DE2812517A1

DE2812517A1 - Geraet zur zaehlung von teilchen

Info

Publication number: DE2812517A1
Application number: DE19782812517
Authority: DE
Inventors: John Lenneis Haynes
Original assignee: Becton Dickinson and Co
Current assignee: Becton Dickinson and Co
Priority date: 1977-03-23
Filing date: 1978-03-22
Publication date: 1978-09-28
Also published as: FR2399655A1; IT1093605B; FR2399656B1; IT7821533A0; GB1597081A; JPS58160844A; DE2856997C2; FR2399655B1; US4165484A; GB1597082A; FR2399656A1; JPS53119086A

Description

PATF M -'" A N W Λ L T Ξ

J. RICHTER F. WERDERMANN

DIPL.-ING. DIPL.-ING.

HAMBURG —

R. SPLANEMANN dr. B. REITZNER

DIPL.-iNG. DIPU-CHEM.

MÖNCHEN

20OO HAMBURG 36

NEUER WALL 1O
TEL. (O 4O) 34-OO 45
34 OO 56
TELEGRAMME:
INVENTIUS HAMBURG

: B. 1531-1-78164 DH

IHR ZEICHEN:

PATENTANMELDUNG

PRIORITÄT:

BEZEICHNUNG: ANMELDER:

ERFINDER:

23. März 1977

(entspricht US-Anm. Serial No. 780 402)

Gerfit zur Zählung von Teilchen

Beeton, Dickinson & Co. Rutherford, New Jersey, V.St.A_e

John Lenneis Haynes, Ingenieur

730 Hillcrest Way

Redwood City, Kalif.,V.St.A.

Konten: Deutsche Bank AG Hamburg (BLZ 20070000) Kante-] Hamburg (BLZ 20010020) Konto-Nr. 252080-201

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Zählung von Teilchen in einer flüssigen Suspension, sowie das zugehörige Verfahren.

Der Erfindungsgegenstand bezieht sich insbesondere auf ein Gerät zur Zählung von roten Blutkörperchen und Blutplättchen in Vollblut.

In einer anderen Anmeldung} mit der Bezeichnung "Meßeinrichtung für die Dichte von Teilchen", eingereicht am 2«, November 1977» mit dem Aktenzeichen P 27 48 923„ 2 wird ein Verfahren zur Bestimmung der Anzahl von Blutplättchen pro Volunseneinheit in einer Blutprobe nach der Verhältnismethode offenbart. Insbesondere werden rote Blutkörperchen in derselben Probe gleichzeitig mit Blutplättchen gezählt, um ein Verhältnis der gezählten Blutplättchen zu den gezählten roten Blutkörperchen zu erhalten. Wenn dann die die Dichte der oroten Blutkörperchen bekannt ist, so wird die Dichte* der Blutplättchen unmittelbar verfügbar.

Das allgemeine Konzept der elektronischen Auszählung verschiedener Arten oder Größen von Teilchen 1st in der US-PS 2 656 508 (Coulter) vorgeschlagen worden. Jedoch wegen des Unterschieds des Quantums bei der Größe und dem Volumen bei roten Blutkörperchen und Blutplättchen besteht eine große Schwierigkeit bei der Erzielung eines genauen Zählwertes für die Blutplättchen. So wird beispielsweise in einem Artikel mit dem Titel "Elektrische Größenbestiramung von Blutplättchen in Vollblut" (Electrical Sizing and Counting of Platelets in Whole Blood) von J.Schulz, R. Thorn, in Medical and Biological Engineering, Juli 1973, (Seite 44-7-454) auf der Seite 448 festgestellt, daß es schwierig

809839/0958

oder sogar unmöglich ist, eine große und eine kleine Population von Teilchen in derselben Probe zu analysieren. Dieses Problem erhebt sich in vielen Anwendungsfällen und ist von besonderer Bedeutung, wenn Blutplättchen und rote Blutkörperchen aus Vollblut zu analysieren sind. Nach dem Artikel sollten die Teilchen zur Beseitigung dieses Nachteils in die Mitte der öffnung der Einrichtung allein injiziert werden, und die außerhalb dieser öffnung befindlichen Teilchen sollten aus dem Strömungsdichtefeld herausgehalten werden. Fig. 1 des genannten Artikels (Seite 447) zeigt den Einsatz eines Strahlkapillare mit Verwendung einer vorderen Umhüllung für eine erhöhte Auflösung. Im Hinblick auf das Strahlrohr wird ferner auf Seite 448 festgestellt, daß zur Erzielung stabiler Bedingungen für den hydrodynamischen Strahlkonzentrierungsvorgang und eines konstanten Ducrhmessers des mittigen Stromes der Teilchensuspension auf das Rohr der Strahlkapillare kein Druck ausgeübt wird.

Das US-Patent 3 810 010, ebenfalls von R. Thorn, zeigt ein Kapillarrohr unter Einsatz einer vorderen Umhüllung, die offensichtlich dem genannten Artikel entsprechen. Auf der Seite 454 wird in dem oben genannten Artikel von R.Thorn und J.Schulz ein deutscher Artikel von R.Thorn zitiert, aus dem Jahr 1972, mit dem Titel: "Vergleichende Untersuchungen zur Elektronischen Zellvolumenahalyse", AEG-TELEFUNKEN-Publ. N1/EP/-J698. In Fig. 10 zeigt dieser deutsche Artikel eine Zähleinrichtung, die sowohl eine vordere als auch eine hintere Umhüllungsströmung aufweist und offensichtlich eine Strahlkapillare zum Einsatz bringt, die derjenigen nach dem erstgenannten Artikel in der Zeitschrift Medical and Biological Engineering ähnelt. Die genannte Fig. 10

809839/09B8

zeigt, daß der Druck F, der Strahlkapillare gleich dem Druck in der vorderen Umhüllung Pp ißt, der nun viel höher als der Druck in der hinteren Umhüllung P. ist, der seinerseits viel höher als der Ablaßdruck P ist. Außerdem zeigt diese Zeichnung, daß der Druck P. von P^ oder P, durch eine Drosselstell zur Druckreduktion abgenommen wird.

Ein Artikel von Spielman und Goren in der Zeitschrift Journal of Colloid Interface Science, 26, Seite 175-182, 1968, mit dem Titel "Verbesserung der Auflösung bei der Auszählung nach Coulter durch hydrodynasche Fokussierung" (Improving Resolution in Coulter Counting by Hydrodynamic Focussing) offenbart den Einsatz einer vorderen Umhüllung zur VBBbesserung der Auflösung.

Schließlich bringt ein Fabrikat zur Sortierung von Zellen, das von dem Anmelder (Becton Dickinson Corporation) gefertigt und vertrieben wird, ein Rohr mit kleiner Bohrung als Strömungswiderstand zur Anwendung, das mit Röhren größeren Durchmessers in Reihe angeordnet ist, um ein als Probe dienendes Strömungsmittel durch eine öffnung zu treiben, die sich an der Spitze einer kegelförmigen Struktur befindet, in welche sich die stärkere Röhre hinein erstreckt. Die Einrichtung zum Sortieren von Zellen arbeitet nach dem Prinzip der Aufteilung des Strömungsmittels in kleine Tröpfchen mittels der öffnung, mit nachfolgender Vibration und folgender Sortierung der Tröpfchen.

Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein Gerät und ein Verfahren zur Auszählung von Teilchen in einer flüssigen Suspension zu

schaffen, die eine hohe Meßgenauigkeit ergeben, störungsfrei und zuverlässig arbeiten und die Analyse einor hohen Anzahl von

809839/09BI

Proben in kurzer Zeit gestattet.

Das zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgeschlagene Gerät ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß es eine Abfüllvorrichtung für die Teilchen mit einer Abfühlöffnung für den Durchtritt der genannten Teilchen aufweist, daß ein Gefäß die genannte flüssige Suspension enthält, daß eine Quelle einer teilchenfreien Flüssigkeit vorgesehen ist, daß ein Rohr mit einer dünnen Bohrung mit seinem einen Ende in die genannte Suspension eintaucht, und sein anderes Ende der genannten Abfühlöffnung gegenüberliegt, daß Mittel vorgesehen sind, um die genannte Suspension auf einen vorbestimmten Druck zu bringen und durch das Rohr zu der Abfühlöffnung hin zu drücken, daß das Rohr als Strömungswiderstand mit einem daran auftretenden Druckabfall wirkt, daß eine vordere Umhüllungsströmung einen ersten Strom der genannten teilchenfreien Flüssigkeit durch die Abfühlöffnung leitet, zusammenwirkend mit der flüssigen Suspension, daß der genannte erste Strom mit einem im wesentlichen dem genannten vorbestimmten Druck abzüglich des genannten Druckabfalls gleichen Druck abgegeben wird.

Nach der Erfindung wird also ein Gerät zur Auszählung von Teilchen in einer flüssigen Suspension geschaffen. Die Abführvorrichtung für die Teilchen schließt eine Abfühlzone ein. Es ist eine Quelle einer teilchenfreien Flüssigkeit vorhanden. Ein Rohr mit als Grundeinheit für die Messung dienender dünner Bohrung liegt mit seinem einen Ende _an der Abfühlzone. Unter dem vorbestimmten Druck wird die Suspension durch das Rohr in die Abfühlzone gedrückt. Die vordere Umhüllungsströraung leitet den ersten Strom der teilchenfreien Flüssigkeit durch die Abfühl-

809839/0951

- 19 zone in Zusamraenwirkung rait der flüssigen Suspension.

Zusätzlich kann das obige Gerät ebenfalls einen Strömungswiderstand einschließen, der mit einer Strömunggmittelkaramer für die Umhüllung verbunden ist, die zu der Vorrichtung für die Erzeugung der vorderen Umhüllungsströmung gehört, sowie mit einer hinteren Umhüllungsströmung, wobei die Strömungsraittelkamraer im wesentlichen die gesamte Strömungsmittel für die hintere Umhüllungsströmung aufbringt.

Schließlich wird ein Verfahren zur Verdünnung einer Blutprobe, eine Einrichtung zur Schaffung einer hohen Probenwiederholgeschwindigkeit und eine Einrichtung zur Abgab© von Warnsignalen zur Anzeige einer Zählstörung geschaffen.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise und anhand der beigefügten Zeichnungen ausführlich erläutert. Es zeigenι

Fig. 1 : eine schaubildliche Ansicht des Gehäuses des erfindungsgemäßen Gerätes,

Fig. 2A;B: Schaltbilder des Gerätes nach der Erfindung,

Fig. 20: eine Tabelle der Betriebszustände der Ventile in der Anordnung nach Fig. 2B,

Fig· 5^: eine Seitenansicht im Längsschnitt eines Teils des Gerätes nach Fig. 2A,

Fig. 3A: eine Schnittansieht eines Teils aus Fig. 3 nach einer

809839/0958

Drehung von 90° gegenüber Pig. 4,

Pig. 4: eine vereinfachte Schnittdarstellung eines Teils aus
Fig. 3 in Richtung der Pfeile 4-4,

Fig. 5^: ein Ersatzschaltbild eines Teili der Anordnung nach
Fig. 2A,

Fig. 6: ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Signalverarbeitungsschaltung

Fig. 6A: ein genaueres Schaltbild eines Teils der Anordnung
nach Fig. 6,

Fig. 7" eine Kurvendarstellung zur Erläuterung des Erfindungsgegenstandes,

Fig. 8: eine typische Verteilungskurve bei Blutzellen in Vollblut, und

Fig. 9A,B: Blockschaltbilder zur Darstellung einer Warnschaltung nach der Erfindung.

Fig. 1 ist eine schaubildlche Ansicht des erfindungsgemäßen
Laborgerätes und zeigt ein Gefäß 10, das eine verdünnte Vollblutprobe enthält, deren Blutplättchen oder Thrombozyten auszuzählen sind. Ein Rohr Rg erstreckt sich zum Boden des Gefäßes 10 hin
zur Überleitung der Probe in das Gerät.

Durch einen Drehschalter 9 werden verschiedene Betriebsarten er-

809839/0958

möglicht, nämlich: Abfluß (DRAIN), Auffüllung (FILL), Spülen (FLUSH), Lauf (RUN), sowie Nachspülen (BACK FLUSH). Schließlich gestattet eine Gruppe von Daumenradschaltern 8 die Eingabe eines vorbekannten Dichtewertes für die roten Blutkörperchen. Dann wird die Dichte der Blutplättchen bei 71' angezeigt.

Es wird nunmehr auf Fig. 2A bezug genommen, demnach enthält das Gefäß 10 eine Vollblutprobe, die im Verhältnis von etwa 1000:1 verdünnt worden ist und eine flüssige Suspension von Teilchen darstellt, die rote Blutkörperchen und Blutplättchen einschließen. Die Blutprobe wird zu einer Abfühlöffnung R_A durch das mit Rg bezeichnete Rohr mit dünner Bohrung übergeleitet, wobei ein Ende des Rohres in die ^robe eintaucht und das andere Ende dicht neben der Abfühlöffnung liegt (z.B. um den 30fachen Durchmesser von der Abfühlöffnung entfernt, wobei der Durchmesser der Abfühlöffnung R_A die Meßeinheit darstellt). Mittels eines Rohrs 11 wird Luft in das geschlossene Gefäß 10 eingeleitet mit einem Druck von 200 g/cm (3 psi), um eine treibende oder bewegende Kraft zu erzeugen, die bewirkt, daß die Blutprobe in dem Rohr R_g aufwärts strömt. Durch die Abfühlöffnung R_A wird die Probe in eine Austrittskaramer 12 mit einer Ausnehmung 1J injiziert, die in der Nähe der öffnung des Rohres R_g liegt.

Eine erste Elektrode 14 taucht in die Austrittskammer 12 ein und wird mit Gleichstrom beaufschlagt, der eine effektive Gleichspannungsquelle von 20 V ergibt₉ und wirkt mit einer zweiten Elektrode 16 nach der vorbekannten Lehre zur Abfühlung des Durchtritts von Teilchen die Abfühlöffnung R. zusammen, zur Erzeugung eines impulsförmigen Signals, das den Durchtritt und

809839/09 58

die Größe eines Teilchens anzeigt. So beträgt beispielsweise der Impuls bei einem Blutplättchen ein Zehntel der Größe oder des Betrages eines Impulses bei einem mittleren roten Blutkörperchen. Durch eine geeignete SchwellWertbestimmung in einer Signalverarbeitungsschaltung wie nach der eingangs genannten Anmeldung desselben Anmelders und wie sie in vereinfachter Form in Fig. 6 dargestellt ist, kann in derselben Blutprobe die Anzahl der Blutplättchen und der roten Blutkörperchen gleichzeitig gezählt werden.

Zur Schaffung einer verbesserten hydrodynamischen Fokussierung oder Strahlkonzentrierung beim Durchtritt der Teilchen durch die Abfühlöffnung R^, und auch zur Beseitigung störender Signale, fokussiert eine vordere Umhüllungsströmung, wie durch den Pfeil bei 17 angedeutet (und in welche hinein die Probe injiziert wird), die Probe bei ihrem Durchtritt durch die Abfühlöffnung R_A Eine hintere Umhüllungsströmung 18 auf der anderen Seite der Abfühlöffnung R_A unterstützt den Durchtritt der Probe und schützt gegen störende Signale. Die Abfühlöffnung und die zugeordnete Vorrichtung zum Aufbau der vorderen und hinteren Umhüllungsströmung nach Fig. 2B sind in stark vergrößerter Teildarstellung in Fig. und Fig. 4· veranschaulicht.

Allgemein ist der Teilchenzähler um einen rechteckförmigen Block 21 aus einem durchsichtigen Kunststoff in der Art eines Polykarbonats (z.B. wie er unter der US-Hand*lsbezeichnung "LEXAN" bekannt ist) aufgebaut. Die Transparenz des Hauptbausteins des erfindungsgemäßen Teilchenzählers gestattet dem Benutzer, alle wichtigen Strömungsmittelpfade und die Abfühlöffnung R_A zu be-

609839/0958

trachten, zur überprüfung der einwandfreien Arbeitsvjeise, beispielsweise auf Verstopfung und Bläschenbildung hin_o Der mittige Teilbereich des Blocks 21 schließt einen mittigen zylinderförraigen Hohlraum 20 ein, in dessen oberem 5!eil sich die Austrittskaramer und ein Unterteil 25 mit erhöhtem Durchmesser oder Querschnitt (siehe Fig. 4). Zwei Kammern 33 und 36 liegen zylinderförmigen Hohlräumen in dem Block 21 gegenüber₉ die dem Hohlraum 20 benachbart sind und den Unterteil 23 mit vergrößertem Querschnitt durchsetzen.

Die Austrittskammer 12 ist mit einem Abflußrohr 22 verbunden und weist ein Auffangrohr 12' auf, das ihrer Ausnehmung 13 gegenüberliegt und angenähert 0,6 mm (25/1000 Zoll) von der in einem Edelstein ausgeführten Abfühlöffnung R^ entfernt ist. Das Auffangrohr 12' wird von dem Bund 12" (siehe Pig. 4) und durch einen Halter 24 gehalten, der von oben in den Hohlraum 20 eingeführt ist, dabei bildet de-r Halter 24 das Abflußrohr 22.

Der verbreiterte Unterteil 23 des Hohlraums 20 enthält, in ihn eingesetzt, eine Halteranordnung 26 für den Edelstein mit der Abfühlöffnung, die den Edelstein an der Spitze ihrer kegelförmigen Kammer 27 enthält, in welche sich das Rohr Rg hinein erstreckt. Da die Halteranordnung 26 von einer Schraubkappe 30 allein und Ringen 25 an ihrem äußeren Endbereich gehalten wird, ist sie leicht entfernbar, um die Reinigung des Einsatzes mit der Abfühlöffnung zu gestatten. Da außerdem die Elektrode 16 in. geeigneter Weise in der Kammer 33 angeordnet ist, brauchen keine elektrischen Verbindungen unterbrochen zu werden.

Der Boden 28 des Kegels wird durch einen Halter 29 für das Rohr

809839/0958

ORIGINAL

Rg gebildet. In der Nähe dieses Bodens 28 befindet sich ein Strömungsmitteldurchlaß 31» der durch die Halteranordnung 26 hindurch verläuft, für das gesamte Strömungsmittel der Umhüllungsströmung, sowie ein gegenüberliegender, daneben angeordneter Durchlaß 32 für das Strömungsmittel der hinteren Umhüllungsströmung. Die Durchlässe 31 und 32 werden beim Durchtritt der Kammern 33 und 36 durch den Hohlraum 20 gebildet, wie in Pig. M-gezeigt. Durch diese nebeneinanderliegenden Strömungsmitteldurchlässe wird der Boden des kegelförmigen Gefäßes 27 von Rückständen freigehalten. Wie durch den Pfeil angedeutet, tritt das Strömungsmittel der hinteren Umhüllungsströmung durch den Durchlaß 32 in die Kammer 33 ein, die die Elektrode 16 enthält (siehe Pig. 3A) und tritt dann aus dieser Kammer über einen Rückströmungswiderstand R2 aus. über ein Verbindungsstück 4· ist der Rückströmungswiderstand R2 mit der Kammer 33 verbunden und verbindet die hintere Umhüllungsströmung mit der Kammer 12 durch ein Verbindungsstück 5· In der Strömungsmittelkammer 20 für die hintere Umhüllungsströmung befinden sich Verbindungsstücke 7 und 6 zum Zweck des Auffüllens und Ausspülens.

Das Strömungsmittel zur Bildung der Umhüllung tritt in eine Absetzkammer 36 ein, die in den Block 21 einbezogen ist, und zwar über eine Eingangsverbindung 1, die mit einem Strömungswiderstand R1 verbunden ist. Das Strömungsmittel für die Umhüllung ist eine teilchenfreie Salzlösung, die einen Eintrittsdruck von etwa 200 g/cm ( 3 psi) beim Eintritt in den Strömungswiderstand R1 aufweist.

Die Absetzkammer 36 und die Elektrodenkammer 33 sind durch

809839/09B8 _{oajaHAL iNSPECTED}

- 23 -

Pfropfen 38 und 39 beide an ihrem Oberteil abgedichtet. Nach einer anderen Ausführungsform aus Schichten für den automatischen Gasaustritt bestehen, wie beispielsweise aus einem Werkstoff mit der Handelsbezeichnung "OELGARD" der US-Firma Celanese Corporation. Dieser Werkstoff läßt Gas durch, hält jedoch Flüssigkeiten wegen seiner nicht anfeuchtbaren oder nicht netzenden Oberfläche zurück.

Infolge des Einsatzes des Rohrs R_Q mit seiner dünnen Bohrung, das sich in das kegelförmige Gefäß 27 hinein erstreckt, wird eine Verstopfung der Abfühlöffnung R. im wesentlichen unterbunden. Die Zusammenwirkung der vorderen Umhüllungsströmung und des Drucks an dem Rohr Rg wird als wichtig für die Unterbindung solcher Verstopfungen angesehen.

Aufbau und Anordnung der Elektroden 14 und 16 ergeben aus mehreren Gründen eine verbesserte Arbeitsweise. Bei Anordnung der Elektrode 16 in der Strömungsmittelkammer 33 (im Gegensatz zu der typischen Unterbringung in der Probenkammer) können keine schädlichen Stoffe von der Elektrode durch die Abfühlöffnung R_A fließen.

Zweitens wird der Aufbau vereinfacht, weil anstelle einer 1 cm großen Folie Platindraht mit einem Durchmesser von 0,75 m™ (30/1000 Zoll) verwendet wird. Die Elektrode 16 hat eine Länge von angenähert 2,5 cm, und die Elektrode 14 eine Länge von angenähert 5 cm.

Es wird nunmehr auf Mg. 2A und 2ß bezug genommen_} demnach wird die teilchenfreie Salzlösung für di® vordere und die hintere Umhüllung aus einem Vorratsbehälter 41 für die Salzlösung geliefert,

809839/0951

Die Salzlösung wird rait einem Luftdruck von 200 g/cm ( 3 psi) durch die Luftzuführungsleitung 42 unter Druck gesetzt, die mit einer Luftpumpe 43 über einen Luftregler 44 verbunden ist. Der Luftregler 44 ist ebenfalls über eine Leitung 46 mit dem Gefäß für die Probe verbunden und einer Luftzuführungsleitung 11 über einen Strömungswiderstand R3. Wie in Fig. 3 gezeigt, bildet der Halter 29 einen in einem Abstand angeordneten Kragen oder Bund um das Rohr R_g herum, und Luft tritt in diesen Zwischenraum durch eine Öffnung 11' in dem Bund ein. Das Gefäß 10 weist eine obere, hülsenartige Öffnung 10a auf, die genau auf das Ende des Halters 29 eingepaßt ist. Somit wird die Luft wirksam und leicht in das Gefäß 10 injiziert. Überdies enthält das Gefäß 10 ein genau festgelegtes Volumen, das genau verdünnt worden ist. Der Strömungswiderstand R3 dient zum Zweck der Begrenzung des Luftstroras, wenn das Gefäß 10 zwecks Auffüllung entfernt wird. Die Strömung wird durch den Strömungswiderstand R3 begrenzt, der aus einer flexiblen Röhre hergestellt werden kann, wie beispielsweise aus einem Werkstoff mit der Handelsbezeichnung SILASTIC oder TYGON, der einen Nenninnendurchmesser von 0,37 mm (0,015 Zoll) aufweist und 12,5 cm lang ist. Dur Durchsatz beträgt annähernd 200 ml/min an

Luft, bei einem Druck von 200 g/cm (3 psi).

Die gemeinsame Luftquelle in der Form der Pumpe 43 mit dem Luftregler 44 ist sowohl für den Vorratsbehälter 41 für die alzlösung und das Gefäß 10 für die Proben vorgesehen, und wegen des Vorratsbehälters 41 ist derselbe Druck auf der Leitung 47 vorhanden, die durch ein Feinstporenfilter 48 und einen Durchflußmesser 49 bis zum Strömungswiderstand R1 erstreckt. Der Durchflußmesser 49 wird zum Zweck der Feststellung von Störungen eingesetzt; denn,

ftnfifi3 3/0958

>7 -

wenn sich der normale Durchsatz (2 ml/min) erbeblich ändert, so liegt offensichtlich eine Störung vor„ Das Ventil B2 ist in geöffneter Stellung dargestellt,d₀ho es gestattet den Durchfluß des Strömungsmittelsο Alle Ventile, die mit χ in einem Kreis dargestellt sind, sind für die Strömung gesperrt und werden zum Auffüllen und andere VJartungszxirecke gebraucht, wie es in der Tabelle von Pig. 20 gezeigt wird, deren fünf Funktionen den Stellungen des Drehschalters 9 nach Fig_o 1 entsprechen» Bin zweites offenes Ventil, 335, liegt in Reihe mit dem Strömungswiderstand R2 und gestattet den Durchtritt des Strömungsmittels für die hintere Umhüllung.

Der Abfluß auf der Abflußleitung 22 tritt durch das offene Ventil B3 und durch einen Tropfabscheider 51 (der vorbekannt ist) und fließt in einen Abfallbehälter (nicht dargestellt) ab. Somit sind in der Betriebsart Lauf (RUN) die Ventile B2_S B3 und B5 geöffnet, um den Durchfluß des Strömungsmittels zu gestatten. Der gesamte Meßwand'lerauf bau, die Ventile und Strömungswiderstände sind in einer elektromagnetischen Schirmung 53 enthalten und isoliert, derart, daß keine störenden Signale auf das an den Elektroden 14, 16 erzeugte Signal einwirken. Die Abflußleitung liegt auf +20 V Gleichspannung, weil die Salzlösung ein guter Leiter ist und mit dem positiven Anschluß der Stromquelle verbunden wird. Der Tropfabscheider 51 isoliert diese Spannung von der Schirmung oder anderen Teilen des Aufbaus.

Wenn auch gezeigt wurde, daß Luftdruck den Vorratsbehälter 41

und das Gefäß 10 beaufschlagt, so könnte irgendein; anderes Strömungsmittel, wie beispielsweise eine leichtere Flüssigkeit verwendet werden. Und nach einer anderen Ausführungsform kann

809839/0951

ein geeigneter Druckabfall dadurch geschaffen werden, daß der

Auslaß des Tropfabseheiders 51 einem Unterdruck von 200 g/cm (3 psi) unterworfen wird, und man zuläßt, daß das Gefäß 10 und der Vorratsbehälter 41 dem Umgebungsdruck ausgesetzt werden.

Fig. 5 veranschaulicht die Strömungswiderstände und den Kreislauf den Strömungsmittels der Umhüllung und der Probe 'n einem äquivalenten elektrischen Schaltbild. Der Druck von 200 g/cra als treibende Kraft ist als Batterie 54- dargestellt. Der Strömungs widerstand R1 und das Rohr Rg für die Probe sind im wesentlichen

parallel zur gemeinsamen Quelle 5^ angeordnet, weil die Druckluftquelle in der Tat, wie erläutert, gemeinsam ist. Ein Druckabfall von etwa 30 g/cm (0,5 psi) wird an. dieser Parallelanordnung entwickelt und wird im wesentlichen durch die verhältnismäßig hohe Umhüllungsströmung Q. von 1700/Ul/min durch den Strömungswiderstand R1 hervorgerufen. Bei den Rohr R_g mit dünner Bohrung beträgt der Durchsatz annähernd 35/Ul/min. So steht das den Strömungswiderstand R1 verlassende Strömungsmittel für die

Umhüllungsströmung unter einem Druck von 170 g/cm (2.5 psi)> welcher den in der Absetzkammer 36 herrschenden Druck darstellt, sowie den Druck am Ende des Rohrs R_g für die Probe. Wie also offensichtlich wird, herrscht eine verbleibende Druckdifferenz von 170 g/cm², die über der Abfühlöffnung R_A und dem Strömungswiderstand R2 auftritt, der das Strömungsmittel der hinteren Umhüllungsströmung trägt und im wesentlichen parallel zu Abfühlöffnung R_A liegt. Der Strömungswiderstand R2 weist einen Strömungsmitteldurchsatz von annähernd 1000/ul/min bei einem Druck von 170 g/cm (2,5 psi) auf, dieser Durchsatz Q2 ist niedriger als der Durchsatz Q1. Es leuchtet ein, daß der Unterschied zwischen Q2 und Q1 die Menge des Strömungsmitteldurchsatzes Q_A durch die Abfühlöffnung R_A

809839/0958

ist und 700yul/min bei einem Druck von 170 g/cm (2,5 psi) beträgt.

Allgemein können die vorgenannten Strömungsmxtteldurchsatzwerte und Druckabfälle und -differenzen in Analogie mit einem Netzwerkproblem gebracht werden nach dem Ohmschen Gesetz, wo der Widerstand R^ parallel zum Widerstand Rp liegt, und die Kombination in Reihe mit R,., wobei die "Widerstandswerte" derart gewählt werden, daß sich die gewünschten Durchsatzwerte und Druckdifferenzen ergeben.

Das Verhältnis von Q_A zu Q₃ ergibt ein Verdünnungsverhältnis von 20:1, das zu der schon vorhandenen Verdünnung von 1000:1 hinzukommt, die in dem Gefäß 10 für die Probe herrscht (siehe Fig. 1).

Der verhältnismäßig hohe elektrische Widerstand R2 von angenähert 1 Megohm stellt sicher, daß der elektrische Nebenschluß an der Abfühlöffnung R., der etwa einen Widerstand von 25 Kiloohm darstellt, gering ist, um die Größe des Ausgangssignals der Elektroden nicht zu beeinträchtigen. Außerdem wird der geringe, eingeführte konstante Fehler leicht durch Eichung beseitigt. Wie in Fig. 2 angedeutet, beträgt das Durchsatzverhältnis von Q. zu Q_g 34:1, es wird angenommen, daß dieses hohe Verhältnis einen stabilen Druckabfall zur Aufrechterhaltung eines verhältnismäßig konstanten D_urchsatzes und damit einer genauen Messung ergibt. Die verschiedenen Längen- und Durchmesserwerte, sowie die Werkstoffe für R1, R2, Rg und R^ werden in der Fig«, 5 gegeben, zur Erzielung der vorgenannten Durchsatzwerte. R1 und R2 sind Glaskapillaren zur Schaffung geneuer Abmessungen und eines genauen Strömungswiderstandes.

009839/0958

Nach einer anderen Ausführungsform geht eine Verbindung von R2 direkt zu der Überdruckquelle 54·. Dies würde ermöglichen, daß der Durchsatz bei Q^ auf 700/ul/min vermindert werden könnte.

Die elektrische Impedanz von R1 wird ebenfalls derart ausgelegt, daß sie hoch genug ist, d.h. etwa 0,5 Megohm beträgt, um eine elektrische Isolation zwischen der Strömungsmittelquelle und dem eigentlichen Wandler zu schaffen. Dies gestattet, den Vorratsbehälter 41 für die Salzlösung (Pig. 2B) ungeschirmt zu lassen, weil die Störstrome aus dem Vorratsbehälter 41 an der Schirmung 53 nach Masse geleitet werden. R1 bewirkt, daß diese Verbindung mit Masse eine vernachlässigbare Auswirkung auf den Wandlerkreis hat.

Der Einsatz des Rohres Rg mit der dünnen Bohrung für den Eintritt der Probe erleichtert den Austausch von Proben, weil ein Gefäß 10 leicht entfernt und ein anderes leicht als Ersatz aufgestellt werden kann. Außerdem gibt es keine Übernahme alter Proben in die nächste Messung, weil das Volumen des Rohres Rg annähernd 1,5/ul beträgt. Außerdem wird selbst diese geringe Probenmenge beseitigt wegen der Druckumkehr beim Entfernen des Gefäßes 10. Anders ausgedrückt, tritt dann ein Rückfluß der teilchenfreien Salzlösung auf. Und während des Einsetzens eines Gefäßes für eine neue Probe ist ein Tropf der Salzlösung in dem Gefäß nicht schädlich, weil, wie weiter unten offenbart wird, eine genau eingenaltene Lösung der Probe nicht notwendig ist.

Da die teilchenfreie Salzlösung verhältnismäßig kostspielig ist, bringt die Erfindung ein Minimum einer solchen Flüssigkeit zur

809839/0958

Verwendung (annähernd 2 ml/min)„ Dies wird grundsätzlich durch die sehr große Nähe des Auffangrohrs 12\ der Ausnehmung 13, (siehe Pig. 3) gegenüber der Abfühlöffnung H_A (annähernd 0,75 ram 25/IOOO Zoll). Es tritt eine Strömung mit hoher Geschwindigkeit aber niedrigem Volumen auf, weil die Ausnehmung 13 verhältnismäßig klein sein kann»

Eine einzelne Luftquelle in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der Druckbeaufschalgung des Gefäßes 10 für die Probe stellen sicher, daß in erster Näherung die realtiven Anteile des Strömungsmittelstroms vom Luftdruck unabhängig sind. R_g hält Änderungen im Durchsatz Q_g der Probe, die durch Druckänderungen zwischen der Probe und dem Strömungsmittel der Umhüllung hervorgerufen werden können, minimale«Diese Druckänderungen können beispielsweise durch Änderung des Flüssigkeitsspiegels im Vorratsbehälter 41 für die Salzlösung hervorgerufen werden, beispielsweise 5 g/cm ■ Druckänderung bei Absinken des Spiegels um 1 cm (0,04 psi Änderung pro Zoll SpiegelabSenkung). Die variable Spannungsquelle in Reihe mit R1 in Fig_e 5 bildet diese Absenkung nach.

2 Jedoch haben Änderungen in dem treibenden Druck von 200 g/cm (3 psi) zusammen mit Änderungen bei R1, R2 und R^ eine Auswirkung auf den Durchsatz Qg. Zur Verminderung dieser Empfindlichkeit kann der Vorratsbehälter 41 für die Salzlösung in seiner Anhebung um mehrere cm heruntergesetzt werden, zusammen mit einer ausgleichenden Verminderung bei R1. So ist eine Herabsetzung des Salzlösungspiegels um um 34 cm (13,5 Zoll) als die Höhe der Probe einer Erhöhung der wirkenden Druckquelle oder Batterie

809839/0958

um 3o g/cm (0,5 psi) gleichwertig, wobei R1 null ist. Dann ist der Durchsatz Qg unabhängig von Änderungen des treibenden Drucks von 200 g/cm (3 psi) oder von Änderungen bei R2 und R..

Die weitere Ventilanordnung wird zum Auffüllen, Abfluß und zur Schaffung eines bleibenden umgekehrten Drucks an der Abfühlöffnung R. benutzt, um Verstopfungen zu beseitigen und Rückstände fortzuspülen, wie das Diagramm nach Fig. 2G zeigt. Der Rückdruckkolben BP, der zwischen den Ventilen F1 und B2 angedeutet ist, ergibt einen kurzen momentanen Rückdruck, um verstopfende Rückstände aus der Abfühlöffnung R. auszustoßen. Ein kontinuierlicher Rückdruck von 200 g/cm (3 psi ) liefert dann eine Rückströmung zum Fortspülen der Rückstände durch die Abflußleitung 22.

Die im Block 21 enthaltene Absetzkammer 36 für die Umhüllungsströmung sorgt für eine thermische Beruhigung, um Schwellwertrauschen zu unterbinden, das durch ungleichförmige Temperaturverteilungen, hervorgerufen wird, befreit die eintretende Salz-; lösung von Luftbläschen und fängt die Rückstände ab, die spezifisch leichter als die Salzlösung sind, wie Charpieteilchen, die sonst die Abfühlöffnung R_A verstopfen könnten. Das Feinstporenfilter 48 in der Zuführungsleitung 47 für die Salzlösung bewirkt auch eine Beseitigung kleiner und großer Bläschen; denn derartige kleine Bläschen könnten fälschlicherweise als ein Teilchen gezählt werden. Schließlich bewirkt die Führung des Strömungsmittels der hinteren Umhüllung von dem Durchlaß 31 zum Durchlaß 32, wie bereits erläutert, und somit über den Boden des abfühlenden Kegels, daß dieser ständig von irgendwelchen abgelagerten Rückständen befreit wird.

809839/0958

ιώ;" izw i l_U

Der Einsatz der vorderen Umhüllungsströmung für die Verdünnung
vermeidet den Einsatz eines zweistufigen Verfahrens zur Verdünnung der Blutprobe, was sonst zu erfolgen hätte j denn eine Verdünnung im Verhältnis 20000:1 ist zu hoch für die Ausführung in einem
Schritt. Außerdem ist diese Verdünnung wünschenswert, weil die
Meßgenauigkeit durch die Verminderung der Dichte der roten Blutkörperchen erhöht wird. Durch die oben erläuterte Arbeitsweise
der Strömungswiderstände nach der Erfindung wird das Verdünnungsverhältnis auch verhältnismäßig konstant aufrechterhalten.

Fig. 6 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild der Signalverarbeitungsschaltung zur Verarbeitung der Impulse aus dem Meßwandler 60 zur Abfühlung der Teilchen (nach Fig. 3) und wird in der eingangs
genannten Patentanmeldung desselben Anmelders genauer offenbart
und beansprucht. Das Ausgangssignal des Meßwandlers 60 zur Abfühlung der Teilchen wird durch einen Wechselspannungsverstärker 61 ver-

62
stärkt, der einen Ausgang'zu einer Wiederherstellungschaltung 63 für den Schwellwert oder die Basislinie hat. Wie in Fig. 6A veranschaulicht, ist das Ausgangssignal auf der Leitung 62 eine Welle 62', bei der der große Impuls ein rotes Blutkörperchen und der
kleine Impuls ein Blutplättchen darstellt. Am Ausgang der
Wiederherstellungsschaltung ist, wie an der Leitung 64 und mit
der Welle 64-' dargestellt, der Gleichspannungsnullwert (die
Gleichspannungskomponente) wiederhergestellt. Diese Teilchenimpulse werden sodann zur Zählung der roten Blutkörperchen und der Blutplättchen weiter verarbeitet.

Ein Detektor 66 für den oberen Schwellwert trennt die Blutplättchen von den roten Blutkörperchen, und ein Detektor 67 trennt

die Blutplättchen von Stör- oder Rauschsignalen. Die Kombination

809839/0958

dieser beiden Detektoren mit einem Spitzenwertdetektor 68 ermöglicht einem Impülssortierer 69 die Impulse von roten Blutkörperchen und Blutplättchen wirkunsgvoll zu zählen und voneinander zu trennen. So zählt ein Blutplättchenzähler 71 die Impulse der Blutplättchen und ein Zähler 72 die Impulse der roten Blutkörperchen. Wie angedeutet, wird der Zähler 72 für die roten Blutkörperchen mit dem vorbekannten Dichtewert derselben voreingestellt, der durch die Daumenradschalter 8 (Fig. 1) eingegeben wird. Wenn, wie in der eingangs genannten Anmeldung erläutert, die Dichte der roten Blutkörperchen bekannt ist, so kann die Dichte der Blutplättchen dadurch erhalten werden, daß man das Verhältnis der Zählwerte oder die Zählwerte der roten Blutkörperchen und der Blutplättchen nimmt. Dies wird praktisch mit der Schaltung nach Fig. 6 ausgeführt. Der Blutplättchenzähler 71 liefert eine direkte Anzeige der Blutplättchendichte bei 71' (siehe Fig. 1), indem die Dichte der roten Blutkörperchen in dem Zähler 72 für die roten Blutkörperchen voreingoßteilt wird, und zwar ansprechend darauf, daß dieser letztere Zähler 72 den voreingestellten Zählwert für die Dichte erreicht. Da die Zählung der roten Blutkörperchen in derselben Weise hierbei wie bei der vorhergegangenen Zählung der roten Blutkörperchen ausgeführt werden muß, ist der Schweilwert eines Detektors 66 für den oberen Schwellwert auf einen etwas geringeren Pegel als bei 64* gezeigt eingestellt, damit alle Teilchen erfaßt werden, die eine Größe von mehr als 27,5/um^ aufweisen. Diese Einzelheiten sind ausführlicher in der oben genannten Anmeldung desselben Anmelders erklärt.

Nach der Erfindung ist eine Testzeitablauf-Warnschaltung 73 vorgesehen, die auf Beginn und Ende des Zählvorganges anspricht. Ist die Testzeit kürzer als 12 Sekunden oder langer als 20 Sekunden,

809839/0958

so zeigt eine Warnsichtanzeige 73a eine Störung an. Aufgrund der genauen und stabilen Verdünnung der Blutprobe im Verhältnis 20000:1 und der hohen Wiederholungsgeschwindigkeit der Tests, die nach der Erfindung erreicht wird, so zeigt jeder Test, der außerhalb des Bereichs von 12 bis 20 Sekunden liegt,(oder einem gleichwerigen Bereich der Zeit) eine Störung entweder in der elektronischen Schaltung, dem Strömungsmittel-Leitungssystem oder dafür an, daß die Probe fehlerhaft oder die vorbekannte, voreingestellte Dichte der roten Blutkörperchen nicht korrekt ist. Außerdem könnte damit angezeigt v/erden, daß sich die Blutprobe in einem stark abnormen Zustand befindet wegen der Anzahl oder der Größe seiner Teilchen.

Um die hohe Testgeschwindigkeit der Ps?öben nach der Erfindung auszunutzen, ist die in Fig. 6A in ihren Einzelheiten dargestellte Wiederherstellungsschaltung 63 für den Basiswert in der Lage, mit einer verhältnismäßig hohen Wiederholungsgeschwindigkeit zu arbeiten. Allgemein ist ihre Aufgabe, den Gleichstromanteil oder Basiswert der wechselspannungsmäßig eingekoppelten Wellenform, die von der Wechselspannungsverstärkerschaltung 61 erzeugt wird, auf eine Gleichspannung von angenähert 0 V festzuklemmen und es damit einfacher zu machen, daß die Impulse aufgrund ihrer Amplituden unterschieden werden. Die Schaltung nach Fig. 6A schließt eine Hochpaßschaltung mit einem Kondensator 102 und einem als Emitterfolger geschalteten pnp-Transistor 103 ein. Die Vorspannung wird durch Widerstände 104, 105, 106 erzeugt, und der Ausgang vom Emitter ist mit einem nicht umkehrenden Eingang eines Operationsverstärkers 107 verbunden. Dieser letztere dient als Pufferstufe. Im Betrieb schafft die Kollektortachaltung beim Transistor 103 einen hohen Eingangswiderstand für den Basis-

£09839/09 58

strom, der zur Basis-Emitter-Strecke fließt, und einen niedrigen Widerstand für den Basisstrom, der von der Basis-Emitter-Strecke fort zum Kondensator 102 fließt. Somit schafft die Kombination aus dem Transistor und dem Kondensator eine Klemmschaltung zur Festklemmung auf die Gleichspannung von 0 V. Die Schaltung dient ebenfalls als Hochpaß zur Beseitigung von 60-Hz oder 50-Hz-Wechselstromanteilen.

Bei der hohen Probentestgeschwindigkeit, die durch den Erfindungsgegenstand geschaffen wird, ist der Poissonsche Probenahmefehler, der 100/Y"N(in Prozent) beträgt, relativ niedrig. Wie durch die mit "Koinzidenz" gekennzeichnete Kurve im Diagramm nach Pig, 7 gezeigt, steigt bei einem Teilchenzähler mit einer Abfühlöffnung mit steigender Probenahmezeit die Häufigkeit der Koinzidenzfehler. Die vorliegende -^findung beseitigt diesen Fehleranstieg durch das Verfahren der Verhältnisbildung aus den Zählerwerten der roten Blutkörperchen und der Blutplättchen, wodurch selbsttätig der Koinzidenzfehler aufgehoben wird.

Da Blutplättchen von roten Blutkörperchen und Störsignalen oder Rauschen durch ihre relative Impulshöhe unterschieden werden, so ist es wünschenswert, daß es eine klare Größenunterscheidung beispielsweise zwischen den größten Blutplättchen und den kleinsten roten Blutkörperchen gibt. Die Eigenschaften dieses Größenunterschieds deuten auf abnorm kleine rote Blutkörperchen, auf abnorm große Blutplättchen oder eine Gerätestörung hin. Es sollte ebenfalls eine klare Unterscheidung zwischen dem Rauschen und dem kleinsten Blutplättchen geben. Dies dient als Warnung für übermäßiges Rauschen, abnorm kleine oder deformierte Blutplättchen, oder eine Gerätestörung. Wo derartige abnorme Blutplättchen vorhanden

809839/0958

sind, dient ein Warnsignal für den Unterschied zum Rauschpegel als eine Anzeige für einen pathologischen Zustand des Blutes.

Fig. 8 ist eine Verteilungskurve der Blutzellen in Vollblut, die eine untere und eine obere Senke, mit den Grenzwerte V. und V₂ für das Rauschen und den normalen Grenzwert der Plättchengröße zeigt. Der Grenzwert V, liegt oberhalb der normalen Grenze für das größte Blutplättchen und ist niedriger als die Grenze für das kleinste rote Blutkörperchen. Anders ausgedrückt, sind die Grenzwerte V, und V^, in geeigneter Weise ausgewählt, um einen Bereich zu schaffen, in den rote Blutkörperchen und Blutplättchen normalerweise nicht hineinfallen. Außerdem können die obigen Grenzwerte von dem von den Detektoren 66 und 67 (nach Fig. 6) festgelegten Schwellwert sein, da sie nur zum Zwecke der Warnsignalerzeugung dienen. Es ist selbstverständlich, daß alle vorgenannten Grenzwerte keine unveränderlichen Werte aufweisen. Dies gilt insbesondere für den Grenzwert V., wobei die An- oder Abwesenheit des Rauschens sehr relativ ist.

Die Schaltungen zur Ausführung der vorgenannten Funktionen sind in Fig. 9A, 9B veranschaulicht, wonach eine Spitzenwert-Halteschaltung mit der Wiederherstellungsschaltung 63 für den Basiswert verbunden und die Spitzenspannung E liefert. Ein Vergleicher 82 vergleicht den Rauschbezugswert V. mit dem Basiswert-Eingangssignal für die Spitzenwert-Halteschaltung 81, um nur dann einen Ausleseimpuls mit der Bezeichnung STROBE 1 zu liefern, wenn die Spannung E größer als V. ist. Das Signal STROBE 1 wird nach Fig. 9B praktisch dazu verwendet, einen Rauschpegelbezugswert zu schaffen.

S09839/0958

Eine Warnschaltung für den oberen Grenzbereich schließt zwei Vergleicher S3 und 84 ein, die die UND-Gatter 86 und 87 ansteuern, wobei das UND-Gatter 87 an seinem Ausgang 88 die Zählimpulse für den oberen Grenzbereich führt. Diese Impulse werden durch die Teilerschaltung 85 mit dem Teilerverhältnis N,. gezählt, sowie die Dezimalzähleinheiten 89, und die Summe wird einem Digitalwertvergleicher 91 zugeführt.

Durch eine Umkehrstufe 92, NAND-Gatter 93 und Zähleinheiten 94 wird ein Zählwert für die Blutplättchen abgegeben. Diese Zähleinheiten 94 sind ebenfalls mit dem Digitalwertvergleicher 91 verbunden. Wenn der Zählwert im Grenzbereich höher als N,- # liegt (wie beispielsweise 4#, wie durch das Teilerverhältnis N.=4 beim Teiler 85 gegeben), bezogen auf den Zählwert der Blutplättchen, so leuchtet eine Warnanzeige 96 für den oberen Grenzbereich auf.

In analoger Weise werden Zählimpulse für den unteren Zählbereich durch einen Vergleicher 97, ein NAND-Gatter 98, einen Teiler 95 mit dem Teilerverhältnis Np und eine Zähleinheit 99 geliefert. Bin Digitilwertvergleicher 100 führt einen analogen Vergleich mit dem Zählwert der Blutplättchen aus und führt gegebenenfalls dazu, daß die Warnanzeige 101 für den unteren Grenzbereich aufleuchtet.

Somit ist nach der Erfindung ein verbessertes Verfahren und ein Gerät zur Zählung von Teilchen in einer flüssigen Suspension geschaffen worden.

809839/0958

Leerseife

Claims

- ** ~ 281251?

Patentansprüche

/1.) Gerät zur Zählung von Teilchen in einer flüssigen Suspension, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Abfühlvorrichtung (12,13,14, 16) für die Teilchen mit einer Abfühlöffnung (R^) für den Durchtritt der genannten Teilchen aufweist, daß ein Gefäß (10) die genannte flüssige Suspension enthält, daß eine Quelle (41) einer teilchenfreien Flüssigkeit vorgesehen ist, daß ein Rohr (Rg) mit einer dünnen Bohrung mit seinem einen Ende in die genannte Suspension eintaucht, und sein anderes Ende der genannten Abfühlöffnung (R_A) gegenüberliegt, daß Mittel (43, 44·) vorgesehen sind, um die genannte Suspension auf einen vorbestimmten Druck zu bringen und durch das Rohr (R_g) zu der Abfühlöffnung (R_A) hin zu drücken, daß das Rohr (R_g) als Strömungswiderstand mit einem daran auftretenden Druckabfall wirkt, daß eine vordere Umhüllungsströmung (17) einen ersten Strom der' genannten teilchenfreien Flüssigkeit durch die Abfühlöffnung (R^) leitet, zusammenwirkend mit der flüssigen Suspension, daß der genannte erste Strom mit einem im wesentlichen dem genannten vorbestimmten Druck abzüglich des genannten Druckabfalls gleichen Druck abgegeben wird.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Gefäß (10) geschlossen ist, und daß die genannten Mittel (43, 44) zur Eiribzdngung der Suspension unter einem vorbestimmten Druck durch das genannte Rohr (R₃) Mittel zur Injektion eines Strömungsmittels unter einem solchen Druck in das genannte Gefäß (10) einschließen₈ um die Entnahme des genannten Gefäßes (1O) zu ermöglichen₈ wobei der eine Endbereich des genannten Rohrs (R₅) dem Umgebungsdruck derart ausgesetzt wird, daß der genannte Druck des ersten Stroms bewirkt, daß die genannte flüssige Suspension in das genannte Rohr (R„) zurückströmt.

809839/0958

ORIGINAL INSPECTED
3_# Gerät nach Anspruch 1, zur Zählung von Teilchen in einer flüssigen Suspension, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Abführvorrichtung (12,13,14,16) für die Teilchen eine Abfühlzone (27) für den Durchtritt der genannten Teilchen aufweist, daß ein Gefäß (1O) die genannte Suspension enthält, daß eine Quelle (41) einer teilchenfreien Flüssigkeit vorgesehen ist, dowie ein die Meßeinheit bestimmendes Rohr (Rg) mit einer Bohrung geringen Durchmessers, von gleichförmigem Durchmesser, wobei der eine Endbereich des Rohres (Rg) der genannten Abfühlzone (27) benachbart ist, daß Mittel (43, 44) zum Einbringen des genannten Suspension unter vorbestimmtem Druck durch das genannte Rohr (R_q) und in die genannte Abfühlzone (27) hinein vorgesehen sind, wobei das genannte Rohr (R₃) als Strömungswiderstand mit einem an ihm auftretenden Druckabfall wirkt, und daß eine vordere Umhüllungsströmung (17) vorgesehen ist, um einen ersten Strom der genannten teilchenfreien Flüssigkeit durch die genannte Abfühlzone (27) in Zusammenwirkung mit der genannten flüssigen Suspension zu leiten, und der erste Strom mit einem im wesentlichen dem vorbestimmten Druck abzüglich des genannten Druckabfalls gleichen Druck abzüglich des genannten Druckabfalls gleichen Druck abgegeben wird.
4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Austrittskammer (12) mit einer Ausnehmung (13) einschließt, die der gekannten Abfühlzone (27) gegenüberliegt, und daß eine hintere Umhüllungsströmung (18) vorgesehen ist, um einen zweiten Strom der genannten teilchenfreien Flüssigkeit auf die Ausnehmung (13) der genannten Austrittskammer (12) zu richten.

S09839/0958

12517 3
5. Gerät nach Anspruch 3 t dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Abfühlzone (2?) eine Abfühlöffnung (R.) einschließt.
6. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte vorbestimmte Druck durch ein Gas geliefert wird»
7. Gerät nach Anspruch 1 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß die genannte erste Umhüllungsströmung (17) einen Strömungswiderstand zur Schaffung eines dem genannten Druckabfall entsprechenden Druckabfalls umfaßt.
8. Gerät zur Zählung von Teilchen in einer flüssigen Suspension, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Abfühlvorrichtung (12, 13» 14, 16) mit einer Abfühlöffnung (R^) für die Teilchen einschließt, daß eine Austrittskammer (12) eine Ausnehmung (13) besitzt, die der genannten Abfühlöffnung (R^) benachbart ist, daß Mittel (43, 44) zur Durchleitung.der flüssigen Suspension durch die genannte Abführöffnung (R^) und zu der genannten Ausnehmung (13) hin vorgesehen sind, daß eine Quelle (41) einer teilchenfreien Flüssigkeit vorgesehen ist, sowie eine vordere Umhüllungsströmung (17) der genannten teilchenfreien Flüssigkeit durch die genannte Abfühlöffnung (R^) in Zusammenwirkung mit der flüssigen Suspension, daß eine hintere Umhüllungsströmung (18) vorgesehen ist zur Leitung eines zweiten Stroms der genannten 'liteilchenfreien Flüssigkeit in die Abfühlöffnung (R_A) der genannten Austrittskammer, daß die genannten Mittel (43, 44) zur Durchleitung der flüssigen Suspension durch die genannte Abfühlöffnung (R.) ein Rohr (R₀) mit kleiner Bohrung einschließen, dessen einer Endbereich in die genannte, in einem Gefäß (10) enthaltene flüssige Suspension

609839/0958

eintaucht, und dessen anderes Ende der genannten Abfühlöffnung (R_A) gegenüberliegt, und daß Mittel (43, 44) zum Durchtreiben der genannten Suspension mit einem vorbestimmten Druck durch das genannte Rohr (Rg) vorgesehen sind.
9· Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Rohr (Rg) als Strömungswiderstand mit einem Druckabfall wirkt, und daß die genannte vordere Umhüllungsströmung (17) die genannte teilchenfreie Flüssigkeit unter einem Druck abgibt, der im wesentlichen dem vorbestimmten Druck abzüglich des genannten Druckabfalls ist.
10. Gerä,t nach Anspruch 9j dadurch gekennzeichnet, daß die genannte vordere Umhüllungsströmung (17) einen Strömungswiderstand einschließt, der die genannte Austrittskammer (12) mit der genannten Quelle (41) der teilchenfreien Flüssigkeit verbindet und einen Druckabfall aufweist, der im wesentlichen gleich dem Druckabfall des genannten Rohrs (Rg) ist.
11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Strömungswiderstand ein Glasrohr ist.
12. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte, die Austrittskammer (12) mit der Quelle (41) der teilchenfreien Flüssigkeit verbindende Strömungswiderstand effektiv parallel zu dem Rohr (Rg) mit der kleinen Bohrung geschaltet ist und einen wesentlich größeren Strömungsmitteldurchsatz als das genannte Rohr (Rg) aufweist zur Verminderung der Empfindlichkeit gegenüber Druckänderungen.

S09839/0958
13. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Gefäß (10) von vorbestimmter Größe ist, eine hülsenartige Öffnung (1Oa) aufweist, sowie Mittel (43, 44) zur Injektion eines Gases in dieses Gefäß, zur Schaffung des vorbestimmten Druckes, mit einem Bund (12"), der einen Teil des Rohrs (R_g) mit der dünnen Bohrung umgibt und in einem gewissen Abstand davon angeordnet ist, und daß der genannte Bund (12") eine Eintrittsöffnung für das Gas aufweist, und die Außenseite des Bundes zu der genannten hülsenartigen Öffnung (10a) derart passend ausgelegt 1st, daß das genannte Gefäß (10) abgeschlossen wird.
14. Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte flüssige Suspension in dem genannten Gefäß (10) genau verdünnt ist.
15· Gerät nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Vorrichtung zur Injektion eines Gases eine Vorrichtung zur Sperrung der Gasströmung bei Trennung des Gefäßes (1O) von der genannten Vorrichtung zur Injektion einschließt.
16. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Quelle (41) einer teilchenfreien Flüssigkeit unter dem genannten vorbestimmten Druck steht.
17. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Gefäß (10) geschlossen ist und eine Vorrichtung zur Injektion von Gas in dieses Gefäß bei vorbestiinmtem Druck, zur Einbringung der genannten Suspension aufweist, und daß der vorbestimmte Druck bei der Quelle (41) und dem genannten Gefäß (10)

8Q9839/09B§

aus einer gemeinsamen Gasquelle (43, 44) entnommen werden.
18. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Abfühlöffnung (R_A) sich an der Spitze eines Kegels befindet, und das Rohr (Rg) mit der dünnen Bohrung sich im wesentlichen in den Kegel hinein erstreckt.
19. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Kegel an seiner Basis einen Strömungsmitteldurchlaß für die genannte vordere Umhüllungsströmung (17) aufweist.
20. Gerät nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Kegel an seiner Basis einen Strömungsmitteldurchlaß für die genannte hintere Umhüllungsströmung (18) aufweist.
21. Gerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß es einen rechteckförmigen Block (21) aus einem Werkstoff mit einem mittigen, zylinderförraigen Hohlraum (20) aufweist, der in seinem oberen Teil die genannte Austrittskammer (12) bildet, jedoch in seinem unteren Teil (23) einen vergrößerten Querschnitt aufweist, und daß ein weiterer, erster und zweiter Hohlraum (33»36) benachbart angeordnet sind und den unteren Teil (23) mit vergrößertem Querschnitt zur Bildung eines Teils der genannten Strömungsmitteldurchläße durchsetzen.
22. Gerät nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Kegel (27) an seiner Basis einen Boden einschließt, durch welchen sich das genannte Rohr (Rg) erstreckt, und daß die StrÖraungsmitteldurchlässe gegenüberleigend angeordnet sind, um den Boden von Rückständen freizuhalten.
23. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte vordere und hintere Umhüllungsströmung (17» 18), die Abfühl Vorrichtung (13, 14-, 16, Ha) und di© Austritt skaramer (12) zumindest zu einem wesentlichen Teil derart in einem Block (21) aus transparentem Werkstoff ausgebildet sind_s daß die Strömungsmittelpfade für den Benutzer sichtbar sind«,
24. Gerät nach Anspruch 8₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (13) der genannten Austrittskammer (12) verhältnismäßig klein ist und zu der genannten Äbfühlöffnung (Ra) ®ng benachbart liegt zur Schaffung einer hohen Strömungsgeschwindigkeit bei niedrigem Durchsatz.
25. Gerät nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß es eine zylinderförmige Halterung (29) aufweist, die abnehmbar in den unteren Teil (23) mit vergrößertem Querschnitt eingesetzt ist und den genannten Kegel (27) und die Äbfühlöffnung (IL·) einschließt.
26. Gerät nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfühlvorrichtung für die Teilchen zwei Elektroden (14₉ 16) einschließt, und der genannte Block (21) eine Elektrodenkammer aufweist, die mit dem Durchlaß für die hintere Umhüllungsströmung (18) verbunden ist, und daß eine der beiden Elektroden (14, 16) sich in die genannte Kammer (12) hinein derart erstreckt, daß keine schädlichen Stoffe durch die genannte Äbfühlöffnung (R.) strömen können.
27. Gerät nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die andere genannte Elektrode sich in der genannten Austrittskammer (12) befindet, und beide Elektroden (14,16) aus Draht eines

809839/0958

vorbestimmten Durchmessers hergestellt sind.
28. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Meßvorrichtung (49) für den Durchsatz salzlösungsfreier Flüssigkeit aufweist zur Feststellung von Störungen an dem Gerät.
29. Gerät nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Umhüllungsströmung (17) eine Strömungsmittelkammer umfaßt, die mit der genannten Quelle (41) der teilchenfreien Flüssigkeit verbunden ist zur Einleitung eines ersten Stroms der teilchenfreien Flüssigkeit durch die genannte Abfühlöffnung (R.) in Zusaramenwirkung mit der Suspension, daß eine hintere Urahüllungsströmung (18) zur Einleitung eines zweiten Stroms der teilchenfreien Flüssigkeit in die genannte Abfühlöffnung (R^] der Austrittskammer (12) vorgesehen ist, daß ein Strömungswiderstand d.i ■; Strömungsmittelkammer mit der genannten hinteren Umhüllungsströmung (18) verbindet und im wesentlichen das gesamte Strömungsmittel für diese hintere Umhüllungsströmung (18) aufbringt.
50. Gerät nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filter (48) in Reihe mit der genannten Quelle (41) der teilchenfreien Flüssigkeit und der Strömungsmittelkammer für die Umhüllungsströmung angeordnet ist, zur Entfernung von Bläschen, die sonst fälschlich als Teilchen erfaßt würden.
31» Gerät nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Strömungswiderstand ein Glasrohr ist.

809839/0958

ysr -
32. Gerät nach Anspruch 29» dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsmittelkararaer eine Absetzkammer (36) zur Beseitigung der Bläschen bildet.
33· Gerät nach Anspruch 29> dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Strömungswiderstand gegenüber der Abfühlöffnung (R.) einen hohen elektrischen Widerstand aufweist.
34-. Verfahren zur Zählung von Teilchen mittels des Gerätes nach Anspruch 1 bis 33» wobei die Teilchengrößen im wesentlichen um eine Größenordnung variieren, und das Verfahren der Zählung an einer Abfühlöffnung mit einer vorderen Umhüllungsströmung eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte umfaßt:

die anfängliche Verdünnung der Suspension in einem verhältnismäßig hohen Verhältniswert, und, daran anschließend, eine erneute Verdünnung der Suspension in einen niedrigeren, vorbestimmten Verhältnis durch Injektion der Suspension in die genannte vordere Umhüllungsströmung hinein und durch die genannte Abfühlöffnung (R.) hindurch.
35· Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Suspension und die vordere Umhüllungsströmung (17) aus einer gemeinsamen Gasquelle (43, 44) unter Druck gesetzt werden.
36. Gerät zur Bestimmung der Dichte der Blutplättchen in einer Blutprobe, in welcher sich rote Blutkörperchen,, die eine vorbekannte Dichte aufweisen_s ebenfalls in Suspension befinden,

100839/0951

dadurch gekennzeichnet, daß es eine Schaltung (71 > 72) zur getrennten Zählung von Blutplättchen und roten Blutkörperchen aufweist aus der genannten Blutprobe, bei hoher Abfühlgeschwindigkeit, die über einen verhältnismäßig kurzen Zeitraum abläuft, zur Ermöglichung schneller, wiederholter Testmöglichkeiten bei aufeinanderfolgenden Blutproben, wobei die Teilchenzahl hoch genug ist, um den Poissonschen Fehler bei der Abfühlung gering zu halten, und die Abfühlgeschwindigkeit einen verhältnismäßig hohen Koinzidenzfehler bei der Zählung ergibt, wenn ein rotes Blutkörperchen und ein Blutplättchen gleichzeitig als ein einzelnes rotes Blutkörperchen gezählt werden, und daß Schaltungsmittel zur Berichtigung dieses Koinzidenzfehlers vorgesehen sind, zur Bildung des Zählwertverhältnisses für rote Blutkörperchen und Blutplättchen und zur Bestimmung der Dichte der Blutplättchen aus diesem Verhältnis.
37· Gerät nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Zählschaltung eine Abführvorrichtung für Teilchen mit einer Abfühlöffnung (Ra) einschließt, daß bei einer Austrittskammer (12) eine Ausnehmung (13) der genannten Abfühlöffnung (R_A) benachbart ist, daß Mittel zur Durchleitung der Probe durch die Abfühlöffnung (R_A) und zu der Ausnehmung (13) hin vorgesehen sind, sowie eine Quelle (41) einer teilchenfreien Flüssigkeit, daß eine vordere Umhüllungsströmmung (17) einen ersten Strom der teilchenfreien Flüssigkeit durch die Abfühlöffnung (Rj.) in Zusammenwirkung mit der genannten Blutprobe leitet, daß eine hintere Umhüllungsströmung (18) zur Leitung eines zweiten Stromes der genannten teilchenfreien Flüssigkeit in die Abfühlöffnung (R_A) der Austrittskammer (12) vorgesehen ist, und daß die vordere und hintere Umhüllungsströmung (17,18) die hohe Abfühlgeschwindig-

809839/0 958

keit sichern. 4ή
38. Gerät nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Zählschaltung (71>72) eine Schaltung zur Wiederherstellung des Basiswertes (65) umfaßt, zur Bildung eines genauen Bezugswertes als Null-Basislinie für die Zählimpulse, die bei der jeweiligen Zählung von roten Blutkörperchen und Blutplättchen erzeugt werden, und daß diese Schaltung zur Wiederherstellung (63) Schaltungsmittel zur Erleichterung des efektiven Betriebs bei hoher Abfühlgeschwindigkeit einschließt»
39· Gerät nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet ₉ daß es eine Warnvorrichtung aufweist, die auf den Abfühlzeitraum anspricht, zur Anzeige, ob dieser Zeitraum niedriger >oder größer als ein vorbestimmter Zeit-Variationsbereich ist»
40. Gerät zur Auszählung von Blutplättchen und roten Blutkörperchen in einer Blutprobe, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Schaltung (71, 72) zur getrennten Zählung von Blutplättchen und roten Blutkörperchen aus der Blutprobe umfaßt, sowie eine Vorrichtung zur Abfühlung ihrer relativen Große durch die Größe elektrischer Impulse, die aus einem Meßwandler (60) mit einer Abfühlöffnung (R*) stammen, der einen angenommenen Rauschpegel aufweist, und die Blutplättchen normale untere und obere Grenzen einer Größenverteilung aufweisen, und die roten Blutkörperchen eine normale untere Grenze einer Größenverteilung, daß eine erste Bezugsspannungsquelle (V.) auf die angenäherte obere Grenze des angenommenen Rauschpegels des Meßwandlers (60) festgelegt ist, daß eine zweite Bezugsspannungsquelle (V₂) auf die angenäherte untere Grenze der normalen, den roten Blutkörperchen

809839/09Bi

entsprechenden Impulse festgelegt ist, daß eine dritte Bezugsspannungsquelle (V,) oberhalb der oberen Grenze der normalen den Blutplättchen entsprechenden Impulse festgelegt ist, daß eine vierte Bezugsspannungsquelle (VO unterhalb der unteren Grenze der normalen, den roten Blutkörperchen entsprechenden Impulse festgelegt ist, daß eine Schaltung (95> 99» 100) vorgesehen ist zur Zählung elektrischer Impulse, die größer als die erste Bezugsspannung (V.), aber niedriger als die zweite Bezugsspannung (V₂) sind, zum Vergleich einer solchen Zählung mit der entsprechenden Zählung der Blutplättchen, daß eine Schaltung (85> 89) vorgesehen ist zur Zählung elektrischer Impulse, die größer als die dritte Bezugsspannung (V^), aber niedriger als die vierte Bezugsspannung (V^) sind, zum Vergleich dieser Zählung mit einer entsprechenden Zählung von Blutplättchen.
41. Gerät nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Zählschaltung zur getrennten Zählung von Blutplättchen und roten Blutkörperchen eine Schaltung (81) zum Halten elektrischer Impulsspitzen einschließt.
42. Gerät nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Warnschaltung (91, 96) einschließt, die anspricht, wenn die Vergleichswerte über vorbestimmten prozentualen Werten liegen.
43. Gerät zur Zählung·von Teilchen, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Schaltung zur Zählung von Teilchen mit einer Vorrichtung zur Abfühlung der relativen Größe der genannten Teilchen nach der Größe elektrischer Impulse aus einem Meßwandler (60) einschließt, durch welchen die genannten Teilchen hindurchtreten, wobei der Meßwandler (60) einen angenommenen Rausch- oder Grundstörpegel

809839/09 5S

aufweist, und die genannten Teilchen eine normale untere Grenze einer Größenverteilung, daß eine erste Bezugsspannungsquelle (V,.) angenähert auf die obere Grenze des angenommenen Rauschpegels eingestellt ist, daß eine zweite Bezugsspannungsquelle (V₂) angenähert auf die untere Grenze der genannten Teilchengrößenverteilung eingestellt ist, daß eine Schaltung (95, 99 > 100) zur Zählung solcher elektrischen Impulse vorgesehen ist, die größer als die erste Bezugsspannung (V,), aber kleiner als die zweite Bezugsspannung (Vp) sind, zum Vergleich derartiger Zählwerte mit dem genannten Teilchenzählwert.
44. Gerät zur Zählung von Teilchen in einer flüssigen Suspension, dadurch gekennzeichnet, daß es eine eine Abfühlzone aufweisende Teilchenabfühlvorrichtung umfaßt, durch welche die genannten Teilchen hindurchtreten, daß ein geschlossenes Gefäß (1O) die genannte flüssige Suspension enthält, daß eine Quelle (41) einer teilchenfreien Flüssugkeit vorgesehen ist, sowie ein mit einer dünnen Bohrung versehenes Rohr (R_g), dessen eines Ende in die genannte Suspension eintaucht, und dessen andere Ende der genannten Abfühlzone benachbart ist, daß eine Vorrichtung zur Injektion eines Strömungsmittels unter vorbestimmtem Druck in das genannte Gefäß (10), zur Druckbeaufschlagung der Suspension durch das genannte Rohr (R₃) zu der genannten Abfühlöffnung (Ra) hin vorgesehen ist, sowie Mittel zur Leitung eines unter Druck stehenden Stromes von teilchenfreier Flüssigkeit durch die genannte Abfühlzone in Zusammenwirkung mit der genannten Suspension, derart, daß bei Entfernung des Gefäßes (10) und Aussetzung des einen Endes des Rohrs (Rg) der Umgebungsatmosphäre der Druck des ersten Stroms den Rückfluß der flüssigen Suspension durch das genannte Rohr (R_g) bewirkt.

809839/0358