SE460384B - Foerfarande och anordning foer korrigering av koincidensfel som upptraeder vid detektering och raekning av blandade dominanta och dominerande partiklar - Google Patents

Description

460 384 10 15 20 25 30 35 ändamål är att uppnå ett förfarande och en anordning som är av relativt enkelt utförande och har en relativt enkel funktion och som enbart kräver en användning av lätt tillgängliga kända komponenter.

Angivna ändamål uppnås genom de särdrag som anges i den kännetecknande delen av patentkraven 1 respektive 6.

Fördelaktig vidareutveckling av uppfinningen karakteriseras i de respektive osjälvständiga patentkraven.

Föredragen utföringsform 0van angivna ytterligare ändamål och fördelar med den föreliggande uppfinningen klargöres genom nedan given detaljerad beskrivning, som ges i samband med bifogade ritningar, där fig. 1 visar en viss-räknarkrets och omfattar en korrigeringskrets för koincidensfel utformad och funge- rande enligt den föreliggande uppfinningen, fig. 2A - 28 visar vågformer för underlättande av förklaringen av räknarkretsen enligt fig. 1 och fig. 3 visar en rad vågformer enligt samma tid- skala för åskådliggörande av funktionen i räknarkretsen enligt fig. 1.

Fig. 1 visar en representativ användning av den föreliggande uppfinningen vid en automatiserad avkänning och räkning av blandade röda blodkroppar och blodplättar i en rad blodprov som passerar genom exempelvis en konven- tionell flödescell av slidströmtyp som beskrivsi ameri- kanskt patent 3 661 460. Vid en sådan användning skulle de röda blodkropparna på grund av deras större storlek kunna utgöra de "dominanta" partiklarna och blodplättarna skulle kunna vara de "dominerade" partiklarna. I ett repre- 'sentativt blodprov har de röda blodkropparna ungefär åtta gånger större volym och tjugo gånger högre frekvens eller förekomst av blodplättarna.

I fig. 1 anges den speciella räknaren; som kan inne- fatta bl.a. en slidströmflödcell, med hänvisningsbeteckningen 10 och partikeldetektorn med 12. Detektorns 12 utgång är an- sluten till ingången på en förstärkare 14,vars utsignal mul- tipliceras medelst insignaler på hög- respektive lågtröskel- 10 15 20 25 30 35 460 384 3 kretsar 16, 18. Partikelräknarkretsen innefattar vidare en partikelklassningslogikkrets 20, en klockpulskälla 22, en OCH-grind 24 samt räknare 26, 28, 30 och 32. Dessutom inne- fattar partikelräknarkretsen en adderare 34, en låskrets 36, en dividerare 38 samt en multiplikator H0 och vidare en sys- temstyrkrets 42 som inkopplar detektorn 12 under undersök- ningstiden IT medan provet förekommer i räknaranordningen 10 samt díviderarkretsar UH, H6. En huvudlogikkrets H3 är aktiver- bar av föregående komponenter för att avge utsignaler, såsom antyds, vilka anger koincidenskorrigerat antal R röda blod- kroppar och koincidenskorrigerat antal P blodplättar.

Vid räknarens funktion kommer, såsom återges i fig. 2A-2B, när en röd blodkropp eller en blodplätt passerar genom den icke återgivna slidströmflödescellen i räknaranordningen 10 den framåtriktade spridningen av undersökningsbelysníngen, såsom antyds med pilen 13, att avkännas medelst detektorn 12 som genererar en däremot svarande utsignal. Pig. 2A illustrerar genererad utsignal när en röd blodkropp passerar genom ïödes- cellen och efterföljes, vid ett bestämt tidsintervall T>TR av en blodplätt.Detta resulterar i att detektorn 12 genererar en röd blodkroppspuls 50 och en blodplättspuls 52 med pulsbredd TR respektive TP. Pulsen 50 är väsentligt större till både varaktighet och amplitud,såsom framgår av figuren, än vad gäller pulsen 52 på grund av väsentlig skillnad i storlek mellan röda blodkroppar och blodplättar.

Höga och låga tröskelnivåer VH och VL som detekteras anges med streckade linjer i fig. 2A-2B. Under de i fig. 2A rådande förhållandena föreligger ej något koincidensfel efter- som pulserna 50, 52 är åtskilda i tiden med intervallet T>TR. Den röda blodkroppspulsen 50 kommer att göra fyra över- gångar såsom antyds vid punkterna 1, 2, 3 och H på de låga och höga tröskeldetekteringsnivåerna VL, VH och därmed avkännas och räknas som en röd blodkropp. Blodplättpulsen 52 kommer att ge enbart två övergångar, såsom åskådliggörs vflipunkt- erna 1 och H, på den låga tröskelnivån VL och räknas som en blodplätt. 460 384 10 1,5 26 , ll» Pig. ZB illustrerar det förhållandet där en blodplätt icke har bivit helt undersökt av partíkelräknaranordningen innan en röd blodkropp anländer. Följaktligen föreligger koincidens mellan de visade pulserna 53, SU.

Närmare bestämt framgår att innan blodplättpulser 53 har utfört erforderlig andra övergång på den låga tröskel- detekteringsnivån VL för avkänning och räkning som blodplätt medför uppträdandet av en röd blodkroppspuls 54 en koincidens- situation,varvid blodplätten och den röda blodkroppen kommer att räknas som en enda röd blodkropp med därtill uppkommande fel i totalt blodplättsvärde. På samma sätt, men ej återgivet, skulle en blodplättspuls 53 hindras att göra erforderlig dub- belövergång pä den låga tröskelnivån VL då blodplätten anlände något efter eller var överlappad av en röd blodkropp i flödet genom slidströmflödescellen,varvid utsignalen från förstärka- ren 14 som svar på den röda blodkroppen skulle passera den höga tröskeldetekteringsnivån VH med påföljd att blodplätt- värdet förlorades och enbart en röd blodkropp blev räknad.

Förutom koincidensfel för röda blodkroppar/blodplättar eller dominanta/dominerade partiklar, är det uppenbart att även koincidensfel för röda blodkroppar/röda blodkroppar dvs. dominanta/dominanta partiklar samt för blodplättar/blodpättar dvs. dominerade/dominerade partiklar kan uppträda och även i_ uppträder. I sådana fall avkännes och räknas den första par- 25 30 tikeln medan den andra partikeln missas. I koincidenssitua- tionen dominanta/dominerade partiklar avkännes och räknas alltid den dominanta partikeln medan den dominerade partikeln förloras oavsett vilken som var först. I De kända koincidenskorrigeringsförfarandena ger korri- gering för koincidensfel där sist uppträdande sammanfallande 7 partikel (partiklar) går förlorad men ej för förluster av en dominerad partikel som uppträder först. Känd teknik korri- gerar för koincidensfel enligt kända standardekvationer: 10 15 20 25 30 35 5 R _ a R Ä-:-:Éííí (1) IT Pa P = ÉÜWT" (2) IT där R = korrigerat värde för röda blodkroppar Ra= okorrigerat värde för röda blodkroppar DWT= total tid varunder signalpulserna ligger över den låga tröskeldetekteringsnivån VL, IT= total undersökningstid varunder detektorn är inkopplad, P = antaget korrigerat värde för blodplättar och Pa= okorrigerat värde för blodplättar.

Som ett resultat av det ovan amfivna och trots att varje värde förde röda blodkropparna och blodplättarna blivit korrigerat för partikelkoincidens så sker ej någon korrigering vid känd teknik för koincidensfel röda blodkroppar/blodplättar såsom återgivits och/eller beskrivits ovan i samband med fig. 2B. Känd teknik ger alltså icke något korrekt blodplätts- el- ler domineradepartikelvärde P. Vid den kända tekniken kommer dylika blodplättsvärden P av nödvändighet att bli lägre än vad som är korrekt. Med dmiföreliggande uppfinningen uppskattas koincidensfelprocenten röda blodkroppar/blodplättar vara väsentligt större, exempelvis mellan hälften och dubbelt, än frekvensen av koincidensfel för röda blodkroppar/röda blod- kroppar på grund av därtill hörande avkänningsfel i samband med denna koincidenstyp. Följaktligen är det uppenbart att bristen i att korrigera värdet P för blodplättar för koincidens- felen röda blodkroppar/blodplättar är synnerligen besvärande med hänsyn till giltígheten för det korrigerade blodplättsvär- det P.

Genom en klarare distinktion har det i enlighet med den föreliggande uppfinningen bestämts att det uppträdande blodplätts- eller dominerade partikelvärdet Pa kan korri- geras på riktigt sätt för koincidens mellan röda blodkroppar!- blodplättar genom kompensation av detta värde medelst pulsvar- aktigheten Tpm för blodplättpulserna 52 och även medelst 10 15 20 25 30 35 460 384 6 koincidenskorrigerade röda blodkropps- eller dominanta par- tikelvärdet R. Närmare bestämt har en noggrann korrigering av det uppträdande blodplättsvärdet Pa bestämts genom en enkel åtgärd enligt ekvationen Kd» P RT m a(1 + ïïgt) P = DwT (23) I samband med fig. 3 skall nu ges en detaljerad beskriv- ning av partikelräknarkretsen enligt fig. 1, varvid den från klockpulskällan 22 avgivna vâgformen betecknas CP och signalen från detektorn 12, förstärkt i förstärkaren 14, betecknas S'.

Med avseende på en röd blodkroppspuls 50 kommer, när den för- stärkta signalen S' passerar upp över den låga tröskeldetek- teringsnivån VL under denröda blodkroppspulsens 50 framkant, i fig. 3 vid punkt A, den låga tröskelkretsen 18 att generera signalen TL, som inmatas på ingången till OCH-grinden 24. Därmed är OCH-grinden 24 aktiverad till att låta klockpulserna CP från klockpulskällan 22 (betecknade som.vågformen DT) att pas- sera till de båda räknarna 26, 28. När signalen S' passerar upp över den höga tröskelnivån VH, i fig. 3 vid punkt B, gene- rerar den höga tröskelkretsen 16 signalen TH som inmatas på klassningslogikkretsen 20 varmed klassificering som ren röd blodkropp sker. När signalen S' faller ned under det låga tröskelvärdet VL, i fig. 3 vid punkt C, avslutas utsignalen TL från den låga tröskelkretsen 18 varigenom OCH-grinden 24 görs inaktiv och stoppar ytterligare räkning av klockpulser CP i räknarna 26, 28. Partikelklassningslogikkretsen 20 genererar en röd blodkroppsangivningspuls RD föratt uppräkna räknaren 32, dvs. räknaren för röda blodkroppar. Vid pulsens RD avslut gene- rerar pulsklassningslogikkretsen 20 en räknarrenspuls CC, i fig. 3 vid punkt D, för att rensa räknaren 28.

Med avseende på bldoplättpulsen 52, när signalen S" åter passerar upp över det låga tröskelvärdet VL under blodplättpulsens 52 framkant, i fig. 3 vid punkt E, genererar _ den låga tröskelkretsen 18 signalen TL för att åter aktivera OCH-grinden 24 till att låta klockpulserna CP från klockpuls- källan 22 passera för atträknaren 26, 28 skall räkna, vilket 1/ 10 15 20 25 30 35 460 584 7 åter anges med vâgformen DT. När signalens S' bakkant åter passerar den låga tröskelnivån VL,i fig. 3 vid punkten F, avslutas utsignalen TL från den låga tröskelkretsen 18 vari- genom OCH-grinden ZH görs inaktiv och vidare räkning av klock- pulserna CP stoppas i räknarna 26, 28. Vid denna tidpunkt genereras blodplättsbestämningspulsen PD av signalklassnings- logikkretsen 20 och matas föratt uppräkna räknaren 30. Dess- tuom matas blodplättsbestämningspulsen PD till lâskretsen 36 för att få strömvärdet i denna låskrets att adderas av adde- raren SH till värdet i räknaren 28, vilket uppadderade värde därefter lagras i låskretsen 36. Dessutom genereras en annan räknarrenspuls CC av partikelklassningslogikkretsen 20 för att rensa räknaren 28.

Den i fig. 1 visade kretsens arbete fortsätter på beskrivet sätt tills räknandet av röda blodkroppar och blod- plättarna är färdigt för det aktuella blodprovet enligt vad som inställs med systemstyrningen H2. Under tiden IT lagras summan av samtliga räknade blodplättspulsbredder T (fig. 3) i låskretsen 36 såsom TTP. Det okorrigerade röda blodkroppa- värdet Ra lagras i räknaren 32. Det okorrigerade blodplätts- värdet Pa lagras i räknaren 30 och tiden DWT lagras i räk- naren 26 i överensstämmelse med antalet klockpulser CP som blivit räknade. Lika klart är emlelertid det faktum att icke samtliga de blodplättar som passerat genom slidströmflödes- cellen i partikelräknaren 10 icke ingår i värdet Pa. Det fak- tum att värdet Pa ej återger ett korrekt blodplättsvärde be- rör närmast helt och hållet på koincidensfel röda blodkroppar/- blodplättar av den typ som illustreras i fig. 2B eftersom koincidensfrekvensen för blodplättar/blodplättar är mycket låg och ej har någon nämnvärd inverkan.

Under dessa förhållanden matas tiderna IT- respektive DWT från systemstyrkretsen H2 och detektorn 12 och, såsom visas i fig. 1, till divideraren M6 och värdet på "dötiden" DWT/IT bestämmes. Denna term DWT/IT inmatas på huvudlogik- kretsen 43. Även det okorrigerade röda blodkroppsvärdet Ra matas, såsom vilkaí fig. 1, från räknaren 32 till huvudlogik- kretsen 43 som noggrant korrigerar det röda blodkroppsvärdet R enligt känd standardekvation (ekvation 1). 10 15 20 25 30 35 460 384 b? 8 Noggrann koincidenskorrigering av det uppträdande blod- plättsvärdet Pa enligt den föreliggande uppfinningen utförs på följande sätt: Det uppträdande blodplättsvärdet Pa matas, så- psom visas i fig. 1, från räknaren 30 till huvudlogikkretsen 43 och divideraren 38. De totala tidspulsbredderna TT för räknade blodplättar matas från låskretsen 36 till divideraren 38 och divideras med Pa föratt generera och mata medelblodplättpuls- bredden T m till multiplikatorn H0. Det korrigerade röda blod- kroppsvärdet R matas från beräkningslogikkretsen 43 till multi- plikatorn H0 där det multipliceras med Tpm föratt generera termen RT m som matas till divideraren H4. Undersökningstiden IT matas från systemstyrkretsen 43 till divideraren HH för att generera termen RTpm/IT, som matas till huvudlogikkretsen 43.

Eftersom värdena på samtliga termer i ekvation 3 nu har er- hållits på huvudlogikkretsen H3 är beräkningen av det koincidens- korrigerade blodplättsvärdet P lätt att genomföra.

För att såsom beskrivits ovan användas med avseende på eU;automatiserat hematologisystem, som behandlar vart och ett i en serie blodprov, är det givet att ovan beskriven operations- och beräkningscykel fulländas en gång för varje sådant blodprov. Även om den beskrivits med avseende på korrigering av koincidensfel som uppträder vid kvantifiering av de röda blodkropparna och blodplättarna i blodprov så är den före- liggande uppfinningen ej begränsad härtill utan är snarare allmänt applicerbar för korrigering av koincidensfel som uppträder vid kvantifiering av dominanta och dominerade par- tiklar i vilket flerpartikelsystem som helst där de förra har detekterbara karakteristika för de senare odetekterbara i en koincidenssituation. Dessa karakteristika är på intet sätt begränsade till partikelform, volym, storlek eller som har förmåga att skugga, absorbera eller reflektera ljus eller andra energiformer utan snarare kan bygga på exempelvis olika energinivåer för hög- och lågenergiisotoper som skall kvanti- Q fieras enligt deras respektive energinivåer. I sådana situa- tioner skulle de för högenergiisotoperna gällande karakteristika “af göra de annars detekterbara karakteristika för lågenergiiso- 10 460 384 9 toperna odetekterbara vid koincidens i ett energidetekterings- organ. För applikationer där koincidensfel dominerade/domine- rade partiklar är väsentliga och måste korrigeras för säker- ställande av hög korrekthet på värdet för de dominerade par- tiklarna kan man utnyttja standardkoincidensfelkorrigerings- ekvationen 2 vid beräkningen i huvudlogikkretsen M3 för att ytterligare korrigera det dominerade partikelvärdet.

Olika ändringar kan givetvis vidtagas i den beskrivna utföringsformen av förfarandet och anordningen enligt den föreliggande uppfinningen utan att man frångår dess idé och omfattning såsom den kommer till uttryck i det efterföljande patentkraven.

Claims (9)

10 460 384 10 15 20 25 30 55 PAIENIKRAV

1. Förfarande för korrigering av koincidensfet som upp- träder vid deteklering och räkning ax blandade dominanta och dominerade partiklar där delekterbara karakteristika för de dominanta partiklarna är bearbetbara under sammanfattande detekteringsförhållanden för dominanta/dominerade partiklar för att göra de dominerade partiklarna odetekterbara, k ä n n e t e c k n a t av att första signaler genereras i motsvarighet till detekteringen av de dominanta partiklarna, varvid dessa första, mot de dominanta partiklarna svarande signalerna räknas, att andra signaler genereras i motsvarig- het till detekteringen av de dominerade partiklarna, varvid dessa andra, mot de dominerade partiklarna svarande signalerna räknas samt av att korrigeringssignaler genereras vilka mot- svarar den kumulativa tidsvaraktigheten för detekteringen av de dominerade partiklar som avkännes och räknas, varefter korrigering sker av talvärdet för de dominerade partiklarna i överensstämmelse med den kumulativa tidsvaraktigheten för korrigeringssignalerna.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k- n a t av att korrigeringen omfattar en bestämning av korri- geringssignalernas medeltidsvaraktighet (Tpm),

3. förfarande enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k- n a L av att korrigeringen omfattar dels multiplikation av korrigeringssignalernas medeltidvaraktighet (Tpm) med tal- värdet för de dominanta partiklarna och dels dividering av den resulterande produkten (RTpm) med den totala Liden (IT) för detektering av de dominanta/dominerade partiklarna till att ge en resulterande kvot (RIpm/IT).

4. A. förfarande enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k- n a t av att korrigeringen omfattar multiplikation av den resulterande kvoten íRlpm/iii med talvärdet (Pa) för de domi- nerade partiklarna.

5. förfarande enligt patvntkrav 1, k ä n n e t e C k- n a t av att korrigeringen genomförs enligt ekvationen (Lä 10 15 20 25 30 35 11 460 384 där P : korrigerat koincidensfclvärde för dominerade partiklar, R : korrigerat koincidensfelvärde för dominanta partiklar, ïpm= korrigeringssignalernas medelvaraktighet i tid, Pa : värdet för de dominerade partiklarna, lt = den totala tiden för partikeldetekteringen och DWT = den totala tiden varunder signaler detekteras.

6. Anordning för korrigering av koincidensfel som uppträder vid detektering och räkning av blandade dominanta och domi- nerade partiklar där detekterbara karakteristika för de domi- nanta partiklarna är bearbetbara under sammanfallande detek- teringsförhâllanden för dominanta/dominerade partiklar för att göra de dominerade partiklarna odetekterbara, k ä n n e- t e c k n a d av organ (16) för att generera första signaler som motsvarar detekteringen av de dominanta partiklarna, organ (30, 32) för att svarande signalerna, organ (18) för att generera andra sig- räkna de första mot de dominanta partiklarna naler som motsvarar detekteringen av de dominerade partiklarna, organ (26, 28) för att räkna de andra, mot de dominerade par- tiklarna svarande signalerna, organ (36) för att generera korrigeringssignaler som motsvarar den kumulativa tidsvar- aktigheten för detektering av de dominerade partiklarna som detekteras och räknas och organ (43) för korrigering av tal- värdet för de dominerade partiklarna i överensstämmelse med den kumulatjva tidsvaraktigheten för korrigeringssignalerna.

7. Anordning enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k- n a d av att organen (43) för att korrigera talvärdet för de dominerade partiklarna omfattar organ (38) för bestämning ax medeltidsvaraktigheten (Tpm) för korrigeringssignalerna. 7, för att patentkra\ k ä n n e t e c k- (03) de dominerade partiklarna omfattar organ (AU) för att multi-

8. Anordning enligt n a d av att organen korrigera talxärdet för plicera nämnda medeltidsvaraktighet (lpml med talvärdet 12 460 384 (-54 för de dominanta partiklarna för erhållande av en produkt (Rïpm), som medelst díviderarorgan (A4) är dividerad med den resultera 1 en totala parljkeldetekteringstiden (IT) för att kvm (RIpm/Iï). i

9. Anordning enllgt patentkrav 8, k ä n n e t e e k- för n a d av att organen (45) för att korrigera talvärdet de dominerade partiklarna även omfattar organ för multipli- cering av nämnda kvot (RTpm/II) med talvärdet tPa) för de dominerade partiklarna. f?