WO2015180748A1 - Messvorrichtung zur ammoniakdetektion in magensaft - Google Patents

Messvorrichtung zur ammoniakdetektion in magensaft Download PDF

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WO2015180748A1
WO2015180748A1 PCT/EP2014/060791 EP2014060791W WO2015180748A1 WO 2015180748 A1 WO2015180748 A1 WO 2015180748A1 EP 2014060791 W EP2014060791 W EP 2014060791W WO 2015180748 A1 WO2015180748 A1 WO 2015180748A1
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electrical
measuring electrode
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Patrick Fröse
Erhard Magori
Roland Pohle
Angelika Tawil
Oliver von Sicard
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • A61B5/6852—Catheters

Definitions

  • Measuring device for detection of ammonia in the gastric juice the invention relates to a measuring device for Ammoniakde ⁇ tetation in gastric juice.
  • a common cause of discomfort in the upper gastrointestinal tract is a bacterial infestation of its organs.
  • Helicobacter pylori infestation is believed to be responsible for a whole range of gastric disorders associated with increased gastric acid secretion. These include, for example, type B gastritis, about 75% of gastric ulcers, and almost all twelve-finger gut ulcers.
  • the investigation of the hollow organs of the gastrointestinal tract on colonization with bacteria, in particular on colonization with Helicobacter pylori, is therefore an important part of the diagnosis of gastric diseases.
  • Gastrosko ⁇ pie “gastroscopy”
  • WO 2010/094650 Al described, a gastroscope used at the end of which are two electrodes with which a measurement for the detection of Helicobacter pylori is made possible.
  • An alternative to gastroscopy is a use of an endo skopiekapsel such as in WO 2009/127528 is provided closer ⁇ .
  • the capsule endoscopy is performed on a person to be examined ⁇ point in the gastrointestinal tract and performed Be ⁇ humor on Helicobacter pylori "on site”.
  • WO 2010/094649 a further method for the determination of Helicobacter pylori is described.
  • a disadvantage of the known in-vivo measuring instruments that the electrodes are chemically affected immediately upon insertion into the gastric juice of a Pati ⁇ ducks. This suffers the accuracy and uniqueness of the measurement. Since the conditions in the stomach differ from patient to patient, it is not possible to predict the precise influence on the electrodes with respect to the immersion time alone.
  • the measuring device is in particular a gastric capsule, a catheter, a gastroscope or biopsy pliers and comprises a sensor which comprises a reference electrode, a first measuring electrode and a second measuring electrode on ⁇ .
  • the reference electrode comprises a noble metal which is not attackable by acid.
  • the first measuring elec trode ⁇ includes at least silver.
  • the second measuring electrode comprises silver and is substantially free of a silver chloride layer.
  • the sensor comprises means for determining at least one electrical quantity which is influenced by the presence of ammonia in the region of the electrodes.
  • the second measuring electrode consists essentially entirely of silver.
  • the invention is based on the finding that an Ver ⁇ improvement in the accuracy of the measurement can be reached by be carried out on the site of a measurement on a pair of electrodes, for example, Au / AgCl, measurements at two different pairs of electrodes, for example, Au / AgCl and Au / Ag. It is particularly advantageous that the possibly released by Helicobacter pylori in the gastric juice ammonia ensures destruction of the AgCl layer, ie for an An protest ⁇ tion of the AgCl layer to the Ag layer, while the existing in the mensaft hydrochloric acid exactly the reverse effect be ⁇ acts, ie a structure of an AgCl layer on the Ag electrode. As a result, the measured values for the two electrode systems typically approach each other. From this, which value changes more strongly in the process, ie which measuring electrode is changed more strongly, it is possible to specify directly whether ammonia is present in the region of the sensor or not.
  • the first measuring electrode has a silver chloride layer at the time of the measurement. On the one hand, this can already be generated before the delivery of the measuring device. On the other hand, it is also possible to produce the silver chloride layer after delivery, but before the use of the measuring device, for example by rinsing with HCl (hydrochloric acid). Another alternative is to use the silver chloride layer in gastric juice itself, i. to generate when using the sensor.
  • the senor therefore has an electrode system with the material combination Au / AgCl and another electrode system with the material combination Au / Ag.
  • the measuring device provides a simple Wei ⁇ se, during the investigation immediately Gastrointestinal nal Track a patient and without taking a tissue sample ammonia (NH3) prove. The measuring device thus makes it possible to examine the gastric acid and the tissue of the gastric mucosa for He ⁇ licobacter pylori only to a low degree.
  • the measuring device can be designed to apply a voltage before a measurement which is suitable for preventing the formation of a silver chloride layer on the second measuring electrode in gastric juice.
  • This particularly advantageous way ⁇ achieved that the second measuring electrode is maintained largely unchanged even in the gastric juice, and for measuring a particularly well-defined initial state of the sensor is maintained. The time of the functionalization is thus decoupled from the time of immersion of the sensor in the gastric juice.
  • the measuring device may be configured to apply a voltage before a measurement, which is adapted to grow on the first measuring electrode an AgCl layer and thus perform a functionalization of the first measuring electrode.
  • the functionalization ⁇ tion of the first measuring electrode advantageously takes place only directly in the area of the measuring point.
  • the measuring device may be configured to apply no voltage during a measurement. Thus no current flows between the measuring electrodes and the reference electrode. Between the measuring electrodes and the reference
  • Electrode is thus advantageously the potential, ie currentless, measured. This hardly causes ion migration in the stomach acid.
  • the measuring device may be configured to apply a DC electric clamping ⁇ voltage in a measurement for a predetermined time.
  • the predeterminable time for which a voltage can be applied by the user between the first electrode and the second electrode can be between zero seconds and continuously, wherein the user-selected electrical voltage can be zero volts or higher.
  • a time of zero seconds or a voltage of zero volts is a passive measurement. For deviating values, an active measurement is available.
  • potentials, electrical currents or electrical resistances or changes thereof or variables derived from the electrical variables can be measured as the electrical variable.
  • the measuring device can have a single reference electrode, so that pairs of electrodes are formed with this reference electrode.
  • the processing can Messvorrich- several, advantageously exactly two, have reference electrodes, so that there is a separate Refe rence ⁇ electrode provided for each measuring electrode.
  • the sole figure shows a gastroscope 1, which is a flexible endoscope and is used to examine the upper gastrointestinal tract.
  • the gastroscope 1 summarizes environmentally an insertion tube 2, in which a working channel is ordered Toggle 3 and a sensor 4 which is guided over a guide wire ⁇ 5 in the working channel. 3
  • the sensor 4 comprises a first electrode 6 (reference elec ⁇ trode) made of gold.
  • the sensor 4 comprises a first measuring electrode 7 and a second measuring electrode 8.
  • the first measuring electrode 7 is a silver electrode with an overlying silver chloride layer.
  • the second measuring electrode 8 is a pure silver electrode.
  • the measuring electrodes 7 and 8 have the same and constant spacing from the reference electrode 6.
  • To the pairs of first measuring electrode 7 and reference electrode 6 and the second measuring electrode 8 and reference electrode 6 is a separate electrical voltage can be applied, whereby in the presence of ammonia between the first electrode 6 and the second electrode 7, a change of electrical size, eg potential, electrical current or electrical resistance, is measurable.
  • Light source coupled fiber bundle and image guide bundles (with a camera coupled fiber bundle) and Abwinke- trains (in the flexible outer shell of the gastroscope duri ⁇ fend) be arranged.
  • the other elements whose arrangement is known per se, are not shown for reasons of clarity in the drawing.
  • the gastroscope 1 can have a supply line for urea. Urea is converted from Helicobacter pylori to ammonia. By targeted addition of urea, therefore, an amplification of the measured effect can be achieved.
  • the sensor 4 detects ammonia (NH3) present in the stomach acid and in the tissue of the gastric mucosa on the stomach inner wall. In this way an infection of the tissue (gastric mucous membrane) with Helicobacter pylori is detected by the detection of ammonia (NH3). This is done without biopsy, which is significantly less stressful for the Pati ⁇ ducks.
  • the detection of ammonia is a very strong indication of the presence of Helicobacter pylori, since ammonia is produced by the Helicobacter pylori bacteria by a cleavage of urea by urease to the acidic environment of the gastrointestinal tract, in particular the high acid concentration in the stomach , to protect.
  • the salt AgCl silver chloride
  • the salt AgCl is split by ammonia into the silver-diamine complex [Ag (NH3) 2] + and chlorine Cl-.
  • [Ag (NH3) 2] + is highly soluble in water as a cation and is absorbed by the stomach acid.
  • two electrical large ⁇ SEN are measured and recorded.
  • These electrical quantities (potential, electric current, electrical resistance) relating to the first measuring electrode 7 and reference electrode 6 and the second measuring electrode 8 and the reference electrode 6.
  • the electric voltage Zvi ⁇ rule of first measuring electrode 7 and the reference electrode 6 are recorded and stored as a first electrical quantity.
  • the electrical voltage between the second measuring electrode 8 and the reference electrode 6 is used.
  • the two measured electrical variables will reflect the different structure of the two measuring electrodes 7, 8.
  • the immersion in the stomach acid can influence the structure of the measuring electrodes.
  • a countervoltage can be applied to the second measuring system. Electrode can be applied, which prevents the silver ⁇ electrode together with the gastric acid together forms an AgCl layer ⁇ . As a result, the initial state of the second measuring electrode 8 is obtained and the accuracy of the measurement is improved.
  • the sensor can show essentially two behaviors during a measurement. If a healthy stomach is present, no ammonia is present. In this case, the first measuring elec- trode is 7, comprising a AgCl layer is not substantially ver ⁇ changes. In the case of the second measuring electrode 8, on the other hand, contact with the gastric acid produces an AgCl layer. The formation of the AgCl layer can be assisted by applying a voltage between the second measuring electrode 8 and the reference electrode 6, so that the read-out speed increases. The second measuring electrode 8 thus approaches the structure of the first measuring electrode 7. The measured electrical quantity react accordingly, for example, a measured potential approaches that of the first measuring electrode 7, currency rend the measured electrical quantity for the first measuring elec trode ⁇ 7 shows no significant changes.
  • the two electrical variables can be considered individually and / or together. For example, a sum of the sizes can be formed. For example, a summation could increase the total to one healthy stomach, while suggesting a steady or even sinking on a diseased stomach.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zur Ammoniakdetektion in Magensaft, insbesondere Magenkapsel, Katheter, Gastroskop oder Biopsiezange, mit einem Sensor, wobei der Sensor umfasst: - eine Referenz-Elektrode mit einem Edelmetall, das nicht durch im Magensaft vorhandene Säure angreifbar ist, - eine erste Mess-Elektrode, die Silber umfasst, - eine zweite Mess-Elektrode, die Silber umfasst und im Wesentlichen frei ist von einer Silberchloridschicht, - Mittel zur Bestimmung wenigstens einer elektrischen Größe, die durch Vorhandensein von Ammoniak im Bereich der Elektroden beeinflusst wird.

Description

Beschreibung
Messvorrichtung zur Ammoniakdetektion in Magensaft Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zur Ammoniakde¬ tektion in Magensaft.
Eine häufige Ursache für Beschwerden des oberen Gastroin- testinaltraktes ist ein bakterieller Befall seiner Organe. Beispielsweise wird ein Befall mit Helicobacter pylori für eine ganze Reihe von Magenerkrankungen verantwortlich gemacht, die mit einer verstärkten Sekretion von Magensäure einhergehen. Darunter fallen beispielweise die Typ B-Gastritis, in etwa 75% der Magengeschwüre, und beinahe alle Zwölf-Fingerdarm-Geschwüre . Die Untersuchung der Hohlorgane des Gastrointestialtraktes auf Besiedelung mit Bakterien, insbesondere auf Besiedelung mit Helicobacter pylori, ist daher ein wichtiger Bestandteil der Diagnostik von Magenerkrankungen .
Eine Möglichkeit zur Untersuchung des Magens auf eine Besie¬ delung mit Helicobacter pylori ist die sogenannte Gastrosko¬ pie („Magenspiegelung") . Hierbei wird, wie bspw. in
WO 2010/094650 AI beschrieben, ein Gastroskop eingesetzt, an dessen Ende sich zwei Elektroden befinden, mit denen eine Messung zur Detektion des Helicobacter pylori ermöglicht wird .
Eine Alternative zur Gastroskopie ist ein Einsatz einer Endo- skopiekapsel , wie beispielsweise in WO 2009/127528 näher dar¬ gestellt. Hierbei wird die Endoskopiekapsel an eine zu unter¬ suchende Stelle im Gastrointestinaltrakt geführt und eine Be¬ stimmung auf Helicobacter pylori „vor Ort" durchgeführt. In der WO 2010/094649 ist ein weiteres Verfahren zur Bestimmung des Helicobacter pylori beschrieben. Nachteilig an den bekannten in-vivo-Messgeräten ist, dass die Elektroden sofort bei Einführen in den Magensaft eines Pati¬ enten chemisch beeinflusst werden. Dadurch leidet die Genauigkeit und Eindeutigkeit der Messung. Da die Verhältnisse im Magen von Patient zu Patient unterschiedlich sind, ist es nicht möglich, den genauen Einfluss auf die Elektroden nur mit Bezug auf die Eintauchzeit vorherzusagen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Messvorrich- tung anzugeben, mit der eine verbesserte Bestimmung eines bakteriellen Befalls, wie bspw. des Helicobacter pylori, in- vivo ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Messvorrichtung mit den Merkma- len des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Die erfindungsgemäße Messvorrichtung ist insbesondere eine Magenkapsel, ein Katheter, ein Gastroskop oder eine Biopsie- zange und umfasst einen Sensor, der eine Referenz-Elektrode, eine erste Mess-Elektrode und eine zweite Mess-Elektrode auf¬ weist. Dabei umfasst die Referenz-Elektrode ein Edelmetall, das nicht durch Säure angreifbar ist. Die erste Mess-Elek¬ trode umfasst wenigstens Silber. Die zweite Mess-Elektrode umfasst Silber und ist im Wesentlichen frei von einer Silberchloridschicht. Schließlich umfasst der Sensor Mittel zur Bestimmung wenigstens einer elektrischen Größe, die durch Vorhandensein von Ammoniak im Bereich der Elektroden beeinflusst wird. Vorzugsweise besteht die zweite Mess-Elektrode im Wesentlichen vollständig aus Silber.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Ver¬ besserung in der Genauigkeit der Messung zu erreichen ist, indem an der Stelle einer Messung an einem Elektrodenpaar, beispielsweise Au/AgCl, Messungen an zwei unterschiedlichen Elektrodenpaaren vorgenommen werden, beispielsweise Au/AgCl und Au/Ag. Dabei ist besonders vorteilhaft, dass das möglicherweise von Helicobacter pylori im Magensaft freigesetzte Ammoniak für eine Zerstörung der AgCl-Schicht sorgt, d.h. für eine Annähe¬ rung der AgCl-Schicht an die Ag-Schicht, während die im Ma- gensaft vorhandene Salzsäure genau den umgekehrten Effekt be¬ wirkt, d.h. einen Aufbau einer AgCl-Schicht auf der Ag-Elek- trode . Dadurch nähern sich die Messwerte für die beiden Elektrodensysteme typischerweise einander an. Daraus, welcher Wert sich dabei stärker ändert, d.h. welche Mess-Elektrode dabei stärker verändert wird, lässt sich direkt angeben, ob Ammoniak im Bereich des Sensors vorhanden ist oder nicht.
Für die Messung ist es dabei wichtig, dass die erste Mess- Elektrode zum Zeitpunkt der Messung eine Silberchloridschicht aufweist. Diese kann einerseits bereits vor der Auslieferung der Messvorrichtung erzeugt werden. Andererseits ist es auch möglich, die Silberchloridschicht nach Auslieferung, aber vor dem Einsatz der Messvorrichtung zu erzeugen, beispielsweise durch Spülung mit HCl (Salzsäure) . Eine weitere Alternative besteht darin, die Silberchloridschicht im Magensaft selbst, d.h. beim Einsatz des Sensors zu erzeugen.
Bei der Messung weist der Sensor daher ein Elektrodensystem mit der Materialkombination Au/AgCl und ein weiteres Elektro- densystem mit der Materialkombination Au/Ag auf. Wird die
AgCl-Schicht im Magensaft bei Vorhandensein von Ammoniak ab¬ gebaut, so nähert sich die elektrische Größe, die für das Elektrodensystem mit der Materialkombination Au/AgCl ermittelt wird, derjenigen an, die für das Elektrodensystem mit der Materialkombination Au/Ag ermittelt wird. Letztere ändert sich nur schwach, da eine entstehende AgCl-Schicht durch den Ammoniak sofort wieder gelöst wird.
Ist kein oder zu wenig Ammoniak im Magensaft vorhanden, pas- siert die umgekehrte Veränderung, d.h. es nähert sich die elektrische Größe, die für das Elektrodensystem mit der Mate¬ rialkombination Au/Ag ermittelt wird aufgrund der Bildung einer AgCl-Schicht derjenigen an, die für das Elektrodensys- tem mit der Materialkombination Au/AgCl ermittelt wird. Ein Abbau der AgCl-Schicht findet nicht statt, aber auf der zwei¬ ten Mess-Elektrode kann sich nun eine AgCl-Schicht bilden. Vorteilhaft ermöglicht die Messvorrichtung auf einfache Wei¬ se, während der Untersuchung unmittelbar im Gastrointesti- naltrakt eines Patienten und ohne Entnahme einer Gewebeprobe Ammoniak (NH3) nachzuweisen. Die Messvorrichtung ermöglicht somit eine den Patienten nur gering belastende Untersuchung der Magensäure sowie des Gewebes der Magenschleimhaut auf He¬ licobacter pylori.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind: - Die Messvorrichtung kann ausgestaltet sein, vor einer Messung eine Spannung anzulegen, die geeignet ist, die Bildung einer Silberchloridschicht auf der zweiten Mess-Elektrode im Magensaft zu verhindern. Dadurch wird besonders vorteil¬ haft erreicht, dass auch im Magensaft die zweite Mess- Elektrode weitgehend unverändert erhalten bleibt und für die Messung ein besonders gut definierter Ausgangszustand des Sensors erhalten bleibt. Der Zeitpunkt der Funktionali- sierung wird somit entkoppelt vom Zeitpunkt des Eintauchens des Sensors in den Magensaft.
- Die Messvorrichtung kann ausgestaltet sein, vor einer Messung eine Spannung anzulegen, die geeignet ist, auf der ersten Mess-Elektrode eine AgCl-Schicht anwachsen zu lassen und somit eine Funktionalisierung der ersten Mess-Elektrode vorzunehmen. Durch Anlegen der Spannung kann einerseits die
Funktionalisierung beschleunigt werden und andererseits auch kontrolliert werden. Dabei findet die Funktionalisie¬ rung der ersten Mess-Elektrode vorteilhaft erst direkt im Bereich der Messstelle statt.
Als Edelmetalle, die nicht durch Salzsäure angegriffen den und damit für die Referenz-Elektrode geeignet sind, kommen zum Beispiel Platin (Pt) und Gold (Au) in Frage. - Die Messvorrichtung kann ausgestaltet sein, bei einer Messung keine elektrische Spannung anzulegen. Damit fließt zwischen den Mess-Elektroden und der Referenz-Elektrode kein Strom. Zwischen den Mess-Elektroden und der Referenz-
Elektrode wird somit in vorteilhafter Weise das Potential, also stromlos, gemessen. Damit findet kaum Ionenwanderung in der Magensäure statt. - Die Messvorrichtung kann ausgestaltet sein, bei einer Messung für eine vorgebbare Zeit eine elektrische Gleichspan¬ nung anzulegen. Die vorgebbare Zeit, für die zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode vom Benutzer eine elektrische Spannung anlegbar ist, kann zwischen null Sekunden und dauernd liegen, wobei die vom Benutzer gewählte elektrische Spannung hierbei null Volt oder höher sein kann. Bei einer Zeit von null Sekunden bzw. einer Spannung von null Volt handelt es sich um eine passive Messung. Bei hiervon abweichenden Werten liegt eine aktive Messung vor.
- Als elektrische Größe können beispielsweise Potentiale, elektrische Ströme oder elektrische Widerstände bzw. deren Änderungen oder aus den elektrischen Größen abgeleitete Größen (z.B. elektrische Leitfähigkeit oder Impedanz) bzw. deren Änderungen gemessen werden.
- Die Messvorrichtung kann eine einzige Referenz-Elektrode aufweisen, sodass Elektrodenpaare mit dieser Referenz- Elektrode gebildet werden. Alternativ kann die Messvorrich- tung mehrere, zweckmäßig genau zwei, Referenz-Elektroden aufweisen, sodass für jede Mess-Elektrode eine eigene Refe¬ renz-Elektrode zur Verfügung steht.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen wer- den im Folgenden anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert. b
Die einzige Figur zeigt ein Gastroskop 1, bei dem es sich um ein flexibles Endoskop handelt und das zur Untersuchung des oberen Gastrointestinaltraktes dient. Das Gastroskop 1 um- fasst einen Einführschlauch 2, in dem ein Arbeitskanal 3 an- geordnet ist, sowie einen Sensor 4, der über einen Führungs¬ draht 5 im Arbeitskanal 3 geführt ist.
Der Sensor 4 umfasst eine erste Elektrode 6 (Referenz-Elek¬ trode) aus Gold. Daneben umfasst der Sensor 4 eine erste Mess-Elektrode 7 und eine zweite Mess-Elektrode 8. Die erste Mess-Elektrode 7 ist eine Silberelektrode mit einer darüber liegenden Silberchloridschicht. Die zweite Mess-Elektrode 8 ist eine reine Silberelektrode. Die Mess-Elektroden 7 und 8 weisen im gezeigten Ausführungsbeispiel einen gleichen und konstanten Abstand zur Referenz-Elektrode 6 auf. An die Paare aus erster Mess-Elektrode 7 und Referenz-Elektrode 6 sowie zweiter Mess-Elektrode 8 und Referenz-Elektrode 6 ist jeweils eine separate elektrische Spannung anlegbar, wodurch bei vorhandenem Ammoniak zwischen der ersten Elektrode 6 und der zweiten Elektrode 7 eine Änderung einer elektrischen Größe, z.B. Potential, elektrischer Strom oder elektrischer Widerstand, messbar ist.
In dem in der Zeichnung dargestellten Gastroskop 1 können weitere Elemente, wie z.B. Lichtleiterbündel (mit einer
Lichtquelle gekoppeltes Faserbündel) und Bildleiterbündel (mit einer Kamera gekoppeltes Faserbündel) sowie Abwinke- lungszüge (im flexiblen Außenmantel des Gastroskops verlau¬ fend) angeordnet sein. Die weiteren Elemente, deren Anordnung an sich bekannt ist, sind aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Zeichnung nicht dargestellt.
Weiterhin kann das Gastroskop 1 eine Zuführungsleitung für Harnstoff aufweisen. Harnstoff wird von Helicobacter pylori zu Ammoniak umgesetzt. Durch gezielte Zugabe von Harnstoff kann daher eine Verstärkung des zu messenden Effekts erzielt werden . Nach dem Einführen des erfindungsgemäßen Gastroskops 1 detek- tiert der Sensor 4 in der Magensäure und im Gewebe der Magenschleimhaut an der Mageninnenwand vorhandenen Ammoniak (NH3) . Damit wird ein Befall des Gewebes (Magenschleimhaut) mit He- licobacter pylori durch den Nachweis von Ammoniak (NH3) erkannt. Dies erfolgt ohne Biopsie und ist damit für den Pati¬ enten deutlich weniger belastend.
Der Nachweis von Ammoniak stellt ein sehr starkes Indiz für das Vorhandensein von Helicobacter pylori dar, da Ammoniak von den Helicobacter pylori-Bakterien durch eine Spaltung von Harnstoff durch Urease erzeugt wird, um sich vor der sauren Umgebung des Gastrointestinaltraktes , insbesondere der hohen Säurekonzentration im Magen, zu schützen. Das Salz AgCl (Sil- berchlorid) wird durch Ammoniak in den Silber-Diamin-Komplex [Ag(NH3)2]+ und in Chlor Cl- aufgespaltet. [Ag(NH3)2]+ ist als Kation hervorragend in Wasser löslich und wird von der Magensäure aufgenommen. Im gegebenen Ausführungsbeispiel werden zwei elektrische Grö¬ ßen gemessen und protokolliert. Diese elektrischen Größen (Potential, elektrischer Strom, elektrischer Widerstand) betreffen die erste Mess-Elektrode 7 und die Referenz-Elektrode 6 sowie die zweite Mess-Elektrode 8 und die Referenz-Elek- trode 6. Beispielsweise kann die elektrische Spannung zwi¬ schen der ersten Mess-Elektrode 7 und der Referenz-Elektrode 6 als erste elektrische Größe aufgenommen und gespeichert werden. Als zweite elektrische Größe wird die elektrische Spannung zwischen der zweiten Mess-Elektrode 8 und der Refe- renz-Elektrode 6 verwendet.
Im Zustand vor der Messung werden die beiden gemessenen elektrischen Größen den unterschiedlichen Aufbau der beiden Mess-Elektroden 7, 8 wiederspiegeln. Das Eintauchen in die Magensäure kann dabei den Aufbau der Mess-Elektroden beeinflussen. Ist eine Messung noch nicht gewünscht, da beispiels¬ weise noch kein geeigneter Ort angesteuert ist, kann bei dem gezeigten Gastroskop 1 eine Gegenspannung an die zweite Mess- Elektrode angelegt werden, die verhindert, dass die Silber¬ elektrode mit der Magensäure zusammen eine AgCl-Schicht aus¬ bildet. Dadurch wird der Ausgangszustand der zweiten Mess- Elektrode 8 erhalten und die Genauigkeit der Messung verbes- sert.
Der Sensor kann bei einer Messung im Wesentlichen zwei Verhaltensweisen zeigen. Liegt ein gesunder Magen vor, ist kein Ammoniak vorhanden. In diesem Fall wird die erste Mess-Elek- trode 7, die eine AgCl-Schicht aufweist, nicht erheblich ver¬ ändert. Bei der zweiten Mess-Elektrode 8 hingegen wird durch den Kontakt mit der Magensäure eine AgCl-Schicht erzeugt. Die Bildung der AgCl-Schicht kann durch Anlegen einer Spannung zwischen zweiter Mess-Elektrode 8 und Referenz-Elektrode 6 unterstützt werden, sodass die Auslesegeschwindigkeit steigt. Die zweite Mess-Elektrode 8 nähert sich damit in ihrem Aufbau der ersten Mess-Elektrode 7 an. Die gemessene elektrische Größe reagiert entsprechend, beispielsweise nähert sich ein gemessenes Potential dem der ersten Mess-Elektrode 7 an, wäh- rend die gemessene elektrische Größe für die erste Mess-Elek¬ trode 7 keine wesentlichen Änderungen zeigt.
Liegt ein kranker Magen vor, ist Ammoniak in der Magensäure vorhanden. Der Ammoniak wiederum greift die bei der ersten Mess-Elektrode 7 vorliegende Silberchloridschicht an und löst diese auf. Bei der zweiten Mess-Elektrode 8 wird jegliche sich in der Magensäure bildende AgCl-Schicht ebenfalls wieder zersetzt, was letztlich dazu führt, dass die zweite Mess- Elektrode 8 weitgehend unverändert bleibt. Der Aufbau der ersten Mess-Elektrode 7 nähert sich in diesem Fall dem der zweiten Mess-Elektrode 8 an. Die elektrischen Größen verhalten sich entsprechend der chemischen Änderungen der Mess- Elektroden 7 , 8. Für die Auswertung können die beiden elektrischen Größen einzeln und/oder gemeinsam betrachtet werden. Beispielsweise kann eine Summe der Größen gebildet werden. Bei einer Summenbildung könnte beispielsweise ein Steigen der Summe auf einen gesunden Magen hindeuten, während ein Gleichbleiben oder gar Sinken auf einen kranken Magen hindeutet.

Claims

Patentansprüche
1. Messvorrichtung (1) zur Ammoniakdetektion in Magensaft, insbesondere Magenkapsel, Katheter, Gastroskop (1) oder Biop- siezange, mit einem Sensor (4), wobei der Sensor (4) umfasst:
- eine Referenz-Elektrode (6) mit einem Edelmetall, das nicht durch im Magensaft vorhandene Säure angreifbar ist,
- eine erste Mess-Elektrode (7), die Silber umfasst,
- eine zweite Mess-Elektrode (8), die Silber umfasst und im Wesentlichen frei ist von einer Silberchloridschicht,
- Mittel zur Bestimmung wenigstens einer elektrischen Größe, die durch Vorhandensein von Ammoniak im Bereich der Elektroden (6...8) beeinflusst wird.
2. Messvorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei der die erste Mess-Elektrode (7) eine Silberchloridschicht umfasst.
3. Messvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, derart ausgestaltet, dass für eine Messung
- eine erste elektrische Größe zwischen der ersten Mess- Elektrode (7) und der Referenz-Elektrode (6) ermittelt wird,
- eine zweite elektrische Größe zwischen der zweiten Mess- Elektrode (8) und der Referenz-Elektrode (6) ermittelt wird,
- ein Vergleich der ersten und zweiten elektrische Größe durchgeführt wird.
4. Messvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprü- che, bei der der Sensor (4) Mittel zum Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen wenigstens einer der Mess-Elektroden (7, 8) und der Referenz-Elektrode (6) aufweist.
5. Messvorrichtung (1) nach Anspruch 4, bei der die Mittel zum Anlegen einer elektrischen Spannung ausgestaltet sind, vor dem Beginn einer Messung der elektrischen Größe eine Spannung an die zweite Mess-Elektrode (8) anzulegen, die die Bildung einer AgCl-Schicht auf der zweiten Mess-Elektrode (8) verringert oder verhindert.
6. Messvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprü- che, bei der die Referenz-Elektrode (6) aus Platin oder aus
Gold besteht.
7. Messvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Sensor (4) eine zweite Referenz-Elektrode aufweist.
8. Verfahren zur Ammoniakdetektion in Magensaft, bei dem eine Messvorrichtung (1), insbesondere Magenkapsel, Katheter, Gastroskop (1) oder Biopsiezange, mit einem Sensor (4) ver- wendet wird, wobei der Sensor (4) umfasst:
- eine Referenz-Elektrode (6) mit einem Edelmetall, das nicht durch Säure angreifbar ist,
- eine erste Mess-Elektrode (7), die Silber und eine Sil¬ berchloridschicht umfasst,
- eine zweite Mess-Elektrode (8), die Silber umfasst und im Wesentlichen frei ist von einer Silberchloridschicht, und wobei wenigstens eine elektrische Größe bestimmt wird, die durch Vorhandensein von Ammoniak im Bereich der Elektroden (6...8) beeinflusst wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem
- eine erste elektrische Größe zwischen der ersten Mess- Elektrode (7) und der Referenz-Elektrode (6) ermittelt wird,
- eine zweite elektrische Größe zwischen der zweiten Mess- Elektrode (8) und der Referenz-Elektrode (6) ermittelt wird,
- ein Vergleich der ersten und zweiten elektrische Größe durchgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem vor dem Beginn einer Messung der elektrischen Größe eine Spannung an die zweite Mess-Elektrode (8) angelegt wird, die die Bildung ei- ner Silberchloridschicht auf der zweiten Mess-Elektrode verringert oder verhindert.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2007120442A2 (en) * 2003-07-25 2007-10-25 Dexcom, Inc. Dual electrode system for a continuous analyte sensor
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