DD265001A1 - Schaltungsanordnung fuer glucosemonitoring waehrend der dialyse - Google Patents

Abstract

Im Rahmen der Dialyse fuer an Diabetes mellitus erkrankte Patienten wird kontinuierlich oder diskontinuierlich die Blutglucosekonzentration in der Form ueberwacht, dass in geringen Mengen Blut aus dem arteriellen Zweig des Dialysestroms entnommen und zunaechst in einer Mischstrecke mit einer Pufferloesung verduennt wird. Die Foerderung uebernimmt eine Pumpe. Nach Durchlauf der Mischstrecke passiert die Messfluessigkeit eine GOD-Glucose-Elektrode und wird mit der aktiven Reaktionsschicht des pO2-Sensors in Beruehrung gebracht. Das proportional der Glucosekonzentration im verduennten Blut erzeugte elektrische Signal gelangt dann in eine Vorverstaerker/Optokopplereinheit zur Messwertvorverarbeitung und anschliessend in den Hauptverstaerker. Das Ausgangssignal des Hauptverstaerkers dient letztlich dazu m. H. einer Protokolliereinrichtung einen kontinuierlichen Nachweis zu fuehren, eine A/D-Anzeige zu bedienen sowie bei Ueber- und Unterschreitung der vorgegebenen Grenzwerte der Blutglucosekonzentration einen akustischen Alarm auszuloesen. Die Fig. 1 gibt die Gesamtanordnung am besten wieder.

Description

-2- 265 001 Darlegung d·« Wtttni der Erfindung

Die technische Aufgabe, die durcii die Erfindung gelöst wird.

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, mit der neuen Anordnung eine möglichst einfache und wirkungsvolle Methode der Überwachung des Glucoseniveaus und einer evtl. Regelung auf ein Normalniveau anzubieten und zwar bereits während der Durchführung der Dialyse.

Meri./nale der Erfindung Erfindungsgemäß wird die Aufgabe Jadurch gelöst, da3 das in der künstlichen Niere zirkulierende Blut der arteriellen Seite zur Auswertung gelangt und mittels einer geeigneten Pumpe eine geringe Menge einer Mischeinheit zugeführt und dort mit einer Pufferlösung in einem vorbestimmtan Verhältnis verdünnt wird. In einer danach folgonden Durchflußkammer golangt das so

vorbereitete Blut/Puffergemisch mit einer aktiven Sensoroberfläche in Berührung, wobei durch Diffusion von Glucoserr.olekülenin die Reaktionsschicht des Sensors ein der Glucosekonzentration im verdünnten Blut piupurtionalos elektrisches Signal erzeugtwird. Letzteres wird weiterhin über eine Vorverriärker/Optokopplereinheit dem Verstarker zugeleitet, wo es A/D gewandelt wirdund digital zur Anzeige gelangt.

Oer Verstarker besitzt eine normale Registriereinhait (z. B. y-t-Schreiber), wonach sich zweckmäßigerweise noch eine Warneinrichtung anschließt damit bei kritischen Zuständen, z. B. einer zu niedrigen Glucosekonzentration im Patientenblut, ein

optisch-akustisches Warnsignal die mögliche Intervention rechtzeitig einleitet.

An dun Digitalausgang des Vere'ärkors (tonη zusätzlich eine Regeleinrichtung angoscnlossen werden, die die aktuelle Glucosekonzsntration nach «liner vorgegebenen Zielfunktion mittels Glucose- und/oder Insulininfusionen beeinflußt. Die beschriebene kontinuierliche Meßwertaufnahme kbnn auch diskontinuierlich auf Tasiorabfrage "der nach voreingesteMtem Zeitrngime erfolgen. Ausfiihrungsbelsplel Die Erf. ndung soll unhand des Blockschaltbildes der Figur 1 erläutert worden.

Figur 2: vorverstarker/OptoUopplereinheit Figur 3: Hauptverstärker

Die Blutentnahme aus dem arteriellen Zweig des Dialysesti »mes der künstlichen Niere KN erfolgt kontinuierlich mittels einer den

sicherheitstechnischen Forderungen der Anwendungsklasse C entsprechenden Pumpe P, wobei die geringe Menge mit einer

Pufferlösung der Mischstrecke MS zwecks Verdünnung zugeführt wird. Dabei richtet sich das Verdünnungsverhältnis nach dem

erreichbaren linearen Meßbereich "·> Abhängigkeit von der eingesetzton glucosepermeablen Sensormembran. Nach der

Mischstrecke MS, die aus Gründen üsr homogenen Vermischung Blut/Pufferlösung ausreichend lang und vortelJhafterweise

gewendelt sein muß, fließt das Gemisch an der GOD-Glucose-Elektrode GE und der aktiven Reaktionsschicht der

Sensor oberfläche des pGySensors SEN vorbei und wird danach vorwerfen. Das durch den Sensor SEN entsprechend der Glucosekünzontration im verdünnten Blut erzeugte elektrische Signal wird einer Vorverstärker/Optokopplereinheit VO

zugeführt, die vom netzbetriebenen Hpuptverstärker HV getrennt arbeitet.

Die Schaltung der v. g. Einheit wird in Fig. 2 dargestellt. Dadurch wird die Spannungaversorgung der Elektrode GE und die Meßwertvorvera>-beitung eaiisiert. Der daran im Anschluß geschaltete Huuptvorstärker HV, der in seinen wesentlichen Baugruppen in der Fig. 3 erkennbar ist,

bereitet die übernommenen Signale weiter auf, so daß des Ausgangssignai, A/D-gewandelt, zur Anzeige AN gelangt bzw. als

Analogsignal zur Protokollierung PR gegeben wird und gogebenenfalls bei Über- bzw. Unterschreitung der eingestellten Grenzwerte der Glucosekonzr.ntration die Warneinrichtung WE be'ätigt wird. Ein weiterer Te" des Hauptverstärkers realisiert

eine Kalibrierroutine für die Elektrodenanordnung.

Die Elektroden sind als GOD Glucose-Elektrode mit pOj-Grundsenscr ausgeführt und präpariert. Zu dem Elektrodenkörper gehört ein dichtendes Durchflußstück, »o daß nur die aktive Oberfläche der Elektrode (Kathode) über

die Membran mit der Meßflüssigkeit in Kontakt gebracht wird.

Die beschriebene kontinuierliche Meßwertaufnahme kenn auch diskontinuierlich gemäß Tasterabfrage oder nach

voroingestelltem Zeitrngime erfolgen.

Claims (3)

-ι- 255 001 Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für Glucosemonitoring während der Dialyse, indem vorzugsweise kontinuierlich aus dem arteriellen Zweig dos Dialysestroms der künstlichen Niere mittels einer den sicherheitstechnischen Anforderungen genügenden Pumpe die geringe Blutentnahme erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Blutprobe mit einer Pufferlösung innerhalb der Mischstrecke (MS) zur Verdünnung vermischt wird unter der Voraussetzung, daß der jeweilige lineare Meßbereich in Abhängigkeit von der eingesetzten glucosepermenblen Sensormembran eingehalten wird und sodann die homogene Lösung zwecks Meßwertaufnahme an der GOD-Glucose-Elektrode (GE) und insbesondere der aktiven Reaktionsschicht der Oberfläche des pO₂-Sensors (SEN) entlang geleitet wird mit dem Ziel, daß das im pO₂-Sensor (SEN) der Glucosekonzentration proportional erzeugte elektrische Signal weiter der Vorverstärker/ Optokopplereinheit (VO) zur Meßwertvorverarbeitung und anschließend dem Hauptverstärker (HV) zugeführt wird, wobei er die übernommenen Signale A/D wandelt und über die Anzeige (AN) entweder digital angibt oder analog der Protokolleinrichtung (PA) zur Registrierung überläßt und gegebenenfalls bei Über- oder Unterschreitung der vorwählbaren Glucosegrenzwerte im Blut eine Warneinrichtung (WE) einschaltet, damit über eine nachgeordnete Regeleinrichtung der Normalwert wieder hergestellt werden kann.

2. Schaltungsanordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beschriebene Meßwertaufnahme auch diskontinuierlich gemäß Tasterabfrage oder nach voreingestelltem Zeitregime erfolgen kann und der Hauptverstärker eine Kalibrierroutine für die Elektrodenanordnung realisiert.

Hierzu

3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für GIu ;osemonitoring während der Dialyse zur diskontinuierlichen oder kontinuierlichen Registrierung des Blutglucosespiegels, wobei ein Vergleich mit den Extreme der Blutglucosekonzentration vorgenommen wird sowie eine nachgeschaltete Regeleinheit fü> die Einhaltung eines Normalwertes sorgt. T< pische Anwendungen finden sich nicht nur in der Medizintechnik sondern u.a. auch in der Chemie- bzw. pharmazeutischen Industrie.

Charakteristi'< des bekannten Standet der Technik

Gemäß DE-OS 2724543 wird ein Verfehl en zur transcutanen oder subcutanen, verletzungsfreien Überwachung und Bestimmung der Glucosekonzentration im BI it angeboten und unter Ausnutzung der Absorption von strahlendem Licht in Glucose enthaltene Flüssigkeiten die Konzentrationsbestimmung vorgenommen wird. Es besteht der Nachteil, daß im Meßmedium Blut damit keine praxisrelevanten Messungen erzielt werden können. Eine geeignete COD-Glucoso-Elektrode ist deshalb notwendig. Weiterhin gibt es nach dar DE-OS 2326265 eine Vorrichtung zur Überwachung des Blutgiucose Spiegels in einem lebenden Organismus, indem eine implantierte Brennstoffzelle als Kernstück zur Erzeugung eines der Glucosekonzentration proportionaler Signale verwendet wird. Nachteilig wirkt sich dabei aus, daß analytische Messungen kaum rrsögür'i sind. Das US-Patent 4573968 beschreibt eine der Erfirdung nahekommende technische Lösung, die im wesentlichen, allerdings mit deutlich anderen Mitteln Einfluß auf die Blutglucosekonzentration nimmt. Jedoch ist die Zuverlässigkeit der erreichbaren Meßwarte durch 'üe zu stark vereinfachte Anordnung Sensor-Analysator-Ausgang (Steuersignal) als gering zu betrachten. Die Meßanordnung arbeitet nur im Durchflußsystem und mit ionenselektiver Elektr ode. Letztere orweist sich physiologisch als weniger geeignet.

Die GB-PS 1370943 schlagt ein Überwachungssystem vor, nach dem entspreche* <d der Verfassung des Patienten ein integriertes Signal mit dem Referenzsignal verglichen und bei Über- bzw. Unterschreibung e ne Warneinrichtung betätigt wird, so daß eine anschließende Einflußnahme auf kritische Zustände einsetzen muß.

Diese Art der Meßwertvergleichung erfordert apparatetechnisch/schaltungstechnisch oinen relativ hohen Aufwand und ist deshalb nicht effekt-V oinsetzbar.

Ziel der Erfindung

Dar Ziel der Erfindung besteht darin, daß bereits während der Dialyse kritische z. ß. Unterzuckerungszustände bei den Patienten sofort jrkannt werden und eine solche Information über die K5he des Glucosenivnaus als Ausgangspunkt für eine geregelte Glucoseinfusion und/oder Insulininfusion gewertet wird, d. h., durch Vergleich des Meßwertes mit bestimmten Grenzwerten kontinuierlich oder auch diskontinuierlich Einfluß auf 'lie Einhaltung des Normalniveaus genommen wird und dabei zeitgleich eine Alarmauslösung orfolgt.