DE1498612B1 - Messsonde fuer Untersuchungen im Koerperinneren mit einer elektrochemischen Messzelle - Google Patents

Messsonde fuer Untersuchungen im Koerperinneren mit einer elektrochemischen Messzelle

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DE1498612B1 DE19641498612D DE1498612DA DE1498612B1 DE 1498612 B1 DE1498612 B1 DE 1498612B1 DE 19641498612 D DE19641498612 D DE 19641498612D DE 1498612D A DE1498612D A DE 1498612DA DE 1498612 B1 DE1498612 B1 DE 1498612B1
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Hillier Douglas Raymond
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    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
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    • A61B5/1473Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using chemical or electrochemical methods, e.g. by polarographic means invasive, e.g. introduced into the body by a catheter

Description

  • Durch die deutsche Patentschrift 475 767 und die entsprechende französische Patentschrift 667 600 ist es bekanntgeworden, in einem langgestreckten biegsamen Magenschlauch zur Entnahme von Magensaft eine aus einem Platin-Zink-Elektrodenpaar bestehende Meßsonde anzuordnen, so daß mittels eines an die Elektroden über Zuleitungen angeschlossenen Voltmeters die sich ergebende Elektrodenspannung gemessen werden kann. Der am vorderen Ende geschlossene Magenschlauch hat seitliche Öffnungen zum Eintreten des Magensaftes, und der die Elektrodenzuleitungen umgebende Mantelraum innerhalb des Magenschlauches bildet den Entnahmeweg zur Entnahme von Magensaft Durch die britische Patentschrift 667 471 ist es bekanntgeworden, bei einer pH-Meßzellenanordnung die außerhalb der Meßzelle liegenden Zuleitungen zu den Elektrodenanschlüssen elektrostatisch abzuschirmen, um die Aufnahme unerwünschter, durch Induktion auf die Zuleitungen bedingter Störsignale zu vermeiden.
  • Die Erfindung bezweckt eine Weiterentwicklung einer Meßsonde, wie sie im wesentlichen der vorgenannten deutschen Patentschrift und der entsprechenden französischen Patentschrift entspricht, um dabei eine elektrostatische Abschirmung der Elektrodenzuleitungen sicherzustellen.
  • Eine Meßsonde für Untersuchungen im Körperinneren mit einer elektrochemischen Meßzelle, die am Ende eines langgestreckten, biegsamen Rohres relativ kleinen Durchmessers angeordnet ist, das beide elektrischen Zuleitungen der Meßzelle enthält und einen von einer Stelle hinter der Meßzelle zu einer außerhalb des Körpers reichenden Stelle verlaufenden Weg zur Direktentnahme von Körperflüssigkeit aus dem Bereich der Meßzelle bildet, kennzeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch, daß der Entnahmeweg ein die elektrischen Zuleitungen umgebender Abschirmungskanal ist und daß eine der beiden elektrischen Zuleitungen ein schraubenförmig auf eine manschettenförmige Außenisolation der anderen innen angeordneten Zuleitung gewickelter Draht ist, dessen benachbarte Windungen einander berühren.
  • Die erfindungsgemäße Meßsonde bildet insofern einen besonderen Fortschritt gegenüber den vorstehend erörterten bekannten Anordnungen, als eine elektrostatische Abschirmung der Stromzuleitungsabschnitte bewirkt wird, die in dem verhältnismäßig langen Entnahmekanal der Meßsonde verlaufen. Die Erfindung beschränkt sich also nicht etwa darauf, ein abgeschirmtes Kabel vont dem äußeren Ende der Meßsonde aus bis zu dem Meßinstrument vorzusehen, sondern sieht vor die Abschirmung bis möglichst nahe an die Elektroden selbst in das Innere der Meßsonde fortzusetzen. Dessenungeachtet ist die erfindungsgemäße Ausbildung der Meßsonde derart, daß durch die Abschirmmittel weder die zu verlangende Flexibilität der Sonde beeinträchtigt wird, noch auch für das elektrische Abschirmmittel ein zusätzlicher Platzbedarf innerhalb des den Raum zur Aufnahme der zu entnehmenden Körperflüssigkeit bildenden Teiles der Sonde bedingt ist.
  • Die Erfindung wird nun im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Es bedeutet Fig. 1 ein in stark vergrößertem Maßstab gezeichneter Querschnitt der elektrochemischen Meß- zelle gemäß der Erfindung, die mit dem vorderen Ende eines Katheters verbunden ist, Fig. 2 eine modifizierte Ausführungsform der Elektrodenanordnung gemäß der Erfindung; F i g. 3 ist ein in vergrößertem Maßstab gezeichneter Querschnitt des rückwärtigen Endes der Katheterröhre, der Mittel zur Entnahme einer Probemenge aus der Röhre und zur Verbindung der Röhre mit einem äußeren Schaltkreis aufweist.
  • Die vorliegende Erfindung wird als Herz-Katheter beschrieben und weist eine elektrochemische Meßzelle auf, um die Sauerstoffspannung oder den Sauerstoff-Teildruck im Herzen einer lebenden Person oder eines Tieres zu messen. Wie noch weiter unten im einzelnen beschrieben werden wird, kann jede Art elektrochemischer Meßzelle benützt werden. Die gesamte Anordnung kann nicht nur in das Herz eines lebenden Subjektes eingeschoben werden, sondern auch in Venen, Arterien und in das Herzgefäßsystem des Subjektes. Das System kann ebenso vorteilhaft bei neugeborenen Babys für die Diagnose von Herzscheidewandfehlern, Cyanose und andere Herzfehler benutzt werden. Allgemein ausgedrückt, die Erfindung kann überall da benützt werden, wo für das Einsetzen einer elektrochemischen Meßzelle lediglich ein sehr schmaler Durchgang zur Verfügung steht und, wenn es notwendig ist, ein Bestandteil in einer bestimmten Flüssigkeits-Probemenge zu messen ist.
  • In den Zeichnungen ist eine elektrochemische Meßzelle mit 10 bezeichnet. Sie ist am vorderen Ende eines länglichen biegsamen Röhrchens oder Katheters 12 befestigt, an dessen rückwärtigem Ende ein Verbindungsstückl4 (vgl. Fig.3) zum Anschluß der Meßzelle 10 an einen äußeren elektrischen Meßkreis (nicht gezeigt) vorgesehen ist. Die elektrische Meßzelle 10 nimmt eine Elektrodenanordnung 16 auf, die als miniaturisierte polarographische Elektroden ausgebildet sind.
  • Die Elektrodenanordnung 16 besteht aus einer zentral angeordneten, aus Platin bestehenden Drahtkathode 18, die von einer Glashülle 20 umgeben ist.
  • Die Platindrahtkathode 18 geht so weit durch das vordere Ende der Glashülle 20 hindurch, daß ein Teil der Oberfläche des Drahtes 18 mit der Oberfläche der Glashülle 20 abschließt. Eine aus Silber bestehende Anode 22 in Form einer zylindrischen Röhre ist vorgesehen und überdeckt den vorderen Teil der Glashülle 20. Am rückwärtigen Teil der Anode 22 befindet sich zwischen dieser und dem rückwärtigen Teil der Glashülle 20 ein ringförmiger Raum, der mit einer elektrisch nicht leitenden Epoxy-Vergußmasse 24 gefüllt ist. Der vordere Teil der Anode 22 ist gegenüber dem vorderen Teil der Glashülle 20 etwas zurückgesetzt, um so einen ringförmigen Raum oder Reservor 26 zu bilden, das den Elektrolyten enthält, der eine Brücke zwischen den beiden Elektroden 18, 22 bildet. Eine Membran 28 ist über die vorderen Enden der beiden Elektroden 18, 22 die Hülle 20 und das Elektrolytreservoir 26 gezogen, um die Elektroden 18, 22 und den Elektrolyten von der Probemenge zu trennen, in die das Instrument zu Analysezwecken eingesetzt wird.
  • Zur Analyse der Sauerstoffgehaltes im Blut besteht die Membran 28 zweckmäßigerweise aus Polyäthylen, da dieses Material sauerstoffdurchlässig ist und somit einen Durchgang für den Sauerstoff zum Inneren der Elektrodenanordnung 16 gestattet, während es für andere Substanzen, die die elektrischen Verhaltensweisen der Elektrodenanordnung 16 beeinflussen würden, eine Abschirmung bildet. Andere zur Herstellung von Membranen geeignete Werkstoffe sind Polyvinyl-Chlorid, Tetrafluoroäthylen und Polypropylen. Bei der Sauerstoffmessung hat sich herausgestellt, daß Natrium- und Kalium-Chlorid-Lösungen sich bei Verwendung einer Silber-Bezugselektrode als Elektrolyten eignen. Es können jedoch auch andere geeignete Pufferlösungen verwendet werden. Auch können andere Materialien als Silber und Platin für die Elektroden 18 und 22 verwendet werden, wie das bei der Technik derartiger Meßzellen bekannt ist.
  • Beim Betrieb der Elektrodenanordnung 16 entsteht bei der stattfindenden Elektro-Reduktion und Elektro-Oxydation infolge des Elektrolyten ein Elektronenfluß der in der Polarographie benutzt wird. So wird beispielweise bei der Bestimmung des Sauerstoffgehaltes einer alkalischen Probemenge durch die Membran 28 hindurchdiffundierender Sauerstoff an der Platin-Meßelektrode 18 gemäß folgender Reaktion reduziert: 02+ 2H20 + 2e- H2O2 + 20H-t und demnach 02+2H++20H-4e-+40H-In sauren Medien kann die Reaktion wie folgt beschrieben werden: 02 + 2H+ - 2e- H202 Auf diese Weise wird das elektrische Verhalten der Meßzelle 10 von der Menge Sauerstoff beeinflußt, die durch die Membran 28 hindurchwandert. Der zwischen den Elektroden 18, 22 fließende Strom wird sich direkt im Verhältnis zur Sauerstoffmenge ändern, die auf die Platinkathode 18 auftrifft, wobei die Meßzelle 10 bei Abwesenheit von Sauerstoff in vorbestinunter Spannung (0,7 Volt) polarisiert ist und depolaryrisiert wird, wenn Sauerstoff an der Kathode 18 vorhanden ist und dort reduziert wird.
  • Die Elektrodenanordnung 16 enthält weiterhin eine zylindrische Stahlbuchse 30, die über die zylindrischew Anode 22 gezogen ist. Sie dient dem Zweck, die Membran 28 in ihrer Position zu halten. Das vordere Ende 32 der Stahlbuchse 30 ist vorzugsweise nach innen konisch ausgebildet. Diese konische Form entspricht einem konischen Teil 34 auf der Anode 22.
  • Die Membran 28 wird auf diese Weise zwischen dem konischen Teil 34 und dem vorderen Ende 32 eingeklemmt. Dadurch wird die Membran 28 in ihrer Stellung gehalten, in der sie mit dem Ende der Glashülle 20 und der freiliegenden Fläche der Platinkathode 18 in Berührung steht.
  • Am rückwärtigen Ende der Elektrodenanordnungl6 ist ein Phosphor-Bronze-Stift 36 vorgesehen, der elektrisch leitend mit dem Ende der Platinkathode 18 verbunden ist. Die Epoxy-Vergußmasse 24 im rückwärtigen Teil der Anode 22 dient auch dazu, den Stift 36 abzustützen und beide Teile gegeneinander zu isolieren.
  • Die Elektrodenanordnung 16 ist von sehr kleinen Dimensionen. Beispielsweise wurde bei einer Ausführungsform der Erfindung die Elektrodenanordnung 16 0,755 cm lang und ungefähr 0,00755 cm breit an ihrer breitesten Stelle gemessen. Als Kathode 18 -wurde ein Platindraht von 0,002 cm Durchmesser im Mittelpunkt der Glashülle 20 mit einem äußeren Durchmesser von 0,0325 cm benützt. Die Membran 28 aus Polyäthylen28, die die Elektroden 18, 22 überspannt, war 2,54. 10-3 cm dick.
  • Die elektrochemische Meßzelle 10, die mit der Katheterröhre 12 verbunden ist, enthält außer der Elektrodenanordnung 16 noch eine Gehäuse 38, das an seinem vorderen Ende eine Aussparung 40 und eine mit einem Gewinde versehene Offnung 42 enthält, in der ein mit einem Gewinde versehener Teil 44 einer Kappe 46 eingeschraubt ist. Die Kappe 46 hat einen vergrößerten vorderen Teil 48, der gleitend in der Aussparung 40 des Gehäuses 38 angeordnet ist. Ein zylindrischer Durchgang 50 in der Kappe 46 nimmt die Elektrodenanordnung 16 und die Stahlbuchse 30 auf.
  • Der vordere Teil dieses Durchganges 50 ist an der Stelle 52 konisch ausgebildet und entspricht so dem vorderen ebenfalls konisch ausgebildeten Endteil 32 der Buchse 30. Auf diese Weise drückt der konische Teil 52 der Kappe 46 den konischen Teil 32 der Stahlbuchse 30 gegen die Membran 28, wenn die Kappe 46 in die mit einem Gewinde versehene Öffnung 42 des Gehäuses 30 eingeschraubt wird und stellt so sicher5 daß die Membran 28 in der Elektrodenanordnung 16 festgehalten wird.
  • Der vordere Teil der Kappe 46 ist mit einer Öffnung 54 versehen, durch die die vorderen Teile der Anode 22, der Kathode 18 und der Membran 28 hindurch hervorstehen. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, daß diese Teile mit der zu analysierenden Probemenge in Kontakt treten können. Ein ringförmiger Teil 56 der Kappe 46 umschließt das vordere Ende der Elektrodenanordnung 16 und steht etwas über das Ende derselben hinaus, um die Membran 28 vor einer Berührung mit den Wänden der Arterie oder Vene zu schützen, durch die das Instrument hindurchgeschoben wird. Ein kreisförmiger Ring 58 aus elastischem Material, wie z. B. Gummi, ist in einer ringförmigen Einkerbung 68 in der äußeren Oberfläche des äußeren Teiles 48 der Kappe 46 angeordnet. Der Ring 58 ist im großen und ganzen D-förmigen Querschnittes und schafft so eine abgerundete äußere Oberfläche 70, die gegen die Oberfläche der Einsparung 40 im Gehäuse 38 drückt. Dieser elastische kreisförmige Ring 58 dient doppeltem Zweck: Er verhindert das Eintreten irgendwelcher Feuchtigkeit in die elektrochemische Meßzelle 10 und dient dazu, ein Lockern der Schraubverbindung zwischen Kappe 46 und Ge häuse 38 zu verhindern.
  • Fig.2 zeigt eine etwas modifizierte Form der Elektrodenanordnung nach F i g. 1, wo die gleicheh -Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
  • Dabei ist die Stahlbuchse 30 in zwei Hälften 65 und 67 getrennt. Der kürzere rückwärtige Teil 65 ist mit dem rückwärtigen Teil der Anode 22 durch Epoxy-Zement od. ä. verkittet. Der längere vordere Teil 67 paßt in die Kappe 46 (F i g. 1) und ist an diese dauerhaft angelötet. Eine in eine im Teil 67 vorgesehene Klappe 71 eingreifende Zunge 69 des Teiles 65 dient zur Versiegelung der beiden Teile gegeneinander und stellt sicher, daß die gesamte Elektrodenanordnung 16 sich mit der Kappe 46 dreht, wenn diese in das Gehäuse 38 eingeschraubt wird. Auf diese Weise ist keine relative Drehung des vorderen Endes der Stahlbuchse 30 und der Membran 28 möglich, die bewirken könnte, daß die Membran 28 während des Aufschraubens der Kappe 46 in das Gehäuse 38 durch Scherkräfte abgerissen wird.
  • Um Anode 22 und Kathode 18 der Elektrodenanordnung 16 elektrisch leitend mit einem äußeren Schaltkreis zu verbinden, der außerhalb des zu untersuchenden Subjektes angeordnet ist, ist am rückwärtigen Ende des für die Elektrodenanordnung 16 vorgesehenen Gehäuses 38 ein elektrisch leitender zylindrischer Teil 72 vorgesehen, der an seinem vorderen Ende eine konische konkave Hohlfläche 74 hat. Der Teil 72 ist koaxial mit der Platinkathode 18 und dem Phosphor-Bronze-Stift36 angeordnet, so daß beim Einschrauben der Kappe 46 in das Gehäuse 38 der Stift 36 in Kontakt mit dem Teil 72 gelangt. Ein koaxiales Kabel 76 erstreckt sich durch das Katheterrohr 12 hindurch und besteht aus einem inneren Leiter 78, der sich in eine am rückwärtigen Ende des Teiles 72 vorgesehene Aussparung 80 hinein erstreckt und elektrisch leitend mit diesem, beispielsweise durch Anlöten, verbunden ist. Eine isolierende Manschette 84 aus Tetrafluoräthylen oder ähnlichem Material umschließt den inneren Leiter 78. Ein äußerer konzentrisch zum Innenleiter 78 angebrachter elektrischer Leiter 86 nach Form eines zweischichtig spiralenförmig geflochtenen Litzendrahtes umschließt die Manschette 84. Ein vorderer Teil 88 des äußeren Leiters 86 ist durch Löten oder durch eine ähnliche Verbindung mit dem rückwärtigen Teil des Gehäuses 38 verbunden. Da das Gehäuse mit der Kappe 46 verbunden ist, die ihrerseits wieder in Kontakt mit der Buchse 30 steht, die die Silberanode22 umschließt, wird ein elektrischer Kontakt zwischen der Anode und dem äußeren Leiter 86 des koaxialen Kabels hergestellt. Eine Epoxyd-Vergußmasse 90 füllt den Bereich im rückwärtigen Teil des Gehäuses 38 vo'lständig aus, um eine elektrische Isolation sicherzustellen und um das koaxiale Kabel 76 und den Teil 72 mit dem Stift 36 und den Elektroden 18 und 22 konzentrisch auszurichten. Eine Hülle 92 aus Vinyl umschließt das Koaxialkabel 76 vom Gehäuse 38 bis zum rückwärtigen Ende des Katheters 12 hin. Die spiralenförmig gewundenen Drähte des Kabels 76, die den äußeren Leiter 86 bilden, bieten eine elektrische Abschirmung des inneren Leiters 78, der mit der Meßelektrode 18 verbunden ist. Diese Abschirmung schützt vor elektrischen Feldern, die innerhalb eines lebenden Körpers existieren. Auf diese Weise werden Störungen vermieden, die durch derartige elektrische Felder erzeugt würden und dann, wenn keine Abschirmung vorhanden wäre, auftreten würden.
  • Im beschriebenen Fall wurde für den Katheter 12 eine Röhre aus Vinyl gewählt. Der äußere Durchmesser betrug lediglich 0,407 cm während der innere Durchmesser 0,249 cm betrug. Der äußere Durchmesser des Gehäuses 38 war ungefähr 0,249 cm. Auf diese Weise war der äußere Durchmesser des Instrumentes von solcher Größe, daß das Einsetzen der elektrochemischen Meßzelle 10 und des Katheters 12 in das Herz, die Arterien oder Venen eines lebenden Subjektes möglich ist Die Vinylröhre hat außerdem den Vorteil, daß sie sich ausdehnt, wenn sie in Aceton ungefähr 30 Sekunden lang gelegt wird und sich damit vollsaugt. Auf diese Weise erhält man eine willkommene Möglichkeit, einen engen Sitz der Röhre 12 auf dem Elektrodengehäuse 38 zu erreichen, da die mit Aceton getränkte Röhre 12 über das rückwärtige Ende des Gehäuses 38 geschoben werden kann, dort dann beim Trocknen zu seiner normalen Größe zusammenschrumpft und eng auf dem Gehäuse 38 aufsitzt. Eine für praktische Zwecke brauchbare Länge der Meßsonde ist 125 cm. Diese Länge genügt, um sie bei erwachsenen Menschen zu verwenden, und erlaubt eine Einführung in eine Vene oder Arterie des Oberschenkels.
  • In F i g. 3 ist das rückwärtige Teil des Katheters 12 gezeigt, das mit dem elektrischen Verbindungsstück 14 über ein zusätzliches Verbindungsstück 94 verbunden ist, das im folgenden noch näher beschrieben wird.
  • Das Koaxialkabel 76 erstreckt sich durch einen axialen Durchgang 95 im Verbindungsstück 94. Sein Ende ist in einer elektrisch leitenden Buchse96 angeordnet, die mit dem äußeren Leiter 86 des Kabels an der Stelle 98 verbunden ist. Der innere Leiter 78 des Koaxialkabels 76 ist in einem Kontaktstift 10D eingebettet. Epoxydharz 102 isoliert den inneren Leiter 78 elektrisch von der leitenden Buchse 96. Das Verbindungsstück 94 ist an der Stelle 104 mit einem Gewinde versehen und auf dieses Gewinde ist eine ihrerseits innen mit einem Gewinde versehene Buchse 106 aufgeschraubt. Ein O-Ring 105 ist in einer Kerbe 107 in dem äußeren Teil der Buchse 96 angeordnet und wird durch eine Schulter 109 an der Buchse 106 so zusammengepreßt, daß er mit der Verbindungsbuchse 106 abdichtenden Kontakt herstellt, wenn die letztere auf den mit einem Gewinde versehenen Teil 104 des Zwischenstückes 94 aufgeschraubt wird. Auf diese Weise wird verhindert, daß Feuchtigkeit in den rückwärtigen Teil der Anordnung eindringt. Das rückwärtige Ende der Buchse 106 kann ein weiteres Verbindungsstück aufnehmen, das elektrische Verbindungen zwischen der Buchse 96 und dem Kontaktstift 109 zu einem äußeren polarographischen elektrischen Schaltkreis herstellt, der ein geeignetes Reduktionspotential zur Verfügung stellt und den Reduktionsstrom an den Elektroden 18 und 22 feststellt.
  • Das soweit beschriebene Instrument ermöglicht Messungen am lebenden Objekt von Wasserstoffspannungen des Blutes im Herzen, den Arterien und -Venen. Manchmal ist es jedoch erwünscht, gleichzeitig etwas der Probemenge und des Blutes aus dem untersuchten Subjekt zu entnehmen. Zu diesem Zweck ist eine Öffnung 108 (vgl. F i g. 1) in der Wand des Katheters 12 direkt hinter der elektrochemischen Meßzelle 10 angeordnet, die mit einem ringförmigen Entnahmeweg 110 verbunden ist, der zwischen den inneren Wänden des Katheters 12 und der äußeren Wand des Koaxialkabels 76 besteht. So kann beispielsweise Flüssigkeit durch die Öffnung 108 und den Entnahmeweg 110 zum rückwärtigen Teil des Katheters 12 gelangen, der außerhalb des zu untersuchenden Subjektes bleibt. Die Wände des Durchganges 95 in dem Verbindungsstück 94 haben einen gewissen Abstand von dem Koaxialkabel 76 und ermöglichen es, daß die Flüssigkeit in dem Entnahmeweg 110 in eine quer zu diesem angebrachte Aussparung 114 im Verbindungsstück 94 gelangt. Die Flüssigkeit kann dann durch ein offenes Ende 116 der Einsparung hindurchtreten und weiterhin behandelt oder je nach Wunsch analysiert werden. Die Aussparung 114 ist geeignet, den Stecker einer Kupplung aufzunehmen, der mit einem geeigneten Instrument zur Druckmessung des Blutes oder der zu analysierenden Körperflüssigkeit verbunden ist.
  • Während der spiralenförmig gewundene äußere Leiter 86 des Koaxialkabels 76 im allgemeinen genügenden elektrischen Schutz für den Mittelleiter78 gewährt, gibt das Blut in dem ringförmigen Entnahmeweg 110 im Katheter 12 ebenso für die Leiter 78 und 86 einen Schutz von den verschiedenen elektrischen Feldern im Körper oder in den zu untersuchenden Subjekten.
  • Die vorliegende Erfindung erlaubt, Messungen des Sauerstoff-Teildruckes am lebenden Objekt ohne Entnahme einer Blut-Probemenge von dem behandelten Objekt und eliminiert daher das Erfordernis. eine äußere Küvette und äußere Temperaturregelung des Blutes vorzunehmen. Darüber hinaus kann die Bestimmung der Sauerstoffspannung des Blutes an jeder beliebigen Stelle im Herzen, in den Arterien und in den Venen erfolgen. Die Undurchlässigkeit des Katheters 12 und der Elektrodenanordnung 16 für Röntgenstrahlen versetzt einen Arzt in die Lage, laufend die genaue Stellung des Endes der Elektrodenanordnung 16 unter einem Röntgenschirm zu beobachten. Daher kann ein Arzt eine augenblickliche Diagnose machen, die zur Grundlage von chirurgischen Eingriffen werden kann. Da es notwendig ist, den Katheter 12 und die Elektrodenanordnung 16 vor jeder Verwendung zu sterilisieren, besteht die Möglichkeit, daß das Material der Katheterröhre 12 allmählich abgenützt wird und es notwendig ist, es zu ersetzen. Die vorliegende Erfindung schafft einfache Mittel. um die Katheterröhre 12 zu ersetzen, wie das bereits beschrieben wurde, da sie durch Einweichen der Röhre in Aceton für ungefähr 30 Sekunden entfernt werden kann. Das gestattet einem medizinischen Assistenten, diese Auswechselungen vorzunehmen, ohne daß es notwendig ist, die gesamte Anordnung. wie sie hier beschrieben wurde, zu kaufen, und ohne die gesamte Anordnung zum Auswechseln des Katheters 12 an den Hersteller zurückzuschicken. Wenn außerdem die Membran 28 der Elektrodenanordnung 16 beschädigt ist, kann die mit Gewinde versehene Kappe 46 vom Gehäuse 38 abgenommen werden und eine neue Elektrodenanordnung 16 eingesetzt werden.
  • Wie bereits erwähnt, kann jede Art von geeigneter elektrochemischer Meßzelle an Stelle einer Sauerstoff-Meßzelle verwendet werden. So können beispielsweise Sauerstoff-Reduktionselektroden zur Messung von Chlorid und Chinin-Chinhydron-Elektroden zur Messung der Konzentration von Wasserstoffionen verwendet werden, vorausgesetzt, daß die Membran 28 für die zu messende Substanz durchlässig ist und daß ein geeignetes elektrochemisches System innerhalb der Membran 28 verwendet wird, um die Substanz, die Produkte, die durch von ihr ausgelöste Reaktionen erzeugt werden, oder die Wirkungen auf das elektrochemische System festzustellen. So kann die Feststellung und Bestimmung gelösten CO2 durch eine von diesem herbeigeführte Änderung des pH-Wertes eines geeigneten elektrochemischen Systems durch die Bildung von Kohlensäure benützt werden. An Stelle des Chinhydronsystems können die inneren Elektroden zur Messung des pH-Wertes ein Glaselektrodensystem enthalten. Auch ist es möglich, daß die Meßelektrodel8 anstatt auf Sauerstoff nun auf Wasserstoffgas reagiert, indem die Polarität der Elektroden 18. 22 des in den Zeichnungen gezeigten Systems umgekehrt wird und sie an eine Spannungsquelle von 0,4 Volt an Stelle von 0,7 Volt angeschlossen werden.
  • Obwohl nach der Beschreibung die Erfindung für physiologische Messungen besonders geeignet ist, ist die Erfindung in weitaus umfangreicherem Maße verwendbar, nämlich überall da, wo der Zugang zur Meßstelle begrenzt ist, wo es insbesondere nur durch eine Röhre hindurch möglich ist und wo eine Fernablesung erwünscht ist.

Claims (3)

  1. Patentansprüche: 1. Meßsonde für Untersuchungen im Körperinneren mit einer elektrochemischen Meßzelle. die am Ende eines langgestreckten, biegsamen Rohres relativ kleinen Durchmessers angeordnet ist. das beide elektrischen Zuleitungen der Meßzelle enthält und einen von einer Stelle hinter der Meßzelle zu einer außerhalb des Körpers reichenden Stelle verlaufenden Weg zur Direktentnahme von Körperflüssigkeit aus dem Bereich der Meßzelle bildet. dadurch ge ke nnzei chne t, daß der Entnahmeweg (110) ein die elektrischen Zuleitungen (78, 86) umgebender Abschirmungskanal ist und daß eine der beiden elektrischen Zuleitungen (86) ein schraubenförmig auf eine manschettenförmige Außenisolation (84) der anderen innen angeordneten Zuleitung (78) gewickelter Draht ist, dessen benachbarte Windungen einander berühren.
  2. 2. Meßsonde nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Meßzelle (10) ein Gehäuse (38) aus elektrisch leitendem Material aufweist, das durch Reibungskraft in dem biegsamen Rohr (12) gehalten ist, daß eine Kappe (46) aus elektrisch leitendem Material auf dem vorderen Ende des Gehäuses (38) abnehmbar befestigt ist, daß die beiden Elektroden (18, 22) der Meßzelle und eine die Körperflüssigkeit von einem Elektrolytraum (26) innerhalb der Meßzelle (10) trennende Membran (28) innerhalb einer zentralen Öffnung (54) der Kappe (46) angeordnet sind, und daß die weiter außen angeordnete Elektrode (22) mit der Kappe (46) und über den rückwärtigen Teil des Gehäuses (38) mit dem Außenleiter (86) der elektrischen Zuleitung (78, 86) elektrisch leitend verbunden ist.
  3. 3. Meßsonde nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zylindrisch ausgebildeten Außenelektrode (22) und der Kappe (46) eine Drehsicherung (69, 71) vorgesehen ist.
DE19641498612D 1963-07-19 1964-07-13 Messsonde fuer Untersuchungen im Koerperinneren mit einer elektrochemischen Messzelle Pending DE1498612B1 (de)

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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3357908A (en) * 1964-02-07 1967-12-12 Corning Glass Works Electrolytic sensor with water diffusion compensation
US3334623A (en) * 1964-11-02 1967-08-08 Beckman Instruments Inc Electrochemical transducer
US3497442A (en) * 1967-02-08 1970-02-24 Louis Claude Vincent Fluid testing device
US3476670A (en) * 1967-04-10 1969-11-04 Us Agriculture Polarographic electrode structure
US3498289A (en) * 1967-10-20 1970-03-03 Beckman Instruments Inc Method for in vivo potentiometric measurements
US3507146A (en) * 1968-02-09 1970-04-21 Webb James E Method and system for respiration analysis
DE2057965A1 (de) * 1969-12-04 1971-06-16 List Hans Elektrodenanordnung zur Partialdruckmessung von Gasen
US3682159A (en) * 1970-04-06 1972-08-08 Us Catheter & Instr Corp Catheter electrode for oxygen polarography
US3791376A (en) * 1970-12-14 1974-02-12 B Rybak Microsonde for catheter use, for the continuous measurement of partial oxygen pressure
FR2147344A5 (de) * 1970-12-31 1973-03-09 Hoffmann La Roche
US3878830A (en) * 1973-05-31 1975-04-22 Mediscience Technology Corp Catheter system for blood gas monitoring
US3999284A (en) * 1973-05-31 1976-12-28 Mediscience Technology Corporation Method for making a polarographic sensing means
DE2726450C3 (de) * 1977-06-11 1982-01-14 Dr. Eduard Fresenius, Chemisch-pharmazeutische Industrie KG Apparatebau KG, 6380 Bad Homburg Katheter-Meßanordnung zur elektrochemischen Analyse
US4319578A (en) * 1979-10-09 1982-03-16 General Mills, Inc. Micro pH electrode assembly for wire transmission
US4325797A (en) * 1980-06-30 1982-04-20 Orbisphere Corporation Wilmington, Succursale De Collonge-Bellerive Membrane mounting method and membrane-enclosed amperometric cell
GB2132768A (en) * 1982-12-17 1984-07-11 Nat Res Dev Ion-selective electrode
NL8401966A (nl) * 1984-06-21 1986-01-16 Cordis Europ Zuurstofsensor van het type clark cel.
DE3429583A1 (de) * 1984-08-10 1986-02-20 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zur elektrochemischen bestimmung der sauerstoffkonzentration
US4620918A (en) * 1985-05-03 1986-11-04 Bukamier Gary L Selective sensor construction
EP1080684A3 (de) * 1999-09-03 2003-04-16 Nihon Kohden Corporation Sensor zur Erfassung von Ionen- oder Gaskonzentration im lebenden Gewebe
JP5436013B2 (ja) * 2009-04-10 2014-03-05 キヤノン株式会社 機械電気変化素子

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR607600A (fr) * 1925-04-30 1926-07-05 Magnéto d'allumage et d'éclairage
DE475761C (de) * 1926-11-20 1929-05-01 Friedrich Louis Bahr Sicherungsschraubstoepsel
DE486781C (de) * 1928-05-19 1929-11-25 Karl Funck Dr Vorrichtung zur Untersuchung der Verdauungstaetigkeit des Magens und der Veraenderung des Mageninhalts
GB667471A (en) * 1949-02-25 1952-03-05 Werner Ingold Apparatus for ph measurement
US2913386A (en) * 1956-03-21 1959-11-17 Jr Leland C Clark Electrochemical device for chemical analysis

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2637316A (en) * 1950-07-31 1953-05-05 Armand C Grez Electrical measuring apparatus
US2755243A (en) * 1952-05-13 1956-07-17 Beckman Instruments Inc Electrochemical electrode structure
US3060923A (en) * 1959-01-07 1962-10-30 Teca Corp Coaxial electrode structure and a method of fabricating same
US3098813A (en) * 1959-02-06 1963-07-23 Beckman Instruments Inc Electrode

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR607600A (fr) * 1925-04-30 1926-07-05 Magnéto d'allumage et d'éclairage
DE475761C (de) * 1926-11-20 1929-05-01 Friedrich Louis Bahr Sicherungsschraubstoepsel
DE486781C (de) * 1928-05-19 1929-11-25 Karl Funck Dr Vorrichtung zur Untersuchung der Verdauungstaetigkeit des Magens und der Veraenderung des Mageninhalts
GB667471A (en) * 1949-02-25 1952-03-05 Werner Ingold Apparatus for ph measurement
US2913386A (en) * 1956-03-21 1959-11-17 Jr Leland C Clark Electrochemical device for chemical analysis

Also Published As

Publication number Publication date
DK115017B (da) 1969-08-25
US3259124A (en) 1966-07-05
SE305335B (de) 1968-10-21
GB1044987A (en) 1966-10-05

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