JPH075002A - 電解液流測定方法および装置 - Google Patents

電解液流測定方法および装置

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JPH075002A
JPH075002A JP6009482A JP948294A JPH075002A JP H075002 A JPH075002 A JP H075002A JP 6009482 A JP6009482 A JP 6009482A JP 948294 A JP948294 A JP 948294A JP H075002 A JPH075002 A JP H075002A
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electrolyte
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Hans Strandberg
ストランドベリ ハンス
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Siemens Elema AB
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な電解液流測定方法を提供する。 【構成】 電解質中に浸漬されている2つの固定電極
2,4;40,42間で電圧または電流を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも2つの電極
が電解液中に浸漬されている、電解液流測定方法および
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この形式の流れ測定は、ペースメーカの
レートレスポンス形制御に対する血流の測定および頻脈
の検出に関連して、医学的に数多く使用されている。血
流は、頻脈において減少する。
【0003】この形式の流量測定は従来、例えば熱希釈
によって行われており、その場合加熱される電極の周り
に流れる液体による加熱された電極の冷却が検査され
る。電極を加熱しかつ媒体における温度を例えば交互に
検出することができる。ドップラー音響測定を用いたこ
のような流量測定の実施も従来から公知である。これら
の従来の方法は両方とも、比較的複雑な装置を必要とす
る。
【0004】
【発明の課題】本発明の課題は、著しく簡単でありかつ
比較的簡単な、ひいては比較的安価な測定装置しか必要
としない、電解液流測定のための新規な方法および新規
な装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題は、冒頭に述べ
た形式の方法において、請求項1の特徴部分に記載のよ
うに、電圧または電流を、電解質中に浸漬されている2
つの固定電極間で測定することによって解決される。
【0006】また、装置に関しては、電解液中に浸漬さ
れるようになっている少なくとも2つの電極を含んでい
る、電解液流測定装置において、請求項6の特徴部分に
記載のように、前記電極は固定されており、かつ前記電
極間の電圧または電流を測定するための測定ユニットを
設けることによって解決される。
【0007】
【発明の作用】本発明の方法および装置は、適当な材料
から成る電極が、食塩溶液のような電解質中に浸漬され
ているとき、起電力が電極間に生じるという事実に基づ
いている。この起電力、もっと精確には、それぞれの電
極と電解質との間に生じかつ結果的に生じる起電力に基
づく端子電圧は、電極の周りの液体流に依存している。
【0008】
【発明の効果】本発明の利点はその簡単さにある。必要
とされる測定装置は簡単で、かつ本発明をペースメーカ
に対する血流の測定のために使用するとき、適当な形式
のものであれば、既存のペースメーカ電極を使用するこ
とができる。この場合、例えばカーボンチップおよび白
金リングを有する双極電極が、本発明のよる血流のこの
ような測定のために非常に申し分なく機能することがわ
かった。
【0009】本発明の方法の有利な実施例によれば、連
続または反復パルス電流が電極に供給されて、積分によ
り結果的に実質的に直流電流が供給される、かつ液体流
に依存している電極間に生じる電圧が測定される。この
ようにして、電極系は、起電力によって“充電され
る”。
【0010】長い期間の後、負荷されない起電力は約4
0−50mVになる。測定過程において、系は、パルス期
間が1msの何分の一かの間持続する、低ボルトでパルス
制御され、1mVを下回る起電力が、分のオーダの再充電
定数によって生じる。
【0011】本発明による方法の別の有利な実施例によ
れば、パルス期間は、測定される電圧が問題の使用に対
して適当になるように調整される。
【0012】しかし安定した、高められた起電力が生ず
るまでの刺激は、流体流を検出するための非常に申し分
ない可能性を提供する。起電力の流体流に依存した変動
は、約50mVになる。
【0013】流体流の測定は、起電力の電圧を安定した
状態に保持するためのパルス振幅の補償調整によっても
実現することができる。実験は、0.5Vの起電力レベ
ルおよび1Vの起電力レベルにおいて行われた。その場
合急速な液体流と緩慢な液体流との間で1−2Vのパル
ス電圧の変化が要求された。
【0014】本発明による方法の別の有利な実施例によ
れば、電極間の電圧は一定に保持され、かつ電極間を流
れる電流が測定される。転送される電荷は液体の流れの
尺度であり、流量が大きくなると結果的に電流が増大す
る。
【0015】飽和は観察されなかった。電流/流量レー
トは、使用の液体および電極並びに電圧に依存してい
る。測定電流は、50−500nAのオーダにある。
【0016】本発明がペースメーカに使用されるとき、
起電力または端子電圧は主に、送出される刺激パルスに
依存していることを考慮しなければならない。しかしこ
のための補償はさほど困難ではない。というのは、刺激
レートは検出かつ測定可能であり、かつ電流または電圧
の測定は、本発明の方法の有利な実施例によれば刺激パ
ルスの送出の直前に行われるからである。検査によれ
ば、後分極形成は、液体流に依存していないことがわか
った。
【0017】電極起電力と見なすことができる電圧は、
材料に依存している。電極材料を損傷しない還元が、負
の電極に生じる。しかし、正の電極に生じる酸化は、材
料を溶解するおそれがあり、即ち電極が腐食される可能
性がある。それ故に流体測定のために、電極材料の選択
は、電流方向の選択とともに、慎重に行わなければなら
ない。
【0018】ペースメーカとともに使用するとき、本発
明の装置の有利な実施例によれば、電極は、カーボンチ
ップおよび白金リングを有する双極のペースメーカ電極
から成っている。この電極構成を用いた実験によれば、
優れた流量測定結果が得られた。
【0019】
【実施例】次に本発明を図示の実施例につき図面を用い
て詳細に説明する。
【0020】図1には、電解質6、例えば0.5%の食
塩溶液に浸漬されている2つの電極2,4が示されてい
る。
【0021】適当な電極が選択されているとき、電解質
6の流れに依存している起電力が、電極2,4間に生じ
る。一層精確に流体流に依存する端子電圧が、電極2,
4と電解質との間に生じ、起電力が発生する。
【0022】図1において、電圧Uは電極2,4間に供
給され、かつ電流Iが測定されるようになっておりかつ
その大きさが、電解質の流量を形成する。
【0023】本発明の原理は、電解質6の容器内に流れ
を発生するために、例えば磁気的な撹拌器を用いて電解
質6を撹拌することによって図1に示されている装置に
よって説明することができる。
【0024】電極の対を介して流れる電流I(相応の電
圧)は、図2に示された回路を用いて測定することがで
き、適当な記録装置がDVM(デジタル電圧計)に接続
されている。レファレンスイメージメモリオシロスコー
プ、即ち肉眼で容易に識別できる偏差を形成するために
測定されたパルスを供給される通常のパルスと比較する
ことができるオシロスコープを、この種の記録装置とし
て使用することができる。
【0025】図2の回路が双極電極を有するペースメー
カに使用されるとき、出力端子8は、刺激電極のチッ
プ、有利にはカーボンチップに接続されておりかつ出力
端子10は、検出電極、有利には白金リングに接続され
ている。制御電圧は、電圧源12によって供給され、か
つ出力端子8および10間の電圧は、帰還増幅器14に
よって測定される。
【0026】電解質において溶解されている酸素の不足
が、不安定な、再現不能な結果を発生することが認めら
れている。即ち酸素は、本発明による流量測定が確実に
動作すべきであれば、電解質中に溶解されて存在してい
なければならない。さらに、電解質のpH値は、流量測
定の感度に影響を及ぼすことが認められている。本発明
の方法および装置を用いた信頼できる測定に対する限界
値は、約5のpH値であり、それ以上の酸性溶液は感度
を損なう。2つの電極における反応過程は次の通りであ
る:
【0027】
【化1】
【0028】2つの電極間の一定の電圧によって、一方
の電極の標準電位が変化すると、他方の電極の標準電位
も変化することになる。上記の酸化過程の電圧変化に対
する感度は、溶液が水酸基イオンの低い濃度のために一
層酸性になるとき、上昇する。
【0029】実験の結果、流体流の検出は主に正の電圧
において生じ、一方負の電極は電流を制御することもわ
っかた。
【0030】図3には、血流の測定のために、ペースメ
ーカに使用されるようになっている、本発明の装置の実
施例が示されている。この実施例は、パルス化またはサ
ンプリングされた流れ測定用に構成されている。
【0031】図3の回路において、出力端子16は、不
関電極、有利には白金リングに接続されており、かつ出
力端子18は、図2を参照して説明したように、刺激電
極、有利にはカーボンチップに接続されている。
【0032】抵抗値の高い抵抗R1が、出力端子16と
18との間に接続されており、かつ出力端子18に接続
されている電極は、スイッチングトランジスタTrを介
して充電パルスによって充電される。この場合、これら
パルスは、ペースメーカの刺激パルスと同じ電極によっ
て送出されるが、異なった時点において送出される。
【0033】スイッチングトランジスタTrは、制御電
子回路20によって制御される。
【0034】FET増幅器24および後置接続されてい
る測定および制御電子回路26は、電圧源22を制御す
るためかつ測定のために出力端子18に接続されてい
る。測定および制御電子回路26はさらに、トランジス
タTrの制御電子回路20に接続されている。このよう
に、トランジスタTrおよび電圧源22両方の制御が、
測定された電圧に依存して可能である。
【0035】図4には、電極に対して電流を連続的に供
給するようになっている実施例が示されている。この場
合、不関電極は、出力端子28に接続されておりかつ刺
激電極は、出力端子30に接続されている。
【0036】抵抗値の高い抵抗R2に直列に接続されて
いる電圧源32は、出力端子28と30との間に接続さ
れている。
【0037】図3の実施例に相応して、FET増幅器3
4および後置接続されている測定および制御電子回路3
6は、測定および制御の目的のために、出力端子30に
接続されている。この場合も、電圧源32は、電極間で
測定される電圧に依存して制御可能である。
【0038】図5には、不関リング40および刺激極4
2を備えた従来の双極電極を有するペースメーカまたは
デフブリレータ38が示されている。ペースメーカまた
はデフブリレータ38は、本発明の装置を備えており、
かつこの目的のためにリング40は、適当に白金から形
成されておりかつ極42はカーボンから形成されてい
る。
【0039】実験は、約32mm2の接触面積を有する白
金リングと、6mm2の接触面積を有するカーボンチップ
とを用いて行われた。
【0040】図6は、図5のペースメーカまたはデフブ
リレータのブロック回路図である。
【0041】ペースメーカ部44の刺激出力端子46
は、出力コンデンサC0を介して刺激電極に対する出力
端子48に接続されている。心信号は、同じ出力端子4
8において受信されかつコンデンサC1を有するフィル
タ50を介して、心信号検出用入力側52を介して供給
される。
【0042】ペースメーカまたはデフブリレータ38は
さらに、刺激電極に流量測定に関連したバイアス信号を
供給するために出力側48に接続されている出力側56
を有する流れ測定ユニット54を含んでいる。流量測定
のために必要である電圧測定信号は、入力端子58を介
して流れ測定ユニットに供給される。
【0043】流量測定ユニット54に応答して、ペース
メーカ部を制御するために特別な制御電子回路60が設
けられている。
【0044】ペースメーカ部40および流量測定ユニッ
ト54はともに、それぞれ出力側62、64を介して、
図5の不関電極40に接続される出力端子66に接続さ
れている。
【0045】図7には、流量測定ユニット54が比較的
詳しく示されている。ここで、流量測定ユニット54
は、出力側56および48を介して、上述したように、
電極に流量測定のために必要である電流または電圧を供
給するための信号発生電子回路68を含んでいる。流量
測定のための測定信号は、出力側48および入力側58
を介して入力されかつ緩衝増幅器70を介して測定およ
び制御電子回路72に送出される。この制御電子回路
は、測定信号を適当な方法で処理しかつ解析しかつ測定
された流量値を表す出力信号を出力側74に供給する。
測定および制御電子回路72も、受信された測定信号に
応答して、その機能を制御するために信号発生電子回路
68に接続されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本原理を説明するための電解質中の
電極対を示す略図である。
【図2】流量を検出するために必要である電圧測定を実
施するための回路の1実施例を示す略図である。
【図3】本発明の装置における測定回路の実施例を示す
略図である。
【図4】本発明の装置における測定回路の別の実施例を
示す略図である。
【図5】本発明の装置を備えたペースメーカまたはデフ
ブリレータを説明するための略図である。
【図6】本発明の装置を備えたペースメーカまたはデフ
ブリレータのブロック図である。
【図7】図6に示されている実施例における本発明の流
量測定ユニットの1実施例を示す略図である。
【符号の説明】
2,4;16,18;40、42 電極、 20 制御
電子回路、 26,36 測定および制御電子回路、
38 ペースメーカ/デフブリレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 A61N 1/365 7638−4C // G01N 27/416 7363−2J G01N 27/46 301 M

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電圧または電流を、電解液中に浸漬され
    ている2つの固定電極(2,4;40,42)間で測定
    することを特徴とする電解液流測定方法。
  2. 【請求項2】 連続的またはパルス状電流が、前記電極
    (2,4;40,42)に供給されかつ前記電極間に結
    果的に生じる電圧が測定される請求項1記載の電解液流
    測定方法。
  3. 【請求項3】 有極パルスを前記電極(24;40、4
    2)に供給し、前記パルス期間を、前記測定される電圧
    が用途に対して適当な大きさになるように調整する請求
    項2記載の電解液流測定方法。
  4. 【請求項4】 前記電極(2,4;40,42)間の電
    圧を一定に保持し、かつ該電極間の電流を測定する請求
    項1記載の電解液の流れの測定方法。
  5. 【請求項5】 血流の測定のために、ペースメーカ(3
    8)に使用される方法であって、流れ量の検出のための
    電流または電圧の測定を、刺激パルスの供給の直前に行
    う請求項1記載の電解液流測定方法。
  6. 【請求項6】 電解液中に浸漬される少なくとも2つの
    電極(2,4;40,42)を含んでいる、電解液
    (6)流測定装置において、前記電極(2,4;40,
    42)は固定されており、かつ前記電極間の電圧または
    電流を測定するための測定ユニット(14;24,2
    6;34,36;54)が設けられていることを特徴と
    する電解液流測定装置。
  7. 【請求項7】 前記電極の1つ(42)にパルスを供給
    するための手段(68)が設けられており、前記パルス
    期間を、前記電極(40,42)間で所定の一定のレベ
    ルの電圧が測定されるようにした請求項6記載の電解液
    流測定装置。
  8. 【請求項8】 前記電極(40,42)がペースメーカ
    電極の極から構成されている、血流の測定のためにペー
    スメーカ(38)中に配置されている装置であって、前
    記電極(40,42)はカーボンおよび白金から成る請
    求項6または7記載の電解液流測定装置。
JP6009482A 1993-01-29 1994-01-31 電解液流測定方法および装置 Pending JPH075002A (ja)

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SE9300282A SE9300282D0 (sv) 1993-01-29 1993-01-29 Foerfarande och anordning foer att maeta floedet av en elektrolytisk vaetska
SE9300282-2 1993-01-29

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JPH075002A true JPH075002A (ja) 1995-01-10

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ID=20388708

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EP (1) EP0620420B1 (ja)
JP (1) JPH075002A (ja)
DE (1) DE69434484T2 (ja)
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