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Die Erfindung betrifft eine automatische hämatologische Zähl-
und Meß- bzw. Analysevorrichtung. Genauer ausgedrückt handelt
es sich um eine Vorrichtung, die es insbesondere ermöglicht,
automatisch die Messungen der Blutplättchen, der roten
Blutkörperchen, der weißen Blutkörperchen und des Hämoglobins im
Blut auszuführen.
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Eine solche Vorrichtung ist bereits bekannt, wobei das
französische Patent 2 629 208 eine automatische hämatologische
Meßvorrichtung beschreibt. Diese Vorrichtung bleibt, obwohl
bereits vereinfacht, relativ komplex. Diese Komplexität führt
dazu, daß eine solche Vorrichtung zwingenderweise voluminös
ist und außerdem ihre Herstellungskosten hoch sind.
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Die WO-A-95 18962 beschreibt eine hämatologische Vorrichtung,
aufweisend eine Pumpeinheit, welche eine Luftpumpe, die von
einem Motor angesteuert wird, und zwei Pumpen, nämlich eine
Verdünnungspumpe und eine Probennahmepumpe in Verbindung mit
einer Küvette, wo die Messung mit Hilfe einer Meßröhre
ausgeführt wird, und eine vierte Pumpe, nämlich eine Lysepumpe,
aufweist, die vollständig von den vorstehenden Pumpen
getrennt ist.
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Die Erfindung hat das Ziel, diese Schwierigkeiten zu
beseitigen, wobei die Anzahl an zu ihrer Verwirklichung notwendigen
Teilen verringert wird und ein Aufbau schaffen wird, der das
Volumen der Vorrichtung minimiert. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung ist von sehr kompakter Größe. Ihre Besonderheit
besteht vor allem in ihrer Kompaktheit in Anbetracht der
gehobenen Leistungen bzgl. der Messung bzw. Analyse, Speicherung
und Verarbeitung der ausgeführten hämatologischen Messungen.
Um zu einem solchen Konzept zu gelangen, wurde jede Einheit
und Untereinheit lange im Hinblick auf eine gründliche
Optimierung der mechanischen Prinzipien der Verdünnung und
Aufnahme dieses Analysators untersucht.
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Das Funktionsprinzip der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist
detailliert im französischen Patent 2 629 208 beschrieben,
dessen Beschreibung hier durch Bezugnahme beinhaltet ist.
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Genauer ausgedrückt betrifft die Erfindung eine automatische
hämatologische Zähl- und Meß- bzw. Analysevorrichtung, die
durch ihre Anordnung in drei Einheiten gekennzeichnet ist:
einer Pumpeinheit, welche eine Luftpumpe, die von einem
ersten Motor angesteuert wird, und drei Pumpen aufweist,
nämlich je eine Lysepumpe, eine Verdünnungspumpe und eine
Probenahmepumpe, welche von einem zweiten Motor angetrieben
werden, einer Verdünnungseinheit, welche drei Küvetten aufweist,
nämlich je eine Küvette für Abfälle, für erste Verdünnung für
die weißen Blutkörperchen und für zweite Verdünnung für die
roten Blutkörperchen, und einer Meßeinheit, die einen Meßraum
aufweist.
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Die sinnvolle Gruppierung der verschiedenen Elemente, die die
Vorrichtung bilden, ermöglicht die Minimierung des
notwendigen Volumens.
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Der Meßblock der Vorrichtung weist nur einen einzigen Meßraum
auf, der es ermöglicht, das Zählen der Blutplättchen, der
roten Blutkörperchen und der weißen Blutkörperchen auszuführen.
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Da nur ein einziger Meßraum verwendet wird, können die
Produktionskosten der Vorrichtung und das Volumen der
Vorrichtung gesenkt werden.
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Die Vorrichtung, welche eine Einheit aus Ventilen umfaßt,
weist vorzugsweise ein Ventil auf, das es ermöglicht, an
Stelle von isotonischem Verdünnungsmittel, Wasser zu
verwenden. Eine Spülung mit destilliertem Wasser ermöglicht es, den
Apparat vorzubereiten, ohne daß das Risiko der
Kristallisation auf Grund der im Verdünnungsmittel vorhandenen Salze
besteht.
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Die Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im übrigen aus
der folgenden Beschreibung hervor, die beispielhaft mit Bezug
auf die beigefügte schematische Zeichnung gegeben ist, in der
die Fluidverbindungen der Vorrichtung dargestellt sind.
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Gemäß der gezeigten dargestellten Ausführungsform ermöglicht
es die erfindungsgemäße Vorrichtung, hämatologische Messungen
durchzuführen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Pumpeinheit P,
eine Verdünnungseinheit D und eine Meßeinheit M auf. Eine
Einheit von Elektroventilen und Leitungen verbindet die
vorstehenden Einheiten miteinander. Die Vorrichtung weist auch
eine elektronische Einheit zur Verstärkung und Erfassung von
elektrischen Impulsen auf, sowie verschiedene Zusatzgeräte
zur Erfassung von Daten (wie beispielsweise einen
Strichcodeleser, eine externe PC-Tastatur, etc...), zum Sichtbarmachen,
zur Ausgabe und Übertragung der Ergebnisse.
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Die Verdünnungseinheit weist eine Vorrichtung zur
Blutprobenahme auf, welche eine Probenahmenadel 1 aufweist, die von
einem Motor M3 zum Anheben und Absenken angesteuert wird, und
eine Einheit von Küvetten, nämlich einen Abfallküvette 2,
eine Verdünnungsküvette 3 für weiße Blutkörperchen und eine
zweite Verdünnungsküvette 4 für rote Blutkörperchen, welche
bezüglich der Translationsbewegung von einem Motor M4 angesteuert
werden. Eine Probenahmeröhre S ist in einer
Röhrchenhalterung 6 angeordnet.
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Die Pumpeinheit weist eine Pumpe 10 mit drei Kolben 11, 12 und
13 auf, die von einem Motor M2 angesteuert wird. Der
Lysekolben 11 mittlerer Größe, der mit einem Elektroventil EV9
verbunden ist, gewährleistet die Verteilung des für die Messung
der Leukozyten verwendeten Lyseagens. Der Verdünnungskolben
12, der mit einem Elektroventil EV4 verbunden ist,
gewährleistet die Verteilung des für die Verdünnung des Blutes
notwendigen Verdünnungsmittels. Der Kolben 13 ist ein Mikrokolben,
der direkt mit der Probenahmenadel 1 verbunden ist und der
der Probenahme des Blutes durch Volumendifferenz dient. Eine
Luftpumpe 14, welche einen Kolben 15 aufweist, wird von einem
Motor M1 angesteuert und betätigt die Meßeinheit.
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Die Meßeinheit weist ein Expansionsgefäß 24 auf, das mit der
Luftpumpe 14 verbunden ist, und einen Meßraum 20, der einen
mit einem Ventil EV1 verbundenen Hauptraum 21 und einen mit
dem Ventil EV3 verbundenen Seitenraum 22 aufweist. Zwischen
diesen beiden Räumen ist eine Mikroöffnung 23 ausgebildet,
die auch Zählöffnung genannt wird.
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Eine Einheit von Leitungen und eine Einheit von
Elektroventilen gewährleisten die Verbindung der verschiedenen Teile, die
zusammenwirken können.
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Die Leitungen werden von einer Verdünnungsmittelquelle 30,
einer Wasserquelle 31, einer Lysequelle 32, einer
Transfluxquelle 33 und einer Luftquelle 34 gespeist. Ein Ausgang
35 ist für die Entleerung vorhanden. Vorrichtung regeln bei
40 das Niveau des Verdünnungsmittels, bei 42 das Niveau des
Lysemittels und bei 43 das Niveau des Transflux. Die Regelung
des Luftdrucks wird von einer Vorrichtung 44 verwirklicht.
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Die Elektroventile spielen die Rolle einer
Kommunikationslogik zwischen den verschiedenen Teilen der Vorrichtung.
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Eine erste Untereinheit von Elektroventilen dient der
Kommunikation der Flüssigkeiten:
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So dient das Elektroventil EV1 als allgemeines
Entleerungsventil, EV3 dient als Ansteuerventil für den Transflux in der
seitlichen Küvette, EV4 ist ein Elektroventil zum Ansaugen
und Verteilen von Verdünnungsmittel oder Wasser, EV5 dient
der Auswahl des Verdünnungsmittels oder Wassers, EV11 erzeugt
die Gesamtheit der Übertragung der Küvetten der
Verdünnungseinheit. EV9 dient der Verteilung des Lysemittels, EV13 und
EV7 dienen der Auswahl der Küvetten der Verdünnungseinheit
zur Übertragung. EV15 ermöglicht die Verteilung des
Verdünnungsmittels durch die Probenahmenadel für die Spülung der
Nadel oder über das Äußere der Nadel für den ersten Teil der
Verdünnung oder die Spülung des äußeren Teils der Nadel.
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Eine zweite Untereinheit von Elektroventilen dient der
Steuerung der Luftkreisläufe:
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So dient EV12 dazu, daß Ansaugen der Luftpumpe auszuwählen,
und EV16 ermöglicht das Ausführen einer Belüftung der
Luftpumpe.
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EV10 ermöglicht den Zutritt von Luft und die Übertragung von
Flüssigkeit. Dieses Elektroventil wird für die Phase des
Zählens verwendet.
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Eine interessante und grundsätzliche Besonderheit des
Konzepts ist die Kapazität des Verdünnungsblocks, der das
isotonische Verdünnungsmittel (9 pro 1000) über EV5 durch
destilliertes Wasser ersetzen soll. Tatsächlich ermöglicht dieses
detillierte Wasser eine Spülung im Hinblick auf eine Vorbereitung
ohne Risiko der Kristallisierung auf Grund von Salzen
des Verdünnungsmittels.
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Eine auf diesem Aufbau basierende Vorrichtung konnte in einem
begrenzten Volumen von 33 cm Höhe, 21 cm Breite und 24 cm
Tiefe verwirklicht werden, wobei alle peripheren
Ausstattungselemente enthalten sind.
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Nunmehr wird die Funktion der Vorrichtung dargelegt. Es wird
angenommen, daß die Ansteuerungszyklen ausgeführt worden sind
und die Reaktanten korrekt angelegt worden sind. Die
Probenahmeröhre, die das zu analysierende Blut enthält, wird in
die Röhrchenhalterung eingefügt und die Einheit aus Küvetten
wird in die Apparatur eingesetzt. Unter der Wirkung des
Motors M4 wird die Probenahmeröhre unter der Probenahmenadel
positioniert.
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Nunmehr wird die Phase der Verdünnung ausgeführt. Die
Probenahmenadel wird durch die Wirkung des Motors M3 in die
Probenahmeröhre abgesenkt.
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Unter der Wirkung des Motors M2 wird die gewünschte Menge an
Blut durch Rückzug des Mikrokolben 13 angesaugt. Anschließend
wird eine Menge an Verdünnungsmittel proportional zur
Verschiebung des Verdünnungskolbens 12 mitgeführt:
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Indem dies ausgeführt wird, wird ständig das Vorhandensein
von Verdünnungsmittel durch die Steuerungsvorrichtung 40
kontrolliert. Die Nadel zur Blutprobenahme wird entkoppelt,
indem sie durch Wirkung des Motors M3 angehoben wird. Nun wird
eine komplementäre Menge an Verdünnungsmittel durch die
Wirkung des Motors M2 angesaugt:
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Ständig wird das Vorhandensein von Verdünnungsmittel durch
die Vorrichtung 40 kontrolliert. Dieses komplementäre Verdünnungsmittel
ermöglicht es, die für die Verdünnung und die
Spülungen notwendige Menge bereit zu haben.
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Die Einheit an Küvetten wird unter der Wirkung des Motors M4
versetzt, um die Küvette des Abfalls der
Verdünnungseinrichtung unter der Nadel mitzuführen.
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Die Nadel wird durch den Motor M3 in die Abfallküvette ab
gesenkt.
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Die Ventile EV4 EV16 werden angesteuert, der Motor M3 hebt
die Nadel langsam an. Anschließend wird unter der Wirkung des
Motors M2 das Verdünnungsmittel vorwärts getrieben, um den
äußeren Teil der Nadel zu spülen.
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Die Ventile EV4 und EV15 werden abgetrennt und es wird
überprüft, ob die Nadel vollständig angehoben ist. Der Motor M4
versetzt die Einheit an Küvetten und führt die Küvette zur
Verdünnung der weißen Blutkörperchen unter die Nadel.
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Die Nadel unter der Wirkung des Motors M3 in die Küvette zur
Verdünnung der weißen Blutkörperchen abgesenkt.
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Die Elektroventil EV4 und EV15 werden angesteuert und der
Motor M2 wird betätigt, um ein kleine Menge an
Verdünnungsmittel in die Küvette zur Verdünnung der weißen Blutkörperchen
mitzuführen.
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EV15 wird abgetrennt und der Motor M2 betätigt, um die für
das gute Verhältnis der Verdünnung in der Küvette zur
Verdünnung der weißen Blutkörperchen notwendige
Verdünnungsmittelmenge mitzuführen, wobei gleichzeitig die Vermischung mit dem
gesamten Blut gewährleistet wird.
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Die Probenahmenadel wird durch den Motor M3 angehoben und
abgesenkt, um das Abtropfen zu gewährleisten, und die
Probenahmenadel wird erneut für das Ansaugen oberhalb der Küvette zur
Verdünnung der weißen Blutkörperchen positioniert.
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Wie zuvor wird eine Probenahme ausgeführt, jedoch diesmal an
dem vor verdünnten Blut, d. h. am Blut, das sich in der Küvette
zur Verdünnung der weißen Blutkörperchen befindet.
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Der Motor M4 führt die Küvette zur Verdünnung der roten
Blutkörperchen unter die Probenahmenadel.
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Der Motor M3 senkt die Probenahmenadel in die Küvette zur
Verdünnung der roten Blutkörperchen ab. Die Elektorventile
EV4 und EV15 werden angesteuert, und der Motor M2 wird
betätigt, um den äußeren Teil der Nadel mit Verdünnungsmittel zu
spülen. EV4 und EV15 werden abgetrennt, und die
Probenahmenadel wird durch die Tätigkeit des Motors M3 erneut angehoben,
um Blut abzugeben. Die Probenahmenadel wird durch die
Tätigkeit des Motors M3 abgesenkt und angehoben, um das Abtropfen
zu gewährleisten.
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EV10, EV11 und EV12 werden angesteuert, und der Motor M1 wird
angelassen, um die auszubringende Flüssigkeit anzusaugen, die
sich in der Küvette zur Verdünnung der roten Blutkörperchen
befindet, und sie wird in den Meßraum umgefüllt: Durch die
Vorrichtung 44 wird permanent der Unterdruck überwacht. EV11
wird abgetrennt, EV1 wird angesteuert, und der Motor M1 wird
zum Entleeren betätigt.
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EV1 wird abgetrennt und EV16 wird angesteuert, um in der
Küvette Umgebungsdruck herzustellen. EV10, EV11 und EV16 werden
abgetrennt.
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Dann wird die Verdünnung der roten Blutkörperchen analog
derjenigen der weißen Blutkörperchen ausgeführt. Anschließend
wird die Probenahmenadel wieder angehoben.
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Dann wird die Zählung der roten Blutkörperchen durchgeführt.
EV10, EV11 und EV12 werden angesteuert und die
Verdünnungsflüssigkeit der roten Blutkörperchen wird angesaugt, d. h. die
Flüssigkeit, die sich in der Küvette für die Verdünnung der
roten Blutkörperchen befindet, und sie wird in die Meßküvette
umgefüllt: Durch die Vorrichtung 44 wird ständig der
Unterdruck überwacht.
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Die Ventile EV10 und EV11 werden abgetrennt, EV16 wird
angesteuert und der Motor M1 wird betätigt, um den Kolben der
Luftpumpe mitzuführen.
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EV12 und EV16 werden abgetrennt, EV3 wird angesteuert und der
Motor M1 betätigt, um das Überleiten in die seitliche Kammer
einzuleiten: Durch die Vorrichtung 43 wird das Vorhandensein
der Überleitung überwacht.
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EV3 wird abgetrennt, und EV16 wird angesteuert, um den
Umgebungsdruck wieder herzustellen.
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EV16 wird abgetrennt, und der Motor M1 wird betätigt, um
einen Unterdruck in dem seitlichen Raum zu schaffen: Durch die
Vorrichtung 44 wird ständig der Unterdruck überwacht. Somit
wird ein elektronischer Zählzyklus ausgeführt: eine geregelte
Programmierung der Sondenspannung, eine Erfassung des weißen
Hämoglobins und eine Zählung der Blutplättchen in der
programmierten Zeitdauer mit gleichzeitiger Überwachung der
Sondenspannung und des Unterdruckes. Schließlich wird der Motor
M1 betätigt, um den Unterdruck zu berichtigen. Es wird eine
Zählung der roten Blutkörperchen während der programmierten
Zeitdauer durchgeführt, wobei gleichzeitig die Sondenspannung
und der Unterdruck überwacht werden.
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EV16 wird angesteuert, um den Umgebungsdruck wieder
herzustellen, und der Motor M1 wird betätigt, um eine maximale
Luftmenge aufzunehmen. EV16 wird abgetrennt und EV10, EV12
und EV1 werden angesteuert, dann wird der Motor M1 betätigt,
um die Flüssigkeit gegen den Entleerungsausgang zu pressen.
Gleichzeitig wird M2 betätigt, um die für die Spülung der
Meßküvette notwendige Verdünnungsmittelmenge anzusaugen:
Durch die Vorrichtung 40 wird ständig das Vorhandensein des
Verdünnungsmittels überwacht. Das Elektroventil EV1 wird
abgetrennt.
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Ein Spülzyklus wird ausgeführt.
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EV4 wird angesteuert und der Motor M2 wird betätigt, um
Verdünnungsmittel in die Küvette für die Verdünnung der roten
Blutkörperchen einzubringen.
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EV10 und EV11 werden angesteuert, dann wird der Motor M1
betätigt, um die Übertragung der Spülflüssigkeit in den Meßraum
auszuführen.
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EV11 wird abgetrennt, EV1 wird angesteuert und der Motor M1
wird betätigt, um die Flüssigkeit gegen den
Entleerungsausgang zu pressen.
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Alle Elektroventile und Motoren werden abgetrennt bzw.
abgeschaltet.
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Es wird eine Zählung der weißen Blutkörperchen ausgeführt.
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EV9 wird angesteuert, und der Motor M2 wird betätigt, um die
programmierte Lysemenge zu nehmen, wobei durch die
Vorrichtung 42 ständig das Vorhandensein von Lyseflüssigkeit
überwacht wird.
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EV9 wird abgetrennt, EV7, EV10, EV11 und EV12 werden
angesteuert. Gleichzeitig werden die Motoren M2 zum Zurückdrängen
der Lyseflüssigkeit und M1 zum Ansaugen der sich in der
Küvette für die Verdünnung der weißen Blutkörperchen
befindlichen Flüssigkeit betätigt.
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EV7, EV10 und EV11 werden gesperrt, EV16 wird angesteuert,
und der Motor M1 wird betätigt, um den Kolben der Luftpumpe
mitzuführen.
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Das Zählen der weißen Blutkörperchen wird analog zum Zählen
der roten Blutkörperchen durchgeführt.
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Es wird ein elektronischer Zählzyklus ausgeführt: gesteuerte
Programmierung der Sondenspannung; Zählen der weißen
Blutkörperchen während der programmierten Zeitdauer mit
gleichzeitiger Überwachung der Sondenspannung und des Unterdrucks,
Erfassung des Hämoglobinwertes. EV16 wird angesteuert, um den
Umgebungsdruck wieder herzustellen und der Motor M1 wird
betätigt, um eine maximale Luftmenge aufzunehmen.
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EV16 wird abgetrennt, und EV10, EV12 und EV1 werden
angesteuert, anschließend wird der Motor M1 betätigt, um die
Flüssigkeit gegen den Entleerungsausgang zu drängen.
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EV1 wird abgetrennt.