Способ и устройство для определения времени свертывания пробы крови, а также реакционная кювета
METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING THE BLOOD SAMPLE COAGULATION TIME, AS WELL AS A REACTION TRAY

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для определения времени свертывания подлежащей анализу пробы крови, а также к реакционной кювете.
В документе ЕР 0325874 описана реакционная кювета, с помощью которой можно определять время свертывания подлежащей анализу пробы крови. Для этого на дне реакционной кюветы предусмотрена криволинейная поверхность качения, вогнутая часть которой обращена вверх и на которую помещен ферромагнитный шарик с возможностью приведения его в движение.
В цитированном выше документе ЕР 0325874 раскрыт также способ определения времени свертывания, включающий в себя следующие этапы:
- вводят подлежащую анализу пробу крови в реакционную кювету,
- помещают ферромагнитный шарик на поверхность качения реакционной кюветы,
- воздействуют на ферромагнитный шарик магнитным полем для приведения ферромагнитного шарика в колебательное движение по поверхности качения,
- пропускают через подлежащей анализу пробу крови падающий световой луч, рассчитанный таким образом, чтобы он был, по существу, касательным к ферромагнитному шарику, когда последний находится в самой нижней точке поверхности качения,
- детектируют, по меньшей мере, один световой луч, пропущенный через реакционную кювету и исходящий из падающего светового луча, с получением при этом измерительного сигнала, характеризующего изменение амплитуды и/или частоты движения ферромагнитного шарика, и
- определяют по измерительному сигналу время свертывания подлежащей анализу пробы крови.
Однако в случае, если изменение амплитуды и/или частоты движения ферромагнитного шарика обусловлено не увеличением вязкости подлежащей анализу пробы крови, а наличием в этой пробе пузырьков воздуха и/или каких-либо примесей, то значение времени свертывания, определенное с использованием такого способа, не будет корректным, что снижает надежность подобных способов определения.
Настоящее изобретение направлено на устранение этого недостатка.
Положенная в основу изобретения техническая проблема в частности состоит в разработке способа и устройства для определения времени свертывания подлежащей анализу пробы крови, с помощью которых можно было бы определять это время свертывания достаточно надежным и экономичным образом.
Для решения указанной проблемы предложен способ определения времени свертывания подлежащей анализу пробы крови, включающий в себя следующие этапы:
- берут реакционную кювету с подлежащей анализу пробой крови, причем реакционная кювета имеет дно, ограничивающее собой вогнутую поверхность качения, вогнутая часть которой обращена вверх,
- помещают ферромагнитный шарик на поверхность качения реакционной кюветы,
- воздействуют на ферромагнитный шарик магнитным полем для приведения ферромагнитного шарика в колебательное движение по поверхности качения,
- пропускают через подлежащую анализу пробу крови падающий световой луч, рассчитанный таким образом, чтобы он, по меньшей мере, частично перекрывался ферромагнитным шариком, когда последний совершает, по меньшей мере, часть своего колебательного движения по поверхности качения,
- детектируют, по меньшей мере, один световой луч, пропущенный через реакционную кювету и исходящий из падающего светового луча, с получением при этом измерительного сигнала,
- осуществляют первую обработку измерительного сигнала с получением при этом первого сигнала, характеризующего изменение, по меньшей мере, одной физической величины, характеризующей движение ферромагнитного шарика,
- осуществляют вторую обработку измерительного сигнала с получением при этом второго сигнала, характеризующего изменение, по меньшей мере, одного оптического свойства подлежащей анализу пробы крови,
- определяют по первому измерительному сигналу первое значение времени свертывания подлежащей анализу пробы крови, и
- определяют по второму измерительному сигналу второе значение времени свертывания подлежащей анализу пробы крови.
Благодаря этому способу удается получать количественные значения времени свертывания в соответствии с двумя разными методами, что позволяет повысить надежность полученных результатов. Действительно, в случае преждевременной остановки движения ферромагнитного шарика, например, вследствие попадания пузырька воздуха или примесей в подлежащей анализу пробу крови, сравнение полученных первого и второго значений позволит выявить различие между двумя полученными значениями времени свертывания. При этом оператор сможет принять в расчет только второе полученное значение, на которое остановка движения ферромагнитного шарика оказывает меньшее влияние, или же провести повторное испытание, чтобы можно было обеспечить надлежащее измерение времени свертывания. В результате способ определения времени свертывания пробы крови согласно изобретению позволяет получить два независимых друг от друга результата измерения времени свертывания и, следовательно, повысить надежность измерения этого параметра.
В соответствии с одним из вариантов осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, полученный измерительный сигнал получают посредством дискретизации непрерывного сигнала с равными интервалами, причем длительность одного интервала предпочтительно меньше 15 мсек., например, порядка 10 мсек. или 4 мсек.
В соответствии с одним из вариантов осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, первую обработку измерительного сигнала осуществляют таким образом, чтобы первый полученный сигнал соответствовал интервалу между верхней огибающей и нижней огибающей измерительного сигнала.
m
В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, блок обработки настраивают таким образом, чтобы первый полученный сигнал соответствовал скользящей средней интервала между верхней огибающей и нижней огибающей измерительного сигнала, а точнее - скользящей средней интервала между верхней огибающей и нижней огибающей измерительного сигнала по заданному множеству значений интервала между верхней огибающей и нижней огибающей измерительного сигнала, например двенадцати, соответствующие следующим друг за другом моментам измерения или дискретизации, или по заданному интервалу скольжения. Целесообразно, чтобы каждое значение первого сигнала для данного момента измерения или дискретизации определяли как скользящую среднюю заданного множества значений интервала между верхней огибающей и нижней огибающей измерительного сигнала S, соответствующих следующим друг за другом моментам измерения или дискретизации, которые предшествовали соответствующему данному моменту измерения или дискретизации. Предпочтительно, чтобы каждое значение первого сигнала для данного момента измерения или дискретизации определяли как скользящую среднюю последних значений интервала между верхней огибающей и нижней огибающей измерительного сигнала, например, двенадцати последних значений интервала между верхней огибающей и нижней огибающей измерительного сигнала.
В соответствии с одним из вариантов осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, верхнюю огибающую измерительного сигнала определяют посредством соединения локальных максимумов измерительного сигнала, а нижнюю огибающую измерительного сигнала определяют посредством соединения локальных минимумов измерительного сигнала.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, в качестве, по меньшей мере, одной физической величины, характеризующей движение ферромагнитного шарика, используют амплитуду и/или частоту движения ферромагнитного шарика.
В соответствии со следующим вариантом осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, этап определения первого значения времени свертывания подлежащей анализу пробы крови включает в себя этап, на котором получают базовый сигнал, соответствующий скользящей средней первого сигнала, например, по заданному интервалу скольжения или по множеству значений первого сигнала, которые соответствуют следующим друг за другом моментам измерения или дискретизации, причем первое значение времени свертывания подлежащей анализу пробы крови определяют на основе базового сигнала.
В соответствии со следующим вариантом осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, каждое значение базового сигнала для данного момента измерения или дискретизации определяют как скользящую среднюю множества значений первого сигнала, соответствующих следующим друг за другом моментам измерения или дискретизации, входящим в интервал значений времени, границы которого определяют на основе данного момента измерения или дискретизации. Так, например, каждое значение базового сигнала для данного момента измерения или дискретизации определяют как скользящую среднюю множества значений первого сигнала, соответствующих моментам измерения или дискретизации, входящим в интервал значений времени, предпочтительно составляющий от 8 до 12 секунд и равный, например, приблизительно 10 секундам, который предшествует данному моменту измерения или дискретизации.
В соответствии со следующим вариантом осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, каждое значение базового сигнала для данного момента измерения или дискретизации определяют как скользящую среднюю множества значений, включающего в себя значение первого сигнала в соответствующий данный момент измерения или дискретизации и все значения первого сигнала, которые соответствуют моментам измерения или дискретизации, предшествующим соответствующему данному моменту измерения или дискретизации.
В соответствии со следующим вариантом осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, этап определения первого значения времени свертывания подлежащей анализу пробы крови включает в себя этап, на котором определяют точку пересечения первого сигнала с заданной процентной величиной базового сигнала, причем в качестве первого значения времени свертывания подлежащей анализу пробы крови берут значение времени, соответствующее заданной точке пересечения.
В соответствии со следующим вариантом осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, заданную процентную величину базового сигнала берут в пределах от 30 до 60%.
В соответствии со следующим вариантом осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, вторую обработку измерительного сигнала осуществляют таким образом, чтобы второй выдаваемый сигнал соответствовал средней верхней огибающей измерительного сигнала.
В соответствии со следующим вариантом осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, блок обработки настраивают таким образом, чтобы второй полученный сигнал соответствовал скользящей средней верхней огибающей измерительного сигнала, а точнее - скользящей средней верхней огибающей измерительного сигнала по заданному множеству значений верхней огибающей, например, двенадцати, которые соответствуют следующим друг за другом моментам измерения или дискретизации, или по заданному интервалу скольжения. Целесообразно, чтобы каждое значение второго сигнала для данного момента измерения или дискретизации определяли как скользящую среднюю заданного множества значений верхней огибающей, соответствующих следующим друг за другом моментам измерения или дискретизации, которые предшествовали соответствующему данному моменту измерения или дискретизации. Предпочтительно, чтобы каждое значение второго сигнала для данного момента измерения или дискретизации определяли как скользящую среднюю последних значений верхней огибающей, например, двенадцати последних значений верхней огибающей.
В соответствии со следующим вариантом осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, этап определения второго значения времени свертывания подлежащей анализу пробы крови включает в себя этап, на котором определяют максимальную крутизну второго сигнала, причем в качестве второго значения времени свертывания подлежащей анализу пробы крови берут момент, соответствующий указанной максимальной крутизне.
В соответствии со следующим вариантом осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, этот способ включает в себя этап, на котором сравнивают определенные первое и второе значения времени свертывания.
В соответствии со следующим вариантом осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, этот способ включает в себя этап, на котором регулируют интенсивность падающего светового луча в соответствии с исходным значением измерительного сигнала.
В соответствии со следующим вариантом осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, реакционная кювета выполнена таким образом, чтобы самая нижняя точка поверхности качения располагалась, по существу, в ее середине.
В соответствии со следующим вариантом осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, исходное значение измерительного сигнала соответствует положению ферромагнитного шарика, по существу, в зоне самой нижней точки поверхности качения.
В соответствии со следующим вариантом осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, этот способ дополнительно включает в себя этап, на котором регулируют, в ходе начальной фазы способа определения времени свертывания пробы крови, по меньшей мере, один параметр, характеризующий магнитное поле, которым воздействуют на ферромагнитный шарик, в соответствии с исходными значениями измерительного сигнала.
В соответствии со следующим вариантом осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, по меньшей мере, один параметр, характеризующий магнитное поле, которым воздействуют на ферромагнитный шарик, регулируют в соответствии с исходными значениями первого сигнала.
В соответствии со следующим вариантом осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, в качестве, по меньшей мере, одного параметра, характеризующего магнитное поле, берут период и/или индукцию магнитного поля, которым воздействуют на ферромагнитный шарик.
В соответствии со следующим вариантом осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, частоту возбуждения магнитного поля выбирают близкой к собственной частоте колебательного движения ферромагнитного шарика.
В соответствии со следующим вариантом осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, магнитное поле генерируют с помощью системы генерации магнитного поля, проходящей перпендикулярно к основному направлению, в котором проходит поверхность качения. Благодаря такому размещению системы генерации магнитного поля удается вертикально разместить излучатель вблизи от дна реакционной кюветы, что позволяет уменьшить расстояние между падающим световым лучом и,, дном реакционной кюветы, причем этому не мешает наличие системы генерации магнитного поля. Это также приводит к уменьшению количества реактива и пробы крови, требуемого для введения в реакционную кювету для проведения каждого испытания, а, значит, снижаются и затраты на каждое такое испытание.
В соответствии со следующим вариантом осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, систему генерации магнитного поля размещают, по меньшей мере, частично напротив одной из стенок реакционной кюветы, размещенной, по существу, параллельно поверхности качения, например, напротив продольной стенки реакционной кюветы.
В соответствии со следующим вариантом осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, система генерации магнитного поля содержит первый и второй электромагниты, размещенные вблизи от соответствующих концов поверхности качения. Эти первый и второй электромагниты могут размещаться, например, по одну и ту же сторону от поверхности качения.
В соответствии со следующим вариантом осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, магнитное поле можно регулировать путем изменения, например, интервалов между импульсами и/или длительности электрических импульсов, подаваемых на катушки электромагнитов.
В соответствии со следующим вариантом осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, устройство для определения времени свертывания пробы крови настраивают таким образом, чтобы в случае, когда реакционная кювета установлена в приемное гнездо и ферромагнитный шарик находится в самой нижней точке поверхности качения, этот ферромагнитный шарик частично перекрывал падающий световой луч.
В соответствии со следующим вариантом осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, пропущенный световой луч детектируют с помощью детектирующего элемента, находящегося, по существу, на оси падающего светового луча.
В соответствии со следующим вариантом осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, падающий световой луч генерируют с помощью излучателя. Излучатель и детектор располагают, например, по существу, на оси поверхности качения.
Предметом изобретения является также устройство для определения времени свертывания подлежащей анализу пробы крови, это устройство для определения времени свертывания крови содержит:
- приемное гнездо, в которое установлена реакционная кювета с подлежащей анализу пробой крови и ферромагнитным шариком, причем реакционная кювета ограничивает собой вогнутую поверхность качения, вогнутая часть которой обращена вверх и на которую помещен ферромагнитный шарик,
- систему генерации магнитного поля, выполненную с возможностью генерации магнитного поля, обеспечивающего приведение ферромагнитного шарика в колебательное движение по поверхности качения, когда реакционная кювета установлена в приемное гнездо,
- излучатель, выполненный с возможностью испускать падающий световой луч в направлении подлежащей анализу пробы крови, когда реакционная кювета установлена в приемное гнездо, причем падающий световой луч рассчитан таким образом, чтобы он, по меньшей мере, частично перекрывался ферромагнитным шариком, когда последний совершает, по меньшей мере, часть движения по поверхности качения,
- детектор, выполненный с возможностью детектировать, по меньшей мере, один световой луч, пропущенный через реакционную кювету и исходящий из падающего светового луча, с получением при этом измерительного сигнала, и
- блок обработки, выполненный таким образом, чтобы он:
- осуществлял первичную обработку измерительного сигнала с получением при этом первого сигнала, характеризующего изменение, по меньшей мере, одной физической величины, характеризующей движение ферромагнитного шарика,
- осуществлял вторичную обработку измерительного сигнала с получением при этом второго сигнала, характеризующего изменение, по меньшей мере, одного оптического свойства подлежащей анализу пробы крови,
- определял по первому измерительному сигналу первое значение времени свертывания подлежащей анализу пробы крови, и - определял по второму измерительному сигналу второе значение времени свертывания подлежащей анализу пробы крови.
В соответствии с одним из вариантов исполнения устройства для определения времени свертывания пробы крови, система генерации магнитного поля проходит перпендикулярно к основному направлению, в котором проходит поверхность качения.
В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, детектор находится, по существу, на оси падающего светового луча.
В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, самая нижняя точка поверхности качения расположена, по существу, в ее середине.
В соответствии с одним из вариантов исполнения устройства для определения времени свертывания пробы крови, ферромагнитный шарик и поверхность качения выполнены таким образом, чтобы, когда ферромагнитный шарик находится в самой нижней точке поверхности качения, этот ферромагнитный шарик частично перекрывал падающий световой луч.
В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, степень перекрытия падающего светового луча изменяется от некоторого минимального значения, соответствующего положению ферромагнитного шарика в зоне самой нижней точки поверхности качения, до некоторого максимального значения, соответствующего положению ферромагнитного шарика с наибольшим удалением от самой нижней точки поверхности качения, причем минимальное значение находится в пределах, например, от 5 до 10%.
В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, в качестве детектора использован фотодетектор типа фотодиода.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения, в качестве излучателя использован электролюминесцентный диод. В соответствии со следующим вариантом осуществления изобретения, устройство для определения времени свертывания пробы крови содержит ферромагнитный шарик, помещаемый на дно реакционной кюветы.
В соответствии со следующим вариантом осуществления изобретения, устройство для определения времени свертывания пробы крови имеет загрузочную систему, обеспечивающую установку реакционных кювет в приемное гнездо и извлечение их из этого гнезда. Целесообразно, чтобы такая загрузочная система имела линейный привод, который может включать в себя, например, шаговый электродвигатель.
Предметом изобретения является также реакционная кювета, пригодная для осуществления предлагаемого способа, эта реакционная кювета включает в себя:
- контейнер, выполненный таким образом, чтобы в нем могла содержаться подлежащая анализу биологическая жидкость, этот контейнер имеет:
- нижнюю часть с дном, ограничивающим собой вогнутую поверхность качения, вогнутая часть которой обращена вверх, причем самая нижняя точка поверхности качения расположена, по существу, в ее середине и эта поверхность качения обеспечивает направленное колебательное движение ферромагнитного шарика,
- верхнюю часть, ограничивающую собой входное отверстие,
- первые крепежные элементы, обеспечивающие крепление реакционной кюветы к первой смежной реакционной кювете в первом направлении крепления, и
- вторые крепежные элементы, обеспечивающие крепление реакционной кюветы ко второй смежной реакционной кювете во втором направлении крепления, которое, по существу, перпендикулярно к первому направлению крепления, указанная реакционная кювета отличается тем, что ширина нижней части контейнера в направлении перпендикулярном основному направлению, в котором проходит поверхность качения, меньше ширины верхней части контейнера в направлении перпендикулярном основному направлению, в котором проходит поверхность качения, и тем, что поверхность качения проходит перпендикулярно к средней продольной плоскости верхней части контейнера.
Соответственно, поверхность качения оказывается ближе к первой продольной стенке реакционной кюветы, чем ко второй продольной стенке реакционной кюветы, которая противоположна по отношению к указанной первой продольной стенке.
При такой конфигурации реакционной кюветы удается производить измерения времени свертывания в сокращенном объеме реакционной смеси, например, менее 90 мкл, и, следовательно, уменьшить объем забираемой пробы, а также количество используемых реактивов. В результате достигается существенное снижение затрат на проведение каждого испытания.
Кроме того, в ходе иммунологических измерений с использованием магнитных частиц такая конфигурация реакционной кюветы обеспечивает возможность установки магнита или электромагнита при промывке этих частиц как можно ближе к зоне реакции кюветы (помещая его, по существу, вплотную к продольной стенке реакционной кюветы, наиболее близкой к поверхности качения), а значит, и оптимального притяжения магнитных частиц к продольной стенке реакционной кюветы, что позволяет устранить даже малейшую опасность выхода некоторого количества магнитных частиц, связанных с подлежащим анализу веществом, за пределы реакционной кюветы вместе с промывным раствором.
Укажем также, что в ходе тех же иммунологических измерений с использованием магнитных частиц такая конфигурация реакционной кюветы обеспечивает возможность установки оптического считывающего элемента как можно ближе к зоне реакции кюветы, а, следовательно, и получения более точных и надежных результатов измерения.
В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, верхняя часть контейнера выполнена с расширением в направлении входного отверстия.
В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, нижняя часть контейнера имеет, по существу, форму параллелепипеда и вытянута в основном направлении, в котором проходит поверхность качения.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения, первые крепежные элементы содержат, по меньшей мере, один крепежный язычок, направленный вниз и отходящий от верхней кромки верхней части контейнера.
В соответствии со следующим вариантом осуществления изобретения, реакционная кювета имеет вырез, выполненный на верхней кромке верхней части контейнера, противоположной по отношению к верхней кромке, от которой отходит крепежный язычок, причем крепежный язычок реакционной кюветы выполнен с возможностью взаимодействия с вырезом смежной реакционной кюветы в первом направлении крепления.
В соответствии со следующим вариантом осуществления изобретения, вторые крепежные элементы содержат первый крюк, загнутый вверх, и второй крюк, загнутый вниз, причем первый крюк, загнутый вверх, выполнен с возможностью сцепления со вторым крюком, загнутым вниз, смежной реакционной кюветы, при этом первый и второй крюки размещены в основании реакционной кюветы, вдоль двух кромок, противоположных и ортогональных по отношению к верхней кромке, от которой отходит крепежный язычок.
В соответствии со следующим вариантом осуществления изобретения, поверхность качения имеет форму полуцилиндра с радиусом от 8 до 10 мм.
Сущность изобретения станет более понятной в ходе чтения нижеследующего описания, приводимого со ссылками на приложенные схематические чертежи, которые иллюстрируют, в качестве примеров, не имеющих ограничительного характера, один из вариантов исполнения данного устройства для определения времени свертывания пробы крови и данной реакционной кюветы.
Фиг. 1 представляет собой вид в аксонометрии реакционной кюветы согласно изобретению.
Фиг. 2 представляет собой вид в аксонометрии в поперечном разрезе реакционной кюветы по фиг. 1.
Фиг. 3 представляет собой вид в продольном разрезе реакционной кюветы по фиг. 1 с ферромагнитным шариком.
Фиг. 4 представляет собой вид в поперечном разрезе реакционной кюветы по фиг. 1 с ферромагнитным шариком.
Фиг. 5-8 представляют собой виды в аксонометрии устройства для определения времени свертывания пробы крови согласно изобретению, имеющего реакционную кювету, в разных рабочих положениях.
Фиг. 9 представляет собой схематическое изображение в разрезе, иллюстрирующее относительное размещение системы генерации магнитного поля устройства для определения времени свертывания пробы крови по фиг. 5 и реакционной кюветы, входящей в состав этого устройства.
Фиг. 10-13 представляют собой частичные виды в продольном разрезе устройства для определения времени свертывания пробы крови по фиг. 5, иллюстрирующие разные положения ферромагнитного шарика, помещенного на поверхность качения реакционной кюветы.
Фиг. 15 представляет собой диаграмму изменения во времени амплитуды измерительного сигнала.
Фиг. 16 представляет собой диаграмму изменения во времени амплитуды нижней и верхней огибающих измерительного сигнала.
Фиг. 17 представляет собой диаграмму изменения интервала между верхней и нижней огибающими измерительного сигнала и изменения заданной процентной величины измерительного сигнала, определенной на основе интервала между верхней и нижней огибающими измерительного сигнала.
Фиг. 18 представляет собой диаграмму изменения во времени амплитуды усредненной верхней огибающей измерительного сигнала.
На фиг. 1-4 представлена одиночная реакционная кювета 2 из пластика, прозрачного для световых лучей. Эта реакционная кювета 2 содержит контейнер 3, в котором может содержаться подлежащая анализу биологическая жидкость типа пробы крови. Высота контейнера 3 может составлять, например, около 22 мм. В нем может находиться, например, до 600 мкл подлежащей анализу биологической жидкости.
Контейнер 3 имеет нижнюю часть 4 и верхнюю часть 5, которая служит продолжением нижней части 4. Нижняя часть 4 имеет, по существу, форму параллелепипеда длиной, например, порядка 8 мм и шириной порядка 3 мм.
Нижняя часть 4 имеет две параллельных друг другу продольных стенки 6а, 6b, две параллельных друг другу поперечных стенки 7а, 7b и дно 8. Это дно 8 ограничивает собой вогнутую поверхность качения 9 с вогнутой частью, обращенной вверх.
Поверхность качения 9 вытянута в направлении вдоль нижней части 4 контейнера 3, а ее самая нижняя точка расположена, по существу, в ее середине. Поверхность качения 9 обеспечивает направленное колебательное движение ферромагнитного шарика 11. Эта поверхность качения 9 может быть, например, криволинейной и иметь практически V-образную форму, или же, как видно на фиг. 3, форму полуцилиндра. В соответствии с показанным на чертежах вариантом осуществления, поверхность качения 9 ограничена двумя боковыми планками 12, 13, сформированными в дне 8 нижней части 4 контейнера 3. Если говорить точнее, эти две боковые планки 12, 13 обеспечивают направленное колебательное движение ферромагнитного шарика 11 в реакционной кювете 2.
Верхняя часть 5 контейнера 3 выполнена с расширением на стороне, противоположной дну 8, и ограничивает собой входное отверстие 14. Эта верхняя часть 5 имеет в целом, например, форму усеченного конуса. У верхней части 5 имеются две параллельные друг другу продольные стенки 15а, 15b и две поперечные стенки 16а, 16b, соединяющие друг с другом указанные продольные стенки 15а, 15b, при этом продольные стенки 15а, 15b и поперечные стенки 16а, 16b ограничивают собой входное отверстие 14.
В соответствии с представленном на чертежах вариантом осуществления, верхняя часть 5 имеет также соединительную стенку 17, которая соединяет продольные стенки 6b, 15b, причем эта соединительная стенка 17 наклонена относительно продольных стенок 6b, 15b. При использовании этого варианта осуществления изобретения продольные стенки 6а, 15а являются компланарными, тогда как продольные стенки 6b, 15b параллельны и смещены относительно друг друга.
Поперечное направление D1 определяют как направление, ортогональное к продольным стенкам 6а, 6b, а продольное направление D2 - как направление, ортогональное к поперечным стенкам 7а, 7b. Кроме того, плоскость Р1 определяют как среднюю продольную плоскость верхней части 5 контейнера 3, плоскость Р2 как среднюю продольную плоскость нижней части 4 контейнера 3, а плоскость Р3 - как среднюю поперечную плоскость контейнера (см. фиг. 3 и 4).
Как более четко видно на фиг. 2 и 4, ширина нижней части 4 контейнера 3 в направлении перпендикулярном к основному направлению, в котором проходит поверхность качения 9, то есть в направлении D1, меньше ширины верхней части 5 контейнера 3 в направлении перпендикулярном к основному направлению, в котором проходит поверхность качения 9, то есть в направлении D1.
Кроме того, нижняя часть 4 контейнера 3, а конкретнее поверхность качения 9, проходит перпендикулярно к средней продольной плоскости Р1 верхней части 5 контейнера 3. Вследствие этого поверхность качения 9 оказывается ближе к продольной стенке 6а нижней части 4, чем к продольной стенке 6b.
В соответствии с продемонстрированным на чертежах вариантом осуществления, реакционная кювета 2 имеет также первую отделочную стенку 18, являющуюся продолжением продольной стенки 6а на стороне, противоположной вводному отверстию 14, и вторую отделочную стенку 19, являющуюся продолжением продольной стенки 15b на стороне, противоположной вводному отверстию 14.
Реакционная кювета 2 имеет также крепежный язычок 21, направленный вниз и отходящий от верхней продольной кромки 22 части верхней части 5 контейнера 3. Кроме того, реакционная кювета 2 имеет вырез 23, выполненный на верхней продольной кромке 24 верхней части 5, противоположной по отношению к верхней продольной кромке 22. Размеры выреза 23 подобраны с учетом размеров крепежного язычка 21 таким образом, чтобы крепежный язычок 21 одной реакционной кюветы 2 мог взаимодействовать с вырезом 23 смежной реакционной кюветы 2 в направлении D1, что позволит осуществить прикрепление друг к другу двух смежных реакционных кювет 2.
Кроме этого, реакционная кювета 2 имеет в своей нижней части основание 25, на котором вдоль двух противоположных кромок, параллельных направлению D1, размещен первый выступ 26, образующий первый крюк, загнутый вверх, и второй выступ 27, образующий второй крюк, загнутый вниз. Первый крюк, загнутый вверх, выполнен с возможностью сцепления со вторым крюком, загнутым вниз, смежной реакционной кюветы 2 в направлении D2, что позволяет осуществить прикрепление друг к другу двух смежных реакционных кювет 2.
Благодаря такой конструкции крепежного язычка 21 и первого и второго выступов 26, 27 становится возможным прикрепление друг к другу реакционных кювет 2 в двух ортогональных направлениях как вручную, так и автоматически для формирования блока. Кроме того, благодаря выступам 26, 27 можно получить такие габаритные размеры реакционных кювет 2, которые будут практически одинаковыми в верхних частях 5 и нижних частях 4, в результате чего после сборки этих реакционных кювет 2 воедино будет сформирован плоский блок. Это позволяет разместить реакционные кюветы 2 для их дальнейшего беспрепятственного компактного хранения с возможностью в то же время без труда отделить нужную реакционную кювету 2 от соответствующего блока.
На фиг. 5-13 изображено устройство 31 для определения времени свертывания подлежащей анализу пробы крови.
Устройство 31 для определения времени свертывания пробы крови имеет приемное гнездо 32, в которое установлена реакционная кювета 2 с подлежащей анализу пробой крови 33 и ферромагнитным шариком 11, помещенным на поверхность качения 9.
Устройство 31 для определения времени свертывания пробы крови содержит также систему 34 генерации магнитного поля, выполненную с возможностью генерации магнитного поля, обеспечивающего приведение ферромагнитного шарика 11 в колебательное движение по поверхности качения 9, когда реакционная кювета 2 установлена в приемное гнездо 32. Целесообразно, чтобы частота возбуждения магнитного поля, создаваемого системой 34 генерации магнитного поля, была близкой к собственной частоте колебательного движения ферромагнитного шарика 11 и составляла, например, порядка 3,125 Гц (с периодом порядка 320 мсек.).
Устройство 31 для определения времени свертывания пробы крови выполнено таким образом, чтобы система 34 генерации магнитного поля проходила перпендикулярно к основному направлению, в котором проходит поверхность качения 9, когда реакционная кювета 2 установлена в приемное гнездо 32. Говоря конкретнее, устройство 31 для определения времени свертывания пробы крови выполнено таким образом, чтобы система 34 генерации магнитного поля, по меньшей мере, частично располагалась напротив продольной стенки, и в частности, продольной стенки 6b контейнера 3, когда реакционная кювета 2 установлена в приемное гнездо 32.
Система 34 генерации магнитного поля содержит предпочтительно два электромагнита 34а, 34b, которые располагаются вблизи от соответствующих концов поверхности качения 9 и по одну и ту же сторону от поверхности качения 9, когда реакционная кювета 2 установлена в приемное гнездо 32. Целесообразно, чтобы магнитное поле, создаваемое системой 34 генерации магнитного поля, можно было регулировать путем изменения, например, интервалов между импульсами/или длительности электрических импульсов, подаваемых на катушки электромагнитов 34а, 34b.
Устройство 31 для определения времени свертывания пробы крови содержит также излучатель 35, выполненный с возможностью испускать падающий световой луч 36 в направлении подлежащей анализу пробы крови 33, когда реакционная кювета 2 установлена в приемное гнездо 32. В качестве излучателя 35 можно использовать, например, электролюминесцентный диод.
В соответствии с продемонстрированным на чертежах вариантом осуществления, устройство 31 для определения времени свертывания пробы крови выполнено таким образом, чтобы, когда реакционная кювета 2 установлена в приемное гнездо 32 и ферромагнитный шарик 11 находится в самой нижней точке поверхности качения 9, ферромагнитный шарик 11 частично перекрывал падающий световой луч 36 (см. фиг. 10 и 12).
В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, степень перекрытия падающего светового луча 36 изменяется от некоторого минимального значения, соответствующего положению ферромагнитного шарика 11 в зоне самой нижней точки поверхности качения 9 (см. фиг. 10 и 12), до некоторого максимального значения, соответствующего положению ферромагнитного шарика 11 с наибольшим удалением от самой нижней точки поверхности качения 9 (см. фиг. 11 и 11), причем минимальное значение находится в пределах, например, от 5 до 10%.
M
M
M
Кроме того, устройство 31 для определения времени свертывания пробы крови содержит детектор 37, выполненный с возможностью детектировать, по меньшей мере, один световой луч 38, пропущенный через реакционную кювету 2 и исходящий из падающего светового луча 36, с получением при этом измерительного сигнала S. На фиг. 15 представлено изменение во времени амплитуды типового измерительного сигнала S, а конкретнее - изменение во времени относительной интенсивности излучения типового измерительного сигнала S.
В качестве излучателя 35 можно использовать, например, фотодетектор типа фотодиода. В соответствии с представленным на чертежах вариантом осуществления, детектор 37 находится, по существу, на оси падающего светового луча 36. Таким образом, при использовании представленного на чертежах варианта осуществления излучатель и детектор размещены по обе стороны от концов поверхности качения 9, когда реакционная кювета 2 установлена в приемное гнездо 32.
M
В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, измерительный сигнал S получают посредством дискретизации непрерывного сигнала с равными интервалами, причем длительность одного интервала, то есть интервала между двумя моментами дискретизации, составляет, например, порядка 10 мсек.
Устройство 31 для определения времени свертывания пробы крови содержит также блок обработки 39. Как показано, в частности, на фиг. 5, блок обработки 39 может размещаться вблизи от приемного гнезда 32. Однако этот блок обработки 39 можно также вынести на некоторое расстояние за пределы зоны измерения.
Если говорить конкретнее, блок обработки 39 выполнен с возможностью:
M
- осуществления первичной обработки измерительного сигнала S с получением при этом первого сигнала S1, характеризующего изменение, по меньшей мере, одной физической величины, характеризующей движение ферромагнитного шарика 11, причем в качестве, по меньшей мере, одной физической величины, характеризующей движение ферромагнитного шарика 11, может использоваться, например, амплитуда и/или частота движения ферромагнитного шарика 11,
M
- осуществления вторичной обработки измерительного сигнала S с получением при этом второго сигнала S2, характеризующего изменение, по меньшей мере, одного оптического свойства подлежащей анализу пробы крови 33, причем в качестве, по меньшей мере, одного оптического свойства подлежащей анализу пробы крови 33 может использоваться, например, оптическая плотность подлежащей анализу пробы крови 33,
- определения по первому сигналу S1 первого значения t1 времени свертывания подлежащей анализу пробы крови, и
- определения по второму сигналу S2 второго значения t2 времени свертывания подлежащей анализу пробы крови.
M
M
M
В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, блок обработки 39 выполнен таким образом, чтобы первый полученный сигнал S1 соответствовал интервалу между верхней огибающей и нижней огибающей измерительного сигнала S. Верхнюю огибающую измерительного сигнала определяют посредством соединения локальных максимумов измерительного сигнала S, а нижнюю огибающую измерительного сигнала определяют посредством соединения локальных минимумов измерительного сигнала, S. На фиг. 16 представлено изменение во времени амплитуды нижней и верхней огибающих ЕВ и ЕН, а конкретнее - изменение во времени относительной интенсивности излучения нижней и верхней огибающих ЕВ и ЕН.
M
M
M
M
В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, блок обработки 39 выполнен таким образом, чтобы первый полученный сигнал S1 соответствовал скользящей средней интервала между верхней огибающей и нижней огибающей измерительного сигнала S по заданному множеству значений интервала между верхней огибающей и нижней огибающей измерительного сигнала S, например двенадцати, которые соответствуют следующим друг за другом моментам измерения или дискретизации. Предпочтительно, чтобы каждое значение первого сигнала S1 для данного момента измерения или дискретизации определялось как скользящая средняя последних значений интервала между верхней огибающей и нижней огибающей измерительного сигнала S, например, двенадцати последних значений интервала между верхней огибающей и нижней огибающей измерительного сигнала S.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения, блок обработки 39 выполнен таким образом, чтобы полученный базовый сигнал соответствовал скользящей средней первого сигнала S1 по заданному интервалу скольжения. Говоря точнее, каждое значение базового сигнала для данного момента измерения или дискретизации определяется как скользящая средняя множества значений первого сигнала S1, соответствующих моментам измерения или дискретизации, входящим в интервал значений времени, границы которого определяются на основе данного момента измерения или дискретизации. Так, например, интервал значений времени может составлять 10 секунд и предшествовать, для каждого значения базового сигнала, соответствующему данному моменту измерения или дискретизации.
В соответствии с другим вариантом осуществления предлагаемого способа определения времени свертывания пробы крови, каждое значение базового сигнала для данного момента измерения или дискретизации определяется как скользящая средняя множества значений, включающего в себя значение первого сигнала S1 в соответствующий данный момент измерения или дискретизации и все значения первого сигнала S1, которые соответствуют моментам измерения или дискретизации, предшествующим соответствующему данному моменту измерения или дискретизации. В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, блок обработки 39 рассчитан таким образом, чтобы он определял точку Pi пересечения первого сигнала S1 с третьим сигналом S3, соответствующим заданной процентной величине базового сигнала, при этом первое значение t1 времени свертывания подлежащей анализу й пробы крови, определенное блоком обработки 39, будет моментом, соответствующим определенной таким образом точке Pi пересечения. В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, третий сигнал составляет от 30 до 60% базового сигнала. На фиг. 17 представлено изменение во времени амплитуд первого и третьего сигналов S1, S3, а конкретнее - изменение во времени относительной интенсивности излучения первого и третьего сигналов S1, S3. Следует отметить, что заданная процентная величина базового сигнала может быть запрограммирована в соответствии с видом предстоящих испытаний, и в частности, в соответствии с реакционным объемом используемых реакционных кювет.
M
В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, блок обработки 39 выполнен таким образом, чтобы второй полученный сигнал S2 соответствовал усредненной верхней огибающей измерительного сигнала S. Так, например, блок обработки 39 выполнен таким образом, чтобы второй полученный сигнал S2 соответствовал скользящей средней верхней огибающей измерительного сигнала по заданному множеству значений верхней огибающей, например, двенадцати, которые соответствуют следующим друг за другом моментам измерения или дискретизации. Предпочтительно, чтобы каждое значение второго сигнала S2 для данного момента измерения или дискретизации определялось как скользящая средняя последних значений верхней огибающей, например, двенадцати последних значений верхней огибающей.
На фиг. 18 представлено изменение во времени амплитуды усредненной верхней огибающей, а конкретнее - изменение во времени относительной интенсивности излучения усредненной верхней огибающей.
В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, блок обработки 39 выполнен с возможностью определения максимальной крутизны Рm второго сигнала S2, при этом в качестве второго значения t2 времени свертывания подлежащей анализу пробы крови, определенного блоком обработки 39, берут момент, соответствующий указанной максимальной крутизне.
В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, устройство 31 для определения времени свертывания пробы крови содержит оптическую линзу 41, помещенную на траектории падающего светового луча и обеспечивающую коллимацию падающего светового луча 36.
Кроме того, устройство 31 для определения времени свертывания пробы крови имеет загрузочную систему 42, обеспечивающую установку реакционных кювет 2 в приемное гнездо и извлечение их из этого гнезда. Целесообразно, чтобы загрузочная система 42 имела линейный привод, который может включать в себя, например, электродвигатель 43 типа шагового электродвигателя.
Устройство 31 для определения времени свертывания пробы крови включает в себя также первый и второй элементы, или тела, 44а, 44b, ограничивающие собой, соответственно, первую и вторую части 32а, 32b гнезда. Эти первый и второй элементы 44а, 44b установлены с возможностью перемещения относительно друг друга из положения загрузки или выгрузки (см. фиг. 5), в котором первый и второй элементы 44а, 44b удалены друг от друга, обеспечивая возможность перемещения реакционной кюветы до места напротив первой и второй частей 32а, 32b гнезда, в положение измерения, в котором первый и второй элементы 44а, 44b сближаются друг с другом, формируя тем самым приемное гнездо 32.
Ниже дается описание способа определения времени свертывания подлежащей анализу пробы крови с помощью устройства для определения 31.
Этот способ определения времени свертывания пробы крови включает в себя следующие этапы:
- берут реакционную кювету 2 с подлежащей анализу пробой крови 33,
- помещают ферромагнитный шарик 11 на поверхность качения 9 реакционной кюветы 2,
- помещают реакционную кювету 2 в приемное гнездо 32 устройства 31 для определения времени свертывания пробы крови,
- генерируют магнитное поле с помощью системы 34 генерации магнитного поля для приведения ферромагнитного шарика 11 в колебательное движение по поверхности качения 9, причем магнитное поле генерируют посредством последовательной поочередной подачи питания на катушки двух электромагнитов 34а, 34b,
- генерируют падающий световой луч 36, испускаемый в направлении подлежащей анализу пробы крови 33, с помощью излучателя 35.
M
- детектируют, например через каждые 20 мсек., световой луч 38, пропускаемый через реакционную кювету 2 и исходящий из падающего светового луча 36, с помощью детектора 37 с получением при этом измерительного сигнала S,
M
- осуществляют первичную обработку измерительного сигнала S с помощью блока обработки 39 с получением при этом первого сигнала S1, характеризующего изменение, например, амплитуды движения ферромагнитного шарика 11,
M
- осуществляют вторичную обработку измерительного сигнала S с помощью блока обработки 39 с получением при этом второго сигнала S2, характеризующего изменение, например, оптической плотности подлежащей анализу пробы крови 33,
- с помощью блока обработки 39 определяют по первому измерительному сигналу S1 первое значение t1 времени свертывания подлежащей анализу пробы крови,
- с помощью блока обработки 39 определяют по второму измерительному сигналу S2 второе значение t2 времени свертывания подлежащей анализу пробы крови, и
- сравнивают определенные первое и второе значения t1, t2 времени свертывания.
M
В соответствии с одним из вариантов осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, он дополнительно включает в себя этап, на котором регулируют интенсивность излучения падающего светового луча 36, а точнее, «привязывают» ее к исходному значению измерительного сигнала S, которое соответствует положению ферромагнитного шарика 11, по существу, в самой нижней точке поверхности качения 9. Благодаря этим мерам удается привязать интенсивность излучения падающего светового луча 36 к исходной оптической плотности подлежащей анализу пробы крови, например, увеличивая эту интенсивность излучения, если подлежащая анализу проба крови вначале имела очень высокую оптическую плотность, или наоборот, все это для получения как можно более сильного опорного сигнала без риска насыщения.
M
В соответствии с другим вариантом осуществления способа определения времени свертывания пробы крови, он дополнительно включает в себя этап, на котором регулируют, а точнее, «привязывают» (на начальной стадии способа определения времени свертывания пробы крови, например, примерно в течение 1-2 секунд после инициирования движения ферромагнитного шарика), по меньшей мере, один параметр, характеризующий магнитное поле, которым воздействуют на ферромагнитный шарик 11, к исходным значениям измерительного сигнала S, а конкретнее - к исходным значениям первого сигнала S1. В качестве такого, по меньшей мере, одного параметра, характеризующего магнитное поле, можно брать, например, период и/или индукция магнитного поля, генерируемого системой 34 генерации магнитного поля. Благодаря этим мерам удается оптимизировать колебательное движение ферромагнитного шарика 11 в соответствии с исходной вязкостью подлежащей анализу пробы крови 33, а следовательно, например, предотвращать удары ферромагнитного шарика 11 о стенки реакционной кюветы 2 или, наоборот, ситуации, когда максимальная амплитуда движения ферромагнитного шарика 11 может оказаться недостаточной.
На фиг. 14 изображено устройство 31 для определения времени свертывания пробы крови согласно второму варианту осуществления изобретения, который отличается от показанного на фиг. 5-13, в основном, тем, что загрузочная система 42 и приемное гнездо 32. рассчитаны таким образом, чтобы можно было, соответственно, загружать и вставлять набор или блок, состоящий из ряда соединенных друг с другом реакционных кювет 2'. Отдельные реакционные кюветы 2', образующие такой набор или блок, могут быть, например, сформованы из пластика как одно целое. Целесообразно размещать эти реакционные кюветы 2' таким образом, чтобы их продольные стенки были параллельны друг другу. Реакционные кюветы 2' могут соединяться друг с другом, например, в зоне их верхних частей с помощью боковых соединительных участков 45а, 45b.
Совершенно очевидно, что изобретение не ограничивается описанными выше в качестве примеров вариантами выполнения этих устройств для определения времени свертывания пробы крови и реакционной кюветы, а, напротив, охватывает их самые разнообразные модификации.