DE2702557B2

DE2702557B2 - Vorrichtung zum Bestimmen der Blutsenkungsgeschwindigkeit

Info

Publication number: DE2702557B2
Application number: DE2702557A
Authority: DE
Inventors: Rolf 6710 Frankenthal Haker; Klaus 6900 Heidelberg Schraeder; Joachim Dipl.-Chem. Dr. 6800 Mannheim Thiery
Original assignee: Labora Mannheim GmbH fuer Labortechnik
Current assignee: Roche Diagnostics GmbH
Priority date: 1977-01-22
Filing date: 1977-01-22
Publication date: 1979-02-08
Also published as: FR2378282B3; SE7800725L; GB1574681A; DE2702557A1; JPS5393684A; FR2378282A1; DE2702557C3; US4187462A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bestimmen der Blutsenkungsgeschwindigkeit in einem b^r> im wesentlichen vertikal stehenden Proberöhrchen, wobei die durch das Absinken der Erythrozyten veränderte elektrische oder magnetische Eigenschaft eines bestimmten Flüssigkeitsvolumens im Proberöhrchen in Abhängigkeit von der Zeit gemessen wird, mit einem Oszillator mit einem sich über das Meßvolumen schließenden Ausgangskreis, nut einem Meßwertaufnehmer, durch dessen Ausgangssigal eine Impulsfolge bestimmter Frequenz einem Impulszähler mit Anzeigevorrichtung zuführbar ist

Die Erfindung findet Anwendung im ärztlichen Labor, in Klinik und Praxis. Die Bestimmung der Blutsenkungsgeschwindigkeit ist zwar eine unspezifische Methode und erlaubt keine differentialdiagnostische Aussagen; aber sie eignet sich vorzüglich zur ersten Abklärung eines Krankheitsbildes und zur Therapiekontrolle. Bei der Blutsenkungsgeschwindigkeitsmessung wird ausgenutzt, daß — gegebenfalls nach Mischung mit Natriumzitrat zwecks Vermeidung der Gerinnung des Blutes — sich im Normalfall die Erythrozyten mit einer bestimmten Geschwindigeit aus der Suspension absetzen. Zum Vergleich sind Normalwerte ermittelt worden. In pathologischen Fällen kommt es zu einer stärkeren Aneinanderklumpung der Erythrozyten, die eine schnellere Sedimentation der Teilchen bewirkt Hierbei können die Senkungsreaktionen stark verändert werden.

Es sind zwei ähnliche Verfahren zur Bestimmung der Blutsenkungsgeschwindigkeitsreaktion allgemein bekannt, nämlich das Verfahren nach Westergren mit Ermittlung der Höhe der Grenzschicht zu bestimmten Zeiten und das Verfahren nach Linzenmeier mit Ermittlung der Zeit der Absenkung der Grenzschicht um eine definierte Höhendifferenz Die Verfahren sind näher in der medizinischen Grundlagenliteratur erläutert

Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung (FR-PS 22 01 762) wird über zwei an den Oszillator angeschlossene Elektroden ein hochfrequenter Rechteckimpulsstrom über den Boden des Proberöhrchens in das benachbarte Flüssigkeitsvolumen eingeführt Die Amplitudenänderung dieser Rechteckschwingung aufgrund des Absinkens der Erythrozyten in das Meßvolumen und der veränderten Leitfähigkeit desselben wird erfaßt Hierzu dienen ein Nullindikator und ein entsprechendes Bezugssignal. Danach erfolgen eine Amplituden/Frequnez-Umsetzung, eine Impulsformung, eine Frequenzteilung und eine Adaption der Impulsfolge für das nachfolgende Zählwerk, wobei die Anzeige natürlich in für den Arzt üblichen Angaben, z. B. Werten für die entsprechende Blutsenkungsgeschwindigkeit, erfolgen kann. Die Messung im Bodenbereich kann durch Schmutz stark verfälscht werden. Das Meßsignal durchläuft hintereinander eine Reihe von Schaltgliedern, so daß aufgrund von Nullpunktverschiebungen (Drift) sich ergebende Fehler zu weiteren Ungenauigkeiten führen. Die Meßmethode erfaßt einen Volumenbereich, den Bodenbereich des Proberöhrchens, in dem der meßtechnisch erfaßbare Vorgang sehr schnell abgeschlossen bzw. der Hämatokrit sehr schnell erreicht sein kann, wogegen gerade der Vergleich des Absinkens der Grenzschicht zwischen Erythrozytensäule und Plasma mit Normalwerten, wie oben erläutert ist, für den Arzt interessant ist

Bei weiteren bekannten Vorrichtungen wird eine optisch-elektronische Meßvorrichtung am Proberöhrchen auf- und abgefahren (DE-OS 23 53 272, DE-GM 73 29 914). Mechanisch bewegte Teile sind bekanntlich störanfällig. Die optische Bestimmung der Grenzschicht ist ungenau, weil diese sich oft nicht genügend scharf

ausbildet Im letztgenannten bekannten Fall wird jedoch ein Ausführungsbeispiel angedeutet, bei dem die für die optisch-elektronische Messung erforderliche lichtquelle und der Fotoempfänger auch durch Kondensatorbeläge ersetzt sein können und eine Kapazitätsmessung erfolgen soll, weil reines Blutserum gegenüber konzentriertem Blut eine andere Dielektrizitätskonstante besitzt Es ist nicht angegeben, in weicher Weise die genaue Erfassung und weitere Verarbeitung des Meßwertes erfolgen solL

Bei Meßmethoden, die mit bewegten Meßvorrichtunge arbeiten, ist ein großer Zeitaufwand vom Beginn der Messung bis zum Vorliegen eines Ergebnisses erforderlich. Geht man von einer Mischung von Blut mit Natriumzitrai aus, so ergibt sich für die Senkungsreaktion, d. h. die Funktion der Höhe der Erythrozytensäule in Abhängigkeit von der Zeit, eine relativ flache Kurve. Vom Zeitpunkt des Einfüllens bis zu einem ersten Zeitpunkt senkt sich die Erythrozytensäule, durch beim Einfüllen sich ergebende Turbulenzen bedingt, nur langsam ab. Daran schließt sich, natürlich unter stetigem Obergang, ein etwa linearer Bereich an, in dessen Mitte man einen zweiten Zeitpunkt definieren kann. Ab einem dritten Zeitpunkt folgt wieder ein flacherer Kurvenbereich, weil die Packungsdichte der Teilchen so groß geworden ist, daß sie nahe an dem Hämatokrit heranreicht Zum Beispiel kann nach empirischen Ermittlungen die Zeitspanne vom Zeitpunkt 0 bis zum ersten Zeitpunkt mit einer Stunde und vom ersten bis zum zweiten Zeitpunkt mit zwei Stunden bemessen werden. Da wie beschrieben die Anfangssenkungsgeschwindigkeit kleiner ist als die Senkungsgeschwindigkeit im linearen Bereich und die auftretenden Turbulenzen unterschiedlich sein können und von weiteren Faktoren abhängen, ergeben sich große Streuungen im sogenannten Einstundenwert Nun wäre es zwar sehr sinnvoll, die Zeitspanne für den linearen Bereich zu wählen, weil dieses Intervall störungsfreier ist; aber bei einer stark beschleunigten Senkung kann der Hämatokrit natürlich wesentlich früher erreicht werden. Hier könnte in einigen Fällen eine einzuplanende Zeitspanne von z. B. zwei Stunden zu gering sein.

Es sind weiterhin Verfahren bekannt, bei denen Kapillarröhren bzw. mit Heparin oder einem anderen Gerinnungshemmer versehene Röhrchen bei der Blutsenkungsreaktion zum Einsatz gelangen (DE-OS 21 37 622 und DE-AS 24 42 877). Beiden Verfahren ist gemeinsam, daß die Verdünnung und die Vermeidung der Gerinnung des Blutes mit flüssigen Stoffen wie Natriumzitrat sich erübrigt Tatsächlich vereinfacht eine solche Anwendung von z. B. mit Heparin beschichteten Röhrchen die Blutsenkungsbestimmung wesentlich. Man kann Kapillarblut anstelle von venösem Blut verwenden, und es können zur Rationalisierung Wegwerfröhrchen benutzt werden. Die Zeitfunktion der Höhe der Erythrozytensäule verläuft mit gleicher Charakteristik wie die zuvor beschriebene, jedoch wesentlich geraffter. Insbesondere ist die Zeit bis zum Beginn des linearen Bereiches wesentlich kleinen

Der Erfindung liegt, ausgehend von der eingangs beschriebenen Vorrichtung, die Aufgabe zugrunde, eine weitgehend fehlerfreie Ermittlung der Absenkungsgeschwindigkit der Grenzschicht zwischen der Erythrozytensäule und dem Plasma mit einer relativ einfachen Vorrichtung ohne mechanisch bewegte Teile zu erreichen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß ein LC-Schwingkreis mit seiner Spule induktiv oder mit seinem Kondensator kapazitiv mit dem Meßvolumen in einer bestimmten Höhe des Proberöhrchens gekoppelt ist, daß als Meßwertaufnehmer eine mit der Schwingkreisspule induktiv gekoppelte zusätzliche Spule dient ο daß an diese eine Nachstimmschaltung für die intermittierende Nachstimmung der Resonanz des durch die Absenkung der Grenzschicht zwischen Erythrozytensäule und Plasma im Proberöhrchen verstimmten LC-Schwingkreises mit dem an letzterem

ίο liegenden, spannungsgesteuerten Oszillator angeschlossen ist, daß an die Nachstimmschaltung der Impulszähler für die der Blutsenkungsgeschwindigkeit entsprechende Zahl der Nachstimmvorgänge angeschlossen ist und daß ein quarzstabilisierter Oszillator zur Bildung

ι j der diese Zahl repräsentierenden, bei Verstimmung an den Impulszähler gelangenden Impulsfolge und zur Steuerung der Nachstimmschaltung mit dieser und dem Impulszähler verbunden ist Die elektrische Eigenschaft deren Änderung die Verstimmung des LC-Schwingbereiches bewirkt kann also die Dielektrizitätskonstante oder die Permeabilität des Meßvolumens sein, je nach Ankopplung der Schwingkreisspule oder des Schwingkreiskondensators.
Es ist, wie bereits im Zusammenhnag mit dem

r> DE-GM 73 29 914 ausgeführt, als solches allgemein bekannt, daß Erythrozyten und das sie umgebende Plasma unterschiedliche physikalische Eigenschaften wie eine unterschiedliche Dielektrizitätskonstante und eine unterschiedliche Permeabilität besitzen. Es ist

so weiterhin bekannt, zur Bestimmung von Bluteigenschaften die Dielektrizitätskonstante bzw. den Verlustfaktor des Blutes zu bestimmen (DE-OS 2135 527). Im letztgenannten bekannten Fall wird davon ausgegangen, daß die dielektrischen Eigenschaften des Blutes

)> unter den beim Fließen auftretenden Scherkräften verändert werden, weil eine Ausrichtung parallel zu den Strömungslinien bzw. -flächen und — bei höheren Geschwindigkeiten — eine Deformation erfolgt Veränderungen der entsprechenden und im bekannten Fall ermittelten elektrischen Meßwerte, die auf Deformationen der Blutkörperchen beruhen, lassen Aussagen über ihre mechanischen Eigenschaften zu. Im bekannten Fall wird in eine Kondensatoranordnung die Blutprobe eingebracht und eine der Kondensatorelektroden gedreht, um die erwähnten Schwerkräfte im Blut zu erzeugen. Am Kondensator liegt eine Hochfrequenz. Der Kondensator befindet sich elektrisch in einer Verlustfaktor-Meßbrücke. Es ist auch die Möglichkeit vorgesehen, die Elektroden und somit das Hochfrequenz-Feld direkt an ein körpereigenes Blutgefäß zu legen. Zur Ausschaltung von Meßungenauigkeiten ist es nötig, eine kleine, durch kurzzeitige schwache Zentrifugierung vom Blut abgetrennte Me.ige von Plasma gesondert zu messen.

Demgegenüber wird mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht eine elektrische Eigenschaft bzw. Konstante gemessen, sondern die Änderungen der elektrischen oder der magnetischen Eigenschaft beim Durchlaufen der Grenzschicht in Abhängigkeit von der

bo Zeit bestimmt

Gegenüber der eingangs erwähnten bekannten Vorrichtung (FR-PS 22 01 762) weist die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil auf, daß eine Messung in einem Volumenabschnitt möglic'.- ist der von der

b5 Grenzschicht, d. h. der Trennung von Erythrozytensäule und Plasmasäule durchlaufen wird. Dies erleichtert den Vergleich von Normalfall und pathologischem Fall. Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet genauer, weil

tatsächlich nur die Änderungen der dielektrischen Eigenschaften oder der magnetischen Eigenschaften der Suspension in einem vorher definierten turbulenz- und schmutzfreien Volumenabschnitt zu erfassen sind. Dabei kann der gewählte Volumenabschnitt zur Erzielung -, optimaler Ergebnisse beliebig groß gewählt werden. Außerdem schafft die Resonanzangleichung mit der Nachstimmschaltung ein eindeutiges Kriterium und wegen des unabhängigen quarzstabilisierten Oszillators ist die tatsächlich gezählte Frequenz unabhängig von ι ο Fehlern der vorgeschalteten Geräte. Die dielektrischen Eigenschaften ändern sich, weil die Erythrozyten mit einer ersten Dielektrizitätskonstanten nach unten absinken und durch das verbleibende Plasma mit einer zweiten Dielektrizitätskonstanten ersetzt werden. Ahn- ι -, lichcs gilt für die Permeabilität: An den Erythrozyten als Trägern des Hämoglobins ist Eisen angelagert, und es ist klar, daß beim Absinken der Erythrozyten, denen man eine erste Permeabilität zuschreiben kann, eine Änderung der Permeabilität in Richtung einer kleineren 2» zweiten Permeabilität, der Permeabilität des Plasmas, erfolgt

Die beschriebene Parameteränderung wird als Anzahl der Nachstimmvorgänge des jeweils auf Resonanzfrequenz nachstimmbaren LC-Schwingkreises 2 > automatisch digital erfaßt Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß durch einfache Umsetzung oder Normierung im Ergebnis eine Anzeige der für den Arzt gewohnten Blutsenkungswerte erfolgen kann, d. h. die Nachstimmung ist bereits quantisiert, so daß das Maß jo der Senkungsgeschwindigkeit in einfacher Weise generierbar und anzeigbar ist.

Zweckmäßig besteht die Nachstimmschaltung, in Signalflußrichtung betrachtet, aus einem an die zusätzliche Spule angeschlossenen Verstärker, einem Gleich- j5 richter, einem Schmitt-Trigger, einem Inverter, einem UND-Glied, an dessen weiteren Eingang der quarzstabilisierte Oszillator angeschlossen ist einem weiteren Zähler, einem Digital-Analog-Wandler und dem spannungsgesteuerten Oszillator. Dabei ist der Zähler für die Nachstimmvorgänge an eine Verzweigungsstelle vor dem UND-Glied angeschlossen.

Der Kondensator des LC-Schwingkreises ist vorzugsweise derart gestaltet daß er das Proberöhrchen mit seinen Elektroden in Form von zwei gewölbten Schalen teilweise umfaßt

Bei Messung der Permeabilität als Parameter sind zweckmäßig die Spule des LC-Schwingkreises und die zusätzliche Spule konzentrisch zum Proberöhrchen angeordnet

Beide vorgenannten Maßnahmen verbessern jeweils die kapazitive bzw. induktive Kopplung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 ein schematisches Geräte-Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Bestimmen der Blutsenkungsgeschwindigkeit,

F i g. 2 eine konkrete Spulenanordnung zu F i g. 1,

F i g. 3 eine Ausführungsvariante zu F i g. 1 und

F i g. 4 eine weitere Variante der Kondensatoranordnung in F i g. 3.

Ein LC-Parallel-Schwingkreis, bestehend aus einer Spule 1 und einem Kondensator 2, ist im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 induktiv mit dem Proberöhrchen 3 gekoppelt, indem sich das Proberöhrchen 3 in der Spule 1 befindet Im Proberöhrchen sind eine Erythrozytensäule 4, eine Grenzschicht 5 und das Plasma 6 angedeutet. Am Kondensator 2 liegt als Stellglied einei Nachstimmschaltung ein spannungsgesteuerter Oszilla tor 7. Die Spule 1 ist induktiv mit einer zusätzlicher Spule 8 gekoppelt Die Nachstimmschaltung besteht ir Signalflußrichtung betrachtet aus einem an die zusätzliche Spule 8 angeschlossenen Verstärker 9, der übei einen verstellbaren Widerstand 10 rückgekoppelt ist einem Gleichrichter 11, einem Schmitt-Trigger 12 einem Inverter 13, einer Verzweigungsstelle 14, die ar einen ersten Eingang 15 eines UND-Gliedes K angeschlossen ist an dessen zweitem Eingang 17 eir erster Ausgang 18 eines quarzstabilisierten Oszillator« 19 liegt einem (weiteren) Zähler 20, einem Digital-Analog-Wandler 21 und dem spannungsgesteuerten Oszillator 7 am Kondensator 2. An die Verzweigungsstelle 14 ist über seinen ersten Eingang 22 ein Zähler 23 für die Nachstimmvorgänge angeschlossen, der eine optische Anzeigevorrichtung 24 besitzt bzw. mit dieser zusammenarbeitet. Am zweiten Eingang 25 des Zählers 23 liegt der zweite Ausgang 26 des quarzgesteuerter Oszillators 19, der einen Frequenzgenerator mi) Quarz-Frequenzgeber 27 und mit Frequenzteiler i9i darstellt

Gemäß F i g. 2 ist die Spulenanordnung in F i g. 1 bevorzugt derart ausgeführt daß die Schwingkreisspule 1 und die zusätzliche Spule 8 konzentrisch zum Proberöhrchen 3 liegen.

Falls die Änderung der Dielektrizitätskonstante gemessen wird, ist gemäß F i g. 3 ein Schwingkreiskondensator 102 mit seinen Elektroden 102a und \02b in Form von plattenförmigen Elektroden mit dem Proberöhrchen kapazitiv gekoppelt während die Schwingkreisspule 101 nur mit der zusätzlichen Spule 108 induktiv gekoppelt ist Ansonsten kann die Schaltung gemäß F i g. 1 unverändert verwendet werden.

Das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 4 unterscheide! sich von demjenigen gemäß F i g. 3 allein dadurch, daß die Elektroden 202a und 2026 des Schwingkreiskondensators 202 gewölbt sind und das Proberöhrchen 3 umgeben. Die Schwingkreisspule 201 ist wiederum lediglich mit der zusätzlichen Spule 8 induktiv gekoppelt

Nachfolgend wird die Wirkungsweise einer erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der F i g. 1 und 2 erläutert Das Proberöhrchen 3 mit dem gerinnungsunfähig gemachten Blut befindet sich innerhalb der beider Spulen 1 und 8. Die Spule 1 und der Kondensator 2 bilden zusammen einen Parallelschwingkreis, der vor dem spannungsgesteuerten Oszillator 7 erregt wird.

Besitzt die Spule 1 eine Induktivität L und dei Kondensator 2 eine Kapazität Q so gilt für der Schwingkreis die Thomsonsche Gleichung für Dauerschwingungen:

"Ό =

]/LC

wobei ωο die Resonanzkreisfrequenz ist

Durch Eindringen eines Proberöhrchens, das mit Blui gefüllt ist, wird sich die Induktivität L verändern. Damit gilt für den Schwingkreis:

Ul₀ =

Wird dieser Schwingkreis nun auf Resonanz mittel!

des spannungsgesteuerten Oszillators 7 abgestimmt und befindet sich in ihm das Proberöhrchen 3, so wird, weil sich die Erythrozyten absenken und sich damit die Induktivität L' des Systems ändert, sich eine andere Resonanzfrequenz ergeben. Die Veränderung der Resonanzfrequenz steht in einem direkten Verhältnis zur Änderung der Erythrozytensäule 4.

Geht man nun davon aus, daß sich die Erythrozyten gleichmäßig absetzen, so wird sich auch die Resonanzfrequenz des aus der Spule 1 und dem Kondensator 2 gebildeten Schwingkreises gleichmäßig verändern. Zur Erfassung dieser Veränderungen dient die Nachstimmschaltung. Die zusätzliche Spule 8 gibt aufgrund der Induktion der Spule 1 eine Spannung ab, die in dem Verstärker 9 verstärkt wird, dessen Verstärkung über den veränderbaren Rückführwiderstand 10 geändert werden kann. Das Ausgangssignal des Verstärkers 9 wird durch den Gleichrichter 11 gleichgerichtet. Das gleichgerichtete Signal wird auf den Schmitt-Trigger 12 geführt, dessen Ausgangssignal durch den Inverter 13 invertiert wird. Befindet sich der aus der Spule 1 und dem Kondensator 2 gebildete Schwingkreis in Resonanz, so wird in der zusätzlichen Spule 8 eine maximale Spannung induziert, die nach Verstärkung und Gleichrichtung den Schmitt-Trigger 12 zum Annehmen eines ersten definierten logischen Zustandes, hier des H-Zustandes, veranlaßt (»H« entspricht bei positiver Logik dem höher positiv liegenden Spannungsbereich, bei negativer Logik dem tiefer negativ liegenden Spannungsbereich; »L« entspricht bei positiver Logik dem tiefer positiv liegenden Spannungsbereich und bei negativer Logik dem höher negativ liegenden Spannungsbereich). Am Ausgang des Schmitt-Triggers 12 kann also entschieden werden, ob der Resonanzfall vorliegt oder nicht. Liegt keine Resonanz vor, so liegt der Ausgang des Schmitt-Triggers 12 auf L und der Ausgang des Inverters 13 auf H. Damit liegt auch der erste Eingang 15 des UND-Gliedes 16 auf H.

Der Frequenzteiler 19a im quarzstabilisierten Oszillator 19 erhält die Quarzfrequenz /fest vorgegeben und teilt diese in einem bestimmten Verhältnis herunter. Am ersten Ausgang 18 des quarzstabilisierten Oszillators 19 liegt nun eine Rechteckimpulsfolge bestimmter Frequenz, die auf den zweiten Eingang 17 des UND-Gliedes 16 geführt wird.

Liegt keine Resonanz im Schwingkreis vor, so werden die im quarzstabilisierten Oszillator 19 erzeugten Rechtecksignale das UND-Glied 16 passieren und gelangen auf den elektronischen Vor- oder Rückwärtszähler 20. Wegen des anstehenden Impulses auf dem ersten Eingang 15 des UND-Gliedes 16 ist ja der Zählereingang dabei mit dem Ausgang des UND-Gliedes 16 verbunden. Der Zähler 20 kann ein einfacher Binärzähler sein, seine Ausgangsleitungen steuern einen Digital-Analog-Wandler 21, der eine dem Zählerzustand proportionale Regelspannung erzeugt, die auf den spannungsgesteuerten Oszillator 7 geführt wird. Liegt also keine Resonanz im Schwingkreis aus der Spule 1 und dem Kondensator 2 vor, so wird der Zähler 20 seine Register erhöhen und der Digital-Analog-Wandler 21 eine ständig wachsende Spannung an seinem Ausgang erzeugen, die den spannungsgesteuerten Oszillator 7 veranlaßt, auf ständig wachsender Frequenz zu schwingen. Der Schwingkreis aus Spule 1 und Kondensator 2 wird also, ausgehend von einer niedrigen Frequenz, auf einer immer höheren Frequenz schwingen, bis Resonanz eintritt In diesem Fall ändert der Schmitt-Trigger 12 seinen Zustand von L nach H, und es

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findet im Ausgang des Inverters 13 ein Sprung von H nach L statt In diesem Moment sperrt das UND-Glied 16, und es gelangen keine weiteren Zählimpulse auf den Zähler 20. Der Digital-Analog-Wandler 21 wird nun eine diesem Zählerstand entsprechende Spannung erzeugen, die den spannungsgesteuerten Oszillator 7 veranlaßt, diese Frequenz zu halten.

Aufgrund der Sedimentation der Erythrozyten werden sich nun nach kurzer Zeit weitere Erythrozyten nach unten abgesenkt haben; damit ist die Induktivität der Spule 1 verändert und damit ist der Resonanzfall nicht mehr gegeben. Der Schmitt-Trigger 12 wird wieder von H nach L gehen und damit der Inverter 13 von L nach H. Da nun das UND-Glied 16 mit seinem einen Eingang wieder auf H liegt, können am Ausgang des UND-Gliedes 16 wieder Zählimpulse auf den Zähler 20 gelangen, der seinen Zählerstand erhöhen bzw. erniedrigen wird und damit den Digital-Analog-Wandler 21 veranlaßt, eine Spannungsänderung an seinem Ausgang vorzunehmen, die so lange andauern wird, bis der Resonanzfall wieder eingetreten ist

Eine geringe Senkungsgeschwindigkeit wird folglich in einer vorgegebenen Zeit den Schwingkreis nur selten verstimmen und damit nur selten ein Nachstimmen über den Zähler 20, den Digital-Analog-Wandler 21 und den spannungsgesteuerten Oszillator 7 erforderlich machen. Bei einer hohen Senkungsgeschwindigkeit wird der Schwingkreis erheblich häufiger auf Resonanz nachgestimmt Als Maß der Senkungsgeschwindigkeit kann also die Anzahl der Umschaltungen des Schmitt-Triggers 12 in einer vorgegebenen Zeit dienen. Zu diesem Zweck erzeugt die Quarzzeitbasis bzw. der quarzstabilisierte Oszillator 19 neben den Zählsignalen, die am ersten Ausgang 18 zur Verfügung stehen, an seinem zweiten Ausgang 26 Impulse, die in der Größenordnung von 10 Sekunden liegen. Dieser Ausgang 26 steuert den Zähler 23 für die Zählung der Zahl der Nachstimmvorgänge. Während einer durch den Ausgang 26 vorgegebenen Zeitdauer werden also alle Umschaltungen des Schmitt-Triggers 12 auf den Eingang 22 des Zählers 23 gelangen. Die entsprechenden Impulse werden nach Decodierung auf der Anzeigeeinrichtung 24 dargestellt Es ist weiter möglich, den Zählerstand des Zählers 23 mit einem Druckwerk auszudrucken und so über einen größeren Zeitraum die Senkungsgeschwindigkeit aufzuzeichnen.

Zur Verdeutlichung des Vorganges wird ein konkretes Beispiel angeführt:

Es wird davon ausgegangen, daß ein Proberöhrchen 3 mit Blut in die Spule 1 eingeführt ist von dem bekannt ist, daß die Senkungsgeschwindigkeit gering ist Dieser Senkungsgeschwindigkeit könnte z. B. eine dreimalige Nachstellung des LC-Schwingkreises innerhalb von 10 Sekunden entsprechen. Der Schmitt-Trigger 12 wird also dreimal seinen Zustand ändern. Dies wird innerhalb der vorgegebenen Zeit vom Zähler 23 erkannt und auf der Anzeigevorrichtung 24 erscheint eine — drei —. Führt man nun ein Proberöhrchen 3 mit einer anderen Probe in die Spule 1 ein, von der bekannt ist, daß die Senkungsgeschwindigkeit hoch ist, so wird sich in der gleichen Zeitspanne von z.B. 10 Sekunden eine z.B. zwanzigmalige Nachstimmung des Schwingkreises ergeben. Die entsprechenden Umschaltungen des Schmitt-Triggers 12 erscheinen wieder auf der Anzeigevorrichtung 24. Über die Wahl der Torzeit, die durch den Ausgang 26 bestimmt wird, kann also eine Eichung der Vorrichtung, z.B. auf mm pro h oder andere Größen, an Hand solcher Vergleichsvorgänge erreicht

werden, falls sich dies als nötig erweisen sollte. Es kann davon ausgegangen werden, daß der Zählerstand, der von der Anzeigevorrichtung 24 angezeigt wird, und die Senkungsgeschwindigkeit in einem linearen Verhältnis zueinander stehen. Der Meßvorgang wird nach einer definierten kurzen Zeit abgebrochen.

Die Wirkungsweise der Anordnungen gemäß den Fig.3 und 4 mit Messung der Veränderung der Kapazität eines Kondensators 102a, 102b bzw. 202a, 202b ist im Prinzip die gleiche wie die an Hand der F i g. 1 beschriebene. Durch die Veränderung der Dielektrizitätskonstanten durch die sich absenkenden Erythrozyten wird wiederum der aus der Spule 101 bzw. 201 und dem Kondensator 102a, iO2b bzw. 202a und 202fc gebildete Schwingkreis verstimmt. Die Aufnahme ι der Resonanz-Bedingung erfolgt mit der zusätzlichen Spule 8 entsprechend F i g. 1.

Diese Beispiele zeigen, daß auch eine andere Anordnung von Schwingkreisspule 1 oder Schwingkreiskondensator 2 denkbar ist. Die Ausführungsform nach den F i g. 1 und 2 ist jedoch konstruktiv am einfachsten zu realisieren.

Im Ergebnis fahrt die erfindungsgemäße Vorrichtung zu folgenden wesentlichen Vorteilen:

1. Das Ergebnis liegt bereits nach kurzer vorbestimmbarer Zeit, wenige Sekunden nach Einführen des Röhrchens, vor und ist ein genauer, mit Normalwerten vergleichbarer Wert der Blutsenkungsge- schwindigkeit, weil in definierter Höhe über dem Röhrchenboden, mit Nachstimmung der Resonanz und mit einer unabhängigen Frequenz gearbeitet wird.

2. Auch bei Verwendung hämolytischer Seren werden ι ο eindeutige Ergebnisse gewonnen.

3. Trübe Seren können den Ablauf der Messung nicht beeinflussen.

4. Es ist der Einsatz geringer Mengen von Blut möglich.

5. Es ist möglich, den Verlauf der Senkungsreaktion über einen größeren Zeitraum zu messen und somit durch einen Drucker die eingangs beschriebene Kurve bzw. die entsprechenden Funktionswerte ganz oder teilweise aufzuzeichnen.

6. Die Vorrichtung selbst läßt sich relativ einfach aufbauen, da bekannte bzw. sogar standardisierte Bausteine, vorzugsweise integrierte Bausteine, verwendet werden können. Lediglich die Spulenanordnung ist gesondert herzustellen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Bestimmen der Blutsenkungsgeschwindigkeit in einem im wesentlichen vertikal stehenden Proberöhrchen, wobei die durch das Absinken der Erythrozyten veränderte elektrische oder magnetische Eigenschaft eines bestimmten Flüssigkeitsvolumens im Proberöhrchen in Abhängigkeit von der Zeit gemessen wird, mit einem Oszillator mit einem sich über das Meßvolumen schließenden Ausgangskreis, mit einem Meßwertaufnehmer, durch dessen Ausgangssignal eine Impulsfolge bestimmter Frequenz einem Impulszähler mit Anzeigevorrichtung zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein LC-Schwingkreis mit seiner Spule (I) induktiv oder mit seinem Kondensator (102; 202) kapazitiv mit dem Meßvolumen in einer bestimmten Höhe des Proberöhrchens gekoppelt ist, daß als Meßwertaufnehmer eine mit der Schwingkreisspuie (1,101,201) induktiv gekoppelte zusätzliche Spule (8) dient, daß an diese eine Nachstimmschaltung für die intermittierende Nachstimmung der Resonanz des durch die Absenkung der Grenzschicht zwischen Erythrozytensäule und Plasma im Proberöhrchen (3) verstimmten LC-Schwingkreises mit dem an letzterem liegenden, spannungsgesteuerten Oszillator (7) angeschlossen ist, daß an die Nachstimmschaltung der Impulszähler (23) für die der Blutsenkungsgeschwindigkeit entsprechende Zahl der Nachstimmvorgänge angeschlossen ist und daß ein quarzstabilisierter Oszillator (19) zur Bildung der diese Zahl repräsentierenden, bei Verstimmung an den Impulszähler (23) gelangenden Impulsfolg« und zur Steuerung der Nachstimmschaltung mit dieser und dem Impulszähler (23) verbunden ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachstimmschaltung, in Signalflußrichtung betrachtet, aus einem an die zusätzliche Spule (8) angeschlossenen Verstärker (9), einem Gleichrichter (11), einem Schmitt-Trigger (12), einem Inverter (13), einem UND-Glied (16), an dessen zweiten Eingang (17) der quarzstabilisierte Oszillator (19) angeschlossen ist, einem weiteren Zähler (20), einem Digital-Analog-Wandler (21) und dem spannungsgesteuerten Oszillator (7) besteht und daß der Zähler (23) für die Nachstimmvorgänge an eine Verzweigungsstelle (14) vor dem UND-Glied (16) angeschlossen ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (202) des LC-Schwingkreises das Proberöhrchen (3) mit seinen Elektroden in Form von zwei gewölbten Schalen (202a, 202b) teilweise umfaßt

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (1) des LC-Schwingkreises und die zusätzliche Spule (8) konzentrisch zum Proberöhrchen (3) angeordnet sind.

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