DE3603920A1

DE3603920A1 - Verfahren zur aufzeichnung oder darstellung von durch elektrophorese entstandenen bildern

Info

Publication number: DE3603920A1
Application number: DE19863603920
Authority: DE
Inventors: Nobutaka Hachioji Tokio/Tokyo Kaneko; Hidehiko Yamamoto
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1985-02-07
Filing date: 1986-02-07
Publication date: 1986-08-07
Also published as: DE3603920C2; US4666577A

Description

Verfahren zur Aufzeichnung oder Darstellung von durch Elektrophorese entstandenen Bildern.

Die Erfindung betrifft eine Methode zur Aufzeichnung bzw. Darstellung von durch Elektrophorese entstandenen Bilder der einzelnen Komponenten einer biologischen Probe.

Bei der Elektrophorese wird eine Probe, wie Blutserum, auf einen Träger, z.B. Celluloseacetat-Film, aufgetragen und dann während einer gegebenen Zeit in einem Gefäß der Elektrophorese unterworfen. Darauf wird der Träger gefärbt, entfärbt und schließlich getrocknet. Der Träger wird dann in einen Densitometer enthaltend Decalin (Decahydronaphthalin) eingebracht und die durch Elektrophorese entstehenden Bilder sichtbar gemacht. Diese Bilder werden anschließend mit Hilfe eines Lichtstrahls abgetastet und photoelektrisch ausgewertet.

\aJ In Fig. 1 ist der grundsätzliche Aufbau eines Flektophorese-Densitometers nach dem Stand der Technik dargestellt. Ein Träger, der zuvor angefärbt, entfärbt und getrocknet worden ist, läuft über Zuführungswalzen 2 in einen Photometrieabschnitt 4, in dem der Träger mit Decalin 3 transparent gemacht wird. Der Träger 1 wird mit Hilfe eines Photometers 5 photometriert und dann über Abziehwalzen 6 abgeführt. Das Photometer 5 enthält eine Lichtquelle 5a zur Abgabe eines Lichtstrahls und einen Lichtempfänger 5b, der den durch den Träger 1 gelangten Lichtstrahl aufnimmt. Das Photometer 5 wird in der Abtastrichtung - b senkrecht zu der Laufrichtung a des Trägers 1 bewegt (Fig.2). Auf diese Weise lassen sich die elektrophoretisch ge-

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bildeten Bilder 7 der einzelnen Komponenten auf dem Träger 1 photoelektrisch abtasten und damit in photometrische Signale umsetzen.

Das so erhaltene photometrische Signal wird mit einer entsprechenden Tastperiodendauer digitalisiert. Die so gewonnenen einzelnen Probenwerte aus der Probe, z.B. die prozentualen Anteile von Bestandteilen, werden aus diesen Probenwerten errechnet und auf einem Prüfbericht ausgegedruckt. Auf dem Prüfbericht werden auch die Elektrophorese-Bilder 7 aufgezeichnet. Ist die zu untersuchende Probe Human-Blutserum, so erhält man ein Elektrophorese-Bild 14 (Fig. 3) im Prüfbericht. Dieses Bild zeigt Teilbilder 8 von Pre-Albumin, 9 von Albumin (Alb), 1 von ^-Globulin P^₁-G) , 11 von ^-Globulin P^-G) , 12 von ß-Globulin (ß-G) und 13 von ^-Globulin. Diese Teilbilder werden in der angegebenen Reihenfolge aufgezeichnet.

Bei einem bekannten Verfahren zur Aufzeichnung von Elektrophorese-Bildern 14 auf dem Prüfbericht wird eine vorbestimmte Anzahl von Probenwerten, gezählt vom Startpunkt des mechanischen Abtastens oder einem Punkt, der sich in einem vorbestimmten Abstand dazu befindet, ausschließlich zum Aufbau des Bildes 14 herangezogen. Wird daher der Träger 1 über einen gegen die Längsachse geneigte Bahn zugeführt, ergibt sich ein Elektrophorese-Bild 14B, welches auf dem Prüfbericht 15b (Fig.4B) ausgedruckt ist. Aus dem Fig. 4B erkennt man, daß seine Lage gegenüber dem Elektrophorese-Bild 14A verschoben ist, welches entsprechend Fig. 4A auf dem Prüfbericht 15A gebildet worden ist, wenn der Träger 1 über einen richtigen Weg parallel zur Längsachse eingeführt wird. Möglicherweise wird ein notwendiger Teil des Bildes auf dem Prüfbericht nicht ausgedruckt. Darüber hinaus kann die verschobene Position der Elektrophorese-Bilder auf den Prüfberichten deren einfache und exakte Interpretation nachteilig beeinflussen.

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In einigen Elektrophorese-Vorrichtungen kann man die Zeit der Elektrophorese variieren, um verschiedene Proben zu analysieren oder um die Prozeßgeschwindigkeit einzustellen. In derartigen Vorrichtungen wird die Tastperiodendauer länger oder kürzer, wenn die Elektrophorese-Zeit länger oder kürzer wird, da die Ausdehnung der Elektrophorese-Bilder proportional der Elektrophorese-Zeit ist. Die so erhaltenen Probenwerte werden in üblicher Weise verarbeitet und die Meßwerte und Elektrophorese-Bilder auf einer Prüfberichtskarte ausgedruckt. Da jedoch bei solchen Geräten Bereich und Geschwindigkeit des Abtastens im Densitometer konstant bleiben, unabhängig von der Elektrophorese-Zeit, variiert die Anzahl der Probenwerte aus einem einmaligen Abtasten mit der Elektrophorese-Zeit. Das bedeutet, daß die Anzahl der Probenwerte größer wird, wenn die Elektrophorese-Zeit kürzer ist und die Tastperiodendauer kürzer wird. Wird daher das Elektrophorese-Bild auf dem Prüfbericht durch übliche Verarbeitung der Proben ausgedruckt, so sind die Elektrophorese-Bilder, die auf den Prüfberichten ausgedruckt sind, wie in den Fig. 4A und 4B gezeigt, verschoben, und es kann sogar bei ungünstiger Situation zu einem Fehlen von notwendigen Teilen des Bildes kommen.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Verbesserung des Aufzeichnungsverfahrens für durch Elektrophorese erhaltene Bilder derart^daß selbst dann, wenn der Träger mit einer gewissen Neigung in den Densitometer der Elektrophorese-Vorrichtung eingeführt oder die Elektrophorese-Zeit verändert wird, genaue, vollständige und übersichtliche Aussagen und Darstellungen gewährleistet sind.

Ein diese Aufgabe lösendes Verfahren ist mit seinen Ausgestaltungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht das Signal des Elektrophorese-Bilds aus einer Anzahl von Probenwerten, die durch Sampling/Überfuhren in

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einzelne Probenwerte eines photoelektrischen Signals erhalten worden sind, welches durch photoelektrisches Abtasten der Elektrophorese-Bilder während einer gegebenen Tastperiodendauer gewonnen wurden? ein Probenwert welcher ein Merkmal eines vorbestimmten Teils des Bildes wiedergibt, d.h. ein Mittelpunkt eines Teilbilds von Albumin, wird abgerufen nach einem üblichen Bildverarbeitungsverfahren abgeleitet; eine vorbestimmte Anzahl an Probenwerten wird herausgezogen auf der Basis dieser abgerufenen Abtastprobe wird abgeleiteten Probenwerte und schließlich wird das Elektrophorese-Bild unter Verwendung der herausgezogenen Probenwerte aufgezeichnet.

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Elektrophorese-Ausdehnungslänge, über welche sich die Elektrophorese-Bilder erstrecken, ermittelt und die Tastperiodendauer entsprechend der Elektrophorese-Ausdehnungslänge bestimmt.

Weiter ist es vorteilhaft, einzelne Meßwerte aus den herangezogene Probenwerten zu berechnen und sie dann mit den Normalwerten zu vergleichen. Liegen die gemessenen Werte eines bestimmten Bestandteils der zu untersuchenden Probe außerhalb eines Normalbereichs, so wird im Prüfbericht bei einem Bildteil eine entsprechende Markierung für einen abnormalen Wert ausgedruckt. Bevorzugt soll diese Markierung eine solche Form haben, daß sie anzuzeigen vermag, in welcher Richtung der Meßwert gegenüber dem Normalwert abweicht.

Zumindest ein Teil eines Elektrophorese-Bildes wird in der gewünschten Vergrößerung oder Größe ausgedruckt.

j7> Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens sind anhand einer Zeichnung näher erläutert, in der zeigt:

Fig. 5 ein Blockschema des Aufbaus einer Vorrichtung

zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

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Fig. 6 anhand eines FließSchemas die Durchführung des

erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 7 ein Elektrophorese-Bild, anhand dessen das Aufzeichnungsverfahren erläutert ist;

Fig. 8 einen Prüfbericht , auf dem das erfindungsgemäß erhaltene Elektrophorese-Bild ausgedruckt ist;

Fig. 9 ein Elektrophorese-Bild einer weiteren Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 10 ein Prüfbericht mit ausgedrucktem Elektrophorese-Bild;

Fig. HA bis HE verschiedene Markierungen für nicht-übliche oder abnormale Werte;

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht eines Druckers;

Fig. 13 einen Prüfbericht mit einem Elektrophorese-Bild, das nach einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erhalten wurde;

Fig. 14 drei Elektrophorese-Bilder unterschiedlicher Vergrößerungen;

Fig. 15 Einzelheiten zur Arbeitsweise des Druckers;

Fig. 16 ein Fließbild zum Arbeitsablauf des Druckers; und

Fig. 17A bis 17C weitere Elektrophorese-Bilder auf Prüfberichten .

Die Fig. 5 zeigt in einem Blockschema den Aufbau einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, z.B. zur Bestimmung der einzelnen Proteine in Human-Serumproben. Eine (oder mehrere) Gruppe(n) von Elektrophorese-Bildern von einer (oder mehreren) Serumprobe(n) wird (werden) auf einem Träger 21 gebildet und photoelektrisch abgetastet mit einem Densitometer, das eine Lichtquelle 22 und einen Lichtempfänger 23 enthält. Der Aufbau des Densitometers selbst entspricht dem üblicher Densitometer, wie er beispielsweise in Fig. 1 darge-

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stellt ist. Lichtquelle 22 und Empfänger 23 bewegen sich in Abtastrichtung relativ zum Träger 21 mit konstanter Geschwindigkeit, z.B. 8 mm/s. Das photoelektrische Ausgangssignal des Empfängers 23 wird mit einem Verstärker 24 logarithmisch verstärkt und in ein Signal umgesetzt, welches der Lichtabsorption des Elektrophorese-Bildes entspricht, d.h. den Teilbildern der einzelnen Proteinarten. Daher wird im folgenden dieses Signal als Elektrophorese-Signal bezeichnet. Aus dem umgesetzten Elektrophorese-Signal werden einzelne Probenwerte gewonnen und digitalisiert mit Hilfe eines A/D-Umsetzers 25 synchron mit Taktschritten mit einer Wiederholzeit entsprechend einer Tastperiode, welche den Analysebedingungen, wie der Elektrophorese-Zeit, entsprechen. Bei dieser Ausfuhrungsform wird die Tastperiodenzeit zur Gewinnung eines Einzelwertes auf 12 ms festgesetzt und die Elektrophorese-Zeit auf 40 min. Die so erhaltenen Digital-Einzelwerte werden in einem Speicher 27 einer Datenverarbeitungsanlage 26 abgelegt. Die Anlage umfaßt auch eine Tastatur 30 und ein Sicherheitsgerät 31 für die Eingabe und überwachung von Befehlen, Daten und Bildern.

Bei dieser Ausführungsform werden die Probenwerte im Speicher 27 geglättet und einer automatischen Nullpur.ktkorrektur unterworfen, um Schwankungen einer Grundlinie aufgrund von Schwankungen der Lichtintensität auszuschalten. Dann wirq ein vorbestimmtes Merkmal der Elektrophorese-Bilder abgerufen, um einen Bezugspunkt in den Elektrophorese-Bildern zu finden. Im allgemeinen wird ein Peak eines Teilbildes des Albumins, das im allgemeinen den maximalen Peak zeigt, als Bezugspunkt festgesetzt. Als nächstes wird eine vorbestimmte Anzahl von Probenwerten aus dem Speicher 27, bezogen auf den abgerufenen Bezugspunkt/ ausgewählt. Bei dieser Ausführungsform werden 100 Probenwerte, einschließlich des am Bezugspunkts auf der einen Seite des Bezugspunkts ausgewählt, d.h. dem Peak des Albuminfraktions-Bildes, und 250 Probenwerte auf der anderen Seite. Auf diese Weise werden insgesamt 350 Proben aus den im Speicher 27 auf der Basis des Bezugspunkts in den Elektrophorese-Teilbildern vollständig abgerufen.

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Das Heranziehen der Probenwerte kann auf verschiedene Weise geschehen. Hier wurde folgende Vorgangsweise angewandt: Wie aus Fig. 6 zu entnehmen ist, befindet sich zuerst ein Probenwert mit dem Maximalwert D_M unter den im Speicher 27 abgelegten Probenwerten A. Es wird ein Grenzwert mit einer Amplitude, entsprechend 1/16 des Maximalwertes D abgeleitet B. Anschließend werden die Probenwerte hintereinander mit dem Grenzwert D_M/16 (Fig. 7) an jeder Seite eines Pre-Albumins verglichen und ein erster Peak, der den Grenzwert übersteigt, wird als der Peak des Teilbildes für Albumin Alb ermittelt und der Peakpunkt P-, wird als Bezugspunkt bestimmt. Der Grenzwert D /16 wurde experimental dadurch bestimmt, daß der Peakpunkt P-. von Albumin unter den unterschiedlichen Bedingungen der Serumprobe als erster Peakpunkt bestimmt werden kann. Der Grenzwert ist nicht auf D /16 begrenzt, sondern kann jeden gewünschten Wert haben.

Sobald der Peakpunkt P des Teilbildes von Albumin als Bezugspunkt feststeht, werden 100 Probenwerte auf der Seite des Pre-Albumins vom Bezugspunkt P und 250 Proben auf der Seite des ^"-Globulins aus den gesamten im Speicher 27 abgelegten Probenwerten abgerufen. Diese 350 abgerufenen Probenwerte auf der Basis des Peakpunkts P des Albumin-Teilbildes werden für die Bestimmung des Teilpunkts und die Berechnung des Prozentanteils und Verhältnisses von Albumin zu Globulin (A/G) herangezogen. Die Meßergebnisse dieses Verfahrens sind in einem externen Speichermedium, z.B. einer Diskette 28 abgelegt. Anschließend werden auf Befehle aus der Zentraleinheit 26 die berechneten Prozentanteile und das Verhältnis A/G an der bestimmten Stelle des Versuchsberichts 42 (Fig. 4) mit Hilfe eines Druckers 29 ausgedruckt.

Dann wird ein Elektrophorese-Bild 33 an einer gegebenen Stelle des Prüfberichts 32 aufgrund der abgerufenen 350 Probenwerte aufgezeichnet. Schließlich wird die automatische Meßspanne ("auto-span") eingerichtet, so daß der Maximalwert D eine vorbestimmte Länge im Prüfbericht 3 2 besitzt.

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Da die für die Aufzeichnung des Elektrophorese-Bildes nach der Erfindung verwendeten Probenwerte auf der Basis eines Bezugspunkts von Teilbildern ausgewählt werden, z.B. dem Peakpunkt von Albumin, und das Elektrophorese-Bild auf dem Prüfbericht in der Weise ausgedruckt wird, daß der Peakpunkt des Albuminfraktionsbildes mit der vorbestimmten Stelle im Prüfbericht zusammenfällt, ist gewährleistet, daß die Elektrophorese-Bilder immer an der gleichen Stelle des Prüfberichts aufgezeichnet werden und daß alle nötigen Bilder ohne Verluste ausgedruckt sind, selbst wenn der Träger 21 in das Densitometer schräg einläuft .

Die Erfindung ermöglicht es auch, das Elektrophorese-Bild selbst dann an der richtigen Stelle des Prüfberichts aufzuzeichnen, wenn die Elektrophorese-Zeit in Abhängigkeit von der Art der zum Versuch an den Proben und der Arbeitsgeschwindigkeit variiert. Nach einer Ausführungsform des Verfahrens wird das auf dem Träger gebildete Elektrophorese-Bild ein erstes Mal abgetastet und eine Elektrophorese-Probenwert mit einer Bezugs-Tastperiodendauer, z.B. 12 ms, gewonnenen, um eine Anzahl von Probenwerten zu erhalten. Dann werden die Probenwerte mit einem vorbestimmten Grenzwert (Fig. 9) zur Ermittlung der Expansionslänge L der Elektrophorese, in der Probenwerte den Grenzwert übersteigen, verglichen. Daraufhin wird das Elektrophorese-Bild nochmals photoelektrisch abgetastet und photoelektrische Probenwerte mit einer der Expansionslänge L entsprechenden Tastperiodendauer abgetastet. So kann z.B. die Tastperiodendauer in Beziehung zu der Expansionslänge L bestimmt werden. Eine Anzahl so erhaltener Probenwerte wird ebenso verarbeitet wie bei der obigen Ausführungsform, um eine vorbestimmte Anzahl von Probenwerten innerhalb eines gegebenen Bereichs auf der Basis eines Bezugspunktes in dem Elektrophorese-Bild abzurufen. Die erforderlichen weiteren Bestimmungen werden an den abgerufenen Proben vorgenommen. Schließlich werden die gemessenen Werte und das Elektrophorese-Bild auf dem Prüfbericht aufgezeichnet.

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Die Tastperiodendauer R, in Abhängigkeit von der Elektrophorese-Expansionslänge L, läßt sich aus folgender Gleichung bestimmen:

R = L/(m * s) ,

worin m die Anzahl der Probenwerte innerhalb von L ist und s die Abtastgeschwindigkeit des Trägers bedeutet. Bei dieser Ausführungsform ist m auf 250 und s auf 8 mm/s festgesetzt.

Aus folgender Tabelle geht die Abtastperiodendauer R, bestimmt aus der Länge L, hervor.

Elektrophorese- Zeit	min	Elektrophorese- Länge L	mm	Tastperioden dauer R	ms
40	min	30	mm	15	ms
30	24	12

Auf diese Weise läßt sich auch bei dieser Ausführungsform das Elektrophorese-Bild an der richtigen Stelle des Prüfberichts in exakter und zuverlässiger Weise aufzeichnen, auch wenn die Länge L variiert. Darüberhinaus sind alle notwendigen Probenwerte auf dem Prüfbericht aufgezeichnet, so daß die Diagnose einfach und exakt aufgrund der gemessenen Werte und des Elektrophorese-Bildes vorgenommen werden kann.

Dieses Verfahren ist verschiedenen Abwandlungen zugänglich. So läßt sich als Bezugspunkt der Peakpunkt des Teilbildes vom Albumin aber auch von einer beliebigen anderen Komponente, z.B.

P* -Globulin oder CC -Globulin, heranziehen. Auch in diesem Fall ist der Peakpunkt eines gegebenen Teilbildes, nachdem der Maximalwert D bestimmt ist, gegenüber den folgenden Probenwerten mit dem Grenzwert, z.B. D /16, zu bestimmen, worauf die Anzahl der bestimmten Peaks gezählt wird. Die Anzahl der gegenüber dem Bezugspunkt abgerufenen Probenwerte kann jeden beliebigen Wert annehmen und die Anzahl der Probenwerte, die

BAD ORIGINAL

7*5

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für die entsprechenden Seiten des Bezugspunkts abgerufen werden sollen, können ausgewählt werden im Hinblick auf die Lage des Bezugspunkts in den Elektrophorese-Bildern.

Wie in Fig. 4A gezeigt ist, sind im Prüfbericht 15 im allgemeinen die gemessenen Werte der Fraktions-Prozentanteile und das Elektrophorese-Bild in getrennten Bereichen ausgedruckt. Die Standard-Fraktions-Prozentanteile geben den üblichen Bereich für die entsprechenden Untersuchungen an und sind im Prüfbericht angegeben. Diese Standardwerte können in eine Datenverarbeitungseinrichtung mit Hilfe der Tastatur und des Monitors eingegeben werden. Prinzipiell läßt sich eine Krankheit aus der Form des Elektrophorese-Bilds ablesen oder detaillierte Analysen auf die Krankheit können durch zusätzliche überprüfung vorgenommen werden, welche Fraktions-Prozentanteile der einzelnen Proteine innerhalb oder außerhalb des Normalbereichs liegen. Zur Unterstützung dieser Prüfung wird jeder gemessene Wert mit dem entsprechenden Normalbereich verglichen und wenn der Meßwert unter dem Minimalwert bzw. über dem Maximalwert liegt, so wird dies durch L (unter) bzw. H (über) dem Normalbereich in der Kolonne "Abweichung" in Fig. 4A und Fig. 10 angegeben. Diese Bewertung wird automatisch in der Datenverarbeitungsanlage vorgenommen und stellt ein vorteilhaftes Hilfsmittel für den Arzt dar. Bei dem üblichen Prüfbericht wird diese Bewertung jedoch getrennt von dem Elektrophorese-Bild ausgedruckt, was unpraktisch ist, wenn man die Bewertung und die Elektrophorese-Bilder miteinander in Beziehung bringen will. Aufgrund dieser Tatsache war nicht auszuschließen, daß von den üblichen Werten abweichende Werte übersehen und Messungen, die solche Abweichungen zeigen, mißverstanden werden. Dies konnte zu einer schweren Fehldiagnose führen.

Um diesen Nachteilen zu begegnen, kann man Markierungen für derartige Abweichungen in Teilbildern vornehmen, in denen die Fraktionsanteile außerhalb des Normalbereichs liegen. Bevorzugt wird eine Markierung derart vorgenommen, daß sie zusätzlich

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angibt, ob der entsprechende Fraktionanteil niederer als der Minimalwert oder höher als der Maximalwert des Normalbereichs liegt.

Ein solches Verfahren mit der zusätzlichen Aufzeichnung von Erkennungsmarkierungen für abweichende Werte in den Elektrophorese-Bildern wird nun anhand der Fig. 5 bis 10 näher erläutert. Der die Elektrophorese-Bilder tragende Träger 21 tritt in das Densitometer ein und die Elektrophorese-Bilder werden mit Hilfe der Lichtquelle 22 und des Empfängers 23 photoelektrisch abgetastet. Das photoelektrische Ausgangssignal des Empfängers 23 wird in dem logarithmischen Verstärker 24 und dem A/D-ümsetzer 25 weiterverarbeitet und schließlich eine Anzahl von digitalen Probenwerten gewonnen. Die digitalen Probenwerte werden im Speicher 27 einer angeschlossenen Datenverarbeitungsanlage 26 abgelegt. Die Probenwerte werden dann wie in den oben besprochenen Ausführungsformen weiterverarbeitet und eine vorbestimmte Anzahl von Probenwerten im Hinblick auf den Bezugspunkt der Elektrophorese-Bilder herausgezogen.

Die einzelnen Werte für den Normalbereich von Gesamtprotein (T.P), für das Verhältnis Albumin zu Globulin (A/G) und die Anteile an Albumin sowie der einzelnen Globuline werden auf der Diskette 28 mit Hilfe der Tastatur 30 und des Monitors 31 eingegeben. Folgende Tabelle gibt Normalbereiche an:

Normalbereich L H

T.P 3,68 8,32 g/dl

A/G

AlB

ß-G

3,68	8,32
1,03	1,83
68,5	73,5
2,3	5,2
2,1	4,8
5,7	9,2
8,3	13,8

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Aus den abgerufenen Probenwerten werden einzelne Werte zwischen den Fraktionsbildern und den Fraktionsanteilen und A/G berechnet.

Die so errechneten Werte werden in den entsprechenden Spalten des Prüfberichts 41 mit Hilfe des Druckers 29 (Fig. 10) ausgedruckt. Auf dem Prüfbericht 41 sind auch die Normalwerte und die Abweichung ausgedruckt. Das Elektrophorese-Bild 42 wird auf dem Prüfbericht 41 in der auto-span-Art derart ausgedruckt, daß der Peak des Teilbildes von Albumin eine vorbestimmte maximale Höhe besitzt. Nach dieser Ausgestaltungsform des Verfahrens finden sich noch die Markierungen 43 und zwar nach oben bzw. nach unten gerichteten Pfeile auf dem Prüfbericht, die einen Hinweis auf die Abweichung vom Normalwert geben. Wenn ein Wert einer Substanz unter dem üblichen Minimalwert liegt, wird ein nach unten gerichteter Pfeil im Fraktionsbild der entsprechenden Komponente gedruckt. Sinngemäß das gleiche gilt bei einer Abweichung nach oben. Bei dem dargestellten Bild ist der Wert für Albumin Alb zu gering und die Werte für Oi -Globulin und ^-Globulin zu hoch. Aus der Richtung des Pfeils ersieht der Arzt in einfacher und sicherer Weise die Richtung der Abweichung im Elektrophorese-Bild auf den Prüfbericht 41. Damit ist die Möglichkeit des Ignorierens einer Abweichung oder einer Verwechslung der Komponenten, die eine Abweichung zeigen, praktisch ausgeschaltet, gleichbedeutend mit der Vermeidung einer Fehldiagnose.

Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens können die Normalwerte in g/dl ausgedruckt werden durch Multiplizieren mit dem prozentualen Anteil an Gesamtprotein (T.P) . Wenn eine oder mehrere Komponente(n) der Probe nicht bestimmt werden, können die Normalbereiche dafür mit 0,0 bis 0,0 angesetzt werden. Damit wird das Ausdrucken unerwünschter Markierungen vermieden. Die Lage der Markierungen einer Abweichung kann in dem Elektrophorese-Bild 42 beliebig gewählt werden. So lassen sich z.B. die Markierungen 43 über dem Elektrophorese-Bild 41 in der Nähe

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der entsprechenden Peaks (Fig. 7A) drucken. Der nach unten gerichtete Pfeil kann über dem Bild 41 an dem entsprechenden Peak und der nach oben gerichtete Pfeil im Bild unterhalb des entsprechenden Peaks erscheinen (Fig. HB). Wie in Fig. HC gezeigt, können sich die beiden Pfeile unterhalb des Bildes befinden. In der Fig. HD finden sich anstelle der Pfeile Dreiecke mit der Spitze nach oben bzw. nach unten entsprechend der Abweichung (analog Fig. llA). Es ist darüber hinaus auch noch möglich, nur die Abweichung nicht jedoch die Richtung anzuzeigen. Ein solcher Fall ist in der Fig. 7E dargestellt. Das überschreiten des Normalbereichs wird durch Schraffur angedeutet.

Wie oben ausgeführt, wird das Elektrophorese-Bild auf dem Prüfbericht mit Hilfe des Druckers 29 (Fig. 5) ausgedruckt. Die Arbeitsweise des Druckers wird durch die Datenverarbeitungsanlage 26 gesteuert. Üblicherweise wird die auto-span-Steuerung so vorgenommen, daß die Höhe des Teilbildes für Albumin einer vorbestimmten Maximalhöhe gleich gemacht wird. Es ist daher unmöglich, die Größe des Elektrophorese-Bildes beliebig zu verändern.

Eine Krankheit kann diagnostiziert werden aus der Form des Elektrophorese-Bildes. Da jedoch die Größe des Elektrophorese-Bildes nicht beliebig geändert werden kann, ist es eher schwierig oder zumindest unpraktisch, eine Diagnose aus der Form eines solchen Elektrophorese-Bildes zu stellen. Ist beispielsweise der Albumingehalt einer Blutserumprobe außerordentlich hoch, so werden die Teilbilder der restlichen Globuline sehr klein, so daß die Form dieser Teilbilder nicht genau erkennbar und damit eine exakte Diagnose nicht zu stellen ist.

Dieses Problem kann dadurch ververmieden werden, daß der Drucker zur Änderung der Größe des Elektrophorese- Bildes auf dem Prüfbericht entsprechend gesteuert wird. Eine solche Ausführungsform wird im folgenden erläutert.

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Das durch Abtasten des die Elektrophorese-Bilder tragenden Trägers erhaltene photoelektrische Signal wird, wie oben beschrieben, verarbeitet und eine vorbestimmte Angabe an digitalen Probenwerten erhalten. Dann werden die Fraktionspunkte zwischen den Teilbildern bestimmt und die Anteile an Albumin, OC^-, Of₂"/ ß- und ^-Globulin und das Verhältnis von Albumin zu Globulin errechnet und in der Diskette 28 gespeichert. Um nun das Elektrophorese-Bild auf dem Prüfbericht auszudrucken, werden die Proben einem auto-span unterzogen, um auf diese Weise normierte Proben zu erhalten, damit der Maximalwert in einen vorbestimmten Wert von z.B. 12 bits umgesetzt wird. Diese normierten Proben werden dann auf der Diskette 2 8 abgespeichert .

Um nun nach dieser Ausf ührungs form die aufjder Diskette 28 abgespeicherten Meßwerte in den entsprechenden Spalten des Prüfberichts auszudrucken und zumindest einen Teil des Elektrophorese-Bildes zu drucken, welches aus den normierten Proben in vergrößertem oder verkleinertem Maßstab auf dem Prüfbericht erscheinen soll, werden die erforderlichen Befehle zur Darstellung auf der Diskette 28 mit Hilfe der Tastatur 30 und des Monitors 31 eingegeben und abgespeichert. Als Drucker 29 eignet sich ein solcher für Bild oder Schrift. Bei dieser Ausführungsform ist der Drucker 29 ein 8 bit-Thermodrucker mit Friktionseinzug, wie er in der Fig. 12 gezeigt ist. Es wird auf dem Prüfbericht 51 oben eine Markierung 52 (TOF), wie in Fig. 13 ersichtlich, vorgesehen.

Der in Fig. 12 dargestellte Thermodrucker 29 weist einen Sensor 50 für die (TOF) Markierung 51 am Prüfbericht 51 eine Papierrolle 53 und einen Heizkopf 54 mit einer Anordnung von Heizpunkten in einer Dichte von nämlich 6 Punkten/mm auf. Durch qesteuertes Ein- oder Ausschalten des Heizkopfs können in einem vorbestimmten Bereich 51a auf dem Prüfbericht 51 entsprechende Daten und Bilder gedruckt werden. Der Drucker wird durch die Datenverarbeitungsanlage 26 angesteuert, und zwar für den

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Papiereinzug entsprechend dem Auftreten des TOF-Codes. Der Papiervorschub wird dann zeitlich unterbrochen, wenn die TOF-Markiefung 52 vom Sensor 50 wahrgenommen wird. Dann wird das Ausdrucken der gemessenen Werte in den entsprechenden Spalten des Prüfberichts 51 und die Förderung des Prüfberichts am Heizkopf 54 vorbei durch und die Datenverarbeitungsanlage 26 gesteuert. Die Stellung des Prüfberichts 51 relativ zum Heizkopf 54 kann durch Änderung der relativen Position des Sensors 50 und des Heizkopfs 54 jeder beliebigen Abweichung in der Stellung der TOF-Markierung 52 und der bedruckten Spalte des Prüfberichts 51 und dem Papierwechsel variiert werden. Durch diese Veränderungen in der Position kann es vorkommen, daß die gemessenen Werte nicht genau in den entsprechenden Spalten erscheinen. Um solche Abweichungen zu kompensieren, werden TOF-Korrekturdaten als Darstellungsbefehl eingegeben und auf der Diskette 28 abgelegt.

Ein Beispiel für Darstellungsbefehle zur Steuerung des Druckers 29 gibt folgende Tabelle:

Druckzelle, Ziffer

T.P A/G ALB

OC -G ß-G

Patient Datum

Nr.

Probe Nr. Probe ID Nr. Kommentar Bild Vergrößerung TOF Korrektur

8,	3
9,	5
10,	3
11,	3
12,	3
13,	3
14,	3
1,	1
2,	1
3,	1
4,	1
5,	1
6,	1
20,	10
10/83

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In obiger Tabelle zeigt "5" der TOF-Korrektur an, daß nach TOF der Prüfbericht 51 um fünf Punkte eingezogen werden muß, um die relative Abweichung der Stellung zwischen dem Prüfbericht 51 und dem Heizkopf 54 einzustellen. Dann werden die gemessenen Werte exakt in den entsprechenden Spalten gedruckt. Der Wert "10/83" bei der Vergrößerung gibt die Standard-Längsvergrößerung des Elektrophorese-Bildes, welches auf dem Prüfbericht einzudrucken ist, an. Das heißt, wenn der Vergrößerungsbefehl 10/83 heißt, wird ein Elektrophorese-Bild P mit einer Standard-Vergrößerung oder Größe auf dem Bereich 51a des Prüfberichts 51 (Fig. 13) gedruckt. Wird ein Vergrößerungsbefehl für einen größeren oder kleineren Wert als 10/83 gegeben, ist es möglich, das Elektrophorese-Bild P₁ oder P_ mit kleinerer oder größerer Größe zu drucken (Fig. 14).

Im folgenden wird nun das Verfahren zur Aufzeichnung des Elektrophorese-Bildes auf dem Prüfbericht erläutert. Zuerst werden die auf der Diskette 28 abgelegten normierten Probenwerten ausgelesen und im Speicher 27 abgelegt. Dann werden die normierten Proben entsprechend dem Vergrößerungsbefehl verstärkt. Es wird nun angenommen, daß vier verstärkte Proben Dl bis D4 0, 3, 2 bzw. 0 sind. In diesem Fall kann - wenn der Heizkopf 54 nur an den mit © bezeichneten Punkten (Fig. 15), die die Punktverteilung auf dem Prüfbericht 51 zeigt, druckt kein ununterbrochenes Elektrophorese-Bild aufgezeichnet werden. Um ein ununterbrochenes Elektrophorese-Bild aufzuzeichnen, ist bei dieser Ausführungsform eine Interpolation derart notwendig, daß auch die mit © bezeichneten Punkte drucken. Eine derartige Interpolation ist allgemein bekannt und braucht daher hier nicht näher erläutert zu werden.

Nach vollständiger Interpolation und Ablegen der erforderlichen Daten im Speicher 27 wird der Prüfbericht 51 Punkt für Punkt eingezogen und gleichzeitig die Punkte a bis d des Heizkopfs des Druckers 29 in Übereinstimmung mit den aus dem Speicher mit Hilfe der Datenverarbeitungsanlage 26 ausgelesenen Daten

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gesteuert. In dem in Fig.15 gezeigten Beispiel, wenn der Heizkopf 54 sich an der Zeile L4 befindet, bleiben alle Punkte a bis d außer Betrieb. In der nächsten Zeile L3 werden gleichzeitig die Punkte a, b und c und in der Zeile L2 die Punkte a, c und d in Betrieb gesetzt. Bei der nächsten Zeile Ll arbeiten die Punkte a und d und an einer Grundzeile LO die Punkte a und d. Auf diese Weise läßt sich ein ununterbrochenes Elektrophorese-Bild drucken.

Wie oben darauf hingewiesen, ist es auf diese Weise möglich, das Elektrophorese-Bild mit der gewünschten Vergrößerung oder Größe zu drucken und maxiamale Auflösung des Druckers 29 erreicht man durch Verstärken der normierten Proben, die auf der Diskette 28 gespeichert sind, mit Hilfe des Vergrößerungsbefehls und der Interpolation.

Fig. 16 zeigt ein Verfahrensschema aufeinanderfolgender Verfahrensstufen nach der Erfindung. Ausgehend von A werden die Daten des abgetasteten Elektrophorese-Bildes im Speicher 27 abgelegt( Stufe B); diese werden geglättet, die Nullpunktkorrektur vorgenommen, der Teilpunkt bestimmt und die Berechnung der Fraktionsprozente im auto span-Mode vorgenommen (Stufe C). In der Verfahrensstufe D gelangen die aufbereiteten Daten auf die Diskette 28 und in der Verfahrensstufe E wird der Druckbefehl erteilt. Es erfolgt nun - über Y - in der Stufe F der Ausdruck der gemessenen Daten, wie T.P und A/G sowie der patientenbezogenen Daten. In der Verfahrensstufe G werden die Daten aus der Diskette 28 in den Speicher 27 überführt, wenn das Druck-Feld angegeben ist, und entsprechend dem Vergrößerungsbefehl verstärkt. In der Verfahrensstufe H wird durch Interpolation für einen kontinuierlichen Bildausdruck gesorgt. In der Verfahrensstufe I wird der Prüfbericht Punkt für Punkt in Bezug zum Standardpunkt eingezogen und die entsprechenden Daten an der entsprechenden Stelle gedruckt. Nach dem Datenende J ist schließlich der Vorgang beendet K.

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Bei der obigen Ausführungsform des Verfahrens wird Größe oder Vergrößerung des Elektrophorese-Bildes nur in vertikaler Richtung einstellbar gemacht, jedoch ist eine solche Veränderung in horizontaler und/oder vertikaler Richtung möglich. Es ist jedoch auch möglich, einen ausgewählten Teil des Elektrophorese-Bildes im Prüfbericht auszudrucken, wie in Fig. 17A bis 17B angedeutet. Der gewünschte Bildteil kann in beliebiger Größe oder Vergrößerung gedruckt werden. Ein Teil des Bildes kann mit gegenüber dem restlichen Bild unterschiedlichem Vergrößerungsfaktor gedruckt werden. Das Elektrophorese-Bild P_n kann eine Standardvergroßerung haben und ein weiteres Bild P eines Teils des Bildes P_n gleichzeitig in einem größeren oder kleineren Maßstab ausgedruckt werden, wie dies in Fig. 17C angedeutet ist. Bevorzugt erfolgt die Darstellung des Elektrophorese-Bildes mit Standardvergroßerung auf dem Monitor 31. Dazu werden die Darstellungsbefehle für die Angabe der Position und Vergrößerung des zu druckenden Bildes mit Hilfe der Tastatur 30 eingegeben.

Grundsätzlich kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren das Elektrophorese-Bild nicht nur auf einem Prüfbericht ausgedruckt sondern auch auf einem Monitor-Schirm sichtbar gemacht werden.

Claims

Patentansprüche :

1. Verfahren zur Aufzeichnung oder Darstellung eines durch Elektrophorese erhaltenen Bildes von in einer Probe enthaltenen Bestandteilen auf einem Prüfbericht bzw. einem Bildschirm, bei dem ein auf einem Träger befindliches Elektrophorese-Muster photoelektrisch abgetastet ist, aus dem dabei gewonnenen Bildsignal digitalisierte Probenwerte herausgezogen und aus diesen ein Elektrophore-Bild auf dem Prüfbericht gebildet wird dadurch gekennzeichnet , daß man

(a) die Probenwerte zur Bestimmung eines vorbestimmten Bezugspunktes verarbeitet,

(b) einen gegebenen Teil der Probenwerte des Bildsignals auf der Basis des Bezugspunktes abruft und

(c) das Elektrophorese-Bild entsprechend dem abgerufenen Teil der Probenwerte aufzeichnet bzw. darstellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , daß man in der Verfahrensstufe (a) das Bildsignal mit einer Tastperiodendauer für eine Anzahl von Probenwerten digitalisiert, die maximale Amplitude aller Probenwerte bestimmt und die Lage eines Bezugsprobenwertes gegenüber der maximalen Amplitude des Bezugspunkts in dem Bild bestimmt, für die Verfahrensstufe (b) eine vorbestimmte Anzahl von Probenwerten entsprechend dem Bezugsprobewert abruft, und für die Verfahrensstufe (c) zur Aufzeichnung bzw. Darstellung des Bildes die vorbestimmte Anzahl der Probenwerte abruft.

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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß man zur Bestimmung der Lage der Bezugsprobewerte alle Probenwerte mit einem vorbestimmten Anteil der maximalen Amplitude vergleicht, um eine Vielzahl von Peaks zu erhalten, und einen Probewert bestimmt, der einen vorbestimmten Peak entsprechend dem Bezugsprobenwert hat.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der vorbestimmte Anteil der maximalen Amplitude so bestimmt wird, daß er den Peakwert eines Pre-Albumins übersteigt.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß man eine vorbestimmte Tastperiodenzeit festlegt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß man die Tastperiodenzeit im Hinblick auf die Elektrophorese-Zeit festlegt.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Tastperiodendauer in Abhängigkeit von der Elektrophorese-Zeit festgelegt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Bildsignal mit einer zuerst festgelegten Tastperiodendauer für eine erste Gruppe von Probenwerten digitalisiert wird, diese erste Gruppe von Probenwerten mit einem Grenzwert zur Bestimmung der Elektrophorese-Expansionslänge (L) verglichen und das Bildsignal neuerlich mit einer zweiten Tastperiodendauer digitalisiert wird, die von der Elektrophorese-Expansionslänge abhängt, um eine zweite Gruppe von Probenwerten zu erhalten.

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9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß man die zweite Tastperiodendauer R aus der Gleichung

R = L/(m"s)

bestimmt, worin m die Anzahl der Probenwerten in der Elektrophorese-Expansionslänge L und s die Geschwindigkeit der photoelektrischen Abtastung des auf dem Träger befindlichen Elektrophorese-Musters ist.

10. Verfahren nach Anspruch 1,

gekennzeichnet durch folgende weitere Verfahrensstufen :

(d) Errechnung der analysierten Anteile der in der Probe erhaltenen Bestandteile,

(e) Vergleich der analysierten Anteile mit dem Normalgehalt an diesen Bestandteilen und

(f) Ausdrucken bzw. Darstellen einer Abweichung in unmittelbarer Nähe des Elektrophorese-Bildes auf dem Prüfbericht bzw. dem Bildschirm, wenn ein analysierter Anteil eines Bestandteils außerhalb des Normalbereichs dieses Bestandteils liegt.

11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet , daß man in der Verfahrensstufe (d) Fraktionspunkte von Teilbildern des Elektrophorese-Bildes bestimmt und dann die prozentualen Anteile dieser Teilbilder als analysierte Anteile berechnet.

12. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet , daß nach der Verfahrensstufe (d) die Fraktionskonzentrationen (in g/dl) auch den prozentualen Anteilen und eines getrennt bestimmten Wertes an Gesamtprotein errechnet werden.

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13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß ein analysierter Anteil verglichen wird mit den Maximal- und Minimalwerten eines Normalbereichs, worauf die Markierung eines abweichenden Wertes mit einer solche Form vorgenommen wird, daß diese erkennen läßt, ob der analysierte Wert über dem Maximalwert oder unter dem Minimalwert liegt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß diese Markierung Pfeil- oder Dreiecksform hat.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet , daß man diese Markierung in unmittelbarer Nähe des Peakpunkts des entsprechenden Elektrophorese-Bildes druckt.

16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man das Elektrophorese-Bild, zumindest einen Teil des Bildes, vergrößert oder verkleinert gegenüber einer Standardvergrößerung auf dem Prüfbericht druckt bzw. auf dem Bildschirm derart darstellt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Standardvergrößerung derart festgesetzt ist, daß die maximale Amplitude eines Bildes auf dem Prüfbericht mit einer vorbestimmten Maxiamllänge gedruckt bzw. auf dem Bildschirm derart dargestellt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Proben hinsichtlich der maximalen Amplitude normiert werden und zumindest ein Teil dieser normierten Proben auf die gewünschte Vergrößerung verstärkt wird.

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19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß nur ein Teil des Bildes auf dem Prüfbericht gedruckt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß das Bild mit Standardvergrößerung und ein Teil des Bildes vergrößert oder verkleinert auf dem Prüfbericht gedruckt bzw. dem Bildschirm dargestellt werden.

21. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß man das Bild mit Standardvergrößerung auf einen Prüfbericht druck bzw. auf einem Bildschirm (Monitor) darstellt.

22. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergrößerung oder Verkleinerung mit Hilfe einer Tastatür eingebeben wird.