DE3875389T2 - Apparat und verfahren zur schnellen bestimmung eines haematokrit-wertes. - Google Patents

Apparat und verfahren zur schnellen bestimmung eines haematokrit-wertes.

Info

Publication number
DE3875389T2
DE3875389T2 DE8888303478T DE3875389T DE3875389T2 DE 3875389 T2 DE3875389 T2 DE 3875389T2 DE 8888303478 T DE8888303478 T DE 8888303478T DE 3875389 T DE3875389 T DE 3875389T DE 3875389 T2 DE3875389 T2 DE 3875389T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
electric motor
electronic circuit
battery
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE8888303478T
Other languages
English (en)
Other versions
DE3875389D1 (de
Inventor
Charles D Baker
Owen D Brimhall
Thomas J Mclaughlin
Stephen C Peterson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Separation Technology Inc
Original Assignee
Separation Technology Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Separation Technology Inc filed Critical Separation Technology Inc
Application granted granted Critical
Publication of DE3875389D1 publication Critical patent/DE3875389D1/de
Publication of DE3875389T2 publication Critical patent/DE3875389T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B9/00Drives specially designed for centrifuges; Arrangement or disposition of transmission gearing; Suspending or balancing rotary bowls
    • B04B9/02Electric motor drives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B5/00Other centrifuges
    • B04B5/04Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers
    • B04B5/0407Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers for liquids contained in receptacles
    • B04B5/0414Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers for liquids contained in receptacles comprising test tubes

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Description

    Hintergrund Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung des Hämatokritwertes, und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zur schnellen Bestimmung des Hämatokritwertes.
  • Stand der Technik
  • Hämatokritbestimmungen sind im Bereich der Medizin weit verbreitet, und zu diesem Zweck wird einem Patienten eine kleine Blutprobe entnommen. Die Blutprobe wird in ein Röhrchen gezogen, das als Hämatokritröhrchen bekannt ist, und das Röhrchen wird dann in eine Zentrifugiervorrichtung gelegt, wo die Blutprobe sehr hohen Beschleunigungskräften ausgesetzt wird, damit sich die Blutzellen am Boden des Röhrchens sammeln. Wenn das Zentrifugieren beendet ist, wird das Hämatokritröhrchen untersucht, und der Anteil von Serum über dem Gesamtzellvolumen (PCV) wird mit Standardtabellen verglichen, aus denen das medizinische Personal die gewünschten Informationen zu der Blutprobe entnimmt.
  • Aufgrund der Größe, Komplexität und Kosten der herkömmlichen Zentrifugiervorrichtungen befinden sich diese normalerweise in einem zentralen Labor. Das heißt, daß es zwischen der Entnahme der Blutprobe und dem Erhalt des Hämatokritwertes zu einer beachtlichen Zeitverzögerung kommt. Ferner bedeutet dies, daß es für das Notfallpersonal am Unfallort oder in einem Krankenwagen nicht möglich, oder bestenfalls nicht praktikabel ist, den Hämatokritwert zu bestimmen.
  • Es wäre daher ein technischer Fortschritt, eine tragbare Hämatokritzentrifuge anzugeben, die notfalls in der Hand gehalten werden kann. Es wäre ein weiterer technischer Fortschritt, wenn man ein Verfahren zur relativ raschen Bestimmung des Hämatokritwertes angeben könnte. Eine solche neue Vorrichtung und ein neues Verfahren werden hier offenbart und beansprucht.
  • Die US-A-3 233 825 gibt eine handgeführte Zentrifugiervorrichtung an und ein Verfahren, mit dem eine Flüssigkeitsprobe einer vorbestimmten Zentrifugierkraft ausgesetzt wird gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 4.
  • Gemäß den Ansprüchen 1 und 4 bietet die vorliegende Erfindung die Sicherheit, daß die erforderliche Zentrifugiergeschwindigkeit erreicht ist, indem sichergestellt ist, daß die Vorrichtung nur betriebsfähig ist, wenn eine vorgewählte Drehzahl für eine vorbestimmte Zeit verwendet werden kann, wobei die erforderliche Drehzahl sichergestellt wird, indem man überprüft, ob die Spannung des Batteriestroms eine vorbestimmte Höhe hat. Ein Signalsystem zeigt an, wenn der Zentrifugierzyklus beendet ist, wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, die sicherstellt, daß die Wirkung der niedrigen Spannung während der Beschleunigung des Rotors ausgeglichen wird, wenn die Belastung des Motors aufgrund der Beschleunigung eine niedrigere Spannung anzeigen läßt. Die GB-A-1 155 263 offenbart zwar eine Einrichtung, die einen Motor außer Betrieb setzt, wenn eine Spannung zu weit absinkt, doch erfolgt dies bei einem batteriebetriebenen Flurförderer, und es ist nicht ersichtlich, daß ein während der Beschleunigung auftretender Spannungsabfall ausgeglichen werden muß, der bei der kleinen handgeführten batteriebetriebenen Zentrifuge der vorliegenden Erfindung auftritt.
  • Die vorliegende Erfindung gibt also eine handgeführte Zentrifugiervorrichtung an zur Bestimmung von Hämatokritwerten an abgelegenen Orten.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein relativ schnelles Verfahren zur Bestimmung des Hämatokritwertes anzugeben.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Bestimmung des Hämatokritwertes an abgelegenen Stellen anzugeben.
  • Diese und andere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden besser ersichtlich aus der nachfolgenden Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung in Verbindung mit den beigefügten Ansprüchen:
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer derzeit bevorzugten Ausführungsform der handgeführten Zentrifugiervorrichtung gemäß der Erfindung;
  • Fig. 2 zeigt eine frontale Draufsicht auf die handgeführte Zentrifuge;
  • Fig. 3 zeigt einen vergrößerten Querschnitt entlang der Linien 3-3 in Fig. 1 und 2;
  • Fig. 4 zeigt eine Schemadarstellung des Schaltplans für die neue Schaltung gemäß der Erfindung;
  • Fig. 5 zeigt einen Vergleich der Zeit, die erforderlich ist, um mit Hilfe einer herkömmlichen Zentrifugiervorrichtung einen Hämatokritwert zu ermitteln;
  • Fig. 6 zeigt, wie der Hämatokritwert relativ schnell ermittelt wird mit Hilfe der Vorrichtung und des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 7 zeigt einen Vergleich des von den Teilchen in einem Hämatokritröhrchen zurückgelegten Weges als Funktion des Winkels zwischen der Achse des Hämatokritröhrchens und einer zur Drehachse senkrechten Ebene;
  • Fig. 8 zeigt einen Vergleich zwischen dem Hämatokritwert in % und dem Winkel des Hämatokritröhrchens zu einer festen Zeit und mit einer festen Drehzahl;
  • Fig. 9 zeigt einen Vergleich des Hämatokritwertes in % als Funktion der Drehzahl bei einem festen Winkel; und
  • Fig. 10 zeigt eine Vergrößerung der Tabelle gegen die das Probenröhrchen gehalten wird, um einen Hämatokritwert der jeweiligen Blutprobe zu ermitteln.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • Die Erfindung wird am besten verständlich anhand der Zeichnung, in der gleiche Teile durchgehend mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
  • Allgemeine Beschreibung
  • Das Abtrennen von Teilchen aus einer Suspension ist eine für viele Bereiche der Medizin und der Biotechnologie grundlegende Technik. Es besteht ein wachsender Bedarf, die für die Durchführung einer solchen Trennung notwendige Zeit zu verkürzen. Beispielsweise gibt es eine wachsende Zahl von Heimtests, bei denen von roten Blutkörperchen freies Plasma benötigt wird. Eine rasche Abtrennung in größerem Umfang ist erforderlich, wenn Einheitsmengen von Vollblut verarbeitet werden, oder wenn mit Glyzerin versetztes gefrorenes Blut gewaschen wird. Es ergeben sich zahlreiche Anwendungen auf dem Gebiet der Biotechnologie, wie zum Beispiel das Entfernen von Zellen aus einem suspendierten Wachstumsmedium.
  • Das wichtigste für die Abtrennung verwendete Hilfsmittel ist die Zentrifuge, eine Vorrichtung, die durch eine Drehbewegung eine Beschleunigung erzeugt. Diese Beschleunigung wirkt auf Teilchen, deren Dichte von der des Suspensionsmediums verschieden ist. Die Teilchen bewegen sich dann durch das Medium mit einer Geschwindigkeit, die abhängig ist von dem Dichteunterschied, der Viskosität der Flüssigkeit, der örtlichen Beschleunigung und der Teilchengröße.
  • Traditionsgemäß wird die flüssige Teilchensuspension in ein langgestrecktes, am Ende geschlossenes Röhrchen gegeben. Das Röhrchen wird in einer handelsüblichen Zentrifugiervorrichtung angeordnet, die das Röhrchen in einer zur Drehachse senkrechten Ebene radial dreht. Bei einer solchen herkömmlichen Vorrichtung liegt die Drehzahl im Bereich von ein paar Tausend Umdrehungen pro Minute. Die für das Sedimentieren der Teilchen erforderliche Zeit ist länger, und sowohl die Drehzahl als auch die Dauer der Umdrehung sind abhängig von der Art der Suspension und dem Analyseprotokoll. Da die Röhrchen radial um die Drehachse herum angeordnet sind, sind die Vorrichtungen im allgemeinen recht groß, was wiederum in Verbindung mit den hohen Drehzahlen bedeutet, daß die herkömmliche Zentrifugiervorrichtung normalerweise recht teuer ist, da sie präzise verarbeitet sein muß, um den notwendigen genauen Wert, etc. zu erhalten.
  • In dem Bemühen, die Abmessungen der Zentrifuge zu verringern, wurde der Winkel der Röhrchen in bezug auf die Drehachse verändert. Die Röhrchen wurden in einem spitzen Winkel zur Drehachse angeordnet, um den Durchmesser des Zentrifugenkopfes zu verringern. Es wurden Zeiten von etwa einer Minute erreicht. Ganz unerwartet wurden kürzere Sedimentierzeiten bei relativen niedrigen Drehzahlen erreicht. Die Zellen sammelten sich in dem Mikrohämatokritröhrchen in einer Minute und bei etwa 1/3 der in herkömmlichen Zentrifugen verwendeten Beschleunigung. Ferner entspricht das in einer Minute erreichte Gesamtzellvolumen (PCV) dem PCV, das in der herkömmlichen Zentrifuge erst nach dreißig Minuten erreicht wurde.
  • Aufgrund dieser Neuerung beim Zentrifugieren kann in Mikrohämatokritröhrchen Blut rasch vom Plasma getrennt werden, so daß nun Plasma für die unzähligen Bluttests zur Verfügung steht. Da die Trennung außerdem bei einer niedrigen Drehzahl erfolgt, können einfache, kostengünstige Zentrifugen verwendet werden. In der Tat wurde eine kleine Zentrifuge gebaut, die aus einem über zwei Trockenzellen angetriebenen Motor und einem einfachen Kunststoffkopf besteht.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Die Bewegung von kugelförmigen Teilchen in einem Zentrifugenröhrchen läßt sich beschreiben, indem man die hydrodynamische Widerstandskraft mit der Auftriebskraft gleichsetzt. Die hydrodynamischen Widerstandskräfte werden durch das Stokessche Gesetz beschrieben:
  • F&sub5; = 6πηR Gleichung 1
  • wo eta die Viskosität der Suspensionsflüssigkeit ist, R der Teilchenradius und v die Teilchengeschwindigkeit in der Beschleunigungsrichtung.
  • Die auf ein Teilchen einwirkende Auftriebskraft ist beschrieben durch:
  • Gleichung 2
  • wo G die örtliche Beschleunigung ist, rho-p die Teilchendichte und rho-f die Flüssigkeitsdichte. Die örtliche Beschleunigung ist mit G = w²r angegeben, wobei w die Winkelgeschwindigkeit und r der Abstand zwischen dem Teilchen und der Drehachse ist. Nachdem v = dr/dt können wir umstellen und integrieren zu:
  • Gleichung 3
  • wo r&sub1; und r&sub2; die Entfernung von der Drehachse angeben, auf der sich das Teilchen in der Zeit t bewegt (r&sub2; ist größer als r&sub1;). Es sei darauf hingewiesen, daß die Bewegungsdauer nur logarithmisch mit der Entfernung zunimmt, da die örtliche Beschleunigung mit r zunimmt.
  • Eine herkömmliche Mikrohämatokritzentrifuge besitzt einen scheibenförmigen Kopf, der die Achse der Hämatokritröhrchen senkrecht zur Drehachse des Kopfes dreht. Die Blutzellen müssen sich also über die halbe Länge des Röhrchens bewegen (bei Annahme von 50% PCV). Bei einem typischen Mikrohämatokritröhrchen sind dies ca. 35000 um. Fig. 5 zeigt den PCV- Wert als Funktion der Zeit, erhalten mit einer herkömmlichen Mikrohämatokritzentrifuge, die mit 11500 UpM arbeitet. Es sei darauf hingewiesen, daß Gleichgewichtswerte erst nach einer Zeit von über 30 Minuten erhalten werden. Obwohl Gleichung 1 Sedimentierungszeiten in der Größenordnung von Sekunden bei dieser Winkelgeschwindigkeit vorhersagt, ergibt die Kombination aus Wechselwirkungen zwischen Blutzellen, einer nichtkugeligen Form der Blutzellen und anderer hydrodynamischer Faktoren diese in Wirklichkeit langen Sedimentierungszeiten.
  • Fig. 6 zeigt die PCV-Fraktion als Funktion der Zeit, die bei niedrigeren Drehzahlen in Röhrchen erhalten wurde, deren Achse 70 Grad aus der zur Drehachse des Kopfes senkrechten Ebene gedreht wurde. Die Winkelgeschwindigkeit der Mitte des Röhrchens wurde auf 315 rad/s verringert gegenüber 1200 rad/s bei der herkömmlichen Zentrifuge. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß Gleichgewichtswerte bei Zeiten von etwa einer Minute erreicht werden. Ähnliche Gleichgewichtswerte werden in zwei bis drei Minuten erreicht bei einer Winkelgeschwindigkeit von 190 rad/s. Es sei auch darauf hingewiesen, daß der Abstand zur Mitte des Röhrchens von der Drehachse aus bei dem abgewinkelten Röhrchenkopf 3 cm beträgt, und bei dem herkömmlichen Kopf 3,5 cm, so daß die auf das Teilchen einwirkende örtliche Beschleunigung in diesen Experimenten proportional zu w ist (der herkömmliche Kopf dürfte einen leichten Vorteil haben).
  • Wie können geringe Beschleunigungen Blutzellen in weniger Zeit sedimentieren? Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung der Kräfte, die auf Zellen in dem abgewinkelten Kopf einwirken. Bei einem Röhrchen, dessen Achse parallel zur Drehachse des Kopfes gedreht wird, ist die maximale Strecke, die eine Zelle zurücklegen kann, der Innendurchmesser des Röhrchens. Bei einem Röhrchen, dessen Achse senkrecht zur Drehachse des Kopfes gedreht wird, ist die maximale Strecke, die eine Zelle zurücklegen kann, die Länge des Röhrchens. Die Kurve in Fig. 7 zeigt, daß bei Röhrchen mit großen Winkeln von der Senkrechten zur Drehachse die Strecke, die eine Zelle zurücklegen kann, nahe beim Röhrchendurchmesser (560 um) liegt, und daher ist die Sedimentierungszeit kurz. Wenn der Winkel klein ist, beträgt die Entfernung 35000 um, und die Sedimentierungszeit ist länger.
  • Wenn der Winkel weniger als 90 Grad beträgt, wirkt eine tangentiale Kraftkomponente auf die gesammelten Zellen und zieht sie entlang des Röhrchens nach unten. Die tangentiale Kraft ändert sich als Cosinus des Winkels, und ist 0 bei 90 Grad. Fig. 8 zeigt den nach einer Minute bei 3000 UpM erhaltenen Hämatokritwert als Funktion des Röhrchenwinkels. Die untere Kurve zeigt die PCV-Fraktion von Zellen, die in dem Überstand zurückbleiben (eigentlich die Zahl von Zellen, die an der Röhrchenwand im oberen Teil des Röhrchens haften bleiben). Ein Röhrchenwinkel von 70 Grad scheint ein guter Kompromiß zu sein zwischen sich sammelnden und haften bleibenden Zellen bei 1780 UpM. Wäre dieses Experiment bei 3000 UpM durchgeführt worden, hätte man bei 70 Grad einen Hämatokritwert von 34% erhalten (siehe Fig. 6). Es sei erneut darauf hingewiesen, daß der Hämatokritwert 38 des Füllmaterials nach 10-minütigem Zentrifugieren in der herkömmlichen Zentrifuge erhalten wurde und größer ist als der Gleichgewichtswert von 34%, der durch das Zentrifugieren bei 700 erhalten wurde.
  • Fig. 9 zeigt, daß bei einem Winkel von 70 Grad eine Drehzahl von 3000 UpM in dem so dimensionierten Kopf in einer Minute fast Gleichgewichtswerte für den Hämatokrit ergibt.
  • In den oben beschriebenen Experimenten sammelten sich die Zellen (da sie nur kurze Strecken zurücklegen mußten) schnell bei einem Röhrchenwinkel von 70 Grad. Das schlammartige Aggregat bewegte sich dann unter dem Einfluß der Tangentialkraft dem Röhrchen entlang nach unten. Dieses Aggregat sedimentierte schnell aufgrund seiner größeren Größe (als eine einzelne Zelle).
  • Gemäß den Fig. 1 bis 3 ist die neue, handgeführte Zentrifugiervorrichtung der vorliegenden Erfindung im allgemeinen bei 10 dargestellt und umfaßt ein Gehäuse 12 und einen Handgriff 14. Das Gehäuse 12 ist kegelstumpfförmig ausgelegt mit einem oberen Ende 16, das in einem offenen, zylindrischen Hals 18 endet (der durch eine Kappe 17 verschlossen wird), und einem unteren Ende, das mit einem zugehörigen kegelstumpfförmigen Fußteil 20 entlang eines Verbindungsteils 22 verbunden ist.
  • Insbesondere gemäß Fig. 3 bildet der zwischen dem Gehäuse 12 und dem Fußteil 20 gebildete Zwischenraum ein Gehäuse 23 für verschiedene Bauteile der vorliegenden Erfindung, wie zum Beispiel den Motor 24, den Rotor 26, die Röhrchenhalterungen 28 und 29, die Leiterplatte 30 und den Schalter 32. Der Zugang für das Anbringen und die Entnahme von Hämatokritröhrchen (nicht dargestellt) in den Röhrchenhalterungen 28 und 29 ist durch eine Öffnung 19 im unteren Bereich des Halses 18 vorgesehen. Jede der Röhrchenhalterungen 28 und 29 kann von dem Rotor 26 abgenommen werden, um das Reinigen etc. der Jeweiligen Röhrchenhalterung zu erleichtern.
  • Der Motor 24 und der Schalter 32 (betätigt durch Drücken des Knopfes 33) sind handelsübliche Bauteile, die sich für den Betrieb mit zwei herkömmlichen Trockenzellenbatterien 34 und 35 eignen. Der Handgriff 14 dient als Kammer zur Aufnahme der Batterien 34 und 35, und er bietet die notwendige Greiffläche für die handgeführte Zentrifuge 10. Eine Kappe 36 ermöglicht den Zugang zu den Batterien 34 und 35 in dem Handgriff 14, während eine Feder 37 in der Kappe 36 den entsprechenden elektrischen Kontakt für die Batterien 34 und 35 sicherstellt.
  • Ein mit angeschrägten Seitenflächen versehenes Stützelement 38 (Fig. 1), das um das Verbindungselement 22 herum ausgebildet ist, besitzt eine Vielzahl von angeschrägten Seitenflächen, auf die die handgeführte Zentrifuge 10 gelegt werden kann, um zu verhindern, daß die handgeführte Zentrifuge 10 aus Versehen wegrollt. Ein Halteband 15 hält die Kappe 17 am Hals 18, während ein Halteband 39 die Kappe 36 an dem Handgriff 14 hält, und sowohl das Halteband 15 als auch das Halteband 39 verhindern, daß die Kappe 17 bzw. 36 aus Versehen verlorengeht oder verlegt wird.
  • Signallampen 40 und 42 zeigen dem Bediener (nicht dargestellt) wie gewünscht optisch den Zustand der handgeführten Zentrifuge 10 an. Beispielsweise ist die Signallampe 40 ein rotes Licht, das aufleuchtet, wenn die Schaltung (siehe Fig. 4) feststellt, daß die handgeführte Zentrifuge nicht im betriebsfähigen Zustand ist, beispielsweise weil die Batterie zu schwach ist, etc. Die Signallampe 42 ist ein grünes Licht und leuchtet auf, wenn die handgeführte Zentrifuge 10 in Betrieb ist.
  • Anhand von Fig. 4 ist nun die Schaltung der Leiterplatte 30 (Fig. 3) schematisch dargestellt, die einen Schalter 32 und eine unterstützende Schaltung umfaßt, mit der die Betätigung des einzigen Knopfes umgesetzt wird. Der Knopf 33 (Fig. 1-3) des Schalters 32 wird entprellt und mit den Takteingang eines "T"-Flipflops 44 verbunden. Der Q*-Ausgang des Flipflops 44 steuert die Gate-Spannung eines MOSFET-Transistors 46. Wenn dieser MOSFET 46 eingeschaltet ist, bildet er einen Strompfad durch den Gleichstrommotor 24, während er selbst sehr wenig Spannungsabfall zeigt. Da die Schwellenspannung von Gate zu Source des MOSFET für einen ordnungsgemäßen Betrieb mehr als etwa 5 Volt betragen muß, arbeitet die Schaltung mit einem Spannungsverdoppler 48, der die Gate-Spannung verstärkt, so daß eine 3V-Batterie verwendet werden kann.
  • Ein Zeitgeberchip 50 erzeugt drei Signale: die Ausgangssignale Q14, Q12 und Q6. Ein Impuls auf Q14 zeigt das Ende des Zentrifugierzyklus an, und in eingestellten Abständen während des Zyklus aktiviert das Ausgangssignal Q12 die Spannungstestschaltung. Wenn die Batteriespannung absinkt und der Zyklus abgebrochen wird, bewirkt das Ausgangssignal Q6, daß die LED-Anzeige D2 (Signallampe 40) blinkt. Die Funktionsweise dieser Ausgangssignale wird nachstehend erläutert.
  • Der Q14 Ausgang des Zeitgeberchips 50 ist mit dem Löscheingang des "T"-Flipflop 44 verbunden und beendet den Zentrifugierzyklus durch Abschalten dieses Eingangs. Das Zeitintervall vor Q14 wird durch die RC Zeitkonstante Rt·Ct aktiviert und eingestellt.
  • Das Ausgangssignal Q12 des Zeitgeberchips 50 aktiviert die Spannungstestschaltung in den voreingestellten Eingang des JK-Flipflops 52 zu eingestellten Zeiten während des Zentrifugierzyklus. Wenn die Batteriespannung auf einen Punkt abfällt, wo die Rotordrehzahl nicht mehr ausreicht, erzeugt der Schwellenspannungsdetektor ein L-Signal. Dieses Signal wird ausgeblendet, bis das Ausgangssignal Q12 ebenfalls aktiviert ist. Aufgrund dieses Merkmals kann die Batteriespannung während der Motorbeschleunigung vorübergehend absinken, ohne daß der Zyklus abgebrochen wird.
  • Wenn die Batteriespannung während eines Q12 Impulses zu niedrig ist, wird das JK-Flipflop 52 so getaktet, daß der QJK-Ausgang das "T"-Flipflop 44 "löscht" und somit den Motor 24, die Spannungsverdopplungsschaltung 48 und die Schwellenspannungserfassungsschaltung außer Betrieb setzt. Der Q-Ausgang des JK-Flipflop 52 übersteuert auch die Abschaltung des Zeitgeberchips 50 durch das "T"-Flipflop 44 und hält diesen Chip in Betrieb. Der Q*-Ausgang des JK-Flipflop 52 aktiviert den Q6 Ausgang des Zeitgeberchips 50 in die D2-LED-Anzeige 40, so daß diese blinkt, um anzuzeigen, daß der Zyklus wegen einer zu schwachen Batterie abgebrochen wurde. Sobald die LED-Anzeige 40 zur Anzeige einer zu schwachen Batterie zu blinken anfängt, ist der Druckknopf wirkungslos, und die D2- LED-Anzeige 40 blinkt so lange, bis die Batterien entfernt und ausgetauscht werden. Mit diesem Merkmal wird verhindert, daß das System in Betrieb ist, wenn die Batterien und die Rotordrehzahl unter dem Sollwert liegen.
  • Durch Drücken auf den EIN/AUS-Knopf während der Motor in Betrieb ist, wird das "T"-Flipflop 44 angesteuert und der Zyklus beendet.
  • Anhand von Fig. 10 ist nun eine Vergrößerung der Tabelle dargestellt, aus der man einen Hämatokritwert erhält. Diese Tabelle wird wahlweise verkleinert und um den Handgriff 14 gewickelt (Fig. 1-3), um die Tabelle auf diese Weise bequem zur Verfügung zu haben.
  • Im Betrieb wird eine Blutprobe nach üblichen Verfahren in ein herkömmliches Hämatokritröhrchen (nicht dargestellt) gezogen, und das Röhrchen wird dann in einen Röhrchenhalter 28 oder 29 (Fig. 3) eingesetzt. Die Kappe 17 wird auf den Hals 18 aufgesetzt, und die Taste 33 wird gedrückt, um die Schaltung und die Zyklusanzeigelampe 42 der in Fig. 4 dargestellten elektronischen Schaltung zu aktivieren. Bei Beendigung des Zentrifugierzyklus erlischt das Licht 42 (Fig. 1 und 2), und der Rotor 26 hört auf sich zu drehen. Die Kappe 17 wird dann abgenommen, und das Probenröhrchen wird entnommen und vor eine verkleinerte Ausgabe der Tabelle von Fig. 10 gehalten.
  • Da jedes Hämatokritröhrchen einen unterschiedlichen Füllpegel aufweist, ist die Tabelle mit einer abfallenden Linie versehen, die 100% oder das Gesamtvolumen der Probe anzeigt. Die Ober- und Untergrenzen der Probe entsprechen also der 100%-Linie bzw. der unteren Linie der Tabelle, so daß die das Sedimentvolumen in dem Röhrchen darstellende Linie direkt von der Tabelle abgelesen werden kann.
  • Demzufolge ist in der Praxis der vorliegenden Erfindung eine rasche und genaue Ermittlung des Hämatokritwertes möglich.

Claims (5)

1. Handgeführte Zentrifugiervorrichtung, umfassend ein Gehäuse (12); einen Handgriff (14), der an dem Gehäuse befestigt ist; einen Elektromotor (24) in dem Gehäuse; und einen Rotor (26), der drehbar auf dem Motor (24) gelagert ist und in dem Gehäuse (12) drehbar ist, wobei der Rotor mindestens einen Halter (28, 29) für ein Probenröhrchen aufweist, und der Halter im spitzen Winkel zur Drehachse des Rotors angeordnet ist, wobei der Handgriff einen Behälter für mindestens eine Batterie (34, 35) aufweist, die den Elektromotor antreibt; dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Schaltung (30) vorgesehen ist, die den Betrieb des Elektromotors (24) steuert, wobei die elektronische Schaltung eine Spannungstesteinrichtung (Q12, 52) aufweist, die die Spannung in der elektronischen Schaltung prüft, um festzustellen, ob genügend Spannung von der Batterie oder den Batterien (34, 35) zu dem Elektromotor (24) geleitet wird, eine Deaktivierungseinrichtung (52, JKQ, 44), die den Elektromotor (24) außer Betrieb setzt, wenn die Spannungstesteinrichtung eine unzureichende Spannung feststellt, eine Signaleinrichtung (40), die ein Signal erzeugt, wenn die Deaktivierungseinrichtung den Elektromotor außer Betrieb gesetzt hat, und eine Abschalteinrichtung (52Q, 50), die die elektronische Schaltung abschaltet, wenn die Deaktivierungseinrichtung den Elektromotor außer Betrieb gesetzt hat, wobei die Abschalteinrichtung die elektronische Schaltung in einem abgeschalteten Zustand hält, bis eine ausreichende Spannung durch die Batterie zugeführt wird, wobei die Abschalteinrichtung eine Maskierungseinrichtung (50) umfaßt, die die Abschalteinrichtung (Q12) während der Beschleunigung des Elektromotors (24) ausblendet, um dadurch zu verhindern, daß der Elektromotor versehentlich außer Betrieb gesetzt wird, wenn die Rotordrehzahl während der Beschleunigung ausreichend ist.
2. Handgeführte Zentrifugiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung eine Zeitgebereinrichtung (50, Q14) umfaßt, wobei die Zeitgebereinrichtung mit der Spannungstesteinrichtung zusammenwirkt, um den Elektromotor (24) für eine vorbestimmte Zeit bei einer vorgewählten Spannung zu betätigen, wodurch sichergestellt ist, daß ein Probenröhrchen, das in dem Halter (28, 29) auf dem Rotor (26) gehalten ist, einer vorbestimmten Zentrifugalkraft ausgesetzt war.
3. Handgeführte Zentrifugiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung einen Spannungsverdoppler (48) umfaßt, der die Gate- Spannung, die an einem MOSFET (46) in der elektronischen Schaltung anliegt, verstärkt, so daß der Einsatz einer Batterie (34, 35) mit niedrigerer Spannung möglich ist.
4. Verfahren, mit dem eine Probe einer Flüssigkeitssuspension einer vorbestimmten Zentrifugalkraft an einer von einer elektrischen Stromquelle entfernten Stelle ausgesetzt wird, umfassend die folgenden Schritte: Vorsehen einer handgeführten Zentrifugiervorrichtung umfassend ein Gehäuse (12), einen Handgriff (14), der an dem Gehäuse befestigt ist, wobei der Handgriff einen Behälter für mindestens eine Batterie (34, 35) bildet, einen Elektromotor (24) in dem Gehäuse (12) mit einem an dem Motor (24) befestigten Rotor (26) und einem Probenröhrchenhalter (28, 29), wobei der Probenröhrchenhalter im spitzen Winkel zu der Drehachse des Rotors angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, daß der Betrieb des Elektromotors über eine elektronische Schaltung (30) gesteuert wird, die eine Spannungstesteinrichtung (Q12, 52) zum Testen der Spannung in der elektronischen Schaltung aufweist, eine Deaktivierungseinrichtung (52, JKQ, 44), die den Elektromotor (24) außer Betrieb setzt, wenn die Spannung unter einem vorgewählten Wert liegt, eine Abschalteinrichtung (52Q, 50), die die elektronische Schaltung abschaltet, bis der elektronischen Schaltung eine ausreichende Spannung zugeführt wird, eine Signalerzeugungseinrichtung (40), die ein Signal erzeugt, wenn die Abschalteinrichtung in Betrieb ist, und eine Zeitgebereinrichtung (50, Q14), die mit der Spannungstesteinrichtung (Q12) zusammenwirkt, um den Elektromotor (24) für eine vorbestimmte Zeit bei einer vorgewählten Spannung zu betätigen, wodurch sichergestellt ist, daß ein in dem Probenröhrchenhalter gehaltenes Probenröhrchen einem vorbestimmten Zentrifugiergrad ausgesetzt ist, und daß der Schritt des Steuerns das Ausblenden der Abschalteinrichtung (Q12) während der Beschleunigung des Elektromotors (24) umfaßt, wodurch verhindert wird, daß der Elektromotor (24) während der Beschleunigung außer Betrieb gesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Steuerns die Verstärkung einer an einen MOSFET (46) angelegten Gate-Spannung unter Verwendung eines Spannungsverdopplers (48) in der elektronischen Schaltung umfaßt, wodurch der Einsatz einer Batterie mit niedrigerer Spannung möglich ist.
DE8888303478T 1987-06-17 1988-04-18 Apparat und verfahren zur schnellen bestimmung eines haematokrit-wertes. Expired - Fee Related DE3875389T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/063,488 US4738655A (en) 1987-06-17 1987-06-17 Apparatus and method for obtaining a rapid hematocrit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3875389D1 DE3875389D1 (de) 1992-11-26
DE3875389T2 true DE3875389T2 (de) 1993-03-04

Family

ID=22049547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE8888303478T Expired - Fee Related DE3875389T2 (de) 1987-06-17 1988-04-18 Apparat und verfahren zur schnellen bestimmung eines haematokrit-wertes.

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4738655A (de)
EP (1) EP0295771B1 (de)
JP (1) JPS6454256A (de)
AT (1) ATE81607T1 (de)
AU (1) AU600574B2 (de)
CA (1) CA1324117C (de)
DE (1) DE3875389T2 (de)
ES (1) ES2035918T3 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10202603A1 (de) * 2002-01-24 2003-08-07 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Verlangsamung des Entladungsprozesses eines Akkus

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5526808A (en) * 1990-10-04 1996-06-18 Microcor, Inc. Method and apparatus for noninvasively determining hematocrit
US5642734A (en) * 1990-10-04 1997-07-01 Microcor, Inc. Method and apparatus for noninvasively determining hematocrit
US5354254A (en) * 1993-04-15 1994-10-11 Separation Technology, Inc. Centrifuge rotor head with tube neck support
US5605529A (en) * 1996-01-17 1997-02-25 Norfolk Scientific, Inc. High efficiency centrifuge rotor
US5924972A (en) * 1998-03-24 1999-07-20 Turvaville; L. Jackson Portable D.C. powered centrifuge
EP1458488B1 (de) 2000-11-02 2011-12-21 CaridianBCT, Inc. Vorrichtungen, systeme und verfahren zur fluidtrennung
US7033512B2 (en) * 2002-04-12 2006-04-25 Gambro, Inc Fluid separation devices, systems and/or methods using a centrifuge and roller pump
US20030205538A1 (en) 2002-05-03 2003-11-06 Randel Dorian Methods and apparatus for isolating platelets from blood
US7992725B2 (en) 2002-05-03 2011-08-09 Biomet Biologics, Llc Buoy suspension fractionation system
US7832566B2 (en) 2002-05-24 2010-11-16 Biomet Biologics, Llc Method and apparatus for separating and concentrating a component from a multi-component material including macroparticles
US7845499B2 (en) 2002-05-24 2010-12-07 Biomet Biologics, Llc Apparatus and method for separating and concentrating fluids containing multiple components
US20060278588A1 (en) 2002-05-24 2006-12-14 Woodell-May Jennifer E Apparatus and method for separating and concentrating fluids containing multiple components
DE10392686T5 (de) 2002-05-24 2005-07-07 Biomet Mfg. Corp., Warsaw Vorrichtung und Verfahren zum Trennen und Konzentrieren von Flüssigkeiten, welche mehrere Komponenten enthalten
AU2003248795A1 (en) * 2002-06-28 2004-01-19 U.S. Government As Represented By The Secretary Of The Army Handheld and hand-powered centrifuge device
JP2004333219A (ja) * 2003-05-02 2004-11-25 Yuichi Shimoyama 遠心分離機
US7494814B2 (en) 2004-07-13 2009-02-24 Separation Technology, Inc. Apparatus and method for obtaining rapid creamatocrit and caloric content values of milk
JP4961354B2 (ja) * 2005-02-07 2012-06-27 ハヌマン リミテッド ライアビリティ カンパニー 多血小板血漿濃縮装置および方法
US7866485B2 (en) 2005-02-07 2011-01-11 Hanuman, Llc Apparatus and method for preparing platelet rich plasma and concentrates thereof
WO2006086201A2 (en) 2005-02-07 2006-08-17 Hanuman Llc Platelet rich plasma concentrate apparatus and method
US8567609B2 (en) 2006-05-25 2013-10-29 Biomet Biologics, Llc Apparatus and method for separating and concentrating fluids containing multiple components
US7806276B2 (en) 2007-04-12 2010-10-05 Hanuman, Llc Buoy suspension fractionation system
US8328024B2 (en) 2007-04-12 2012-12-11 Hanuman, Llc Buoy suspension fractionation system
EP2259774B1 (de) 2008-02-27 2012-12-12 Biomet Biologics, LLC Verfahren und zusammensetzungen zur abgabe eines interleukin-1-rezeptor-antagonisten
US8337711B2 (en) 2008-02-29 2012-12-25 Biomet Biologics, Llc System and process for separating a material
NL1035244C2 (nl) * 2008-04-02 2009-10-05 Jan Hessels Automatisch gebalanceerde microcentrifuge device met minimotor en methode voor verzamelen en centrifugeren van bloed en voor stabiliseren en bewaren van plasma/serum in hetzelfde device.
US8012077B2 (en) * 2008-05-23 2011-09-06 Biomet Biologics, Llc Blood separating device
US8177072B2 (en) 2008-12-04 2012-05-15 Thermogenesis Corp. Apparatus and method for separating and isolating components of a biological fluid
US8187475B2 (en) 2009-03-06 2012-05-29 Biomet Biologics, Llc Method and apparatus for producing autologous thrombin
US8313954B2 (en) 2009-04-03 2012-11-20 Biomet Biologics, Llc All-in-one means of separating blood components
US9011800B2 (en) 2009-07-16 2015-04-21 Biomet Biologics, Llc Method and apparatus for separating biological materials
US8986185B2 (en) * 2009-09-24 2015-03-24 Lipovera, Llc Syringe centrifuge systems
US8591391B2 (en) 2010-04-12 2013-11-26 Biomet Biologics, Llc Method and apparatus for separating a material
US20130265417A1 (en) * 2012-04-09 2013-10-10 Western New England University Centrifuge
US9642956B2 (en) 2012-08-27 2017-05-09 Biomet Biologics, Llc Apparatus and method for separating and concentrating fluids containing multiple components
WO2014127122A1 (en) 2013-02-18 2014-08-21 Terumo Bct, Inc. System for blood separation with a separation chamber having an internal gravity valve
US9839921B2 (en) * 2013-03-14 2017-12-12 Sisu Global Health, Inc. Modular centrifuge devices and methods
US9895418B2 (en) 2013-03-15 2018-02-20 Biomet Biologics, Llc Treatment of peripheral vascular disease using protein solutions
US10143725B2 (en) 2013-03-15 2018-12-04 Biomet Biologics, Llc Treatment of pain using protein solutions
US10208095B2 (en) 2013-03-15 2019-02-19 Biomet Manufacturing, Llc Methods for making cytokine compositions from tissues using non-centrifugal methods
US20140271589A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Biomet Biologics, Llc Treatment of collagen defects using protein solutions
US9950035B2 (en) 2013-03-15 2018-04-24 Biomet Biologics, Llc Methods and non-immunogenic compositions for treating inflammatory disorders
US9713810B2 (en) 2015-03-30 2017-07-25 Biomet Biologics, Llc Cell washing plunger using centrifugal force
US9757721B2 (en) 2015-05-11 2017-09-12 Biomet Biologics, Llc Cell washing plunger using centrifugal force
CN109046804B (zh) * 2018-07-20 2021-03-30 湘潭惠博离心机有限公司 机械推料离心机推料驱动装置
US20230321671A1 (en) * 2022-04-08 2023-10-12 Arthrex, Inc. Systems and methods for motor source driven biological sample processing

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3233825A (en) * 1963-02-11 1966-02-08 Lomb Paul Self-contained centrifuge
GB1155263A (en) * 1965-04-15 1969-06-18 Clark Stacatruc Ltd Improvements in or relating to Control Circuits for Battery-Powered Trucks.
US3567113A (en) * 1969-03-18 1971-03-02 Us Air Force Miniature, portable, self-powered, high speed, clinical centrifuge
JPS57937Y2 (de) * 1978-03-13 1982-01-07
US4226669A (en) * 1979-05-09 1980-10-07 Savant Instruments, Inc. Vacuum centrifuge with magnetic drive

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10202603A1 (de) * 2002-01-24 2003-08-07 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Verlangsamung des Entladungsprozesses eines Akkus
US6924624B2 (en) 2002-01-24 2005-08-02 Robert Bosch Gmbh Method and apparatus for slowing the discharge process of a battery
DE10202603B4 (de) * 2002-01-24 2012-08-30 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Verlangsamung des Entladungsprozesses eines Akkus

Also Published As

Publication number Publication date
CA1324117C (en) 1993-11-09
AU1475188A (en) 1988-12-22
ATE81607T1 (de) 1992-11-15
ES2035918T3 (es) 1993-05-01
US4738655A (en) 1988-04-19
JPS6454256A (en) 1989-03-01
EP0295771A3 (en) 1990-01-24
DE3875389D1 (de) 1992-11-26
EP0295771B1 (de) 1992-10-21
AU600574B2 (en) 1990-08-16
EP0295771A2 (de) 1988-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3875389T2 (de) Apparat und verfahren zur schnellen bestimmung eines haematokrit-wertes.
DE2103841A1 (de) Blutuntersuchungsvorrichtung
DE2115032B2 (de) Vorrichtung zum Trennen zweier Phasen bei der Flüssig-Flüssig-Extraktion in einer Zentrifuge
DE2358493A1 (de) Behaelter zum aufbewahren von blut
DE2714763A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des volumens einer materialschicht
DE1238694B (de) Vorrichtung zum Behandeln von fluessigen und/oder schuettbaren Untersuchungsproben in einer Zentrifuge
DE1912422C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung dünner Blutschichten
DE3339164A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum identifizieren und sortieren von metalldosen
EP0124882A1 (de) Vorrichtung zum Aufsedimentieren von Teilen einer Probenflüssigkeit auf einen Objektträger
CH678571A5 (de)
DE3410990A1 (de) Vorrichtung zur pruefung der luft auf ihren keimgehalt
DE1070407B (de) Zentrifuge
EP0290745A1 (de) Vorrichtung zum Abscheiden von Feststoffen aus Flüssigkeiten in zahnärztlichen Einrichtungen
DE69008740T2 (de) Einrichtung zum Öffnen eines folienartigen Verschlusses.
DE2423204A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum bereiten duenner blutfilme auf objekttraegern
DE3325843C2 (de)
DE69830265T2 (de) Verfahren und Vorrichtung für die schnelle Messung von Zellschichten
DE2246675B2 (de)
DE68924867T2 (de) Automatische Vorrichtung für kapillare Elektrophorese.
DE3722562A1 (de) Ringfoermiger filterkoerper
DE2154066A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Thrombozyten-Verklumpung in gesundem Blut
DE2224038A1 (de) Flüssigkeitszelle für die Röntgenstrahlenfluoreszenzanalyse
DE3500565C2 (de)
DE4410633C1 (de) Filtersystem
DE2324879B2 (de) Analytische Zelle für den Rotor einer Ultrazentrifuge

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee