DE1947051A1

DE1947051A1 - Verfahren und Anordnung zur Ermittlung der Blutgerinnzeit

Info

Publication number: DE1947051A1
Application number: DE19691947051
Authority: DE
Inventors: Ur Dr Amiram
Original assignee: UR DR AMIRAM
Current assignee: UR DR AMIRAM
Priority date: 1968-09-27
Filing date: 1969-09-17
Publication date: 1970-06-11
Also published as: IL33080A; IT942031B; GB1299363A; DE1947051B2; CH517942A; IE33584L; NO132851B; AT320864B; US3699437A; NL6914627A; FR2019062A1; IL33080A0; BE739401A; NO132851C; IE33584B1; SE379860B

Description

Prankfurt, den 15.S.1969

In Sachen:
Dr. Amiram Ur

79 liorth End Hause
1"¹JtZ James Averrae

loriclon, V/ 14
Eii&LAKD

"Verfahren und Anordnung zur Ermittlung der
Blutgerinnungszeit"

Die Erfindung bezieht sieh auf ein Verfahren und eine Anordnung zur Bestimmung der Blutgerinnungszeit durch Messung des elektrischen Widerstandes einer Blutprobe.

Gegenwärtig ist die Bestimmung der Blutgerinnungszeit einer der in Kliniken und Laboratorien am häufigsten durchgeführten Untersuchungstests. Die Bestimmung der Blutgerinnungszeit ist ein wesentliches Hilfsmittel bei der Überwachung
von mit Anticoagulantien behandelten Patienten, die an akuter Koronarthrombose, an Thrombophlebitis, an Lungeninfarkten und anderen throraboembolischen Krankheiten leiden. Die Bestimmung der Blutgerinnungszeit gehört weiterhin zu den vorbereitenden Untersuchungen bei einer Diagnose und folgt der Behandlung verschiedener Bltrtungskrankheiten.

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Ein neues Gebiet, auf welchem die Blutgerinnungszeit stei-' gende Bedeutung erlangt,.ist die Untersuchung von Fällen, wo eine Neigung zu thrombotischen Erscheinungsformen vorliegt, wie beispielsweise postoperative Patienten, einige Falle von Hyperlipidaemia, von Karzinomen der Bauchspeicheldrüse usw. Bei diesen Patienten wird oft eine verringerte Blutgerinnungszeit festgestellt.

In den Mechanismus der Blutgerinnung spielen eine ganze Anzahl von Paktoren hinein, wie beispielsweise Blutblättchen, Enzyme und Ionen, so daß die Blutgerinnung zu kompliziert ist, als daß in jedem Fall eine genaue Analyse erfolgen kann. Der Arzt bzw. der Kliniker muß deshalb Untersuchungsmethoden akzeptieren, die auf die Wirksamkeit des Blutgerinnungsmechanismus im ganzen hindeuten, oder auf eine bestimmte Teiluntersuchung, beispielsweise auf die Prothrombinzeit.

Zum gegenwärtigen Zeitpunkt gibt es vier Hauptuntersuchungsverfahren für die Blutgerinnung und zur Bestimmung der Blutgerinnungszeit.

Das erste Verfahren ist bekannt als der Lee-White-Iest.

Dabei wird venöses Blut in drei Teströhrchen eingebracht

und bei 37 Grad Celsius in einem Wasserbad gehalten. Die

Blutgerinnungszeit wird durch Schwenken des ersten und dann

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des zweiten Teströhrchens .inχ Zeitintervallen von 1 Minute bestimmt; dabei wird die Zeit, bei welcher sich ein festes Gerinnselin jedem der Röhrchen gebildet hat, aufgezeichnet und auch die Gerinnung des Blutes in dem dritten Röhrchen festgestellt, um die Gerinnungszeit zu bestimmen.

Eine zweite Möglichkeit zur Bestimmung der Blutgerinnungszeit.· ist das Kapillarröhrchenverfahren. Eine Glaskapillare wird mit Blut von einer Fingerpunktur gefüllt, in regelmäßigen Abständen werden kurze Stücke der Kapillare abgebrochen, bis ein Blutpfropfen zwischen den abgebrochenen Teilen der Kapillare erscheint. Eine dritte Möglichkeit zur Bestimmung des Auftretens der Blutgerinnung ist das Thromboelastogrammverfahren. Ein gabelförmiges Instrument, das in der Blut- oder Plasmaprobe bewegt wird, dient zur Bestimmung der Viskosität, die im Moment der Gerinnung ansteigt.

Die vierte Methode zur Bestimmung des Auftretens der Blutgerinnung besteht darin, daß die Lichtdurchlässigkeit einer Blutplasmaprobe nach ihrer Trennung von dem Blut überwacht wird. Bei Auftreten des Gerinnsels wird die Probe undurchsichtig. -

diese Verfahren sind zeitraubend. Der Lee-White-Test wird oft zu Hause vom Hausarzt ausgeführt, der in Fällen normaler Blutgerinnungszeit 15 bis 20 Hinuten am Bett au-

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bringen muß; ist die Blutgerinnungszeit verlängert, verlängert sich die aufgewendete Zeit im entsprechenden Verhältnis. Bei dieser Methode muß außerdem noch ca.. 6 bis 9 cm venöses Blut entnommen werden, was deshalb aus verständlichen Gründen nicht mehr als zwei- bis dreimal am Tag durchgeführt v/erden kann.

Das Verfahren unter Verwendung eines Kapillarröhrchens wird jedoch, obwohl es einfacher auszuführen ist, von sehr vielen Kliniken als unzuverlässig angesehen.

Das Thromboelastogramm-Verfahren und das Verfahren, die Ge- ■". rinnungszeit durch Änderung der optischen Durchsichtigkeit einer Probe zu bestimmen, kann praktisch nur unter laboratoriumsmäßigen Bedingungen durchgeführt werden. Aufgrund der aufzuwendenden Zeit und der Arbeit, die bei diesen Verfahren benötigt werden, können sie auch nur ein- oder zweimal am Tag durchgeführt werden. Darüber hinaus kann es eine beträchtliehe Zeit in Anspruch nehmen, die Ergebnisse dieser Untersuchungsmethoden beispielsweise dem praktischen Arzt mitzuteilen.

Auch Untersuchungsmethoden, die versuchen, über die elektrische Widerstandsänderung einer Blutprobe während des Gerinnungsvorganges zu reproduzierbaren Ergebnissen.im Hinblick auf die Blutgerinnungszeit zu gelangen, ist kein praktischer Erfolg

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beschieden gewesen (siehe beispielsweise den Aufsatz von Rosenthal und Tobias in den J. Lab. Clin. Med. 33> 1948, Seiten 1110 bis 1122). ■

Diesem Aufsatz kann unter anderem entnommen werden, daß es bekannt ist, die Messung des elektrischen Widerstandes einer Blutprobe mit Hilfe einer Wechselstrombrücke durchzuführen; die Ergebnisse, zu denen man gelangt ist, waren jedoch so ungenau, daß eine genaue und vor allen Dingen reproduzierbare Bestimmung des Gerinnungszeitpunktes nicht möglich·war. Ohnehin waren bei diesen Untersuchungen überhaupt verwertbare Ergebnisse nur deshalb zu erreichen, weil die Messungen unter absolut laboratoriumsmäßigen Bedingungen mit genauer Konstanthaltung der Temperatur der verwendeten Blutproben und äußerster Reinlichkeit vorgenommen wurden, was die allgemeine Verwendbarkeit unter normalen Bedingungen stark herabsetzt. Bei diesen Messungen wurden V/iderstandskurven von verschiedenen Blut-,' proben in Abhängigkeit von der Zeit erhalten, die aus einem im wesentlichen parallel zur Abzisse verlaufenden Teil und einem dann allmählich ansteigenden Ast bestanden (siehe beispielsweise Fig. 4 auf Seite 1115 der Veröffentlichung).

Im weiteren Verlauf der Entwicklung wurden dann wieder Meßmethoden zur Bestimmung der Blutgerinnungßzeit vorgeschlagen und verwendet, die auf einer mechanisch-elektrischen Be- _; Stimmung der Gerinnungszeit beruhen. Bei der Anordnung, die

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von Richardson und Bishop in ihrem Aufsatz "A New Accurate and· Reliable Metho'd to Record Blood Coagulation Time...", veröffentlicht in J. of the American Pharmaceutical Association, Vol. XLVI, No. 9, 1957, auf den Seiten 553 Ms 555 beschrieben ist, wird eine von einem Motor angetriebene und sich dadurch in etwa zehn Sekunden nach oben und unten bewegende Plattform verwendet,, auf welcher der Blutbehälter steht. .In diesen tauchen Elektroden ein, die je nach dem Gerinnungszustand des Blutes während der Oszillation des Blutbehälters und der Plattform sich entweder völlig aus dem Blut lösen können oder wobei infolge der Gerinnung eine mehr oder größere Verbindung und somit ein mehr oder größerer Widerstand zwischen den Elektroden bestehen bleibt. Diese Methode ähnelt im Hinblick auf den mechanischen Aufwand in etwa dem Thromboelastogramm-Verfahren.

Das Fehlen eines geeigneten Verfahrens, das eine genaue, bequeme und. häufiger vorzunehmende Bestimmung der Blutgerinnungs-

zeit oder irgendeiner anderen Untersuchung, die letzten Endes auf eine Gerinnung herausläuft, erlaubt, vorenthält dem behandelnden Arzt wertvolle Daten, die besonders in der Behandlung von Patienten mit Anticoagulantien von sehr großer Wichtigkeit sind» Infolgedessen muß bei der Behandlung mit Anticoagulantien ein großer· SicherheitsSpielraum vorgesehen werden, der natürlich die Wirksamkeit dieser Behandlung herabsetzt.

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Die Erfindung hat die Aufgabe, hier ein Verfahren zu ermöglichen, das schnell und genau durchgeführt werden kann und zwar sehr häufig bzw. zu unbeschränkten Malen täglich, da die jeweils benötigte Blutmenge sehr gering ist und nur so viel benötigt wird, wie zur Füllung von zwei,, gegebenenfalls auch nur einem längeren kapillarähnlichen Röhrchen benötigt wird» Die Erfindung hat weiterhin die Aufgabe, Nachteile in den bekannten Anordnungen zu verbessern bzw. überhaupt der Ärzteschaft ein Gerät zur Verfügung zu stellen, das nicht nur unter klinikmäßigen bzw. laboratoriumsmäßigen Bedingungen zuverlässig arbeitet, sondern auch beim täglichen Arbeiten in der Praxis erfolgversprechend eingesetzt werden kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, bei Patienten, die einer ständigen Überwachung ihrer.Blutgerinnungszeit bedürfen, und gerade solche Maßnahmen sind bis heute nur sehr umständlich bzw. gar nicht durchzuführen gewesen, eine solche automatische ständige Überwachung vorzusehen, die über Tage, gegebenenfalls auch über Y/ochen* hinaus durchgeführt werden kann, da die bei dem vorliegenden Verfahren benötigte Blutmenge nur sehr gering ist.

Die Erfindung geht dabei aus von einem Verfahren zur Bestimmung der Blutgerinnungszeit durch Messung des elektrischen Widerstandes einer Blutprobe und besteht darin, daß bei der Messung

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eine Vergleichsprobe mit verhinderter "bzw. verzögerter Gerinnung verwendet wird,- daß der zunächst eine abfallende und danach eine aufsteigende Charakteristik aufweisende Verlauf des Widerstands der Blutprobe über der Zeit bestinnnt und/oder registriert wird und daß das sich ergebende V/iderstandsrainirauEi als Maß für die Gerinnungsaeit ausgewertet wird.-

Der besondere Vorteil dieser Erfindung-liegt darin, daß durch die Verwendung einer Vergleichsprobe, die der tatsächlichen Meßprobe entweder entgegengeschaltet oder deren Einfluß während des Meßverbrauches sonstwie' mit den Daten der Meßprobe verknüpft wird, sämtliche Änderungen des Blutwiderstandes, die nicht auf die Gerinnung zurückzuführen sind, und dazu gehören insbesondere Temperatureinflüsse, die sich zu einer außerordentlich starken Verfälschung der Meßergebnisse auswirken können, und sonstige Einflüsse wie Sedimentation und dergleichen ausgeschaltet sind. Tatsächlich wird dadurch über- haiipt erst die Verwendung der Bestimmung' der Blutgerinnungszeit durch Messung des elektrischen Widerstandes einer'Blutprobe für den normalen praktischen Arzt, aber auch für den Eliniker in seinen Xaboratorien verwendbar gemacht imd führt zu reproduzierbaren Vierten. Soweit hier und in folgenden Zusammenhängen von dem elektrischen Widerstand einer Blutprobe bzw. überhaupt von dem elektrischen Widerstand die Rede ist, soll damit immer der Vergleichswiderstand zweier Proben, von d.enen die eine eine Meßprobe und die andere eine Vergleichs«

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probe darstellt, in welcher die Gerinnung des Blutes verhindert oder verzögert ist, bezeichnet sein. Zweekmäßigerweise wird dieser "Vergleichswiderstand durch die Verwendung einer Brückenschaltung ermittelt, wobei sich in dein einen Zweig der Brücke die Meßzelle mit dem Blut befindet, dessen Gerinnungszeit bestimmt werden soll und in einem anderen Brückenzweig die Vergleichszelle mit Blut, dessen Gerinnbarkeit verhindert bzw. verzögert wird, beispielsweise durch Zusatz von Heparin.

Da die verwendeten Zellen bzw. Küvetten, in denen sich das zu messende Blut befindet, nur schwer zu reinigen sind, wenn die Gerinnung voll eingetreten ist, empfiehlt es sich gegebenenfalls den Meßvorgang schon vor Eintritt der Gerinnung abzubrechen, beispielsweise dadurch, daß der Verlauf der Widerstandsänderung, d.h. also die erste Ableitung des Y/iderstands~ Verlaufs über der Zeit bestimmt und gegebenenfalls aufgezeichnet wird und daß als Maß für den Beginn der Blutgerinnung bzw. die Blutgerinnungszeit das zu Null-Werden der Kurve ausgewertet wird. ·'

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird also nicht bis zum tatsächlichen Auftreten der Gerinnung gewartet, sondern der Meß- bzw. Registriervorgang der Kurven, d.h. des Widerstandsverlaufs über der Zeit bzw. der Änderung des Widerstandes über der Zeit, also der ersten Ableitung, dann abge-

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brochen, wenn ein bestimmter Wert' größer als«, das Minimum oder größer als Null erreicht ist.

Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf eine Anordnung zur Durchführung der vorbeschriebenen Meßverfahren, und zwar wird besonders vorteilhaft eine Brückenschaltung verwendet, wobei ein Brückenzweig so ausgebildet oder geformt ist, daß er geeignet ist, eine Meßzelle mit Elektroden zur Durchführung der Messung an der zu untersuchenden Blutprobe aufzunehmen und der anschließende Zweig ebenfalls so ausgeführt ist, daß er eine Vergleichszelle aufzunehmen gestattet, in v/elcher sich eine Blutprobe befindet, deren Gerinnung durch Zusätze verzögert bzw. verhindert ist. Zweimäßigerweise handelt es sich bei der Vergleichszelle um eine absolut identische Anordnung, damit Einflüsse, die auf Dimensionsunterschiede der Meßzellen bzw. Meßküvetten zurückzuführen sind, ausgeschaltet werden. Durch die Verwendung einer Brückenschaltung, bei welcher der Widerstand der Vergleichszelle dem elektrischen Widerstand der Meßzeile praktisch entgegengeschaltet bzw. gegen diesen kompensiert wird, ist es möglich, Veränderungen in dem absoluten Widerstand des Meß- und des Vergleichsblutes, die durch Paktoren hervorgerufen werden, die in keiner Beziehung zur Gerinnung stehen, zu kompensieren, so daß der Grad der Gleichgewichtsverschiebung der Brücke ausschließlich auf den Vergleichswiderstand, d.h. auf die Differenz der Widerstände der beiden Meßzellen zurückzuführen ist, die von der beginnenden

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Gerinnung des Blutes in der Meßzelle herrührt. Die Brücke kann während des Meßvorgangs ständig ins Gleichgewicht zurückgebracht werden, oder sie kann sich für einen jeweils konstanten "bestimmten Wert im Ungleichgewicht befinden.

Eine der Voraussetzungen, auf denen die Erfindung beruht, ist die Erkenntnis, daß der elektrische Widerstand von Blut, das in einer·Brückenschaltung einem Vergleichsblut mit verhinderter bzw. verringerter Gerinnungsfähigkeit entgegengeschaltet ist, während der Gerinnungszeit nicht konstant bleibt, sondern bis auf einen minimalen Wert abfällt, der mit der Gerinnung des Blutes zusammenfällt. Diese Feststellung kann aufgrund von Vergleichsmessungen getroffen werden, die mit den bekannten, weiter oben aufgeführten Verfahren bzw. Untersuchungsmethoden festgestellt wurde. Je stärker dann der Gerinnungsprozeß fortschreitet, desto größer wird dann wieder der elektrische Widerstand in der Meßblutprobe.

Wie weiter vorne schon ausgeführt, war die Messung des elektrischen Widerstandes einer Blutprobe bei fortschreitender Gerinnung schon Gegenstand von Untersuchungen; bei diesen Untersuchungen ist jedoch nicht erkannt worden, daß der elektrische Blutwiderstand, gemessen in einer Brückenschaltung im Hinblick auf eine Vergleichsmessung, bei welcher die Gerinnungsfähigkeit ausgeschaltet ist, eine fortschreitende Verringerung zeigt bis zu dem Moment, wo die Gerinnung auftritt. Ausgehend, von dieser Erkenntnis kann die Gerinnung entweder direkt aus dem aufge-

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zeichneten /bzw.registrierten Verlauf des Y/iderstandes oder indirekt aus der ersten Ableitung dieser Punktion bestimmt werden*,, und zwar gegebenenfalls vorteilhafterweise schon zu einem Zeitpunkt, an welchem das tatsächliche Minimum noch nicht erreicht ist.

Die Erfindung eröffnet einen neuen Weg für die Bestimmung, wann eine Blutgerinnung auftritt und ermöglicht eine neue und sehr genaue Messung der Blutgerinnungszeit. Dazu braucht lediglich die Zeit gemessen zu werden, die vom Zeitpunkt der Entnahme einer frischen Blutprobe bis zum Erreichen eines ersten Minimums vergeht.

Zu einem entsprechenden Ergebnis gelangt man, wenn anstelle der Bestimmung des Minimums die Zeit gemessen wird, die vergeht, bis die erste Ableitung der "Punktion im wesentlichen zu Null wird..

«Beispielsweise kann die ,Gerinnungszeit des Blutes so gemessen werden, daß ein Registriergerät den sich aus dem Ungleichgewicht der Brückenschaltung ergebenden Vergleichswiderstand bei konstantem Zeitvorschub aufzeichnet, so daß der genaue Widerstandsverlauf, den. der Vergleichswiderstand aufgrund der in der Meßzelle fortschreitenden Gerinnung einnimmt, sichtbar wird.

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'Die Gerinnungszeit des Blutes kann genauso gut durch die Verwendung einer anderen .passenden Zeit-Meßeinrichtung bestimmt werden, die beispielsweise dann in Tätigkeit gesetzt wird, wenn die Blutprobe dem menschlichen Körper entnommen wird und automatisch angehalten wird, wenn die differenzierte Punktion des Widerstandsverlaufs im wesentlichen den Wert Hull erreicht.

Weiterhin kann die Erkenntnis, daß der elektrische Widerstand einer flüssigen Blutprobe sich beim Annähern an die Gerinnung fortschreitend einem Minimalwert nähert, insbesondere zu der Feststellung verwendet v/erden, daß die Gerinnung bzw. der GerrinnungsZeitpunkt nahe ist, bevor der Gerinnungsvorgang tatsächlich stattfindet.

Beispielsweise kann der Durchgang der ersten Ableitung des Widerstandsverlaufs durch einen vorbestimmten Wert kleiner,als Null, d.h. bevor die Funktion Bull erreicht, zu der Anzeige verwendet werden, daß die Gerinnung innerhalb eines weiteren kurzen, u.U. konstanten Zeitraumes, auftreten wird, so daß die Meßzelle schon ausgewaschen werden kann, bevor tatsächlich die Gerinnung aufgetreten ist und solange das Blut noch flüssig ist.

Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit in der Anwendung der Erfindung bzw. durch diese ist dadurch gegeben, daß es möglich ist, die Blutgerinnungszeiten eines Patienten über einen längeren Zeitraum hin gra£>hisch darzustellen, so daß Veränderungen in der Blutgerinnungszeit auf eine weitere notwendige, aber

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den neuen Bedingungen angepaßte Behandlung des Patienten · ■ ^ ■hinweisen. So ist es etwa möglich, die Blutgerinnungszeit eines'Patienten während eines ganzen Tages zu bestimmten ^ Zeiträumen zu messen und aufzuzeichnen, so daß eine Kurve vorliegt, die die Änderungen in der Blutgerinnungszeit anzeigt. Die Auswertung einer solchen Kurve ermöglicht es dem behandelnden Arzt, sofort festzustellen, ob der Patient einer Behandlung mit Antikoagulantien, wie beispielsweise einer Heparin-Infusion bedarf oder nicht. Zweckmäßigerweise kann das zur Bestimmung der Blutzeit vorgesehene Meß- bzw. Registriergerät so eingestellt werden, daß ein Alarmsignal abgegeben wird, wenn die Kurve der Blutgerinnungszeiten einen bestimmten oberen bzw. unteren Grenzwert unterschreitet oder wenn der Änderungsverlauf dieser Kurve anzeigt, daß eine solche Unterschreitung eintreten wird und eine weitere Behandlung mit Heilmitteln nötig ist.

In diesem Zusammenhang ist es dann noch möglich, das Registriergerät, das die einzelnen Blutgerinnungszeiten graphisch aufzeichnet, mit einer Regeleinrichtung zu verbinden, die automatisch reagiert, wenn die vorbestimmten Grenzen in der Blutgerinnungszeit überschritten werden, und zwar beispielsweise durch Infusion des Patientenblutes mit geeigneten Agens, um die Blutgerinnungszeit wieder zwischen die Grenzwerte zu bringen. Aus der graphischen Darstellung der Blutgerinnungszeiten kann weiterhin noch auf den Einfluß bestimmter Speisen

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auf die Blutgerinnungszeit des Patienten zurückgeschlossen werden, so daß der Patient gewarnt werden kann, bestimmte Speisen zu essen, did einen negativen Einfluß haben könnten.

Zur Durchführung der vorgeschriebenen Verfahren bzw. Behandlungsmethoden kann eine Anordnung verwendet werden, die zwei Meßzellen bzw. Meßküvetten aufweist, die je zwei in das Blut eintauchende Elektroden haben und wobei die Meßzellen in einem elektrischen Netzwerk so angeordnet sind, daß ein Ausgang-ssignal entsprechend der Differenz des elektrischen "Widerstandes zwischen den Elektroden der einen Zelle und denen der anderen Zelle gemessen wird.

In bestimmten Fällen kann der Ausgang ein einfaches Ja-Nein-Signal sein; es kann auch eine kontinuierliche Aufzeichnung des Verlaufs des sich ergebenden Vergleichswiderstandes der beiden Zellen sein. Vorzugsweise handelt es sich bei dem elektrischen Netzwerk um eine Brückenschaltung, welche es erlaubt, den elektrischen Widerstand der beiden Meßzellen genau zu bestimmen. Die Brücke kann eine der üblichen Wheatstone-Brücken sein, die von einer der ebenfalls bekannten Nachlauf- bzw. Regeleinrichtungen ständig im Gleichgewicht gehalten wird; als Ausgang kann ein Registriergerät oder beispielsv/eise auch ein Differenzierglied auf elektrischer oder mechanischer Grundlage vorgesehen sein.

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Vorzugsweise besteht jede Meßzelle aus einem isolierenden Röhrchen mit einer durchgehenden Bohrung, in welcher sich im Abstand voneinander ringförmige Elektroden an der inneren -.. Bohrwand befinden. Das'Röhrchen kann aus.Glas sein, insbesondere können in diesem Röhrchen noch weitere ähnliche Elektroden im, Abstand angeordnet sein, so daß alle vier Brückenzweige auf diese Art hergestellt sind. In diesem Fall können die Elektroden im r.Inneren des Röhrchens ent-, sprechend einer Brückenanordnung Verbunden sein, eine Herausführung ist nur dort notwendig, wo außen liegende Brückenanschlüsse vorgesehen sind. Dabei können den inneren Elektroden entsprechend äußere Elektroden ebenfalls ringförmig um das Röhrchen gelegt sein. Die inneren Elektroden bestehen zweckmäßigerweise aus, einer Gold/Platin-Legierung, die als Paste aufgestrichen werden kann.

In einer Ausführungsform der Erfindung bestehen zwei der , Brückenzweige aus identischen Meßzellen bzw. Meßküvetten, wobei jedoch die Gerinnung in einer Meßzelle verzögert bzw. verhindert ist, dabei jedoch so vorgegangen werden muß, daß die Genauigkeit der Messung nicht beeinträchtigt wird. Eine solche.Möglichkeit besteht darin,. die isolierenden inneren Oberflächen der Röhrchen mit, einem Silikonüberzug zu versehen, natürlich abgesehen von den mit dem Blut in Kontakt kommenden Elektroden. Durch die Silikonisierung wird bekannterweise eine Gerinnung des Blutes bis zu einem gewissen Grade aufge-

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halten. Eine weitere Möglichkeit ist. der Zusatz von Heparin,' einem Antikoagulans, in das Blut der als Vergleichszellen verwendeten weiteren Brückenariae. Während der Messung befindet sich Meßblut in einem der vier Brückenzweige und Blut mit verhinderter, bzw. verringerter Gerinnungsfähigkeit kann in allen anderen Brückenzweigen vorgesehen sein; dieses Blut ist, wie auch das Meßblut selbst, Widerstandsänderungen, die auf andere Einflüsse als der Gerinnung zurückzuführen sind, durchaus zugänglich, beispielsweise Temperaturänderungen oder der Sedimentation der roten Blutkörperchen. Infolgedessen ist der von der Brücke angezeigte Vergleichswiderstand zwischen der Meß- und den Vergleichszellen einzig auf den Einfluß der Gerinnung zurückzuführen und wird nicht durch andere sich überlagernde Einflüsse verfälscht,'da diese auch in den anderen Brückenarmen auftreten.

Die Silikonisierung der Innenwände der Vergleichszellen kann beispielsweise so durchgeführt werden, daß in die Bohrung des als Meßzelle verv/endeten Röhrchens ein Silikonblock, der sich zwischen zwei Graphitblöcken befindet, eingeführt wird. Diese aufeinanderfolgenden Schichten werden dann von einem Ende des Röhrchens aus durchbohrt, so daß sich ein Loch' ergibt, in welchem aufeinanderfolgend Graphit, Silikon und Graphitschichten vorliegen. Die Graphitschichten dienen als das Blut berührende Elektroden, während die silikonisierte Zwischenschicht die Gerinnung des Blutes verhindert.

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Die Speisespannung für die verwendete Brückenschaltung "be.--." steht aus einer Wechselspannungsquelle mit einer Frequenz von vorzugsweise 10 kHz.

•Mit Bezug auf die Abbildungen werden im folgenden Wirkungsweise und Aufbau einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt:

Pig. 1 das Schaltbeispiel einer Brückenschaltung zur Bestimmung des Vergleichswiderstandes zwischen einer Meß- und einer Vergleichszelle, die mit Blut von derselben Blutprobe gefüllt sind,
Pig. 2 eine der in Pig. 1 verwendeten Meßzellen, Pig. 2a einen Querschnitt durch die Meßzelle der Pig. 2 an den Stellen 2a - 2b,

Pig. 5 zeigt den graphischen Verlauf des von der Brücke ^v

angezeigten Vergleichswiderstandes vor und nach der Gerinnung, _#

Fig. 4 zeigt eine Weiterentwicklung der Darstellung der Pig. 1

mit Meßzellen in allen vier Brückenzweigen, Pig. 4a zeigt ein mehrteiliges Meßröhrchen, das drei der

Widerstände in Pig. 4 ersetzt,
Pig. 5 zeigt ein mehrteiliges Kapillarröhrchen, das alle vier

Widerstände in Pig. 4 ersetzen kann, ■ .

Pig. 6 zeigt eine zweckmäßige Verbesserung des Kapillarröhrchens

in Fig. 5 und ,

Fig. 7 zeigt eine Meßzellenform,, wie sie anstelle der in Fig. 2

gezeigten Meßstelle verwendet werden kann. ;.

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In der Meßzelle bzw. Meßküvette 3 der Brücke 1 befindet sich das Meßblut, dessen Gerinnungszeit festgestellt werden soll; -Zelle 3 ist mit einem Widerstand 5 und einem v/eiteren veränderlich einstellbaren Widerstand 6 in Reihe geschaltet und bildet mit diesem einen Parallelzweig zur Brückenspeisespannungsquelle 10. Die beiden übrigen Brückenarme werden gebildet von der Vergleichszelle 2 und einem mit dieser in Serie geschalteten Widerstand 4.

Die an den Punkten d und c zugeführte Brückenspeisespannurig hat eine Frequenz von 10 kHz und eine Spitzenspannung von 1,2 Volt. Parallel zu den Widerständen 5 und 6 bzw. 4 sind einstellbare Trimmerkondensatoren 8 bzw. 7 geschaltet, so daß die Brücke genau ins ,Gleichgewicht gebracht werden kann. Zur Bestimmung des Brückengleichgewichtes ist ein Zweistrahl-Oszillograph 9 vorgesehen; der Oszillograph überwacht mit einem Strahl einmal die an den Punkten c und d zugeführte , Brückenspeisespannung und ist außerdem in die Meßdiagonale zwischen die Punkte a und b geschaltet. Wird die Messung mit sehr hoher Empfindlichkeit von 1 Millivolt pro cm ausgeführt, kann durch Einstellung des Widerstandes 6 und Beobachtung der an dem Oszillographen anliegenden Restspannung die Brücke leicht ins Gleichgewicht gebracht werden*

Pig. 2 zeigt in vergrößerter Zeichnung eine Meßzelle, wie sie in möglichst gleicher Ausführung in den beiden Brückenzweigen 2 und 3 Verwendung findet. Die Meßzelle besteht aus einer

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dickwandigen Glaskapillare 12 mi<t einem Außendurchmesser von ca. 5 mm, einem Innendurchmesser von 2 mm und einer. Länge -von ca. 40 mm. Das eine Ende der Meßzelle ist bei 13 abgeschrägt. Im Inneren des Röhrchens 12 sind zwei Gold/Platin-Elektroden 14 und 15 vorgesehen, die durch Bestreichen der inneren Kapillarwand mit einer Platin/Gold-Paste hergestellt sind, so daß zwei zylindrische Bänder von einer Breite von ca* 5 mm und einer Dicke von 0,1 mm entstanden sind, die voneinander einen axialen Abstand von ca. 10 mm aufweisen» Um einen festen zylindrischen Platin/Gold-Film an den Stellen ■zu erreichen, an denen die Paste aufgebracht ist, wird das Glasröhrchen 12 bei 620 Grad Celsius drei Stunden lang erhitzt und dann langsam während 10 Stunden auf Raumtemperatur wieder abgekühlt. In das Glasröhrchen 12 sind zwei radiale · Löcher beispielsweise unter Verwendung von Ultraschalltechnik gebohrt; durch diese Löcher sind Kupferanschlüsse 16 und 17 geführt, die die inneren Elektroden mit den äußeren Schaltkreisen verbinden. Die Kupferzuleitungen sind mit den Elektro'-den verschweißtund werden mit dem Glasröhrchen 12 durch ein geeignetes Epoxyd-Harζ verbunden. Wie Fig. 1 entnommen werden kann, ist jede der Meßzellen 2 und 3 auf einem passenden Sockel 18 befestigt* Es kann dann zu Reinigungszwecken leicht aus der Brückenschaltung entnommen und wieder eingesetzt werden.

Vor Beginn der liessung werden die beiden Meßzellen 2 und 3 mit einer Reinigungslösung gesäubert und dann anschließend für

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20 Minuten in kochendes Wasser gelegt? um sicherzustellen, daß jedwede Enzymspuren zerstört werden, die die natürliche Gerinnung des Blutes beinflussen könnten. Die Meßzellen werden dann getrocknet« In die Zelle 2, die als Vergleichsmeßzelle dient, wird eine geeignete Heparinlösung eingebracht, die normalerweise als Antikoagulans verwendet wird.

Zu untersuchendes Blut kann durch eine Pingerpunktür erhalten werden, wobei jedoch der erste Tropfen infolge der durch die Punktur entstandenen Gewebeschaden nicht verwendet werden soll. Mit Hilfe einer Pipette werden dann die beiden Meßzellen 2 und 3 gefüllt, wobei zu beachten ist, daß die Vergleichszelle 2 zuletzt gefüllt wird, um ein zufälliges Beeinflussen durch Heparin zu verhindern. Wie schon erwähnt, wird durch die Verwendung von zwei Meßzellen in der Brücke sichergestellt, daß sämtliche anderen Einflüsse, die eine Veränderung des elektrischen Widerstandes bewirken könnten, beispielsweise Temperaturänderungen oder Sedimentation der roten Blutkörperchen usw. bei der Messung ausgeschaltet v/erden.

Fig. 3 zeigt den Verlauf des Vergleichswiderstandes, wie er durch Einstellung des veränderbaren Widerstandes 6 und unter Verwendung der in Pig. 1 dargestellten Schaltung ermittelt wurde. Dabei wurde so vorgegangen, daß die Brücke in Abständen von etwa einer halben Minute durch den einstellbaren Widerstand 6 ins Gleichgewicht gebracht wird, wobei die Gleich-

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gewichtsbedingung.durch Beobachtung des Oszillographen 9 auf kleinste Amplitude erreicht wurde. Die Abszisse in Pig. 3 zeigt den Zeitmaßstab in Minuten von dem Moment an,-an welchem die Meßzelle 3 mit Blut gefüllt ist; der Nullpunkt entspricht so einer Zeit von ca. weniger als einer halben Minute nach der Pingerpunktür* In Ordinatenrichtung ist der elektrische Widerstand aufgetragen, wie er von Y/iderstand 6 abgelesen werden kann, wenn die Brücke in das Gleichgewicht gebracht wird. Widerstand 6 ist ein mehrgängier, mit einer Skala versehener einstellbarer Widerstand.

Die Kurve in Pig. 3 zeigt einen steilen, kontinuierlichen Abfall des Widerstandes bis zu einem Minimalwert (gekennzeichnet durch einen Pfeil), der nach ca. 11,5 Minuten nach Beginn der Messung erreicht wird. Der durch Abgleich der Brücke gemessene elektrische Widerstand der Meßzelle 2 steigt anschließend wieder in einem weniger steilen Verlauf und einigen Schwan_r kungen an. · ' -

Zusätzlich zu dieser Messung wurde während des Meßverlaufs eine Kontrollmessung mit drei weiteren Röhrchen ausgeführt, die im wesentlichen den Meßzellen 2 und 3 entsprechen und die mit Blut aus derselben Punktur gefüllt waren» Die Gerinnung des Blutes in diesen drei KontrollmeSzellen wurde mechanisch überwacht. Dabei lag die Gerinnungszeit zwischen 10,5 und

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11,5 Minuten, was sehr genau dem durch einen Pfeil angegebenen Minimum de.s Kurvenverlaufs in Pig. 3, das bei 11,5 Minuten liegt,· entspricht.

Mit Hilfe der soeben beschriebenen Meßanordnung kann nicht nur die Gerinnungszeit bestimmt werden, sondern es können auch weitere Informationen über den Gerinnungsprozeß selber gev/onnen werden. Die sehr geringe Blutmenge, die zur Füllung der Meßzellen 2 und 3 benötigt wird und die Einfachheit des Meßverfahrens selber ermöglichen eine häufige Bestimmung der Blutgerinnungszeit eines Kranken, die an seinem Bett ausgeführt werden kann.

Die vorbesehriebene Meßanordnung kann noch in verschiedener Art weiter verbessert und ausgestaltet werden. Einmal ist es möglich» eine selbstabgleichende Brücke in Verbindung mit einem Registriergerät zu verwenden, so daß eine automatische Aufzeichnung des Widerstandsverlaufs während des Gerinnungsvorganges möglich ist. Eine weitere Verbesserung kann dadurch erreicht werden» daß die Meß- und die Vergleichszelle automatisch von einem intravenösen Katheter gefüllt werden, wobei in der Vergleichszelle 2 entweder Heparin zugesetzt wird oder die Gerinnung durch sonstige Methoden verzögert wird.

Wenn gewünscht, ist es auch möglich, die erste Ableitung des Widerstandsverlaufs nach Mg. 3 zu erhalten und gleichzeitig

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.die "beiden Meßzellen, automatisch zu spülen und neu zu füllen*.· wenn die Ableitung zu Null wird, was dem ersten Minimalwert der Wi-d er Standskurve entspricht. Auf diese Weise kann die automatische Aufzeichnung von Änderungen in der Blutgerinnungszeit eines Patienten über längere Zeiträume hindurch erreicht werden, was wichtig ist bei der Überwachung einer Antikoagulantien-Behandlung von Patienten. <

In Fig. 4 ist ein weiteres" Ausführungsbeispiel einer Meßanordnung entsprechend der Erfindung dargestellt, wobei in sämtlichen vier Brückenarmen mit Blut gefüllte Meßzellen 22 bis 25 angeordnet sind. In dem Meßzweig b- d befindet sich in Reihe mit der Meßzelle 25 ein einstellbarer Widerstand 21, in dem Meßzweig a - d ist ein Pestwiderstand 20 angeordnet. Bei einer solchen Brücke werden keine zusätzlichen Trimm-, kondensatoren wie inFig. 1 mehr benötigt, da die einzelnen Meßzellen im wesentlichen gleiche Kapazitätsbeläge haben. Die Meßzellen 22, 23 und 25 sind in diesem Fall Vergleichszellen, in welchen die Gerinnung durch Zusatz von Heparin verhindert ist, während die Meßzelle 24 die eigentliche Meßzelle darstellt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die drei Zellen 22, 23 und 25 aus einer einzigen zusammenhängenden geraden Rohre bestehen, die mit vier Elektroden 31 bis 34 versehen ist, wie in Fig. 4a dargestellt. Jede dieser Elektroden hat eine elektrische Verbindungsleitung nach außen, die an den entsprechenden Brücken-r

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punkten angeschlossen wird. Die Verhinderung der Gerinnung des Blutes in diesen drei zusammenhängenden Zellen kann auch durch jiberzug der inneren Bohrung mit einer Silikonschicht erfolgen. - '

Wird ein einziges zusammenhängendes Röhrchen entsprechend Pig. 4a für die Widerstände 22, 23 und 25 verwendet, gibt es mehrere Möglichkeiten, den Widerstand 20 im Brückenzweig a - d in Pig. 4a vorzusehen. Beispielsweise kann der Abstand zwischen den Elektroden, die die Meßzelle bzw. den Widerstand 23 zwischen sich einschließen, vergrößert werden, so daß sich entsprechend auch der Widerstand im Brückenarm a - d vergrößert. Eine solche Abstandsvergrößerung führt nun wiederum zu einem Ungleichgewicht der Brücke im Hinblick auf die Blindwiderstände, dem jedoch durch Parallelschalten einer Kapazität zu den Brückenpunkten a - d begegnet werden kann. Der veränderbare V/iderstand 21 wird, wie Pig. 4a zeigt, von außen angeschlossen.

Wenn man wegen der sich ändernden Blindwiderstände von der Änderung des Elektrodenabstandes absehen will, kann man auch sämtlichen anderen Meßzellen, mit Ausnahme der Meßzelle 23> Widerstände parallel schalten; in diesem Pail bleibt der Kapazitätsbelag der einzelnen Brückenzweige gleich, da die Elektroden gleichen Abstand voneinander haben, der Y/iderstand der Meßzelle 23 ist jedoch größer als der Widerstand der übrigen anderen Zellen, so daß die Widerstandsdifferenz wieder mit

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Hilfe des einstellbaren Widerstandes 21 zu Null gemacht ' werden kann. ■ -

Drittens ist es auch noch möglich, den Widerstand des Brückenzweiges a - d dadurch zu erhöhen, daß die Elektrode 32 aus zwei geteilten, jedoch im engen Abstand zueinander angeordneten zylindrischen Teilelektroden "besteht, von denen jede einen eigenen Anschluß nach außen hat. Diese Anschlüsse können.dann über einen Widerstand 20 verbunden werden, wobei einer der Widerstandsenden mit dem Brückenanschluß a verbunden wird*

Auch das Röhrchen entsprechend Fig. 4a kann dadurch hergestellt werden, daß aneinander angrenzende Blöcke aus Graphit und Silikon bzw. aus einem entsprechend silikonisierten Material abwechselnd in das Innere des Röhrchens eingebracht werden. Wird dann ein Loch durch das Röhrcheninnere gebohrt, bekommt man automatisch entsprechend vorgesehene Meßzellen mit Graphitelektroden, wodurch auch gleichzeitig die Blutgerinnung verhindert wird.

Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gegeben, daß man sämtliche vier Meßzellen der Brücke aus einem einzigen zusammenhängenden Röhrchen bilden kann entsprechend Fig. 5» in dessen zylindrisch durchbohrten Inneren fünf identische zylindrische Platin-Elektroden 41 bis 45 ango-

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"bracht sind. Diese Elektroden werden, wie weiter vorne schon ausgeführt, eingebracht und durch die Glaswand mit elektrischen Zuleitungen versehen, wobei die Leitungen der Elektroden 41 und 45 direkt durchverbunden sind und den Brückenpunkt c bilden.

Die nach außen geführten Anschlüsse der übrigen Elektroden 42,

43 und' 44 bilden dann die Brückenpunkte b, d und a. Mit Ausnahme der Elektroden ist das G-lasröhrchen innen" von dem zugespitzten Ende 48 bis vor die Elektrode 42 mit einer Silikonschicht versehen. Das abgeflachte Ende 48 ist so gestaltet, daß an diesem eine ebenfalls mit einer Silikonschicht versehene Nadel einer Spritze angebracht werden kann, so daß die ganze Anordnung nach Fig. 5 ständig mit der Vene eines Patienten verbunden werden kann.

In der Anordnung der Pig. 5 wird die Meßzelle bzw. der Widerstand 22 der Fig. 4 durch den Abstand zwischen den Elektroden

44 und 45, die Meßzelle 23 durch den Abstand zwischen den Elektroden 44 und 43, die Meßzelle 25 durch den Abstand zwischen den Elektroden 43 und 42 und die Meßzelle 24 durch die Elektroden 41 und 42 gebildet. Dabei ist der Abstand zwischen den Elektroden 43 und 44 schwach vergrößert, so daß sich ein zusätzlicher Widerstand 20 bildet; ebenfalls vergrößert ist der Abstand zwischen den Elektroden 42 und 43 > zwischen denen

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von außen ein einstellbarer Widerstand 21 angebracht ist, wodurch die Brücke abgeglichen werden kann. Der Abstand zwischen den Elektroden 41 und 42 entspricht dem zwischen den Elektroden 44 und 45· Eventuell auftretende Blindstörkomponenten können durch Parallelschalten von in der Zeichnung nicht gezeigten Kapazitäten beseitigt v/erden. Da sämtliche Zellen bis auf die zwischen den Elektroden 42 und 41 angeordnete Meßzelle von innen mit einer Silikonschicht überzogen sind, wird in diesen der Eintritt der Blutgerinnung verzögert. Um in diesem Zusammenhang einen halb- bzw. vollautomatischen Betrieb mit Registrierung der Blutgerirmungszeiten über einen längeren Zeitraum zu ermöglichen, ist das der Spritze abgewandte Ende des Röhrchens nach Fig. 5 mit einer intermittierend arbeitenden Saugeinrichtung 51 versehen, die in bestimmten Zeitabständen eine bestimmte geringe frische Blutmenge aus der Vene des Patienten in das Röhrchen'ansaugt, so daß der Meßvorgang der Blutgerinnungszeit von neuem beginnen kann. Zur zeitlichen Abstimmung ist eine Zeitgabevorrichtung 52 vorgesehen.

Auch die Anordnung nach Fig. 5 kann ähnlich v/ie das Röhrchen in Pig. 4a noch weiter vorteilhaft ausgestattet werden. Beispielsweise können die Elektroden den gleichen Abstand aufweisen, wodurch der Einsatz von besonderen Trimmkondensatoren nicht nötig ist; um unterschiedliche Brückenwiderstände zu gewinnen, können die einzelnen Meßzellen mit parallel geschalteten .Widerständen versehen.werden.''

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_₂₉.;

Der Vorgang der- Blutgerinnung in dein Meßröhr eben kann einmal so gemessen werden, daß die Brücke kontinuierlich automatisch ins Gleichgewicht gebracht wird oder durch Messung des BrückenStroms, der in dem Brückenzweig c - b - d

entsprechend Pig. 4 fließt, "beispielsweise indem man die Spannungsdifferenz zwischen den Punkten a und b mißt. Man kann auch den Spannungswert messen, der an den Brückenpunkten a und b zugeführt werden muß, um einen zwischen diesen Punkten fließenden Strom auf Null zu bringen. Auf jeden Pail wird der Verlust des Brückengleichgewiehtes umso größer, je näher der Zeitpunkt der Gerinnung heranrückt, d.h. der Vergleichswiderstand der Meßzelle steigt progressiv an. Beim automatischen Betrieb kann beispielsweise die Maximalspannung, die zwischen den Brückenpunkten a und b erscheint, durch eine auf Maximalwerte ansprechende Registriervorrichtung aufgezeichnet werden, so daß für den behandelnden Arzt bzw. den Kliniker ein sofortiges Diagramm der einzelnen Blutgerinnungszeiten über der Zeit, beispielsweise der vergangenen 24 Stunden vorliegt. In diesem Zusammenhang wird natürlich praktischerweise die gesamte Meßapparatur von der Zeiteinheit 52 in bestimmten Abständen in Tätigkeit gesetzt, so daß eine ständige Überwachung durch Personal nicht nötig ist.

Im Hinblick auf den Aufbau der Meßzellen muß noch auf folgendes hingewiesen werden. Der Blutgerinnungsvorgang hängt nicht nur von der Zeit ab, die seit dem Moment der Blutentnahme ver gangen ist, sondern ist auch eine Punktion des Volumens bzw.

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der Oberfläche des Röhrchens oder Gefässes, in weichem sich das zu messende Blut "befindet. Dieser Umstand kann im Hinblick auf die obige Erfindung insofern in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung verwendet werden, als, beispielsweise in der Anordnung nach Fig. 1, das Röhrchen 2 einen größeren Durchmesser aufweist als das Röhrchen 3· In diesem Pail wird die "Gerinnung in dem Röhrchen 3j wie beabsichtigt, eher ein- · setzen als in dem Röhrchen 2, da das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen in diesem Röhrchen am größten ist. Besonders zweck-, mäßig läßt sich eine solche Maßnahme bei dem alle vier Meßzellen ersetzenden Kapillarglasröhrchen der Pig. 5 vornehmen. Eine solche vorteilhafte Ausgestaltung ist in Pig. 6 beschrieben.

Das Röhrchen der Pig.· 6 besteht wie die Anordnung der Pig. 5 aus einer durchbohrten Glaskapillare mit räumlich verteilten Elektroden 101 bis 105, die wie schon erwähnt, aus einer an der inneren Röhrchenwand aufgebrachten Platin/Gold-Legierung bestehen können. Das Ende 106 des Röhrchens ist zur Aufnahme einer Spritze abgeschrägt, das ganze Röhrchen weist einen Innendurchmesser von 3 mm bis zu der Elektrode 102 auf. Die Bohrung zwischen den Elektroden 101 und 102 hat einen geringeren Durchmesser von beispielsweise 2 mm. Abrupte Übergänge werden durch konusartige Abschrägungen ausgeglichen. Die Herausführung der Elektrodenanschlüsse und die Verbindung mit außen ringförmig aufgebrachten zylindrischen Kupfer-Berylliumstreifen als äußere Elektroden kann wie bei den vorher beschriebenen

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Kapillarröhrchen auch erfolgen. Es ist aber auch möglich, auf die äußeren Kupfer-Beryllium-Elektroden zu verzichten und die elektrischen Verbindungsleitungen zu-einem parallel zu dem Röhrchen verlaufenden Kabel zusammenzufassen. Eine solche Anordnung kann dann beispielsweise leicht durch eine Bandage am Körper des Patienten angebracht werden,, so daß die Bluttemperatur innerhalb des Meßröhrchens direkt der Bluttemperatur des Patienten entspricht, so daß auch die. erhaltenen Resultate im Hinblick auf die Gerinnungszeit genau der tatsächlichen Gerinnungszeit des Patientenblutes entsprechen. Beispielsweise ist eine solche Einrichtung nützlich, wenn der Patient Fieber hat.

Ein in dieser Weise aufgebautes Meßröhrchen kann sehr leicht ohne Beschädigung gereinigt werden. Das ist besonders vorteilhaft, wenn das Meßröhrchen unmittelbar nachdem die Gerinnung aufgetreten ist gereinigt wird, wodurch das in dem Röhrchen sich befindliche Blut im wesentlichen noch flüssig ist.

In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, in Verbindung mit der automatischen Registriervorrichtung und der automatischen Blutentnahmevorrichtung den Meßvorgang so einzustellen, daß die automatische Zufuhr frischen Blutes, etwa durch die Saugvorrichtung 51» zu einem Zeitpunkt vorgenommen wird, an welchem noch an keiner Stelle des Röhrchens eins Gerinnung tatsächlich aufgetreten ist. Der Kurve der Fig. 5 kann leicht entnommen v/erden, daß der Abfall bis zum Gorinnungsaeitpunkt fast linear

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verläuft, so daß es leicht möglich ist, den Meßvorgang abzubrechen, bevor die Gerinnung auftritt; der Zeitpunkt des Abbrechens wird vorteilhafterweise empirisch ermittelt.

Wie schon weiter vorne erwähnt, können mit der automatischen Blutentnahmevorrichtung noch auf den jeweiligen Gerinnungszeitpunkt abgestimmte Regeleinheiten verwendet v/erden, die entweder Alarm geben oder noch zweckmäßiger sofort mit einer entsprechenden Tropfinfusion beginnen oder eine solche in Abhängigkeit von der jeweils gemessenen Blutgerinnungszeit stoppen. ■ .

Soll ein vorzeitiger Abbruch des Meßvorganges vor dem tatsächlichen Auftreten der Gerinnung vorgenommen werden, empfiehlt es sich, auf den differenzierten Wert der Kurve nach Pig. 3 zurückzugreifen, da dieser bis wenige Minuten vor dem Minimalwert des Widerstandes praktisch konstant ist und erst kurz vor der Gerinnung eine Veränderung erfährt.

Darauf hinzuweisen ist noch, daß die beschriebene Brückenschaltung auch noch auf vielen anderen Gebieten-nutzbringend verwendet werden kann. Beispielsweise können die gewonnene Kurve und die bei Einsatz unterschiedlicher Meßbedingungen sich ergebenden Gesichtspunkte dazu dienen, den Gerinnungsvorgang, insbesondere dessen einzelne Teilaspekte genauer zu erkennen, insbesondere so ist es möglich, den Zusammenhang

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ces Verlaufs verschiedener Teilkurvenstücke mit bekannten . Mοchord sehen oder klinischen Phänomenen, die mit dem Gerinnungsvorgang zusammenhängen, zu erkennen.

Die Schaltung kann ebenfalls für Untersuchungen von Antigen-Antikörper-Reaktionen Verwendung finden, die für Porsclrungszv/ecke, für das Stellen von Diagnosen und bei Krankheitsfolgen vorgenommen werden sollen. Beispielsweise kann eine Zelle das Antigen mit einem Antiserum enthalten, während die andere Meßzelle die beiden Komponenten enthält, wovon jedoch eine inaktiviert wurde. Die auftretende Reaktion zeigt sich in der fortschreitenden Ändening des elektrischen Widerstandes, da sich die Antigen-Antikörperchen zu stärkeren und weniger beweglichen Teilchen verbind eil.

Eine v/eitere Möglichkeit bietet sich bei der Untersuchung von Bakterien, Pilz- und Viruskulturen. In diesem Fall enthalten beide Zellen der Meßbrücken ein steriles Kulturmittel, etwa Agar-Agar; auf die eine wird dann der zu untersuchende Stoff, beispielsweise Speichel, Urinsediment usw. aufgebracht. Das Y/achsen der Bakterien oder der eines anderen Agens in der geimpften Meßzelle zeigt sich an der Änderung ihres Widerstandes; dieses Y/achsen kann ohne Eingriff in die Kultur durch Messen des Vergleichswiderstandes, bestimmt werden.

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Weiterhin kann auf diese Art die Empfindlichkeit von Mikroorganismen auf spezifische Agens, wie beispielsweise Antibiotika aufgezeichnet werden. In diesem Fall enthalten beide Meßzellen die mit den Mikroorganismen versehene Kultur. In einer der Meßsellen ist jedoch noch ein spezifisches Material, beispielsweise Antibiotikum eingebracht. Sollte die Droge keinen Einfluß auf die Jiultür ausüben, wird der gemessene ■Vergleichswiderstand mir klein oder ITuIl sein. Unterschiedliche Drogen und Drogenkombineitionen, beispielsweise Penicillin oder Streptomycin können relativ sehr genau im Hinblick auf ihre Wirksamkeit eingeteilt werden und mit dem gegenwärtig bestehenden System einer Gradeinteilung von 0 bis 5+, welches auf mikroskopischen Beobachtungen beruht, verglichen werden.

Weitere Anwendungsgebiete der elektrischen Brückenschaltung sind beispielsweise die Untersuchung von Gewebekulturen, das Studium chemischer Reaktionen, bei denen eine Widerstandsveränderung vorliegt und die Überwachung biochemischer Reaktionen

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Claims

©Verfahren zur Bestimmung der Blutgerinnungszeit durch Messung des elektrischen Widerstandes einer Blutprobe, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Messung eine Vergleichsprobe mit verhinderter bzw. verzögerter Gerinnung verwendet wird, daß der zunächst eine abfallende und danach eine aufsteigende Charakteristik aufweisende Verlauf des Widerstandes der Blutprobe über der Zeit bestimmt und/ oder registriert wird und daß das sich ergebende Widerstandsminimum als Maß für die Gerinnungszeit ausgewertet

wird.

2. Verfahren zur Bestimmung des Beginns der Blutgerinnung " durch Messung des elektrischen Widerstandes einer Blutprobe, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf der Widerstandsänderung (erste Ableitung der Kurve nach Anspruch 1) über der Zeit bestimmt und gegebenenfalls aufgezeichnet wird und daß als Maß für den Beginn der Blutgerinnung bzw. die Blutgerinnungszeit das zu Null-Werden der Kurve ausgewertet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen einer bestimmten Steilheit des Kurvenverlaufs oder seiner Ableitung oder bei Überschreiten bestimmter oberer und unterer Grenzen als Maß für den Ge-

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rinnungszeitpunkt ein Ausgangssignal auftritt.

4. Verfahren zur Bestimmung einer Annäherung an den Gerinnungszeitpunkt einer Blutprobe durch Messung ihres elektrischen Widerstandes, dadurch gekennzeichnet, daß nicht bis zum tatsächlichen Auftreten der Gewinnung gewartet wird, sondern daß der Meß- bzw. Registriervorgang der Kurven entsprechend Anspruch 1 und/oder 2 abgebrochen

* wird, wenn ein. bestimmter V/ert größer als Null bzw«, grosser als Minimum erreicht ist..

5. Verfahren nach Anspruch H-, dadurch gekennzeichnet, daß das (die), das Meßblut und/oder das Vergleichsblut enthaltende^) Röhrchen (2,3) bzw. Küvette(n)' ausgewaschen wird (werden), sobald der elektrische Widerstand einen bestimmten Wert erreicht und bevor die Gerinnung tatsächlich auftritt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2 und einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur fortwährenden Bestimmung der Gerinnungszeit über einen längern Zeitraum die einzelnen Gerinnungszeitpunkte in Form einer fortlaufenden Kruve gemessen und registriert werden.

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7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Registrierung bzw. Aufzeichnung der einzelnen Blutgerinnungszeiten automatisch über ein Registriergerät erfolgt, welches ein Alarmsignal dann abgibt, wenn die jeweiligen Blutgerinnungszeiten einen unteren bzw. oberen Bereich unter - bzw. überschreiten.

8. Verfahren na,ch Anspruch 6 und Y, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Alarmsignal eine Regeleinrichtung in Tätigkeit gesetzt wird, die automatisch bei Überschreiten bestimmter Grenzbereiche eine Infusion unter Verwendung bestimmter Blutzusätze einleitet bzw. stoppt und so die Blutgerinnungszeit eines Patienten zwischen zwei Grenzen hält.

9. Anordnung zur Durchführung der Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2 und einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei zur Aufnahme von Blut bestimmte Zellen (2,5) vorgesehen sind und daß die Zellen bzw. Meßküvetten jeweils zwei mit dem Blut in Berührung kommende Elektroden (14,15) enthalten, die mit einem elektrischen Netzwerk so verbunden sind, daß das Ausgangssignal des Netzwerks der Widerstandsdifferenz zwischen der Meßblutprobe und der Vergleichsblutprobe entspricht.

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10. Anordnung nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, -daß das elektrische Netzwerk eine Brücke (1) ist.

11. Anordnung nach Anspruch 9 und lo, dadurch gekennzeichnet, daß die das Meß- und das Vergleichsblut enthaltenen Zellen (2,3) bzw. Küvetten im Hinblick auf die Speisediagonale (d-c) der Brücke in gegenüberliegenden Zweigen angebracht sind, daß die Meßzellen im wesentlichen identisch sind und jeweils zwei in Abstand voneinander angebrachte Elektroden (14,15-) aufweisen und daß das über der Meßdiagonale auftretende, der Widerstandsdifferenz der beiden Meßzellen entsprechende Signal für den Brückenabgleich und zum Betrieb eines Registriergerätes vorgesehen und gegebenenfalls gleichzeitig einer Differenziereinrichtung zugeleitet ist.

12. Anordnung nach Anspruch 9.» Io und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßzellen aus einem elektrisch isolierendem Röhrchen (12) bestehen, in welchem eine Bohrung zur Aufnahme der Meßflüssigkeit vorgesehen ist und daß die Elektroden (14,15). im Abstand voneinander ringförmig in der Bohrung angeordnet sind und über, durch die Röhrchenwand gehende elektrische Verbindungen mit außen liegenden Leitern (l6,17) verbunden sind.

13. Anordnung nach Anspruch: 12, dadurch gekennzeichnet, daß die die Meßzellen (23) bzw. die KUvetten darstellenden

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Röhrchen (12) aus Glas bestehen und daß die an der Innenwand befindlichen Elektroden (14,15) aus einer Platin/ Gold-Verbindung bestehen, die wiederum mit ebenfalls ringförmigen, um das Röhrchen gelegten Außenelektroden galvanisch verbunden sind, die die Verbindung zu den Brückenanschlüssen herstellen.

14. Anordnung nach Anspruch IJ, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der die Meßflüssigkeit aufnehmenden inneren Kammer der Meßzellen und der beiden Elektroden in der Glasbohrung aufeinanderfolgend und aneinanderstoßend Blöcke von Graphit, Silikon und Graphit vorgesehen sind, die der Länge nach durchbohrt sind.

15. Anordnung nach Anspruch 9 und Io und einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der vier Brückenarme aus einer Meßzelle (22-25) bzw. Küvette mit zwei im Abstand voneinander angeordneten Elektroden besteht.

16. Anordnung nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet, daß drei der Brückenzweige aus einer einzigen Meßzelle bzw. Küvette (Fig. 4a) mit vier im Abstand voneinander angeordneten Elektroden (31-34) und einer durchgehenden Bohrung zur Aufnahme der Vergleichsflüssigkeit (mit Antikoagulans versetztes Blut) bestehen.

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17· Anordnung nach Anspruch .16, dadurch gekennzeichnet, daß die·Innenwand den, vier Anschlußelektroden aufweisenden Meßzelle, mit Silikon überzogen oder mit einem sonstigen, die Gerinnung des Blutes verhindernden Reag,ens versehen ist.' -

18. Anordnung nach Anspruch lo, 11 und einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche vier Brückenarme durch eine einzige Meßzelle (Fig. 5) mit fünf herausgeführten Elektroden (41-45) und einer durchgehenden Bohrung gebildet sind, in welcher sich das zu messende Blut befindet und daß drei der durch vier Elektroden (42-45) gebildeten Abschnitte des die Meßzelle darstellenden Röhrchens an der Innenwand mit einer Silikon schiebt ausgekleidet oder" sonst dem Einfluß eines Antikoagulans ausgesetzt sind, so daß Gerinnung nur in einem vierten Abschnitt des Röhrchens auftreten kaim.

19. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch

6 und nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur fortlaufenden Messung und/oder Registrierung der Blutgerinnungszeit eines.' Patienten über einen längeren Zeitraum eine mit Unterbrechungen arbeitende Saugvorrichtung (51) an dem einen Ende des RÖhrchens nach Anspruch l8 vorgesehen ist und daß das andere Ende des RÖhrchens mit einer Blutentnahmevorrichtung am Körper des Tatienten verbunden ist.

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20. Anordnung nach Anspruch I9, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeiten der Blutansaugvorrichtung durch eine, in Abhängigkeit von der Blutgerinnungszeit arbeitenden Zeitkontrolleinrichtung (52) gesteuert ist.

21. Anordnung nach Anspruch I7 bis 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (41-45) des alle vier Brückenarme ersetzenden Röhrchen nicht im gleichen Abstand angeordnet sind und daß außen angebrachte Trimmkondensatoren und/ oder Widerstände parallel zu den Elektroden vorgesehen sind.

22. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Me£fcelle(n) an einem Ende (48) ab^· geschrägt sind bzw. in Form einer Injektionsnadel enden.

2^. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das alle vier Brückenzweige ersetzende Röhrchen (Fig. 6) drei, gegebenenfalls mit einer Silikonauskleidung versehene Abschnitte (Io2-lo5) mit einem grösseren Innendurchmesser und einen Abschnitt (Iol-lo2) mit einem kleineren Innendurchmesser aufweist.

24. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 2j5, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Blut in Verbindung tretenden inneren Elektroden (I0I-I05) des Röhrchens aus einer

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aufgestrichenen Gold/Platin-Lösung bestehen und daß die außen liegenden Elektroden (109), die mit den Brückenanschlüssen in Verbindung treten, aus ringförmigen Streifen von Beryllium-Kupfer bestehen, die über eine Verbindungsleitung (I07) mit der inneren Elektrode verbunden sind.

25. Anordnung nach Anspruch 11 oder einem und mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenspeisespannung eine Wechselspannung von vorzugsweise Io kHz ist.

26. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Brüekenzweig ein einstellbarer Widerstand (21) zur vorzugsweise automatischen Wiederherstellung des Brückengleichgewichtes vorgesehen ist.

27. Einrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß . bei Wiederherstellung des Brückengleichgewichtes von Hand der mehrgängig einstellbare Widerstand (21) mit einer Skala versehen ist.

28. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche zur Beobachtung und Bestimmung von Bakterien-, Pilz-, Viruskuitüren oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Brücke mit vorzugsweise zv/^i Meßzellen Ver-

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Wendung findet, in die beide sterile Kulturmittel wie Agar-Agar eingebracht ist und wovon die eine Meßzelle zusätzlieb, mit der zu überwachenden Kultur vorgesehen ist, so daß der angezeigte sich ändernde Widerstand ein Maß für den Einfluß der Kultur darstellt.

29· Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche zur Überwachung und Kontrolle des Einflusses von bestimmten Agens, ,wie Antibiotika auf Mikroorganismen, dadurch gekennzeichnet, daß in beiden Zellen Kulturen von Mikroorganismen vorgesehen sind und eine der Proben mit dem Agens versehen ist*

J)O. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden. Ansprüche, gekennzeichnet durch ihre Verwendung auf dem . Gebiet chemischer und biochemischer Reaktionen.

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