WO2015180754A1 - Messelektrode für einen sensor zur überprüfung eines messmediums auf vorhandensein von helicobacter pylori - Google Patents

Messelektrode für einen sensor zur überprüfung eines messmediums auf vorhandensein von helicobacter pylori Download PDF

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WO2015180754A1
WO2015180754A1 PCT/EP2014/060843 EP2014060843W WO2015180754A1 WO 2015180754 A1 WO2015180754 A1 WO 2015180754A1 EP 2014060843 W EP2014060843 W EP 2014060843W WO 2015180754 A1 WO2015180754 A1 WO 2015180754A1
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layer
measuring
silver chloride
soluble
sensor
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PCT/EP2014/060843
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Patrick Fröse
Erhard Magori
Roland Pohle
Evamaria STÜTZ
Angelika Tawil
Oliver von Sicard
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Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • A61B5/42—Detecting, measuring or recording for evaluating the gastrointestinal, the endocrine or the exocrine systems
    • A61B5/4222—Evaluating particular parts, e.g. particular organs
    • A61B5/4238—Evaluating particular parts, e.g. particular organs stomach

Definitions

  • the invention relates to a sensor for checking a measuring medium for the presence of Helicobacter pylori.
  • the invention relates to a measuring electrode for such a sensor.
  • HBP Helicobacter pylori
  • HBP is a rod-shaped bacterium that can colonize the human stomach and be held responsible for a number of gastric diseases. In addition to gastritis, these include gastric ulcers as well as duodenal ulcers. In a chronic form, HBP can also cause stomach cancer. The prevalence of HBP is approximately 50% worldwide. The investigation of an infection with HBP is therefore an essential part of the diagnosis of gastric diseases today.
  • An HBP infection can be treated, for example, with the aid of an eradication therapy consisting of a combination of different antibiotics. However, before such a therapy can be started, a reliable diagnosis is first necessary. If necessary, up to two independent proof tests must be positive.
  • Urease tests are detected.
  • Another approach to detecting HBP infection is to perform a breath test based on detection of isotopes 13C and 14C in the respiratory tract after the patient has been given a particular 13C or 14C isotope labeled agent, which in the presence of HBP in the human body Stomach of the patient undergoes certain chemical reactions, so that 13C or 14C is formed and exhaled. All these methods of detection as well as other however, a low level of patient acceptance is common.
  • stomach for colonization with HBP A specific possibility for examining the stomach for colonization with HBP is the so-called gastroscopy ("gastroscopy”), where, as described, for example, in WO2010 / 094650A1, a gastroscope is used, at the end of which there are two electrodes with which
  • gastroscopy is uncomfortable and potentially painful for the patient.
  • Endoscopy capsule as shown in more detail in WO2009 / 127528A1, for example.
  • the endoscopy capsule is guided to a site to be examined in the gastrointestinal tract and a determination for Helicobacter pylori is carried out on site.
  • WO2009 / 127528A1 in which other problems of the current HBP detection methods are explained, describes an approach for the detection of HBP infection based on the introduction of a corresponding sensor in an optionally infested hollow organ of a patient.
  • the sensor is integrated into an easily swallowable endoscopy capsule and thus able to detect a metabolite of the HBP bacterium, for example ammonia, in the hollow organ and thus to identify the bacterium in situ.
  • the senor has a superficial sensor layer made of silver chloride, which undergoes a measurable change in property on contact with the bacterium or with its metabolite.
  • the property change is based on the dissolution of the silver chloroiod in the presence of ammonia, so that the corresponding sensor layer is degraded.
  • This degradation of the silver chloride layer leads to a change in an electrical measurement of the sensor, for example, to a change in the electrical potential, the electric current or the electrical resistance. By measuring or monitoring one or more of these parameters, the presence of ammonia can be detected and thus the presence of HBP getting closed.
  • a similar sensor is also used in the above mentioned WO2010 / 094650A1.
  • the sensor can be navigated to several locations in the stomach, the silver chloride layer may already be degraded at the first measuring location after the first measurement, so that a further measurement is only possible under considerably reduced conditions. It can also not be ruled out that the silver chloride layer of the sensor is already damaged before the first measurement or before the actual beginning of the measurement or, for example, it is partially degraded in the stomach at high ammonia concentrations.
  • the Sydney classification it is already prescribed that the measurement be carried out in at least two places (antrum and corpus). It is generally still unclear whether other sites in the stomach are even better.
  • the possibility of carrying out multiple measurements would be advantageous because it allows the so-called mapping to find several infected areas in the stomach, which, for example, for a
  • An HBP measuring electrode for an electrode arrangement for a sensor for checking a measuring medium for example the gastric juice in the stomach of a patient, for the presence of Helicobacter Pylori by checking the measuring medium for the presence of a particular substance, in particular a metabolite of HBP, ie preferably ammonia, in the measuring medium, has a base layer of an electrically conductive material, for example silver, and a layer stack arranged on the base layer , The layer stack in turn has:
  • a first silver chloride layer disposed on the base layer and electrically connected to the base layer
  • first soluble layer is disposed on the first silver chloride layer so that the first silver chloride layer is between the base layer and the first soluble layer and so that the first soluble layer is the first
  • Silver chloride layer lies and so that the second
  • Silver chloride layer shields the first soluble layer against a located in the vicinity of the measuring electrode measuring medium, so that it can not reach the first soluble layer.
  • the first soluble layer is electrically conductive and thus enables an electrical connection between the first silver chloride layer and the second silver chloride layer.
  • the layer stack has a second at least partially soluble in the measuring medium layer, which on the second
  • Silver chloride layer is arranged so that the second
  • the layer stack comprises a plurality of soluble layers and a plurality of silver chloride layers arranged such that one each
  • each one of the soluble layers between two silver chloride layers is arranged and vice versa each one of the silver chloride layers between two soluble layers is disposed, of which the two outermost layers of the layer stack are excluded, so that layer on the side facing away from the base layer of the layer stack, and the first silver chloride layer.
  • the large number of layers allows a large number of individual measurements and thus a higher informative value of the overall measurement.
  • each soluble layer disposed between two silver chloride layers is electrically conductive, thus allowing electrical connection between the two silver chloride layers between which it is disposed. Otherwise, the silver chloride layers would have to be connected to the base electrode via separate electrically conductive connections.
  • the layer of the layer stack arranged on the side of the layer stack facing away from the base layer is a layer which is at least partially soluble in the measuring medium. This does not necessarily have to be conductive, because on this outer one
  • each soluble layer provides protection of the underlying silver chloride layer.
  • each soluble layer consists of a biocompatible material, so that, for example, damage to the health of the patient can be ruled out.
  • Each of the silver chloride layers is configured so that it will not degrade in the measurement medium in the absence of the particular substance. Accordingly, there would be no change in the electrical parameter in the absence of the specific substance.
  • the sensor In a method according to the invention for checking a measuring medium for the presence of Helicobacter pylori by checking the measuring medium for the presence of a specific substance in the measuring medium with a sensor which has an electrode arrangement with an HBP measuring electrode according to the invention and a counterelectrode, the sensor first becomes spent a first location in the medium. At the first measuring location, an electrical parameter of the electrode arrangement is monitored. Depending on a selected operating mode of the sensor, the sensor is moved after changing the electrical measurement in a first mode of operation to another location where the electrical parameter is still monitored, or the sensor remains in a second mode of operation at the same location and it will be further change in the electrical parameter is awaited.
  • This measuring electrode according to the invention together with a counter electrode, is used in a corresponding electrode arrangement which is part of a sensor for checking a measuring medium for the presence of Helicobacter pylori by detecting a specific substance in the measuring medium.
  • the measuring electrode according to the invention offers the possibility of multiple measurements without, for example, having to remove or reintroduce the corresponding sensor from the stomach in the meantime. If a sensor equipped with the described multilayer electrode is used for a measurement at a fixed measurement location, the measurement accuracy and hence the informative value of the examination can be increased by evaluating several "measurement cycles" and the associated statistics - Doppler examination can be used multiple times, there is also the possibility to perform measurements at several locations without having to remove the sensor in the meantime or reintroduce it.
  • the electrodes can be integrated very cost-effectively in already used examination tools such as, for example, endoscopy capsules, gastroscopes, biopsy forceps or catheters.
  • examination tools such as, for example, endoscopy capsules, gastroscopes, biopsy forceps or catheters.
  • 1 shows a basic measuring arrangement with a sensor for
  • the measuring arrangement 1 can be, for example, an endoscopy capsule, a biopsy forceps, a stomach catheter or even a gastroscope.
  • FIG. 1 shows by way of example the design of the measuring arrangement 1 as an endoscopy capsule. Only the components that are of interest for the invention are shown, while the components typical of an endoscopy capsule, such as a permanent magnet or a camera, etc., are not shown.
  • Electrode assembly 110 to measure an electrical parameter.
  • the electrical measured variable is, for example, an electrical potential, an electrical current or an electrical resistance.
  • the control unit 200 may also be necessary for the control unit 200 to provide an electrical current or an electrical voltage to the electrode arrangement 110.
  • the control unit 200 serves to receive the measured electrical measured variable and to transmit this to the evaluation unit 300.
  • the control unit 200 may store the measured values, for example, for later evaluation with the evaluation unit 300.
  • the evaluation unit 300 ensures a desired further processing of this data, which in the extreme case, for example. that a statement is made about the concentration of a particular substance or the presence or absence of Helicobacter pylori at the relevant site.
  • the control unit 200 may be arranged on or in the sensor 100. This is conceivable in particular in the case of the embodiment of the measuring arrangement 1 as an endoscopy capsule. In general, it is advantageous if the control unit 200 is arranged so far away from the sensor 100 that it bpsw. when examining the stomach of a patient does not need to be inserted with the sensor 100 in the body of the patient, but remains outside the body.
  • the electrode arrangement 110 can be connected to the control unit 200, for example via a cable. Depending on the design of the measuring arrangement 1, such a cable can be guided, for example, via a catheter tube, a gastroscope tube or an actuating line for a biopsy forceps.
  • the evaluation unit 300 may be arranged independently of and spaced from the sensor 100, so that it does not have to be introduced in a patient examination. In this case, the communication between the control unit 200 and the evaluation unit 300 for transmitting the data from the measurement of the electrode arrangement 110 would take place by radio.
  • the basic principle of the detection of Helicobacter pylori 20 is based on the fact that it is checked whether a substance which is characteristic of HBP 20 is present in the measuring medium 10 as a specific substance 30.
  • the characteristic metabolic product 30 or, in the case of the specific substance 30, is ammonia.
  • Ammonia 30 is normally found in a hollow organ of the body
  • Gastrointestinal tract such as, for example, the stomach or only in very small quantities before.
  • ammonia 30 is a metabolite of HBP 20
  • its detection suffices as strong Indication of the presence of HBP 20.
  • Colonization of the stomach with HBP 20 can therefore be detected by measuring the ammonia content of the gastric juice or the ammonia content in the gastric mucosa.
  • a possible, general measuring principle for the detection of ammonia 30 is based on the fact that the measuring electrode 120 a
  • Silver chloride layer has (not shown in Figure 1), which in the presence of ammonia 30 with this undergoes a chemical reaction. As a result, the
  • Silver chloride layer is degraded, since the salt AgCl of the silver chloride layer is split by ammonia 30 in a highly water-soluble silver-diamine complex [AG (NH 3 ) 2 ] + and in chlorine Cl " , in which case the silver chloride is detached from the electrode.
  • the mentioned electrical measured variable is measured at the electrode arrangement 110.
  • an electrical voltage U are applied.
  • ammonia 30 is present in the measuring medium 10 at least in the vicinity of the measuring electrode 120, this will cause the
  • Silver chloride layer leads to a change in the electrical measurement of the electrode assembly 110, for example, to a change in the electrical potential, the electric current or the electrical resistance, as soon as the
  • Silver chloride layer is degraded at least one point so far that a lying under the silver chloride layer layer is exposed with a different electrical potential.
  • This layer lying below the silver chloride layer can be, for example, the measuring electrode 120.
  • Monitoring one or more of these measured variables with the aid of the control unit 200 can determine the presence of ammonia by detecting a significant change in the measured variable. 30 are detected and thus closed on the presence of HBP 20.
  • the silver chloride layer of the measuring electrode 120 of the sensor 100 is already damaged before the first measurement or before the actual beginning of the measurement or is partially degraded, for example at high ammonia concentrations in the stomach. Also, with the hitherto specified sensor 100, no multiple measurement can be realized. Both have the consequence that the signal generated by the sensor is statistically less reliable, so that a significant uncertainty remains.
  • FIG. 2 shows a first embodiment of the sensor 100 or, in particular, the measuring electrode 120.
  • the measuring electrode 120 has a base layer 121 of an electrically conductive material, in particular of silver, and a layer stack 122 arranged on the base layer 121.
  • the layer stack 122 is in turn constructed from a multiplicity of individual layers, wherein in the first embodiment a first silver chloride layer 123, a first layer 124 soluble in the measurement medium 10 and a second silver chloride layer 125 are provided, the first soluble layer 124 being in the measurement medium 10 having soluble material, for example gelatin.
  • Silver chloride layer 123 is stable to the measurement medium 10, but not to the particular substance 30, i. towards ammonia.
  • the layers 123, 124, 125 are now arranged such that the first silver chloride layer 123 is on the base layer 121 and is electrically connected to the base layer 121.
  • the first soluble layer 124 is on the first one
  • Silver chloride layer 123 and the second silver chloride layer 125 lie on the first soluble layer 124. Accordingly the first silver chloride layer 123 between the base layer 121 and the first soluble layer 124 and the first soluble layer 124 is interposed between the first 123 and second silver chloride layers 125. Further, the layers 123, 124, 125 and the layer stack 122 are formed such that the first soluble layer 124, the first silver chloride layer
  • the second silver chloride layer 125 shields the first soluble layer 124 from a measurement medium 10 located in the vicinity of the measurement electrode 120 as long as the second silver chloride layer 125 is present, so that the measurement medium 10 can not contact the first soluble layer 124.
  • the sensor 100 is brought into the measuring medium 10.
  • the degradation of the second silver chloride layer 125 begins, which manifests itself in a change in the electrical measurement as soon as the second silver chloride layer 125 has degraded at least one point so far that the measurement medium 10 is in contact with the lower the second silver chloride layer 125 first soluble layer 124 occurs.
  • a further change in the electrical measured variable results if subsequently the first soluble layer 124 is degraded by the measuring medium 10 at at least one point so far that the measuring medium 10 with the below the first soluble layer
  • a third change in the electrical measured variable occurs when, finally, the first silver chloride layer 123 has been degraded at least at one point so far that the measuring medium 10 is in contact with the lower one of the first
  • Silver chloride layer 123 lying base layer 121 occurs. In the period between two such successive changes in the electrical measured variable, this remains largely constant, so that the changes, for example, appear in the form of peaks of the measured variable or of a stepped measuring signal.
  • the first soluble layer 124 is electrically conductive and thus enables an electrical connection between the second layer first silver chloride layer 123 and second silver chloride layer 125.
  • Silver chloride layers 123, 125 allow the following two advantageous applications.
  • the sensor 100 is after a measurement at a first measurement location and possibly after the degradation of the second
  • Silver chloride layer 125 so far that the measuring medium 10 can occur in at least one point in contact with the first soluble layer 124, spent at a second location. For this purpose, the time required for dissolving the first soluble layer 124 can be used. On the second
  • the layer stack 122 with two silver chloride layers 123, 125 separated by a soluble layer 124 allows a measurement with two measurement cycles at the same measurement location, ie one measurement cycle can be repeated without having to remove the sensor in the meantime.
  • a layer stack 122 having two or even more silver chloride layers separated by soluble layers over the number of measurements or measurement cycles and the associated improved statistics the accuracy and validity of the measurement can be improved. This is particularly advantageous when the ammonia concentration at the measurement location is so low that the change in the electrical measurement variable correspondingly low, so that the validity of a single measurement not for a clear decision on the presence of
  • one of the soluble layers 124, 126 is disposed between two silver chloride layers 123, 125, 127 and, conversely, one of the silver chloride layers 125, 127 is disposed between two soluble layers 124, 126, 128, whereby this regulation does not include the two outermost layers 123, 128 of the layer stack 122, that is to say the layer 128 which is arranged on the side of the layer stack 122 facing away from the base layer 121, and the first silver chloride layer 123.
  • the layers of the layer stack 122 are arranged so that an upper layer lying on one lower side lying layer, causes the underlying layer is shielded against a located in the vicinity of the measuring electrode 120 measuring medium 10.
  • top and bottom refer to the base layer 121, which are hereby incorporated by reference as is defined while the layer 128 on the opposite side of the layer stack 122 from the base layer 121 is defined as lying in the upper region of the layer stack 122.
  • a silver chloride layer 125, 127 is present on a soluble layer 124, 126, 128, the soluble layer 124, 126, 128 can not be dissolved.
  • a silver chloride layer 123, 125, 127 can not be degraded by possibly present ammonia 30, as long as there is still a soluble layer 124, 126, 128 on the affected
  • Silver chloride layer 123, 125, 127 is located.
  • Silver chloride layers 123, 125, 127 and the base layer 121 is an electrical connection, so that the electrical measurement using the outermost
  • Silver chloride layer is at least those soluble layers 124, 126, which between two
  • Silver chloride layers 123, 125, 127 are electrically conductive, thus allowing an electrical connection between the two silver chloride layers, between which they are arranged. Otherwise, the
  • Silver chloride layers 123, 125, 127 are connected to the base layer 121 via separate electrically conductive connections.
  • the soluble layers of gelatin may consist of an addition of a conductive substance, for example a salt or sugar.
  • a number of NL + NC layers in the layer stack 122 would result in just as many changes in the electrical measured variable. It is assumed that ammonia is present at the measuring point. However, if there is no ammonia at the measurement site and the outermost layer of the layer stack is one
  • Silver chloride layer no change in the measured variable would be detected because the silver chloride layer would not degrade.
  • the outermost layer is a soluble layer and if no ammonia is present, only a change in the electrical measured variable would be detected, namely if the soluble layer has been degraded by the measuring medium at at least one point so far that the underlying
  • the layer 128 of the layer stack 122 arranged on the side of the layer stack 122 facing away from the base layer 121 is a layer which is soluble in the measurement medium 10. This can, but does not have to be electrically conductive, because no silver chloride layer is arranged on this outer layer 128 of the layer stack 122 and therefore no electrical connection to the base layer 121 must be possible.
  • the soluble layers 124, 126, 128 are ideally made of a biocompatible material, such as gelatin. This ensures that they are compatible with health and cause no damage even after dissolution and a temporary stay in the stomach.
  • the silver chloride layers 123, 125, 127 are configured such that they are not degraded in the measurement medium 10 in the absence of the specific substance 30. This ensures that the electrical quantity actually remains unchanged if the specific substance 30 is not present.
  • the electrode arrangement 110 has, in addition to the measuring electrode 120, also a counter-electrode 130, wherein the electrical measured variable with the aid of these two
  • Electrodes 120, 130 monitored or measured.
  • the counterelectrode may consist of silver or of a more noble metal, for example of platinum or gold.
  • the outermost soluble layer 128 is first of all dissolved. The time required for this can be used to position the sensor 100 as desired in the stomach at the measurement site. Once the outermost soluble layer 128 is dissolved, the sensor 100 is ready for the first measurement. In the presence of ammonia 30 at the first measuring point, the degradation of the now outermost begins
  • Silver chloride layer 127 which causes a change in the electrical measured variable, for example.
  • the dissolution of the next soluble layer 126 will begin due to the action of the measurement medium 10.
  • the soluble layer 126 has degraded to such an extent that the measurement medium 10 may contact the underlying silver chloride layer 125 at at least one location, the next change will occur electrical measured value occur. This procedure can be continued until all
  • Silver chloride layers are used up. Thus, in the presence of ammonia 30 and in the case of a measurement at a fixed measuring location, a time sequence of voltage pulses or stages is obtained as a measurement result.
  • the outermost soluble layer 128 is in turn first dissolved and the time required for this can be used to position the sensor 100 in the stomach at the first measuring location as desired.
  • the outermost soluble layer 128 has degraded to such an extent that the measurement medium 10 is in contact with the underlying silver chloride layer 127 at at least one location can occur, a first change in the electrical parameter is detected.
  • ammonia 30 at the first measurement site now begins the degradation of the now outermost
  • Silver chloride layer 127 which causes a second change in the electrical measurement, for example.
  • no change in the electrical measured variable is detected, it can be assumed that at the measuring location no ammonia 30 is present. Following this period, i. in the absence of ammonia 30, the sensor 100 can be moved to a second measuring location and the measurement can be continued with the silver chloride layer 127 as just described.
  • the sensor 100 can be moved to the second measuring location.
  • the measuring medium 10 reacts with the optionally accessible soluble layer 126 and a third change in the electrical measured variable can be detected as soon as the soluble layer 126 has degraded so far that the measuring medium 10 is in contact with the underlying silver chloride layer at at least one point 125 can occur.
  • this layer 125 is also degraded, followed by a corresponding change in the electrical measurement, as soon as the underlying soluble layer 124 can be reached by the measuring medium 10. This procedure can be continued until all
  • Silver chloride layers are used up.
  • the maximum number of measurement sites is reasonably based on the number of silver chloride layers in the

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Abstract

Eine HBP-Messelektrode für eine Elektrodenanordnung für einen Sensor zur Überprüfung eines Messmediums auf Vorhandensein von Helicobacter Pylori durch Überprüfung des Messmediums auf Vorhandensein von Ammoniak weist eine Basisschicht aus einem elektrisch leitfähigen Material und einen auf der Basisschicht angeordneten Schichtstapel auf. Der Schichtstapel weist seinerseits eine erste und eine zweite Silberchloridschicht sowie eine im Messmedium lösliche Schicht auf. Die erste Silberchloridschicht ist auf der Basisschicht angeordnet und die lösliche Schicht liegt auf der ersten Silberchloridschicht. Weiterhin ist die zweite Silberchloridschicht auf der löslichen Schicht angeordnet, so dass diese zwischen den beiden Silberchloridschichten liegt. Dabei ist die lösliche Schicht elektrisch leitfähig. Der Schichtstapel mit einer Mehrzahl von abwechselnd angeordneten Silberchloridschichten und löslichen Schichten erlaubt Mehrfachmessungen ohne den Sensor zwischenzeitlich austauschen zu müssen.

Description

Beschreibung
Messelektrode für einen Sensor zur Überprüfung eines Messmediums auf Vorhandensein von Helicobacter Pylori
Die Erfindung betrifft einen Sensor zur Überprüfung eines Messmediums auf Vorhandensein von Helicobacter Pylori. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Messelektrode für einen solchen Sensor.
Helicobacter Pylori (im Folgenden HBP) ist ein Stäbchenbakte- rium, welches den menschlichen Magen besiedeln kann und für eine Reihe von Magenerkrankungen verantwortlich gemacht wird. Dazu zählen neben Gastritis auch Magengeschwüre sowie Zwölf- fingerdarmgeschwüre . In einer chronischen Form kann HBP auch Magenkrebs hervorrufen. Die Prävalenz von HBP beträgt weltweit ca. 50%. Die Untersuchung auf eine Infektion mit HBP stellt daher heute einen wesentlichen Bestandteil der Diagnostik von Magenerkrankungen dar.
Eine HBP- Infektion kann bspw. mit Hilfe einer Eradikations- therapie, bestehend aus einer Kombination verschiedener Antibiotika behandelt werden. Bevor jedoch eine solche Therapie begonnen werden kann, ist zunächst eine sichere Diagnose nö- tig. Dazu müssen ggf. bis zu zwei voneinander unabhängige Nachweistests positiv ausfallen.
Es sind verschiedene direkte und indirekte Nachweismethoden für HBP bekannt. Bspw. kann eine HBP- Infektion nach einer Bi- opsie mit Hilfe der Mikroskopie oder aber mittels eines
Urease-Tests erkannt werden. Ein weiterer Ansatz zum Nachweis einer HBP- Infektion besteht in der Durchführung eines Atemtests basierend auf dem Nachweis der Isotope 13C bzw. 14C im Atem, nachdem dem Patienten ein bestimmtes, 13C oder 14C iso- topenmarkiertes Mittel verabreicht wurde, welches bei Vorhandensein von HBP im Magen des Patienten bestimmte chemische Reaktionen eingeht, so dass 13C bzw. 14C entsteht und ausgeatmet wird. All diesen Nachweismethoden wie auch anderen be- kannten Verfahren ist jedoch eine geringe Patientenakzeptanz gemein .
Eine konkrete Möglichkeit zur Untersuchung des Magens auf ei- ne Besiedelung mit HBP ist die sogenannte Gastroskopie („Magenspiegelung") . Hierbei wird, wie bspw. in WO2010/094650A1 beschrieben, ein Gastroskop eingesetzt, an dessen Ende sich zwei Elektroden befinden, mit denen eine Messung zur Detekti- on von HBP ermöglicht wird. Die Gastroskopie ist jedoch unan- genehm und ggf. schmerzhaft für den Patienten.
Eine Alternative zur Gastroskopie ist ein Einsatz einer
Endoskopiekapsel , wie beispielsweise in WO2009/127528A1 näher dargestellt. Hierbei wird die Endoskopiekapsel an eine zu un- tersuchende Stelle im Gastrointestinaltrakt geführt und eine Bestimmung auf Helicobacter Pylori vor Ort durchgeführt. Die WO2009/127528A1 , in der auch weitere Probleme der gängigen HBP-Nachweismethoden erläutert werden, beschreibt eine Herangehensweise zum Nachweis einer HBP- Infektion basierend auf dem Einbringen eines entsprechenden Sensors in ein ggf. befallenes Hohlorgan eines Patienten. Der Sensor ist in eine einfach schluckbare Endoskopiekapsel integriert und damit in der Lage, ein StoffWechselprodukt des HBP-Bakteriums , bspw. Ammoniak, im Hohlorgan zu detektieren und damit das Bakterium in-situ zu identifizieren. Der Sensor weist in einer Ausführungsform eine oberflächliche Sensorschicht aus Silberchlorid auf, welche bei Kontakt mit dem Bakterium bzw. mit dessen StoffWechselprodukt eine messbare Eigenschaftsänderung erfährt. Die Eigenschaftsänderung basiert darauf, dass sich das Silberchloriod bei Anwesenheit von Ammoniak löst, so dass die entsprechende Sensorschicht abgebaut wird. Dieser Abbau der Silberchloridschicht führt zu einer Änderung einer elektrischen Messgröße des Sensors, bspw. zu einer Änderung des elektrischen Potentials, des elektrischen Stroms oder des elektrischen Widerstands. Durch Messung bzw. Überwachung einer oder mehrerer dieser Messgrößen kann das Vorhandensein von Ammoniak detektiert und damit auf die Anwesenheit von HBP geschlossen werden. Ein ähnlicher Sensor wird auch in der oben erwähnten WO2010/094650A1 eingesetzt.
Die bisher beschriebenen Messmethoden erlauben lediglich eine einmalige aussagekräftige Messung für einen vorfunktionali- sierten Sensor. Zwar kann der Sensor an mehrere Stellen im Magen navigiert werden, jedoch ist die Silberchloridschicht ggf. schon nach der ersten Messung am ersten Messort soweit abgebaut, dass eine weitere Messung nur unter wesentlich ver- schlechterten Bedingungen möglich ist. Auch ist nicht auszuschließen, dass die Silberchloridschicht des Sensors bereits vor der ersten Messung bzw. vor dem eigentlichen Messbeginn beschädigt oder bspw. bei hohen Ammoniakkonzentrationen im Magen teilweise abgebaut ist. Wie einleitend erwähnt ist es außerdem für bestimmte Therapien notwendig, dass mehr als eine Messung durchgeführt wird. Ebenso ist es nach Sydney- Klassifikation bereits vorgeschrieben, dass die Messung an mindestens zwei Stellen ausgeführt wird (Antrum und Corpus) . Dabei ist es generell noch unklar, ob andere Stellen im Magen noch besser geeignet sind. Weiterhin wäre die Möglichkeit einer Durchführung von Mehrfachmessungen vorteilhaft, da hiermit durch das sog. Mapping das Auffinden mehrerer infizierter Bereiche im Magen ermöglicht wird, was bspw. für eine
Entnahmeentscheidung für Biopsien wie auch generell für die klinische Forschung von Interesse ist.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen HBP-Sensor anzugeben, der eine aussagekräftige Messung zur Detektion von Helicobacter Pylori erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 beschriebene Messelektrode sowie durch das in Anspruch 8 beschriebene Verfahren gelöst. Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen .
Eine HBP-Messelektrode für eine Elektrodenanordnung für einen Sensor zur Überprüfung eines Messmediums, bspw. der Magensaft im Magen eines Patienten, auf Vorhandensein von Helicobacter Pylori durch Überprüfung des Messmediums auf Vorhandensein einer bestimmten Substanz, insbesondere ein Stoffwechselpro- dukt von HBP, also vorzugsweise Ammoniak, in dem Messmedium, weist eine Basisschicht aus einem elektrisch leitfähigen Ma- terial, bspw. Silber, und einen auf der Basisschicht angeordneten Schichtstapel auf. Der Schichtstapel weist seinerseits auf :
- eine erste Silberchloridschicht, die auf der Basisschicht angeordnet ist und die mit der Basisschicht elektrisch ver- bunden ist,
- eine erste im Messmedium lösliche Schicht, wobei die erste lösliche Schicht auf der ersten Silberchloridschicht angeordnet ist, so dass die erste Silberchloridschicht zwischen der Basisschicht und der ersten löslichen Schicht liegt und so dass die erste lösliche Schicht die erste
Silberchloridschicht gegen ein in der Umgebung der Messelektrode befindliches Messmedium abschirmt, so dass dieses die erste Silberchloridschicht nicht erreichen kann, und
- eine zweite Silberchloridschicht, die auf der ersten lösli- chen Schicht angeordnet ist, so dass die erste lösliche
Schicht zwischen der ersten und der zweiten
Silberchloridschicht liegt und so dass die zweite
Silberchloridschicht die erste lösliche Schicht gegen ein in der Umgebung der Messelektrode befindliches Messmedium ab- schirmt, so dass dieses die erste lösliche Schicht nicht erreichen kann.
Dabei ist die erste lösliche Schicht elektrisch leitfähig und ermöglicht so eine elektrische Verbindung zwischen der ersten Silberchloridschicht und der zweiten Silberchloridschicht.
Der Schichtstapel weist eine zweite im Messmedium zumindest teilweise lösliche Schicht auf, welche auf der zweiten
Silberchloridschicht angeordnet ist, so dass die zweite
Silberchloridschicht zwischen der ersten und der zweiten lös- liehen Schicht liegt und so dass die zweite lösliche Schicht die zweite Silberchloridschicht gegen ein in der Umgebung der Messelektrode befindliches Messmedium abschirmt, so dass dieses die zweite Silberchloridschicht nicht erreichen kann. Vorzugsweise weist der Schichtstapel eine Vielzahl von löslichen Schichten und eine Vielzahl von Silberchloridschichten auf, die derart angeordnet sind, dass sich jeweils eine
Silberchloridschicht und eine lösliche Schicht im Schichtstapel abwechseln, so dass jeweils eine der löslichen Schichten zwischen zwei Silberchloridschichten angeordnet ist und umgekehrt jeweils eine der Silberchloridschichten zwischen zwei löslichen Schichten angeordnet ist, wobei hiervon die beiden äußersten Schichten des Schichtstapels ausgenommen sind, also diejenige Schicht, die auf der der Basisschicht abgewandten Seite des Schichtstapels angeordnet ist, sowie die erste Silberchloridschicht. Die Vielzahl von Schichten erlaubt eine Vielzahl von Einzelmessungen und damit eine höhere Aussage- kraft der Gesamtmessung.
Vorzugsweise ist jede lösliche Schicht, welche zwischen zwei Silberchloridschichten angeordnet ist, elektrisch leitfähig und ermöglicht so eine elektrische Verbindung zwischen den zwei Silberchloridschichten, zwischen denen sie angeordnet ist. Andernsfalls müssten die Silberchloridschichten über separate elektrisch leitende Verbindungen mit der Basiselektrode verbunden werden. Zu Messbeginn, d.h. zu einem Zeitpunkt, zu dem sich der Sensor bzw. die Messelektrode in einer Grundkonfiguration befindet, ist die auf der der Basisschicht abgewandten Seite des Schichtstapels angeordnete Schicht des Schichtstapels eine im Messmedium zumindest teilweise lösliche Schicht. Diese muss nicht zwangsläufig leitfähig sein, da auf dieser äußeren
Schicht des Schichtstapels keine Silberchloridschicht angeordnet wird. Die lösliche Schicht bewirkt eine Schutz der darunter liegenden Silberchloridschicht. Idealerweise besteht jede lösliche Schicht aus einem biokompatiblen Material, so dass bspw. eine Gesundheitsschädigung des Patienten ausgeschlossen werden kann. Jede der Silberchloridschichten ist derart konfiguriert, dass sie im Messmedium bei Fehlen der bestimmten Substanz nicht abgebaut wird. Dementsprechend würde es bei Fehlen der bestimmten Substanz auch keine Veränderung der elektrischen Messgröße geben.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Überprüfung eines Messmediums auf Vorhandensein von Helicobacter Pylori durch Überprüfung des Messmediums auf Vorhandensein einer bestimm- ten Substanz in dem Messmedium mit einem Sensor, welcher eine Elektrodenanordnung mit einer erfindungsgemäßen HBP- Messelektrode und eine Gegenelektrode aufweist, wird der Sensor zunächst an einen ersten Messort in das Messmedium verbracht. An dem ersten Messort wird eine elektrische Messgröße der Elektrodenanordnung überwacht. In Abhängigkeit von einem gewählten Betriebsmodus des Sensors wird der Sensor nach einer Veränderung der elektrischen Messgröße in einem ersten Betriebsmodus an einen anderen Messort verbracht, wo die elektrische Messgröße weiter überwacht wird, oder der Sensor verbleibt in einem zweiten Betriebsmodus am selben Messort und es wird eine weitere Veränderung der elektrischen Messgröße abgewartet .
Diese erfindungsgemäße Messelektrode findet gemeinsam mit ei- ner Gegenelektrode Verwendung in einer entsprechenden Elektrodenanordnung, die Teil eines Sensors zur Überprüfung eines Messmediums auf Vorhandensein von Helicobacter Pylori durch Detektion einer bestimmten Substanz in dem Messmedium ist. Die erfindungsgemäße Messelektrode bietet die Möglichkeit von Mehrfachmessungen, ohne den entsprechenden Sensor zwischenzeitlich bspw. aus dem Magen entfernen bzw. wieder einführen zu müssen. Wird ein mit der beschriebenen Mehrschichtelektrode ausgestatteter Sensor für eine Messung an einem festen Messort verwendet, kann durch Auswertung mehrerer „Messzyklen" und die damit verbundene Statistik die Messgenauigkeit und damit die Aussagekraft der Untersuchung erhöht werden. Da der Sensor mit dem beschriebenen Verfahren während einer En- doskopie-Untersuchung mehrfach eingesetzt werden kann, ergibt sich auch die Möglichkeit, an mehreren Messorten Messungen durchzuführen, ohne den Sensor zwischenzeitlich entfernen bzw. wieder einführen zu müssen.
Durch beide beschriebenen Arten von Mehrfachmessung wird die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhafte Diagnose deutlich reduziert und im Fall der Messungen an mehreren Messorten sogar eine Aussage über die örtliche Verteilung der Infektion ermöglicht („Mapping") .
Die Elektroden können sehr kostengünstig in bereits angewendete Untersuchungswerkzeuge wie bspw. Endoskopiekapseln, Gastroskope, Biopsiezangen oder Katheter integriert werden. Somit werden die Kosten und zeitlichen Aufwände für die Untersuchung gegenüber anderen Tests nach dem Stand der Technik deutlich verringert.
Im Folgenden werden die Erfindung und beispielhafte Ausführungsformen anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
FIG 1 eine prinzipielle Messanordnung mit einem Sensor zur
Überprüfung eines Messmediums auf Vorhandensein von Helicobacter Pylori,
FIG 2 eine erste Ausführungsform des Sensors,
FIG 3 eine zweite Ausführungsform des Sensors.
Gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Figuren kennzeichnen gleiche Komponenten.
Figur 1 zeigt eine prinzipielle Messanordnung 1 zur Überprüfung eines Messmediums 10 auf Vorhandensein von Helicobacter Pylori 20 durch Detektion einer bestimmten Substanz 30 in dem Messmedium 10. Das Messmedium 10 ist vorzugsweise das Medium, in dem die Messung zur Detektion von HBP 20 ausgeführt wird. In einer konkreten Anwendung ist das Messmedium 10 der Magensaft im Magen eines Patienten und die bestimmte Substanz 30 ist ein StoffWechselprodukt von Helicobacter Pylori 20, also insbesondere Ammoniak.
Die Messanordnung 1 kann bspw. eine Endoskopiekapsel , eine Biopsiezange , ein Magenkatheter oder auch ein Gastroskop sein. Die Figur 1 zeigt exemplarisch die Ausbildung der Mess- anordnung 1 als Endoskopiekapsel. Dabei sind nur die Komponenten dargestellt, die für die Erfindung von Interesse sind, während die für eine Endoskopiekapsel typischen Komponenten wie bspw. ein Permanentmagnet oder eine Kamera etc. nicht gezeigt werden.
Die Messanordnung 1 umfasst einen Sensor 100 mit einer Elektrodenanordnung 110. Die Elektrodenanorndung 110 weist eine Messelektrode 120 und eine Gegenelektrode 130 auf. Die Elektrodenanordnung 110 bzw. die Messelektrode 120 und die Gegen- elektrode 130 sind elektrisch mit einer Kontrolleinheit 200 der Messanordnung 1 verbunden. Die Kontrolleinheit 200 kann ihrerseits mit einer Auswerteeinrichtung 300 der Messanordnung 1 verbunden werden. Die Kontrolleinheit 200 wird zum Einen verwendet, um an der
Elektrodenanordnung 110 eine elektrische Messgröße zu messen. Bei der elektrischen Messgröße handelt es sich bspw. um ein elektrisches Potential, einen elektrischen Strom oder einen elektrischen Widerstand. Zur Messung kann es auch notwendig sein, dass die Kontrolleinheit 200 einen elektrischen Strom oder eine elektrische Spannung an der Elektrodenanordnung 110 bereit stellt. Zum Anderen dient die Kontrolleinheit 200 dazu, die gemessene elektrische Messgröße aufzunehmen und diese an die Auswerteeinheit 300 zu übermitteln. Alternativ oder zusätzlich kann die Kontrolleinheit 200 die Messwerte bspw. für eine spätere Auswertung mit der Auswerteeinheit 300 speichern. Die Auswerteeinheit 300 sorgt für eine gewünschte Weiterverarbeitung dieser Daten, die im äußersten Fall bspw. da- rin bestehen kann, dass eine Aussage über die Konzentration einer bestimmten Substanz oder zum Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Helicobacter Pylori am jeweiligen Messort getroffen wird.
Die Kontrolleinheit 200 kann, wie auch die Elektrodenanordnung 110, am oder im Sensor 100 angeordnet sein. Dies ist insbesondere im Fall der Ausbildung der Messanordnung 1 als Endoskopiekapsel denkbar. Generell ist es vorteilhaft, wenn die Kontrolleinheit 200 derart entfernt vom Sensor 100 angeordnet ist, dass sie bpsw. bei der Untersuchung des Magens eines Patienten nicht mit dem Sensor 100 in den Körper des Patienten eingeführt werden muss, sondern außerhalb des Körpers verbleibt. In einem solchen Fall kann die Elektrodenan- Ordnung 110 mit der Kontrolleinheit 200 bspw. über ein Kabel verbunden werden. Ein derartiges Kabel kann je nach Ausbildung der Messanordnung 1 bspw. über einen Katheterschlauch, einen Gastroskopschlauch oder eine Betätigungsleitung für eine Biopsiezange geführt werden.
Die Auswerteeinheit 300 kann unabhängig und beabstandet vom Sensor 100 angeordnet sein, so dass sie bei einer Untersuchung des Patienten nicht mit eingeführt werden muss. In diesem Fall würde die Kommunikation zwischen der Kontrolleinheit 200 und der Auswerteeinheit 300 zur Übermittlung der Daten aus der Messung der Elektrodenanordnung 110 per Funk erfolgen .
Das Grundprinzip der Detektion von Helicobacter Pylori 20 be- ruht darauf, dass überprüft wird, ob als bestimmte Substanz 30 ein für HBP 20 charakteristisches StoffWechselprodukt in dem Messmedium 10 vorhanden ist. Wie erwähnt handelt es sich bei dem charakteristischen Stoffwechselprodukt 30 bzw. bei der bestimmten Substanz 30 um Ammoniak. Ammoniak 30 kommt un- ter normalen Umständen in einem Hohlorgan des
Gastrointestinaltraktes wie bspw. dem Magen nicht oder nur in sehr geringen Mengen vor. Da Ammoniak 30 aber ein Stoffwech- selprodukt von HBP 20 ist, genügt sein Nachweis als starkes Indiz für das Vorhandensein von HBP 20. Eine Besiedlung des Magens mit HBP 20 kann daher nachgewiesen werden, indem der Ammoniakgehalt des Magensaftes oder der Ammoniakgehalt in der Magenschleimhaut gemessen wird.
Ein mögliches, generelles Messprinzip zur Detektion von Ammoniak 30 basiert darauf, dass die Messelektrode 120 eine
Silberchloridschicht aufweist (in Figur 1 nicht dargestellt) , die bei Anwesenheit von Ammoniak 30 mit diesem eine chemische Reaktion eingeht. Dies hat zur Folge, dass die
Silberchloridschicht abgebaut wird, da das Salz AgCl der Silberchloridschicht durch Ammoniak 30 in einen gut wasserlöslichen Silber-Diamin-Komplex [AG (NH3) 2] + und in Chlor Cl" aufgespalten wird. Dabei wird dann das Silberchlorid von der Elektrode abgelöst.
Zur Detektion der bestimmten Substanz 30 bzw. von Ammoniak 30 im Umfeld des Sensors 100 wird an der Elektrodenanordnung 110 die erwähnte elektrische Messgröße gemessen. Je nach Art der zu messenden elektrischen Messgröße kann mit Hilfe der Kontrolleinheit 200 an der Elektrodenanordnung 110, d.h. zwischen der Messelektrode 120 und der Gegenelektrode 130, eine elektrische Spannung U angelegt werden. Für den Fall, dass zumindest im Umfeld der Messelektrode 120 Ammoniak 30 im Messmedi- um 10 vorhanden ist, wird dieser bewirken, dass die
Silberchloridschicht abgebaut wird. Dieser Abbau der
Silberchloridschicht führt zu einer Änderung der elektrischen Messgröße der Elektrodenanordnung 110, bspw. zu einer Änderung des elektrischen Potentials, des elektrischen Stroms oder des elektrischen Widerstands, sobald die
Silberchloridschicht an zumindest einer Stelle so weit abgebaut ist, dass eine unter der Silberchloridschicht liegende Schicht mit einem anderen elektrischen Potential freigelegt wird. Diese unter der Silberchloridschicht liegende Schicht kann bspw. die Messelektrode 120 sein. Durch Messung bzw.
Überwachung einer oder mehrerer dieser Messgrößen mit Hilfe des Kontrolleinheit 200 kann über die Feststellung einer signifikanten Änderung der Messgröße das Vorhandensein von Ammo- niak 30 detektiert und damit auf die Anwesenheit von HBP 20 geschlossen werden.
Wie einleitend erwähnt ist nicht auszuschließen, dass die Silberchloridschicht der Messelektrode 120 des Sensors 100 bereits vor der ersten Messung bzw. vor dem eigentlichen Messbeginn beschädigt oder bspw. bei hohen Ammoniakkonzentrationen im Magen teilweise abgebaut ist. Auch lässt sich mit dem bislang angegebenen Sensor 100 keine Mehrfachmessung rea- lisieren. Beides hat zur Folge, dass das vom Sensor generierte Messsignal statistisch wenig verlässlich ist, so dass eine signifikante Unsicherheit bleibt.
Figur 2 zeigt eine erste Ausführungsform des Sensors 100 bzw. insbesondere der Messelektrode 120. Die Messelektrode 120 weist eine Basisschicht 121 aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere aus Silber, und einen auf der Basisschicht 121 angeordneten Schichtstapel 122 auf. Der Schichtstapel 122 ist seinerseits aus einer Vielzahl von Einzel- schichten aufgebaut, wobei in der ersten Ausführungsform eine erste Silberchloridschicht 123, eine erste im Messmedium 10 lösliche Schicht 124 und eine zweite Silberchloridschicht 125 vorgesehen sind, wobei die erste lösliche Schicht 124 ein im Messmedium 10 lösliches Material aufweist, bspw. Gelatine.
Wenn also die erste lösliche Schicht 124 in Kontakt mit dem Messmedium 10 steht, beginnt eine chemische Reaktion, die eine Auflösung der löslichen Schicht 124 bewirkt. Die
Silberchloridschicht 123 dagegen ist stabil gegenüber dem Messmedium 10, nicht aber gegenüber der bestimmten Substanz 30, d.h. gegenüber Ammoniak.
Die Schichten 123, 124, 125 sind nun derart angeordnet, dass die erste Silberchloridschicht 123 auf der Basisschicht 121 liegt und mit der Basisschicht 121 elektrisch verbunden ist. Die erste lösliche Schicht 124 liegt auf der ersten
Silberchloridschicht 123 und die zweite Silberchloridschicht 125 liegt auf der ersten löslichen Schicht 124. Demnach liegt die erste Silberchloridschicht 123 zwischen der Basisschicht 121 und der ersten löslichen Schicht 124 und die erste lösliche Schicht 124 liegt zwischen der ersten 123 und der zweiten Silberchloridschicht 125. Weiterhin sind die Schichten 123, 124, 125 und der Schichtstapel 122 derart ausgebildet, dass die erste lösliche Schicht 124 die erste Silberchloridschicht
123 gegen ein in der Umgebung der Messelektrode 120 befindliches Messmedium 10 abschirmt, solange die erste lösliche Schicht 124 vorhanden ist, so dass das Messmedium 10 nicht mit der ersten Silberchloridschicht 123 in Kontakt treten kann. Ebenso schirmt die zweite Silberchloridschicht 125 die erste lösliche Schicht 124 gegen ein in der Umgebung der Messelektrode 120 befindliches Messmedium 10 ab, solange die zweite Silberchloridschicht 125 vorhanden ist, so dass das Messmedium 10 nicht mit der ersten löslichen Schicht 124 in Kontakt treten kann.
Zur Überprüfung des Messmediums 10 auf Vorhandensein von Helicobacter Pylori 20 mit einem Sensor 100 gemäß der ersten Ausführungsform wird der Sensor 100 in das Messmedium 10 gebracht. Bei Vorhandensein von HBP 20 und Ammoniak 30 beginnt zunächst der Abbau der zweiten Silberchloridschicht 125, was sich in einer Veränderung der elektrischen Messgröße äußert, sobald die zweite Silberchloridschicht 125 an zumindest einer Stelle so weit abgebaut ist, dass das Messmedium 10 in Kontakt mit der unter der zweiten Silberchloridschicht 125 liegenden ersten löslichen Schicht 124 tritt. Eine weitere Veränderung der elektrischen Messgröße ergibt sich, wenn anschließend die erste lösliche Schicht 124 durch das Messmedi- um 10 an zumindest einer Stelle so weit abgebaut ist, dass das Messmedium 10 mit der unter der ersten löslichen Schicht
124 liegenden ersten Silberchloridschicht 123 in Kontakt treten kann. Eine dritte Veränderung der elektrischen Messgröße tritt auf, wenn schließlich die erste Silberchloridschicht 123 an zumindest einer Stelle so weit abgebaut ist, dass das Messmedium 10 in Kontakt mit der unter der ersten
Silberchloridschicht 123 liegenden Basisschicht 121 tritt. Im Zeitraum zwischen zwei derartigen aufeinander folgenden Veränderungen der elektrischen Messgröße bleibt diese weitestgehend konstant, so dass die Veränderungen bspw. in Form von Peaks der Messgröße oder von einem stufenförmigen Mess- signal in Erscheinung treten.
Um hierbei zu gewährleisten, dass zwischen der Basisschicht 121 und der zweiten Silberchloridschicht 125 eine elektrische Verbindung besteht, so dass die elektrische Messgröße mit Hilfe der zweiten Silberchloridschicht 125 messbar ist, ist die erste lösliche Schicht 124 elektrisch leitend und ermöglicht so eine elektrische Verbindung zwischen der ersten Silberchloridschicht 123 und der zweiten Silberchloridschicht 125.
Die Ausbildung des Sensors 100 in der ersten Ausführungsform mit zwei durch eine lösliche Schicht 124 getrennten
Silberchloridschichten 123, 125 erlaubt bspw. die beiden folgenden vorteilhaften Anwendungen.
Zum Einen können unterscheidbare Messungen an zwei verschiedenen Messorten ausgeführt werden, ohne den Sensor zwischenzeitlich entfernen oder einen zusätzlichen Sensor einführen zu müssen. Hierzu wird der Sensor 100 nach einer Messung an einem ersten Messort und ggf. nach dem Abbau der zweiten
Silberchloridschicht 125 so weit, dass das Messmedium 10 an zumindest einer Stelle in Kontakt mit der ersten löslichen Schicht 124 treten kann, an einen zweiten Messort verbracht. Dazu kann die Zeit genutzt werden, die für ein Auflösen der ersten löslichen Schicht 124 benötigt wird. Am zweiten
Messort wird wiederum die elektrische Messgröße überwacht.
Zum Anderen erlaubt der Schichtstapel 122 mit zwei durch eine lösliche Schicht 124 getrennten Silberchloridschichten 123, 125 eine Messung mit zwei Messzyklen am selben Messort, d.h. eine Messung bzw. ein Messzyklus kann wiederholt werden, ohne den Sensor zwischenzeitlich entfernen zu müssen. In einer solchen Anwendung kann mit einem Schichtstapel 122 mit zwei oder sogar mehr durch lösliche Schichten getrennten Silberchloridschichten über die Anzahl der Messungen bzw. Messzyklen und die verbundene verbesserte Statistik die Genauigkeit und Aussagekraft der Messung verbessert werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Ammoniakkonzentration am Messort derart gering ist, dass die Veränderung der elektrischen Messgröße entsprechend gering ausfällt, so dass die Aussagekraft einer einzelnen Messung nicht für eine eindeutige Entscheidung über das Vorhandensein von
Helicobacter Pylori ausreicht.
In einer Variante der ersten Ausführungsform, die in Figur 3 dargestellt ist, weist der Schichtstapel 122 allgemeiner ausgedrückt eine Vielzahl NL von löslichen Schichten 124, 126, 128 und eine Vielzahl NC von Silberchloridschichten 123, 125, 127 auf, die derart angeordnet sind, dass sich jeweils eine Silberchloridschicht 123, 125, 127 und eine lösliche Schicht 124, 126, 128 im Schichtstapel 122 abwechseln. Ein konkretes Beispiel mit NL=3 und NC=3 ist in Figur 2 dargestellt. Dabei ist jeweils eine der löslichen Schichten 124, 126 zwischen zwei Silberchloridschichten 123, 125, 127 angeordnet und umgekehrt ist jeweils eine der Silberchloridschichten 125, 127 zwischen zwei löslichen Schichten 124, 126, 128 angeordnet, wobei diese Regelung nicht die beiden äußersten Schichten 123, 128 des Schichtstapels 122 betrifft, also diejenige Schicht 128, die auf der der Basisschicht 121 abgewandten Seite des Schichtstapels 122 angeordnet ist, sowie die erste Silberchloridschicht 123. Die Schichten des Schichtstapels 122 sind so angeordnet, dass eine oben liegende Schicht, die auf einer unten liegenden Schicht angeordnet ist, bewirkt, dass die unten liegende Schicht gegen ein in der Umgebung der Messelektrode 120 befindliches Messmedium 10 abgeschirmt ist. Die unten liegende Schicht kommt demnach nicht in Kontakt mit dem Messmedium 10, solange die oben liegende Schicht auf der unten liegenden Schicht vorhanden ist. Dabei beziehen sich die Begriffe oben und unten auf die Basisschicht 121, welche hiermit als im un- teren Bereich des Schichtstapels 122 liegend definiert wird, während die auf der der Basisschicht 121 gegenüberliegenden Seite des Schichtstapels 122 liegende Schicht 128 als im oberen Bereich des Schichtsstapels 122 liegend definiert wird. Befindet sich also bspw. eine Silberchloridschicht 125, 127 auf einer löslichen Schicht 124, 126, 128, kann die lösliche Schicht 124, 126, 128 nicht aufgelöst werden. Umgekehrt kann eine Silberchloridschicht 123, 125, 127 nicht von ggf. vorhandenem Ammoniak 30 abgebaut werden, solange sich noch eine lösliche Schicht 124, 126, 128 auf der betroffenen
Silberchloridschicht 123, 125, 127 befindet.
Um zu gewährleisten, dass zwischen allen
Silberchloridschichten 123, 125, 127 und der Basisschicht 121 eine elektrische Verbindung besteht, so dass die elektrische Messgröße mit Hilfe der jeweils äußersten
Silberchloridschicht messbar ist, sind zumindest diejenigen lösliche Schichten 124, 126, welche zwischen zwei
Silberchloridschichten 123, 125, 127 angeordnet sind, elektrisch leitfähig und ermöglichen so eine elektrische Verbindung zwischen den zwei Silberchloridschichten, zwischen denen sie angeordnet sind. Andernfalls müssten die
Silberchloridschichten 123, 125, 127 über separate elektrisch leitende Verbindungen mit der Basisschicht 121 verbunden werden. Bspw. können die löslichen Schichten aus Gelatine mit einer Zugabe eines leitfähigen Stoffes, bspw. ein Salz oder Zucker, bestehen.
Für den Anwendungsfall , dass eine Messung mit mehreren mess- zyklen am selben Messort ausgeführt werden soll, würden sich bei einer Anzahl von NL+NC Schichten im Schichtstapel 122 ebensoviele Veränderungen der elektrischen Messgröße ergeben. Dabei wird vorausgesetzt, dass am messort Ammoniak vorhanden ist. Falls am Messort jedoch kein Ammoniak vorhanden ist und die äußerste Schicht des Schichtstapels ist eine
Silberchloridschicht, würde keine Veränderung der Messgröße detektiert werden, da die Silberchloridschicht nicht abgebaut würde. Ist die äußerste Schicht jedoch eine lösliche Schicht und ist kein Ammoniak vorhanden, würde lediglich eine Veränderung der elektrischen Messgröße detektiert, nämlich wenn die lösliche Schicht durch das Messmedium an zumindest einer Stelle so weit abgebaut ist, dass die darunter liegende
Silberchloridschicht zum Vorschein kommt.
In einer Grundkonfiguration des Sensors 100, d.h. vor Messbeginn und bevor der Sensor 100 mit dem Messmedium 10 in Kontakt gebracht wird, ist die auf der der Basisschicht 121 ab- gewandten Seite des Schichtstapels 122 angeordnete Schicht 128 des Schichtstapels 122 eine im Messmedium 10 lösliche Schicht ist. Diese kann, muss aber nicht elektrisch leitfähig sein, weil auf dieser äußeren Schicht 128 des Schichtstapels 122 keine Silberchloridschicht angeordnet wird und somit kei- ne elektrische Verbindung mit der Basisschicht 121 ermöglicht sein muss.
Die löslichen Schichten 124, 126, 128 bestehen idealerweise aus einem biokompatiblen Material, bspw. Gelatine. Damit wird gewährleistet, dass sie gesundheitlich verträglich sind und auch nach einem Auflösen und einem vorübergehenden Verbleib im Magen keine Schäden bewirken.
Die Silberchloridschichten 123, 125, 127 sind derart konfigu- riert, dass sie im Messmedium 10 bei Fehlen der bestimmten Substanz 30 nicht abgebaut werden. Damit wird gewährleistet, dass die elektrische Messgröße tatsächlich unverändert bleibt, wenn die bestimmte Substanz 30 nicht vorhanden ist. Wie einleitend erwähnt weist die Elektrodenanordnung 110 neben der Messelektrode 120 auch eine Gegenelektrode 130 auf, wobei die elektrische Messgröße mit Hilfe dieser beiden
Elektroden 120, 130 überwachte bzw. gemessen wird. Die Gegenelektrode kann, wie die Basisschicht 121 der Messelektrode 120, aus Silber bestehen oder aber aus einem edleren Metall, bspw. aus Platin oder Gold. Während einer Messung mit dem Sensor 100 gemäß Figur 3 im Messmedium 10 an einem festen Messort wird zunächst die äußerste lösliche Schicht 128 aufgelöst. Die hierzu benötigte Zeit kann genutzt werden, um den Sensor 100 wie gewünscht im Magen an dem Messort zu positionieren. Sobald die äußerste lösliche Schicht 128 aufgelöst ist, ist der Sensor 100 bereit für die erste Messung. Bei Anwesenheit von Ammoniak 30 am ersten Messort beginnt der Abbau der nun äußersten
Silberchloridschicht 127, was eine Veränderung der elektri- sehen Messgröße, bspw. einen Spannungspuls zwischen der Messelektrode 120 und der Gegenelektrode 130 hervorruft, sobald die Silberchloridschicht 127 so weit abgebaut ist, dass das Messmedium 10 an zumindest einer Stelle in Kontakt mit der darunter liegenden löslichen Schicht 126 treten kann. Im An- schluss an diese Veränderung der elektrischen Messgröße bleibt diese wieder weitestgehend konstant, d.h. es ist keine oder eine deutlich von der bereits detektierten Veränderung unterscheidbare Änderung der elektrischen Messgröße festzustellen. Jedoch beginnt die Auflösung der nächsten löslichen Schicht 126 aufgrund der Einwirkung des Messmediums 10. Sobald die lösliche Schicht 126 so weit abgebaut ist, dass das Messmedium 10 an zumindest einer Stelle in Kontakt mit der darunter liegenden Silberchloridschicht 125 treten kann, wird die nächste Veränderung der elektrischen Messgröße eintreten. Dieses Verfahren kann fortgesetzt werden, bis alle
Silberchloridschichten aufgebraucht sind. Somit erhält man als Messergebnis bei Anwesenheit von Ammoniak 30 und bei einer Messung an einem festen Messort eine zeitliche Abfolge von Spannungspulsen oder -stufen.
Bei einer Anwendung des Sensors 100 gemäß Figur 3 an verschiedenen Messorten im Messmedium 10 wird wiederum zunächst die äußerste lösliche Schicht 128 aufgelöst und die hierzu benötigte Zeit kann genutzt werden, um den Sensor 100 wie ge- wünscht im Magen an dem ersten Messort zu positionieren. Sobald wieder die äußerste lösliche Schicht 128 so weit abgebaut ist, dass das Messmedium 10 an zumindest einer Stelle in Kontakt mit der darunter liegenden Silberchloridschicht 127 treten kann, wird eine erste Veränderung der elektrischen Messgröße detektierbar . Bei Anwesenheit von Ammoniak 30 am ersten Messort beginnt nun der Abbau der nun äußersten
Silberchloridschicht 127, was eine zweite Veränderung der elektrischen Messgröße, bspw. einen Spannungspuls zwischen der Messelektrode 120 und der Gegenelektrode 130 hervorruft, sobald die Silberchloridschicht 127 so weit abgebaut ist, dass das Messmedium 10 an zumindest einer Stelle in Kontakt mit der darunter liegenden löslichen Schicht 126 treten kann. Für den Fall, dass innerhalb einer bestimmten Zeitspanne, die von der Dicke der jeweiligen, zum Messung zum Einsatz kommenden Silberchloridschicht und einer eventuellen Ammoniakkonzentration am jeweiligen Messort abhängt, keine Veränderung der elektrischen Messgröße detektiert wird, kann davon ausge- gangen werden, dass am Messort kein Ammoniak 30 vorhanden ist. Im Anschluss an diese Zeitspanne, d.h. bei fehlendem Ammoniak 30, kann der Sensor 100 an einen zweiten Messort verbracht werden und die Messung kann wie soeben beschrieben mit der Silberchloridschicht 127 fortgeführt werden.
Auch für den Fall, dass eine zweite Veränderung der elektrischen Messgröße aufgetreten ist, kann der Sensor 100 an den zweiten Messort verbracht werden. Gleichzeitig reagiert das Messmedium 10 mit der ggf. zugänglichen löslichen Schicht 126 und es kann eine dritte Veränderung der elektrischen Messgröße detektiert werden, sobald die lösliche Schicht 126 so weit abgebaut ist, dass das Messmedium 10 an zumindest einer Stelle in Kontakt mit der darunter liegenden Silberchloridschicht 125 treten kann. Bei Anwesenheit von Ammoniak wird auch diese Schicht 125 abgebaut, gefolgt von einer entsprechenden Veränderung der elektrischen Messgröße, sobald die darunter leigende lösliche Schicht 124 vom Messmedium 10 erreicht werden kann . Dieses Verfahren kann fortgesetzt werden, bis alle
Silberchloridschichten aufgebraucht sind. Somit erhält man als Messergebnis bei Anwesenheit von Ammoniak 30 und bei ei- ner Messung an einem festen Messort eine zeitliche Abfolge von Spannungspulsen oder -stufen.
Die maximale Anzahl von Messorten richtet sich vernünftiger- weise nach der Anzahl der Silberchloridschichten in der
Grundkonfiguration, wobei angenommen werden kann, dass je Messort eine Silberchloridschicht zum Einsatz kommt. Soll jedoch die Genauigkeit an einem der Messorte verbessert werden, ist es denkbar, an diesem Messort zwei oder mehr Messzyklen auszuführen und dementsprechend mehr als eine
Silberchloridschicht einzusetzen .

Claims

Patentansprüche
1. HBP-Messelektrode (120) für eine Elektrodenanordnung (110) für einen Sensor (100) zur Überprüfung eines Messmediums (10) auf Vorhandensein von Helicobacter Pylori (20) durch Überprüfung des Messmediums (10) auf Vorhandensein einer bestimmten Substanz (30) in dem Messmedium (10) , wobei die Messelektrode (120) eine Basisschicht (121) aus einem elektrisch leitfähigen Material und einen auf der Basisschicht (121) angeordne- ten Schichtstapel (122) aufweist, wobei der Schichtstapel (122) zumindest aufweist:
- eine erste Silberchloridschicht (123) , die auf der Basisschicht (121) angeordnet ist,
- eine erste im Messmedium (10) lösliche Schicht (124), wobei die erste lösliche Schicht (124) auf der ersten
Silberchloridschicht (123) angeordnet ist,
- eine zweite Silberchloridschicht (125) , die auf der ersten löslichen Schicht (124) angeordnet ist,
wobei die erste lösliche Schicht (124) elektrisch leitfähig ist.
2. HBP-Messelektrode (120) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtstapel (122) eine zweite im Messmedium (10) zumindest teilweise lösliche Schicht (126) auf- weist, welche auf der zweiten Silberchloridschicht (125) angeordnet ist.
3. HBP-Messelektrode (120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtstapel (122) eine Vielzahl von löslichen Schichten (124, 126, 128) und eine Vielzahl von Silberchloridschichten (123, 125, 127) aufweist, die derart angeordnet sind, dass sich jeweils eine Silberchloridschicht (123, 125, 127) und eine lösliche
Schicht (124, 126, 128) im Schichtstapel (122) abwechseln.
4. HBP-Messelektrode (120) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede lösliche Schicht (124, 126, 128), welche zwischen zwei Silberchloridschichten (123, 125, 127) angeordnet ist, elektrisch leitfähig ist und so eine elektrische Verbindung zwischen den zwei
Silberchloridschichten (123, 125, 127) ermöglicht, zwischen denen sie angeordnet ist.
5. HBP-Messelektrode (120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu Messbeginn die auf der der Basisschicht (121) abgewandten Seite des Schichtstapels (122) angeordnete Schicht (126, 128) des Schichtstapels (122) eine im Messmedium (10) zumindest teilweise lösliche Schicht ist.
6. HBP-Messelektrode (120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede lösliche Schicht (124, 126, 128) aus einem biokompatiblen Material besteht.
7. HBP-Messelektrode (120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede
Silberchloridschicht (123, 125, 127) derart konfiguriert ist, dass sie im Messmedium (10) bei Fehlen der bestimmten Substanz (30) nicht abgebaut wird.
8. Verfahren zur Überprüfung eines Messmediums (10) auf Vorhandensein von Helicobacter Pylori (20) durch Überprüfung des Messmediums (10) auf Vorhandensein einer bestimmten Substanz (30) in dem Messmedium (10) mit einem Sensor (100) , welcher eine Elektrodenanordnung (110) mit einer HBP-Messelektrode (120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und eine Gegenelektrode (130) aufweist, wobei der Sensor (100) zunächst an einen ersten Messort in das Messmedium (10) verbracht wird, an dem ersten Messort eine elektrische Messgröße der Elektrodenanordnung (110) überwacht wird und in Abhängigkeit von einem gewählten Betriebsmodus des Sensors (100) nach einer Veränderung der elektrischen Messgröße
- der Sensor (100) in einem ersten Betriebsmodus an einen anderen Messort verbracht wird und dort die elektrische Messgröße weiter überwacht wird oder - der Sensor in einem zweiten Betriebsmodus am selben Messort verbleibt und eine weitere Veränderung der elektrischen Messgröße abgewartet wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2009127528A1 (de) 2008-04-18 2009-10-22 Siemens Aktiengesellschaft Endokapsel
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