DE1919655C - Einrichtung zur Bestimmung des pH Wertes einer Blutprobe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung zur Bestimmung des pH-Wertes einer innerhalb eines thermostatisierten Behälters in einer Meßkapillare befindlichen Blutprobe mittels e;ner mit der, Blutprobe unmittelbar in Kontakis'te'heTidbri Elektrode Ürtd einer mit der Blutprobe über eine Elektrolytbrücke und einen Absperrhahn verbindbaren Bezugselektrode und mit einem an die Elektrodenanordnung angeschlossenen elektrischen Meß- und Anzeigegerät.

Die Bestimmung des pH-Wertes einer Blutprobe ist Bestandteil einer als Blutgasanalyse bezeichneten klinischen Untersuchungsmethode, welche auch die Bestimmung des Sauerstoffpartialdruckes, des CGy Partialdruckes sowie des Bikarbonatgehaltes des Blutes umfaßt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind für die Beurteilung von Erkrankungen des Herzens, der Lunge und des Stoffwechsels von großer Bedeutung.

Für routinemäßige Untersuchungen wurden Mikroverfahren entwickelt, welche die Bestimmung der erwähnten Werte aus kleinsten Blutmengen gestatten. In der Regel erfordern diese: Untersuchungen nur

etwa zwei Tropfen aus der Fingerbeere des Patienten gewonnenen Blutes. .' .

Im Rahmen einer exakten Blutgasanalyse ist eine dreimalige Bestimmung des pH-Wertes bei verschiedenen CO,-Konzentrationen derselben Blutprobe cr-

forderlich.'Die erste Messung wird an der unveränderten Blutprobe vorgenommen und liefert somit den pH-Wert der Blutprobe bei ihrem natürlichen CO₂-Gehalt. Für die beiden anderen Messungen muß die Blutprobe jeweils mit einem Eichgas mit genau definier-

tem GLVGehalt ins Gleichgewicht gebracht werden. Die Eintragung der Ergebnisse erfolgt in einem Nomogramm, aus dem dann der CO₂-Patialdruck,' der Bikarbonatgehalt und gegebenenfalls weitere charakteristische Werte der Blutprobe entnommen wer-

ao den können.

Bei bekannten Meßeinrichtungen *:ur Bestimmung des pH-Wertes, die wegen ihrer schwierigen Handha bung und großen Störungsempfindlichkeit zur Vermeidung von Fehlmessungen mit ihren mögli-

cherweise schwerwiegenden Folgen den Einsatz versierter Fachkräfte verlangen, besteht die hauptsächliche Schwierigkeit in der Herstellung einer offenen Elektrolytverbindung zwischen der Blutprobe und der Bezugselektrode. An der Kontaktstelle der Blutprobe

mit der elektrolytlschen Flüssigkeit allfällig auftretende Luftblasen sowie eine Mischung der beiden Flüssigkeiten führen nämlich unweigerlich zu untragbaren Meßfehtem. Die Ausschaltung dieser Fehlerquellen ist bei den bekannten Meßanordnungen des-

halb besonders schwierig, weil dies nur auf optischem Wege, d. h. durch laufende Beobachtung der kritischen Berührungszone zwischen Blutprobe und Elektrolyt, erfolgen kann.

Bei einer älteren bekannten Meßanordnung ist ein die Blutkapillare enthaltender, abnehmbarer, thermoste'isierter Meßkopf vorgesehen, welcher über entsprechende Schlauchverbindungen an die Wasserversorgung des Gerätes angeschlossen ist. Zur Herstellung der erforderlichen Elektrolytbrücke zwischen der

Blutprobe und der Bezugselektrode muß hierbei das aus dt.Ti Meßkopf vorragende Ende der Blutkapillare in die Elektrolytlösung einer Bezugskapillare eingetaucht werden, was nicht nur umständlich sondern auch zeitraubend ist. Außerdem bedarf ei einer ständigen visuellen Kontrolle zur Vermeidung von Fehlerquellen, wie das Auftreten von Luftblasen an der Kontaktstelle.

Es ist auch schon eine als Durchfluß-Meßkette ausgebildete Einrichtung zur₍Bestimmung des pH-Wertes

für die Blutanalyse bekannt, bei welcher das am Kanülenkopf aus der unmittelbar* aufgesetzten Entnah-

• '»!'niespritze eingefüllte Blut durch,'die Kapillare hindurchgediiucftf .w}rd, bis,.^ aiveinem Überlauf erscheint. Die Herstellung des Elektrolytkontaktes erfolgt dabei durch öffnen eines im Bereich des Überlaufes vorgesehenenen Absperrhahnes. Obwohl sich dadurch eine Vereinfachung in der Handhabung des Gerätes ergibt, bedarf es dennoch einer visuellen Kontrolle und eines relativ umständlichen Austausches der Elektrolytflüssigkeit in regelmäßigen Zeitabständen, um gleichmäßige Meßeigenschaften aufrechtzuerhalten.
Ein weiteres bekanntes Gerät zur Bestimmung des

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pH-Wertes enthält in einem Glasrohr jeweils zwischen Kontakt zwischen der Blutprobe und dem Elcktroly-Isolierstoffen eine die Pufferlösung enthaltende au- ten an dieser Stelle ergibt. Selbstverständlich führt ßere Kammer, die von einem in Quecksilber eingebet- dies zu sehr präzisen, von individuellen Einflüssen teten Platindraht gebildete Bezugselektrode und eine freien Meßergebnissen.

über eine öffung mit der Bezugselektrode in Verbin- 5 Die aufeinanderfolgende Ermittlung der drei, für dung stehende Elektrolytkammer mit einer Einlaß- die nomographische Auswertung der Messung maß- und einer Auslaßöffnung. In die Auslaßöffnung ragt geblichen pH-Werte der zu untersuchendn Blutprobe das innere Ende des die Probe enthaltenden und die bei verschiedenen CGvKonzentrationen erfolgt in ein genannten Kammern in axialer Richtung durchsetzen- und demselben Meßkopf, wie dies auch bei den beden Kapillarrohres hinein. Dadurch entsteht eine io kannten Geräten der Fall ist. Der gesamte Zeitauf-Elektrolytverbindung zwischen dem inneren Ende des wand für die dreimalige Messung einschließlich der Kapillarrohres und der Bezugselektrode über die da- erforderlichen Zwischenoperationen (Anreicherung ZV. ischenliegende Elektrolytkammer und den Verbin- des COvGehaltes der Blutprobe mittels Eichgasen verdungskanal. Hier besteht die Möglichkeit, über den sctüedehen COyGehaltes vor der zweiten und dritten Flüssigkeitsein- und -auslaß die verbrauchte durch 15 Messung) ist durch die vereinfachte Bedienung und neue Elektrolytflüssigkeit zu ersetzen. Allerdings die sofortige Betriebsbereitschaft des Gerätes nach jehleibt es dem Benutzer des Gerätes überlassen, ob und dem Umschaltevorgang auf einen Bruchteil der Meßin weichen Zeitabständen dieser Austausch vorgc- dauer bei den bekannten GerätP" reduziert, nommen wird. Somit unterliegt die Meßempfindlich- Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfin-

kc^;t des Gerätes individuellen Einflüssen. 20 dung ist der Schaltkörper des Dreiwegventils als Glas-

Vs ist nun das Ziel der vorliegenden Erfindung. kolben ausgebildet, der mit einem konisch verjüngten eine verbesserte Meßeinrichtung zur Bestimmung des Endabschnitt, an dessen Mantelfläche sich die AuspH-Wertes zu schaffen, bei der einerseits die von laßö'fnung der Elektrolytkammer befindet, in eine Hand durchzuführenden Arbeiten auf ein Minimum den Behälter quer durchsetzende konische Aufnahmebeschränkt und andererseits die bei den bekannten 35 bohrung eingeschliffen ist, in welche die seitliche öff-(ieräten vorhandenen Fehlerquellen, insbesondere nung der Meßkapillare sowie der Elektrolytausiaßkader Empfindlichkeitsverlust während des laufenden nal münden, und ist der gegenüberliegende, gleichfalls Meßbetriebes, weitgehend beseitigt sind. Die Meßein- konische Endabschnitt des Glaskolbens, an dessen richtung soll weiters auch beim Einsatz riicht geschui- Mantelfläche sich die Einlaßöffnung der Elektrolyten Personals ein rasches Arbeitstempo gestatten. Die- 30 kammer befindet, in eine konische Lagerbohrung einses Ziel wird bei einer Meßeinrichtung der oben be- geschliffen, in die der Eiektrolyteinlaßkanal einmün-/eichneten Gattung gemäß der Erfindung dadurch er- det. Diese Ausführung zeichnet sich nicht nur durch reicht, daß der Absperrhahn als Dreiwegeventil aus- ihre bauliche Einfachheit sondern auch durch ihre gebildet ist, in dessen Schaltkc^rper sich die das meß- Übersichtlichkeit aus, die mit einem Blick den Geempfindliche Ende der Bezugselektrode enthaltende, 35 samtzustand des Gerätes erkennen läßt. Die Bauweise in an sich bekannter Weise eine Einlaß- und eine Aus- entspricht im übrigen weitgehend den gebräuchlichen laßöffnung aufweisende Elektrolytkammer befindet, Konstruktionsprinzipien des medizinischen Apparatednd daß diese öffnungen in einer ersten Endstellung baues und trägt außerdem den Erfordernissen eirier des Schaltkörpers geschlossen, in einer Zwischenstel- wirtschaftlichen Serienfertigung der Einrichtung lung desselben je mit einem korrespondierenden Ein- 40 Rechnung.

laß- bzw. Auslaßkanal für den Elektrolyten verbun- Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in

den sind, wogegen in der zweiien Endsteliung des der Zeichnung schematisch dargestellten Äusfüh-Schahkörpers die Einlaßöffnung der Elektrolytka.n- rungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt , mer geschlossen und die Auslaßöffnung mit einer an Fig. 1 einen Schnitt einer Meßeinrichtung nach

der Meßkapillare seitlich angebrachten öffnung vcr- 45 der Erfindung, _i

bunden ist. F i g. 2 einen Schnitt' dieses Gerätes nach der Lifiie

Der Hauptvorteil dieser Konstruktion ist darin ge- H-II in Fig. 1 und

legen, dab sich durch bloße Betätigung des Dreiweg- F i g. 3 einen weiteren Schnitt gemäß der Linie

ventiis nicht nur eine absolut zuverlässige Elektrolyt- III-III in Fi g. 1; brücke einstellt, sondern auch bei jedem Umschalt- 50 F i g. 4 und 5 bzw.

Vorgang, bei dem der Schaltkörper des Dreiwegventils F i g. 6 und 7 zeigen den Darstellungen der F i g. 2

von seiner ersten Endstellung (Ruhestellung), in der und 3 entsprechende Teilschnitte des Gerätes in undie Elekuolytkammer nach außen hin geschlossen ist, terschiedlichen Betriebsstellungen, in die zweite Endsteliung (Meßsleliung) in der die Auf dem Meßtisch 1 ist der Meßkopf 2 des Gerätes

Elektrolytverbindung entstehen soll, die Zwischen- 55 befestigt, weicher aus einem hohlzylindrischen Glasstellung des Schaltkörpers durchlaufen wird, in wel- behälter 3 besteht, der an seinen beiden Enden durch eher der von der vorhergehenden Messung in der Kappen 4 dicht verschlossen ist. Der Behälter 3 ent-Elektrolytkammer noch vorhandene verbrauchte hält eine Meßkapillare 5 zur Aufnahme der zu unterElektrolyt abgelassen und durch eine die vorhandenen suchenden Blutprobe. Die beiden aufgebogenen En-Hohlräume vollständig ausfüllende Menge unver- 60 den der Meßkipillare S münden mit je einer trichterbrauchten Elektrolyts ersetzt wird. Auf diese Weise ist förmigen Erweiterung 6 an der Oberseite des Glasbegewähileistet, daß sich auch nach längeren Betriebs- hälters 3.

Unterbrechungen und bei Bedienung des Gerätes Der Innenraum des Glasbehälters 3 ist mit einer

durch ungeschultes Personal zu Beginn der Messung Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, gefüllt, deren stets unverbrauchter tlektrolyt in der Kammer befin- 65 Temperatur durch thermostatische Regelung ^au^^or" det und außerdem die Bildung von Luftblasen im Be- pertemperatur (etwa 37° C) gehalten wird. Der Überreich der seitlichen Austrittsöffnung der Meßkapillare ' sichtlichkeit halber ist die thermostatische Regelansicher vermieden wird, so daß sich ein einwandfreier Ordnung samt den Anschlüssen des Behälters 3 m

Zeichnung nicht dargestellt. In die Kapillare 5 sind Eichung der Bezugselektrode 22 durch Einbringer

über einen in die linke trichterförmige Erweiterung 6 einer Eichlösung in die Meßkapillare 5 vorgenommer

eingesetzten Umschalthahn 7 und Anschlußleitun- werden kann. Nach neuerlicher Reinigung und Trock-

gen 8 wahlweise Eichgase verschiedener COg-Konzen- nung der Meßkapillare 5 in bekannter, hier nicht nä-

tration einleitbar. 5 her erläuterten Weise befindet sich der Glaskolben 11,

Der Glasbehälter 3 weist eine querverlaufende ko- welcher die Funktion des Schaltkörpers eines Dreinische Aufnahmebohrung9 auf, in welche das ko- wegventils ausübt, in der aus Fig.6 und7 ersichtlinisch verjüngte Ende 10 eines Glaskolbens 11 einge- chen einen Endstellung (Ruhestellung). Die Einlaßschi iff en ist. Das andere gleichfalls konische Ende 12 und die Auslaßöffnung 16 und 17 der Elektrolytkamdieses Glaskolbens 11 ist in eine entsprechende Lager- to mer 15 sind hierbei geschlossen. Die aus der Fingerbohrung 13 eines am Meßtisch 1 befestigten Lager- beere des Patienten gewonnene, in einem Röhrchen körpers 14 eingeschliffen. aufbewahrte und mit einem gerinnungshemmender

Der Glaskolben 11 enthält eine längsverlaufende Mittel versetzte Blutprobe wird nun über die freie Kammer 15, welche im Bereich des konischen Endab- trichterförmige Erweiterung 6 in die Meßkapillare £ schnittes 12 eine radiale Einlaßöffnung 16 und am ge- 15 eingebracht. Hierauf wird die Bezugselektrode 22 eingenUberliegenden Endabschnitt eine radiale Auslaß- geschaltet und der Glaskolben U entgegen dem Uhröffnung 17 aufweist. In die Lagerbohrung 13 des zeigersinn um seine Längsachse geschwenkt. Er pas-Lagerkörpers 14 mündet ein Einlaßkanal 18, über den siert dabei die Zwischenstellung gemäß F i g. 4 und S, die Kammer 15 in einer korrespondierenden Lage des in welcher die Kanäle 16 und 18 bzw. 17 und 19 mit-Einlaßkanals 18 mit der Einlaßöffnung 16 des Glas- ao einander korrespondieren. Dabei tritt der in der Kamkolbens 11 (vgl. Fig.5) mit einem flüssigen Elektro- mer 15 von der vorhergehenden Messung allenfalls lyt auffüllbar ist. Von der konischen Aufnahmeboh- vorhandene Elektrolyt über den Auslaßkanal 19 aus, rung 9 des Glasbehälters 3 geht ein seitlicher Auslaß- und über den Einlaßkanal 18 strömt unverbrauchte kanal 19 aus, welcher in der aus Fig.4 ersichtlichen Elektrolyt in die Kammer 15 nach und füllt dabei die Stellung des Glaskolbens 11 mit der Auslaßöffnung 15 Hohlräume des Kolbens 11 zur Gänze aus. Nach Pas-17 der Elektrolytkammer 15 korrespondiert. Über sieren dieser Zwischenstellung gelangt der Glaskolben diesen Auslaßkanal 19 ist die Elektrolytkammer 15 11 in die aus Fig. 1 bis3 ersichtliche zweite Endlage, entleerbar. welche der Meßstellung entspricht. In dieser Lage

Die Meßkapillare 5 weist eine seitliche öffnung 20 deckt sich die Auslaßöffnung 17 der Kammer 15 mit

auf, welche in der aus Fig. 1 bis3 ersichtlichen Siel- 30 der seitlichen öffnung 25 der Meßkapiüare5. Dci

lung des Kolbens 11 mit der Auslaßöffnung 17 der Elektrolyt tritt somit an der seitlichen öffnung 2Λ dei

Elektrolytkammer 15 korrespondiert. Meßkapillare 5 mit der darin befindlichen Blutprobe

Der Glaskolben 11 ist mit einem seitlichen Hohl- in Kontakt. Damit ist die erforderliche Elektrolytverstutzen 21 versehen, in dem sich eine Bezugselektrode bindung zwischen der Blutprobe und der Bezugselek-22 befindet, deren meßempfindliches Ende 23 in die 35 trode 22 hergestellt

Elektrolytkammer 15 ragt. Die Bezugselektrode 22 ist Nach Rückstellung des Glaskolbens 11 in die ur-

durch eine Dichtung 24 gegenüber dem Hohlstutzen sprüngliche Endlage nach F i g. 6 und 7 und Vor-

21 abgedichtet. Die Bezugselektrode 22 ist in bekann· nähme der jeweils vorgesehenen Zwischenoperatio-

ter, nicht dargestellter Weise mit einem elektrischen nen kann der Meßvorgang sofort in gleicher Weise wie

Meß- und Anzeigegerät verbunden. 40 oben beschrieben wiederholt werden.

Die Bestimmung des pH-Wertes einer Blutprobe Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargemit Hilfe des dargestellten Gerätes geht nun fol- stellte und beschriebene Ausführungsform. So ist insgendennaßen vor sich. Wenn die Messung nach einer besondere auch eine bauliche Vereinigung der Meßlängeren Betriebspause aufgenommen werden soll, anordnung zur pH-Wertbestimmung mit anderen für bedarf es zuerst einer Reinigung und nachfolgenden 45 die Mikrogasanalyse erforderlichen Meßanordnungen Trocknung der Meßkapillare 5, worauf allenfalls eine möglich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Meßeinrichtung zur Bestimmung des pH-Wertes einer innerhalb eines thermostatisierten Behälters in einer Meßkapillare befindlichen Blutprobe mittels einer mit der Blutprobe unmittelbar in Kontakt stehenden Elektrode und einer mit der Blutprobe über eine Elektrolytbrücke und einen Absperrhahn verbindbaren Bezugselektrode und mit einem an, die Elektrodenanordnung angeschlossenen elektrischen Kieß-Jund Anzeigegerät, dadurch gekennzeichnet, daß der Absperrhahn als Dreiwegeventil ausgebildet ist, in dessen Schaltkörper (11) sich die das meßempfindliche Ende (23) der Bezugselektrode (22) enthaltende, in an sich bekannter Weise eine Einlaß-

(16) und eine Auslaßöffnung (17) aufweisenden Elektrolytkammer (IS) befindet, und daß diese öffnungen in einer ;-sten Endstellung des Schaltkörpcib (11) geschlossen, in einer Zwischenstellung desselben je mit einem korrespondierenden Einlaß- (18) bzw. Auslaßkanal (19) für den Elektrolyten verbunden sind, wogegen in der zweiten Endstellung des Schaltkörpers (11) die Einlaßöffnung (16) der Elektrolytkammer (15) geschlossen und die Auslaßöffnung (17) mit einer an der Meßkapillare (5) seitlich angebrachten öffnung (20) verbunden ist.

2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ur Schaltkörper des Dreiwegeventils als Glaskolben (11) msgeb'.det ist, der mit einem konisch verjüngten Endabschnitt (10). an dessen Mantelfläche sich die Aus lßöffnung

(17) der Elektrolytkammer (15) befindet, in eine den Behälter (3) quer durchsetzende konische Aufnahmebohrung (9) eingeschliffen ist, in welche die seitliche Öffnung (20) der Meßkapillare (5) sowie der Elektrolytauslaßkanal (19) münden, und daß der gegenüberliegende, gleichfalls konische Endabschnitt (12) des Glaskolbens (11), an dessen Mantelfläche sich die Einlaßöffnung (16) der Elektrolytkammer (15) befindet, in eine konische Lagerbohrung (13) eingeschliffen ist, in die der Elektrolyteinlaßkanal (18) einmündet.