SE515424C2 - Engångs provtagningsanordning för en partikelräknare - Google Patents

Description

25 30 35 u U “ ... n- I ' ",,". « -1 ° ~ " " II . Ü - " 2- ' ,, .- , ..«» u.. . n, n. n. u ,. v f u , v c h' , __ n v- . . . . - 2 kända anordning är alla komponenter utom ett kärl innehållande ett blodprov permanent innefattade i en apparat, som också in- nehåller elektronisk utrustning, som behövs för partikelräkning och utförande av beräkningar nödvändiga för att erhålla de re- sulterande koncentrationsvärdena. Följaktligen måste alla kom- ponenter, som kommer i kontakt med blod, ingående rengöras ef- ter varje räkneprocedur, såsom genom spolning med en lämplig spolvätska. Denna anordning är också dyrbar och relativt skrym- mande och lämpar sig därför inte för användning utanför mera välutrustade och etablerade medicinska institutioner, såsom sjukhus, hälsovårdscentraler och större privata läkarmottag- ningar.

Det finns således ett behov att erbjuda en relativt billig och enkel anordning för provtagning, t.ex. ett blodprov eller ett vörtprov, för användning med en mera stationär partikelräknar- apparat. Provtagningsanordningen skall vara användbar utanför medicinska institutioner av det nämnda allmänna slaget - vad avser blodprovstagning - liksom i bryggerier - vad avser vört- provstagning. Den skall också vara enkel att handha också för relativt otränad personal, och alla dess komponenter, som kom- mer i kontakt med blod, skall vara inneslutna i ett engångshus.

Huset skall inte innehålla dyrbara komponenter, såsom elektro- nisk utrustning för de faktiska partikelräknings- och utvärde- ringsändamålen.

Föreliggande uppfinning har till ändamål att tillhandahålla en provtagningsanordning, som uppfyller det ovannämnda behovet.

För att uppnå detta föreslår föreliggande uppfinning en engàngs provtagningsanordning av det inledningsvis angivna slaget, vil- ken erhållit de i efterföljande patentkrav angivna känneteck- HEH1.

Utföringsformer av uppfinningen kommer att beskrivas i det föl- jande under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: 23006D.DOCí l998-09-03 10 15 20 25 30 35 515 424 3 - Fig. 1 visar en schematisk vy av en apparat enligt känd teknik; - Fig. 2-9 visar schematiska snitt genom en första utfö- ringsform av en anordning enligt föreliggande uppfinning i skilda steg av dess mätcykel; - Fig. 10 och 11 visar motsvarande snitt genom en andra ut- föringsform av föreliggande uppfinning; - Fig. 12 visar en schematisk perspektivvy av en utförings- form av en partikelräknarapparat och en engångs provtag- ningsanordning enligt föreliggande uppfinning; - Fig. 13 visar det förstorade partiet XIII i fig. 12; och - Fig. 14 visar en tredje utföringsform av engångs provtag- ningsanordning enligt föreliggande uppfinning.

I anordningen enligt känd teknik i fig. 1, betecknar 11 en in- jektionsspruta innefattande en cylinder 12 och en kolv 13, som är axiellt rörlig inuti cylindern med hjälp av en kolvstång 14, som sträcker sig genom en ände av cylindern, som kan vara en öppen ände. Cylinderns motsatta ände är tillsluten och ansluten till en ledning 15. Denna ledning 15 står i sin tur i förbin- delse med en tillförselledning 16 för spädvätska, vilken har en ventil 17, och en utloppsledning 18, som har en ventil 19. I ledningen 18 finns också en vridventil 20, vars icke visade ro- terbara ventilkropp har en genomgående kanal 21 och är positio- nerbar i två skilda positioner. I en första position (visad i fig. 1) står den genomgående kanalen i förbindelse med en led- ning 22, som leder till en icke visad pump, och en ledning 23, som står i förbindelse med ett kärl 24 innehållande ett blod- prov som skall utspädas. Provet i kärlet 24 kan redan i viss utsträckning vara utspätt. Utloppsledningen 18 slutar i en blandnings- och mätkammare 25. I en vägg av kammaren 25 finns en kapillär 26 och en avtappningsledning 27 innefattande ett metalliskt parti 28, vilket utgör en elektrod, som är ansluten till en elektrisk ledning 29. En ytterligare elektrod 30 är be- lägen inuti kammaren 25 och är ansluten till en elektrisk led- 23006D.DOC; 1998-09-03 10 15 20 25 30 35 515 4241 4 ning 31. En spänning kan anbringas över kapillären genom att ansluta ledningen 29 till en pol och ledningen 31 till den andra polen av en lämplig elektronisk räkneutrustning.

Vid drift av pumpen transporteras blodprov från kärlet 24 genom ventilen 20, så att den genomgående kanalen 21 fylls. I en andra position för ventilkroppen står den genomgående kanalen i förbindelse med ledningen 18. Eftersom den genomgående kanalen 21 innehåller en exakt bestämd volym, kommer vridning av ven- tilkroppen till den andra positionen att sätta denna bestämda volym i förbindelse med ledningen 18.

Den kända anordningens funktion är såsom följer: Ventilen 17 öppnas och kolven sänks för att suga en bestämd volym späd- vätska in i injektionssprutan. Därefter stängs ventilen 17 och ventilen 19 öppnas, och kolven 13 höjs, varigenom spädvätska förskjuts genom ledningen 18 och genom ventilen 20, vars ven- tilkropp är positionerad i sin andra position, så att den be- stämda volymen blodprov av spädvätskan förs till blandnings- och mätkammaren 25, där den mycket lilla volymen blodprov blan- das med och utspäds av den relativt stora volymen spädvätska.

En bestämd del av det blandade och utspädda provet förs genom kapillären 26, och blodkropparna räknas av den elektroniska räkneutrustningen.

De utföringsformer av engångs partikelräknaranordningar enligt föreliggande uppfinning, som härefter skall beskrivas med hän- visning till fig. fig. 2-9 (första utföringsformen) och fig. 10 och 11 (andra utföringsformen), utnyttjar några av särdragen hos den ovan beskrivna kända anordningen, medan andra har er- satts av sådana som är mer lämpade för en självständig engångs- produkt.

Anordningen omfattar en väsentligen blockformad kropp 40 (se fig. 12), som företrädesvis är gjord av transparent material, 23006D. DOC: 1998-09-03 10 15 20 25 30 35 515 424 såsom en formbar syntetisk plast, vilken har en övre vägg 41, en bottenvägg 42 och en frontvägg 43. I kroppen 40 är anordnad en cylinder 44, som har en övre ände 45 och en undre ände 46.

En kolv 47 är axiellt rörlig i cylindern med hjälp av en kolv- stång 48, som är åtkomlig från husets utsida vid cylinderns undre ände 46, varvid cylinderns övre ände 45 är ansluten till en kanal 49 anordnad i huset.

I huset finns också anordnad en vridventil 50, som har en ven- tilkropp 51, som är roterbar inuti en cylindrisk ventilkammare 52. Ett påverkningsorgan, såsom en diametralt utsträckt slits eller två diametralt motsatta hål 51', är anordnat för att ro- tera ventilkroppen från husets utsida. En genomgående kanal 53 sträcker sig över ventilkroppen, vilken är positionerbar i två skilda positioner.

I en första position (visad i fig. 2, 3, 4, 9, 10 och 11) står den genomgående kanalen i förbindelse med en intagskanal 54 i huset, vilken mynnar i en provmottagningsöppning 55 i frontväg- gen 43, och en sugkanal 56, som leder till ett sugorgan i form av en membranpump 57, som har ett elastiskt membran 58, vilket täcker en konisk fördjupning 59 i den övre väggen 41.

I en andra position (visad i fig. 5-8) står den genomgående ka- nalen 53 i förbindelse med kanalen 49 från cylindern 44 och med en kanal 60, som leder till bottnen av ett utrymme 61 med rela- tivt stor volym anordnat i huset 40.

I ventilkroppens andra position står en vid ventilkroppens 51 omkrets anordnad luftningsfördjupning 62 i förbindelse med en kanal 63, som mynnar i cylindern 44.

I kanalen 63 finns en kapillär 64 och på ömse sidor om denna en elektrod 61, 66, som är ansluten till en ledare 67 resp. 68, som slutar i en terminal 69 resp. 70. I kanalen 63 finns också 23006D. DOC; 1998-09-03 10 15 20 25 30 35 515 424 i två detektorer 71 och 72, som har var sin signalöverförande le- dare 73, 74, vilka slutar i var sin terminal 75, 76 i botten- väggen 42. Detektorerna kan t.ex. vara optiska detektorer och i sådant fall är ledarna 73, 74 optiska fibrer. Det är också möj- ligt att detektorerna är kapacitetskänsliga detektorer, och i sådant fall är ledarna 73, 74 elektriska ledare. I vart fall är detektorerna inrättade att starta resp. stoppa partikelräkning.

Vid tillverkning av en anordning enligt föreliggande uppfinning fylls en volym V av cylindern 44 med en vätska L, såsom en spädvätska. Volymen V bestäms av kolven 47 i en axiell position av denna, där den täcker kanalens 63 mynning.

Drift av anordningen skall nu beskrivas med hänvisning till blodprovstagning. Till att börja med har ventilkroppen och kol- ven de positioner, som visas i fig. 2.

I fig. 3 visas att membranet har tryckts ned, t.ex. med en ope- ratörs fingertopp, för att trycka ut en luftvolym under membra- net i den koniska fördjupningen 59 genom sugkanalen 56, den ge- nomgående kanalen 53 och kanalen 54 till fria luften. Det visas också hur en punkterad fingertopp F med en bloddroppe D närmas till anordningens frontvägg 43, där väggen uppvisar ett steg- format urtag 43' för att placera droppen i lämplig position i förhållande till kanalens 54 mynning. Därefter frigörs membra- net och tillåts återta sin ursprungliga position, såsom visas i fig. 4.

I Fig. 4 visas hur ett blodprov S har sugits från droppen D för att fylla kanalerna 54, 53 och 56 liksom ett parti av den ko- niska fördjupningen 59. Såsom inledningsvis angivet, är det viktigt att säkerställa att den genomgående kanalen är riktigt fylld, eftersom den innehåller en exakt bestämd volym. Då huset 40 och ventilkroppen 51 är gjorda av ett transparent material, är det lätt att avgöra huruvida den genomgående kanalen 53 är 23006D. DOC; 1998-09-03 10 15 20 25 30 35 515 424 7 fylld eller inte. Då det är fastställt att provet är tillfreds- ställande taget, stängs öppningen 55, exempelvis med en vidhäf- tande tejp eller liknande. Detta är det sista steget, som van- ligtvis utförs av en provtagande person på fältet. De följande stegen utförs vanligtvis av en centralt placerad partikelräk- narapparat.

I det första följande steget roteras ventilkroppen 51 till sin andra position, såsom visas i fig. 5, för att skilja provvoly- men i den genomgående kanalen från sin återstod i kanalerna 54 och 56 samt inom den koniska fördjupningen 59, och för att an- sluta den genomgående kanalen till kanalerna 49 och 60.

I nästa steg, vilket visas i fig. 6, manövreras kolvstången 48 för att förskjuta kolven 47 mot cylinderns 44 övre ände 45. Så- dan förskjutning orsakar vätskan L att strömma genom kanalen 49 in i den genomgående kanalen och undantränga det i denna in- nehållna provet genom kanalen 60 in i utrymmet 61, där huvudde- len av vätskan L blandar sig med det av denna medförda provet.

Endast en mindre del av vätskan L finns fortfarande kvar i ka- nalen 60 i oblandat tillstånd. Luft inuti utrymmet 61, som ur- sprungligen är under atmosfärstryck, är nu komprimerad av den i detta införda blandningen av vätska L och prov S.

Kolvstången manövreras nu för att förskjuta kolven mot cylin- derns undre ände 46, såsom visas i fig. 7. Sådan förskjutning orsakar blandningen av vätska L och prov S att dras från utrym- met 61 genom kanalen 60, den genomgående kanalen 53 och kanalen 49 in i cylindern ovanför kolven 47. Bortdragandet understöds av den komprimerade luften i utrymmet 61 ovanför vätskenivån.

Då kolven passerar sin ursprungliga position, återställa trycket i cylindern 44 till sitt ursprungliga värde. Ytterli- gare förskjutning av kolven mot cylinderns undre ände 46 orsa- kar ett negativt tryck i cylindern, och då kolven passerar ka- nalens 63 mynning, upprättas förbindelse mellan cylindern och 23006D.DOC; 1998-09-03 10 15 20 25 30 35 515 424 8 luftningsfördjupningen 62 genom kapillären 64. Atmosfärsluft dras nu in i cylindern 44, och de bubblor, som därvid skapas, orsakar en ytterligare blandning av vätskan L och provet S in- uti cylindern 44. Kolven hålls i position tills trycket i cy- lindern har utjämnats.

Kolvstången 48 manövreras sedan enligt fig. 8 för att förskjuta kolven 47 en relativt kort distans mot cylinderns övre ände 45 för att skapa ett övertryck i cylindern 44 ovanför kolven och i utrymmet 61, för att därigenom undantränga åtminstone en del av det blandade och utspädda provet L+S genom den i kanalen 63 be- fintliga kapillären 64. Då provet när detektorn 71, startas räkningen, och då det når detektorn 72, stoppas räkningen. I denna position, eller kort därefter, återförs ventilkroppen 51 till sin första position, vilken visas i fig. 9, så att luft- ningsfördjupningen 62 stängs. I denna slutposition stängs hela systemet, och ingen spillvätska behöver tas om hand, eftersom denna är helt och hållet innesluten i huset 40.

Den andra utföringsformen av föreliggande uppfinning, vilken visas i fig. 10 och ll, motsvarar den första utföringsformen i alla hänseenden utom att det inte finns några sugorgan. Sålunda bär alla oförändrade detaljer samma hänvisningssiffror som i den första utföringsformen. I stället för sugorgan är i front- väggen 43 anordnad en försänkt öppning 77, som exempelvis har konisk form och som genom en kanal 54' och den genomgående ka- nalen 53 i ventilkroppens 51 första position står i förbindelse med en kanal 56', som leder till ett slutet utrymme 78, som in- nehåller atmosfärsluft. Öppningen 77 och kanalen 54' är formade för att vätsketätt motta en kanyl 79 (fig. 10) i fall där ett blodprov skall tas med hjälp av venpunktering. I sådant fall är blodtrycket i en ven tillräckligt för att pressa blod genom åtminstone den ge- nomgående kanalen 53 mot det ökande lufttrycket i utrymmet 78. 230060. DOC; 1998-09-03 10 15 20 25 30 35 515 424 9 Alternativt kan den andra utföringsformen användas för den typ av blodprovstagning där en fingertopp punkteras (kapillärtyp).

I detta fall mottas en bloddroppe D i öppningen 77 (fig. 11).

För att förskjuta provet genom åtminstone den genomgående kana- len 53 är anordnat ett cirkulärt lock 80, vilket också verkar som ett kolvorgan, vilket har en ringformig fläns 81, som över- ensstämmer med ett motsvarande ringformigt urtag 82 i frontväg- gen 83. Placering av locket med dess fläns 81 i urtaget 82, samt vidare inpressning av flänsen i urtaget, kommer att orsaka att bloddroppen D kan förskjutas åtminstone genom den genom- gående kanalen 53. Därefter kan locket förseglas med hjälp av vidhäftande tejp eller liknande. Alternativt kan flänsen 81 och fördjupningen 82 göras med samverkande inbördes låsande snäpp- låsorgan, som permanent låser locket och huset så snart locket pressats in i sin bottenposition.

Ej tidigare nämnd är en genomlyslig ljuskanal 83 i huset, vil- ken möjliggör fotometrisk bestämning av vissa parametrar hos den i cylindern 44 innehållna vätskan, såsom inledningsvis ett referensvärde för vätskan L och kroppens 40 sidoväggar, samt slutligen hemoglobinvärdet, t.ex. i positionen enligt fig. 8.

Såsom inledningsvis angivet innehåller en anordning enligt föreliggande uppfinning ingen elektronisk utrustning, som ford- ras för att utföra de olika nödvändiga mätningarna och beräk- ningarna.

I stället är anordnad en räkneapparat 84, såsom den exemplifie- ras i fig. 12, för användning som ett basinstrument för att be- tjäna ett flertal engångs provtagningsanordningar enligt före- liggande uppfinning. Ett sådant basinstrument kan t.ex. place- ras centralt inom ett hälsovårdsområde för att användas av flera sköterskor, som verkar på fältet, eller centralt i ett bryggeri. Räkneapparaten 84 har organ för att mottaga huset 40, såsom en slits 85. Såsom bäst framgår av den förstorade vyn en- 23006D. DOC; 1998-09-03 10 15 20 515 424 10 ligt fig. 13 finns manöverorgan 86, 87 i slitsen för samverkan med kolvstången 48 resp. påverkningsorganet 51' för ventilkrop- pen 51, terminalorgan 88, 89 samt 90, 91 för samverkan med ter- minalerna 69, 70 resp. 75, 76, liksom en ljuskälla 92 för att sända en ljusstràle genom ljuskanalen 83, samt en ljussensor 93 för fotometrisk mätning genom cylindern 44.

En föredragen utföringsform av en engångs provtagningsanordning enligt föreliggande uppfinning, som är fördelaktig från till- verkningssynpunkt, visas i fig. 14. Detaljer motsvarande de hos den första utföringsformen har samma hänvisningssiffra ökad med 100. Såsom framgår är cylindern 144 och utspädningskammaren 161 koaxiellt inriktade, och ventilkammaren 150 är placerad omedel- bart mellan dessa, så att dess ventilkropp 151 tillsluter cy- linderns och utspädningskammarens motsatta ändar. I ventilkrop- pens 151 första position, motsvarande positionen för ventil- kroppen 151 visad i fig. 1-4 och 9-11, är dess genomgående ka- nal 153 och luftningsfördjupning 162 ritade med heldragna lin- jer, medan den andra positionen, motsvarande ventilkroppens 51 position visad i fig. 5-8, är ritad med streckade linjer. Det framgår att vinkelavstàndet mellan de två positionerna är avse- värt mindre än i den föregående utföringsformen. 23006D.DOC; 1998-09-O3

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 515 424 ll PATENKRAV

1. Engångs provtagningsanordning för en apparat för räkning av partiklar innehållna i en vätska, vilken anordning innefattar organ (54,55,56,57;77,54') för att i anordningen införa ett prov från en källa (D) av nämnda vätska, mätorgan (53) för att mäta en bestämd volym (S) av provet, doseringsorgan (44,47) för att dosera en bestämd volym (V) av en spädvätska för utspädning av den bestämda volymen av provet, en utspädningskammare (61) och ventilorgan (50) för att leda den bestämda volymen av pro- vet och den bestämda volymen (V) av spädvätskan till utspäd- ningskammaren, k ä n n e t e c k n a d a v - att anordningen omfattar ett massivt blockformat hus (40), som är anslutbart i en bestämd position till nämnda apparat, - att huset (40) i en yttre vägg har ett provinlopp (55;77); - att mätorganen (53) är anordnade i en ventilkropp (51) belä- gen i en i huset formad ventilkammare (52); - att doseringsorganen omfattar en i huset formad cylinder (44) samt en kolv (47), som har från husets utsida manövrerbara på- verkningsorgan (48); - att utspädningskammaren (61) är formad i huset; - att ledningsorgan (49,54,56,60,63), som inbördes förbinder provinloppet (55;77), ventilkammaren (52), cylindern (44) och utspädningskammaren (61), är anordnade i huset (40); - att en ventilkropp (51), som är manövrerbar från husets ut- sida, är positionerbar i en första position, som förbinder provinloppet med mätorganen, och i en andra position, som via mätorganen (53) förbinder cylindern (44) med utspädningskamma- ren (6l); - att ett mätledningsorgan (63), som är anslutet till cylindern (44), är format i huset, varvid mätledningsorganet i sig har partikeldetekteringsorgan (64,65,66); och - att signalöverförande organ (67,68) förbinder partikeldetek- teringsorganet med terminalorgan (69,70) belägna i en yttre vägg av huset i en position motsvarande belägenheten för termi- 23006D.DOC; 1998-09-03 10 15 20 25 30 515 4241 12 nalorgan (90, 91) tillhörande nämnda apparat då huset är anslu- tet till detta i den bestämda positionen.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att mätledningsorganet (63) är tillslutet av kolven (77) i en första position för kolven.

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d a v - att kolven (77) är manövrerbar i en första riktning från den första positionen till en andra position för att förskjuta en bestämd volym (V) av spädvätska (L) innehållen i cylindern (44) genom mätorganet (53) in i utspädningskammaren (61), för att därigenom medföra nämnda bestämda volym av provet (S) innehål- let i mätorganet; - att kolven är manövrerbar i en andra riktning från den andra positionen till den första positionen för att dra en kombinerad volym (S+L) av den bestämda volymen (S) av prov utspätt med den bestämda volymen (V) av spädvätska från utspädningskammaren till cylindern; - att kolven vidare är manövrerbar i den andra riktningen förbi den andra positionen mot en tredje position, för att därigenom öppna mätledningsorganet (63) och orsaka luft att insläppas i cylindern genom detta; och - att kolven är manövrerbar i den första riktningen från den tredje positionen till den första positionen, för att därigenom trycka ut åtminstone en del av den kombinerade volymen (S+L) genom mätledningsorganet (63) förbi partikeldetekteringsorganen (64,65,66).

4. Anordning enligt något av kraven 1 - 3, k ä n n e t e c k n a d a v att ventilen innefattar organ, som förbinder mätledningsorganet (63) med atmosfären i ventil- kroppens (51) andra position. 23006D.DOC; 1998-09-03 10 515 424 13

5. Anordning enligt något av kraven 1 - 4, k ä n n e t e c k n a d a v ett pumporgan (57), som är anslu- tet till provinloppet (55) i ventilkroppens (51) forsta posi- tion.

6. Anordning enligt något av kraven 1 - 5, k ä n n e t e c k n a d a v att provinloppet (77) är inrättat att uppta en kanyl (79).

7. Anordning enligt något av kraven l - 6, k ä n n e t e c k n a d a v slutbart. att provinloppet (55;77) är för-

230060. DOC; 1998-09-03