DE2740932A1 - Geraet zur bestimmung der parameter der blutelastizitaet - Google Patents

Geraet zur bestimmung der parameter der blutelastizitaet

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Description

Dipl.-Phys. Karl H. Ulbricht Patentanwalt " 9. 5βΡ, 1977 Am Weinberg D-3551 Niederweimar
Telefon (06421) 7S627
Anmelder; E.L.V.I. S.poA.
20100 - MILAUO PcIe Giulio Cesare Ik
Gerät zur Bestimmung der Parameter der Blutelastizität
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zur Bestimmung der Parameter der Blutelastizität mittels Messung einer charakteristischen Kurve des Vorganges der Blutkoagulation. Ein solches Gerät ist 5. normalerweise als Thrombenelastograph bekannt.
Es ist bekannt, dass sich unter den verschiedenen Arten von Blutanalysen nunmehr diejenige verbreitet hat, die die Verwirklichung der sog.
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Thrombenelastographen ermöglicht, die durch photographische, optischmechanische Verfahren erhalten werden oder auf elektromagnetische Geräte beruhen, die eine direkte Aufnahme der Thrombenelastographie gestatten.
In den bekannten Geräten misst man die periodische Winkelabweichung eines
5. in einem einem Blutbehälter, der rege"!massigen Schwingungen ausgesetzt ist, eingetauchten Zylinders. Dieser Zylinder hängt an einem eingepassten und an seinem oberen Ende /befestigten Drahtseil, um ein Widerstands- oder den Zylinderdrehungen entgegenwirkendes Moment zu liefern. Bei fortschreitender Koagulation des Blutes im Behälter trägt
10. der Zylinder immer mehr zur Schwingung des Behälters selbst gemäss dem Gesetz, das für kleine Winkel gilt, bei, wie es hier der Fall ist, bis das Gleichgewicht zwischen dem von dem sich koagulierenden Blut auf den Zylinder ausgeübten Drehmoment und dem von der Drehung des Drahtseils zum Abstützen des Zylinders selbst herrührenden Widerstandsmomentes
15. erreicht ist. Ein optischer Wandler, wie ein von einen Lichtstrahl getroffener Spiegel, oder ein magnetischer Wandler, wie ein Kern mit hoher magnetischer Durchlässigkeit, der sich gegen die Wicklungen eines Differenzialtransformators bewegt, ist unmittelbar oder mittelbar mit dem Zylinder verbunden, um seine entsprechenden in einem geeigneten
20. Registriergerät registrierbaren Schwingungen in Signale umzuwandeln. Die Schwingungsamplitude des Zylinders wird so registriert, dass der Verlauf des Vorganges der Blutkoagulation erkannt werden kann, wobei das Thrombenelastogramm erhalten wird.
Pie oben beschriebenen bekannten Gerate bringen einige Nachteile mit 25. sich, wovon der grösste darauf zurückzuführen ist, dass es praktisch unmöglich ist, die Drahtseile zum Abstützen des Zylinders völlig gleich zueinander anzuordnen. In der Tat weist jedes Drahtseil sowohl
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hinsichtlich seiner geometrischen Gestalt als auch in Bezug auf die Art des verwendeten Materials seine eigenen Torsionsmerkmale auf, die zusammen mit dem praktisch unmöglichen genauen Eichen und Ablehren der Stützseile des Zylinders es schwierig werden lassen, identische 5. Thrombenelastogramme von scheinbar gleichen Geräten erhalten zu können, was von Schaden für die durchzuführenden Analysen ist.
Da ausserdem der am Drahtseil aufgehängte Zylinder für jede zu beginnende Analyse in den Blutbehälter eingetaucht und herausgezogen werden muss, gestaltet sich das Vorhandensein des empfindlichen Drahtseils 10. zum Abstützen des Zylinders beschwerlich, da die Gefahr besteht, dass der dünne Draht verformt oder beschädigt wird, wodurch das Gerät unbrauchbar wird. Ausserdem spielen auch die Kosten dieses Drahtseils eine bedeutende Rolle»
Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, ein Gerät der 15. oben genannten Art zur Verfügung zu stellen, bei dem die beschriebenen Nachteile infolge eines neuen Systems zum Abstützen und Gegenwirken für den in den Blutbehälter einzutauchenden Zylinder beseitig werden.
Im all gemeinen ist das erfindungsgemässe Gerät zur Bestimmung der Parameter der Blutelastizität dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder 20. an einem entsprechend der Zylinderachse schwingenden Gestell steif auf gehängt und mechanisch mit einer magnetischen Gegenwirkvorrichtung verbunden ist, die einen in einem einheitlichen Magnetfeld sich drehenden ferromagnetisehen Kern umfasst.
Nach einer besonderen Verwirklichungsform ist der ferromagnetische Kern 25. steif am Stützgestell des Zylinders so befestigt, dass er sich auf
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einer zur Achse des Zylinders selbst rechtwinkligen Ebene drehen kann. Auf diese Weise entsprechen die Winkeldrehungen des ferromagnet i se hen Kerns in ausgleichender Weise den kleinen Winkeldrehungen des Zylinders gegenüber der Richtung des Magnetfeldes, wobei ein proportionales
5# Widerstandsmoment (für kleine Winkel wie im vorliegenden Falle) am Winkel selbst erhalten wird, das bis zum Ausgleich des auf den Zylinder von dem gerinnenden Blut ausgeübten Drehmomentes entgegenwirkt. Die Proportionalitätskonstante hängt von der Intensität dieses Feldes und von der Form des ferromagnetischen Kernes ab. Vorteilhafterweise wird
10. das Magnetfeld von den Polschuhen eines geformten Elektromagneten so verwirklicht, dass das Magnetfeld nicht durch die Anwesenheit des zwischen den Polschuhen selbst sich drehenden ferromagnetischen Kerns nennenswert gestört wird und dass eine Intensitätsregelung des Feldes durch eine Regelung des elektrischen Stromes möglich ist.
15. Diese und andere Merkmale des erfindungsgemässen Gerätes werden nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung, die eine schematische Figur des Gerätes darstellt, beschrieben.
Aus der Figur ist ersichtlich, dass das Gerät eine Stützstruktur 1 umfasst, die eine Ebene begrenzt, auf der sich ein Teller 2 befindet, 20. der sich um eine senkrechte Achse dreht, um mit periodisch veränderlichen Winkeldrehungen bis zu U,15° beispielsweise durch ein Exzenterschaltungssystem 3, das von einem Elektromotor betätigt und beispielsweise mit einem Riemenantrieb k mit der am Teller 2 festen Welle 5 verbunden ist, geschwenkt zu werden.
25. Auf dem sChwenkteller 2 befindet sich der Blutbehälter 6, in dem der Zylinder 7 eingetaucht und herausgezogen wird.
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Der Zylinder 7 ist an einem Rahmen 8 steif aufgehängt. Der Rahmen 8 kann sich auf einer an einem waagrechten Arm 10, der senkrechten Fuhrungen entlang läuft, befestigten Stützstange 9 ohne Reibung drehen und schwingen und durch Betätigung des Handrades 12, das den Lauf einer 5# mit dem Arm 10 fest verbundenen Zahnstange 13 bestimmt, in seiner Stellung festgelegt werden»
Um die Wälzreibung zwischen dem Rahmen 8 und der Stützstange 9 auf ein Minimum herabzumindern, weist letztere konische Enden auf, gegen die sich die Zapfen des Rahmens abstützen, die aus getemperten Schrauben bestehen 10. und deren Kopf mit einem Lagerstein, beispielsweise synthetische Rubine oder dgl„ versehen ist, und einen praktisch belanglosen Wälzreibungskoeffizient aufweisen.
Weiterhin ist am Stützrahmen 8 des Zylinders ein ferromagnetischer Kern I^ befestigt und mit rechtwinkliger Achse zur Drehachse des 15. Zylinders T angeordnete Der Kern li+ dreht sich in einem zwischen den Polschuhen eines mit einer vom Strom durchlaufenen Spule l6 verketteten Magnetkreises 15 geschaffenen einheitlichen Magnetfeld»
Im dargestellten Fall wird die Spule l6 des entsprechenden Magnetkreises 15 vom Arm 10 getragen, um sich senkrecht mit dem Arm zu bewegen; der 20. Magnetkreis 15 und die Spule l6 könnten jedoch auch an der Struktur 11 oder einem ihr zugeordneten Teil fest angebracht werden.
Der in dem vom Magnetkreis 15, l6 geschaffenen Feld liegende Magnetkern lU bildet eine magnetische Reaktionsvorrichtung, die ein Widerstandsmoment für die Drehung des Zylinders 7 liefert, das 25. proportional zum Drehwinkel des Zylinders selbst ist. Da die Intensität
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des Magnetfeldes leicht durch Änderung der Intensität des die Spule 16 durchlaufenden Stromes geändert werden kann, ist es möglich, eine Eichung der Proportionalitätskonstante zwischen dem Drehwinkel des Zylinders und dem von der genannten elektromagnetischen Vorrichtung 5# ausgeübten Widerstandsmoment zu erhalten. Auf diese Weise ist es möglich,die Bauweise des Gerätes zur Bestimmung der Parameter der Blutelastizität zu gewährleisten, um identische Thrombenelastogramme innerhalb genau bestimmbarer Grenzen zu erhalten.
Am Stutzrahmen 8 des Zylinders ist ausserdem ein öldynamischer 10. Stossdämpfer zugeordnet, der aus einem Behälter IT besteht, der eine geeignete Flüssigkeit, beispielsweise 01, enthält, worin sich die am Rahmen 8 festen Flügel 18 drehen.
Die Messung des Thrambenelastogrammes wird dadurch erhalten, dass die Drehungen des Zylinders 8 in zweckmässig erhaltene Signale umgewandelt
15. werden, beispielsweise durch einen am Rahmen selbst angeordneten Spiegel auf dem ein Lichtstrahl einfällt oder - wie dargestellt - durch einen linearen elektromagnetischen Wandler 19, in dem der bewegliche Kern über eine Stange 20 an einer Seite des Rahmens 8 verbunden ist. Der Wandler 19 ist elektrisch mit einem nicht dargestellten herkömmlichen
20. Gerät zur Verarbeitung und Registrierung verbunden, das eine graphische Anzeige des Thrombenelastogrammes liefert. Die Verwendung eines solchen auf Veränderungen der magnetischen Reluktanz (Differentialtransformator) beruhenden linearen Wandlers ist wichtig, weil er unmittelbar elektrische zu den Winkelabweichungen des Zylinders proportionale Signale liefert,
25. sowie die Verarbeitung mittels zweckmSssiger elektrischer, analogischer oder digitaler Verarbeiter ermöglicht, um unmittelbar und in effektiver Zeit die die thrombenelastographische Analyse kennzeichnenden Parameter zu
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erhalten, ohne die graphische Registrierung des Thrombenelastogrammes und die Studie seiner kennzeichnenden Parameter durchführen zu müssen Damit der sich drehende Kern das Magnetfeld nicht im geringsten verändert, ist es erforderlich, dass er einen kleinen Schnitt gegenüber 5. dem der Polschuhe hat. Mit Polschuhen mit einem quadratischen Schnitt von 13 mm im Geviert und einem gegenseitigen Abstand von 18 mm wurden vorzügliche Ergebnisse erhalten, während der Kern lH einen Durchmesser von 2,5 mm und eine Höchstlänge von 15 mm hatte.
Aus der vorstehenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung ist der 10. Gebrauch und die Funktionsweise des Gerätes, die nachstehend nochmals kurz zusammengefasst wird, klar ersichtlich: In der Ruhestellung, d.h. wenn die Spule l6 nicht vom Strom durchlaufen ist, kann das Messwerk der magnetischen Reaktionsvorrichtung sich frei drehen, wobei es, wenn es durch eine Versetzung des Armes 10 nach oben gehoben ist, die 15. erforderlichen Vorgänge für den Beginn der Analyse ermöglicht ο Sobald das Magnetfeld aufgebaut ist, nimmt das gesamte Messwerk eine Mittelstellung infolge des auf den Kern lU des Magnetfeldes selbst ausgeübten Einflusses ein. Diese Stellung kann anlässlich der Prüfung beispielsweise durch einfaches Drehen des Elektromagneten geändert 20. werden.
Sobald sich die geringste Winkelabweichung des Zylinders 7 unter dem Einfluss des von dem im Behälter 6 gerinnenden Blutes ausgeübten Drehmomentes ergibt, dreht sich der Magnetkern Ik zusammen mit dem gesamten Messwerk, wobei ein Winkel mit der Richtung des Magnetfeldes 25. gebildet wird, die im Raum festgelegt ist. Auf diese Weise wird ein zur genannten Winkelabweichung im wesentlichen proportionales Widerstandsmoment aufgebaut, wobei die Wälzreibungen, die auf das Messwerk der
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magnetischen Reaktionsvorrichtung ausgeübt werden, belanglos sind.
Der Zylinder 7 dreht sich weiter, beispielsweise in Uhrzeigerrichtung, bis sich die Werte des Drehmomentes und des Widerstandmomentes gleichen. Wenn sich der Blutbehälter wieder in entgegengesetzter Richtung dreht,
5. nimmt er den Zylinder und das gesamte Messwerk der elektromagnetischen Vorrichtung in der der vorausgegangenen entsprechenden und symmetrischen Weise mit. Der dem Zylinder 7 zugeordnete Wandler 19 ermöglicht die
Registrierung der Winkelabweichungen des Zylinders, die im gewünschten Thrombenelastogramm entsprechend registriert und umgewandelt werden,
10. das dann von der Bedienungsperson analysiert werden kann.
Aus den vorstehenden Ausführungen und der beigefügten Zeichnung ist
verständlich, dass die besondere Verwirklichung des Messwerkes der
magnetischen Reaktionsvorrichtung alle erforderlichen Vorgänge für
die eigentliche Analyse, wie das Aufheben des Messwerkes und des
15. Zylinders, das Herausnehmen und die Reinigung des Blutbehälters äusserst leicht ohne Beschädigung oder Veränderung der Merkmale des Gerätes vor sich gehen.
In der Praxis können die Einzelheiten der Verwirklichungen des Gerätes jedenfalls geändert werden, ohne dadurch von der gezeigten LSsungsidee 20. abzuweichen.
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Claims (6)

  1. Patentansprüche
    Ι.λ Gerät zur Bestimmung der Parameter der Blutelastizität, iadurch gekennzeichnet, dass es in Kombination umfasst: einen um eine senkrechte Achse drehbar gelagerten Zylinder (T), der in einen Blutbehälter (6) eingetaucht wird und regelmässigen Schwingungen ausgesetzt ist, sowie einen Wandler (19) für die Schwingungen des Zylinders (7), der mit einem Registriergerät für die Amplitude der Schwingungen des Zylinders (T) verbunden ist, wobei der Zylinder (T) steif an einem schwingenden Rahmen (8) aufgehängt und mechanisch mit einer Vorrichtung (l^, 15, l6) verbunden ist, die ein Widerstandsmoment ausübt und einen ferromagnetischen Kern (1^) umfasst, der sich in einem einheitlichen oder zweckentsprechend gestalteten Magnetfeld dreht.
  2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (Τ)» der Rahmen (8) und wenigstens der ferromagnetische Kern (lU) der Reaktionsvorrichtung von einer höhenregulierbaren Halterung (9, 10) getragen s ind.
  3. 3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (8) mit einem Stossdämpfer (IT, 18) für die Drehungen des Rahmens selbst verbunden ist.
  4. U. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ferromagnetische Kern (lU) oben am Rahmen (8) in rechtwinkliger Stellung zur Drehachse des Zylinders (T) befestigt ist»
  5. 5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetfeld von einer regelbaren elektromagnetischen Vorrichtung (15, l6) erzeugt wird.
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  6. 6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandler (19) elektromagnetisch linearer Art ist.
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