DE102004037440A1 - Device for determining functional values - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung von Funktionswerten biologischer Systeme, wobei als Funktionswert insbesondere die Leitfähigkeit der Haut erfasst wird. DOLLAR A Die Messwerte der Leitfähigkeit werden mittels einer Elektrodenmatrix (1) in einem Messgerät (11) erfasst, wobei ein Stromkreis zu einer Referenzelektrode (13) geschlossen wird und die Messwerte anschließend gespeichert und verwertet werden.The invention relates to a device for determining functional values of biological systems, the functional value in particular being the conductivity of the skin. DOLLAR A The measured values of the conductivity are detected by means of an electrode matrix (1) in a measuring device (11), wherein a circuit is closed to a reference electrode (13) and the measured values are subsequently stored and utilized.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung von Funktionswerten, besonders der Regulationsfähigkeit biologischer Systemen, insbesondere des menschlichen Körpers.The Invention relates to a device for determining functional values, especially the regulatory capacity biological systems, in particular the human body.

Die Messung von Temperaturen lebender, biologischer Systeme, einschliesslich des menschlichen Körpers, ist ein bekanntes Mittel um die Regulierungsfähigkeit derartiger Systeme festzustellen. Solche Temperaturmessungen erfolgen statisch und die Prozessdynamik von Temperaturänderungen bleibt dabei unberücksichtigt.The Measurement of temperatures of living biological systems, including of the human body, is a known means of regulating such systems determine. Such temperature measurements are static and the Process dynamics of temperature changes remains disregarded.

Verfahren, welche versuchen, dynamische Aspekte mit einzubeziehen, sind als Thermoregulierungsdiagnose bekannt. Hierbei werden Temperaturwerte an verschiedenen Körperstellen vor und nach einer definierten äusseren Beeinflussung des Körpers gemessen. Solche Messungen sind mittels üblicher Infrarotsensoren durchführbar und die gemessenen Temperaturdifferenzen der Messpunkte vor und nach der Beeinflussung werden zur Untersuchung der Wärmeregulationskapazität des untersuchten Systems verwendet. Neben den Unsicherheiten bei der Interpretation der Aussagen ist die Reproduzierbarkeit der Verfahren gering. Es wurde daher gemäss DE-A-10132549 auch vorgeschlagen, Teile der Körperoberfläche mit Infrarot zu bestrahlen und die resultierende Photoemission zeitabhängig zu ermitteln und die Relaxationsfunktion nachfolgend mit einer hyperbolischen Funktion abzugleichen.Method, which try to include dynamic aspects are as Thermoregulation diagnosis known. Here are temperature values at different body parts before and after a defined outer Influencing the body measured. Such measurements can be carried out by means of conventional infrared sensors and the measured temperature differences of the measuring points before and after the influence will be used to investigate the heat regulation capacity of the investigated Systems used. In addition to the uncertainties in the interpretation the statements the reproducibility of the procedures is small. It was therefore according to DE-A-10132549 also proposed to irradiate parts of the body surface with infrared and determine the resulting photoemission time-dependent and the relaxation function subsequently to be compared with a hyperbolic function.

Weiterhin ist ein Verfahren zur Bestimmung der Malignität und Reaktivität von Tumorgewebe bekannt (EP-A-1126271), bei dem anhand gemessener Lichtemissionswerte des Gewebes geeignete Agenzien zur Gewebebehandlung ausgewählt werden.Farther is a method for determining the malignancy and reactivity of tumor tissue known (EP-A-1126271), in which based on measured light emission values tissue suitable agents for tissue treatment are selected.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Ermittlung von Funktionswerten, besonders der Regulationsfähigkeit biologischer Systeme, insbeson dere des Menschen zu entwickeln, welches einfach und zuverlässig anwendbar ist. Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Anspruchs 1.Of the The invention is based on the object, a device for determining of functional values, in particular the regulatory capacity of biological systems, In particular, to develop man, which is easy and reliable applicable. The solution The object is achieved with the features of claim 1.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass die physiologischen Werte gesunder Menschen nach einer logarithmischen Normalverteilung verteilt sind, die von kranken Menschen, die ihre Regulationsfähigkeit verloren haben, jedoch nach einer Normalverteilung unterliegen. Gut regulierte und disregulierende biologische Systeme wären demzufolge an der Messwertverteilung einfach zu erkennen, wenn eine Vielzahl von Messungen in kurzer Zeit ausgeführt wird. Als ein solcher Messwert bietet sich die Leitfähigkeit der Haut an, insbesondere bezüglich elektrischer Widerstandswerte oder Leitfähigkeitswerte. An beliebigen Hautstellen können schnell und sicher vielfach elektrische Widerstandswerte und/oder elektrische Leitfähigkeitswerte gemessen werden.The Invention is based on the recognition that the physiological Values of healthy people according to a logarithmic normal distribution Distributed by sick people, their regulatory capacity but are subject to a normal distribution. Well regulated and disregulating biological systems would therefore be on the measured value distribution easy to recognize when a variety of Measurements carried out in a short time becomes. As such a measured value offers the conductivity the skin, in particular with respect to electrical Resistance values or conductivity values. Can be on any skin fast and safe multiple electrical resistance values and / or electrical conductivity values be measured.

Es ist dann lediglich erforderlich, die tatsächliche Regulationskapazität eines Körpers mit der idealen und der verloren gegangenen Regulationsfähigkeit zu vergleichen und daraus auf ein Krankheitsstadium und dessen Entwicklung zu schliessen und auch eine Therapie bezüglich ihrer Wirkung zu beurteilen.It is then only required, the actual regulatory capacity of a body with the ideal and the lost regulatory capacity and from this to a disease stage and its development close and also to judge a therapy regarding its effect.

Kennzeichnend sind Messelektroden, die es gestatten, eine Vielzahl von Messwerten, insbesondere der Leitfähigkeit der Haut mindestens einer Hand in kurzer Zeit zu ermitteln und auszuwerten. Bevorzugt sollten ca. 500 Messwerte innerhalb von 10 Minuten ermittelbar sein.characteristic are measuring electrodes that allow a multitude of measured values, especially the conductivity the skin of at least one hand in a short time to identify and evaluate. Prefers Approximately 500 measured values should be determinable within 10 minutes.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen dieThe Invention is described below in an embodiment with reference to a Drawing described in more detail. In the drawing show the

1: Häufigkeitsverteilung eines relativ gesunden Probanden 1 : Frequency distribution of a relatively healthy subject

2: Häufigkeitsverteilung eines relativ kranken Probanden 2 : Frequency distribution of a relatively ill subject

3: Häufigkeitsverteilung eines nahezu geheilten Probanden 3 : Frequency distribution of a nearly cured subject

4: eine schematische Darstellung einer Vorrichtungsanordnung 4 : a schematic representation of a device arrangement

5: eine Elektrodenmatrix 5 an electrode matrix

6: die Elektrodenmatrix im Querschnitt Die Vorrichtung zur Ermittlung von Funktionswerten umfasst eine Platte mit einer Elektrodenmatrix 1, auf die ein Hautareal 2 zum Beispiel eine Hand flach auflegbar ist. Die Elektrodenmatrix 1 weist eine Vielzahl regelmässig angeordneter Metallstifte 3 auf, die in Führungen 5 aufgenommen sind und deren obere Stirnfläche kopfartig halbrund ausgebildet ist, während die untere Stirnfläche flächig abschliesst. Der obere Bereich der Metallstifte 3 ist zwischen Kopfende und Elektrodenmatrix 1 von einer Feder 4 umgeben, die im ungespannten Zustand dafür sorgt, dass die Metallstifte 3 aus der oberen Fläche der Metallmatrix 1 herausragen. Die Metallstifte 3 können gegen den Widerstand der Feder 4 leicht und soweit in die Führungen 5 hineingedrückt werden, das deren untere Stirnflächen Kontaktstellen 6 einer Gegenplatte 15 berühren, die durch elektrische Leiter (Bündelleiter 10) mit einem Messgerät 11 und weiter mit einer Referenzelektrode 13 an einer anderen Hautstelle des gemessenen Körpers angeschlossen sind. Elektrodenmatrix 1 und Gegenplatte 15 sind durch eine Halterung 7 voneinander beabstandet und mittels Schrauben 8 und Muttern 9 lagefixiert. 6 : the electrode matrix in cross-section The device for determining functional values comprises a plate with an electrode matrix 1 to which a skin area 2 For example, a hand can be placed flat. The electrode matrix 1 has a variety of regularly arranged metal pins 3 on that in guides 5 are received and the upper end face is formed like a head half-round, while the lower end surface completes flat. The upper area of the metal pins 3 is between the head end and the electrode matrix 1 from a spring 4 surrounded, which in the unstressed state ensures that the metal pins 3 from the upper surface of the metal matrix 1 protrude. The metal pins 3 can resist the resistance of the spring 4 easy and so far in the guides 5 be pressed in, theirs lower end faces contact points 6 a counter plate 15 touch that by electrical conductors (bundle conductors 10 ) with a measuring device 11 and further with a reference electrode 13 connected to another skin site of the measured body. electrode matrix 1 and counter plate 15 are through a bracket 7 spaced apart and by means of screws 8th and nuts 9 fixed in position.

Sobald ein Metallstift 3 auf eine Kontaktstelle 6 trifft, wird ein Stromkreis durch den Körper, den Metallstift 3, das Messgerät 11 und die Referenzelektrode 13 aufgebaut und die Leitfähigkeit an der betreffenden Haustelle, die den/die Metallstifte) 3 berührt gemessen. Die Leitfähigkeitsmessungen an den Haustellen, die die Metallstifte 3 berühren, werden der Reihe nach durchgeführt. Die Messwerte können dann in der EDV 12 gespeichert und zum Beispiel nach der Regulationsdiagnostik verwertet. Die Federkonstanten und die Geometrie sind so gewählt, dass bevorzugt alle Metallstifte 3 bei Berührung der Kontaktstellen 6 den gleichen Gegendruck erzeugen.Once a metal pin 3 to a contact point 6 A circuit will pass through the body, the metal pin 3 , the measuring device 11 and the reference electrode 13 built up and the conductivity at the relevant home location, the / the metal pins) 3 touched measured. Conductivity measurements on the petals, the metal pins 3 touch are performed in turn. The measured values can then be used in the EDP 12 stored and utilized, for example, according to the regulatory diagnostics. The spring constants and the geometry are chosen so that preferably all metal pins 3 when touching the contact points 6 produce the same back pressure.

Die Verteilung der Messwerte der Leitfähigkeit der Haut eines Probanden weicht je nach Gesundheitszustand mehr oder weniger von der idealen Lognormalverteilung 2,3 oder 4 und der ungünstigsten Normalverteilung 1 ab. Hierbei werden ca. 500 Messwerte in etwa 10 Minuten erfasst, ausgewertet und aufgetragen. Bei einem gesunden Probanden ergibt sich eine gute Übereinstimmung zur logarithmischen Normalverteilung 2 der Messwerte, bei einem z. B. Krebskranken eine starke Annäherung der Verteilung 3 an eine Normalverteilung.The distribution of the measured values of the conductivity of the skin of a subject deviates more or less from the ideal lognormal distribution, depending on the state of health 2 . 3 or 4 and the worst-case normal distribution 1 from. Approximately 500 measured values are recorded, evaluated and plotted in about 10 minutes. In a healthy subject, there is a good agreement with the logarithmic normal distribution 2 the measured values, with a z. As cancer patients a strong approximation of distribution 3 to a normal distribution.

Bei erfolgreicher Behandlung der Erkrankung ergibt sich nach der Behandlung wieder eine Häufigkeitsverteilung 4, die der eines gesunden Menschen gleicht.Successful treatment of the disease results in a frequency distribution after treatment 4 that resembles that of a healthy person.

Mit diesem Verfahren ist es mit hoher Sicherheit (wenigstens 95%) und geringem Aufwand möglich, z. B. Krebserkrankungen festzustellen.With This method is highly safe (at least 95%) and little effort possible, z. B. cancers.

11
Elektrodenmatrixelectrode matrix
22
Hautarealskin area
33
Metallstiftmetal pin
44
Federfeather
55
Führungguide
66
Kontaktstellecontact point
77
Halterungbracket
88th
Schraubescrew
99
Muttermother
1010
Bündelleiterbundle conductors
1111
Messgerätgauge
1212
EDVit
1313
Referenzelektrodereference electrode
1515
Gegenplattecounterplate
2020
Normalverteilungnormal distribution
2121
logarithmische Normalverteilunglogarithmic normal distribution
2222
Verteilungdistribution
2323
Häufigkeitsverteilungfrequency distribution

Claims (9)

Vorrichtung zur Ermittlung von Funktionswerten, besonders der Regulationsfähigkeit biologischer Systeme und insbesondere von deren elektrischen Widerstandswerten und/oder Leitfähigkeitswerten umfassend eine Elektrodenmatrix (1), in der bewegliche Metallstifte (3) beabstandet voneinander angeordnet sind, deren untere Stirnfläche sich über Kontaktstellen (6) befinden, die mittels elektrischer Leiter mit einem Messgerät (11) verbunden sind.Device for determining functional values, in particular the regulatory capacity of biological systems and in particular their electrical resistance values and / or conductivity values, comprising an electrode matrix ( 1 ), in the movable metal pins ( 3 ) are spaced apart from each other, the lower end face via contact points ( 6 ) by means of electrical conductors with a measuring device ( 11 ) are connected. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät mit einer Referenzelektrode zu einer anderen Stelle des biologischen Systems verbunden ist.Device according to claim 1, characterized in that that the meter with a reference electrode to another site of the biological Systems is connected. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallstifte (3) gleichmässig und regelmässig voneinander beabstandet sind.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the metal pins ( 3 ) are evenly and regularly spaced from each other. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallstifte (3) federnd geführt sind.Device according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the metal pins ( 3 ) are guided resiliently. Verfahren zur Ermittlung von Funktionswerten, besonders der Regulationsfähigkeit biologischer Systeme, umfassend die Schritte – Erfassung einer Vielzahl von Messwerten der Leitfähigkeit der Haut – Ermittlung der Häufigkeitsverteilung der Messwerte – Vergleich der Häufigkeitsverteilung der Messwerte mit einer Normalverteilung (20) und einer logarithmischen Normalverteilung (21, 22 oder 23).Method for determining functional values, in particular the regulatory capability of biological systems, comprising the steps of - recording a plurality of measured values of the conductivity of the skin - determining the frequency distribution of the measured values - comparing the frequency distribution of the measured values with a normal distribution ( 20 ) and a logarithmic normal distribution ( 21 . 22 or 23 ). Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitfähigkeit der Haut mindestens einer Hand ermittelt wird.Method according to claim 5, characterized in that that the conductivity the skin of at least one hand is detected. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ca. 500 Messwerte in ca. 10 Minuten ermittelt werden.Method according to claim 5 or 6, characterized that approx. 500 measured values are determined in approx. 10 minutes. Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4 zur Ermittlung der Leitfähigkeit von Hautgewebe.Use of a device according to claim 1 to 4 for determining the conductivity of skin tissue. Anwendung eines Verfahrens nach den Ansprüchen 5 bis 7 zur Erkennung von Tumor- und Krebserkrankungen.Application of a method according to claims 5 to 7 for the detection of tumors and cancers.
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