DE1948192U - Sonde zur fortlaufenden bestimmung des partiellen sauerstoffdruckes sowie zum messen anderer physikalischer parameter im innern eines koerpers. - Google Patents

Sonde zur fortlaufenden bestimmung des partiellen sauerstoffdruckes sowie zum messen anderer physikalischer parameter im innern eines koerpers.

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DE1948192U DEC14690U DEC0014690U DE1948192U DE 1948192 U DE1948192 U DE 1948192U DE C14690 U DEC14690 U DE C14690U DE C0014690 U DEC0014690 U DE C0014690U DE 1948192 U DE1948192 U DE 1948192U
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Description

Bis jetzt ist es bekannt, ohne Gefahr eine Röhre oder eine Sonde von geeignetem Querschnitt in ein Gefäß einzuführen und zwar bis ins Innere des Herzens, wodurch bis jetzt das Messen des manometrischen Druckes, das Aufzeichnen des Elektrocardiogrammes und das Entnehmen von Blutproben zu Analysezwecken, vor allem das Entnehmen von Blutgasen ( Sauerstoff und Kohlenstoffgas) ermöglicht wurde. Solche Analysen erfolgen aber nicht fortlaufend, was für die funktioneile klinische Auswertung Unannehmlichkeiten mit sich bringt und zwar sowohl beim Menschen wie auch beim Tier, da die Anzahl der Blutproben-Untersuchungen dadurch begrenzt ist. Außerdem werden alle diese Ermittlungen gleichzeitig vorgenommen.
Andererseits ist gemäß der Arbeiten von L. C. OLARK Jr., (Trans. Soe. Art. Ing. Organs 2, 41 - 1956) bekannt, makroskopische Elektroden großer Stabilität zur Polarografie von Sauerstoff zum Messen in vitro in Flüssigkeiten und in vivo an der Oberfläche von Organen zu verwenden. Derartige Elektroden bestehen in der Hauptsache aus einer Kathode in Form eines Platin- oder Golddrahtes und einer Anode in Form eines Silberdrahtes. Beide Elektroden sind mit einer Membrane verkleidet, die ausschließlich gas-, insbesondere sauerstoffdurchlässig ist und im allgemeinen aus Poly te traf lojuräthylen, bekannt
-3-
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PATENTANWALT
DIPL.-INQ. LEONHARD HAIN
8 MÜNCHEN 2
TAL 18
RWF: 0811/29 47 98
PRIVAT: 79 5135
Bunde'spaterLfbelioraen
8 München 2 H/mi. 22. 6. 66,
Akt enz e i chen:
Anmelder: Centre National de la Recherche Scientifique.
Sonde zur fortlaufenden Bestimmung des partiellen Sauerstoffdruckes sowie zum Messen anderer physikalischer Parameter im Innern eines Körpers.
Die Neuerung "bezieht sich auf eine Sonde zum fortlaufenden und gleichzeitigen Messen des partiellen Sauerstoffdruckes und anderer pysikalischer Größen im Innern eines Körpers sowie zum Aufnehmen oder Weitergeben von Signalen oder Informationen in Form elektrischer Impulse im Bereich des Sondenendes. In einer weiteren Anwendungsform betrifft die Neuerung einen Katheter, der gleichzeitig die Inhaltsbestimmung irgendeines Gefäßes, wie des Herzens, das katheterisiert werden soll, ermöglicht, und zwar gleichzeitig mit dem partiellen Sauerstoffdruek pOp im Blut oder anderer physiologischer oder pathologischer Flüssigkeiten, oder des manometrischen Druckes im Innern des Kreislaufsystemes und des Elektrocardiogramm.es.
TELEQR.-ADRESSE: PATENTDIENST MÜNCHEN · QELDVERKEHR: BAYER. HYPOTHEKEN- U. WECHSELBANK MÜNCHEN, THEATINERSTRASSE 11, KONTO NR. 343737 - POSTSCHECK-KONTO: MÜNCHEN 15453
unter dem Warenzeichen "Teflon", besteht.
Die neuerungsgemäße Sonde ermöglicht vor allem die gleichzeitige und fortlaufende quantitative Bestimmung des partiellen Sauerstoffdruckes, des manometrischen Druckes und das Weiterleiten oder Aufnehmen von Signalen oder Informationen nahe dem Sondenende in Form elektrischer Impulse und ist vor allem auch zum Messern des Blutdruckes und des partiellen Sauerstoffdruckes im Blut sowie zum elektrocardiografischen Aufzeichnen geeignet, unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile.
Die neuerungsgemäße Sonde besteht aus einer Kathode und einer Anode, die in einer ausschließlich gasdurchlässigen Membrane enden und sie hat die Form einer strahlenundurehlässigen Sonde von im allgemeinen zylindrischer Gestalt, deren Zwinge aus mindestens zwei Kanälen mit gemeinsamer Trennwand besteht. Einer der Kanäle ist an seinem Ende durch ein Organ verschlossen, das mit der Membrane verkleidet ist, an welche die Elektroden zum Messen des Sauerstoffdruckes anschließen. Dieser Kanal weist ferner nahe dem Ende eine Öffnung zum Durchführen eines elektrischen Leiters auf, während der andere Kanal am Ende offen ist, um so eine manometrische druckempfindliche Röhre zu bilden.
Bei einer besonderen Ausbildungsform der Sonde, dient
der Leiter zur elektroeardiografischen Detektion, während die manometrische Röhre den Blutdruck mißt.
Der Kopf der Elektrode zum Messen des partiellen Sauerstoffdruckes kann eine zentrale Kathode, z. B. einen Platin- oder Golddraht, und eine konzentrische Anode, z. B. ein chlorhaltiges Silberblättchen, umfassen, die durch ein dazwischenliegendes, aus synthetischem Isoliermaterial, wie z. B. Polyäthylen, bestehendes Rohr isoliert sind. Zwei Leitungsdrähte aus gewöhnlichem Metall sind an die Elektroden zum Anschluß an Meßgeräte angeschweißt.
Das Isolierrohr wird am Ende des Kanales mit größerem Durchmesser eingeführt, wo es vorzugsweise durch §ine isolierende Verbindung gehalten wird ( z. B. Araldit), bevor es mit der gasdurchlässigen Membrane verkleidet wird, die vorteilhafterweise aus Polytetrafluoräthylen ist. Die Membrane wird an dem Isolierrohr durch eine Umwicklung und eine dünne Klebstoffschicht, wie z. B. Kollodium, befestigt.
Der Punkt des Kanales, wo der Leitungsdraht zum Weiterleiten oder zur Aufnahme von elektrischen Signalen und besonders für das Elektrocardiogramm in der Umgebung des Endes der Sonde endet, liegt vorzugsweise so nahe
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wie möglich am Ende des Elektrodenkopfes, der für die Messung des Sauerstoffdruckes vorgesehen ist.
Desgleichen liegt das Ende des Kanales für die Bestimmung des manometrischen Druckes in geringer Entfernung des Endes des vorerwähnten Elektrodenkopfes.
Die neuerungsgemäße Vorrichtung ermöglicht das Auffinden verschiedener Parameter an sehr nahe beieinanderliegenden Orten, was fpr die Lokalisierung der Messungen vorteilhaft ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung, die einen Längsschnitt durch das Sondenende in vergrößertem Maßstab zeigt, beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel dient zum Messen des partiellen Sauerstoffdruckes im Blut und des Blutdruckes soweli zur elektrocardiografischen Aufzeichnung.
Das Ende des in der Figur dargestellten Katheters besteht aus zwei Kanälen 1 und 2 verschiedenen Durchmessers aus strahlenundurchlässigem Werkstoff mit einer gemeinsamen Trennwand 3· Dieses Ende hat einen Gesamtdurchmesser von 0,5-3 mm. Der Kanal 1 mit größerem Durchmesser weist an seinem Ende einen Kopf 4 für die Elektrode zur
Bestimmung des partiellen Sauerstoffdruckes auf.
Der Kopf 4 besteht aus einer zentralen Kathode 5 aus Platin- oder Golddraht mit einem Durchmesser von 0,3 mm bis ungefähr 17 Mikron und einer konzentrischen Anode 6, die gegenüber der Kathode 5 durch ein Rohr 7 aus Polyäthylen yon 1 mm Durchmesser isoliert ist. Die Anode 6 ist von einem Silberblättchen von 0,05 - 0,1 mm Dicke gebildet, welches auf einem Dorn gleichen oder geringeren Durchmessers als 1 mm geformt wird.
Der Platindraht 5 wird in der Bohrung der Röhre 7 durch Araldit gehalten. Zwei Leiter 8 und 9 sind bei 8' und 9' an die Anode bzw. Kathode angeschweißt und ermöglichen so den Anschluß des Katheters an ein herkömmliches Meßgerät, das nieht beschrieben ist. Der Kopf der Elektrode ist außerdem mit einer feinen Membrane 10 aus Polytetrafluoräthylen von 6-14 Mikron Stärke verkleidet.
Bs ist zu bemerken, daß der Durchmesser des Kopfes der Polarografie-Elektrode von 1 mm in diesem Beispiel auf 0,5 §im reduziert werden könnte. Der Schutz des Kopfes wird durch eine perforierte und abgerundete Kalotte aus Plastikmaterial gewährleistet.
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Der in der Zeichnung dargestellte Katheter weist schließlich noch einen Draht 11 zur elektrocardiografischen Detektion auf, der aus Kupfer oder Silber von 0,1 mm Dicke ist. Der Draht ist durch eine enge Öffnung 12 ganz nahe des Kopfes der Elektrode 4 geführt.
Die Montage der neuerungsgemäßen Vorrichtung geschieht vorteilhaft folgendermaßen:
Zuerst wird der Draht 11 zur elektrocardiografischen Detektion in den Kanal 1 gebracht, und zwar durch die Öffnung 12. Das freie Ende des Drahtes 11, das aus dem Kanal 1 vorsteht (gestrichelt bei 11' der Figur dargestellt), wird sodann mittels Araldit auf der Außenseite des Kanales befestigt und dann poliert. Man gewinnt so eine sehr enge Durchgangsstelle für den Draht 11 durch die Kanalwand 1.
Vorher wird der Elektrodenkopf 4, ausgehend von der zylindrischen Anode 6 und der Drahtkathode 5, hergestellt. Zu diesem Zweck werden die Leiter 8 und 9 getrennt durch Schweißungen 8' und 9' an den Elektroden 5 und 6 befestigt. Dann führt man etwa?©!* den Platindraht 5 in die Zentralöffnung der Eöhre 7 aus Polyäthylen und befestigt ihn mit Araldit. Sodann legt man die zylindrische Anode
um. das Rohr 7, das mit einem Platindraht versehen'ist und befestigt sie gleichfalls am Röhrenumfang mit Araldit. Das Ganze wird schließlich in das Ende des Kanales 1 des Katheders, in dem die Befestigung durch Araldit erfolgen kann, eingesteckt.
Der Elektrodenkopf 4, der aus dem Kanal 1 hervorragt, wird sodann sorgfältig poliert, in einem Salpejbersäure-Bad 0,5U gereinigt, dann in einem. Salzsäure-Bad 0, 5 Ή behandelt und schließlich in destilliertem Wasser gespült. Dann gibt man auf das Ende der Elektrode einen Tropfen einer Chlorkalium-Lösung o,2 M und bringt die Membrane 10 auf. Die Befestigung dieser Membrane geschieht durch Umbinden eines dünnen Seidenfadens und eine dünne Schicht Kollodium, die vor allem dazu dient, eine glatte Oberfläche des Blektrodenzylinders zu gewährleisten.
Bs ist wünschenswert, das Polarogramm ( Kurve, die die Intensität des auf die Elektrode einwirkenden Potentials zeigt) für jede so hergestellte Elektrode studieren zu können, um auf dem geradlinigen Teil der erhaltenen Kurve den geeigneten Wert für die Polarisation zu wählen. Beispielsweise ist dieser Wert 600 - 700 mV bei den Gharak + teristiken des beschriebenen Katheters. Man hat gleichermaßen festgestellt, daß eine so eingerichtete Elektrode
zum Messen des partiellen Sauerstoffdruckes kaum wärmeempfindlich ist. Die Elektroden liefern beispielsweise IntensitätsSchwankungen bis zu 30 fo für Temperaturunterschiede von 15 C. Eines der wichtigen Merkmale dieser Elektroden ist ihre kurze Reaktionszeit, die zwei Sekunden für 80 fo der Reaktion mit 100 folgern Sauerstoff und auch bei einer weitgehend konstanten Temperatur ihre augenblickliche und über längere Zeiträume hinweg dauernde Stabilität erreichen kann. Weiter ist zu bemerken, daß für POp- Messungen die Empfindlichkeit in der Größenordnung von 1 mm Hg ist. Bei 100 folgern Sauerstoff ist der Wert der Stabilität vier bis fünfmal größer als der angenommene Anfangswert, ausgehend von der Luft.
Es ist ferner zu bemerken, daß der Kanal 2 von kleinerem Durchmesser bei 2' abgeschnitten ist, so daß die Bestimmung des manometrischen Druckes in ganz geringer Entfernung des Endes der Elektrode 4 zur Messung des partiellen Sauerstoffdruckes vorgenommen werden kann, während das Elektrocardiogramm bei 12 ebenfalls nahe dem Ende aufgenommen wird. Dieses Gerät ist zuverlässig und sehr robust,
Die-.verschiedenen Leiter sind an herkömmliche elektronische Apparate angeschlossen, die das Ablesen der ge-
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messenen physikalischen Größen ermöglichen.
Das beschrelibene Instrument kann auch auf anderen als auf klinischen Gebieten verwendet werden. Es kann vor allem für jede Art von Sauerstoff-Untersuchungen Verwendung finden, wo Druckmessungen ebenfalls nötig sind. Der Leiterdraht 11 für die Bestimmung des Elektrocardio-' grammes im beschrelibenen Ausführungsbeispiel könnte auch zum Empfang elektrischer Signale oder zum Steuern elektrischer Organe dienen.
Das Gerät könnte vor allem für Sauerstoffmessungen in Bakterienkulturen und bei der Zucht von Wassertieren, ferner in der Biologie, wo es infolge seiner Präzision gut das mikromanometrische Gerät von Warburg ersetzen könnte, in der industriellen Oxymetrie mit den Problemen der Pollution in Bezug auf die Gase und Flüssigkeiten, sowie auch bei atmosphärischen Untersuchungen zum Einsatz kommen.

Claims (8)

P.A. 327 295-236 Schutζanspräche
1. Sonde zur fortlaufenden und gleichzeitigen Bestimmung von Zustandwerten einer Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsdruck, dem partiellen Sauerstoffdruck und zur Abgabe von Signalen in Form elektrischer Impulse nahe dem Sondenende, wobei diese Sonde aus strahlenundurchlässigem Material und aus einer Kathode und einer Anode besteht, deren Enden in einer ausschließlich gasdurchlässigen Membrane enden, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde eine im wesentlichen zylindrische Form hat und ihr Ende mindestens von zwei Kanälen ( 1 und 2) mit einer Trennwand (3) gebildet ist, der eine Kanal (l) an seinem Ende durch ein von der Membrane (10) verkleidetes Organ verschlossen ist, in dem die Elektroden (5,6)
zum Messen des Sauerstoffdruckes enden, dieser Kanal (l) außerdem nahe seinem Ende eine Öffnung (12) für den
gasdichten Durchtritt eines Leiters (11) zur Aufnahme und Weitergabe elektrischer Signale aufweist, während der andere Kanal (2) an seinem Ende zur Bildung eines manometrischen druckempfindlichen Rohres offen ist.
2. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (4) der Elektrode zum Messen des partiellen
Sauerstoffdruckes aus einer zentralen Kathode (5), bei-
-12-
C 14699/42 L Crbrn
spielsweise aus einem Platin- oder G-olddraht, und einer konzentrischen Anode -(6), beispielsweise aus einer chlorhaltigen Silberfolie, besteht, wobei zwischen diesen beiden Elementen ein Isolierrohr (7) aus isolierendem synthetischen Werkstoff, beispielsweise Polyäthylen, vorgesehen ist.
3) Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung der Elektroden mit Meßeinrichtungen Leiterdrähte (S, 9) ausgewöhnlichem. Metall an den Elektroden angeschweißt sind.
4) Sonde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden an einem Isolierrohr (7) und letzteres im Kanal (l) insbesondere mit einem Isoliermittel, wie Araldit, befestigt sind.
5) Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (10) aus Polytetrafluoräthylen sehr geringer Stärke besteht.
6) Sonde nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (10) auf dem Isolierrohr (7) durch eine Umwicklung und eine dünne Klebstoffschicht, beispielsweise Kollodium, befestigt ist.
7) Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsstelle des Leiterdrahtes (11) für das Elektrokardiogramm möglichst nahe am Ende des Elektrodenkopfes (4) zum Messen des Sauerstoffdruckes angeordnet ist.
8) Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Kanales (2) zur Bestimmung des manometrischen Druckes in geringem Abstand vom Ende des Elektrodenkopfes (4) endet.
DEC14690U 1965-06-24 1966-06-23 Sonde zur fortlaufenden bestimmung des partiellen sauerstoffdruckes sowie zum messen anderer physikalischer parameter im innern eines koerpers. Expired DE1948192U (de)

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