DE2842578C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermitteln des Blutgerinnungsendpunktes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Messung der Blutkoagulationszeit oder der Blutgerinnungszeit ist bei Patienten, die zum Bluten neigen, und zur Steuerung der Antikoagulations-Therapie für Thrombosenerkrankungen notwendig. Die dazu üblicher Weise verwandten Verfahren sind die Messung der Prothrombinzeit PT zur Überprüfung des äußeren Koagulationssystems, die aktivierte Partial-Thromboplastinzeitmessung APTT für das innere System und die Partial-Thromboplastinzeitmessung (PTT).

Bei dem oben erwähnten PT-Verfahren wird ein Reagens, beispielsweise Simplastin, hergestellt von Warner-Lambert, einer vom Blut abgetrennten Plasmaprobe zugegeben. Anschließend wird eine optische Eigenschaft der Probe, beispielsweise die Extinktion, die Transmission oder das optische Dämpfungsverhältnis, die Intensität oder deren logarithmischer Wert des durch die Probe gestreuten Lichts, der Brechungsindex oder die Summe oder der Unterschied dieser Werte überwacht. Danach wird der augenblickliche Wert der überwachten optischen Eigenschaft oder der überwachten Eigenschaften mit A bezeichnet. Der Zeitpunkt, an dem sich der gemessene Wert (A) wesentlich ändert, wird als Gerinnungsendpunkt genommen, und das Zeitintervall zwischen der Zugabe des Reagens und dem Gerinnungsendpunkt ist die Prothrombinzeit PT.

Bei dem APTT-Verfahren wird ein Reagens, wie beispielsweise der von Warner-Lambert hergestellte Platelin-plus-Aktivator, einer Plasmaprobe zugegeben, die dann bei 37°C für eine Zeitdauer aktiviert wird, die für das Reagens vorgeschrieben ist und beispielsweise 5 Minuten beträgt. Dann wird ein Koagulationsmittel, beispielsweise eine Calciumchloridlösung, zugegeben. Wie im Falle des PTT-Verfahrens wird eine optische Eigenschaft oder werden mehrere optische Eigenschaften der Probe überwacht, wobei der Zeitpunkt, an dem sich der Wert A wesentlich ändert, als Gerinnungsendpunkt genommen wird, während das Zeitintervall zwischen der Zugabe des Koagulationsmittels und dem Gerinnungsendpunkt die aktivierte Partial- Thromboplastinzeit APTT ist. Das PTT-Verfahren ist im wesentlichen gleich dem APTT-Verfahren.

Die Kurve für den überwachten Wert A bezüglich einer oder mehrerer optischer Eigenschaften der Plasmaprobe nach der Zugabe des Koagulationsmittels ändert sich in der Anfangsphase allmählich und stärker mit fortschreitender Gerinnung und kommt schließlich auf einen gegebenen Endwert.

Der Unterschied zwischen dem Wert A vor der Koagulation und nach dem Ende der Koagulation ändert sich und hängt von der Probe ab. Im Falle der Extinktion beträgt er annähernd 0,01 bis 0,1 abs. Die Blutgerinnungszeit wird dadurch ermittelt, daß die Zeit zwischen der Zugabe des Koagulationsmittels und dem Zeitpunkt gemessen wird, an dem sich die optischen Eigenschaften der Probe ändern. Üblicherweise werden zwei Verfahren dazu benutzt, den Punkt zu ermitteln, an dem sich die optischen Eigenschaften ändern oder an dem die Gerinnung abgeschlossen ist.

Das erste Verfahren besteht darin, die Kurve A nach der Zeit zu differenzieren und zu ermitteln, wann das Differential einen gegebenen vorgeschriebenen Schwellenwert überschreitet, wobei dieser Zeitpunkt als Gerinnungsendpunkt genommen wird. Wenn bei diesem Verfahren die Wahl des Schwellenwertes relativ zur zeitlichen Änderung des Wertes A während der Gerinnung geändert wird, dann wird sich auch der Zeitpunkt ändern, der als Gerinnungsendpunkt ermittelt wird. Wenn sich daher die Amplitude des ersten Differentials der Kurve A ändert, wird sich auch der Gerinnungsendpunkt ändern. Aus diesem Grunde wurden bisher die Schwellenwerte empirisch festgelegt. Um die empirischen Einflußfaktoren zu vermeiden, die zur Messung der Gerinnungszeit als unerwünscht anzusehen sind, wurde das folgende Verfahren verwandt.

Bei diesem zweiten Verfahren wird als Gerinnungsendpunkt nicht ein bestimmter Gradient der Kurve A, sondern der steilste Teil dieser Kurve A genommen. Das heißt, mit anderen Worten, daß die Kurve A zweimal differenziert wird, um den Verlauf des zweiten Differentials in Abhängigkeit von der Zeit zu erhalten. Die Stelle, an der die Amplitude dieser Kurve von der positiven Seite zur negativen Seite durch Null geht, wird als Gerinnungsendpunkt genommen. In diesem Fall ist der Gerinnungsendpunkt nur durch die optischen Eigenschaften der Probe bestimmt, da kein Schwellenwert verwandt wird, so daß durch die Höhe der gewählten Schwellenwerte kein Einfluß ausgeübt wird. Dieses zweite Verfahren hat daher den Vorteil, daß keine empirischen Einflußfaktoren in die Ermittlung des Gerinnungsendpunktes einfließen.

Wie es im Obigen dargestellt wurde, sind das erste und das zweite Verfahren für Plasma zweckmäßig, das einen normalen zeitlichen Gerinnungsverlauf zeigt. Blutkoagulationstests sollten jedoch nicht nur die Gerinnungszeit messen, sondern auch diese Gerinnungszeit mit der Aktivierungskurve oder der Beziehung zwischen der Gerinnungszeit und der Koagulationsfaktorkonzentration korrigieren. In diesem Fall zeigt die Aktivierungskurve die Beziehung zwischen den Koagulationsfaktorkonzentrationen oder den Konzentrationen des normal zusammengesetzten Plasmas in der Lösung des normalen Plasmas, die mit einer physiologischen Salzlösung PSS verdünnt ist, des Fibrinogens oder des adsorbierten Plasmas. Wenn das normal zusammengesetzte Plasma mit einer physiologischen Salzlösung zehnfach verdünnt wird, um die obige Aktivierungskurve zu erhalten, nimmt der Unterschied zwischen dem Wert A vor der Gerinnung und nach einer ausreichenden Gerinnung auf etwa ¹/₁₀ des Wertes des normalen Plasmas ab. Die Gerinnung tritt partial und nicht gleichmäßig über die Probe auf, und der Wert A ändert sich schrittweise und nicht gleichförmig mit der Zeit, bis er schließlich auf einen gewissen Endwert kommt. Ein abnormes Plasma mit einer längeren Gerinnungszeit zeigt gleichfalls dieselbe Tendenz.

Die Kurve A für die obigen Proben enthält somit einen zusätzlichen Wellenanteil als wäre ihr ein höherfrequentes Rauschen überlagert. Wenn die Gerinnungszeit derartiger Proben nach dem oben erwähnten ersten Verfahren gemessen wird, bewirkt der Rauschfaktor, der durch die Differenzierung verstärkt wird, daß die Kurve des ersten Differentials den Schwellenwert mehrfach überschreitet, so daß eine Anzahl von Signalen erzeugt wird, die falsche Endpunkte wiedergeben, und es somit schwierig wird, den wirklichen Endpunkt zu beurteilen.

Wie es bereits erwähnt wurde, liegt der Vorteil des zweiten Verfahrens darin, daß der Gerinnungsendpunkt nur durch die optischen Eigenschaften der Probe bestimmt werden kann. Wenn die Kurve A jedoch einen den Koagulationsprozeß begleitenden Rauschfaktor aufweist, wird dieser Aktor zweimal differenziert, so daß sich eine Anzahl von Null-Durchgängen des zweiten Differentials von der positiven Seite zur negativen Seite ergibt, was es noch schwieriger als beim ersten Verfahren macht, den Gerinnungsendpunkt genau zu bestimmen. Der Grund dafür liegt darin, daß die Empfindlichkeit bezüglich eines hochfrequenten Rauschfaktors bei der zweiten Differenzierung größer als bei der ersten Differenzierung ist.

Zur Beseitigung des Rauschens wird in bekannter Weise zwar ein Tiefpaßfilter verwandt, die Ergebnisse sind jedoch nicht vollständig zufriedenstellend.

Bei einem Versuch wurde ein Beispiel eines normalen Plasmas 10-fach mit einer physiologischen Salzlösung verdünnt und nach dem APTT-Verfahren untersucht. Nach der Zugabe des Koagulationsmittels zum Plasma nahm der Wert A, der bezüglich der optischen Eigenschaften der Probe gemessen wurde, im Gegensatz zum normalen Plasma allmählich ab, in der Nähe des Koagulationsendpunktes etwas zu und erreichte danach einen gewissen Endwert.

Bei diesem Versuch zeigte die Kurve des zweiten Differentials Null-Durchgänge von der positiven Seite zur negativen Seite nicht nur am wahren Endpunkt, sondern an einer Vielzahl von Stellen.

Wenn somit das oben erwähnte zweite Verfahren zur Untersuchung einer derartigen Probe verwandt wird, wird eine Reihe von Signalen erzeugt, die falsche Endpunkte neben dem einen richtigen Endpunkt wiedergeben, was zu großen Fehlern führen kann.

Schließlich ist aus der DE-AS 15 98 788 eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art bekannt, wobei die elektrischen Signale des durch die Koagulationsmeßzelle hindurchgehenden Lichtes zweimal nach der Zeit differenziert werden. Der Koagulationsendpunkt wird über ein Relais ermittelt, das für ein vorbestimmtes Zeitintervall nach Beginn der Koagulationsreaktion gesperrt wird, um zu verhindern, daß ein falscher Koagulationsendpunkt aufgenommen wird, der in einem Zeitintervall auftreten könnte, das kürzer als das normale Koagulationszeitintervall bei normalen Plasmaproben ist. Wenn nach Ablauf dieses Sperrintervalls das zweite Differential des elektrischen Signals gleich Null wird, und zwar gleichgültig, ob der Durchgang von der positiven zur negativen oder von der negativen zur positiven Seite erfolgt, schaltet das genannte Relais, um dadurch diesen Zeitpunkt als den wahren Koagulationsendpunkt zu nehmen. Hierbei kann der Koagulationsendpunkt von abnormen Plasmaproben, deren Koagulationszeit verlängert ist, aufgrund von Störungen oder eines Signalrauschens fehlerhaft ermittelt werden. Ferner besteht die Gefahr einer Streuung der Koagulationszeitpunkte von Plasmaproben, wenn die Signale über die gleiche Zeitachse verschiedene Amplituden haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß der Koagulationsendpunkt fehlerfrei auch bei Blutproben mit verlängerter Koagulationszeit und bei Blutproben ermittelt werden kann, bei denen die Amplitude der elektrischen Signale, die die optische Eigenschaft der Blutprobe wiedergeben, stark schwankt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Durch diese Ausgestaltung, bei der der Zeitpunkt Tb als wahrer Gerinnungsendpunkt genommen wird, ergibt sich eine genaue und reproduzierbare Ermittlung des Gerinnungsendpunktes und eine zuverlässige Messung der Blutgerinnungszeit.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwandt werden kann;

Fig. 2 und 3 typische Beispiele der Kurve A zusammen mit den zugehörigen Kurven mit und ohne Rauschen jeweils;

Fig. 4 schematisch ein Ausführungsbeispiel zur Durchführung der Erfindung;

Fig. 5 einen getasteten Funktionsklemmverstärker, der bei der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung verwandt werden kann;

Fig. 6 und 7 schematisch zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung;

Fig. 8 einen Halteverstärker, der bei der in Fig. 7 dargestellten Vorrichtung verwandt werden kann.

In Fig. 1 der zugehörigen Zeichnung ist ein Beispiel für eine Vorrichtung dargestellt, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwandt werden kann. Wenn das PT-Verfahren verwandt wird, befindet sich eine Plasmaprobe in einer Probezelle 1, während dann, wenn das APTT-Verfahren verwandt wird, eine Plasmaprobe und der Platelin-plus-Aktivator sich in der Probezelle 1 befindet. Eine Steuerung 8 wird anschließend in Betrieb gesetzt, um mit der Untersuchung zu beginnen, so daß ein Pumpenantrieb 9 eine Pumpe 10 antreibt, um eine bestimmte Menge eines Koagulationsmittels von einem Vorrat 2 in die Zelle 1 zu pumpen. Gleichzeitig wird ein Zeitgeber 3 in Gang gesetzt. Licht von der Lichtquelle 4 fällt auf die Zelle 1, und das durch die Probe gestreute Licht wird von einem photoelektrischen Wandler 5 aufgenommen, dessen Ausgangssignal durch einen Verstärker 6 verstärkt und einem Koagulationsendpunktdetektor 7 zugeführt wird, der zur rechten Zeit den Endpunkt der Gerinnung ermittelt und den Zeitgeber 3 anhält. Der Zeitgeber zeichnet somit die Gerinnungszeit auf.

In den Fig. 2 und 3 sind die Meßkurven für die Blutgerinnungszeit mit Rauschanteil und ohne Rauschanteil jeweils dargestellt. Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer PT-Messung, bei der das Koagulationsmittel dem normalen Plasma zugesetzt wurde, während Fig. 3 ein Beispiel einer APTT-Messung zeigt, bei der das normale Plasma 10-fach mit einer physiologischen Salzlösung verdünnt wurde.

In den Fig. 2 und 3 ist die Zeit t auf der Abszisse aufgetragen, und Fig. 2b und 3b zeigen die Meßwerte A einer optischen Eigenschaft oder mehrerer optischer Eigenschaften der Probe, beispielsweise den Wert der Extinktion, den Wert der Transmission oder der optischen Dämpfung, den Wert der Intensität des gestreuten Lichtes oder dessen logarithmischen Wert, den Brechungsindex oder die Summe oder Differenz der obigen Werte. Fig. 2c und 3c zeigen die ersten Differentiale nach der Zeit der Kurven A, während die Fig. 2d und 3d die zweite Differentiale zeigen. Fig. 2a und 3a geben die schraffierten Bereiche in Fig. 2b und 3b wieder und sind somit zweifache Integrale über die Zeit der ersten Differentiale, die in Fig. 2c und 3c dargestellt sind.

Wenn zum Zeitpunkt t = T₀ das Koagulationsmittel zugegeben wird, hat die Kurve A die in den Fig. 2b und 3b dargestellte Form, wobei ihre ersten Differentiale in den Fig. 2c und 3c und ihre zweiten Differentiale in den Fig. 2d und 3d dargestellt sind.

Der Zeitpunkt, an dem die Kurve des zweiten Differentials positiv wird oder von der negativen Seite zur positiven Seite durch Null geht, ist der Zeitpunkt Ta, während der Zeitpunkt, an dem die Kurve von der positiven Seite zur negativen Seite durch Null geht, der Zeitpunkt Tb ist. Der Zeitpunkt Tb gibt somit den steilsten Punkt der Kurve A wieder. Das zweite Differential ist zwischen den Zeitpunkten Ta und Tb positiv, was eines der Erfordernisse zur Ermittlung des Gerinnungsendpunktes bei diesem Beispiel ist.

Der Wert des ersten Differentials zum Zeitpunkt t = Ta wird aufgezeichnet, und der Unterschied zwischen diesem Wert und dem Wert C₀ der Kurve A zum selben Zeitpunkt, d. h.

wird zweimal über die Zeit t von Ta bis Tb integriert, um die in den Fig. 2a und 3a darestellten Kurven zu erhalten, deren Ordinate S gegeben ist als

Das heißt mit anderen Worten, das S der zweifach integrierte Wert des Unterschieds R zwischen der Tangente an die Kurve A und der Kurve A zum Zeitpunkt Ta ist, wobei die Integration über die Zeit t zum Zeitpunkt Ta bis zum Zeitpunkt Tb erfolgt, so daß der Wert S der Flächenbereich zwischen den jeweiligen Zeitpunkten ist, der durch die Schraffierung in den Fig. 2b und 3 b wiedergegeben ist. Der Zeitpunkt, an dem dieses Doppelintegral S einen vorbestimmten Schwellenwert C₁ überschreitet, wird als Tc₁ vermerkt, und ein Erfordernis für die Ermittlung des Gerinnungsendpunktes besteht darin, daß das zweifache Integral S größer als C₁ ist.

Um zu beurteilen, ob die Steigung bei Tb der Kurve A eines der Erfordernisse zur Ermittlung des Gerinnungsendpunktes bei diesem Ausführungsbeispiel erfüllt, wird der Zeitpunkt, an dem die Kurve des ersten Differentials einen vorbestimmten Schwellenwert C₂ überschreitet, als Tc₂ aufgenommen. Das andere Erfordernis der Ermittlung des Gerinnungsendpunktes besteht darin, daß der Wert des ersten Differentials größer als Zeitpunkt C₂ ist.

Wenn wenigstens eines der obigen zwei Erfordernisse zur Ermittlung des Endpunktes bei dem vorliegenden Beispiel erfüllt ist, dann wird der sich ergebende Zeitpunkt Tb als Gerinnungsendpunkt genommen. Bei dem obigen Verfahren wird der Zeitpunkt, an dem der Wert des zweiten Differentials von einem negativen Wert oder von Null aus positiv wird, als Ta genommen und wird anschließend der Zeitpunkt, an dem dieser Wert von der positiven Seite her negativ wird, als Tb genommen. Das heißt mit anderen Worten, daß das zweite Differential zwischen den Zeitpunkten Ta und Tb positiv wird. Der Flächenbereich S, der in Fig. 2b und 3b schraffiert wiedergegeben ist, ist bei t = Tb größer als C₁. Die Steigung der Kurve A in den Fig. 2b und 3b oder der Wert in den Fig. 2c und 3c ist zum Zeitpunkt Tb größer als C₂. Der Zeitpunkt Tb an der steilsten Stelle der Kurve A wird als Gerinnungsendpunkt genommen.

Dieses Verfahren erleichtert eine zuverlässige Ermittlung des steilsten Teils der Kurve A als Gerinnungsendpunkt, ohne daß die Ermittlung von Störungen beeinflußt wird, die während des Koagulationsverfahrens erzeugt werden. Im folgenden wird anhand der Fig. 4 und 5 eine praktische Verwirklichung dieses Verfahrens beschrieben. In Fig. 4 sind mit IN Eingangsklemmen bezeichnet, während a, b, c und d Spannungskurven bezeichnen, die den Fig. 2a, 2b, 2c, 2d oder 3a, 3b, 3c und 3d entsprechen. Weiterhin sind ein erster Differentiator Dif. 1, ein zweiter Differentiator Dif. 2 und ein Komparator CMP. 0 vorgesehen, der die positive oder negative Spannung d des zweiten Differentials ermittelt, wobei sein Ausgangssignal S₀ den logischen Wert 1 bekommt, wenn sein Eingangssignal positiv wird. Ein Verstärker CGA dient dazu, die Spannung der Welle c der ersten Differenzierung festzuklemmen und zu sperren und durchzulassen, wobei Einzelheiten dieses Verstärkers in Fig. 5 dargestellt sind.

Die in Fig. 4 dargestellte Vorrichtung weist weiterhin einen ersten Integrator INT. 1, einen zweiten Integrator INT. 2, einen Komparator CMP. 1, einen Komparator CMP. 2, ein logisches UND-Glied UND, einen monostabilen Multivibrator MM, der Meßimpulse für den Gerinnungsendpunkt erzeugt, wenn das logische Produkt der Signale S₀, S₁, S₂ sich vom Wert 0 auf den logischen Wert 1 ändert, Ausgangsklemmen OUT, eine Vergleichsspannungsquelle 0 mit einer Spannung von 0 V und Vergleichsspannungsquellen C₁, C₂ mit vorbestimmten Werten auf.

Die Meßwerte A bezüglich der optischen Eigenschaften der Probe, wie sie in Fig. 2b und 3b dargestellt sind, liegen als Signal b an der Klemme IN auf der linken Seite in Fig. 4 , und der einmal differenzierte Wert des Signals c wird durch den Differentiator Dif. 1 erhalten, wobei der Verlauf dieses Wertes in den Fig. 2c und 3c dargestellt ist. Das Signal c wird nochmals durch den Differentiator Dif. 2 differenziert, um das Zweitdifferential oder das Signal d zu erhalten, dessen Wellenform in Fig. 2d und 3d dargestellt ist. Das Signal d wird durch den Komparator CMP. 0 mit 0 Volt verglichen, und das Ausgangssignal S₀ des Komparators CMP. 0 bekommt den logischen Wert 1, wenn das Signal d oder das zweite Differential positiv ist.

Das erste Differential vom Ausgang des Differentiators Dif. 1 oder das Signal c liegt am getasteten Klemmfunktionsverstärker CGA. Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Verstärkers, das in Fig. 5 dargestellt ist, weist Pufferverstärker A₁ und A₂ auf, wobei die Ausgangsimpedanz des Verstärkers A₁ extrem niedrig und die Eingangsimpedanz des Verstärkers A₂ extrem groß ist. Ein Schalter SW erfüllt die Klemm- und Torsteuerfunktion. Wenn der logische Wert am Grenzwerteingang LIN des Schalters SW gleich Null ist, wird das Eingangssignal am Eingang IN nicht zum Ausgang OUT übertragen, an dem dann ein Signal mit dem Wert 0 auftritt. Wenn sich der Eingangsgrenzwert am Eingang LIN vom logischen Wert 0 auf den logischen Wert 1 ändert, werden am Ausgang OUT Ausgangssignale auf der Basis des Eingangsignal am Eingang IN erhalten, die proportional zu Änderungen des Eingangsignals sind. Wenn das Signal S₀, das auf den logischen Wert 1 kommt, wenn das zweite Differential positiv ist, dem Eingangsgrenzwert des Schalters SW zuaddiert wird, um einen logischen Wert 1 zu bekommen, wird das Ausgangssignal am Ausgang OUT auf 0 Volt an C₀ geklemmt und liegt das Signal des ersten Differentials an der Eingangsklemme.

Das Ausgangssignal am Ausgang OUT wird proportional zum Unterschied zwischen dem Signal des ersten Differentials , das an der Eingangsklemme liegt und C₀. Wenn S₀ den logischen Wert 0 bekommt, kommt das Ausgangssignal am Ausgang OUT wieder auf den logischen Wert 0. In Fig. 4 liegt das Ausgangssignal vom getasteten Klemmfunktionsverstärker am Integrator INT. 1. Das Signal S₀ liegt am Rücksetzeingang des Integrators INT. 1, so daß am Ausgang des Integrators INT. 1 der Wert -C₀ integriert über die Zeit oder die Änderung des ersten Differentials vom Zeitpunkt Ta an erhalten wird, an dem der logische Wert von S₀ vom Wert 0 auf den Wert 1 kommt. Dieses Ausgangssignal ist somit gleich dem Unterschied R zwischen der Tangente an die Kurve A(t) zum Zeitpunkt Ta und dem Wert A.

Das Ausgangssignal des Integrators INT. 1 liegt am Eingang des Integrators INT. 2 und wird wie im Integrator INT. 1 integriert, so daß das Ausgangssignal des Integrators INT. 2 proportional zum Flächenbereich, der in Fig. 2b und 3b schraffiert angegeben ist, oder proportional zu den Werten von Fig. 2a und 3a ist. Das Ausgangssignal a vom Integrator INT. 2 liegt am Eingang des Komparators CMP. 1 und wird mit einem vorbestimmten Schwellenwert C₁ verglichen. Wenn das Ausgangssignal vom Integrator INT. 2 größer als C₁ ist, hat das Ausgangssignal S₁ des Komparators CMP. 1 den logischen Wert 1. In dieser Weise wird bestimmt, ob der Flächenbereich in Fig. 2a den vorbestimmten Schwellenwert C₁ überschreitet oder nicht. Das Signal liegt anschließend am Komparator CMP. 2 und wird dort mit einem vorbestimmten Wert C₂ verglichen. Wenn der Wert größer als C₂ ist, hat das Ausgangssignal S₂ des Komparators den logischen Wert 1. Dadurch wird die Steigung der Kurven in den Fig. 2b und 3b ermittelt.

Die Ausgangssignale S₀, S₁ und S₂ der jeweiligen Komparatoren CMP. 0, CMP. 1 und CMP. 2 liegen am Eingang eines UND-Gliedes, dessen Ausgangssignal das logische Produkt der Eingangssignale ist. Wenn der logische Wert dieses Ausgangssignals gleich 1 ist, sind drei Erfordernisse zur Ermittlung des Gerinnungsendpunktes erfüllt, so daß nur noch der Zeitpunkt ermittelt werden muß, an dem das Ausgangssignal vom UND-Glied vom logischen Wert 1 auf den logischen Wert 0 kommt oder das logische Produkt der Signale S₀, S₁ und S₂ vom Wert 1 auf den Wert 0 kommt, um den steilsten Teil der Kurve A(t) aufzusuchen. Das positive logische Ausgangssignal vom UND-Glied liegt somit am Eingang eines monostabilen Multivibrators, der dann angesteuert wird, wenn sich der logische Wert vom Wert 1 auf den Wert 0 ändert, wobei der Multivibrator ein Signal für den Gerinnungsendpunkt liefert.

Bei dem obigen Ausführungsbeispiel wurden zwei Integratoren INT. 1 und INT. 2 dazu benutzt, das erste Differential zweimal zu integrieren, um den Flächenbereich zu ermitteln. Das kann auch durch eine Integration erreicht werden. Das heißt, daß der Unterschied R der Tangente an die Kurve A(t) am Punkt Ta und dem Wert A(t) direkt mit C₁ verglichen werden kann. Das Erfordernis, daß der zweifach differenzierte Wert zwischen Ta und Tb positiv sein sollte, ist dann nicht notwendigerweise erforderlich, wenn die zum Rücksetzen der Integratoren INT. 1 und INT. 2 erforderliche Zeit nicht allzu lang ist und das Ansprechen des Komparators CMP. 1 nicht zu sehr verzögert ist. Daher kann das Signal S₀ am Eingang des UND-Gliedes fehlen. Obwohl das Signal S₂ dazu benutzt wird, die Steigung der Kurve A(t) am Punkt Tb zu bestimmen, ist es in Abhängigkeit von der Probe möglich, daß dieses Signal am Eingang des UND-Gliedes fehlt. Die obigen Ausführungen, die sich auf eine analoge Schaltung bezogen, haben auch für eine digitale Schaltung Gültigkeit.

Der Unterschied R zwischen der Tangente an die Kurve A(t) und dem Wert A am Punkt Ta oder der Wert S, der dadurch erhalten wird, daß der Unterschied R über die Zeit t von Ta bis Tb integriert wird, kann auch in anderer Weise erhalten werden, als es oben beschrieben wurde. Eine Möglichkeit besteht darin, den Unterschied R dadurch zu ermitteln, daß das zweite Differential von Ta bis Tb zweifach integriert wird, oder daß der Wert S durch eine dreifache Integration ermittelt wird. Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das nach diesem Verfahren arbeitet. Mit der Ausnahme des Aufbaus der Schaltung arbeitet das in Fig. 6 dargestellte Ausführungsbeispiel in der gleichen Weise wie das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel, wenn der Schaltungsteil zwischen dem Eingang IN und dem Ausgang OUT als Blackbox angesehen wird. Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist anstelle des getasteten Klemmfunktionsverstärkers CGA in Fig. 4 ein dritter Integrator INT. 3 vorgesehen, dessen Eingang am Ausgang d des zweiten Differentiators Dif. 2 liegt, während der Rücksetzeingang des dritten Integrators INT. 3 mit dem Ausgang S₀ des Komparators CMP. 0 verbunden ist. Der übrige Schaltungsaufbau ist gleich dem in Fig. 4 dargestellten Schaltungsaufbau. Das heißt, daß statt der Kurve c des ersten Differentials, die als Eingabe für den Verstärker CGA verwandt wird, die Kurve des zweiten Differentials dem dritten Integrator INT. 3 in Fig. 6 eingegeben wird, wohingegen das Ausgangssignal des dritten Integrators INT. 3 der integrierte Wert des zweiten Differentials über die Zeit von Ta bis Tb oder gleich

bei dem in Fig. 4 dargestellten Verfahren und somit gleich dem Ausgangssignal des Verstärkers CGA in Fig. 4 ist. Im übrigen arbeitet das in Fig. 6 dargestellte Ausführungsbeispiel in der gleichen Weise wie das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den einmal differenzierten Wert

zum Zeitpunkt Ta über die Zeit von Ta bis Tb zu integrieren, wobei die Kurve des integrierten Wertes gegenüber der Zeit t gleich der Tangente für die Kurve A(t) zum Zeitpunkt Ta wird, und den Unterschied R dadurch zu ermitteln, daß der Unterschied zwischen A und dem integrierten Wert gebildet wird, oder den Wert S dadurch zu erhalten, daß R über die Zeit von Ta bis Tb integriert wird. Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das nach diesem Verfahren arbeitet, wobei die Arbeitsweise mit der Arbeitsweise des in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiels identisch ist, wenn der Schaltungsteil zwischen dem Eingang IN und dem Ausgang OUT ohne Rücksicht auf den Schaltungsaufbau als Blackbox angesehen wird. Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel sind ein Halteverstärker HA, ein vierter Integrator INT. 4 und ein Differentialverstärker D-AMP statt des getasteten Klemmfunktionsverstärkers CGA und des ersten Integrators INT. 1 vorgesehen. Der Eingang des Halteverstärkers HA liegt am Ausgang c des ersten Differentiators DIF. 1, während der Grenzwerteingang LIN des Halteverstärkers HA in ähnlicher Weise am Ausgang S₀ des Komparators CMP. 0 liegt.

Ein Ausführungsbeispiel des Halteverstärkers, das in Fig. 8 dargestellt ist, weist Bufferverstärker A₁ und A₂ auf, wobei die Ausgangsimpedanz des Verstärkers A₁ extrem niedrig ist, während die Eingangsimpedanz des Verstärkers A₂ extrem groß ist.

Wenn der logische Wert am Grenzwerteingang LIN des Halteschalters SW gleich 0 ist, wird das Eingangsignal an der Klemme IN zum Ausgang OUT übertragen, wobei das Ausgangssignal proportional zum Eingangssignal ist. Wenn der Grenzwerteingang LIN vom logischen Wert 0 auf den logischen Wert 1 umschaltet, hält der Ausgang OUT aufgrund des Kondensators C den Wert, der proportional zum Eingangssignal ist, so lange unverändert, bis der Grenzwerteingang LIN wieder auf den logischen Wert 0 kommt. Wenn das Signal S₀ am Grenzwerteingang LIN des Schalters SW liegt, um den logischen Wert auf den Wert 1 zu ändern, wenn der zweifach differenzierte Wert positiv ist und S₀ zum Zeitpunkt Ta vom logischen Wert 0 auf den logischen Wert 1 übergeht, dann hält der Ausgang des Halteverstärkers den Wert, der proportional zum einmal differenzierten Wert

ist und zum Zeitpunkt Ta an der Eingangsklemme liegt bis zum Zeitpunkt Tb.

Der Eingang des vierten Integrators INT. 4 liegt am Ausgang des Halteverstärkers HA, während der Rücksetzeingang des vierten Integrators INT. 4 mit dem Ausgang S₀ des Komparators CMP. 0 verbunden ist. Das Ausgangssignal des vierten Integrators INT. 4 ist somit das Integral von C₀ über die Zeit von Ta bis Tb. Die Kurve dieses integrierten Wertes gegenüber der Zeit t ist der Tangente an der Kurven A(t) zum Zeitpunkt Ta äquivalent.

Der Eingang auf der Probeseite des Differentialverstärkers D-AMP liegt an der Eingangsklemme b, an der ein Meßwert A auftritt, wohingegen der Eingang auf der Vergleichsseite mit dem Ausgang des oben erwähnten vierten Integrators INT. 4 verbunden ist.

Der Unterschied zwischen diesen beiden Signalen oder die Differenz R zwischen der Tangente an die Kurve A(t) und A zum Zeitpunkt TA wird als Ausgangssignal erhalten. Das Ausgangssignal vom Differentialverstärker D-AMP ist somit gleich dem Ausgangssignal des ersten Integrators INT. 1. Im übrigen arbeitet das in Fig. 7 dargestellte Ausführungsbeispiel in der gleichen Weise wie das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel.

Obwohl sich die obigen Ausführungen auf eine analoge Schaltung bezogen, werden dieselben Ergebnisse erhatlen, wenn eine digitale Schaltung verwandt wird und digitale Signale des Meßwerts A benutzt werden, die durch einen Analogdigitalwandler umgewandelt werden.

Durch die Erfindung wird eine zuverlässige Messung der Blutgerinnungszeit nach dem PT-Verfahren, dem APTT- und dem PTT-Verfahren erreicht, indem als Gerinnungsendpunkt zuverlässig der steilste Teil der Kurve A ermittelt wird, die die Meßwerte der optischen Eigenschaften der Probe gegenüber der Zeit t wiedergibt und frei von Störungen ist. In Fig. 3a sind zwei kleine Impulse zwischen den Zeitpunkten T₀ und Ta dargestellt, die integrierte Störungen wiedergeben, die unberücksichtigt bleiben, um falsche Endpunkte zu vermeiden.

Das erfindungsgemäße Verfahren liefert ähnliche Ergebnisse bei der Ermittlung des Gerinnungsendpunktes, wenn die Koagulationszeit der Thrombozyten als Blutgerinnungszeit gemessen wird.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Ermitteln des Blutgerinnungsendpunktes, mit einer Einrichtung zum Überwachen eines elektrischen Signals, das den Wert (A) wenigstens einer optischen Eigenschaft einer Blutplasmaprobe mit einem Koagulationsmittel wiedergibt, mit einer Einrichtung zur Bildung des ersten und zweiten Differentials des Wertes (A) und mit einer Einrichtung, die den Zeitpunkt (Tb) ermittelt, an dem sich der Wert des zweiten Differentials von einem positiven Wert auf einen negativen Wert ändert, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung, die einen Zeitpunkt (Ta) ermittelt, an dem sich der Wert des zweiten Differentials zu einem positiven Wert ändert,
eine Einrichtung, die die Differenz (R) des elektrischen Signalwertes der Tangente an die Kurve (A) und des der Kurve (A) zum Zeitpunkt (Ta) bildet, und durch
eine Einrichtung, die bestimmt, ob diese Differenz (R) oder das Integral dieser Differenz (R) über die Zeit vom Zeitpunkt (Ta) bis zum Zeitpunkt (Tb) einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, die die Differenz (R) bildet, eine Einrichtung aufweist, die die Differenz zwischen dem ersten Differential und dem Wert des ersten Differentials zum Zeitpunkt (Ta) bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die die Differenz (R) zweimal über die Zeit vom Zeitpunkt (Ta) bis zum Zeitpunkt (Tb) integriert, wobei der Zeitpunkt (Tb) als wahrer Endpunkt genommen wird, vorausgesetzt, daß der zweimal integrierte Wert einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die das zweite Differential zweimal integriert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die ermittelt, ob der Wert des zweiten Differentials zum Zeitpunkt (Tb) einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, wobei der Zeitpunkt (Tb) als wahrer Endpunkt nur dann genommen wird, wenn dieser Wert überschritten wird.