DE3523906A1 - Verfahren und vorrichtung zum messen der koagulationszeit von fluessigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Koagulationszeit von Flüssigkeiten, insbe­ sondere von Blut oder Plasma, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des An­ spruches 1 ist durch das deutsche Patent 29 37 195 bereits bekannt. Dieses deutsche Patent beschreibt einen Koagulometer mit einem rotierend angetriebenen Meßröhrchen und einer in dessen Bodenbereich rotierend bewegbaren Kugel, die im Zeit­ punkt der Fibrinfaserbildung von der Meßröhrchenwandung mit­ nehmbar ist. Die Kugelbewegung wird durch einen einen Steuer­ impuls auslösenden Sensor registriert, der steuertechnisch mit einem Operationsverstärker verknüpft ist, wodurch die Zeitmessung abgeschlossen wird. Die Ingangsetzung der Zeit­ messung erfolgt bei dieser bekannten Vorrichtung dadurch, daß bei Eingabe der Reagenzien in das Meßröhrchen ein Starter­ knopf gedrückt wird, der als Schalter ausgebildet ist und sich an der Pipette selbst befindet. Somit ist es not­ wendig, daß bei der vorbekannten Vorrichtung die Pipette speziell ausgebildet sein muß und über eine Elektroleitung mit dem Koagulometer verbunden sein muß.

Diese Ausstattung der Pipetten mit einer elektronischen Einrichtung, z. B. einem Kabel und einem Schalter, der Ab­ gabe von Reagenz ein Signal zum Starten des entsprechenden Gerinnungs-Zeitmessers abgibt, wird aber von einer Reihe von Bedienungspersonen als störend empfunden.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, den Start des Gerinnungs-Zeitmessers derart auszulösen, daß die Be­ hinderungen an der Eingabe-Pipette bzw. bei Hantierung mit derselben in Fortfall gelangen.

Diese Aufgabe wird durch die in den Kennzeichen der An­ sprüche 1 bzw. 4 aufgeführten Merkmale gelöst. Mit dem Ver­ fahren und der Vorrichtung nach der Erfindung ist es nunmehr möglich, den Start des Gerinnungs-Zeitmessers anders als bislang üblich hervorzurufen, und zwar durch eine erste Kugelbewegung, die dadurch hervorgerufen wird, daß das Reagenz in Richtung auf die Kugel bzw. auf die Rotations­ richtung des Meßröhrchens gegeben wird, so daß die Kugel praktisch von hinten angestoßen wird. Durch ihre Schwer­ kraft und durch das Versiegen des Reagenzstromes rollt sie an ihre Position zurück. Dadurch erfolgt, daß bei Abgabe des Reagenzes die Kugel derart in Bewegung gerät, daß daraus ein elektronisches Startsignal erfolgt. Dadurch, daß die Pipetten aber nicht mehr mit einer elektronischen Einrich­ tung z. B. mit einem Kabel und einem Schalter ausgestattet werden müssen, ist ein sehr viel einfacheres Hantieren mit den Pipetten möglich und es ist auch möglich, Einweg-Pipet­ ten, also sterile Pipetten, zu verwenden.

Der gravierende Vorteil des Erfindungsgegenstandes ist somit darin zu suchen, daß künftig der Bediener die nach seinem Dafürhalten am besten geeignete Pipette verwenden kann, ohne dabei auf besonders modifizierte Pipetten zurückgreifen zu müssen. Störungen durch defekte Pipettenkabel und Schalter entfallen gänzlich während des Betriebes. Gleichzeitig ist aber damit eine Erhöhung der Flexibilität im Umgang mit den Pipetten gewährleistet, da, wie bereits erwähnt, der Bedie­ nungsperson während der Arbeit am Gerät keinerlei lästige Kabel mehr den Arbeitsbereich kreuzen.

Bei der Vorrichtung muß eine Korrektur im logischen Ablauf der Elektronik vorgenommen werden, so daß nach der Anwahl des zu startenden Zeitablaufes durch den Bediener die erste Kugelbewegung und damit das erste herbeigeführte Signal zum Start des Zeitmessers verwendet wird. Das darauffolgende zweite Signal und somit die zweite Kugelbewegung beendet die Zeitmessung und der dazwischenliegende Zeitraum zwischen erster und zweiter Kugelbewegung ergibt die exakte Gerinnungs­ zeit.

Die gesamte Vorrichtung kann ausgebildet sein, wie es im deutschen Patent 29 37 195 beschrieben ist. Lediglich der Sensor muß beide Kugelbewegungen abtasten und die erste Kugelbewegung zur Einschaltung des Zeitmessers in der Vor­ richtung verwenden und die zweite Kugelbewegung zur Ab­ schaltung desselben.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen eines Verfahrens und einer entsprechenden Vorrichtung sind durch die Unteran­ sprüche gekennzeichnet.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Fig. 1 und 2 erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Vorrichtung im schematischen Schaubild mit einer elektromagnetischen Erfassungsvorrichtung,

Fig. 2 die Vorrichtung, ebenfalls im schematischen Schau­ bild, mit einer foto-optischen Erfassungsvorrich­ tung als Sensor,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Ver­ fahrens dargestellt. Das Meßröhrchen 1 wird etwa im Winkel von 5° leicht geneigt in die nicht dargestellte Vorrich­ tung zur Zeiterfassung der Koagulationszeit eingesetzt. Diese Vorrichtung wird auch als Koagulometer bezeichnet bzw. für Blutuntersuchungen als Blut-Koagulometer. Das Meß­ röhrchen wird entsprechend dem deutschen Patent 29 37 195 rotierend angetrieben und weist eine im Bodenbereich in einer dort vorgesehen Laufbahn, an vorgegebener Stelle gehal­ tenen und von der Meßröhrchenwandung rotierend bewegbare Kugel 2 auf. Ob nun der Boden mit einer Rinne versehen wird, die die Kugel besser hält und ob zentrisch im Meßröhrchen ein Kegel 10 vorgesehen ist, spielt im vorliegenden Fall keine Rolle. Die Achse 11 des Meßröhrchens 1 weicht vorzugs­ weise um 5° von der Vertikalen ab, um die Kugel in der in Fig. 1 dargestellten Position zu halten. Das Gerätegehäuse ist nur strichpunktiert angeeutet und mit 3 in der Figur be­ zeichnet, das Sichtfenster für die Ablesung der ausgewor­ fenen Zeit mit 30.

Die Elektronik des Gerätes ist nicht dargestellt, sondern lediglich ein Sensor, der als elektromagnetische Erfassungs­ vorrichtung ausgebildet ist, bestehend aus Hallsensor-IC mit elektrischem Ausgang und einem Permanentmagneten 40.

Diesem Sensor 4 ist vorzugsweise eine Stahlkugel 2 zuge­ ordnet. Es besteht aber auch die Möglichkeit, andere Materi­ alien für die Kugel zu wählen bzw. andere Abmessungen der­ selben, als dargestellt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sollen zwei Kugel­ bewegungen vom Sensor erfaßt werden. Die erste erfolgt durch Eingabe des Reagenzes bzw. der Reagenzien durch eine Pipette 5, die in Arbeitsstellung gezeichnet ist. Sie steht vertikal und somit geneigt zur Achse des Meßröhrchens, so daß in der angegebenen Pfeilrichtung A im Grunde also in Drehrichtungs­ sinn (Pfeil B) die Zugabe des Reagenzes erfolgt, wodurch die Kugel in Drehrichtung bewegt wird. Somit wird das Start­ signal gegeben durch Auslösung der Kugelbewegung während der Eingabe des Reagenzes festgehalten und weitergegeben durch den Sensor 4 an die entsprechend aufgebaute Elektronik. Das Startsignal bewirkt die Auslösung für den Zeitmesser in der Elektronik. Um die erste Kugelbewegung exakt hervorzurufen, ist vom Bediener die Pipette 5 so zu halten, daß das aus der Pipettenspitze 50 strömende Reagenz bei dessen Abgabe eine Fließströmung hervorruft, die sich zu der Drehrichtung des Meßröhrchens 1, das auch Küvette genannt wird, addiert. Da­ mit ist sichergestellt, daß die Kugel eine Bewegung in Dreh­ richtung des Meßröhrchens vollzieht und der Magnetsensor 4 (40) einen elektrischen Impuls als Startsignal hervorruft. Ist die Koagulation soweit fortgeschritten, daß dessen Been­ digung sich durch die zweite Kugelbewegung anzeigt, wird das Zählwerk durch diese zweite Kugelbewegung abgeschaltet und wiederum durch den Magnetsensor. Die erste Kugelbewegung ist nur eine relativ kleine Kugelbewegung, die zweite wird grös­ ser sein. Nach der ersten Kugelbewegung läuft die Kugel automatisch nach Versiegen des einströmenden Reagenzes wieder in ihre Ursprungsposition gegenüber dem Sensor 4 zurück. Sie wird erst wieder neu erfaßt, wenn z. B. bei Blut- oder Plasmamessungen die Fibrinfäden sich soweit gebildet haben, daß eine Mitnahme der Kugel ermöglicht ist (siehe DE-PS 29 37 195).

In Fig. 2 ist die elektromagnetische Erfassungsvorrichtung, also der Magnetsensor 4, durch eine foto-optische Vorrich­ tung ersetzt. Auch diese foto-optische Vorrichtung arbeitet im Grunde als Sensor 4. Bei dieser foto-optischen Vorrich­ tung wird unter Zuhilfenahme einer Lichtschranke 41, die allerdings als optische Reflex-Lichtschranke ausgebildet ist, die Lage der Kugel festgestellt. Solange die Kugel durch ihre Schwerkraft in der 5° schräg geneigten Küvette bzw. dem Meßröhrchen 1 placiert ist, erhält man durch Oberflächen­ reflexion an der Stahlkugel ein statisches reflektiertes Helligkeitssignal, das bei Bewegung durch Änderung des Re­ flexionsfaktors seinen Wert dynamisch verändert. Das wiede­ rum hat einen elektrischen Impuls zur Folge, der im Zeit­ meßgerät Z , das in den Fig. 1 und 2 nur schematisch ange­ deutet ist, die Zeitmessung in Gang setzt. Die erste Bewe­ gung wird wiederum durch das Pipettieren in Pfeilrichtung A hervorgerufen, die zweite Bewegung, die wiederum dem Zeit­ meßgerät gemeldet wird, hält die Zeitmessung an. Die in der Zwischenzeit abgelaufene Zeit erscheint auf dem Sichtfenster 30 in bei elektronischen Geräten üblicher Weise.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 zeigt, daß die Möglich­ keit gegeben ist, den elektrischen Impuls, der im Zeitmeß­ gerät Z die Zeitmessung in Gang setzt, noch präziser zu setzen.

Um den Start einer Gerinnungsmessung automatisch mit der Reagenzabgabe durch die Kugelbewegung einzuleiten, kann es zweckmäßig sein, über eine Zielvorrichtung 6 mit Führungs­ ring oder Führungshülse 60 die Pipettenspitze 50 genau über der das Reagenz abzugebenden Stelle zu placieren, derart, daß das startauslösende Reagenz immer an derselben Stelle in die Vorrichtung eingegeben wird. Diese Zielvorrichtung ist auf der Oberfläche 31 des Gerätegehäuses 3 oder einem beliebigen Tisch befestigt durch Verschraubung 9 od. dgl. und trägt an seinem oberen Arm genau in dem angegebenen Winkel von 5° stehend, einen Führungsring oder eine Führungs­ hülse 60, die ihrerseits im oberen Bereich einen Einführ­ trichter 61 haben kann. Diese Führungshülse 60 gewährleistet die vorzugsweise 5°-Abweichung von der Mittelachse des Meß­ röhrchens 1.

Dann nämlich, wenn die Bedienungsperson beobachtet, daß ihr die genaue Placierung der Pipette 5 nur sehr schwer gelingt und es deshalb zu Fehlstarts kommt, kann eine derartige Haltevorrichtung 6 für die Pipette nach Fig. 3 Abhilfe schaffen, so daß es nicht vorkommen kann, daß das Reagenz falsch abgegeben wird, ohne daß das Zeitmeßwerk startet. Mit der Haltevorrichtung 6 ist durch die genaue Placierung der Pipettenspitze 50 erreicht, daß bei Abgabevon Reagenz diese Abgabe sicher zur Deplacierung der Kugel 2 und damit zum Start des Zeitmeßgerätes 2 führt.

Die Ziel- oder Haltevorrichtung, wie sie in Fig. 3 abge­ bildet ist, kann natürlich in Form und Charakter auch anders ausgebildet sein. Der gekrümmte Arm 62 gibt aber dem Führungsring oder der Führungshülse 60 eine genügende Sta­ bilität und demzufolge dem Führungsring oder der Führungs­ hülse 60 die absolute feste Placierung, auch wenn die Pi­ pette 5 eingeführt wird. Ein Wackeln, Schwingen oder Aus­ weichen der Vorrichtung ist nicht möglich. Die Vorrichtung kann aber auch in Form und Charakter anders ausgebildet sein, solange ihre Eigenschaft als Zielvorrichtung 6 beibehalten wird.

Für diese Zielvorrichtung kann zur Herstellung Metall und/ oder Kunststoff Verwendung finden.

Desweiteren kann die Zielvorrichtung mit einem Einführsensor 7 ausgerüstet sein. Dieser kann z. B. auf optischer und/oder mechanischer und/oder elektromechanischer Basis arbeiten mit dem Erfolg, daß die in die Zielvorrichtung 6 geführte Pipette 5 auch zur Indikation für die Startvorbereitung des Zeitmeßwerkes Z verwendet wird. Zu diesem Zweck ist der Sensor 7, der z. B. als in den Bewegungsweg der Pipette ein­ greifende Schaltfeder ausgebildet sein kann, elektrisch mit dem Zeitmeßgerät Z verbunden.

Damit wird zum Start des Zählwerkes des Zeitmeßgerätes Z nur ein solcher Impuls als Startsignal zugelassen, welcher den geschlossenen Schalter 70 durch die eingeführte Pipette 5 passiert. Ein automatisches Starten ohne eingeführte Pi­ pette in die Zielvorrichtung 6 kann somit verhindert werden, was die Störanfälligkeit des Gerätes erheblich vermindert.

Bei mehrkanaligen Vorrichtungen kann es ferner möglich sein und auch erwünscht, daß zusätzlich noch eine Startvorwahl­ taste 8 in die Leitung 71 zwischen dem Einführsensor 7 und dem Zeitmeßgerät Z eingesetzt wird. Diese Taste "Start­ vorwahl" kann vorher gedrückt werden als erstes Signal, das zweite Signal erfolgt dann über den Sensor 7 bei Ein­ führung der Pipette und das dritte Signal dann durch Abgabe des Reagenzes, was dann auf das Zeitmeßgerät Z, und zwar auf dessen Zahlwerk wirkt. Auch die Alternative ist möglich, nur den Schalter 8 als Betätigung kurz vor Einführung der Pi­ pette in die Ziel- oder Haltevorrichtung oder auch einfach direkt in das Meßröhrchen 1 zu betätigen. Das Zeitmeßgerät Z muß selbstverständlich mit dem Sensor 4, der die Bewegung der Kugel abliest, elektrisch verbunden sein über ein oder mehrere Leitungen 42, was nur angedeutet ist.

Der Vorteil dieser alternativen Startvorwahl ist in der Tatsache zu sehen daß die Bedienungsperson direkt vor dem Zeitpunkt der Reagenzabgabe evtl. kein Bedienungselement mehr zu betätigen braucht und deshalb sein gesamtes Augen­ merk auf seine sorgfältige Pipettierung richten kann. Wenn sie aber zur Sensibilisierung der Vorrichtung den Schalter 8 gedrückt hat, z. B. wenn beides vorgesehen ist, und dann nur noch die Pipette einbringen muß in die in Fig. 3 ge­ zeigte Stellung, kann sie sich auch ganz auf die Abgabe des Reagenzes konzentrieren, weil die endgültige Sensibili­ sierung des Gerätes durch den Sensor 7 erfolgt. Der Schalter 8 kann aber auch fortfallen, wenn es genügt, mit dem Sensor 7 allein zu arbeiten.

Wie aus der Beschreibung hervorgeht, ist der Gedanke der Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So sind Variationen denkbar und möglich. Statt eines Magnetsensors oder einer fotoelektronischen Abtastung der Stahlkugel könnten auch andere Systeme angewendet werden, z. B. durch Unterbrechung einer Stromleitung bei Bewegung der Kugel. Die dargestellten Ausführungsbeispiele sind je­ doch vorteilhafter. Außerden ist die Verbindung der Sen­ soren 4 mit dem Zählwerk und wiederum die Verbindung des Zählwerkes mit der Anzeigetafel oder Sichtfenster beliebig gestaltbar. Die angedeuteten Leitungen 42, 43 sind nur sinn­ bildlich zu verstehen. Das Meßröhrchen oder die Küvette soll­ te aus durchsichtigem Material bestehen. Als Pipette kann jede handelsübliche Pipette verwendet werden, die zur Einbringung des Reagenzes geeignet ist, um den Zeit­ messer in Gang zu bringen.

Die offenbarten Merkmale, einzeln und in Kombination, werden, soweit sie gegenüber dem Stand der Technik neu sind, als erfindungswesentlich angesehen.

Claims (16)

1. Verfahren zum Messen der Koagulationszeit von Flüssig­ keiten, insbesondere von Blut oder Plasma, in einem schräg stehenden, rotierend angetriebenen Meßröhrchen, mit darin angeordneter, als Meßindikator dienender Kugel, bei dem in das Substrat im Meßröhrchen durch eine Pipette ein Rea­ genz hineingegeben wird, wodurch gleichzeitig der Zeitmeß­ impuls für einen Zeitmesser gegeben und die Meßzeit durch Ablesen einer Kugelbewegung endbegrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ingangsetzung der Zeitnahme durch eine erste Kugel­ bewegung erfolgt bei Einbringung des Reagenzes in das Meß­ röhrchen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabe des Reagenzes mit Strahlrichtung auf die Kugel erfolgt, wobei bei dessen Abgabe eine Fließströmung hervor­ gerufen wird, die sich zu der Drehbewegung in Drehrichtung des angetriebenen Meßröhrchens (1) addiert.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßröhrchen im spitzen Winkel zur Vertikalen gestellt wird und die Pipette etwa in der Vertikalen stehend gehalten wird, wobei die Pipettenspitze in Drehrichtung des Meßröhr­ chens gesehen vor der Kugel dicht oberhalb derselben liegt.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch Schwerkraft fixier­ ten Stellung der Kugel (2) im Inneren des Meßröhrchens (1) ein Sensor (4) zugeordnet ist, der mit dem Zeitmeßgerät (Z) elektrisch verbunden ist und das Zeitmeßgerät (Z) über den Sensor (4) sowohl ein- als auch ausschaltbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensor ein Magnetsensor (4) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensor eine foto-optische Vorrichtung vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gerinnungsmeßstelle eine Zielvorrichtung (6) zur Führung der Pipette (5) bzw. der Pipettenspitze (50) zuge­ ordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zielvorrichtung (6) mit einer in ihrer Lage fixierte Führungshülse (60) bzw. einen Führungsring od. dgl. aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungshülse (60) bzw. der Führungsring mit einem Einführtrichter (61) versehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zielvorrichtung (6) über einen Haltearm (62) mit dem Gerätegehäuse (3) bzw. einer Oberplatte (31) od. dgl. fest verbunden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der den Führungsring oder die Führungshülse (60) tra­ gende Arm (62) im Winkel geführt ist und an seinem Ende die Halte- oder Zielvorrichtung (6) trägt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Halte- oder Zielvorrichtung (6) den Einführwinkel der Pipette im Verhältnis zum Meßröhrchen bestimmt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zielvorrichtung oder Haltevorrichtung (6) ein Einführsensor für die Pipette zugeordnet ist, der mit dem Zeitmeßgerät verbunden ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Einführsensor auf optischer und/oder mechanischer und/oder elektromechanischer Basis ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Einführsensor (7) als federnder Schalterteil aus­ gebildet ist eines Schalters (70), wobei der Schalterteil im Einführungsweg der Pipette (5) liegt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Leitung (71) zwischen Einführsensor (7) und Zeitmeßgerät (Z) ein Zusatzschalter (8) angeordnet ist, der als Startvorwahl-Schalter oder -Taste ausgebildet ist.