RU2779368C1

RU2779368C1 - Device for measurement of hemostasis parameters

Info

Publication number: RU2779368C1
Application number: RU2022100819A
Authority: RU
Inventors: Андрей Борисович Катасонов
Original assignee: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научный центр психического здоровья"
Filing date: 2022-01-17
Publication date: 2022-09-06

Abstract

FIELD: medical equipment.

SUBSTANCE: device for the measurement of hemostasis parameters contains a thermostatic chamber with a thermostabilizing node, inside which a container is placed for a portion of tested blood, made in the form of a thin cylindrical capillary vertically located in an installation node with a guide channel. A clotting activator is applied to the inner side surface of the thin cylindrical capillary, and it is provided with hydrophobic coating in the area of its lower end on its inner surface. The device contains a probing module made with the possibility of impact on fibrin film formed in thrombosis, and in the form of an ultrasound converter connected to a radio pulse generator and contacting with the lower end of the thin cylindrical capillary, with the possibility of emission and reception of ultrasound oscillations in the direction of the longitudinal axis of the thin cylindrical capillary. A control unit is connected to the probing module. The device also contains a spectrum analyzer connected to the ultrasound converter, the radio pulse generator, and the control unit.

EFFECT: such a device structure provides for high accuracy of measurement of hemostasis parameters.

7 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области медицинской техники и может использоваться при исследованиях системы гемостаза.The invention relates to the field of medical technology and can be used in studies of the hemostasis system.

Система гемостаза предназначена для обеспечения жидко-текучего состояния крови, остановки кровотечений при повреждении стенок сосудов и растворения образовавшихся тромбов. Важно динамическое равновесие между свертывающей и антисвертывающей составляющими гемостаза. При этом свертывающая составляющая отвечает за формирование тромбов, основу которых составляет фибриновое образование (сгусток). Антисвертывающая составляющая отвечает за фибринолиз, т.е. за разрушение фибриновых образований. Дисбаланс этих составляющих является ключевым фактором в патогенезе инфарктов и инсультов. Для профилактики и лечения этих болезней требуется точное измерение параметров гемостаза.The hemostasis system is designed to ensure the fluid state of the blood, stop bleeding in case of damage to the walls of blood vessels and dissolve the formed blood clots. The dynamic balance between the coagulation and anticoagulation components of hemostasis is important. In this case, the coagulation component is responsible for the formation of blood clots, which are based on fibrin formation (clot). The anticoagulant component is responsible for fibrinolysis, i.e. for the destruction of fibrin formations. The imbalance of these components is a key factor in the pathogenesis of heart attacks and strokes. Precise measurement of hemostasis parameters is required for the prevention and treatment of these diseases.

К традиционным методам определения этих параметров относится тромбоэластография с использованием тромбоэластографа и развитие этого метода - ротационная тромбоэластография (например, Ярец Ю.И. Тромбоэластография: основные показатели, интерпретация результатов. Практические пособие для врачей. ГУ «Республиканский научно-практический центр радиационной медицины и экологии человека», Гомель, 2018, 26 с.). Основой тромбоэластографии является анализ вязко-упругих свойств тромба. Реализующее этот метод устройство содержит два коаксиально расположенных цилиндра, между которыми размещена порция исследуемой крови. Внешний цилиндр выполнен с возможностью колебательно-вращательного движения вокруг своей оси на угол около 4° с образованием вязких волн. Фибриновый сгусток обладает вязко-упругими свойствами, поэтому в нем возможно возникновение сдвиговых (поперечных) волн, способствующих передаче крутящего момента от внешнего цилиндра к внутреннему. Колебательные движения внутреннего цилиндра преобразуются в электрический сигнал. Кинетика изменения амплитуды этого сигнала является основой тромбоэластограммы. Однако это устройство требует значительного объема порции исследуемой крови. Крое того, недостатками такого устройства являются низкая точность фиксации начальной стадии фибринолиза и невозможность определения начальной скорости формирования фибринового сгустка.The traditional methods for determining these parameters include thromboelastography using a thromboelastograph and the development of this method - rotational thromboelastography (for example, Y. I. Yarets. Thromboelastography: main indicators, interpretation of the results. A practical guide for doctors. State Institution "Republican Scientific and Practical Center for Radiation Medicine and Ecology human”, Gomel, 2018, 26 p.). The basis of thromboelastography is the analysis of the viscoelastic properties of a thrombus. The device realizing this method contains two coaxially located cylinders between which the portion of the studied blood is placed. The outer cylinder is made with the possibility of oscillatory-rotational movement around its axis at an angle of about 4° with the formation of viscous waves. The fibrin clot has viscoelastic properties, so shear (transverse) waves may occur in it, which contribute to the transfer of torque from the outer cylinder to the inner one. The oscillatory movements of the inner cylinder are converted into an electrical signal. The kinetics of changes in the amplitude of this signal is the basis of thromboelastogram. However, this device requires a significant portion of the test blood. In addition, the disadvantages of such a device are the low accuracy of fixing the initial stage of fibrinolysis and the impossibility of determining the initial rate of fibrin clot formation.

Использование в устройствах для измерения параметров гемостаза направленного свертывания крови посредством иммобилизованного активатора свертывания позволяет устранить указанные недостатки.The use of directed blood coagulation by means of an immobilized coagulation activator in devices for measuring hemostasis parameters makes it possible to eliminate these drawbacks.

Известно устройство для исследования пространственного свертывания крови и ее компонентов, содержащее термостатируемую, заполненную жидкостью камеру с окном, внутри которой расположена кювета с исследуемым образцом плазмы крови и вставкой с иммобилизованным активатором свертывания, светодиоды, освещающие образующийся у активатора сгусток, цифровую камеру, расположенную напротив окна в камере и фиксирующую рост сгустка, и компьютер для обработки полученных данных, при этом устройство снабжено держателем кюветы, который расположен под углом 20-40° к вертикали, кювета выполнена продольной с вертикальным каналом внутри, а окно размещено в боковой стенке камеры (RU 2395812 С2, 2010). Это устройство обеспечивает возможность более детального исследования фазы процесса свертывания крови. Видеокамера фиксирует растущий фибриновый слой, что позволяет непосредственно измерить толщину фибринового образования в разные моменты времени. По параметрам получаемой кинетической кривой оценивают состояние системы гемостаза. Однако это устройство громоздко и сложно по конструкции и в эксплуатации. Использование объема исследуемой пробы в этом устройстве малоэффективно, поскольку отношение площади активированной поверхности к объему пробы очень низкое и поэтому посторонние частицы из окружающей среды, осевшие на такой поверхности, могут стать новым центром фибринообразования, что искажает результаты измерений. Поскольку устройство предназначено для работы с плазмой крови, что недостаточно физиологично, достоверность получаемых результатов измерений невысока. Кроме того, устройству присуще явление флотирующих пузырьков воздуха в термостатируемой камере, что создает помехи видеонаблюдению и снижает точность измерений.A device for studying spatial coagulation of blood and its components is known, containing a thermostatically controlled, liquid-filled chamber with a window, inside which there is a cuvette with a blood plasma sample under study and an insert with an immobilized coagulation activator, LEDs illuminating the clot formed at the activator, a digital camera located opposite the window in the chamber and fixing the growth of the clot, and a computer for processing the obtained data, while the device is equipped with a cuvette holder, which is located at an angle of 20-40 ° to the vertical, the cuvette is made longitudinal with a vertical channel inside, and the window is placed in the side wall of the chamber (RU 2395812 C2, 2010). This device allows a more detailed study of the phase of the blood coagulation process. The video camera captures the growing fibrin layer, which allows you to directly measure the thickness of the fibrin formation at different points in time. According to the parameters of the obtained kinetic curve, the state of the hemostasis system is assessed. However, this device is bulky and complicated in design and operation. The use of the volume of the test sample in this device is ineffective, since the ratio of the area of the activated surface to the volume of the sample is very low and, therefore, foreign particles from the environment that have settled on such a surface can become a new center of fibrin formation, which distorts the measurement results. Since the device is designed to work with blood plasma, which is not physiological enough, the reliability of the measurement results obtained is low. In addition, the device is characterized by the phenomenon of floating air bubbles in a temperature-controlled chamber, which interferes with video surveillance and reduces the accuracy of measurements.

Известны также устройства, в которых используется ультразвук для исследования динамики процесса свертывания крови, в том числе посредством измерения сдвига фазы ультразвукового зондирующего сигнала как функции времени в процессе свертывания плазмы крови. Известно, например, реализующее этот принцип устройство для исследования процесса свертывания крови, содержащее термостатируемую ячейку, внутри которой размещена снабженная гомогенным активатором свертывания кювета под порцию плазмы крови, излучающий зондирующие ультразвуковые колебания и принимающий прошедшие ультразвуковые колебания пьезокерамические преобразователи, расположенные на одной оси с противоположных боковых сторон кюветы, цифровой двухканальный генератор для генерации синусоидального сигнала с частотой 600 кГц, двухканальный цифровой осциллограф для измерения фазы ультразвукового сигнала и персональный компьютер (Ушакова А.А., Бондарик В.М. Использование ультразвука для исследования динамики процесса свертывания крови. «Доклады БГУИР», 2016, №8, с. 29-33). В этом устройстве активатор свертывания добавляется в виде раствора в кювету и равномерно распределяется по всему объему плазмы крови. Излучающий пьезокерамический преобразователь возбуждает в этой смеси продольные ультразвуковые волны. При запуске механизма тромбообразования под действием активатора свертывания в разных областях кюветы в этой смеси зарождаются микроскопические фибриновые сгустки, которые не взаимодействуют с продольной ультразвуковой волной, которая огибает их, из-за явления дифракции. Поэтому начальная скорость роста фибриновых сгустков в этом устройстве не может быть измерена. По мере их роста они начинают рассеивать ультразвуковые волны. В устройстве осуществляется одновременная запись изменения фазы зондирующего сигнала и сигнала, прошедшего через кювету с пробой исследуемой плазмы крови, во времени на протяжении всего процесса образования фибринового сгустка. Форма кривой изменения сдвига фазы является диагностическим показателем патологии в системе гемостаза. Однако, поскольку устройство предназначено для работы с плазмой крови, не обеспечивается высокая достоверность окончательного диагноза по результатам измерений. Использование распределенного по объему кюветы активатора свертывания не позволяет достичь высокой точности измерений. Устройство не позволяет точно регистрировать начало фибринолиза.Devices are also known that use ultrasound to study the dynamics of the blood coagulation process, including by measuring the phase shift of the ultrasonic probing signal as a function of time in the process of blood plasma coagulation. It is known, for example, that implements this principle, a device for studying the process of blood coagulation, containing a temperature-controlled cell, inside which there is a cuvette equipped with a homogeneous clotting activator for a portion of blood plasma, emitting probing ultrasonic vibrations and receiving piezoceramic transducers that have passed ultrasonic vibrations, located on the same axis from opposite side sides of the cuvette, a digital two-channel generator for generating a sinusoidal signal with a frequency of 600 kHz, a two-channel digital oscilloscope for measuring the phase of an ultrasonic signal and a personal computer (Ushakova A.A., Bondarik V.M. The use of ultrasound to study the dynamics of the blood coagulation process. "Reports of BSUIR ”, 2016, No. 8, pp. 29-33). In this device, the clotting activator is added as a solution to a cuvette and is evenly distributed throughout the blood plasma volume. The emitting piezoceramic transducer excites longitudinal ultrasonic waves in this mixture. When the clot formation mechanism is triggered under the action of a coagulation activator, microscopic fibrin clots are generated in this mixture in different areas of the cuvette, which do not interact with the longitudinal ultrasonic wave that goes around them due to the phenomenon of diffraction. Therefore, the initial growth rate of fibrin clots in this device cannot be measured. As they grow, they begin to scatter ultrasonic waves. The device simultaneously records the change in the phase of the probing signal and the signal that has passed through the cuvette with the sample of the studied blood plasma over time throughout the entire process of fibrin clot formation. The shape of the phase shift change curve is a diagnostic indicator of pathology in the hemostasis system. However, since the device is designed to work with blood plasma, a high reliability of the final diagnosis from the measurement results is not ensured. The use of a coagulation activator distributed over the volume of the cuvette does not allow achieving high measurement accuracy. The device does not allow accurate recording of the onset of fibrinolysis.

Из известных устройств наиболее близким к предложенному является устройство для измерения параметров гемостаза, содержащее термостатируемую камеру с узлом термостабилизации, внутри которой размещена емкость под порцию исследуемой крови, выполненная в виде расположенного вертикально в имеющем направляющий канал установочном узле тонкого цилиндрического капилляра, на внутреннюю боковую поверхность которого нанесен активатор свертывания, модуль зондирования, выполненный с обеспечением возможности воздействия на образуемую при тромбообразовании фибриновую пленку, и связанный с модулем зондирования блок управления (RU 2722825 С1,2020). Модуль зондирования в этом устройстве включает узел освещения, выполненный с обеспечением возможности формирования входящего в торец тонкого цилиндрического капилляра светового потока в форме конуса. В направляющем канале выполнена расположенная на одной продольной осевой линии с тонким цилиндрическим капилляром светоинтегрирующая полость в виде сферы с зеркальной отражающей поверхностью. Устройство содержит связанный с блоком управления узел регистрации, выполненный в виде аналогового фотодатчика рассеянного света, соединенного с узлом линеаризации. В процессе работы устройства активатор свертывания запускает реакцию тромбообразования с образованием фибриновой пленки, при этом фибриновая пленка растет от периферии тонкого цилиндрического капилляра к его центру. Образующаяся фибриновая пленка частично отражает световой поток. При этом чем она толще, тем выше интенсивность рассеянного светового потока. Устройство обеспечивает измерение интегральной интенсивности рассеянного светового потока и по его величине - радиальной толщины фибриновой пленки, что позволяет определить основной параметр гемостаза - гипер- или гипокоагуляционное состояние исследуемой крови. Устройство позволяет количественно определять начальную скорость роста фибриновой пленки непосредственно в цельной крови. Однако точность измерения при этом недостаточно высока. Первые моменты проявления фибринолиза, заключающиеся в отслаивании фибриновой пленки от стенки тонкого цилиндрического капилляра и образовании расширяющегося промежутка между иммобилизованным активатором свертывания и фибриновым образованием, в устройстве регистрируются недостаточно четко. В то же время момент первых проявлений фибринолиза имеет исключительно важное диагностическое значение. Таким образом, устройство не обеспечивает необходимую высокую точность измерения таких основных параметров гемостаза, как начальная скорость роста фибриновой пленки и момент ее отслаивания. Механические свойства фибринового образования (тромбов) устройство позволяет оценивать только качественно, а точность измерения геометрических характеристик в произвольный момент времени, обеспечиваемая устройством, недостаточно высока.Of the known devices, the closest to the proposed one is a device for measuring hemostasis parameters, containing a temperature-controlled chamber with a thermal stabilization unit, inside which there is a container for a portion of the test blood, made in the form of a thin cylindrical capillary located vertically in a mounting channel having a guide channel, on the inner side surface of which a coagulation activator, a probing module designed to influence the fibrin film formed during thrombus formation, and a control unit associated with the probing module (RU 2722825 C1, 2020) are applied. The probing module in this device includes an illumination unit designed to form a cone-shaped light flux entering the end of a thin cylindrical capillary. In the guide channel, a light-integrating cavity in the form of a sphere with a mirror reflective surface is made located on the same longitudinal axial line with a thin cylindrical capillary. The device contains a registration unit connected to the control unit, made in the form of an analog scattered light photo sensor connected to the linearization unit. During operation of the device, the coagulation activator triggers a thrombus formation reaction with the formation of a fibrin film, while the fibrin film grows from the periphery of a thin cylindrical capillary to its center. The resulting fibrin film partially reflects the light flux. Moreover, the thicker it is, the higher the intensity of the scattered light flux. The device provides measurement of the integral intensity of the scattered light flux and, by its value, the radial thickness of the fibrin film, which makes it possible to determine the main parameter of hemostasis - the hyper- or hypocoagulation state of the blood under study. The device allows you to quantify the initial growth rate of the fibrin film directly in whole blood. However, the measurement accuracy is not high enough. The first moments of manifestation of fibrinolysis, consisting in the exfoliation of the fibrin film from the wall of a thin cylindrical capillary and the formation of an expanding gap between the immobilized clotting activator and the fibrin formation, are not clearly recorded in the device. At the same time, the moment of the first manifestations of fibrinolysis is of exceptionally important diagnostic value. Thus, the device does not provide the necessary high accuracy in measuring such basic parameters of hemostasis as the initial growth rate of the fibrin film and the moment of its peeling. The mechanical properties of fibrin formation (thrombi) can only be assessed qualitatively by the device, and the accuracy of measuring geometric characteristics at an arbitrary point in time provided by the device is not high enough.

Техническая проблема, решаемая изобретением, заключается в создании устройства для измерения параметров гемостаза, лишенного недостатков прототипа. Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в повышении точности измерения параметров гемостаза.The technical problem solved by the invention is to create a device for measuring hemostasis parameters, devoid of the disadvantages of the prototype. The technical result provided by the invention is to improve the accuracy of measuring hemostasis parameters.

Это достигается тем, что в устройстве для измерения параметров гемостаза, содержащем термостатируемую камеру с узлом термостабилизации, внутри которой размещена емкость под порцию исследуемой крови, выполненная в виде расположенного вертикально в имеющем направляющий канал установочном узле тонкого цилиндрического капилляра, на внутреннюю боковую поверхность которого нанесен активатор свертывания, модуль зондирования, выполненный с обеспечением возможности воздействия на образуемую при тромбообразовании фибриновую пленку, и связанный с модулем зондирования блок управления, тонкий цилиндрический капилляр снабжен расположенным на его внутренней поверхности в области его нижнего торца гидрофобным покрытием, а модуль зондирования выполнен в виде связанного с генератором радиоимпульсов и контактирующего с нижним торцом тонкого цилиндрического капилляра ультразвукового преобразователя с обеспечением возможности излучения и приема им ультразвуковых колебаний в направлении продольной оси тонкого цилиндрического капилляра, при этом в устройство введен связанный с ультразвуковым преобразователем, генератором радиоимпульсов и блоком управления анализатор спектра. Гидрофобное покрытие может быть выполнено на основе фторполимера. Активатор свертывания может быть выполнен в виде мономолекулярного слоя, химически привитого к гидроксильным группам стекла. Тонкий цилиндрический капилляр может быть выполнен с обеспечением возможности капиллярного самовсасывания крови в количестве от 25 до 50 мкл. Установочный узел может включать капилляродержатель, установленный на ультразвуковом преобразователе соосно с направляющим каналом и выполненный с обеспечением возможности плотного размещения в капилляродержателе нижней части тонкого цилиндрического капилляра. Ультразвуковой преобразователь может быть выполнен в виде пьезоэлемента, частота резонанса которого может быть выбрана в диапазоне от 20 кГц до 1 МГц.This is achieved by the fact that in the device for measuring the parameters of hemostasis, containing a thermostatic chamber with a thermal stabilization unit, inside which there is a container for a portion of the test blood, made in the form of a thin cylindrical capillary located vertically in the mounting unit having a guide channel, on the inner side surface of which an activator is applied coagulation module, a probing module designed to influence the fibrin film formed during thrombosis, and a control unit associated with the probing module, a thin cylindrical capillary is provided with a hydrophobic coating located on its inner surface in the region of its lower end, and the probing module is made in the form of a a radio pulse generator and an ultrasonic transducer in contact with the lower end of a thin cylindrical capillary with the possibility of emitting and receiving ultrasonic vibrations in the direction of the longitudinal axis of a thin th cylindrical capillary, at the same time, a spectrum analyzer connected with an ultrasonic transducer, a radio pulse generator and a control unit is introduced into the device. The hydrophobic coating may be based on a fluoropolymer. The coagulation activator can be made in the form of a monomolecular layer chemically grafted onto the hydroxyl groups of the glass. The thin cylindrical capillary can be configured to allow capillary self-absorption of blood in an amount of 25 to 50 μl. The mounting unit may include a capillary holder installed on the ultrasonic transducer coaxially with the guide channel and made to fit tightly into the capillary holder the lower part of the thin cylindrical capillary. The ultrasonic transducer can be made in the form of a piezoelectric element, the resonance frequency of which can be selected in the range from 20 kHz to 1 MHz.

Достижение указанного технического результата обеспечивается всей совокупностью существенных признаков, представленной в независимом пункте формулы изобретения, каждый признак которой необходим, а вместе они достаточны для решения указанной технической проблемы и достижения указанного технического результата.The achievement of the specified technical result is ensured by the entire set of essential features presented in the independent claim of the invention, each feature of which is necessary, and together they are sufficient to solve the specified technical problem and achieve the specified technical result.

На чертеже показана структурная схема устройства для измерения параметров гемостаза.The drawing shows a block diagram of a device for measuring parameters of hemostasis.

Оно содержит термостатируемую камеру 1 с узлом термостабилизации 2, который включает, например, тепловой насос, термодатчик и сигнализатор (на чертеже не показаны). Термостатируемая камера 1 преимущественно снабжена откидной крышкой 3. Внутри термостатируемой камеры 1 размещена емкость под порцию 4 исследуемой крови, выполненная в виде тонкого цилиндрического капилляра 5, преимущественно из стекла, выполненного, например, с внутренним диаметром 0,5-1,2 мм, с обеспечением возможности капиллярного самовсасывания крови в количестве от 25 до 50 мкл. Тонкий цилиндрический капилляр 5 расположен вертикально в направляющем канале 6, являющимся конструктивным элементом установочного узла, который может включать также капилляродержатель 7, выполненный, например, в виде пружинящей разрезной втулки с фланцем, с обеспечением возможности плотного размещения в нем нижней части тонкого цилиндрического капилляра 5. Пружинящая разрезная втулка выполнена, например, из тонкой бронзовой фольги. На внутреннюю боковую поверхность тонкого цилиндрического капилляра 5 нанесен активатор 8 свертывания, например, тромбопластин, который может быть выполнен преимущественно в виде мономолекулярного слоя, химически привитого к гидроксильным группам стекла. Тонкий цилиндрический капилляр 5 снабжен расположенным на его внутренней поверхности в области его нижнего торца гидрофобным покрытием 9, выполненным, например, на основе фторполимера. Устройство содержит модуль зондирования, выполненный в виде связанного с генератором 10 радиоимпульсов и контактирующего с нижним торцом тонкого цилиндрического капилляра 5 ультразвукового преобразователя 11 с обеспечением возможности излучения и приема им ультразвуковых колебаний в направлении продольной оси тонкого цилиндрического капилляра 5. Ультразвуковой преобразователь 11 может быть выполнен преимущественно в виде пьезоэлемента, например, из пьезокерамики, с частотой резонанса, например, от 20 кГц до 1 МГц. Капилляродержатель 7, который может входить в состав установочного узла, преимущественно установлен на ультразвуковом преобразователе 11, например, своим фланцем приклеен к нему неорганическим клеем. Устройство содержит также связанный с модулем зондирования блок управления 12 и анализатор 13 спектра. Анализатор 13 спектра связан с ультразвуковым преобразователем 11, с генератором 10 радиоимпульсов и блоком управления 12, который может включать микропроцессор. Блок управления 12 может быть связан с узлом 2 термостабилизации и иметь выход для подключения внешнего компьютера. Устройство может быть выполнено в одном корпусе 14.It contains a thermostatic chamber 1 with a thermal stabilization unit 2, which includes, for example, a heat pump, a temperature sensor and a signaling device (not shown in the drawing). Thermostated chamber 1 is mainly equipped with a hinged lid 3. Inside the thermostated chamber 1 there is a container for a portion 4 of the test blood, made in the form of a thin cylindrical capillary 5, mainly made of glass, made, for example, with an inner diameter of 0.5-1.2 mm, with providing the possibility of capillary self-absorption of blood in an amount of 25 to 50 μl. Thin cylindrical capillary 5 is located vertically in the guide channel 6, which is a structural element of the installation unit, which may also include a capillary holder 7, made, for example, in the form of a springy split sleeve with a flange, with the possibility of tight placement of the lower part of the thin cylindrical capillary 5 in it. Spring split sleeve is made, for example, of thin bronze foil. On the inner side surface of a thin cylindrical capillary 5, a coagulation activator 8, for example, thromboplastin, is applied, which can be made mainly in the form of a monomolecular layer chemically grafted to the hydroxyl groups of glass. Thin cylindrical capillary 5 is provided with a hydrophobic coating 9 located on its inner surface in the area of its lower end, made, for example, based on a fluoropolymer. The device contains a probing module made in the form of an ultrasonic transducer 11 connected with the generator 10 of radio pulses and in contact with the lower end of the thin cylindrical capillary 5 to enable it to emit and receive ultrasonic vibrations in the direction of the longitudinal axis of the thin cylindrical capillary 5. The ultrasonic transducer 11 can be made predominantly in the form of a piezoelectric element, for example, from piezoceramics, with a resonance frequency, for example, from 20 kHz to 1 MHz. The capillary holder 7, which may be part of the mounting unit, is preferably mounted on the ultrasonic transducer 11, for example, glued to it with inorganic glue with its flange. The device also includes a control unit 12 and a spectrum analyzer 13 connected to the sounding module. The spectrum analyzer 13 is connected to an ultrasonic transducer 11, a radio pulse generator 10 and a control unit 12, which may include a microprocessor. The control unit 12 can be connected to the thermal stabilization unit 2 and have an output for connecting an external computer. The device can be made in one housing 14.

Устройство работает следующим образом. Предварительно на внутреннюю боковую поверхность тонкого цилиндрического капилляра 5 наносят активатор 8 свертывания, а на его внутреннюю поверхность в области его нижнего торца - гидрофобное покрытие 9. Для нанесения активатора 8 свертывания вначале производят активацию поверхностных гидроксильных групп стекла, например, с использованием глутарового альдегида, после чего погружают активированный тонкий цилиндрический капилляр 5 в раствор активатора 8 свертывания с обеспечением покрытия его внутренней боковой поверхности полностью или за исключением области у его нижнего торца. Гидрофобную зону формируют путем соприкосновения нижнего торца тонкого цилиндрического капилляра 5 с раствором гидрофобного вещества, небольшое количество которого под действием капиллярных сил засасывается в тонкий цилиндрический капилляр 5 в области его нижнего торца. Для идентификации верхнего торца на внешней стороне тонкого цилиндрического капилляра 5 у этого торца ставят цветовую метку. Оператор включает устройство (подается электрическое напряжение питания на электронные блоки устройства) и ожидает полного прогрева термостатируемой камеры 1. Готовность к работе устройства может определяться по звуковому сигналу сигнализатора узла 2 термостабилизации. Верхним торцом тонкого цилиндрического капилляра 5 касаются образца крови, при этом за счет капиллярного эффекта происходит его самозаполнение порцией 4 исследуемой крови до границы гидрофобного покрытия 9. Гидрофобное покрытие 9 обеспечивает дозирование порции 4 исследуемой крови и предотвращает ее вытекание из тонкого цилиндрического капилляра 5. Для проведения измерений достаточно 25-50 мкл крови, что установлено экспериментально. Тонкий цилиндрический капилляр 5 с порцией 4 исследуемой крови вводят его нижним торцом в направляющий канал 6 до соприкосновения с капилляродержателем 7 и продвигают через него далее с определенным усилием до упора в рабочую поверхность ультразвукового преобразователя 11. Наличие гидрофобного покрытия 9 исключает прямой контакт крови с излучающей поверхностью ультразвукового преобразователя 11. После закрытия откидной крышки 3 начинается процесс измерения. Частоту синусоидальных колебаний генератора 10 радиоимпульсов настраивают в резонанс с основной частотой собственных колебаний ультразвукового преобразователя 11. Параметры этих колебаний записываются в электронную память блока 12 управления (или внешнего компьютера) как стартовые значения для расчета кинетической кривой тромбообразования и отражают состояние чистой крови. Нанесенный на внутреннюю поверхность тонкого цилиндрического капилляра 5 активатор 8 свертывания запускает реакцию тромбообразования с образованием фибриновой пленки, при этом цилиндрическая форма тонкого цилиндрического капилляра 5 обеспечивает рост фибриновой пленки от его периферии к его центру. Выполнение активатора 8 свертывания в виде мономолекулярного слоя, химически привитого к гидроксильным группам стекла, позволяет уменьшить влияние нестабильности толщины и степени сцепления этого слоя со стенками тонкого цилиндрического капилляра 5, что повышает воспроизводимость измерений. Изначально образующаяся фибриновая пленка прочно сцеплена с внутренней поверхностью тонкого цилиндрического капилляра 5 и значительно изменяет пристеночную вязкость порции 4 исследуемой крови. Это позволяет точно фиксировать лаг-период и начальную скорость роста фибриновой пленки. Растущая фибриновая пленка, в отличие от плазмы или крови, проявляет вязко-упругие свойства, что способствует возникновению сдвиговых (поперечных) волн в радиальном направлении, позюляющих зондировать все фибриновое образование. Возбуждение этих волн обеспечивается электромеханической колебательной системой, образованной ультразвуковым преобразователем 11 и играющим роль волновода ультразвуковых колебаний тонким цилиндрическим капилляром 5, а также капилляродержателем 7. Использование капилляродержателя, несмотря на то, что он понижает добротность этой колебательной системы, желательно, поскольку он гарантированно обеспечивает устойчивое положение тонкого цилиндрического капилляра 5 и плотный и постоянный контакт его нижнего торца, снабженного гидрофобным покрытием 9, с рабочей поверхностью ультразвукового преобразователя 11. Изменение добротности этой колебательной системы при функционировании устройства вследствие повышения вязкости крови в тонком цилиндрическом капилляре 5 может быть надежно и точно измерено и служит одной из количественных мер формирования фибринового образования. Анализатор 13 спектра, реализующий быстрое преобразование Фурье, обеспечивает спектральный анализ затухающих электрических сигналов, возникающих после завершения каждого радиоимпульса генератора 10 радиоимпульсов. При этом измеряются добротность колебательной системы и декремент затухания на основной частоте резонанса и первых высших гармониках. Эти параметры объективно характеризуют вязко-упругие свойства порции 4 исследуемой крови. Точный расчет значений толщины, объема, упругости и вязкости фибринового образования (пленки, сгустка) обеспечиваются на основе измеренных кинетических данных блоком 12 управления (или подключаемым к устройству внешним компьютером). По результатам измерений может быть построена кинетическая кривая тромбообразования/тромболизиса, характеризующая систему гемостаза.The device works as follows. The coagulation activator 8 is preliminarily applied to the inner side surface of the thin cylindrical capillary 5, and a hydrophobic coating 9 is applied to its inner surface in the area of its lower end. To apply the coagulation activator 8, the surface hydroxyl groups of the glass are first activated, for example, using glutaraldehyde, whereby the activated thin cylindrical capillary 5 is immersed in the coagulation activator 8 solution to ensure that its inner side surface is completely covered or except for the area at its lower end. The hydrophobic zone is formed by contacting the lower end of the thin cylindrical capillary 5 with a solution of a hydrophobic substance, a small amount of which, under the action of capillary forces, is sucked into the thin cylindrical capillary 5 in the region of its lower end. To identify the upper end on the outer side of the thin cylindrical capillary 5, a color mark is placed at this end. The operator turns on the device (supplying electrical voltage to the electronic units of the device) and waits for the temperature-controlled chamber 1 to warm up completely. The upper end of the thin cylindrical capillary 5 touches the blood sample, and due to the capillary effect, it self-fills with portion 4 of the test blood to the border of the hydrophobic coating 9. The hydrophobic coating 9 provides dosing of portion 4 of the test blood and prevents it from flowing out of the thin cylindrical capillary 5. measurements, 25-50 µl of blood is sufficient, which is experimentally established. A thin cylindrical capillary 5 with a portion 4 of the blood to be examined is inserted with its lower end into the guide channel 6 until it comes into contact with the capillary holder 7 and is further advanced through it with a certain force until it stops at the working surface of the ultrasonic transducer 11. The presence of a hydrophobic coating 9 eliminates direct contact of blood with the radiating surface ultrasonic transducer 11. After closing the hinged cover 3, the measurement process begins. The frequency of sinusoidal oscillations of the generator 10 of radio pulses is tuned to resonance with the main frequency of natural oscillations of the ultrasonic transducer 11. The parameters of these oscillations are recorded in the electronic memory of the control unit 12 (or an external computer) as starting values for calculating the kinetic curve of thrombus formation and reflect the state of pure blood. The clotting activator 8 applied to the inner surface of the thin cylindrical capillary 5 triggers the reaction of thrombus formation with the formation of a fibrin film, while the cylindrical shape of the thin cylindrical capillary 5 ensures the growth of the fibrin film from its periphery to its center. The implementation of the coagulation activator 8 in the form of a monomolecular layer chemically grafted to the hydroxyl groups of the glass makes it possible to reduce the influence of the instability of the thickness and the degree of adhesion of this layer to the walls of a thin cylindrical capillary 5, which increases the reproducibility of measurements. The initially formed fibrin film is firmly adhered to the inner surface of a thin cylindrical capillary 5 and significantly changes the near-wall viscosity of portion 4 of the test blood. This allows you to accurately record the lag period and the initial growth rate of the fibrin film. The growing fibrin film, unlike plasma or blood, exhibits viscoelastic properties, which contributes to the emergence of shear (transverse) waves in the radial direction, which allow probing the entire fibrin formation. The excitation of these waves is provided by an electromechanical oscillatory system formed by an ultrasonic transducer 11 and a thin cylindrical capillary 5 playing the role of a waveguide of ultrasonic vibrations, as well as a capillary holder 7. The use of a capillary holder, despite the fact that it lowers the quality factor of this oscillatory system, is desirable, since it is guaranteed to provide a stable the position of the thin cylindrical capillary 5 and the tight and constant contact of its lower end, provided with a hydrophobic coating 9, with the working surface of the ultrasonic transducer 11. The change in the quality factor of this oscillatory system during the operation of the device due to the increase in blood viscosity in the thin cylindrical capillary 5 can be reliably and accurately measured and serves as one of the quantitative measures of the formation of fibrin formation. The spectrum analyzer 13, which implements the fast Fourier transform, provides a spectral analysis of the damped electrical signals that occur after the completion of each radio pulse generator 10 radio pulses. In this case, the quality factor of the oscillatory system and the damping factor at the fundamental resonance frequency and the first higher harmonics are measured. These parameters objectively characterize the viscoelastic properties of portion 4 of the test blood. Accurate calculation of the thickness, volume, elasticity and viscosity of the fibrin formation (film, clot) is provided on the basis of the measured kinetic data by the control unit 12 (or an external computer connected to the device). Based on the measurement results, a kinetic curve of thrombus formation/thrombolysis can be constructed, which characterizes the hemostasis system.

Устройство для измерения параметров гемостаза, выполненное в соответствии с изобретением, обеспечивает более высокую точность измерения параметров гемостаза по сравнению с аналогичными известными устройствами. Это позволяет более точно оценивать состояние гемостаза.The device for measuring hemostasis parameters, made in accordance with the invention, provides a higher accuracy of measuring hemostasis parameters compared to similar known devices. This allows you to more accurately assess the state of hemostasis.

Claims

1. A device for measuring hemostasis parameters, containing a thermostatically controlled chamber with a thermal stabilization unit, inside which there is a container for a portion of the test blood, made in the form of a thin cylindrical capillary located vertically in the mounting unit having a guide channel, on the inner side surface of which a coagulation activator is applied, a probing module , made with the possibility of influencing the fibrin film formed during thrombus formation, and a control unit associated with the probing module, characterized in that a thin cylindrical capillary is provided with a hydrophobic coating located on its inner surface in the region of its lower end, and the probing module is made in the form of a a radio pulse generator and an ultrasonic transducer in contact with the lower end of a thin cylindrical capillary with the possibility of emitting and receiving ultrasonic vibrations in the direction of the longitudinal axis of the thin a cylindrical capillary, while a spectrum analyzer connected to an ultrasonic transducer, a radio pulse generator and a control unit is introduced into the device.

2. Device according to claim 1, characterized in that the hydrophobic coating is based on a fluoropolymer.

3. The device according to claim 1, characterized in that the coagulation activator is made in the form of a monomolecular layer chemically grafted to the hydroxyl groups of the glass.

4. The device according to claim. 1, characterized in that the thin cylindrical capillary is made with the possibility of capillary self-absorption of blood in an amount of 25 to 50 µl.

5. The device according to claim 1, characterized in that the installation unit includes a capillary holder installed on the ultrasonic transducer coaxially with the guide channel and made to fit tightly in the capillary holder the lower part of the thin cylindrical capillary.

6. The device according to p. 1, characterized in that the ultrasonic transducer is made in the form of a piezoelectric element.

7. The device according to claim 6, characterized in that the resonance frequency of the piezoelectric element is selected in the range from 20 kHz to 1 MHz.