CH616329A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrochemische Messvorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Elektrochemische Messvorrichtungen dieser Art für eine transkutane Messung von Gas, vorzugsweise Sauerstoff und Kohlendioxid, das aus den Blutgefässen und durch das Hautgewebe diffundiert, sind bekannt. Auf der Grundlage einer derartigen transkutanen Messung beispielsweise von Sauerstoff ist es möglich, den arteriellen partiellen Druck des Sauerstoffes zu schätzen, der von lebensnotwendiger Bedeutung sein kann, beispielsweise bei der Überwachung Neugeborener oder unter Anästhesie stehender Patienten.

Wenn eine derartige Messvorrichtimg verwendet wird, ist es üblich, einen Tropfen Kontaktgel auf den Mittelpunkt der Membrane aufzubringen und die ringförmige Aufsetzfläche an der Haut des Patienten mittels eines doppelseitigen Kleberinges zu befestigen.

Von Zeit zu Zeit ist es notwendig, die Messvorrichtung von der Haut des Patienten zu entfernen, um den Messfühler zu eichen und/oder die halbdurchlässige Membrane durch eine neue zu ersetzen. Bei einer derartigen Entfernung der Messvorrichtung muss die Klebeverbindung zwischen der Haut und der die Haut berührenden Oberfläche unterbrochen werden, indem man die Messvorrichtung von der Haut abzieht. Ein derartiges Abziehen der Messvorrichtung ist allerdings ziemlich unangenehm für den Patienten. Ferner ist es nach dem Abziehen der Messvorrichtung notwendig, die die Haut berührende Oberfläche der Messvorrichtung sowie die Haut von Klebstoffresten zu reinigen, bevor die Messvorrichtung nach der Eichung des Messfühlers und/oder dem Auswechseln der Membrane sowie mittels eines weiteren doppelseitigen Kleberinges wieder an der Haut des Patienten angebracht werden kann.

Ziel der Erfindung ist es, eine Messvorrichtung der obengenannten Art für transkutane Messung anzugeben, bei der die Eichung des Messfühlers und das Auswechseln der Membrane ohne Unannehmlichkeit für den Patienten möglich ist.

Wenn die erfindungsgemässe Messvorrichtung verwendet werden soll, dann wird die Aufsetzfläche des ringförmigen Befestigungsteils an der Haut des Patienten befestigt, beispielsweise mittels eines Kleberinges. Der Messfühler der Messvorrichtung kann nun lösbar am entgegengesetzten Ende des Befestigungsteils angeschlossen werden, wobei die halbdurchlässige Membrane, das ringförmige Befestigungsteil und die Hautfläche, die hiervon umgeben wird, eine abgeschlossene Messkammer begrenzen. Diese Messkammer ist vorzugsweise mit einer Flüssigkeit, wie beispielsweise einem Gel oder einem anderen geeigneten Mittel, gefüllt. Gase wie etwa Sauerstoff und/oder Kohlendioxid diffundieren durch die Hautfläche, die an die Messkammer angrenzt, und nach einem gewissen Zeitraum werden die Partialdrücke dieser Gase in der Messkammer repräsentativ für die arteriellen Partialgasdrücke. Das zu messende Gas diffundiert durch die halbdurchlässige Membrane in den Messfühler, in dem der Partialdruck des Gases in bekannter Weise gemessen wird. Der Abstand zwischen der Membrane und der gegenüberliegenden Hautfläche verringert oder eliminiert das Risiko, dass die Membrane einem nachteiligen örtlichen Druck aufgrund unmittelbarer Hautberührung und Hautbewegungen ausgesetzt wird. Die lösbare Verbindung zwischen dem Befestigungsteil und dem Messfühler erlaubt ein müheloses Entfernen des Messfühlers zum Eichen und/oder zum Auswechseln der Membrane oder zu anderen Zwecken. Der Messfühler kann später an exakt der gleichen Stelle der Haut des Patienten wieder angebracht werden, denn das Befestigungsteil wurde hiervon nicht entfernt. Das in der Messkammer verwendete, in der Messvorrichtung begrenzte Medium kann vorzugsweise von derselben oder einer ähnlichen Art sein wie das, in dem der Messfühler in vitro geeicht wird, wobei Messfehler verhindert werden können.

In Verbindung mit Elektroden zum Messen elektrischer Spannungen ist es bekannt, ein ringförmiges Befestigungsteil zu verwenden, das eine Kammer begrenzt, die mit einem Kontaktgel gefüllt ist (siehe beispielsweise US-PS 3 387 745). Allerdings dient in dieser bekannten Elektrodevorrichtung das Kontaktgel nur als ein elektrischer Leiter, und es war keineswegs naheliegend, dass eine ähnliche Anordnung vorzugsweise in Verbindung mit einer elektrochemischen Messvorrichtung der oben beschriebenen Art zur transkutanen Messung von Partialgasdrücken verwendet werden kann.

Wenn die erfindungsgemässe Messvorrichtung an Orten verwendet wird, an denen eine Unterdruckquelle verfügbar ist, kann die Verwendung von Klebstoffringen vermieden werden,

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und das Befestigungsteil kann an die Haut des Patienten mittels Unterdruck geheftet werden. Zu diesem Zweck können eine oder mehrere Vertiefungen oder Ausnehmungen in der mit der Haut in Berührung tretenden Oberfläche des Befestigungsteils ausgebildet und dazu eingerichtet sein, mit einer Unterdruckquelle verbunden zu werden. Die Verbindung zwischen den Vertiefungen und den Ausnehmungen sowie der Unterdruckquelle kann aufrechterhalten bleiben, solange das Befestigungsteil an der Haut anliegen soll, oder es kann auch ein Rückschlagventil vorgesehen sein, so dass die Verbindung mit der Unterdruckquelle getrennt werden kann, wenn sich ein hinlänglicher Unterdruck in den genannten Ausnehmungen oder Vertiefungen eingestellt hat.

Der Messfühler kann lösbar am Befestigungsteil auf irgendeine geeignete Weise angeschlossen werden, die eine verhältnismässig leichte und rasche Anbringung und Abnahme zulässt und gleichzeitig eine hinlänglich zuverlässige Verbindung sicherstellt. Beispielsweise kann der Messfühler am Befestigungsteil mittels Gewindeeinrichtungen entfernbar angeschlossen sein, die an miteinander in Eingriff tretenden Teilen des Messfühlers bzw. des Befestigungsteils ausgebildet sind. Um die Anbringung und Abnahme des Messfühlers zu erleichtern, erstreckt sich das Gewinde vorzugsweise nur über einen Teil eines vollständigen Gewindeganges. Der Messfühler kann auch entfernbar am Befestigungsteil mittels einer Einschnapp-Befe-stigungseinrichtung angeschlossen sein, die an den miteinander in Eingriff tretenden Teilen des Messfühlers bzw. des Befestigungsteils ausgebildet ist. Im letztgenannten Fall sollte sichergestellt sein, dass die zum Lösen der Einschnapp-Befesti-gungsverbindung erforderliche Kraft kleiner ist als die zum Lösen der Klebeverbindung zwischen dem Befestigungsteil und der Hautoberfläche erforderliche Kraft. Diese Bedingung wird von einer Einschnapp-Befestigungseinrichtung erfüllt, die nachgiebige Rasteinrichtungen aufweist, die am Messfühler angeordnet sind und mit einer inneren Ausnehmung in Eingriff bringbar sind, die am Befestigungsteil ausgebildet ist, wobei ein Löseteil am Messfühler angebracht ist und diesbezüglich zwischen einer Stellung verschieblich ist, in der die Rasteinrichtung freigegeben ist, um mit der Ausnehmung in Eingriff zu treten, sowie einer Lösestellung, in der das Löseteil die Rasteinrichtung in einer zurückgezogenen, nicht eingreifenden Stellung zurückhält.

Um einen Gleichgewichtszustand innerhalb der Messkammer verhältnismässig rasch zu erreichen, die zwischen der halbdurchlässigen Membrane und der Hautoberfläche des Patienten begrenzt ist, sollte diese Messkammer verhältnismässig klein sein. Deshalb weist gemäss der Erfindung die halbdurchlässige Membrane gegenüber der die Haut berührenden Oberfläche des Montageteils, wenn sich der Messfühler in seiner Montagestellung befindet, einen Axialabstand von 0,05 bis 0,5 mm und vorzugsweise von 0,1 bis 0,5 mm auf. Der Abstand kann beispielsweise in Abhängigkeit von der Dicke des Klebstoffringes oder der Klebstoffschicht gewählt werden, die zur Verwendung beim Befestigen des Befestigungsteils an der Hautoberfläche bestimmt ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Bogen oder eine Folie, an der doppelseitige Klebstoffringe angeordnet sind,

Fig. 2 einen derartigen Klebering, dessen Klebstoff an seiner einen Seite freigelegt ist,

Fig. 3 ein Befestigungsteil, das einen Teil eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Messvorrichtung bildet und einen Klebering wie den in Fig. 2 gezeigten aufweist, der an der die Haut berührenden Oberfläche des Befestigungsteils angeordnet ist,

Fig. 4 einen Elektrodenmessfühler, der unmittelbar vor der Anbringung am Befestigungsteil, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, und das an der Hautoberfläche angeordnet ist, steht,

Fig. 5 eine Seitenansicht und eine Ansicht im Teilschnitt der in Fig. 4 gezeigten Messvorrichtung, wobei der Elektrodenmessfühler in Eingriff mit dem Befestigungsteil gebracht wurde, aber mit diesem noch nicht völlig verbunden ist,

Fig. 6 die gleiche Darstellung wie in Fig. 5, wobei jedoch der Messfühler in seiner vollständig fertigmontierten Stellung gezeigt ist,

Fig. 7 eine Teilansicht eines modifizierten Ausführungsbeispiels des Befestigungsteils, das nur einmal verwendet werden soll,

Fig. 8 eine Perspektivansicht eines anderen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Messvorrichtung, wobei der Messfühler vom Befestigungsteil getrennt ist,

Fig. 9 die Ansicht eines Schnitts des in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiels in vergrössertem Massstab und mit dem im Befestigungsteil angeschlossenen Messfühler, und

Fig. 10 die gleiche Darstellung wie in Fig. 9, aber nach der Freigabe der Sperrverbindung zwischen dem Messfühler und dem Befestigungsteil.

Die in Fig. 1 bis 7 der Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Messvorrichtung umfassen einen Elektrodenmessfühler 10, der mittels eines Kabels

11 an einer geeigneten, herkömmlichen Mess- und Aufzeichnungsausrüstung (nicht gezeigt) angeschlossen sein kann. Die Messvorrichtung umfasst auch ein Befestigungsteil oder einen Befestigungsring 12 mit einem sich im wesentlichen radial erstreckenden Flansch 13, der eine Oberfläche zur Anlage gegen die Haut bildet, sowie einer sich im wesentlichen axial erstrek-kenden Manschette oder einem Hals 14 mit einem Innengewinde 15, das dazu eingerichtet ist, mit einem Gewinde 16 zusammenzuwirken, das auf dem Messfühler 10 zum lösbaren Anschliessen des Messfühlers am Befestigungsteil 12 ausgebildet ist. Hierbei bildet die Stirnseite der Manschette 14 eine Auflagefläche für den Messfühler 10.

Die vorliegende Messvorrichtung ist eine elektrochemische Messvorrichtung zur transkutanen Messung und weist dem Typ nach eine halbdurchlässige Membrane 8 auf, die mittels eines elastischen Ringes 9 angebracht ist. Diese Messvorrichtung ist zum Bestimmen des Partialdrucks des Gases, vorzugsweise des Sauerstoffs oder des Kohlendioxids, bestimmt, das durch das Hautgewebe eines Patienten hindurchtritt. Wenn die Messvorrichtung verwendet werden soll, sollte sie deshalb vorher an einer ausgewählten Fläche der Hautoberfläche eines Patienten angebracht werden. Die Messvorrichtung kann beispielsweise an der Haut mittels eines Kleberinges 17 befestigt werden, der der Art nach in Fig. 1 gezeigt ist und mit Klebstoff auf beiden Seiten versehen ist. Derartige Kleberinge 17 können an einem Blatt oder einer Folie 18 angeordnet sein, die als Schutzfolie für die Klebstoffschicht auf der einen Seite der Ringe dient, Wenn die Messvorrichtung an einen Patienten angebracht werden soll, wird ein Klebstoffring 17 vom Blatt entfernt, so dass die Klebeschicht auf der einen Seite des Ringes freigelegt wird (siehe Fig. 2). Der Klebering wird nun am Befestigungsteil 12 angebracht, wobei die freigelegte Klebeschicht der gegen die Haut anliegenden Oberfläche des Flansches 13 zugewandt angeordnet ist, und eine Schutzschicht 19 an der anderen Seite des Rings 17 wird dann entfernt, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Das Befestigungsteil 12 kann nun an der ausgewählten Fläche der Haut 20 des Patienten angeklebt werden, und der Elektrodenmessfühler 10 kann anschliessend am Befestigungsteil 12 mittels der Gewindeverbindung 15,16 angebracht werden, wie in Fig. 4 bis 6 erläutert wird.

In angebrachtem Zustand erstreckt sich das innere Ende des Elektrodenmessfühlers 10, das mit der halbdurchlässigen Membrane 8 versehen ist, in das ringförmige Befestigungsteil

12 so weit, dass die Membran 8 mit Abstand gegenüber der

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Oberfläche der Haut 20 angeordnet ist (siehe Fig. 6). Dieser Abstand kann beispielsweise in der Grössenordnung von 0,1 bis 0,5 mm liegen. Die Membrane 8, die gegenüberliegende Hautoberfläche 20 und die umgebende Innenwand des Befestigungsteils 12 begrenzen eine geschlossene Messkammer, die vorzugsweise mit einem Gel 21 oder einer anderen geeigneten Flüssigkeit oder einem Medium gefüllt ist. Gase, wie etwa Sauerstoff und Kohlendioxid, diffundieren nun von den Blutgefässen des Patienten durch das Hautgewebe und in die Messkammer, so dass die Partialgasdrücke innerhalb der Kammer bald repräsentativ für die arteriellen Partialgasdrücke werden. Der Elektrodenmessfühler 10, der mit der Messkammer über die halbdurchlässige Membrane in Verbindung steht, kann dann kontinuierlich den Partialdruck des interessierenden Gases messen, wobei der Zustand des Patienten überwacht werden kann.

Wenn nach einer bestimmten Anwendungszeit der Elektrodenfühler 10 geeicht werden muss, oder wenn die Membrane ersetzt werden muss, oder wenn aus irgendeinem anderen Grund der Messfühler vom Patienten entfernt werden soll, dann kann dies mühelos und rasch dadurch erzielt werden,

dass man den Messfühler um den Teil einer vollen Umdrehung bezüglich des Befestigungsteils 12 verdreht, das an der Haut 20 angebracht ist, wobei die Gewindeverbindung 15,16 gelöst wird. Das Befestigungsteil 12 kann an der Haut des Patienten befestigt verbleiben, bis ein anderer Messfühler angebracht wird, oder der geeichte Messfühler kann am Befestigungsteil wieder angebracht werden, und hierbei ist sichergestellt, dass die Messzone der Haut genau die gleiche sein wird wie zuvor. Ferner wird bevorzugt, dass das innerhalb der Messkammer verwendete Medium der gleichen oder einer ähnlichen Art ist wie das Medium, in dem die Elektrode in vitro geeicht wird. Durch diese Massnahmen ist es möglich, die Gefahr von Messfehlern wesentlich zu verringern.

Wenn die Messungen fertiggestellt wurden, wird das Befestigungsteil 12 von der Haut des Patienten entfernt und kann anschliessend gereinigt und für weitere Verwendung vorbereitet werden. Da allerdings das Befestigungsteil ziemlich billig hergestellt werden kann, beispielsweise aus Plastikmaterial, ist es dazu geeignet, nur einmal verwendet zu werden, wobei das zeitraubende Reinigen vermieden wird. Wenn das Befestigungsteil wegwerfbar ausgebildet ist, dann kann seine gegen die Haut anliegende Oberfläche von einer Klebstoffschicht gebildet werden, die beim Verkauf an den Benutzer von einer Schutzfolie abgedeckt ist, und die verhältnismässig komplizierte Verwendung separater Kleberinge wird vermieden. Fig. 7 zeigt ein modifiziertes Ausführungsbeispiel des Befestigungsteiles 12, das noch weiter die Anbringungsprozedur erleichtert. Wie oben vorgeschlagen, ist die gegen die Haut anliegende Oberfläche dieses Befestigungsteils von einer Klebstoffschicht gebildet, die von einer Schutzfolie 22 abgedeckt ist, und das gegenüberliegende Ende des Befestigungsteils ist von einer Deckfolie 23 abgedeckt und verschlossen. Der Innenraum des Befestigungsteils, der zwischen den Folien 22 und 23 begrenzt ist, kann völlig oder teilweise mit einem Gel 21 oder einem anderen flüssigen oder pastosen Medium ausgefüllt sein. Wenn das Befestigungsteil, das in Fig. 7 gezeigt ist, verwendet werden soll, dann muss der Benutzer nur die Folien 22 und 23 entfernen, und die Aufbringung eines separaten Kleberinges sowie das Einführen von Gel in das Befestigungsteil 12 wird vermieden.

Fig. 8 bis 10 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Messvorrichtung, und in diesen Figuren sind Teile, die den Teilen der in Fig. 3 bis 7 gezeigten Ausführungsbeispiele entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, die jedoch um die Zahl 100 erhöht sind. Somit umfasst die in Fig. 8 bis 10 gezeigte Messvorrichtung einen Elektrodenfühler 110, der an einem elektrischen Kabel 111 angeschlossen ist, sowie ein ringförmiges Befestigungsteil 112 mit einem radialen Flansch 113 und einer axialen Manschette oder einen Kragen 114. In der die Haut berührenden Oberfläche des Befestigungsteiles ist eine ringförmige Ausnehmung oder Nut 124 ausgebildet. Durch Bohrungen 125 steht die Nut 124 mit verbindenden Saugrohren 126 in Verbindung, die sich in Achsrichtung vom Befestigungsteil erstrecken und dazu eingerichtet sind, an Saugleitungen oder flexible Rohre (nicht gezeigt) angeschlossen zu werden, die mit irgendeiner Unterdruckquelle in Verbindung stehen. Auf diese Weise kann das Befestigungsteil 112 an die Haut des Patienten durch Saugwirkung angeheftet werden, wenn die mit der Haut in Berührung tretende Oberfläche des Befestigungsteils in Berührung mit der Haut gebracht wird.

Der Elektrodenfühler 110 und das Befestigungsteil 112 können mittels eines speziellen Einschnapp-Befestigungsme-chanismus miteinander gesperrt werden. Dieser Sperrmechanismus umfasst ein Sperrelement 127, das innerhalb des Elektrodenfühlers 110 angebracht ist und eine Anzahl sich schräg nach oben erstreckender, federfähiger Rastteile 128 aufweist, die jeweils eine Sperrnase 129 an ihrem freien Ende aufweisen. Die Rastteile 128 erstrecken sich nach aussen durch eine Anzahl axialer Schlitze, die in einem manschettenartigen Löseteil 131 ausgebildet bzw. eingeformt sind, das das Sperrelement 127 umgibt und bezüglich dieses Sperrelements sowie des Elektrodenfühlers 110 in Achsrichtung verschieblich ist. Wenn der Elektrodenfühler 110 in das Befestigungsteil 112 eingeführt wird, wobei sich das Löseteil 131 in seiner untersten Lage befindet, können die Sperrnasen 129 federnd mit einer ringförmigen Ausnehmung oder einem Kanal 132 in Eingriff treten, der an der Innenseite des Befestigungsteils ausgebildet ist, wobei der Fühler und das Montageteil miteinander versperrt werden. Wenn es gewünscht wird, den Messfühler 110 vom Befestigungsteil 112 zu entfernen, wird das Löseteil 131 nach oben aus der in Fig. 9 gezeigten Lage in die in Fig. 10 gezeigte Lage verschoben. Der untere Teil des manschettenartigen Löseteils wird dann mit den federfähigen Sperrteilen 128 in Eingriff treten und sie in Radialrichtung nach innen bewegen, so dass die Sperrnasen 129 aus dem Eingriff mit der Sperr-ausnehmung 132 im Befestigungsteil 112 bewegt werden.

Der Messfühler und das Befestigungsteil können auch durch irgendwelche geeigneten Sperrteile zusammengeschlossen werden, die anders sind als die in den Zeichnungen gezeigten.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

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1. Elektrochemische Messvorrichtung zur transkutanen Messung des Partialdruckes eines Gases, mit einem eine halbdurchlässige Membran aufweisenden Messfühler und einer einen Teil der Membran umgebenden kreisringförmigen Aufsetzfläche, welche zum Anhaften an der Haut ausgebildet ist und dazu bestimmt ist, zusammen mit der Membran und der Haut eine geschlossene Kammer zu bilden, gekennzeichnet durch ein ringförmiges Befestigungsteil (12; 112), welches frontseitig die kreisringförmige Aufsetzfläche aufweist, ferner eine axiale, beiseitig offene Bohrung zur Aufnahme des Fühlers (10; 110) und eine hintere Auflagefläche für den Fühler (10; 110), und durch Mittel (15, 16; 128, 129, 132) zum lösbaren Verbinden des Fühlers (10; 110) mit dem Befestigungsteil (12; 112), derart, dass bei in das Befestigungsteil (12; 112) eingesetztem Fühler (10; 110) die halbdurchlässige Membran (8; 108) von der Aufsetzfläche einen axialen Abstand von 0,05 bis 0,5 mm hat.

2. Messvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte axiale Abstand 0,1 bis 0,5 mm beträgt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Messfühler (10) am Befestigungsteil (12) mittels einer Gewindeeinrichtung (15,16) anschliessbar ist, die an den miteinander in Eingriff tretenden Teilen des Messfühlers bzw. des Befestigungsteils ausgebildet sind.

4. Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Messfühler (110) am Befestigungsteil (112) mittels einer Einschnapp-Befestigungseinrichtung (129, 132) anschliessbar ist, die an den miteinander in Eingriff tretenden Teilen des Messfühlers bzw. des Befestigungsteils ausgebildet ist.

5. Messvorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch federfähige Rasteinrichtungen (128,129), die am Messfühler (110) angeordnet sind und mit einer inneren Ausnehmung (132) in Eingriff bringbar sind, die im Befestigungsteil (112) ausgebildet ist, wobei ein Löseteil (131) am Messfühler (110) angebracht ist, das zwischen einer Stellung, in der die Rasteinrichtungen freigegeben sind, um mit der Ausnehmung in Eingriff zu treten, und einer Lösestellung, in der das Löseteil die Rasteinrichtungen in einer zurückgezogenen, nicht eingreifenden Stellung zurückhält, verschieblich ist.

6. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufsetzfläche des Befestigungsteils (12) mit einer Klebstoffschicht (17) versehen ist.

7. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufsetzfläche des Befestigungsteils (112) mindestens eine an eine Unterdruckquelle anschliessbare Vertiefung oder Ausnehmung (124) aufweist.