DE2626600C2 - Meßgerät zur Auswertung von Flüssigkeitsmehrfachteststreifen für medizinische Tests - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Meßgerät zur Auswertung von Flüssigkeitsmehrfachteststreifen für medizinische Tests, insbesondere von Harnteststreifen mit einer Aufnahme- und Beleuchtungseinrichtung für die einzelnen mit chemischen Reagenzien belegten, verschiedenen Parametern der Flüssigkeit zugeordneten Testbezirke des auszuwertenden Teststreifens und einem fotoelektrischen Detektor, der das je nach Farbwert des jeweiligen Testbezirks remittierte Licht erfaßt, einem Umsetzer für die Ausgangssignale des Detektors und mit einer Registriervorrichtung für die mit Referenzwerten verglichenen Meßwerte.

Im Rahmen der allgemein bekannten Harndiagnostik sind z. B. Achtfach-Harnteststreifen zur Bestimmung von Nitrit, des pH-Wertes, Eiweiß (Albumin), Glucose, Keton, Urobilinogen, Bilirubin und Blut im Harn bekannt. Derartige Harnteststreifen enthalten mehrere Testbezirke, auf denen die dem ^;eweiligen Test zugehörenden Reagenzien, z. B. Methylrot und Bromthymolblau als Indikatoren für den pH-Wert, angeordnet sind. Der Teststreifen wird mit seinen möglichen Testbezirken komplett, d. h. bis zu einer Markierungslinie, in ein Gefäß mit Harn getaucht, abgetropft und nach einer gewissen Zeit abgelesen. Dabei kann in der Regel so vorgegangen werden, daß der Arzt auf der Packung für die Teststreifen mehrere Vergleichsmöglichkeiten für jeden Parameter hat und je nach Verfärbung der einzelnen Testbezirke eine qualitative Auswertung vornehmen kann. Den verschieden starken Anfärbungen des jeweiligen Testbezirkes können bereits bestimmte Konzentrationsbereiche zugeordnet sein, z.B. für Glucose bis 100 mg/100 ml, 100 bis 500 mg/ 100 ml oder 500 mg/100 ml oder mehr. Dieses Verfahren wird natürlich von subjektiven Faktoren beeinflußt und hängt insbesondere sehr stark vom Differenzierungsvermögen des Auges des Betrachters ab. Es ist abhängig von der verwendeten Lichtquelle (Tageslicht,

Kunstlicht). Es ist somit individuellen und räumlichen Störfaktoren unterworfen. Außerdem ist dieses Verfahren sehr zeitintensiv und umständlich, falls die Meßwerte auch noch aufgezeichnet werden sollen.

Es sind daher bereits verschiedene Meßgeräte zur halbautomatischen oder automatischen Messung und Auswertung entwickelt worden.

Bei einem bekannten Meßgerät der eingangs genannten Gattung (US-PS 39 18 910) werden mehrere Harnteststreifen gleichzeitig aufgenommen und nacheinander durch die Meßstelle bewegt Die Vorgabe der einzelnen Tsstbezirke zu einer Meßstelle erfolgt durch eine aufwendige Mechanik mittels einer Kurvenscheibe bzw. Kammplatte. Der jeweilige Testbezirk auf einer transparenten Plastikplatte als Teststreifen wird mittels einer an eine Lichtquelle angeschlossenen Lichtleitfaser beleuchtet, ein fotoelektrischer Lichtempfänger dient zur Aufnahme des reflektierten Lichtes. Es wird ein elektrisches Signal erzeugt, das dem Grad der chemischen Reaktion zwischen der Testflüssigkeit und dem auf dem Testbezirk befindlichen Reagenz proportional ist und mittels eines Druckschaltkreises auf einem Druckstreifen ausgedruckt wird. Bei der Auswertung erfolgt ein interner Vergleich mit einem in einem separaten Schaltkreis gespeicherten Bezugswert Die notwendigen Bezugswerte werden durch vorheriges Einlegen eines Eichstreifens ermittelt Das bekannte Meßgerät besitzt weiterhin die Möglichkeit daß mehrere Teststreifen automatisch bearbeitet werden, indem ein automatisches Eintauchen in speziell gespeicherte Harnröhrchen durchgeführt wird.

Die mechanische Bewegung der Harnteststreifen kann im bekannten Fall zu Störungen führen. Si^ bedingt einen hohen apparativen Aufwand.

Es ist weiterhin ein Harntestgerät bekannt (DE-OS 25 02 013), mittels dessen die halbautomatische Durchführung mehrerer chemischer Analysen möglich ist. Als Grundlage für den Teststreifen dient in diesem Fall ein durchsichtiger Kunststoff-Film, der saugfähiges Papier für die einzelnen Teststreifenbezirke oder ein Polymerisat zur Befestigung der Reagenzien aufweist. Das bekannte Prüfgerät besitzt vier wesentliche Teileinrichtungen: eine Prüfeinrichtung zur Aufnahme der Teststreifen, eine Codefühleinrichtung zur Gewinnung eines Eichungs- bzw. Bezugssignals, eine Reaktionsfiihleinrichtung zur Lieferung der Meßsignale und eine Ausgabeeinrichtung zur semiquantitativen Ausgabe der Meßwerte. Die Eichung des Prüfgerätes geschieht mit einem in Eich-Lösung getauchten Streifen. Nach diesem Eichvorgang wild ein Teststreifen eingeführt. Dieser Teststreifen durchfährt eine Meßstation mit Lichtleitfaseroptik. Die reflektierte Lichtmenge wird in eine Spannung umgesetzt Die Spannung wird ihrerseits durch einen spannungsgeregelten Oszillator in eine der reflektierten Lichtmenge entsprechende Frequenz umgesetzt. Letzteres Signal wird einer Zähleinrichtung zugeführt, die nach einem Vergleich mit einem Nullpunkt-Register eine quantitative Anzeige des Ausmaßes der Reaktion liefert. Die Codefühleinrichtung erzeugt ein Ablesebeiehlssignal, so daß über eine do Decodiereinrichtung und einen Drucker das betreffende Ergebnis ausgedruckt werden kann. Dabei wird z. B. je nach der Menge der Glucose im Urin angezeigt ob das Ergebnis negativ ist oder einen mehr oder weniger großen positiven Wert hat. Nach Weitertransport des Teststreifens wird der Meß- und Auswertungsvorgang für z. B. den Nachweis von Protein wiederholt. Bei diesem Gerät sind wie beim vorbeschriebenen mechanische Einrichtungen zur Bewegung des Teststreifens und aufwendige elektronische Schaltkreise zur Registrierung der Vergleichswerte und zur Durchführung des elektrischen Vergleiches notwendig.

Es ist ferner ein automatisches System zur spektrophotometrischen Untersuchung einer Reagens-Matrix zur Urinbestimmung bekannt (Clinical Chemistry, VoL 18, No. 8, 1972, S. 783-799). Die Bestimmung des Gehaltes an Protein, Keton, Bilirubin, des pH-Wertes im Urin erfolgt im bekannten Fall nach der Farbverhältnismethode, indem das Verhältnis des reflektierten zum absorbierten Licht ermittelt wird. Zur Ermittlung dient ein mit einem programmierbaren Interferenzfilter und Fotofeldeffekttransistoren ausgerüstetes Fotometer. Störspannungen (Rauschen) werden durch Digital-Analog-Umwandlung vermieden. Der Reflektionswert wird durch die Zeit bestimmt, die notwendig ist um einen voreingestellten Zähler zu füllen. Der Zähler berücksichtigt die Absorptionswellenlänge des jeweiligen Reagens-Materials. Vor der Messung wird mittels einer Eichlösung der Skalenfaktor bzw. die Nullmarke eingestellt. In einem angeschlossenen Computer können auch Vergleichskurven gespeichert sein. Die Zuführung von Testflüssigkeit mittels einer Pipette, die Einschaltung verschiedener Interferenzfilter, die Messung und Auswertung sowie das Ausdrucken der Meßwerte zusammen mit dem Namen oder der Nummer des Patienten sind vollautomatisiert In diesem System kann weiterhin ein Fernschreiberterminal vorgesehen sein. Das bekannte Gerät besitzt weiterhin eine Korrekturmöglichkeit für die geometrische Kompensation des Abstandes des in Glasfaseroptik ausgeführten Lesekopfes von den reflektierenden Reagenzflächen und die Möglichkeit zur Bestimmung des spezifischen Gewichtes der Testflüssigkeit. Auch in diesem bekannten Fall ist jedoch ein Abfahren der einzelnen Testbezirke durch den Lesekopf oder eine Verschiebung der Reagens-Matrix erforderlich.

Der Erfindung liegt, ausgehend von dem Meßgerät der eingangs genannten Gattung, die Aufgabe zugrunde, eine schrittweise Vorführung des Flüssigkeitsteststreifens zu vermeiden und den Vergleich mit eingegebenen Referenzwerten zu vereinfachen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß erfindungsgemäß die Aufnahme- und Beleuchtungseinrichtung für die ortsfeste Aufnahme des auszuwerten den Teststreifens ausgelegt ist und für die Testbezirke des auszuwertenden Teststreifens selektive Beleuchtungs- und Übertragungselemente angeordnet sind, daß ein nach dem Zeitmultiplex-Verfahren arbeitender, an einen Signalgenerator angeschlossener Multiplexer für die zeitlich gestaffelte Anwahl der einzelnen Beleuchtungselemente und ein entsprechender synchronisierter De-Multiplexer sowie eine zwischen Multiplexer und De-Multiplexer geschaltete Vergleichsschaltung vorgesehen sind und daß ausgangsseitig des De-Multiplexers Pegelindikatoren mit jeweils mehreren Ausgängen für jeden Parameter bzw. Vergleichswert liegen.

Zweckmäßig kann die Aufnahme- und Befeuchtungseinrichtung für die zusätzliche, gleichzeitige und ortsfeste Aufnahme eines Referenzstreifens eingerichtet und mit weiteren selektiven Beleuchtungs- und Übertragungselementen versehen sein.

Vorteilhaft kann bei dieser Anordnung ein Flüssigkeitsmehrfachteststreifen mit beliebiger Testbezirkszahi direkt ausgewertet werden. Hierbei werden die zu untersuchenden Testbezirke des Flüssigkeitsteststreifens nacheinander und abwechselnd mit den entspre-

chenden Referenz-Testbezirken des Referenzstreifens durch den Multiplexer angewählt bzw. durch die angewählten Beleuchtungsetemente ausgeleuchtet, und ein dem Farbwert des jeweiligen Testbezirkes bzw. Referenzbezirkes entsprechender Teil des Lichtes (remittifnes Licht) wird zeitliche nacheinander dem photoelektrischen Detektor bzw. der Vergleichsschallung und den Pegelindikatoren zugeführt.

Der apparative Aufwand kann weiter vereinfacht werden bei bevorzugter Verwendung eines Flüssigkeits- ι ο teststreifens, der zusätzlich einen mit weißem Löschpapier belegten Referenzbezirk besitzt. Bei einem Eintauchen dieses Flüssigkeitsstreifens in z. B. Urin erhalten sowohl die Testbezirke als auch das Referenz-Feld die gleiche Grundfärbung, und es wird auf dieser Basis die zusätzliche Verfärbung der Testbezirke aufgrund der chemischen Reaktion mit dem Harn gemessen. Für diese Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Meßgerät mit einer Aufnahme- und Beleuchtungseinrichtung, mit nur einem zusäztlichen Beleuchtungselement und einem zusätzlichen Übertragungselement für den einen Referenzbezirk des auszuwertenden Teststreifens ausgerüstet. Dieser Referenzbezirk bzw. das entsprechende zusätzliche Beleuchtungselement wird jeweils zwischen der Anwahl von zwei Testbezirken des auszuwertenden Teststreifens angewählt

Es ist anzumerken, daß für einen Glucosetest bereits ein Gerät mit ortsfester Aufnahme des entsprechenden Einfachteststreifens bekannt ist (Münchner Medizinisehe Wochenschrift Bd. 116,1974, Nr. 41, S. 22 PD). Es werden dort zwei Glimmlampen verwendet, die abwechselnd mit Netzfrequenz aufleuchten. Ein Rechleckgenerator mit konstanter Amplitude versorgt die Meßlampe, deren Licht vom Reagenzbezirk des Teststreifens diffus auf ein Fotoelement reflektiert wird. Ein Rechteckgenerator mit variabler Amplitude versorgt die Referenzlampe, deren Licht über einen Spiegel auf das Fotoelement reflektiert. Die Regelung der Lichtintensität der Referenzlampe muß von Band durch Einstellung eines Potentiometers mit Skala vorgenommen werden. Dabei erfolgt die Einstellung bis ein Diskriminator gleiche intensität von beiden Lampen registriert Jeder Farbtiefe des Teststreifens entspricht ein Skalenwert des Potentiometers. Der Abstimmvorgang von Hand ist für einen Mehrfachtest zu langwierig. Bei vorliegender Erfindung erfolgen Anwahl, Vergleich und Anzeige vorteilhaft zeitbasisgesteuert vollautomatisch.

Bei beiden vorgenannten Ausführungsformen der Erfindung dienen zweckmäßig an den Signalgenerator angeschlossene Leuchtdioden als Beleuchtungselemente, und Lichtleitfasern als Übertragungselemente, weiche in einem gemeinsamen Bündel zusammengefaßt und ausgangsseitig auf einen Fotoempfänger als fotoelektrischer Detektor fokussiert sind

Vorzugsweise sind am Fotoempfänger als Vergleichsschaltung ein Wechselspannungsverstärker und ausgangsseitig des letzteren ein Gleichrichter angeschlossen. Bei Änderung der Beleuchtungsstärke vom zunächst angewählten Testbezirk zum Referenzbezirk ergibt sich somit am Ausgang des Fotoverstärkers ein Signal, das dieser Änderung und somit der Differenz zwischen Meßwert und Referenzwert proportional ist Das Zusammenschalten eines Fotoempfängers mit 6s einem Wechselspannungsverstärker ist als solches neben den weiterhin genannten opto-elektronischen Bauelementen an sich bekannt (Siemens-Druckschriften »Die Anwendung fotoelektrischer Halbleiter« Teil 1 und Teil 2, Ausgabe August 1969, Best.-Nr. 2-6390-138 sowie Ausgabe Oktober 1969, Best.-Nr. 2-6390 139; Siemens-Druckschrift »Neue fotoelektrische Bauelemente in Anwendungsschaltungen«, Ausgabe April 1971, Best-Nr. B 114/1062; Siemens-Druckschrift »Halbleiterschaltbeispiele 1971/72«, Ausgabe April 1971, Best.-Nr. B 11/1080; Siemens-Druckschrift »Schaltbeispiele«, Ausgabe 1975/1976, Best.-Nr. B 10/1305). Die Spannung am Ausgang des Wechselspannungsverstärkers wird gleichgerichtet und je nach Anwahl des De-Multiplexers dem betreffenden Pegelindikator zugeführt. Die Arbeitsweise nach dem Zeitmultiplex-Verfahren ist als solche bekannt (K. Steinbuch, »Taschenbuch der Nachrichtenverarbeitung«, 2. Aufl. [ 1967], S. 828/829,870/871).

Bei der vorbeschriebenen Ausführungsform des Meßgerätes für Flüssigkeitsteststreifen mit einem Referenzbezirk sind die Pegelindikatoren zweckmäßig mit Vorspannungsgebern ausgerüstet. Durch diese läßt sich in einfacher Weise jeweils die Differenz zwischen dem Weißwert und dem normalen, dem jeweiligen Pegelindikator zugeordneten Paramter (pH-Wert) berücksichtigen. Durch die Urineinfärbung aller Testbezirke und des Referenzbezirkes stört der individuelle Grundton des Urins die Messung nicht. Natürlich kann auch ein zusätzlicher Weißwert auf dem Flüssigkeitsteststreifen vorgesehen sein, der nicht in den Urin eingetaucht wird und mittels dessen zusätzlich die Urinfarbe ermittelt werden kann.

Zur Feinunterteilung innerhalb jedes Parameters liegen vorteilhaft in den Ausgangsleitungen jedes Pegelindikators mit dem De-Multiplexer verbundene Ausgangseinheiten, deren elektrische Eingänge verschiedenen Signalpegeln am Ausgang des Gleichrichters bzw. verschiedenen Ausgängen des Pegelindikators zugeordnet sind.

Als Ausgangseinheiten dienen zweckmäßig Hubmagnete, die ausgangsseitig geometrisch verschiedenen Zeilen eines Registrierpapiers zugeordnet sind.

Weiterhin besitzt die Aufnahmeeinrichtung für den Teststreifen und wahlweise den Referenzstreifen eine Klappe, die mit dem Multiplexer elektrisch verriegelt ist, so daß der Multiplexer bei geöffneter Klappe keine Signale erzeugt. Diese Klappe schirmt in vorteilhafter Weise Fremdlicht während der Messung ab.

Zur Abstimmung der Beleuchtungsverhältnisse können in einfacher Weise die Leuchtdioden für den auszuwertenden Teststreifen über einstellbare Widerstände an den Signalgenerator angeschlossen sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in dei Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein vereinfachtes Geräte-Blockschaltbild eines Meßgerätes,

Fig.2 ein Blockschaltbild für die Erzeugung dei Steuersignale,

Fig.3 ein Zeitdiagramm der wesentlichen elektri sehen Signale,

Fig.4 einen Flüssigkeitsmehrfachteststreifen mi zusätzlichem Referenzbezirk und

Fig.5 einen Längsschnitt durch den Flüssigkeits mehrfachteststreifen nach F i g. 4.

Das Meßgerät nach Fi g. 1 enthält im einzelnen einei Signalgenerator 10, einen Multiplexer 11, Leuchtdiode) (LED) 12 für die Referenzmessung an einem Referenz streifen 13 (strichliniert angedeutet), Leuchtdioden 14 ii Reihe mit einstellbaren Widerständen 15 zur Einstellunj

der Grundhelligkeit. Ein entsprechender Flüssigkeitsteststreifen 16 ist strichliniert angedeutet.

Das Meßgerät enthält weiterhin optisch an die Testbezirke und Referen^bezi!■ke angekoppelte Lichtleitfasern 17.

Diese Lichtleitfasern 17 sind in einem Bündel 18 bzw. in einer Lichtleitoptik zusammengefaßt. Die Lichtleitoptik stellt einen Sender dar, der mit weiteren optischen Elementen bestückt sein kann, so daß eine Fokussierung der übertragenen Lichtsignale auf einen Fotoempfänger 19 erfolgt. Am Fotoempfänger 19 ist als Vergleichsschaltung ein Wechselspannungsverstärker 20 und ausgangsseitig des letzteren ein Gleichrichter 21 angeschlossen. An die Ausgangsleitung des Gleichrichters 21 sind über Entkopplungsdioden 22 mit Vorspannungsgebern 23 Pegelindikatoren 24 angeschlossen. In den Ausgangsleitungen jedes Pegelindikators 24 liegen mit einem De-Multiplexer 25 verbundene Ausgangseinheiten 26, 27„, deren elektrische Eingänge verschiedenen Signalpegeln am Ausgang des Gleichrichters 21 bzw. verschiedenen Ausgängen des Pegelindikators 25 zugeordnet sind. Vorzugsweise dienen als Ausgangseinheiten 26, 27„ Hubmagnete, die mittels Stiften Löcher im Registrierpapier erzeugen.

Aus Fig.2 ist die Eingangsschaltung mit Netzgerät 40 und Ansteuerlogik 41 ersichtlich. Diese Schaltung entspricht dem Signalgenerator 10 in F i g. 1 und dient einerseits der Stromversorgung der Beleuchtungselemente und andererseits der Erzeugung von Steuersignalen. Die Ausgangssignale der Ansteuerlogik 41 sind mit A, B, C bezeichnet. Ein Zeitdiagramm für diese Signale und den netzseitigen Strom sowie die einzelnen Zeitintervall'; ist in F i g. 3 dargestellt.

F i g. 4 zeigt einen Flüssigkeitsmehrfachteststreifen 16 mit Testbezirken 16' und einem Referenzbezirk 13', der mit weißem Löschpapier belegt ist und mit eingetaucht wird. Das Eintauchen in Urin erfolgt bis zu dem Doppelsstrich des Flüssigkeitsteststreifens. Oberhalb des Doppelstriches kann sich ein Weißfeld 13" befinden, das nicht mit eingetaucht wird.

Aus F i g. 5 ist ersichtlich, daß der Flüssigkeitsmehrfachteststreifen 16 eine Kunststoffgrundlage 149 besitzt, die mit weißem Papier 113" im Weißfeld 13", mit weißem Löschpapier 113' im Referenzbezirk 13' und je nach Bedarf mit einer Papierunterlage 150 und einem Indikator 151 (Reaktionsstoff) oder nur einem Indikator 151 belegt ist Die Auflagen 113', 113", 150, 151 sind durch eine taschenbildende Kunststoff-Folie 152 abgedeckt.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise des Meßgerätes erläutert:

Zum Einlegen des Flüssigkeitsteststreifens 16 und des Referenzstreifens 13 wird die nicht dargestellte Klappe des Meßgerätes geöffnet Nach Schließen der Klappe wird jeder einzelne Testbezirk und Referenzbezirk mittels der Leuchtdioden 14,12, i4,12 usw. alternierend angestrahlt Aus Fig.3 ist ersichtlich, daß aus dem sinusförmigen Verlauf der Netzspannung bzw. des Netzstromes die Ausgangssignale A, B, C mittels des Signalgenerators 10 erzeugt werden. Die Impulszeit eines Impulses der Impulsfolge A ist kurzer als die Zeit einer halben Wechselspannungsperiode, d.h, das Tastverhältnis ist ungleich 1:1, während das Tastverhältnis für die Impulsfolgen β und Cl : 1 gewählt wird. Die Impulsfolge Bist um 180" elektrisch gegenüber der Impulsfolge C phasenverschoben. Dabei entsprechen die Rechteckimpulse der Impulsfolge B den postiven Halbwellen der Wechselspannungsschwingung, die Impulse der Impulsfolge C den negativen Halbwellen der Wechselspannungsschwingung.

Die Impulsfolge A wird als sogenanntes Clocksignal für den Multiplexer 11 bzw. den De-Multiplexer 25 benötigt (siehe Eingang A am Multiplexer 25). Mit Impulsfolge B werden die Referenz-Leuchtdioden 12 angesteuert, mit der Impulsfolge C die Meß-Leuchtdioden 14. Die Impulsfolgen A, Bund Cwerden in an sich bekannter Weise direkt aus der Netzfrequenz generiert.

ίο Zum Zeitpunkt f₀ im Zeitdiagramm nach Fig.3 legt der Multiplexer 11 die erste Zeile, d. h. in F i g. 1 die linke Spalte, bestehend aus den Leuchtdioden 12 und 14, gegen Masse. Gleichzeitig beginnt für die Zeit von fo bis ii die Leuchtdiode 12 aufzuleuchten und beleuchtet den ersten Referenzbezirk des Referenzstreifens 13. Zum Zeitpunkt /1 wird die Leuchtdiode 12 abgeschaltet, und es beginnt die Leuchtdiode 14 für die Zeit bis h zu leuchten und den ersten Testbezirk anzustrahlen (Impuls Q. Das von den einzelnen Referenz- und Testbezirken remittierte Licht wird mittels der Lichtleitoptik 17, 18 auf den Fotoempfänger 19 geleitet. Dort entsteht nun C'n Signal unterschiedlicher Größe, je nach Beleuchtung der einzelnen Referenz- und Testbezirke, das in dem Wechselspannungsverstärker 20 verstärkt wird und in dem Gleichrichter 21 gleichgerichtet wird. Sind nun Referenzbezirk und Testbezirk von gleicher Beschaffenheit, d. h. sind die Lichtverhältnisse so, daß das remittierte Licht gleich intensiv von beiden Teststreifen 13 und 16 ist, so kann am Ausgang des Gleichrichters 21 kein Signal erscheinen. Sind die Lichtverhältnisse dagegen nicht gleich, so wird im Wechselspannungsverstärker 20 ein Signal erzeugt, das im Gleichrichter 21 gleichgerichtet wird und am Ausgang des Gleichrichters 21 als Gleichspannung bestimmter Höhe zur Verfügung steht. Während der Meßperiode, die sich von f₀ bis /2 erstreckt, legt der De-Multiplexer 25 den zur ersten Zeile gehörenden Ausgang ebenfalls auf Masse, und das Signal, das am Ausgang des Gleichrichters 21 zur Verfugung steht, gelangt auf den in der Zeichnung linken Pegelindikator 24. Je nach Größe, der am Ausgang des Gleichrichters 21 anstehenden Spannung zieht nun einer der vier bzw. der mehr als vier Hubmagnete 26, 27, _ an und dient entsprechend der Zuordnung zu dem Spannungswert mittelbar als Anzeige. Durchstechen nun die Stifte der Hubmagneten 26, _. ein Registrierpapier (nicht dargestellt), so kann aus der geometrischen Lage des Loches auf die Anfärbung des Teststreifens 16 geschlossen werden, weil die einzelnen Stifte 26, 27, ... jedes

Pegelindikators 24 wie beschrieben jeweils einer festen Spannungsstufe zugeordnet und mechanisch jeweils einem bestimmten Feld des Registrierpapiers fest zugeordnet sein können. Die folgende Messung des zweiten Testbezirkes im Vergleich zum zweiten Referenzbezirk erfolgt analog zur ersten Messung. Bei Verwendung eines Teststreifens mit Referenzbezirk 13' wird die Ausleuchtung dieses Referenzbezirkes 13' jeweils vor oder hinter die Ausleuchtung der Testbezirke geschaltet

In beiden Fällen wird der nachfolgende Meß- und Vergleichsvorgang zum Zeitpunkt f₂ durch ein Clocksignal A des Signalgenerators 10 eingeleitet, das den Multiplexer 11 dazu veranlaßt, den jeweils folgenden Ausgang 2,3, _ auf Masse zu legen. Im Ausführungsbei-

(<s spiel nach F i g. 1 können in der nachfolgenden Messung folglich nacheinander die von links gezählt zweiten Leuchtdioden 12 und 14 aufleuchten. Dabei leuchtet von der Zeit t₂ bis zur Zeit (3 zunächst die zweite

ίο

Leuchtdiode 12 für die Referenzmessung und dann die zweite Leuchtdiode 14 in der Zeit /₃ bis U für die Ausleuchtung des Testbezirkes auf. Während der Zeit fc bis h hat auch der De-Multiplexer 25 den Ausgang 2 auf Masse gelegt und damit den nächsten, in diesem Fall den mittleren der dargestellten Pegelindikatoren 24 und die entsprechenden Hubmagnete 26, 27, „. in Schaltbereitschaft versetzt. Je nach Größe des wiederum am Ausgang des Gleichrichters 21 zur Verfügung stehenden Signals zieht einer der vier Hubmagnete 26, 27,... des mittleren Pegelindikators 24, d. h. in der zweiten Zeile, an und kann wiederum das Registrierpapier an der entsprechenden Stelle der zweiten Zeile lochen. Das Registrierpapier läßt sich entsprechend bedrucken, z. B. mit einem mit Hinweisen versehenen Raster. Auf diesem Registrierpapier lassen sich auch je nach Anzahl der verwendeten Testbezirke den Hubmagneten 26, ._ entsprechende Stellen in den verschiedenen Zeilen zuordnen, so daß das Registrierpapier jeweils insgesamt einen Aufschluß über die Ergebnisse in z. B. acht Parametern, Nitrit, pH-Wert, Eiweiß, Glucose, Keton, Urobilinogen, Bilirubin, Blut, gibt.

Da die Flüssigkeitsteststreifen aus verschiedenen Herstellungszeiträumen stammen können und wegen jeweils leicht geänderter räumlicher Verhälnisse, kann an den einstellbaren Widerständen 15 die Grundhelligkeit der Leuchtdioden 14 eingestellt werden und damit eine Anpassung an die einzelnen Teststreifen 16 erfolgen.

Nach Beendigung des z. B. für acht Parameter achtmalig durchgeführten Meß- und Vergleichsvorganges wird die Klappe des Meßgerätes geöffnet, es wird kein Multiplex-Signal mehr generiert, und es zieht auch keiner der ausgangsseitigen Hubmagnete 26, 27, _. an, was auch für das Einlegen des Registrierpapiers wichtig ist.

Durch eine spezielle Schaltlogik kann die Meß- oder Ausgabezeit vergrößert werden, indem erst nach einigen Perioden der Netzfrequenz wieder die nächste Leuchtdiode angewählt wird, oder indem ein längerer Ausleuchtungszeitraum unabhängig von der Netzfrequenz gewählt wird Auf diese Weise kann eine sichere Registrierung auf dem Registrierpapier erreicht werden.

Für eine verlängerte Ausgabe genügen Kurzzeitspeieher an den Hubmagneten 26,27, _

Falls eine verlängerte Meßzeit erforderlich ist, d. h. für die jeweils zeitverzögerte bzw. nacheilende Anwahl eines Testbezirkes nach der Anwahl eines Referenzbezirkes oder umgekehrt können z. B. auch Zeitglieder eingeschaltet sein, oder in einfacher Weise kann der Leitungszug vom Ausgang B des Signalgenerators 10 zweikanalig ausgeführt sein, wobei ein Kanal über ein Zeitglied (T=U - fo oder gleich mehreren Halbperioden der Wechselspannung), zu den nacheilend einzuschaltenden Beleuchtungselementen führt. Dabei werden in letzterem Kanal gegenüber den Impulsen B nacheilende Impulse C erzeugt, deren Impulszeiten sich wegen der Auswertung im Wechselspannungsverstärker 20 an die jeweiligen Impulszeiten B anschließen sollten. Für die Impulsfolgen A, B und somit C kann jedoch vorteilhaft eine Frequenz gewählt werden, die ein Bruchteil der Netzfrequenz beträgt. Bei ganzzahligem Verhältnis zwischen Netzfrequenz und der Frequenz dieser Impulsfolgen folgt dabei — im Gegensatz zu F i g. 3 — einem Impuls B von mehreren Halbperioden der Netzfrequenz Dauer ein Impuls Cvon gleicher Dauer.

Das beschriebene Meßgerät kommt vorteilhaft ohne Eichung vor jeder Messung aus. Durch den Vergleich mit einem unbenutzten Teststreifen als Referenzstreifen 13 kann eine relative Abweichung vom unbenutzten Teststreifen registriert werden. Da die Abweichungen nur relativ bzw. semiquantitativ ausgewertet werden, ist eine entsprechende Feinkalibrierung nicht no; ig. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß aufgrund des gewählten Zeitmultiplex-Veriahrens mit einem Minimum an elektronischen Bauelementen ein Meßgerät für z. B. den Combur®-Test erstellt werden kann. Außer der Klappe zum Einlegen der Teststreifen sind keinerlei mechanisch bewegte Teile vorhanden. Je nach Teststreifen können im Meßteil die optimalen Leuchtdioden verwendet werden (rotleuchtend, grünleuchtend, gelbleuchtend). Die Glasfaseroptik 17, 18 vermindert die Anzahl der sonst notwendigen elektronischen Bauelemente. Für eine beliebige Anzahl von Testbezirken ist nur ein Fotoempfänger 19 mit Wechselspannungsverstärker 20 und Gleichrichter 21 notwendig.

In den Ausgangsleitungen der Pegelindikatoren 24 können auch Leuchtdioden, Hubmagnete mit Filzschreibern, auf Thermopapier arbeitende erwärmbare Stifte oder ähnliche an sich bekannte Ausgabeelemente liegen. Bei Verwendung von Leuchtdioden kann fotoempfindliches Papier eingesetzt werden, das auf die Leuchtfarbe der Leuchtdiode (z. B. grünes Licht) sensibilisiert ist Zur Verlängerung der Belichtungszeit kann auch ein nachleuchtendes optisches Beleuchtungselement dienen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Meßgerät zur Auswertung von Flüssigkeitsmehrfachteststreifen für medizinische Teste, insbesondere von Harnteststreifen, mit einer Aufnahme- und Beleuchtungseinrichtung für die einzelnen mit chemischen Reagenzien belegten, verschiedenen Parametern der Flüssigkeit zugeordneten Testbezirke des auszuwertenden Teststreifens und einem fotoelektrischen Detektor, der das je nach Farbwert ι ο des jeweiligen Testbezirks remittierte Licht erfaßt, einem Umsetzer für die Ausgangssignale des Detektors und mit einer Registriervorrichtung für die mit Referenzwerten verglichenen Meßwerte, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme- und Beleuchtungseinrichtung für die ortsfeste Aufnahme des auszuwertenden Teststreifens (16) ausgelegt ist und für die Testbezirke des auszuwertenden Teststreifens (16) selektive Beleuchtungsund Übertragungselemente angeordnet sind, daß ein nach dem Zeitmultiplexverfahren arbeitender, an einen Signalgenerator (10) angeschlossener Multiplexer (U) für die zeitlich gestaffelte Anwahl der einzelnen Beleuchtungselemente und ein entsprechender, synchronisierter De-Multiplexer (25) sowie eine zwischen Multiplexer (U) und De-Multiplexer (25) geschaltete Vergleichsschaltung vorgesehen find und daß ausgangsseitig des De-Multiplexers (25) Pegelindikatoren (24) mit jeweils mehreren Ausgängen für jeden Parameter bzw. Vergleichswert liegen.

2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme- und Beleuchtungseinrichtung für die zusätzliche, gleichzeitige und ortsfeste Aufnahme eines Referenzstreifens (13) eingerichtet und mit weiteren selektiven Beleuchtungs- und Übertragungselementen versehen ist.

3. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme- und Beleuchtungseinrichtung mit nur einem zusätzlichen Beleuchtungselement und einem zusätzlichen Übertragungsele- ment für einen Referenzbezirk (13) des auszuwertenden Teststreifens (16) ausgerüstet ist.

4. Meßgerät nach den Ansprüchen 1 und 2 oder 3, gekennzeichnet durch an den Signalgenerator (10) angeschlossene Leuchtdioden (12, 14) als Beleuchtungselemente und Lichtleitfasern (17) als Übertragungselemente, welche in einem gemeinsamen Bündel (18) zusammengefaßt und ausgangsseitig auf einen Fotoempfänger (19) als fotoelektrischer Detektor fokussiert sind.

5. Meßgerät nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß am Fotoempfänger (19) als Vergleichsschaltung ein Wechselspannungsverstärker (20) und ausgangsseitig des letzteren ein Gleichrichter (21) angeschlossen sind.

6. Meßgerät nach den Ansprüchen 1, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pegelindikatoren (24) mit Vorspannungsgebern (23) ausgerüstet sind.

7. Meßgerät nach Anspruch I oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ausgangsleitungen jedes Pegelindikators (24) mit dem De-Multiplexer (25) verbundene Ausgangseinheiten liegen, deren elektrische Eingänge verschiedenen Signalpegeln am Ausgang des Gleichrichters (21) bzw. verschiedenen Ausgängen des Pegelindikators (24) zugeordnet sind.

8. Meßgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangseinheiten Hubmagnete 26, 27, ...) vorgesehen sind, die ausgangsseitig geometrisch verschiedenen Zeilen eines Registrierpapiers zugeordnet sind.

9. Meßgerät nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung für den Teststreifen (16) und wahlweise den Referenzstreifen (13) eine Klappe besitzt, die mit dem Multiplexer (11) elektrisch verriegelt ist, so daß der Multiplexer (11) bei geöffneter Klappe keine Signale erzeugt

ία Meßgerät nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtdioden (14) für den auszuwertenden Teststreifen (16) über einstellbare Widerstände (15) an den Signalgenerator (10) angeschlossen sind.

11. Meßgerät nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangseinheiten auf eine Signalausgabezeit einstellbar sind, die größer als ein Meß- und Vergleichszyklus ist

12. Meßgerät nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein beliebiges ganzzahliges Verhältnis der Netzfrequenz des Netzgerätes (40) des Signalgenerators (10) zur Frequenz der Meß- und Vergleichszyklen bzw. zur vom Signalgenerator (10) und/oder einer logischen Schaltung erzeugten Taktfrequenz des Clocksignals einstellbar ist.