ES2276651T3 - Procedimiento y un aparato para medir rapidamente las capas celulares. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para determinar la cantidad de un componente objetivo en una muestra de sangre completa anticoagulada, muestra de sangre que está contenida en un tubo transparente junto con un tinte fluorescente, que puede hacer que el componente objetivo en la muestra de sangre tenga fluorescencia, comprendiendo dicho procedimiento: a) la etapa de colocar el tubo sobre una placa gruesa de centrifugadora; b) la etapa de hacer girar la placa gruesa, a fin de comenzar la compactación gravimétrica del componente objetivo en una capa distinguible en el tubo; c) la etapa de exponer periódicamente la muestra de sangre a un haz de luz pulsatorio de alta intensidad, que está en un intervalo de longitudes de onda de entre aproximadamente 420 y aproximadamente 480 nm, a fin de hacer que dicho componente objetivo en la muestra de sangre emita una señal fluorescente, mientras el tubo está siendo centrifugado sobre la placa gruesa; d) la etapa de recoger datos de luz fluorescente emitidos desde dicho componente objetivo, datos de luz que están en un primer intervalo de longitudes de onda de entre aproximadamente 530 y aproximadamente 560 nm, y que están dentro de un segundo intervalo de longitudes de onda de entre aproximadamente 620 y aproximadamente 680 nm, mientras el tubo está siendo centrifugado sobre la placa gruesa; e) la etapa de disponer sobre la placa gruesa un dispositivo detectable de referencia, formado a partir de un material de película de plástico fluorescente estable o fluorescente reflector, y comparar la respuesta del nivel de energía desde el dispositivo de referencia con la respuesta del nivel de energía desde el componente objetivo; f) la etapa de convertir dichos datos recogidos en una lectura del grosor de la capa del componente objetivo; y g) la etapa de convertir dicha lectura registrada del grosor de la capa en una cuantificación de la cantidad del componente objetivo en la muestra de sangre.
Description
Procedimiento y un aparato para medir
rápidamente las capas celulares.
Esta invención se refiere a un procedimiento
para realizar rápidamente mediciones de volúmenes de capas de
material centrifugado. El procedimiento de esta invención es
particularmente útil al realizar mediciones de recuento de
hemoderivados en una muestra centrifugada de sangre completa
anticoagulada, mientras se está centrifugando la muestra de
sangre.
La medición de los hemogramas en una muestra
centrifugada de sangre completa anticoagulada se ha descrito en la
documentación científica, y un procedimiento para medir fácilmente
ciertas capas de células y otros constituyentes se describe en la
patente de EE.UU. número 4.027.660, concedida el 7 de junio de 1977
a Stephen C. Wardlaw et al. En el procedimiento patentado, se
centrifuga una muestra de sangre completa anticoagulada en un tubo
capilar de precisión que contiene un flotador de plástico. El
flotador expande linealmente alguna de las capas de células y de las
capas de trombocitos.
Al realizar el procedimiento patentado, la
muestra de sangre se centrifuga durante aproximadamente cinco
minutos a aproximadamente 12.000 rpm y, luego, se miden las
longitudes expandidas de las capas de células y de trombocitos. Uno
de los problemas en el procedimiento patentado tiene que ver con la
necesidad de que el operario retire el tubo de la centrifugadora y
lo reinserte en un lector. Puesto que esta operación se debe
realizar dentro de un intervalo limitado de tiempo a continuación de
la centrifugación, requiere mucha atención del auxiliar de clínica,
lo que es ineficiente, y expone además al auxiliar de clínica a una
muestra potencialmente peligrosa. Este problema es particularmente
importante porque auxiliares de clínica relativamente inexpertos
puede que no aprecien la necesidad de la lectura oportuna de los
tubos de muestras y, así, puede dar como resultado lecturas
erróneas. Otro problema que surge con el susodicho procedimiento de
la técnica anterior resulta del hecho de que el tubo capilar se
expande ligeramente como consecuencia de la alta presión de la
columna de la muestra de sangre durante la centrifugación de dicha
muestra. Después de que se hayan comparado las capas de células
alrededor del flotador, forman un tapón relativamente sólido en el
orificio del tubo y, a medida que la centrifugadora se desacelera,
la pared del tubo se recupera elásticamente hasta su forma normal y,
así, tiende a "bombear" las capas de glóbulos hacia arriba del
tubo. Esta acción causa la interrupción de al menos una parte de las
capas de células en algunas muestras y, así, deja tales capas de
células difíciles o imposibles de leer.
Sería deseable ser capaz de medir las capas de
hemoderivados, mientras el tubo está todavía bajo tensión
centrífuga, de manera que no se interrumpan las capas de células y,
también, para reducir la cantidad de manipulación del tubo de
muestras y la posibilidad de error.
El documento
EP-A-0864854 describe un
procedimiento y un sistema para realizar rápidamente mediciones de
volúmenes de capas de material centrifugado, en particular,
mediciones de recuento de hemoderivados. El sistema comprende un
conjunto combinado de centrifugadora y lector, que incluye una placa
gruesa de centrifugadora, un rebajo para contener un tubo capilar
transparente y un motor para accionar la placa gruesa. Mientras se
centrifuga la muestra a fin de separar gravimétricamente los
diversos hemoderivados y otros componentes, las capas de
componentes se pueden medir periódicamente gracias a un disector
lineal de imágenes que puede detectar fluorescencia diferencial en
las diversas capas de componentes. Se hace que las capas de
hemoderivados tengan fluorescencia por flases de luz, que están
dirigidos hacia el tubo de la muestra de sangre durante la
centrifugación. Así, se realiza la cuantificación de las capas de
hemoderivados de la muestra, mientras ésta se mantiene en la
centrifugadora.
El documento
EP-A-0471295 describe un
procedimiento de inmunoanálisis para determinar los analitos
hidrófobos en una muestra biológica de ensayo. La muestra se añade
con un marcador y un anticuerpo, que compiten con el analito por los
lugares de anticuerpo y, luego, la muestra se excita con luz
polarizada. La relación precisa entre polarización y concentración
del analito se establece midiendo los valores de polarización de los
calibradores que tienen concentraciones conocidas, y la
concentración del analito se puede interpolar a partir de una curva
estándar preparada a partir de ella. La medición de la polarización
fluorescente se realiza después de haber eliminado proteínas que
interfieren por precipitación y centrifugación, y después de haber
eliminado el analito y los calibradores del tubo de
centrifugadora.
El documento
DE-A-4116313 describe un
procedimiento y un aparato para medir la elastomecánica de
sedimentos de suspensiones y emulsiones, y se pueden aplicar
predominantemente en diagnósticos médicos y en ingeniería de
procedimientos biotecnológicos. El aparato comprende una
centrifugadora controlable, una iluminación de campo brillante de
luz transmitida para formar imágenes de cubetas dispuestas sobre un
rotor de la centrifugadora en unos medios de formación de imágenes
de alta resolución en forma de línea y un sistema de evaluación
computarizado, siendo la fuerza centrífuga variable y siendo el
procedimiento de medición controlable de manera asíncrona por una
secuencia de pulsos activadores externos. Al menos una de las
cubetas dispuestas sobre el rotor está diseñada como un elemento de
referencia y no contiene ninguna suspensión ni emulsión. El sistema
permite la determinación del patrón de la densidad óptica a lo largo
de la cubeta como función del tiempo. La densidad óptica se
determina estableciendo la transmitancia. La determinación de la
transmitancia se efectúa de manera que el elemento de referencia y
la cubeta de muestras sean detectadas sucesivamente por los medios
de formación de imágenes en un tiempo de unos pocos milisegundos, y
los datos de imágenes son procesados por un ordenador. Este
procedimiento se realiza durante la centrifugación e implica el uso
de un elemento de referencia.
Esta invención se refiere, por un lado, al
procedimiento de la reivindicación 1 y al sistema de la
reivindicación 2. Esta invención se refiere a un conjunto para
determinar rápidamente mediciones de volúmenes de material
individuales durante la centrifugación de una muestra de mezcla de
materiales gravimétricamente separables, tal como una muestra de
sangre completa anticoagulada. Adicionalmente, esta invención se
refiere a un procedimiento que puede determinar mediciones de
volúmenes de hemoderivados y recuentos de hemoderivados durante la
centrifugación. El procedimiento de esta invención utiliza una
centrifugadora y un lector combinados, que realizan las funciones de
centrifugación y lectura y simplifican, así, el comportamiento de
las mediciones de las capas de material descritas en las patentes de
EE.UU. susodichas. Siguiendo los principios de esta invención, se
pueden cuantificar las capas de glóbulos blancos y trombocitos con
una mínima manipulación de las muestras y con una mínima
interrupción de las capas formadas en la muestra de sangre.
El procedimiento de esta invención implica el
uso de: una centrifugadora; una fuente de luz de excitación
colorante fluorescente de alta intensidad; un fotodetector; y un
controlador de procesador para controlar el funcionamiento del
conjunto. La fuente de luz es, preferiblemente, una fuente de luz
pulsatoria de alta intensidad, que ilumina periódicamente la muestra
de sangre en el tubo de muestreo, a medida que ésta última se está
centrifugando. La iluminación de la muestra de sangre en el tubo
causa la fluorescencia de ciertos constituyentes de los glóbulos,
así como la iluminación de la capa de glóbulos rojos, de manera que
el fotodetector puede discriminar entre las diversas capas de
células en el tubo, que se compactan gravimétricamente durante la
etapa de centrifugación. La selección apropiada de filtros, tanto en
la fuente de luz como en el detector, permite que emane luz
fluorescente de las capas de células fluorescentes a detectar y
medir, y permite también que la luz reflejada desde las capas de
material en la muestra sean detectadas y medidas. La pulsación de la
fuente de luz se sincroniza con la posición rotatoria del tubo
durante la centrifugación, de manera que el mismo será iluminado
momentáneamente, a medida que pasa por el fotodetector. La óptica y
los filtros usados al realizar el procedimiento de esta invención
son generalmente similares a los descritos en la patente de EE.UU.
número 4.558.947, concedida el 17 de diciembre de 1985 a S. C.
Wardlaw.
La fuente de luz para iluminar el tubo a fin de
excitar la fluorescencia debe tener una emisión suficiente en la
banda de excitación (aproximadamente de 420-480 nm)
para proporcionar la energía de emisión adecuada desde el tubo de
muestras, cuando es recibida por un disector de imágenes filtradas
de estado sólido, tal como una agrupación CCD. Además, la energía se
debe suministrar en el periodo de tiempo en el que el tubo del que
se forman imágenes está dentro del intervalo focal del detector, que
es típicamente alrededor de 50 milisegundos o alrededor de 50
\mus. Estos requisitos los cumple mejor un tubo de flases de xenón
que tenga unos medios de enfoque asociados, en lugar de un difusor,
tubo de flases que es excitado por un suministro de energía, capaz
de suministrar pulsos cortos a los niveles de potencia necesitados y
en el que los flases luminosos se ajustan con precisión hasta la
posición del tubo con relación al detector, cuando se activa el tubo
de flases.
El controlador de procesador controla el
funcionamiento del conjunto porque, a una orden, el mismo: iniciará
la centrifugación; supervisará las rpm de la centrifugadora;
temporizará el período de centrifugación; sincronizará los pulsos de
luz con las rpm actuales de la centrifugadora; controlará el
funcionamiento del fotodetector; recibirá y almacenará las lecturas
de las capas constituyentes; calculará la compactación de las capas
constituyentes y los recuentos o valores resultantes de los
constituyentes; y parará la centrifugadora. Así, el operario sólo
necesita colocar el tubo de muestreo de sangre en la centrifugadora
e iniciar el funcionamiento del conjunto. Por conveniencia y
seguridad del operario, el tubo de muestreo de sangre puede estar
contenido en un armazón especial del tipo general descrito en la
patente de EE.UU. número 5.776.078, concedida el 7 de julio de
1998.
Esta invención implica también el uso de un
componente de centrifugadora, que es accionable para sincronizar la
pulsación de una fuente de luz, a pesar de la velocidad de rotación
de la centrifugadora. La inclusión de tal componente de
sincronización en la centrifugadora tiene en cuenta el desgaste de
la misma, elimina la necesidad de establecer o ajustar la
sincronización de pulsación del conjunto y permite también que la
centrifugadora sea accionada intencionadamente a velocidades
diferentes.
Por lo tanto, un objeto de esta invención es
proporcionar un procedimiento para obtener información de una mezcla
de materiales, que permite la lectura de los grosores de las capas
de material a continuación de un período fijo de centrifugación,
mientras la muestra está todavía dentro de la centrifugadora y ésta
sigue rotando.
Un objeto adicional de esta invención es
proporcionar un procedimiento del carácter descrito, en el que la
mezcla de materiales es una muestra de sangre completa
anticoagulada.
Otro objeto de esta invención es proporcionar un
procedimiento del carácter descrito, en el que el grosor final de
una pluralidad de capas de material en la muestra que se está
centrifugando se pueda obtener de las mediciones de los grosores de
capa hechas durante la centrifugación.
Estos y otros objetos y ventajas de la invención
llegan a ser más fácilmente evidentes a partir de la siguiente
descripción detallada de la misma, cuando se toma en unión con los
dibujos que se acompañan, en los que:
La figura 1 es una vista en perspectiva
esquemática de un conjunto de medición de muestras de sangre usado
al realizar el procedimiento de esta invención;
la figura 2 es una vista en perspectiva de una
realización preferida de una placa gruesa de centrifugadora y de un
mecanismo de accionamiento diseñado para uso en relación con de esta
invención;
la figura 3 es una vista en perspectiva
fragmentada de unos mecanismos de soporte de tubo y rotatorio de
tubo, que se utilizan al realizar el procedimiento de esta
invención;
la figura 4 es una vista en corte del mecanismo
rotatorio de tubo usado al realizar el procedimiento de esta
invención; y
la figura 5 es una vista en planta de la placa
gruesa de centrifugadora, que muestra un componente de
sincronización de pulsos de luz del conjunto de placa gruesa.
Haciendo referencia ahora a la figura 1, se
muestra una vista esquemática de un conjunto combinado de
centrifugadora y lector, que está indicado generalmente por el
número 1. El conjunto 1 incluye una placa gruesa 3 de centrifugadora
con un rebajo 5 para contener un tubo 9 capilar transparente. El
tubo 9 puede estar colocado directamente en el rebajo 5, o el tubo 9
capilar puede estar contenido en un armazón (no mostrado) del tipo
descrito en la patente de EE.UU. número 5.776.078. En todo caso, al
menos una superficie del tubo 9 se debe visualizar ópticamente con
el fin de recoger la información óptica deseada de los contenidos
del tubo. La placa gruesa 3 de centrifugadora está accionada de
manera rotatoria por un motor 13, que está controlado por una línea
de salida 21 desde un controlador 17 del conjunto. La velocidad
rotatoria del motor 13 está supervisada por el controlador 17 a
través de la línea 19, permitiendo por ello que el controlador 17
regule la velocidad del motor 13 y, así, la placa gruesa 3 de
centrifugadora. Cuando la placa gruesa 3 de centrifugadora alcanza
su velocidad de funcionamiento predeterminada, que puede estar entre
aproximadamente 8.000 y aproximadamente 12.000 rpm, la acción del
controlador 17 dependerá del tipo de análisis requerido. Cuando se
lee la compactación de las capas de material a continuación de un
período fijo de centrifugación, el controlador 17 alimenta con
corriente el motor 13 durante un período fijo deseado de tiempo, y
la lectura de compactación de las capas será tomada después de ello,
mientras la centrifugadora sigue girando. A medida que la placa
gruesa 3 rota, un dispositivo de orientación 15, en el lado de la
placa gruesa 3, pasa por e interactúa con un sensor 23, que envía
una señal a través de la línea 20 hasta un retraso 22 programable.
El dispositivo de orientación 15 puede ser un imán permanente y el
sensor 23 puede ser un sensor de efecto Hall. Alternativamente, el
dispositivo de orientación 15 podría ser un miembro reflector en el
borde de la placa gruesa 3, y el sensor 23 podría ser un par
emisor-receptor infrarrojo. Todavía otro dispositivo
de detección alternativo podría incluir un sensor en el motor de
accionamiento 13, siempre que la placa gruesa 3 estuviera fijada
rígidamente al árbol del motor de accionamiento 13.
Después de que ha transcurrido un tiempo
predeterminado desde la recepción por parte del controlador 17 de
una señal desde el sensor 23 de proximidad, un circuito excitador 24
de flases activa un tubo 26 de flases, que suministra un pulso breve
de luz de alta intensidad, pulso que tiene, preferiblemente, menos
de aproximadamente cincuenta microsegundos de duración. Un conjunto
28 de filtros y lentes enfoca la luz de la longitud de onda deseada,
preferiblemente, entre cuatrocientos veinte y cuatrocientos ochenta
nm, desde el tubo 26 de flases sobre el tubo 9. Cuando el tubo 26 de
flases está situado debajo de la placa gruesa 3, esta última
incluirá una abertura 3' entre el tubo 9 de muestras y el tubo 26
de flases y el conjunto 28 de filtros y lentes. Debido al hecho de
que la velocidad rotatoria exacta de la placa gruesa 3 está
supervisada por el controlador 17 a través de la línea 19, y ya que
la distancia circunferencial entre la posición del dispositivo de
orientación 15 y la posición del tubo 9 es fija, el retraso de
tiempo requerido para alimentar con corriente oportunamente el tubo
26 de flases puede ser determinado por el controlador 17 y expresado
a través del bus 30 de datos, a fin de controlar el funcionamiento
del circuito excitador 24 de flases. El tubo 26 de flases es una
fuente de luz de alta intensidad, y puede ser una fuente de luz de
xenón o argón, por ejemplo.
Cuando el tubo 9 es iluminado por el tubo 26 de
flases, la luz reflejada por las capas de células, o la luz de la
fluorescencia de las capas de células, es enfocada por un conjunto
32 de lentes a través de un conjunto 34 de filtros de luz sobre un
disector 36 lineal de imágenes, que es, preferiblemente, un
dispositivo de carga acoplada (CCD), que tiene al menos 256
elementos, y preferiblemente 5.000 elementos, a fin de conseguir una
resolución óptica óptima. Se puede seleccionar luz de una longitud
de onda apropiada gracias a un accionador 38, tal como un solenoide
o un motor de velocidad graduable, que está controlado por el
controlador 17 a través de la línea 40, por lo que el accionador 38
puede proporcionar el filtro apropiado a partir del conjunto 34 de
filtros, dependiendo de la longitud de onda de la luz seleccionada
por el controlador 17. Alternativamente, se podrían usar unos
filtros eléctricamente variables para proporcionar las longitudes de
onda de la luz apropiadas, o unos CCD con múltiples sensores, cada
uno con su propio filtro particular. Se pueden obtener filtros
eléctricamente variables adecuados de la firma Cambridge Research
and Instrumentation, Inc. de Cambridge, MA, en Estados Unidos. Los
CCD adecuados están disponibles gracias a las firmas Sony, Hitachi y
otras, y son componentes comunes de instrumental. Al analizar las
capas de células fluorescentes, se recoge luz en dos longitudes de
onda diferentes de luz fluorescente, un conjunto verde de datos en
el intervalo de longitudes de onda de aproximadamente 530 a 560 nm;
y un conjunto rojo de datos en el intervalo de longitudes de onda de
aproximadamente 620 a aproximadamente 680 nm. Con las imágenes
filtradas se forman imágenes sobre el disector 36 de imágenes, cuya
salida se usa para calcular el tamaño y contenido de las bandas de
subpoblación de células.
Justamente antes de recibir el flas luminoso
desde el tubo 26 de flases, el obturador electrónico en el CCD 36 es
abierto por el controlador 17, a través de la línea 42.
Inmediatamente a continuación del flas, los datos desde el CCD 36 se
leen en un digitalizador 44, que convierte las señales analógicas
desde cada una de las células del CCD en una señal digital. Los
datos digitalizados se transfieren entonces al controlador 17 a
través de un bus 46 de datos, de manera que los datos se pueden
analizar o almacenar inmediatamente para un examen futuro en el
controlador 17.
Haciendo referencia ahora a la figura 2, se
muestra una realización preferida de un conjunto de placa gruesa 3
de centrifugadora, que está diseñado para uso cuando la fuente de
luz 26 de flases y el digitalizador 44, que se muestran en la figura
1, están situados encima o debajo de la placa gruesa 3. La placa
gruesa 3 tiene generalmente forma de plato e incluye un reborde
exterior 50 y un suelo basal 52. Un cubo 54 central está asegurado
al suelo 52 de placa gruesa, y el cubo 54 está cerrado por una tapa
56. El cubo 54 tiene un par de ventanas 58 diametralmente opuestas
formadas en él. El tubo 9 de muestras está montado en la placa
gruesa 3. Un extremo del tubo 9 está insertado en una abertura del
cubo 54, y el otro extremo del tubo 9 está bajado dentro de una
ranura 60 formada en un bloque 62, que está montado en el reborde 50
de placa gruesa. El suelo 52 de placa gruesa está provisto de una
abertura (no mostrada) cubierta por una plancha 64 transparente. Un
contrapeso 66 está dispuesto diametralmente opuesto a la plancha 64,
a fin de equilibrar dinámicamente la placa gruesa 3. La plancha 64
permite que se use la placa gruesa 3 con fuentes y detectores de
luz, que están situados encima o debajo del suelo 52 de placa
gruesa. Éstos permiten también que el conjunto 1 utilice luz
reflejada, emisión fluorescente o luz transmitida, en relación con
la muestra, para conseguir los resultados deseados. El ejemplo
específico mostrado en las figuras 1 y 2 usa un único tubo, sin
embargo, se pueden analizar también múltiples tubos gracias al
conjunto 1, montando un tubo de muestras en una posición
diametralmente opuesta en la placa gruesa 3, y alterando la
sincronización desde el dispositivo de orientación hasta el
activador de flases, a fin de proporcionar lecturas para cada tubo
independiente. El árbol de accionamiento del motor 13 de
centrifugadora anteriormente descrito está designado por el número
13'.
Las figuras 3 y 4 proporcionan detalles de la
manera en la que el árbol de accionamiento 13' del motor está
conectado a la placa gruesa 3, y detalles también de la manera en la
que el tubo 9 de muestras está conectado al cubo 54 de la placa
gruesa. El árbol de accionamiento 13' del motor está fijado a un
disco de accionamiento 68, que está dispuesto en el interior del
cubo 54. El disco 68 tiene un par de pasadores de accionamiento 70
asegurado al mismo, pasadores de accionamiento 70 que sobresalen a
través de las ventanas 58 del cubo. Los pasadores de accionamiento
70 proporcionan el contacto exclusivo de accionamiento entre el
árbol de accionamiento 13' del motor y la placa gruesa 3. La
rotación del disco 68 por el árbol de accionamiento 13' del motor
hace que los pasadores 70 se enganchen en los lados de las ventanas
58 del cubo, haciendo por ello que el cubo 54 y la placa gruesa 3
roten con el disco 68. Una barra 72 está montada a rotación en el
cubo 54. La barra 72 incluye un collarín 74 en uno de sus extremos,
collarín 74 que recibe un extremo del tubo 9 de muestras. El
collarín 74 aloja un anillo tórico elástico (no mostrado) que agarra
el extremo del tubo 9. Un trinquete 76 dentado está montado en la
barra 72 y es accionable para causar la rotación selectiva gradual
del collarín 74 y del tubo 9 de muestras de la siguiente manera. Un
retén 78 de enganche al trinquete cargado por resorte está montado
en el disco 68, y un resorte de flexión 80 de enganche al trinquete
está montado en la tapa 56 del cubo. Cuando el motor 13 está
alimentando el árbol de accionamiento 13' del motor de
centrifugadora, la rotación del disco 68 mueve el retén 78 hasta
enganche con uno de los dientes en el trinquete 76 y el resorte de
flexión 80 baja hasta enganche con un diente diametralmente opuesto
en el trinquete 76, como se muestra en la figura 4. A fin de hacer
girar selectivamente el trinquete 76 y el tubo 9 de muestras, se
interrumpe periódicamente la energía al motor 13 de centrifugadora,
a fin de reducir momentáneamente la velocidad de rotación del árbol
de accionamiento 13'. El momento de la placa gruesa 3, y su cubo 54,
lo hacen girar momentáneamente a un régimen más rápido que el disco
68, a fin de desenganchar el retén 78 del trinquete 76 y
desenganchar los pasadores de accionamiento 70 del cubo 54 de la
placa gruesa. Durante este desenganche momentáneo, el retén 78 se
desengancha del diente de trinquete, y se mueve hasta una posición
en la que se engancha en el siguiente diente adyacente de trinquete.
El motor 13 se vuelve entonces a alimentar con corriente a velocidad
máxima, haciendo que los pasadores de accionamiento 70 se vuelvan a
enganchar en el cubo 54 y haciendo que el retén 78 imparta una etapa
de rotación en el sentido de las agujas del reloj del trinquete 76 y
del tubo 9 de muestras. Cuando el retén 78 acciona, así, el
siguiente diente adyacente de trinquete, la rotación del trinquete
76 hace que el resorte 80 se enganche en el siguiente diente
adyacente diametralmente opuesto en el trinquete 76, estabilizando
así el trinquete 76 y el tubo 9 de muestras en la nueva posición
rotatoria. La rotación gradual del tubo 9 de muestras permite así
que el disector 36 de imágenes "vea" toda la periferia de la
muestra en el tubo 9, a medida que ésta última se está
centrifugando. Las variaciones circunferenciales en la posición de
las interfases 8 de los componentes de las muestras que descienden
son tenidas en cuenta así por el sistema. El susodicho mecanismo
rotatorio de tubos con retén y trinquete es la invención de Michael
R. Walters de Becton Dickinson and Company, y se describe en esta
solicitud con el fin de cumplir los requisitos "del mejor modo de
realización" del reglamento de patentes.
La figura 5 es una vista en planta de la placa
gruesa 1 de centrifugadora, que muestra el tubo 9 de muestras y un
dispositivo de referencia 25 objetivo detectable, que está dispuesto
sobre la placa gruesa 1 y desplazado angularmente respecto al tubo 9
un ángulo \phi conocido con precisión. El dispositivo 25 está
formado, preferiblemente, a partir de un material tal como una
película de plástico fluorescente, que tiene fluorescencia o refleja
luz de manera similar a la del tubo 9. El dispositivo 25 tiene,
preferiblemente, una pluralidad de líneas o bandas 27, que son
perpendiculares al eje del dispositivo 25. El dispositivo 25 está
formado a partir de un material de película de plástico
fluorescente estable o fluorescente reflector, de manera que la
energía emitida desde el dispositivo 25 se puede usar para calibrar
el sistema óptico del instrumento.
Es bien conocido que las mediciones
cuantitativas de energía fluorescente son difíciles, porque la
energía medida depende de la intensidad de la fuente de excitación,
la temperatura de la muestra y la sensibilidad del sistema de
detección, que pueden variar todas debido a varios factores. Aunque
es muy difícil proporcionar cualquier tipo de calibración a largo
plazo, es práctico comparar periódicamente la respuesta del nivel de
energía desde un objetivo, tal como el dispositivo de referencia 25,
respuesta que es estable con el paso del tiempo, con la respuesta
del nivel de energía desde la muestra 9, respuesta que puede que no
sea estable con el paso del tiempo. Cuando la respuesta del nivel
de energía desde la muestra 9 se presenta al instrumento como baja,
se puede hacer una comparación de sucesivas respuestas del nivel de
energía de la muestra 9 y respuestas del nivel de energía del
dispositivo de referencia 25. La comparación de las respuestas del
nivel de energía se pueden usar para determinar si la respuesta del
nivel de energía de la muestra 9 es baja, debido a una
característica de la muestra 9, o debido a un error del sistema en
el sistema de medición de respuestas de fluorescencia de los
instrumentos. Si se detecta esta última causa de mediciones
defectuosas del nivel de señal, entonces, el sistema de medición
del nivel de señal de los instrumentos se volverá a calibrar,
basándose en las mediciones conocidas del nivel de señal recibidas
desde el dispositivo de referencia 25.
Además, la longitud de las bandas 27 en el
dispositivo de referencia 25 puede ser detectada por el sistema de
formación de imágenes en el instrumento, y ya que la longitud de las
bandas 27 se puede delinear con precisión, se pueden usar para la
calibración espacial de todo el sistema de formación de imágenes. Un
error óptico que podría ocurrir, por ejemplo, es que el sistema de
lentes y filtros de formación de imágenes puede proyectar una imagen
sobre el disector 36, que es no lineal. Así, los puntos espaciales
equidistantes en el centro de la imagen puede que no cubran el mismo
área del disector que aquellos puntos en el borde de la imagen. Este
fenómeno se encuentra en fotografía, donde se denomina efecto "en
acerico" o "esferoide", e impide unas mediciones espaciales
precisas, a menos que se remedie. Si las bandas 27 equidistantes son
exploradas por el disector 36 a través de toda la longitud de
imagen, entonces, se puede detectar y compensar cualquier distorsión
en los cálculos finales.
En uso, la placa gruesa 1 de centrifugadora se
hace girar en el sentido indicado por la flecha A, hasta que alcanza
la velocidad de funcionamiento. La pulsación del tubo 26 de flases
es ajustada por el microprocesador 17 hasta que se obtiene una
imagen clara del dispositivo objetivo 25 gracias al disector 36 de
imágenes. En la práctica, la velocidad de la centrifugadora se
calcula primero usando los pulsos de sincronización proporcionados
por el sensor 23. A partir de estos datos, se calcula un tiempo
supuesto de retraso desde el pulso del sensor para el mecanismo
activador de flases, basándose en los tiempos obtenidos previamente
o en un tiempo que se preprograma en el instrumento, cuando éste se
monta. Entonces, se captura una serie de imágenes del dispositivo
objetivo 25 en ese "tiempo de comienzo", y en otros tiempos de
comienzo que son mayores y menores. El retraso de tiempo del flas
que proporciona la mejor respuesta desde el dispositivo 25 se elige
y se implanta entonces en el software operativo del sistema.
En este punto, en la medida que se conocen tanto
la velocidad de la placa gruesa como el ángulo \phi entre el
dispositivo objetivo 25 y el tubo 9, se puede calcular el retraso de
tiempo entre el dispositivo 25 y el disector 36, y el valor del
retraso de tiempo calculado se añade al retraso de tiempo desde el
generador de pulsos de sincronización hasta el detector 25, a fin de
proporcionar un retraso de tiempo total a programar en el retraso 22
para la pulsación del tubo 26 de flases, a fin de iluminar con
precisión el tubo 9 de muestras.
Se apreciará que el sistema y procedimiento
susodichos de funcionamiento son suficientes para sincronizar los
pulsos de iluminación del tubo de flases con el paso del tubo de
muestras, hasta más allá del tubo de flases, a cualquier velocidad
rotatoria de la placa gruesa de centrifugadora. El susodicho
procedimiento tendrá utilidad, a pesar del envejecimiento de los
componentes de la centrifugadora, de las temperaturas de
funcionamiento del sistema o las muestras, o de similares
variaciones en las condiciones de funcionamiento.
Ya que se pueden hacer muchos cambios y
variaciones de la realización descrita de la invención sin salirse
del concepto inventivo, la invención no está destinada a estar
limitada de otro modo que según se requiera por las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (2)
1. Un procedimiento para determinar la cantidad
de un componente objetivo en una muestra de sangre completa
anticoagulada, muestra de sangre que está contenida en un tubo
transparente junto con un tinte fluorescente, que puede hacer que el
componente objetivo en la muestra de sangre tenga fluorescencia,
comprendiendo dicho procedimiento:
a) la etapa de colocar el tubo sobre una placa
gruesa de centrifugadora;
b) la etapa de hacer girar la placa gruesa, a
fin de comenzar la compactación gravimétrica del componente objetivo
en una capa distinguible en el tubo;
c) la etapa de exponer periódicamente la muestra
de sangre a un haz de luz pulsatorio de alta intensidad, que está en
un intervalo de longitudes de onda de entre aproximadamente 420 y
aproximadamente 480 nm, a fin de hacer que dicho componente objetivo
en la muestra de sangre emita una señal fluorescente, mientras el
tubo está siendo centrifugado sobre la placa gruesa;
d) la etapa de recoger datos de luz fluorescente
emitidos desde dicho componente objetivo, datos de luz que están en
un primer intervalo de longitudes de onda de entre aproximadamente
530 y aproximadamente 560 nm, y que están dentro de un segundo
intervalo de longitudes de onda de entre aproximadamente 620 y
aproximadamente 680 nm, mientras el tubo está siendo centrifugado
sobre la placa gruesa;
e) la etapa de disponer sobre la placa gruesa un
dispositivo detectable de referencia, formado a partir de un
material de película de plástico fluorescente estable o fluorescente
reflector, y comparar la respuesta del nivel de energía desde el
dispositivo de referencia con la respuesta del nivel de energía
desde el componente objetivo;
f) la etapa de convertir dichos datos recogidos
en una lectura del grosor de la capa del componente objetivo; y
g) la etapa de convertir dicha lectura
registrada del grosor de la capa en una cuantificación de la
cantidad del componente objetivo en la muestra de sangre.
2. Un sistema para determinar el grado de
compactación de una capa del componente constituyente objetivo en
una muestra centrifugada de sangre completa anticoagulada, muestra
que está contenida en un tubo transparente, comprendiendo dicho
sistema:
a) un conjunto de centrifugadora, que comprende
una placa gruesa y un motor para hacer girar la placa gruesa,
incluyendo dicha placa gruesa un soporte para el tubo durante la
centrifugación de la muestra de sangre;
b) una fuente de luz de alta intensidad, para
iluminar el tubo durante la centrifugación del mismo sobre dicha
placa gruesa;
c) un primer filtro, interpuesto entre la fuente
de luz y el tubo, para convertir la luz emitida desde dicha fuente
de luz en una longitud de onda, que está en el intervalo de entre
aproximadamente 420 y aproximadamente 480 nm;
d) un disector lineal de imágenes, asociado de
manera operativa con dicha placa gruesa de centrifugadora, a fin de
crear señales analógicas que resultan de los rayos de luz emitidos
desde la muestra en el tubo, siendo representativas dichas señales
analógicas de valores de señal desde una pluralidad de puntos a lo
largo del tubo, que, cuando están digitalizados, permiten que un
microprocesador sitúe y mida la distancia entre las interfases
adyacentes de la capa del componente objetivo;
e) un segundo conjunto de filtros, interpuesto
entre el disector de imágenes y el tubo, para convertir los rayos de
luz emitidos desde dicha muestra y transmitidos a dicho disector de
imágenes en una primera longitud de onda, que está en el intervalo
de entre aproximadamente 530 y aproximadamente 560 nm, y en una
segunda longitud de onda, que está en el intervalo de entre
aproximadamente 620 y aproximadamente 680 nm;
f) un dispositivo detectable de referencia,
dispuesto sobre la placa gruesa y formado a partir de un material de
película de plástico fluorescente estable o fluorescente reflector,
para comparar la respuesta del nivel de energía desde el dispositivo
de referencia con la respuesta del nivel de energía desde el
componente constituyente objetivo;
g) un digitalizador, conectado a dicho disector
de imágenes, para convertir dichas señales analógicas en señales
digitales;
h) un microprocesador, conectado a dicho
digitalizador, para recibir dichas señales digitales desde dicho
digitalizador, siendo accionable dicho microprocesador para
convertir dichas señales digitales en una cuantificación del grado
de compactación de dicha capa de componentes constituyentes objetivo
y, por ello, del volumen de dicha capa de componentes constituyentes
objetivo; e
i) un mecanismo para la pulsación periódica de
dicha fuente de luz, de manera que esta última sólo se activa cuando
el tubo de muestras pasa por dicho disector de imágenes.
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