DK158479B - Apparat til bestemmelse af blodets haematokritvaerdi - Google Patents

Description

i

DK 158479 B

Opfindelsen angår et apparat af den i krav l's indledning angivne art til bestemmelse af hæmatokritværdier.

Et apparat af den indledningsvis angivne art er eksempelvis kendt fra DE-B2-2729131. I denne måleanordning.og 5 den fra DD-A-78307 kendte måleanordning er elektroderne anbragt således, at feltlinierne forløber vinkelret på blodets sedimentationsretning. Dette er principielt en ulempe, fordi impedansværdien afhænger af sedimentationsgraden, og målefejlen bliver desto større, jo større 10 sedimentationshastigheden er. Dette er fremfor alt en ulempe ved pathologisk blod, ved hvilket aggregations-hastigheden er forøget.

En simpel korrektion af målestørrelsen, som bliver forfalsket af sedimentationspåvirkningen, kan ikke foretages 15 ved et sådant apparat, da fremgangsmådens komplicer- barhed ikke tillader dette.

Endvidere vil elektroderne ikke kunne renses fuldstændigt i målekammeret, således at der udvikles protein-lag på elektrodeoverfladerne, især af fibrinogen, som 20 stærkt forfalsker impedansværdien og dermed måleværdien.

Ved denne anvendelse er en dårlig håndterlighed yderligere vanskeliggørende. Ved indsættelse af målekapillarrør mellem måleklemmerne fremkommer måleværdiforfalskninger ved partielle blodtab fra målekapillarrørene, hvorved 25 den målte impedansværdi stiger stærkt som følge af luft- indeslutninger. Som følge af det udstrømmende blod bliver måleapparaturet tilsmudset, og der kan opstå nye fejlkilder.

Som følge af det ikke-definerede fyldningsvolumen be-50 står der yderligere en stærk afhængighed af måleværdien fra det pågældende fyldningsvolumen, da feltlinietæt-heden i blodet varierer i afhængighed af fyldningsvolumenet .

Λ DK 158479 Β 2

Fra DE-AS 1 229 760 kendes ligeledes et apparat til bestemmelse af hæmatokritværdien, ved hvilket elektrodeanbringelsen igen frembringer feltlinier, som forløber vinkelret på sedimentationsretningen, således at de alle-5 rede nævnte målevanskeligheder fremkommer.

Rensningen af elektrodeoverfladerne er på lignende måde vanskelig, således at tilsvarende tilsmudsningsproblemer fremkommer.

Endvidere beror måleværdivisningen på en lineær afhængig-10 hed af hæmatokritværdiens impedans, hvilket faktisk ikke foreligger. For så vidt beror måleværdiomformningen på en falsk forudsætning.

Endelig kan måletemperaturen ikke holdes konstant som følge af svigtende termostatfunkt-ion, således at der 15 også her kan optræde måleproblemer.

Et yderligere apparat til bestemmelse af hsmatokritværdi-en er kendt fra DE-OS 21 03 285, ved hvilket feltlinierne ligeledes står vinkelret på sedimentationsretningen, således at de førnævnte målevanskeligheder igen op-20 træder. Derudover er væsentlige mængder blod nødvendige til målingen. Desuden er elektroderne ifølge deres stationære anbringelse vanskelige at rengøre, således at de førnævnte udsagn igen gælder.

Også i US-PS 39 22 598 er beskrevet et hæmatokritmåle-25 apparat, ved hvilket feltlinierne enten igen forløber vinkelret på sedimentationsretningen eller over hinanden parallelt anbragte elektroder i en anden udførelsesform må dyppes ned i blod. Ved sidstnævnte metode kan man ikke bestemme neddypningsdybden og dermed blodets tæthed, 30 der som følge af sedimentation tiltager mod bunden.

Endvidere er målevoluminet af disse elektroder for stort 3 DK 1584791 og en fuldstændig rensning kun vanskelig mulig, således at de førnævnte fejlkilder igen kan optræde.

Opfindelsen har til formål at tilvejebringe et apparat af den indledningsvis angivne art, ved hvilket sedimen-5 tationen næsten er uden indflydelse på måleværdien.

Opfindelsen har endvidere til formål at tilvejebringe et apparat, som er let håndterligt og især let at rengøre. Dette formål opnås ifølge opfindelsen ved, at det indledningsvis angivne apparat er ejendommeligt ved det 2g i krav l's kendetegnende del angivne.

l/ed elektrodernes anbringelse i apparatet ifølge opfindelsen er feltlinierne rettet i sedimentationsretningen.

Et antal forsøgsrækker, såvel ved sundt som ved patholo-gisk, altså stærkt aggregerende eller sedimenterende blod, 25 har vist, at sedimentationen ved den her valgte elektro depositionering er næsten uden indflydelse på måleværdien og der derfor ikke opstår nogen forfalskning af måleresultatet .

Som følge af anbringelsen af elektroderne i planerne for 20 undersiden og oversiden er det yderligere sikret, at må lekammeret kan renses fuldstændig og enkelt, således at målefejl som følge af urenheder ved elektroderne kan gøres mindst mulig.

Desuden er blot ganske små blodmængder tilstrækkelige til 25 at bestemme h’æmatokritværdl'eri med stor nøjagtighed. Derved er indfyldningen af blodprøven, eksempelvis i en mængde på 70 - 200 y.ul meget enkel. Denne mængde, som omtrent svarer til 1-3 bloddråber, kan udtages ved et vilkårligt sted fra patientens legeme. 1

Ved en øjeblikkelig optisk kontrol kan det erkendes, om blodet efter underelektrodens fugtning ved fyldningen 4 !

DK 158479B I

j indeholder luftblærer, hvilket fører til en meget høj hæmatokritværdi. Hvis dette er tilfældet, er en gentagelse af målingen tilrådelig.

På grund af den meget korte måletid er en yderligere be-5 handling af blodet, såsom blandingen med koagulationshæmmende midler, ikke mere nødvendig, således at målingen kan påbegyndes umiddelbart efter pådrypning af bloddråberne på elektroden.

Man skal kun passe på, at den mindste fyldningsmængde er 10 indeholdt, hvorved et konstant volumen er sikret imellem elektroderne ved deres anbringelse i klapkammeret. Hvis disse betingelser er overholdt og begge elektrodeoverfladerne fugtet, så blev en uafhængighed af måleværdien af fyldningsmængden fastslået eksperimentelt.

15 Målingen kan så påbegyndes, da en elektrisk forbindelse er blevet frembragt imellem elektroderne via bloddråberne.

Ued den ifølge opfindelsen foretrukne frekvens på 2 - 3 KHz bliver polarisationseffekten undertrykt ved elektro-20 derne. Ued denne frekvens tager man endvidere hensyn til den dielektriske egenskab af plasmaet som en grov dispenseret opløsning af store dipolmolekyler. Man befinder sig nemlig ved denne frekvens uden for det frekvensområde, ved hvilket den såkaldte a-dispersion optræder. I dette 25 område spiller cellemembranen den fremherskende rolle som lederelement. For det andet ligger frekvensen i det område, i hvilket β-dispersionen lige netop begynder, og den dielektriske egenskab af plasmaet netop endnu påvirker måleværdien. Ued valget af denne frekvensværdi op-30 nås, at såvel impedansværdien af det normale som det pahtologiske plasma, i hvilket æggehvidekoncentrationen er ændret, er omtrent ens. Ligeledes blev indflydelsen

DK 158479 B

5 af den kapacitive modstand af erythrozytmembranen ved valget af den her anvendte frekvens undertrykt så vidt, at selv svingninger i erythrozytternes korpuskulære middelvoldmen på 25% ikke forfalsker målingen.

5 For hæmatokritværdier indtil 7D?ό kan der henvises til, at måleværdien er uafhængig af, om volumenandelen er dannet ved få celler med stort volumen eller mange celler med lille volumen.

Ved valget af disse randbetingelser bevirker osmolaritets-10 svingninger i det fysiologiske område (280 - 300 mosmol) kun en svingning af plasmaimpedansen på ca. 10?i, hvilket bevirker en hæmatokritværdiforfalskning på + 1?d .

Det har vist sig, at bestemmelsen af hæmatokritværdien kan gennemføres inden for den korteste tid’/ dvs. inden 15 for ca. 1/2 minut, og at denne måleværdi er stabil og reproducerbar. En sammenligning med tidligere kendte fremgangsmåder har yderligere vist, at de opnåede måleværdier er meget nøjagtige og fremfor alt ikke behæftet med systematiske fejl, da der foruden påføring af blod-20 dråber på elektroden og især dens fuldstændige dækning ikke skal foretages yderligere manipulationer. Arbejdet kan udmærket gennemføres af en ufaglært medhjælper. Da samtlige andre måleparametre allerede er givet fra producentens side, dvs. som indbyggede målekonstanter (elek-25 trodernes afstand, spændingskonstant oscillator, faste modstande, en given justeringskurve og lignende), kan et sådant apparat anvendes selv af en volontør, og er dermed på ingen måde forbeholdt målingen i det medicinske laboratorium. 1

Selv når der foreligger celler, som er blevet stive, op nås en nøjagtig hæmotokritværdi, således at ingen forstyrrelse af måleforløbet herved kan fastslås, hvilket er tilfældet ved de fleste sædvanlige fremgangsmåder.

*

DK 158479B

6

Af særlig betydning er, at sedimentationen af blodets celleformede bestanddele ikke har nogen virkning på hæmato-kritbestemmelsen og den opnåede værdi også efter minutter stadig forbliver konstant.

5 Opfindelsen skal i det følgende nærmere beskrives med henvisning til tegningen, hvorpå: fig. 1 viser et skematisk sidebillede af et apparat ifølge opfindelsen, fig. 2 viser et skematisk frontbillede af apparatet iføl-10 ge opfindelsen, fig. 3 viser et udsnit i større målestok af apparatet i fig. 1 og 2, fig. 4 viser et perspektivisk billede af apparatet i fig.

1 og 2, og 15 fig. 5 viser et diagram af apparatet ifølge opfindelsen med en konstant strømkilde.

På fig. 1-4 ses et apparat 10 ifølge opfindelsen til bestemmelse af hæmatokritværdien og den i samme hus anbragte registreringsanordning 12. Apparatet 10 består i det 20 væsentlige af en underdel 14 og en overdel 16, som er udformet som et låg og svingeligt lejret på underdelen 14. På fig. 3 er overdelen 16 vist stregpunkteret i op-klappet stilling. Selve overdelens arretering sker på sædvanlig måde enten ved tilbageklapning af låget eller 25 overdelen 16, hvor dette ligger an ved en skråflade 18, som er udformet på underdelen 14, eller ved hjælp af overdelens 16 fastklemning ved 20 ved skråfladen 18. Som det allerede er fastslået i det foranstående, er overdelen svingelig omkring aksen 22, som går igennem underdelen 30 114 og overdelen 16.

DK 158479B

7

Underdelens 14 overside 24 og overdelens 16 underside 26 har hver en elektrode 28 og 30, hvis overflader henholdsvis ligger i samme plan som oversiden 24 og undersiden 26. Dette har den fordel, at den samlede overflade af 5 over- og undersiden kan renses fuldstændig ved meget omhyggelig gennemført rengøring, uden at der er snavs tilbage, som påvirker måleresultatet. På den anden side kan elektroderne 28 og 30, for så vidt det forekommer hensigtsmæssigt, eksempelvis rage 1 - 2 mm frem eller 10 være sænket under overfladen.

Elektrodeoverfladens form og størrelse er ikke kritisk. Fortrinsvis vil man vælge en rund elektrodeform, da selve elektrodeoverfladen skal vædes fuldstændig af blod, hvilket ikke uden videre er muligt ved kantede former.

15 Også elektrodernes 28 og 30 overfladestørrelse skal være således beskaffen, at det opnåede målesignal kan registreres sikkert og i det væsentlige støjfrit, men på den anden side ikke kræver for store blodmængder til målingen. Sædvanligvis ligger elektrodernes 28 og 30 20 overstørrelser i et område fra 10 - 100, især 20 - 50 2 mm .

I en særlig hensigtsmæssig udførelsesform er elektrode- 2 overfladen omtrent 30 mm .

Også elektrodematerialet er i og for sig ukritisk. Man 25 skal kun sørge for, at elektroderne 28 og 30 er godt elektrisk ledende og især ikke er underkastet nogen korrosionsfænomener eller indgår reaktioner med blod. Det har vist sig, at de sædvanlig anbragte ædle elektrode-materialer, såsom titan, nikkel, ædelstål, chrom og sel-30 ve de høje ædelmetaller (platin, sølv og guld) kan anvendes uden vanskeligheder. Af prisgrunde er anvendelsen af ædelstål foretrukket.

DK 158479 B

8

Som det fremgår af fig. 3 flugter de to elektroder 28 og 30 i lodret retning, ligger altså nøjagtig over hinanden, således at der i mellemrummet 32 imellem elektroderne 28 og 30 kan udformes en cylinderformet blodsøjle, 5 ved hvilken den elektriske ledningsevne vil kunne må les. Mellemrummets 32 størrelse bestemmes ved anbringelsen af over- og underdelene 14 og 16 og især ved hjælp af et slutmålsorgan 34, som tjener som afstandsholder imellem oversiden 24 og undersiden 26. Derved er oversi-10 den 24 og undersiden 26 i lukket tilstand i det væsentlige parallelt indstillet, hvilket fører til en ligeledes parallel indstilling af elektrodernes 28 og 30 overflader.

Det har vist sig, at afstanden mellem elektroderne 28 og 15 30, dvs. mellemrummets 22 højde og dermed også tykkelsen af slutmålsorganet 34 kan ligge i et område fra omtrent 0,5 - 3, især 1,4 - 2,2 mm. I dette afstandsområde blev der opnået en stor udvidelse af måleområdet med de før angivne elektrodeoverflademål, hvorved blodmængder på 20 højst 500^ul er nødvendige til bestemmelse af hæmatokrit-værdien.

Som materiale for over- og undersiden 24 og 26 anvendes elektrisk ikke-ledende materialer, for så vidt disse er i berøring med elektroderne 28 og 30, eller sædvanlige 25 metalliske materialer, for så vidt elektroderne 28 og 30 er isoleret fra disse flader. Sædvanligvis vil man anvende et termoplastisk formstofmateriale eller de sædvanlige metalliske materialer til huset til apparatet 10.

Elektroderne 28 og 30 er via ledninger 36 og 38 i for-30 bindelse med registreringsudstyret 12. Dette registreringsudstyr træder i funktion, når en endekontakt 40 med fordel bliver lukket mod underdelen 14 ved overdelens 16 lukning. Fortrinsvis skal endekontakten 40 bringes i forbindelse med det på oversiden 16 anbragte ende-

DK 158479 B

9

målsorgan 34 og lader sig derved slutte af dette. Denne endekontakt 40 er igen i forbindelse med registreringsudstyret 12 via ikke viste ledninger. Elektroderne 28 og 30 bliver påtrykt -.vekselstrøm eksempelvis med en ef-5 fektiv spænding på 0,1 - 0,7 .V især .0,2 V (ved 0,7 V

samlet amplitude: 2 V) og en 'fjretkvens på 1,8 - 6, især 2-3 KHz.

Ved den valgte frekvens på 2 - 3 KHz bliver polarisations-effekter undertrykt ved elektroderne. Ved denne frekvens 10 tager man desuden hensyn til den dielektriske egenskab aff .plasmaet som en grovdispenseret'opløsning med store dipcøILmolekyler. Herved bliver cellemembranens indflydelse srørm 'Itedkereelianwaniifc fjjwrnet. På den anden side ligger denm® ifrekvesna i <et samrådte* i hvilket plasmaets dielek-15 triske egettskatb «fradiru ilkike påvirker måleværdien. Ved valget af det foretrukne frekvensområde og den foretrukne spænding opnås, at både impedansværdien af det normale og det pathologiske plasma, i hvilket æggehvidekoncentrationen er uforandret, er omtrent ens. Ligeledes 20 bliver den kapasitive modstand af erythozytmembranen ved valget af førnævnte^frekvenser såvidt undertrykt, at selv svingninger i det midterste korpuskulare volumen af erythrozytterne på 25% ikke forfalsker målingen.

Ved hæmatokritværier til 70% kan det henvises til, at må- 25 leværdien er uafhængig af, om volumenandelen er dannet af få celler med stort volumen eller mange celler med lille volumen.

Den førnævnte vekselstrøm frembringes af den i fig. 5 viste oscillator. Selve målespændingen bliver udtaget 30 over blodsøjlen. Efter tilsluttende ensretning af målesignalet bliver dets værdi korreleret med tilsvarende hæmatokritværdier ved hjælp af en fast indprogrammeret justeringskurve 42, hvis fremstilling er beskrevet i

10 DK 158479B

det følgende. Den opnåede hæmatokritværdi bliver så synlig angivet på en visning 44, som fortrinsvis er udført digitalt, og som er synlig på registreringsudstyret 12.

Apparatet 10 og registreringsudstyret 12 kan naturligvis 5 foreligge som to adskilte apparater.

Målingen af hæmatokritværdien bliver gennemført på følgende måde: Målekammeret bliver fyldt med omtrent 200yul blod, idet man fremfor alt skal agte på en blærefri fyldning af 10 kammeret. En patients blod kan udtages ved et vilkårligt, godt tilgængeligt sted, eksempelvis ved indstikning i fingerbægeret og pådrypning af det udflydende blod på den nederste elektrode 28. Derpå klapper man overdelen 16 på underdelen 14 og slutter endekontakten 40. Efter 15 indkobling af strømkilden varer det omtrent 15 sekunder, før det viste spændingsfald forbliver konstant. Dette spændingsfald er i første række bestemt af erythrozytter-nes impedans, dvs. vekselstrømsmodstand, og er korrele-ret med hæmatokritværdien via en justeringskurve. Da os-20 molariteten, dvs. elektrolytladningsenheden, er en af de i kredsløbet bedst regulerede størrelser, er dens indflydelse i praksis uden betydning. Først i anden række spiller den ;kapacitive modstand af plasmaet, den ohmske og kapacitive modstand af erythrozytterne en rolle. Det 25 har dog vist sig, at denne indflydelse kan antages som konstant og derfor vil kunne negligeres.

Den i registreringsudstyret 12 ankommende spændingsværdi er naturligvis afhængig af temperaturen, ionkoncentrationen i suspensionsmediet, elektrodeafstanden og 30 også betinget af målekammerets fyldningsvolumen. Som Allerede fastslået i det foranstående er elektrodeafstanden og fyldningsvoluminet, som fremkommer af afstanden og elektrodeoverfladen, konstant, for så vidt blodet dæk-

DK 158479 B

11 ker elektrodeoverfladen fuldstændigt. I en foretrukken udførelsesform bliver denne fuldstændige dækning sikret ved, at elektroderne 30 og 28 er omgivet med et sikkerhedsområde, som principielt må være dækket med blod, når 5 apparatet bliver åbnet af betjeningspersonale.

Som allerede fastslået i det foranstående er osmolari-teten af plasmaet af underordnet betydning for bestemmelsen af hæmatokritværdien. Den ligger imellem en værdi på omtrent 275 og 300 mosmol/1. Målefejlen af hæmato-10 kritværdien (Hkt) andrager så iHkt = - 1 volumenprocent, ligger altså ved en sædvanlig hæmatokritværdi på 40 volumenprocent i en størrelsesorden på omtrent 2,5%. Af disse grunde kan en tommåling ved plasmaet derfor udelades. Alligevel kan ledningsevneværdien af plasmaet 15 bestemmes i det samme kammer. Eventuelt kan en korrektion foretages eller selve apparatet kan justeres med en standard NaCl-opløsning.

Impedansmålingen til hæmatokritbestemmelsen er naturligvis temperaturafhængig, hvorved der for hver tempera-20 tur skal fremstilles en egnet justeringskurve. Det er for så vidt fordelagtigt, at apparatet 10 til præcisi-tionsmålingen er termostatstyret. Denne termostatstyring kan ske på sædvanlig måde, eksempelvis ved opvarmning af apparatet 10. 1 2 3 4 5 6 Måler man ved stuetemperatur, skal impedansen af en ens- 2 tempereret referanceopløsning bestemmes. Måleværdien 3 for blod ved samme temperatur skal så korrigeres til 4 svarende, hvilket på fordelagtig måde kan gennemføres 5 ved hjælp af potentiel udligning ved hjælp af et po- 6 tentiometer i registreringsudstyret 12. Der kan endog ses bort fra en temperering under disse betingelser; thi selv svingninger på - 3 °C ved en foreskrevet stuetemperatur på omtrent 295 °K fører kun til en fejl på ^Hkt pa - 1 volumenprocent.

DK 158479 B

12

Sammenlignings forsøg

Erythrozytter blev gjort stive med 5 mmol/1 diamid, hvorved en Hkt-værdi på 0,35 og 0,51 blev indstillet ved hjælp af centrifugemetoden. Derpå blev hæmatokritværdien be-5 stemt ved impedansmetoden ifølge opfindelsen og ved hjælp af radio-hæmatokritmetoden, altså med markeret "^C-saccha-rose. Den herved opnåede værdi gav en 1:1 korrelation mellem de sidstnævnte målemetoder, hvorved en værdi på henholdsvis omtrent 32,4 og 46,0 blev fundet. Overfor 10 disse værdier lå den ved centrifugationsmetoden bestemte værdi omtrent 6 - 7% (Hkt = 0,35) og omkring 10 - 11% (Hkt = 0,51) højere.

Med apparatet ifølge opfindelsen er en hæmatokritmåling i området fra 0-80 volumenprocent mulig. Ved fuldauto-15 matisering er en simpel betjening mulig. Den samlede måletid er under 30 sekunder. Desuden er patientbelastningen ringe, da der kun kræves omkring 70 - 200^,ul blod.

Claims (13)

1. Apparat til bestemmelse af hæmatokritværdier imellem to elektroder (28, 30), hvis måleflader er anbragt parallelt med det vandrette plan, og hvormed ledningsevnen 5 af blod kan bestemmes, hvilket apparat har en underdel (14) og en overdel (16), som er bevægelige fra hinanden, og danner et vandret kammer, kendetegnet ved, at i det mindste én elektrode (30) er anbragt i plan med overdelens (16) underside (26) og en anden 10 elektrode (28) er anbragt i plan med underdelens (14) overside (24), og at elektroderne (28, 30) er anbragt lodret over hinanden.

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at underdelen (14) og overdelen (16) er drejelig lejret 15 omkring en akse (22).

3. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at élfektroderne (28, 30) har en i det væsentlige rund 2 fonm og en overflade på omtrent 10 - 100 mm .

4. Apparat ifølge krav 3, kendetegnet ved, 2 20 at overfladerne er i det væsentlige 20 - 50 mm .

5. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at elektroderne (28, 30) består af ædelstål, titan eller et andet ædelt elektrodemateriale.

6. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, 25 at elektroderne (28, 30) består af et uædelt materiale, som er dækket med et lag af ædelstål, titan eller et andet ædelt elektrodemateriale. DK 158479B 14

7. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at afstanden imellem elektroderne (28, 30) andrager omtrent 0,5 - 3 mm.

8. Apparat ifølge krav 7, kendetegnet ved, 5 at afstanden er mellem 1,4 og 2,2 mm.

9. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved en endekontakt (-40), hvormed apparatet (10) kan bringes i måletilstanden.

10. Apparat ifølge krav 9, kendetegnet ved, 10 at der er tilvejebragt et endemål (34), som tjener som afstandsholder imellem overdelen (16) og underdelen (14) og som kontakt for endekontakten (40)·

11. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det er termostatstyret. 15

12. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at elektroderne (28, 30) i driftstilstanden er påført en vekselspænding ved hjælp af en oscillator, hvorhos en formodstand er indkoblelig i serie og/eller en vekselstrøm på 0,1 - 0,7 V kan påføres. 20

13. Apparat ifølge krav 12, kendetegnet ved, at en frekvens på 1,8 - 6 kHz kan påføres.