DE3040233A1

DE3040233A1 - System zum messen der elektrischen leitfaehigkeit von fluessigkeiten und probenkarten dafuer

Info

Publication number: DE3040233A1
Application number: DE19803040233
Authority: DE
Inventors: Jeremy Roy 06883 Weston Conn. Hill; Allen Emmet 06830 Greewich Conn. Meyer
Original assignee: United States Surgical Corp
Current assignee: United States Surgical Corp
Priority date: 1979-10-29
Filing date: 1980-10-24
Publication date: 1981-09-17
Also published as: JPS5679242A; DE3040233C2; GB2077927A; CA1152772A; GB2069702A; GB2077927B; CA1153580A; FR2476350B1; GB2069702B; FR2468945B1; FR2468945A1; FR2476350A1

Description

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UFITED STATES SURGICAL CORPORATION Norwalk, Connecticut (U.S.A.)

System zum Messen der elektrischen Leitfähigkeit von

Flüssigkeiten und Probenkarte dafür /

Die Erfindung betrifft ein System zum Messen der elektrischen Leitfähigkeit von Körperflüssigkeiten, insbesondere zum automatischen Bestimmen des Hämatokritwerts und des annähernden Hämoglobingehalts.

Für die Untersuchung von Flüssigkeitsproben sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt. Von diesen arbeiten einige mit Schleuder- und andere mit Rührvorgängen, Wieder andere beruhen auf den elektrischen Eigenschaften der zu untersuchenden Probe. Bei praktisch allen diesen bekannten Methoden, insbesondere bei den in der Medizin verwendeten, ist es entscheidend wichtig, die Proben voneinander getrennt zu halten. Ein weiteres Problem betrifft den Schutz des Laboranten vor der Ansteckung durch Krankheitskeime aus den zu untersuchenden Proben. Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen bieten nur sehr wenig Schutz.

Ein Instrument zum Bestimmen von elektrischen Kennwerten

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pevinciert

3. 06.8f

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des Blutes ist in der am 22. Mai 1979 ausgegebenen US Reissue-Patentschrift Re. 30 00) (Steuer und Mitarb.) angegeben. Dieses Instrument besitzt einen Sondenstab, an dessen Spitze zwei leitende Elektroden vorgesehen sind, denen eine Blutprobe zugeordnet wird, durch die zur Bestimmung des Hämatokritwerts ein elektrischer Strom geführt wird. Natürlich jäönnen· genaue Untersuchungsergebnisse nur erhalten werden, wenn die Sonde zwischen den Untersuchungen gründlich gereinigt wird.

Ein Beispiel einer Einweg-Blutprobenkarte ist in der am 28. Juni 1977 eingereichten Patentanmeldung P 27 29 131.2 der Anmelderin angegeben. Die dort beschriebene Blutprobenkarte besteht aus einem Einweg-Blutprobenträger mit einem im wesentlichen ebenen Kartenkörper aus elektrisch isolierendem Werkstoff. Die Karte wird sterilisiert und vorverpackt und nach einmaligem Gebrauch verworfen. In dem Kartenkörper ist eine Vertiefung für die Aufnahme der Blutprobe ausgebildet. Diese Vertiefung ist so bemessen, dass sie ungefähr einen Blutstropfen aufnehmen kann. Angegeben ist ein Vertiefungsvolumen von etwa 0,05 ml· In der Vertiefung angeordnete Elektroden können mit einem Instrument verbunden werden, das eine beispielsweise in der vorgenannten USA-Reissue-Patentschrift Re. 30 007 angegebene elektrische Schaltung zur Bestimmung von elektrischen Kennwerten der Blutprobe aufweist·

Das Meßinstrument und die Blutprobenkarte, die soeben beschrieben wurden, sind Beispiele für den Stand der Technik. Es besteht aber weiterhin ein Bedarf nach einem System zur vereinfachten, gefahrlosen und genauen Bestimmung von elektrischen Kennwerten von Flüssigkeitsproben. Die

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JiL.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines derartigen Systems.

Insbesondere besteht die Aufgabe der Erfindung in der Schaffung eines Systems zum sclinellen und genauen Messen der elektrischen Leitfähigkeit einer Flüssigkeitsprobe.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines vollständig tragbaren Systems mit einer Einweg-Probenkarte, das zum Messen des Hämatokritwerts einer Blutprooe dient, die direkt von einem Patienten genommen oder einem Reagenzglas entnommen wird.

Ferner besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Schaffung einer Einweg-Probenkarte zur Aufnahme von Flüssigkeitsproben, von denen dann elektrisch ein Kennwert bestimmt werden kann.

Die Erfindung hat außerdem die Aufgabe, zum Untersuchen von Körperflüssigkeiten ein Verfahren zu schaffen, das eine gegenseitige Verunreinigung von Proben verhindert und die Gefahr einer Ansteckung des Laboranten stark vermindert.

Außerdem besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Schaffung einer Einweg-Probenkarte zur elektrischen Bewertung von Körperflüssigkeiten, beispielsweise zur Bestimmung des Hämatokritwerts.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht weiter in der Schaffung einer Einweg-Probenkarte, die leicht und billig herstellbar ist.

Ferner besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Schaffung eines Instruments mit einem Mechanismus, der auf die Einführung einer Einweg-Probenkarte dadurch anspricht, dass

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er das Instrument für eine elektrische Messung der in der Karte enthaltenen Flüssigkeitsprobe aktiviert.

Die Erfindung betrifft allgemein die elektrische Prüfung von Flüssigkeitsproben. Von besonderem Wert ist die Erfindung in der Medizin, insbesondere für die Messung der elektrischen Leitfähigkeit von Vollblutproben und dergleichen.

Das System gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Instrument und einen Einweg-Blutprobenträger, beispielsweise in Form einer Karte. Das mit der Hand zu haltende, batteriebetriebene Instrument dient zum schnellen und einfachen Messen der elektrischen Leitfähigkeit des Blutes, beispielsweise zur Bestimmung des Hämatokritwerts. Das Instrument nimmt die Einweg-Probenkarte auf, die das einmalige Zu- und Einführen einer Flüssigkeitsprobe, beispielsweise einer Blutprobe, zu dem bzw. in das Instrument dient.

Das Instrument ist mit Digital-Sichtanzeigen für den Hämatokritwert und den ungefähren Hämaglobingehalt versehen. Es hat außen keine Schalter und wird automatisch eingeschaltet, wenn die Einweg-Probenkarte in das Instrument eingeführt wird.

Zur Bestimmung wird nach einem bekannten Prinzip die elektrische Leitfähigkeit gemessen, und zwar auf Grund der Tatsache, dass das Blutserum ein elektrischer Leiter ist und die roten Blutkörperchen elektrische Isolatoren sind. Die elektrische Leitfähigkeit einer von W chselstrom durchflossenen Vollblutprobe von gegebenem Volumen und gegebener Temperatur ist der Anzahl der roten Blutkörperchen pro Volumeneinheit umgekehrt proportional. Bei bekannter

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elektrischer Leitfähigkeit der Blutprobe kann daher der Hämatokritwert bestimmt werden.

Das Blutserum hat einen sehr extremen Temperaturkoeffizienten, der die elektrische Leitfähigkeit des Blutes direkt beeinflußt. Aus diesem Grund wird mit dem System gemäß der Erfindung auch die Temperatur der Blutprobe gemessen und zusammen mit der gemessenen elektrischen Leitfähigkeit zur Berechnung des Hämatokritwertes heraagezogen. Auch der Hämoglobingehalt wird ungefähr bestimmt, indem der Hämatokritwert durch 3 geteilt wird.

In einer hevorzugten Ausführungsform besteht die Blutprobenkarte eine: Mikrovolumen-Leitfähigkeitsmeßzelle, die durch Präzisions-Formpressen aus Kunststoff hergestellt wird und mit Elektroden aus einer nichtrostenden Stahllegierung versehen wird. Die Probenkarte besitzt einen ebenen Kartenkörper, in dem ein Kapillarkanal ausgebildet ist. Durch eine am einen Ende des Kapillarkanals angeordnete Düse kann eine Blutprobe in den Kapillarkanal eintreten. In. dem Kapillarkanal sind im Abstand voneinander eine erste und eine zweite Elektrode angeordnet, die in dem Kapillarkanal ein Volumen begrenzen. Das zwischen den beiden Elektroden in dem Kapillarkanal vorhandene Volumen stellt die L_eitfähigkeitsmeßzelle dar.

Jede der Elektroden ist elektrisch mit einer leitenden Auflage verbunden, über welche die Blutprobe mit der in dem Instrument enthaltenen Elektronik verbunden ist, die zum dessen der elektrischen Leitfähigkeit der Probe dient.

Gemäß der Erfindung besitzt das Instrument eine Elektronik zum Verarbeiten von Daten, die von der auf der Proben-

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karte vorhandenen -blutprobe erhalten werden, ferner einen Aufnahmemechanismus zum Positionieren der -^lutprobenkarte in dem Instrument und eine Digital-Sichtanzeige zur lesbaren Darstellung des mit dem Instrument bestimmten Hämatokritwerts.

Der Aufnahmemechanismus des Instruments enthält ein Führungsglied, das auf einem Auflagerklotz angeordnet ist und die einwandfreie Einführung der Probenkarte in das Instrument gewährleistet. Der Auflagerklotz besteht vorzugsweise aus einem sehr gut wärmeleitenden Werkstoff, beispielsweise aus Aluminium.

Eine in dem Instrument angeordnete Rollenanordnung hält die Probenkarte in satter Anlage an der oberen Fläche des Auflagerklotzes. Zu dem Aufnähmemechanismus gehört ferner ein allgemein L-förmiger Kontaktträger, der elektrische Kontaktanordnungen enthält und in dem lufnahmemechanismus derart schwenkbar gelagert ist, dass nach dem Einführen der Probenkarte die Kontaktanordnungen mit den leitenden Auflagen auf der Einweg-Probenkarte in Berührung gelangen.

Der Abstand zwischen der in dem Kapillarkanal angeordneten Blutprobe und der Unterseite der Einweg-Probenkarte soll möglichst klein sein. Aus diesem Grund verwendet man eine sehr dünne Folie aus Kunststoff, wie Mylar, so dass bei in dem Instrument positionierter Probenkarte die Blutprobe sich in nächster Nähe des Auflagerklotzes des Aufnahmemechanismus befindet und nach sehr kurzer Zeit die Temperqtur dieses Auflagerklotzes annimmt. In dem Auflagerklotz des Aufnahmemechanismus ist ein thermistor in der

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Nähe der Stelle eingebettet an der sich bei in das Instrument eingeführter Probenkarte die Blutprobe befindet, so dass der Temperaturwert des Auflagerklotzes und damit auch der Temperaturwert der Blutprobe in die elektronischen Schaltung des Instruments eingegeben und von ihr verarbeitet werden kann.

Jede der elektrischen Kontaktanordnungen enthält einen Leiter, der mit der elektronischen Schaltung in Berührung gebracht wird und dazu dient, zum Messen der leitfähigkeit der Blutprobe einen Erregungsstrom durch die Blutprobe zu führen.

Durch diese Ausbildung der Einweg-Probenkarte werden zahlreiche Vorteile gegenüber ähnlichen, bekannten -Einrichtungen erzielt. In der Einweg-Probenkarte kann die -Blutprobe ohne weiteres einer Kapillarwirkung unterworfen werden, und die Probe kann in die Probenkarte aus einem Reagenzglas oder unmittelbar bei der beim Patienten vorgenommenen Probenahme eingeführt werden. Die Einweg-Probenkarte ist durchscheinend, und der ein den Kapillarkanal begrenzender Teil desselben bildet eine Lupe, die Lufteinschlüsse oder andere Unstetigkeiten in der Blutprobe ohne weiteres sichtbar macht. Auf der oberen Fläche der Probenkarte bildet die den Kapillarkanal begrenzende Lupe einen Hocker, der nach dem Einschieben der Einweg-Probenkarte in den Aufnahmemechanicmus des Instruments zum Eestlegen der Probenkarte dient. Infolge des minimalen Abstandes zwischen der Unterseite der Einweg-Blutprobenkarte und der in dem Eapillarkanal enthaltenen Blutprobe findet zwischen der Blutprobe und dem wärmeleitenden Auflagerklotz des Aufnahmemechanismus eine ausgezeichnete Wärmeübertragung statt. In der Nähe der Blutprobe hat die Probenkarte eine Ausnehmung, so dass die wärmeaufnehmende Masue im Bereich der Blutprobe verkleinert und daher die Wärmeübertragung zwi-

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sehen der Blutprobe und dem Auflagerklotz verbessert; wird.

Das die Probenkarte aufnehmende Instrument wird von einer wiederaufladbaren Batterie gespeist und ist tragbar. Die Bedienungsperson braucht keine Schalter zu betätigen, nicht einmal einen Einschalter, und braucht keine Einstell- oder Eich vorgänge vorzunehmen. Das Instrument wird durch Einführen der Eiuweg-Probenkarte eingeschaltet und durch die Entnahme der Probenkarte wieder ausgeschaltet.

Die Erfindung schafft somit ein System zum Messen eines Parameters einer Flüssigkeitsprobe, beispielsweise des Hämatokritwerts, und gegebenenfalls des annähernden Hämoglobingehalts einer Blutprobe. Das System besteht aus einem Instrument und einer Einweg-Probenkarte. Das mit der Hand zu haltende, batteriebetriebene. Instrument dient zur schnellen und einfachen Messung eines Parameters,Deispielsweise der elektrischen Leitfähigkeit des Blutes. Die Einweg-Probenkarte dient zum einmaligen Zuführen und Einführen einer Flüssigkeitsprobe, beispielsweise einer Blutprobe, zu dem bzw. in das Instrument, das die Probenkarte aufnimmt und mit Digitalsichtanzeigen versehen ist. Außen an dem Instrument sind keine Schalter vorgesehen. Beim Einführen der Einweg- Probenkarte in das Instrument wird dieses automatisch eingeschaltet.

Die Einweg-Prbbenkarte ist eine Mikrovolumen-Leitfähigkeits-Meßzelle, die durch Präzisions-Formpressen aus Kunststoff hergestellt wird und mit Elektroden aus nichtrostendem Stahl versehen ist. Die Probenkarte besitzt einen ebenen Kartenkörper, in dem ein Kapillarkanal ausgebildet ist. In diesem sind im Abstand voneinander eine erste und

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eine zweite Elektrode angeordnet, die in dem Kapillarkanal ein Volumen begrenzen, das die Leitfähigkeitsmeßzelle bildet.

Zu dem Instrument gehören eine Elektronik zum Verarbeiten von Daten, die von einer Flussigkeitsprobe erhalten wurden, die sich in der Probenkarte befindet, ferner ein Aufnahmemechanismus zum Positionieren der Probekarte in dem Instrument und eine Digitalsichtanzeige zur ablesbaren Darstellung der Ergebnisse einer in dem Instrument vorgenommenen Parametermessung.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt

Figur 1 schaubildlich eine bevorzugte Ausführungsform des zum Messen der elektrischen Leitfähigkeit einer Flüssigkeit dienenden Instruments, wobei der Deckel des Aufnahmemechanismus strichpunktiert angedeutet ist

Figur 2 in Draufsicht das in der Figur 1 gezeigte Instrument bei in Stellung befindlichem Deckel für den Aufnahmemechanismus

Figur 3 in einer Seitenansicht das Instrument gemäß Figur 1

Figur 4 schaubildlich mit auseinandergezogenen Teilen eine bevorzugte Ausführungsform einer Einweg-Proben karte

Figur 5 einen Schnitt längs der Linie*&-€rin Figur 4

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P 3o 4o 233.6

UNITED STATES SUIlGICAL CORPOIIATION

Figur 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 in Figur 4

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Eigur 7 die Unterseite der Einweg-PrοDenkarte gemäß Figur A- und

Figur 8 schaubildlich eine Ausführungsform des Aufnahmemechanismus mit einer Probenkarte kurz vor dem Einschieben.

Die Figuren 9 "bis 12

zeigen in Längsschnitten teilweise weggeschnitten, den Aufnahmemechanismus gemäß Figur 8

Figur IJ zeigt in Draufsicht den Aufnahmemechanismus gemäß Figur 8

Figur 3A in Draufsicht den Aufnahmemechanismus gemäß ■fe'igur 8, teilsweise weggeschnitten zur Darstellung der verschiedenen Schwenkzapfen und ihrer Halterungen und

Figur 15 in einer S_eitenansicht, teilweise weggeschnitten, den Aufnahmemechanismus gemäß Figur 8.

Die Figuren 16a, 16h und Y]

sind Teildarsteilungen, die in Seitenansichten die aus einem Tragrahmen und einer Solle bestehende Anordnung in dem Aufnahmemechanismus gemäß Figur 8 zeigen.

Figur 18 ist ein Blockschema der elektronischen Schaltung des Instruments.

Die Erfindung betrifft im allgemeinen die elektrische Untersuchung von Flüssigkeitsproben und ist besonders für die Verwendung in der Medizin geeignet, insbesondere

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zur Messung der elektrischen leitfähigkeit von Vollblutproben und dergleichen.

Das in Figur 1 gezeigte System »;emäß der Erfindung besteht aus einem Instrument 10 und einem Einweg-Blutprobenträger in Form einer Karte 12. Da^init der Hand zu haltende Instrument ist batteriebetrieben und dient zum schnellen, einfachen Messen der elektrischen Leitfähigkeit von Blut, z.B. zur Bestimmung den Hämatokritwerts und des ungefähren Hämoglobingehalts. Die JDinweg-Probenkarte dient zur einmaligen Zuführung einer Flüssigkeitsprobe, beispielsweise Blutprobe, und wird in das Instrument eingeführt .

Das Instrument 10 ist mit Digitalsichtenzeigen 14 versehen, die zur Darstellung des Hämatokritwerts und des ungefähren Hämoglobingehalts dienen. Das Instrument hat außen keine Schalter und wird automatisch eingeschaltet, wenn die Einweg-Probenkarte 12 in das Instrument eingeführt wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Blutprobenkarte eine Mikrovolumen-Leitfähigkeitsmeßzelle und sie ist durch Präzisions—^b<ormpressen -hergestellt und mit Elektroden aus einer nichtrostenden Stahllegierung verstien. -^ie Probenkarte 12 besitzt einen ebenen Kartenkörper 16, in dem ein Kapillarkanal 18 ausgebildet ist. An dessen freiem Ende ist eine Düse 20 vorgesehen, durch die eine Blutprobe in den Kapillarkanal eintreten kann. In diesem sind im Abstand voneinander eine erste Elektrode 22 und eine zweite Elektrode 24 angeordnet, die zwischen sich in dem Kapillarkanal ein Volumen begrenzen, das die Leitfähigkeitsmeßzelle 26 bildet.

Die -Elektroden 22 und 24 sind elektrisch mit je einer

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scheibenförmigen, leitenden Auflage 28 bzw. 30 vertmden, über welche de Blutprobe zum Messen ihrer elektrischen Leitfähigkeit elektrisch mit der Elektronik 32 des Instruments verbunden werden kann.

Die Elektronik 32 des Instruments dient zum Verarbeiten von Daten, die von der in der Probenkarte befindlichen ■Blutprobe erhalten wurden. Ferner ist ein Aufnahmemechanismus 34- vorgesehen, der zum Positionieren der Blutprobenkarte in äsm Instrument dient, und eine Digitalsichtanzeige 14 zur lesbaren Darstellung des von dem Instrument bestimmten Hämatokritwerts.

Der Aufnahmemechanismus 34 besitzt ein Führungsglied 36, das mit einem Auflageklotz 40 derart verbunden ist, d-jss eine einwandfreie Einführung der Probenkarte 12 in das Instrument gewährleistet ist. Der Auflageklotz 40 besteht vorzugsweise aus einem sehr gut wärmeleitenden "/erkstoff wie Aluminium.

•^ine in dem Instrument angeordnete Rollenanordnung hält die Probenkarte in satter Anlage an der oberen Fläche des Auflageklotzes. Zu dem Aufnahmemechanisms gehört ferner ein allgemein L-förmiger Kontaktträger 44, der elektrische Kontaktanordnungen 46 und 48 enthält und in dem Mechanismus derart schwenkbar gelagert ist, dass beim Einführen der Probenkarte die Kontaktanordnungen mit den Auflap;en 28 und 30 der Einweg-Probenkarte 12 in Berührung gelangen.

!lach dieser kurzen Beschreibung des Systems zum Messen der elektrischen leitfähigkeit von Flüssigkeiten sollen

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nun die -^inweg-^lutprobenkarte und das Instrument ausführlich beschrieben werden.

Eine "bevorzugte Aus führ ungs form einer Einweg-Blutpr obenkarte 12 ist in den Figuren.4- bis 8 erkennbar.· Sie besitzt einen allgemein ebenen K-irtenkörper 16, in dem ein Kapillarkanal 18 ausgebildet ist, in dem zwei Elektroden 22 und 24 im Abstand voneinander angeordnet sind. Der zwischen den Elektroden 22 und 24 befindliche Teil des Kapillarkanals 18 biLdet eine JJeitfähigkeitsmeßzelle 26, die eine Blutprobe enthält, deren Hämatokritwert bestimmt werden soll. Mit den Elektroden ist je eine elektrisch leitende Auflage 22 bzw. 24 verbunden, die zur elektrischen Verbindung der Meßzelle 26 mit dem Meßinstrument dient.

Wie am besten in den Figuren 4 bis 7 erkennbar ist, besitzt die i^robenkarte 12 einen langgestreckten, allgemein ebenen Karteiikörper 16, der gewöhnlich aus einem durchscheinenden Kunststoff, wie LEXAN oder Plexiglas, hergestellt wird. Jjer Kartenkörper kann eine Länge von 63,5 mm. und eine Breite von 36,6 mm haben. In Figur 8 ist die Blutprobenkarte knapp vor ihrem Einschieben in das Meßinstrument gezeigt. In den Figuren 3 tis 5 und erkennt man, dass der Kartenkörper 16 eine ebene obere Fläche 56 und eine ebene untere Fläche 58 besitzt, ferner einen vorderen Rand 60 und einen hinteren Rand 62. Jeder Seitenrand des Kartenkörpers endet in einem im Querschnitt gekrümmten Flügel 64 bzw. 66, der von der Ebene der oberen Fläche 56 vorsteht und glatt und stufenlos in die Ebene übergeht.

In der Nähe des vorderen Endes des Kartenkörpers bildet dieser eine aufwärts vorstehende Querleiste 70, die

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sich über den Seitenrand des Kartenkörpers hinaus erstreckt und dort den Hügel 66 unterbricht. Diese Querleiste 70 "bildet auf der unteren fläche 58 des Kartenkörpers 12 eine harbzylindrische Quernut 72.

Auf die untere Fläche 58 des Kartenkörpers ist ein gestanztes Deckblatt 74- geklebt, das beispielsweise aus einem geeigneten Kunststoff, wie Mylar, besteht und derart bemessen ist, dass es die halbzylindrische Nut vollkommen abdeckt und mit ihr einen Kapillarkanal 18 begrenzt, der eine Düse 20 besitzt, durch den eine Blutprobe entweder dem Finger eines Patienten oder einem Reagenzglas entnommen werden kann.

Zwischen dem Deckblatt und der unteren Fläche des Kartenkörpers sind zwei mit dem D ckblatt verklebte Elektroden 22 und 2A- im Abstand voneinander angeordnet, die sich quer in dem Kapillarkanal erstrecken und zwischen sich die Meßzelle 26 begrenzen. Jede -Elektrode endet in einer elektrisch leitenden Auflogescheibe 28, 30, die in der nachstehend beschriebenen Weise zum Herstellen der Verbindung mit dem Meßinstrument 10 dient. Der Kartenkörper 16 besitzt zwei ausnehmungen 80 und 82, die es gestatten, die Meß ze He 26 über die Auflage scheiben 28 und 30 mit dem Meßinstrument zu verbinden.

An seinem jäer Düse 20 entgegengesetzten Ende besitzt der Kapillarkanal eine feine öffnung 86, durch die Luft aus dem Kapillarkanal entweichen kann, wenn durch Kapillarwirkung die Blutprobe in den Kanal gesaugt wird. Die Öffnung 86 ist vollständig von einem erhabenen Rand 88 umgeben, der einen Anschluß an übliche Vorrichtungen zur automatischen Abgabe von Flüssigkeiten dient, wenn die Probekarte bei ihrer Herstellung gereinigt und geprüft

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und mit einem Tensid versehen wird.

Der Kartenkörper "besitzt in der Nähe des Kapillarkanals eine große, rechteckige Ausnehmung 90, so dass im Bereich der Blutprobe die wärmeaufnehmende Masse des ^artenkörpers verkleinert ist. Diese rechteckige Ausnehmung kann eine Länge von etwa 30,2 mm und eine Breite von etwa 14,9 mm haben.

Weitere Merkmale der ^lutprobenkarte werden nachstehend im Zusammenhang mit der Zuordnung der Probenkarte 12 zu dem Instrument 10 zur automatischen Bestimmung des Hämatokritwerts erläutert. Jetzt sei die Herstellung der Probenkarte beschrieben.

Der Kartenkörper 12 wird in üblicher "/_eise im Spritzguß aus einem Kunststoff hergestellt, der gut benetzbar ist, so dass er die Kapillarwirkung in dem Kapillarkanal 18 unterstützt. Der Kunststoff soll durchscheinend sein. Der Kartenkörper kann beispielsweise aus Polycarbonat (LEXAN), Polymethylmethacrylat (Plexiglas) oder einem Styrol-Butadien-Harz (K-Harz) hergestellt werden.

Das Deckblatt 74- wird wie folgt angebracht. Es wird ein auf beiden Seiten klebfähiges Blatt verwendet, das auf beiden Seiten mit einer Papierauflage versehen ist, das einen Verlust der Klebfähigkeit des Blattes verhindert. Die Papierauflage wird von der einen S^ite des Klebblatts abgezogen, und die jetzt freiliegende Klebfläche wird auf eine Mylarfolie gelegt. Dann wird die Papierauflage von der anderen Seite des Klebblatts abgezogen und ein vorher passiviertes Blechstück aus nichtrostendem Stahl mit einer Dicke von beispielsweise 0,127 mm mit der freiliegenden Klebfläche verklebt. Man erhält auf diese ..eise einen Schichtkörper

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-26-aus nichtrostendem Stahl und Mylar.

Fun wird in einem üblichen Ätzverfahren der nichtrostende Gtahl überall von der Mylarfolie entfernt, außer an den Stellen, an denen die Elektroden 22, 24 und Auflagescheiben 28, 30 vorgesehen sein sollen. Zu diesem Zweck wird der nichtrostende Stahl in den für die Elektroden und Auflagen bestimmten Bereichen mit einem Photolack überzogen, wie er beispielsweise zur Herstellung von elektronischen Leiterplatten verwendet wird. Der mit dem Photolack versehene, nichtrostende Stahl wird belichtet; dann wird ein Ätzmittel, beispielsweise Eisen(III)-chlorid, aufgetragen, das den K bstoff nicht angreift. Auf diese Weise erhält man auf dem Deckblatt 74 aus Mylar zwei Elektroden 22, 24 und ihnen zugeordnete Auflagescheiben 28, 30. Dabei bleibt die nicht von dem nichtrostenden Stahl bedeckte Oberfläche des Deckblatts 74 überall klebfähig. Nach dem Ätzen wird das Auflagepapier wieder auf das Deckblatt geklebt und dieses in der in Figur 3 gezeigten Form ausgestanzt.

Man kann auch den Ätzvorgang weglassen und zum Befestigen der Elektroden an dem Deckblatt zwei Bänder aus nichtrostendem Stahl direkt quer auf das Deckblatt legen und mib diesem stanzen und dabei mit dem Deckblatt verkleben·

Zum Verkleben des Kartenkörpers 16 mit dem Deckblatt 74 wird das Auflagepapier von dem Deckblatt abgezogen und werden die Teile 16 und 74 in einem üblichen Walzvorgang zusammengedrückt. Die Anordnung der Mylarfolie auf der unteren Fläche 58 des Kartenkörpers 16 ist nicht kritisch, wenn nur der Kapillarkanal 18 richtig ausgebildet wird und die/beiden Elektroden 22, 24 aus nichtrostendem Stahl den Kapillarkanal im wesentlichen rechtwinklig kreuzen.

Anhand der .Figuren 8 bis 17 werden jetzt die Einzelheiten

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des Aufnahmemechanismus 34· des Instruments 10 beschrieben. Durch die Einführung der Probenkarte 12 in diesen Aufnahmemechanismus 34- des Instruments 10 beschrieben. Durch die Einführung der Probenkarte 12 in diesen Aufnahmemechanismus wird die Bestimmung des Hämatokritwerts in dem Instrument eingeleitet. In der Figur 8 ist bei angenommenem Instrumentengehäuse 11 der Mechanismus 34· in der Stellung vor dem Einführen der Probenkarte gezeigt.

Der Aufnahmemechanismus 34- besitzt einen Auflageklotz 40, auf dem ein Führungsklotz 36 befestigt ist, der zum Positionieren der in das Instrument eingeführten Probenkarte dient. Auf dem Auflagerklotz sind eine Spannrollenanordnung 4-2 und eine elektrische Kontaktanordnung 4-3 schwenkbar gelagert.

Eine mit einer Blutprobe versehene Einweg-Probenkarte 12 wird so gehalten, daws der in Sie eingeformte .Richtungspfeil 92 oben liegt und zu dem Instrument hin zeigt. Dann wird die Probenkarte 12 in den Spalt 94- auf der Vorderseite des Instruments eingeführt. Dadurch werden die beiden Kontaktanordnungen 4-6 und 4-8 des Mechanismus 34- mit den Auflagen 28 und 30 der Probenkarte 12 ixi Berührung gebracht, so dass die Probenkarte jetzt mit der Elektronik 32 des Instruments verbunden ist. Diese Elektronik mißt jetzt die elektrische Leitfähigkeit der Blutprobe, berechnet den Hämatokritwert und zeigt ihn auf einer Digitalsichtanzeige 14- an.

Der in Figur 8 in der Stellung vor der Aufnahme der Probenkarte gezeigte Aufnahmemechanismus 34- besitzt einen Auflagerklotz 4-0, der aus einem regelmäßigen Sechsflächner bestehen kann und auf dessen oberer Fläche 100 die -^robenkarte in den Aufnahmemechanismus einge-

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schoben wird. An der unteren Fläche 102 des Auflageklotzes ist der Mechanismus 34· in dem Gehäuse 11 des Instruments 10 mit geeigneten Befestigungsmitteln, beispielsweise nicht gezeigten Schrauben, befestigt. Der Auflagerklotz besteht vorzugsweise aus einem sehr gut wärmeleitenden /erkstoff, wie Aluminium.

An der oberen Fläche des Auflagerklotzes 40 ist ein langgestrecktes Führungsglied 36 mit geeigneten Befestigungsmitteln, beispielsweise den Schrauben 104, befestigt. In dem Führungsglied 36 ist eine dem Flügel 64 der Probenkarte angepaßte Längsnut 106 ausgebildet, die so lang ist, dciss sie eine einwandfreie Führung der Probenkarte in dem Instrument gestattet.

Wie am besten in den Figuren 8, 13 und 14 gezeigt ist, sind in der Nähe des hinteren Endes der oberen Fläche 100 zwei Steher 108 und 110 ausgebildet, in deren öffnungen 114 und 116 ein Schwenkzapfen 112 befestigt ist, dessen Achse zu der Führungsnut 106 in dem Führungsglied 36 im allgemeinen rechtwinklig ist. Auf dem Schwenkzapfen 112 ist ein Tragrahmen 118 schwenkbar gelagert, dessen Lagerkörper 120 eine den Sch/enkzapf en 112 aufnehmende LUnKBborhung 122 besitzt. Der Tragahmen 118 besitzt ferner einen von dem Lagerkörper 120 quer zu diesem vorkragenden Teil 124 mit zwei Schenkeln 126 und 128, die sich von dem Lagerkörper 12o zu der Vorderseite des Instruments 10 hin erstrecken und in je einem zu dem Schenkel rechtwinkligen Steher 130 bzw. 132 enden. Die Steher 130 und 132 sind durch eine Querleiste 134 miteinander verbunden.

In dem Tragrahmen 118 ist an den Übergängen zwischen Jedem der Steher 130 und 132 und dem zugeordneten Arm 126 ts/v. 128 eine Bohrung 136 bzw. 138 ausgebildet, die einen Schwenkzapfen 140 aufnimmt, dessen Achse zu der Nut 106

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-29-des Führuugsgliedes 36 im wesentlichen rechtwinklig ist.

Auf dem Schwenkzapfen 140 ist eine elastische Rolle 142 drehbar gelagert, die ein Mantelrohr 144 und eine Nabe 146 besitzt. Das Mantelrohr 144 besteht vorzugsweise aus elastischem Werkstoff, beispielsweise Bernsteinlatex. Die Nabe 146 besteht beispielsweise aus Nylon.

In jedem der Schenkel 126 und 128 ist eine Bohrung 150 bzw. 152 kurz vor der Stelle ausgebildet, an welcher der Schenkel an den Lagerkörper 120 angesetzt ist. In den Bohrungen I50 und 152 ist ein Schwenkzapfen 154 befestigt, dessen Achse zu der Nut 106 des Führungsgiiedes 36 im wesentlichen rechtwinklig ist. Auf dem Schwenkzapfen 154 ist ein allgemein L-förmiger Kontaktträger 44 schwenkbar gelagert, der beispielsweise aus Delrin durch Formpressen hergestellt wird. In dem Kontaktträger sind zwei elektrische Kontaktanordnungen 46 und 48 derart angeordnet, dass sie beim Einschieben der Probenkarte in den Aufnahmemechaismus 34 mit je einer der Auflagescheiben 28 und 30 in Berührung gelangen.

In der Figur 11 erkennt man, dass jede Kontaktanordnung aus einem üblichen federbelasteten KontaktmeciHiismus besteht. Beispielsweise wird bei der Kontaktanordnung 46 das Kontaktstück 162 von einer Druckfeder 160 ständig aus der .nordnung herausgedrückt, so dass beim Einschieben der Probenkarte in das Instrument ein zuverlässiger Kontakt zwischen dem Kontaktstück 162 und der Stahlauflage 28 hergestellt wird.

Auf der voö dem Kontaktstück 162 abgekehrten Seite des Kontaktträgers 44 ist ein Anschlußpunkt 164 für die Kontaktanordnung 46 vorgesehen, an dem ein Zuleitungsdraht

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166 befestigt ist. In diesem Bereich ist die/£ontaktanordnung mit einer formgepreßten Schutzkappe 168 abgedeckt, die beispielsweise aus Sylastic besteht.

In den Figuren 13 und 16a erkennt man, dass in geringem Abstand vor dem Steher 110 eine Stütze 170 angeordnet ist, deren Ausnehmung 172 das eine Ende einer torsionsfeder 17^ aufnimmt., deren anderes Ende an dem Schenkel 128 des Tragrahmens 11& befestigt ist und über den Tragrahmen 118 die elastische Rolle 142 gegen die obere Fläche 100 des Auflagerklotzes 40 drückt. Auf dem Schwenkzapfen 154 ist eine zweite Torsionsfeder I76 (Figur I7) angeordnet, deren einer Schenkel gegen die Unters-eite des Kontaktträgers 44 und deren anderer Schenkel gegen die obere Fläche 100 des Auflagerklotzes 40 drückt. Diese torsionsfeder I76 drückt die KontaktanOrdnungen 46 und 48 des Kontaktträgers 44 ständig von der oberen Fläche 100 des Auflagerklotzes 40 weg.

Am besten in den Figuren 15 und 11 erkennt man, dass der Auflagerklotz eine Bohrung 180 besitzt, in der ein '-L'hermistor 182 vergossen ist. Der Endteil 184 der Bohrung 180 ist so ausgebildet, dass der Thermistor relativ nahe bei jenem Bereich 186 (Figur 11) der oberen Fläche 100 angeordnet ist, an der sich nach dem Einschieben der Probekarte die Blutprobe befindet.

Aus den Figuren 13 und 11 erkennt man ferner, dass das Führungsglied 36 einen langgestreckten Hohlraum 190 enthält, der sich von dem hinteren Bereich des Führungsn'liedes beträchtlich in die Führungsnut 106 hinein erstreckt und in dem ein Glied 192 angeordnet ist, dessen Form dem Querschnitt des Hohlraums I90 derart angepaßt ist, dass das Glied 192 in dem Hohlraum ver-

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. 33·

schiebbar ist. In einer bevorzugten nusführungof orni ist das Glied 192 zylindrisch und der Hohlraum allgemein zylindrisch.

Das zylindrische Glied 192 besitzt eine Hülse 194» in der ein Dauermagnet 196 befestigt ist. Dieser ist vorzugsweise ein Samariumkobaltmagnet, der in der Hülse mit einem geeigneten Epoxidharz 198 vergossen ist. Das zylindrische Glied 192 ist in dem Hohlraum 190 derart angeordnet, dass es sich in die Nut 106 des Führungsgliedes 36 erstreckt. In dem Hohlraum ist hinter dem Magneten eine Druckfeder 200 angeordnet, die daü Magnetglied 192 ständig vorwärtsdrükt. Das Magnetglied 192 und die Feder 200 werden in dem Hohlraum mittels einer geeigneten Kappe 202 gehalten, die den Hohlraum hinten abschließt.

Nach dieser ausführlichen Beschreibung der Probenkarte 12 und des ilufnahmemechanismus 34 sei jetzt erläutert, wie diese Einrichtungen miteinander zusammenwirken, damit eine Blutprobe in dem Instrument 10 zur Bestimmung des Hämatokritwerts richtig positioniert wird.

Das vorliegende System zur Bestimmung des Hämatokritwerts besteht aus der Einweg-Blutprobenkarte 12 und dem Instrument 10. Die Blutprobenkarte 12 bildet eine Mikrovolumen-^eitfähigkeitsmeßzelle von 0,2 cbt und wird durch Präzisions-Formpressen aus Kunststoff hergestellt und mit Elektroden 22 und 24 aus einer nichtrostenden Stahllegierung versehen. Diese Blutprobenkarte gewährleistet, dasö die Blutprobe von der Bedienungsperson und dem Instrument getrennt ist. Einer der Vorteile der Blutprobenkar fce besteht darin, dass sie ohne Vorbehandlung

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in dem Zustand verwendet werden kann, in dem sie von dem Hersteller geliefert worden ist, und dass sie nach ihrer einmaligen Verwendung verworfen -verden kann, so dass
keine Reinigung nach der Messung erforderlich ist.

Die Blutprobe tritt bei ihrer Entnahme von dem Patienten direkt in den Kapillarkanal 18 der Probenkarte 12 ein,
ohne dass sie vaher verdünnt oder mit einem Antikoagulans versetzt wird. Die Beschickung der Einweg-Blutprobenkarte mit einer Blutprobe wird wie folgt durchgeführt. Bei der •Entnahme der Probe von einem Patienten wird die Fläche
beispielsweise eines Fingers oder eines Ohrläppchens,
an welcher die Blutprobe entnommen werden soll, zunächst mit Isopropylalkohol gereinigt. Dann läßt man die Fläche trocknen und durchsticht sie danach mit einer Lanzette.
Der erste Blutstropfen wird mit reiner Gaze weggewischt. Ohne die Probenahmefläche zu quetschen, wird dann die
Düse 20 der Probenkarte an die Einstichstelle angesetzt, worauf durch die Kapillarwirkung die Blutprobe in den
Kapillarkanal 18 gesaugt wird. In den Kapillarkanal 18
muß so viel Blut eintreten, dass es beide Elektroden 22· und 24 bedeckt und den Raum zwischen ihnen ausfüllt. Die Blutprobe muß frei sein von Luftbläschen, Schaum, Gerinnsel usw.. Manchmal kann es notwendig sein, die Kapillarwirkung durch Beklopfen der Einweg-Probenkarte zu unterstützen.

V/'enn eine Laborprobe untersucht werden soll, wird die
Blutprobe vorsichtig mit dem Antikoagulans verrührt, das bei der Venenpunktion zugesetzt worden ist. Zusätzliches Antikoagulans braucht nicht zugesetzt zu werden. Die
Düse 20 der Probenkarte 12 wird in die Nähe der Labor-Blutprobe gebracht, die dann wieder infolge der Kapillarwirkung in den Kapillarkanal 18 gesaugt wird.

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Hinsichtlich des Einführens der Blutprobe in die Probenkarte bietet diese einige Vorteile. Da die Blutprobenkarte durchscheinend ist, kann der Benutzer die Karte gegen das Licht halten und hindurchschauen, um zu prüfen, dass die Blutprobe frei int von Unstetigkeiten. Die den Kapillarknnal 18 begrenzende Leiste 70 dient als Lupe, so dass auch kleine Lüfteinschlüsse und andere Unstetigkeiten in der Slutprobe leicht erkennbar sind.

Zur genauen Bestimmung des Hämatokritwerts müssen die elektrische Leitfähigkeit und die Temperatur des Blutes bekannt sein. Man erkennt ohne weiteres, dass das Volumen 26 in dem Kapillarkanal 18 der Probenkarte so klein ist, dass es sehr schwierig wäre, die Temperatur der Blutprobe direkt zu messen. Daher wird gemäß der Erfindung anders vorgegangen.

Zum Zeitpunkt der Messung wird die Blutprobenkarte satt gegen die obere Fläche 100 des Auflagerklotzes 40 des Aufnahmemechanismus 34 des Instruments 10 gedrückt. Der Auflagerklotz 40 besteht aus einem sehr gut wärmeleitenden Werkstoff, wie Aluminium. Bei· gegen den Auflagerklotz gedrückter Blutprobenkarte nimmt das Blut die temperatur des Auflagerklotzes, so dass der in dem Auflagerklotz eingebettete Thermistor 182 die Bluttemperatur genau messen kam·

Zur Bestimmung des Hämatokritwerts wird die Blutprobenkarte in das Instrument in einer solchen Orientierung relativ zu dem Eintrittsspalt 94 des Instruments 10 eingeführt, dass der auf der Karte vorgesehene Pfeil 92 zum Eintrittsspalt des Instruments hinzeigt und die den Kapillarkanal 18 begrenzende Leiste 70 oben liegt. Beim Einführen der Karte in den Aufnahmemechanismus 34 des Instru-

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ment gleitet der Flügel 64 der Karte in der Nut 106 des Führungsgliedes 56 (Figur 8).

Bei in der Nut 106 des Führungsgliedes und längs der oberen Fläche 100 des Auflagerklotzes 40 gleitender Probenkarte gelangt die den Kapillarkanal begrenzende Leiste 70 mi^ der Holle 142 in Berührung (Figur 10). Beim Durchgang der Leiste 70 unter der Rolle 142 wird diese von der Torsionsfeder 174 gegen die obere Fläche 56 der Blutprobenkarte gedrückt und die untere Fläche 58 der Karte in satter Anlage an der oberen Fläche 100 des Auflagerklotzes 40 gehalten (Figur 11).

VJenn der vordere Rand 60 der Probenkarte 12 an dem L-förmigen Kontaktträger 44 angreift (Figur 10), werden die beiden Kontaktanordnungen 46 und 48 abwärts in die 'Vusnehmungen 80 und 82 des Kartenkörpers bis zur Berührung mit den Auflagen 28 und 30 gedrückt, die den beiden Elektroden 22 und 24 zugeordnet sind (Figur 11). Da die Kontaktanordnungen federbelastet sind, ist ein zuverlässiger Kontaifc zwischen den Kontaktstücken 162 der Anordnungen 46 und 48 und den Auflagen 28 und 30 gewährleistet.

Nach dem Messen wird die -^robenkarte herausgenommen, worauf der L-förmige Kontaktträger 156 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt. Die Leiste 70 der Probenkarte 12 greift erneut an der Unterseite der Rolle 142 an. Fach dem Vorbeigang der Leiste 70 unter der Rolle 142 kann die Probenkarte ohne weiteres weggenommenwerden.

Ein Vorteil des Instruments besteht darin, dass die Kontaktanordnungen 46 und 48 leicht gereinigt werden können. Das Instrument 10 besitzt einen D ekel 220, der

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hochgedrückt und dann weggenommen werden kann, no dnr.ii ά-'ΐχη die Rollenanordnung 42 mit dem Tragrahmen 118 und der Rolle 142 freiliegt. Jetzt kann die Bedienungsperson die Querleiste 134 des Tragrahmens erfassen und die Rollenanordnung 42 hochschwenken, wie dies in den Figuren 12 und 16b gezeigt ist, so dass sich die Kontaktanordnungen 46, 48 und die oie umgebenden Flächen in einer Stellung befinden, in der sie leicht gereinigt werden können, und auch jener Bereich des Aurlagerklotzes, auf dem eich geronnenes Blut befindet, gereinigt werden kann.

Die elektronische ij cha llung zum Erzeugen einur lesbaren Anzeige des Hämatokritwerts und des ungefähren iiämopjlobingehalts der zu untersuchenden Blutprobe, ist in der Figur 18 schematisch dargestellt. Der Ausgang 202 einer Bezugsspannungsquelle 200 ist über die Drähte 166, die Kontaktanordnungen 46, 48 und die Auflagen 28, 30 mit den Elektroden 22, 24 der ■t'robenkarte 12 verbunden. Die Bezugsspannunggpelle ist ein wechselstromgekoppelter R_echt-eckwellengenerator, in dem ein Zähler 204 ein gleichstromfreies Rechteckwellensignal mit einer Frequenz von etwa 25 kHz erzeugt, das über die -"eitung 206 an ein NAND-Glied 208 abgegeben wird. Dessen AustJ^ngsHignal wird über einen Verstärker 210 an die Auag^ngaleitung angelegt. ,Vie nachstehend erläutert wird, gibt ein Mikrocomputer 220 ein Signal über die leitung 212 an das NAND-Glied ab, so dass der von der Bezugsspannungsquelle abgegebene Erregerstrom unter Steuerung durch den Microcomputer alle 4 Sekunden etwa 0,5 s lang durch die Blutprobe fließt.

Die Elektroden 22, 24 der -t'robenkarte 12 sind ferner über die Auflagen 28, 30? die Kontaktanordnungen 46, 48 und die Drähte 166 mit dem Eingang eines Leitfähigkeits-

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3parinungs-./,'andlers 214 verbunden. Dieser "blitzt einen Gpitzenwertdetektor 216, der in Reihe mit einem Verstärker 218 geschaltet ist, dessen Aus;>:angssignal über die Leitung 222 einem Analog-Digital-Umsetzer 224 zugeführt wird.

Die Temperatur der zu untersuchenden Blutprobe wird in eine Analogspannung von einem Temperatur-Sparmungs-Wandler 226 umgewandelt, in dem ein Thermistor 182 mit einem Verstärker 228 in Reihe geschaltet ist. Dessen Ausgangssignal wird über eine leitung 230 einem Analog-Digital-Umsetzer 232 zugeführt.

Der Mikrocomputer 220 ist von üblicher A_rt und besteht in einer bevorzugten A.usführungsform aus dem von der Intel Corporation in Santa Clara, California (V".St.A.) hergestellten Modell 8748/8048. Der mit den digitalen Ausgangssignalen der Analog-Digital-Umsetzer 224 und gespeiste Mikrocomputer verarbeitet die Daten in der nachstehend ausführlich beschriebenen Weise und erzeugt auf der Sichtanzeige 236 eine Darstellung des Hämatokritwerts und auf der Sichtanzeige 238 eine Darstellung des angenäherten Hämoglobingehalts. Die Sichtanzeigen 236 und 238 sind von üblicher Art und bestehen in einer bevorzugten Ausführungsform aus je einer dreistelligen Sichtanzeige mit Leuchtdioden.

Der Mikrocomputer 220 kann ferner über eine leitung 240 ein Signal 242 .in eine Lampe 242, beispielsweise eine Leuchtdiode, anlegen, um anzuzeigen, dasr, in dem Instrument gerechnet wird. Zur Fehleranzeige gibt der Mikrocomputer über die Leitung 244 ein Signal an eine Lampe 246

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ab. Schließlich kann der Mikrocomputer über die ^eitung 258 ein Signal zum Tanten eines üblichen Summers 250 abgeben. Die zur Rechenanzeige und zur Fehleranzeige uud zum Tasten des Summers dienenden Signale werden nachstehend ausführlich beschrieben. Die elektrische Schaltung des Instruments wird von einem Batteriesatz 252 gespeist. Bei geschlossenem Zungenschalter 191 wird Spannung von dem Batteriesatz über einen Spannungsstabilisator 254- uud die Leitungen 256 an die elektronische Schaltung des Instruments nngelegt.

Nach dieser Beschreibung der Bauelemente der elektronischen Schaltung des Instrument sei die Funktion dieser Schaltung erläutert. Es ist bekannt, dass stromdurchflossenes Blut trachtet, sich an den Elektrodenflächen zu polarisieren, so &ss eine elektrische Leitfähigkeit mit der Zeit abnimmt. Diese Erscheinung wird durch die Verwendung einer besonderen Bezugsspannungsquelle auf ein Minimum reduziert, wobei sich die elektrische leitfähigkeit des Blutes entsprechend einer Rechteckquelle ändert. Der mit dem Verstärker 218 in Reihe geBchaltete Spitzenwertdetektor 216 ist parallel zu der Bezugsspannungsquelle 200 an die Elektroden 22 und 2A- der Blutprobenk'.rte 12 angejchlon;,en und gewährleistet, dass die Leitfähigkeitsamplitude der Blutprobe knapp nach der Vorder- und der Rückflanke der Rechteckwelle gemessen wird. Dadurch wird die sonst durch die Polarisierung des Blutes verursachte Ungenauigkeit auf ein Minimum reduziert. Das verstärkte Ausgangssignal des Spitzenwertdetektors wird dem A/D-Umsetzer 224- zugeführt.

Das von dem Verstärker 228 verstärkte Ausgangssignal des Thermistors 182 wird einem anderen A/D-Umsetzer 232 zugeführt. Anstelle der A/D-Umsetzer 224 und 232 kann

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man einen einzigen A-D-Ums^tzer zusammen mit einem üblichen Multiplexer verwenden, der die Ausgangssignale des Spitzenwertdetektors und des Thermistors empfängt und unter Mehrfachausnutzung überträgt.

Das Ausgangssignal des A/D-Um_setzers 224 ist ein Digitalsignal, das die elektrische leitfähigkeit der Blutprobe in der Einweg-Probenki'.rte darstellt. Das Ausgangs signal des zweiten A/D-Umsetzers 232 ist ein Digitalsignal, das die Temperatur der Blutprobe darstellt. Diese Ausgangssignale werden einem Mikrocomputer 220 zugeführt, der durch Abgabe von unter Verwendungvoll Nachschlagetabellen erzeugten Signalen die Sichtanzeige 236 veranlaßt, eine lesbare Darstellung des Hämntokritwerts zu erzeugen, uid die Sichtanzeige 238 veranlaßt, eine lesbare Darstellung des annähernden Hämoglobingehalts zu erzeugen.

Vor dem Abfragen der Nachschlagetabellen stellt der Mikrocomputer sicher, dass zwei Bedingungen gegeben sind. Die erste Bedingung ist, dass die Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Leitfähigkeitssignalen, die der A/D-Umsetzer 224 abgegeben hat, höchstens einer Hämntokritwertdifferenz von etwa 0,1% entspricht. Die zweite Bedingung ist, dass die Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Temperabursignalen, die der A/D-Umsetzer 228 abgibt, höchstens einer Temperaturdifferenz von etwa 0,1 C entspricht. 'Venn beide Bedingungen erfüllt sind, fragt der Mikrocomputer die Nactuschlagetabellen ab und erzeugt er ein Signal, das den temperaturkompensierten Hämatokritwert darstellt.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Leitfähigkeitsmeßsystems werden die dauernd im Speicher gespeicherten

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Nachschlagetabellen auf Grund von Leitfähigkeitsmessungen aufgestellt, die an Blutproben mit einem bekannten Hämatokritwert über einen bekannten Temperaturbereich vorgenommen wurden. Es wird eine .Kurvenschar erzeugt und zur Speicherung in dem Speicher des Mikrocomputers wie folgt digitalisiert. Bei einer gegebenen Temperatur im Bereich von 10 bis 46 ⁰G wird die elektrische Leitfähigkeit einer genügenden Anzahl von Blutproben mit bekanntem Hämatokritwert im Bereich von 7 his 80 % gemessen. Dies wird bei verschiedenen Temperaturen in dem vorstehend angegebenen Bereich genügend oft wiederholt. Dann wird die elektrische Leitfähigkeit einer Blutprobe mit bekanntem Hämatokritwert bei verschiedenen Temperaturen in dem angegebenen Temperaturbereich gemessen, und dadurch der Einfluß der Temperatur auf die elektrische Leitfähigkeit der -t'robe festgestellt. Dieser Vorgang wird mit verschiedenen Blutproben mit bekannten Hämatokritwerten im Bereich von 7 bis 80 ^J/o wiederholt. Auf diese "/eise wird eine Schar von Temperaturkompensationskurven erzeugt. Diese Information wird im Speicher des Mikrocomputers permanent gespeichert.

Zum Erzeugen des Signals, das den temperaturkomensxerten Hämatokritwert darstellt, wählt der Mikrocomputer auf Grund des von dem A/D-Umsetzer 224 abgegebenen Leitfähigkeitosignals die entsprechende Wachschlagetabelle aus, der er einen Hämatokritv/ert entnimmt, welcher dem Meßwert der elektrischen Leitfähigkeit der zu untersuchenden Blutprobe entnimmt. Gleichzeitig wählt der Mikrocomputer auf Grund dejs von dem A/D-Umsetzer 232 abgegebenen Temperatursignals die entsprechende Nachschlagetabelle aus, der er den angesichts der Temperatur der zu untersuchenden Blutprobe zur Kompensation erforderlichen Korrekturwert entnimmt, der d;mn zu dem unkompennierten Leitfähigkeitscignal

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entweder addiert oder von ihm subtrahiert wird. Dadurch erhält man das Signal, das den temperatur kompensiert en Hämatokritwert darstellt.

Um die einwandfreie Funktion des Instruments zu gewährleisten, werden in dem Mikrocomputer 220 übliche Kontrollvorgänge durchgeführt, auf Grund deren die Bedienungsperson eine optische Anzeige des Betriebszustandes des Instruments erhält. Die Lampe 242 blinkt, bis sich die Blutprobe stabilisiert hat, und zeigt dadurch an, dass in dem Instrument gerechnet wird. Gewöhnlich beträgt die Stabilisierungszeit zwischen 10 und A-O Sekunden. Nachdem der Mikrocomputer in den in seinem Speicher befindlichen Tabellen den Hämatokritwert abgefragt hat, erlischt die lampe 242 und wird der Hämatokritwert durch die Sichtanzeige 236 lesbar dargestellt.

Der Speicher des Mikrocomputers enthält Hachschlagetabellen für Hämatokritwerte im Bereich von 10 bis 70 %. V/enn der .Computer keine Tabellenwerte findet, die den ihm zugeführten '//erten für die elektrische Leitfähigkeit und die Temperatur entsprechen, läßt der Computer die Fehleranzeigelampe 246 blinken. Wenn nach dem AbI_nUf einer vorherbestimmten Zeit von beispielsweise 40 s kein gültiger Wert ermittelt werden konnte, blinkt die Fehleranzeigelampe 246 weiter.

Unter Steuerung durch den Mikrocomputer ertönt der Summer 250, sobald die Einweg-Probenkarte in dem instrument richtig positioniert ist. Während der Untersuchung der Blutprobe bleibt der Summer still; er ertönt erst wieder, wenn der Hämatokritwert und der Hämoglobingehalt angezeigt werden. Danach ertönt der Summer alle 10 s, um der Bedienung anzuzeigen, dass sich die Einweg-Probenkarte

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noch in. dem Instrument befindet und dieses daher eingeschaltet ist., so d/isn Batberiestrom verbraucht wird, uer Mikrocomputer läßt den Summer auch ertönen, solange die Fehleranzeißelampe 246 brennt.

Die Anordnung des Batberiesatzes 252 in dem Instrument geht aus der Figur 2 hervor. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der ßatteriesatz aus sieben wiederaufladbaren Nickel-Cadmium-Zellen. Diese können sowohl innerhalb als nuch außerhalb des Instruments über eine zu dem Batteriesatz gehörende Ladebuchse 256 aufgeladen werden, die gemäß Figur 2 durch einen Schlitz 258 in der Seitenwand des Instruments zugänglich ist, wenn sich der Batterieoatz in dem Instrument befindet, und die direkt zugänglich ist, wenn sich der Batteriesatz außerhalb des Instruments befindet.

Das Instrument ist ferner mit einem Traggriff 260 versehen und mit einem Fach 262 zur Aufnahme der vorverpackten Einweg-Probenkarten.

Vorstehend wurde eine bevorzugte /lusführungsform der Erfindung beschrieben, auf welche die Erfindung jedoch nicht eingeshränkt ist, da sie im Rahmen des Hrfindungsgedankens vom Fachmann verschiedentlich abgeändert werden kann.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche:

l.jSystem zum Bestimmen eines temperaturabhängigen Parameters einer Flüssigkeitsprobe, gekennzeichnet durch:

Ein Auflager aus einem sehr gut wärmeleitenden "werkstoff;

einen Temperaturgeber zum Messen der Temperatur des Auflagers;

eine zum Umschließen eines vorherbestimmten Volumens der FlüssigkeitsproTbe dienende Umschließungseinrichtung, die satt an dem Auflager anliegt, so dass die Flüssigkeitsprobe nach einer gewissen Zeit die Temperatur des Auflagers annimmt;

eine Elektrodenanordnung, die in das vorherbestimmte Volumen der Flüssigkeitsprobe eintaucht und

eine Auswerteeinrichtung, die mit der Elektrodenanordnung und dem Temperaturgeber verbunden ist und ein temperaturkompensiertes Meßwertsignal erzeugt, das den Meßwert für den temperaturabhängigen Parameter darstellt.

2. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Sichtanzeige zur lesbaren Darstellung des Meßwertsignals .

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflager aus Aluminium besteht.

M-. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschließungseinrichtung us einer Einweg-Probenkarte besteht.

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5. Instrument zum Messen von Parametern einer Flüssigkeitsprobe, die in einem Flüssigkeitsprobenträger enthalten ist, der einen Führungsteil und einen Positionierteil besitzt, gekennzeichnet durch:

Ein Auflager;

eine Führungseinrichtung, die mit dem Führungsteil zusammenwirkt, um das richtige Einführen des Trägers in das Instrument zu gewährleisten; und

eine Trägerhalterung, die mit dem Positionierteil zusammenwirkt, um die richtige Positionierung des Trägers in dem Instrument zu gewährleisten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung einen Führungskanal besitzt, der den Führungsteil des Trägers passend aufnimmt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerhalterung eine nachgiebige Andrückeinrichtung besitzt, die den Träger in satter Anlage an dem Auflager hält.

8. System zum Bestimmen eines Parameters einer Flüssigkeitsprobe, mit einem Flüssigkeitsträger und einem Meßinstrument, dadurch gekennzeichnet, dass

(A) der Flussigprßbenträger

(a) einen Trägerkörper aufweist; ferner

(b) eine in dem Trägerkörper vorgesehene Probenaufnahme zur Aufnahme einer Flüssigkeitsprobe;

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(c) eine in der Probenaufnahme angeordnete Elektrodenanordnung;

(d) einen Führungsteil zum Gewährleisten der richtigen Einführung des Flüssigprobenträgers in das Instrument; und

(e) einen Positionierteil zum Gewährleisten der richtigen Positionierung des Flüssigprobenträgers in dem Instrument; und dass

(B) das Instrument

(a) ein Auflager aufweist; ferner

(b) eine Führungseinrichtung, die mit dem Führungsteil des Flüssigprobenträgers zusammenwirkt, um dessen einwandfreie Einführung in das Instrument zu gewährleisten; und

(c) eine Trägerhalterung, die mit dem Positionierteil des Flüssigprobenträgers zusammenwirkt, um dessen einwandfreie Positionierung in dem Instrument zu gewährIe isten·

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Instrument ferner

eine elektronische Schaltung zum Bestimmen eines Parameters der Flüssigkeitsprobe aufweist sowie eine

Einrichtung zum elektrischen Verbinden der elektronischen Schaltung mit der Elektronenanordnung nach der einwandfasLen Einführung und Positionierung des Flüssigprobenträgers in das bzw. dem Instrument.

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10. System boach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Instrument ferner eine Einrichtung zum Aktivieren der elektronischen Schaltung auf Grund der einwandfreien Einführung und Positionierung des Flüssigprobenträgers in das "bzw. dem Instrument besitzt.

11. Elektronisches Instrument zum Messen der elektrischen Leitfähigkeit einer Blutprobe mit vorherbestimmten Volumen, gekennzeichnet durch

einen Signalgeber zum Erzeugen eines Signals mit vorherbestimmter Frequenz;

eine Elektrodenanordnung zum Durchleiten des Signals durch die Blutprobe; und

eine Steuereinrichtung zum Aktivieren und Desaktivieren des Signalgebers in regelmäßigen, vorherbestimmten Zeitintervallen derart, dass eine Polarisierung der Blutprobe im Bereich der Elektrodenanordnung verhindert wird.

12. Instrument nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine mit der Elektrodenanordnung verbundene, erste Meßeinrichtung zum Messen der elektrischen Leitfähigkeit der Blutprobe.

15· Instrument nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine zweite Meßeinrichtung zum Messen der Temperatur der Blutprobe.

14. Instrument nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Temperaturkompensationseinrichtung, die auf Grund des ^eitfähigkeitsmeßwerts und des Temperatur-

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meßwerts ein Leitfähigkeitssignal erzeugt, das die temperaturkompensierte elektrische Leitfähigkeit der Blutprobe darstellt.

15· Instrument nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber ein Rechteckwellengenerator ist.

16. Instrument nach Anspruch 15» dadtch gekennzeichnet, dass der Hechtwellengenerator eine Einrichtung zum Erzeugen einer Rechteckwelle mit einer Frequenz von etwa 25 kHz umfaßt.

17· Instrument nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Meßeinrichtung einen Spitzenwertdetektor umfaßt.

18. Instrument nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Meßeinrichtung einän Thermistor umfaßt.

19. Instrument nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturkompensationseinrichtung einen Computer mit einem Speicher aufweist unddn diesem Speicher Informationen gespeichert sind, die einen vorherbestimmten Bereich der temperaturkompensierten elektrischen Leitfähigkeit betreffen.

20. Instrument nach Anspruch 19» gekennzeichnet durch einen Signalgeber zur Abgabe eines Fehlersignals, wenn die temperaturkompensierte elektrische Leitfähigkeit der Blutprobe außerhalb des Bereichs der in dem Speicher gespeicherten Informationen ist.

21. Instrument nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch einen auf das ffehlersignal ansprechende, optische Warneinrichtung .

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22. Instrument nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch eine auf das Fehlersignal ansprechende, akustische Warneinrichtung.

23· Instrument nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Sichtanzeige zur lesbaren Darstellung eines dem temperaturkompensierten Seitfähigkeitssignal entsprechenden Werts.

24·. Instrument nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen Wandler zum Umwandeln des Leitfähigkeits-Meßwerts in ein Signal, das den Hämatokritwert darstellt.

25· Instrument nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung eine -Einrichtung zum Aktivieren des Signalgebers in Zeitabständen von 4· Sekunden umfaßt.

26. Probenkarte zur Aufnahme einer Flüssigkeitsprobe, die einer elektrischen Einwirkung unterzogen werden soll, gekennzeichnet durch:

Einen Kartenkörper;

einen in dem Kartenkörper ausgebildeten Kapillarkanal zur Aufnahme einer Flüssigkeitsprobe;

eine erste und eine zweite Elektrode, die in dem Kapillarkanal im Abstand voneinander angeordnet sind und in dem Kapillarkanal eine Meßzelle zur Aufnahme eines vorherbestimmten Volumens der Flüssigkeitsprobe begrenzen; und

eine Einrichtung zum Anschluß der ersten und der zweiten Elektrode an eine elektrische Schaltung.

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27· Probenkarte nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch einen Sintrittskanal zum .Einführen der Flüii.v.if';keitnprobe in den Kapillarkanal.

28. Probenkarte nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Eintrittskanal von einer Düse gebildet wird.

29· Probenkarte nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch eine Lupe, durch die ein Benutzer ein vergrößertes Bild der Meßzelle betrachten kann.

30. Probenkarte nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch eine Abzugseinrichtung, durch die Luft aus dem Kapillarkanal abziehen kann, wenn die Flüssigkeitsprobe infolge der Kapillarwirkung in den Kanal gesaugt wird.

31· Probenkarte nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Kartenkörper in der Nähe des Kapillarkanals einen evakuierten Teil besitzt.

32. Probenkarte nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kartenkörper ein Führungsteil vorgesehen ist, der die richtige Orientierung der Probenkarte bei deren Einschieben in eine Einrichtung gewährleistet, welche die Flüssigkeitsprobe einer elektrischen Einwirkung unterwirft.

33· Probenkarte nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kartenkörper ein Positionierteil vorgesehen ist, der die richtige Positionierung der Probenkarte in einer Einrichtung gewährleistet, welche die Flüssigkeitsprobe einer elektrischen Einwirkung unterwirft.

34·. Blutprobenträger zur Verwendung bei der elektrischen Bestimmung eines Parameters einer Blutprobe, gekennzeichnet durch:

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einen ebenen Trägerkörper;

einen Kanalbegrenzungsteil, dessen Innenwandung auf dem Trägerkörper einen Kapillarkanal begrenzt;

eine erste und eine zweite Elektrode, die auf einem Teil der Innenwandung im Abstand voneinander angeordnet sind und die mit der Innenwandung eine Meßzelle zur Aufnahme eines vorherbestimmten Volumens zu untersuchenden blutprobe begrenzen; und

auf dem Trägerkörper vorgesehene Auflagen zum elektrischen Anschluß der ersten und der zweiten Elektrode an ein Instrument zum Messen eines Blutparameters.

55· Pfobenträger nach Anspruch 34·, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandung des Kanalbegrenzungsteils im •Querschnitt halbkreisförmig ist.

56. Probenträger nach Anspruch 35» dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode längs des Durchmessers eines ersten halbkreisförmigen Querschnitts und die zweite Elektrode längs des Durchmessers eines zweiten halbkreisförmigen Querschnitts der Innenwandung angeordnet ist und der erste und der zweite halbkreisförmige Querschnitt im Abstand voneinander und im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind«

57. Probenträger nach Anspruch 34» dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagen eine auf dem Trägerkörper angeordnete und mit der ersten Elektrode verbundene, erste elektrisch leitende Scheibe und eine auf dem Trägerkörper angeordnete und mit der zweiten Elektrode

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.9.

verbundene, zweite elektrisch leitende Scheibe umfassen.

38. Probenträger nach Anspruch 34·, gekennzeichnet durch eine Abzugseinrichtung, durch die Luft aus dem Kapillarkanal entweichen kann, wenn die Flüssigkeitsprobe unter Kapillarwirkung in den Kapillarkanal gesaugt wird.

39· Probenträger nach Anspruch 34·» dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper in der Nähe des Kapillarkanals einen evakuierten Teil besitzt.

4-0. Probenträger nach Anspruch 34-, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Trägerkörper ein Führungsteil vorgesehen ist, der die richtige Orientierung des Probenträger bei dessen Einschieben in eine Einrichtung gewährleistet welche die Flüssigkeitsprobe einer elektrischen Einwirkung unterwirft.

4-1. Probenträger nach Anspruch 34-, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Trägerkörper ein Positionierteil vorgesehen ist, der eiiB einwandfreie Positionierung des Probenträgers in einer Einrichtung gewährleistet, welche die Flüssigkeitsprobe einer elektrischen Einwirkung unterwirft.

4-2. Verfahren zum Herstellen eines Einwegträgers für eine Flüssigkeitsprobe, dadurch gekennzeichnet, dass

ein Teil eines Trägerkörpers derart verformt wird, dass er einen Teil der Innenwandung eines Kapillarkanals bildet;

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auf einer Oberfläche eines Deckblatts zwei Elektroden im Abstand voneinander angeordnet und "befestigt-werden;

Dass Deckblatt derart auf dem Trägerkörper angeordnet and befestigt wird, dass die genannte Oberfläche des Deckblatts die Innenwandung des Kapillarkanals ergänzt und die beiden Elektroden und die Innenwandung des Kapillarkanals ein Volumen abteilen das eine Meßzelle darstellt..

43. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandung des Kapillarkanals so ausgebildet wird, dass sein Querschnitt einem Halbkreis ähnelt.

44. Verfahren nach Anspruch 4$, dadurch gekennzeichnet, dass ein D_eckblatt mit einer im wesentlichen ebenen Fläche verwendet wird.

45. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass am einen Ende des Kapillarkanals eine Diiss ausgebildet wird.

46. Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausbildendines Teils der Innenwandung der Düse der Trägerkörper und zum Ausbilden des übrigen Teils der Innenwandung das Deckblatt verwendet wird.

47. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper aus einem durchscheinenden V,^rerkstoff hergestellt wird.

48. Verfahren nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass ein durchscheinender Werkstoff aus einem PoIycarbonat, Polymethacrylat oder Styrol-Butadien-Harz

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49. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckblatt aus einem—durchscheinenden Y/erkstoff hergestellt wird.

50. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckblatt aus Mylar hergestellt wird.

51. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden aus einer nichtrostenden Stahllegierung hergestellt werden.

52. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anordnen und Befestigen der Elektroden auf dem Deckblatt ein Blech aus einer nichtrostenden
Stahllegierung auf dem Deckblatt befestigt und der nichtrostende Stahl bis auf den die Elektroden bildenden Teile vollständig weggeätzt wird.

53« Verfahren nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, dass das Ätzen durch Photoätzen durchgeführt wird.

54. Verfahren nach Anspruch 52j dadurch gekennzeichnet, dass das D_Rckblatt mit Hilfe
Trägerkörper befestigt wird.

dass das D_Rckblatt mit Hilfe eines Klebstoffs an dem

55« Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden mit Hilfe eines Klebstoffs an
dem Deckblatt befestigt werden.

56. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Trägerkörper ein Pührungsteil ausgebildet wird

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