DE69632645T2

DE69632645T2 - Vorrichtung und verfahren zur bestimmung des fruchtbarkeitsstatus von frauen

Info

Publication number: DE69632645T2
Application number: DE69632645T
Authority: DE
Inventors: Douglas M. Toronto Marett
Original assignee: HEALTH WATCH SYSTEMS Inc; Health Watch Systems Inc Sarasota
Current assignee: Health Watch Systems inc Sarasota Fla Us
Priority date: 1995-12-18
Filing date: 1996-12-11
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2016-12-12
Also published as: ES2222485T3; WO1997022298A1; CA2240538A1; EP0871402A1; MX9804873A; NZ323351A; ATE268142T1; AU1027297A; JP2000506401A; CA2240538C; BR9612157A; EP0871402B1; US5685319A; DE69632645D1; AU715905B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des Fruchtbarkeitszustands eines weiblichen Menschen während des Menstruationszyklus. Genauer gesagt, betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur exakten Unterscheidung der fruchtbaren Phase von der nicht-fruchtbaren Phase des Menstruationszyklus des weiblichen Menschen, sowie den wahrscheinlichsten Tag der Ovulation.
Hintergrund der Erfindung
Ovulation ist das zentrale Ereignis im Reproduktionszyklus. Während eines durchschnittlichen 28 Tage-Zyklus beim Menschen, überlebt ein freigesetztes Ei nur ungefähr 12–24 Stunden, was das fruchtbare Fenster relativ eng macht. Der Uterus ist jedoch in der Lage, Sperma für bis zu vier Tage zu speichern. Daher reicht die eigentliche fruchtbare Phase von ungefähr 4 Tage vor Ovulation bis 1 Tag danach.
Beim Menschen wird die Reifung von Ovarialfollikeln, die schließlich ein fruchtbares Ei freisetzen, durch die Wirkung von Follikel stimulierendem Hormon (FSH) und luteinisierendem Hormon (LH) verursacht, welche durch den Hypophysenvorderlappen ausgeschüttet werden. Der ovulatorischen Phase des Menstruationszyklus geht ein merklicher Anstieg der Gesamtestrogene im Serum, 20–48 Stunden vor der Ovulation, voraus, die den Uterus auf eine mögliche Implantation vorbereiten. Der Anstieg an Estrogenen wird von einem schnellen Anstieg des luteinisierenden Hormons im Serum gefolgt, der einen Höchstwert 12–24 Stunden vor der Ovulation erreicht. Viele andere physiologische Zustände verändern sich ebenfalls um den Zeitpunkt der Ovulation herum. Die basale Körpertemperatur (BKT) erreicht einen Tiefpunkt, gefolgt durch einen steilen Anstieg um den Zeitpunkt der Ovulation herum. Zervixschleim durchläuft Veränderungen der Viskosität, angeregt durch steigendes Estrogen, was beim Lenken des Spermas zum Ei helfen kann.
Mehrere Fruchtbarkeitsdetektoren, die diese verschiedenen Hormone oder deren indirekte physiologische Wirkungen messen, sind entwickelt worden. Das BKT- Verfahren erfordert im Allgemeinen von einer Frau, dass sie ihre Vaginaltemperatur jeden Morgen vor dem Aufstehen misst und den Wert graphisch darstellt. Abgesehen von der beträchtlichen Sorgfalt, die damit verbunden ist, ist das Verfahren im Allgemeinen nur innerhalb +/–2 Tagen vor oder nach der Ovulation exakt, und gibt keine Vorankündigung. Messungen des Zervixschleims sind als etwas hilfreicher betrachtet worden. Frauen können ihren Zervixschleim auf die Spinnbarkeitsreaktion untersuchen, die ein Dünner-werden des Schleims unmittelbar vor der Ovulation ist, was es möglich macht ihn zwischen den Fingern unversehrt auszuziehen. Ein anderes Verfahren beinhaltet die Untersuchung des Zervixschleims unter einem Mikroskop und Suchen nach einer „Farnbildungs-Reaktion", die eine unmittelbar bevorstehende Ovulation anzeigt. Ein drittes Verfahren verwendet die Messung der Leitfähigkeit des Vaginalschleims unter Verwendung von Widerstandssonden, was eine etwas quantitativere Bewertung der Veränderungen im Schleim zulässt (US Patent 4,770,186). Die Zervixschleimuntersuchung leidet jedoch an subjektiven Fehlern und ist außerdem mühsam, und gibt wiederum wenig bis gar keine Vorankündigung der Ovulation.
Fruchtbarkeitsdetektoren, die auf der Messung von Estrogenen und insbesondere LH im Urin basieren sind inzwischen weit verbreitet und werden als sehr exakt angesehen. Diese Tests erfordern jedoch beträchtliche Sorgfalt für den Hausgebrauch und keine dieser Detektoren sind in der Lage exakte Vorhersagen für die bevorstehende Ovulation mehr als 24–48 Stunden im Voraus zu geben, wodurch sie für die Verwendung als eine Form der Geburtenkontrolle ungeeignet werden.
Beispielsweise offenbart die veröffentlichte internationale Anmeldung WO-A-94/03105 Nachweisgeräte, einschließlich Geräte zum Zeigen des pHs von Schweiß. US Patent 5,209,238 offenbart eine Vorrichtung, die den pH der Sekretion in der Vagina misst. US Patent 5,050,604 offenbart ebenfalls eine pH-sensitive Elektrode zum Nachweis des pH-Werts des Schweißes. Aber keine dieser Verweise offenbaren das Ermitteln des Fruchtbarkeitsstatus, basierend auf Veränderungen im pH des exokrinen Schweißes bevor die Ovulation auftritt.
Es gibt einen Bedarf für ein exaktes Verfahren zur Vorhersage der Ovulation, mindestens 4 Tage im Voraus. Durch Identifizieren des Zeitraums, während dessen sie fruchtbar ist, für jeden Anwender, wären Frauen, die vermeiden möchten schwanger zu werden, in der Lage Verhütung wirksamer zu planen. Weiterhin wäre eine solche Vorrichtung zum Planen einer Schwangerschaft geeignet, weil es die fruchtbarsten Tage des Zyklus, einschließlich des wahrscheinlichsten Tags der Ovulation, identifizieren würde und dem Anwender eine lange Vorwarnzeit gibt. Solch eine Vorrichtung sollte automatisch sein, daher in der Lage sein, Messungen ohne Anwenderbedienung vorzunehmen, aber dennoch harmlos sein.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum exakten Bestimmen des Fruchtbarkeitszustands eines weiblichen Menschen bereit. Sie stellt auch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vorhersage des wahrscheinlichsten Tags der Ovulation mindestens vier Tage im voraus bereit. Das Verfahren beinhaltet im Wesentlichen das Messen des pHs des exokrinen Schweißes der Versuchsperson auf der Oberfläche der Haut, und durch Beobachten des Musters von Höchstwerten und Tiefpunkten in den täglichen pH-Messwerten, das Vorhersagen des fruchtbaren Zeitraums und des bevorstehenden Tags der Ovulation. Die verwendete Vorrichtung beinhaltet ein Mittel zum Messen des pHs des exokrinen Schweißes einer Frau zusammen mit einem Mittel zum Anzeigen der pH-Werte. Die Werte können entweder von Hand aufgetragen werden, oder können automatisch durch einen Mikroprozessor abgelesen werden, der programmiert ist Ablesungen in regelmäßigen Abständen vorzunehmen und in einem Speicher abzuspeichern. Wenn dies in Verbindung mit einem Mikroprozessor durchgeführt wird, wird ein Mittel zum automatischen Analysieren der gespeicherten Daten bereitgestellt, unter Verwendung von Software-Algorithmen, um eine exakte Vorhersage des Fruchtbarkeitszustands der Frau bereitzustellen.
Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine auseinandergezogene Ansicht einer Vorrichtung, unter Verwendung eines Mikroprozessors zum Anzeigen des Fruchtbarkeitszustands, gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Block-Flussdiagramm einer Vorrichtung, unter Verwendung eines Mikroprozessors zum Anzeigen des Fruchtbarkeitszustands, gemäß der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Diagramm, welches das pH-Muster von exokrinem Schweiß darstellt, erzeugt gemäß des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
4 und 5 sind logische Flussdiagramme, welche die Software-Algorithmen der vorliegenden Erfindung zur Mustererkennung bei pH-Werten des exokrinen Schweißes zeigen.
6 ist ein Diagramm, welches das durchschnittliche Muster des pHs von exokrinem Schweiß bei spontan ovulierenden Frauen darstellt, basierend auf 6 Menstruationszyklen.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung beinhaltet ein einfaches Verfahren, das entwickelt wurde, womit der fruchtbare Zeitraum, welcher der Ovulation vorausgeht, sowie das Ovulationsereignis selbst beim weiblichen Menschen vorhergesagt und exakt identifiziert werden kann. Das Verfahren ergibt einen verlässlichen Eigenkontrolltest für den Privatgebrauch. Es kann auch von einem Arzt bei der Behandlung von weiblicher Unfruchtbarkeit verwendet werden, weil viele diagnostischen und therapeutische Maßnahmen von der exakten Vorhersage und dem Nachweis der Ovulation abhängen. Das Verfahren bietet sich außerdem für diese Aufgabe an, wegen der relativen Leichtigkeit des Messens von pH-Werten des exokrinen Schweißes. Exokriner Schweiß ist eine dünne, wässrige Flüssigkeit, die auf die menschliche Hautoberfläche durch die exokrine Schweißdrüsen sezerniert wird. Die dicke Haut, wie die Handflächen, ist reichlich mit exokrinen Schweißdrüsen ausgestattet, aber sie werden auch in beträchtlicher Anzahl in dünner Haut gefunden. Sekretionen von exokrinem Schweiß sind komplexe Systeme, die mehrere Elektrolyte enthalten, einschließlich Natrium (30–150 mM), Kalium (10–40 mM) und Chlor (40–110 mM). Er enthält auch nicht-Elektrolytbestandteile, wie Lactat, Harnstoff, Glucose, Protein, freie Aminosäuren und Lipide (Hadi et al. Eur. J. Clin. Chem. Clin. Biochem. 1994, Vol. 32, Seiten 71–77). Es wurde ermittelt, dass der pH von menschlichem exokrinen Schweiß etwas sauer ist, im Bereich von pH 4–6, und dass das Milchsäure-Lactat-System für die hauptsächliche pH- Pufferkapazität von Schweiß verantwortlich ist (Antonèv, A. A., et al. Vestn. Dermatol. Verereol. (1978), 10 : 6). Ich habe jedoch herausgefunden, dass die vorherrschenden Säurebestandteile von exokrinem Schweiß eine kleine Gruppe von Verbindungen darstellt. Diese sauren Verbindungen sind für mehr als 90% der Säure von exokrinem Schweiß verantwortlich und scheinen in einem Muster freigesetzt zu werden, das mit der Ovulation verknüpft ist. Man glaubt, dass eine oder mehrere dieser sauren Verbindungen einer hormonalen Funktion dienen und horizontal zwischen Menschen wirken können. Obwohl Schwankungen im durchschnittlichen pH von exokrinem Schweiß von Frau zu Frau vorhanden sind, stimmt das Muster der Veränderung im pH von exokrinem Schweiß überein und kann leicht durch eine Versuchsperson oder durch einen Computer analysiert werden, der programmiert ist das Muster zu erkennen. Daher kann ein identisches Instrument von allen Versuchspersonen ohne Einstellung oder individuelle Kalibrierung verwendet werden.
Beim Verwenden des vorliegenden Verfahrens, ist ein Anwender in der Lage den Beginn ihres fruchtbaren Zeitraums und den Zeitpunkt der Ovulation vorherzusagen. Zu diesem Zweck wird der pH des exokrinen Schweißes der Versuchsperson, normalerweise direkt auf der Oberfläche der Haut gemessen, in regelmäßigen Abständen überwacht, vorzugsweise einmal oder mehrfach täglich, mit einem Instrument, das für diesen Zweck gestaltet wurde. Als Alternative, kann der exokrine Schweiß von der Haut gesammelt und sein pH abgelesen werden. Ablesungen werden typischerweise durch Platzieren des pH-erfassenden Elements der Vorrichtung auf der Oberfläche der Haut der Frau vorgenommen, wie auf dem Unterarm oder im Handbereich. Wenn die Haut sehr trocken ist, kann eine spärliche Menge destillierten Wassers aufgetragen und eingerieben werden, um eine stabilere Ablesung bereitzustellen. Nach der Stabilisierung wird eine Ablesung vorgenommen und für eine spätere graphische Darstellung aufgezeichnet. Falls notwendig, können mehrere Ablesungen vorgenommen und gemittelt werden. Wenn die Vorrichtung getragen werden soll, so wie eine Armbanduhr, dann wird sie am Handgelenk oder Arm mit einem Band oder einem ähnlichen Ausführungsmittel befestigt, wobei die Sensoroberfläche die Hautoberfläche berührt. Der Sensor ist so gestaltet, dass er flach und von einem Oberflächenbereich ist, der so groß wie möglich ist, so dass er, wenn er angeschmiegt an der Haut getragen wird, Schwitzen und das Zurückhalten des Schweißes fördert. Wenn er Computer-gesteuert ist, nimmt der eingebaute Mikroprozessor eine Ablesung in regelmäßigen Zeitabständen von diesem Sensor vor, bei dem die pH-anzeigenden und Referenzelemente durch diesen zurückgehaltenen Schweiß überbrückt werden. Der Mikroprozessor speichert dann automatisch den abgelesenen Wert in seinem Zwischenspeicher. Grundsätzlich besteht ein Anschauungsinstrument, gezeigt in 1 und unten detaillierter beschrieben, aus einem Gehäuse 1, enthaltend eine elektronische Platine 2, eine digitale Anzeige 3, eine Energiequelle 4, und ein pH-erfassendes Element 5, das mit der Hautoberfläche über das Anspannen eines Handgelenkbands 6 in Berührung kommt. Das Blockdiagramm für diese Vorrichtung wird in 2 gezeigt. Der Mikroprozessor 1 arbeitet durch ein Softwareprogramm, das im ROM Speicher 2 gehalten wird. Dieses Programm zählt die Zeit in Sekunden, Stunden, Tagen und Monaten, und dient als Zeitbasis für die gesamte Einheit. Die Zeit wird über eine LCD-Steuereinheit 5 angezeigt, die eine entsprechende LCD-Anzeige 6 ansteuert. Eine pH-erfassende Sonde 8, bestehend aus einer pH-anzeigenden Elektrode 10 und einer beigefügten Referenzelektrode 9, werden in einer Weise positioniert, so dass sie ständig in Berührung mit dem Handgelenk des Nutzers sind während die Vorrichtung getragen wird. Die Spannungsdifferenzen zwischen der Erfassungselektrode 10 und der Referenzelektrode 9 werden durch einen Funktionsverstärker 7 verstärkt und in den A/D-Wandler 4 eingegeben. In Software-definierten Zeitabständen, wie einmal täglich, stellt der Mikroprozessor den A/D-Wandler 4 an und nimmt eine Stichprobe der Spannung vom Funktionsverstärker 7. Dieser Wert wird in seinen entsprechenden pH-Wert umgewandelt und zusammen mit dem Datum im RAM Speicher 3 gespeichert. Eine Tastatur (nicht gezeigt) wird als eine Benutzerschnittstelle mit dem Mikroprozessor 1 verwendet, um solche Aktivitäten durchzuführen wie Einstellen der Zeit, Einstellen des Starttages des Menstruationszyklus, Abrufen von Daten für unterschiedliche Tage usw. Der Mikroprozessor, ROM, RAM A/D-Wandler und die LCD-Steuereinheit können vorteilhafterweise in einer einzigen Mikrosteuereinheit-Baugruppe kombiniert werden, um Raum und Energieverbrauch zu sparen.
Die Ablesewerte, die über den Verlauf des Menstruationszyklus erhalten wurden, nehmen das charakteristische Muster, das in 3 gezeigt wird, an. Die pH-Ablesewerte sind in den ersten paar Tagen nach Beginn der Menstruation ziemlich stabil. Die pH-Werte beginnen ungefähr 6 bis 9 Tage vor dem LH Anstieg zu sinken, wobei sie im Durchschnitt 5–6 Tage vor dem LH Anstieg einen Tiefpunkt erreichen, dargestellt durch die römische Ziffer I. Dieser Punk wird auch als der „Säure-Höchstwert" oder „Tiefpunkt" bezeichnet. Dieser bestimmte pH-Tiefpunkt ist normalerweise der niedrigste pH, der bis zu diesem Punkt im Zyklus beobachtet wurde. Nach diesem sauren Höchstwert, gibt es innerhalb von 1–2 Tagen einen steilen Anstieg im pH von mehr als 0,3 pH-Einheiten und in einigen Fällen so groß wie eine pH-Einheit, die einen Höchstwert bei Ziffer römisch II erreicht, im Durchschnitt 1–2 Tage vor dem LH Anstieg. Schließlich zeigt dieser Höchstwert ein Absinken auf den anfänglichen pH-Spiegel der Basislinie ungefähr 1 Tag vor oder nach Ovulation.
Die Aufgabe des Aufzeichnens und Interpretierens der pH Daten kann automatisch ausgeführt werden. Das Instrument ist kompakt und, wenn es am Handgelenk getragen wird, befindet sich der Sensor in ständiger Berührung mit der Haut, was es also ermöglicht ohne Anwenderbedienung Werte abzulesen. Des Weiteren erkennt das Instrument automatisch, ob das Handgelenk vorhanden ist. Dies ist so, weil die Vorrichtung programmiert ist, Ablesewerte nur innerhalb eines Software-definierten physiologischen Bereichs zu akzeptieren, was nicht auftreten wird, wenn kein Handgelenk vorhanden ist, um eine Kontaktbrücke zwischen den pH-anzeigenden und Referenzelektroden herzustellen. Daher wird, wenn die Vorrichtung nicht getragen wird, der Ableseablauf durch ein Softwareprogramm so lange verzögert, bis das Handgelenk wieder vorhanden ist, was es dem Anwender ermöglicht die Vorrichtung zu tragen, wenn es ihr passt, vorzugsweise mehrere Stunden jeden Tag. Für den Anwender ist es nur notwendig, den ersten Tag ihres Menstruationszyklus in den Speicher der Vorrichtung einzugeben, um den Zyklustag-Zähler neu einzustellen, also den automatischen Ablesezyklus zu starten.
4 zeigt das Software-Flussdiagramm zum Betreiben der Vorrichtung, und zum Überwachen und Interpretieren dieser oben beschriebenen pH-Veränderungen. Das Softwareprogramm kann wie folgt zusammengefasst werden. Beim Start des Programms wird der Mikroprozessor initialisiert, gefolgt vom Konfigurieren der Anschlüsse und Verzeichnisse. Der Zeitschaltkreis des Mikroprozessors wird initialisiert und eingestellt, jede Sekunde zu zählen. Sobald die Zeitschaltuhr gestartet wurde, beginnt das Hauptprogramm zu laufen, das bei jedem zweiten Durchlauf die Zeit aktualisiert. Das Programm wartet auch auf eine Tastatureingabe, oder auf die Zeit zu der ein Ablesung vorgenommen werden muss. Wenn eine Schaltfläche gedrückt wird, sucht ein Unterprogramm nach der Schaltfläche, die aktiv ist, und führt die entsprechende Funktion aus. Wenn Schaltfläche 1 gedrückt wird, wird die Zeitschaltuhr angehalten und die Sekunden blinken, was anzeigt, dass die Zeit eingestellt werden soll. Beim Drücken von Schaltfläche 3 blinkt bei jedem Druck die nächste Zeittrennlage, d. h. Minuten, Stunden, Tage, Monate, und dann zurück zu Sekunden. Drücken von Schaltfläche vier schaltet in die entsprechende Zeittrennlage weiter. Drücken von Schaltfläche 2 gibt alle Schaltflächen, die aktiv sind, frei und kehrt zum Hauptprogramm zurück. Gleichzeitig gedrückte Schaltflächen 2 und 3 schalten vom Hauptbetrachtungsschirm, der Zeit und Fruchtbarkeitszustand anzeigt, zum Ableseschirm, der den Fruchtbarkeitszustand, Zyklustag und den Ablesewert anzeigt, der für diesen Zyklustag gespeichert wurde. Dieser Modus wird zum Einstellen des ersten Tags des Menstruationszyklus verwendet, zum Nachsehen des vorliegenden Zyklustags, oder zum Ansehen von vorher gespeicherten Ablesewerten. Der erste Tag des Menstruationszyklus wird in diesem Modus durch gleichzeitiges Drücken von Schaltflächen 3 und 4 eingestellt, welcher einen sichtbaren Zähler auf dem Schirm, genannt Zyklustagzähler, weiter stellt. Das wiederholte Drücken dieser Schaltflächen bis die Nummer 01 erscheint, stellt den Zähler auf Menstruationstag 1. Das gleichzeitige Drücken von Schaltflächen 1 und 2 danach, stellt den Zähler zurück und er behält nachfolgend die Übersicht über den Zyklustag. Der Zyklustag kann an jedem Tag, früh im Zyklus, gestellt werden (d. h. vor Tag 5), solange der korrekte Tag eingegeben wird. Dies initialisiert die A/D-Stichprobenentnahme der Sonde, was sich dann automatisch jeden Tag zu einer vorher bestimmten Zeit ereignet. Angenommen, dass der Träger die Sonde mehrere Stunden getragen hat, wenn die Ablesung erfolgt, wird die Sonde stabil sein und die Proben können schnell entnommen werden (d. h. in weniger als 1 Sekunde). Vorteilhafterweise können mehrere Ablesungen nacheinander durchgeführt und der Durchschnittswert gespeichert werden. Wenn der abgelesene pH-Wert über pH 6,5 oder unter pH 3,5 liegt, tritt die Vorrichtung in ein Unterprogramm, das den Ablesewert nicht speichert sondern die Ablesezeit auf die nächste Stunde neu einstellt. Auf diese Weise vermeidet die Vorrichtung das Aufzeichnen von fehlerhaften Werten, die auftreten können, wenn der Sensor nicht richtig am Handgelenk sitzt oder wenn die Vorrichtung überhaupt nicht getragen wird.
Für die Zwecke dieser Erfindung werden drei Fruchtbarkeitszustandsstufen definiert. Die erste ist die nicht-fruchtbare (NF)-phase oder -stadium, welche der Zeitraum vom ersten Tag des Menstruationszyklus bis ungefähr 4 Tage vor der Ovulation ist. Eine zweite nicht-fruchtbare (NF)-phase oder -stadium beginnt ungefähr 1 Tag nach Ovulation bis zum Ende des Menstruationszyklus. Die fruchtbare (FT)-phase oder -stadium wird als der Zeitraum, 4 Tage vor Ovulation bis einen Tag nach Ovulation definiert. Die Ovulations (Ov)-phase oder -stadium wird als der Zeitraum definiert, der dem LH-Höchstwert im Blut unmittelbar folgt und zwischen 1–2 Tage anhält. Am Ende jeden Tages schaltet die Vorrichtung den Zyklustagzähler weiter und bestimmt dann den Fruchtbarkeitszustand des Trägers. Dies erfolgt durch Verwenden eines Software-Algorithmus zur Mustererkennung, wie in 5 gezeigt. Der Algorithmus nimmt ein nicht-fruchtbares Stadium für Tage 1–4 an, und zeigt dies sowohl auf den Haupt- als auch den Ableseschirmen an. Am Tag 5 beginnt die Vorrichtung nach dem Höchstwert in der Säure des exokrinen Schweißes (pH-Tiefpunkt) zu suchen. Sie tut dies durch Schauen auf den jüngsten pH-Ablesewert und Bestimmen, ob dieser 0,3 pH-Einheiten höher ist als einer von den vorhergehenden zwei Tagen. Falls dies nicht zutrifft, wird NF angezeigt und mit dem aktuellen Ablesewert gespeichert. Falls dies zutrifft, dann schaut der Algorithmus zurück, um zu sehen, ob einer der vorhergehenden zwei Tage der geringste pH in 4 Tagen war. Falls dies nicht zutrifft, wird NF angezeigt und gespeichert. Falls dies zutrifft, ist der Säurehöchstwert vorüber und dies ist der erste fruchtbare Tag. Ein Fruchtbarzeichen „FT" wird dann angezeigt und mit dieser Ablesung und den drei Tagen danach gespeichert. Am 5ten Tag schaut der Algorithmus erneut zurück, um zu bestimmen, ob der hohe pH-Höchstwert (römische Ziffer II in 3) aufgetreten ist. Er bestimmt, ob der aktuelle Ablesewert geringer als der höchste pH-Ablesewert in den letzten drei Tagen ist. Falls dies nicht zutrifft, ist der Höchstwert höchstwahrscheinlich der aktuelle Ablesewert und daher wird ein weiteres „FI" zugefügt. Falls dies zutrifft, ist der Höchstwert vorüber und dies ist der Tag des LH Anstiegs. Also wird ein „Ov" angezeigt und mit dem Ablesewert gespeichert. Am folgenden Tag wird ein letztes „FT" angezeigt, gefolgt von einem „NF" an allen Tagen bis zum Ende des Zyklus. Dieser Algorithmus ist daher dynamisch, in dem er den minimalen fruchtbaren Zeitraum verlängern kann, falls die Zeit zwischen dem Säurehöchstwert und hohem pH-Höchstwert länger als erwartet ist.
Zu jeder Zeit im Zyklus kann der Anwender den Fruchtbarkeitszustand und die Ablesewerte für jeden Zyklustag ansehen. Dies wird durchgeführt durch Aufrufen des Ableseschirms durch gleichzeitiges Drücken von Schaltflächen 2 und 3, und dann Weiterstellen des Zykluszählers durch gleichzeitiges Drücken von Schaltflächen 3 und 4 bis der gewünschte Zyklustag erscheint. Beim Zurückkehren zum Hauptschirm wird automatisch der aktuelle Zyklustag angezeigt.
Die pH-erfassende Kombinationselektrode besteht aus einer pH-erfassenden Elektrode 8, bestehend aus einer pH-anzeigenden Elektrode 10 und einer Referenzelektrode 9, die von einem Gehäuse auf der gleichen Ebene gehalten werden, gezeigt in 2. Die Erfassungselektrode 14 kann jede beliebige Elektrode sein, die in der Lage ist, einen variablen pH in ein elektronisches Signal umzuwandeln, wie eine Glashüllenelektrode, eine Elektrode mit ionophorer Membran, eine Kationaustauscherelektrode usw. Vorteilhafterweise ist die Elektrode in einer Weise gebaut, dass sie wenig Wartung, wie Auffüllen mit Flüssigkeit und Kalibrieren, erfordert, und sie sollte wirksam unter spärlichen Wasserbedingungen arbeiten. Dies kann erreicht werden durch Verwenden einer Erfassungselektrode mit geringen Wassergehalt, oder einer Festkörper-Membran-Erfassungselektrode mit einem Drift, vorzugsweise nicht höher als 1 mV/Tag. Eine Festkörper-Elektrode kann für die Zwecke dieser Anmeldung als eine definiert werden, die keine oder nur wenig Fülllösung oder vorherige Hydratation enthält. Ein Beispiel für mögliche Konstruktionen einer solchen Elektrode wird wie folgt beschrieben.

a) Eine Elektrode, ähnlich zu der, die in Banks et al., US Patent Nr. 4,814,060 beschrieben wird, bestehend aus einem Gehäuse, einem Silber/Silberchlorid-Draht, einer inneren Fülllösung aus
i) 80–90% Formamid
ii) 10–20% H₂O
iii) 0,001–0,1 M NaCl
iv) gesättigtem AgNO₃
v) Polyvinylalkohol zum Gelbilden
vi) einem hygroskopischen Agenz und einer H⁺-sensitiven, ionophoren Membran, die das offene Ende des Gehäuses bedeckt, umfassend
i) 1% ETH1907 Ionophor
ii) 1% Kalium-Tetrakis(p-chlorphenyl)borat
iii) 30% Polyvinylchlorid (PVC)
iv) 68% Dioctylsebecat als Weichmacher als Alternative
b) Eine Elektrode, ähnlich zu der, die in Ushizawa et al. US Patent # 4,582,589 beschrieben wurde, umfassend ein Platin- oder Kohlenstoffsubstrat, isoliert auf allen bis auf eine Seite, wobei die offene Seite eine Oberfläche aufweist, die mit einem pH-sensitiven Polymer, wie 1-Aminopyridin und Pyridin, durch elektrochemische Oxidationspolymerisierung beschichtet ist.
c) Eine Elektrode, ähnlich zu der, die in Yamaguchi et al. US Patentanmeldung # 5,133,856 beschrieben wurde, umfassend eine ETH1907 ionophore Membran, die ein Elektrodenelement aus Graphit bedeckt, auf dem ein reversibler Redox-Polymerfilm aufgebracht wurde. Die Referenzelektrode, die die Erfassungselektrode begleiten soll, kann ebenfalls von jeder beliebigen Standardkonstruktion sein, wie eine Referenzelektrode mit Quecksilber (I)-chlorid, Silber/Silberchlorid Referenz usw. erfordert aber vorzugsweise keine Füllung mit inneren Lösungen und ist stabil im Hinblick auf Störionen und Austrockenen. Beispiele für solche Elektroden schließen ein:
d) Eine Elektrode, ähnlich der von Murray et al. US Patent # 4,653,499, umfassend eine nicht-wässrige Festkörperelektrode, die aus einem Silber/Silberchlorid-Draht besteht, der mit einer trockenen Schicht aus kristallinem KCl beschichtet und mit einer Membran aus Celluloseacetat bedeckt ist.
e) Eine Elektrode, ähnlich der von Banks et al. oben, aber mit einer Membran aus Celluloseacetat-Butyrat anstelle einer ionophoren Membran.

Eine pH-sensitive, ionophore nicht-Festkörpermembran kann mit einer Referenzelektrode mit Quecksilber (I)-chlorid verwendet werden, solange Vorkehrungen getroffen werden, um zu verhindern, dass die Elektroden austrocknen.
Ein Beispiel für diesen Aufbau wird in Beispiel 1 beschrieben.
Beispiel 1
Eine pH-erfassende, ionophore Membran wurde hergestellt, durch Ansetzen einer Lösung aus 167 mg Polyvinylchlorid (PVC), 385 mg Dioctylsebecat, 6 mg Kalium-Tetrakis(p-chlorphenyl)borat und 6 mg ETH1907 Ionophor in 4 ml Tetrahydrofuran (THF). Diese Lösung wurde in eine Petrischale mit 4 cm Durchmesser gegossen, und nach Abdampfen wurde die sich ergebende Membran auf 1,5 cm im Durchmesser geschnitten und auf das Ende eines PVC-Rohrs geklebt, unter Verwendung einer gesättigten Lösung von PVC in THF. Sobald es trocken war, wurde dieses Rohr mit einer gesättigten KCl-Lösung gefüllt, und eine Silber/Silberchlorid-Elektrode wurde in die Lösung eingesetzt. Das Rohr wurde dann über eine Verschraubung verschlossen und eine Leitung an dem Draht durch ein Loch in der Oberseite angebracht. Für diese Elektrode wurde gefunden, dass sie eine Potenzialänderung von ungefähr 56 mV/pH Teilstrich aufweist, und sie war im Bereich von pH 4 bis 7 linear. Diese Elektrode wurde zusammen mit einer Standard-Referenzelektrode mit Quecksilber (I)-chlorid verwendet, um den pH des Hautschweißes von mehreren Frauen zu messen, durch Platzieren der beiden Elektroden, innerhalb von 1 cm Abstand zueinander, auf entweder der Oberfläche der Handfläche, der Oberfläche des oberen Handgelenks oder der Oberfläche des unteren Handgelenks. Die Potenzialänderung zwischen der Erfassungselektrode und der Sonde wurde unter Verwendung eines CA 3240 cmos Funktionsverstärkers verstärkt und der kalibrierte Wert wurde auf einem LCD-Schirm unter Verwendung eines 7106 LCD Steuergeräts angezeigt. Die Erfassungselektrode wurde vor jeder Ablesung unter Verwendung von Standard pH-Pufferlösungen kalibriert. Die Ablesewerte von den drei Stellen jeder Frau wurden für den Tag gemittelt, und Ablesungen wurden fast jeden Tag während ihres Menstruationszyklus vorgenommen. Die pH-Ablesewerte für sechs Menstruationszyklen von 4 Frauen werden in 4 gezeigt. Wie man in der Figur sehen kann, gab es bei allen getesteten Frauen eine signifikante Ansäuerung von durchschnittlich 0,4 pH-Einheiten, ungefähr 5,5 Tage (Std. Abw. = +/–0,4 Tage) vor ihrem LH-Höchstwert, gemessen unter Verwendung von Standardtests für LH im Urin. Diese Ansäuerung wurde in allen Fällen von einer signifikanten Alkalisierung von durchschnittlich 0,7 pH-Einheiten gefolgt, die 1,7 Tage (Std. Abw. = +/–0,79 Tage) vor dem LH-Höchstwert ihren Höchststand erreichte und die mit dem erwarteten Höchstwert des Gesamtestrogens im Blut gut übereinstimmt. Eine zweite schnelle Ansäuerung von durchschnittlich 0,4 pH-Einheiten trat zum ungefähren Zeitpunkt der Ovulation auf, ein Plateau durchschnittlich 13 Stunden (Std. Abw. = +/–5,4 Stunden) nach dem Höchstwert von LH im Urin erreichend.
Es versteht sich, dass, obwohl verschiedene Merkmale der Erfindung bezüglich der einen oder anderen Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurden, die verschiedenen Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung miteinander kombiniert werden können, oder in Verbindung mit anderen Merkmalen und Ausführungsformen der Erfindung, die hierin beschrieben und gezeigt werden, verwendet werden können.
Obwohl diese Offenbarung bestimmte bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben und gezeigt hat, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf diese einzelnen Ausführungsformen beschränkt ist.

Claims

Verfahren zur Bestimmung des Fruchtbarkeitszustands eines weiblichen Menschen, umfassend das Überwachen der tagtäglichen Veränderungen im pH des exokrinen Schweißes des weiblichen Menschen, um ein beobachtetes Muster von Veränderungen im pH des exokrinen Schweißes zu entwickeln, gekennzeichnet durch und den Fruchtbarkeitszustand des Menschen aus dem Muster der beobachteten pH-Veränderung ermittelnd, wobei der fruchtbare Zustand der Ovulation dadurch bestimmt wird, dass er ungefähr 5,5 Tage nach einem bestimmten pH-Tiefpunkt aufgetreten ist.
Verfahren nach Anspruch 1 zur Bestimmung des Fruchtbarkeitszustands eines weiblichen Menschen während ihres Menstruationszyklus, umfassend das tägliche Überwachen des pH-Zyklus des exokrinen Schweißes des weiblichen Menschen, und gekennzeichnet durch das Bestimmen des Beginns der fruchtbaren Periode als den ersten Tag eines pH-Anstiegs von mindestens 0,3 pH-Einheiten nach einem bestimmten pH-Tiefpunkt.
Verfahren nach Anspruch 2, worin der fruchtbare Zustand der Ovulation dadurch bestimmt wird, dass er ungefähr 5,5 Tage nach einem bestimmten pH-Tiefpunkt aufgetreten ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin der fruchtbare Zustand der Ovulation dadurch bestimmt wird, dass er ungefähr 4 Tage nach dem ersten Tag eines pH-Anstiegs von mindestens 0,3 pH-Einheiten nach dem bestimmten pH-Tiefpunkt aufgetreten ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 und 4, worin der exokrine Schweiß von der Hautoberfläche des weiblichen Menschen gesammelt wird, bevor sein pH gemessen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 und 4, worin der pH des exokrinen Schweißes auf der Hautoberfläche des weiblichen Menschen gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, worin der exokrine Schweiß von der Hautoberfläche des weiblichen Menschen gesammelt wird, bevor sein pH gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, worin der pH des exokrinen Schweißes auf der Hautoberfläche des weiblichen Menschen gemessen wird.
Vorrichtung zur Bestimmung des Fruchtbarkeitszustands eines weiblichen Menschen, umfassend ein Mittel (18) zum Erfassen von pH-Werten von exokrinem Schweiß, Mittel zum Analysieren von pH-Werten, und ein Mittel (3, 6) zum Anzeigen, wenn Veränderungen in den pH-Werten einem Muster entsprechen, dadurch gekennzeichnet dass die Mittel zum Anzeigen, wenn Veränderungen in den pH-Werten einem Muster entsprechen, auch bestimmen, wenn die Veränderungen einem vorbestimmten Muster entsprechen, das den Fruchtbarkeitszustand der Versuchsperson angibt, und ein fruchtbarer Zustand der Ovulation dadurch bestimmt wird, dass er ungefähr 5,5 Tage nach einem bestimmten Tiefpunkt im vorbestimmten Muster aufgetreten ist, wobei der fruchtbare Zustand durch Anzeigemittel angezeigt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das vorbestimmte Muster der pH-Werte einen aktuellen täglichen pH-Wert umfasst, der um mindestens 0,3 pH-Wert Einheiten höher ist als einer der Werte der vorhergehenden zwei Tage, wobei einer der Werte der vorhergehenden zwei Tage der niedrigste pH-Wert von mindestens der drei letzten Tage ist, was den Beginn des fruchtbaren Zustands anzeigt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das vorbestimmte Muster der pH-Werte einen mindestens vier Tage nach dem Beginn des Musters des fruchtbaren Zustands auftretenden, aktuellen täglichen pH-Wert umfasst, der geringer ist als der höchste pH der vorhergehenden drei Tage, was den Beginn der Ovulation anzeigt.
Vorrichtung für das, was in Anspruch 9 definiert wurde, weiter gekennzeichnet durch: a) ein Lesespeichermittel (2) zum Speichern eines Diagnoseprogramms zum Bestimmen des Fruchtbarkeitszustands der weiblichen Versuchsperson aus pH-Datenwerten des exokrinen Schweißes; b) ein löschbares Speichermittel (3) zum Speichern der täglichen pH-Datenwerte des exokrinen Schweißes; c) die Mittel (3, 6) zum Anzeigen, wenn Veränderungen in den pH-Werten einem vorbestimmten Muster entsprechen, umfassend ein Anzeigemittel (6) zum Anzeigen der Zeichen, die den Fruchtbarkeitszustand darstellen; d) die Mittel (8) zum Erfassen des pHs des exokrinen Schweißes einer Versuchsperson und Ausgeben entsprechender analoger Signale; e) ein Konvertierungsmittel (4) zum Konvertieren der analogen Signale in digitale Signale; f) ein Eingabemittel, das die Eingabe von Daten durch die weibliche Versuchsperson ermöglicht; g) ein Mikroprozessormittel (1) zum Kontrollieren der Datenverarbeitung mit dem Diagnoseprogramm, wobei das Mikroprozessormittel (1) mit dem Lesespeichermittel (2), löschbaren Speichermittel (3), Anzeigemittel (6), Konvertierungsmittel (4) und Eingabemittel verbunden ist, wobei das Diagnoseprogramm Algorithmen für die Erkennung von vorbestimmten Mustern von Datenwerten umfasst, die Algorithmen auf die aktuellen täglichen Datenwerte und die gespeicherten täglichen Datenwerte durch das Mikroprozessormittel (1) angewendet werden, das Mikroprozessormittel (1) das Anzeigemittel (6) kontrolliert, um Zeichen anzuzeigen, die einen von mehreren Fruchtbarkeitszuständen der Versuchsperson darstellen, als Antwort auf die Erkennung eines der entsprechenden vorbestimmten Muster.
Vorrichtung zur Bestimmung des Fruchtbarkeitszustands eines weiblichen Menschen nach Anspruch 12, wobei das Diagnoseprogramm erste und zweite Algorithmen für die Erkennung von ersten und zweiten Mustern von Datenwerten umfasst, wobei das erste Muster darin besteht, dass der aktuelle tägliche pH-Wert um mindestens 0,3 pH-Wert Einheiten höher ist als einer der Werte der vorhergehenden zwei Tage, wobei einer der Werte der vorhergehenden zwei Tage der niedrigste pH-Wert von mindestens der drei letzten Tage ist, das zweite Muster darin besteht, dass der aktuelle tägliche pH-Wert, der mindestens vier Tage nach dem ersten Muster auftritt, geringer ist als der höchste pH der vorhergehenden drei Tage.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei das Erfassungsmittel (8) eine pH-anzeigende Elektrode (10) und eine Referenzelektrode (9) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei das Erfassungsmittel (8) eine Festkörper-pH-anzeigende Elektrode (10) und eine Festkörper-Referenzelektrode (9) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei das Erfassungsmittel eine pH-anzeigende Elektrode umfasst, die eine ionophore Membran verwendet.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Vorrichtung Mittel (6) zum befestigt werden auf der Haut der Versuchsperson umfasst, so dass das Erfassungsmittel die Haut berührt.