RU2057484C1 - Device for transcutaneously measuring partial oxygen pressure in blood - Google Patents

Device for transcutaneously measuring partial oxygen pressure in blood Download PDF

Info

Publication number
RU2057484C1
RU2057484C1 SU4856454A RU2057484C1 RU 2057484 C1 RU2057484 C1 RU 2057484C1 SU 4856454 A SU4856454 A SU 4856454A RU 2057484 C1 RU2057484 C1 RU 2057484C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oxygen
blood
cathode
sensor
transducer
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Э.А. Бакай
В.П. Афанасьева
В.М. Еськов-Сосковец
Е.М. Ройтман
В.И. Король
Original Assignee
Научно-инженерный центр автоматизированных биотехнических систем "Сонар" Института кибернетики им.В.М.Глушкова АН Украины
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-инженерный центр автоматизированных биотехнических систем "Сонар" Института кибернетики им.В.М.Глушкова АН Украины filed Critical Научно-инженерный центр автоматизированных биотехнических систем "Сонар" Института кибернетики им.В.М.Глушкова АН Украины
Priority to SU4856454 priority Critical patent/RU2057484C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2057484C1 publication Critical patent/RU2057484C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has transducer 1, with electrodes (anode 2 and cathode 3) made from noble metals and insulated with oxygen-transparent membrane from the environment. The transducer is connected in series with measuring unit 4, power supply source unit 5 which output is connected to the transducer cathode. The device also has alternating voltage pulse generator 6 with controllable parameters. Its input is connected to power supply source unit and its output is connected to the transducer cathode. EFFECT: enhanced stability of operation; lower level of measuring errors. 2 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для диагностики, и может быть использовано в практике для измерения кислорода в крови без нарушения покрова тканей человека. The invention relates to medical equipment, namely to devices for diagnosis, and can be used in practice for measuring oxygen in the blood without violating the cover of human tissues.

Известны устройства для чрескожного измерения парциального давления кислорода в крови, основной частью которых является электрохимический датчик с серебряным анодом и катодом из какого-либо благородного металла. Датчик крепится на коже пациента, анод нагревается до 44оС, при этом нагревается прилежащий участок кожи. Кислород диффундирует из кровеносных сосудов через ткань кожи и сквозь кислородпроницаемую мембрану, закрывающую электрод. Эти устройства позволяют достигнуть высокого коэффициента корреляции за счет подбора подходящей кислородпроницаемой мембраны, однако время отклика остается достаточно большим до 30-60 с.Known devices for transdermal measurement of the partial pressure of oxygen in the blood, the main part of which is an electrochemical sensor with a silver anode and cathode of some noble metal. The sensor is attached to the patient's skin, the anode is heated to 44 ° C, the heats the adjacent skin portion. Oxygen diffuses from blood vessels through skin tissue and through an oxygen-permeable membrane covering the electrode. These devices make it possible to achieve a high correlation coefficient due to the selection of a suitable oxygen-permeable membrane, however, the response time remains quite large up to 30-60 s.

Известно устройство для чрескожного измерения парциального давления кислорода в крови, содержащее датчик с платиновым катодом и серебряным анодом, закрытыми кислородпроницаемой мембраной, снабженной нагревательными элементами, к катоду датчика подсоединен выход блока питания, а ток с анода поступает на измерительный блок. Уменьшение поляризации рабочих электродов достигается периодическим включением ультразвукового генератора, соединенного с пьезоэлектрической пластиной, смонтированной в корпусе датчика. Это устройство обеспечивает быстродействие измерения уровня кислорода в крови. Однако недостатками данного устройства является невысокая стабильность его работы, а также повышенная погрешность измерений. A device is known for transdermally measuring the partial pressure of oxygen in the blood, comprising a sensor with a platinum cathode and a silver anode closed by an oxygen-permeable membrane equipped with heating elements, the output of the power supply is connected to the sensor cathode, and the current from the anode is supplied to the measuring unit. Reducing the polarization of the working electrodes is achieved by periodically turning on the ultrasonic generator connected to the piezoelectric plate mounted in the sensor housing. This device provides high-speed measurement of oxygen levels in the blood. However, the disadvantages of this device is the low stability of its operation, as well as increased measurement error.

Целью изобретения является повышение стабильности и уменьшение погрешности измерений при высоком быстродействии. The aim of the invention is to increase stability and reduce measurement error at high speed.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для чрескожного измерения парциального давления кислорода в крови, содержащее датчик, включающий в себя платиновый катод и серебряный анод, погруженные в электролит и закрытые кислородпроницаемой мембраной, и нагревательный элемент, размещенный в корпусе датчика, последовательно соединенного с измерительным блоком и блоком питания, введен импульсный регулируемый генератор напряжения, включенный между источником питания и катодом датчика. This goal is achieved by the fact that in a device for percutaneous measurement of the partial pressure of oxygen in the blood, containing a sensor that includes a platinum cathode and a silver anode immersed in an electrolyte and covered by an oxygen-permeable membrane, and a heating element placed in the sensor housing, connected in series with the measuring unit and power supply, introduced a pulsed adjustable voltage generator connected between the power source and the cathode of the sensor.

Подключение импульсного регулируемого генератора напряжения к катоду приводит к уменьшению расхода кислорода в процессе измерения. При работе из-за короткого времени поляризации электрода электрохимические реакции не успевают произойти, а ток, протекающий в измерительной схеме, обусловливается процессом адсорбции кислорода. Процесс адсорбции кислорода на платине происходит быстро, что и обеспечивает высокое быстродействие, стабильность и малую погрешность измерений. The connection of a pulsed adjustable voltage generator to the cathode leads to a decrease in oxygen consumption during the measurement process. During operation, due to the short polarization time of the electrode, electrochemical reactions do not have time to occur, and the current flowing in the measuring circuit is determined by the process of oxygen adsorption. The process of oxygen adsorption on platinum occurs quickly, which ensures high speed, stability and low measurement error.

Импульсный генератор обеспечивает задаваемые параметры частот, регулирование скважности, амплитуды и заданного уровня напряжения в измерительной цепи. The pulse generator provides preset frequency parameters, regulation of duty cycle, amplitude and a given voltage level in the measuring circuit.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для чрескожного измерения парциального давления кислорода в крови; на фиг. 2 схема электрохимического датчика. In FIG. 1 is a structural diagram of a device for percutaneous measurement of the partial pressure of oxygen in the blood; in FIG. 2 diagram of an electrochemical sensor.

Устройство для чрескожного измерения парциального давления кислорода в крови содержит датчик 1 с платиновым катодом 2 и серебряным анодом 3, измерительный блок 4, блок питания 5 и импульсный регулируемый генератор напряжения 6. В схеме датчика 1 имеются нагревательный элемент 7 с терморегулятором 8. A device for percutaneous measurement of the partial pressure of oxygen in the blood contains a sensor 1 with a platinum cathode 2 and a silver anode 3, a measuring unit 4, a power supply 5 and a pulse regulated voltage generator 6. The sensor circuit 1 has a heating element 7 with a temperature regulator 8.

Датчик 1 (фиг. 2) состоит из точечного платинового катода 2 и серебряного анода 3, смонтированных в выемке корпуса 9, заполненной электролитом и закрытой кислородпроницаемой мембраной 10. Нагревательный элемент 7 размещен в теле корпуса 9. Кислородпроницаемая мембрана 10 закреплена с помощью эластичного резинового кольца 11. The sensor 1 (Fig. 2) consists of a point platinum cathode 2 and a silver anode 3 mounted in a recess of the housing 9, filled with an electrolyte and closed with an oxygen-permeable membrane 10. The heating element 7 is placed in the body of the housing 9. The oxygen-permeable membrane 10 is fixed with an elastic rubber ring eleven.

Устройство для чрескожного измерения парциального давления кислорода в крови работает следующим образом. Измерительный электрохимический датчик 1 закрепляют на коже пациента и включают нагревательный элемент 7. По достижении температуры 44,5оС обеспечивается работоспособность устройства возникает ток, который фиксируется в блоке измерений 4. В течение всего времени проведения измерений от импульсного регулируемого генератора напряжения 6 подают импульсы с частотным заполнением 20 мкс, амплитудой 0,65 В при скважности, равной 5. Выходной сигнал устройства, фиксируемый в виде напряжения, связан прямо пpопорционально с содержанием кислорода в анализируемой среде (крови).A device for percutaneous measurement of the partial pressure of oxygen in the blood works as follows. The measuring electrochemical sensor 1 is attached to the patient’s skin and the heating element 7 is turned on . Upon reaching a temperature of 44.5 ° C, the device is operable and a current is generated, which is recorded in the measurement unit 4. During the entire time the measurements are taken, pulses from with a frequency filling of 20 μs, an amplitude of 0.65 V with a duty cycle equal to 5. The output signal of the device, recorded in the form of a voltage, is directly proportional to the oxygen content in an alizable medium (blood).

Стабильность показаний определялась как изменение содержания кислорода, определяемого транскутанным способом в течение 1 ч, и вычислялась по формуле

Figure 00000002
× 100%
где Р
Figure 00000003
парциальное давление кислорода через 10 с после включения;
Р
Figure 00000004
парциальное давление кислорода через 1 ч после включения.The stability of the readings was determined as the change in the oxygen content, determined by the transcutaneous method for 1 h, and was calculated by the formula
Figure 00000002
× 100%
where P
Figure 00000003
partial oxygen pressure 10 s after switching on;
R
Figure 00000004
partial oxygen pressure 1 h after switching on.

Предлагаемое устройство для чрескожного измерения парциального давления кислорода в крови за счет наличия в схеме импульсного регулируемого генератора напряжения обеспечивает воздействие на катод переменным напряжением с регулируемыми параметрами, что позволяет повысить стабильность работы устройства, а также упростить конструкцию электрохимического датчика. The proposed device for transdermal measurement of the partial pressure of oxygen in the blood due to the presence in the circuit of a pulsed adjustable voltage generator provides exposure to the cathode with alternating voltage with adjustable parameters, which improves the stability of the device and simplifies the design of the electrochemical sensor.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЧРЕЗКОЖНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПАРЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ КИСЛОРОДА В КРОВИ, содержащее датчик, включающий в себя платиновый катод и серебряный анод, погруженные в электролит и закрытые кислородпроницаемой мембраной, и нагревательный элемент, размещенный в корпусе датчика, последовательно соединенного с измерительным блоком и блоком питания, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности и уменьшения погрешности измерений при высоком быстродействии, в него введен импульсный регулируемый генератор напряжения, включенный между источником питания и катодом датчика. A DEVICE FOR EXTREMELY MEASURING THE PARTIAL PRESSURE OF OXYGEN IN BLOOD, containing a sensor including a platinum cathode and a silver anode immersed in an electrolyte and covered by an oxygen-permeable membrane, and a heating element located in the sensor housing connected in series with the measuring unit and the power supply, characterized in that, in order to increase stability and reduce measurement error at high speed, a pulse adjustable voltage generator, included between at the power source and cathode of the sensor.
SU4856454 1990-08-01 1990-08-01 Device for transcutaneously measuring partial oxygen pressure in blood RU2057484C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4856454 RU2057484C1 (en) 1990-08-01 1990-08-01 Device for transcutaneously measuring partial oxygen pressure in blood

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4856454 RU2057484C1 (en) 1990-08-01 1990-08-01 Device for transcutaneously measuring partial oxygen pressure in blood

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2057484C1 true RU2057484C1 (en) 1996-04-10

Family

ID=21530588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4856454 RU2057484C1 (en) 1990-08-01 1990-08-01 Device for transcutaneously measuring partial oxygen pressure in blood

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2057484C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2677004C2 (en) * 2013-06-13 2019-01-14 Конинклейке Филипс Н.В. Device and method for determining partial carbon dioxide pressure in subject of interest

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1697742, кл. A 61B 5/14, 1989. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2677004C2 (en) * 2013-06-13 2019-01-14 Конинклейке Филипс Н.В. Device and method for determining partial carbon dioxide pressure in subject of interest

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5797854A (en) Method and apparatus for testing and measuring current perception threshold and motor nerve junction performance
US4716887A (en) Apparatus and method for adjusting heart/pacer rate relative to cardiac pCO2 to obtain a required cardiac output
US5058605A (en) Method and device for the controlled local, non-invasive application of dc pulses to human and animal tissues
US20100179403A1 (en) Method and kit for sweat activity measurement
US4827933A (en) Apparatus and method for adjusting heart/pacer rate relative to cardiac pO2 obtain a required cardiac output
JPH0832262B2 (en) Measuring device for conductivity in body tissue
JPH0628654B2 (en) Electrochemical measurement method of oxygen concentration
ES459195A3 (en) Artificial pacemaker
JPH06508999A (en) A specialized device used to determine the state of the autonomic parts of the nervous system
JPH02239876A (en) Medical apparatus for stimulating physiologic phenomenon of organism and adaptation thereof
Lavandier et al. Quantitative assessment of ultrasound-induced resistance change in saline solution
EP0620420B1 (en) Method and device for measuring the flow of an electrolytic fluid
WO1999009883A9 (en) System and method for in-vivo hematocrit measurement using impedance and pressure plethysmography
RU2057484C1 (en) Device for transcutaneously measuring partial oxygen pressure in blood
Williams et al. Effects of MHz ultrasound on electrical pain threshold perception in humans
US5602342A (en) Method and device for measuring the flow of an electrolytic fluid
JP2003126055A (en) Impedance measuring device for meridian
US5925071A (en) Method and apparatus for ridding the human body of pathogens
Kim et al. Importance of skin resistance in the reverse iontophoresis-based noninvasive glucose monitoring system
RU2732706C1 (en) Improved device for laser therapy
RU7296U1 (en) DIAGNOSTIC SYSTEM OF FUNCTIONAL STATE OF HUMAN ORGANISM
RU2278705C1 (en) Device for rehabilitation therapy
SU1697803A1 (en) Device for reflexotherapy
RU96117823A (en) METHOD FOR MONITORING RADIOACTIVE HUMAN RADIATION AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
JP2536808B2 (en) Measuring / treatment device