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Verfahren und Vorrichtung zum Nachweis der Konzeptions-
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bereitschaft von weiblichen Säugern Die Erfindung betrifft ein Verfahren
der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
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Verfahren zur Bestimmung der Konzeptionsbereitschaft weiblicher Säuger
sind von erheblicher Bedeutung. So besteht beispielsweise bei Frauen das Problem
der Bestimmung der Konzeptionsbereitschaft zu Zwecken der Konzeptionsverhütung,
deren chemische bzw. mechanische Durchführung die in der letzten Zeit viel diskutierten
Probleme aufwirft. Bei weiblichen Säugetieren, z.B. Kühen und Stuten, besteht ein
erhebliches wirtschaftliches Interesse zur genauen zeitlichen Bestimmung der Konzeptionsbereitschaft,
die bei Stuten beispielsweise nur etwa 8 Stunden beträgt. Bei ungenauer Bestimmung
werden beispielsweise die erheblichen Deckkosten häufig umsonst aufgewandt.
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Die klassischen Methoden der Bestimmung der Konzeptionsbereitschaft,
z.B. durch Langzeitaufzeichnung der Basaltemperaturänderungen erweist sich immer
wieder als äußerst ungenau, insbesondere angesichts konstitutioneller und umweltbedingter
Periodenänderungen.
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Es besteht daher ein Bedürfnis nach direkten Nachweis methoden. Als
Verfahren der eingangs genannten Art ist die Bestimmung des pH-Wertes des Vaginalsekretes
bekannt.
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Derartige Verfahren weisen jedoch verschiedene Nachteile auf. Die
notwendigen pH-Meßsonden sind außerordentlich kompliziert und empfindlich, insbesondere
bedienungsempfindlich. Die Meßresultate sind ferner zu sehr abhängig von unterschiedlichen
Faktoren, die beträchtlichen Individualstreuungen unterliegen. Eindeutige Meßresultate
sind nur schwer und nur bei längerzeitigen Kontrollbestimmungen zu erhalten. Zur
Gewinnung eindeutiger und schneller und von individuellen Unterschieden der Probanden
unabhängiger A1eßresultate hat sich dieses Verfahren als ungeeignet erwiesen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren
und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der ein sicherer
und einfacher Nachweis der Konzeptionsbereitschaft ermöglicht wird.
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Diese A#tfgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteiles
des Anspruch 1 gelöst.
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Ilic f:ruchtb.1rkei tsperiode weiblicher Säuger, insbesondere die
moncltliche Fruchtbarkeitsperiode der Frau fällt im wesentlichen mit der Ovulation
zusammen. Im hormonalen Fruchtbarkeitszyklus sondert die vordere Hypophyse gonadotrope
Hormone ab, die den Eierstock stimulieren. In der ersten Hälfte des Menstruationszyklus
wird daraufhin das Follikelhormon östrogen und in der Mitte des Zyklus das luteogene
Hormon Progesteron erzeugt. Während der ersten Hälfte stimuliert Ustrogen das Wachstum
der Eierstockfollikeln. Das imW.achSendenFollikelbelag sich entwickelnde Ei reift
schließlich. Dabei wird östrogen abgeschieden.
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In der Mitte des Menstruationszyklus stößt der Follikelbelag
das
Ei ab und wird dann zum corpus luteum,das durch das luteogene Hormon zur Abscheidung
von Progesteron stimuliert wird. Progesteron herrscht damit in der Mitte des Menstruationszyklus
im Vaginaltrakt vor, während Ustrogen im Anfangs- und Endstadium vorherrscht.
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Zum Zeitbereich der Ovulation treten daher drastische änderungen des
Geschlechtshormonhaushaltes auf, die verschiedene Körpergewebe in unterschiedlichem
Maße beeinflussen. Insbesondere sensiti-v reagieren die Schleimhäute des Uterus
und der Vagina. Die in der Vagina anzutreffenden Uterus- und Vaginalsekrete unterliegen
aufgrund dieser Hormonänderungen starken Anderungen ihrer chemischen und insbesondere
elektrochemischen Eigenschaften.
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Der Nachweis dieser Anderung der Eigenschaften des Sekrets mittels
pH-Bestimmung hat sich, wie eingangs erwähnt, als ungeeignet herausgestellt. In
Versuchen hat sich jedoch die Bestimmung der oxydierenden bzw. reduzierenden Eigenschaften
des Sekrets als außerordentlich präzise zur Anzeige der Konzeptionsbereitschaft
erwiesen, da sich der Übergang des Sekrets zwischen oxydierender und reduzierender
Eigenschaft als stets übereinstimmend mit den kritischen Zeitpunkten des Eintritts
und Endes der Konzeptionsbereitschaft herausgestellt hat, und zwar im wesentlichen
unabhängig von sonstigen chemischen Anderungen des Vaginalsekrets.
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Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich durch elektrochemische Potentialbestimmung
sehr schnell beispielsweise in Sekunden anwenden und erspart aufwendige chemische
Laboruntersuchungen bzw. die Erstellung von Langzeitmeßreihen.
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Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäße
Verfahrens ist durch die Merkmale des Anspruchs 2 gekennzeichnet.
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Werden zwei Metalle unterschiedlicher STellung in der elektrischen
Spannungsreihe, also unterschiedlichen Standardpotentiales, einer wässerigen Lösung
ausgesetzt, so tritt zwischen ihnen eine Spannungsdifferenz bequem meßbarer Größenordnung
(zehntel Volt bzw. Voltbereich) auf, die vom Oxydations- bzw. Reduktionsverhalten
der Lösung abhängt. Mit einem Diferenzspannungsverstärker und angeschlossenem Anzeigeinstrument
lassen sich die Spannungsänderungen sehr schnell und genau nachweisen. Der apparative
Aufwand kann sehr klein gehalten werden, so daß eine derartige Vorrichtung nur sehr
geringe Herstellungskosten verursacht. Dabei ergibt sich bei den kritischen Änderungen
des Sekretes eine Umkehrung der Polarität der Differenz-Spannung zwischen den Elektroden,
die auf besonders einfache WeIse nachgewiesen werden kann.
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Dabei werden die Elektroden vorteilhaft gemäß Anspruch 3 aus Gold
bzw. Chrom ausgebildet. Diese. Metalle zeichnen sich durch hohe, gut nachweisbare
Potentialdifferenzen und gute phy#siologische Verträglichkeit aus.
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Weiterhin vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Vorrichtung durch die
Merkmale des Anspruchs 4 gekennzeichnet. Eine derartige Sonde kann in einfacher
und robuster Konstruktion zum einführen in die Vagina vorgesehen sein. Dabei sind
die Elektroden vorteilhaft gemäß-Anspruch 5 angeordnet und bestimmen somit das Sekret
in unmittelbarer Nähe des Muttermundes, also in einem Bereich, wo das Sekret den
stärksten
hormonbedingten Änderungen unterworfen und durch äußere
Einflüsse, z.B. Urinieren bzw. Waschungen, am wenigsten beeinflußt und gestört ist.
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Vorteilhaft ist diese Vorrichtung gemäß Anspruch 6 ausgebildet. Bei
dieser Konstruktion ist bei physiologisch günstiger Abrundung der Sondenspitze die
eine Elektrode unmittelbar im distalen Endbereich angeordnet. Ein anschließenderlvon
Elektroden freier, etwa ringförmiger Bereich, an dem die Sondenoberfläche vom Isoliermaterial
gebildet wird, dient der elektrischen Isolierung der beiden Elektroden. Der restliche
proximale Bereich der Sondenoberfläche wird durch die zweite Elektrode gebildet.
Diese Anordnung hat sich in Versuchen hervorragend durch Ausschaltung von Störeinflüssen
im äußeren Vaginalbereich bewährt.
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Schließlich ist die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft durch
die Merkmale des Anspruchs 7 gekennzeichnet.
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Auf diese Weise läßt sich die Wärmekapazität der Sonde äußerst gering
halten, so daß diese unter Ausschaltung störender thermischer Irritationen des Probanden
schnell dessen Körpertemperatur annimmt.
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In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise
und schematisch dargestellt.
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Die Zeichnung zeigt eine Sonde 1 mit angeschlossenem Aus; wertgerät
2.
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Die Sonde 1 besteht aus einem zylindrischen Körper von der Vaginalgeometrie
angepaßtem Durchmesser und entsprechender Länge. Das distale Ende ist etwa halbkugelförmig
verrundet.
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Auf der Sondenoberfläche sind eine Schaftelektrode 3 und eine Spitzenelektrode
4 angeordnet. Die Spit=enelektrode 4 bc:J#ckt etwa halbkugelförmig den Spitzenbereich
der Sonde. I)ie Schaftelektrode 3 bedeckt den gesamten Sondenschaft bis zum proximalen
Ende. Zwischen den beiden Elektroden bleibt ein ringförmiger Bereich 5 frei, der
aus hochisolierendem Material gebildet ist, aus dem der Sondenkörper vorteilhaft
auch unter den Elektroden ausgebildet ist.
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In vorteilhafter Weise können die Elektroden 3 und 4 als dünne Schichten
auf einem massiven Kunststoffkörper ausgebildet sein, der im Isolierbereich 5 freiliegt.
Bei Verwendung eines Kunststoffkörpers sowie dünner bletallschichten bleibt die
Wärmekapazität der Sonde klein. Sie nimmt daher sehr schnell Körpertemperaturen
an.
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Auf der Sonde ist ein Distanzring 6 angeordnet, der mit nicht dargestellten
beliebigen Klemm-Mitteln, z.B. aufgrund von Reibung, auf der Sonde verschiebbar
sowie in beliebiger Lage feststellbar angeordnet ist. Mit diesem Distanzring kann
die Einstecktiefe der Sonde vorgegeben werden, so daß auch bei schneller Bedienung
die korrekte Einstecktiefe gewährleistet ist.
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Die Elektroden 3 und 4 sind mit Anschlußkabeln 7 kontaktiert, wobei
die Schaftelektrode 3 an ihrem proximalen Ende kontaktiert ist und die Spitzenelektrode
4 mit dem Anschlußkabel über einen im Sondeninneren verlaufenden Anschlußleiter,
8 verbunden ist.
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Die Sonden 3 und 4 bestehen aus unterschiedlichen Metallen.
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die sich hinsichtlich ihres Standardpotentials, also ihrer Stellung
in der elektrochemischen Spannungsreihe unterscheiden. Wie im Nachstehenden noch
ausgeführt, eignen sich insbesondere Gold und Chrom, die hinsichtlich ihres
Standardpotentiales
besonders geeignet sind und auch physiologisch unbedenklich sind, also keine (,ewebeschädigungen
hervorrufen, wie sie beispielsweise bei ebenfalls verwendbaren Messinglegierungen
auftreten können.
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Die Elektroden 3 und 4 sind über die Anschlußkahel 7 an das Auswertgerät
^ angeschlossen. Dort sind sie mit denv Eingängen eines Differenzspannungsverstärkers
9 verbunden, dessen Ausgang ein Anzeigegerät 10 beaufschlagt, Dieses kann, wie im
dargestellten Fatle,als analoge anzeigendes 7eigergerät oder beispielsweise als
Digitaldisplay ausgebildet sein. Im einfachsten Falle kann eine ja/nein-' Anzeige
mit zwei Lampen, beispielsweise unterschiedlicher Farbe vorgesehen sein.
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Bei geeigneter Auswahl der Elektrodenmaterialien, z.B.
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bei Verwendung von Gold und Chrom, ergibt sich bei den lu den hier
interessierenden Zeitpunkten im Alenstruationszyklus am Anfang und Ende der Konzeptionsbereitschaft
bei den dann eintretenden chemischen Änderungen des Vaginalsekretes eine Veränderung
der Eigenschaften vom oxydierenden um reduzierenden Bereich, die eine Umkehrung
der Polarität der Elektroden, also eine Vorzeichenändelung der gemessenen Spannung
bewirkt. Das Anzeigegerät 10 kann daher vorteilhaft als Zeigerinstrument mit Nullstellung
in Skalenmitte ausgebildet sein, von dem in besonders einfacher Weise durch Ausschlag
nach links bzw.
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nach rechts der Zustand positiver bzw. negativer Konzeptionsbereitschaft
angezeigt wird.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist also vorzüglich zur Bestimmung
des günstigsten Zeitpunktes für eine Empfängnis sowie auch zur Empfängnisverhütung
zu verwenden.
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Es wurde festgestellt, daß etwa 15 Tage nach Empfängnis
im
Vaginaltrakt hormonale Verhältnisse auftreten, die sich in einem Umschlag von oxidierendem
zu reduzierendem Verhalten des Sekretes für etwa vier bis fünf Tage auswirken. Da
diese Anzeige von der für eine normale Ovulation signifikant abweicht, kann damit
eine erfolgte EmpEängnis festgestellt werden.
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Da sich in Untersuchungen herausgestellt hat, daß eine genaue zeitliche
Festlegung der Befruchtung im Verhältnis zum Zeitablauf der Ovulation die Wahrscheinlichkeit
der Befruchtung mit männlichen bzw. weiblichen Spermien beeinflußt, läßt sich durch
die erfindungsgemäß sehr präzise Bestimmung dieses Zeitablaufes die lttahrscheinlichkeit
der Zeugung eines männlichen bzw. eines weiblichen Kindes beeinflussen.
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In nicht dargestellter Weise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
hinsichtlich der Elektrodenanordnung variiert werden. So wurden sehr gut auswertbare
eindeutige Meßergebnisse mit Elektrodenanordnungen erzielt, bei denen die Elektroden
nicht ausschließlich im distalen Endbereich angeordnet waren, sondern eine der Elektroden
in beträchtlichem Abstand von der distal angeordneten Elektrode vorgesehen war.
Bei einer derartigen Anordnung werden chemische bzw; elektrochemische Unterschiede
des Vaginalsekretes zwischen dem inneren und äußeren Vaginalraum ausgenutzt, die
in charakteristischer Weise Auskunft über die Konzeptionsbereitschaft geben.
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Es sind hierbei auch kompliziertere Elektrodenanordnungen möglich.
So hat sich in Versuchen eine Elektrodenanordnung als besonders vorteilhaft erwiesen,
bei der im distalen Endbereich der Sonde zwei Elektroden aus unterschiedlichen Metallen,
z.B. Gold und Chrom, in der Sondenoberfläche isoliert voneinander angeordnet, im
Sondeninneren
aber elektrisch leitend miteinander und mit einem
Eingang des Meßverstärkers verbunden. sind. über eine größere Isolierstrecke getrennt
von dieser ilektrodenanordnung befindet sich eine weitere Doppelelektrodenanordnung,
wiederum bestehend aus denselben Materialien, z.B. Gold und Chrom, die in entsprechender
Weise gegeneinander isoliert und elektrisch miteinander und mit dem anderen Verstärkereingang
verbunden sind.
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