DE2707153B2

DE2707153B2 - Einrichtung zur Untersuchung von in einer Flüssikeitsuspendierten Teilchen nach ihreer Größe

Info

Publication number: DE2707153B2
Application number: DE2707153A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-El.-Ing. Laszlo Cserei; Dipl.-El.-Ing. Pal Vimlati; Dipl.-El.-Ing. Pal Budapest Zllich
Original assignee: Medicor Muvek
Current assignee: Medicor Muvek
Priority date: 1976-02-24
Filing date: 1977-02-18
Publication date: 1981-03-12
Also published as: DE2707153C3; HU173092B; CS210766B1; IT1118009B; GB1558928A; SE423965B; PL116106B1; SE7702011L; CA1086382A; DD128467A1; US4418313A; DE2707153A1; FR2362386B1; NL7701926A; FR2362386A1; PL196226A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Untersuchung von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen nach ihrer Größe, insbesondere zur Bestimmung des MCV von roten Blutkörperchen, mit einer von der Suspension durchflossenen Meßöffnung und zwei im Bereich der Meßöffnung angeordneten, an eine Auswertelektronik angeschlossenen Elektroden zum Erzeugen je eines Impulses pro durchtretenden Teilchen, dessen Amplitude ein Maß für das Volumen des Teilchens ist, wobei der Auswertelektronik ein Differential-Diskriminator für die Impulsamplitude und ein weiterer Diskriminator vorgeschaltet sind.

Eine Einrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 23 42 675 bekannt und arbeitet mittels einer Leitfähigkeitsmessung nach Coulter. Dabei wird eine Koinzidenzkorrektur vorgenommen, um einen Meßfehler auszuschließen der dadurch entsteht, daß beim « gleichzeitigen Durchtreten von mehr als einem Teilchen durch die Meßöffnung statt entsprechend vieler Impulse nur ein einziger Impuls mit vergrößerter Spitzenhöhe erzeugt wird. Es werden Meßimpulse von den Elektroden einer Signalerzeugervorrichtung zugeführt, die für jeden Impuls, dessen Höhe einen vorbestimmten Minimalpegel überschreitet, aber einen vorbestimmten Maximalpegel nicht erreicht, und dessen zeitliche Dauer eine Mindestzeit überschreitet, ein logisches Nutzsignal erzeugt, das dem Durchtritt eines Teilchens durch die Meßöffnung entspricht, während z. B. für induzierte Störungen oder Luftbläschen kein Luftsignal erzeugt wird.

Aus der DE-OS 23 32 667 ist es ferner bekannt zur Vermeidung eines Meßfehlers infolge der Koinzidenz to von Teilchen bei einem Verfahren zum selbsttätigen Zählen für jedes Signal in einer auf dessen maximale Größe bezogenen bestimmten Ordinatenhöhe den Abstand vom ansteigenden zum abfallenden Ast der Signalkurve zu bestimmen und die so gewonnene Größe b5 zur Bewertung des Signals zu verwenden. Bei diesem Verfahren werden alle Signale ausgesondert und nicht verwertet, bei denen der Quotient von Impulsdauer und Impulsamplitude einen vorgegebenen konstanten Wert überschreitet

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art bei großer Genauigkeit vergleichsweise einfach auszubilden, wobei für die Aussonderung von Impulsen keine Quotientenbildung erforderlich ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß der weitere Diskriminator nur solche Impulse durchläßt deren Dauer kleiner ist als die Dauer eines von einem einzigen Teilchen herrührenden Impulses mit einer durch den Differential-Diskriminator gegebenen maximalen Amplitude.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung werden Impulsamplitude und Zeitdauer des Impulses unmittelbar mit vorgegebenen Werten verglichen, ohne daß vorher Rechenoperationen mit diesen Größen vorgenommen werden müssen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels,

F i g. 2 die in der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 auftretenden und gemessenen Signale.

In F i g. 1 ist die Anordnung von Meßschaltungen schematisch dargestellt

Unter der Wirkung der Druckdifferenz, die durch eine Pneumatik 24 in einem Detektor 1 hervorgerufen wird, werden beim Durchströmen der in einer leitfähigen Lösung suspendierten Zellen in einer Kapillare unter Einwirkung einer elektrischen Feldstärke Spannungsimpulse erzeugt die dem Volumen der Zellen proportional sind.

Diese Impulse werden durch einen linearen Impulsverstärker 2 verstärkt

In F i g. 2 ist die Form der Signale an einigen Stellen der Einrichtung dargestellt. Die in F i g. 2 dargestellten Impulse 25, 26 werden zu einem Differential-Diskriminator 3 geführt. Die zwischen den unteren und oberen Schwellenpegel des Diskriminators fallenden Impulse 27 werden zu einem Torstromkreis 10 sowie zu einem weiteren Diskriminator 5 und zu einem Spitzendetektor

12 geführt Die von dem anderen Ausgang des Differential-Diskriminators 3 kommenden Impulse 28 werden zu einer den Verlust der Koinzidenz ersetzenden Einheit 4 und zu dem weiteren Diskriminator 5 geführt.

Die Zeiteinstellung des Torstromkreises 10 (bei 30, F i g. d) entspricht der Breite des Impulses 26 maximaler Amplitude im Meßbereich.

Wenn die Zeiteinstellung der Torschaltung 10 langer ist als ein durch eine im Meßbereich befindliche Impulsamplitude erzeugtes Signal 29, so erfolgt die Umwandlung des Impulses entsprechend dem Fall A in Fig. 2.

Nach Wiederherstellung des unteren Komparationspegels wird durch den Impuls 28 ein linearer Stufengenerator 6 gestartet Das Ausgangssignal 32 des Spitzendetektors 12 und das Ausgangssignal 33 des linearen Stufengenerators 6 werden zu einem Komparator 13 geführt. Wenn beide Ausgangssignale übereinstimmen, so wird der Spitzendetektor 12 unter der Einwirkung des Ausgangssignals 37 des Komparators

13 durch den Diskriminator 5 mittels des Impulses 31 in die Grundstellung gesetzt. Unterdessen leitet der Diskriminator 5 über eine die Speicherung steuernde Einheit 7 die der bis zu der Komparation des linearen Stufengenerators zustandegekommenen Schrittzahl

entsprechenden Impulse 36 zur Bildung des MCV Parameters (d.h. zur Bildung des durchschnittlichen Volumens der Blutkörperchen) weiter. Zu gleicher Zeit führt die Impulsgruppe 35 über die die Speicherung steuernde Einheit 11 die Adressierung t:ines Speichers 14 je nach Kanälenadressen durch.

Die speichersteuernde Einheit 11 schreibt dann in den Speicherteil, der der Impulsamplitude entspricht, einen Impuls (Speichereinheit +1) ein, um die Verteilung der Blutkörperchen je nach einer Größenanordnung aufzunehmen.

Wenn durch die Meßkapillare zu gleicher Zeit zwei oder mehrere Blutkörperchen durchgehen (vgl. hierzu Signale 39, 40 in Fig.2), so übersteigt die Zeit des Impulses 41, welcher aus der unteren Komparation des Differential-Diskriminators 3 erzeugt worden ist, die Zeiteinstellung der Torschaltung 10 entsprechend dem Signal 43. Während dieser Zeit werden die die Speicherung steuernden Einheiten 7, 11 durch den Diskriminator 5 gesperrt Der Spitzende.ektor 12 wird durch den Impuls 44 über die die Umwandlung steuernde Einheit in die Grundstellung gesetzt

Die Messung bzw. die Bildung der einzelnen Blutparameter wird id einer Speicher- und Recheneinheit 8 und die Verteilung nach der Größe in den Speicher 14 eingeschrieben. Das Auslesen derselben erfolgt über einen D/A-Umwandler 15, über eine analoge Torschaltung 16 und über einen den X-Y-Verstärker auf einer Display-Einheit 18 in zyklischer Weise. Die Kurve, die die Verteilung nach der Größenordnung der Blutkörperchen darstellt, erscheint als ein stehendes Bild. Während der Messung werden die von dem Ausgang des linearen Impulsverstärkers 2 ankommenden Impulse 25, die proportional der Größe der Blutkörperchen sind, mit den aktuellen Werten der Diskriminationsschwellenpegel an der analogen Torschallung 16 über den X-Y-Verstärker angezeigt, wodurch die Meßparameter rasch eingestellt werden können. Am Ende der Messung wird die während der Messung eingeschriebene und gespeicherte Verteilungskurve ein Startzeichen an die die Speicherung steuernde Einheit U gegeben, über die die Messung steuernde Einheit 22 und damit der Speicher zyklisch ausgelesen werden kann und die Verteilung nach der Größenordnung (Histogramm) automatisch auf der Display-Einheit 18 erscheint

Eine die Speisespannung zuführende Einheit 19 sichert auch die Versorgung der Oszillographenröhre. Die Anzahl Jer Blutkörperchen bezüglich einer Volumeneinheit z. B. die Zellenanzahl der roten Blutkörperchen RBCm, wird durch eine Koinzidenz-Korrektur im Speicher 8 gespeichert und wird unter der Einwirkung der das Programm steuernden Einheit 9 auf dem digitalen Anzeiger angezeigt bzw. kann über eine Interface-Einheit 21 mittels eines Zahlendrunkers oder Computers peripherisch ausgeschrieben werden. Das Durchschnittsvolumen der roten Blutkörperchen (MCV) wird aus der Summe der durch die umgewandelten Impulse erzeugten Reihe von Impulsen 35 und aus der Anzahl der umzuwandelnden Impulse 35 in der Speicher- und Reiheneinheit 8 unter der Einwirkung der das Programm steuernden Einheit 9 gebildet Der Zusammenhang der letzteren kann wie folgt dargestellt werden:

Σ Μ

MCV -

wobei k_x, k₂ ... k„ die der durch das Volumen der Blutkörperchen erzeugten Impulsamplitude 25 propor-

tionalen Impulsreihen bedeuten und π die Zahl der umgewandelten Impulse bedeutet.

Der Haematokrit-Wert wird durch den Zusammenhang PCV = MCV · RBCv · 0,1 prozentual gerechnet. Man kann aber auch einen dem tats ichlichen Wert entsprechenden RBC_V-Wert bilden, der aus der Summe der sich aufgrund einer Poisson-Verteilung ankommenden Blutkörperchen und der gemessenen Körperchenzahl und dem Koinzidenz-Verlust K_v ergibt Der Zusammenhang hierfür ist:

RBCv — RBCn -t- K_v

Der Ersatz des Koinzidenz-Verlustes bzw. die Erzeugung des Wertes K_v erfolgt während der Messung in der den Verlust der Koinzidenz ersetzenden Einheit auf digitaler Weise durch eine allmähliche Annäherung in den Meßintervallen. Im Falle einer während der Messung in der Meßkapillare erfolgten Verstopfung werden die den oberen Schwellenpegel überschreitenden Impulse in einem Antikoinzidenz-Stromkreis gegen

)5 den Ausgang negiert, und zu gleicher Zeit wird auch die Funktion der die Umwandlung steuernden Einheit 5 negiert. Somit nehmen diese an der Bildung der MCV- und RVD-Paramster nicht teil. Die in der gemessenen Suspension befindlichen größeren Fremdkörperchen,

4« die eine den oberen Schwellenpegel überschreitende Amplitude aufweisen, sind ebenso aus der Bildung der MCV-, RVD-Parameter negiert. Die Pneumatik 24 wird durch eine die Messung steuernde Einheit 23 gesteuert, wodurch die pneumatische Pumpe derart funktioniert, daß beim Anfahren der Messung die Pumpe auf die Betriebsart des Saugens mit konstantem Wert eingestellt wird; hierauf wird die Hälfte des Volumens gemessen und auf die Einwirkung des von dem Detektor 1 ankommenden Signals wird sie auf die Druckphase

umgestellt. Die Messung wird dann fortgesetzt, bis das ganze Volumen gemessen ist. Wenn eine größere Verstopfung vorkommt, so wird der ganze Meßprozeß durch eine die Verstopfung überwachende Schaltung, die in der die Messung steuernder. Einheit 22 angeordnet ist, negiert und die Teilergebnisse werden gestrichen. Daraufhin wird die Eliminierung der Verstopfung mittels Steuerung der pneumatischen Pumpe automatisch eingeleitet und die Suspension aus der Kapillare entfernt.

Hierzu 2 Bliitl Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Untersuchen von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen nach ihrer Größe, insbesondere zur Bestimmung des MCV von roten Blutkörperchen, mit einer von der Suspension durchflossenen Meßöffnung und zwei im Bereich der Meßöffnung angeordneten, an eine Auswertelektronik angeschlossenen Elektroden zum Erzeugen je eines Impulses pro durchtretenden Teilchen, dessen Amplitude ein Maß für das Volumen des Teilchens ist, wobei der Auswertelektronik ein Differential-Diskriminator für die Impulsamplitude und ein weiterer Diskriminator vorgeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Diskriminator (5, 10) nur solche Impulse durchläßt, deren Dauer kleiner ist, als die Dauer eines von einem einzigen Teilchen herrührenden Impulses mit einer durch den Differential-Diskriminator (3) gegebenen maximalen Amplitude.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Koinzidenzverlust ersetzende Einheit (4) vorgesehen ist

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