Установка для исследования свертывания плазмы крови

Авторы патента:

Полезная модель относится к области медицинского приборостроения и может быть использована в биологии и медицине для исследования параметров свертывания плазмы крови животных и человека.

Технической задачей настоящей полезной модели является повышение достоверности проводимых исследований.

Для этого установка для исследования свертывания крови, включающая установленную на микроскопном столике термоизолированную, заполненную жидкостью камеру, имеющую окно в ее дне, расположенную внутри камеры чашку с образцом плазмы, в которую помещен активатор свертывания, светодиоды, освещающие образующийся в чашке сгусток, цифровую камеру, расположенную напротив окна в дне термоизолированной камеры и компьютер для обработки полученных данных, дополнительно снабжена подсоединенным к термоизолированной камере с помощью трубопроводов насосом, водяным термостатом, внутрь которого помещен насос, и фильтром, установленным на входящем в термоизолированную камеру трубопроводе.

Известны устройства - тромбоэластографы [«СПРАВОЧНИК по ГЕМАТОЛОГИИ», под редакцией д-ра мед. наук, проф. А.Ф.Романовой, Киïв "Здоров'я", 1997] - приборы с графической регистрацией изменений вязкости и упруго-эластических свойств образующегося сгустка, предназначенные для измерения времени образования сгустка плазмы в коагулометрических тестах. Такие приборы содержат кювету, в которую помещается исследуемая проба плазмы, и погруженный в нее, вибрирующий с определенной частотой и амплитудой стержень. По мере превращения жидкой плазмы в более плотный сгусток, стержень, вибрирующий в загустевающей плазме, испытывает все более нарастающее сопротивление со стороны густеющей жидкости вплоть до полной его остановки. По временной диаграмме движения стержня оценивают время превращения жидкой плазмы в гелеобразный сгусток, характеризующее работу системы свертывания крови пациента.

Данное устройство позволяет с высокой производительностью осуществлять исследования большого количества проб плазмы крови, однако при этом оно обладает рядом существенных недостатков, главным из которых является то, что такие исследования проводится в гомогенной системе с постоянным перемешиванием. За счет того, что весь объем плазмы от момента начала эксперимента и вплоть до его окончания постоянно перемешивается, все факторы свертывания, образующиеся в процессе образования сгустка плазмы, гомогенно распределяются по всему пространству исследуемой пробы, и поэтому, образование сгустка идет одновременно во всем объеме исследуемой пробы. Эта ситуация по своей физиологической сути принципиально отличается от тех условий, в которых сгусток образуется в живом организме. В кровеносной системе живого организма сгусток пространственно образуется не во всем объеме плазмы крови, а строго локально - только в небольшой зоне повреждения стенки кровеносного сосуда. При этом, факторы свертывания закономерным образом распределяются в небольшом объеме плазмы, и лишь в нем и образуется тромб. Это отражает основные защитные механизмы работы системы гемостаза,

(специально созданные в процессе эволюции) - предотвращение нарушения целостности кровеносного русла за счет образования тромба в месте повреждения.

Наиболее близким к предложенному является устройство для исследования свертывания крови [«Spatioetmporal dynamics of contatact activation factors of blood coagulation» F.I.Ataullakhanov, A.Y.Kondratowich, A.V.Pokhilko, BBA 1569 (2002), 86-104], позволяющее наиболее полно смоделировать пространственную ситуацию, в которой происходит свертывание крови в кровеносном сосуде. Устройство содержит установленную на микроскопном столике термоизолированную, заполненную жидкостью камеру, имеющую окно в ее дне, расположенную внутри камеры чашку с образцом плазмы, в которую помещен активатор свертывания, светодиоды, освещающие образующийся в чашке сгусток, цифровую камеру, расположенную напротив окна в дне термоизолированной камеры и компьютер для обработки полученных данных, В этом устройстве плазма крови помещается в прозрачную полистироловую чашку, опущенную в термоизолированную емкость жидкостью, непрерывно перемешиваемую при помощи механической мешалки. Это перемешивание необходимо для того, чтобы выровнять температуру по всему объему емкости, в которую помещена чашка, и полностью исключить конвективные тепловые потоки в тонком слое плазмы на ее дне. Таким образом, весь объем плазмы всегда имеет одинаковую температуру, близкую к физиологической, а изменение скорости роста и величины сгустка определяется исключительно пространственной динамикой образования и распространения факторов системы гемостаза (37 град. С).

В этом устройстве в пробу плазмы в качестве активатора свертывания помещают сверху стеклянную палочку. Стекло локально активирует плазму, заставляя ее свертываться только на стеклянной палочке, что является хорошим аналогом локального повреждения стенки кровеносного сосуда. Микроскопный столик, на котором помещена термоизолированная емкость, позволяет выставить место локального свертывания от стеклянной палочки в центр поля зрения цифровой камеры, при помощи которой осуществляется непрерывная регистрация процесса роста сгустка. Чашка снизу через окно в дне термоизолированной емкости подсвечивается, а изображение растущего вокруг кончика палочки тромба последовательно кадр за кадром регистрируется цифровой камерой. Файлы изображения каждого кадра передаются в компьютер, где в дальнейшем сравниваются друг с другом и анализируются по определенному алгоритму.

Такой непрерывный анализ роста тромба в пространстве позволяет более детально изучать процесс свертывания крови и более точно осуществлять диагностику работы системы свертывания крови, как в норме, так и при различных патологиях гемостаза.

Недостатком этого устройства является то, что между дном чашки с образцом плазмы и объективом камеры расположен слой термостатируемой жидкости, где могут находится инородные частички, такие как пыль, грязь и пузырьки воздуха, возникающие при работе механической мешалки, которые, проплывая между изображением тромба и объективом камеры, искажают реальную картину процесса свертывания, оставляя на цифровом изображении тромба следы в виде хаотических протяженных трасс, резко искажая при этом результаты компьютерного анализа.

Технической задачей настоящей полезной модели является повышение достоверности проводимых исследований за счет очищения термостатируемой жидкости от частичек пыли и грязи, и от воздушных пузырьков, создаваемых в прототипе механической мешалкой.

Предлагаемая установка представляет из себя термоизолированную камеру 1, заполненную жидкостью, в объеме которой, не касаясь стенок камеры, расположена прозрачная герметично закрытая полистироловая чашка Петри 2. На дно чашки 2 налита плазма крови, а в центр чашки 2 помещен активатор свертывания плазмы, например, стеклянный шарик 3. Термоизолированная камера 1 снабжена прозрачным стеклянным окном 4, через которое светодиодами 5 освещается сгусток плазмы, образующийся вокруг активатора 3. Изображения этого растущего сгустка фиксируется цифровой камерой 6, снабженной объективом 7, и последовательно передаются в компьютер 8 для дальнейшего анализа. Установка снабжена водяным термостатом 9, внутрь которого помещен насос 10, непрерывно забирающий нагретую до заданной температуры жидкость из термоизолированной камеры 1 и возвращающий ее обратно через фильтр 11. При помощи микроскопного X-Y столика 12 термоизолированную камеру можно передвигать таким образом, чтобы активатор свертывания 3 оказался в центре поля зрения камеры 7. С помощью исходящего трубопровода 12 и входящего - 13 насос 10 подсоединен к термоизолированной камере 1.

Установка работает следующим образом. За счет работы водяного термостата 9 жидкость в нем нагревается до заданной температуры. Насос 10 через фильтр 11 непрерывно закачивает термостатируемую жидкость в верхнюю часть термоизолированной камеры 1 по трубопроводу 13, одновременно отбирая ее из нижней части по трубопроводу 12. За счет

такой непрерывной циркуляции, а также за счет термоизоляции камеры 1 температура в ней поддерживается строго на заданном уровне, а перемешивание объема жидкости внутри камеры для исключения температурных градиентов осуществляется за счет потоков, создаваемых непрерывной работой насоса 10. Жидкость, многократно проходя через фильтр 11 постоянно очищается не только от частичек пыли и грязи, но также и от пузырьков воздуха, которые могут возникнуть в процессе прокачки, как самой жидкости, так и работы насоса 10. После того как температура жидкости в камере 1 станет постоянной и равномерно распределится по всему объему, а сама жидкость очистится от частичек инородных тел, в камеру 1 помещают герметично закрытую чашку 2 с плазмой и с активатором 3, установленном в ее центре. При помощи столика 12 устанавливают активатор 3 в центре поля зрения объектива 7 цифровой камеры 6, подключенной к компьютеру 8, и начинают регистрацию процесса свертывания. После того, как сгусток плазмы окончательно сформируется вокруг активатора 3, полученные при помощи камеры 6 файлы изображения сгустка, последовательно поступавшие в компьютер 8, сравниваются и обрабатываются по заданному алгоритму.

Установка для исследования свертывания плазмы крови, включающая установленную на микроскопном столике термоизолированную, заполненную жидкостью камеру, имеющую окно в ее дне, расположенную внутри камеры чашку с образцом плазмы, в которую помещен активатор свертывания, светодиоды, освещающие образующийся в чашке сгусток, цифровую камеру, расположенную напротив окна в дне термоизолированной камеры и компьютер для обработки полученных данных, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена подсоединенным к термоизолированной камере с помощью трубопроводов насосом, водяным термостатом, внутрь которого помещен насос, и фильтром, установленным на входящем в термоизолированную камеру трубопроводе.