Устройство для определения скорости оседания эритроцитов

 

Изобретение относится к средствам для клинических лабораторных исследований. Устройство содержит стандартную вертикально расположенную цилиндрическую капиллярную пипетку с пробой крови, фотоэлектрический блок с источником электромагнитного излучения и фотоприемником, расположенными друг против друга по диаметру пипетки в ее рабочей части, блок питания источника электромагнитного излучения, систему измерения и обработки сигнала фотоприемника. Отличие устройства состоит в том, что в его состав дополнительно включены светодиод с дополнительным блоком питания, два упругих держателя, закрепленных на фотоэлектрическом блоке, а сам фотоэлектрический блок содержит корпус, имеющий П-образное сечение и образованный основной и двумя боковыми стенками, расположенными параллельно образующей пипетки, выполнен с возможностью размещения с помощью упругих держателей на пипетке и перемещения вдоль нее, причем боковые стенки корпуса снабжены одинаковыми прямоугольными окнами, расположенными друг против друга, ширина которых равна внутреннему диаметру пипетки, а их вертикальные оси симметрии расположены в одной плоскости с осью симметрии пипетки, при этом источник электромагнитного излучения и фотоприемник размещены с внешних сторон боковых стенок корпуса вдоль окон, основная стенка корпуса снабжена отверстием, диаметр которого равен внутреннему диаметру пипетки, в отверстии размещен светодиод, ось отверстия расположена в плоскости, проходящей через верхние кромки окон, с возможностью пересечения оси пипетки под прямым углом, причем фотоприемник выполнен в виде вентильного фотоэлемента с прямоугольной рабочей поверхностью. Изобретение позволило повысить удобство пользования и упростить конструкцию устройства. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

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 оседания эритроцитов в крови.), содержащее стандартную стеклянную вертикально расположенную капиллярную пипетку с пробой крови, фотоэлектрическую следящую систему с электрическим приводом, устройство управления 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 стандартную стеклянную вертикально расположенную цилиндрическую капиллярную пипетку с пробой крови, фотоэлектрический блок с источником электромагнитного излучения и фотоприемником, расположенными друг против друга по диаметру пипетки в ее рабочей части, блок питания источника электромагнитного излучения, 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 из 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.

Задачей предлагаемого изобретения является автоматизация рутинных лабораторных анализов скорости оседания эритроцитов.

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

Технический результат достигается тем, что в состав устройства для определения скорости оседания эритроцитов, содержащего стандартную стеклянную вертикально расположенную цилиндрическую капиллярную пипетку с пробой крови, фотоэлектрический блок с источником электромагнитного излучения и фотоприемником, расположенными друг против друга по диаметру пипетки в ее рабочей части, блок питания источника электромагнитного излучения, систему измерения и обработки сигнала фотоприемника, дополнительно включены светодиод с дополнительным блоком питания, два упругих держателя, закрепленных на фотоэлектрическом блоке, а сам фотоэлектрический блок содержит корпус, имеющий П-образное сечение и образованный основной и двумя боковыми стенками, расположенными параллельно образующей пипетки, выполнен с возможностью размещения с помощью упругих держателей на пипетке и перемещения вдоль нее, причем боковые стенки корпуса снабжены одинаковыми прямоугольными окнами, расположенными друг против друга, ширина которых равна внутреннему диаметру пипетки, а их вертикальные оси симметрии расположены в одной плоскости с осью симметрии пипетки, при этом источник электромагнитного излучения и фотоприемник размещены с внешних сторон боковых стенок корпуса вдоль окон, основная стенка корпуса снабжена отверстием, диаметр которого равен внутреннему диаметру пипетки, в отверстии размещен светодиод,. ось отверстия расположена в плоскости, проходящей через верхние кромки окон, с возможностью пересечения оси пипетки под прямым углом, причем фотоприемник выполнен в виде вентильного фотоэлемента с прямоугольной рабочей поверхностью, блок питания источника электромагнитного излучения выполнен с возможностью работы в импульсном режиме.

Такая конструкция лишена каких-либо подвижных элементов, обеспечивает высокую точность измерений за счет наличия светодиодного узла установки фотоэлектрического блока относительно начального значения уровня крови в стеклянной пипетке и применения вентильного фотоэлемента, сигнал которого пропорционален площади его освещенного участка.

По сравнению с прототипом заявляемая конструкция имеет отличительные особенности в совокупности элементов, их конструктивном исполнении и взаимном расположении.

Схема устройства для определения скорости оседания эритроцитов изображена на фиг.1.

На фиг. 2 показана установка пипетки с пробой крови относительно светодиода.

На фиг.3 показана СОЭ-грамма крови.

Устройство для определения скорости оседания эритроцитов содержит стандартную стеклянную вертикально расположенную цилиндрическую капиллярную пипетку 1 с пробой крови, фотоэлектрический блок 2 с источником электромагнитного излучения 3 и фотоприемником 4, расположенными друг против друга по диаметру пипетки 1 в ее рабочей части, блок питания 5 источника электромагнитного излучения 3, систему измерения и обработки 6 сигнала фотоприемника, светодиод 7 с дополнительным блоком питания 8, два упругих держателя 9 и 10, закрепленных на фотоэлектрическом блоке 2. Сам фотоэлектрический блок выполнен в виде корпуса 11, имеющего П-образное сечение и образованного основной 12 и двумя боковыми 13 и 14 стенками, расположенными параллельно образующей пипетки 1, выполнен с возможностью размещения с помощью упругих держателей 9 и 10 на пипетке 1 и перемещения вдоль нее. Боковые стенки корпуса снабжены одинаковыми прямоугольными окнами 15 и 16, расположенными друг против друга, ширина которых равна внутреннему диаметру пипетки, а их вертикальные симметричные оси 17 и 18 расположены в одной плоскости с осью симметрии 19 пипетки 1, при этом источник электромагнитного излучения 3 и фотоприемник 4 размещены с внешних сторон боковых стенок корпуса 11 вдоль окон 15 и 16 (на фиг. 1 источник излучения 3 и фотоприемник 4 условно изображены на некотором расстоянии от внешних поверхностей боковых стенок). Основная стенка 12 корпуса 11 снабжена отверстием 20, диаметр которого равен внутреннему диаметру пипетки 1, в отверстии размещен светодиод 7, а ось 21 отверстия 20 расположена в плоскости 22, проходящей через верхние кромки окон 15 и 16, с возможностью пересечения оси 19 пипетки под прямым углом. Фотоприемник 4 выполнен в виде вентильного фотоэлемента с прямоугольной рабочей поверхностью. Длина фотоприемника 4 равна высоте окна 16 в боковой стенке 14. Блок питания 5 источника электромагнитного излучения 3 выполнен с возможностью работы в импульсном режиме для предотвращения нагревания пробы крови в пипетке электромагнитным излучением.

Работа устройства для определения скорости оседания эритроцитов осуществляется следующим образом.

Пипетка 1 с пробой крови устанавливается вертикально в стандартный штатив (на фиг. 1 с целью упрощения рисунка не изображен). На пипетку 1 с помощью упругих держателей 9 и 10 устанавливается фотоэлектрический блок 2. При установке этого блока включают блок питания 8, что вызывает свечение светодиода 7, которое через отверстие 20 направляется в сторону пипетки 1. Лаборант, осуществляющий анализ крови, наблюдает через стеклянную пипетку светящееся изображение отверстия 20, перемещает фотоэлектрический блок 2 по высоте пипетки до тех пор, пока не будет достигнуто взаимное расположение отверстия 20 и уровня крови в пипетке 1, обеспечивающее изображение, показанное на фиг.2. При этом ось 21 отверстия 20 будет размещаться в плоскости, соответствующей начальному значению уровня крови в пипетке 1. На этом же уровне будут располагаться верхние кромки окон 15 и 16. После установки фотоэлектрического блока 2 источник питания 8 отключают и свечение светодиода 7 прекращается. Включают блок питания 5, который посылает через постоянные интервалы времени (в испытанном образце устройства через 30 с) электрические импульсы к источнику электромагнитногo излучения 3. Импульсный световой поток, создаваемый источником 3, через окно 15 просвечивает пробу крови в пипетке 1 по всей рабочей зоне, высота которой определяется высотой окон 15 и 16 (в испытанном устройстве высота окна равна 25 мм). Поток электромагнитного излучения, выходящий из пробы крови, попадает через окно 16 к фотоприемнику 4, генераторный сигнал которого зависит от площади его освещаемой поверхности. Этот сигнал воспринимается системой измерения и обработки 6. Первоначально, когда кровью, находящейся в пипетке 1, перекрывается вся рабочая часть пипетки 1, сигнал фотоприемника 4 (см. фиг.3) практически не изменяется. С течением времени эритроциты в пипетке оседают и их уровень понижается. Так как находящийся над уровнем эритроцитов слой плазмы практически не поглощает электромагнитное излучение в видимой части спектра, постепенно увеличивается освещаемая поверхность фотоприемника 4, а это вызывает пропорциональное увеличение его сигнала (см. фиг.3). Изменение сигнала фотоприемника во времени, представляющее собой СОЭ-грамму (приведенная на фиг.3 СОЭ-грамма получена экспериментальным путем), которая обрабатывается в реальном масштабе времени, позволяет получить текущее значение скорости оседания эритроцитов V = Δh/Δt (где Δh - изменения высоты столбика крови, Δt - отрезок времени) в любой момент времени, значение изменения уровня крови в пипетке за 1 ч, а также определить индекс скорости оседания эритроцитов (Справочник по клиническим лабораторным методам исследования. М.: Медицина, 1975. С.81), который вычисляют по формуле: ИСОЭ = Δh₃₀/Δh₁₂₀, где Δh₃₀ - уменьшение уровня столбика крови за 30 мин; Δh₁₂₀ - уменьшение уровня столбика крови за 120 мин.

Преимуществом предлагаемого технического решения является: - простота конструкции и эксплуатации; - отсутствие подвижных элементов; - генераторный сигнал фотоэлектрического блока, исключающий необходимость применения дополнительных источников питания; - малая 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

1. Устройство для определения скорости оседания эритроцитов, содержащее стандартную вертикально расположенную капиллярную пипетку с пробой крови, фотоэлектрический блок с источником электромагнитного излучения и фотоприемником, расположенными друг против друга по диаметру пипетки в ее рабочей части, блок питания источника электромагнитного излучения, систему измерения и обработки сигнала фотоприемника, отличающееся тем, что в состав устройства дополнительно включены светодиод с дополнительным блоком питания, два упругих держателя, закрепленных на фотоэлектрическом блоке, а сам фотоэлектрический блок содержит корпус, имеющий П-образное сечение и образованный основной и двумя боковыми стенками, расположенными параллельно образующей пипетки, выполнен с возможностью размещения с помощью упругих держателей на пипетке и перемещения вдоль нее, причем боковые стенки корпуса снабжены одинаковыми прямоугольными окнами, расположенными друг против друга, ширина которых равна внутреннему диаметру пипетки, а их вертикальные оси симметрии расположены в одной плоскости с осью симметрии пипетки, при этом источник электромагнитного излучения и фотоприемник размещены с внешних сторон боковых стенок корпуса вдоль окон, основная стенка корпуса снабжена отверстием, диаметр которого равен внутреннему диаметру пипетки, в отверстии размещен светодиод, ось отверстия расположена в плоскости, проходящей через верхние кромки окон, с возможностью пересечения оси пипетки под прямым углом, причем фотоприемник выполнен в виде вентильного фотоэлемента с прямоугольной рабочей поверхностью.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок питания источника электромагнитного излучения выполнен с возможностью работы в импульсном режиме.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3