确定血液沉降速率和与其有关的其它参数的仪器及方法
【专利说明】确定血液沉降速率和与其有关的其它参数的仪器及方法发明领域
[0001]本发明涉及在医学分析领域中使用以手动地或自动地确定血液沉降速率(“ESR”)和与其有关的其它参数的仪器和对应的方法。
[0002]发明背景
[0003]在医学分析领域，定义为炎症的病理状态，是通过测量血液的血球部分，特别是红细胞或者红血球的沉降速率来确定。特别地，红细胞沉降速率代表了炎症状态的非特定诊断测试。
[0004]用于测量血液沉降速率的经典或者参考方法是魏氏方法。
[0005]近年来，该测试已经被极大地改进，特别是在执行时间上，如例如在Duic的US5.827.746、Breda的US 6，632，679和US 7,005，107中所描述的。这些专利描述了称为“停止和流动”的技术的应用，其提供了使毛细管中的待检查的血液停止流动，并且通过光度测定光学地测量在其已经被停止后变稠的血液的血球部分的聚集速度。
[0006]该技术一方面已经允许将所需的血液的量从魏氏方法需要的几毫升减少到Breda方法需要的几百微米，并且在另一方面，与之前需要等待至少一个小时的魏氏方法中的沉降相比，允许在仅仅20秒内获得测量结果。
[0007]从Huscher所有的文献W02004032702中，代替光学的/测光的检测，使用利用声波的检测方法也是已知的，其中声波朝着输送中的待检查样本的管发射，并且从相对一侧检测声波。
[0008]在现有技术中，这也是已知的，特别是根据W02005022125，将测量沉降速率的仪器与血球计数设备结合为一体，利用在毛细血管中沉降速率的光测测量的新颖技术，减少了与其相关的执行时间且使用少量血液。
[0009]另一个改进由W02007006791给出，其中提出使用称作产乳酸微生物(Iactics)的特殊物质，以便获得血液红细胞沉降速率的测量仪表的最佳的标定和设置。
[0010]在W02007128684中说明了另一个进展，其中提出了利用使用测量红细胞沉降速率所获得的结果，以便获得关于病人的可能贫血状况的信息。
[0011]在以上指出的其还使用不同测量系统的所有方法中，采自病人的血液，即使以非常有限的量，引入到管状容器中，并且随后在输送中在血液样本上进行必要的测量。
[0012]不仅在该类型的光学/光测的测量中，而且在利用其它类型的辐射，例如声波的测量中，被抱怨的一个问题是通常使用的小型特氟龙管(Teflon tube)具有会产生相对于接收设备偏转入射射线的效应的厚度。
[0013]此外，正常的特氟龙管在其通过挤压制造的过程中，在精确地对应于其被入射射线照射到的位置具有厚度和截面上的差异。特氟龙管的厚度和截面上的此种差异，如果它们处在发射器造成穿越的射线的偏转的位置，将产生扰动和非线性的读数，其使得难以标定检测系统以在生产阶段获得可重复的仪表。
[0014]由于管的表面不垂直于入射辐射并且具有与入射辐射在其中发射和接收的介质(空气)不同的折射指数，毛细管的表面充当了透镜，从而改变了入射波的前部的几何结构。
[0015]附图1a和图1b图示地示出了现有技术的情况，在图中，发射器100朝着特氟龙管102发射辐射101，并且在相对一侧存在有接收器103，接收器103在该辐射已经穿过存在于特氟龙管102内部的待检查样本(未示出)之后检测该辐射。
[0016]如从图1a中可见，当波101穿过特氟龙管102的厚度时，其被偏转四次，以至于其没有保证测试结果的精度。
[0017]在图1b中可以看出，当准直的中心射线经过特氟龙管102时，特别是如图中以强调的形式示出的，特氟龙管102的截面在圆周上特别不均匀时，由于管的内直径和外直径之间的同轴度容差，即便是准直的中心射线会如何被折射的。
[0018]已经发现，实际上不可能在工业上生产出保证在其整个长度上具有恒定截面的特氟龙管，因为经由挤压的制造工艺具有已知的技术限制。
[0019]如我们所说，无论入射辐射被多么地准直以在管的中心部分中击中管，由生产期间的获得标准化精度的不可能性导致的这些厚度上的变化，经常地在光学测量中引起错误，使得从一个仪表到另一个仪表，仪表会给出不同的读数。
[0020]通过使用具有比必要的直径更大的直径的管(并且因此样本具有更大体积)，或者通过使用散射材料/表面(例如对于电磁辐射散射的特氟龙)，该问题可以部分地得到解决，然而，这降低了仪表的灵敏度。
[0021]在该测量技术的使用中被抱怨的另一个值得考虑的问题涉及连续测量之间的读取腔的污染。实际上，在每次测量之后，并且在分析之后，血液样本被排出并且新的血液样本被引入到测量空间中。
[0022]考虑到ESR测量是对通过红血球的沉降特征的物理测量，对于该类型的测试，重要的是确保在连续的样本流中，在测试的测量点处一个样本和下一个样本之间不存在污染。
[0023]为了避免在排出之后必须清洗测量空间，已经分析过的样本的残留被待分析的新的血液样本排出，由于血液必须跟随以便避免污染的液态路径相当长，这增加了待使用的血液体积以及执行时间。
[0024]与以上所确定的问题有关，本发明的一个目的是提供允许极其快速的分析、简便且非常可靠和精确的方法及其对应的仪器，以确定血液的沉降速率和其它与其有关的参数。
[0025]另一个目的是避免连续样本之间的清洗，以便实现简化应用到自动的、半自动的或者手动的仪表的工作流程。
[0026]本发明的另一个目的是生产紧凑和便于运输的仪器，其是实用的以在任何条件或环境中使用，并且还可以作为在手术室或者医院中，例如所谓的POC(护理点)中使用的一次性仪器。
[0027]申请人已经设计并实施了本发明，以达到这些目的和获得另外的其它优点。
[0028]发明概述
[0029]在独立权利要求中叙述并特征化了本发明，同时从属权利要求描述了本发明的其它特征或者主要创意的变型。
[0030]根据本发明的用于确定ESR的仪器，在其大体的结构中，包括:配备了具有受控的截面的导通的输送通道的读取腔；该读取腔由在一定波长范围内辐射可透射的材料制成，并且具有至少大体上直线的部分，该部分具有极其缩小的尺寸，在该直线部分内，待分析的血液被引入并被输送。
[0031]输送通道在入口孔和出口孔之间被界定，入口孔和出口孔被连接到例如由特氟龙制造的管的对应的供给端和排出端，其用于将血液样本朝着读取腔运送以及在测量已经进行后从读取腔中排出样本。
[0032]关于辐射，在这里和后面的描述中，我们既指电磁波，特别是那些处于可见范围的电磁波，又指遵循波动力学原理的不同的波，比如，例如，但不仅仅是，声波或者在上下文中任何其它类型的可用辐射。
[0033]因此，即使在后文中，特别是在附图的详细描述中，我们将会指发光的辐射和光学类型的发射器/接收器，可以理解的是，本发明同样地可用于以上指出的所有类型的辐射。
[0034]该仪器还包括能够将血液样本送到读取腔内部的泵装置，使得发射器装置发射的辐射可以穿过血液样本，并且血液样本由配套的接收器装置检测，该接收器装置布置成对应于读取腔的位置，在相对于发射器装置的相对侧。
[0035]接收器装置连接到处理单元，处理单元能够以与通常使用的单位兼容的计量单位将所检测的值转换为沉降速率的表达或者与其有关的其它参数。
[0036]以在现有技术中已知的方式，泵装置适合于突然地阻断流动通过读取腔的血液流动，以便导致流动停止，并且因此流动聚集以及归因于血液凝结的血细胞的沉降。
[0037]该凝结造成了在由检测装置检测的信号中的变化，该变化具有对确定ESR有用的后续的信息获取。
[0038]根据本发明的第一个特征，读取腔包括具有导通的毛细管大小的通道的本体；本体具有例如圆柱形的截面，尽管该形状本质上不是限制性的，并且由塑性材料，例如，但不仅仅是，丙烯酸类或者玻璃制造。制造成穿过界定读取腔的本体的输送通道具有分别地与待分析血液的供给管和排出管的相应端部相关联的对应的入口孔和出口孔。
[0039]该材料例如丙烯酸类或者玻璃的使用，允许例如是界定了读取腔的圆柱形的本体被塑造，并且特别地，在由接收器装置检测的辐射的进入表面中。
[0040]特别地，由丙烯酸类或者玻璃制造的读取腔的特定形状制造成，使得光、声波或者其它合适的辐射的进入区域具有大体上平坦的表面，并且适当地成形，而不是像发生在传统的特氟龙管的情况下的曲线表面。
[0041]根据另一个演化特征，读取/测量腔还在其相对端部，即出口端具有平坦表面，使得光辐射、声音辐射或者其它辐射的路径不被改变信息内容的曲线所偏转/折射。
[0042]特别地，这些具有其平坦表面的读取窗口从其在用于机械加工的标准定位公差内的位置以独立的方式与入射到其上的辐射相互作用。
[0043]根据本发明的另一个变型，这些平坦窗口构成可透射的表面，不像那些通常的特氟龙管一样是散射的，并且允许获得更高的光或声的检测灵敏度。
[0044]根据本发明的变型，由丙烯酸材料或者玻璃制造的具有其带孔的本体的读取腔在上游和下游连接到例如由特氟龙制造的常规类型的，在其中血液样本发生流动的管。
[0045]在其它特征中，玻璃的或者丙烯酸类的读取腔容纳在刚性容器内部，该刚性容器在上游和下游为