Устройство для определения времени фибринолизиса

 

Изобретение относится к медицин скрй технике. Цель изобретения - повышение точности измерений. Устройст / f v во включает термостат 1, источник. света 2, штатив 3, пробирки 4, поплавки 5, планку 6, основание 7, фототранзисторы 8, аналого-цифровой преобразователь , пороговый формирователь , цифровой компаратор, вольтметр, таймер, блок индикации, коммутатор, генератор тактовых импульсов, блок управления, счетчик, шинный формирователь , запоминающее устройство, RS- триггер. Устройство обеспечивает возможность одновременного контроля времени фибринолизиса в нескольких параллельных пробах. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл. (Л ери2.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ВСг(.(1ГГ,"". 11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А 83 ОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г т

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3899195/28-14 (22) 20.05.85 (46) 15.07.87. Бюл. N - 26 (75) Б.И.Фейгельман, Б.К.Булыгин, В.И.? гигорьев, В.Ф.Сапегин, Е.В.3абродин и M.М.Немирович-Данченко (53) 615.779.94 (088.8) (56) Prey W. Streptokinase et antistreptokinase. Strasburg, 1959, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕMEHH ФИБРИНОЛИЗИСА (57) Изобретение относится к медицинской технике. Цель изобретения — повьппение точности измерений. Устройст(5и 4 С 12 N 9/00 9/68 9/70 во включает термостат 1, источнйк света 2, штатив 3, пробирки 4, поплавки 5, планку 6, основание 7, фототранзисторы 8, аналого-цифровой преобразователь, пороговый формирователь, цифровой компаратор, вольтметр, таймер, блок индикации, коммутатор, генератор тактовых импульсов, блок управления, счетчик, шинный формирователь, запоминающее устройство, RSтриггер. Устройство обеспечивает возможность одновременного контроля времени фибринолизиса в нескольких параллельных пробах. 2 з.п. ф-лы,2 ил., табл.

1I323566

Изобретение относится к медицине и ветеринарии и может использоваться для определения времени фибринолизиса при контроле ферментативной активности препаратоВ фибринолитического 5 действия (стрептокиназы, фибринолизина и т.д.), обследовании свертывающей системы крови, контроле качества отдельных компонентов фибринолитической реакции (например, фибриногена, тромбина).

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На фиг. 1 схематично изображено устройство для определения времени °

15 фибринолиэиса с расположением элементов датчика относительно нескольких одновременно контролируемых проб, находящихся в водяном термостате с прозрачными стенками, общий вид; на

20 фиг, 2 - блок-схема следящей системы при одновременном контролировании нескольких проб, где толстыми стрелками обозначены направления передачи данных, а тонкими стрелками — направления передачи адресных сигналов и команд управления.

Устройство для определения времени фибринолизиса включает водяной

30 термостат 1 с прозрачной, матовой ,стенками, источник 2 света, штатив

3, пробирки с реакционной смесью 4,. поплавки 5, которые выполнены в виде полого стержня и изготовлены иэ винипласта или эбонита, планку 6, основание 7 с желобами, фототранэисторы 8, аналого-цифровой преобразоваTGJIb (AIQI) 9, пороговый формирователь (ПФ) 10„ цифровой компаратор (ЦК) 11, . вольтметр 12, таймер 13, блок 14 индикации, коммутатор 15, генератор ll6 тактовых импульсов (ГГИ), блок 17 управления, счетчик 18, шинный фор -. мнровагель 19, запоминающее устройство 20 (ЗУ), К$-триггер 21 и блок

ИЛИ 22.

Устройство работает следующим образом.

КонтРолиРУемые пРобы, включающие фибриновый сгусток, сформированный в присутствии препарата фибринолитического действия вносят в пробирки 4.

Далее в каждую пробирку опускают поплавок 5, который располагается над пробой, поскольку в этот момент она находится в твердом состоянии. Затем все пробирки 4 с пробой и поплавками

5 помещают в штатив 3 водяного тер" мостата 1, запускают таймер с блоком

14 индикации, при этом последний по" казывает передаваемый от таймера отсчет времени, исчисляемый от начала реакции, Световой поток от источника

2 света проходит через прозрачные элементы водяного термостата i в том числе через нижнюю часть пробирки 4, поскольку контролируемая проба также пропускает свет через отверстия между планкой 6 и основанием 7.

Блок фотодатчиков содержит ориентированные на контролируемые пробы фототранзисторы 8 в количестве, равном числу контролируемых проб. Фототранзисторы запитаны и подключены к информационным входам вольтметра 12 и коммутатора 15 (микросхема К543КН2).

В этот момент напряжение U наэмиттер-коллекторном переходе фототранзисторов 8 (т.е. на выходе фотодатчика) находится в диапазоне 0,061,5 В. Конкретное значение П наблюдают по вольтметру 12. В зависимости от измеренного U определяют порог переключения компаратора 11. Это значение вручную устанавливают на выходе

ПФ 10, после чего включают блок АЦП

9 и 11 ЦК,следящей системы, В качестве ГТИ 16 использован генератор прямоугольных импульсов с кварцевым реэонатором. В блок 17 управления вынесены элементы управления пуском и остановкой ГГИ 16, причем параллельно контактам выключателя остановки— пуска ГГИ подключены также контакты кнопки, выполненной с возвратом, что

1 дает возможность ручного управления поочередным подключением фотодатчиков к следящей системе (режим ручного управления используют при работе с одним датчиком или для считывания данных, записанных в ЗУ). Схема подключения кнопки не приводится в связи с ее очевидностью. В блок 17 управления вынесен также переключатель избирания тактовой частоты, поэволякщий для данного генератора установить одно из следунщих значений тактовой частоты: 1,2,4,8 или 16 Гц.

Этого ряда частот достаточно для одновременного контроля реакции в 464 пробирках.

Счетчик 18 суммирует поступающие от генератора 16 тактовые импульсы с модулем счета, равным, числу контролируемых проб. Результат счета используется в качестве адреса пробы, 5

20

35

3 1323 подключаемой к АЦП коммутатором 15, а также адреса отведенной для этой пробы ячейки памяти запоминакщего устройства 20. В первом цикле опроса фотодатчиков значение триггера переноса счетчика 18 равно О. Этот нулевой сигнал установит RS-триггер 21 в положение разрешения через блок ИЛИ записи данных в ЗУ (20). Тот же уп-равляющий сигнал, пройдя по управляющему входу шинного формирователя

19, включит последний в направлении передачи данных на запись в ЗУ от порогового формирователя 10, который в этот момент сформировал значение функции 2 при значении аргумента, поступающим на вход ПФ с выхода АЦП.

Одновременное подключение выхода счетчика 18 к адресным входам комму. татора 15 и запоминающего устройства, 20 обеспечивает синхронность обращения к избираемому фотодатчику и ячейке памяти ЗУ, имеющей тот же адрес, что и фотодатчик. Таким образом, в первом цикле работы устройства происходит последовательное обращение ко всем фотодатчикам 8, формирование в блоке 10 и запись в соответствующие ячейки ЗУ пороговых значений, используемых в последующих циклах для 30 засылки по второму входу компаратора

11 в качестве сигналов сравнения с текущим значением сигнала фотодатчиков.,Как видно их схемы фиг. 2, в первом цикле опроса сигналы с выхода

ЗУ также поступают к ЦК 11, однако значение выхода последнего в первом цикле не влияет на выполнение указанной процедуры записи пороговых эначений, так как для перевода ЗУ в режим записи достаточно подать соответствуI ющий управляющий сигнал по любому из входов блока ИЛИ, а в первом цикле таковой сигнал поступает к первому его входу от RS-триггера 21. Количество тактов в первом цикле задается модулем счета, который устанавливают равным числу контролируемых проб.

В последнем такте первого цикла опроса триггер переноса счетчика 18 перекинется в единичное значение.

Этот сигнал поступит по S-входу RS566 4 ной сигнал RS-триггера 21 через блок

ИЛИ переведет ЗУ в режим считывания, т.е. в этом режиме переписывание запомненных в ячейках памяти ЗУ пороговых значений переключения компаратора не происходит ° К входам компаратора 11 поступают для сравнения соответственно текущее и соответствующее ему пороговое значения сигналов с выходов АЦП и ЗУ с частотой, задаваемой ГТИ 16. В каждом такте коммутатор 11 производит сравнение выбираемой счетчиком 18 очередной пары сигналов фотодатчнка и ячейки 3У. Пока поплавки в пробирках находятся сверху контролируемых проб, сигналы фотодатчиков, преобразованные АЦП 9 не превышают запомненных в соответствующих ячейках ЗУ пороговых значений.

Поэтому переключение выходного сигнала ЦК 11 не происходит, вследствие чего ЗУ продолжает работать в режиме считывания пороговых значений. Как только в какой-либо пробирке в результате окончания реакции фибринолизиса произойдет опускание поплавка, сигнал, получаемый в момент опроса соответствующего фототранэистора,превысит запомненное в параллельно опрашиваемой ячейке ЗУ пороговое значение. Это приведет в данном такте работы устройства к перекидыванию сигнала на выходе компаратора t1, который через блок ИЛИ переведет ЗУ в режим записи и в заданную счетчиком

18 ячейку памяти ЗУ вместо сформированного в первом цикле порога переключения компаратора запишется время прохождения реакции, выданное на момент записи таймером 13 (по окончании первого цикла опроса RS-триггер 2 1 отключает с помощью ШФ вход ЗУ от ПФ и подключает к входу ЗУ таймер 13).

При очередных обращениях следящей системы к данной паре фотодатчика и ячейки ЗУ (т.е. при обращениях в последующих циклах опроса) сигнал фотодатчика сравнивается компаратором 11 уже не с пороговым значением, а с

I записанным в опрашиваемую ячейку ЗУ кодом времени фибринолизиса, который используется при этом в качестве нового порогового значения. Значение триггера 21, на выходе которого сфор-55 мирован сигнал управления, переводящий шинный формирователь 19 в режим передачи данных от таймера 13 к вхо" ду данных ЗУ 20. Одновременно выходкода времени фибринолизиса должно быть больше, чем максимально возможное значение сигнала, выдаваемого с вьгхода АЦП, что обеспечивается с помощью известных средств. Выполнение

1I 323566 этого условия необходимо для того, чтобы в очередном цикле опроса сигнал, снимаемый с выхода ЦК I1, запретил (через блок ИЛИ) запись в ячейку

3У, сохранив тем самым в ней информа- 5 цию о времени фибринолизиса, которую считывают в динамике работы устрой" ства или после его останова с блока

14 индикации.

Пример 1. Фибриновый сгусток,10 сформированный соединением О, 1 мл раствора тромбина активностью 3 ед/мп с 1 мл О, 1 -ного раствора фибриногена в присутствии 0,2 мл раствора стрептокиназы неизвестной активности, 15 вносят в агглютинационную пробирку.

Далее в эту пробирку опускают поплавок, который располагается над реакционной смесью. Пробирку помещают в штатив водяного термостата с прозрач- 0 о ными стенками при 37 С. При этом используют водяной термостат типа ТПС„ который оборудован расположенным с внешней стороны одной иэ прозрачных стенок источником света. С внешней стороны противоположной стенки устанавливают ориентированный на находящейся в пробирке фибриновый сгусток фототранзистор типа ФТ-2, подключенный к следящей системе управляющей таймером. Следящую систему и таймер включают одновременно с установкой в водяной термостат пробирки с контролируемой пробой.

После установки пробы в термостат 35 контролируют по вольтметру напряжение на выходе фоторезистора, которое в данном примере равно 0,3 В. Проверяют и при необходимости устанавливают значение кода, выдаваемого порого- 40 вым формирователем.

Через 26 мин происходит разжижение контролируемой пробы, вследствие чего поплавок опускается на дно пробирки 45 и перекрывает световой поток, падавший от источника света на фототранзистор. Напряжение на эмиттер-коллекторном переходе фототранзистора резко возрастает, превысив пороговое значе- 50 ние 0,9 В. Поэтому на выходе компаратора формируется сигнал, который останавливает таймер, после чего блок индикации продолжает высвечивать время фибринолизиса, зафиксированное в момент остановки таймера. В рассматриваемом примере это время равно

26 мин. По полученному результату судят о скорости фибринолизиса или используют для пересчета в ферментативную активность внесенного в реак" ционную смесь фибринолитика.

Пример 2. Определение времени фибринолизиса с использованием программных средств.

Для осуществления способа выполняют монтаж элементов контролирующей системы согласно фиг. 1. Для этого в рабочем пространстве водяного термостата с прозрачными стенками типа

ТПС-1 в штативе 3 располагают 5 агглютинационных пробирок 4, Световой поток, проходящий от источника света

2 сквозь нижнюю часть каждой пробирки контролируют одним из пяти фототранэисторов 8. Каждый фототранзистор запитан по схеме, представленной на фиг . 2.

Следящая система и блок индикации реализованы на базе программируемого микрокалькулятора типа MK-64. При этом выходные напряжения фототранэисторов поданы к выводам датчиков микрокалькулятора, а пусковой вывод микрокалькулятора коммутируется при помощи тактового генератора, выдаю-, щего внешние импульсы пуска с периодом 30 с.

В программную память микрокалькулятора предварительно записывают программу, приведенную в таблице. Эта программа предназначена для работы с калиброванными фотодатчиками, поэтому в данном примере используют предварительно отобранные фотодатчики по признаку близких характеристик рабочей точки и порога срабатывания.

Из партии фототранзисторов таких датчиков можно отобрать 10-20 . В данном примере использованы фототранзисторы типа ФТ-2 с .рабочими точками в освещенном состоянии в пределах 0,08—

О, 12 В. Поэтому для них установлен общий порог срабатывания, равный

0,5 В, который записан в программе по адресу 65. Из программы таблицы видно, что по адресу 65 записана лишь мантисса порога срабатывания, что сделано в целях экономии шагов программы. Перед пуском микрокалькулятора в регистры Рг2-Ргб записывают множитель

10 для согласования порядков хранящихся в этих регистрах операндов состояния опрашиваемых фотодатчиков с записанным в программной памяти по адресу 65 порогом их срабатывания, в регистр Рг9 заносят код 5I010000, оп1323566 ределяющий режим работы микрокалькулятора (опрос в каждом 30-секундном цикле всех пяти фотодатчиков с сигнализацией их состояния) ° В Рг7 и в регистры стека заносят О. 5

В пробирки вносят контролируемые пробы и опускают поплавки, Сразу после этого запускают микрокалькулятор с адреса 01. При этом пробы в пробирках могут располагаться в любом по- 10 рядке, т.е. последовательность прохождения реакции не зависит от места установки соответствующей пробирки, так как программными средствами реализована предлагаемая схема. Функцию таймера выполняет счетчик, реализованный с помощью регистра Рг7 микрокалькулятора MK-64, который в каждом цикле измерений добавляет 0 5 мин к накопленной сумме, поскольку период 20 следования пусковых импульсов от внешнего тактового генератора составляет 30 с.

В каждом цикле контроля микрокалькулятор последовательно обегает все фотодатчики, и при превышении выходом любого из них порогового значения дает команду и производит запись в стек из регистра Рг7, отсчитанного на данный момент времени фибринолизиса.При этом время фибринолизиса и номер пробы кодируется для последующего считывания из стека следующим, образом: где N - номер пробирки (фотодатчика);

Х . — любые десятичные цифры, обозначакуцие время фибринолизиса. о

При постановке реакции фибринолизиса для контроля активности препаратов стрептокиназы для индикации времени реакции достаточно 4 младших бита. При этом в остальных разрядах (кроме старшего) высвечиваются нули, Для предотвращения повторной записи в стек при последующем цикле опроса пробирки, в которой прошла реакция, в соответствующий регистр по адресу

82 заносят отрицательный коэффициент.

Поскольку в микрокалькуляторе МК64 стековая память используется для управления сигнальными лампами допускового контроля при укаэанном коде, записанном в Рг9, при отсутствии прохождения реакции во всех пробирках горят 5 индикаторных ламп, выведенных на табло микрокалькулятора. По мере прохождения реакции соответствующее количество ламп гаснет (управление сигнализацией осуществляется принятым способом формирования заносимого в стек кода времени фибринолизиса), что удобно для контроля за работой следящей системы. При отключении последней сигнальной лампы, что свидетельствует о прохождении реакции во всех пробах, тактовый генератор внешних пусковых импульсов останавливают и иэ стековой памяти считывают запомненные значения времени фибринолизиса для каждой пробы.

При рассмотрении схемы опроса пяти датчиков с использованием микрокалькулятора MK-64, время цикла опроса в

0,5 мин является минимально возможным. Однако это время определяет погрешность измерений (чем чаще производится опрос, тем с большей точностью устанавливают время фибринолизиса). Таким образом, в примере описан одновременный контроль пяти проб, последовательность прохождения реакции в которых неизвестна.

При известной последовательности прохождения реакций фибринолизиса, например в случае определения активности фибринолитика методом постановки реакций с его последовательными разведениями, цикл опроса может быть уменьшен.

Положительный эффект предлагаемого способа заключается в высвобождении обслуживающего персонала и исключении методической ошибки измерений, возникающей при возможных несвоевременных отсчетах окончания реакции вследствие утомительной процедуры визуального наблюдения. Использование предлагаемого устройства обеспечивает также повышение точности измерения путем непосредственного отсчета времени фибринолиэиса, уменьшение объема контролируемой пробы, достаточное количество взаимозаменяемых поплавков позволяет промывать и стерилизовать их вне связи с иэмерительг ной системой, обеспечивается воэможность одновременного .контроля времени фибринолизиса в нескольких параллельных пробах при одной измерительной системе.

Формула и э о б р е т е н и я

1. Устройство для определения времени фибринолизиса, включающее термо13235 (Код Кпавиша Адрес Код Клавиша Адрес Код Кпавиша

Адрес

73

ПП

ПП

43 РО

14 1

P ВП

95

40

F 7

75

Р2

41

96

72

F 7

04

81

43

F 1/Х

56

44

58

БП

96

84

Р7

68

ПП

ВП

13

90

14

92

ВП

54 04

55 01

60 78

Р0

В/О

C/Ï

22 статируемую емкость для пробы крови с поплавком и следящей системой,о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, устройство оборудовано блоком прозрачных сосудов с поплавками и соответствующим количеством фотодатчиков и источников света, где в следящую систему дополнительно введены генератор тактовых импульсов, счетчик„ 10 коммутатор, RS-триггер, блок ИЛИ, шинный формирователь и запоминающее устройство, причем фотодатчики подключены к входам коммутатора, выход которого соединен с входом аналого- -15 цифрового преобразователя, вход счетчика соединен с генератором тактовых импульсов, его счетный выход соединен с адресными входами коммутатора и запоминающего устройства, старший 20 разряд счетчика или его выход переноса подключен к входу RS-триггера, выход которого соединен с управляюI щим входом шинного формирователя и первым входом блока ИЛИ, второй вход

66 ВП

54 5

81 Р8

62 Гб

68 ПП

63 Р ВП

61 Pá

52 Г5

68 ПП

63 Р ВП

51 Р5 42 F 4

66 10 блока ИЛИ соединен с выходом цифрового компаратора, выход блока ИЛИ соединен с управляющим входом запоминакщего устройства, информационные входы шинного формирователя соединены соответственно с таймером и выходом порогового формирователя, вход запоминающего устройства соединен с выходом шинного формирователя, а выход запоминающего устройства подключен к второму входу цифрового компаратора и к блоку индикации, выход блока управления соединен с входом генератора тактовых импульсов, а его выход соединен также с входом таймера.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в качестве фотодатчика в нем установлен фототранзистор, а выход аналого-цифрового преобразователя подключен также к входу порогового формирователя и к второму входу цифрового компаратора.

3. Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что поплавок выполнен в виде полого стержня.

1323566

Продолжение таблицы ес Код Клавиша Адрес !

\ »

68 ПП 61

63 Р ВП 62

F 8

-0

24,66

41 Р4

25

ВП

32 FÇ 64

65

31

Р8

32

В/О

Рх> 0 -5

71

85

34

Составитель Г.Денисова

Редактор М.Недолуженко Техред Л.Олийнык

Корректор Л. Пилипенко

Заказ 2932/29 Тираж 499

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4

68 ПП

63 P ВП

31 РЗ

22 F2

«йа»» »»»

Код Клавиша Адрес Код Клавиша

58 БП

02 F0

49 Рх> 0

94 9