DE2707962B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Aggregationsgeschwindigkeit von roten Blutkörperchen in Blut - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Aggregationsgeschwindigkeit von roten Blutkörperchen in BlutInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen
ι > der Aggregationsgeschwindigkeit von roten Blutkörperchen
in Blut mittels Hindurchleiten des Lichtstrahls eines Photometers unter Bewegung der in einer
Küvette enthaltenen Probe durch Rotation einer Begrenzungswand der Küvette, und sie betrifft weiterhin
-'<> eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Bei der überwiegenden Zahl von organischen Erkrankungen
ist die Zusammenlagerung der roten Blutkörperchen (Erythrocytenaggregation) im Blut
um so stärker, je schwerwiegender die Erkrankung
r> ist. Da die Erythrocytenaggregate auf Grund des Stokeschen Sedimentationsgesetzes schneller sedimentieren
als einzelne, nicht aggregierte Teilchen, kommt es neben der Aggregation der Erythrocyten (roten
Blutkörperchen) auch zur Sedimentation der Aggre-
)(> gate. Die Sedimentationsgeschwindigkeit der Erythrocytenaggregate
wird überwiegend von zwei Faktoren bestimmt:
a) von der Art und der Konzentration der aggregatfördernden Proteine, und
υ b) von der Anzahl der suspendierten Erythrocyten
pro Volumen Plasma (siehe Ehrly, A. M., und Fink, M. M.: Blutkörperchensenkungsgeschwindigkeit
bei verschiedenen Hämatokritwerten. Med. Welt 22, 1960 (1971).
in Je höher die Konzentration der aggregationsfördernden
Substanzen ist und je kleiner die Anzahl der suspendierten Erythrocyten im Blut ist, um so höher
ist die Sedimentationsgeschwindigkeit, die in der Praxis in Form der Blutkörperchensenkungsgeschwindig-
r> keit (BSG) nach Westergren gemessen wird.
Die Bestimmung der Blutkörperchensenkungsgeschwindigkeit erfolgt als universelle Suchmethode für
organisch krankhafte Prozesse (z. B. Rheuma, Tuberkulose, Krebs, Entzündungen) und ist eine der am
>n häufigsten angewandten Labormethoden in der Medizin.
Bei der Durchführung dieser Bestimmung der BSG werden 4 ml Venenblut mit 1 ml einer gerinnungshemmenden
Na-Citrat-Lösung vermischt und dann in speziellen Meßröhrchen von 200 mm Länge
η und ca. 2 mm lichter Weite aufgezogen und senkrecht
aufgestellt. Nach 1 und nach 2 Stunden wird die Phasentrennung beobachtet und die erythrocytenfreie
Plasmasäule abgelesen und in Form des Wertes mm/ Stunde angegeben.
Wi Diese Bestimmungsmethode der Blutkörperchensenkungsgeschwindigkeit
ist sehr zeitaufwendig und es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, dieses Bestimmungsverfahren
zu verbessern und insbesondere durch ein schneller arbeitendes Verfahren zu ersetzen.
hi Zu diesem Zweck hat man einmal versucht, das
Verfahren beispielsweise durch Schrägsenkung, Zentrifugieren, Erwärmen u. dgl. zeitlich abzukürzen. Die
erhaltenen Ergebnisse waren indessen wenig befriedi-
gend und vor allem nicht vergleichbar mit den Resultaten
des bisher üblichen Blutsenkungsverfahrens, und aus diesem Grunde haben diese abgeänderten
Methoden keinen Eingang in die klinische Praxis gefunden.
Man hat weiterhin auch lichtoptische Methoden benutzt, um die Aggregationsneigung bzw. um die
Aggregationsgeschwindigkeit der Erythrocyten im Blut zu bestimmen. Hierfür kommt einmal des Auflichtverfahren
bzw. die Reflektormetrie in Betracht, und zuir andern das Transmissionsverfahren, bei dem
die Zunahme des durch eine dünne Blutschicht hindurchtretenden Lichtes bestimmt wird.
Dieses letztgenannte Transmissionsverfahren ist auch Gegenstand der Patentliteratur geworden.
So beschreibt einmal die deutsche Offenlegungsschrift 2413285 ein Verfahren, bei dem eine Blutprobe
in einer aus transparentem Material gefertigten Mischkammer angeordnet und durch einen in die
Probe hineinragenden kegelförmigen Körper aus transparentem Material in Rotation versetzt wird.
Nach dem Abstoppen der Rotationsvorrichtung wird dann die Transmission eines vertikal durch den kegelförmigen
Rotationskörper und die Blutprobe hindurchgeschickten Lichtstrahls mit Hilfe eines Photometers
bestimmt und graphisch dargestellt.
Dieses bekannte Verfahren arbeitet somit bei Strömungsstillstand der Blutprobe mit der F olge, daß
durch zwischenzeitlich aufgetretene Sedimentationsund Entmischungseffekte keine optimalen Ergebnisse
erhalten werden.
Bei dem in der Veröffentlichung in Microvascular Research, Band 6, 1973, S. 366-376 beschriebenen
Verfahren wird die vorstehend beschriebene Vorrichtung (herkömmliches Cone-Plate Viskosimeter) mit
dem in die Blutprobe hineinragenden kegelförmigen, um eine vertikale Achse drehenden transparenten
Meßkörper benutzt, um bei verschiedenen Schergraden den Lichtdurchgang zu bestimmen.
In der deutschen Patentschrift 2408214 wird weiterhin
ein Verfahren zum Messen der spontanen Aggregation der Blutplättchen in blutplättchenreichem
Zitratplasma beschrieben, bei dem ein die Untersuchungsprobe enthaltendes Gefäß in Rotation versetzt
wird, und die Messung während der Rotation des Gefäßes, beispielsweise einer temperierbaren Scheibenküvette
mit einer Umdrehungszahl von 10 bis 60 Umdrehungen pro Minute, mit einem Photometer mit
horizontalem Lichtstrahl durchgeführt wird. Die die Probe enthaltende Scheibenküvette wird dabei nur
unvollständig gefüllt, um während der Rotation eine ständige Durchmischung der Probe zu erzielen. Dieses
Verfahren braucht einmal eine relativ große Blutmenge und ist zum anderen auch nur zur Messung
der Blutplättchen (Thrombocyten) bestimmt.
In umfangreichen Versuchen haben die Anmelder festgestellt, daß bei lichtoptischen Verfahren die Sedimentation
des Blutes eine ganz wesentliche Fehlerquelle darstellt und daß daher Messungen im stationären
Zustand der Blutprobe sehr mit Fehlern behaftet sind.
Auf Grund früherer Untersuchungen und den von den Anmeldern durchgeführten Versuchen wurde
festgestellt, daß die im Blut enthaltenen Erythrocyten sich zunächst zu einfachen, geldrollenförmigen primä- ι
ren Aggregaten iusammenlagern, die sich dann ihrerseits
zu größervolumigen sekundären Aggregaten verbinden. Es wurde weiterhin festgestellt, daß diese
Aggregation der Teüchen von minimalen Scherungskräften besonders begünstigt wird, die auch in den
sogenannten Westergrenröhrchen unterstellt werden müssen.
' Die eigentliche Sedimentation der Erythrocyten,
weiche bei der Messung der BSG als Maß für die Aggregationstendenz der roten Blutkörperchen dient,
muß bei einer lichtelektrischen Methode zur Erlangung eines mit der üblichen Blutsenkung vergleichbaren
Wertes verhindert werden, da Entmischungserscheinungen zu Störungen der Lichttransmission und
der Reflexion führen.
Weiterhin hat sich gezeigt, daß für eine lichtoptische Meßmethode auch die räumlichen Gegeben-
• heiten im Probenkörper so sein müssen, daß sich die großen, sekundären Aggregate unbeengt ausbilden
können.
Insbesondere bei Blutproben von Patienten mit Tumoren oder mit Blutarmut, bei denen die Sedimentationsgeschwindigkeit
besonders stark erhöht ist und somit die Entmischung zwischen Blut und Plasma bereits
innerhalb der ersten Minute beginnt, muß besonderer Wert auf die Verhinderung einer solchen Sedimentation
während des Meßvorganges gelegt werden,
■ um einwandfreie und mit der bisher üblichen Blutsenkung
vergleichbare Werte zu erzielen.
Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zur Messung und gegebenenfalls
Registrierung der Aggregationsgeschwindigkeit von
' roten Blutkörperchen im menschlichen Blut mittels Hindurchleiten des Lichtstrahls eines Photometers
unter Bewegung der in einer Küvette enthaltenen Probe durch Rotation einer Begrenzungswand der
Küvette zu schaffen, bei dem die Sedimentation des
> Blutes und die damit verbundenen Fehlerquellen weitgehend ausgeschaltet sind, und mit dem einmal
der Blutprobe optimale Bedingungen für die Zusammenlagerung der in der Flüssigkeit vorhandenen Teilchen
geboten werden, so daß eine günstige Kontakt-
> quote (Trefferquote) der Teilchen erreicht wird, ohne daß es jedoch zur Sedimentation und damit zur groben
Entmischung der Blutproben kommt. Weiterhin soll die Meßzeit des erfindungsgemäßen Verfahrens kurz
sein, und es sollen Messungen mit minimalen Probenmengen möglich sein.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist weiterhin die Schaffung einer Vorrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe mit einem Verfahren der eingangs geschilderten Art, das
dadurch gekennzeichnet ist, daß die Probe während der Messung von einer drehbar ausgebildeten Seitenwand
einer planparallelen Küvette einer Umwälzbewegung um eine horizontale Achse unterworfen wird.
Eine solche Umwälzbewegung verhindert dabei die
als sehr nachteilig für das lichtoptische Verfahren erkannte Sedimentation der Blutkörperchen, und erhöht
andererseits gleichzeitig die Bedingungen für die Ausbildung der Teilchenaggregate (Trefferquote). Es
werden somit Meßwerte erhalten, die mit den Werten nachdem Westergren-Verfahren (BSG) vergleichbar
sind.
Zur Eliminierung des Tempeiatureffcktes wird das Verfahren gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Weise durchgeführt,
daß die Probe während der Messung mittels eines Temperiermediums auf einer konstanten Temperatur
gehalten wird.
Durch die Verwendung geeignet temperierter Thermostatenflüssigkeiten kann das erfindungsgemäße
Verfahren auch bei verschiedenartigen Temperaturen unter Normaitemperatur oder über Normaltemperatur
durchgeführt werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, direkt aus der Vene entnommenes, nicht antikoaguliertes
Blut zu untersuchen, und weiterhin läßt sich das Verfahren auch für die automatische Reihenuntersuchung
verwenden.
Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn die Seitenwand der planparallelen Küvette mit
einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 0-20 Umdrehungen pro Minute, vorzugsweise 1 Umdrehung pro
Minute gedreht wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens besteht gemäß der Erfindung aus einer, im Strahlengang eines Photometers angeordneten,
die Blutprobe enthaltenden Küvette mit drehbarer Begrenzungswand und sie ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Küvette planparallele Seitenwände aufweist, von denen mindestens eine um eine horizontale
Achse drehbar ausgebildet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die im Strahlengang
liegende, drehbar ausgebildete Seitenwand der Küvette von einem Motor mit einer konstanten Drehzahl
antreibbar.
Es hat sich weiterhin als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn auf der drehbar ausgebildeten Seitenwand der
Küvette die Umwälzbewegung der Probe unterstützende Profile angebracht sind. Diese Profile können
entweder als Erhöhungen oder als Vertiefungen ausgebildet sein. Besonders zweckmäßig hat sich eine
schaufeiförmige Ausbildung dieser Profile erwiesen.
Ebenfalls zur Unterstützung der Scherbewegung der in der Küvette enthaltenen Probe, sind gemäß einer
anderen vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung auf der feststehenden Seitenwand der Küvette Profilierungen vorgesehen, die in
Verbindung mit den Profilierungen auf der gegenüberliegenden, drehbaren Seitenwand die Umwälzbewegung
der Probe unterstützen.
Auch diese, auf der feststehenden Seitenwand der Küvette vorgesehenen Profilierungen können als Erhöhungen
oder als Vertiefungen ausgebildet sein.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Küvette mit
von einem Temperiermedium durchflossenen Mantel umgeben. Dieses Temperiermedium, welches in einem
Thermostaten auf konstanter Temperatur, entweder unter Normaitemperatur, auf oder über Normaltemperatur,
gehalten wird, sorgt dafür, daß die in der Küvette enthaltene Probe stets gleichbleibende
Temperatur aufweist, so daß auf diese Weise der Temperatureffekt bei den Messungen ausgeschaltet
wird.
Die Durchführung der erfindungsgemäßen Meßverfahren wird wesentlich erleichtert mit einer besonders
vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die Küvette mit zwei
Öffnungen für die Zufuhr und die Abgabe der Probe versehen ist. Diese öffnungen, die zweckmäßig im
feststehenden Teil der Küvette angebracht sind, ermöglichen die fortlaufende Messung von Flüssigkeiten,
und sie gestatten ebenfalls auch eine schnelle Messung einzelner Proben.
Durch Hindurchleiten eines Spülmediums wird die Probe nach Entfernung des gemessenen Blutes gerei
nigt und steht dann einer erneuten Beschickung mi einer anderen Probe zur Verfügung.
Die öffnungen sind dabei zweckmäßig verschließ
bar ausgebildet.
Andererseits kann aber auch an die öffnungen direkt eine Injektionsspritze angeschlossen werden, mi
der die jeweilige Probe, gegebenenfalls nach entsprechender Temperierung des Injektionsspritzeninhalte:
in einem entsprechend temperierten Bad, in die Küvette eingefüllt wird.
An das der Bestimmung der Lichttransmission die nende Photometer ist zweckmäßig ein Schreiber füi
die Registrierung der Lichtdurchlässigkeit der Probt in Abhängigkeit von der Zeit angeschlossen.
Andererseits kann auch an das Photometer ein digitales
Anzeigegerät angeschlossen werden, mit den die Meßwerte bestimmt und gegebenenfalls registrier
werden können.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenr die Schichtdicke in der Küvette zwischen den beider
planparallelen Seitenwänden etwa 1 mm beträgt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht be kontinuierlicher Rotation der Küvettenwand ein«
fortlaufende Untersuchung verschiedener Blutprober und ermöglicht damit eine Automatisierung der Blutuntersuchung.
Elektronisch gesteuert wird die Küvette mit der Probe beschickt, das Ergebnis gemesser
und registriert, dann die Küvette ausgespült, getrocknet und mit der nächsten Probe beschickt. Das Ergebnis
kann dabei digital abgelesen oder von einen-Schreiber ausgedruckt werden. Die einzelne Messung
kann beliebig lange ausgedehnt werden, da die Sedimentation durch die von der rotierenden Küvettenwand
verursachte Umwälzbewegung verhindert wird
An Hand der in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele wird nachfolgend die Erfindung
im einzelner! näher erläutert, in den Zeichnungen
zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Messen der Aggregationsgeschwindigkeit
von roten Blutkörperchen in Blut,
Fig. 2 eine vergrößerte Detaildarstellung der Küvette für die Probenaufnahme,
Fig. 3 eine Ansicht der drehbaren Seitenwand der Küvette,
Fig. 4 eine Ansicht der feststehenden Küvette.
Die in Fig. 1 schematisch dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einer Küvette mit der
Meßkammer 1 für die Aufnahme der zu untersuchenden
Blutprobe, die aus einem feststehenden Küvettenteil 2 und einer drehbar angeordneten Seitenwand
3 der Küvette besteht, weiche von einem Motor 4 über ein Zahnradgetriebe in Rotation versetzt
werden kann, und wobei die Küvette in den Strahlengang eines aus Hg-Quarzlampe 5 und Photomultiplier
6 bestehenden Photometers geschaltet ist, und wobei sich an den Photomultiplier 6 ein Schreiber 7
anschließt. Die Küvette 1 ist mit einem Mantel für die Durchleitung eines Temperiermediums 9 versehen,
welches die Küvette und damit die zu untersuchende Probe auf einer konstanten Temperatur hält.
Der Elektromotor 10 dient zur Umwälzung des Temperiermediums. Die Blutprobe wird mit Hilfe der im
Temperierbad 8 auf einer Temperatur von 37° C gehaltenen Spritze 11 in die Küvettenkammer 1 eingespritzt
und dort auf die Änderung der Transmission
in Abhängigkeit von der Zeit untersucht.
In Fig. 2 ist der Aufbau der Küvette nochmals im
einzelnen dargestellt. In dem vom Kühlmedium durchflossenen Mantel 12 ist die drehbare Seitenwand
3 der Küvette mittels Kugellagern 13 drehbar gelagert, und kann über das Zahnradgetriebe 14 in
Rotation versetzt werden. Durch Aufschrauben des feststehenden Kiivettenteils 2 wird die Meßkammer 1
ausgebildet, in die über die Ziiführungs- und Abgabeöffnungen IS und 16 die zu untersuchende Probe in
die Meßkammer 1 eingeführt wird.
Die in Fig. 3 dargestellte Ansicht der drehbaren Seitenwand der Küvette zeigt die darauf angebrachten
Profilierungen 17 in Form von Erhebungen, die die Umwälzung der zu untersuchenden Probe unterstützen.
In Fig. 4 zeigt die dargestellte feststehende Küvettenwand ebenfalls in Form von Erhebungen angebrachte
Profilierungen 18, die mit den auf derdrehba-
rc π Seitenwand der Küvette vorgesehenen Profilierungen
17 zusammenwirken und zur Erhöhung der Umwälzbewegung der zu untersuchenden Blutprobe
in der Meßzelle beitragen.
Die Umdrehungsgeschwindigkeit der drehbaren Seitenwand 3 der Küvette liegt im Bereich von 0 bis
20 Umdrehungen pro Minute, und sie beträgt vorzugsweise 1 Umdrehung pro Minute.
Die Meßzeit betragt üblicherweise bei der Bestimmung der Aggregationsgeschwindigkeit von Erythrocyten
als Analogbestimmung zur BSG-Bcstimmung nach Westergren 1 Minute.
Bei der in Fig. 2 dargestellten speziellen Ausführungsform der Erfindung ist das Abbildungsvcrhältnis
von Zeichnung zur Wirklichkeit etwa 2:1.
Fs hat sich bei einer solchen Ausführungsform der
Erfindung als zweckmäßig erwiesen, wenn die Schichtdicke in der Küvette zwischen den beiden
planparallelen Glasplatten etwa 1 Millimeter beträgt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (14)
1. Verfahren zum Messen der Aggregationsgeschwindigkeit von roten Blutkörperchen in Blut
mittels Hindurchleiten des Lichtstrahls eines Photometers unter Bewegung der in einer Küvette
enthaltenen Probe durch Rotation einer Begrenzungswand der Küvette, dadurch gekennzeichnet,
daß die Probe während der Messung von einer drehbar ausgebildeten Seitenwand einer
planparallelen Küvette einer Umwälzbewegung um eine horizontale Achse unterworfen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe während der Messung
mittels eines Temperiermediums auf einer konstanten Temperatur gehalten wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand der planparallelen Küvette mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit
von 0 bis 20 U/min gedreht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand der planparallelen Küvette mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit
von 1 U/min gedreht wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bestehend
aus einer im Strahlengang eines Photometers angeordneten, die Blutprobe enthaltenden Küvette
mit drehbarer Begrenzungswand, dadurch gekennzeichnet, daß die Küvette planparallele Seitenwände
(2, 3) aufweist, von denen mindestens eine um eine horizontale Achse drehbar ausgebildet
ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im Strahlengang liegende,
drehbar ausgebildete Seitenwand (3) der Küvette von einem Motor (4) mit einer konstanten Drehzahl
antreibbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der
drehbar ausgebildeten Seitenwand (3) der Küvette die Umwälzbewegung der Probe unterstützende
Profile (17) angebracht sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf der feststehenden Seitenwand
(2) der Küvette Profilierungen (18) vorgesehensind, die in Verbindung mit den Profilierungen
(17) auf der gegenüberliegenden, drehbaren Seitenwand (3) die Umwälzbewegung der Probe
unterstützen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Küvette mit
einem von einem Temperiermedium durchflossenen Mantel umgeben ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Küvette
mit zwei Öffnungen (15, 16) für die Zufuhr und die Abgabe der Probe versehen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Öffnungen (15, 16) verschließbar ausgebildet sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an das Photometer
ein Schreiber (7) für die Registrierung der Lichtdurchlässigkeit der Probe in Abhängigkeit
von der Zeit angeschlossen ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an das Photometer
ein digitales Anzeigegerät angeschlossen ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke
in der Küvette zwischen den beiden planparallelen Seitenwänden etwa 1 mm beträgt.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2413285C3 (de) * | 1974-03-20 | 1982-01-07 | Ernst Leitz Wetzlar Gmbh, 6330 Wetzlar | Verfahren und Anordnungen zur Gewinnung von einer Blutsenkung entsprechenden Meßwerten |
-
1977
- 1977-02-24 DE DE19772707962 patent/DE2707962C3/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2707962A1 (de) | 1978-08-31 |
| DE2707962C3 (de) | 1984-02-23 |
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