in Übereinstimmung mit der Lichtquelle 15 und der photoelektrischen Zelle 16 befindet.

Nachdem das Reagenz zu der zu untersuchenden Probe zugesetzt wird, wird der Halter 10 um die Achse 11 zwischen dar in Fig. 4 gezeigten aufrechten Stellung und einer in Fig. 4 durch strichpunktierte Linie 30 angezeigten Stellung vor- und zurückgekippt. Sobald die Probe geronnen ist und die Schreibräder des Zählerschreibers mit Druckwerk 20 auf die gefundene Gerinnungszeit eingestellt sind, wird der Halter 10 entgegen dem Uhrzeigersinn gekippt, so daß die Schreibräder auf den Streifen 29 eingreifen und die Probenummer und die Gerinnungszeit auf difcaem aufzeichnen.

In den F i g. 6 und 7 wird eine weitere Ausfiihrungsform veranschaulicht, die ein serienmäßiges Testen von Blutproben ermöglicht. Gemäß dieser Ausführungsform ist die Durchführung der Prothrombinzeitbestimmung nach der sogenannten Zweistufenmethode in besonders vorteilhafter Weise möglich. Die Probenbehälter 13 werden durch eine Kette 31, die stufenweise auf einer horizontalen Trägervorrichtung 32 fortbewegt wird, gehalten. Die Kette wird über ein in der Trägervorrichtung 32 befindliches Loch 33 geführt. In Übereinstimmung mit diesem Loch 33 ist unterhalb desselben der Halter 10 um seine horizontale Achse 11 angeordnet.

Ein Schiefoestab 34 mit einem Kopfteil 35 erstreckt sich durch die Bohrung 12 in dem Halter 10 und ist beweglich angeordnet zwischen der in F i g. 6 gezeigten Stellung, in der sich das Kopfteil in dem Loch der Trägervorrichtung 32, befindet und wo dessen obere Oberfläche mit der oberen Oberfläche der Trägcrvorrichtung eine Ebene bildet, sowie finer in I*" i g. 7 gezeigten Stellung, in der das Kopfteil 3f! in ein Trägerteil 36 versenkt ist, um auf diese Weise das Kippen des Halters 10 um seine Achse 11 zu ermöglichen. Der Schiebestab 34 ist an die Verteiierrörire oder -zuleitung des Reagenzverteilers 19 angeschlossen, so daß er sich im Gleichklang mit dieser auf und ab bewegt.

ίο Während des schrittweisen Vorrückens der Kette 31 befindet sich der Schiebestab 34 in seiner oberen Lage, so daß die Kettenglieder über eine ebene Oberfläche gleiten und die Probenbehälter 13 in den Bohrungen der Kettenglieder in senkrechter Lage gehalten werden. Befindet sich ein Probenbehälter 13 auf dem Kopfteil 35 des Schicbestabes, wie dies in Fig. 6 dargestellt wird, so wird der Schiebestab in seine untere Stellung bewegt, um auf diese Weise den Probenbehälter in den darunter befindli-

«o chen Halter 10 zu überführen. Danach wird das Reagenz zugesetzt und der Halter 10 um seine Achse Il vor- und zurückgekippt, wie dies in Fig. 7 dargestellt wird und vorstehend beschrieben wurde. Nach der Bestimmung der Gerinnungszeit wird derSchiube-

»5 stab 34 in seine obere Stellung angehoben, um den Probenbehälter 13 in die Kette 31 zurückzubefördern, die dann um einen Schritt weiterbefördert wird, so daf, der nächste Probenbehälter 13 auf das Kopfteil 35 des Schiebestabes zu stehen kommt.

Zur Durchführung der Messungen ist es von besonderer Wichtigkeit, die Teile der inneren Oberfläche der Probenbehälter 13, die mit den Untersuchungsproben in Kontakt gelangen, mit geeigneten Oberflächeneigenschaften zu versehen, da anderweitig die Oberflächen der Proben relativ zu den Probenbehältern keine Bewegung ausführen, die die Erzielung genauer und reproduzierbarer Ergebnisse ermöglicht. Aus bestimmten Gründen ist es oftmals von Vorteil oder sogar notwendig, Probenbehälter aus Kunststoffen zu verwenden, doch verhinder: die Nichtbenetzbarkeit oder der hydrophobe Charakter der Kunststoffe die angestrebte gleichförmige Bewegung der Probenoberfläche, relativ zu den Probenbehältern. Diese Schwierigkeit läßt sich jedoch in der

Weise beheben, daß die innere Oberfläche der Probenbehälter mit PolyoxyäthylensorbitanmonocDleat überzogen wird, einem im Handel erhältlichen Netzmittel.

Ein derartiger Überzug kann in folgender Weise

aufgebracht werden: Die Probenbehälter, die zum Beispiel aus Polystyrol bestehen können, werden zunächst mit einer 0,7 "/eigen Lösung des Beschichtuiigsstoffes in Alkohol gefüllt. Dann werden die Probenbehälter mit der Oberseite nach unten gewen

det, um die überschüssige Beschichtungslösunj; au: den Behältern auslaufen zu lassen, so daß nur eir dünner Film der Lösung an der inneien Oberflächf zurückbleibt. Der gebildete Film wird sodann etw; eine halbe Stunde lang bei etwa 50° C getrocknet

Co Der erhaltene Überzug verleiht der inneren Ober fläche der Probenbehälter sehr gute Fließeigenschaf ten und ist gleichzeitig mit dem Kunststoff und den Blut verträglich und ermöglicht auch eine lange La gerung derartiger beschichteter Probenbehälter.

Obwohl vorstehend eine Ausführungsforrr be schrieben wurde, nach der der Kippblock mit den Probenbehälter oder den Probenbehältern zwische einer aufrechten Stellung und einer auf einer Seit

der aufrechten Stellung befindlichen gekippten Stellung gekippt wird, ist es selbstverständlich auch möglich, die Kippbewegungen auf zwei gekippte Stellungen, nämlich auf beide Seiten von der aufrechten Stellung, zu erweitern. Im erstgenannten Fall wird für jede vollständige Kippbewegung ein Impuls erzeugt, wohingegen im zweiten Fall für jede komplette Kippbewegung zwei Impulse erzeugt werden, so daß auf diese Weise die Genauigkeit der Gcrinnungszcitbestiru'rumg erhöht werden kann. Es ist ferner offensichtlich, daß die Kippfrequenz und der Kippwinkcl je nach dem Typ der durchzuführenden Bestimmung, den Dimensionen der verwendeten Probenbehälter, dem Volumen der zu untersuchenden Proben u. dgl. verändert werden können. Versuche haben gezeigt, daß eine Kippfrequenz von ein oder zwei Zyklen pro Sekunde und ein Kippwinkel von etwa 45° für die meisten Typen von Bestimmungsmethoden geeignet sind.

Es muß noch erwähnt werden, daß in einigen Fällen, zum Beispiel bei der Durchführung sogenannter Siebtests, die genaue Gerinnungszeit von nachgcordnctem Interesse ist. In den angegebenen Fällen wird vielmehr untersucht, ob die Gerinnungszeit oberhalb oder unterhalb eines bestimmten Wertes liegt. Die beschriebenen Vorrichtungen können derartigen

ίο Tests in vorteilhafter Weise angepaßt werden. St) kann zum Beispiel die mit dem photometrischen System verbundene Anordnung so geschaltet werden, daß nach Ablauf einer bestimmten Zeit nach der Zugabe des Reagenzes eine von zwei verschiedenen Anzeigen erfolgt, je nachdem, ob die als Folge der Kippebewegungen erzeugten Impulse aufhören oder nicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409648/111

Claims (2)

ι 2 da es auf Grund der hohen optischen Dichte der ro- Patentansorüche· ten Blutkörperchen extrem schwierig oder sogar im- Patentansprüche. jwj ^v^ ^^ mm^ der Ge„nnungs. h Dh d jj ^^ ^^ mm^ g

1. Vorrichtung zur Bestimmung des Zeitinter- pfropfen bedingten Anstieg der optischen Dichte des valls zwischen der Zugabe eines Gerinnungsrea- 5 Plasmas zu messen. AnsW
genzes zu einer Blut- oder Plasmaprobe und dem Ferner ist es aus der deutsche« Ausle|
Eintritt der Gerinnung der Probe mit einem 1022 822 bekannt, die Probe *»ttels eines «
durchsichtigen Probenbehälter, einer eine Licht- bes einer Bewegung ^^^'^'T^Zl quelle und einen lichtempfindlichen Detektor gung ohne Einfluß auf den über deOb«^"β der aufweisenden photoelektrischen Einrichtung zur w Probe hinweggehenden Lichtstrahl bleibt, solange die Erzeugung eines den Probenbehälter durchqueren- Probe flüssig ist. Bei Gerinnung der Prcbe erfolgt den Lichtstrahls und eines elektrischen Signals dann eine Änderung des Impulscharakters was zu entsprechend dem jeweiligen Lichteinfall auf den einer Unterbrechung bzw. Intens.tatsschwachung des Detektor, und einem Zeitmeßgerät zur Messung Lichtstrahls führt. Hierbei bewegt sich jedoch der des Zeitintervalls zwischen der Zugabe des Rea- 15 Probenbehälter relativ zum Lichtstrahl, wodurch Regenzes zur Probe und der durch die photoelektri- flexe an der Oberfläche des Probebehalters zu falsche Einrichtung auf Grund einer Änderung des sehen Meßergebnissen führen können. Darüber hin-Signals festgestellten Gerinnung, dadurch aus können keine Fehlerquellen durch Auswertung gekennzeichnet, daß sowohl der Proben- der Änderung der Impulsform vermieden werden da behälter (13) als auch die photoelektrische Ein- ™ nur zwischen Vorhandensein und ^chrvornanüenrichtung (15, 16, 17) in einem Halter (10), wel- sein des optisch-elektrischen Signals unterschieden eher in regelmäßigen Zeitabständen um eine hori- wird. Zudem ist hierbei Voraussetzung, dali auch zontale Achse (11) hin- und herkippbar ist, der- nach der Gerinnung eine einigermaüen ebene Uberart angeordnet sind, daß der Lichtstrahl (17) bei fläche der Probe vorhanden ist, wahrend sich in vertikaler, nicht gek.ppter Stellung des Halters a₅ Wirklichkeit bei der Gerinnung die Probe zu einem (10) sich über der Oberfläche (14) der in den Klumpen am unteren Teil des Probenbenatters zu-Probenbehälter (13) eingebrachten Probe befin- sammenzieht, wodurch eine weitere Fehlerquelle gedet. geben ist, da sie unter Umständen nur wenig auf den

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Lichtstrahl einwirken kann.

kennzeichnet, daß der Probenbehälter (13) einen 30 Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine hydrophilen Oberflächenüberzug an den Stellen Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, die Geder Oberflachen aufweist, die mit dem Gemisch rinnungszeit von Blut- und Plasmaproben genauer aus Reagenz und Probe während der Kippbewe- und reproduzierbarer als bisher zu messen, um die gungen des Probenbehälter (13) in Kontakt ge- genannten Nachteile zu vermeiden,
langen. 35 Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sowohl der Probenbehälter als auch

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrich- die photoelektrische Hinrichtung in einem Halter,

tung zur Bestimmung des Zeitintervalls zwischen der welcher in regelmäßigen Zeitabständen um eine hon-

Zugabe eines Gerinnungsreagenzes zu einer Blut- 4° zontale Achse hin- und herk;;>pbar ist, derart an-

oder Plasrr.aprobe und dem Eintritt der Gerinnung geordnet sind, daß der Lichtstrahl bei vertikaler,

der Probe mit einem durchsichtigen Probenbehälter, nicht gekippter Stellung des Halters, sich über der

einer eine Lichtquelle und einen lichtempfindlichen Oberfläche der in den Probenbehälter eingebrachten