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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
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Durchführung des PhenolsulfonXphthalein (PSP) -Ausscheidungstests
in Krankenhäusern und dergleichen.
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Der PSP-Test, ein Nierenfunktionstest, wird sehr häufig angewendet,
weil er von allen Tests zur Prüfung des dynamischen Verhaltens der Niere, einschließlich
der Blutzirkulation, am leichtesten durchzuführen ist und weil er weniger fehleranfällig
ist. Zur Durchführung des Tests wird dem Patienten intravenös eine eine bestimmte
Menge (5 mg bei Erwachsenen) PSP enthaltende Lösung verabreicht.
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Dann wird de. ganze Urin des Patienten in genauen Zeitabständen von
15, 30, 45, 60 und 120 Min. nach der Injektion gesammelt, um die in den Urinproben
ausgeschiedenen Mengen PSP zu bestimmen und den Prozentgehalt der Gesamtmenge ausgeschiedenen
PSP's zu der erstgegebenen Menge zu errechnen.
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Die Menge PSP in jeder Probe kann zwar mit einem im Handel erhältlichen
Komparator verglichen werden, wird aber vorzugsweise unter Verwendung eines photoelektrischen
Colorimeters bestimmt, um Genauigkeit zu sichern, da die Menge sehr gering ist.
Die Messung wird wie folgt vorgenommen: 1) Es wird eine Lösung hergestellt, die
die gleiche Menge (6 mg bei Erwachsenen) PSP enthält, wie die Lösung, die dem Patienten
injiziert wird. Die Lösung wird mit "100 % PSP-Standardlösung" (nachstehend mit
"Standard") bezeichnet.
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2) Gleiche Mengen alkalischer Farbreaktionslösung werden dem Standarm
und den Urinproben zugesetzt, um die Farbe des darin enthaltenen
PSP
zu entwickeln.
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3) Jede der resultierenden Farblösung wird in einen 1 l-Meßzylinder
gegeben, mit Wasser auf 1 1 verdünnt und sorgfältig geschüttelt, um gleichmäßige
Verdünnung zu erzielen.
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4) Jede Verdünnung wird in eine Colorimeterzelle gegeben und die Absorption
der Verdünnung bei einer Wellenlänge der maximalen Absorption gemessen.
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5) Die Absorption jeder verdünnten Probe wird berechnet in Prozent,
bezogen auf die Absorption des verdünnten Standards zur Bestimmung der PSP-Ausscheidung
in Prozent.
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Der so durchgeführte PSP-Test erfordert viel Arbeit, wenn er an einer
großen Zahl von Patienten durchgeführt wird, da jede Probe auf 1 1 verdünnt gehandhabt
werden muß.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfacher ausführbares
Testverfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren-zur Bestimmung von Phenolulfonphthalein
(PSP)> welches gekennzeichnet ist durch Zugeben gleicher Mengen eines alkalischen
Farbreagenzes zur Entwicklung der PSP-Farbe zu einer hundertprozentigen PSP-Standardlösung
und jeder Urinprobe, die von einem Patienten in einem Zeit intervall t nach intravenöser
Gabe von PSP gesammelt wurde, um
die PSP-Farbe in der Standardlösung
und der Probe zu entwickeln, wobei das Farbreagenz eine geeignete Menge eines in
einer alkalischen Lösung stabilen Pigments (Wellenlänge der maximalen Absorption
i PM) enthält; Messen der unten angegebenen Absorptionen # O (bei oder in der Nähe
von # PM) und der Wellenlänge wl1 (bei oder in der Nähe der Wellenlänge maximaler
Absorption #SM des farbentwickelten SM PSP), und Berechnen der PSP-Ausscheidung
in Prozent in jedem Zeitintervall PSP nach der Gleichung I
in der hedeuten: Ro und R1 die Absorptionen bei den Wellenlängen #O bzw. #1 der
Standardlösung, die das pigmentierte Farbreagenz zugesetzt enthält; SOt , S1t die
Absorptionen bei #o bzw.
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1 1 der Probe, die das pigmentierte Farbreagenz zugesetzt enthält;
UOt, U1t die Absorptionen bei #o bzw. #1 der Probe; 0 1 der Quotient, erhalten durch
Dividieren der Absorption bei #o durch die Absorption bei #1 des alkalisierten farbentwickelten
PSP; und # der Quotient, erhalten durch Dividieren der Absorption bei #1 durch die
Absorption bei #o des Pigments.
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Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren ist das erfindungsgemäße Verfahren
leicht und mit größter Genauigkeit durchzuführen.
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Durch die Erfindung ist ein Verfahren zur Durchführung des PSP-Ausscheidungstestsgeschaffen,
in welchem das alkalische Mittel, mit dem PSP einer Farbreaktion unterworfen wird,
eine geeignete Menge eines Pigments enthält, das in alkalischer Lösung stabil ist
und das als ein Parameter verwendet wird, um die Notwendigkeit der Justierung des
Volumens der Probe durch Verdünnen und gleichmäßiges Vermischen zu eliminieren.
Dadurch wird das Verfahren ganz erheblich leichter ausführbar als das bekannte.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist leicht, genau und effektiv frei
vom Einfluß der Farbe der Urinprobe durchführbar. Die Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens nach der Erfindung ermöglicht eine leichte, zweckdienliche, genaue
Bestimmung, relativ frei von Meßfehlern, die bei anderen Tests aus der Trübung der
Urinprobe oder Änderungen in der Lichtintensität der Lichtquelle resultieren.
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Die Erfindung wird nun ins einzelne gehend beschrieben, wobei auf
die beigefügten Figuren Bezug genommen wird. Es zeigen: Fig. 1 ein Diagramm, das
die Absorptionskurven von einem Gemisch eines Standards und einer pigmentierten
alkalischen Farbreaktionslösung, von alkalisiertem farbentwickeltem PSP und von
dem Pigment wiedergibt.
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Fig, 2 ein Diagramm, das die Absorptionskurven eines Gemisches von
Urin und der pigmentierten alkalischen Farbreaktionslösung, von alkalisiertem farbentwickeltem
PSP in dem Urin und von dem Pigment wiedergibt (die Figuren 1 und 2 sind
zur
Veranschaulichung des Prinzips der erfindungsgemäBen PSP-Messung gebracht), Fig.
3 eine Blockzeichnung der Vorrichtung zur Durchführung des PSP-Tests nach der Erfindung,
Fig. 4 eine Blockzeichnung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, Fig. 5 eine Seitenansicht dieser Ausführungsform.
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Das Verfahren nach der Erfindung für den PSP-Test wird nachstehend
zusammengefaßt gebracht.
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1') Es wird ein Standard hergestellt, der die gleiche Menge (6 mg
bei Erwachsenen) PSP enthält, die dem Patienten verabreicht wird.
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2') Eine geeignete Menge eines in alkalischer Lösung stabilen Pigments
(Wellenlänge der maximalen Absorption » Plil) wird einem alkalischen Mittel zur
Entwicklung der Farbe von PSP zugegeben. Vorzugsweise ist das Pigment ein solches,
das ein von dem farbentwickelten PSP verschiedenes Absorptionsspektrum hat.
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Obwohl feste und flüssige alkalische. Farbreaktionsmittel verwendet
werden können, wird bei der beschriebenen Ausfdhrungsform ein flüssiges Mittel eingesetzt.
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3') Die pigmentierte alkalische Farbreaktionslösung wird unter Verwendung
von reinem Wasser als Kontrolle colorimetrisch geprüft bei den Wellenlängen #o (#PM
oder in der Nähe 0 PM davon) und #1 (bei oder in der Nähe der Wellenlänge der maximalen
Absorption des farbentwickelten PSP, t SM) um die Absorptionen bei diesen Wellenlängen
zu bestimmen.
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4') Gleiche Mengen der pigmentierten alkalischen Farbreaktionslösung
werden dem Standard und den Urinproben, die während der bestimmten Zeitintervalle
gesammelt wurden, zugegeben, um das PSP in den Proben zu entwickeln.
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5') Jede der resultierenden Proben wird in eine Colorimeterzelle gegeben,
und die Absorptionen bei den beiden Wellenlängen und 1 1 gemessen. Die PSP-Ausscheidung
in Prozent, PSPt, in dem betreffenden Zeitintervall ist gegeben durch:
Das Prinzip der PSP-Bestimmung nach der Erfindung wird nun anhand der Figuren 1
und 2 beschrieben. Es wird nun angenommen, daß ein Gemisch einer bestimmten Menge
pigmentierter alkalischer Farbreaktionslösung und der Standard eine Absorptionskurve
a hat, die in Fig. 1 als durchgehende Linie wiedergegeben ist. Das Gemisch hat eine
Absorption Rg bei einer Wellenlänge t0 und eine Absorption R1 bei einer Wellenlänge
t 1. Die Kurve a ist
die vereinigte Kurve der Absorptionskurve
b des alkalisierten farbentwickelten PSP und gleich Kurve c des Pigments, das in
der Farbreaktionslösung enthalten ist. Angenommen, daß das farbentwickelte PSP die
Absorptionen Pg, P1 und das Pigment die Absorptionen CO, C1 bei den Wellenlängen
#o, #1 hat, der Quot'ent, der durch Division von PO durch P1 erhalten wird, ist
eine Konstante R und der Quotient g , erhalten durch Division von C1 durch CO ist
ein dem Pigment spezifischer Wert. So gilt: Po/P1 = # (1) C1/CO = # (2) Aus dem
Diagramm ergibt sich: Ro = CO + PO R1 = P1 + C1 Aus den Gleichungen 1 bis 4 ergibt
sich für P1 und CO:
Demgemäß ist die Menge PSP, QR, die im Standard enthalten ist:
In Fig. 2 ist durchgehend eine Kurve a' eingezeichnet, die die Absorptionen eines
Gemisches wiedergibt, das erhalten ist durch Vermischen der gleichen Mengen pigmentierter
alkalischer Reaktionslösung wie dem Standard zugegeben, zu einer vollständigen Urinprobe,
die zu einer Zeit t, ncOmlich-15,. 30, 45, 60 oder 120 Min. nach der Injektion gesammelt
wurden Die Absorptionskurve
a' ist eine Vereinigung der Absorptionskurven
b' des farbentwickelten PSP in der Urinprobe, der Absorptionskurve c' des Pigments,
das in der Farbreaktionslösung enthalten ist und der Absorptionskurve d der Urinprobe
per se als Blindprobe.
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Wenn die Absorption der Urinprobe selbst als eine Blindprobe gemessen
wird, wird bevorzugt, die Probe mit Phosphorsäure oder dergleichen anzusäuern. SOt,
S1t sind die Absorptionen des Gemisches bei den Wellenlängen #o, #1; Uot, U1t sind
die Absorptionen der Urinprobe bei den Wellenlängen # o' # 1, und Pot', P1t' sind
die Absorptionen des farbentwikkelten PSP in der Probe bei den gleichen Wellenlängen,
und Cot', C01t' sind die Wellenlängen des Pigments. In diesem Fall sind: Pot' /Plt'
= # (1') Clt'/Cot = # Aus dem Diagramm ergibt sich SOt = COt' + Pot' + Uot (3')
Slt = Plt 1+ Clt' + Ult (4') Aus den Gleichungen 1' bis 4', P1t' und COt' ergibt
sich
So ist die Menge des PSP, QS, in der Urinprobe die in dem Zeitintervall t gesammelt
ist, gegeben durch
Die Gleichung 5' gibt einen angenäherten Wert infolge einer Reduktion der Menge
der der Farbreaktion unterworfenen Urinprobe durch die für die Blindprobe erforderliche
Menge und auch infolge des Ansteigens der Menge der Probe durch die Zugabe der Reaktionslösung.
Die Schwankungen in der Probenmenge betragen gewöhnlich etwa 2 % oder darunter und
die Schwankungen in Prozent PSP sind etwa 0,5 %, sowohl abhärgg von der Menge der
Blindprobe als auch der Farbreaktionslösung.
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Aus den Gleichungen 5 und 5' ergibt sich die Menge des im Zeitintervall
t ausgeschiedenen PSP in Prozent:
Wenn die Urinprobe farblos oder nur schwach gefärbt ist, können die Messungen der
Absorption UOt, U1t der Urinprobe per se, die als Blindprobe dient, wegfallen, da
diese Werte in Gleichung I mit Nu;.l angenommen werden können. In diesem Fall gibt
die Gleichung II die Prozent PSP im Zeitintervall t wieder.
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Wenn #o so gewählt ist, daß POS Pot in Fig. 1 und 2 0 im Vergleich
mit den anderen Werten vernachlässigbar klein sind, wenn nämlich ein solches Pigment
gewählt wird, mit welchem #PM und #SM sehr verschieden voneinander sind, dann kann
Prozent PSP durch Gleichung I wiedergegeben werden oder durch Gleichung II, worin
Po/P1 = Pot'/P1t' = # = 0, nämlich durch Gleichung III
oder durch Gleichung IV
Wenn Indian-Tinte niedriger Konzentration zum Pigmentieren der alkalischen Farbreaktionslösung
verwendet wird, ist C1 = CO und C1t' = Cot', die Indian-Tinte unabhängig von der
Meß-Wellenlänge eine konstante Absorption hat, sd daß in dem oben gegebenen Gleichungen
wird C1/CO - C1t'/COtZ Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem gleiche Mengen
einer pigmentierten alkalischen Farbreaktionslösung den Proben (Standard und Prohen)
zugesetzt werden, werden die Prozentgehalte PSP aus den Glei.chungen I und II nur
durch Messen der Absorption der Gemische und der Farbreaktionslösung, unabhängig
von
der Menge der Proben erhalten. Das erEindungsgemäße Verfahren erfordert daher nicht
die Justierung der Prohemenge durch Verdünnen und Mischen. Ferner, da die Urinprobe
per se, die als Blindprobe dient, leicht auf Absorption getestet erden kann, werden
genaue Ergebnisse erhalten, unabgig von der Farbe und dem Farbgrad der Urinprobe.
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Bei dem erfindungsgemäßen PSP-Testverfahren muß jedoch die Absorption
jeder Probe bei 2 Wellenlängen bestimmt werden.
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Um damit verbundene Unbequemlichkeiten zu beseitigen, wird bei der
Durchführung des Verfahrens ein Photometer verwendet, bei welchem die Absorptionen
bei 2 Wellenlängen zur gleichen Zeit gemessen werden können.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung zur Bestimmung von PSP wird nun
anhand der in den Figuren dargestellten bevorzugten Ausführungsformen erläutert.
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Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung. Sie i=m£aßt eine Lampe 3 als Lichtquelle zur Projektion eines Strahlenbündels
einer bestimmten Lichtmenge auf eine Probe 2 in einer Colorimeterzelle 1; einen
Strahlbündelteiler 4 zum Teilen des durch die Probe tretenden Stahlenbündels in
zwei Teilstrahlenbündel I1 und T 10; Filter 5 und 6 zum selektiven Hindurchlassen
der Strahlenbündel I1 und I2; Photodetektoren 7 und 8 zum Abfühlen der durchgelassenen
Strahlenbündel und Umwandeln in elektrische Signale; Primärverstärker 9 und 10 zum
Verstärken der elektrischen Signale;
Analog-Di.gitalwandler 11
und 12 zum Umwandeln der aus den Verstärkern 9 und 10 austretenden Signale in digitale
Signale; einen Mikroprozessor 131 und eine digitale Anzeigeneinheit 141 zur Ausgabe
des Ergebnisses.
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Die Proben 2 sind ein Standard und Urinproben, denen gleiche Mengen
pigmentierter Farbreaktionslösung zugesetzt sind, die pigmentierte alkalische Farbreaktionslösung
und, wenn gewünscht, die Urinproben, die als Blindproben dienen. Der Filter 5 läßt
das Teilstrahlenbündel 11 vorwiegend bei einer Wellenlänge ;L durch, nämlich der
Wellerlange & so der maximalen 1 SM Absorption des alkalisierten farbentwickelten
PSP oder in der Nähe davon, während der Filter 6 selektiv das andere Teilstrahlenbündel
10 vorwiegend bei einer Wellenlänge # O durch-0 läßt, nämlich der Wellenlänge #
PM der maximalen Absorption des Pigments oder in der Nähe davon. Die Verwendung
der beiden Teilstrahlenbündel I1 und Io führt zur Herabsetzung von Meßirrtümern,
da selbst wenn die Intensität des Lichts von der Lichtquelle variiert, das Lichtintensitätsverhältnis
zwischen beiden Strahlenbündeln von der gleichen Quelle sich nicht verändern wird.
Der Filter kann ersetzt werden durch die Kombination von einem Priss und einem Schlitz
als Mittel zur Bewirkung selektiven Durchlaqsens, und der Strahlbündelteiler 4 kann
durch einen CHOPPER-Spiegel oder dergleichen ersetzt werden.
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Der Mikroprozessor 131, der die eingehenden Signale verarbeitet und
verschiedene weiter unten näher beschriebene Operationen durchführt, kann durch
irgendwelche andere Computer oder
Rechenoperationsvorrichtungen
ersetzt werden. Anstatt vereinfachter Beschreibung wird nun die Rechenoperation
an Gleichung IV beschrieben.
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Mit 15' ist ein Meßbefehlgeberschalter bezeichnet, der zu betätigt
ist, wenn die Probe 2 eine pigmentierte alkalische Farbreaktionslösung ist, mit
16 ein Schalter, der zu betätigen ist, wenn die Probe 2 ein Standard ist, der die
Farbreaktionslösung enthält, und mit 17 ein Schalter, der zu betätigen ist, wenn
die Probe 2 eine Urinprobe Ist, welche die Farbreaktionslösung enthält. Diese eßhefehlgeberschalter
15, 16, 17, die nur durch Herunterdrücken betätigt werden, sind austauschbar, z.
B. durch Drehschalter.
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Das Strahlenbündel, das von der Lichtquelle 3 ausgesendet wird, tritt
durch die Probe 2 und wird durch den Strahlbündelteiler 4 in zwei Teilstrahlbündel
11 und 1o geteilt. Das Teilstrahlbünden I1 geht durch den Filter 5 und trifft auf
den Photodetektor 7, während das andere Teilstrahlbündel 10 durch den Filter 6 geht
und auf den Photodetektor 8 trifft. So erfühlen die Detektoren 7 und 8 die Menge
durch die Probe hindurchge--gangenen Lichts bei Wellenlängen von # 1 bzw. #o.
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Die elektrischen Signale von den Detektoren 7 und 8 passieren die
Primärverstärker 9 bzw. 10 und-die A-D-Wandler 11 bzw, 12 und werden dem Mikroprozessor
13 zum Messen und Verarbeiten eingespeist, Der Mikroprozessor 131 beginnt in ErwIderung
auf die durch die Schalter 15 bis 17 gegebenen Befehle in folgender
Wenn
#o so gewählt ist, daß PO, Pot' in Fig. 1 und 2 im Vergleich mit den anderen Werten
vernachlässigbar klein sind, wenn nämlich ein solches Pigment gewählt wird, mit
welchem #PM und #SM sehr verschieden voneinander sind, dann kann Prozent PSPt durch
Gleichung I wiedergegeben werden oder durch Gleichung II, worin Po/P1 = Pot'/P1t'
= # = 0, nämlich durch Gleichung III
oder durch Gleichung IV
Wenn Indian-Tinte niedriger Konzentration zum Pigmentieren der alkalischen Farbreaktionslösung
verwendet wird, ist C1 = und C1t' = Cot', die Indian-Tinte unabhängig von der Meß-Wellenlänge
eine konstante Absorption hat, sd daß in dem oben gegebenen Gleichungen wird C1/CO
- C1t'/COt' = # = 1.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem gleiche Mengen einer
pigmentierten alkalischen Farbreaktionslösung den Proben (Standard und Proben) zugesetzt
werden, werden die Prozentgehalte PSP aus den Gleichungen I und II nur durch Messen
der-Absorption der Gemische und der Farbreaktionslösung, unabhängig
von
der Menge der Proben erhalten. Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert daher nicht
die Justierung der Probemenge durch Verdünnen und Mischen. Ferner, da die Urinprobe
per se, die als Blindprobe dient, leicht auf Absorption getestet werden kann, werden
genaue Ergebnisse erhalten, unabhängig von der Farbe und dem Far.bgrad der Urinprobe,
Bei dem erfindungsgemäßen PSP-Testverfahren muß jedoch die Absorption jeder Probe
bei 2 Wellenlängen bestimmt werden.
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Um damit verbundene Unbequemlichkeiten zu beseitigen, wird bei der
Durchführung des Verfahrens ein Photometer verwendet, bei welchem die Absorptionen
bei 2 Wellenlängen zur gleichen Zeit gemessen werden können.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung zur Bestimmung von PSP wird nun
anhand der in den Figuren dargestellten bevorzugten Ausführungsformen erläutert.
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Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsge.-mäßen
Vorrichtung. Sie einfaßt eine Lampe 3 als Lichtquelle zur Projektion eines Strahlenbündels
einer bestimmten Lichtmenge auf eine Probe 2 in einer Colorimeterzelle 1; einen
Strahlbündelteiler 4 zum Teilen des durch die Probe tretenden Stahlenbündels in
zwei Teilstrahlenbündel 11 und T Filter 5 und 6 zum selektiven Hindurchlassen der
Strahlenbündel I1 und Photodetektoren 7 und 8 zum Abfühlen der durchgelassenen Strahlenbündel
und Umwandeln in elektrische Signale; Primärverstärker 9 und 10 zum Verstärken der
elektrischen Signale;
Analog-Digitalwandler 11 und 12 zum Umwandeln
der aus den Verstärkern 9 und 10 austretenden Signale in digitale Signale; einen
Mikroprozessor 131 und eine digitale Anzeigeneinheit 141 zur Ausgabe des Ergebnisses.
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Die Proben 2 sind ein Standard und Urinproben, denen gleiche Mengen
pigmentierter Farbreaktionslösung zugesetzt sind, die pigmentierte alkalische Farbreaktionslösung
und, wenn gewünscht, die Urinproben, die als Blindproben dienen. Der Filter 5 läßt
das Teilstrahlenbündel 11 vorwiegend bei einer Wellenlänge JL durch, nämlich der
Wellerlange o so der maxinalen 1 SM Absorption des alkalisierten farbentwickelten
PSP oder in der Nähe davon, während der Filter 6 selektiv das andere Teilstrahlenbündel
I0 vorwiegend bei einer Wellenlänge # O durch-0 läßt, nämlich der Wellenlänge t
PM der maximalen Absorption des Pigments oder in der Nähe davon. Die Verwendung
der beiden Teilstrahlenbündel I1 und Ic, führt zur Herabsetzung von Meßirrtümern,
da selbst wenn die Intensität des Lichts von der Lichtquelle variiert, das Lichtintensitätsverhältnis
zwischen beiden Strahlenbündein von der gleichen Quelle sich nicht ver-Andern wird.
Der Filter'kann ersetzt werden durch die Kombination von einem Prisma und einem
Schlitz als Mittel zur Bewirkung selektiven Durchlaqsens, und der Strahlbündelteiler
4 kann durch einen CEXOPPER-Spiegel oder dergleichen ersetzt werden.
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Der Mikroprozessor 131, der die eingehenden Signale verarbeitet und
verschiedene weiter unten näher beschriebene Operationen durchführt, kann durch
irgendwelche andere Computer oder
Rechenoperationsvorrichtungen
ersetzt werden. Anstatt vereinfachter Beschreibung wird nun die Rechenoperation
an Gleichung IV beschrieben.
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Mit 15' ist ein Meßbefehlgeberschalter bezeichnet, der zu betätigen
ist, wenn die Probe 2 eine pigmentierte alkalische Farbreaktionslösung ist, mit
16 ein Schalter, der zu betätigen ist, wenn die Probe 2 ein Standard ist, der die
Farbreaktionslösung enthält, und mit 17 ein Schalter, der zu betätigen ist, wenn
die Probe 2 eine Urinprobe ist, welche die Farbreaktionslösung enthält. Diese Meßbefehlgeberschalter
15, 16, 17, die nur durch Herunterdrücken betätigt werden, sind austauschbar, z.
E. durch Drehschalter.
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Das Strahlenbündel, das von der Lichtquelle 3 ausgesendet wird, tritt
durch die Probe 2 und wird durch den Strahlbündelteiler 4 in zwei Teilstrahlbündel
I1 und Io geteilt. Das Teilstrahlbünden I1 geht durch den Filter 5 und trifft auf
den Photodevektor 7, während das andere Teilstrahlbündel 10 durch den Filter 6 geht
und auf den Photodetektor 8 trifft. So erfühlen die Detektoren 7 und 8 die Menge
durch die Probe hindurchgegangenen Lichts bei Wellenlängen von 6 1 bzw. i 0 Die
elektrischen Signale von den Detektoren 7 und 8 passieren die Primärverstärker 9
bzw. 10 und-die A-D-Wandler 11 bzw. 12 und werden dem Mikroprozessor 131 zum Messen
und Verarbeiten eingespeist. Der Mikroprozessor 131 beginnt in Erwiderung auf die
durch die Schalter 15 bis 17 gegebenen Befehle in folgender
Weise
zu arbeiten.
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Der Mikroprozessor 131 empfängt die Ausgänge der A-D-Wandler 11 und
12 durch die eingearbeitete übergangsstelle und führt eine Rechenoperation nach
einem vorher festgelegten Programm durch. Für diese Rechenoperation wandelt der
Prozessor zuerst die Ausgänge inlogarithmische Größen um und bestimmt das Verhältnis
zwischen zwei Werten. Das Verhältnis ist zu irgendeiner Zeit ein Wert, der sich
auf die Farbreaktionslösung bezieht, nämlich (= C1/CO = C1t'/Cot') zu irgeneiner
Zeit ein Wert, der sich auf den Standard bezieht, nämlich R1/Ro oder zu irgendeiner
Zeit ein Wert, der sich auf eine Urinprohe bezieht, nämlich S1t/SOt Diese Werte,
die die Verhältnisse rr R1/Ro und Sit/Sgt wiedergeben, werden in Übereinstimmung
mit den Schaltern 15, 16 bzw.
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17 erhalten. Rechenoperationen werden nacheinander ausgeführt, so
da<ß, wenn die Farbreaktionslösung in die Colorimeterzelle 1 gegeben,und der
Schalter 15 heruntergedrückt wird z. B. r erhalten wird. Wenn 5 Urinproben in Zeitintervallen
von 15, 30 ... Min, eingegeben werden, wird der Schalter 17 5 Mal für den PSP-Test
eines Patienten betätigt.
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Die Ergebnisse der Rechenoperation des Mikroprozessoren 131, nämlich
g , R1/Ro und S1t/Sott werden in in dem Mikroprozessor B1 eingebauten Speichern
gespeichert und dann einer (nicht beschriebenen) Rechenoperation unterworfen, um
den durch Gleichung IV definierten Wert zu erhalten. Die Rechenoperation
nach
Gleichung IV wird nur ausgeführt, wenn der Schalter 17 heruntergedrückt wird und
die digitale Anzeigeeinheit 141, die als Anzeige- und Ausgabe-Einheit 14 dient,
zeigt das Ergebnis an, nämlich PSPt (%).
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Wenn für die alkalische Farbreaktionslösung nur ein Pigment benutzt
wird, braucht t nicht für jeden Test bestimmt zu werden, so daß die Messung für
die Farbreaktionslösung weggelassen werden kann bei einer Zahleneingabe entsprechend
den durch den Mikroprozessor 131 gegebenen Wert #'. Der Wert # in den Gleichungen
I-IV ist eine Konstante. Wenn das Pigment spezifiziert ist, sind » und g konstant
indem Fall, in dem die Wellenlängen 5t O und g1 1 festgelegt sind. Wenn die 0 1
Wellenlängen aus irgendeinem Grund variieren, z. B. infolge Änderungen der Eigenschaften
der Filter 5 und 6 mit der Zeit oder Ersatz derselben, variieren die durch die Gleichungen
1, 1', 2 und 2' gegebenen Werte für jt und g konstant, was es notwendig macht unter
Verwendung manueller Mittel die Einstellung der J^ und t Werte rückzustellen oder
wieder zu justieren. Wenn ein anderes Pigment verwendet wird, muß die Absorption
des Pigments bestimmt werden, um den geeigneten g Wert einzustellen.
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Genaue PSPt-Prozentwerte werden durch die vorstehend beschriebene
Operation erhalten, wenn die Absorption PO des alkalisierten farbentwickelten PSP
bei der Wellenlänge # O im Vergleich zu den anderen Werten vernachlässigbar klein
ist, nämlich wenn das verwendete Pigment so ist, daß #PM stark
von
t so verschieden ist und wenn die Farbe der Urinprobe SM vernachlässigbar ist. Wenn
die Urinprobe per se gefärbt ist, muß der Mikroprozessor 131 so programmiert werden,
daß er die Rechenoperation nach der Gleichung III ausführt, wobei ein Meßgeberschalter
mit einer höheren Nummer zu verwenden ist.
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Ferner, sTenn PO, Potl nicht vernachlässigbar sind, muß der Rechner
131 so programmiert werden, daß er die Rechenoperation nach Gleichung I oder II
ausführt; Während nach der vorstehend beschriebenen Ausführungsform jede Probe manuell
gehandhabt werden muß, zeigen die Figuren 4 und 5 eine weitere Ausführungsform,
die für vollautomatisches Arbeiten ausgelegt ist. Colorimeterzellen 1 a, 1 b, 1c
..., von denen jede eine Probe enthält, werden mit gleichen Abständen voneinander
und senkrecht in einem Zellenhalter 18 gehalten.
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In jede Seite des Zellenhalters 18 sind Blenden 19 a, 19b, 19 c .
., für den Durchgang eines Lichtstrahlenbündels durch die Mitte der Zellen 1 a,
1 b, 1 c ..., vorgesehen. Ein Förderer 20 zur Führung des Zellenhalters 18 horizontal
durch den Strahl eist eine obere Ausnehmung 21 auf, entlang der sich ein Förderband
22 erstreckt. Das Band 22 ist um Rollen 23, 24, gezogen und wird von einem Motor
25 in Pfeilrichtung getrieben.
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Dementsprechend lauf t der Zellenhalter 18, wenn er auf das Band 22
aufgesetzt ist, selbsttätig ruhig in horizontaler Richtung entlang der Ausnehmullg
21. Mit dem horizontalen Lauf des Zellenhalters 18 passieren die auf den gegenüberliegenden
Seite
des alters 18 vorgesehenen Blenden 19 a, 19 b, 19 c eine nach der anderen das Lichtstrahlenbündel,
das von der Lichtquelle 3 ausgesandt wird, mit dem Ergebnis, daß die Absorption
jeder Probe automatisch bei zwei Wellenlängen JZ 1 und V1 O gemessen wird.
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Die Zellen 1 a, 1 b, 1 c, ... enthalten die nachstehend aufgeführten
Proben in der angegebenen Reihenfolge: 1 a; Pigmentierte alkalische Farbreaktionslösung
1 b: Standard, eine bestimmte Menge der Lösung enthaltend 1 c: Urinprobe, enthaltend
eine bestimmte Menge der Lösung und dem ganzen 15 Min. nach der Injektion gesammelten
Urin 1 d: Wie Probe 1 c, aber den 30 t5rn. nach der Injektion gesammelten Urin.
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1 e: Wie Probe 1 c, aber den 45 Min. nach der Injektion gesammelten
Urin 1 f: Wie Probe 1 c, aber den 60 Min. nach der Injektion gesammelten Urin 1
g: Wie Probe 1 c, aber den 120 Min. nach der Injektion gesammelten Urin.
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Wenn der Zellenhalter 18, der diese Proben trägt, auf das Band gesetzt
wird, so daß die Zelte 1 a das Strahlenbündel zuerst durchläuft, arbeitet der Mikroprozessor
131 in der gleichen Weise, wie schon in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben.
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Von einem Schalter 26 werden Meßbefehle gegeben. Während des
Lauf
es des Zellenhalters 18 werden 7 pulsierende photoelektrische Signale abgegeben,
die durch das System unterschieden werden, um die PSP-Ausscheidungen in Prozent
zu bestimmen, nämlich PSP15 (pos) PSP30 (t ... PSP120 (t) für die Urinproben, die
in den angegebenen Zeitintervallen gesammelt wurden. Die Meßwerte werden von einem
digitalen Meßwertdrucker 142 aufgezeichnet. Wenn die Urinproben eine Farbe aufweisen,
werden 5 weitere Zellen 1 zur Bestimmung von Blindproben verwendet; in diesem Fall
werden 12 photoelektrische Signale nacheinander verarbeitet. Die Recheneinheit 13
kann mit einem Wechselschalter versehen sein, so daß bei farblosem Urin die Blindproben
ausgelassen werden können.
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Gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren nach der Erfindung werden
den Proben gleiche Menge pigmentierten alkalischen Farbreaktionsreagenzes zugesetzt,
wobei das Pigment als ein Parameter benutzt wird. Dadurch kann der PSP-Test leicht,
genau und wirksam durchgeführt werden, ohne daß es nötig ist, die Mengen der Proben
durch Verdünnen und Mischen einzustellen.
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Das Verfahren ist frei vom Einfluß der Farbe der Proben.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist so ausgelegt, daß das Verfahren
unter Benutzung eines Doppelstrahles durchgeführt werden kann, wodurch die Absorptionen
gleichzeitig bei 2 Wellenlängen gemessen werden können. Dies sichert eine erleichterte
zweckentsprechende Bestimmung, reduziert die Meßfehler, die von unterschiedlichen
Trübungen der Urinproben und Enderungen in der Intensität des Lichts der Strahlenquelle
herrühren
können und macht eine genauere Bestimmung als bisher
möglich.