DE69608272T2

DE69608272T2 - Bestimmung der erythrozytensedimentationsrate und des hämatokrit

Info

Publication number: DE69608272T2
Application number: DE69608272T
Authority: DE
Inventors: Michael Bennett; J. Tanasijevic; W. Winkelman
Original assignee: Brigham and Womens Hospital Inc
Current assignee: Brigham and Womens Hospital Inc
Priority date: 1995-06-06
Filing date: 1996-05-29
Publication date: 2000-09-28
Anticipated expiration: 2016-05-30
Also published as: WO1996039618A1; US20030113930A1; US6506606B1; EP0830581B1; ATE192849T1; DE69608272D1; ES2145450T3; CA2223100A1; JPH11506828A; EP0830581A1

Description

Hintergrund der Erfindung

Täglich werden hunderttausende an Blutproben in Krankenhäusern, medizinischen Kliniken und Arztpraxen für analytische Zwecke entnommen. Von diesem Blut wird manches direkt als Gesamtblut ohne Weiterverarbeitung analysiert. Manches wird nach Abtrennung zellulärer Bestandteile des Blutes (z. B. Leukozyten und Erythrozyten) von dem Fluidteil des Blutes (Plasma oder Serum) analysiert.
Zum Beispiel kann Gesamtblut zur hämatologischen Analyse zum Messen der Gesamtkonzentration roter Blutzellen und weisser Blutzellen im Gesamtblut oder zum Präparieren von Blutausstrichen für mikroskopische Analyse der verschiedenen im Blut vorhandenen Zellen verwendet werden. Mikroskopische Analyse kann zum Diagnostizieren einer Anzahl verschiedener Erkrankungen, die vorhanden sein können, wie zum Beispiel bestimmte Leukämie- oder Anämiearten verwendet werden. Gewöhnlicherweise wird der Patient ein mit einer Gesamtblutprobe durchgeführtes Gesamtblutbild (CBC) machen lassen. Ein CBC schliesst typischerweise eine Zählung roter Blutzellen (RBC), eine Zählung weisser Blutzellen (WBC), eine differentielle Zählung weisser Blutzellen zum Identifizieren vorhandener weisser Blutzellen, eine Blutplättchenzählung und die Bestimmung der Blutparameter, wie zum Beispiel Gesamthämoglobin und Hämatokrit ein.
Alternativ kann das Gesamtblut weiterverarbeitet werden, um die zellulären Bestandteile vom Fluidteil abzutrennen, um Serum oder Plasma zu erhalten. Anfänglich wurde Blut von einem Patienten in ein kleines Glassrohr abgenommen. Enthält das Röhrchen ein Antikoagulanz, koaguliert (d. h. bildet ein Gerinnsel) das Blut nicht und die Zellen verbleiben im Plasma "suspendiert". Enthält das Röhrchen kein Antikoagulanz, koaguliert das Blut. Durch Gerinnselbildung werden bestimmte Proteinbestandteile aus dem Plasma entfernt, wobei Serum als das Fluidteil des Blutes zurückbleibt. Eine Weiterverarbeitung von Gesamtblut zum Abtrennen der Zellen aus dem Plasma/Serum wird typischerweise durch Zentrifugation erreicht.
Eine Analyse anderer physiologischer Parameter kann an sich am Plasma oder Serum durchgeführt werden, die extrazelluläre Bestandteile, wie zum Beispiel Proteine, Hormone und Elektrolyte enthalten. Ein Patient, der sich einer allgemeinen physikalischen Untersuchung unterzieht, wird wahrscheinlich Tests sowohl mit Gesamtblut als auch mit Serum oder Plasma durchführen lassen.
Die Erythrozytensedimentationsrate (ESR) ist einer der Tests, die traditionell in hämatologischen Laboratorien mit Gesamtblut durchgeführt werden. ESR misst den Abstand roten Blutzellsediments oder die Fallhöhe in ei nem vertikalen Röhrchen über eine gegebene Zeitdauer. Die Messung der Sedimentation wird als Millimeter Sedimentation pro Stunde berechnet und benötigt etwa zwei Stunden zur Vervollständigung. Das Prinzip hinter ESR ist, dass verschiedene "Akute-Phase"-Entzündungsproteine das Verhalten roter Blutzellen in einem flüssigen Medium beeinflussen können (z. B. erhöhen die negative Ladung der RBCs). Entzündungsproteine, wie zum Beispiel Fibrinogen, sind typischerweise während Entzündungsvorgängen, wie zum Beispiel Arthritis, im Blut vorhanden oder in ihrer Konzentration erhöht. Das Ergebnis ist eine verminderte negative Ladung (Zeta-Potential) der Erythrozyten, die dazu beiträgt, sie auseinander zu halten, und ein schnellerer Fall der Zellen im Analysenröhrchen. Je grösser die Fallhöhe der roten Blutzellen im vertikalen Röhrchen gemessen über eine gegebene Zeitspanne ist, umso höher ist die ESR. Eine hohe (d. h. erhöhte) ESR ist ein Hinweis auf das Vorhandensein von Entzündungsproteinen (d. h. aktive Entzündungsvorgänge, wie zum Beispiel rheumatoide Arthritis, chronische Infektionen, Kollagenerkrankungen und neoplasmatische Erkrankung).
Der Vorgang der Blutprobenentnahme und das spezifisch verwendete Antikoagulanz sind entscheidend bei der Bestimmung einer genauen ESR. Zum Beispiel wird bei einer bekannten, als Westergren-Verfahren bekannten Technik Blut bei Vorhandensein des Antikoagulanz, Natriumcitrat, aufgenommen, während bei dem modifizierten Westergren- Verfahren, EDTA als Antikoagulanz verwendet wird.
Es gab eine Vielzahl an Ansätzen zum Optimieren oder Vereinfachen des Standard-Westergren-Verfahrens. Hardy legte in FR-A-1.214.144 ein Verfahren offen unter Verwendung von Voltveränderungen zwischen zwei Photozellen, die durch die Senkung der Trennebene zwischen einem Erythrozytenniederschlag und einem Serum über eine festgelegte Distanz entlang der Reagenzglaslänge erzeugt wird. Dennoch wies Hardy's System die dem Beginn der Trennebenensenkung vorhergehenden Ereignisse, spezifischer, die anfängliche Trennung der Zellen von Serum, und insbesondere die Zeit für eine solche Trennung nicht nach. Ausserdem legte Hardy niemals spezifischer fest, dass sein Verfahren der herkömmlichen Westergreen-ESR gleicht oder diese ersetzt, noch hatte er einen formellen Beweis der Gleichwertigkeit anzubieten.
Haker und Helm (Clinicon International) konzentrierten sich in FR-A-2.435.714 auf Zentrifugation mit einem niedrigen Beschleunigungskoeffizienten für mehrere Minuten, was eine Bildung eines Erythrozytensediments zur Folge hatte, und auf die Messung des Abstandes zwischen der Blutserumoberfläche und der Trennfläche zwischen dem Serum und den Erythrozyten durch die Verwendung einer kalibrierten Skala, die auf der Abdeckung der Zentrifuge befestigt ist.
In U. S. Patent 3.199.775 konzentrierte sich Drucker auf eine speziell entworfene Zentrifuge, die Kräfte herstellt, die dazu neigen, die Erythrozyten in veränderten Richtungen zu bewegen, um die Erythrozyten seitlich in einer Blutsäule zu verteilen, um Kanalbildung zu verhindern. Dem modifizierten Westergren-Verfahren ähnelnd war der Endpunkt des Verfahrens die Messung der Länge (Abstand) der abgesetzten Erythrozytensäule. Dennoch konnte nicht gezeigt werden, dass die mit dem Drucker-Verfahren erhaltene Erythrozytensedimentationsrate äquivalent mit dem Standardreferenzverfahren- Westergren ESR ist.
Das modifizierte Westergren-Verfahren bleibt das Standardreferenzverfahren für die herkömmlich verwendete, medizinisch anerkannte Erythrozytensedimentationsrate (ESR). Im wesentlichen ist ESR ein Test, der Jahrzehnte ohne viele Veränderungen im Verfahren praktiziert worden ist.
Hämatokrit (HCT) oder verdichtetes Zellvolumen roter Blutzellen ist das Verhältnis des Volumens roter Blutzellen (oder Prozent als ein Dezimalbruch) zum Gesamtblutvolumen von dem die roten Blutzellen ein Bestandteil sind. In dem Mikroverfahren zur Bestimmung des Hämatokrit werden Gesamtblut enthaltende Röhrchen 5 min bei 10-12000 g zum Trennen des Gesamtblutes in rote Zellen und Plasma zentrifugiert. Der Hämatokrit wird aus der Blutsäulenhöhe einschliesslich Plasma und der Säule roter Blutzellen alleine, gemessen mit einer Millimeterskala, berechnet. Ei nes der Probleme mit dieser Technik ist, dass sie zeitaufwendig ist und fehlerhafte Ergebnisse als Ergebnis fehlerhaften Ablesens der Zell- und Plasmaebene vorkommen können, oder wenn eine signifikante Plasmakonzentration innerhalb der roten Blutzellschicht eingefangen ist.
Es ist ein Gegenstand dieser Erfindung, sowohl die Erythrozytensedimentationsrate und den Hämatokrit gleichzeitig mit der Zentrifugation von Gesamtblutproben zu messen, die für andere Zwecke durchgeführt wird. In anderen Worten ist es der Gegenstand zwei entscheidend wichtige Blutparameter während einer Routinezentrifugation, die fast überall bei jeder für analytische Ziele entnommenen Blutprobe durchgeführt wird, ohne zusätzliche Veränderung oder Handhabung der Blutprobe zu erhalten.
Ein anderer Gegenstand ist es, diese Bestimmungen so schnell wie möglich durchzuführen und Ergebnisse viel schneller als mit gegenwärtig praktizierten Verfahren vorliegen zu haben.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung betrifft Verfahren der Berechnung der Erythrozytensedimentationsrate oder besagter Rate und des Hämatokrit, gleichzeitig mit der Zentrifugation von Gesamtblut für andere Zwecke. Die Verfahren sind in den Ansprüchen 1 und 2 und in den hieran angefügten abhängigen Ansprüchen 3 bis 7 definiert.
Eine Gesamtblutprobe wird in einen Behälter bei Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Antikoagulanz aufgenommen. Bei bekannten Behälterdimensionen ist das Volumen aufgrund der Bluthöhe im Behälter zu ermitteln. Somit muss nur die Bluthöhe im Verhältnis zum Fixpunkt im Behälter gemessen werden. Eine Probe wird zum Erzeugen einer Trennfläche zwischen den Erythrozyten und dem Plasma oder Serum zentrifugiert. Die Lage der Trennfläche im Verhältnis zum Fixpunkt im Behälter wird gemessen, wie auch die Zeitspanne zwischen der Einleitung der Zentrifugation des Blutes und die Zeit der Trennflächenbildung zwischen den Erythrozyten und dem Plasma oder Serum. Die Zeit und dimensionale Faktoren werden optisch gemessen und dauerhaft aufgezeichnet. Die Erythrozytensedimentationsrate der Probe wird aus der Zeitspanne berechnet und der Hämatokrit der Probe wird aus der Differenz zwischen den zwei gemessenen Lagen berechnet.
Der Messschritt der Lage der ursprünglichen Probe, der Trennfläche und der Zeitspanne der Trennflächenbildung wird mittels Videokamera durchgeführt, die auf Band aufzeichnet und mit einem Videomonitor beobachtet wird.
Eine graphische Darstellung, die die Ergebnisse der Messung der Erythrozytensedimentationsrate mittels bekannter Standardtechniken und das mittels dem oben beschriebenen Verfahren erhaltene Ergebnis vergleicht, wurde durchgeführt, um die Korrelation der zwei Techniken zu zeigen. Demnach kann auf die graphische Darstellung Bezug genommen werden, um die Erythrozytensedimentationsrate ausgedrückt in Millimeter pro Stunde (herkömmliche Weise) aus einer Messung der Zeitspanne (ausgedrückt in Sekunden) der Trennflächenbildung zu erhalten.
Die obigen und andere Merkmale der Erfindung sollen nun spezifischer bezugnehmend auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben und in den Ansprüchen verdeutlicht werden. Es soll angemerkt werden, dass das spezifische Verfahren und das zur Bestimmung der Erythrozytensedimentationsrate und des Hämatokrit verwendete Gerät nur veranschaulichend und nicht als Einschränkung der Erfindung dargestellt ist, wobei der Gegenstand der Erfindung in den Ansprüchen ausgeführt wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die ein zum Praktizieren der Verfahren dieser Erfindung nützliches Gerät zur Bestimmung der Erythrozytensedimentationsrate und des Hämatokrit mittels optischer Messung zeigt.
Fig. 2 ist eine vergrösserte Draufsicht eines mit dem Gerät verwendeten Zentrifugenrotors.
Fig. 3 ist eine partielle Schnittansicht des in Fig. 2 gezeigten Rotors.
Fig. 4 eine verkleinerte detaillierte Schnittansicht des Rotors.
Fig. 5 ist eine Vorderansicht eines im Gerät verwendeten Videomonitors.
Fig. 6a ist eine Ansicht des Monitors, die eine Blutprobe vor Zentrifugation zeigt.
Fig. 6b ist eine schematische Darstellung des Fig. 6a entsprechenden Rotors 4 mit der Blutprobe vor Zentrifugation.
Fig. 7a ist eine Ansicht des Monitors, die die Blutprobe während Zentrifugation zeigt.
Fig. 7b ist eine schematische Darstellung, die den Fig. 7a entsprechenden Rotor 4 zeigt, die die Blutprobe während Zentrifugation darstellt.
Fig. 8a ist eine Ansicht des Monitors nachdem die Erythrozyten und das Plasma getrennt worden sind.
Fig. 8b ist eine Darstellung des Fig. 7a entsprechenden Rotors 4 nachdem die Erythrozyten und das Plasma getrennt worden sind.
Fig. 9 ist eine graphische Darstellung der ESR, ausgedrückt als Zeit (sec) zur Bildung der Zell/Plasma- Trennfläche, aufgetragen gegen ESR in Millimeter pro Stunde, gemessen mittels herkömmlicher Technik.
Fig. 10 ist eine schematische Darstellung eines Bluttrennrohres, ausgestattet mit einem optischen Sensor (nach Zentrifugation).
Fig. 11 veranschaulicht eine Art eines Bluttrennrohres nach Zentrifugation, in dem die roten Blutzellen im Rohr in thixotropisches Gel eingedrungen sind.
Fig. 12 ist eine Fig. 10 ähnelnde Ansicht nach Zentrifugation, in der die roten Blutzellen nicht in das Gel eingedrungen sind.
Fig. 13 ist eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der Zentrifuge.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist ein Gerät zur Bestimmung der Sedimentationsrate von Gesamtblut gleichzeitig mit der Zentrifugation von Blut für andere Zwecke schematisch dargestellt. An einer kleinen Hochleistungstischzentrifuge 2 ist ein Rotor 4 innerhalb einer durchsichtigen Abdeckung 5 zur Rotation um eine vertikale Achse α befestigt. Eine solche Zentrifuge wird unter dem Namen Stat-Spin® von StatSpin Technologies von Norwood, Massachusetts verkauft. Eine mit NAC HSV-300 bezeichnete Hochleistungs-Videokamera ist zur vertikalen Einstellung an einem Ständer 8 befestigt. Ein fortwährendes Licht 7 ist angebracht, um auf den Rotor 4 zu projizieren. Ein Ausgangskabel 10 der Kamera mit einem Stecker 12 führt zu einem Videorecorder (nicht dargestellt) und zu einem in Fig. 5 bis 8b ersichtlichen Monitor 24.
An der Videokamera 6 ist ein von Nikon Company hergestellter und mit PB-6E bezeichneter Objektivauszugsbalg 9 befestigt. Am vorderen oder unteren Ende des Balges befindet sich ein 105 mm f.1.8 Nikkor Objektiv. Während des Testens wurde der Balg mit einer 85 mm Kameraauszugslänge eingestellt. Das Objektiv befand sich durch den Balgauszug 165 mm von dem Verschluss der Videokamera 6. Das Frontelement des Objektives wurde 240 mm von dem Zentrifugenrotor 4 angeordnet.
Der Rotor 4 wird detaillierter in Fig. 4 ersichtlich. Es ist ein kommerzieller kreisförmiger, ebenfalls von Stat-Spin Technologies hergestellter Rotor und schliesst einen äusseren kreisförmigen Flansch oder Rand 14 ein, der sich nach unten und nach aussen, wie in Fig. 4 veranschaulicht, von einem zentralen konischen Teil 16 mit einem konkaven Unterteil 18 verjüngt. Das Innere des Flansches endet bei einer kreisförmigen Wand 30. Der Rotor passt auf einen Rotorhalter 20, der an einem dehnbaren Gummi "O"-Ring befestigt ist. Ein sich nach unten erstreckender Fortsatz 21 des Halters 20 sichert den Rotorhalter am Hauptteil der Zentrifuge 2. Das zentrale Oberteil des Rotors 4 ist mit einer entfernbaren Absperrvorrichtung 22 (Fig. 3) verschlossen.
Der Videomonitor 24, wie in Fig. 5 dargestellt, ist standardmässig kommerziell erhältlicher Art mit einer Weite von 270 mm und einer Höhe von 200 mm. Ein Zeitcodeanzeigenfenster 26 erscheint in der oberen rechten Ecke des Bildschirms des Monitors 24 und ein Probenidentifikationsfenster 28 in der oberen linken Ecke.
Zweihundert Proben des Gesamtblutes von gegenwärtigen Krankenhauspatienten wurden mittels der herkömmlichen modifizierten Westergren-Technik untersucht. Je ein ein ml Aliquot der präparierten Gesamtblutproben wurde in jeweils einen getrennten Plastikrotor 4 der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Art pipettiert. Jeder Rotor wurde wiederum in die Tischzentrifuge 2 eingesetzt. Die Hochleistungsvideokamera 6 und das Röhrenblitzlicht 7 wurden angeschaltet und die Zentrifugation begann. Für jede Probe wurde der Rotor 4 bei 3.500 rpm gedreht, und die Proben wurden kontinuierlich beleuchtet. Die Aufnahme der Videokamera erfolgte bei 200 Einzelbildern/sec mit 1/200 sec Belichtungszeit. Die Zeitspanne in Sekunden an Rotation für jede Probe wurde auf dem Videoband innerhalb der Kamera 6 aufgezeichnet und in dem Zeitcodeanzeigenfenster 26 dargestellt. Die für das Plasma und die roten Blutzellen benötigte Zeit zur Bildung einer Trennfläche wurde von der Ausgabe des Zeitanzeigenfensters 26 und durch Ansicht des zurückgespulten Videobandes in Zeitlupe erhalten. Die Ergebnisse wurden Probe-für-Probe aufgezeichnet, was nachfolgend detaillierter beschrieben werden soll.
Wie in den Fig. 6a-8b ersichtlich, ist das Verhältnis zwischen dem Gesamtblut (im folgenden als C + P für Zellen plus Plasma bezeichnet) im Rotor 4 im Verhältnis zur Ansicht auf dem Monitor (und somit dem Band) veranschaulicht. Anfänglich wurde die Gesamtblutprobe bei Vorhandensein eines Antikoagulanz aufgenommen, gut vermischt und im Rotor 4 angeordnet. Sie ist in den Fig. 6a und 6b kreuzschraffiert dargestellt. Sie bildet einen gleichförmigen Ring gegen die Innenkreiswand 30 des Ro tors. Der gegenüberliegende Kreisrand oder die Blutprobenhöhe ist mit 35 bezeichnet. Das Gesamtblut erscheint auf dem Monitorschirm als eine einzige weitläufige kurvenförmige Bande, die als C + P in Fig. 6a bezeichnet ist und sich von der kreisförmigen Bande 35 zur kreisförmigen Bande 30 erstreckt.
Wie in den Fig. 7a und 7b ersichtlich, beginnt sich in der Anfangsphase der Trennung eine Trennfläche I zwischen den Blutzellen C und dem Plasma P zu bilden. In anderen Worten bewegen sich die roten Blutzellen C weg vom Plasma P.
Die Trennfläche I wandert fortlaufend nach aussen von der Achse α des Rotors 4 gegen die kreisförmige Innenwand 30 des Rotors 4. Dennoch erreicht die Trennfläche I zwischen den Zellen C und dem Plasma P, wenn alle Zellen C vom Plasma P getrennt worden sind, einen Endpunkt It, der auf dem Bildschirm als eine kurvenförmige Linie zwischen den Banden des Plasmas P und der Zellen C sichtbar ist. Die Zeitspanne zwischen dem anfänglichen Zentrifugationsbeginn und der Zeit bis zur vollständigen Trennung (It) wird durch den Anwender durch Lesen der Zeitcodeanzeige auf dem Videomonitor 26 bestimmt. Sie wird ebenfalls dauerhaft auf dem Band als zukünftige Bezugsquelle aufgezeichnet. Die tatsächliche Zeit der vollständigen Migration der Zellen aus dem Plasma wurde anschliessend durch Ansicht des Videobandes unter Rückspulen in Zeitlupe kontrolliert.
Es wurde gefunden, dass die Bildung der terminalen Trennfläche It zwischen dem Plasma P und den Blutzellen C innerhalb der ersten 20-45 Sekunden der Zentrifugation bei 3.500 rpm beendet war.
Von den zweihundert Blutproben wurde die ESR von einem Teil jeder Probe mittels dem herkömmlichen modifizierten Westergren-Verfahren gemessen, und ein anderer Teil mittels der wie oben beschriebenen gemessenen Zeitspanne. Die Ergebnisse für jede Probe wurden, wie in Fig. 9 ersichtlich, graphisch dargestellt. Die benötigte Zeit für die Trennflächenbildung in der Zentrifuge korrelierte umgekehrt mit der ESR, die mittels dem modifizierten Westergren-Verfahren erhalten wurde. Die Untersuchung war ein Hinweis, dass die Messung der ESR mittels dem Zentrifugationsverfahren nicht nur einfacher, sondern auch viel schneller als eine Messung mit dem modifizierten Westergren-Verfahren war.
Die bestpassende, in Fig. 9 dargestellte Kurve ist für das verwendete spezifische Gerät gültig. Als Konsequenz ist es nur notwendig, wenn ein Anwender das gleiche Gerät verwenden würde, das Blut bis zur terminale Trennflächenbildung (It) zu zentrifugieren, die Zeitspanne der Zentrifugation aufzuzeichnen, die Zeit auf der bestpassenden Kurve (BFC) zuzuordnen und zum Bestimmen der Erythrozytensedimentationsrate in Millimeter pro Stunde unten abzulesen. Dies könnte ebenfalls instrumental erfolgen.
Das oben beschriebene Verfahren stellt eine einfache und schnellere Alternative zutn modifizierten Westergren- Standardverfahren dar und kann mit Plastik- oder Glasröhrchen oder anderen, thixotropisches Gel enthaltenden Behältern oder Gel-freien Röhrchen oder anderen Behältern angewandt werden, da die Trennflächenbildung stattfindet, bevor die roten Blutzellen in die Geltrennschicht eindringen.
Die gleiche allgemeine Technik, die zur Feststellung der Erythrozytensedimentationsrate (ESR) verwendet wird, kann zur Feststellung des Hämatokrit (HCT) angewandt werden. Bei der Bestimmung des Hämatokrit wird anstelle des Messens der Zeitspanne zum Bilden der terminalen Trennfläche It die Menge an abgetrennten roten Blutzellen gemessen. Wie oben angemerkt, ist der Hämatokrit (HCT) oder verdichtetes Erythrozytenvolumen das Verhältnis des Erythrozytenvolumens zum Gesamtblutvolumen, von dem die Zellen abgetrennt wurden. Er kann als ein Prozentsatz oder als ein Dezimalbruch ausgedrückt werden.
Wenn unsere Technik unter Verwendung des kreisförmigen Rotors 4 als der Behälter für das zu zentrifugierende Gesamtblut verwendet wird, zeichnet die Videokamera 6 anfänglich die Lage des Kreisrandes 35 des Gesamtblutes auf, d. h. dessen radialer Abstand zur Rotationsachse α des Rotors auf. Nach der Zentrifugation misst die Videokamera die Lage der terminalen Trennfläche It, radial zur Rotationsachse α.
Da der Hämatokrit (HCT) als das Volumen roter Blutzellen geteilt durch das Gesamtblutvolumen, von dem sie abgetrennt wurden, definiert ist, kann der Hämatokrit folgendermassen berechnet werden: Der Abstand von der Achse α (siehe Fig. 6b) zur kreisförmigen Innenwand 30 des Rotors 4 ist bekannt. Der Abstand von der Achse ci zur Trennfläche It (siehe Fig. 8b) ist messbar und der Abstand von der Achse α zum ursprünglichen Kreisrand des Gesamtblutes 35 sind messbar. Unter idealen Bedingungen wäre der HCT aus den zwei gemessenen Abständen direkt berechenbar. Der Zähler des Bruches wäre der Abstand von der Achse α zur Wand 30 minus dem Abstand von der Achse α zur terminalen Trennfläche It. Der Nenner wäre der Abstand von der Achse α zur Wand 30 minus dem Abstand von der Achse α zum Rand 35 des Gesamtblutes. Dennoch ist dies nur wahr, wenn das Innere des Rotors 4 gleichförmig wäre, dies ist aber, wie in Fig. 4 ersichtlich, nicht der Fall. Entsprechend muss das Ergebnis durch eine Konstante oder eine Formel angeglichen werden, um die irreguläre Konfiguration zu korrigieren. Dies könnte eine komplexe mathemathische Berechnung zur Folge haben.
Eine andere Weise diese Unregelmässigkeit auszugleichen ist, eine Reihe konzentrischer Ringe R&sub1;, R&sub2;, R&sub3;, etc. auf den Rotor 4 aufzuzeichnen, wie in Fig. 2 ersichtlich, die konstante Volumina des Rotorinneren repräsentieren. Zum Beispiel kann das Rotorvolumen in Zehnerschritten gekennzeichnet werden, indem auf dessen Ober fläche zehn konzentrische Ringe R&sub1; bis R&sub1;&sub0; aufgetragen werden. Die Ringe wären an sich nicht in gleichmässigem Abstand voneinander getrennt. Der Abstand würde mittels der mathematischen Formel des internen Wertes des Rotors, nacheinander in Zehnerschritten geteilt, bestimmt.
Eine bevorzugte Technik ist dennoch, eine modifizierte Schwenkbecherzentrifuge einzusetzen, wo die Probenbehälter 56 herkömmlich kommerziell erhältliche Blutzentrifugations-Reagenzgläser mit konstantem Durchmesser sind, die bereits mit einer Menge eines thixotropischen Gels G (Fig. 10 und 12) bestückt sind. Das Reagenzglas 56, das eine Blutprobe (erhalten bei Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Antikoagulanz) enthält, wird in der Zentrifuge 50 (wird im Detail später beschrieben) angeordnet. Wie in Fig. 11 ersichtlich, durchdringen die roten Blutzellen C nach Zentrifugation das Gel G und sammeln sich an der Reagenzglasbasis an. Der Hämatokrit wird berechnet wie folgt:
Ha = a-c / b-c
wobei c eine Konstante ist, die die Höhe des Gels G repräsentiert.
Alternativ könnte die obige Berechnung auf den relativen Höhen der roten Blutzellen und des Plasmas basieren, die bevor die roten Blutzellen C das Gel G durchdringen gemessen werden, wie in Fig. 12 ersichtlich. Die Formel wäre dann:
Ha = (h)C / (h)C + (h)P
Anders ausgedrückt ist HCT die Höhe der roten Blutzellen, geteilt durch die Höhe der roten Blutzellen zuzüglich der Plasmahöhe unter Ignorierung des Gels. Eine andere alternative Art der Darstellung der Ergebnisse ist die Summe der Höhe der roten Blutzellen und der Gelhöhe, geteilt durch die vereinten Höhen des Plasmas, der roten Blutzellen und des Gels.
Fig. 13 ist ein schematisches Diagramm einer Zentrifuge, wobei ein herkömmliches integriertes Serumtrennrohr, das unter der Handelsbezeichnung CORVAC von Sherwood Medical, St. Louis, Missouri verkauft wird, zum Durchführen der bezugnehmend auf Fig. 11 und 12 beschriebenen Techniken verwendet wird. Die Zentrifuge kann unter der Videokamera 6 der in Fig. 1 gezeigten Art angeordnet sein. Sie hat eine Basis 50 und einen aufrechten Rotorschaft 52. Ein Kardanring 54 wird bei 58 um den Rotorschaft 52 gedreht. Das Trennrohr 56 ist mit einer Klemme am Kardanring 54 festgemacht. Ein Gegengewicht 60, kann, wenn nötig, ebenfalls drehbar am Rotorschaft 52 befestigt sein. Die Zentrifuge wird bei 3500 Upm drei Minuten rotiert. Während der Zentrifugation erreicht das an dem Kardanring 54 befestigte Trennrohr 56 eine horizontale Position, auf die mit der gestrichelten Linie β in Fig. 13 hingewiesen wird, woraufhin es in der bestmöglichen Position, d. h. mit dem Röhrchen 56 im rechten Winkel zur Achse des Videokameraobjektives ist, um von der Videokamera 6 photographiert zu werden.
Die Videokamera misst und zeichnet den Abstand vom Trennrohrboden bis zur in Fig. 11 mit a gekennzeichneten Gel/Plasma Trennfläche auf. Sie misst ebenfalls den Abstand vom Boden des Röhrchens 56 bis zur Plasma/Luft Trennfläche, die in Fig. 10 mit b gekennzeichnet ist. Die gleiche Messweise würde auf Fig. 12 zutreffen.
Die HCT-Messung kann getrennt durchgeführt werden oder im Anschluss an die oben beschriebene Bestimmung der Sedimentationsrate, da die Sedimentationsrate in den ersten 20 bis 45 Sekunden der Zentrifugation festgestellt wird.
Eine andere mögliche Ausführungsform ist in Fig. 10 offenbart, worin das Trennrohr 56, das mit einem dem in Fig. 13 gezeigten ähnelnden Gerät zentrifugiert würde, eine mit dem Röhrchen assoziierte optische Quelle und Sensor 62 einschliessen würde. Bleidrähte 64, 66 würden zu einem Mikroprozessor (nicht dargestellt) führen, der andauernd Daten auf das Band und den Videomonitor 24 oder an andere Nachweismittel der Trennflächenbildung mittels optischer Eigenschaften weiterleiten würde. Durch Verwendung dieser Technik werden die Videokamera und der Röhrenblitz beseitigt, eine Vielzahl an getrennten Röhrchen könnten gleichzeitig zentrifugiert und die Ergebnisse gleichzeitig aufgezeichnet werden.

Claims

1. Ein Verfahren zur Berechnung der Erythrozytensedimentationsrate gleichzeitig mit der Zentrifugation von Gesamtblut, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:

Bereitstellen einer Gesamtblutprobe;

Zentrifugieren des Gesamtblutes zum Abtrennen der Erythrozyten und zum Erzeugen einer Trennfläche zwischen den Erythrozyten und dem Fluidteil des Blutes;

Messen der Zeitspanne von der Einleitung des Zentrifugierschrittes bis zur Trennflächenbildung; und

Berechnen der Erythrozytensedimentationsrate der Probe aus der Zeitspanne.

2, Ein Verfahren zur Berechnung der Erythrozytensedimentationsrate und des Hämatokrit gleichzeitig mit dem Zentrifugieren von Gesamtblut, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:

Bereitstellen einer Gesamtblutprobe;

Einfüllen der Gesamtblutprobe in einen Behälter;

Messen der Lage des Gesamtblutes im Verhältnis zu einem Fixpunkt im Behälter;

Messen der Zeitspanne von der Einleitung des Zentrifugierschrittes bis zur Trennflächenbildung;

Messen der Lage der Trennfläche im Verhältnis zum Fixpunkt im Behälter;

Berechnen der Erythrozytensedimentationsrate der Probe aus der Zeitspanne; und

Berechnen des Hämatokrit der Probe aus der Differenz zwischen den zwei Lagen.

3. Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin der Messschritt optisch erfolgt.

4. Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin der Messschritt mittels Videokameraphotographie erfolgt.

5. Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin der Messschritt die Schritte des Aufzeichnens der Zeit der Trennflächenbildung und des optischen Analysierens der Aufzeichnung einschliesst.

6. Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin der Schritt des Berechnens die Schritte des Analysierens eines Teils jeder Probe durch Standardtechniken und des Vergleichens der Ergebnisse für jede Probe einschliesst.

7. Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin der Schritt des Berechnens die Schritte des Analysierens eines Teils jeder Probe durch Standardtechniken, des Vergleichens der Ergebnisse für jede Probe und des Aufzeichnens der verglichenen Ergebnisse einschliesst.