Кювета для коагулометра и устройство для определения времени свертывания текучего образца Российский патент 2018 года по МПК G01N33/487 B01F7/16 

Область техники

Изобретение относится к области медицинской техники, конкретнее к устройству кюветы для коагулометра.

Предшествующий уровень техники

Коагулометры играют важную роль в изучении системы гемостаза, значительно повышая точность анализа по сравнению с визуальными наблюдениями. Они широко используются в хирургии, родильных домах, в поликлиниках, при экстренной медицинской помощи. Коагулометры определяют время свертывания (коагуляции) крови и/или плазмы крови (ВСК). Известны коагулометры, в которых образец располагается в кювете с ферромагнитным шариком, вращаемым посредством магнитного поля. При этом повышение изменение вязкости и образование сгустков в исследуемой жидкости может определяться как механически – по изменению характеристик движения шарика, так и оптически – путем измерения оптических свойств образца. Исследуемой биологической жидкостью может быть не только кровь, но и плазма крови (см., например, US 4918984).

Из уровня техники известно несколько аналогов предлагаемого технического решения.

Кювета, известная из патента DE 2937195, содержит корпус и металлический шарик, расположенный на дне. В центре дна находится ограничивающий конусовидный стержень. На внутренней поверхности вертикальной стенки и дна кюветы, а также на ограничительном стержне имеются бороздки, расположенные по длине кюветы друг от друга на расстоянии много большем их поперечного размера. Корпус кюветы имеет цилиндрическую форму. На дне кюветы, в пространстве между центральным стержнем и стенками выполнена округлая канавка, причем таким образом, что шарик отстоит от вертикальной стенки кюветы и от центрального стержня. Шарик может иметь ферромагнитные свойства. Кювета может располагаться под небольшим углом (наклоном), чтобы в начальном положении шарик находился строго напротив датчика. В этом случае вращательное движение кювете сообщается приводом. В частности, датчик может быть датчиком Холла, который фиксирует смещение (колебания) шарика при коагуляции образца. Начальное положение шарика может задаваться постоянным магнитом.

Описанная конструкция кюветы имеет несколько недостатков. Во-первых, она может применяться только при механическом методе измерения ВСК и неприменима для определения времени свёртывания плазмы крови оптическим способом. Во-вторых, зазоры между шариком и боковой стенкой кюветы, шариком и центральным стержнем, имеющие величину, сравнимую с размерами шарика, могут привести к беспрепятственному прохождению образовавшихся сгустков образца через упомянутые зазоры без воздействия на шарик. В-третьих, шарик и кювета должны изготавливаться с высокой точностью. Вследствие наличия в реакционной смеси примесей (например, каолина), прилипших к стенке кюветы или пузырьков воздуха, шарик может испытывать колебания, ложно регистрируемые датчиком устройства как момент коагуляции. Отсутствие фиксированной траектории движения шарика снижает повторяемость результатов, осложняет определение параметров вязкости жидкости на основе параметров движения шарика и, следовательно, снижает точность измерений.

Кювета, описанная в заявке WO 16097536, имеет корпус вытянутого четырехугольного сечения, сужающийся книзу. В процессе измерения ВСК шарик осуществляет колебательные движения вдоль продольной оси четырехугольного сечения корпуса кюветы. На внутренней поверхности дна кюветы, имеющем вогнутую форму в продольном и в поперечном сечении, в направлении продольной оси расположен канал U-образной формы, ширина которого меньше диаметра шарика. Верхние ребра канала выполняют функцию направляющих, ограничивающих движение шарика по дну кюветы в поперечном сечении дна. При этом шарик касается верхних ребер канала, но не касается дна канала и продольных стенок корпуса кюветы. Кювета выполнена из прозрачного пластика. Шарик производит колебательные движения по дну кюветы под воздействием магнитного поля. Оптическая система, ось которой проходит горизонтально вдоль плоскости, в которой движется шарик, формирует на фотодетекторе два сигнала. Первый сигнал содержит информацию о положении шарика, а второй – информацию об оптических свойствах текучего образца.

Это известное техническое решение имеет несколько недостатков. Во-первых, гладкая поверхность корпуса кюветы не обеспечивает закрепление образовавшегося сгустка на дне или стенках кюветы, в результате чего сгусток может перемещаться по кювете вместе с шариком, а результат измерения ВСК будет искажен. Кроме того, снижению точности измерений способствуют большие зазоры (величина зазора сопоставима с диаметром шарика) между шариком и поверхностью желоба на дне кюветы, между шариком и боковыми стенками кюветы. Также, как и в техническом решении, описанном в патенте DE 2937195, наличие относительно больших зазоров может сделать движение шарика нечувствительным к сгусткам, имеющим размер существенно меньше диаметра шарика. Во-вторых, при колебательном движении скорость движения шарика отличается в различных точках траектории, что осложняет детектирование изменения скорости шарика и также снижает точность результатов.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению, является устройство кюветы с ферромагнитным шариком для определения времени свертывания крови, описанное в патенте на полезную модель RU 46422. Кювета содержит цилиндрический корпус для исследуемой жидкости, в котором расположен шарик из ферромагнитного материала, причем на дне кюветы в зоне движения шарика имеется шероховатость. На дне кюветы в месте соприкасания стенки и дна кюветы выполнена галтель. Также в центральной части дна кюветы выполнен прилив. При измерении ВСК шарик совершает вращательные движения под действием магнитного поля, при этом датчик движения и счетчик времени определяют параметры движения шарика.

Другим важным аспектом измерения ВСК и повышения точности измерений является минимизация влияния материалов шарика и кюветы на свертывание крови.

Известно, что кровь не реагирует на вещества и поверхности, находящиеся в контакте с ней в естественных условиях, такие как поверхность клеток эндотелия сосудов, эритроцитов, лейкоцитов, т.е. на "свое", естественное окружение.

Известно, что активация свертывания происходит вследствие контакта крови с "чужеродной" поверхностью (стекло, металл, каолин и др.) или клетками тканей, которые не должны контактировать с кровью в нормальных условиях (например, соединительная ткань) (Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия, Медицина, 1998, с. 602; Зубаиров Д.М. Почему свертывается кровь, СОЖ, 1997, №3, с. 46-52.; Похилко А.В., Атауллаханов Ф.И. Контактная активация системы свертывания крови: триггерные свойства и гистерезис).

Поэтому контакт металла с образцом, присутствующий в рассматриваемой полезной модели, может негативно сказываться на точности измерения ВСК. Еще одним недостатком известной конструкции кюветы является подвижность кюветы в процессе измерения и сложность сохранения положения кювет в ячейке коагулометра от измерения к измерению. Этот недостаток приводит к плохой повторяемости результатов и снижению точности.

Кроме того, в известной конструкции кюветы измерения ВСК выполняются только механическим методом, в котором остановка шарика фиксируется датчиком движения. Механический метод может использоваться для крови, однако он малоприменим для плазмы крови и неприменим для сильно разбавленных растворов плазмы крови.

Актуальной задачей является совершенствование конструкции кюветы для коагулометра с целью повышения точности измерений ВСК.

Раскрытие сущности изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание кюветы для коагулометра, обеспечивающей повышение точности измерения ВСК.

Первым объектом настоящего изобретения является кювета для определения времени свертывания текучего образца. Кювета включает в себя по меньшей мере одну боковую стенку и дно, образующие емкость. Кювета выполнена с возможностью размещения внутри нее шарика для перемешивания текучего образца и индикации изменения вязкости образца, а нижняя часть внутренней поверхности кюветы имеет цилиндрическую форму, внутри емкости сформирована, по меньшей мере, одна область шероховатости. Технический результат достигается тем, что: по меньшей мере одна область шероховатости расположена на внутренней поверхности боковой стенки кюветы, причем в упомянутой области шероховатости величина шероховатости по параметру Ra имеет значение в пределах от 0,2 до 0,8 мкм; внутри емкости дно кюветы имеет форму круга, в центральной части дна кюветы выполнен конический прилив, причем высота (h) упомянутого прилива составляет величину от 4 до 13 % от диаметра внутренней поверхности кюветы в ее нижней части; по периметру дна внутренней поверхности кюветы выполнена галтель, с образованием дна круглой формы; галтель, прилив, внутренняя поверхность дна кюветы и внутренняя поверхность боковой стенки кюветы выполнены с возможностью обеспечения кругового вращения сферического шарика диаметром d от 50 до 65 % от диаметра внутренней поверхности кюветы в ее нижней части (D), располагаемого таким образом, что кратчайшее расстояние (m) от поверхности галтели до поверхности шарика составляет от 2 до 10 % от величины D, а кратчайшее расстояние (n) от поверхности дна до поверхности шарика составляет от 0,40 до 3,25 % от величины D.

Возможен вариант осуществления настоящего технического решения, в котором область шероховатости на боковой стенке кюветы образована канавками и гребнями, направленными вдоль продольной (вертикально ориентированной) оси симметрии кюветы.

Возможен вариант осуществления настоящего технического решения, в котором на дне кюветы выполнена дополнительная область шероховатости.

Возможен вариант осуществления настоящего технического решения, в котором дополнительная область шероховатости на дне кюветы образована канавками и гребнями, расположенными радиально между приливом и галтелью.

Возможен вариант осуществления настоящего технического решения, в котором на галтели выполнена дополнительная область шероховатости.

Возможен вариант осуществления настоящего технического решения, в котором на приливе выполнена дополнительная область шероховатости.

Возможен вариант осуществления настоящего технического решения, в котором боковая стенка кюветы выполнена из полупрозрачной пластмассы, в частности, полипропилена или полиэтилена.

Возможен вариант осуществления настоящего технического решения, в котором на внешней поверхности кюветы выполнен фиксатор, образованный сминаемым ребром.

Другим объектом настоящего изобретения является устройство для определения времени свертывания текучего образца, включающее кювету и ферромагнитный шарик, размещенный внутри кюветы с возможностью перемешивания текучего образца и индикации изменения вязкости образца, помещенного в кювету.

Возможен вариант осуществления настоящего технического решения, в котором диаметр шарика d составляет от 50 до 65 % от диаметра внутренней поверхности кюветы в нижней ее части D.

Возможен вариант осуществления настоящего технического решения, в котором в котором шарик покрыт защитным антикоррозионным составом.

Возможен вариант осуществления настоящего технического решения, в котором антикоррозийное покрытие выполнено смываемым.

Возможен вариант осуществления настоящего технического решения, в котором шарик покрыт по меньшей мере одним из следующего: силиконовым маслом (например полиметилсилоксановой жидкостью), раствором на основе силиконовых полимеров в органических растворителях или гальваническим покрытием (никелерование, хромирование).

Использование покрытия необходимо для устранения возможных артефактов, связанных с влиянием поверхности шарика из металла (контакт с кровью) на процесс коагуляции, при проведении измерений, а также для обеспечения возможности длительного хранения шариков без специальных предосторожностей для предотвращения коррозии.

Достигаемый технический результат заключается в повышении точности измерений ВСК.

Указанные выше геометрические параметры конического прилива, галтели, а также их расположение относительно друг друга и относительно стенок и дна кюветы, задают размеры сгустков, которые могут оказывать влияние на движение шарика. Шероховатости, выполненные на дне и стенке кюветы, на галтели и коническом приливе способствуют фиксации положения сгустков относительно стенок кюветы. Когда размер сгустка равен или превышает величину зазора, в котором он расположен, параметры движения шарика (например, траектория или скорость) изменяются. В результате образование сгустков даже небольшого размера может быть надежно определено по изменениям в движении шарика, детектируемым датчиком движения или фотодетектором, при этом повышается точность измерения ВСК.

В одном из вариантов осуществления настоящего технического решения в устройстве для определения времени свертывания текучего образца используется смываемое антикоррозийное покрытие шарика, которое предотвращает активацию свёртывания поверхностью металла и обеспечивает невозможность повторного использования.

Вертикально ориентированное расположение канавок шероховатостей на боковых стенках способствует более эффективной остановке сгустка и шарика в условиях кругового движения шарика в кювете.

Применение полупрозрачной пластмассы удешевляет изготовление кюветы, а также позволяет проводить оптический анализ образца, тем самым повышая точность и универсальность измерения ВСК.

Краткое описание чертежей

Техническая сущность предложенного технического решения поясняется чертежами, где:

На Фиг. 1 показана кювета, выполненная в соответствии с неограничивающими вариантами осуществления настоящего изобретения.

На Фиг. 2 - нижняя часть кюветы с размещенным внутри шариком.

Осуществление изобретения

На Фиг. 1 и 2 показана кювета 1, выполненная в соответствии с неограничивающим вариантом осуществления настоящего изобретения. Важно иметь в виду, что нижеследующее описание кюветы 1 представляет собой описание иллюстративных вариантов осуществления настоящего технического решения. Таким образом, все последующее описание представлено только как описание иллюстративного примера настоящего технического решения.

Кювета 1 включает в себя по меньшей мере одну боковую стенку 2 и дно 3, образующие емкость 4. Кювета 1 может иметь одну непрерывную боковую стенку 2, например, эллиптического сечения, или несколько боковых стенок (не показано), например, в случае если кювета 1 имеет форму призмы. Боковая стенка 2 и дно 3 кюветы 1, а также их сочленения герметичны.

Кювета 1 выполнена с возможностью размещения внутри нее шарика 5 для перемешивания текучего образца (не показан) и индикации изменения вязкости образца. В качестве текучего образца может быть использована, например, кровь, в том числе капиллярная или плазма крови. Шарик 5 не является элементом конструкции кюветы 1, но совместно они образуют устройство для определения времени свертывания текучего образца, например крови или плазмы крови.

Согласно фиг. 2 нижняя часть внутренней поверхности кюветы 1 имеет цилиндрическую форму, внутри емкости 4 сформирована, по меньшей мере, одна область шероховатости 6.

Область шероховатости 6 на боковой стенке 2 кюветы 1 может быть образована канавками и гребнями, направленными вдоль продольной (вертикально ориентированной) оси симметрии кюветы. Упомянутые канавки и гребни шероховатости 6 также могут быть направлены под углом к оси симметрии (вертикально ориентированной оси) кюветы 1 (не показано).

По меньшей мере одна область шероховатости 6 расположена на внутренней поверхности боковой стенки 2 кюветы 1. На боковой стенке 2 кюветы 1 может быть выполнена одна или несколько областей шероховатости (не показано).

Величина шероховатости 6 по параметру Ra имеет значение в пределах от 0,2 до 0,8 мкм. В случае, когда на боковой стенке 2 кюветы 1 выполнены две или более областей шероховатости, их величины по параметру Ra могут совпадать или отличаться между собой, но должны оставаться в указанных пределах. По меньшей мере одна область шероховатости 6 на боковой стенке 2 может быть образована канавками и гребнями, направленными вдоль продольной (вертикально ориентированной) оси симметрии кюветы 1.

Внутри емкости 4 дно 3 кюветы 1 имеет форму круга. Снаружи дно 4 кюветы 1 может иметь как круглую, так и иную форму, например прямоугольную, овальную или иную, для целей настоящего изобретения это не является ограничивающим условием.

В центральной части дна 3 кюветы 1 выполнен конический прилив 7, причем высота h упомянутого прилива 7 составляет величину от 5 до 13 % от диаметра D внутренней поверхности кюветы 1 в ее нижней части.

По периметру дна 3 внутренней поверхности кюветы 1, т.е. в месте сочленения боковых стенок 2 и дна 3 кюветы 1, выполнена галтель 8, с образованием дна 3 круглой формы. Форма галтели никак конкретно не ограничена, например, она может иметь вогнутую, выпуклую или прямую форму, как показано на фиг. 1. Галтель 8, прилив 7, внутренняя поверхность дна 3 кюветы 1 и внутренняя поверхность боковой стенки 2 кюветы 1 выполнены с возможностью обеспечения кругового вращения сферического шарика 5, диаметром d от 50 до 65 % от диаметра D внутренней поверхности кюветы в ее нижней части, располагаемого таким образом, что кратчайшее расстояние от поверхности галтели 8 до поверхности шарика 5 составляет от 2 до 10 % от величины D, а кратчайшее расстояние n от поверхности дна 3 до поверхности шарика 5 составляет от 0,50 до 3,25 % от величины D.

Кювета 1 может содержать одну или несколько дополнительных областей шероховатости (не показаны). Например, дополнительная область шероховатости может быть расположена на дне 3 кюветы 1 и образована канавками и гребнями, расположенными радиально между приливом 7 и галтелью 8. Дополнительная область шероховатости может быть также расположена (выполнена) на галтели 8 и/или приливе 7.

Возможен вариант осуществления технического решения, в котором по меньшей мере одна боковая стенка 2 кюветы 1 выполнена из полупрозрачной пластмассы, в частности полипропилена или полиэтилена. Возможен вариант осуществления, согласно которому вся кювета выполнена из полупрозрачной пластмассы, в частности полипропилена или полиэтилена. Альтернативно кювета 1 может быть выполнена из комбинации различных материалов.

В одном из вариантов осуществления технического решения в верхней части внешней поверхности кюветы может быть выполнен фиксатор 9 (Фиг.1). Фиксатор 9 выполнен с возможностью исключения смещения кюветы 1 при проведении измерений, что обеспечивает повторяемость результатов измерений и также способствует повышению точности измерений. Фиксатор 9 может быть выполнен, например, в виде сминаемого ребра или защелки.

Зазоры между шариком 5 и дном 3 кюветы 1, шариком 5 и галтелью 8 определяют размер сгустков, которые могут быть детектированы с помощью шарика 5. Указанные размеры зазоров обеспечивают условия, в которых при попадании мельчайшего сгустка шарик 5 терял бы контакт с боковой стенкой 2 кюветы 1 в точке А и/или останавливался сгустком.

Наличие шероховатости 6 со значением Ra в пределах от 0,2 до 0,8 мкм способствует рассеянию света при измерении ВСК оптическим методом. Применение оптического метода обеспечивает высокую точность измерений для плазмы крови и прозрачных растворов. Кроме того, наличие указанной шероховатости 6 также повышает точность измерений для цельной крови за счет гетерогенного зарождения сгустков, способствующих остановке шарика 5.

На внутренней поверхности кюветы 1 выполнена одна или несколько областей шероховатости. Размер шероховатости, выполняемой на боковых стенках кюветы, выбран таким образом, что, с одной стороны, он способствует эффективному рассеянию излучения источника, а с другой стороны, позволяет детектировать положение шарика 5 оптическим способом. Полупрозрачный материал боковой стенки 2 кюветы 1, дополненный рассеивающей оптическое излучение шероховатостью 6, позволяет измерять оптические свойства образца. В свою очередь, реализация оптического метода позволяет расширить круг измеряемых образцов, включив в него прозрачные образцы, например плазму крови.

Шероховатость 6 на по меньшей мере одной боковой стенке 2 может быть выполнена таким образом, что канавки и гребни ориентированы преимущественно параллельно вертикально ориентированной оси кюветы. Эта ориентация соответствует направлению съёма детали с пуансона при литье. Анизотропия шероховатости позволяет легко снимать запрессовку и при этом шероховатость не изменяет свои характеристики. Воспроизводимость параметров шероховатостей подтверждается тем, что пресс-форма выдерживает не менее 500 тыс. циклов запрессовки.

Устройство для определения времени свертывания текучего образца включает кювету 1, описанную выше, и ферромагнитный шарик 5. Шарик 5 помещается в кювете 1 между коническим приливом 7 и боковой стенкой 2, как показано на фиг. 2. Шарик 5 имеет диаметр (d), составляющий от 50 до 65 % от диаметра (D) внутренней поверхности кюветы 1 в нижней ее части.

Таким образом, шарик 5 касается в точке A (см. Фиг. 2) боковой стенки 2 кюветы 1, а в точке B – конического прилива 7, причем расстояния m – от шарика 5 до галтели 8 и n – от шарика 5 до дна 3 кюветы при круговом вращении шарика 5 в отсутствие образца остаются неизменными.

В одном из вариантов осуществления технического решения шарик 5 может быть покрыт легко смывающимся антикоррозионным составом, в частном случае в качестве такого состава может выступать полиметилсилоксановая жидкость. Наличие покрытия предотвращает активацию свертывания поверхностью металла, а также обеспечивает невозможность повторного использования шарика 5 в устройстве для определения времени свертывания текучего образца, что также способствует сохранению точности измерений.

Прилив 7, выполненный по центру дна 3 кюветы 1, обеспечивает устойчивое круговое движение шарика 5 при отсутствии сгустка, а также при образовании сгустка смещение траектории движения шарика 5 вверх.

Современные разработки нацелены на уменьшение объемов исследуемой пробы (текучего образца). Малый диаметр кюветы позволяет проводить анализы с микрообъемами пробы (текучего образца). В качестве неограничивающего варианта осуществления можно привести следующие рабочие параметры кюветы 1. Штатный объём пробы (плазмы или крови) 50 мкл; а объем реагента 50–100 мкл в зависимости от вида исследования. Минимальный объем реакционной смеси текучего образца (проба + реагент) составляет 100 мкл. В механическом режиме допускается проводить измерения с пробами (текучими образцами) объемом от 25 мкл с соответствующей коррекцией объёма реагентов, а в оптическом режиме – с пробами от 35 мкл.

Уменьшение размеров кюветы невозможно без ущерба для ее качества. В настоящем техническом решении повышения точности измерений удается достичь путем увеличения отношения диаметра (d) шарика 5 к диаметру (D) кюветы 1.

Увеличение диаметра (d) шарика 5 относительно диаметра (D) кюветы 1 по сравнению с известными техническими решениями позволяет увеличить площадь перекрываемого шариком 5 сечения кюветы 1, перпендикулярного пути оптического луча при оптическом детектировании положения шарика 5, а также увеличить точность определения детектора движения, используемого в механическом методе измерения.

Заявляемое изобретение работает следующим образом. Конструкция кюветы приспособлена к работе в механическом, оптическом или комбинированном режиме измерения. В качестве неограничивающего примера можно привести следующую последовательность действий при измерении ВСК в коагулометре с использованием настоящего технического решения. В процессе измерения кювета 1 располагается неподвижно в ячейке коагулометра. Шарик 5 помещен внутрь кюветы 1 вблизи дна 3 кюветы 1 и может совершать свободные круговые вращательные движения в пространстве между боковой стенкой 2 кюветы 1 и коническим приливом 7. В кювету 1 помещается текучий образец. Стоит отметить, что текучий образец может быть помещен в кювету 1 до шарика 5, после или одновременно с шариком 5.

Затем производится настройка параметров теста на коагулометре активизируются магнитный привод, датчик(и) движения шарика, счетчик времени, оптическая система (если необходимо), при необходимости добавляются коагулянты (т.н. стартовые реагенты – вещества, инициирующие процесс коагуляции) или иные вещества. Сразу же после детектирования признаков коагуляции (механическим или оптическим методом) считывается значение, измеренное счетчиком времени.

Процесс коагуляции текучего образца определяется по образованию сгустков (неоднородностей) с вязкостью, отличающейся от вязкости исходной жидкости. Возможны механический и оптический методы определения неоднородностей в образце.

Шарик 5 приводится во вращательное движение магнитным приводом, создающим вращающееся магнитное поле. Например, в одном из вариантов осуществления настоящего технического решения вращение шарика 5 может осуществляться четырьмя электромагнитами. В механическом режиме образование сгустка фиксируется по остановке движущегося в исследуемой пробе (текучем образце) шарика 5 или по изменению круговой траектории его движения. Момент остановки шарика 5 определяется по обработанному микропроцессорной схемой сигналу от датчика движения (не показано). Механический способ фиксации образования сгустка подходит для исследования крови, но плохо работает с плазмой крови. Также его можно рекомендовать при работе с малопрозрачными оптически реагентами. Указанные в настоящем описании параметры кюветы и устройства для определения времени свертывания текучего образца, включающего кювету и ферромагнитный шарик, позволяют повысить точность измерения ВСК оптическим методом.

Механический метод

Взаимное расположение и геометрические параметры конического прилива 7, галтели 8, дна 3 кюветы 1 и боковой стенки 2 кюветы 1 обеспечивают стабильное круговое движение шарика 5 при отсутствии сгустка, а также смещение траектории вращения шарика 5 вверх или остановки шарика 5 при образовании сгустка.

Наличие шероховатости 6 на внутренней поверхности кюветы способствует гетерогенному зарождению сгустка в текучем образце, облегчает сцепление сгустка с боковой стенкой 2 кюветы 1.

Повышение детектируемости сгустка и точности измерения может быть также обеспечено по меньшей мере одной дополнительной областью шероховатости, выполненной, например, на дне 3, на приливе 7, на галтели 8. Возможен вариант осуществления настоящего технического решения, в котором канавки, формирующие область шероховатости на по меньшей мере одной боковой стенке 2 кюветы 1, направлены вдоль вертикально ориентированной оси симметрии кюветы. Также возможен вариант осуществления настоящего технического решения, в котором канавки, формирующие область шероховатости на дне 3 кюветы, расположены радиально от прилива до галтели.

Оптический метод

Оптический способ фиксации образования сгустка используется при работе с сильно разведенными образцами плазмы и в тестах, требующих построения калибровочных кривых на основе разведений плазмы калибратора (определение концентрации фибриногена по Клауссу, активности антитромбина III, факторов VIII и IX, системы протеина С и некоторые другие), где сгусток может иметь нитевидную структуру и плохо регистрироваться механическим способом.

Известные кюветы цилиндрической формы имеют значимую кривизну боковой стенки и, наполненные жидкостью (плазма, кровь или реагент), образуют короткофокусную цилиндрическую линзу, которая собирает параллельный пучок света в фокальной линии, за фокальной линией образуется расходящийся пучок. Значительная часть расходящихся лучей при этом не попадает в апертуру фотодетектора.

При использовании такой кюветы со слабо рассеивающими стенками требуется очень точная юстировка оптики, а именно юстировка взаимного расположения источника света, кюветы (линзы) и фотоприемника. Разброс кювет по размерам, её подвижность в измерительной ячейке (например, перекос), могут нарушать эту юстировку от анализа к анализу и увеличивать ошибку измерения.

В настоящем техническом решении указанный диапазон значений шероховатости 6, выполнение боковой стенки 2 кюветы 1 из полупрозрачного материала нивелирует эффект короткофокусной линзы и практически не оказывает влияния на уровень сигнала на фотоприемнике. Это позволяет использовать кювету 1 с высокой кривизной и работать как с сильно рассеивающей жидкостью (кровь), так и со слабо рассеивающей жидкостью (плазма). Возможен вариант осуществления, в котором кювета 1 снабжена фиксатором 9, который обеспечивает неподвижность в измерительной ячейке, что дополнительно повышает точность и повторяемость измерений.

Оптический метод измерения ВСК отличается от механического метода тем, что образование сгустков в текучем образце детектируется по изменению оптических свойств образца. Кроме того, положение шарика 5 может измеряться оптическим методом, путем детектирования сигнала, проходящего через область кюветы 1, область, в которой происходит вращение шарика 5.

Оптический метод реализуется при детектировании фотодетектором изменения светопропускания на запрограммированную пороговую величину при коагуляции содержимого измерительной кюветы 1 в процессе проведения исследования. При этом производится контроль отмеченных событий по времени.

Слежение за шариком 5 может осуществляться на уровне точки A (фиг. 2) (например, фотоприемник и светодиод могут быть расположены на уровне точки А под углом 0-30° от нормали). Таких точек слежения за вращением шарика 5 может быть выполнено две – вторая может быть расположена с противоположной стороны кюветы 1 (не показана). Это позволяет увеличить вдвое дискретность слежения за шариком без увеличения частоты его вращения.

Высокая точность оптического метода обусловлена чувствительностью оптических свойств текучего образца к процессу коагуляции, параметрами фотодетектора, а также диаметром (d) шарика по сравнению с диаметром (D) внутренней поверхности кюветы в нижней ее части, поскольку при этом повышается сечение перекрытия шариком 5 потока излучения от источника и на фотоприемник поступает более отчетливый сигнал.

Конструкция кюветы 1 позволяет производить комбинированные измерения, когда, с одной стороны, датчиком движения (которым также может выступать оптический луч) и счетчиком времени контролируется скорость шарика 5, а с другой стороны – анализируется оптический сигнал, прошедший через образец и поступивший на фотодетектор. В качестве датчика движения может выступать оптический луч, или иной встроенный датчик движения. Шарик 5, помимо описанного эффекта, обеспечивает перемешивание текучего образца (реакционной смеси). При этом также повышается точность измерений. Выбранный диапазон значений шероховатости 6 позволяет реализовать одновременное измерение светопропускания реакционной смеси в кювете 1 и оптическое слежение за вращением шарика 5.

Модификации и улучшения вышеописанных вариантов осуществления настоящего технического решения будут ясны специалистам в данной области техники. Предшествующее описание представлено только в качестве примера и не несет никаких ограничений. Таким образом, объем настоящего технического решения ограничен только объемом прилагаемой формулы изобретения.

Группа изобретений относится к области медицинской техники, конкретнее к устройству кюветы для коагулиметра. Кювета для определения времени свертывания текучего образца включает боковую стенку и дно, образующие емкость, и выполнена с возможностью размещения внутри нее шарика для перемешивания текучего образца и индикации изменения вязкости образца, нижняя часть внутренней поверхности кюветы имеет цилиндрическую форму, а внутри емкости, сформирована по меньшей мере одна область шероховатости. При этом по меньшей мере одна область шероховатости расположена на внутренней поверхности боковой стенки кюветы, причем величина шероховатости по параметру Ra имеет значение в пределах от 0,2 до 0,8 мкм; в центральной части дна кюветы выполнен конический прилив, высота прилива составляет величину от 4 до 13 % от диаметра внутренней поверхности кюветы в ее нижней части; по периметру дна внутренней поверхности кюветы выполнена галтель. Галтель, прилив, внутренняя поверхность дна кюветы и внутренняя поверхность боковой стенки кюветы выполнены с возможностью обеспечения кругового вращения сферического шарика диаметром d от 50 до 65 % от диаметра внутренней поверхности кюветы в ее нижней части (D), располагаемого таким образом, что кратчайшее расстояние от поверхности галтели до поверхности шарика составляет от 2 до 10 % от величины D, а кратчайшее расстояние n от поверхности дна до поверхности шарика составляет от 0,40 до 3,25 % от величины D. Также раскрывается устройство для определения времени свертывания текучего образца. Группа изобретений обеспечивает повышение точности определения времени свертывания текучего образца. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Кювета для определения времени свертывания текучего образца, кювета включает в себя по меньшей мере одну боковую стенку и дно, образующие емкость, кювета выполнена с возможностью размещения внутри нее шарика для перемешивания текучего образца и индикации изменения вязкости образца, а нижняя часть внутренней поверхности кюветы имеет цилиндрическую форму, внутри емкости, сформирована по меньшей мере одна область шероховатости, кювета, отличающаяся тем, что:

по меньшей мере одна область шероховатости расположена на внутренней поверхности боковой стенки кюветы, причем в упомянутой области шероховатости величина шероховатости по параметру Ra имеет значение в пределах от 0,2 до 0,8 мкм;

внутри емкости дно кюветы имеет форму круга, в центральной части дна кюветы выполнен конический прилив, причем высота упомянутого прилива составляет величину от 4 до 13 % от диаметра внутренней поверхности кюветы в ее нижней части;

по периметру дна внутренней поверхности кюветы выполнена галтель;

галтель, прилив, внутренняя поверхность дна кюветы и внутренняя поверхность боковой стенки кюветы выполнены с возможностью обеспечения кругового вращения сферического шарика, диаметром d от 50 до 65 % от диаметра внутренней поверхности кюветы в ее нижней части (D), располагаемого таким образом, что кратчайшее расстояние от поверхности галтели до поверхности шарика составляет от 2 до 10 % от величины D, а кратчайшее расстояние n от поверхности дна до поверхности шарика составляет от 0,40 до 3,25 % от величины D.

2. Кювета по п. 1, отличающаяся тем, что область шероховатости на боковой стенке кюветы образована канавками и гребнями, направленными вдоль продольной (вертикально ориентированной) оси симметрии кюветы.

3. Кювета по п. 1, отличающаяся тем, что на дне кюветы выполнена дополнительная область шероховатости.

4. Кювета по п. 3, отличающаяся тем, что дополнительная область шероховатости на дне кюветы образована канавками и гребнями, расположенными радиально между приливом и галтелью.

5. Кювета по п.1, отличающаяся тем, что на галтели выполнена дополнительная область шероховатости.

6. Кювета по п.1, отличающаяся тем, что на приливе выполнена дополнительная область шероховатости.

7. Кювета по п. 1, отличающаяся тем, что боковая стенка выполнена из полупрозрачной пластмассы, в частности полипропилена или полиэтилена.

8. Кювета по п. 1, отличающаяся тем, что на внешней поверхности кюветы выполнен фиксатор, образованный сминаемым ребром.

9. Устройство для определения времени свертывания текучего образца, включающее кювету по любому из пп. 1-8 и ферромагнитный шарик, размещенный внутри кюветы с возможностью перемешивания текучего образца и индикации изменения вязкости образца, помещенного в кювету.

10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что диаметр шарика составляет от 50 до 65 % от диаметра внутренней поверхности кюветы в нижней ее части.

11. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что шарик покрыт защитным антикоррозионным составом.

12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что антикоррозийное покрытие выполнено смываемым.

13. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что шарик покрыт по меньшей мере одним из следующего: силиконовым маслом, раствором на основе силиконовых полимеров в органических растворителях, гальваническим покрытием.