DE2505837B2 - Koinzidenz-Korrekturschaltung - Google Patents
Koinzidenz-KorrekturschaltungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Koinzidenz-Korrekturschaltung nach dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1.
Es sind z. B. Einrichtungen zum Zählen von Blutzellen
oder anderen in Flüssigkeit suspendierten Teilchen bekannt (vergL z. B. die RE US-PS 27 902). Bei einer
derartigen Einrichtung werden elektrische Impulse beim Durchgang von Teilchen durch eine Meßöffnung
einer Umwandler- oder Leitfähigkeitszelle erzeugt, welche in einem Strömungsweg liegt und Elektrode
aufeinander gegenüberliegenden Seiten der öffnung hat Die Impedanz des Strömungsweges wird durch die
Anwesenheit eines Teilchens innerhalb der öffnung deutlich verändert, was zur Erzeugung von elektrischen
Impulsen entsprechend der Anzahl der Teilchen, welche durch die öffnung gelangen, führt Diese Impulse
werden elektronisch gezählt, um eine Ausgangsanzeige der Teilchenzahl :zu liefern. Ein vorbestimmtes Volumen
von Teilchen enthaltender Flüssigkeit wird üblicherweise mittels einer geeigneten Zusatzeinrichtung gemessen,
um die Teilchenzahl für ein bekanntes Flüssigkeitsvolumen darzustellen Während des Betriebes entstehen
wegen des gleichzeitigen oder nahezu gleichzeitigen Durchganges von mehr als einem Teilchen durch die
Meßöffnung Koinzidenz-Fehler, weil der gleichzeitige Durchgang mehrerer Teilchen in der Messung als ein
Teilchen erscheint mit dem Ergebnis, daß die Zahl der gemessenen Teilchen niedriger als die tatsächliche
Teilchenzahl für ein gegebenes Probenflüssigkeitsvolumen ist Der Koinzidenz-Fehler ist statistisch für
bekannte Teilchenkonzentrationen und Meßöffnungsdurchmesser vorher berechenbar. Es werden bereits
Korrekturtabellen verwendet, um die korrigierte Teilchenzahl zu bestimmen. Dies ist zeitaufwendig und
führt zu Fehlablesungen der Tabelle oder fehlerhafter Wiedergabe der Korrekturziffern.
Aus der DE-OS 19 30 597 ist eine Schaltung der gattungsgemäßen Art bekannt Hiebei werden in
äquidistanten Zählabständen mit dem Zählerstand ansteigende Korrekturbeträge hinzugefügt, was bei
einer mit dem Zählerstand ansteigenden Korrekturkurve ein immer häufigeres Hinzufügen einzelner Korrekturimpulse
bedeutet, ohne daß die Genauigkeit wesentlich verbessert wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es bei der Schaltung der gattungsgemäßen Art Korrekturen in der
Weise vorzusehen, daß mit Hilfe einer kontinuierlichen Korrektur der Koinzidenz-Fehler über den gesamten
ein Zählbereich weitgehend dem statistisch vorausberechenbaren Koinzidenz-Fehler entspricht
Diese Aufgabe wird mit dem Merkmal des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst
Auf diese Weise wird erreicht, daß über die gesamte Meßperiode niemals eine Abweichung des Teilchenimpuls-Zählwertes
von der effektiven durch die Meßöffnung gelangten Teilchenzahl auftritt, die größer als ein
Teilchenimpuls betragt Dies wird aufgrund des Uinstandes erreicht, daß bei den statistisch vorberechenbaren
Teilchenimpuls-Zahlwerten jeweils gerade der fehlende Korrekturimpuls zu der aufgelaufenen
Teilchenimpulszahl hinzuaddiert wird, um den Zählwert in Obereinstimmung mit den statistisch bestimmten
tatsächlichen Werten des aufgelaufenen Fehlers zu korrigieren.
Die Unteransprüche betreffen im einzelnen vorteilhafte Ausgestaltungen der Koinzidenz-Korrekturschaltung
nach Anspruch 1, die neben der Steigerung der Genauigkeit zu einer größeren Anpaßb?rkeit der
Schaltung führen, was insbesondere bei Verwendung eines progranmierbaren Festwertspeichers als
Speichereiiiheit zutrifft welcher z. B. auch für mehrere
Teilchentypen programmiert werden kann.
Gemäß der DE-PS 2343 363 ist bereits eine elektronische Schaltanordnung zur Koinzidenz-Korrektur
für Einrichtungen zum Zählen von in einem fließfähigen Medium suspendierten Teilchen beim
Durchtritt durch eine kapillare Verengung, mit einer Vorrichtung, die eine in vorgegebener Funktion vom
momentanen Zählerstand mindestens einer Zählstufe des Teilchenzählwerks abhängige Anzahl von Zusatzimpulsen
mit zeitlicher Verzögerung zu den Zählimpulsen an eine logische Addiervorrichtung liefert die den
Teilchenimpulsen die Zusatzimpulse hinzuaddiert vorgeschlagen,
bei der ein Flip-Flop vorgesehen ist, dessen einer Ausgang direkt an ein ODER-Gatter geführt ist,
und dessen anderer Ausgang über einen Untersetzer, dessen Untersetzungsverhältnis über einen Funktionsgenerator
in Abhängigkeit vom Zählerstand gesteuert wird, ebenfalls an das ODER-Gatter geführt ist Bei
dieser Schaltung ist aber keine Speichereinheit im Sinne der Erfindung vorgesehen, der die Teilchenimpuls-Zählwerte
vorgibt, bei denen eine Korrektur durch die Addition eines einzigen Korrekturimpulses erfolgt.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausfuhrungsbeispielen näher erläutert
Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Teilchenzählsystems,
in welchem die Erfindung Anwendung findet,
F i g. 2 eine Blockdiagrammdarstellung einer beispielhaften Koinzidenz-Korrekturschaltung nach der Erfindung,
und
Fig.3 eine Blockdiagrammdarstellung einer typischen
Ausführungsform der Schaltung nach F i g. 2.
Ein Teilchenzählsystem, bei welchem die Erfindung mit Vorteil angewendet wird, ist schematisch in F i g. 1
dargestellt Es entspricht dem Gegenstand des RE US-Patentes 27 902. Dieses System enthält eine
Leitfähigkeitszelle oder einen Umwandler 10 mit einer Meßöffnung und Elektroden zur Erzeugung elektrischer
Impulse auf der Ausgangsleitung 12 entsprechend und beim Auftreten von Teilchen, welche durch die öffnung
hindurchgelangen. Teilchen enthaltende Flüssigkeit wird von eimern Probenbehälter über eine Eingangsrohr
14 in die Zelle 10 gezogen und über ein Rohr 16 hinausgeführt welches in einen Abfallbehälter 18
mündet an welchen außerdem eine Pumpe 20 angeschlossen ist Die Pumpe 20 erzeugt einen
Unterdruck zum Saugen der Probenflüssigkeit durch die Zelle 10 zur Analyse während eines Zähldurchganges.
Die Ausgangsünpulse von der Zelle 10 werden einem Verstarker 22 zugeführt dessen Ausgang an eine
Logikschaltung 24 gekoppelt ist, welche die aufgenommenen Impulse verarbeitet um ein Ausgangssignal zu
einer Zählanzeige 26 zu liefern, welche: sichtbar die
ίο Teilchenzahl für eine gegebene Probenflüssigkeitsmenge
anzeigt Die analysierte Probenmenge wird durch eine Volumenmeßeinrichtung 28 bestimmt welche eine
bekannte Menge der Probenflüssigkeit die durch das Rohr 16 fließt, ermittelt und elektrische Start- und
Stopp-Signale an die Logikschaltung 24 liefert um ein Zählintervall festzulegen, in welchem eine Teilchenzählung
zur Anzeige aufsummiert wird. Eine geeignete Steuereinrichtung 30 ist an die Logikschaltung 24
angeschlossen, um diese zu bedienen.
Der Durchgang eines Teilchens durch die Meßöffnung der Leitfähigkeitszelle 10 ändert die Impedanz des
Strömungsweges innerhalb der Zelle, wodurch ein entsprechender elektrischer Impuls entsteht welcher
dann zur Bildung der aufsummierten Teilchenzählung verarbeitet wird. In der Praxis können zwei oder
mehrere Teilchen gleichzeitig durch die Meßöffnung hindurchgelangen, wodurch lediglich ein einziger Impuls
entsteht, welcher fälschlicherweise den Durchgang eines einzigen Teilchens anzeigt Der Fehler, der durch
derartige Vielfachteilchendurchgänge entsteht wird als Koinzidenz-Fehler bezeichnet und führt zu einer
niedrigeren Zählung, als sie tatsächlich sein müßte.
Der Koinzidenz-Fehler ist statistisch für bekannte Öffnungsdurchmesser und Konzentrationen der Probenflüssigkeit
vorausbestimmbar und die Korrektur ist bei vorbestimmten Zählungen einer Sequenz von
gemessenen Zählungen notwendig. Die vorliegende Erfindung sieht eine Schaltung zur Berichtigung der
gemessenen Zählung über einen bestimmten Zähldurchgang vor, indem die notwendigen Korrekturimpulse
hinzuaddiert werden, um eine korrigierte Ausgangszählung zu schaffen, die tatsächlich die wahre Teilchenzahl
wiedergibt
Die neue Schaltung ist in Fig.2 dargestellt Sie enthält einen ersten Multivibrator 32 und einen zweiten Multivibrator 34, die jeweils die elektrischen Impulse erhalten, welche bei einer gemessenen Teilchenzählung entstehen. Der Multivibrator 32 liefert Ausgangsimpulse als Taktsignale an ein Adressenregister 36 sowie an einen Eingang eines ODER-Gatters 38, dessen Ausgang die korrigierte Zählung darstellt Die Ausgangsimpulse von dem Multivibrator 34 werden einem Eingang von NAND-Gattern 40 und 42 zugeführt deren Ausgänge zu jeweiligen Eingängen des ODER-Gatters 38 führen.
Die neue Schaltung ist in Fig.2 dargestellt Sie enthält einen ersten Multivibrator 32 und einen zweiten Multivibrator 34, die jeweils die elektrischen Impulse erhalten, welche bei einer gemessenen Teilchenzählung entstehen. Der Multivibrator 32 liefert Ausgangsimpulse als Taktsignale an ein Adressenregister 36 sowie an einen Eingang eines ODER-Gatters 38, dessen Ausgang die korrigierte Zählung darstellt Die Ausgangsimpulse von dem Multivibrator 34 werden einem Eingang von NAND-Gattern 40 und 42 zugeführt deren Ausgänge zu jeweiligen Eingängen des ODER-Gatters 38 führen.
Die Ausgangsleitungen des Adressenregisters 36 sind mit den Eingängen eines Festwertspeichers 44 verbunden,
dessen Ausgang mit einem Mehrfachkoppler 46, welcher erste und zweite Ausgangssignale zu den
Gattern 40 und 42 liefert verbunden ist Ein Steuersignal
bo wird von einem (nicht dargestellten) Erzeuger an einen
Eingang des Gatters 40 und über eine Umkehrstufe 48 an einen Eingang des Gatters 42 geliefert Die
Multivibratoren 32 und 34 sind typischerweise monostabile ivlultivibratoren. Der Multivibrator 32 wird durch
die Hinterflanke eines Teilchenimpulses getriggcrt,
während der Multivibrator 34 durch die Vorderflanke eines Teilchenimpulses getriggert wird. Es ergibt sich
dadurch eine vorbestimmte Zeitverzögerung zwischen
den jeweiligen Ausgangsimpulsen der Multivibratoren 32 und 34, welche ausreicht, um eine Signalverarbeitung
zur Erzeugung von Korrekturdaten zu ermöglichen.
Das Adressenregister 36 liefert einen Ausgangscode entsprechend der Zahl von Taktimpulsen, die ihm
zugeführt wurden. Dieser Code adressiert einen Festwertspeicher 44, welcher Daten gespeichert hat,
welche die Koinzidenzpunkte einer Korrekturtabelle repräsentieren, an welchen zusätzliche Impulse zu einer
gemessenen Zählung hinzuaddiert werden müssen. Bei Auftreten der Adressen der gespeicherten Daten liefert
der Speicher 44 einen Ausgangscode zu dem Mehrfachkoppler 46, welcher ein Ausgangssignal zu dem Gatter
40 oder 42 liefert, um einen zusätzlichen Impuls herzustellen, welcher der gemessenen Zählung zur
Korrektur hinzuaddiert wird. Wenn die Schaltung bei einem System zur Zählung unterschiedlicher Teilchentypen,
z. B. zur Zählung von roten Blutkörperchen, weißen Blutkörperchen oder Blutblättchen, verwendet
wird, ist der Koinzidenz-Fehler unterschiedlich für unterschiedliche Lösungen und erforderliche Meßöffnungsdurchmesser.
Der Festwertspeicher 44 kann gleichzeitig Korrekturdaten für verschiedenartige notwendige
Korrekturen in Form von Vielfachsätzen enthalten. Nur ein NAND-Gatter 40 oder 42 ist in 2>
Übereinstimmung mit dem Wert des an diese angelegten Steuersignale betriebsbereit, welches von
dem Teilchentyp abhängt, z. B. von den roten Zellen oder weißen Zellen, welche gezählt werden sollen.
Im Betrieb werden die Teilchenimpulse, welche von einem Teilchenzählumwandler in einer Zahl, welche die
Teilchenzählung repräsentiert, geliefert werden, an den Multivibrator 32 angelegt, welcher entsprechende
Ausgangsimpulse zu dem ODER-Gatter 38 führt, welches seinerseits Ausgangsimpulse für die nachfol- »
gende Verarbeitung und Anzeige liefert Die Teilchenimpulse werden außerdem an den Multivibrator 34
angelegt, welcher entsprechende Ausgangsimpulse auf einen Eingang der NAND-Gatter 40 und 42 legt Ein
Stuersignal wird an das eine oder das andere der Gatter ■«)
40 und 42 gelegt, so daß ein bestimmtes Gatter in Übereinstimmung mit dem Typ der Blutzellen, welche
gezählt werden sollen, ausgewählt wird. Während eines
Zählungsdurchganges für rote Blutzellen wird beispielsweise ein Anschaltsignal an das Gatter 40 gelegt
während das Gatter 42 während einer Zählung von weißen Blutzellen angeschaltet wird. In dem veranschaulichten
Ausführungsbeispiel ist das Steuersignal ein Logikpegel, der an das Gatter 40 und von dem das
entgegengesetzte Signal an das Gatter 42 angelegt wird. Somti liefert ein Steuereingang des Logikpegels einen
Eins-Pegel an dem Gatter 40 und einen Null-Pegel an dem Gatter 42 Alternativ liefert ein Steuerpegel Null
einen Null-Pegel am Gatter 40 und einen Eins-Pegel am Gatter 42
Das Adressenregister 36 arbeitet auf die Taktimpulse hin, welche vom Multivibrator 32 herkommen, was
wiederum repräsentativ für die Teilchenimpulse ist, um einen Parallelausgangscode zur Verfügung zu stellen,
welcher den Speicher 44 nachfolgend adressiert, und zwar in Übereinstimmung mit den aufeinanderfolgenden
Werten der aufgenommenen Teilchenzählung. Bei ausgewählten Adressen der im Speicher 44 gespeicherten
Daten liefert der Speicher einen Ausgangscode an den Mehrfachkoppler 46, welcher seinerseits eir
Ausgangssignal an die Gatter 40 und 42 liefert Das eingeschaltete Gatter 40 oder 42 liefert bei Eingang
eines Signals von dem Mehrfachkoppler 46 und dem Multivibrator 34 einen Ausgangsimpuls zu dem
ODER-Gatter 38, welches einen Korrekturimpuls zui Addition zu der dann vorliegenden Teilchenimpulszählung
abgibt
Der Festwertspeicher 44 ist typischerweise eir Halbleiter-Speicher, welcher in Übereinstimmung mit
den Korrekturen progarmmiert ist die für einer bestimmten Öffnungsdurchmesser und eine bestimmte
Probenflüssigkeitsverdünnung notwendig sind. In den: dargestellten Beispiel hat der Speicher beispielsweise
Daten für die Koinzidenz-Korrektur sowohl für rote ah auch für weiße Zellen gespeichert Der Mehrfachkoppler
46 dekodiert die Speicherausgangscode, welche füi die Koinzidenz-Korrektur sowohl bei roten als auch be
weißen Zellen geliefert werden. Wie zuvor beschrieben erhält man die beabsichtigte Korrekturinformation nui
aufgrund der Bestimmung durch die Einschaltung de; Gatters 40 oder 42 in Abhängigkeit davon, ob rote odei
weiße Zellen gezählt werden.
Die neue Schaltung ist typischerweise mit integrierten Schaltungselementen ausgeführt, wobei der Festwertspeicher
44 in Übereinstimmung mit der Ausbil dung einer bestimmten Meßöffnung in dem Umwandlet
eines Teilchenzählsystems und dem Lösungsverhältni; der ProbenflüssigkeJt programmiert ist
Eine bevorzugte Ausgestaltung der neuen Schaltung
ist in F i g. 3 dargestellt in welcher das Adressenregistei 36 aus drei integrierten Binärzählern 50, 52 und 54
besteht Die Ausgangsimpulse des Multivibrators 3ί werden an den Takteingang des Zählers 50 gelegt
dessen D-Ausgang an Takteingang des Zählers 5i gekoppelt ist während der D-Ausgang dieses Zählen
seinerseits an den Takteingang des Zählers 54 gekoppelt ist Die A- und B-Ausgänge des Zählers 5(
sind an die jeweiligen Steuereingänge der Multiplex Gatter 56 und 58 geigt welche den Mehrfachkoppler 4i
von F i g. 2 darstellen. Die Gatter 56 und 58 sind typisch« Multiplexer. Die C- und D- Ausgänge des Zählers 50 sine
als Eingänge zu dem Festwertspeicher 44 geführt während die vier Ausgänge des Zählers 52 und die A
und B-Ausgänge des Zählers 54 ebenfalls als Eingänge
zu dem Speicher 44 verwendet sind.
Aus dem zuvor Gesagten geht hervor, daß die Schaltung eine Korrektur für Koinzidenz-Fehler ii
Übereinstimmung mit dem tatsächlich während eine: Teilchenzähldurchganges aufgelaufenen Fehlers liefen
und zwar in kontinuierlicher Weise.
Claims (9)
1. Koinzidenz-Korrekturschaltung für eine Einrichtung zum Zählen von Teilchen, bei der die
Teilchen Einzelimpulse auslösen, wobei die Korrekturschaltung, von den Teilchenimpulsen angesteuert,
Korrekturimpulse erzeugt, die zu den Teilchenimpulsen
mit Verzögerung addiert werden, und wobei die Korrekturschaltung eine Speichereinheit aufweist,
in der die Teuchenimjpuls-Zihlwerte gespei- to
chert sind, bei denen eine Korrektur erfolgen soll, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Teilchenimpuls
höchstens ein einziger, einem Teilchenimpuls entsprechender Korrekturimpuls folgt
2. Koinzidenz-Korrekturschaltung nach Anspruch is
1, gekennzeichnet durch einen ersten Impulserzeuger (32) zur Lieferung erster Ausgangsimpulse auf
die Teilcheninipulse hin, einen zweiten Impulserzeuger (34) zur Lieferung zweiter Ausgangsimpulse auf
die TeUchenimpulse hin, ein Adressenregister (36), welches auf die ersten Ausgangsimpulse hin arbeitet
und die Speichereinheit (44) adressiert, um die Lieferung von parallelen Ausgangscode von der
Speichereinheit (44) auszulösen, einen Mehrfachkoppler (46), welcher auf die parallelen Ausgangscode
hin arbeitet, um ein Torsteuersignal zu liefern, eine erste Gattereinrichtung (40,42), welche auf das
Torsteuersignal und die zweiten Ausgangsimpulse hin arbeitet, um einen Korrekturimpuls zu liefern,
und eine zweite Gattereinrichtung (38), welche auf die ersten Ausgangsimpulse und den Korrekturimpuls
hin arbeitet, um Ausgangsimpulse zu liefern, welche repräsentativ für eine korrigierte Teilchenzählung sind.
3. Koinzidenz-Korrekturschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste
Impulserzeuger (32) und der zweite Impulserzeuger (34) jeweils einen Multivibrator aufweisen.
4. Koinzidenz-Korrekturschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Speichereinheit (44) einen programmierbaren Festwertspeicher aufweist
5. Koinzidenz-Korrekturschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
erste Gattereinrichtung (40, 42) mindestens ein « NAND-Gatter enthält, welches an den Merhfachkoppler
(46) und an den zweiten Impulserzeuger (34) gekoppelt ist, und daß die zweite Gattereinrichtung
(38) ein ODER-Gatter enthält, welches an das mindestens eine NAND-Gatter (40, 42) und den
ersten Impulserzeuger (32) gekoppelt ist
6. Koinzidenz-Korrekturschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Speichereinheit (44) für verschiedene Typen von Teilchen programmiert ist, und daß die erste
Gattereinrichtung ein erstes und ein zweites NAND-Gatter (40, 42) enthält, welche die zweiten
Ausgangsimpulse und Torsteuersignale von dem Mehrfachkoppler (46) empfangen, und daß eine
Steuereinrichtung an die NAND-Gatter (40, 42) b0
angekoppelt ist und eines der NAND-Gatter (40,42)
in Übereinstimmung mit der Type der Teilchen, welche gezählt werden sollen, einschaltet
7. Koinzidenz-Korrekturschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das
Adressenregister (36) aufeinanderfolgende Adressencode auf aufeinanderfolgende erste Ausgangsimpulse
zur Adressierung des Festwertspeichers (44) in Obereinstimmung mit der Zahl der ersten Ausgangsimpulse
hin liefert
8. Koinzidenz-Korrekturschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuereinrichtung einen Steuersignalerzeuger, eine Eisrichtung zum Koppeln des Steuersignalerzeugers
an das erste NAND-Gatter (40) und eine Umkehrstufe (48) aufweist, welche den Steuersignalerzeuger
an das zweite NAND-Gatter (42) koppelt
9. Koinzidenz-Korrekturschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der
erste Multivibrator (32) von der Hinterflanke der TeUchenimpulse und der zweite Multivibrator (34)
von der Vorderflanke der TeUchenimpulse getriggert wird, wodurch eine vorbestimmte Zeitverzögerung
zwischen den jeweUigen ersten und zweiten Ausgangsimpulsen auftritt
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