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Endoradiosonde
Es wurden schon Versuche gemacht, bei Intestinalmessungen die Methode der drahtlosen Registrierung anzuwenden. Das Volumen der zur Schwingungserzeugung notwendigen, wenn auch kleinen Radioröhre und des Stromversorgungsteiles machten entsprechende Intestinalsender jedoch zu unförmig. Erst nachdem mit der Entwicklung der Halbleitertechnik das Herz des Senders, die Röhre, durch einen Transistor ersetzt werden konnte, war der Weg zum Bau praktisch einsetzbarer Endoradiosonden geebnet. Jede Eigenschaft, die sich in Veränderungen elektrischer Daten umsetzen lässt, ist mit der Endoradiosondentechnik messbar.
Von V. K. Zworykin, C. Berkley undJ. T. Farrar wurde 1957 eine Endoradiosonde von 30 mm Länge und einem Durchmesser von 10 mm entwickelt. Hiebei handelt es sich um eine Schaltung, die dem
Meissnerschen induktiven Rückkopplungsprinzip entspricht. Schaltungen dieser Art sind wegen ihrer Frequenzunstabilität für feinere Messungen fürEndoradiosonden praktisch nicht geeignet. Der bekannte Transistorsender arbeitet auf einer Mittelwelle (900 kHz).
St. MacKay und B. Jacobson konstruierten eine Endoradiosonde von 28 mm Länge und 9 mm Durch- messer zur Druck- und Temperaturmessung. Der Transistorsender arbeitet in Dreipunktschaltung auf einer Frequenz von 400 kHz. Druckunterschiede werden auch bei diesem System mittels einer induktiven Frequenzänderung registriert.
Auch die von M. V. Ardenne und H. B. Sprung verwendete, der Zworykin-Sonde weitgehend gleichende Transistorschwingschaltung, der durch Einfügen eines gegenkoppelnden Widerstandes eine erhöhte Temperaturstabilität nachgerühmt wird, zeigt nicht die erwünschten hohen Messgenauigkeiten. Diese Autoren befassten sich vorwiegend mit Druckstudien (Peristaltik) und verwendeten auch hier das von den zuvor erwähnten Autoren benutzte induktive Prinzip. Ihre Sonde hat die minimale Grösse von 26 mm Länge bei einem Durchmesser von 8 mm. Als Arbeitsfrequenz wurde ebenfalls eine Mittelwelle (1500 kHz) gewählt (später 1900 kHz). Zur PH-Messung bedienten sie sich der von MacKay und Jacobson genannten Antimonelektrode, die in Verbindung mit einer Ag/AgCl-Elektrode in die Kollektorleitung des Transistors eingefügt wurde.
Gegenstand der Erfindung ist eine Endoradiosonde mit einer gegen Magen - und Darmsäfte beständigen Hülle zur Messung physikalisch-medizinischer Daten, die eine Oszillatorschaltung enthält, welche in ihren elektrischen Grössen durch die zu messenden Daten unmittelbar oder mittelbar beeinflusst wird, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schaltung für elektrische Schwingungen in einem Wellenbereich von zirka 100 bis 10 m ausgelegt ist.
In der Sonde ist zweckmässig eine Transistorschwingschaltung untergebracht.
In der Zeichnung sind schaltungsmässige Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung dargestellt :
Die Transistorschwingschaltung nach Fig. 1 besteht aus einer Schwingspule L, die auf der einen Seite einmal mit der Anode der Batterie Ba und zum andern über eine Drossel Dr oder einen Widerstand und einen der Drossel parallelgeschalteten Kondensator C, mit dem Emitter E des Transistors T, von dem über den Kondensator C2 eine Leitung zur Transistorbasis B führt, und auf der andern Seite über einen Kondensator Cl einmal mit der Transistorbasis B und zum andem über einen Widerstand Ri mit dem Transistorkollektor C und der Kathode der Batterie verbunden ist.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Transistorschaltung mit Zwischenschaltung eines Messwertfühlers M (einer Anordnung, bestehend aus einer Ver-
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gleichselektrode, dem zu untersuchenden Elektrolyten und einer Messelektrode) zwischen Transistorbasis und einen Batteriepol, wobei die Schwingspule L auf der einen Seite mit der einen Batterieelektrode - bei pnp-Transistoren mit der Kathode, bei npn-Transistoren mit der Anode - und hochfrequenzmässig über einen Kondensator C mit-der Transistorbasis B,
und auf der andern Seite oder an einer Anzapfung der Schwingspule mit dem Transistorkollektor C und an dieser Stelle oder an einer Schwingspulenanzapfung
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einen Kondensator C1Die Sonde gemäss der Erfindung hat gegenüber den bekannten Sonden den Vorteil, dass sie wesentlich kleiner hergestellt werden kann, ohne dass dadurch ihre Genauigkeit leidet. Dieses Ergebnis war deshalb überraschend, da gegen die Verwendung von Kurzwellen Bedenken bestanden, weil im Kurzwellengebiet bereits völlig andere Absorptionsverhaltnisse für die elektromagnetischen Wellen Im menschlichen Körper herrschen, vgl. Electronics [19583, S. 52, rechte Spalte. Dort wurde der günstigste Frequenzbereich Im Hinblick auf die Absorption durch das Gewebe bei 400 kHi angenommen.
Man musste also im Kurzwellenbereich mit noch wesentlich grösserer Absorption durch das Gewebe und die Haut rechnen.
Die kleinste Ausführung dieser Sonden nimmt einschliesslich Stromversorgungsteil nur einen Rauminhalt von zirka 150 mm3 ein (Zylinder von 8 mm Länge und 5 mm Durchmesser), ist also mehr als achtmal kleiner als die kleinste bisher bekannte Endoradiosonde. Diese Verkleinerung wird vor allem durch die Verwendbarkeit der Kurzwellen als Arbeitsbereich möglich gemacht.
Zur Messung der Acidität wird ein räumlichsehr kleiner pH-Fühler, etwa aus einer Antimon-Mess-und einer Ag/AgCl-Vergleichselektrode oder einer andem Kombination, In die Sonde eingebaut. Bei Elektrodenbenetzung mit Intestinalflüssigkeit verschiebt sich nach Massgabe der an den Elektroden auftretenden Spannung, die ph-abhängig ist, die Frequenz des Senders um entsprechende Beträge.
Die Vergleichselektrode des Messwertfühlers - eine Ag/AgC1-Elektrode ist hiezu besonders geeignetbefindet sichim gegenüber demIntestinaltrakt durch eine semipermeable Membran abgetrennten Batterie-
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Elektrode gegenübersteht, welche mit der ersten ein galvanisches Element zur Stromversorgung der Radiosonde bildet.
Zusammengefasst unterscheidet sich die Endoradiosonde gemäss der Erfindung von den bekannten Endoradlosonden durch die Verwendung einer Schwingschaltung für Kurzwellen, ihre Kleinheit, den Weg-
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unbegrenzte Lagerfähigkeit und den einfachen Einschaltmechanismus.
Um zu verhindern, dass die Sonde - bei Vorliegen von erheblichen Motilitätsstörungen (Hyperperlstaltik)-vorzeitig, d. h. vor Abschluss aller Messungen den Magen verlässt, kann die Sonde mit Hilfe eines. Magneten ausserhalb des Körpers und eines in die Sonde eingelegten magnetischen Kernes, z. B. eines Eisen- oder Ni-Stückes, über beliebig lange Zeit im Magen fixiert werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Endoradiosonde zur Messung physikalisch-medizinischer Daten mit einer Oszillatorschaltung, die in ihren elektrischen Grössen durch die zu messenden Daten unmittelbar oder mittelbar beeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung für elektrische Schwingungen in einem Wellenbereich von etwa 100 bis 10 m ausgelegt ist.
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Endoradiosonde
Attempts have been made to use the wireless registration method for intestinal measurements. However, the volume of the radio tube, albeit small, and the power supply unit required to generate vibrations made corresponding intestinal transmitters too misshapen. Only after the heart of the transmitter, the tube, could be replaced by a transistor with the development of semiconductor technology, the way to the construction of practical endoradiosondes was paved. Every property that can be converted into changes in electrical data can be measured using endoradio probe technology.
By V. K. Zworykin, C. Berkley and J. T. Farrar developed an endoradiosonde 30 mm in length and 10 mm in diameter in 1957. This is a circuit that the
Meissner's inductive feedback principle. Circuits of this type are practically unsuitable for finer measurements for endoradiosondes because of their frequency instability. The well-known transistor transmitter works on a medium wave (900 kHz).
St. MacKay and B. Jacobson constructed an endoradiosonde 28 mm long and 9 mm in diameter to measure pressure and temperature. The transistor transmitter works in three-point connection at a frequency of 400 kHz. Differences in pressure are also registered in this system by means of an inductive frequency change.
The transistor oscillating circuit used by M. V. Ardenne and H. B. Sprung, which is largely similar to the Zworykin probe and which is praised for increased temperature stability through the addition of a counter-coupling resistor, does not show the desired high measurement accuracy. These authors mainly dealt with pressure studies (peristalsis) and also used the inductive principle used by the aforementioned authors. Your probe has the minimum size of 26 mm in length and 8 mm in diameter. A medium wave (1500 kHz) was also chosen as the working frequency (later 1900 kHz). To measure the pH, they used the antimony electrode mentioned by MacKay and Jacobson, which was inserted into the collector line of the transistor in conjunction with an Ag / AgCl electrode.
The subject of the invention is an endoradiosonde with a sleeve resistant to gastric and intestinal juices for the measurement of physico-medical data, which contains an oscillator circuit whose electrical parameters are directly or indirectly influenced by the data to be measured, which is characterized in that the Circuit is designed for electrical oscillations in a wave range of approx. 100 to 10 m.
A transistor oscillating circuit is expediently accommodated in the probe.
In the drawing, possible circuit embodiments of the invention are shown:
The transistor oscillating circuit according to Fig. 1 consists of a voice coil L, which is connected on the one hand to the anode of the battery Ba and on the other hand via a choke Dr or a resistor and a capacitor C connected in parallel with the choke, to the emitter E of the transistor T, from which a line leads to the transistor base B via the capacitor C2, and on the other hand is connected via a capacitor C1 to the transistor base B and to the transistor collector C and the cathode of the battery via a resistor Ri.
The embodiment of the invention shown in Fig. 2 is characterized by a transistor circuit with the interposition of a measurement value sensor M (an arrangement consisting of a
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same electrode, the electrolyte to be examined and a measuring electrode) between the transistor base and a battery pole, with the voice coil L on one side with one battery electrode - with pnp transistors with the cathode, with npn transistors with the anode - and at high frequency via a capacitor C with-the transistor base B,
and on the other side or at a tap of the voice coil with the transistor collector C and at this point or at a voice coil tap
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A capacitor C1 The probe according to the invention has the advantage over the known probes that it can be made much smaller without its accuracy suffering as a result. This result was surprising because there were concerns about the use of shortwave, because in the shortwave area there are already completely different absorption conditions for the electromagnetic waves in the human body, cf. Electronics [19583, p. 52, right column. There, the most favorable frequency range with regard to absorption by the tissue was assumed to be 400 kHi.
So one had to reckon with significantly greater absorption by the tissue and skin in the shortwave range.
The smallest version of these probes, including the power supply, only takes up a volume of around 150 mm3 (cylinder 8 mm long and 5 mm in diameter), which is more than eight times smaller than the smallest known endoradio probe. This reduction in size is made possible above all by the usability of the short waves as a work area.
To measure the acidity, a spatially very small pH sensor, for example made up of an antimony measuring and an Ag / AgCl comparison electrode or some other combination, is built into the probe. When the electrodes are wetted with intestinal fluid, the frequency of the transmitter is shifted by corresponding amounts depending on the voltage occurring at the electrodes, which is pH-dependent.
The reference electrode of the measuring sensor - an Ag / AgC1 electrode is particularly suitable for this purpose, is located in the battery, which is separated from the intestinal tract by a semipermeable membrane.
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Opposite electrode, which with the first forms a galvanic element for powering the radiosonde.
In summary, the endoradiosonde according to the invention differs from the known endoradlo probes by the use of an oscillating circuit for short waves, its small size, the path
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unlimited shelf life and the simple switch-on mechanism.
In order to prevent the probe from being prematurely, i.e. if there are significant motility disorders (hyperperlstalsis). H. before the completion of all measurements leaves the stomach, the probe can with the help of a. Magnets outside the body and a magnetic core inserted into the probe, e.g. B. an iron or Ni piece, can be fixed in the stomach for any length of time.
PATENT CLAIMS:
1. Endoradiosonde for measuring physical-medical data with an oscillator circuit whose electrical parameters are directly or indirectly influenced by the data to be measured, characterized in that the circuit is designed for electrical oscillations in a wave range of about 100 to 10 m.
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