DE2448303B2 - Einrichtung zum Analysieren von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen - Google Patents

Description

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang eines zweiten Rückflankendetektors (46) an den Ausgang des monostabilen \*> Multivibrators (32) angeschlossen ist und sein Ausgang einerseits mit dem bistabilen Multivibrator (38) zur Rückstellung desselben und andererseits mit dem Steuereingang der Sample-and-Hold-Schaltung (24) zur Löschung der gespeicherten Tpilchenimpulsamplitude verbunden ist.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Analog-Gatter (16) zwischen dem Detektor (10, 12) zur Erzeugung von Teilchenimpulsen und den Eingängen der Diskriminatoren (20, 22) und der Sampleand-Hold-Schaltung (24) geschaltet ist, daß ein zweiter, bistabiler Multivibrator (54) an den Steuereingang des zweiten Analog-Gatters (16) angeschlossen ist, daß der Ausgang eines zweiten UND-Gatters (56) mit dem einen Eingang des zweiten bistabilen Multivibrators verbunden ist, daß der Ausgang des Diskriminators (20) für den unteren Schwellwert mit dem einen Eingang des zweiten UND-Gatters (56) und der Ausgang der Sampleand-Hold-Schaltung (24) mit dem anderen Eingang dieses UND-Gatters verbunden ist.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auswertschaltung (44) verwendet ist, die den Mittelwert der Teilchenimpulsamplituden bildet und ein Ausgangssignal erzeugt, das dem mittleren Teilchenvolumen entspricht.

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Analysieren von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen, mit einem Detektor zur Erzeugung von Teilchenimpulsen, deren Amplituden der Größe der einzelnen Teilchen proportional sind, mit zwei an den Detektor angeschlossenen, einen oberen und einen unteren Schwellwert vorgebenden Diskriminatoren, die ein Gatter ansteuern, das einen Impuls an eine Auswerteschaltung für die Teilchenimpulse liefert, wenn die Teilchenimpulsamplitude zwischen den beiden Schwellwerten liegt.

Eine derartige Einrichtung ist aus der US-PS 32 95 059 bekannt Ein Detektor erzeugt beim Durchgang von Teilchen durch eine Meßöffnung Teilchenimpulse, deren Amplituden der Größe der einzelnen Teilchen proportional sind. Diese Teilchenimpulse werden in zwei parallelen, elektrischen Kanälen verarbeitet. In jedem Kanal ist eine Schwellwertstufe eingeschaltet, von denen die eine einen unteren Schwellwert und die andtie einen oberen Schwellwert iiefert Teiichensignale, deren Amplituden unter dem unteren Schwellwert bzw. über dem oberen Schwellwert liegen, werden von der Auswertung ausgeschlossen. Die zur Auswertung durchgelassenen Teilchensignale werden gezählt. Nachteilig ist, daß bei dieser bekannten Einrichtung lediglich eine Impulszählung möglich ist, nicht aber eine Auswertung nach Teilchengröße, abhängig von der Teilchenimpulsamplitude.

Durch die US-PS 29 96 624 ist es bereits bekannt Teilchenimpulse über einen Dehner zu einem Diskriminator zu leiten und zur Steuerung des Diskriminators eine: Steuervorrichtung vorzusehen. Diese erfüllt ihre Stellerfunktion abhängig davon, ob ein unterer Schwellwert überschritten wird. Eine Steuerung, abhängig von einem unteren und einem oberen Schwellwert ist nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene Einrichtung zum Analysieren von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen so zu verbessern, das bei einer Suspension mit einem Teilchengemisch nur diejenigen Teilchen volumenmäßig berücksichtigt werden, die innerhalb zweier durch Schwellwerte gegebenen Grenzen liegen.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen nach dem Patentanspruch 1.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß mit der Einrichtung zum Analysieren von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen es einfach möglich wird, die Teilchenimpulse und damit die Teilchen zu erfassen, die zwischen einem unteren und oberen vorgegebenen Grenzwert liegen. Eine solche Einrichtung eignet sich besonders zur Feststellung des mittleren Volumens von Blutplättchen, d. h. derjenigen kleinen Teilchen, die für die Blutgerinnung wichtig sind. Diese Plättchen liegen in der Größenordnung von 3,5 bis 35 Kubikmikron und lassen sich von den roten Blutkörperchen durch ihre Kleinheit unterscheiden. Bisher wurden für die Zählung von Blutplättchen diese von den roten Blutkörperchen durch Zentrifugation getrennt. Ein solches Verfahren ist jedoch nicht sehr wirksam und wird dadurch erheblich erschwert, daß auf ein Blutplättchen 100 rote Blutkörperchen kommen. Eine Suspension von Blutplättchen weist deshalb mit größter Wahrscheinlichkeit auch rote Blutkörperchen auf. Durch die Einrichtung nach der Erfindung wird es nun möglich, zu erkennen, welche Teilehenimpulse über einen bestimmten Schwellwert liegen und somit von roten Blutkörperchen herrühren. Hierdurch können die Blutplättchen gezählt und vor allem auch eine Bestimmung des mittleren Volumens der Blutplättchen durchgeführt werden.

Die ausführlichere Erläuterung der Erfindung erfolgt

unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung dargestellte AusführungsbeispieL Darin zeigt

F i g. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer beispielhaften Impulsamplitudendiskriminatorschaltung und ^r>

Fig.2 ein Diagramm mit einer Reihe graphischer Darstellungen, sämtlich mit dem gleichen Zeitmaßstab, die den unterschiedlichen Kurvenverlauf von lmpuls-ignalen an verschiedenen Punkten der Impulsamplitudendiskriminatorschaltung nach F i g. 1 zeigen. ι»

In F i g. 1 sind schematisch ein Abtaster 10 und ein Verstärker 12 einer Schaltung zur Erzeugung von Teilchenimpulsen dargestellt, die einer Erfassungszone eines Teilchenanalysiergerätes zugeordnet ist. Der Abtaster 10 und der Verstärker 12 sind an sich bekannt, ι ^r> Der Ausgang des Verstärkers 12 geht zur Impulsamplitudendiskriminatorschaltung, d.h. zu der elektrischen Schaltung 14.

Die elektrische Schaltung 14 enthält ger,.äß F i g. 1 einen elektronischen Schalter 16, dem der Ausgang des Verstärkers 12 zugeführt wird. Die andere Seite des elektronischen Schalters 16 liegt an einer Leitung 18, die als Sammelschiene zur gleichzeitigen Weitergabe des Teilchenimpulses zu einem ersten Komparator 20, einem zweiten Komparator 22 und einer Sample-and- 2^r> Hold-Schaltung 24 dient. Einem Eingang des ersten Komparators 20 wird eine erste Referenzspannu ng 26 zugeführt, während am zweiten Eingang des Komparators 20 die Schiene 18 liegt. Ebenso geht eine zweite Bezugsspannung 28 zum ersten Eingang des zweiten Komparators 22, während die Schiene 18 am zweiten Eingang des zweiten Komparators 22 liegt.

Der Ausgang des Komparators 20 geht über eine Leitung 29 zu einem Rückflankendetektor 30, der wiederum mit einem monostabilen Kipper bzw. einem α Univibrator 32 in Verbindung steht, dessen Ausgang über eine Leitung 33 zu einem ersten Eingang 34 einer Und-Schaltung 36 geht. Der Ausgang des zweiten Komparators 22 steht in Verbindung mit einem Setzeingang 37 eines bistabilen Multivibrators 38, ίο dessen Ausgang über die Leitung 39 mit dem invertierten Eingang 40 der Und-Schaltung 36 verbunden ist. In der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform ist der bistabile Multivibrator vorzugsweise ein RS-Flipflop. «

Der Ausgang der Proben- und Halteschaltung 24 ist über eine Leitung 41 mit einem elektronischen Schalter 42 verbunden, dessin andere Seite über eine Leitung 43 mit einer Impulsanalysierschaltung 44 verbunden ist. Gemäß der Darstellung liegt der Ausgang der Und-Schaltung 36 über eine Leitung 45 am Gateeingang des elektronischen Schalters 42. Die Impulsanalysierschaltung 44 kann verschiedene Unterschaltungnn zum Analysieren der Impulse aufweisen. Insbesondere enthält die Schaltung 44 eine Schaltung zur Mittelwertbildung der Impulshöhe und zur F.rzielung eines Signals, das ein mittleres Teilchenvolumen angibt. Diese Schaltung zur Angabe des mittleren Teilchenvolumens kann in an sich bekannter Weise ausgeführt werden. Außerdem kann die Impulsanalysierschaltung Schaltun- w> gen zum Summieren der Impulshöhe aufweisen, die das gesamte Teilchenvolumen anzeigt, Schaltungen zum Zählen der aufgenommenen Impulse sowie weitere Schaltungen, die an sich bei der Teilchenanalyse gebräuchlich sind. t>5

Der Rückflankendetektor 30, der Univibrator 32, die Und-Schaltung 36 und das Fiipflop 38 können als Steuerschaltung für die elektrische Schaltung 14 angesehen werden. Diese Steuerschaltung enthalt außerdem vorzugsweise einen Rückflankendetektor 46, der mit der Leitung 33 verbunden ist und über einen Ausgang mit einer Leitung 38 in Verbindung steht. Die Leitung 48 gibt den Impuls oder das Signal des Rückflankendetektors 46 zur Sajnple-and-Hold-Schaltung 24, über eine Leitung 49, zum Löschen der Proben- und Halteschaltung 24. Außerdem ist die Leitung 48 mit dem Rückstelleingang 51 des Flipflops 38 verbunden. Die Leitung 48 ist außerdem mit einem Einschalt- oder Setzeingang 53 eines zweiten bistabilen Multivibrators 54 verbunden, der ebenfalls vorzugsweise ein RS-Flipflop ist Der Ausgang des Flipflops 54 geht über eine Leitung 55 zum elektronischen Schalter 16. Die elektrische Schaltung 14 enthält eine zusätzliche Steuerschaltung, die ebenfalls als Teil der gesamten Steuerschaltung der elektrischen Schaltung 14 aufgefaßt werden kann. Diese zusätzliche Steuerschaltung enthält eine zweite Und-Schaltung 56 mit einem ersten, invertierten Eingang 57, einem zweiten Eingang 58 und einem Ausgang 60. Der Ausgang 60 ist über eine Leitung 61 mit dem Ausschalt- oder Rückstelleingang 62 des bistabilen Multivibrators 54 verbunden. Der Ausgang des ersten Komparators 20 liegt über eine Leitung 63 am ersten Eingang 57 des zweiten Und-Gatters 56. Ebenso ist ein Ausgang der Sample-and-Hold-Schaltung 24 über eine Leitung 64 mit dem zweiten Eingang 58 der zweiten Und-Schaltung 56 verbunden.

Die Arbeitsweise der Impulsamplitudendiskriminatorschaltung, d. h. der elektrischen Schaltung 14, wird nun anhand von F i g. 2 näher erläutert Die verschiedenen Impulse werden durch die Bezugsziffer der Leitung, auf der sie vorkommen, und zur Unterordnung durch einen Buchstaben a oder b identifiziert Der Buchstabe a bezieht sich auf einen Teilchenimpuls, dessen Spitzenamplitude größer ist als die zweite Referenzspannung 28. Der Buchstabe b bezieht sich auf einen Impuls, dessen Spitzenamplitude zwischen dem Pegel der beiden Referenzspannungen 26 und 28 liegt. So zeigt die graphische Darstellung A in F i g. 2 die Signale auf der Leitung 18, der Leitung 41 und der Leitung 43. Über dem Kurvenverlauf A ist der Verlauf B dargestellt, dessen Bastslinie in einer Höhe gleich der ersten Referenzspannung 26 über der Basislinie des Kurvenverlaufes A lieg·. Der Verlauf B zeigt das Signal auf der Leitung 29. Der Verlauf Cüber dem Kurvenverlauf A hat eine Basislinie, deren Höhe über der Basislinie des Kurvenverlaufes A gleich der Referenzspannung 28 ist und das Signal am Eingang 37 des Flipflops 38 zeigt.

Die graphische Darstellung bzw. der Kurvenverlauf D zeigt das Signal an der Leitung 39, der Verlauf E das Signal an der Leitung 33, der Verlauf Fdas Signal an der Leitung 48, der Verlauf G das Signal an der Leitung 55 und der Verlauf A/das Signal an der Leitung 45.

Wenn ein Teilchenimpuls über den elektronischen Schalter 16 der elektrischen Schaltung 14 geht, erhält man das resultierende Signal 18a im Kurvenvsrlauf A. Wenn die Amplitude des Signals oder Impulses 18a steigt, erreicht sie den Pegel der Referenzspannung 26, so daß ein Ausgangssignal 29a (Verlauf B) am Ausgang des ersten Komparators 20 auftritt. Bei weiterem Anstieg der Amplitude des Teilchenimpulses 18a wird der Pegel der zweiten Referenzspannung 28 erreicht, so daß der Komparator 22 ein Ausgangssignal 37a(Verlauf C) erzeugt. Das Ausgangssignal 37a bewirkt, daß das Flipflop 38 ein Ausgangssignal 39a (Verlauf D) erzeugt, das über den invertierten Eingang 40 zur Und-Schaltung 36 geht. Infolgedessen erhält der Eingang 40 der

Und-Schaltung 36 ein logisches Signal 0. Wenn der Impuls 18a unter die erste Referenzspannung 26 abfällt, geht das Signal 29a von der logischen 1 zu einer logischen 0 und die hintere Flanke des Impulses 29a triggert den Rückflankendetektor 30, der einen Impuls liefert, der den Univibrator 32 steuert. Der Univibrator 32 liefert dann gemäß dem Verlauf Feine logische 1, das Signal 33a. Diese logische 1 geht zum Eingang 34 der Und-Schaltung 36. Da zu diesem Zeitpunkt am Eingang der Und-Schaltung 36 eine logische 0 und eine logische 1 liegen, kann die Und-Schaltung 36 auf der Leitung 45 kein Ausgangssignal zur Betätigung des Schalters 42 bewirken. Infolgedessen geht die Höhe des Signals 41a (Verlauf A) auf der Leitung 41 nicht über den elektronischen Schalter 42 zur Impulsanalysierschaltung 44.

Wenn die Amplitude des Impulses 18a unter die zweite Referenzspannung 26 abfällt, wodurch das Signal 29a beendet wird, geht der Wechsel von der logischen 1 zur logischen 0 auf der Leitung 29 und 63 zum invertierten Eingang 57 der Und-Schaltung 56 und wird in ein Logiksignal 1 invertiert.

Gleichzeitig ist bei der Spitze des Impulses 18a die Sample-and-Hold-Schaltung 24 gesättigt und ein Logiksignal 1 geht über die Leitung 64 zum anderen Eingang 58 der zweiten Und-Schaltung 56. Diese Und-Schaltung 56 erzeugt dann auf der Leitung 61 einen Ausgangsimpuls für den Ausschalt- oder Rückstelleingang 62 des Flipflops 54, das ein Signal 55a (Verlauf G) liefert, das den elektronischen Schalter 16 abschaltet, so daß so lange keine Teilchenimpulse mehr zur Proben- und Halteschaltung 24 gelangen, bis diese Schaltung gelöscht ist. Beim Abschalten des Schalters 16 geht das Signal 18a auf der Leitung 18 gemäß dem Verlauf A nach 0.

Zwischenzeitlich erzeugt der Univibrator 32 während einer vorgegebenen Zeitdauer den Einschaltimpuls, das Signal 33a. Nach dem Ende des Impulses 33a erfaßt der Rückflankendetektor 46 das hintere Impulsende und erzeugt ein kurzes Signal 48a (Verlauf F). das über die Leitungen 48 zum Flipflop 54 geht, das dann den Schalter 16 zur Aufnahme eines neuen Impulses wieder einschaltet. Gleichzeitig geht das Signal 48a zum Rückstelleingang 51 des Flipflops 38, wodurch dieses zurückgestellt wird und das Signal 39a von 1 nach 0 geht. Außerdem wird der Impuls 48a über die Leitungen 48 und 49 der Proben- und Halteschaltung 24 zugeführt, wodurch an diese das Signal 41a gelöscht wird.

Wenn ein nachfolgendes Signal 186 auf die Leitung 18 kommt, wird ein Signal 296 ähnlich dem Signal 29a am Ausgang des !Comparators 20 so lange erzeugt, wie der Impuls 186 die Referenzspannung 26 überschreitet, wie dies die Höhe der Basislinie des Verlaufes B über der -, Basislinie des Verlaufes A zeigt. Da die Amplitude des Impulses 186 die Referenzspannung 28 nicht erreicht (Basislinie des Verlaufes C), geht der Ausgang des zweiten Komparators 22 nicht von 0 nach 1. Infolgedessen wird das Flipflop 38 nicht aktiviert und

in das Ausgangssignal bleibt gemäß dem Verlauf Dauf der logischen 0.

Diese 0 wird am invertierten Eingang 40 der Und-Schaltung 36 invertiert, so daß eine logische 1 zur Und-Schaltung 36 geht. Wenn die Amplitude des Impulses 186 unter die Referenzspannung 26 (Basislinie des Verlaufes B) fällt, erzeugt der Univibrator 32 den Impuls 336, der auf die Und-Schaltung 36 gegeben wird. Die Und-Schaltung 36 die nun zwei logische Eingänge 1 erhält, liefert eine logische 1, den Ausgang 456, auf der Leitung 45, der während einer kurzen Zeitspanne, gleich der Dauer des Impulses 336 gemäß dem Kurvenverlauf H und E auf den elektronischen Schalter 42 gegeben wird. Während dieser Zeitspanne, in der der Elektronikschalter 42 geschlossen wird, wird die in der Proben-

:■-, und Halteschaltung 24 gespeicherte Impulshöhe über die Leitung 43 zur Impulsanalysierschaltung gegeben. Dieses Signal auf der Leitung 43 besitzt eine Impulshöhe gleich der Impulshöhe auf der Leitung 416 und eine Dauer gleich der Dauer des Univibrators 32, wie bei 436

κι im Verlauf A gezeigt.

Wie aus obiger Beschreibung folgt, wird somit ein Ausgangsimpuls über die Leitung 43 zur Impulsanalysierschaltung 44 gegeben, wenn Teilchenimpulse eine Amplitude zwischen den Referenzspannungen 26 und

j-, 28 aufweisen. Jeder dieser Ausgangsimpulse besitzt eine Impulshöhe oder eine Amplitude gleich der Spitzenamplitude des Teilchenimpulses und eine Dauer gleich der Dauer der Impulse des monostabilen Kippers 32. Nach dem Ende des Impulses 336 wird der Rückflankendetektor 46 wieder getriggert und erzeugt einen Impuls 486 (Verlauf F). der die Sample-and-Hold-Schaltung 24, das Flipflop 38 und das Flipflop 54 auf die oben beschriebene Weise zurückstellt.

Die Impulsdiskriminatorschaltung 14 besitzt damit

4ϊ eine Reihe von Vorteilen. Die Sample-and-Hold-Schaltung 24 ist nur ein Beispiel für einen mit der Schaltung 14 verwendbaren Speicher. Anstelle dieses Speichers könnte beispielsweise auch eine Verzögerungsleitung oder ein anderer Speicher verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Analysieren von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen, mit einem Detektor zur Erzeugung von Teilchenimpulsen, deren Amplituden der Größe der einzelnen Teilchen proportional sind, mit zwei an den Detektor angeschlossenen, einen oberen und einen unteren Schwellwert vorgebenden Diskximinatoren, die ein Gatter ansteuern, das einen Impuls an eine Auswerteschaltung für die Teilchenimpulse liefert, wenn die Teilchenimpulsamplitude zwischen den beiden Schwellwerten liegt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale

a) das Gatter ist ein Analog-Gatter (42),

b) das Analog-Gatter (42) ist über eine Sample- and Hold-Schaltung (24) parallel zu den Diskriminatoren (20, 22) an den Detektor (10, 12) angeschlossen,

c) dem Steuereingang des Artalog-Gatters (42) ist ein UND-Gatter (36) vorgeschaltet, an dessen einen, invertierenden Eingang (40) über einen bistabilen Multivibrator (38) der Ausgang des Diskriminators (22) für den oberen Schwellwert und an dessen anderen, nicht-invertierenden -' Eingang (34) über einen Rückflankendetektor (30) und einen monostabilen Multivibrator (32) der Ausgang des Diskriminators (20) für den unteren Schwellwert angeschlossen ist,

d) die Auswertschaltung (44) berücksichtigt die Teilchenimpulsamplitude.