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Vorrichtung für kolorimetrische Untersuchungen Die vorliegende Erfindung
bezieht sich auf Untersuchungsvorrichtungen und betrifft insbesondere verbesserte
Vorrichtungen zur Untersuchung von normalerweise an verhältnismässig unzugänglichen
Stellen be-findlichen Proben.
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Obwohl die Untersuchungsvorrichtungen nach der Erfindung
nicht auf irgendein spezielles Anwendungsgebiet beschränkt ist, wird
sich ergeben, dass die vorliegende Erfindung in der Form einen Gerätes zur
kontinuierlichen Messung der Baueratoffanreioherung ins Blut, beispielaweise
von
Verebraten, einen wesentlichen Beitrag
für biologische Untersuchungen
liefert.
Die üblichen Untersuchungemethoden zur Messung des
Sauerstoffgehaltes
im Blut besitzen eine Reihe von
bekannten Nachteilen. So ist
z*B. eine erhebliche Zeit
erforderlich, um die einzelnen
Proben zu entnehmen und zu unterauchen, wobei während
dieser Zeit Schwankungen in dem Sauerstoffgehalt den Blutes auftreten
können,
die nicht festgestellt werden können. Weiterhin ist es
schwierig,
Veränderungen in dem Sauerstoffgehalt, die
auf die Aussenluft oder
andere Ursachen zurückzuführen sind, zu verhindern. Wiederholte Probeentnahme
verursacht auch Schmerzen und Angst und verändert dabei die
Atmung
den Patienten und somit auch den Sauerstoff-
gehalt des Blutes. Sauerstoffmessgeräte,
die eine kon-
tinuierliche Messung der Sauerstoffanreicherung.im
Blut
ermöglichen, indem licht durch das Ohr der betreffenden
Person
gesandt wird, sind bekannt. Geräte dieser Art
liefern zwar eine kontinuierliche
Messung der Sauerstoffanreicherung im Blut und vermeiden die Notwendig-
keit,
bei der Untersuchungeperson Einatiche vorzuneh-
men; sie sind aber
in der Messung weniger genau als die
Verfahren mit Probeentnahme,
bei denen die Messungen nach einzelnen Untersuchungsintervallen
vorgenommen
werden. Diese Ungenauigkeit beruht zum
Teil auf dem
Ohrpigment, das nichtklar ist, weil es in dichten
Paketen
verteilt ist, und auf der Lichtzerstreuung
und Lichtabsorption durch Gewebe
des Ohres. Um diese
Ungenauigkeiten zu verringern, die z.8. von der
Ohr-
dicke, der Art des Ohrpigmentes, der Temperatur des
Ohres
und von anderen Faktoren herrühren, die sich
bei der Ausführung
der Sauerstoffmessung mit dem Ohrsauerstoffmessgerät ergeben, müssen
verhältnismässig komplizierte Verfahren angewendet werden, wie beispiels-
weise
die Schätzung der effektiven Dicke des Ohrs und die Steuerung
der Helligkeit der Beleuchtungsvorrichtungen, damit man effektive
Messwerte erhält. Ferner müssen
Vorrichtungen, die eine Überhitzung
des Ohres durch
die Beleuchtungevorrichtungen verhindern,
vorgesehen
sein, und zur Umsetzung des Ausgangssignale
des Zeesgerätes in Einheiten des Sauerstoffgehalten im Blut
ist die Verwendung verhältnismässig aufwendiger und
komplizierter
Geräte erforderlich. Weiterhin können
die obengenannten
Geräte nur zur Messung der Sauerstoffanreicherung im Arterienblut
verwendet werden.
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Die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ermög-
licht
bei ihrer Verwendung zur Sauerstoffmessung eine
kontinuierliche Messung
der Sauerstoffanreicherung des
Blutes sowohl in den Arterien
wie in den Venen. Es können aber auch uie Eigenschaften von anderen Körperflüssigkeiten
eines Patienten festgestellt werden, wobei die obengenannten Schwierigkeiten überwunden
werden. Allgemein gesprochen, ist die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, neue
und verbesserte Vorrichtungen zur kolorimetrischen Untersuchung von Proben anzugeben.
Eine weitere Aufgabe ist, neue Vorrichtungen zur Untereuchung von normalerweise
an verhältnismässig unzugängliehen Stellen befindlichen Proben anzugeben.
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Eine weitere Aufgabe ist, verbesserte Vorrichtungen zur Ausführung
einer Sauerstoffmessung anzugeben, bei der durch fptoelektrische kolorimetrische
Messungen der Sauerstoffgehalt des Arterienblutes im menschlichen Körper
kontinuierlich gemessen werden kann.
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Eine weitere Aufgabe besteht darin, verbesserte Vorrichtungen zur
direkten Einführung von licht in ein Flüssigkeit enthaltendes Gefäß sowie Vorrichtungen
zur kontinuierlichen analytischen Bestimmung von bestimmten charakteristischen Eigenschaften
der Flüssigkeit mit diesem licht anzugeben.
Eine weitere Aufgabe
ist, neue Vorrichtungen zur direk-
ten Einführung von Licht
in den Blutstrom von Vertebraten anzugeben, wobei das licht zerstreut, absorbiert
und von
dem-Blutstrom weitergeleitet wird und ferner Einrichtun-
gen
anzugeben, die zur Rückführung eines beträchtlichen
Teiles des lichtes
für eine kontinuierliche analytische Bestimmung des zurückkommenden
lichtes dienen. Dadurch können bestimmte charakteristische Veränderungen
des
Blutes festgestellt werden.
Eine weitere lufg4be
besteht darin, neue lichtleitende
faseroptische Vorrichtungen anzugeben,
die in verhält=
nilmässig abgelegene Bereiche zur Untersuchung von Pro-
ben
in diesen Gebieten leicht eingeführt werden können:, wobei mit
Hilfe von diesen Vorrichtungen licht durch
die Proben
gesandt und danach in ein elektrisches Signal
umgewandelt werden kann,
welches eine Anzeige für die
physikalischen Eigenschaften
der Probe liefert.
Eine weitere Aufgabe ist, verbesserte lichtleitende
faseroptische
Vorrichtungen anzugeben, die sich bis zu
verhältnismässig abgelegenen Stellen
zur Untersuchung
von Proben an diesen Stellen leicht einführen
lassen,
wobei in die Proben licht ausgesendet wird und zu
Unter-
suchungszwecken einwesentlicher Teil des lichtes zurückgeführt
wird.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine verbesserte
hochflexible
lichtleitende Sonde mit ausserordentlich ' geringen Querschnittsabmessungen
anzugeben, die zumindest
zwei voneinander isolierte lichtleitende
Bahnen aufweist, welche im Hauptteil der Sonde dicht nebeneinander
ange-
ordnet und im übrigen Teil der Sonde voneinander getrennt
sind.
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Eine weitere Aufgabe ist, verbesserte verhältnismässig
einfache, genaue und hochwirksame Vorrichtungen zur Ausführung
von Sauerstoffmessungen im lebenden Körper anzu-
geben, bei denen
praktisch keine Beeinflussung durch
andere Körperteile als das zu
untersuchende Blut auftritt. Einzelne Äusführungsbeispiele der Erfindung
werden nun
anhand von Beispielen beschrieben, wobei auf die beige-
fügten
Zeichnungen Bezug genommen wird. -In den Zeichnungen
ist
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anord-
nung nach der
Erfindung mit lichtleitenden
Vorrichtungen ;
Fig. 2 ein stark
vergrösserter längaquersehnitt eines Teiles der liohtleitenden Vorrichtung
von fig. 1;
Fig. 3 ein vergrösserter Querschnitt entlang
der
Linie 3-3 von Fig. 21
Fig. 4 ein stark vergrösserter
Längsschnitt einer abgewandelten lichtleitenden Vorrichtung; Fig. 5 ein vergrösserter
Querschnitt der Vorrichtung von Fig. 4 entlang der Linie 5-5i Fig. 6 eine schematische'Darstellung
einer anderen Ausführungsform einer Vorrichtung nach der " Erfindung; Fig. 7 eine
achemaUsche Darstellung des elektrischen . Meßsystens für die Vorrichtung von Fig.
l; Fig. 8 ein stark vergrösserter ausschnittsweiser Querschnitt einer weiteren abgewandelten
lichtleitenden Vorrichtung; Fig. 9 ein stark vergrösserter ausschnittsweiser Querschnitt
einer weiteren abgewandelten lichtleitenden Vorrichtung; Fig. 10 ein ausschnittsweiser
Längsschnitt eines
anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung; Fig. 11`
eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der.Erfindung;
Fig. 12 ein stark vergrösserter ausschnittsweiser Querschnitt von einem Ende einer
lichtleitenden Sonde mit der Anordnung nach Fig..ll bei der Verwendung zusammen
mit einem Katheter; und . .
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Fig. 13 ein Querschnitt entlang der Linie-13-13-von Fig. 12 in Richtung
der Pfeile gesehen.
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In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das
eine optische lichtleitende Sonde 10 aus flexiblen Fasern aufweist, deren eines
Ende innen in einer Nadel 11 nach Art einer Injektionskanüle befestigt ist. Am anderen
Ende der Sonde, das in einer noch näher zu beschreibenden Weise verzweigt ist, ist
ein Kolorimeter
| vorgesehen, das aus einer Lichtquelle 12, einen Paer |
| reflektierender Spiegel 13 und 14, und Durohlaßfiltern |
| 15 und 16.bestbht, die zusammen gegenüber der Mcht- |
| quelle verstellbar sind. Bine licht=oku4Lerungsvorrich- |
| tung l7 ist zwischen den filtern und dem benachbarten |
| Bade von einem Verzweigungsars.der Sonde 10 eingeschal- |
| tet, während in der Nähe des ]Inded@von den anderen
Vor- |
| aweigungsarm der Sonde 10 eint blektrisahe llsohaltung |
| mit fotoempfindliohen Vorrichtungen 18 angeordnet ist. |
| In dea 8tromkrein für die Meßsohalist ein Zeßgerät |
| zur Anzeige des Ausgangs der ßotoemptindlibhsg Vor- |
| richtung 18 vorgesehen. |
| Die Sonde 10 besteht aus einem2aar,lichtleitender Bahnen |
| ,;. |
| oder Kanäle 20 und 21 (Fig. 1, 2 t'4 3), die jeweils aus |
| einer einzigen biegsamen lichtlitt*nden ?aser bestehen |
| können; vorzugsweise werden sie jedoch aus einer grossen |
| Anzahl von einzeln isolierten lichtleitenden !fasern 22 |
| hergestellt, die dicht aneiganderlibgend zusammengebün-. |
| delt sind, Die Yaeern werden vorzugsweise durch |
| Ziehen einer Stange aus lichtleitenden Material herge- |
| stellt, die einen Kern aus Plintglas oder dergl. mit |
| verhältnismässig hohen Breohungsindez und darüber eine |
| dünne lichtisolierende Umhüllung oder Mantel aus Glas |
| -mit verhältnismässigniedrig« Breohungsindez, beispiels- |
| weise Kronglas, besität. Obwohl die Pasern vorzugsweise |
aus Glas
hergestellt werdin,
innen selbstverständlich
auch andere
plastische Materialien verwendet
werden.
Die
äasern können
durch Ziehen einer Stange
aus Kunststoff
oder
irgendeinem
anderen geeigneten lichtleitenden Material
mit hohen Breohungsinde:
zu
einer 7aser
herge-
stellt werden, worauf die äaser
mit einer liohtiaolie-
renden Schicht
von niedrigem Breohungsindez,
beispiels-
weise einer Mischung ton Tetraäthyl-o-8lliiat umgeben wird,
in der mikroskopische
Teilchen Kieselsäure
einge-
bettet
sind.
Das Ende
der Sonde
10 ist in der Nähe
der Verbindung
mit
der Injektionskanüle
so ausgebildet, dass der lichtlei-
tende
Kanal
21 den Kanal
20 (Pia*
3) umgibt, d.h.
der
Kanal
20 bildet den Kernteil der Sonde 10, und bei dem
in Fig.
2 dargestellten lusf'ährungsbeispiel
wird er von
dem anderen
ihn
umgebenden Kanal
21 durch eine verhältnismässig dünne
und biegsame hiohtechutswandung
,
um-
geben, die aus irgendeinem
geeigneten undurchlässigen
Material,
vorzugsweise
einem Metall oder Kunststoff,
hergestellt sein kann.
Eine ähnliche
biegsame Liohtschutswanduna
24 umgibt
die Masern 22, welche
den lichtleiten-
den Kanal
21 bilden,und
ein dicht anliegender Bohuts-
mantel,25
aus Kunststoff
oder
dergl.
ist um die gesamte Anordnung
gelegt, um
eine Beschädigung
der Fasern
22
oder der Schutzwandung
24 während
des Hantierens
mit der
Sonde 10
au verhindern. -
an
einer bestimmten
Stelle in hängeriohtuns verzweigt
sich die Sonde l0,ua
die lichtleitenden Kanäle
20 und
21
voneinander zu trennen (liehe rig. 1 und 2). An üeser
Stelle ist eine
Vqrsweigung vorgesehen" und
die ?euern
22
-des Kanals
21 sind ein genügendes Stück
auseinanderge-
sogen, um ein Herausführen
den Kanals
20 einsohlieeslich
seiner Schutzwandung
23 zu ermöglichen. hetsterer erstreckt
sich durch eine Seite des Kanals
21 seitlich
nach aussen,
wobei er sich von dem susa»Angeset$ten
Aufbau
den oben
beschriebenen
Teiles der Sonde trennt. 1n
dieser Versweigung
26 sind die Pasern
den Kanals 21 fest zu
Gruppen
aneinandergefügt,
wie dies in Fig.
2 gezeigt
ist, um
nachher als eine
getrennte Einheit unabhängig und
losge-
löst von dem Kanal 20
weiterzulaufen. Bei Zig. 2
sollte
man
beachten, dazu an
der Verzweigung
26 die hichtschutswandung
24, die den Kanal
21 umgibt,
nur so weit geöffnet
ist, dass
die hichtechutswandun«
23 den Kanals
20 hindurchtreten
kann. An
dieser Öffnung
ist die Schutzwandung
24
mit
der Schutzwandung 23
verbunden, wobei letztere unverletzt hindurchläuft
WA einen Streufluss
von licht
aus
der Sonde hinaur'-
tlthindert.
Auf. diese Weine wird eine
vollständige hichtabdiohtung an
der Verswei&ag
26 erzielt
und
der Schutzmantel
25 ist so um die Verzweigung
fest
angelegt,
dass er sick
von dort weiter nach
aussen er-
| streokt und dann jeden der voneinander getrennten licht- |
| leitenden Kanäle 20 und 21 =gibt. |
| Die lasera 22, die einen Teil der Sonde 10 bilden, |
| besitzen eine Dänge, die der gewünschten hängt der
Sonde |
| entspr:Loht und eretreaken siä tiurohlaufend
über die ge- |
| boxt e hänge ,0 |
| Die Sonde von !1g. 2 und 3 iam, Brie Pig. 8 zeigt, aübh |
| ohne die hiohtsohutswandungsla 93 und 24 hergestellt |
| werden. In dieses lalle ist es jedoch vorteilhatt,'einen |
| Werhältnisafig kurzen rohrtösnigep hlohtsohuts 23a
vorzu- |
| sehen, der den 4=ereten liohtleitenäen Kanal 20 uagibt, |
| im zu verhindern, dies von de* Bade leb lichtleitenden |
| Kanals ausgesendetes Licht zur Seite gestreut und |
| direkt surüai in den %aasl@lt) gesendet wird. Dib
einzelnen, |
| fsern 22, &1o, wie bereiti erwähnt, mmntelt oder-um. |
| hüllt sind, bilden einzeln isolierte Lichtwege im übri- |
| gen Teil der Sonde und verhindern dabei jede störende |
| weoheelwirkuna oder Lichtübertragung zwischen den Kanälen |
| Da die Fasern verhältnismässig lang sind und einen sehr |
| i |
| dünnen Querschnitt btsithen, sind nie hochflexibel:. Wenn |
| sie zu einer Qruppe veieinigt sind, wie es in zig.
2, 3 |
und 8 gezeigt
ist, ist das dabei entstehende Gebilde
(die
Sonde 10) verhältnismässig flexibel und
leicht bieg-.
neun.
Die gegenüberliegenden Enden
der Fasern
22 der
Kanäle 20
und 21 werden jeweils miteinander verschweisst,
verklebt oder auf
andere
Weise miteinander verbunden,
um eine Längsbewegung
oder eine Verschiebung
der Fasern
zu vermeiden. Ferner werden
diese Enden optisch bearbeitet, um
die Fasern zur Übertragung
von Licht aufnahmefähig zu saohen.
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Man sollte erwähnen, dass die Querschnitte
der licht-
leitenden Kanäle 20 und 21 der Sonde 10 so
gewählt werden
können, dass nie einander gleich sind oder zueinander
in einen gewünschten Grössenverhältnis stehen, d.h. der
a
Kanal 20 kann so ausgefahrt werden, dass er eine grössere
Quersohnittsfläohe
als der Kanal 21 besitzt oder umgekehrt. Die Vorrichtung nach
der Erfindung liefert in Porn des
Austührungsbeispieles
von Pig. 1 neu* und verbesserte Vorrichtungen zur Ausführung
von Sauerstoffmessungen, mit
denen die Baueretoffanreioherung
in Blut während der Zir-
kulation in Körper eines
Patienten xöntinuierlich gemessen
werden kann.
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Wenn die Sauerstoffmessung
mit der Vorrichtung nach der
Erfindung
ausgeführt
wird, wird
die Injektionskanüle
11,
in der ein
optisch bearbeitetes Ende
der Sonde 10 be-
festigt ist (Zig.
1), durch
die Gewebe 27 des Körpers
in eine Arterie
28 eingerührt,
um das Anfangsende
11a
der Kanüle
11 in den Blutstrom
29 zu
bringen. Wenn
dies
geschehen
ist, steht das Ende
10a der Sonde 10 mit dem
Blut 29 in direkter
Berührung,
wie sich auch aus der
Zeichnung
ergibt. Von dem oben beschriebenen
Kolorimeter
wird dann
licht in einen der
beiden verzweigten
Arme
der Sonde 10 geleitet, wobei es dann
von einem
der lichtleitenden
Kanäle
der Sonde
weitergeleitet und
am Ende
10 a in den Blutstrom
29 eingeführt
wird. Bei
dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel
dient der
Kanal
21 zur Einleitung
des Lichtes
in den Blutstrom.
Da
die beiden Kanäle
20 und 21 im
wesentlichen die
gleiche
Quersohnittsiläohe
besitzen, ist es jedoch
unwesentlich, welcher der beiden
Kanäle
zur Einführung
des Lichtes
in den Blutstrom verwendet wird.
Nachdem
das Licht
Ton dem Kanal
21 in das Blut einge-
führt
ist, wird
es dort zerstreut, absorbiert und teil-
weise reflektiert
und Ton den
Blutzellen und anderen Bestandteilen
des Blutes weitergeleitet. Ein
wesentlicher
Teil des Lichtes
findet darin
seinen Weg
zurück
zu dem
Znde
10a der Sonde 10 und wird durch den Kanal 20 wieder
zu
dem Kolorimeter
geleitet, wo es kolorimetrisoh
unter-
sucht
wird.
| Na ist von klinischen Interesse, den ßauerstofgehslt |
| den Blutes an verschiedenen Stellen der Organionen be- |
| stimmen zu können. Indem die Intensität den durch den |
| Kanal 20 der Sondq 10 zurückkehrenden Irlchten.in be- |
| atimten Speätrzlbareichen gemessen wird, kann der Pro- |
| zentgehalt des mit' Sauerntoff angereicherten Mtaoglobine |
| in Verhältnis zu den Gesamtgehalt den in Blut vorhan- |
| denen Hämoglobin* bestimmt werden. Umoglobin, das
das |
| #tmungepignent in den roten Blutkörperchen der Verte- |
| braten ist, verbindet sich lose mit dem Sauerotoff, wenn |
| dieser von den Zungen aufgenommen wird und wird dann zu |
| Oxyhämoglobin. Der Sauerstoff wird dann in den Körper- |
| geweben abgegeben, wobei das jiänoglobin reduziert wird. |
| In ist bekannt, dann es bei der Messung der Intennititt |
| den Lichteng das innerhalb bestimmter Opektralbereiche |
| den Blutstrom durchlaufen hat, verschiedene übernohnei- |
| dungewellenlängent(cronn-over) für 0x7h"oglobin und |
| reduzierten H1d*oglobin gibt. Binige davon können mit |
| Eilte geeigneter Durohlasnfilter oder 7ilteriombinati- |
| onen fast vollständig isoliert werden, wobei die ?alter |
| in wesentlichen monoohromatiaohen Licht liefern. An dieam |
| Überschneidungspunkten wirih das Licht von den Cz»äuoglobin |
| und den reduzierten Hämoglobin in in wesentlichen der |
| gleichen Weine abeorbiertg no dann nach Ziatühren dienen |
| laichten in den Blutstrom, wo es teilweite absorbiert |
| uM teilweise von denn Hämoglobin weitergeleitet wird |
| und nach iurUokfUhren #ines wesentlichen Teilen des von |
| d« Hämoglobin weitergeleiteten lichtes, um es auf eine |
| geeignete fotoempfindliche Vorrichtung, beispielsweise |
| auf einen Kadaium-Selen-fotohalbleiter 18 fallen
zu |
| losen, der mit einem Messgerät 19 elektrisch verbunden |
| ist, die Bpanaazngeraderung in elektrischen Stromfreie |
| a« ?otohalbleiter und Kesegft praktisch unabhängig |
| von der Sauerstoffanreicherung den Hüsoglobins ist, |
| von einer Veränderung des Gesruathämoglobins jedoch |
| hoohempfinälieh abhängt. |
Qm
diese kensung auszuführen, wird
der Seil den Kolori-
| zetern von ftg. 1, der das Licht in den Kanal 21 der |
| Sonde 10 leitet, mit einer Iriehtquelle 12, beispiels- |
| weine einer 6-Volt-hsape, vorzugsweise mit wolfrvfsden, |
| 1 |
| verbunden, welche Moht auf einen reflektierenden Spiegel |
| 13 nach oben aussendet. Der Spiegel 13 richtet dann das |
| licht stuf einen DurohlUfilter 15,und über eine opti- |
| ache ?okassiervorriohtung 17 gelangt es in den licht- |
| leitenden rann' 21 der Sonde 10. |
| Bei einer Wellenlänge von ungefähr 8#10-5 o2 (800 |
bei der einer der oben genannten Überschneidungspunkte in Spektrum liegt,
ist eine Bestimmung
des gesamten
| Hämoglobins leicht auszuführen. Um nur einen bestimmten |
| Teil des Lichtes von der Lichtquelle 12 durchzulassen, |
| dar in den sehr engen Bereich des Spektru@as (ungefähr
bei |
| 800p) liegt und in den Kanal 21 der Sonde 10 einzuführen, |
| ist der Spiegel 13, der das Licht auf den Filter 15 |
| richtet, durch irgendein bekanntes Verfahren diehroitisch |
| gemacht worden und im vorliegenden Falle so ausgebildet, |
| dass er nur Licht aus einen ßpektralbereich von etwa |
| 660 %a und 875 /n reflektiert, während er Licht aus den |
| übrigen apektralbereiohen durchliest. Der Spiegel 13 |
| erfüllt also eine doppelte Aufgabe, nämlich die Band- |
| breite des auf den Filter 15 gerichteten Lichtes auf |
| etwa die oben angegebenen Grenzen einzuengen und das |
| ausserhalb dieser drenzen liegende Licht durohpulassen |
| und damit von den Pilter 15 fortsuleiten. Auf diese |
| leise wird die von diesen teil des ]Lichtes stasmende |
| Wämäletergie durch gen bpiegei 13 .hinlbroh weggeleitet |
| und kmti onit nicht zehr den rilter 159 die Pokussier- |
| vorrioht"g 1? 1m# dohliessiioh das zu untereuohende |
| Blut erreichen. .`Um den von dem Spiegel 13 reflektierten
Bereich des |
| Lichtes weiter einzuengen, ist ein Diurohlassfilter 15 |
| vorgesehen, das aus einem Paar üblicher im Handel erhält. |
| lioher #ratten-Bilter besteht, welche die gewwUnnechten |
| Piltereigenechaftea |
| eine entsprechende Pil- |
terang
ergeben. $s wurde gefunden,
dass die mit Nr.
88a
bezeichneten Pilter,
wenn nie Pläche
an Pläche
nebenein-
ander angeordnet sind,
fast alles Licht
aus dem
Spektral-
bereich unter
etwa 740 /u abschneiden.
Auf diese Weise.
besteht, wie
man leicht einsieht,
das Licht,
das schliess-
lioh durch das Durchlabfilter
15 hindurchgeht,
fast nur
aus jenem licht
der Lichtquelle 12, welches innerhalb
des
ßpektralbereiohes
von ungefähr 740 bis 875 P
liegt,
wobei der
Mittelwert
bei ungefähr
800 /u
liegt.
Nachdem das licht in
die Sonde geleitet worden ist, und
den lichtleitenden Kanal
21 durchlaufen hatt gelangt
sag
wie bereits erwähnt,
in den Blutstrom 29, wird dort
zerstreut, teilweise absorbiert, reflektiert
und von
den Bestandteilen
des Blutes weitergeleitet, wobei ein
wesentlicher Teil dieses Lichtes
den Weg zurück durch
die Sonde
10 finden wird, um schliesslich
von der lichtempfindlichen
Vorrichtung 18 aufgenommen zü
werden. Die
lichtempfindliche
Vorrichtung
18, die hier als Beispiel
angeführt
wird, ist ein Kadmium-Selen-BOtohalbleiter.
Potohalbleiter
dieser Art
werden serienmässig
hergestellt
md
sind im Handel erhältlich. Zn Fig.
7 ist ein Schaltschema
der elektrischen »8an-
ordnung
dargestellt, die aus der totoempfindlichen
Vorrichtung
18 (sohematiech
als ein veräaderlioher
Wider-
stand dargestellt)
aus einer Stroaquelle
B, beispiels-
weise
einer 135-Volt-Batterie,
die mit der toto«ptindliohen Vorrichtung 18.in
Reihe geschaltet ist, einen 10-Yegoha-Yorwiderstand
R und
aus den Voltaeter
19 be-
steht, das parallel zu den
Widerstand B
geschaltet ist.
Der Teil des lichtes,
der von dem Blutstron durch
die
Sonde zurückläuft,
fällt auf die
totoempfindliche Vorrichtung
18 und bewirkt
eine Veränderung ihres
Wideretandes.
Die ßotoenpfindliohe Vorrichtung
18, die, wie
oben
erwähnt,
ein äWLaium-Selen-Botohalbleiter
ist, be-
sitzt bei
Dunkelheit (d.h. wenn
sie kein licht aufnimmt)
einen verhältniemgssig
hohen Widerstand, während ihr Widerstand
bei Beleuchtung
fällt und
sie in grösseren Maße
leitende wird. Die Veränderung
des Widerstands
der lichtempfindlichen Vorrichtung 18 bewirkt
eine Änderung
des Stromflusses
in der oben beschriebenen Reihenschaltung,
was eine Veränderung
der an
den Vorwideretand auftretenden
Spannung
in Abhängigkeit von der Intensität
des auf die totoemptindliohe
Vorrichtung
fallenden lichtes
zur Polge
hat. Diese Ver#nderung
der Spannung
wird
dann mit dost Voltmeter
19 gemessen, das beispielsweise
ein
handeleübliohes "$enior
Volt Ohayat WV
97A" sein kann.
Das
am Voltmeter 19 abzulesende Ergebnis stellt
eine An-
zeige
den gesamten Hämoglobins dar,
da, wie
bereits erwähnt, das Ansprechen
der lichtempfindlichen Vorrichtung
18 bei dem gerade beschriebenen Fall
praktisch unabhängig
von der Baueretoffanreioherung
den Hämoglobins
in
Blut ist, während
die Anordnung andererseits für inderangen
in Gesaathämoglobingehalt hoohempfindlioh
ist.
Um nun
das Verhältnis zwischen
dem gesamten und dem reduzierten Hämoglobin
zu bestimmen,
aus den man
den
Prozentgehalt
den saueretoffangereioherteu
Hämoglobins zu
dem gesamten Hämoglobin !a
Blut bestimmen kann,
ist
| es notwendig, eine zweite meszung der ]Liohtintensiäten |
| bei einer Wellenlänge den Spektrums sorsunehmen, bei der |
| dem Maht von Onhämoglobin und von reduzierten Hämoglo- |
| bin untersohiedlioh absorbiert wird. |
| Diese zweite kessung wird beispielsweise unter Ver- |
| wendun4 dine@ b#"hlassfiiters 1.e Vuä einer ßpiegel- |
| anOrdaung 14 iüugefUhrt, die Uoht einer Wellenlänge |
| von ungefähr 6!0 /n durchläset und fast- alles übrige |
| Licht sUMokUlt. 8elbstverständlioh könne& die Nessurt- |
| gen frir diese zweite Bestrag auch in «deren Opektral- |
| bereiotrn vorgenommen werden. In gleicher Weine können |
| die üntersuohuagen auch bei anderen bekannten über |
| schneidungspnnkten für 0z7hUoglobin und reduziertes |
| Hämoglobin vorgenommen werden. Die hier erwähnten Spektral- |
bereiche
sind nur als Beispiele angeführt.
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Um die zuvor erwähnte zweite Messung mit der
Vorrichtung von Pig. 1 auszuführen, werden der Spiegel 14 und das
DurchlaBfilter
16 in den optischen Weg zwischen der
Lichtquelle 12. und der
Pokussierungevorrichtung 17 ge-
bracht. Dies lässt sich dadurch
ausführen, dass das
Gestell 31r an dem die Spiegel und Filter befestigt
sind,
in der Richtung des Pfeiles 32 zur Seite verschoben
wird. Das Filter 16 besteht bei dem oben angegebenen Ausführungsbeispiel
aus der Kombination von einer 8,8 am dicken
Platte aus wärmeabsorbierendem
Glas und einem Wrattenfilter Nr. 26, die Fläche an Fläche nebeneinander
angeordnet.sind. Durch das wärmeabsorbierende Glas, das beiepielsweise
Bin Phosphatglas mit 45 bis 80 Gewichtsteilen
P205, 8 bis 25
Gewichtsteilen J11203 und 1 bis 30 Gewichts-
teilen 8102 nein kann
und das ferner 095 bis 6 Gewichts-
teile Eieenoxyd
enthalten kann, wie es z.B. in der USA-Patentschrift
2 359 7899 veröffentlicht am 10. Okt. 1944,
beschrieben ist, ist
es möglich, dass der Spiegel 14 ein
üblicher ebener Oberfläohenspiegel
(z,rB. ein versilberter
Spiegel) ist. Es können aber stattdessen auch
andere Kombinationen von Filtern 16 mit dichroitischen Spiegeln
14 bekannter Ausführung verwendet-werden, damit die Wärme
und das Licht aus den nichtgewünschten Teilen den Spektrums ausgefiltert
werden.
Wenn das pilter 16 und der Spiegel 14
eingeschoben sind,
um das licht der Lichtquelle 12 zu filtern»
wird Licht
mit einer Wellenlänge von ungefähr 620 P durch
den Kanal 21 der Sonde 10 hindurch in den Blutstrom geleitet,
wo
es zerstreut, teilweise absorbiert und von den Be-
standteilen den Blutes
weitergeleitet wird. Ein wesent-
licher Teil des lichtes
nimmt dann den Weg zurück zu
dem Ende 10 a der Sonde
und wird den Kanal 20 der Sonde
durchlaufen, um eohliesalioh
auf die fotoempfindliche
Vorrichtung 18 aufzutreffen und diese zu erregen.
Das
Meßgerst 19 zeigt dann in der oben beschriebenen Weise
die
Intensität des Lichtes an. Die Ergebnisse, die mit
dem hilter
15 und dem Spiegel 13 einerseits (die eine
Anzeige des gesamten
Hämoglobingehaltes im Blut liefern) und die Ergebnisse, die mit dem
Spiegel 14 und dem Pilter 16 andererseits erzielt werden (die eine
Anzeige für das reduzierte Hämoglobin liefern) ergeben zusammen
nach Durchführung gut bekannter Rechenverfahren für die
Sauerstoffmessung
ein Ergebnin über den Prozentgehalt
des aauerstoffangereioherten
Hämoglobins im gesamten Hämoglobin des Blutes (dem sauerstoffangereicherten
und reduzierten Hämoglobin). Wenn das oben beschriebene
Verfahren
fortlaufend widerholt wird, wobei das gesamte
und das reduzierte
Hämoglobin im Blut festgestellt werden,
kann eine ständige Prüfung
des Sauerstoffgehaltes im Blut erfolgen. Es ist einleuchtend,
dass bei den be-
schriebenen Bedingungen die 9ösliohkeit
einer Veraeuohun4 des Bluten praktisch ausgeschlossen ist.
-
Man sollte auch erwähnen, dass die Iaiohtinteneitgten
von anderen Blutbestandteilen (weisen Blutkörperohett, Plättehen,
Blutplasma) nicht wenentlich beein:flueafi werden, ebenso nicht durch
eine Absorption in den Panern 22 der Sonde. Mögliche Abweichungen, die
von benonAeren Eigenschatten des gerade :u messenden Bluten, wie bei-
spielsweise
von der Grösse, Form und Zahl der roten Blutkörperohen, plättohen, weinsen
Blutkörperohen usw, herrühren, können durch eine Eichung berücksichtigt
werden, wobei jeweils das 31ut gemessen. wird, wenn en
100
ybig mit Sauerstoff angereichert ist. Da derselbe
lichtleitende
Fanal 20 sowohl. für wie Messung des gesamGen )Kämoglobine ele auG'r. für
die Messung des redu-
zierten Bämoglobi äs verwendet wird, ist das
Ergebnis praktisch unabhängig von der Durchlässigkeit der Fasern 22.
Mit
der oben beschriebenen Vorrichtung kann die Sauerstoßtanreioherung
im Blut kontinuierlich, beispielsweiee während einer Narkose, gemessen
werden. Hierbei ist en von grossem Wert, ständig eine Angabe über
den
Sauerstoffgehalt des Blutes zu erhalten. Wenn die Kanüle
11
einmal in den Blutstrom eingeführt ist kann nie mit
der Sonde 10
jede gewünschte Zeitlang im Blutstrom bleiben
(d.h.
während der pperation oder während der Untersnohung).
Das eine erde der Bonds 10 ete:t dabei mit
den Blut in direktem
Kontakt. Daraum ergeben sizh sehr
genaue Messungen
der Bluteigenscheeten. Fezmer haben die
Körpergewebe selbst,
die ungleichmässige Verteilung
den Pigmentes in den &eweben
oder die vereohiedenen Dichten dieser Pigmente praktisch keine; Einfluse
auf
den den Blutstrom d-:r :hsetsende und durch die Sonde
surüokkehrende
licht. Weiterhin ist diese Vorrichtung, die eine sehr genaue Analyse
des Bluten ermöglicht, äusserst einfach zu bedienen ahne Schwierigkeiten
transportierbax auszubilden und leiort bei den Patienten anzu-
wenden.
Wenn
das Blut an abgeiegenen Stillen innerhalb den
Körpers eines Patienten,
beiapielsweiee im Herzen, untersucht werden soll, wird das Ende
10a der Sondo 10
ohne die Kanüle 1'1 (siehe Pigc
8) an einer geeigneten
Stelle den Körpers den Patienten, an der die betreffende
Arterie
der Körperoberfläche am nächsten ist, in die
Arterie eingetihrt.
Dabei wird in einer den Mediziner bekannten Weise in der Arterie
eine Öffnung gebildet,
durch die die Sande 10 dann a4lange
durch die Arterie geführt wird, bis ihr Ende 10a die gewUnechte
Stelle im Körper erreicht, an der das Blut untersucht
werden soll.
Während den hinfUhrens der Sonde 10 in die Arterie
kann
deren Weg unter Verwendung eines Durchleuchtungsgerätes oder
dergl. verfolgt werden, so dass die Zage des Endes 10a jederzeit festgestellt werden
kann. Das von einem der lichtleitenden Kanäle der Sonde zugeführte licht wird an
der oben erwähnten abgelegenen Stelle des Körpers in den Blutstrom eingeleitet und
ein wesentlicher Teil dieses lichtes kehrt dann durch den anderen lichtleitenden
Kanal der Sonde zurück, so dass es in der beschriebenen Weise analysiert werden
kann. Um eine genaue !Analyse des Blutes oder der zu untersuchenden Flüssigkeit
zu ermöglichen und um sicherzustellen, dass das Blut am Ende 10a der Sonde 10 jederzeit
während der Untersuchung frei fliessen kann, wird, wie Fig. 10 zeigt, über das Ende
10a der Sonde 10 eine rohrförmige'Verlängerung 60 gestülpte Die Verlängerung 60
verhindert eine mögliche Berührung des Endes 10a der Sonde mit den.Wänden einer
Arterie öder Vene. Die Verlängerung ist vorzugsweise mit einem offenen Ende und
Schlitzen 61 versehen, die das Blut oder die zu untersuchende Flüssigkeit frei zur
Seite und/oder durch das Ende der Verlängerung 60 an dem Ende 10a der Sonde vorbei
ausströmen lassen, so dass das in den Blutstrom _ eintretende Licht schon innerhalb
der Verlängerung 60 vom Blut teilweise absorbiert, weitergeleitet, zerstreut oder
reflektiert wird und in die Sonde zurückkehrt, ohne
in irgendeiner
Weise durch eine xeflektion an den Wänden der Blutgefässe beeinflusst zu werden.
Dabei sollte man hervorheben, dass sich das-Ende 10a der Sonde 10 bis in
den mit Schlitzen versehenen Bereich der Verlängerung 60 erstreckt, damit ein Stillstehen
oder Stagnieren des Blutes nahe dem Ende 10a der Sonde in der Verlängerung 60 verhindert
wird. Man sollte auch darauf hinweisen, dass, sobald sich das Ende 10a der Sonde
den Seitenwänden eines Blutgefässes nähert oder daran anlegt und den Blutstrom am
Ende hindert, das von der Sonde 10 ausgesandte licht teilweise von den Seitenwänden
des Gefässes in die Sonde zurückreflektiert werden würde, was eine ungenaue Messung
der Zusammensetzung des Blutes zur Folge hätte. Die Verwendung der oben beschriebenen
Verlängerung vermeidet aber diese Schwierigkeiten. Die Sonde 10 kann selbstverständlich
in jeder gewünschten Länge und Stärke hergestellt werden, wobei ihr Querschnitt
vorzugsweise beträchtlich kleiner sein soll als der Durchmesser der Venen oder Arterien,
in die sie eingeführt werden soll. Für bestimmte Anwendungszwecke kann die faseroptische
Sonde nach der Erfindung ohne weiteres in einem Katheter, wie er zur Blutentnahme
aus den Arterien oder dem Herzen verwendet wird, angeordnet werden.
Fig.
4 und 5 zeigt eine abgewandelte Ausführung einer
faseroptischen
Sonde. Ein Paar lichtleitender Kanäle 33
und 34, die jeweils
aus einer grossen Zahl von lichtlei-
tenden Fasern
35 bestehen, ist nebeneinander angeordnet,
Eine Wandung
aus flexiblem lichtundurchlässigen Kunststoff oder aus einem anderen
geeigneten lichtisolierende
Material dient zur Umhüllung der Fasern
35 und zur Isolierung der lichtleitenden Kanäle 33 und 34 gegeneinander.
Die Wandung 36 ist über ihre gesamte Länge mit einer
Innenrippe
37 versehen, die die beiden Fasergruppen der
lichtleitenden Kanäle
33 und 34 voneinander trennt, An einer bestimmten Stelle
dieser in Fige 4 und 5. gezeigten
Sonde ist eine Verzweigungsstelle
38 vorgesehen, an der
sich die Sonde in zwei Arme
mit den getrennten Kanälen 33 und 34 verzweigte An dieser Verzweigungsstelle
ist
die Wandung 36 so geteilt, dass sie die beiden Kanäle
33 und 34 einzeln umgibt. Die Wandung 36 kann durch
Pressen
so hergestellt werden, dass sie sich durchgehend
über die gesamte
Länge erstreckt. Die Fasern 35 können
danach durch die Wandung
hindurch eingezogen werden. Die
Wandung kann aber auch direkt auf
den Fasergruppen, die
die lichtleitenden Kanäle 33 und 34 bilden, in nahezu
der
gleichen Weise wie eine Isolierung für elektrische
Leiter aufgebracht
werden. Weiterhin können die licht-
leitenden Kanäle 33 und
34 so ausgebildet sein, dass sie
eine
unterschiedliche Querschnittsfläche besitzen, wobei
die Innenrippe
37 der Wandung 36 nur umgesetzt wird.
-
Man sollte auch erwähnen, daso-sich bei Verwendung
von
lichtleitenden Fasern 35, welche einzeln mit lichtisolierenden Umhüllungen
versehen sind, die Zwischenwandung 37 nicht über die gesamte Länge der Sonde zu
erstrecken braucht. Am Ende der Sonde sollte jedoch ein verhältniemässig kurzes
Stück der Innenrippe vorhanden sein, um
die in einer Untersuchurigaflüasigkeit
angeordneten licht-
leitenden Kanäle 33 und 34 voneinander zu trennen.
Dadurch
wird verhindert, dass das von einem der Kanäleausgehende Licht zur
Seite gestreut und in den anderen
Kanal direkt wieder zurückgeleitet
wird.
-
l
Fig.
9 zeigt ein weiteres äusführungabeispiel für
eine
faseroptische Sonde, die eine Vorrichtung
zum Durchleuch-
ten
von Proben (inebesondere
flüssigen Proben) darstellt» Diese Sonde dient
nicht so sehr dazu, Licht in die Proben
einzuleiten und Teile dieses Lichts,
die von den proben
reflektiert oder auf andere Weise zurückgelangt
sind,
durch die Sonde zurückzuführen,
wie es
bei den oben
be-
schriebenen Sonden von Fig.
2, 4 und 8 der Fall war. Die
Sonde
von Fig. 9 besteht aus einem Paar lichtleitender.
Kanäle 46 und
47, welche
aus einer oder mehreren umhüllten
oder lichtisolierten
Fasern
hergestellt Hein können.
| Die zur Erläuterung dienende Zeichnung zeigt, dann die |
| Kanäle 46 und 47 aus einer grossen Anzahl von licht- |
| leitenden fasern 48 bestehen. Diese Kanäle 46 und 47 |
| sind an dem Ende der Sonde, das mit der zu untersuchenden |
| Probe in Berührung gebracht werden soll, dicht nebenein- |
| ander angeordnet. Das gegenüberliegende Ende der Sonde |
| Ton Pig. 9 kann in zwei Arme verzweigt sein, um die |
| Kanäle 46 und 47 in ähnlicher Weise wie bei Fig. 4,
von- |
| einander zu trennen. An dem Ende der Sonde von Pig. 9, das |
| mit einer .Probe in Berührung gebracht wird, sind die
- |
| Endflächen der Kanäle 46 und 47 optisch bearbeitet-und |
| mit ebenen Oberflächen 49 und 50 versehen, die unter |
| einem Winkel von 450 zu den Längsachsen der entsprechenden |
| Kanäle angeordnet eiad, so dass sie untereinander eixien |
| Winkel von 90° kildsu. -Die Oberflächen 49 und 50 sind |
| versilbert oder-auf, andere Weise so behandelt, dass sie |
| das den .Kanal 46 durchlaufende licht an ihrer Oberfläche |
| 49 in einer Richtung senkrecht zur ichee'dee Kanales_ |
| reflektieren und u& den Kanal 47 richten' wobei es Ton |
| der Spiegelfläche 50 durch den Kanal 47 parallel zur ,Achse |
| xurückgeleitet' wirde Da der Reileki8.on®winkel des. Lichtes |
| an der Oberfläche 49 grösser ist als der kritieche-Reflek- |
| tionswinkel der Umhüllung oder, der.
Isolierschicht auf . |
| den äasern 48, kann,.das licht direkt durch die-Umhüllungen |
| laufen. Die Enden der Kanüle 46 und 47= können aber. auch |
| mit einer senkrecht .zur,Zängeachse -angeordneten, optisch |
| bearbeiteten Oberfläche versehen aeing Wobei ein -
90°-priaaa |
| alt der ebenem Fläche in optischem Kontakt gebracht würde, |
| um die beiden Spiegeltläohen 49 und 50 zu
ersetzen. |
| Um eine Vorrichtung mm Durchleuchten einer Probe zu |
| schaffen, ist nahe an Bade der Sonde ein Bin®ohnitt 51 |
| vorgesehen, der den Kanal-47 durchsetzt und dessen
hsern |
| 48 trennt, so dann ein Paar im Abstand voneinander enge- |
| ordneter,paralleler, ebener Obertlüchen-52 und 53 entr |
| steht, die senicreoht zu der lgagaachae den Rauales
47' |
| angeordnet sind. Die Oberflächen 52 und 53 Bind, um das |
| bicht absuatrahlen und au empfangen, optisch bearbeitet. |
| Fenn das Ende der Sonde in eine Plünaigkeit, beispiels- |
| weine in Blut, eintaucht, wird die Flüssigkeit besw. das |
| Blut in den Zixsohnitt einfliessen oder den Zwischenraum |
| zwischen den Flächen 52 und 53 durohntröaen. Das von der |
| Spiegelfläche 50 reflektierte licht wird dann direkt- |
| durch die Flü»igkeit oder das Blut geleitet und von der |
| Oberfläche 53 atfgenosmen, um achlieselich nach Durch- |
| laufen den Kanals 47 der Sonde koloriaetrinoh oder auf |
| andere Feine untersucht zu werden. Eine Schutzwand
54 aus |
| Kunststoff oder eine: anderen geeigneten biegsamen Rate. |
| rial ist fest ut die Kanäle 46 und 47 der Sonde gelegt, |
| wobei sie ein Mde der Sonde eine gut abgerundete
Kappe |
| bildet, die ein lfnfähren durch ein Blutgefäss oder |
| dergl. ermöglicht, ohne dann das Blutgefäne beschädigt wird. |
| -In der Schutzwand isedort, Wo der Einschnitt 51 liegt, |
| eine Öffnung 56 vorgesehen, durch die die 2robeflüssigkeit* |
| in den Einschnitt einflieesen kann. An der Öffnung 51 |
| sind die Kanten 57 der Schutzwand vorzugsweise nach innen |
| abgerundet: um. ein Besthaken oder Verletzen der Blut- |
| gefässe oder dergl. beim Einführen zu verhindern.
Die |
| Schutzwand 54 ist vorzugsweise an den Pasern 48 der licht- |
| leitenden Kanäle 46 und 47 festgeklebt oder an diesen |
| auf andere Weise befestigt, damit die suseinamderliegenden |
| Teile der Kanäle 47 zueinander und zu der 8piegelfläahe |
| 49 den Kanales 46 Kot ausgerichtet bleiben. |
| Fig. 6 eeigt ein abgewandeltes lusffihrungebeiapiel der |
| Erfindung mit einer faseroptiaahen Sonde der in fig. 1, |
| 2 und 3 oder Pig. 4 und 5 dargestellten Art, deren eines |
| lade innen in einer rohsfürnigen Kanüle oder dergl, in |
| in wesentlichen der gleichen Weise befestigt ist, wie |
| dies bei der Sonde 10 in der Kanüle 11 der 1a11 ist. |
| Die Sonde 39, die ein Paar lichtleitender Kanals 41 und |
| 42 besitzt, verzweigt sich an d«a der Kanüle 40
gegenüber- |
| liegenden Ende in zwei getrennte Kahle 41 und 42. Wenn |
| die Kanüle 40 in eine zu untersuchende Probe
43 eine- . |
| fuhrt igt, leitet nun licht voll einer geeigneten licht- |
| quelle 44 in den Kanal 42 der Sonde, das den Kanal
bis |
| zu dem Ende 39a der Sonde dnrohläuft. Dort wird es in |
| das Probenmaterial 43 ausgesendet, zerstreut, teilweise |
| absorbiert und zumindest, teilweise reflektiert
sowie |
| Ton dem Material der Probe zu dem Ende 39a der Sonde 39 |
| zurückgeleitet und läuft dann weiter durch den Kanal 41 |
| der Sonde zu'einem Auge 45. Das von dem Probenmat$rial |
| reflektierte und/oder weitergeleitete Licht wird die |
| lfarbe des Materials annehmen, die an dem _
Ende 41a des |
| 1Canale 41 direkt beobachtet werden kann. Durch eine vor |
| dem Auge 45 angeordnete |
| kann das Ende 41a der |
| Bonde 39 vergrössert |
| betrachtet.werden. |
| Die verschiedenen bisher beschriebenen faseroptisehen |
| Sonden bestanden jeweils aus einem Paar lichtleitender |
| ianäle (einem, um das licht in eine Probe einzuführen. |
| und einem anderen, um das .Zieht von der grobe zur Ana- |
| lyse zurückzuführen). Die in Fig. 11, 12. und. 13 gezeigte, |
| Faseraondenanordnung, die nur einen lichtleitenden Kanal_ |
| aufweist, kann auch zur Ausführung fotoelektrischer |
| kolorinetrischer Untersuchungen verwendet werden. |
| Aue Fig. 12 und 13@ergibt sich, dann die faseroptische |
| Sonde 63 aus einem Katheter 64 mit einem einzigen, innen |
| angeordneten, lichtleitenden Kanal 65 besteht, der sich |
| fast über die gesamte Länge erstreckt. Der Kanal.65 ent". |
| hält eine grosse Anzahl von langgestreckten, verhält-. |
| niemässig dünnen lichtleitenden fasern 66, die eng Seite.
. |
| an Seite parallel nebeneinander angeordnet sind, Die 7aaern |
66 sind verklebt oder verschweisst oder auf andere Weise an den
beiden Enden der Kanäle 65 miteinander verbunden,-"
e
während sie sich zwischen
ihren Enden frei und ungehindert biegen können. Die beiden Endflächen des Kanals
65 sind optisch bearbeitet, damit die einzelnen Pasern 66 licht aufnehmen können.
Der Katheter 64 wird vorzugsweise aus einem haltbaren, jedoch hochflexiblen Kunststoff
hergestellt und besitzt ein geschlossenes Ende 64a, das von dem Erde 67 des lichtleitenden
Kanals 65 einen geringen Abstand besitzt.
-
An dem geschlossenen Ende den Kathetere 64 ist In dessen
| innerem ein |
| wie e-"' ne Foto- --: |
| (.ä y 1orsd 'fe- '". p?f# a'S t eß.
$ r_ t#°R #a`,PD - fi'd'" C°e ^°a#, 9'y# h?@# .#mB `R.o
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ä: 5 -L_n@ ,uzzh$ weite- |
| 1 ac-h pyuscg ^ia,p^ epe 6 F '1
'$@@ - t. 6 @@ 'c@ ä |
| benden Weise a-br eine @d'ases.n.al@:Y@..mi$7YV@3;1-a-LWesch1Vss |
werden. Das Element 68 kann aus einem der gut bekannten und im; Handel erhältlichen
Elemente,-wie beispielsweise einem gadium=8elen-Fotohalbleiter oder einer Fotozelle,
.: bestehen.
Der Katheter 64 ist mit einer-Queröffnung 71 versehen, die in<
den, Zwischenraum, zwischen. dem Ende 67 . den lichtleitenden Kanals 65 und dem
Potowideretandeelement 68 führt. Durch diese Öffnung strömt die 2u untersuchende
Flüssigkeit
ein, wenn
die Sonde 63 in ein Flüssigkeit
enthaltenden Gefäee
oder dergl. eingeführt
wird. -
Wenn die Sonde 63 zur Vornahme von Sauerstoffmessungen
verwendet werden soll, wird sie in der gleichen Weise
in eine Vene_oder
Arterie eingeführt, wie dies oben bei
den anderen faseroptischen
Sonden beschrieben wurde. Das
Blut wird dann durch die Öffnung
einströmen und diese
füllen und zwischen dem Potowiderstandeelement
68 und dem benachbarten Ende des lichtführenden Kanals
65 durchlaufen.
-
Fig. 11 zeigt schematisch Einrichtungen, durch die unter
Verwendung
der faseroptischen Sonde 63 die Saueretoffanreicherung des Blutes oder
bestimmte kennzeichnende Eigenschaften anderer Flüssigkeiten kontinuierlich mittels
fotoelektrischer
Garbenmessung gemessen werden kann.
-
Zur Vereinfachung der Zeichnung ist der Katheter 64
in Fig. 11 fortgelassen und.die elektrischen Anschlüsse,
die
von dem fotoempfindlichen Element 68 ausgehen, sind nur
schematisch
dargestellt, wobei sie mit einer elektrischen
MeBanordnung, die einen Teil
des Kolorimeters bildet,
verbunden sind. Bei der dort dargestellten
Anordnung be-
steht das Kolorineter aus einer Lichtquelle
72, einem Durchlasefilter 73 und lichtfokussierenden Vorrichtungen
74,
die das Licht von- der Lichtquelle auf den lichtlei-
tenden
Kanal 65 richten.» Die geßanordnung besteht aus
einer Stromquelle
75, die.mit einem fotoempfindlichen Element 68 in Reihe geschaltet
ist, wobei ferner ein -Yorwiderstand 76 und ein Voltmeter oderInzeigeinetrument
77 vorgesehen ist, das parallel zu dem Vorwideretand 76
geschaltet
ist. Dieses MeBeystem-ist nur zur Erläuterung angegeben und beschrieben
worden. Selbstverständlich ist -es möglich' die 8:onde 63 mit
dem Element 68 an versehedene andere bekannte Meßanordnungen anzuschliessen.
-
Wenn
eine Probeflüssigkeit
den Zwischenraum
zwischen dem totoempfindlichen
Element 68 und
dem Ende
des faseroptischen lichtleitenaen Kanales
65 füllt, wird licht
von
der Lichtquelle
durch den Kanal
65 und die Fläche 67
in
die Probe geleitet, dort zerstreut, teilweise absorbiert,
reflektiert
und
von der Probeflüssigkeit zu dem Foto-
empfindlichen Element 68
weitergeleitet.
Das Element
68
spricht auf
die Intensität
des dort auftreffenden
Lichtes
an und
dies wird gemessen oder von einem
Anzeigeelement
| _ eo |
| 77 angezeigt, das/die kennzeichnenden Eigenschaften der |
Probeflüssigkeit
wiedergibt. Zur Ausführung
einer SauerstÖffMessung
mit der Anordnung
von pg. 1l kann
das
oben unter Bezug
auf Fig.
1 beschriebene Verfahren
ange-
wendet werden,
wobe.anstelle
den Filters 73 die Filter
15 und 16 verwendet würden.
| Man sieht leicht ein, Base beiz der faseroptaohen_Sande |
| 65 pro Querschnitte einheit mehr licht in. eine grobe- ge-
- - |
| leitet: werden kann. als bei den.zuvor. bseohriebenen
Sonden |
| da praktisch-der gesamte Innendurchmesser den. Kathetere 64 |
| mit. lichtleitenden 7aaern gefüllt ist, die :alle nur: dazu |
| dienen den Kanal 65 zu bilden und licht in. die probe- |
| flüasigkeit zu leiten;, Bei faseroptischen Sonden, die - |
| zwei faseroptische-lichtleitende Kanäle bseitzen, wie |
| die® bei den oben besohriebenen.Sonden der Fall ist, muss |
| der Kanal, der dato dient, das licht in eine Probeflüssig- |
| kelt leiteng kle@ge;r- alö der Iendurchmeeser des- |
| oeer der Umhülluug- der Soneledamit cc' |
| 4'jlls.-!X>4 .G11@ `h@ dod-. - |
| Ico "U Crr-. r - 2-"ob |
| 19oZ1l-r fv t a_- . - |
| l'?a ,@ t@x' c'v#; ,r- '"r |
| -,P':##`''tr9e'!# d@4 en@p # |
| s r# , _ _ilü;srr<.. |
| - Bue4g kam ti.swch- nach -:'igo- 6t: a?be##
=o. mit -den J'#e |
| # :. . |
| Fig0, =1, d 1.l. gezeigten Instrumenten au,sgeführt werden. |
| Die-.Kolcx3.meter vor. fig:.: 1, und, la_köp,en. natürlich
-durch:;-: |
| andere bekannt® Y-orri:ohtungen.zur Unter®uchung:7on
Zieht |
| ersetzt werden:, , .. . , |
| Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt ßich,-,dasn neue,,- |
Vorrichtungen zur Lösung der Aufgaben und Ziele der vorliegenden
Erfindung geschaffen wurden; nichtsdestoweniger können selbstverständlich an Einzelheiten
der Konstruktion und des Aufbaus zahlreiche Abänderungen vorgenommen werden,
ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Die Erfindung ist somit nicht
auf die genauen Einzelheiten der Ausführungsbeispiele, die nur zur Erläuterung ale
bevorzugte Ausführungen angegeben wurden, beschränkt.