Устройство для определения реологических свойств биологических жидкостей Советский патент 1979 года по МПК G01N11/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ

1

Изобретение относится к области медицины и биологии и может быть использовано для определения реологических свойств биологических жидкостей, преимущественно крови.

Кровь представляет собой суспензию фор- менных элементов в плазме и относится к неньютоновской жидкости. Различные изменения во внутренней среде организма сопровождаются изменением реологических свойств крови. Указанные изменения должны учитываться при нарушениях гемодинамики и переливания консервированной крови и кровезаменителей, вводимых для их коррекции. Наиболее доступными критериями являются вязкость, текучесть и липкость форменных элементов крови.

Известны установки для определения вязкости крови 1, выполненные на основе капиллярных вискозиметров, в которых измерительный капилляр не термостатируется, и скорость движения крови в капилляре не может быть задана исследователем.

Известла установка 2 для определения вязкости и текучести крови, состоящая из тонкого измерительного капилляра, С обеих

сторон к которому присоединены два плеча, входное и выходное, из более толстых капиллярных трубок. Входное плечочерез управляемый кран соединено с системой, задающей давление, а выходное - с атмосферой. Система давления состоит из насоса и закрытой демпфирующей емкости.

Исследуемая кровь вводится в одно плечо вискозиметра и под действием разности давлений в закрытой емкости и атмосфере проталкивается в другое плечо. Секундомером измеряется время прохождения выпуклым мениском крови расстояния между двумя метками, нанесенными на плечо вискозиметра. Измерительная часть вискозиметра помещается в термостат.

5

Эта установка обладает тем недостатком, что позволяет измерять лищь часть реологических характеристик (текучесть и вязкость) и дает большую погрещнёсть при измерении, так как регистрация времени произ0водится визуально, а давление задается перепадом в закрытой емкости и атмосфере. Поскольку задаваемое давление имеет малую величину (порядка 0,05-0,5 мм рт.ст).

соизмеримо с колебаниями атмосферного давления в лаборатории даже в процессеодного измерения, что приводит к значительным погрешностям при измерениях.

Целью изобретения является расширение диапазона измерения реологических свойств крови и повышение точности их измерений.

Цель достигается тем, что выходное плечо капиллярной трубки coeдиJ eнo с д.ополнительной спиралевидной трубкой, которая, в свою очередь, соединена через переходную трубку с емкостью, имеюш,ей нагнетательный элемент.

На выходном плече и переходной трубке размещены оптические фотодатчики, элек-. трически соединенные с электронными блоками измерения скорости и объема.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит закрытую емкость 1 с нагнетательным элементом 2, соединенную подводящей трубкой 3 через кран 4 с помощью эластичной трубки 5с входным плечом 6, которое,в свою очередь, соединено с измерительным капилляром 7. Измерительный капилляр 7 соединен с выходным плечом 8 и спиралевидной трубкой 9, которая далее соединена через переходную трубку 10 с закрытой емкостью 11, на которой установлен нагнетающий элемент 12. На выходном плече 8 установлены оптические датчики 13, 14, 15, соединенные электрически с электронными блоками: блоком 16 измерения вязкости крови, блоком 17 измерения скорости в плече 8 и блоком 18 измерения объема в плече 8. На переходной трубке 10 установлены оптические датчики 19, 20, соединенные электрически с электронными блоками: блоком 21 измерения скорости и блоком 22 измерения объема в переходной трубке 10.

-- :.:. -..-.-..:.,

Определенный объем исследуемой крови помещается в плечо 6 через разъемное соединение его с краном 4. С помощью нагнетательных элементов 2, 12 .задается давление в объемах 1 и П. При открытом кране 4 под действием разности давлений А Р между емкостями 1 и 11 столбик крови продвигается последовательно в измерительный капилляр 7, плечо 8, спиралевидную трубку 9, в переходную трубку 10. В момент прохождения столбиком крови фотодатчиков 13 и 14 с них поступают сигналы на блок измерения вязкости 16. В блоке 16 реализуется следующая зависимость

fl к.t -АР, где о - вязкость исследуемой крови;

t| - время прохождения началом столбика, крови фиксированного расстояния между фотодатчиками 13 и 14.

К -const, определяемая только геометрическими размерами измерительного капилляра.

При прохождении столбиком крови фотодатчиков 14 и 15 с фотодатчика 14 поступа667865

ет сигнал на блок измерения скорости 17 и с фотодатчика 15 на блок измерения скорости 17 и блок измерения объема 18. Блок 17 работает по принципу измерения времени t2 прохождения концом столбика крови фиксированного расстояния Si между фотодатчиками 14 и 15. Скорость V определяется следующей формулой

v

Сигнал с датчика скорости 17 поступает на измеритель объема 18. В измерителе объема 18 реализуется следующая зависимость

Qi K.V.t5 K% -t, где Qj - объем крови в выходном плече 8;

1з - время прохождения столбиком крови фотодатчика 15;

К - const, определяемая только диаметром капилляра выходного плеча 8.

Ан-алогичным образом с помощью фотодатчиков 19, 20 и блоков 21, 22, определяется объем крови в переходной трубке 10. Липкость определяется как отношение объема крови в плече 8 и переходной трубке 10. Благодаря наличию замкнутых емкостей с нагнетательными элементами в устройстве предусмотрена возможность измерения реологических свойств крови при различных давленияхВо время измерения устройство помещают в термостат.

Устройство позволяет производить определение реологических свойств биологических жидкостей (вязкость, текучесть и липкость) на одном образце независимо от колебаний атмосферного давления, что повышает точность получаемых результатов. Установка оптических датчиков на измерительных капиллярах также повышает точность измерения и позволяет автоматически получать необходимые данные о реологических свойствах жидкости.

Формула изобретения

Устройство для определения реологических свойств биологических жидкостей, содержащее капиллярную трубку с входным и выходным плечами, емкость с нагнетательным элементом, соединенную через управляемый кран с входным плечом капиллярной трубки, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона и цовыщения точности измерений, оно дополнительно снабжено второй емкостью с нагнетательным элементом, спиралевидной и переходной трубками, пятью фотодатчиками, электронным блоком измерения вязкости, двумя электронными блоками измерения скорости и двумя электронными блоками измерения объема, при этом вторая емкость с нагнетательным элементом соединена с выходным плечом капиллярной трубки через последовательно соединенные переходную и спиралевидную трубку, на выходном плече капиллярной трубки последовательно установлены три фотодатчика соответственно электрически соединенные с электронными блоками измерения вязкости, скорости и объема, а на переходной трубке последовательно установлены два фотодатчика соответственно электрически соединенные со вторым блоком измерения скорости и вторым блоком измерения объема.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Kolloid Zeitschrift, 1960 , 168, 2, 101 - 107.