DE2802134A1 - Verfahren und vorrichtung zur automatischen blutanalyse - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Blutanalyse

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Blutanalyse sowie zur digitalen Anzeige von mehreren Blutparametern.

Analysen der fraglichen Art beinhalten die Bestimmung von Parametern wie beispielsweise des Gesamthämoglobin, des Sauerstoffgehalts und dreier bekannter Prozentsätze, die auf dem Gesamthämoglobin aufbauen.

Es gibt viele bekannte Vorrichtungen, die bei der photometrischen Bestimmung,, der Bestandteile von Blutproben verwendet werden bzw. sich hierauf beziehen. Jede dieser bekannten Vorrichtungen leidet zumindest jedoch an einem eingebauten Nachteil: bei Verwendung herkömmlicher Lichtquellen mit Filtern tritt eine Drift auf, welche die Wellenlänge beeinflußt, die durch die Probe nach einer bestimmten Benutzungszeit geleitet wird. Demzufolge werden die Instrumentenablesungen mit zunehmender Zeit immer weniger verläßlich.

Das Photometer, das in der US-Patentschrift 3694092 beschrieben ist, ist zur Analyse von Albumin und Bilirubin im Serum gedacht. Dies geschieht durch eine Kombination einer herkömmlichen Lichtquelle und einem umlaufenden Filterrad. Durch die Probe werden zwei Wellenlängen geleitet; das Testresultat der Probe für eine Wellenlänge wird dann mit einem bestimmten Koeffizienten multipliziert. Der Wert, der aus dem Testresultat der Probe für die andere Wellenlänge erhalten wird, wird subtrahiert. Auf diese Weise wird die Probe quantitativ analysiert. Möglicherweise eine Verbesserung_gegenüber dieser Vorrichtung .

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ist jene, die im US-Patent 3902812 beschrieben ist. Hier werden drei Arten von Lichtwellenlängen verwendet, die wiederum aus einer herkömmlichen Lichtquelle mittels eines Dreisegment-Filterrades erhalten werden. Die drei Wellenlängen werden dazu verwendet, den Einfluß zweier Komponenten, mit Ausnahme der einen, die vermessen werden soll, zu eliminieren.

Der nächstkommende, bekannte Stand der Technik ist die US-Patentschrift 3972614. Auch hier wird eine herkömmliche Lichtquelle verwendet. Mittels eines umlaufenden Filterrades werden zwei Wellenlängen eingesetzt; diese Wellenlängen werden durch eine hämolysierte Blutprobe geleitet. Die Hämolysierung wird durch Ultraschall bewirkt ohne die Verwendung eines Verdünnungsmittels. Es werden nur die Konzentrationen von zwei Bestandteilen gemessen, nämlich des Oxyhämoglobins und des reduzierten Hämoglobins bei diesen beiden Wellenlängen; dies soll das Gesamthämoglobin ergeben.Demzufolge berücksichtigen die Messungen nicht die Anwesenheit des Methämoglobins und des Karboxyhämoglobins. Wenn einer dieser Bestandteile in der Probe vorliegt, müssen die mit dieser Vorrichtung erhaltenen Resultate korrigiert werden.

Eine weitere Veröffentlichung ist die US-Patentschrift 3748044. Auch hier werden eine herkömmliche Lichtquelle und Filter verwendet. Die Vorrichtung benutzt einen zyklischen Apparat, welcher den Meßstrahl sequenziell und getrennt durch jede von mehreren Proben während der mehrfachen Betriebszyklen schickt. Danach bestimmt die Vorrichtung die Rate, mit der in jeder Probe Reaktionen stattfinden. Hierzu wird der zweite Wertesatz mit dem ersten, zuvor gespeicherten Wertesatz verglichen. In der US-Patentschrift 3807877 ist ein Photometer beschrieben, welches wiederum eine herkömmliche Lichtquelle verwendet. Hier wird das Licht, welches von einer Referenz- und einer Probensubstanz übertragen wird, abwechselnd gemessen. Die Ausgangsspannung ist für die Probfendichte repräsentativ, wobei die

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Photometerempfindlichkeit als Funktion dieser Ausgangsspannung variiert. Das Ausgangssignal des Detektors wird an die Eingangsleistung angepaßt. Das US-Patent 3437822 beschreibt eine Meßvorrichtung für die Strahlenabsorption, die wiederum eine herkömmliche Lichtquelle verwendet. Hier wird die Lampen-Stromversorgung von einem Rückkopplungsverstärker so geregelt, daß die Ausgangsleistung der Lichtquelle stabilisiert wird. Die US-Patentschrift 3690772 beschreibt wieder eine Vorrichtung, die eine herkömmliche Lichtquelle verwendet. Lichtimpulse werden durch mindestens drei Lichtwege in unterbrochenen, abwechselnden Intervallen geschickt, so daß nicht mehr als ein Lichtweg in jedem Augenblick beleuchtet ist. Die Impulse von einem Weg werden als Referenzimpuls verwendet; die verbleibenden Impulse werden gefiltert, ausgerichtet und durch die Probe geleitet. Das Licht, welches durch die Probe gelangt und auch das Licht auf den Referenzwegen werden dann auf eine einzige Photozelle gelenkt. Die Ausgangssignale der Photozelle werden konstant gehalten. Dadurch wird verhindert, daß Variationen in der Intensität der Lichtquelle die Ablesungen beeinflussen.

All diese bekannten Vorrichtungen liefern nicht diejenige hohe Präzision bei wiederholten Ablesungen, welche heutzutage für die automatische Messung von Barametern, die dem ganzen Blut zugeordnet sind, vom klinischen Markt gefordert wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur automatischen Blutanalyse und zur digitalen Anzeige der Parameter anzugeben, welche wiederholte Ablesungen mit extremer Genauigkeit liefern und nicht durch Drift bei lang anhaltenden Benutzungszeiten nachteilig beeinflußt werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 bzw. im Kennzeichen des Anspruchs 24 beschriebene Erfindung gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen sind in den weiteren

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Patentansprüchen angegeben.

Die Erfindung verwendet an Stelle einer herkömmlichen Lichtquelle eine Einrichtung, welche Spektrallinien mit hoher Auflösung erzeugt. Dabei kann es sich um eine Hohlkathodenlampe, einen Laser oder ein ähnliches Gerät handeln, deren Ausgangswellenlängen sich auch bei langer Benutzungsdauer nicht verändern. Auf diese Weise ist das Gerät frei von den Problemen, die bisher bei Verwendung herkömmlicher Lichtquellen mit optischen Filtern aufgetreten sind. Auch ein weiteres Problem wurde eliminiert. Es ist bekannt, daß optische Interferenzfilter sich mit der Zeit verschlechtern (degradieren) . Wenn eine herkömmliche Lichtquelle verwendet wird, vergrößert sich das Problem insofern, als die Degradation des Filters sowohl die Wellenlänge als auch die durchgelassene Lichtintensität beeinflußt. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung beeinflußt jedoch eine etwaige Filterdegradation nur die Intensität -des durchgelassenen Lichts, da die genaue Wellenlänge von der ''Lichtquelle selbst definiert und bestimmt ist. Diese ist bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Hohlkathodenlampe, deren Kathode aus Thallium und Neon ist.

Im Wesentlichen ist die Vorrichtung ein «elektro-optisches Instrument, welches eine servo-geregelte Quelle von Spektrallinien einsetzt. Dadurch wird die Aasgangslichtintensität von jeder Spektrallinie, die aus, der Quelle austritt, konstant gehalten. Zusammen mit einem ratiometrischen, logarithmischen Verstärker mit minimalisiertem dynamischen Bereich ergibt, sich eine außerordentlich verbesserte Stabilität und Genauigkeit. Zu diesem elektro-optischen Gerät, welches Blutparameter wie beispielsweise das Gesamthämoglobin, den Sauerstoffgehalt und die sich hieraus ableitenden Prozentsätze von Gesamthämoglobin mißt, tritt ein Strömungsmittel-Flußsystem verbesserter Bauweise. Dieses enthält eine peristaltische Mehrsegmentpumpe mit mehreren Pumpenkäfigen. Diese werden einem Motor mittels Einwegkupplungen

.t ι

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wahlweise gedreht. Die Pumpenkäfige und die um die Pumpenkäfige gewickelten Rohre bzw. Schläuche, dienen außerdem als Kneifventile, welche das durch die Rohre, die um die Pumpenkäfige gewickelt sind, gepumpte Strömungsmittel genau festhalten. Dies ermöglicht eine genau geregelte Vermischung der Probe mit einem Verdünnungsmittel ebenso wie ein automatisches Spülen des Strömungsmittel-Flußsystems nach jeder Messung.

Die analytische Basis für die Vorrichtung wurde mathematisch aus dem Beerschen Gesetz der Absorptionsspektroskopie entwickelt. Dieses definiert die photometrischen Beziehungen, die bei der Messung der Konzentration einer farbigen Verbindung verwendet werden. D.h., bei einer bestimmten Wellenlänge und einer festen Weglänge (1) verringert sich das Licht (I), welches durch eine farbige Lösung durchgelassen wird, logarithmisch mit wachsender Konzentration (C). Dies kann, in der Absorption (A) ausgedrückt, folgendermaßen geschrieben werden:

^e2c " ^A Gleichung 1

Hier ist I_Q das einfallende Licht; £ ist der Absorptionskoeffizient.

Durch Umschreiben den-Gleichung 1 und'Auflösen nach der Konzentration (C) erhält man:

-Τ-"*! ¹⁰S₁₀ ß4

Hier ist^/t, = (£) der Kehrwert des molaren Absorptionsko effizienten (t) .

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.1 '

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Bei Verwendung einer Hohlkathodenlampe, deren Kathode aus einem Thallium-Silberamalgam besteht, mit einer Neongasfüllung, wurden vier sehr deutliche schmalbandige Spektrallinien bei den folgenden Wellenlängen ausgewählt: 535,0 nm von Thallium* 585,2, 594,5 und 626,6 nm von Neon. Dann werden bei jeder dieser vier Wellenlängen vier molare Extinktionskoeffizienten bestimmt, und zwar für jede der vier Hämoglobinarten (reduziertes Hämoglobin (RHb), Oxyhämoglobin (O₂Hb), Karboxyhämoglobin (COHb), Methämoglobin (MetHb) ). £ wird dann in Matrixform folgendermaßen geschrieben:

ε535	.0,	JiHb	ε585.	2	I	Riib	ε594	.5,	RlIb ε626	.6,	r.Ilb
C535	.0,	O2Ub	E5Ü5.	2	t		ε3^.	.5,	O.,I!b CC26	.ti,	OnKb
C535	.0,	COh'b	e5ü5.		,	Cül^b	eZ3A	.5,	COIIb CG2C		CCIJb
*535	.0,	tfotllb	C5£>5,	2	t	üotlib	S594	• ΰ,	Hot lib eC2o		Ifctll
									Gleichung	3

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Lichtintensitäten I_ und I normalisierte Werte, die folgendermaßen erhalten werden. Das Licht wird in zwei Strahlen durch einen Strahlteiler aufgespalten, wobei ungefähr 90% des Lichts weiter auf die Proben- Photodiode gelangen und 10% des Lichts auf eine Referenz- Photodiode reflektiert werden. Die Ströme, die von der Proben- Photodiode (I ) und der Referenz- Photo-

diode (I_R) erzeugt worden, werden dann in einen ratiometrischen, logarithmischen Verstärker gegeben. Dieser erzeugt eine Ausgangsspannung (V) nach folgender Gleichung:

Gleichung 4

Hierin ist K ein skalarer Faktor.

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Bei einer optisch klaren Lösung (O-Lösung) in der Cuvette wird eine Spannung V, vom ratiometrischen logarithmischen Verstärker erzeugt. Wenn sich eine Hämoglobinlösung in der Cuvette befindet, wird die Spannung V erzeugt. Die Absorbtion der Hämoglobinlösung ist dann:

^VB -

Gleichung 5

Gleichung 2 wird nun entwickelt und nach den Konzentrationen (C) der vier Hämoglobinarten aufgelöst, wobei ε aus Gleichung 3 und A aus Gleichung 5 für jede Wellenlänge verwendet wird.

'Rlib I

^r, or n 'Ec-ir

535.0^(ε535.0, Rlib

„J^+A

565.2 ^(c5G5.2,RK

-1

^Λ594.5 ^(ε594.5, Rlib* ^{+ A}626.6 ^(c626.6, KIIb*

1 Ϊ

^A535.0 ^(ε535.0,

^A594.5 ^(ε594.5,

^A585.2 ^(ε585.2, ^A626.6 ^ίε626.6,

„ 1 "COIIb Γ

535.0 ^(ε535.0_# COlIb¹

585.2 ^(ε505.2, COlIb³

Ι·

^A594.5 ^ίε594.5, COIIb* ^{+ A}626.6 ^(ε626.6, COKb*

Sletllb T

^A535.0 ^ίε535.0, MetHb* ^{+ A}585.2 ^585.2, MetKb*

^A594.5 ^(e594.5, MetHb^]

626.6 ^ie626.6,MetHb

Das Gesamthämoglobin (THb) ist dann definiert als die Summe

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der vier Konzentrationen aus den Gleichungen 6a, 6b, 6c und 6d:

THb - C_Wib + C_0Iib + C_C0Hb + C_MetHb. _Gi_eichung η

_%0Hb - °^{2Hb X 10}° Gleichung 8a

%0₂Hb - r^s

⁰COHb x 100, Gleichung 8b

%MetHb - ⁰MetHb x 100 Gleichung 8c

Der Sauerstoffgehalt wird unter Verwendung von C Hb aus Gleichung 6b errechnet:

content = 1.39 χ C_QJIb Vol. % O₂ Gleichung 9

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Fig. 1 die perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur automatischen Blutanalyse;

Fig. 2 die perspektivische Ansicht eines Teils der Vorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist, in vergrößertem Maßstab; es wird insbesondere das Strömungsmittel-Flußsystem dargestellt;

Fig. 3 die perspektivische Ansicht der elektro-optischen Teile der Vorrichtung von Fig. 1, wobei bestimmte Teile

weggebrochen sind;

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Fig. 4 ein Blockdiagramm des elektro-optischen Systems, das in der Vorrichtung verwendet wird; es wird insbesondere die servo-gesteuerte Stromversorgung für die Hohlkathodenlampe und den logarithmischen Verstärker gezeigt;

Fig. 5 ein Diagramm, in welchem der Extinktionskoeffizient (t) der vier menschlichen Blutparameter, nämlich des reduzierten Hämoglobins, Oxyhämoglobins, Karboxyhämoglobins und Methämoglobins als Funktion der Wellenlänge in Nanometern (nm) dargestellt ist; es sind außerdem die vier Wellenlängen gezeigt, die in der Vor richtung verwendet werden und von der Spektrallinienquelle, nämlich einer Hohlkathodenlampe, definiert und erzeugt werden;

Fig. 6 das gesamte elektrische System der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Blockdiagrammform;

1'-

Fig. 7 ein detailliertes Schaltungsdiagramm des ratiometrischen, logarithmischen Verstärkers und des Servo-Steuersystems für die Hohlkathodenlampe, die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet wird;

Fig. 8 das Flußdiagramm der Systemfunktionsweise bei der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung · '·

In den Figuren 1 und 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur automatischen Blutanalyse in perspektivischer Vorderansicht dargestellt. Fig. 2 besitzt einen größeren Maßstab, wobei bestimmte Vorrichtungsteile weggebrochen sind; hier ist insbesondere das Strömungsmittel-Fluß system dargestellt.

Die Kontrollelemente der Vorrichtung sind an einer Anzeige-

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tafel 12 montiert, an welcher die gemessenen Parameter digital von einer vierstelligen LED-Anzeige 14 dargestellt werden. Eine Reihe von 7 Druckschaltern 18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f und 18g ist zweckmäßigerweise im linken unteren Teil der Anzeigetafel montiert; weiter nach rechts schließt sich eine Reihe von 4 Kippschaltern 20a, 20b, 20c und 2Od an. Zwischen den Kippschaltern 20a bis 2Od und den Druckschaltern 18a bis 18g ist die einzige Eichschraube 22, die vom Benutzer einstellbar ist, für das Gesanthämoglobin angeordnet. Diese Eichschraube 22 kann mit einem kleinen Schraubenzieher eingestellt werden. Rechts von den Kippschaltern 20a bis 2Od ist ein Stoppknopf 24 angeordnet. Die entsprechenden Funktionen und die Wirkungsweise dieser Druckschalter, Kippschalter, der Eicheinstellung für das Gesamthämoglobin und des Stoppknopfes werden unten ausführlicher beschrieben, wenn auch eine detaillierte Darstellung der Wirkungsweise der Vorrichtung gegeben wird. Dies geschieht insbesondere mit Bezug" auf Fig. 8, welche das Flußdiagramm der System-Funktionsweise darstellt.

In dem Raum unmittelbar über den Druckschaltern und Kippschaltern und unterhalb der LED-Anzeige 14 befindet sich eine Reihe von 6 Kontrollampen 16a bis 16f. Wenn diese erleuchtet sind, sollen sie die Bedienungsperson auf bestimmte Zustände oder Bedingungen der Vorrichtungsfunktion aufmerksam machen. Das erste Kontrollicht 16a zeigt die Worte "nicht für menschliches Blut" an. Wenn dieses erleuchtet ist, soll dies der. Bedienungsperson verständlich machen, daß die Vorrichtung in einer Betriebsweise arbeitet, die nur für tierisches Blut gedacht ist. Demzufolge dürfen menschliche Blutproben nicht verarbeitet werden, wenn dieses Kontrollicht 16a auf der Anzeigetafel erscheint. Die fünf anderen Kontrollichter sind "Prüfcuvette" 16b, "hohes MetKb, Daten fraglich" 16c, "Absorptionsfehler" 16d, "Temperatur nicht reguliert" 16e und "Lichtintensitätsfehler" 16f. Auch diese Kontrollampen werden ausführlich erläutert, wenn die

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Funktionsweise der Vorrichtung beschrieben wird.

Die Vorrichtung, die auf einem Arbeitstisch montiert werden kann, ist mit einem entfernbaren, im Vakuum verformten Tablett 11 versehen. Dieses beherbergt drei Flaschen in aufrechter Stellung, die zum Betrieb der Vorrichtung benötigt werden.Dabei handelt es sich um eine Abfallflasche 54, eine Null/Spüllösungsflasche 58 von gleichem Volumen und eine kleinere Verdünnungsmittel enthaltende Flasche 56, die zwischen den Flaschen 54 und 58 angeordnet ist. In dem Raum oberhalb der Flaschen und unterhalb der Anzeigetafel 12 ist das Strömungsmittel - Flußsystem an der Vorderplatte 13 befestigt. Dieses umfaßt im Wesentlichen eine peristaltische Mehrsegmentpumpe 40, die von einem reversiblen Motor 40a angetrieben wird. Links von der Pumpe befindet sich ein herkömmlicher Probennehmer 50, der mit einer Probensonde 52 versehen ist. Dieser ist in Fig. 1 in der Probennahmestellung und in Fig. 2 in der Spülstellung gezeigt. Die Vorrichtung kann auch mit einem alternativen Probennahmensystem versehen werden, das bei der Spritzeninjektion von Proben verwendet wird und nicht gezeigt ist. Auch ein kapillarer Probennehmer kann verwendet werden, welcher dann zuzüglich zu dem herkömmlichen Probennehmer 50 einen Zusatzadapter umfaßt, der nicht dargestellt ist.

Der reversible, in zwei Richtungen laufende elektrische Motor 40a ist so gebaut, daß er eine Antriebswelle in beiden Richtungen drehen kann. Um diese Antriebswelle herum sind die Pumpenkäfige 44 und 46 montiert, die aus drei in einem Winkel von ungefähr 120° von einander entfernt, konzentrisch um die Antriebswelle angeordneten Stangen bestehen. Die Pumpenkäfige 44, die auf der linken Seite angeordnet sind, sind mit der Rohrwicklung 41 für das Verdünnungsmittel und der Rohrwicklung 43 für die Probe umwunden. Der Pumpenkäfig 46 auf der rechten Seite ist mit der Rohrwicklung 45 für die Spülung umwunden. Die Pumpenkäfige 44 und 46 sind von einem zylindrischen Teil 42 getrennt, das ebenfalls konzentrisch

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um die Antriebswelle des Motors angebracht ist und sich gemeinsam mit der Welle dreht. Dieses zylindrische Teil 42 ist auf seinem Umfang gewellt bzw. geriffelt; es ist vorzugsweise mit Antriebskupplungen an den Seiten versehen, so daß ein Handbetrieb der Vorrichtung möglich ist, indem dieses Teil 42 in der jeweils erforderlichen Richtung gedreht wird. Jede flexible Rohrwicklung ist, wie dargestellt, mit der entsprechenden Flasche verbunden. Die Probennehmersonde ist über einen Schlauch 51 mit einem "T"- Stück 48 verbunden, welches Probe und Verdünner vermischt. An dieses "T"-Stück 48 ist außerdem ein Schlauchstück 53 angeschlossen, welches die Verbindung mit der Rohrwicklung 41 für den Verdünner um den Pumpenkäfig 44 herstellt. Vom Misch-"T" 48 führt ein weiterer flexibler Schlauch 55 zu einem mechanischen Hämolysierer 28. Dabei kann es sich um ein Solenoid handeln. Von dort führt der Schlauch 55 in eine Cuvette 43, die in einem Cuvettenhalter 30 angeordnet ist. Dieser kann mittels des Handgriffes 30a zur Inspektion, zum Austausch der Cuvette oder bei Verstopfungen entfernt werden. Innerhalb des Cuvettenhalters 30 umfassen die Schläuche vorzugsweise einen Abschnitt 25 zur BIutvorerwärmung, der vor der Cuvette 34 liegt, sowie einen Abschnitt 27 zur Vorerwärmung der Spüllösung, welcher der Cuvette 34 folgt. Der Schlauch, der aus dem Cuvettenhalter 30 austritt, ist dann in eine Wicklung 31, wie dargestellt, gelegt, bevor er an ein zweites "T"-Stück 33 angeschlossen ist. Dieses "T"-Stück besitzt einerseits einen Anschluß zur Spülrohrwicklung 45, did'um den Pumpenkäfig 46 gewickelt ist, und über ein kurzes Verbindungsrohr 37 und einen Adapter 35 zur Probenrohrwicklung 43, die um den Pumpenkäfig 44 gewickelt ist.

Zur richtigen Funktionsweise des Strömungsmittel-Flußsystems sind außerdem Einwegkupplungen 47 vorgesehen, die an den entsprechenden Enden der Pumpenkäfige 44 und 46, von dem zentral angeordneten, zylindrischen Teil 42 entfernt, angebracht sind. Diese Einwegkupplungen 47, 47 stellen sicher, daß der Pumpenkäfig 46 auf der Spülsei te sich mit der Antriebswelle

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nur in der einen Richtung dreht, die durch den Pfeil in Fig. 2 dargestellt ist; die Pumpenkäfige 44 bleiben dabei stehen. Wenn Motor und Antriebswelle in der entgegengesetzten Richtung angetrieben-werden, werden die Pumpenkäfige 44 auf der Saugseite in der Richtung des dargestellten Pfeiles verdreht; gleichzeitig bleibt der Pumpenkäfig 46 auf der Spülseite stehen. Diese Pumpenkäfige arbeiten mit ihrer Bauweise aus drei horizontalen, in einem Winkel von 120° zueinander angeordneten Stangen außerdem als Kneifventile für die flexiblen Rohre, die um diese Pumpenkäfige gewickelt sind. In dieser Funktion als Kneifventile dienen sie gerade dazu, den Strömungsmittelfluß durch das System anzuhalten. Dadurch wird der Strömungsmitteldurchsatz kleiner, genauer Mengen bewirkt und gesteuert.

In der Nähe des Cuvettenhalters 30, der abnehmbar an der Vorderplatte 13 angebracht ist, ist ein Cuvettenklipp 32 montiert. Dieser weist eine zentrale Lampe 38 auf, die zweckmäßigerweise zwei Funktionen ausübt. Diese Lampe 38 ist immer dann an, wenn die Vorrichtung eingschaltet ist; sie zeigt diesen Zustand der Bedienungsperson an. Zusätzlich dient sie als diejenige Lampe, gegen welche die Cuvette 34 geprüft wird, wenn diese aus der normalen Stellung, die dargestellt ist, entfernt und in den Cuvettenklipp«32 gebracht ist. Dadurch kann die Bedienungsperson erkennen, ob ein Blutklumpen, eine Verunreinigung oder eine andere Fremdsubstanz sich in der Cuvette befindet, insbesondere, wenn eine der zuvor erwähnten Kontrollampen an der Anzeigetafel leuchtet.

Das elektro-optische System der Vorrichtung läßt sich am Besten anhand der Figuren 3 und 4 erläutern. Ein wichtiger Teil des Systemes ist die Quelle der Spektrallinien, welche die vier bestimmten Wellenlängen, die bei der Vorrichtung verwendet werden, erzeugen und definieren. Die Wellenlängen, die von dieser Quelle 60 definiert werden, bleiben über eine lange Benutzungsdauer des Instruments hinaus stabil und driftfrei. Sie ergeben somit, zusammen mit den anderen Teilen

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der Vorrichtung verläßliche und genaue Anzeigen mit hoher Reproduzierbarkeit. Diese Spektrallinienquelle 60, welche einen geeigneten Laser oder eine andere Spektrallinienquelle umfassen kann, aus praktischen, ökonomischen Erwägungen bei der bevorzugten Ausführungsform jedoch eine Hohlkathodenlampe 60 verwendet, erzeugt und definiert die genannten vier Wellenlängen im sichtbaren Spektrum. Außerdem wird eine Hohlkathodenlampe 60 gewählt, deren Kathode aus Thallium und Neon besteht, und dadurch werden die interessierenden Wellenlängen mit hoher Auflösung erzeugt, nämlich die Wellenlängen 535,0 nm für Thallium und 585,2 nm, 594,5 nm und 626,6 nm für Neon, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist.

Diese Spektrallinien, die aus der Hohlkathodenlampe 60 austreten, werden dann mittels einer geeigneten Linse 61 fokusiert und dann vom Spiegel 62 durch eines von mehreren schmalbandigen Filtern 72 reflektiert. Diese Filter 72 sind auf einem Filterrad 70 angeordnet, das von einem Elektromotor 70a in Richtung des dargestellten Pfeiles verdreht wird. Die Funktion dieser Schmalbandfilter 72 besteht einfach darin, die Transmission von anderen Spektrallinien außer jeweils einer der vorgenannten vier Spektrallinien zu verhindern. Diese Filter neigen wie alle anderen Filter dazu, sich mit der Zeit zu verändern. Bei der hier beschriebenen Vorrichtung und der besonderen Lichtquelle bewirkt jedoch eine Veränderung der Charakteristik dieser Schmalbandfilter 72 keine Veränderung oder Drift in der jeweils durchgelassenen Wellenlänge. Hierdurch wird allenfalls die Intensität des durchgelassenen Lichtes beeinflußt. Die Ablesungen bleiben somit auch über längere Benutzungszeit der Vorrichtung hinweg genau und verläßlich, da die Absorptionsmessungen, die normalerweise von der Wellenlänge abhängen, sich nicht unterscheiden. Dies beruht darauf, daß die Wellenlängen der ausgewählten Lichtquelle nicht variieren.

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η c

Die jeweils gewählte Wellenlänge, welche ihr entsprechendes Schmalbandfilter 72 durchtritt, wird dann durch eine weitere Linse 63 refokusiert. Sie gelangt dann durch einen Strahlteiler 80, dessen Rückseite von einer geeigneten Maske 81 bedeckt ist. Mit diesem Strahlteiler 80 werden ungefähr 10% des Lichtes abgezweigt und auf den Lichtsensor 86 eines Referenzdetektors gelenkt. Die verbleibenden ungefähr 90% des Lichtes werden durch den Strahlteiler 80 durchgelassen und gelangen somit durch die Cuvette 34. Diese kann entweder eine Null-Lösung oder eine hämolysierte Blutprobe enthalten. Das Licht trifft dann auf einen Probendetektor-Lichtsensor 84. Die Cuvette ist unter einem geringfügigen Winkel gegenüber dem Licht ausgerichtet, welches durch die Linse 63 gelangt, ist also nicht senkrecht zum Lichtstrahl angeordnet. Dadurch werden etwaige Reflektionen an der Oberfläche der Cuvette auf die Maske 81 gerichtet und nicht durch den Strahlteiler 80 zurück und schließlich auf den Referenzdetektor-Lichtsensor 86 reflektiert. Dies würde die Anzeige des Referenzdetektors beeinflussen.

Die Cuvette 34, die hieran befestigten Abschnitte der flexiblen Schläuche, der Strahlteiler 80 mit seiner Maske 81, die Linse 63 und mindestens Teile des Proben-und Referenz-Lichtsensors 84 bzw. 86 befinden sich innerhalb einer temperaturregulierten Zone 34a. Auf diese Weise wird die hämolysierte Probe innerhalb der Cuvette 34 immer auf konstanter Temperatur gehalten, deren Wert mit 37,0⁰C gewählt wurde. Der logarithmische Verstärker 90 befindet sich ebenfalls vorzugsweise in enger Nachbarschaft der temperaturgeregelten Zone. Dadurch wird seine Stabilität weiter verbessert.

Der Ausgang des Referenzdetektor-Lichtsensors 86 ist zunächst an einen "transresistance"-Verstärker 88 gekoppelt. Dessen Ausgang ist parallel sowohl mit dem logarithmischen Verstärker 90 als auch mit einer servo-gesteuerten Stromversorgung 92 für die Hohlkathodenlampe v· -t I u. !<·■;. I a>: tim !■ = !-.-··

Eingangssignal für den logarithmischen Verstärker 90 wird vom Ausgang des Probendetektor-Lichtsensors 84 abgeleitet. Die genaue Funktionsweise des logarithmischen Verstärkers 90 und der servo-gesteuerten Stromversorgung 92 zur Regelung und Einstellung der Ausgangs-Lichtintensität der Hohlkathodenlampe 60 werden anhand der Fig. 7 ausführlicher erleutert.

Wie insbesondere in Fig. 3 zu erkennen ist, ist das Filterrad 70 mit einer Reihe radialer Schlitze 76 und 78 und mindestens einem Loch 74 am Umfang versehen. Die Schlitze sind in der Nähe der vier Schmalbandfilter 72, die auf dem Rad angebracht sind angeordnet. Das Loch 74 stellt einen Synchronisationsknoten dar, welcher den Anfang des System-Eingangszyklus bildet. Dies wird weiter unter ausführlich beschrieben. Jeweils zwei radiale Schlitze 76 und 78 sind den vier Schmalbandfiltern 72 zugeordnet. Der äußere Schlitz 76 ist etwas langer als der innere Schlitz 78 und dient als Servo-Schlitz. Er läßt einen Servo-Puls hindurch, der eine etwas längere Dauer besitzt als der Probenimpuls, der von dem Probenschlitz 78 bestimmt wird. Das Filterrad 70 und diese Schlitze sowie der Synchronisationsknoten 74, der sich in der selben radialen Entfernung wie die inneren Probenschlitze 78 befindet, werden durch einen stationären Detektorkreis 71 für die Filterstellung gedreht. Dieser Detektorkreis 71' besteht aus zwei identischen Schaltkreisen, die auf beiden Seiten des umlaufenden Filterrades 70 angeordnet sind. Jeder dieser identischen Schaltkreise, umfaßt eine Infrarotlichtdiode (LED), die einem Fototransistor gegenüber steht, wobei das Filterrad 70 zwischen der LED und dem zugehörigen Fototransistor umläuft. Diese Kreise erfassen das Synchronisationssignal, wenn der Synchronisationsknoten 74 sich an der LED vorbeibewegt; sie erfassen und erzeugen außerdem Servo-Impulse und etwas kürzere Proben-Impulse mit der Zeitdauer, in v/elcher die entsprechenden Proben- bzw. Servo-Schlitze 7-8 bzw. 76 an den entsprechenden

.1 I

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LEDs im Detektorkreis 71 vorbei laufen. Die erzeugten Servo-Impulse werden von einer Servo-Impuls-Leitung 73 zur servo-gesteuerten Stromversorgung 92 geführt. Sie werden beim Betrieb der Hohlkathodenlampe 60 verwendet, wie ausführlich unten beschrieben wird. Die Synchronisationsimpulse und die Probenimpulse werden über Synchronisations- und Probenimpulsleitungen 75a bis 75b an den Analog/Digitalwandler gelegt, wie ausführlich unten beschrieben wird.

Das genaue Schaltungsdiagramia des ratio-metrischen, logarithmischen Verstäfckers und der servo-gesteuerten Stromversorgung für die Hohlkathodenlampe ist in Fig. 7 dargestellt. Die Aufgabe des ratiometrischen, logarithmischen Verstärkers besteht darin, an seinem Ausgang 91 eine Ausgangsspannung (V .) zu erzeugen, die proportional zum Logarithmus des Verhältnisses zweier Ströme ist. Bei diesen Strömen handelt es sich um einen Referenzstrom I_D und einen Probenstrom Ig. Der Referenzstrom und der Probenstrom werden in Abhängigkeit vom Lichtstrahl erzeugt (der von der genannten Hohlkathodenlampe 60 definiert und erzeugt wird und durch die Elektro-Optik des Systems, wie oben beschrieben, geleitet wird). Die Strahlaufteilung ist so, daß ungefähr 10% auf die Referenz-Fotodiode 94 und die verbleibenden 90% des Strahles nach dem Durchgang durch die Cuvette 34 auf die Proben-Fotodiode fallen. Koaxialkabel 95 bzw. verbinden die Fotodibden mit ihrer zugehörigen Schaltung.

Der Referenzstrom I₀ wird vom Koaxialkabel 95 dem "transresistance"-Verstärker 88 zugeführt. Dieser wandelt den Referenzstrom in eine Ausgangsspannung um. Diese wird dann invertiert und vom Pufferverstärker 98 so verstärkt, daß ein Spannungsabfall am Referenzstromwiderstand 110 erzeugt wird, der am Punkt 99 an den Ausgang des Verstärkers 98 gekoppelt ist. Die Spannung am Punkt 99 gelangt außerdem an den negativen Eingang des Verstärkers 111 und wird von

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diesem mit einer Referenzspannung verglichen, die am Punkt 89 liegt. Dieser stellt den Verbindungspunkt eines Widerstand-Netzwerks dar, welches aus zwei Widerständen R₁ und R„ besteht. Der eine, R₁ ist geerdet; der andere, R- ist mit einer positiven Gleichspannung von 15 Volt verbunden.

Wenn die Spannung am Punkt 99 mit dieser Referenzspannung, die vom Widerstand-Netzwerk am Punkt 89 erzeugt wird, nicht übereinstimmt, liefert der Verstärker 111 eine Spannung geeigneter Polarität zum Eingang des analogen Servo-Rückkopplungsverstärkers 116 über den Feldeffekttransistor 114. Dieser ist normalerweise leitend; der Transistor 115 wird so gezwungen, mehr oder weniger Strom, je nach dem, in dan Transistor 117 zu schicken. Dadurch wird der Kollektorstrom, der vom Transistor 117 zur Kathode der Hohlkathodenlampe 60 fließt, vergrößert oder verringert. Auf diese Weise wird die Ausgangslichtintensität der Hohlkathodenlampe ebenfalls vergrößert oder verkleinert. Dem zufolge erzeugt der Referenzstrom I_., der an der Referenzfotodiode 94 entsteht, eine Spannung am Punkt 99, die gleich der Referenzspannung 89 ist. Auf diese Weise kommt die Schaltung ins Gleichgewicht. Der Referenzstrom I„, der durch das Koaxialkabel 95 fließt,

XV

soll über die Zeit hinweg konstant bleiben, in welcher der Servo-Schlitz 76 im Detektorkreis 71 Licht passieren läßt. Dies wird vom Öekoderkreis 79 dekodiert, der zuvor von einem Signal auf der Leitung 77 bereit gemacht wurde. Auch der Strom, der vom Punkt 99 durch den Widerstand 110 fließt, bleibt konstant. Bei leerem Raum als Absorptionsmedium in der Cuvette 34 ist daher der Probenstrom I_g, der von der Fotodiode 96 erzeugt wird, im Wesentlichen gleich dem Strom, der durch den Referenzstrom-Widerstand 110 fließt.

In diesem Gleichgewichtszustand sind die Emitterströme der Transistoren 106 und 108, deren Emitter zusammengeschaltet sind, ungefähr gleich. Die normalisierte Ausgangsspannung V

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am Ausgang des logarithmischen Verstärkers ist:

4m f³·^{5 v}) - ^Ki ^logio ^f

K₁ stellt hier den Verstärkungsfaktor des logarithmischen Verstärkers dar; er beträgt - 3/5 Volt pro Dekade.

Wenn ein absorbierendes Medium, beispielsweise hämolysiertes/ ganzes Blut, in die Cuvette 34 eingebracht ist, verändert sich das Ausgangssignal des logarithmischen Verstärkers bei 91 mit - 3,5 Volt pro Dekade der Stromveränderung an der Proben-Fotodiode 96. Der bevorzugte dynamische Bereich des logarithmischen Verstärkers 90 für den Probenstrom I₀ liegt zwischen 25 Nanoampdre und 150 Picoampere; für den Referenzstrom I_R liegt er zwischen 2,5 Nanoampdre und 1,5 Nanoampere.

Der Probenstrom I_g wird über das Koaxialkabel 97 zum Verstärker 100 geführt. Von den Widerständen 102 und 102a wird eine Niedrigstromeinstellung für den logarithmischen Verstärker 90 gebildet. An die Basis des Transistors 108 sind ein variabler Widerstand 105, an dem die Einstellung für die Spannung pro Dekade vorgenommen wird, ein Potentiometer 107 zur Nullpunktseinstellung sowie ein Widerstand 104 angeschaltet. Die Basis des anderen Transistors 106 ist, wie dargestellt, geerdet. Die Verstärkung wird unter Verwendung des Widerstands 105 auf + 0,7 V pro Dekade am Ausgang des Verstärkers 100 eingestellt. Der Ausgang des Verstärkers 100 ist mit dem Eingang des Verstärkers 103 verbunden, dessen bei 91 erscheinendes Ausgangssignal das negative Ausgangssignal des logarithmischen Verstärkers darstellt. Dieses beträgt - 3,5 V/D.

Das Netzwerk zur Einstellung "des hohen Stroms für den

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logarithmischen Verstärker 90 besteht aus dem variablen Widerstand 112 und dem Widerstand 112a. Es ermöglicht eine Spannungseinstellung, wie dies der "transresistance"-Verstärker 88, der Pufferverstärker 98 und der Verstärker 101 benötigen. Es berücksichtigt außerdem Dunkelströme und Leckströme der Fotodiode 94 und den Vorspannungs- Eingangsstrom des "transresistance"-Verstärkers 88.

Wenn der jeweilige Servo-Schlitz 76 das Licht passiert hat, welches von der LED in dem Filterstellungs-Detektorkreis 71 erzeugt wird und wenn dies vom Dekoderkreis 79 dekodiert ist, wird der Referenzstrom, der von der Referenz-Fotodiode 94 erzeugt wird, wiederum verringert, da der Transistor 113 und die Dioden D3 und D4 wieder angeschaltet werden. Dies beruht darauf, daß das negative Signal auf der Servo-Impulsleitung 72, welche zur Basis des NPN-Transistors 113 führt, verschwindet. Dem zufolge werden der Verstärker 111 und der Feldeffekttransistor 114 wieder abgestellt. In diesem Zustand wird der Strom, der die Hohlkathodenlampe 60 betreibt, auf den Leerlaufstrom reduziert, wie er von dem aus den Widerständen 118a, 118b und 118c bestehenden Widerstandsnetzwerk eingestellt ist. Dies ist insofern von Bedeutung, als hierdurch die Lebensdauer der Hohlkathodenlampe 60 im Instrument erheblich vergrößert wird.

Der maximale Strom, der in der Servo-Bedienungsweise verfügbar ist und der der Hohlkathodenlampe 60 zugeführt werden kann, ist durch den Widerstand 121 bestimmt. Dieser läßt den Transistor 119 immer dann einen Kurzschluß zur Erde herstellen, wenn diese Grenze überschritten ist. Auf diese Weise wird die Hohlkathodenlampe ausgeschaltet. Der Transistor 119 ist zwischen den Ausgang des Servo-Rückkopplungsverstärkers 116 und den Emitter des Transistors 117 über den Widerstand 123 geschaltet.

Die Vorrichtung ist so gebaut", daß sie an jede herkömmliche

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Netzspannung, beispielsweise 100, 115, 230 V Wechselstrom (60 Hz) oder 100, 115, 230 V Wechselstrom, 50 Hz mittels eines umstellbaren Konstantspannungstransformators 130 angeschlossen werden kann. Das gesamte elektrische System der Vorrichtung ist als Blockdiagramm in Fig.6 dargestellt. Daraus ist zu erkennen, daß der Transformator 130 seinerseits eine Niedrigspannungsversorgung 132, die Spannungsversorgung 134 für die Hohlkathodenlampe und die Kontrolltafel und die Anzeige 12 versorgt.

Die Funktion der Niederspannungsversorgung 132 besteht darin, die Vorrichtung mit fünf genau regulierten Gleichspannungen, nämlich +15 V, -15V, +5V bei 1 Ampe"re und +5 V bei 3 Ampere sowie -10 V, zu versorgen. Die Spannungsversorgung 134 für die Hohlkathodenlampe und die zugeordnete Schaltung 60a liefert die richtige Leistung, mit welcher die Intensität der Lampe bei der Probennahme kontrolliert wird. Sie liefert" die Leistung für die temperaturregulierte Zone 34a, Z¹Ur Abnahme des Signals vom logarithmischen Verstärker 90, womit der Betrieb des Filterrads 70 gesteuert wird, zur Versorgung des Betriebs des Motors 40a und außerdem für das Hämolysierer-Solenoid 28.

Der Analog/Digitalwandler und die zugeordnete Schaltung 120 empfangen analoge Information vom logarithmischen Verstärker 90 sowie Synchronisations- und Probenimpulse von der Hohlkathodenlampe und der zugeordneten Schaltung 60a über die Leitung 75. Er wandelt im Wesentlichen die Information des logarithmischen Verstärkers in. ein binäres Ausgangssignal um, sodaß es sowohl digital gespeichert als auch von einem geeigneten Mikrocomputer 140 aufgearbeitet werden kann, der mit einem Speicher 142 versehen ist. Dieser kann entweder aus PROMs oder ROMs zusammengesetzt sein. Zur richtigen Kanalisation und gegenseitigen Verbindung der verschiedenen Komponenten ist eine Systemzwischenverbindung 124 vorgesehen, welche den Analog/Digi-

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talwandler und die zugeordnete Schaltung 120 mit dem Mikrocomputer 140 verbindetjund außerdem Anschlüsse für die Kontrolltafel und die Anzeige 12 oder die LED-Anzeige 14 sowie ebenfalls für den oben beschriebenen Satz von Kontrollampen 16.

Die Vorrichtung ist außerdem mit einem Drucker-Interface 126 versehen. Dessen Funktion besteht darin, daß ein Druck-Zusatzgerät 128 mit der Vorrichtung 10 verbunden werden kann, sowie mit einem Blutgasinstrument 138, beispielsweise eines, welches Parameter des gesamten Blutes (pH, PCO₂ und PO₂) mißt. Die Bauweise der Drucker-Interface ist der Art, daß jedes Instrument unabhängig mit dem Drucker betrieben werden kann, oder daß beide Instrumente mit ihm betrieben werden. Auf diese Weise können die Daten beider Instrumente auf die selbe Patientendruckkarte aufgedruckt werden.

Der Analog/Digitalwandler und die' zugeordnete Schaltung enthalten in bekannter Weise einen die Verstärkung bestimmenden Verstärker, einen vier-kanaligen Multiplexer und einen Dekoderkreis, einen "sample and hold"-Verstärker, einen Referenzspannungsverstärker und einen Filterradsignaldekoder, zusätzlich zum grundlegenden Analog/Digitalwandler.

Der Microcomputer 140 umfaßt in ähnlicher Weise bekannte Teile. Diese enthalten eine zentrale Prozessoreinheit, eine System-Taktquelle, einen RAM-Speicher und entsprechende Interface-Einheiten, "ports" und Steuerkreise. Der Speicher 142 enthält einen PROM oder ROM-Speicher, einen Speicheradressenpuffer, einen Chipwahldetektor, einen Datenausgangspuffer und geeignete Einschalt-Steuerkreise, wie dies dem Fachmann bekannt ist, wenn in der Kombination ein'ROM-Speicher zum statischen Betrieb geschaffen werden soll.

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Die Funktionsweise der Vorrichtung 10 wird am Besten anhand der Fig. 8 beschrieben, welche das Flußdiagramm der Systemfunktionsweise darstellt. Dies geschieht in Verbindung mit Fig. 1, die bereits beschrieben wurde. Nachdem die Vorrichtung an eine herkömmliche Wechselnetzspannung über ein geeignetes Anschlußkabel (nicht gezeigt) angeschlossen ist und ein an der Rückwand (nicht gezeigt) befindlicher Netzschalter eingeschaltet ist, läßt man das Instrument vorzugsweise eine bestimmte Zeit lang aufwärmen. Die Bedienungsperson erkennt selbstverständlich sofort, daß das Gerät eingeschaltet ist, da dieser Zustand von der Lampe 38 angezeigt ist. Diese Lampe brennt immer, wenn der Strom eingeschaltet ist.

Wie bereits erwähnt, geschieht die einzige Eichung, die vom Benutzer eingestellt werden kann, mittels eines Schraubenzieher-betätigten Potentiometers 22, welches an der Vordertafel 12 angeordnet ist. Dadurch kann die Bedienungsperson das Gesamthämoglobin, das bei 14 auf der Instrumententafel angezeigt wird, eichen. Diese Eichung ist nötig, wenn die Vorrichtung das erste Mal installiert wird, außerdem jedesmal dann, wenn die Pumpenwicklungen verändert wurden oder die Cuvette 34 ausgetauscht oder ausgebaut worden war. Selbstverständlich kann die Bedienungsperson diese Eichung outinemäßig beim Betrieb des Instruments, beispielsweise ein Mal in der Woche, geprüft werden. Die Eichung wird unterbunden, wenn ein Kon'trollicht 16 auf der Anzeigetafel 12 aufleuchtet, mit Außnahme des Lichtes "nicht für menschliches Blut" und "hohes MetHb, fragliche Daten". Vor der Manipulation des Eichpotentiometers 22 bringt die Bedienungsperson den Kippschalter 20a in die obere Eichstellung. Indem der Startknopf 18a gedrückt wird, wird ein freier "update"-Zyklus eingeleitet. Nach dem Ansaugen des Eichstandards und dem Spülen des Strömungsmittelsystems, wird das Gesamthämoglobin bei 14 angezeigt.

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• r.i-

hl·

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Wenn der angezeigt Wert sich von dem Eichwert des Standards unterscheidet, stellt die Bedienungsperson das Potentiometer 22 mit einem Schraubenzieher so ein, bis der Anzeigewert bei 14 exakt mit dem Eichwert des Standards übereinstimmt. Dieser Eichvorgang wird vorzugsweise noch einmal wiederholt, um die Werte zu überprüfen. Nach der Eichung wird der Schalter 20a nach unten in die "Lauf-Stellung gebracht.

Der Kippschalter 20b besitzt drei Stellungen. Er verbindet die Vorrichtung mit einem Drucker und, falls erforderlich, auch mit einem weiteren Blutgasxnstrument, wie dies oben erwähnt wurde. Wenn sich der Kippschalter 20b in der Mitte seines Schlitzes befindet, arbeitet der Drucker nur an der hier beschriebenen Vorrichtung. Wenn sich der Kippschalter 20b in der obersten Stellung im Schlitz befindet, ist der Drucker nur mit dem anderen Blutgasinstrument 138 verbunden. Wenn sich der Kippschalter 20b in der untersten Stellung befindet, ist der Drücker sowohl mit der hier beschriebenen Vorrichtung 10 als auch mit dem weiteren Blutgasinstrument 138 verbunden. Der Drucker ist natürlich eine Zusatzausrüstung; die hier beschriebene Vorrichtung funktioniert auch ohne ihn.

Die Kippschalter 20c und 2Od beeinflussen die Funktion des Strömungsmittel-Flußsystems. Wenn sich der Kippschalter 20c in der oberen Stellung befindet, findet eine längere Proben-Ansaugzeit statt als dann, wenn dieser Kippschalter sich in der unteren, "kurzen" Stellung befindet. Der .Kippschalter 2Od beeinflußt den Betrieb des elektrischen Motors 40a. Wenn dieser also nach oben bewegt wird, beginnt sich der Pumpenkäfig an der Ansaugseite zu drehen; wenn der Kippschalter 2Od nach unten geschoben wird, wird der Pumpenkäfig auf der Spülseite 46 gedreht, jeweils in der entsprechenden Richtung der in Fig. 2 gezeigten Pfeile. Die Funktion des Gerätes kann jederzeit durch die Bedienungeperson angehalten werden, indem

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der Stopknopf 24 gedrückt wird.

Wenn das Instrument richtig aufgewärmt und geeicht ist, drückt die Bedienungsperson zunächst den Startknopf 18a. Dies leitet einen freien "update"-Zyklus ein, der 25 Sekunden bei 60 Hz dauert. In dieser Zeit bleibt der Knopf 18a erleuchtet. Wie in Fig. 8 zu erkennen ist, wird in den ersten 20 Sekunden dieses Zyklus das Strömungsmittelsystem der Vorrichtung gespült. Dies geschieht durch Betreiben des Pumpenkäfigs 46 auf der rechten Seite der Pumpe 40. In dieser Zeit wird eine Null-Spüllösung, die vorzugsweise Octylphenoxydecaäthanol mit einem Forminhibitor enthält, durch die Spülrohrwicklung 45 aus der Flasche 58 und von dort durch das T-Stück 33, den aufgewickelten Schlauch 31, den Vorerwärmabschnitt 27 für die Spüllösung, die Cuvette 34, den Vorerwärmabschnitt 25 für das Blut, um den Kämolysierschlauch 55, in das zweite T-Stück 48 gezogen. Von dort geht es weiter über das Rohr 51 und die Probennehmersonde 52 in die Abfallflasche 54. Wenn sich aus irgend einem Grund die Probennehmersonde 52 nicht in der abgesenkten Stellung befindet, die in Fig. 2 dargestellt ist, kann der Spülzyklus nicht ausgeführt werden; ein Alarm ertönt in bestimmten Intervallen; der Probenknopf 18b blinkt, bis die Probennehmersonde in die Abfallflasche 54 abgesenkt wird. Wenn sich Null-Spüllösung in der Cuvette 34 befindet, mißt nun das Gerät "freie" (offene) Absorptionen innerhalb der nächsten fünf Sekunden. ,Danach erlischt das Licht im Startknopf 18a. Gleichzeitig leuchtet der rote Probenknopf 18b auf und zeigt an, daß die Vorrichtung nun zur Probennahme bereit ist. Die tatsächliche Absorption einer Blutprobe bei einer bestimmten Wellenlänge ist die gemessene Absorption der Blutprobe, vermindert um die gemessene Absorption der "freien" (offenen) Cuvette 34. Dieser letzt genannte Wert wird somit periodisch im Instrument aufgefrischt, wodurch weiter die Genauigkeit und Verläßlichkeit der Instrumentenanzeige verbessert werden. u

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Der Probenknopf 18b bleibt nun während der nächsten ungefähr 30 Minuten erleuchtet und zeigt an, daß die Vorrichtung betriebsbereit ist; der Vorrichtung können Proben von ganzem oder hämolysiertem Blut während dieser Zeit zugeführt werden. Nach Verstreichen dieser 30 Minuten beginnt die Vorrichtung automatisch einen freien update-Zyklus (der Knopf 18b geht aus), indem zunächst für eine
Zeit von 3,6 Sekunden Luft durch die Probennahmesonde 52
angesaugt wird (der Knopf 18a leuchtet nun auf und deutet
an "beschäftigt"). Es folgt ein Spülzyklus von 20 Sekunden Dauer bei 60 Hz, gefolgt von der Messung von "freien" Absorptionen durch die Cuvette während der nächsten 5 Sekunden, alles so, wie dies oben beschrieben wurde. Danach geht das Licht 18a "beschäftigt" aus; der rote Probenknopf 18b leuchtet auf und zeigt wiederum an, daß das Instrument zur Probennahme bereit ist.

Zur Probennahme bewegt die Bedienungsperson den herkömmlichen Probennehmer mit der daran befestigten Probennehmersonde in die angehobene Stellung, die in Fig. 1 gezeigt ist. Dann wird die Probe 52 in einen geeigneten Behälter eingeführt, der ganzes oder hämolysiertes Blut eines bestimmten Patienten enthält. Wenn die Probennehmersonde 52 ausreichend in die
Probe des gesamten Blutes eingetaucht ist und so in dieser gehalten wird, drückt die Bedienungsperson den Probenknopf 18b. Während der Probenknopf 18b niedergedrückt ist, leuchten alle Kontrollampen 1i6a bis 16b sowie'die LED-Anzeige 14 auf. Auf diese Weise kann die Bedienungsperson feststellen, daß alles richtig funktioniert; dies insbesondere, da alle aus gehen sollten, wenn der Druck vom Knopf 18b genommen wird, mit Ausnahme des Lichts im Knopf 18b selbst. Damit beginnt der Probenzyklus von 12 Sekunden bei 60 Hz. In dieser Zeit werden die ansaugenden Pumpenkäfige 44 in der Richtung des in Fig. 2 gezeigten Pfeiles gedreht, so daß sowohl eine bestimmte Menge der Probe durch die Sonde 52 und den Schlauch 51 in das Misch-"T" 48 als auch die erforderliche genaue

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Verdünnermenge aus der Verdünnerflasche 56 durch die Verdünnerrohrwicklung 41 und den Schlauch 53 zum selben Misch-"T" 48 gesaugt werden. In diesem "T"-Stück 48 findet eine anfängliche Vermischung der Probe mit dem Verdünnungsmittel statt. Diese Vermischung wird weiter verstärkt/ wenn die Mischung von dem flexiblen Schlauch 55 um den Solenoid-Hämolysierer 28 geführt wird. Von dort wird das nun vermischte und hämolysierte Blut in und durch die Cuvette 34 geleitet, bis das hämolysierte Blut mindestens teilweise den transparenten, aufgewickelten Schlauch 31 füllt. Das bevorzugte Verdünnungsmittel ist Octylphenoxydecaäthanol mit geeigneten Puffern und einem Forminhibitor. Es muß jedoch Sorge dafür getragen werden, daß kein angesaugtes Blut das andere "T"-Stück erreicht. Das Strömungsmittel-Flußsystem ist so eingerichtet, daß normalerweise während dieses Ansaugzyklus von 12 Sekunden bei 60 Hz ungefähr die Hälfte der Schläuche im aufgewickelten Schlauch 31 mit hämolysiertem Blut gefüllt wird.

Unmittelbar nach diesem Ansaugzyklus von 12 Sekunden bei 60 Hz geht das Licht im Probenknopf 18b aus; das Anzeigelicht 18a "beschäftigt" geht an; die Pumpe 40 bleibt stehen. Dies ist ein Signal für die Bedienungsperson, die Probennehmersonde 52 aus dem Behälter mit der menschlichen Blutprobe zurückzuziehen, die Probennehmersonde 52 abzuwischen und den Probennehmer in die abgesenkte Stellung in die Abfallflasche 54 zu bringen, wie in Fig. 2 gezeigt. Während der nächsten 20 Sekunden bei 60 Hz stellt die Vorrichtung, wie erforderlich, das thermische Gleichgewicht der Cuvette 34 und der darin befindlichen hämolysierten Blutprobe auf ungefähr 37,O⁰C ein. Dies geschieht mittels eines herkömmlichen elektrischen Heizers, der an den Wänden der temperaturgeregelten Zone 34a angebracht ist. Der Heizer ist in der Zeichnung nicht dargestellt.

Nach den 20 Sekunden, die zur- Herstellung des thermischen

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Gleichgewichts benötigt werden, mißt das Instrument automatisch die Absorptionen der Probe und errechnet die Werte, was alles innerhalb der nächsten fünf Sekunden stattfindet. Dieses fünf-Sekunden-Intervall wird eingeleitet, wenn der Synchronisationsknoten 74 am Filterrad den Detektorkreis 71 auslöst und eine fünffache Drehung des Filterrades 70 beginnen läßt. Jede Drehung des Filterrades dauert eine Sekunde und repräsentiert einen Zyklus. Jeder ein-Sekunden-Zyklus der Filterraddrehung besteht zunächst aus 125 msec. Dies ist die Zeit, welche die Vorderkante des Servoschlitzes 76 benötigt, um ihre Stellung innerhalb des Detektorkreises 71 zu erreichen, was einen Servoimpuls auslöst. Der Servoimpuls dauert 50 msec bei 60 Hz; dies stellt ein Fenster für das entsprechende Schmalbandfilter 72 dar, so daß ein von der Hohlkathodenlampe 60 erzeugter, 30 msec bei 60 Hz dauernder Probenimpuls hindurch gelangen kann, wie dies durch den etwas kürzeren Probenschlitz 78 eingestellt ist. Es dauert ungefähr 200 msec, bevor der nächstfolgende Servoimpuls für das nächstfolgende Schmalbandfilter 72 ausgelöst wird. Es gibt also vier Servoimpulse und vier Probenimpulse, jeweils einen für jedes Schmalbandfilter 72 während jeden einsekündigen Drehzyklus des Filterrads 70.

Fünf solcher ein-sekündiger Zyklen werden beim Sammeln der Probendaten in der Vorrichtung verwendet. Beim ersten Zyklus wird die höchste Ausgangsspannung am Punkt 91 gemessen; diese tritt auf, wenn der vierte Servoimpuls den Detektorkreis 71 passiert. Diese Spannung wird dazu verwendet, die Verstärkungswahl für einen Verstärker im Analog/Digitalwandler und der zugeordneten Schaltung 120, die oben anhand der Fig. 6 beschrieben wurden, zu bestimmen. Die Probendatenaufnähme der Vorrichtung geschieht dann bei der zweiten, dritten, vierten und fünften Umdrehung des Filterrades 70.

Auf der Basis dieser gemessenen Absorptionen erfolgen dann Berechnungen durch den Microcpmputer 140 zusammen mit dessen

809848/0547 ' " ⁴⁰ "

Speicher 142, wie zuvor beschrieben. Der Speicher 142 wurde zuvor, unter anderem, mit den 16 inversen Extinktionskoeffizienten für reduziertes Hämoglobin, Oxyhämoglobin, Carboxyhämoglobin und Methämoglobin, jeweils an den vier gewählten Wellenlängen, programmiert, wie dies oben mit Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert wurde. An dieser Stelle sei festgehalten, daß die Vorrichtung diese Bestimmungen auch mit nicht-menschlichem Blut ausführen kann, vorausgesetzt, selbstverständlich, daß die richtigen Extinktionskoeffizienten für das jeweilige Tierblut zuvor bestimmt worden sind und die Werte hierfür in den Speicher 142 des Systems eingebracht wurden. Wenn mit Tierblut gearbeitet wird, bleibt das Warnlicht 16a "nicht für menschliches Blut" dauernd an der Anzeigetafel 12 des Gerätes erleuchtet. Ein binärer Schalter, der an der Rückwand der Vorrichtung ( nicht gezeigt ) angeordnet ist und einen Teil des Speichers 146 bildet, aktiviert diese Lampe und wählt den geeigneten Satz von Tierkoeffizienten.

Nach diesen 50 Sekunden bei 60 Hz dauernden Proben-Absorptionsmessungen und inneren Berechnungen, wie oben beschrieben, wird die Vorrichtung automatisch während der nächsten 20 Sekunden bei 60 Hz gespült. Es folgt ein fünf-Sekunden-Intervall bei 60 Hz, währenddessen "freie" Absorptionen gemessen werden. Dieser verstrichene 62-Sekunden-Zyklus stellt somit die Gesamtzeit dar, welches das Instrument für eine fertige Probennahme_;benötigt. Unmittelbar darauf folgt das Erlöschen der Lampe 18a "beschäftigt", das Aufleuchten des Probenknopfes 18b und selbstverständlich die .gleichzeitige und automatische Anzeige in digitaler Form des Gesamthämoglobins, von der Vorrichtung auf der Basis der gemessenen Absorptionswerte errechnet und nun deutlich an der LED-Anzeige 14 angezeigt. Wenn zu dieser Zeit keine Kontrollampen 16b bis 16f erleuchtet sind, kann die Bedienungsperson die angezeigten Werte für das gesamte Hämoglobin notieren und aufzeichnen. Gleichzeitig mit^- der digitalen Anzeige des

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Gesamthämoglobinwertes ist der Knopf 18c erleuchtet. Danach kann die Bedienungsperson jeden der verbleibenden Knöpfe drücken: 18d für den Prozentsatz Oxyhämoglobin, 18e für den Prozentsatz Carboxyhämoglobin, 18f für den Prozentsatz Methämoglobin und 18g für den Sauerstoffgehalt.

Meissner & Bolte Patentanwälte

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Claims (33)

1. Anmelder: 9. Dezember 19 77

   Instrumentation Laboratory Inc.
   Hartwell Avenue
   Lexington, Massachusetts o2173
   USA

   Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Blutanalyse.

   Patentansprüche

   ι 1.) Vorrichtung zur automatischen Blutanalyse und zur digitalen Anzeige von mehreren Blutparametern, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:

   Eine Einrichtung ( 40,48 ) , welche eine Blutprobe und ein Verdünnungsmittel ansaugt und gleichzeitig vermischt;

   Eine Einrichtung (28), welche diese Mischung hämolysiert;

   Eine Einrichtung (60), welche Spektrallinien erzeugt;

   Eine Einrichtung, welche mehr als zwei Absorptionen der Mischung bei mindestens 4 Wellenlängen im sichtbaren Spektrum mißt, die von der Einrichtung (60)

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   definiert sind, welche die Spektrallinien erzeugt, einschließlich einer Einrichtung (34a), welche die Mischung bei einer konstanten Temperatur während der Messung hält;

   Eine Einrichtung (90) _t welche die genannten Parameter basierend auf den gemessenen Absorptionen errechnet;

   Eine Einrichtung (14), welche automatisch in digitaler Form einen der errechneten Parameter anzeigt und

   eine Einrichtung (14), welche jeweils einen der verbleibenden, errechneten Parameter nach entsprechenden Maßnahmen der Bedienungsperson anzeigt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (60), welche Spektrallinien erzeugt, eine Hohlkathodenlampe ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (60), welche Spektrallinien erzeugt, ein Laser ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkathodenlampe (60) eine aus Thallium (Tl)hergestellte Kathode umfaßt, die in Neongas (Ne) eingehüllt ist. '"
5. 5, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (60) , welche Spektrallinien erzeugt, so servogeregelt ist, daß die Ausgangslichtintensität der Spektrallinien konstant gehalten wird.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (60), welche die Spektrallinien erzeugt, eine Hohlkathodenlampe ist, deren Kathode

   .r >

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   aus Thallium (Tl) hergestellt und in Neongas (Ne) eingehüllt ist, und die so servogeregelt ist, daß die Ausgangslichtintensität konstant gehalten wird.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (40,48), welche Blut und Verdünnungsmittel ansaugt und diese gleichzeitig vermischt, eine peristaltische Mehrsegmentpumpe (40) enthält, die mehrere Pumpenkäfige (44,46) aufweist, welche um eine Antriebswelle herum angeordnet sind und sich gemeinsam mit dieser wahlweise drehen, wobei mehrere flexible Rohre bzw. Schläuche (41,43,45) um die Pumpenkäfige (44,46) gewunden sind und die Pumpenkäfige (44,46) als Kneifventile wirken, welche das durch die Röhren bzw. Schläuche (41,43,45) gepumpte Strömungsmittel genau festhalten.
8. 8. Vorrichtung zur automatischen Blutanalyse und zur digitalen Anzeige von mehreren Parametern des ganzen Blutes, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt

   eine Einrichtung (40,48), welche eine Probe von ganzem Blut und ein Verdünnungsmittel ansaugt und diese gleichzeitig vermischt;

   eine Einrichtung (28), welche diese Mischung hämolysiert; ι.

   eine Quelle (60), welche Spektrallinien geringer Bandbreite erzeugt;

   eine Einrichtung (86,88,92) , welche das Ausgangssignal der Spektrallinienquelle (60) während der Messung konstant hält;

   einen logarithmischen- Verstärker (90) mit einem Ein-

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   gang und einem Ausgang;

   eine Einrichtung, welche das Ausgangssignal des logarithmischen Empfängers (90) unempfindlich gegenüber Variationen in der Intensität der Quelle (60) macht, welche die Spektrallinien erzeugt;

   eine Einrichtung, welche mehr als zwei Absorptionen der Mischung bei mindestens 4 Wellenlängen im sichtbaren Bereich mißt,wie sie von der Einrichtung (60) definiert sind, welche die Spektrallinien erzeugt, einschließlich einer Einrichtung (34a), welche die Mischung während der Messung auf einer konstanten Temperatur hält;

   eine Einrichtung (120,124,126,12,140,142), welche die Parameter, basierend auf den gemessenen Absorptionen, errechnet;

   eine Einrichtung (14), welche automatisch in digitaler Form einen errechneten Parameter anzeigt; und

   eine Einrichtung (12,14), welche jeweils einen der verbleibenden, errechneten Parameter bei Intervention der Bedienungsperson anzeigt.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8,,dadurch gekennzeichnet,

   t·

   daß eine Einrichtung (58,45,46) enthalten ist, welche die genannte Mischung nach jeder Messung ausspült.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (22) enthält, welche der Eichung von einem der errechneten Parameter mit einem bekanntem Standard dient.
11. 11. Servo-geregelte Spektrallinienquelle, in Kombination

    809848/0547 ' "⁵ "

    ORIGINAL INSPECTED

    mit einem ratiometrischen, logarithmischen Verstärker zur Minimalisierung dessen dynamischen Bereichs, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt

    eine Quelle (60) spektraler Linien, welche mehrere bestimmte Wellenlängen im sichtbaren Spektrum definieren;

    eine Einrichtung (70,72), welche die Fokussierung nur einer Spektrallinie bei einer der genannten bestimmten Wellenlängen auf zwei Lichtsensoren (84,86) gestattet und die einen Strahlteiler (80) enthält, welcher ungefähr 10% der Spektrallinien abspaltet und auf nur einen der beiden Lichtsensoren (86) richtet;

    eine Einrichtung (111), welche das von dem einen (86) der beiden Lichtsensoren (84,86) erzeugte Signal erfaßt und mi't einer Referenzspannung vergleicht;

    eine Einrichtung (92), welche die Ausgangslichtintensität der Quelle (60) bei jeder Abweichung von der Referenzspannung, wie dies von der letztgenannten Einrichtung (111) erfaßt wird, einstellt, so daß hierbei, in Kombination ein logarithmischer Verstärker besserer Qualität und Genauigkeit erzielt wird.
12. 12. Kombination nach Anspruch 11 ', dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (60) der Spektrallinien eine Hohlkathodenlampe ist.
13. 13. Kombination nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (60) der Spektrallinien ein Laser ist.
14. 14. Kombination nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkathodenlampe (60) eine Kathode aus Thallium (Tl) umfaßt, die in Neongas (Ne) eingehüllt ist.

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15. 15. Kombination nach Anspruch 11₇ dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (60) der Spektrallinien eine Hohlkathodenlampe ist und daß die Einrichtung (92), welche die Ausgangslichtintensität der Quelle (60) einstellt, einen Verstärker (116) und zwei NPN-Transistoren (115, 117) enthält, die zu einer Kaskade zwischen dem Ausgang des Verstärkers (116) und der Kathode der Hohlkathodenlampe (60) geschaltet sind.
16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Strömungsmittelflußsystem, welches umfaßt:

    einen bidirektionalen Motor (40a), welcher eine Antriebswelle dreht;

    eine peristaltische Mehrsegmentpumpe (40) , die mehrere Pumpkäfige (44,46) aufweist, welche konzentrisch um die Antriebswelle herum angeordnet sind und sich wahlweise mit dieserxdrehen;

    ein zylindrisches Teil (42), welches ebenfalls konzentrisch um die Antriebswelle herum montiert ist und sich mit dieser dreht und die Pumpenkäfige (44,46) in zwei Hälften trennt;

    zwei Einwegkupplungen (47), die mit der Antriebswelle in Wirkverbindung stehen und.wahlweise die eine oder die andere Hälfte (44,46) der Pumpenkäfige dreht;

    mehrere flexible Rohre (41, 43,45), welche um die Pumpenkäfige (44,46) gewickelt sind, wobei die Pumpenkäfige (44,46) außerdem als Kneifventile dienen, welche den Strömungsmittelfluß durch das System anhalten und eine Strömungsmittelübertragung kleiner Mengen bewirken.
17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (52,50,51,49,55), welche eine Probe ein-

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    führt und gleichzeitig vermischt, die Mischung durch

    einen Hämolysierer (28) hindurch führt in eine Cuvette

    (34), die auf einer konstanten Temperatur gehalten wird.
18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (58,45,33,31,27) enthält, welche eine Spüllösung einbringt, wodurch die angesaugte Mischung aus dem System entfernt wird.
19. 19. Vorrichtung zur automatischen Blutanalyse, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt

    ein Strömungsmittel-Flußsystem mit einer Einrichtung (52,50,51,48,55), welche eine Probe einbringt und gleichzeitig vermischt, die Mischung durch einen Hämolysierer (28) in eine Cuvette (34) führt, die auf konstanter Temperatur gehalten wird;

    eine Quelle (60) für Spektrallinien, welche mehrere bestimmte Wellenlängen erzeugt, die nicht driften, wobei die Spektrallinien mit den bestimmten Wellenlängen durch die Cuvette (34), welche die Mischung enthält, geleitet werden;

    einen Sensor (84), welcher die Absorptionen der Mischung mißt und hiernach Signale erzeugt;

    i·

    einen Mikrocomputer (140), welcher mehrere erwünschte Parameter für die Probe in Abhängigkeit von den Signalen errechnet, die auf die Absorptionsmessungen hin erzeugt wurden;

    eine Einrichtung (124,12) welche die Rechnungen empfängt und sie so umwandelt, daß sie, eine nach der anderen, in digitaler Form angezeigt werden können.

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20. 20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsmittel-Flußsystem, welche die Einrichtung zum Einbringen und gleichzeitigen Vermischen der Probe enthält, eine peristaltische Mehrsegmentpumpe (40) enthält, die mehrere Pumpenkäfige (44,46) aufweist, welche um eine Antriebswelle herum angeordnet sind und wahlweise mit dieser mitdrehen, wobei die Quelle (60) der Spektrallinien eine Hohlkathodenlampe ist, deren Kathode aus Thallium (Tl) hergestellt ist und in Neongas (Ne) eingehüllt und so servo-geregelt ist, daß die Ausgangslichtintensität konstant gehalten wird.
21. 21. Vorrichtung zur automatischen Blutanalyse, dadurch gekannzeichnet, daß sie umfaßt

    ein Strömungsmittel-Flußsystem mit einer Einrichtung (40,48) zum Ansaugen und zur gleichzeitigen Vermischung einer Probe von ganzem Blut mit einem Verdünnungsmittel, welche die Mischung durch einen Hämolysierer (28) in eine Cuvette (34) führt, die auf konstanter Temperatur gehalten wird;

    eine Hohlkathodenlampe (60), welche mehrere bestimmte Wellenlängen erzeugt, die nicht driften, wobei diese Spektrallinien bei den gewählten Wellenlängen durch die Cuvette (34), welche die,Mischung enthält, geleitet wird;

    einen Sensor (84), welcher mehr als zwei Absorptionen der Mischung bei mindestens 4 Wellenlängen und bei jeder der genannten, gewählten Wellenlängen mißt und hiernach Signale erzeugt;

    einen Computer (140), der die Signale von dem Sensor (84) empfängt und, basierend auf den Absorptionen, mehrere Parameter der Probe errechnet;

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    eine Einrichtung (14), welche automatisch in digitaler Form einen der errechneten Parameter anzeigt;

    eine Einrichtung (14,12), welche nacheinander bei Intervention der Bedienungsperson die verbleibenden, errechneten Parameter anzeigt.
22. 22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkathodenlampe (60) eine Kathode aus Thallium (Tl) umfaßt, welche in Neongas (Ne) eingehüllt ist.
23. 23. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (40,48), welche die Probe ansaugt und gleichzeitig vermischt, eine peristaltische Mehrsegmentpumpe (40) umfaßt, welche mehrere Pumpenkäfige (44,46) aufweist, die um eine Antriebswelle herum angeordnet sind und selektiv mit dieser umlaufen, wobei mehrere flexible Rohre (41,43,45) um die Pumpenkäfige (44,46) gewickelt sind, die gleichzeitig als Kneifventile dienen, welche das durch die Rohre (41,43,45) gepumpte Strömungsmittel genau anhalten.
24. 24. Verfahren zur automatischen Blutanalyse und zum digitalen Anzeigen mehrerer Parameter des ganzen Blutes, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

    Ansaugen undi.gleichzeitiges Vermischen einer Probe von ganzem Blut mit einem Verdünnungsmittel;

    Hämolysieren der Mischung;

    Einbringen der hämolysierten Mischung in eine auf konstanter Temperatur befindliche Cuvette (34);

    Messen von mindestens 4 Absorptionen der hämolysierten Mischung, jeweils bei-mehr als zwei Wellenlängen im

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    sichtbaren Spektrum, wobei die Mischung auf der genannten, konstanten Temperatur gehalten wird;

    Errechnen der Parameter auf der Basis der gemessenen Absorptionen bei jeder der Wellenlängen;

    automatisches Anzeigen in digitaler Form von einem errechneten Parameter und danach der Reihe nach Anzeigen der verbleibenden, errechneten Parameter nach Wahl der Bedienungsperson.
25. 25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spüllösung zur Entfernung der angesaugten Mischung angebracht wird.
26. 26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet,

    daß die Qualität des Entfernens der angesaugten Mischung aus der Cuvette (34) geprüft wird.
27. 27. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der Absorptionen bei einer Wellenlänge errechnet wird, um so die Qualität der Hämolyse der Mischung zu bestimmen.
28. 28. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der Absorptionen bei einer Wellenlänge errechnet wird, um so die Abwesenheit von Blasen in der Cuvette (34) zu verifizieren.
29. 29. Verfahren zur automatischen und gleichzeitigen Analyse von ganzem Blut nach mehreren Parametern, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

    Ansaugen und Vermischen einer Probe von ganzem Blut mit einem Verdünnungsmittel;

    Hämolysierung der Mischung und konstante Temperierung

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    der Mischung;

    Messen von mindestens 4 Absorptionen der Mischung,
    wobei jede Absorption bei 4 bestimmten Wellenlängen gemessen wird;

    automatisches Errechnen der gewünschten Parameter auf der Basis der gemessenen Absorptionen und nach vorprogrammierten Werten;

    automatische Umwandlung der Rechnungen in digitale Form und Anzeigen der umgewandelten Rechenergebnisse;

    hiernach nacheinander Anzeigen der verbleibenden, umgewandelten, errechneten Parameter nach Intervention der Bedienungsperson.
30. 30. Verfahren·nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spüllösung eingeführt wird, um die angesaugte Mischung zu entfernen.
31. 31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet,

    daß die Qualität der Entfernung der angesaugten Mischung aus der Cuvette (34) geprüft wird.
32. 32. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der Absorptionen bei einer Wellenlänge errechnet wird, um so die Qualität der Hämolyse,der Mischung zu bestimmen.
33. 33. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der Absorptionen bei einer Wellenlänge errechnet wird, um so die Abwesenheit von Blasen innerhalb der Mischung zu verifizieren.

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