DE3520962C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

In den Labors für medizinische Analysen mißt man die Sedimentationsgeschwindigkeit des Blutes noch vollkom­ men von Hand.

Nach der Blutentnahme bringt das Personal die Flüssig­ keit in mit Gradeinteilung versehene Reagenzgläser, welche in vertikaler Lage auf einem geeigneten Ständer gehalten werden.

Die Messung besteht darin, die Änderung der Lage der Trennschicht in regelmäßigen Zeitabständen zu notie­ ren, z. B. alle halbe oder alle viertel Stunde. Am Ende des vorschriftsmäßigen Zeitablaufes, der Gesamtmeß­ dauer, wird die Höhe der Absenkung notiert und auf der Patientenkarteikarte in Form des Verhältnisses der Hö­ he der Absenkung in Millimeter zur verstrichenen Zeit in Stunden festgehalten. Aus Gründen der Leistungsfä­ higkeit und der Rentabilität führt man in allen Labors mehrere Messungen gleichzeitig durch. Die mit den Mes­ sungen sich befassende Person muß also gewissenhaft und peinlich genau die Seiten und Höhen der Absenkung der dichtesten Materie notieren: bei Blut die roten Blutkörperchen.

Die große Aufmerksamkeit, die bei diesen Messungen er­ forderlich ist, kann nicht immer sichergestellt wer­ den, denn aus Gründen der Leistungsfähigkeit kann das Personal nicht vor den Meß-Reagenzgläsern verbleiben um abzuwarten, bis die vorgeschriebene Zeit zwischen zwei zu messenden Positionen abgelaufen ist.

Auf diese Weise stellt über die Nachteile einer voll­ kommen manuellen Lösung hinaus der Grad der Leistung in der Aufmerksamkeit, verbunden mit der persönlichen Tüchtigkeit des Ausführenden, aber auch der Grad der Belastung oder Überlastung mit Arbeit eine Quelle für Irrtümer, manchmal auch der Interpretation, dar, wel­ che die Verantwortlichkeit des Labors angehen.

In der DE-OS 28 25 659, von der bei der Abfassung des Oberbegrifffs ausgegangen worden ist, ist bereits ein Gerät beschrieben, bei dem man ein Röhrchen mit einem Lichtstrahl beleuchtet und den gesamten durchgehenden Lichtstrahl mißt, wozu man nacheinander eine Reihe von Dioden oder fotoelektrischen Zellen abfragt. Die Lage der Phasentrennfläche ist durch die Diode oder durch die Zelle gegeben, welche die plötzliche Änderung der Belichtung anzeigt. Dabei handelt es sich um eine punktförmige und fortlaufende bzw. sequentielle Unter­ suchung von Gebern, die vertikal gestaffelt angeordnet sind. Das vorbekannte Gerät ist für Analysenlabors, Krankenhäuser u. dgl. jedoch nicht geeignet, weil dort eine Vielzahl von Proben bzw. Untersuchungen durchge­ führt werden müssen. Es ist vielmehr lediglich zur Un­ tersuchung von einzelnen Personen verwendbar.

In der US-PS 38 27 286 ist eine Einrichtung zum Ein­ saugen von Blutproben in Röhrchen beschrieben, die in einem Drehständer angeordnet sind.

In der FR-OS 22 92 979 ist eine Vorrichtung beschrie­ ben, die ebenfalls zum automatischen Messen der Sedi­ mentationsgeschwinkeit von Blut dient. Dabei wird die Blutprobe in einem durchsichtigen Röhrchen von hinten her mit einer Lichtquelle beleuchtet, damit man die durchgegangene Lichtmenge messen und eine Angabe über die Ausdehnung der durchsichtigen Zone machen kann, d.h. über das helle Plasmavolumen, das über dem Sedi­ ment liegt. Hierzu macht man mehrere aufeinanderfol­ gende Messungen, damit man eine Angabe über die Ge­ schwindigkeit liefern kann. Die vorher mit einer ab­ gemessenen Blutmenge gefüllten Entnahmeröhrchen sind auf geraden, schienenartigen Haltern montiert, die man in einer schrittweisen Folgebewegung vor dem Fenster einer Meßeinrichtung vorbeiführt.

Diese vorbekannte Einrichtung ist durch den schienen­ artigen Halter aufgrund der mechanischen Elemente für die Verschiebung relativ kompliziert. Nachteilig bei der vorbekannten Einrichtung ist weiterhin auch, daß sie mit einer vertikalen Abtastung der durchgehenden Lichtmenge arbeitet. Hierzu benötigt sie eine gerad­ linige schrittweise Vorwärtsbewegung der Schienen und eine Untersuchung durch vertikales, nacheinanderfolgen­ des Abfragen der fotoelektrischen Zellen und eine Be­ stimmung der Lage der Phasentrennfläche in regelmäßi­ gen Zeitabständen.

Das Beobachten von Blutsenkungsröhrchen mit einer Ka­ mera ist bereits aus DD 1 10 700 und "Patent Abstracts of Japan" P-152, Oct. 30, 1982 Vol. 6/No. 217 bekannt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Risiken eines Irrtumes zu beseitigen, indem man die Messung und die Eintragung des Ergebnisses voll­ kommen automatisiert, und zwar hinsichtlich der Er­ fassung und Auswertung einer sehr großen Zahl von Proben.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Mit dem erfindungsgemäßen Gerät kann man eine Gesamtbeobachtung jedes Röhrchens in einem bestimmten Zeitabschnitt durchführen, wobei hierfür eine Videokamera verwendet wird. Hierzu sind die Röhrchen auf dem drehbaren Ständer montiert und gelangen nacheinander in das Beobachtungsfeld der Ka­ mera, das sich in diesem Moment in dem Beobachtungs­ feld befindet. Eine Auswertung von zwei aufeinander­ folgenden Bildern gestattet es auf diese Weise, die Geschwindigkeit der Verlagerung der Trennschicht zu messen, d. h. die Sedimentationsgeschwindigkeit durch die Ausbreitungsgeschwindigkeit der hellen Zone.

Bei dem erfindungsgemäßen Gerät benutzt man das Prin­ zip einer einfachen Aufnahme. Man stellt ein Bild her und wertet es aus.

Praktisch wird bei jeder Umdrehung des die Proben tra­ genden Ständers die Änderung des Niveaus der Trenn­ schicht in jedem Reagenzglas erfaßt, und zwar durch Sensibilisierung der Ladungsübertragungseinrichtungen, die entweder als Leisten oder als Matrizen ausgebildet sein können, und dann diese Änderungen über Datenver­ arbeitungseinrichtungen in Bildform analysieren.

Über die obenerwähnten Vorteile hinaus erlaubt die Erfindung, das Testresultat und die Rechnung für den Patienten direkt aufzustellen. Sie gestattet auch, eine große Anzahl von Messungen gleichzeitig durchzuführen.

Infolge der vollständigen Automatisation der Messungen ist das Gerät sehr rationell einsetzbar.

Darüber hinaus ist es wegen der Betriebssicherheit des Materiales und der Sicherheit der Messungen nicht er­ forderlich, in Fällen, die früher als zweifelhaft an­ gesehen wurden, neue Versuche zu machen.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Un­ teransprüchen und dem nachfolgenden Ausführungsbei­ spiel der Erfindung, das anhand der beigefügten Zeich­ nungen beschrieben ist.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Gesamt­ ansicht des Meßgerätes mit beweglichem Ständer;

Fig. 2 eine schematische Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Meßgerätes in Horizontal­ schnitt;

Fig. 3 einen schematischen Schnitt, der die Antriebseinheit für den drehbaren Proben­ ständer und die Meßeinrichtung zeigt;

Fig. 4 eine Draufsicht, welche die Ausbildung des unteren Flansches zeigt, der die Erfassung der augenblicklichen und der ursprünglichen Stellungen gestattet.

Das Gerät weist einen drehbaren Stän­ der 1 auf, z. B. in Form einer Trommel, deren seitliche Fläche 2 mit Haltevorrichtungen für Reagenzgläser 3, welche die zu messenden Proben enthalten, versehen ist. Diese Vorrichtungen können z. B. die Form eines unteren Kranzes 4 mit kreisförmigen Durchlässen auf­ weisen, mit einem gleichartigen oberen Kranz 5 und einem unteren Schlitzkranz, auf welchem der Boden der Reagenzgläser 3 aufliegt. Auf diesem unteren Kranz sind Stellen für Etiketten 8 mit Erkennungscode vor­ gesehen.

Wie man weiter sieht, kann der Abstand zwischen den Gläsern sehr gering gehalten werden, um einen guten Füllungsgrad zu gewährleisten.

In der Version des Ausführungsbeispiels kann die Kapa­ zität die Bedürfnisse von üblichen und sogar größeren Analysenlabors zufriedenstellen, in dem Maße, wie in der internen Organisation die Staffelung der Blutent­ nahmen einen Durchlauf der Kapazität im Verlauf von zwei Stunden zuläßt.

Der Ständer mit den Proben 1 kann mit dem Schalter 9 stillgelegt werden, z. B. durch einen Druckschalter oder eine Sensortaste. Die Stillsetzung des Ständers erlaubt das Einsetzen oder Herausnehmen der Probenglä­ ser während der Meßphasen. Die Einfachheit der Halte­ rungen gewährleistet einen raschen Eingriff. Tatsäch­ lich kann die Genauigkeit der Messung durch kurzzeiti­ ges Anhalten in Anbetracht der Durchlaufzeit von etwa 2 Stunden nicht beeinflußt werden. Die Leichtigkeit in der Handhabung, beim Einsetzen und Herausnehmen der Probengläser 3 garantiert, daß der Ablauf der Messun­ gen nicht gestört wird.

Das Gerät weist ein mit dem Proben­ ständer über ein Gehäuse 11 verbundenes Beobachtungs­ fenster 10 auf, welches rechts vom Ständer 1 über einen schmalen Schlitz 12 mündet, der etwa die Breite eines Reagenzglases 3 und die Gesamthöhe des Ständers hat. Das Gehäuse 11 stellt die Verbindung zwischen dem Probenständer 1 und der Analysen- und Auswerteinheit 13 dar. Es gewährleistet die für die optische Beob­ achtung der Proben durch die Analyseneinrichtung 14 notwendige Dunkelheit.

Die Analyseneinrichtung 14 setzt sich aus einer opti­ schen Erkennungseinheit 15 und einer Einheit für die Analyse und Bildübertragung 16 zusammen. Erstere hat eine Lichtquelle 17, die einen konzentrierten Strahl liefert, der auf den Beobachtungsschlitz gerichtet ist. Dessen Bild wird über ein Objektiv 18 auf eine Platte 19 abgebildet, die für die Übertragung von La­ dungen geeignet ist.

Je nachdem Analysenverfahren und der zur Anwendung kommenden Variante des Probenträgers besteht die Plat­ te 19 aus der einen oder anderen typischen Vorrichtung zur Ladungsübertragung, die Zellen aufweisen, welche unter der Abkürzung C.C.D. bekannt sind.

Die Platte kann aus einer einfachen Leiste 20 be­ stehen, d. h. aus einer linearen Anordnung von Zellen. Die Reagenzgläser werden eines nach dem anderen bei ihrem Vorbeigang vor dem Fenster untersucht und gemessen, wobei nur eine Differenz in der Länge einer hellen und einer dunklen linearen Zone zu messen ist.

Die Abtastung, die Messung und die Übertragung des Bildes geschieht durch Video-Signale nach Art einer Fernsehkamera.

Im Falle einer einfachen Leiste könnte man sich mit der Darstellung eines Bildes oder mit der direkten Be­ obachtung durch eine einfache Schlitzmembran begnügen. Dafür genügt der Schlitz 12.

Die Erfassung des Bildes und seine Eingabe in den Speicher geschieht durch eine Datenverarbeitungs­ einheit, welche aus einer Rechen- und Bestimmungs­ einheit 21, verbunden mit klassischen peripheren Da­ tenverarbeitungseinrichtungen 22, Bildschirm für An­ zeige und Kontrolle 23, Drucker 24 und Tastatur 25 besteht.

Das Gerät kann dank der Erkennungs­ etiketten 8, welche den Code des Patienten tragen, die Meßresultate direkt auf die Karteikarte 26 des Patien­ ten drucken.

Der vom Gerät in Gang gesetzte Meß­ vorgang umfaßt folgende Hauptschritte:

Das Probenreagenzglas wird auf dem Probenständer 1 be­ festigt. Dabei ergeben die Halter, mit denen er ver­ sehen ist, einen beachtlichen Geschwindigkeitsgewinn. Die selbstklebende Etikette mit dem Code des Patienten wird unter das Glas an die vorgesehene Stelle geklebt, wo sich die fixe Kennzeichnung am Ständer befindet. Sie hat also einen Positions- oder Ortungscode.

Während dieser Befestigungszeit ist der Ständer mit der Taste 9 festgehalten. Diese Ruhestellung, gekop­ pelt mit der Meßeinheit, unterbricht die Messung wäh­ rend der Befestigung. Dadurch werden mechanische Stö­ rungen an dem Ständer, die bei der Befestigung der Proben entstehen und zu falschen Angaben führen wür­ den, bei der Messung nicht berücksichtigt.

Der erste Durchgang der Probe vor dem Beobachtungsfen­ ster löst die Aufzeichnung einer Folge von Messungen, unter Bezugnahme auf die codierte Erkennungsetikette aus.

Bei jeder neuen Probe, die man vor das Meßfenster bringt, registriert das Gerät die Niveauhöhe der Trennschicht zwischen der hellen Fraktion mit gerin­ gerer Dichte und der Materie, die dabei ist, zu sedi­ mentieren.

Das Prinzip der Aufzeichnung basiert auf dem Unter­ schied in der Lichtintensität zwischen dem oberen Teil der Flüssigkeit und dem Volumen, welches die Partikel enthält, die dabei sind zu sedimentieren und deren Se­ dimentationsgeschwindigkeit konstruiert.

Diese Grenze zeichnet sich genügend klar ab, um genaue Messungen zu gestatten.

Das Bild des Schlitzes 12 wird durch das Objektiv 18 auf die Platte 19, die zur Ladungsübertragung geeignet ist, projiziert, entweder nur in linearer Abbildung im Falle einer Leiste 20 oder als Fläche im Falle einer C.C.D.-Matrize 33. Im ersten Falle sind die Kennzif­ fern begrenzt auf diejenigen, die von den Wechseln zwischen hellen und dunklen Zonen herrühren, oder von den Wechseln der dunklen, linearen Zonen, die mehr oder weniger lang sind, wobei die balkenförmige Dar­ stellung von Kennziffern als Beispiel genannt sei.

Der Kennzeichnungscode wird von der ersten Beobachtung an registriert, er wird bei jedem Vorbeigang bestä­ tigt.

Die Rotationsgeschwindigkeit des Ständers darf nur so hoch sein, daß eine ausreichende Untersuchung und Auf­ nahme des Bildes gewährleistet ist.

Die Anzahl der Umdrehungen pro Stunde muß jedoch so angepaßt sein, daß man über eine genügende Anzahl von Messungen verfügt, damit die eine oder andere Messung verworfen werden kann, wenn sie nicht in linearem Zu­ sammenhang mit der vorhergehenden steht.

Das Gerät bietet einen automatischen und vollständigen Betrieb zwischen der Füllung des Probenglases und der Ausgabe der Ergebnisse auf einer persönlichen Karte. Somit ist eine nennenswerte Ver­ besserung in der Arbeit von Labors für medizinische Untersuchungen erreicht, und es läßt sich ein Ergebnis ohne Meßfehler garantieren.

Die Antriebseinheit und die Meßvorrichtung lassen sich anhand der Fig. 3 und 4 wie folgt beschreiben.

Der drehbare Ständer 1 ist im unteren Teil durch eine Antriebseinheit 34 angetrieben, die aus einem von ei­ nem Mikroprozessor gesteuerten Elektromotor, der über eine Abtriebsscheibe 37 mit einer Antriebsscheibe 36 verbunden ist, besteht. Der Rand der Scheibe 36 ist mit einem Kautschukwulst 38 versehen, der in Reibungs­ kontakt mit der Hülle der Abtriebsscheibe 37 steht, um einen Reibradantrieb zu verwirklichen. Diese zwei An­ triebselemente können rutschen und folglich einen mo­ mentanen Stillstand ohne Schaden für die Antriebsein­ heit bewirken. Diese Stillstände sind notwendig und häufig, um neue Proben zu befestigen.

Das Gerät arbeitet automatisch und ist von einem Mi­ kroprozessor gesteuert, der über zwei Stellungsgeber 39 und 40, z. B. optischer Art, aus einer Doppelmeß­ einrichtung 41 programmiert ist. Der erste Geber 39 ist der Ausgangsgeber. Er gibt die Stellung bei Beginn und die Folgeschritte. Der zweite Geber 40 ist der Geber für die augenblickliche Stellung. Er mißt die augenblickliche Stellung des drehbaren Probenständers 1 vom Zeitpunkt an, wo sich Änderungen des reflektier­ ten Lichtes an einer Zähne 43 aufweisenden Zone am Kranz 42 in Höhe des unteren Flansches zeigt. Jede Änderung der reflektierten Fläche zwischen den Zähnen bewirkt eine Änderung des reflektierten Lichtes und folglich ein Meßsignal.

Eine Bohrung 44 stellt die optische Marke für den Aus­ gangspunkt 45 dar. Es genügt, die Änderungen des re­ flektierten Lichtes zu berechnen und eine Beziehung mit der Information über die Entfernung des Ausgangs­ punktes herzustellen, um den Standort der Probengläser 3 in bezug auf den durch den anderen Geber markierten Ausgangspunkt zu kennzeichnen.

Claims (8)

1. Gerät zur Bestimmung und Anzeige sowie zum auto­ matischen und kontinuierlichen Ausdrucken der Sedimentationsgeschwindigkeit von Partikeln, die sich in Suspension befinden, oder eine komplexe biologische Flüssigkeit bilden, wobei mit Hilfe einer Beleuchtungseinrichtung und eines mit einer Optik verbundenen Beobachtungsfensters ein Bild auf eine für eine Ladungsübertragung empfindliche Platte projiziert wird, welche das Bild an eine Auswerteeinrichtung weitergibt, gekennzeichnet durch folgende Teile:

• a) einen drehbaren Ständer (1) zur Probenhalterung, der von einer Motoreinheit (34) in Drehung versetzt ist und der auf seiner Außenfläche Schnellmontage­ halter für Röhrchen (3) aufweist, welche die kom­ plexe Flüssigkeit enthalten, deren Sedimentations­ geschwindigkeit zu messen ist,
• b) eine Videokamera mit einer auf Punkte anspre­ chenden Aufnahmeplatte (19) und einem Beobachtungs­ fenster (10) am drehbaren beleuchteten Ständer vor einem mit einer Erkennungseinheit (15) verbundenen Objektiv (18), um ein digitalisiertes Videobild von jedem Röhrchen zu erzeugen und zu erhalten, welches zu analysieren und zur Bestimmung der Änderung des Niveaus der Phasengrenzfläche über die Zeit zu ver­ wenden ist, und
• c) eine Rechen- und Bestimmungseinheit (21) ver­ bunden mit einer Datenverarbeitungseinrichtung (22) zum individuellen und automatischen Aus­ drucken der Ergebnisse auf eine Patientenkarte.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenverarbeitungseinrichtung mit Bildschirm zur Anzeige und Kontrolle (23) sowie mit Drucker (24) und Tastatur (25) versehen ist.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Ständer (1) zur Probenhalterung mit Erkennungscodes versehen ist.

4. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Ständer zylindrisch und mit zwei Kranzscheiben (4, 5) versehen ist, einer unteren und einer oberen, zwischen denen die Röhrchen (3) ge­ halten sind.

5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoreinheit (34) mit Reibungsantrieb arbeitet und aus folgendem besteht: einem von einem Mikroprozessor gesteuerten Elektro­ motor (35) in zwangsläufiger Verbindung mit einer mit einem Kautschukwulst (38) versehenen Antriebs­ scheibe (36), wobei letztere in Reibungskontakt mit der Hohlkehle einer auf der Motorwelle montierten Abtriebsscheibe (37) steht.

6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor einen Ausgangsanzeiger (39) und einen Anzeiger für die augenblickliche Stellung (40) aufweist, der auf Änderung von Marken auf einem Kranz (42) reagiert, der fest mit dem unteren Flansch des drehbaren Ständers (1) verbunden ist.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekenzeichnet, daß die Anzeiger (39, 40) optisch arbeiten und daß die Änderungen für den Anzeiger der augenblicklichen Position (40) ausgeschnittene Zähne an einem Kranz sind, wobei die Marke für den Ausgangsanzeiger (39) sich auf eine einfache Bohrung (44) beschränkt.

8. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeplatte (19) eine Leiste (20) aus Ladungsübertragungszellen ist.