DE3038884A1 - Catheter electrode for measuring potential or ion activity - has channel containing electrolytic fluid surrounding supply lead to provide screening - Google Patents
Catheter electrode for measuring potential or ion activity - has channel containing electrolytic fluid surrounding supply lead to provide screeningInfo
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Abstract
Description
Meßsonde für die medizinische DiagnostikMeasuring probe for medical diagnostics
Die Erfindung betrifft eine Meßsonde, die zu diagnostischen Zwecken, speziell zur Nessung von elektrischen Potentialen und lonenaktivitäten, in Körperhöhlen eingeführt wird, wobei hierunter im folgenden in erweiterter Definition z.B. auch Blutgefäße verstanden werden Meßsonden solcher Art sind auch unter dem Begriff Katheterelektroden bekannt. Die Hauptbestandteile sind ein elastischer Schaft mit einem Sensorelement an dem in die Körperhdhle einzuführenden Ende und einem' Anschlußkopf am entgegengesetzten Ende. Sensorelement und Anschlußkopf stehen durch eine im Schaft befindliche elektrische Leitung in Verbindung. Beim bestimmungsgemäßen Gebrauch wird der Anschlußkopf, durch eine weitere elektrische Leitung mit einem elektrischen Meßgerät verbunden, das mit einer Anzeigevorrichtung für die gewünschte Meßgröße versehen ist.The invention relates to a measuring probe which, for diagnostic purposes, especially for measuring electrical potentials and ionic activities in body cavities is introduced, including in the following in an expanded definition, for example Blood vessels are understood. Measuring probes of this type are also covered by the term catheter electrodes known. The main components are an elastic shaft with a sensor element at the end to be inserted into the body cavity and a connection head at the opposite end End. The sensor element and the connection head are connected by an electrical one located in the shaft Line in connection. When used as intended, the connection head is through another electrical line connected to an electrical measuring device that is provided with a display device for the desired measured variable.
Im einfachsten Falle kann das Sensorelement der Meßsonde aus einem Netallstück bestehen, um eine elektrisch leitende Verbindung mit der Umgebung, z.B. einer in der Körperhöhle befindlichen Flüssig keit, herzustellen, so daß das dort herrschende elektrische Potential auf den metallischen Leiter und somit über die weiteren Verbindungen auf den Eingang des Meßgerätes ubertra6en wird.In the simplest case, the sensor element of the measuring probe can consist of one Metal pieces exist to establish an electrically conductive connection with the environment, e.g. a liquid located in the body cavity speed to produce, so that there prevailing electrical potential on the metallic conductor and thus over the further connections are transmitted to the input of the measuring device.
Stattdessen kann das Sensorelement Jedoch auch eine ionenselektive Elektrode sein, die Je nach Art ihrer ionenselektiven Membran ein elektrisches Potential erzeugt, welches ein Naß für die Konzentrat ion bestimmter lonenarten ist.Instead, however, the sensor element can also be ion-selective Be an electrode that, depending on the type of its ion-selective membrane, has an electrical potential generated, which is a wet for the concentration of certain types of ions.
Zur Vermeidung ener Störbeeinflussung ist es im allgemeinen notwendig, für die Ableitung der elektrischen Potentiale abgeschirmte Leitungen zu benutzen. Daher ist es bisher im allgemeinen üblich, die Verbindung zwischen dem Sensorelement und dem Anschlußkopf der meßsonde als abgeschirmte Leitung mit mindestens einem Innenleiter für die eigentliche Potentialableitung und einem diese(n) umschließenden metallischen Außenleiter auszuführen, wobei letzterer die Abschirmung bildet und in bestimmten Fällen auch als elektrische Rückleitung zum Schließen des Stromkreises ausgenutzt wird.To avoid interference, it is generally necessary to to use shielded cables for the discharge of electrical potentials. Therefore, it has hitherto generally been the practice, the connection between the sensor element and the connection head of the measuring probe as a shielded line with at least one Inner conductor for the actual potential derivation and one surrounding it run metallic outer conductor, the latter forming the shield and in certain cases too as an electrical return line for closing of the circuit is used.
Zweck der Erfindung ist es, Meßsonden zu schaffen, bei denen auf diese herkömmliche Art der Abschirmung verzichtet werden kann. In Verbindung damit bezweckt die Erfindung' die Schaffung einer neuartigen Bauart ionenselektiver Katheter-Meßsonden sowie bei Bedarf die Schaffung einer einfachen Möglichkeit, der Neßstelle eine Spülflüssigkeit oder Medikamente zuzuführen. Zur Lösung dieser Aufgaben sieht die Erfindung vor, daß der Meßfühler einen eine Elektrolytflüssigkeit enthaltenden Kanal von im wesentlichen ringförmigem Querschnitt aufweist, der sich annähernd über die gesamte Länge der Meßsonde erstreckt und die im Inneren verlaufende elektrischen Leitung umschließt und an mindestens einer Stelle mindestens eine Offnung nach außen hin hat.The purpose of the invention is to create measuring probes in which on this conventional type of shielding can be dispensed with. Purpose in connection with it the invention 'the creation of a novel type of ion-selective catheter probes as well as, if necessary, the creation of a simple way of applying a rinsing liquid to the wet spot or administer medication. To solve these problems, the invention provides that the sensor has a channel containing an electrolyte liquid of substantially having an annular cross-section extending over approximately the entire length of the Measuring probe extends and encloses the electrical line running inside and has at least one opening to the outside at at least one point.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungs beispielen in Verbindung mit den Abbildungen. Es zeigt: Fig. 1 - die Gesamtansicht einer Meßsonde Fig. 2 - eine Schnittdarstellung des Anschlußkopfes in starker Vergrößerung Fig. 3 - ein Ausführungsbeispiel des Sensorteils in stark vergrößerter Schnittdarstellung Fig. 4 - ein zweites Ausführungsbeispiel des Sensorteils in stark vergrößerter Schnittdarstellung Fig. 5 - ein drittes Ausführun#sbeispiel des Sensorteils in stark vergrößerter Schnittdarstellung Fig.# 6 - eine Anordnung für den Betrieb einer Meßsonde entsprechend der Erfindung in schematischer Darstellung Aus Fig. 1 ergeben sich die hauptsächlichen Bestandteile einer Meßsonde der vorliegenden Art, nämlich der Schaft 1 mit dem Sensoralement 2 am unteren, in den Körper einzuführenden Ende und dem Anschlußkopf 3 am oberen Ende. Der Anschlußkopf trägt die Verbindung 4 zum elektrischen Meß- und Anzeigegerät. Zur Verdeutlichung der Größenverhältnisse ist anzumerken, daß die Gesamtlänge der Meßsonde z,B. 50 cm und der Schaftdurchmesser z.B. 2 mm betragen kann.Further refinements of the invention emerge from the following Description of execution examples in conjunction with the figures. It shows: Fig. 1 - the overall view of a measuring probe. FIG. 2 - a sectional view of the connection head in large enlargement Fig. 3 - an embodiment of the sensor part in strong enlarged sectional view Fig. 4 - a second embodiment of the sensor part in a greatly enlarged sectional view FIG. 5 - a third exemplary embodiment of the sensor part in a greatly enlarged sectional view Fig. # 6 - an arrangement for the operation of a measuring probe according to the invention in a schematic representation From Fig. 1, the main components of a measuring probe of the present invention emerge Type, namely the shaft 1 with the sensor element 2 on the lower, to be introduced into the body End and the connection head 3 at the upper end. The connection head carries the connection 4 to the electrical measuring and display device. To clarify the proportions it should be noted that the total length of the measuring probe z, B. 50 cm and the shaft diameter e.g. Can be 2 mm.
Ein Ausführungsbeispiel des Anschlußkopfes 3 und eines Teils des Schaftes ist in stark vergrößerter Schnittdarstellung in Fig. 2 angegeben. Der Schaft enthält im gezeigten Beispiel einen einzelnen elektrischen Leitungsdraht 5, der von der Isolationsschicht 6 umhüllt wird. Als äußere Umhüllung ist darüber ein Schlauch 7 aus einem biokompatiblen Polymer geschoben, dessen Innendurchmesser so groß gegenüber dem Außendurchmesser der Isolationsschicht 6 ist, daß ein Zwischenraum 8 von etwa ringförmigem Querschnitt entsteht. Der Anschlußkopf enthält eine Kammer 9, die z.B. durch Öffnungen 10 in der Seitenwand des Schlauches 7 mit dem Zwischenraum 8 in Verbindung steht, so daß eine über den Anschluß 11 in die Kammer eingefüllte Flüssigkeit in den Zwischenraum 8 eindringt.An embodiment of the connection head 3 and part of the shaft is given in a greatly enlarged sectional view in FIG. The stem contains in the example shown, a single electrical conductor wire 5, which is from the Insulation layer 6 is wrapped. A hose is placed over it as an outer covering 7 pushed from a biocompatible polymer, whose inner diameter is so large compared to the outer diameter of the insulation layer 6 is that a gap 8 of about annular cross-section arises. The connection head contains a chamber 9, e.g. through openings 10 in the side wall of the tube 7 with the space 8 in There is a connection, so that a liquid filled into the chamber via the connection 11 penetrates into the space 8.
Der Leitungsdraht 5 führt zu einer elektrischen Steckverbindung, z.B. in Form eines Koaxialsteckers, an die eine abgeschirmte Leitung zur Verbindung mit dem Meß- und Anzeige gerät angeschlossen werden kann.The lead wire 5 leads to an electrical plug connection, e.g. in the form of a coaxial connector to which a shielded cable for connection with can be connected to the measuring and display device.
Alternativ dazu kann eine solche Leitung auch fest mit dem Anschlußkopf verbunden sein.Alternatively, such a line can also be fixed to the connection head be connected.
Die Gestaltung des Anschlußkopfes, insbesondere hinsichtlich der Trennung von elektrischem und flüssigkeitsführendem Teil, kann in verschiedener Weise variiert werden. Insofern ist die gezeigte Ausführung nur als Beispiel aufzufassen.The design of the connection head, especially with regard to the separation of electrical and fluid-carrying parts, can be varied in different ways will. In this respect, the embodiment shown is only to be regarded as an example.
Eine sehr einfache Gestaltung des Sensorteils ist in Fig. 3 dargestellt. Der Leitungsdraht 5 endet in einer Elektrodenspitze 14, vorzugsweise aus Edelmetall. Der äußere Schlauch 7 hat eine oder mehrere Öffnungen 13, durch die eine im Zwischenraum 8 zwischen der Isolationsschicht 6 und der Schlauch-Innenseite befindliche Flüssigkeit mit der Umgebung in Verbindung steht. Eine Meßsonde dieser Art ist zur Aufnahme elektrischer -Potentiale im Körperinneren vorgesehen. Hierbei kann es zweckmäßig sein, den Abstand zwischen der Elektrodenspitze 14 und der ihr nächstliegenden Öffnung 13 relativ groß zu wählen, während das in Fig. 3 dargestellte Beispiel nur einen geringen Abstand zeigt.A very simple design of the sensor part is shown in FIG. 3. The lead wire 5 ends in an electrode tip 14, preferably made of noble metal. The outer tube 7 has one or more openings 13 through which one is in the space 8 liquid located between the insulation layer 6 and the inside of the hose is in connection with the environment. A probe of this type is for recording electrical potentials provided inside the body. It can be useful here be the distance between the electrode tip 14 and the opening closest to it 13 to choose relatively large, while the example shown in Fig. 3 only one shows small distance.
Ein weiteres Beispiel eines Sensorteils ist in Fig. 4 angegeben. In diesem Falle handelt es sich um eine ionenselektive Elektrode nach an sich bekanntem Funktionsprinzip. Der metallische Ableitkontakt 14 ist zur Unterdrückung des Sauerstoffeinflusses mit einer Umhüllung aus geeignetem Material Cz.B. aufgeschmolzenem Silberchlorid) versehen.Another example of a sensor part is given in FIG. In in this case it acts an ion-selective electrode known functional principle. The metallic discharge contact 14 is for suppression the influence of oxygen with a covering made of suitable material Cz.B. melted Silver chloride).
Auf die Stirnfläche ist die ionenselektive Membransubstanz aufgetragen und zwar vorzugsweise so, daß auch der Rand der gemeinsamen Umhüllung 17 bedeckt wird, um eine feste Verankerung der Membran sicherzustellen. Der äußere Schlauch 7 ist mit geeigneten Mitteln (Kleben, Schweißen, Schrumpfen ;wirt Wärmebehandlung) gegen die Isolationsschicht 6 und die Umhüllung 17 abgedichtet. Wie im vorangegangenen Beispiel steht der Zwischenraum 8 durch eine oder mehrere Öffnungen mit der Umgebung in Verbindung.The ion-selective membrane substance is applied to the end face and preferably in such a way that the edge of the common envelope 17 is also covered to ensure that the membrane is firmly anchored. The outer tube 7 is by suitable means (gluing, welding, shrinking; host heat treatment) sealed against the insulation layer 6 and the casing 17. As in the previous one For example, the space 8 is through one or more openings with the environment in connection.
Ein drittes Beispiel für die Gestaltung des Sensorteils zeigt Fig. 5. Auch hier handelt es sich um einen Sensor zu Analysezwecken, der Je nach Art der mit dem Ableitkontakt in Verbindung stehenden Schichten 19, 20, 21 als ionenselektive Elektrode oder z.B. als elektrochemisch-enzymatischer Sensor wirken kann, wobei im letzteren Falle eine dieser Schichten nach an sich bekanntem Prinzip ein Enzym enthält, welches die zu messende Substanz enzymatisch umsetzt, um auf diese Weise eines der Umsetzungsprodukte messen zu können. Die mechanische Verbindung und Abdichtung zwischen dem Sensorelement und dem äußeren Schlauch 7 wird in dem hier gezeigten Beispiel durch ein Zwischenstück 18 hergestellt3 Außerdem zeigt dieses Beispiel eine andere Gestaltung der Öffnung 13 als Verbindung des Zwischenraumes 8 mit der Umgebung. Die Öffnung ist in diesem Falle als kapillare Stromschlüssel gestaltet, dessen Herstellung z.B. dadurch geschieht, daß die Oberfläche des Zwischenstückes 13 in dem Bereich, in dem der Schlauch 7 aufgeschoben ist, mit einer Kerbe oder Nut versehen ist. Eine ähnliche Wirkung kann mit einem Gewinde erreicht werden, das auf den in den Schlauch geschobenen Ansatz des Zwischenstückes geschnitten wird.A third example of the design of the sensor part is shown in FIG. 5. Again, this is a sensor for analysis purposes, which, depending on the type of the layers 19, 20, 21 connected to the discharge contact as ion-selective Electrode or, for example, can act as an electrochemical-enzymatic sensor, whereby in the latter case one of these layers is applied according to a principle known per se enzyme contains, which converts the substance to be measured enzymatically in order to do this to be able to measure one of the conversion products. The mechanical connection and sealing between the sensor element and the outer tube 7 is shown here Example produced by an intermediate piece 183 In addition, this example shows a different design of the opening 13 as a connection of the space 8 with the Surroundings. In this case, the opening is designed as a capillary power key, its production takes place, for example, that the surface of the intermediate piece 13 with a notch or in the area in which the hose 7 is pushed Groove is provided. A similar effect can be achieved with a thread which is cut onto the extension of the intermediate piece pushed into the tube.
Zum Betrieb der Meßsonde eignet sich z.B. die in Fig. 6 schematisch dargestellte Anordnung.For example, the one shown schematically in Fig. 6 is suitable for operating the measuring probe illustrated arrangement.
Aus der Leitung 22 wird mittels der Pumpe 23 eine Elektrolytlösung zugeführt, die durch die Referenz-Meßkammer 24 zum Anschlußkopf 3 der Meßsonde und dort durch die Kammer 9 in den Zwischenraum 8 gelangt. Durch die Öffnung 13 kann die Elektrolytlösung, die natürlich eine sterile Infusionslösung sein muß, in die Körperhöhle austreten. Somit wird eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Körperieneren und der Referenz-Meßkammer geschaffen. Dabei sind die störempfindlichen Meßleitungen innerhalb der Meßsonde von dieser leitfähigen Schicht umhüllt. Auf diese Weise wird, wie Versuche gezeigt haben, eine Abschirmung erzielt, die der sonst üblichen metallischen Abschirmung praktisch gleichwertig ist. Darüber hinaus hat die Anordnung speziell- bei elektrochemischen Sensoren den wesentlichen Vorteil, daß die Referenzelektrode nicht in den Sensorteil selbst integriert werden muß, sondern außerhalb bleiben kann, nämlich in der Referenz-Meßkammer 24.An electrolyte solution is generated from the line 22 by means of the pump 23 fed by the Reference measuring chamber 24 to the connection head 3 of the measuring probe and there passes through the chamber 9 into the space 8. By the opening 13 can contain the electrolyte solution, which of course is a sterile infusion solution must be, leak into the body cavity. This creates an electrically conductive connection created between the body and the reference measuring chamber. There are those interference-sensitive measuring lines within the measuring probe from this conductive layer enveloped. In this way, as tests have shown, shielding is achieved, which is practically equivalent to the usual metallic shielding. About that In addition, the arrangement is essential, especially for electrochemical sensors Advantage that the reference electrode are not integrated into the sensor part itself must, but can remain outside, namely in the reference measuring chamber 24.
Letztere kann entweder, wie in Fig. 6 dargestellt, ein separates Bauteil sein oder in den Anschlußkopf 3 eingebaut werden.The latter can either, as shown in FIG. 6, be a separate component or be installed in the connection head 3.
Die Referenzelektrode sowie die Referenz-Meßkammer 24 können nach den hierfür von anderen Systemen her bekannten Prinzipien gestaltet werden. Pie Referenzelektrode und die Meßleitung vom Anschlußkopf 3 sind mit dem Meß- und Anzeigegerät 25 verbunden.The reference electrode and the reference measuring chamber 24 can according to the principles known from other systems for this purpose. Pie The reference electrode and the measuring line from the connection head 3 are connected to the measuring and display device 25 connected.
Darüber hinaus bietet die Erfindung die Möglichkeit, Medikamente oder andere Wirkstoffe in die Körperhöhle, in der die Messung stattfindet, einzuführen, indem der durch die Meßsonde zur Verfügung gestellte Flüssigkeitskanal hierfür genutzt wird. Fig. 6 zeigt eine entsprechende Leitungsabzweigung durch die der Wirkstoff z.B. aus einer Injektionsspritze 26 zugeführt werden kann.In addition, the invention offers the possibility of drugs or introduce other active substances into the body cavity in which the measurement takes place, by using the liquid channel made available by the measuring probe for this purpose will. Fig. 6 shows a corresponding branch line through which the active ingredient e.g. can be supplied from an injection syringe 26.
Für die Art der Zufuhr der Elektrolytlösung zeigt Fig. 6 nur eine der verschiedenen Möglichkeiten. Ebenso könnte die Elektrolytlösung z.B.FIG. 6 shows only one way of supplying the electrolyte solution of the different possibilities. Likewise, the electrolyte solution could e.g.
aus einem erhöht aufgehängten Vorratsgefäß unter Ausnutzung der hydbostatischen Druckes und unter Verzicht auf die Pumpe 23 zugeführt werden.from an elevated storage vessel using the hydbostatic Pressure and dispensing with the pump 23 are supplied.
Ferner können Vorratsgefäß und Heferenz-Meßkammer 24 zu einer Einheit verbunden sein, d.h.Furthermore, the storage vessel and yeast measuring chamber 24 can be combined into one unit be connected, i.e.
eine ausreichend groß bemessene Referenz-Meßkammer kann zugleich als Vorratsgefäß die Elektrolytlösung dienen.a sufficiently large reference measuring chamber can also be used as The storage vessel is used for the electrolyte solution.
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| DE19803038884 DE3038884A1 (en) | 1980-10-15 | 1980-10-15 | Catheter electrode for measuring potential or ion activity - has channel containing electrolytic fluid surrounding supply lead to provide screening |
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| DE3038884A1 true DE3038884A1 (en) | 1982-04-29 |
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| DE19803038884 Ceased DE3038884A1 (en) | 1980-10-15 | 1980-10-15 | Catheter electrode for measuring potential or ion activity - has channel containing electrolytic fluid surrounding supply lead to provide screening |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0206531A2 (en) * | 1985-06-13 | 1986-12-30 | The Regents Of The University Of California | Electrochemical cell sensor for continuous, short-term use in tissues and blood |
| AT384163B (en) * | 1984-04-20 | 1987-10-12 | Gerald Dipl Ing Urban | BIOMEDICAL PROBE |
-
1980
- 1980-10-15 DE DE19803038884 patent/DE3038884A1/en not_active Ceased
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| AT384163B (en) * | 1984-04-20 | 1987-10-12 | Gerald Dipl Ing Urban | BIOMEDICAL PROBE |
| EP0206531A2 (en) * | 1985-06-13 | 1986-12-30 | The Regents Of The University Of California | Electrochemical cell sensor for continuous, short-term use in tissues and blood |
| EP0206531A3 (en) * | 1985-06-13 | 1988-07-13 | The Regents Of The University Of California | Electrochemical cell sensor for continuous, short-term use in tissues and blood |
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