RU2133955C1

RU2133955C1 - Ball coagulometer

Info

Publication number: RU2133955C1
Application number: RU98114781A
Authority: RU
Inventors: Н.А. Добровольский; Т.А. Лабинская; В.А. Макаров; А.С. Парфенов; А.В. Пешков
Original assignee: Добровольский Николай Александрович; Лабинская Татьяна Анатольевна; Макаров Владимир Александрович; Парфенов Александр Сергеевич; Пешков Александр Васильевич
Priority date: 1998-07-29
Filing date: 1998-07-29
Publication date: 1999-07-27

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: placed in cell 1 filled with blood plasma sample is metal ferromagnetic ball 2. During rotation of cell, ball is attracted to magnet 5 of transducer 3 and is not involved in rotation. Added to sample is reagent initiating the reaction of coagulation. Simultaneously, time counting is started in microprocessor 11 by starting device 12, and current source 6 is switched on to actuate Hall transducer 4. Blood coagulation results in catching of bass 2 by sample, and it starts rotating together with cell 1. Rotation of ball is registered by Hall transducer at the moment of completion of blood coagulation. Pulse from Hall transducer via amplifier 7, high-pass filter 8 and low-pass filter 9 enters microprocessor 10. Microprocessor discontinues time counting and transmits value of registered time value to indicator 13. EFFECT: higher accuracy and objectivity of diagnosis due to high efficiency of operation of ball coagulometer consisting in high reliability of registration of time of coagulation in analysis of blood coagulation system, in particular, in determination of basic tests of coagulogram based on registration of fibrination process. 1 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для анализа свертывающей системы крови, в частности для определения базовых тестов коагулограммы, основанных на регистрации процесса фибринообразования. The invention relates to medical equipment and can be used to analyze the coagulation system of blood, in particular to determine the basic tests of the coagulogram based on registration of the process of fibrinogenesis.

Известны коагулометры, основанные на шариковом методе регистрации сгустка крови /V. Heins and H.Reiauer. Automation in Coagulation Testing. JIFCC 1966, Vol. 8, No. 3, pp. 117 - 122/. В этих приборах проба крови или плазмы крови помещаются в пробирку, туда же помещается контрольный шарик. Пробирка приводится во вращение вокруг оси, шарик же вследствие сил гравитации либо сил иного рода фиксируется, во вращении не участвует. При коагуляции шарик захватывается вращающейся пробой, что фиксируется оптическими либо магнитными датчиками. Подобные устройства для исследования свертывания крови описаны в ряде патентных разработок как отечественных, так и зарубежных (SU 985743, A, 30.12.89. , SU 388430, A 22.06.73., SU 415006, A 15.11.74., EP заявка 0090192, 05.10.83. , De заявка OS 3439344, 30.04.86., DD эконом. патент 2136401, WO 93/12422, 24.06.93. , WO 94/14050, 23.06.94., WO 96/00395, 04.01.96). Прототипом изобретения является шариковый коагулометр по патенту Германии DE 3523906, C 2, G 01 N 11/10, G 01 N 33/86, 04.07.1955. Known coagulometers based on the ball method of registration of a blood clot / V. Heins and H. Reiauer. Automation in Coagulation Testing. JIFCC 1966, Vol. 8, No. 3, pp. 117 - 122 /. In these devices, a blood or plasma sample is placed in a test tube, and a control ball is also placed there. The test tube is rotated around the axis, the ball is fixed due to gravity or other kinds of forces, is not involved in the rotation. During coagulation, the ball is captured by a rotating breakdown, which is detected by optical or magnetic sensors. Such devices for the study of blood coagulation are described in a number of patent developments, both domestic and foreign (SU 985743, A, 12.30.89., SU 388430, A 22.06.73., SU 415006, A 15.11.74., EP application 0090192, 10/05/83., De application OS 3439344, 04/30/86., DD economy patent 2136401, WO 93/12422, 06.24.93., WO 94/14050, 06.23.94., WO 96/00395, 04.01.96) . The prototype of the invention is a ball coagulometer according to German patent DE 3523906, C 2, G 01 N 11/10, G 01 N 33/86, 07/04/1955.

Коагулометр содержит вращающуюся кювету с пробой, в которой находится контрольный ферромагнитный шарик, датчик, передающий сигналы от шарика, и устройство обработки этого сигнала. Шарик притягивается и фиксируется магнитом, расположенным сбоку от кюветы. При коагуляции шарик захватывается пробой, приводится во вращательное движение, в результате чего магнитный сенсор, расположенный между шариком и магнитом, генерирует сигнал, обрабатываемый устройством обработки сигнала. The coagulometer contains a rotating sample cell with a control ferromagnetic ball, a sensor transmitting signals from the ball, and a device for processing this signal. The ball is attracted and fixed by a magnet located on the side of the cell. During coagulation, the ball is captured by the breakdown, rotationally driven, as a result of which the magnetic sensor located between the ball and the magnet generates a signal processed by the signal processing device.

Недостатком прототипа является низкая надежность работы, связанная с недостаточной помехозащищенностью:
1. Расстояние от шарика до магнита регулируется таким образом, чтобы сила притяжения имела заданное значение. Так как датчик механически связан с магнитом, а сигнал датчика резко уменьшается при увеличении расстояния от датчика до шарика, то при больших расстояниях магнита от шарика сигнал датчика может быть очень слабым, что снижает точность и объективность клинического диагностического исследования.The disadvantage of the prototype is the low reliability associated with insufficient noise immunity:
1. The distance from the ball to the magnet is adjusted so that the attractive force has a predetermined value. Since the sensor is mechanically connected with the magnet, and the sensor signal decreases sharply with increasing distance from the sensor to the ball, then at large distances of the magnet from the ball, the sensor signal can be very weak, which reduces the accuracy and objectivity of the clinical diagnostic study.

2. Прибор обычно находится в окружении других приборов и элементов, генерирующих низкочастотные магнитные поля, а также крупные ферромагнитные массы, оказывающие влияние на магнитный датчик. Изменение температуры также влияет на его чувствительность, а это неизбежно влияет на точность диагностики. 2. The device is usually surrounded by other devices and elements that generate low-frequency magnetic fields, as well as large ferromagnetic masses that affect the magnetic sensor. A change in temperature also affects its sensitivity, and this inevitably affects the accuracy of diagnosis.

3. Вследствие неровности поверхности кюветы, наличия в пробе примесей, прилипших к стенке кюветы, пузырьков воздуха, шарик испытывает толчки, регистрируемые датчиком, как короткие широкополосные импульсы, ложно регистрируемые устройством сигнала как момент коагуляции, что также искажает результаты клинического исследования свертываемости крови. 3. Due to the surface roughness of the cell, the presence of impurities in the sample adhering to the cell wall, air bubbles, the ball experiences shocks detected by the sensor as short broadband pulses falsely recorded by the signal device as the moment of coagulation, which also distorts the results of a clinical study of blood coagulation.

Технический результат изобретения - повышение надежности, точности и объективности регистрации времени коагуляции в пробе крови. Данный технический результат достигается тем, что коагулометр шариковый, содержащий вращающуюся кювету с пробой, в которой находится контрольный ферромагнитный шарик, датчик шарика и устройство обработки сигнала, отличается тем, что датчик шарика представляет собой расположенный на минимальном от кюветы расстоянии датчик Холла, установленный неподвижно, и магнит, способный продольно перемещаться и регулировать силу притяжения шарика, а схема обработки сигнала содержит последовательно расположенные источник тока, датчик Холла, усилитель напряжения, фильтр высокой частоты, фильтр низкой частоты, компаратор, микропроцессор, устройство запуска и устройство индикации, при этом устройство запуска соединено с микропроцессором и источником тока. The technical result of the invention is to increase the reliability, accuracy and objectivity of recording coagulation time in a blood sample. This technical result is achieved in that a ball coagulometer containing a rotating sample cell with a control ferromagnetic ball, a ball sensor and a signal processing device, characterized in that the ball sensor is a Hall sensor located at a minimum distance from the cell, fixed and a magnet capable of longitudinally moving and regulating the attractive force of the ball, and the signal processing circuit contains a sequentially located current source, Hall sensor, spruce voltage, high frequency filter, low-pass filter, a comparator, a microprocessor, launch device and display device, wherein the device is connected to trigger a microprocessor and a power source.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство обладает новой совокупностью существенных признаков, позволяющих обеспечить технический результат, а именно: повысить надежность, точность и объективность регистрации времени коагуляции в пробе крови, что в свою очередь приведет к повышению эффективности коагулометрического исследования крови. Compared with the prototype, the proposed device has a new set of essential features that can provide a technical result, namely: to increase the reliability, accuracy and objectivity of recording coagulation time in a blood sample, which in turn will increase the efficiency of coagulometric blood tests.

1. Датчик шарика содержит расположенный на минимальном от кюветы расстоянии неподвижный датчик Холла, что обеспечивает максимально возможный сигнал датчика. При этом задающий силу притяжения шарика магнит имеет регулируемое продольное перемещение. 1. The ball sensor contains a fixed Hall sensor located at a minimum distance from the cuvette, which ensures the maximum possible sensor signal. In this case, the magnet that sets the force of attraction of the ball has an adjustable longitudinal movement.

2. Схема обработки сигнала содержит фильтр высокой частоты, отсекающий низкочастотные магнитные поля, исключающие воздействие окружающих ферромагнитных масс, а также температурные дрейфы чувствительности датчика Холла. 2. The signal processing circuit contains a high-pass filter that cuts off low-frequency magnetic fields that exclude the influence of surrounding ferromagnetic masses, as well as temperature drifts in the sensitivity of the Hall sensor.

3. Схема обработки сигнала содержит фильтр низкой частоты, устраняющий приводящие к ложным срабатываниям устройства регистрации сигнала короткие широкополосные импульсы, возникающие вследствие толчков шарика из-за неровности поверхности кюветы, наличия в пробе примесей, а также прилипших к стенке кюветы пузырьков
4. Устройство запуска включает стабилизатор тока, что фактически стабилизирует всю схему регистрации на время регистрации процесса коагуляции, что обеспечивает исключение возможности ложного срабатывания схемы регистрации от сигнала помех при отсутствии пробы.3. The signal processing circuit contains a low-pass filter that eliminates short broadband pulses resulting in false positives caused by ball shocks due to unevenness of the cell surface, presence of impurities in the sample, and bubbles adhering to the cell wall
4. The triggering device includes a current stabilizer, which actually stabilizes the entire registration circuit during the registration of the coagulation process, which eliminates the possibility of false triggering of the registration circuit from an interference signal in the absence of a sample.

На чертеже приведена схема заявляемого устройства. The drawing shows a diagram of the inventive device.

Установка содержит вращающуюся кювету 1 с пробой, в которой находится контрольный ферромагнитный шарик 2, датчик шарика 3, содержащий расположенный на минимальном от кюветы расстоянии неподвижный датчик Холла 4, и имеющий продольное перемещение, регулирующий силу притяжения шарика магнит 5, а схема обработки сигнала содержит последовательно расположенные источник тока 6, датчик Холла 4, усилитель напряжения 7, фильтр высокой частоты 8, фильтр низкой частоты 9, компаратор 10, микропроцессор 11 и устройство индикации 13, при этом устройство запуска 12 соединено с микропроцессором 11 и источником тока 6. The apparatus contains a rotating cuvette 1 with a sample in which the control ferromagnetic ball 2 is located, a ball sensor 3, comprising a stationary Hall sensor 4 located at a minimum distance from the cuvette and having a longitudinal movement that regulates the attractive force of the ball magnet 5, and the signal processing circuit contains located a current source 6, a Hall sensor 4, a voltage amplifier 7, a high-pass filter 8, a low-pass filter 9, a comparator 10, a microprocessor 11 and an indicating device 13, while the starting device and 12 is connected to the microprocessor 11 and the current source 6.

Коагулометр шариковый работает следующим образом. В кювету с пробой плазмы крови 1, вращающуюся вокруг оси, помещается металлический ферромагнитный шарик 2, который притягивается к магниту 5 датчика 3, и поэтому во вращении не участвует. В пробу добавляется реагент, запускающий реакцию коагуляции, одновременно устройством запуска 12 запускается отсчет времени в микропроцессоре 11 и включается источник тока 6, активирующий датчик Холла 4. При коагуляции шарик 2 захватывается пробой и начинает вращаться с кюветой 1, что регистрируется магнитным датчиком Холла 4 как момент завершения коагуляции. Импульс с датчика Холла 4 через усилитель 7, фильтр высокой частоты 8, фильтр низкой частоты 9 поступает на микропроцессор 10, который регистрирует момент коагуляции, останавливает отсчет времени и передает величину зарегистрированного времени на индикатор 13. Ball coagulometer works as follows. In a cuvette with a sample of blood plasma 1, rotating around an axis, a metal ferromagnetic ball 2 is placed, which is attracted to the magnet 5 of the sensor 3, and therefore is not involved in the rotation. A reagent that starts the coagulation reaction is added to the sample, at the same time, the start device 12 starts the countdown in the microprocessor 11 and turns on the current source 6, which activates the Hall sensor 4. During coagulation, the ball 2 is captured by the sample and starts to rotate with the cuvette 1, which is detected by the magnetic Hall sensor 4 as the moment of completion of coagulation. The pulse from the Hall sensor 4 through the amplifier 7, a high-pass filter 8, a low-pass filter 9 is supplied to the microprocessor 10, which registers the moment of coagulation, stops the time counting and transfers the value of the registered time to the indicator 13.

Разработанное устройство прошло технические и медицинские испытания, которые одобрены Комиссией по лабораторному оборудованию Комитета по новой медицинской технике МЗМП РФ (протокол N 4 от 23.04.96 года). В настоящее время проводится подготовка коагулометра к серийному производстству. Использование прибора позволит повысить надежность, точность и объективность регистрации времени коагуляции в пробе крови, что расширит арсенал медицинской диагностической техники для исследования крови в практической клинической деятельности. The developed device passed technical and medical tests, which were approved by the Laboratory Equipment Commission of the Committee on New Medical Equipment of the Ministry of Health of the Russian Federation (protocol No. 4 of 04.23.96). Currently, a coagulometer is being prepared for mass production. Using the device will improve the reliability, accuracy and objectivity of recording coagulation time in a blood sample, which will expand the arsenal of medical diagnostic equipment for blood testing in clinical practice.

Claims

A ball coagulometer containing a rotating sample cell containing a control ferromagnetic ball, a ball sensor and a signal processing device, characterized in that the ball sensor contains a fixed Hall sensor located at a minimum distance from the cell and having a longitudinal magnet controlling the force of attraction of the ball, and the signal processing circuit contains a sequentially located current source, Hall sensor, voltage amplifier, high-pass filter, low-pass filter, comparator, mi roprotsessor, launch device and display device, wherein the device is connected to trigger a microprocessor and a power source.