АНАЛИЗАТОР СКОРОСТИ ОСЕДАНИЯ ЭРИТРОЦИТОВ

АНАЛИЗАТОР СКОРОСТИ ОСЕДАНИЯ ЭРИТРОЦИТОВ


RU (11) 2209414 (13) C2

(51) 7 G01N15/05, G01N33/49 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2003.07.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2001125087/14 
(22) Дата подачи заявки: 2001.09.14 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.09.14 
(45) Опубликовано: 2003.07.27 
(56) Аналоги изобретения: DE 3609552 C1, 20.08.1987. RU 2128945 C1, 20.04.1999. DE 4117583 A1, 31.05.1994. 
(71) Имя заявителя: Тверской государственный технический университет 
(72) Имя изобретателя: Илясов Л.В.; Анкудинова О.В.; Илясов М.Л. 
(73) Имя патентообладателя: Тверской государственный технический университет 
(98) Адрес для переписки: 170026, г.Тверь, Наб.Афанасия Никитина, 22, ком.427, отдел охраны авторских прав и защиты информации, ТГТУ, пат.пов. Е.Н.Ратовой, рег. № 208 

(54) АНАЛИЗАТОР СКОРОСТИ ОСЕДАНИЯ ЭРИТРОЦИТОВ 

Изобретение относится к средствам для клинических лабораторных исследований, а именно к устройствам для определения скорости оседания эритроцитов. Анализатор содержит стеклянную цилиндрическую пипетку, включающую рабочую часть, с пробой крови, расположенную вертикально между прокладками в штативе, фотоэлектрический блок с источником электромагнитного излучения и фотоприемником, расположенными друг против друга по диаметру пипетки в ее рабочей части, систему измерения и обработки сигнала фотоприемника. Отличие анализатора состоит в том, что он дополнительно содержит стойку с горизонтальной полкой, расположенной на фиксированной высоте от основания стойки, и имеющую по толщине сквозную прорезь, ширина которой больше диаметра пипетки, два упругих держателя, укрепленных на стойке под горизонтальной полкой один над другим с возможностью одновременного вертикального размещения пипетки в этих держателях и в прорези, при этом источник излучения и фотоприемник установлены на верхней поверхности горизонтальной полки с противоположных сторон прорези с возможностью размещения между ними рабочей части пипетки. Фотоприемник выполнен в виде двух вентильных фотоэлементов, расположенных в вертикальной плоскости друг над другом, а система измерения и обработки сигнала фотоприемника дополнительно содержит два электронных усилителя, два вольтметра, дифференциальный усилитель, электронное запоминающее устройство, управляемое задающее устройство, компаратор и электронный счетчик времени, причем входы электронных усилителей подключены к выходам верхнего и нижнего фотоэлементов, а их выходы - к вольтметрам, при этом выход усилителя сигнала нижнего фотоэлемента подключен также к первому входу дифференциального усилителя и через тумблер - к электронному запоминающему устройству, выход которого подключен ко второму входу дифференциального усилителя и ко входу управляемого задающего устройства, при этом выходы дифференциального усилителя и управляемого задающего устройства подключены к компаратору, а выход последнего подключен к выключающему входу электронного счетчика времени. Технический результат заключается в повышении надежности экспресс-анализа СОЭ. 1 табл., 5 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к средствам для клинических лабораторных исследований, а именно к устройствам для определения скорости оседания эритроцитов.

Известно устройство для определения скорости оседания эритроцитов (Патент ФРГ 3609552, G 01 N 15/05, 1988. Устройство для автоматического определения скорости оседания эритроцитов в крови), содержащее стеклянную вертикально расположенную капиллярную пипетку с пробой крови, фотоэлектрическую следящую систему с электрическим приводом, измерительное и запоминающее устройства. Определение скорости оседания эритроцитов с помощью этого устройства осуществляется путем периодического измерения с помощью фотоэлектрической следящей системы уровня эритроцитов в капиллярной пипетке.

Недостатком такого устройства является его сложность, определяемая большим числом механических подвижных элементов, и необходимость запоминания начального уровня крови в капиллярной пипетке.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для определения скорости оседания эритроцитов (Патент Германии 4117583, G 01 N 33/49, 1994. Прибор для измерения СОЭ), содержащее вертикально расположенную капиллярную пипетку, включающую рабочую часть, с пробой крови, расположенную вертикально между прокладками в штативе, фотоэлектрический блок с источником электромагнитного излучения и фотоприемником, расположенными друг против друга по диаметру пипетки в ее рабочей части, систему измерения и обработки сигнала фотоприемника.

Определение скорости оседания эритроцитов таким устройством осуществляется путем просвечивания с помощью источника электромагнитного излучения при его периодическом перемещении вдоль капиллярной пипетки с пробой крови и измерения фотоприемником, представляющим собой линейку фотодиодов, размещенную неподвижно по высоте капиллярной пипетки в ее рабочей части, электромагнитного излучения, выходящего из просвечиваемой пробы крови.

Недостатком такого устройства является наличие подвижных элементов, снижающих надежность работы, необходимость индивидуальной калибровки каждого фотодиода, а также низкая точность измерения скорости оседания эритроцитов, определяемая ограниченным числом фотодиодов, а также большое время анализа (60 мин).

Задачей предлагаемого изобретения является автоматизация рутинных лабораторных анализов скорости оседания эритроцитов, упрощение конструкции анализатора и сокращение времени анализа.

Технический результат - создание простого по конструкции, удобного в эксплуатации и надежного анализатора для экспрессного автоматического определения скорости оседания эритроцитов.

Технический результат достигается тем, что анализатор скорости оседания эритроцитов, содержащий стеклянную цилиндрическую пипетку, включающую рабочую часть, с пробой крови, расположенную вертикально между прокладками в штативе, фотоэлектрический блок с источником электромагнитного излучения и фотоприемником, расположенными друг против друга по диаметру пипетки в ее рабочей части, систему измерения и обработки сигнала фотоприемника, дополнительно содержит стойку с горизонтальной полкой, расположенной на фиксированной высоте от основания стойки, и имеющую по толщине сквозную прорезь, ширина которой больше диаметра пипетки, два упругих держателя, укрепленных на стойке под горизонтальной полкой один над другим с возможностью одновременного вертикального размещения пипетки в этих держателях и в прорези, при этом источник излучения и фотоприемник установлены на верхней поверхности горизонтальной полки с противоположных сторон прорези с возможностью размещения между ними рабочей части пипетки, фотоприемник выполнен в виде двух вентильных фотоэлементов, расположенных в вертикальной плоскости друг над другом, а система измерения и обработки сигнала фотоприемника дополнительно содержит два электронных усилителя, два вольтметра, дифференциальный усилитель, электронное запоминающее устройство, управляемое задающее устройство, компаратор и электронный счетчик времени, причем входы электронных усилителей подключены к выходам верхнего и нижнего фотоэлементов, а их выходы - к вольтметрам, при этом выход усилителя сигнала нижнего фотоэлемента подключен также к первому входу дифференциального усилителя и через тумблер - к электронному запоминающему устройству, выход которого подключен ко второму входу дифференциального усилителя и ко входу управляемого задающего устройства, при этом выходы дифференциального усилителя и управляемого задающего устройства подключены к компаратору, а выход последнего подключен к выключающему входу электронного счетчика времени.

Такая конструкция лишена каких-либо подвижных элементов и обеспечивает высокую скорость измерения за счет использования установленной экспериментальным путем зависимости между скоростью оседания эритроцитов и временем начала их оседания.

По сравнению с прототипом заявляемая конструкция анализатора имеет отличительную особенность в совокупности элементов, их конструктивном исполнении и взаимном расположении.

Схема анализатора скорости оседания эритроцитов изображена на фиг.1.

На фиг.2 показано пространственное расположение пипетки с пробой крови в стойке относительно фотоэлектрического блока.

На фиг. 3 показано размещение пипетки относительно фотоприемников перед началом анализа.

На фиг.4 показаны сигналы вентильных фотоэлементов в процессе установки пипетки.

На фиг.5 показана СОЭ-грамма крови.

Анализатор скорости оседания эритроцитов содержит стеклянную цилиндрическую капиллярную пипетку 1, включающую рабочую часть 2, с пробой крови 3 (фиг.1 и 2), установленную вертикально между резиновыми прокладками 4 в штативе 5, фотоэлектрический блок, состоящий из источника излучения 6 и фотоприемника 7, расположенных друг против друга по диаметру пипетки 1 в ее рабочей части 2, систему 8 измерения и обработки сигнала фотоприемника 7, стойку 9, снабженную горизонтальной полкой 10, расположенной на фиксированной высоте от основания 11 стойки 9, и имеющую по толщине сквозную прорезь 12, ширина которой больше диаметра пипетки 1. На стойке 9 (фиг.2) под горизонтальной полкой 10 укреплены два упругих держателя 13, 14 для одновременного вертикального размещения пипетки 1 в этих держателях и прорези 12. Источник излучения 6 и фотоприемник 7 установлены на верхней поверхности 15 горизонтальной полки 10 с противоположных сторон прорези 12 с возможностью размещения между источником 6 и фотоприемником 7 рабочей части 2 пипетки 1. Сам фотоприемник выполнен в виде двух вентильных фотоэлементов - верхнего 16 и нижнего 17, расположенных друг над другом (фиг.1 и 3). Система 8 (фиг.1) измерения и обработки сигнала фотоприемника 7 содержит два электронных усилителя 18 и 19, два вольтметра 20 и 21, тумблер 22, дифференциальный усилитель 23, электронное запоминающее устройство 24, компаратор 25, управляемое задающее устройство 26 и электронный счетчик времени 27 с кнопкой 28 для включения счета времени.

Входы электронных усилителей 18 и 19 подключены к выходам верхнего 16 и нижнего 17 фотоэлементов, а их выходы - к вольтметрам 20 и 21. Выход усилителя 19 сигнала нижнего 17 фотоэлемента подключен к первому входу дифференциального усилителя 23 и через тумблер 22 - к электронному запоминающему устройству 24, выход которого подключен ко второму входу дифференциального усилителя 23 и ко входу управляемого задающего устройства 26, а выходы дифференциального усилителя 23 и управляемого задающего устройства 26 подключены к компаратору 25, выход которого подключен к выключающему входу электронного счетчика времени 27.

В основу работы анализатора скорости оседания эритроцитов положена найденная экспериментальным путем зависимость между высотой h столбика плазмы (фиг. 5), образующегося в пипетке через 60 мин анализа h60, который используется в качестве характеристики СОЭ, и временем начала оседания эритроцитов. Эта зависимость имеет вид:

h60 = 150/ = COЭ, (1)

откуда

= 150/h60 = 150/COЭ, (2)

где COЭ - скорость оседания эритроцитов, определяемая путем измерения .

Работа анализатора скорости оседания эритроцитов осуществляется следующим образом.

Пипетку 1 с пробой крови 3 устанавливают в штатив 5 между прокладками 4. Затем пипетку размещают в упругих держателях 13 и 14 вертикально так, что ее рабочая часть 2 (часть пипетки, расположенная между отметками 0 и 30 мм) входит в прорезь 12 горизонтальной полки 10, перемещают пипетку в вертикальном направлении l (фиг.3 и 4), наблюдают за показаниями вольтметров 20 и 21 до тех пор, пока сигнал U1 электронного усилителя 18 (фиг.3) не станет максимальным (фиг. 4а), а сигнал U2 электронного усилителя 19 (фиг.1) - минимальным (фиг. 4б). Включают в работу электронный счетчик времени 27 с помощью кнопки 28. После этого включают на 5-10 с тумблер 22 и посылают выходной сигнал усилителя 19 на вход запоминающего устройства 24, которое запоминает начальное значение сигнала U2. С течением времени t (фиг.5) в пробе крови происходит агрегация эритроцитов, и образовавшиеся агрегаты начинают оседать. Так как в момент начала оседания фотопоток, поступающий от источника излучения 6 через столбик крови к фотоприемнику 17, начнет увеличиваться, то сигнал электронного усилителя 19 будет возрастать. Этот сигнал и сигнал U3 с выхода запоминающего устройства 24 поступают на входы дифференциального усилителя 23, на выходе которого формируется сигнал U4, пропорциональный разности U3-U2. Сигнал U4 с выхода дифференциального усилителя 23 поступает в компаратор 25, где сравнивается с сигналом U5, который поступает с выхода управляемого задающего устройства 26. Сигнал U5 зависит от сигнала U3, который определяется оптической плотностью крови, которая индивидуальна для каждого пациента. Как только сигнал U4 становится меньше сигнала U5, компаратор 25 вырабатывает сигнал условной "l", который останавливает подсчет времени электронным секундомером 26, и тем самым определяется интервал времени , отсчитанный с момента начала анализа до момента начала оседания эритроцитов.

Экспериментальные исследования описанного анализатора позволили получить следующие результаты (см. таблицу).

В исследованиях осуществлялось измерение СОЭ стандартным методом, т.е. измерение высоты столбика плазмы через 60 мин (графа 2), и путем измерения времени начала оседания эритроцитов с помощью описанного анализатора и последующего расчета по представленной выше формуле (1) (графа 3).

Как видно из таблицы, в интервале СОЭ (4-17) мм расхождения в показаниях, полученных стандартным методом и с помощью анализатора, не превосходят 0.5 мм. В то же время скорость анализа СОЭ при использовании анализатора в 4 раза больше, чем при определении СОЭ стандартным методом, в чем можно убедиться, если вычислить время анализа (2), необходимое для установления нормального значения СОЭ для мужчин и женщин. Так, если СОЭ для женщин в норме составляет не более 15 мм, а для мужчин - не более 10 мм, то время начала оседания эритроцитов в соответствии с (2) для женщин в норме составит 10 мин, а для мужчин - 15 мин. При определении СОЭ стандартным методом время анализа составляет 60 мин. Когда имеются отклонения в сторону увеличения СОЭ (при патологиях), то время анализа еще уменьшается, т.е. скорость получения информации предлагаемым анализатором увеличивается.

Преимуществами предлагаемого технического решения являются:

- высокая скорость анализа;

- отсутствие подвижных элементов;

- простота конструкции;

- относительно невысокая стоимость.

Предлагаемое устройство может быть реализовано на базе стандартных фотоэлектрических элементов и электронных микросхем.

Устройство может найти широкое применение при рутинных клинических исследованиях в лабораториях поликлиник и больниц. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Анализатор скорости оседания эритроцитов, содержащий стеклянную цилиндрическую пипетку, включающую рабочую часть, с пробой крови, расположенную вертикально между прокладками в штативе, фотоэлектрический блок с источником электромагнитного излучения и фотоприемником, расположенными друг против друга по диаметру пипетки в ее рабочей части, систему измерения и обработки сигнала фотоприемника, отличающийся тем, что анализатор дополнительно содержит стойку с горизонтальной полкой, расположенной на фиксированной высоте от основания стойки, и имеющую по толщине сквозную прорезь, ширина которой больше диаметра пипетки, два упругих держателя, укрепленных на стойке под горизонтальной полкой один над другим с возможностью одновременного вертикального размещения пипетки в этих держателях и в прорези, при этом источник излучения и фотоприемник установлены на верхней поверхности горизонтальной полки с противоположных сторон прорези с возможностью размещения между ними рабочей части пипетки, фотоприемник выполнен в виде двух вентильных фотоэлементов, расположенных в вертикальной плоскости друг над другом, а система измерения и обработки сигнала фотоприемника дополнительно содержит два электронных усилителя, два вольтметра, дифференциальный усилитель, электронное запоминающее устройство, управляемое задающее устройство, компаратор и электронный счетчик времени, причем входы электронных усилителей подключены к выходам верхнего и нижнего фотоэлементов, а их выходы - к вольтметрам, при этом выход усилителя сигнала нижнего фотоэлемента подключен также к первому входу дифференциального усилителя и через тумблер - к электронному запоминающему устройству, выход которого подключен ко второму входу дифференциального усилителя и ко входу управляемого задающего устройства, при этом выходы дифференциального усилителя и управляемого задающего устройства подключены к компаратору, а выход последнего подключен к выключающему входу электронного счетчика времени.