NO132851B - - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for overvåking av en eller flere utvalgte effekter i en kjemisk, biokjemisk eller biologisk prosess i et medium, særlig for bestemmelse av blodets levringstid.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan benyttes til å undersøke koaguleringsmekanismen til rent blod eller plasma.

Den kan også benyttes for studier av antigen-antistoffreaksjoner

i forbindelse med undersøkelse, diagnosestillingen og etterkontroll ved sykdommer.Videre kan fremgangsmåten benyttes i forbindelse med tilpasning av forskjellige blodtyper i forhold til hverandre. Fremgangsmåten kan også benyttes i forbindelse med studie av bakterie-, sopp-, protozo- og viruskulturer. Den vil også kunne benyttes i forbindelse med registreringen av mikro-organismers følsomhet overfor bestemte tilsetninger, såsom antibiotika. Fremgangsmåten kan også benyttes i forbindelse med under-søkelsen av vevkulturer, undersøkelsen av enkelte kjemiske reaksjoner hvor det forekommer en impedansforandring og overvåking av biokjemiske reaksjoner.

Undersøkelsen av blodlevring er for tiden en av de vanlig-ste prøver som gjennomføres på et sykehus og i et medisinsk laboratorium. Blodets levringstid er en vesentlig parameter ved kontrolleringen av den anti-koaguleringsbehandling som skjer på pasienter som lider av akutt koronar-trombose, tromboflebitis, pulmonar infarksjon.og andre tromboemboliske forstyrrelser. Det er også en av de innledende undersøkelser som utføres ved diag-nosen og etterkontrollen for forskjellige bløde-lidelser.

Et nytt område, hvorpå levringstiden har fått øket betyd-ning er undersøkelsen av kasus som lider av en tendens til trom-botiske fenomen, såsom pasienter som er blitt underkastet opera-sjon, noen kasus av hyperlipidaemia, carcinoma i pancreas og så videre. Det er funnet at disse pasienter ofte har nedsatt levringstid.

Mekanismen med blodlevring involverer flere faktorer, for eksempel blodplater, enzymer og joner og er for komplisert for en detaljert analyse i hver kasus. Klinikerne må derfor godta undersøkelse som er rettet mot effektiviteten til levrings-mekanismen som et hele, eller til et bestemt trinn av den, for eksempel protombintiden.

Det finnes for tiden fire hoved-fremgangsmåter for påvisning av levring (koagulasjon) og bestemmelsen av levringstiden.

Den første fremgangsmåte er kjent som "Lee og White's prøve-rørmetode". Venøst blod plasseres i tre prøverør og holdes ved 37°C i et vannbad. Levringstiden bestemmes ved å skråttstille det første og det andre prøverør med ett minutts intervall og å registrere det tidspunkt da en fast klump har dannet seg i hvert av dem etter tur, og deretter påvise koagulasjonen av blodet i det tredje rør for å finne koagulasjonstiden.

En annen fremgangsmåte er kjent som.kapillarrør-metoden. Et glasskapillar fylles med blod fra en fingerpunktering. Korte stykker av kapillaret brytes deretter av med jevne mellomrom inntil en blodklump finnes mellom de avbrutte deler av kapillaret.

Den tredje fremgangsmåte for bestemmelse av dannelsen av en klump er den såkalte "Tromboelastogram-metoden". En gaffel som beveges i blod- eller plasmaprøven benyttes for å registrere viskositeten som øker på koagulasjonstidspunktet.

Den fjerde fremgangsmåten for registrering av forekomsten av levring foregår ved overvåking av gjennomskinneligheten til en blodplasmaprøve etter at den er blitt isolert fra blodet.

Når klumpen dannes blir prøven ugjennomskinnelig.

Alle disse fremgangsmåter er tidkrevende. Lee's blir ofte gjennomført ved sengen av en travelt opptatt lege som må bruke femten til tyve minutter på prøven i tilfeller med normal levringstid, mens tidsforbruket er tilsvarende forlenget ved forlenget levringstid. Fremgangsmåten medfører også venøs punkter-ing og uttrekking fra 6 til 9 cm 3 blod, og kan derfor vanskelig gjennomføres oftere enn to til tre ganger daglig.

Kapillarrørmetoden, blir, selv om den kanskje er lettere å gjennomføre, ansett for å være upålitelig av mange klinikere.

Tromboelastogram-metoden og fremgangsmåten for påvisning av levring som benytter forandringer i den optiske gje;:nomskinne-1 ..ghet kan i praksis bare gjennomfører under laborator ef irhold. På gr'.'.nn av den t. \ og det arbeide disse fremgangsmåt». -evet kan disse prøver vanligvis bare gjennomføres en eller to ganger daglig. Dessuten blir resultatene av disse prøver ledet videre til klinikeren fra laboratoriet med en betydelig forsinkelse.

Mangelen på en fremgangsmåte som er istand til å gjennom-føre en hyppig, nøyaktig og lettvint bestemmelse av levringstiden eller en av de prøver som benytter levringen som slutt-punkt, fratar legene verdifulle data som er meget viktige for behandlingen av pasienter med anti-koaguleringsterapi. Følgelig må slik behandling foreskrives med en bred sikkerhetsmargin som reduserer behandlingens effektivitet.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved

at den eller hver utvalgt effekt enten aktiveres eller inhiberes eller at mediet modifiseres i en eller flere forsøks-prøver av mediet, men ikke i noen av kontrollprøvene, og at variasjonen i et forhold mellom de elektriske impedanser i forsøksprøven(e) på den ene side og kontrollprøven(e) på den annen side overvåkes i en tidsperiode, samt at variasjonene i dette forhold settes i sammenheng med en eller flere utvalgte effekter eller modifikasjon i mediet.

Det foretrekkes at prøvenes elektriske impedanser sammenliknes i en elektrisk brokoblingskrets hvori prøvene forbindes med kretsens armer.

Nærmere konkretisert gjennomføres fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen basert på at parameteren som overvåkes er hastigheten på variasjonene av forholdet mellom impedansene som en indikasjon på hastigheten i utviklingen av den utvalgte effekt eller effekter.

Et apparat for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, for overvåking av en eller flere utvalgte effekter i en kjemisk, biokjemisk eller biologisk prosess i et medium, omfattende beholdere for en eller flere forsøksprøver og en eller flere kontrollprøver av mediet, er kjennetegnet ved anordninger for overvåking av variasjoner i forholdet mellom den/de elektriske impedans(er) i kontrollprøvene på den ene side og den/de elektriske impedans(er) i kontrollprøvene på den annen side i en tidsperiode for å fremskaffe en indikasjon på utvik-ling av den/de utvalgte effekter.

I apparatet benyttes utstyr for å tilføre beholderne prøver som er tatt suksessivt, idet utstyret registrerer data vedrørende variasjoner i nevnte forhold for de suksessive prø-, ver.

Det foretrekkes ifølge oppfinnelsen at anordningen for overvåking av variasjonen i forholdet mellom de elektriske impedanser omfatter en elektrisk brokobling til hvis respektive armer beholderne for prøvene er koblet.

Med uttrykket "relativ elektrisk impedans" som anvendt i det etterfølgende betegnes et forhold mellom impedansen til to identiske blodprøver plassert i to like celler, av hvilke blod-koagulasjonen i den ene forsinkes eller hindres. Forsinkelsen kan oppnås ved å benytte et rør med større diameter, ved å be-handle blodet med et anti-koaguleringsmiddel, såsom heparin, eller ved å gjøre flatene i cellen mellom elektrodene siliconisert. Dersom det nevnte impedansforhold er forholdet mellom to størrelser som bestemmes av en balansert brokrets, er det mulig å bestemme forholdet med en nøyaktighet på omtrent,en tusende-del. I praksis er det nødvendig med store forsterkninger siden forandringene i den relative elektriske impedans er forholds-vis små og undertrykkes fullstendig av andre impedanseffekter dersom man forsøker å oppspore dem ved måling av den absolutte impedans til det undersøkte blod, istedenfor den relative impedans .

Når det benyttes en brokrets for å måle den relative elektriske impedans, kan den avbalanseres hver gang en måling foretas. Alternativt kan broen være ubalansert en forutbestemt, konstant mengde. Dersom en avbalansert bro benyttes kan det være en vanlig firearmet bro av Wheatstone-typen som benytter et kontinuerlig balanserende organ hvis bevegelse for å holde broen avbalansert benyttes til å avgi utgangssignalet, for eksempel til en skriver eller en differensieringskomponont, enten elektrisk eller mekanisk.

Oppfinnelsen er basert på den oppdagelse av den relative elektriske impedans til blod målt med en bro som benytter en kon-trollprøve hvor koaguleringen forsinkes i den arm som støter opp til den arm hvor den levrende blodprøve er innskutt, ikke forblir konstant under levring, men faller til en minimumverdi som, ut fra sammenliknende prøver med modifikasjon av kjente fremgangsmåter som er beskrevet foran, synes å falle sammen med koaguleringen. Etterhvert som sammentrekkingen i klumper skrider frem stiger deretter blodprøvens relative elektriske impedans.

Koaguleringens inntreden kan påvises enten direkte fra en funksjon av den 'vr.rierende relative elektriske impedans. dier indirekte fra den første tidsderiverte av funksjonen.

Levringstiden kan måles ved å benytte en • kontinuerlig drevet skriver som registrerer blodprøvens relative elektriske impedans i forhold til tiden, slik at en synlig registrering av prø-vens varierende relative impedans oppnås. Alternativt kan tiden måles ved hjelp av en passende tidgiver som kan startes når blodprøven tas og stoppes automatisk når den deriverte størrelse av den relative impedans faller tilnærmet til null.

Den oppdagelse at den relative elektriske impedans til en væskeformet blodprøve, målt med en brokobling, nærmer seg en minimalverdi som nås ved koagulering, kan også benyttes til å kjennetegne tilnærmet koagulering før koaguleringen i virkeligheten finner sted.

For eksempel kan gjennomgangen til den tidsderiverte til den relative elektriske impedans gjennom en forutbestemt verdi mindre enn null benyttes til å angi at koagulering straks kommer til å finne sted og prøvecellene som inneholder blodprøvene kan deretter skylles før koaguleringen virkelig finner sted og mens blodet fremdeles er i væskeform.

Oppfinnelsen kan benyttes for å gi en registrering av variasjonene i levringstiden til en pasient i løpet av dagen. Registreringen kan gjengis grafisk slik at forandringer i levringstiden i løpet av dagen, hvilket kan angi at en forandring i behandlingen ér nødvendig, kan påvises. For eksempel kan levringstiden til en pasient måles med forutbestemt intervall gjennom hele dagen med apparatet og målingene kan registreres i forhold til tiden slik at de danner en kurve som angir variasjonene i levringstiden. En visuell undersøkelse av kurven setter en lege i stand til å se umiddelbart om pasienten trenger anti-koaguleringsbehandling, såsom en infusjon av heparin. I virkeligheten kan registreringsanordningen innrettes slik at den gir et alarm-signal dersom kurven i levringstiden overskrider en eller to forutbestemte, henholdsvis øvre eller nedre grenser eller dersom dens gradient angir at medikament-behandling er nødvendig. Registreringsanordningen kan også være forbundet med en kontroll-anordning som reagerer automatisk når de forutbestemte grenser overskrides ved å utløse infusjon av et egnet middel i pasientens blod for å bringe levringstiden tilbake til et nivå som ligger mellom grensene. Den grafiske gjengivelse av levringstiden er også egnet for å studere innflytelsen av bestemte levnetsmidler på levringstiden til pasientens blod, slik at pasienten kan ad-vares mot å innta dem dersom de har en uheldig virkning.

Den foreliggende: oppfinnelse.vil bli beskrevet nærmere under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser et koblingsskjerna for et apparat ifølge oppfinnelsen for måling av den relative elektriske impedans mellom en kontrollcelle og en prøvecelle, som inneholder blod fra samme prøve. Fig. 2 viser et sideriss av en komponent i skjemaet i fig. 1. Fig. 2a viser et tverrsnitt gjennom komponenten i fig. 2. Fig. 3 viser grafisk forandringen i den elektriske mot-standsforskjell opp til og etter koagulering. Fig. 4 viser et koblingsskjerna for en alternativ målekrets. Fig. 4a viser skjematisk et sideriss av en komponent som fordelaktig kan benyttes i kretsen i fig. 4. Fig. 5 viser aksialsnitt gjennom et kapillarrør som kan benyttes som celle i brokoblingen.. Fig. 6 viser aksialsnitt gjennom et kapillarrør som kan be-, nyttes istedenfor røret ifølge fig. 5.

Fig. 7 viser en celle for blodopptak.

Fig. 1 viser en brokrets 1. En arm av broen omfatter en celle 3 hvori koagulering opptrer og er koblet i rekke med en annen broarm som dannes av en motstand 5 på tyve Kohm i serie med en innstillbar motstand 6 på 10 Kohm. En kontrollcelle 2 danner en tredje broarm og en tjuefem Kohm motstand 4 danner en fjerde broarm.

Broen er påtrykt en sinusspenning på 1,2 volt (toppverdi) med 10 KHz frekvens, fra en batteridrevet oscillator 10. To luftfylte variable trimmer-kondensatorer 7 og 8 som hver kan innstilles fra 3 til 10 pF, er koblet parallelt med broens henholdsvis andre og fjerde arm, for å gjøre en nøyaktig avbalansering mulig. Et oscilloskop 9 med to stråler er koblet over broens måleklemmer og har en stråle som viser spenningsforskjellen mellom broens måleklemme a og b med en sveipehastighet på 20 mikrosekunder pr. cm og en følsomhet på 1 mV pr. cm, mens den andre oscilloskopstråle overvåker spenningstilførselen fra oscillatoren 10, som påtrykkes det andre par broklemmer c og d.

Fig. 2 viser oppbygningen til en av de to celler 2 og 3 som er identiske så langt som mulig. Cellen er fremstilt av et tykkvegget glasskapillar 12 med 5 mm ytre diameter, 2 indre diameter og en lengde på 40 mm. En av kapillarrørets ender er avfaset ved 13.

Cellen som dannes av røret 12 har to gull/platina elektroder 14 og 15'som'er fremstilt ved å male kapillarrørets innside med en pasta som inneholder gull/platina-legering slik at det dannes to sylinderformete bånd med bredde 5 mm og tykkelse 0,1 mm, som er anbrakt med 10 mm avstand i aksialretning. Glass-røret 12 er brent ved 620°C i tre til fire timer og deretter av-kjølt langsomt til værelsestemperatur over en periode på 10 timer for å oppnå en fast, sylinderformet gull/platinafilm på de steder hvor pastaen var blitt påført. To radiale hull, hver med 0,5 mm diameter er boret gjennom glassrørets vegg ved hjelp av ultralyd-teknikk, og i disse hull er det innskrudd kobber-tapper henholdsvis 16 og 17 som danner forbindelse mellom elektrodene og den øvrige krets. Kobbertappene er loddet til elektrodene og er forbundet med glassrøret i cellen ved hjelp av en egnet epoksyharpiks. Hver av cellene 2 og 3 i fig. 1 er anbrakt på en sokkel 18 som de lettvint kan fjernes fra for rensing og utbytting.

Før apparatet benyttes renses de to celler 2 og 3 med en rensemiddel-oppløsning og kokes deretter i vann i tyve minutter for å ødelegge eventuelle enzym-spor som er tilstede og som kan påvirke blodets naturlige koagulering. Til slutt tørkes cellene. Cellen 2 er en kontrollcelle hvori det er avsatt med

3 3

en tuberkulinsprøyte omtrent 0,001 cm av en 50 mg pr. cm opp- " løsning av heparin som er et vanlig benyttet antikoagulerings-middel.

Blod som skal undersøkes fås ved en fingerpunktering og den første dråpe fjernes for å unngå vevrester. De to prøve-celler 2 og 3 fylles deretter ved hjelp av en pipette fra den andre bloddråpe på fingeren. Kontrollcellen 2 fylles til slutt for å unngå heparinforurensning av blodet. Man vil forstå at anvendelsen av to celler 2 og 3 i broen eliminerer virkningene på impedansforandringen som forårsakes ved andre prosesser enn levring, såsom avkjøling av blodet, avleiring av røde blod-legemer o.s.v.

Fig. 3 viser grafisk et eksempel på forandringen i den ' relative elektriske impedans målt med en variabél motstand 6,

i en blodprøve ved hjelp av det apparat som er vist i fig. 1 og 2. I fig. 3 representerer abscissen tiden i minutter fra det

tidspunkt da den første celle 3 ble fylt og origo ligger således mindre enn et halvt minutt etter fingerpunkteringen. Ordinaten representerer den elektriske motstand når broen er balansert,

til motstanden 6 som gjennomløper 10 Kohm området i 10 omdrei-ninger og er forsynt med en skala som gjør det mulig å avlese den motstand som er innskudt i kretsen.

Kurven som er vist i fig. 3, er frembrakt ved å balansere broen med mellomrom på 0,5 min, begynnende med det tredje minutt, ved å innstille motstanden 6. Fra det attende minutt og fremover ble broen balansert mindre hyppig siden koagulering allerede hadde funnet sted. Broens balanserte tilstand ble bestemt med oscilloskopet 9 som viste et signal med minimal amplityde.

Den første del av kurven som er vist i fig. 3, avtar jevnt steilt mot en minimalverdi som er angitt med en pil og som inn-tråtte etter omtrent 11% minutt målt langs abscissen. Den relative elektriske motstand til blodet i cellen 3 øket deretter slik at kurven får en stigende del som er mindre steil og som har noen få fluktuasjoner.

Under overvåkningen av den relative impedans i cellen 3

ble et kontrollforsøk gjennomført med tre ytterligere rør, hvert likt cellene 2 og 3 og fylt med blod fra samme sår. Levringen av blodet i disse tre rør ble undersøkt mekanisk. Levringstidene som ble registrert med kontrollrørene, lå mellom 10,5 og 11,5 minutter, hvilket tilsvarer meget nær minimalverdien til impe-danskurven på 11,5 minutter,• vist i fig. 3.

Det beskrevne apparat gjør det ikke bare mulig å bestemme levringstiden, men kan også gi informasjon om selve levringspro-sessen. Den meget lave.blodmengde som kreves for å fylle cellene 2 og 3 og den enkle fremgangsmåte for målingen gjør det mulig å foreta hyppige bestemmelser av levringstiden direkte ved pasientens seng.

Apparatet kan modifiseres på forskjellige måter.'

I en modifisert utførelsesform benyttes en selvbalanserende bro og en registreringsanordning som muliggjør en automatisk registrering av en detaljert kurve som representerer de impedansfor-andringer som ble funnet ved å registrere den avbalansering av broen som er nødvendig. En ytterligere modifikasjon kan foretas slik at det blir mulig å fylle cellene automatisk fra en intra-venøs kateter med en anordning for automatisk tilsetting av heparin til kontrollcellen 2 eller med kontrollcellen 2 utformet for å gi forsinket levring.

Dersom det ønskes, kan den første deriverte av motstands-ti<i^kurven finnes og de to celler renses og gjenfylles automatisk når den deriverte er lik null, hvilket tilsvarer at den første minimalverdi i motstandskurven i fig. 3 er nådd. På denne måte kan man oppnå en automatisk registrering av forandringer i levringstiden til en pasients blod over lengre tidsrom, noe som kan benyttes for å overvåke virkningen av aritikoaguleringsmidlet som administreres til pasienten.

Fig. 4 viser en modifisert utforming av en brokrets hvor broen har celler med blodprøver i hver av dens fire armer. Prøvecellene er vist ved R^, R2, R. og R4. Parene av diagonalt motstående broklemmer er vist ved a, b og c, d. Armen b-d inneholder en variabel motstand 21 for avbalansering av broen og broarmen a-d inneholder en liten, fast motstand 20. Med en slik anordning er det unødvendig å benytte kondensatorer siden kapasitansen til de enkelte celler er den samme siden disse har identisk oppbygning.

I apparatet som. er vist i fig. 4, hindres blodprøvene i

cellene R^, R^ og R^ fra levring ved heparintilsetning.

De tre celler R^, R3 og R4 kan være fremstilt av en rett lengde rørmateriale med fire elektroder 31-34 som vist i fig. 4a. Hver av elektrodene er forbundet med en tilkoblingstapp og de fire tapper danner de fire klemmer a, b, c og d. Blodkoaguleringen i de tre celler kan forsinkes ved heparin eller ved å sili-conisere rørets indre flate.

I det rette rør som er vist i fig. 4a kan det benyttes forskjellige teknikker for å frembringe motstanden 20 i fig. 4. For eksempel kan avstanden mellom elektrodene som danner cellen R^

i fig. 4a økes for å øke motstanden i broarnten. a - d. Dette kan resultere i at broens reaktansbalanse går tapt siden den økte avstand vil senke kapasitansen. Det kan imidlertid benyttes en trimmekondensator over klemmene a-d for å gjenopprette kapasitansen til den samme verdi som for de andre celler. Den variable motstand 21 er koblet utvendig som vist i fig. 4a.

En alternativ teknikk for å forandre avstanden mellom elektrodene er å redusere motstanden i alle celler unntatt i celle R3, ved å parallellkoble de respektive broarmer med identiske motstander. Broarmenes kapasitans vil deretter være den samme som om elektrodene var anbrakt i ens avstander, men motstanden til cellen R3 vil være større enn motstanden til de andre celler og motstandsforskjellen kan utbalanseres ved hjelp av en variabel motstand koblet som vist i fig. 4a.

En tredje teknikk som kan benyttes for å øke motstanden i broarmen a - d er å utforme elektroden 32 som to atskilte sylinderformete delelektroder som ligger tett inntil hverandre og som hver har sin egen tilkoblingstapp som fører ut gjennom rør-ets vegg. Tappene til delelektrodene kan forbindes over motstanden 20 i fig. 4 og den ene ende av motstanden kan benyttes som klemme a.

Det er klart at røret som er vist i fig. 4a, kan være forsynt med sammenstøtende blokker av grafitt og Silicon eller egnet siliconisert materiale vekselvis gjennom boringen og kan bores gjennom fra den ene ende slik at det dannes et hull som går gjennom alle blokker. Grafittblokkene kan da benyttes som elektroder og siliconblokkene eller de siliconiserte blokker vil danne blodceller hvori blodkoaguleringen forsinkes.

I den utførelsesform av oppfinnelsen som er vist i fig. 5, er alle fire celler i broen anbrakt i en enkel rett lengde av glassrør ved å forsyne rørets innside med fem identiske, sylinderformete platinaelektroder 41 til 45. Disse kan frembringes ved enhver av de fremgangsmåter som ble beskrevet under henvisning til fig. 4a. Forbindelsestapper forløper radialt gjennom rørets glassvegg fra de sylinderformete platinaelektroder og tappene som er forbundet med elektrodene 41 og 45 er forenet slik at de danner klemme c i den brokrets som er vist i fig. 4.

Tappene som er forbundet med de tre andre elektroder 42,

43 og 44, danner klemmene b, d og a. Glassrøret 4, men selvfølg-elig ingen av elektrodene, er siliconisert innvendig fra enden 48 til elektroden 42. Rørets 40 ende 48 er utformet for å bli tilkoblet til en siliconisert sprøytenål, slik at den kan forbindes med en pasients vene. Cellen R^ i fig. 4 er i fig. 5 anbrakt mellom elektrodene 44 og 45 og cellen R3 i fig. 4 er i fig. 5 anbrakt mellom elektrodene 4 3 og 44 som har en litt større innbyrdes avstand for å frembringe motstanden 20 i fig. 4,'cellen R4 er anbrakt mellom elektrodene 4 3 og 4 2 i fig. 5, som er anbrakt i ennå større innbyrdes avstand enn elektrodene 4 3 og 4 4 og er parallellkoblet utvendig med en variabel motstand 21' som gjør det mulig å øke den elektriske motstand mellom klemmene b og d slik at broen kan utbalanseres, og cellen R2 er anbrakt mellom elektrodene 41 og 42 som har samme innbyrdes avstand som elektrodene 44 og 45 som danner cellen R^., De innbyrdes kapasitanser mellom de fire celler er tilpasset ved ytre trimme-kondensatorer (ikke vist.) som er forbundet mellom elektrodene. Cellene R^, R^ og R^j er siliconisert innvendig for å forsinke blodkoaguleringen i disse celler, mens cellen R2 ikke er siliconisert og danner prøvecellen.

En intermittent sugeanordning 51 trykker blod gjennom røret med forutbestemte tidsintervaller og med en styrt hastighet slik at rørets elektroder kan danne brokretsen i fig. 4 som kan balan-seres for å bestemme begynnelsen av blodlevring. En tidsgiver er vist ved 52.

Det system som er vist i fig. 5 kan modifiseres på mange måter. For eksempel kan elektrodene være anbrakt i ens avstander i røret slik at det blir unødvendig å ha trimme-kondensatorer for å utbalansere de elektriske kapasitanser i broarmene. For å frembringe motstandsforskjellene i broarmene kan de være forsynt med parallellkoblete motstander av passende størrelse.

Blodkoaguleringen i prøvecellen kan påvises ved kontinuerlig utbalansering av broen, eller, dersom det ønskes, ved måling av strømmen i brokretsen c-b-d, for eksempel ved å overvåke spenningsforskjellen mellom punktene a og b eller ved å måle størrelsen på den maksimale spenning som må påtrykkes mellom klemmene a og b for å redusere den mellomliggende strøm til null. Det er klart at broens ubalanse stiger progressivt når prøvecellens relative impedans faller dersom ingen forholdsregler tas, og ubalansen blir maksimal når koaguleringen inntrer. Den maksimale spenning for hvert "forløp" kan registreres med en registreringsanordning på et kurveblad for' å gi klinikeren et ferskt bilde av hvordan levringstiden til pasientens blod har forandret seg i løpet av de forutgående 24 timer. Brosystemet drives fortrinnsvis automatisk av tidsgiveren 52 slik at en kontinuerlig overvåking blir unødvendig.

Det apparat som er beskrevet foran kan benyttes for å bestemme levringstid til blod enten ved en sammenlikning av impedansen til en prøve som undersøkes med impedansen til en kontroll-prøve i en brokrets eller ved å måle når forandringshastigheten til den relative impedans når en bestemt verdi. Siden kurven som er vist i fig. 3 har et tilnærmet'lineært begynnélsesparti som fortsetter inntil få minutter før minimalverdien, -kan-avviket i motstandens forandringshåstighet fra en konstant verdi til en .< mindre verdi benyttes til å angi at koagulering vil finne sted et kort tidsrom senere, målbar i minutter, idet dette tidsrom kan finnes empirisk. På denne måte kan den tilstundende koagulering påvises og forholdsregler tas før levringen virkelig finner sted. Et slikt kontrollsystem vil være av særlig viktighet dersom en pasient er blitt tilført et anti-koaguleringsmiddel.

I fig. 6 er det vist et rør 100 fremstilt av glass med en rett boring med aksialt atskilte elektroder 101, 102, 103, 104 og 105, h<y>er dannet ved avsetting av platina/gull på rørets innside. En ende 106 av røret er spisset og rørets boring har en innvendig diameter på 3 mm frem til elektroden 102. Rørets boring mellom elektrodene 101 og 102 har en redusert diameter på 2 mm. Rørets boring har en konisk overgang mellom de to deler med forskjellige diametere.

En elektrisk ledning 107 forløper gjennom rørveggen fra hver elektrode og er forbundet med en sylinderformet strimmel 109 av berylliumkobber med bredde 5 mm som omgir røret i området ved elektroden. En epoksyharpiks forbinder hver strimmel 109 med rørets glassvegg og en loddeforbindelse forbinder led-ningen 107 med strimmelen 109.

Røret som er beskrevet foran, kan modifiseres ved å bytte ut kobberstrimlene med ledninger som forløper parallelt med og

langs rørets utside til en kabel ved den ene av rørets ender. Et rør som er modifisert på denne måte, kan med en forbinding festes til en pasient slik at den befinner seg i nær berøring med dennes legeme. Dette gjør det mulig å la temperaturen i blodet i røret ligge nær opp til pasientens legemstemperatur slik at de resul-tater som finnes for levringstiden, ligger nær opp til den virkelige levringstid for blodet som sirkulerer i pasientens legeme.

Fig. 7 viser en éngangs-celle som kan benyttes istedenfor den s.om er benyttet i fig. 2.

Cellen omfatter et glass-kapillarrør 110 med en total lengde på 40 mm, en utvendig diameter på 7,5 mm og en innvendig på 2 mm. Den ene celleende 111 er slipt slik at den gir lettvint adgang til rørets hulrom eller boring 112. To elektroder 113 og 114 er plassert på boringens innside ved maling av to 5 mm brede striper av en pasta som inneholder en gull/platina-legering på riktige steder i rørets boring og brenning av røret ved 640°C i to timer. Den første stripe danner elektroden 113 som begynner 2 mm fra rørets avfasete ende 111. Avstanden mellom de to elektroder 113 og 114 er 12 mm.

Hver av elektrodene er forbundet med utvendige, sylinderformete strimler av berylliumkobber ved hjelp av radiale ledninger 116 som løper gjennom hull boret med ultralyd i rørets vegg og - fylt med pastaen før brenning. De sylinderformete strimler av berylliumkobber er fectet til glassrørets utside som beskrevet under henvisning til fig v 1.

Brokretsen ifølge oppfinnelsen kan benyttes til å under-søke koaguleringsmekanismen til rent blod eller plasma, det vil si korrelasjon av bes .air- .-. aspekter til kurven som beskriver impedansforandringen med ^jern. biokjemiske eller kliniske fenomener ccm er knyttet til ko...gu" ting. Den kan også benyttes for studier av antigen-antistoffreaks;■'or.er som er anvendelige for undersøk-elsen, diagnosestillingen og etterkontroll ved sykdommer. For eksempel kan en celle inneholde antigenet med antisera og den andre celle kan inneholde de to komponenter med den ene av dem inaktivert. Reaksjonen gir seg uttrykk i en progressiv forandring i.impedansen når antigenet og antistoffet går sammen og danner tyngre;og mobile partikler. Denne teknikk kan også benyttes til kryss-tilpassing av forskjellige typer blod. Et tredje studieområde som brokretsen vil være egnet for, omfatter bakterie-, sopp-, protozo- og viruskulturer. I dette tilfelle inneholder de to celler i broen sterile kulturmedia og materiale som skal undersøkes såsom spytt, urinsediment og liknende kan inoculeres i den ene av cellene. Utviklingen til bakterien eller det andre middel i den inoculerte celle gir seg utslag i en impedansforandring og forandringen i den relative impedans kan undersøkes uten å forstyrre kulturen.

Et fjerde studieområde er registreringen av mikroorganis-mers følsomhet for bestemte tilsetninger, såsom antibiotika. Ved å benytte den beskrevne brokrets kan hver av de to celler inneholde kulturen inoculert med en mikro-organisme. Den ene av cellene kan også inneholde et bestemt materiale, såsom et anti-biotisk medikament som skal undersøkes. Dersom medikamentet ikke har noen innvirkning på kulturene, vij dan relative impedansforandring være liten eller null. Forskjellige medikamenter og kombinasjoner av medikamenter, for eksempel penicillin eller "Streptomycin", kan graderes relativt nøyaktig med hensyn til effektivitet sammenliknet med det foreliggende graderingssystem fra 0 til 5+ som er basert på makroskopisk utseende. Andre for-skningsområder som den elektriske brokrets kan benyttes på, er undersøkelsen av vevkulturer, undersøkelsen av enkelte kjemiske reaksjoner hvor en impedansforandring forekommer og overvåkning av"biokjemiske reaksjoner.

Anvendelsen av oppfxnnelsen gjør det ikke bare mulig å studere en bestemt aspekt ved en dynamisk prosess som foregår i en væskeformet prøve uten påvirkning fra andre prosesser som skjer samtidig og som utlikner liverandre på grunn av målingens relative impedans istedenfor cei-.s virkelige impedans, men oppfinnelsen gjør det også mulig å foreta studier i en atmosfære med konstant temperatur og uten omrøring eller bevegelse av prøven som undersøkes.

Betegnelsen "væskeformet" er ment å omfatte væskeformete oppløsninger, væskeformete suspensjoner, samt medier som er del-vis væskeformete og geler.

Selv om oppfinnelsen er blitt beskrevet i prinsippet under henvisning til økning i levringstiden til en pasients blod, er det klart at det like godt kan benyttes for overvåkning av den be-handl ingsmengde som er nødvendig for en pasient med visse blød-ningslidelser.

Dersom man ønsker å fastslå protrombintiden istedenfor koa-guleringstiden, prepareres plasmaet ved å "decalsifisere" blod-prøven i begynnelsen, å atskille plasmaet ved hjelp av en sentri-fuge, å ta de to deler av plasmaet som skal tilsettes de to celler, å blande begge deler med tromboplastin, å tilsette et "recalsifi-serings"-middel til bare den ene av plasmaporsjonene i cellene samt å påvise protombintiden (dvs. den tid som går før det opptrer en klump) ved å tegne kurve for den relative elektriske impedans i forhold til tiden og å påvise når den når et gitt trinn som er bestemt empirisk på forhånd og som angir protombintiden. Man antar at dette bestemte trinn vil foreligge når kurven når vende-punktet, såsom for.koaguleringstiden. Dersom det er nødvendig kan man, for å gjøre de to opprinnelige elektriske impedanser like eller tilnærmet like, tilsette til den ene eller den andre deler av en elektrolyttisk oppløsning som.er inert overfor de reaksjoner som skjer ved bestemmelsen av protrombintiden. Alternativt eller, i tillegg kan -avstanden, mellom et av elektrodeparene innstilles for å oppnå samme resultat..

For ,å få en effektiv og. hurtig sammenblanding av reagenser kan.det'være ønskelig eller nødvendig, å forandre cellenes form, for eksempel å gjøre hver celle skiveformet.

Claims (28)

1. Fremgangsmåte for overvåking av en eller flere utvalgte effekter i en kjemisk biokjemisk eller biologisk prosess i et medium, særlig for bestemmelse av blodets levringstid, k a r akterisert ved at den eller hver utvalgt effekt enten aktiveres eller inhiberes eller at mediet modifiseres i en eller flere forsøksprOver av mediet, men ikke i noen av kontroll-prøvene, og at variasjonen i et forhold mellom de elektriske impedanser i forsøksprøven(e) på den ene side og kontrollprøven(e) på den annen side overvå es i en tidsperiode, samt at variasjonene i dette forhold settes san' •<<- nheng med en eller flere utvalgte-effekter eller modifikasjon i mediet.

2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at prøvenes elektriske impedanser sammenliknes i en elektrisk brokoblingskrets hvori prøvene forbindes med kretsens armer.

3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at parameteren som overvåkes er hastigheten på variasjonene av forholdet mellom impedansene som en indikasjon på hastigheten i utviklingen av den utvalgte effekt eller effekter.

4. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-3, karakterisert ved at parameteren som overvåkes er størr-elsen på variasjonen i forholdet mellom impedansene, som en indikasjon på utviklingen av den utvalgte effekt eller hver effekt.

5. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at det som on indikasjon på blodets levring iakttas en omvending av forteqn på hastighetsforandringen for forholdet mellom de elektriske impedanser.

6. Apparat for gjennomføring av fremgangsmåten i samsvar med et av kravene 1-5, for overvåking av en eller flere utvalgte effekter i en kjemisk, biokjemisk eller biologisk prosess i et medium, omfattende beholdere (2,3) for en eller flere forsøks-prøver og en eller flere kontrollprøver av mediet, k a r a k - terisert ved anordninger (1) for overvåking av variasjoner i forholdet mellom d<n/de elektriske impedans(er) i kon-trollprøvene på den ene s .dr- og den/de elektriske impedans (er) i kontrollprøvene på den ar;: er side i en tidsperiode for å fremskaffe en indikasjon på u v:kling av den/de utvalgte effekter.

7. Apparat i samsvar m.-d krav 6, karakterisert ved utstyr for å tilf.;r-- beholderne (2,3) prøver som er tatt suksessivt, idet utstyret, registrerer data vedrørende variasjoner i nevnte forhold for de s ik:.essive prøver.

8. Apparat i samsvar mad krav 6 og 7, karakterisert ved at anordningen for overvåking av variasjonen i forholdet mellom de elektriske impedanser omfatter en elektrisk brokobling (1) til hvis respektive armer (2,3,4,5) beholderne for prøvene er koblet.

9. Apparat i samsvar med krav 8, karakterisert ved at den elektriske brokobling er en selvbalanserende fire-arms brokobling.

10. Apparat i samsvar med krav 9, karakterisert ved at strømkildens frekvens er av størrelsesordenen 10 KHz.

11. Apparat i samsvar med krav 8, karakterisert ved at det omfatter innretninger for overvåking av ubalanse i den elektriske brokobling.

12. Apparat i samsvar med et av krave .e 6-11, karakterisert ved et registreringsapparat som fremskaffer en grafisk fremstilling av variasjonene i forholdet mellom de elektriske impedanser.

13. Apparat i samsvar med krav 12, karakterisert ved at anordningen' (1),for overvåking av variasjoner i. forholdet mellom impedansene overvåker de elektriske impedanser intermitterende-, og at registreringsapparatet fremskaffer en grafisk fremstilling av variasjonene i forholdet mellom impedansene ved å avmerke på et skjema som beveger seg med konstant hastighet forbi en avmerkestilling.

14. Apparat i samsvar med et av kravene 6-13, karakterisert ved at hver beholder har to elektroder plassert i et kammer for kontakt med mediet og at hvert kammer er rørformet og'at elektrodene er atskilte ledere i rørledningen.

15. Apparat i samsvar med krav 14, karakterisert ved at elektriske ledere rager gjennom rørveggen fra de atskilte lederne til ytie ledere av ledende ringer som omgir røret.

16. Apparat i srmsvcr med krav 14 eller 15, karakter-is e r 1. ved a-' røret er av glass og de atskilte ledere er ringformet og frem tilt av en platina/gull-legering.

17. Apparat i samsvar med krav 14 eller 15, for anvendelse ved bestemmelse av blodlevringstid, karakterisert ved at kammeret er dannet av kolineare hull gjennom tre blokker med spalte hvilke støter opp mot hverandre og av hvilke de ytre to (31,32;32,33; 33,34) er fremstilt eller forsynt med elektrisk ledende og koaguleringshemmende materiale, såsom for eksempel grafitt, og at den midterste blokk (R^R^R^) er fremstilt av eller forsynt med elektrisk isolerende og koagulerings hemmende materiale, såsom silikon.

18. Apparat i samsvar med et av kravene 14-17, karakterisert ved at tre beholdere (R^,R^,R^) er dannet av,et elektrisk isolerende rør som har deler av sin boring som fremskaffer de tre kamre og inneholder fire elektroder (31,32, 33,34) som er atskilt fra hverandre aksialt i røret.

19. Apparat i samsvar med krav 18,. karakterisert ved at rørveggen mellom elektrodene i de tre celler er belagt med silikon.

20. Apparat i samsvar med et av kra\ ene 8-13, karakterisert ved at fire broc-rmer (31-34) inneholder beholdere (R^-R^) som er fremskaffet r v deler av samme boring.

21. Apparat i samsvar med krav 20, karakterisert ved at ett rørtverrsnitt har mindre diameter enn de andre tre tverrsnitt.

22. Apparat i samsvar med krav 21, karakterisert ved at rørtverrsnittet med mindre diameter befinner seg på den ene ende av de andre tre rørtverrsnitt.

23. Apparat i samsvar med ..ravene 7 og 21, karakterisert ved en intermitterende drevet sugeanordning (51) som er forbundet med rørets one ende, samt en bryter som kon-trollerer sugeanordningenr d ift.

24. Apparat i samsvar med jt av kravene" 20-23, karakterisert ved at elektrodene ikke er jevnt atskilt og at ytre trimme-kondensatorer er parallellkoblet med tilstøt-ende elektroder med størst mellomrom.

25. Apparat i samsvar med et av kravene 20-23, karakterisert ved at elektrodene ikke er jevnt atskilt og at motstander er koblet på hver av de ytre ledere av elektrodene.

26. Apparat i samsvar med et av kravene 6-25, for anvendelse ved bestemmelse av blodets levringstid, karakterisert ved anordninger for indikering eller iakttakelse av omvending av fortegn for hastighetsvariasjonen i forholdet mellom impedansene.

27. Apparat i samsvar med et av kravene 6-23 for anvendelse ved bestemmelse av blodets levringstid, karakterisert ved en silikonbelagt overflate, i beholderen (2) som blodet kommer i berøring med, idet blodets koagulering derved forsinkes.

28. Apparat i samsvar med et av kravene 6-23, for anvendelse ved bestemmelse av blodets levringstid, karakterisert ved at kontrollprøvebeholderens (2) overflate/ volumfprhold er mindre1enn forholdet i forsøksprøvebeholderen(e) (3), idet derved blodets koagulering forsinkes i kontrollprøve-beholderen.