DE2336427A1

DE2336427A1 - Bindehautvorrichtung

Info

Publication number: DE2336427A1
Application number: DE19732336427
Authority: DE
Inventors: Irving Fatt; Sotiris Kitrilakis
Original assignee: Tecna Corp
Current assignee: Tecna Corp
Priority date: 1972-07-20
Filing date: 1973-07-13
Publication date: 1974-01-31
Also published as: GB1390896A; JPS5659008U; US3769961A; JPS60881Y2; JPS4944588A

Description

Dr.-Ing. HANS RUSCh¹KE Dipl.-Ing. OLAF RUSCHKE Dipl.-ing.HANS E. RUSCHKE

- '±^l 1'iy'9 - I BERLIN 33

Auguste-Viktoria-Straße 65

L-ecna Corporation, Emeryville, California, V.-S't.A.

Bindehautvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum physiologischen Messen und insbesondere eine Vorrichtung zum .bestimmen von Blutkenndaten.

Aus physiologischen Gründen ist es sehr vorteilhaft, in der Lage zu sein, viele Merkmale des Blutes ermitteln zu können. Dies erfordert für gewöhnlich ein angreifendes Verfahren und stellt eine verhältnismäßig schwerfällige und sich in die Länge siehende --aigelegenheit dar. Es ist festgestellt worden," daß die Augenlidbindehaut eine einmalige otelle am Körper ist, wo die Blutgefäße sehr dicht an die Oberfläche herantreten. Die. Gefäioe der Augenlidbindehaut sind so dicht an den Bindehauptepithelzeilen, daß sie deutlich sichtbar sind. Die üchleimhautepithelzeilen, die diese Gefäße überlagern, sind nux* zwei bis vier Zellschichten dick und scheinen eine sehr geringe .Sauerstoffverbrauchsrate aufzuweisen. Aus diesem Grunde ist es möglich, durch .anordnen einer i-Jonde an der Augenlidbindehaut eine sehr genaue und gutabgestimmte Anzeige eines Blutmerkmals zu erhs.1-ten und eine derartige Anzeige in einer unmittelbar lesbaren i'Orm wiederzugeben, do kann z.ri. auf diese ^:,veise die Blutsauerstoff spannung nachgewiesen, überwacht und angezeigt x«/erden. ...Uhrend eine von ü^nd zu haltende oonde oder ein Meßfühler und ■ Ljklera-i-ansen als iräger für -iUgenlidbindehautmeßfühler ver-

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v/endet worden sind, so aeigen sich noch wesentliche Lachteile bei dieser Anordnung, Ls ist daher sehr ratsam, eine Einrichtung zum Ealten des Meßfühlers in einer so bequemen stellung wie möglich über einen längeren Zeitraum, vielleicht über mehrere xage, ohne ungünstige Ergebnisse vorzusehen.

Es ist daher in erster Linie der Zweck der Lrfin.Lung, eine vor richtung zur Einwendung bei der Augenlidbino.ehc.tut zu schärfen, mit der sehr genaue Messungen der lilutkenndaten erzielt werden können und die von einem F-atienten über einen längeren Zeitraum ohne seelische Beeinträchtigung ertragen v/erden kann.

V;eitere Ziele und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Zeichnung, in der ^usfuhrungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. In aer Zeichnung sind:

Jig. 1 eine Darstellung eines menschlichen Auges in Verbindung mit einer Augerilidbindehaut vorrichtung, wobei Teile der Figur weggebrochen sind,

J¹Xg. 2 ein ^uerschnint entlang der uinie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 eine umgekehrte oder von rückv/ärts gesehene ^ sicht der Anordnung nach i'ig. 1 , wobei xeiie \/eggebrochen sind,

Fig. 4 ein Querschnitt entlang der Linie 4-4 der xig. 5,

Fig. 5 die „oisicht eines wuerschnitts durch ein:3n veil der vorrichtung, der eine ^-usf uhrungsform des i-iei-fühlers zei^t,

Fig. ό die ..nsicht eines querschnitts, axe eine uiioerschiedliche -.usführungsform eines neLfühlers zeigt,

Fi_u. 7 eine der ^igur ο ähnliche einsieht, die eine weitere aoge-

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~usfuhrungsforn des ke±ifühlers zeigt,

...i^. υ eine der Jiuur 6 ähnliche ansicht, die eine weitere ausritlirungsxorm des i-xeiifühlers zei^t und

Ji.,-. S^; eine dex' _rigur 6 ähnliche ansicht, die eine noch andere -lUsxTäiX'ungsiorn des heiifuhlers zei^t.

.. .hreiiü frühere, sich auf ^indehautvorrichtungeii beziehende ^-X'beiüOii mi'ü verschiedenen Versuchstieren wie auch ε,η i-ienschen durchgeführt wurden, ist es im vorliegenden i/'all bequemer, die ",ini/eiiaung der Vorrichtung allein auf Keuschen zu beziehen, obv. olil eine .jipassun.: der Vorrichtung alie sowie der i-iethode auf eine aiiaex*e üm^obuny leicht vorgenomißen v/erden kann. Die .oigenlldbiiivLehaui; erscheint bei vielen Lebewesen als ein Bett oder eine üOiie 6 auf dem inneren des oberen ^.u.^enlides, und in öi?.i3ia otvias ;;erin. .-ox'eii .^uGüiais auch auf dem Inneren des unteren ^Uvieiilides, ü. jJie hauptsächliche Konzentration der Ka^ill^r- ^efäj.öe in üer Z-one odex¹ den _-eut ό ist; symneorisch zu und gerade v-b-c-i¹ der Hornhaut 9 des ..uges angeoi'dneu. jJieses xvapillargefäße -ufv.eisende iett dient zur Zuführung von üauex^stoff zur Hornhaut, "ienn atmosphärische Luft nicht vex'fugbar ist, v;enn z.b. das -ai^enlid geschlossen ist. Die Dicke des zwischen der r.ugenlidbindehaut und der nornhaut angeox'dneten Käutchens 11 beträgt nur· wenige ^ellen, so dan eine stark wix'ksaine oauerstoffüber-11"a,JUn₁.: von .ier ^u^enlidbiiiäehi ut 2Ux¹ nomhaut stattfindet, v:o;ici iiux" ci:ie ^ex^in^e •^ausi'stoffmerLje von den aazwischenlie- ^oii-üii -läu^clioiisellon abrjezo^eii wird.

J-oinä-. der -^x^findung wird vorsugsweise zum iiinf uhr ο η zwischen el a G .'.u:;:enliu y und axe Lederiiaut 12 ein i-lörper 15 mit einer icon]:-ven innenoberflache 14 und cinex" konvexen ^uisenoberf lache I^ vor, :aseaen. ^ex¹ Körper ist aus irgendeinem von verschiedenen i.atox"·!. lien zusanmengesetzt, die mit der um^ebun^: vex^trägiicli u:xü xv.r lccstere nicht naciraeili,^, cind. materialien, die

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in Verbindung mit bkleralinsen verwendet worden sind, zeigen sich als geeignet. Der Körper 13 weist vorzugsweise ein Profil oder eire Form auf, die ihn ganz dicht an die darunterliegende Lederhaut als auch an das darüberlagernde Augenlid anpassen lassen. Die !''lache und die Ausdehnung des Körpers kann sehr wesentlich sein. Der Körper kann derart geformt sein, daL er sich über die Hornhaut 9 ausdehnt, und er kann in der iTat Linseneigenschaften aufweisen, bevorzugt wird jedoch, daß der Körper eine relativ kleine fläche angrenzend an die Hornhaut einnimmt, und daß er sich nicht über die Hornhaut erstreckt, aus diesem Grund ist der Körper mit einer zentrischen öffnung 16 versehen. Diese ist groß, v/eil es erwünscht ist, die normale Umgebung so wenig wie möglich zu beeinträchtigen, insbesondere, wenn eine langfristige überwachung eines Patienten erforderlich ist.

l/ührend in den Zeichnungen der Pu5rper 13 im wesentlichen ringförmig im ^ufriß dargestellt ist, ist es jedoch nicht notwendig, daß der Körper so geräumig ist. Der x^örper dehnt sich vorzugsv/eise nur sehr genau so weit aus, daß äer in Stellung bleibt oder in einer vorbestimmten !uage gehalten wird.

Wie insbesondere aus den figuren 3 und ^Lj> hervorgeht, ist ein neßfühler 17 am Körper 13 vorgesehen. Der iießfühler ist in geeigneter ".veise angeordnet und verbleibt dort infolge eines speziellen Aufbaus des Körpers. Im vorliegenden j?'all schließe der Körpex¹ Vy eine innere ochicht Ib und eine äußere ochicht 19 ein, die für eine ganz dichte Aneinanderpassung ausgelegt sind. Geeigneterweise ist der Meßfühler 17 auf der inneren ochicht 16 in einer derartigen ,-teilung angebracht, daß or unmittelbar an dem zentrischen i'eil der Augenlidbindehautzone 6 anstößt, wenn das Augenlid 7 offen ist, und ebenfalls noch mit einem wesentlichen ieil der ^one 6 in Berührung steht, wenn das Augenlid geschlossen ist. Um ein Halten des i-iei„i'ühlers 17 in seiner stellung zu unterstützen und eine geeignete ^uflageoberfläche für die ^.ugenlidbindehaut zu schaffen, erstreckt sich der r^eß-

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BAD ORfGJNAL

fühler durch eine öffnung 21 in der äußeren Schicht 19» .Diese Auskragung ist jedoch nui' vorhanden, um im wesentlichen für eine Weiterführung der Konfiguration der äußeren Oberfläche der ο chi clit 19 zu sorgen. Eine permeable Membran 22 erstreckt sich über den Meßfühler 17 und wird geeigneterweise festgehalten und an dem Heßfühler 17 verankert, manchmal mittels eines Befestigungsringes 23.

Der Meßfühler nimmt eine oder mehrere Elektroden oder Elektrodenkombinationen 24 auf. Diese weisen sehr kleine stromleiter 26 auf, die in einer geeigneten, typischen Isolierung 27 eingekapselt sind. Zusammen sind sie als ein sehr dünnes_t schmales Band von beträchtlicher Flexibilität ausgebildet. Das Band oder die Stromleitergruppe dehnt sich vorzugsweise von dem Heßfühler 17 durch den Körper 13 aus und ragt aus letzterem an einem vorbestimmten Punkt 28 dicht an einem der beiden Berührungspunkte des oberen und des unter-en Augenlides oder in irgendeiner Stellung mit einem geringen Betrag einer angrenzenden relativen Bewegung. Die Stromleiter führen aus der Hähe des Auges weg und erstrecken sich zu einem geeigneten Kontrollbildgerät 29 einer geeigneten Art, um eine passende Auslese der übertragenen Anzeige zu gewährleisten.

Wie besonders aus Figur 5 hervorgeht, ist der Meßfühler 17 speziell für ein Nachweisen von Sauerstoff konstruiert. Der Detektor oder Heßfühler 17 weist eine Platineelektrode 24- P mit einer im wesentlichen mit der Stirnfläche des Heßfühlers fluchtebenen Endfläche und außerdem eine ähnlich angeordnete und profilierte Bezugselektrode 24· R auf.

Insbesondere ist es weiterhin erwünscht, die Spannung von OG¹O im lilut nachzuweisen, so wie den pH-»ert und die 'temperatur des Blutes zu messen. Verschiedene Heßfühler können für diese Zwecke einzeln oder gemeinschaftlich ausgerüstet sein.

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In.i'igur 6 ist ein in ähnlicher ..eise bei es ti gt er und geschalteter iieduktions-üxydations-keiifühler gezeigt, der eine blinke Ilatinelektrode 24 P und eine Silber- und oilbercalorid-üezugselektrode 24 A aufv/eist. Zwischen den Elekurwien befindet sich ein Vorratsbehälter 3^» der einen Elektrolyten, der mit einen Reduktions-üxydations-Ohemikai, wie z.u. ühinnydron oder 2,6 liichlorphenolindophenol gesättigt ist, enthalt. Zwischen die Enden des Heßfühlers passend und von einer üC_o-durchlässigen Hydrogel-Membran überlagert, befindet sich eine faserige Grundmasse 33 zum Vorratsbehälter hin offen angeordnet und sorgt für eine vollständige Elektrolytverwendbarkeit und Verbreitung.

Als Abänderung ist in Eigur 7 ein Meßfühler mit einer oilberoilber-chlorid-Bezugselektrode J4 «. wie auch mit einer Antimon-Elektrode 36 S gezeigt. Diese sind von einer mit einem Elektrolyten gesättigten Grundmasse 37 ummantelt, wie bereits erwähnt , und v/erden dann wiederum von einer GCU-durchlässigen Membran bedeckt.

^s kann auch, wie in Zigur δ gezeigt, eine sogenannte Glaselektrode in der Severinghaus-Heßfühleranordnung verwendet werden. Hier weist der Meßfühler eine üilber-dilberchlorid-Bezugselektrode 41 A und eine in einem Elektrolyten 43, der in einem Glaskolben 44 eingeschlossen ist, gebadete iietallzuleitung 42 auf. Die handelsübliche elektrolytgetränkte Grunuaasse 46 bedeckt beide Elektroden und wird in otellung durch eine undurchlässige Membran 47 gehalten.

Es isC möglich, Sauerstoff allein, Kohlendioxid allein oder auch beides zusammen, nachzuweisen. Zu diesen Zwecken kann ein in j?igur 9 gezeigter Meßfühler verwendet werden, in diesem ist eine dilber-tiilberchlorid-iiezugselektrode p'l A in ... achbar schuft einer Antimonelektrode >2 ώ und in Ljachbo.rschaft einer .Platinelektrode 53 J? angeordnet. Alle fluchtebenen ^lerctrodenenden

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werden von einer mit einem Elektrolyten gesättigten Grundmasse ⁱy\- bedeckt, die wiederum von einer 00.-,- und C^-durchlässigen Lembran bedeckt wird. Diese .ilektrodenkombination ermöglicht den gleichzeitigen Kachweis der öauerstoffspannung und der 00 ^-Spannung.

Viele andere ijaderun.jen hinsiclitlich der iilektrodenzusammensetzung und der Konfiguration können, soweit sie für eine unterbringung in einem Meßfühler geeignet sind, vorgenommen .v/erden, ßo ist es z.i«. manchmal erwünscht, die unterschiedliche i'eiaperaturempfindlichkeit der Elektroden auszugleichen, da die Empfindlichkeit der Reduktions-üxydations-Jilektroden doppelt so groß ist, wie die der Glaselektrode. In diesem '-'all wird ein i'hermistor 57 i^igur J) in dem Körper 13 vorgesehen und in geeigneter weise gestaltet.

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Claims

-ο

ι atentaiispr ilche

i . ^! Den !Blutzustand nachweisende V or rich UUn₁J zur .uivp; an der Augenlidbindehaut, [gekennzeichnet durch eine erste .ochicht, die eine konkove Oberfläche mit einem zumindest entsprechend einen xeil der die riornhaut umgebenden uoderhaut ,qef ormten Ixoxil aufweist, durch eine in der erc^en οchient angeordnete elektrische i^c^xuhlareiririciitun^, di eeinc in einen v/esentlichen ..b3t.-,nd von der konkaven Oberfläche anp;eordnete ^eßobex'f lache aux'^eist, und durch eine zweite ochicht, die nie ercüe ^chichi: uberl^eri; und eine konve:ce Cberx'i^che aui'v/eist, die zumindest entsprechend einem -eil aer ^u^enlidbindehaut piOxiliert ist und'im '.veserrulicuen die iuehoberi'läche fortsetzt .

2. Vorrichtung nacu -ais^ruch 1, o.adurch , .el.ennzcicanet, daß /jUxeitun_oen iaii; uer i.e^fühlei'eiiirichtun- vei'uunden sind und sich dux-cu die ersue oc.icht und von diesex» erstrecken.

■j. Vorrichtung nach .ins^ruch 1 oder 2, dadux'ch gekennzeichnet, dtuj eine Ι-.βη:,.,·Γ'-·.η die ..ej.xUhler'jiui'ichtun^ überlagert und sich zv/ischen letzterer und der zweiten jchicht erstreckt.

H-. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder >, dadux'ch ;_/ekennzeichnec, dall die erste und ai^ z\;eite oc"nicht mit einex¹ ^fxin i^ähe der „.ornbc.ut vorgesehen sind.

>. Vox^richtun^ nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch ^;ekennzeichnet, ä.s.ü die iie-ufuhlereinrichtunfj einen xeil aufweist, dex¹ von der ersten oCuidiL aervorragG una die sich im wesentlichen von der me^floche ei'stx^ecKenaen ^lektroaen einkapselt.

OR/G/NAL

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6. Vorrichtung nach Anspruch 5? de.durch gekennzeichnet, daß sich der genannte Teil der heßfühlereinrichtung durch eine öffnung in der aweiten Schicht aweeks Anordnung der Meßfläche in einer mit der Augenlidbindehaut in berührung befindlichen .Stellung erstreckt.

7. Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Heßfühlereinrichtung verbunden, entfernt angeordnete xinaeigeeinrichtung vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadux'ch gekennzeichnet, daß die Heßfühlereinrichtung Elemente zum Anzeigen der Cüp-bpannung in den Arterien in der Augenlidbindehaut und Elemente zum aufzeichnen der Anaeigewerte aufweist .

9. Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mexifühlereinrichtung Elemente zum anzeigen des Arterien-pH-^,ertes in der .,ugenlidbindehaut und Elemente zum Aufzeichnen dieser Anzeigev/erte aufweist.

Ιο. Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ϊ-ießfühl er einrichtung elemente zum xoizeigen der iiluttemperatur in den ^rterien der Augenlidbindehaut und Elemente zum aufzeichnen dieser .L auf v/eis c.

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