NO140613B - Apparat til testing av biologisk mucus. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører et apparat til testing av biologisk mucus, hovedsakelig livmorhalsslim og/eller munnslim-væske, for å bestemme væskens viskoelastiske egenskaper, f.eks.

for å forutsi og indikere påbegynnelse og tilstedeværelse av ovulasjon for konsepsjonskontroll.

Man har tidligere funnet at slimprøver fra vagina eller munnhulen er gjenstand for bestemte forandringer med hensyn til rheologisk fase i løpet av menstruasjonsperioden. Selvom foran-dringene i livmorslimet er mindre fremtredende enn i munnslimet, er begge slags forandringer lett å bestemme. Under selve preovu-lasjonsfasen med dominasjon av østrogen, dvs. i løpet av en til tre dager, er mucusslimet til stede i rikelige mengder og er tem-melig vandig. Etter eggløsningsfasen under progestasjon fore-kommer slimet i mindre mengder og er mer viskøst. Hos friske kvinner med normal menstruasjonssyklus skjer eggløsningen vanligvis, som kjent fra medisinsk litteratur, mellom den 12.og 14.dag før den neste menstruasjonsperiode. Mer spesielt er livmorslimet mest vannholdig (97 til 98% vann) på tidspunktet for eggløsningen og forholdsvis avvannet (80 til 90% vann) til andre tider. De faste restbestanddeler som er til stede etter uttørring kan variere i området fra 2% under eggløsning til 20% på andre tidspunk-ter, dvs. en tidobbelt økning. Bestemmelsen av ovulasjon på basis av den forutgående menstruasjonsperiode,såsom etter rytmemetoden med telling av dager som er gått siden avslutningen av menstruasjonsperioden og den antatte eggløsningsfase i midten av syklusen er gjenstand for feil fordi lengden av den proliferative periode, dvs. mellom slutten av menstruasjon og ovulasjon kan variere gan-ske meget. Selv om det er mulig å forutse eggløsning på basis av hormonale forandringer i blodet eller kjemiske forandringer i slimet gir de eksisterende fremgangsmåter ved slike analyser in-tet umiddelbart resultat selv om de kan være både kostbare og langtrukne. Følgen er at slike metoder bare benyttes i spesielle tilfelle. For øyeblikket kjennes ingen metoder med på stedet an-vendelig teknikk som kan resultere i en umiddelbar informasjon på å forutsi eller bekrefte tilstanden angående eggløsning under

eller umiddelbart etter undersøkelsen av en pasient.

Hensikten med denne oppfinnelse er å tilveiebringe et apparat til bestemmelse av rheologiske egenskaper av biologisk mucus som muliggjør en rask og direkte informasjon om en mucus-prøves rheologiske egenskaper. Apparatet utmerker seg i det vesentlige ved at det omfatter en holder, en i bruk horisontalt på holderen anordnet, i det vesentlige utvendig sylindrisk, indre bæredel som er fast forbundet med en i et hus med sylindrisk boring, dreibart anordnet sylindrisk viseranordning, og hvilken indre bæredel bærer en ytre bæredel med sylindrisk boring som er forsynt med en radial bærestang hvorpå en belastningsvekt er anordnet forskyvbar, hvor diameteren av den indre bæredels sylindriske parti som bærer den ytre bæredel, er litt mindre enn diameteren av den ytre bæredels innerboring, slik at det er dannet et gap med sigdformet tverrsnitt, med den følge at den ytre bæredel beveger seg eksentrisk i forhold til den indre bæredel når den belastes med belastningsvekten, og hvilket apparat, når mucus er plassert i det sigdformede gap og den ytre bæredel er belastet, bevirker at mucusprøven utsettes for både i tangentialretningen virkende skjærkrefter og for radiale skjærkrefter hvis størrelse registreres av viseranordningen.

Apparatet er lett å bruke og kan lett tas fra hverandre for sterilisering og/eller utskifting av deler. Bevegel-sen mellom bæredelene er en dreiebevegelse om akser av de eksentriske bæreflater som er anordnet horisontale når apparatet er i bruk. Vanligvis påføres mucus på den ene av bæreflatene, mens bæredelene er demontert og mucus presses ut mellom bæreflatene når disse settes sammen.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av eksem-pler under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 og 2 illustrerer visse prinsipper for oppfinnelsen, fig. 3 er et perspektivriss av et apparat utført i samsvar med oppfinnelsen og med delene sammensatt for utførelse av visse trinn ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, og fig. 4 viser et snitt gjennom apparatet ifølge fig. 3. Fig. 5 og 6 viser hjelpeutstyr til bruk ved utførelsen av oppfinnelsen, fig. 7 er et perspektivriss av en annen utførel-se av oppfinnelsen med delene tatt fra hverandre, og fig. 8 sva-rer til fig. 7, men viser når delene er satt sammen for utførelse av prøvemålingen.

Som nevnt anvendes det i samsvar med oppfinnelsen

normalt horisontalt beliggende sylindriske flater som er anordnet eksentriske i forhold til hverandre. Hovedprinsippene for virke-måten synes å være: 1) skjærspenning i en væske mellom to koaksialt roterende flater og 2) forskyvning av væske gjennom eksentrisk anordning av to bærende flater avhengig av motstandsstrøm-målinger i kapillar viskometri. Skjærspenninger og forskyvning av væske opptrer samtidig.

Følgende parametere benyttes under henvisning til fig. 1:

R = innersylinderens radius

R + h = yttersylinderens radius

c = klaring

n = vinkelhastighet eller forskyvning

ø = vinkel mellom en radiusvektor og Z akse e = eksentrisitet

h = filmtykkelse

Filmtykkelsen h er avhengig av klaringen c og eksentrisiteten e. For c/r <<1 er :

h = c(l + e cos 9)

hvor e er eksentrisitetsforholdet e/c

I det foreliggende tilfelle er radiene, vinkelforskyvningen (maksimum 90°) og klaringene kjent, mens viskositeten og eksentrisitetsforholdet ikke er kjent. Forsøksdata viser at eksentrisitetsforholdet bestemmes ut fra vekten pr. arealenhet av den ytre sylinder og viskositeten av væsken som måles, idet det ikke er noen relativ bevegelse mellom sylindrene og den væske som er i umiddelbar kontakt med sylindrene. Eksentrisitetsforholdet er en konstant som henger sammen med utførelsen av apparatet men som blir variabel når væske føres inn mellom sylindrene. Under forsøkene vil eksentrisiteten avta for væsker med liten viskositet og øke for væsker med stor viskositet. Forsøksdata viser at eksentrisitetsforholdet er større for spytt enn for livmorslim når det benyttes sylinder med samme vekt. Ved å velge yttersylindre med forutbestemt masse kan målinger innenfor visse viskositetsområder utføres under nesten optimale forhold for eksentrisitetsforhold e dreiemoment for belastning av største numeriske ventiler.

I en koaksial viskosimeter er viskositetskoeffisienten bestemt til

hvor ri = viskositet

M = dreiemoment

Q = vinkelforskyvning i radianer eller vinkelhastighet .

I en kapillarrør viskosimeter er volumet som fortrenges pr.

sekund bestemt som

hvor V = fortrengt volum pr. sekund

AP = trykkdifferanse.

I det foreliggende -tilfelle er AP operasjonsmessig ana-log med M og n = AP/V

I eksentrisk vxskometri er ligningen som bestemmer viskositetskoeffisienten for en koaksialt viskosimeter og ligningen som bestemmer volumet fortrengt pr. sekund i en kapillarrør viskosimeter kombinert som

hvor M' = (f) V

Som vist på fig. 2, med moment M konstant, er viskositeten n av en væske mellom de eksentriske sylindre oppnådd som en funksjon av vinkelforskyvningen. Ingen vinkelforskyvning,som i stilling A vist med heltrukne linjer på fig. 2, viser at momentet ikke er tilstrekkelig stort til å overvinne væskens viskositet og skaffe en indikasjon på at viskositeten er stor. Maksimal vinkelforskyvning, som i stilling D og som vist med strekede linjer, an-tyder at momentet er tilstrekkelig stort til å overvinne viskositeten av væsken og tilveiebringer en indikasjon for at viskositeten er lav eller liten. Mellomstillingene B og C gjengir verdiene mellom de to førstnevnte og tjener til å antyde at tiden for minimal viskositet nærmer seg.

Fig. 3 og 4 viser en eksentrisk viskosimeter 20 i form

av en dreiemomentmåler omfattende en indre bæredel 22, en ytre bæredel 24, en belastningsdel 26, en støttedel 28 og en anviser 30. Støttedelen 28 som omfatter et håndgrep 32, en kjoks 34 og en utløsningsmekanisme 36, er bygget opp av passende plastmateria-le, såsom metylmetakrylat eller polykarbonat. Kjoksen 34 har et sylindrisk hode 37 og et bakover forløpende skaft 39. Hodet 37

er forsynt med et horisontalt forløpende, sentral åpning 38 med en holder 40, f.eks. en O-ring.

Den indre bæredel 22 er i form av en kort sylindrisk stang med langs aksen beliggende bakre forlengelse 42 og en fremre ytre, sylindrisk bæreflate 44. Forlengelsen 42, som avtagbart passer inn i åpningen 38 og holdes stramt deri av holderen 40, opp-rettholder den horisontale orientering av bæredelens 22 akse når bæredelen 22 og støttedelen 28 er satt sammen. Den ytre bæredel 24 er i form av en ring med parallelle, fremre og bakre sideflater 46,48, en ytre sylindrisk omkretsflate 50 og en indre sylindrisk bæreflate 52. Den ytre bæreflate 44 og den indre bæreflate 52 passer trangt og roterbart til hverandre når bæredelene 22,24

ej: satt sammen. Bæreflatene er orientert stort sett horisontalt

og anordnet eksentrisk i forhold til hverandre, slik at et sigdformet klaringsrom 54 eller et gap er dannet mellom ytterflaten 44 og innerflaten 52. Gapet 54 er vist noe overdrevet stort for klarhetens skyld. Vekten av den ytre bæredel 24 er slik at de øvre partier av den horisontalt anordnede ytre lagerflate 44 på den indre bæredel 22 presses mot de øvre områder av den horisontalt anordnede indre bæreflate 52 i den ytre bæredel 24, slik at gapet 54 dannes mellom de nedre partier av bæreflatene. De eksentrisk anordnede bæredeler 22 og 24 danner sammen en horisontalt anordnet eksentrisk viskosimeter, hvis virkemåte er avhengig av vekten av den ytre bæredel 24 og de ikke ensartede og foranderlige dimensjoner av gapet 54.

I samsvar med oppfinnelsen krever hver av bæreflatene 44,52 en overflatefinish beliggende mellom 0,000203 og 0,003175 mm (8 til 125 mikrotommer)i gjennomsnittlig dal- og topphøyde. Også forskjellen mellom de diametrale profiler av bæreflatene varierer fra 0,00025 mm til 0,25 mm og fortrinnsvis fra 0,025 mm til 0,125mm. Fortrinnsvis er aksialtykkelsen av den ytre bæredel 22 i området fra 6 ram til 5,2 cm. Vekten av den ytre bæredel 22 ligger i området fra 5 til 500 g og fortrinnsvis fra 10 til 50 g. Ved et eksempel for bruk med munnslim var vekten av bæredelen 22 10 g. I et annet eksempel i forbindelse med prøve fra livmorslim var vekten av bæredelen 22 48 g. Fortrinnsvis er hver av bæredelene 22,24 bygget opp av dimensjonsstabilt, steriliserbart materiale, f.eks. glass e.l., metallmatefiale, såsom rustfritt stål, eller plastma-teriale, såsom metylakrylat.

Belastningsdelen 26 omfatter en stang 56 med ytre gjenger og en vektring 58 med indre gjenger. Stangen 56 som er av plast eller metall f.eks., er ved friksjon festet i en boring 66 som strekker seg gjennom omkretsen 50 av den ytre bæredel 24. Ringen 58, som f.eks. er av plast eller metall, er skrudd på stangen 56. Ringens 58 stilling i forhold til aksen av den ytre bæredel 24 kan innstilles nøyaktig ved dreining av ringen på stangen 56.

Grepet 32 har et hode 62 og et håndtak 64. Skaftet 39 av kjoksen 34 er fritt dreibart i et lager 66 som er festet på hodet 62. Utløsningsinnretningen 36, som omfatter en utløser 68 og en arm 70, er svingbart anbragt på håndtaket 64. Armens 70 spiss eller nese danner bremse som går i en forsenkning 72 utformet i den ytre bæredel 24. Når armen 70 og forsenkningen 72 er i inngrep med hverandre, er utløsningsinnretningen 36 i låst stilling og når armen 70 og forsenkningen 72 er frigjort, er også utløs-ningsinnretningen 36 i fri stilling. Den sistnevnte innretning er belastet i låsestillingen ved hjelp av en fjær 74 som er anbragt på utløseren 68, og den låste stilling er vist på fig. 3. Når. utløseren 68 trekkes innover mot fjæren 74, frigjør armen 70 forsenkningen 72 og den ytre bæredel 24 kan dreies i forhold til innerdelen 22, idet utløsningsinnretningen er i frigjort stilling.

Viserskiven 30 har en utadrettet pil 76 på den frie ende av akselen 39 og en skala 78 på baksiden av hodet 62 og skalaen er da merket i g - cm. Når den indre og den ytre bæredel er satt sammen med slim mellom bæreflatene og utløsningsinnretningen er i låst stilling, befinner vektringen 58 seg i en stilling for å be-virke dreiebevegelsen av den ytre bæredel i forhold til den indre bæredel når utløsningsinnretningen betjenes for utløsning. Pilen 76 peker til å begynne med oppover mot nullmerket på skalaen 78 som vist ved 79. Anordningen er slik at med slimet mellom bæreflatene i sterkt vandig tilstand vil vektringen 58 dreie den ytre bæredel 24 i urviserens retning og pilen 76 fortsetter å peke oppover. Hvis slimet skulle være meget viskøst, vil vektringen 58 vise seg å være for liten til å kunne løsne bære delen 24, og pilen 76 vil da bevege seg 90° i urviserens retning som følge av motstand mot dreining. Pilens 76 vinkelforskyvning er en funksjon av slimets relative viskositet. Forskjellig fra operasjons-egenskapene ved en konsentrisk viskosimeter er operasjonstrekkene ved den eksentriske viskosimeter ifølge oppfinnelsen slik at 1) det slim som forskyves når den ytre bæredel 24 roterer, vil få dreiemotstand i tillegg til konvensjonell skjærspenning som følge av den eksentriske plassering av bæreflatene; 2) vekten av den ytre bæredel 24 motvirker dreiemomentet; og 3) gapets 54 dimensjoner forandrer seg under dreiningen.

Apparatet i samsvar med oppfinnelsen kan brukes på følgende måte: Først monteres den indre bæredel 22 sammensatt med kjoksen 34 ved innset-ning av forlengelsen 42 i åpningen 38. Deretter dreies kjoksen 34 til pilen 76 peker mot zeromerket på skalaen 78. Deretter tas en prøve 80 av livmorslimet ved at en sonde 82 for engangs bruk med en skje 84 av elastomert materiale ved enden innsettes gjennom vaginaåpningen i livmoren til berøring med samme for oppnåel-se av livmorslimprøven. Denne prøve overføres så til en av bæreflatene 44,52 og den indre og den ytre del settes sammen ved at den ytre bæredel 24 plasseres på den indre bæredel 22 med den føl-ge at livmorslimet presses ut mellom bæreflatene. Den ytre bæredel 24 er anordnet slik at armen 70 er i inngrep med forsenkningen 72 og stangens 56 langsgående akse forløper vinkelrett på håndtakets 64 lengdeakse. Deretter presses utløseren 68 inn og ut-løsningsinnretningen 36 føres til utløst stilling. Under ovula-sjonstiden er slimet vandig og motstanden mot dreining er minimal. Følgen er at med utløsningsinnretningen 36 betjent for utløsning dreier stangen 56 seg i urviserens retning mens pilen 76 forblir stasjonær. Til andre tider er slimet meget viskøst og rota-sjonsmotstanden maksimal, slik at bæredelen 24 med stangen 56 vil ta med seg den indre bæredel 22 og pilen 76 vil da dreies i urviserens retning. Pilens 76 sammenlignende indikasjon på viskositetsverdien indikerer nærværet eller fraværet av ovulasjon. I denne metode er den ytre bæredels 24 vekt 48 g. Mengden av livmorslim som forskyves når ringen 58 beveger seg langs en 90 graders bue, er i området fra 3 mg til 5 mg og slimet forskyves positivt uten homogenisering av samme og også uten ødelegelse av slimets viskoelastiske egenskaper under målingen.

JL1UJ11111 U J.^ O i lill / V • *J Ir J fra munnen med en øyedråpepipette 86 med et rør 88 med innsnevret ende 90 og en elastisk pære 92. Spytt ble påført en av bæreflatene 44,52 ved at pæren 92 ble trykket for hånd for utsprøytning av spytt gjennom åpningen 90. Ellers var prosessen identisk med den som er forklart ovenfor. I dette tilfelle var vekten av den ytre bæredel .24 10 g.

Fig. 7 og 8 viser en avlang sylindrisk sonde 100, ved hvis fremre ende det finnes en sylindrisk forlengelse 102 med ned-satt diameter som er skilt fra resten av sonden ved hjelp av en

skulder 104. Den fremre ende av forlengelsen 102 er avrundet ved 106. Sonden 100 har tilordnet en ring 108 med en indre boring 110 og fremre og bakre sideflater 112,114 som er innbyrdes parallelle. Den ytre bæreflate av forlengelsen 102 og den indre bæreflate av boringen 110 passer trangt i hverandre når ringen 108 og sonden 100 er satt sammen, idet et sigd- eller måneformet gap 115 er dannet mellom bæreflatene. Ut fra ringens 108 omkrets strekker seg en gjengearm 116 med påskrudd, innstillbar mutter 118 og armen og mutteren tjener som en innstillbar dreiemomentvekt. Sonden 100 og ringen 108 er utført av samme materiale, slik som de tilsvaren-de deler ifølge fig. 3 og 4. Også dimensjonene og overflatestruk-turegenskaper for flatene 102 og 110 er som forklart i forbindelse med fig. 3 og 4.

Når apparatet ifølge fig. 7 og 8 brukes, innsettes først sonden i vaginahulrommet, slik at forlengelsen 102 kommer i berø-ring med livmorhalsen, slik at en viss mengde livmorslim fester seg på forlengelsens 102 bæreflate. Deretter tas sonden 100 ut av vagina og monteres sammen med ringen 108, slik at forlengelsen 102 settes inn i boringen 110, mens bevegelse bakover av ringen 108 er begrenset av skulderen 104. På dette punkt presses livmorslimet ut .mellom bæreflatene av boringen 110 og forlengelsen 102. Operatøren holder så sonden 100 horisontalt i den ene hånd og beveger armen 116 med den andre hånd til horisontal stilling. Når armen 116 er frigjort, vil eksentrisk rotasjon av ringen 108 i forhold til sonden 100 finne sted eller ikke finne sted som følge av dreiemomentet fra vekten 118. Fasen av menstruasjons-syklusen vil derved indikeres i samsvar med oppfinnelsen.

Claims (3)

1. Apparat til testing av biologisk mucus, karakterisert ved at det omfatter en holder (28), en i bruk horisontalt på holderen anordnet, i det vesentlige utvendig sylindrisk, indre bæredel (22) som er fast forbundet med en i et hus (62) med sylindrisk boring, dreibart anordnet sylindrisk viseranordning (34,76), og hvilken indre bæredel (22) bærer en ytre bæredel (24) med sylindrisk boring (52) som er forsynt med en radial bærestang (56) hvorpå en belastningsvekt (58) er anordnet forskyvbar, hvor diameteren av den indre bæredels (22) sylindriske parti (44) som bærer den ytre bæredel (24),er litt mindre enn diameteren av den ytre bæredels (24) innerboring (52), slik at:det er dannet et gap med sigdformet tverrsnitt, med den følge at den ytre bæredel (24) beveger seg eksentrisk i forhold til den indre bæredel (22) når den belastes med belastningsvekten (58), og hvilket apparat, når mucus er plassert i det sigdformede gap (54) og den ytre bæredel (24) er belastet, bevirker at mucusprøven utsettes for både i tangentialretningen virkende skjærkrefter og for radiale skjærkrefter hvis størrelse registreres av viseranordningen (34,76).

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at forskjellen mellom de nevnte diametere ligger i området fra 0,00025 mm til 0,25 mm.

3. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at den indre og den ytre bæredels samvirkende flater (44,52) har en overflatefinhet i området fra 0,002 til 0,00 318 mm.