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Die Erfindung betrifft eine Anordnung und eine
Vorrichtung zur Untersuchung von in einer Flüssigkeit
ausfallenden Teilchen mittels Ultraschall-Echographie, wobei
genauer gesagt die Funktion der Anordnung auf der
Interferenz von zwei Ultraschallwellen beruht, welche
die Möglichkeit geben, die Partikelgestalt, deren
Sedimentationsgeschwindigkeit und deren Packungsdichte zu
bestimmen, sobald die Ausfällung bzw. die Sedimentation
beendet ist.
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Die Anordnung dient dem Studium von organischen
Partikein (Polystyrol, ...) und biologischen Partikeln (rote
Blutkörperchen) und bei den letzten vor allem zur
Untersuchung von deren Aggregatszustand. Die nachfolgend
beschriebenen Vorrichtungen und Anordnungen ermöglichen
ein verbessertes Studium der Partikeleigenschaften
(Gestalt, Dichte, Packungsdichte, Verklumpung), so daß
man Aufschluß erhält über den Zustand des gebildeten
Sedimentes. Die rheologischen Eigenschaften des Blutes
werden zum größten Teil bestimmt durch die Eigenschaften
der roten Blutkörperchen, nämlich der hier wichtigen
Konzentration, sowie ihrer Verformbarkeit und
Zusammenhaltungsfähigkeit. In der Krankenhauspraxis ist es daher
besonders wichtig, mit großer Genauigkeit den
Aggregationszustand zu bestimmen, d.h. die Agglutination dieser
Zellen. Um den Zusammenhalt der roten Blutkörperchen
untereinander auszuwerten, ist es üblich, die
Sedimentationsgeschwindigkeit des Blutes im Plasma zu messen,
wobei die Sedimentationsgeschwindigkeit abhängt von der
Dichte der roten Blutkörperchen und der des Plasmas, von
der Viskosität des Plasmas und der Gestalt der roten
Blutkörperchen sowie der weiteren Blutbestandteile. Nach
einem klassischen Verfahren wird die Höhe einer
Plasmasäule gemessen, welche die Grenzschicht Plasma-Blut zur
ersten und zur zweiten Sedimentationsstunde übersteigt.
Ausgehend von einer in Abhängigkeit von der Zeit
erzeugten Sedimentationskurve kann man die maximale
Sedimentationsgeschwindigkeit der roten Blutkörperchen bestimmen,
indem man die größte Neigung der Tangente an die
Sedimentationskurve mißt.
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Ultraschall-Verfahren können gleichfalls verwendet
werden. Sie basieren auf Wechselwirkungen, insbesondere
auf der Streuung der Ultraschallwellen an der zu
untersuchenden Masse. Es ist bekannt, daß ein
Ultraschallwellenbündel, welches ein Milieu durchläuft, seine
Intensität in Abhängigkeit von dem durchlaufenen Weg
vermindert. Diese Dämpfung der Intensität des
Ultraschallwellenbündels beruht teils auf der Reflexion an der
Oberfläche der das Milieu bildenden Elemente, wenn deren
Größenabmessungen die Ultraschallwellenlänge übersteigt,
teils auf der Streuung des Schallwellenbündels, wenn die
Größenabmessungen der suspendierten Partikel im Milieu
kleiner oder gleich der Wellenlänge der verwendeten
Ultraschallwellen ist, und teils auf der
Ultraschallabsorption, welche abhängig ist von der Dicke und der Art
des durchlaufenen Milieus. Das Zusammenwirken der
Ultraschallwellen mit dem Blut bei üblicherweise in der
medizinischen Diagnostik verwendeten Frequzenzen führt
auch stets zum Entstehen von Streuwel 1 en. Ei ne Analyse
der Amplitude und der Frequenz der Streuwellen gibt
einen Aufschluß über die Gestalt, die Art und die
Bewegung dieses Hindernisses. Untersuchungen zur Analyse
der Amplituden der Ultraschallwellen wurden bereits in
diesem Sinne durchgeführt. Dabei war es möglich, die
Schwankungen des Ultraschall-Rückstreuungskoeffizienten
der Blutsuspensionen in Abhängigkeit von der
Sedimentationsgeschwindigkeit der roten Blutkörperchen zu messen,
und es gelang auch, Unterschiede zwischen nicht
aneinander haftenden roten Blutkörperchen und den miteinander
verklumpten Blutkörperchen nachzuweisen.
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Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine
Vorrichtung zum Erfassen und Analysieren von aus einer
Flüssigkeit ausgefällten Partikeln mittels Interferenz
von Ultraschallwellen, die in Suspensionsrichtung
ausgesendet werden, wobei Mittel vorgesehen sind, die
die in den Suspensionen an der Kontaktstelle mit einer
festen Oberfläche reflektierten Wellen erfassen und
analysieren; sie ist dadurch gekennzeichnet, daß eine
Meßzelle (1) in Art einer vertikalen Röhre in eine
thermostatische Umhüllung (12) eingebaut ist, daß die
Röhre mit einer horizontalen Platte (11) von geringer
Dicke in zwei Kammern (10) unterteilt ist, daß eine der
Kammern der Aufnahme der Partikelsuspension (13) dient
und in der anderen Kammer mit Abstand zur Platte eine
Ultraschall-Sende- und Empfangssonde (2) untergebracht
ist, daß ein Echographenmodul A (3) elektrische Impulse
mit variabler Wiederholungsperiode zur Erregung der
Sonde erzeugt und darüber hinaus auch der Erfassung und
der Umwandlung in ein elektrisches Signal dient, daß ein
Signalverarbeitungskreis das Signal mit einer bezüglich
der Sondenaussendung programmierbaren Verzögerung
versieht und daß ein der Eichung und Messung dienender
Kreis das Signal in einem bestimmten Zeitbereich
aufnimmt, und daß Mittel vorgesehen sind, um das aus diesem
Zeitfenster kommende Echosignal wieder numerisch zu
machen und auf einem Bildschirm als Kurve darzustellen.
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Die Sonde wird derart angeordnet, daß das
Ultraschallfeld sich senkrecht zur Platte erstreckt.Gehalten wird
die Sonde mit einem dichtschließenden Stopfen, in dem
sich ein verschließbarer Kanal befindet. Die
Sondenkammer enthält zwischen Platte und Sonde eine
Flüssigkeit. Die Sonde besteht aus einem Material, das zur
Aussendung von Ultraschallwellen geeignet ist, wobei die
Arbeitsfrequenz eine Funktion der jeweils zu
untersuchenden Partikel ist.
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Gemäß weiteren Merkmalen der Erfindung besteht der
Empfangsmodul des Echographen aus einem Verstärker in
IC-Bauart, einem Gleichrichter, der nach dem Prinzip der
Zweiweggleichrichtung mittels vorpolarisierten Dioden
und einem Analogfilter arbeitet. Ebenfalls ist es
möglich, am nichtgleichgerichteten Signal eine
Frequenzanalyse vorzunehmen.
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Darüber hinaus ermoglicht der für das Signal vorgesehene
Empfangsmodul, eine bezüglich des Sendens der Sonde
programmierbare Verzögerung am Signal vorzunehmen.
Hierzu dient ein Fenster-Durchlaß- und Sperrkreis und
ein Analog-Digital-Wandler, wobei dann ein Zeitfenster
die Möglichkeit gibt, das elektrische Signal innerhalb
eines ebenfalls programmierbaren Zeitbereiches als
Meßwert zu empfangen. So kann man auch das Zeitfenster
auf das an der Grenzschicht zwischen Platte und
Suspension erzeugte Echosignal einstellen, bevor ein
Elektronikkreis das weiterhin am Fenster anstehende elektrische
Signal mit Hilfe eines schrittweise verstellbaren
Verzögerungsgliedes abnimmt. So kann man das
reflektierte Signal sozusagen stroboskopisch als Meßwert
entnehmen.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung, die auf eine
Ausführungsform Bezug nimmt, die als Beispiel in den
Zeichnungen dargestellt ist. Es zeigen:
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Fig. 1 ein synoptisches Schema der erfindungsgemäßen
Vorrichtung,
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Fig. 2 eine schematische Ansicht der Meßzelle,
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Fig. 3 eine Kurvendarstellung bezüglich der
stroboskopischen Aufnahme in einem vorbestimmten
Zeitbereich,
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Fig. 4 eine Kurve bezüglich der Schwankungen der
Signalamplitude in Abhängigkeit von der
Sedimentationszeit einer Partikelsuspension gemäß
Beispiel I,
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Fig. 5 eine Kurve mit dreidimensional dargestellten
Amplitudenschwankungen des Signalmaximums
gemessen in Abhängigkeit von der
Sedimentationszeit und den Zeiten, welche die
Ultraschallwelle benötigt, um den Abstand zwischen
Sonde und den Grenzflächen hin und her zu
durchlaufen,
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Fig. 6 eine der Fig. 4 ähnliche Darstellung für das
Beispiel II,
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Fig. 7 eine Kurve der zeitlichen Schwankungen in
Abhängigkeit vom mittleren Partikelvolumen des
Beispiels II,
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Fig. 8 bis 10 der Fig. 4 analoge Kurven für das
Beispiel III,
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Fig. 11 eine Kurve bezüglich der Aggregation der roten
Blutkörperchen in Abhängigkeit von der
Temperatur.
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Das synoptische Schema der Fig. 1 zeigt die Vorrichtung
zur Inbetriebnahme einer von einem Thermostaten
umgebenen Meßzelle 1, mit einer Ultraschall-Sende- und
Empfangssonde 2, einem Echographenmodul A 3, einem
Signalaufnahmemodul 4 mit einem Zeitfenster-Schaltkreis
5, welcher mit einer bezüglich der Signalaussendung
programmierbaren Verzögerung arbeitet, und einem Analog-
Digital-Wandler 7. Ein Mikrokoordinator 8 führt die
Rechnungen aus und ermöglicht die Darstellung der
Ergebnisse.
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Zu der in Fig 2 dargestellten Meßzelle 1 gehört ein
vertikal ausgerichteter rohrförmiger Körper, der über
seine gesamte Höhe hohl ausgebildet ist und eine
zylindrische Kammer 10 bildet. Die Zelle ist Teil eines
umgebenden Thermostaten 12, mit dem die Temperatur auf
einer gewünschten Höhe gehalten wird. Die Kammer wird
mittels einer sich senkrecht zur Zylinderachse
erstrekkenden Platte 11 in zwei Kammern unterteilt. Die obere
Kammer oberhalb der Platte 11 dient der Aufnahme einer
die Partikel enthaltenden Suspension 13. Am unteren Ende
der unteren Kammer befindet sich unter der Platte eine
Ultraschall-Sonde 2, auf die noch später eingegangen
werden wird. Die Oberseite 14 der Sonde hat von der
Oberseite der Platte einen Abstand d, der dem Abstand
zwischen den nahe und fern liegenden Grenzen des
Ultraschallfeldes entspricht. Die Sonde 2 befindet sich im
Hohlraum eines Dichtungsstopfens 15, mit dem die Kammer
verschlossen ist. Dieser Stopfen enthält einen kleinen
absperrbaren Kanal 16, über den ein Flüssigkeitsvolumen
17 zugeführt werden kann, um die Kammer zwischen der
Platte und der Sonde anzufüllen. Dieses
Flüssigkeitsvolumen dient der akustischen Kopplung. Eine Vertauschung
der Lagen der beiden Kammern für die Aufnahme von
Suspension und Sonde ist möglich.
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Bevor auf die Funktion der in Fig. 1 dargestellten
Bauelemente näher eingegangen wird, soll jetzt zunächst
einmal auf die Arbeitsweise eines Gerätes eingegangen
werden, mit dem die vorstehend beschriebene Meßzelle in
Betrieb genommen werden kann.
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Ein Generator zur Erzeugung elektrischer Impulse
arbeitet mit einer vorbestimmten Wiederholungsfrequenz, um
ein Material zu erregen, mit dem über die Sonde 2
Ultraschall ausgesendet werden kann. Bei jeder Erregung
des Generators strahlt die Sonde Ultraschallimpulse mit
bestimmter Dauer aus, welche beispielsweise einigen
Perioden entspricht. Dabei wandern die Schallwellen in
der Flüssigkeit 17 in Richtung Platte 11 und Suspension
13. Auf dem Wege verliert der Ultraschall einen Teil
seiner Energie durch Absorption und einen Teil durch
Reflexion auf dem Niveau der beiden Grenzflächen der
Platte 11. Der von der Platte reflektierte Teil der
Ultraschallwelle wird mittels der Sonde 2, die auch
einen Empfangsmodul enthält, aufgenommen und in ein
elektrisches Signal umgewandelt, das von der Zeit
abhängt, welche die Ultraschallwelle für den Hin- und
Rücklauf zwischen Sonde und Platte benötigt. Dieses
Signal kann verständlicherweise auch auf dem Bildschirm
eines Oszilloskopes sichtbar gemacht werden. Später wird
noch gezeigt, wie man durch Anwendung einer Verzögerung,
die bezüglich des Erregungszeitpunktes der Sonde
programmierbar ist, die Amplituden der empfangenen Echos messen
kann. Es ist auch möglich, eine Frequenzanalyse
durchzuführen.
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Von den in Verbindung mit der Fig. 1 besprochenen
Elementen bildet die Sonde 2 den wesentlichen Bauteil
der Meßzelle 1. Diese Ultraschallsonde 2 besteht aus
einem Material, welches Ultraschallwellen mit einer
Mittelfrequenz zwischen 1 und 50 MHz (beispielsweise 8
MHz) aussenden kann. Die Sonde arbeitet sowohl als
Sender wie auch als Empfänger. Die Wahl der
Arbeitsfrequenz bestimmt sich aus der beabsichtigten Meßaufgabe.
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Der Echograph 3 besteht aus einem elektrischen
Impulsgenerator mit variabler Wiederholungsperiode zur
Erregung der Sonde 2, einem Empfangsmodul, der das von der
Sonde kommende elektrische Signal gleichrichtet und
filtert, und einem Oszilloskop, mit dem die Echos
sichtbar gemacht werden können. Man verwendet einen mit
Kondensatorentladung arbeitenden elektrischen
Impulsgenerator, dessen Wiederholungsfrequenz für die
Impulsaussendung regelbar ist. Mit Hilfe eines elektrischen
Dämpfungsgl iedes oder durch Verändern der
Ladekondensatorgröße kann man die Amplitude und die Dauer der
Impulse variieren. Der Empfangsmodul des Echographen 3
besteht aus einem Verstärker in IC-Bauweise, einem
Zweiweggleichrichter mit vorpolarisierten Dioden und
einem Analogfilter.
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Zum Signalaufnahmemodul 4 gehört ein Fenster-Durchlaß-
und -Sperrkreis 5, der mit einem Verzögerungsglied
arbeitet, welches bezüglich der Schallaussendung
programmierbar ist und ein Analog-Digital-Wandler. Ein
Zeitfenster ermöglicht es, das elektrische Signal
innerhalb eines gleichfalls programmierbaren
Zeitintervalles (t1, t2) durchzulassen. Auf diese Weise kann man
das Schallsignal innerhalb eines Zeitintervalls
analysieren, das einer abgelagerten Schicht 18 oberhalb der
Platte 11 entspricht. Die Zeitpunkte t1 und t2 werden so
bestimmt, daß das Zeitfenster gerade das Echo
umschließt, welches von der Grenzschicht
Platte-Sedimentablagerung kommt.
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Der Fensterkreis 5 wird mit variabler Verzögerung
gesteuert. Nach jedem Impuls erfaßt der Kreis den
Amplitudenwert des elektrischen Signal es, welches von
der im Abstand 2d befindlichen Grenzschicht
Platte-Sedimentlage kommt. Das elektrische gleichgerichtete Signal
entspricht der Reflexionswelle, die von der Grenzfläche
zwischen Platte 11 und Suspension 13 kommt. Ein Wandler
7 dient dazu, die Amplitude des erfaßten Signals zu
speichern, das nachfolgend in den Speicher des
Mikroordinators 8 gelangt, welcher die Möglichkeit gibt, das
Analogsignal nunmehr wieder numerisch darzustellen.
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Nachdem das Zeitfenster einmal auf das an der
Grenzschicht zwischen Platte 11 und Suspension 13 erzeugte
Echo eingestellt ist, mißt ein elektronischer Kreis das
im Fenster enthaltene elektrische Signal mit Hilfe eines
jeweils um einen Schritt p weiterbewegbaren
Verzögerungsgliedes. Die Fig. 3 erläutert das Prinzip einer
stroboskopischen Aufnahme von Reflexionssignalen in
einem Zeitbereich zwischen t1 und t2. Als Abszisse ist
die Zeit t aufgetragen und die Ordinate gibt die
Amplitude A des Signals wieder. Zum Zeitpunkt to
markiert eine Zacke die Aussendung einer Ultraschallwelle.
Die erste dargestellte Erfassung des Erscheinens eines
reflektierten Signals geschieht zum Zeitpunkt t1. Die
nachfolgende Erfassung geschieht zum Zeitpunkt t1 + p
nach der Aussendung und so fort. Allgemein gesprochen
erfolgt die n-te Erfassung zum Zeitpunkt tn nach der
n-ten Aussendung, wobei tn = t1 + np und t1 < tn < t2.
Die Auswertung des reflektierten Signals geschieht mit
mehreren Signalerfassungen. Nach durchgeführter
Auswertung wird die Amplitude des Signals mit Hilfe eines
Wandlers digitalisiert und in den Speicher des
Mikroordinators eingebracht. Die Gesamtheit der ausgewerteten
Meßpunkte, welche am Fenster erschienen, wird auf diese
Weise gespeichert und erlaubt dann auf numerischem Wege,
das Analogsignal wiederherzustellen.
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Eines der Register des Mikroordinators verwendet man als
Hauptuhr zum Auslösen des Impulsgenerators, der dann bei
jedem Zyklus drei Impulse liefert, nämlich einen
Verzögerungsimpuls zum Verändern der Lage des
Fensterschaltkreises, einen Meßimpuls zum Abnehmen der Amplitude des
Echos und schließlich einen Wandlerimpuls zur Steuerung
des Wandlers.
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Ein spezieller Logikkreis dient zum Synchronisieren der
Funktion des Echographen, zur Auswahl der Lage und der
Dauer des Zeitfensters, zum Einspeichern und zum
Ausgeben der Ergebnisse.
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Mit der Meßzelle 1 und der vorstehend beschriebenen
Schaltung kann man die Amplitudenschwankungen der von
den Grenzflächen Platte 11-Sedimentlage 18 und
Sedimentlage 18-Suspension 13 kommenden Echos verfolgen, weil
sich die akustische Impedanz einer Sedimentschicht von
der akustischen Impedanz der Platte und der akustischen
Impedanz der Suspension unterscheidet und weil jede
Diskontinuität der akustischen Impedanz zu einem Echo
führt.
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Da die zwei Grenzflächen Platte 11-Sedimentschicht 18
und Sedimentschicht 18-Suspension 13 recht nahe
beieinanderliegen, kommt es zwischen den Ultraschallwellen,
die an den Schichten reflektiert werden, zu einer
Interferenz, so daß man mittels der Amplitude der
resultierenden Welle Schichten von sedimentierten
Partikeln nachweisen kann, wenn diese eine Dicke haben,
die wesentlich kleiner ist als die Wellenlänge der
Ultraschallwelle. Demzufolge ist es auch möglich, als
Funktion der Zeit die Anhäufung von entsprechenden
Partikeln auf der Platte zu studieren.
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Durch Ableitungen kann man beispielsweise auch die
Geschwindigkeit erfassen, mit der die Partikel sich auf
der Platte ablagern und aus einer Suspension ausfallen,
um dann daraus Auskünfte zu erhalten über die
Eigenschaften des Sediments und eventuell über den
Aggregationszustand der Partikel. Die erfindungsgemäße
Anordnung und die erfindungsgemäße Schaltung finden
interessante Anwendungen bei der Untersuchung von normalem und
pathologischem Blut, doch ist die Erfindung nicht auf
dieses bevorzugte Anwendungsgebiet beschränkt. Es umfaßt
auch alle Anwendungen, bei denen genaue Auskünfte über
die Eigenschaften von festen Partikeln in einer
Suspension (Gestalt, Dichte, Verdichtung, Anhäufung/
Verklumpung) gesucht werden.
BEISPIELE VON ERGEBNISSEN
I. Suspensionen von Partikeln
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Eine Suspension von copolymerem Styrol-Divinyl-Benzol
(Mitsubishi Chemical Industries) wurde hergestellt durch
Suspendieren dieser Partikel in einem Tampon PBS (Na-
phosphat 10 mM; NaCl 0,15 M; pH 7,4; Osmolarität = 300
mosm/kg; Dichte = 1,005) bei einer Volumenkonzentration
von 1 %.
A. Beispiel der erhaltenen Kurve
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Die Fig. 4 zeigt die mit der beschriebenen Schaltung
erhaltenen Signalschwankungen als Funktion der
Sedimentationszeit für eine Suspension von Partikeln mit einem
Durchmesser von 15,5 m und einer Dichte von 1,312. Aus
dieser Kurve lassen sich folgende Experimentenparameter
gewinnen:
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1. Anfangsamplitude Ao;
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2. Anfangsneigung α;
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3. Amplitude des ersten Minimums Am;
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4. Erscheinungszeitpunkt des ersten
Minimums tm;
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5. Amplitude des ersten Maximums AM;
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6. Erscheinungszeitpunkt des ersten Maximums
tM;
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7. Von Scheitel zu Scheitel gemessene Amplitude
Acc = AM - Am;
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8. Von Scheitel zu Scheitel gemessene Zeiten
tcc = tM - tm;
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9. Endzeitamplitude Af.
B. Vergleich von zwei Partikelarten
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Tabelle 1 enthält die erhaltenen Ergebnisse für zwei
Partikelarten mit Durchmessern von 7,0 m bzw. 15,5 m.
C. Dreidimensionale Darstellung des Signals
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Fig. 5 zeigt die Signalschwankungen einerseits in
Abhängigkeit von der Laufzeit t (Zeit, die der
Ultraschallimpuls benötigt, um zwischen Sonde und
Trennflächen hin- und herzulaufen) und andererseits von der
Sedimentationszeit T für eine Teilchensuspension mit
einem Durchmesser von 7,0 m bei einer
Volumenkonzentration von 5 %. Die Kurve a zeigt die Evolution in
Abhängigkeit von der Sedimentationszeit bei
Signalmaximalwertes am Zeitfenster t1, t2, entsprechend der Größe b. Es
sind deutlich zwei Bereiche A und B zu unterscheiden. Im
Bereich A zeigen die Schwankungen des Signals das
Ergebnis der Interferenz zwischen den Ultraschallwellen,
die an den Grenzflächen Platte-Sediment I1 und
Sediment-Suspension I2 reflektiert werden. Der Bereich B
zeigt, daß sich das Echo E2 mehr und mehr vom Echo E1
entfernt, woraus sich ergibt, daß die Grenzschicht I2
sich mehr und mehr von der Grenzschicht I1 entfernt.
II. Beispiel für biologische Teilchen: Suspension roter
nichtverklumpter Blutkörperchen
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Nachdem man die normalen roten Blutkörperchen aus dem
Tampon PBS herausgewaschen hat, wird der nach
Zentrifugation gewonnene Bodensatz in den gleichen Tampon mit
einem gewünschten Hämatokrit-Gehalt resuspendiert.
A. Beispiel einer erhaltenen Kurve
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Fig. 6 zeigt die Signalschwankung in Abhängigkeit von
den Sedimentationszeiten einer Suspension von roten
Blutkörperchen bei einem Hämatokrit-Gehalt von 2 %. Die
erhaltene Kurve zeigt den gleichen Verlauf wie die zuvor
dargestellte Kurve für die Partikelsuspensionen. An
dieser Kurve lassen sich die gleichen Parameter 1, 2,
3..., 9. definieren.
B. Beispiel für erhaltene Ergebnissen mit
pathologischen roten Blutkörperchen.
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Fig. 7 zeigt die zeitlichen Schwankung des ersten
Minimums tm in Abhängigkeit von dem mittleren
Partikelvolrnmen VGM für normale und pathologische
Blutkörperchen.
III. Beispiel für den Aggregationszustand der Teilchen:
Suspensionen mit aneinander haftenden roten
Blutkörperchen
A. Beispiel für eine erhaltene Kurve
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Eine Suspension von roten zusammenhaftenden
Blutkörperchen wurde hergestellt, indem man einen Teil des nach
Zentrifugation erhaltenen Teilchenbodensatzes im eigenen
Plasma mit einem Hämatokrit von 2 % wieder-suspendierte.
Die Fig. 8 zeigt die erhaltene Signalschwankung in
Abhängigkeit von der Sedimentationszeit.
B. Vergleich der erhaltenen Ergebnisse bei Suspensionen
von aneinander haftenden roten Blutkörperchen und
nicht zusammenhaftenden roten Blutkörperchen
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Die Tabelle 2 zeigt den Vergleich verschiedener
Parameter bei einer Suspension von aneinander haftenden roten
Blutkörperchen und einer gleichen Suspension, bei der
die Partikel nicht aneinander haften.
C. Beispiel für pathologische rote Blutkörperchen
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Fig. 9 zeigt die Signalschwankung in Abhängigkeit von
der Sedimentationszeit im Fall einer Suspension von
roten Blutkörperchen bei Sichelzellenanämie mit einem
Hämatokrit-Gehalt von 25 % bei unterschiedlichen
Sauerstoffpartialdrücken. Die Kurve 1 wurde unmittelbar aus
dem venösen Blut eines an Sichelzellenanämie erkrankten
Patienten gewonnen bei einem Sauerstoffpartialdruck
(p02) von 40 mm Hg. Die Kurve 2 wurde aus dem gleichen
Blut mit Sichelzellenanämie gewonnen, aber mit einem
Sauerstoffpartialdruck (p02) von 150 mm Hg. Die Kurve 3
wurde aus dem gleichen Sichelzellenanämieblut gewonnen
bei Sauerstofffreiheit (p02 = 0 mm Hg). Die Kurve 4
wurde aus normalem nicht-krankhaftem Blut (mit und ohne
Sauerstoff) gewonnen und zu Vergleichszwecken
dargestellt. Aus dieser Figur sieht man sehr deutlich, daß
das Blut bei Sichelzellenanämie sich bezüglich p02 sehr
deutlich von der Norm unterscheidet.
D. Beispiel für die Aggregation von roten Blutkörperchen
in Gegenwart von normalem und pathologischem Plasma
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Die Suspensionen mit den roten Blutkörperchen wurden bei
einem Hämatokrit von 8 % durch Mischen mit 36 % normalem
oder pathologischem Plasma und mit 56 % Tampon PBS
gewonnen. Die Fig. 10 zeigt die zeitlichen Schwankungen
tm in Abhängigkeit von der nach dem Verfahren von
Westergren gemessenen Sedimentationsgeschwindigkeit. Der
Unterschied im Verhalten zwischen diesen zwei Blutproben
läßt die anormale Anwesenheit von Proteinen in einer
anormalen Menge im pathologischen Blut erkennen.
E. Beispiel für eine Agglutination von roten
Blutkörperchen
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Die bei der Transfusion angewandten Analyseverfahren zur
Bestimmung der Blutgruppen und die
immuno-hämatologischen Verfahren beruhen auf dem Studium der
Agglutination der roten Blutkörperchen mit den Antikörpern. In
Fig. 11 wird ein Beispiel der Agglutination bei einer
Kaltagglutination pathologischer Natur verglichen mit
der Aggregation von roten Blutkörperchen von normalem
Blut, wobei die Größe tm als Funktion der Temperatur
dargestellt ist.