CN1030352A - 测定活生物体中感兴趣的参数的方法和装置 - Google Patents

Abstract

为至少测定活生物体中感兴趣参数而提出把灌 注流体直接引入组织，在其与组织达到部分平衡后分 析感兴趣的参数及内生或外来标记特性，由此表示灌 注流体与组织相互作用程度及由标记特测定感光趣 参数。与仅用于血管或其他充满流体体腔的常规方 法不同，本发明方法送入组织中即连通的细胞群体并 非事前存在的空腔，引入组织的灌注流体直接在其中 无任何中间膜即可与组织相互作用。测量点移入组 织可消除血栓形成和栓塞及明显减少感染。

Description

本发明涉及一种测定活生物体中感兴趣的参数的方法和装置。

医学上，为了能够掌握和消除体内类似郁血（Homoestase）的干扰，时常有必要经常或者连续地分析体液的组分。为了不必进行大量的抽血，多年来，人们研究了把敏感元件安置在病人的体内，以便获得连续的数据。EP-A101595公开了一个应用在食道导管的表面设置的敏感元件的实例。

处于体内的敏感元件会在较短的时间内出现缺点，由于凝血的产物或者细胞所覆盖而使测量不准确。另外一个缺点是体内设置的敏感元件在多数情况下要取出进行必要的重新校准。

一种在连续测量上特别广泛的应用是测定生物体内的葡萄糖浓度。由于连续记录葡萄糖时方法的困难之故，美国专利第4403984号揭示了一种方法，经测定两个其他参数，如容积渗透摩尔浓度和导电性，间接求得葡萄糖浓度。

美国专利第4221567号、第4253456号以及第4516580号公开了渗析的方法和装置，其中至少把一根插管或者导管安置在血流中。在渗析膜上需测量的流体与血液达到完全平衡，紧接着再分析感兴趣的物质。当膜的一侧为需受测量的流体而另一侧为体液，如血液。当它对达到平衡时所使用的膜必须是足够大，它还会很快受污染或者因体内物质而堵塞膜，从而很快地阻碍感兴趣物质的交换。当把诸如插管和导管等异物安置在血液中时，会经常出现感染、栓塞或者血栓形成的危险。此外，对于长时间保持直立的治疗来说，仅仅少量血管可供支配并且这些血管很快就形成血栓，故而该过程不可能继续下去。

根据所述的困难，目前还没有一种令人满意的装置或者一种适合于经常性的、流动的，例如适用于细胞组织糖份和它的校正的控制方法。

本发明的目的在于提供一种简单的、还尽可能用于病人的方法或者一种紧凑的可携带的装置。应用该装置能够测定活生物体中感兴趣的参数，而不会有感染、血栓形成或者栓塞的危险。

本发明的目的是这样实现的：把一种灌注液体直接引入组织中，在这种液体与组织在部分平衡之后收集灌注体和分析组织中的感兴趣的参数以及内生的或者外来的标记物特性。通过它们表示灌注流体与组织的相互作用的程度，以及借助于标记特性物测定感兴趣的参数。与仅仅应用于血管或者其他充满流体的体内空腔的常规方法不同，本发明在组织中，亦即在整个细胞群体中取得一个事先并不存在的空腔，使引入到组织中的灌注流体直接在空腔中与生物体的组织相互作用，即没有中间位置的某些膜。按本发明的方法的有利方式，仅仅一部分平衡是必要的，因为对灌注流体不仅分析出感兴趣的参数，而且也分析出表示灌注流体与组织相互作用程度的内生的或者外来的标记特性物。新方法的优点是显而易见的。通过把测量点位移到组织中，可完全排除血栓形成和栓塞，以及大大地减小了感染的危险。另一个优点在于测量不必规定在少数几根可接触的血管上进行。

本发明提议，作为灌注流体的内生标记特性物要分析由离子浓度、导电性、阻抗、渗透克分子浓度以及密度组成的组中的至少一个参数，或者至少将一种可由化学或者物理的方法掌握的物质输入成为灌注流体的外来标记特性物的量度。这样能够由标记特性物的被测定量且和原来标记特性物质的已知量，看出达到引入的灌注流体的平衡程度，以致于可由感兴趣的参数的被测定质量和由引入的灌注流体稀释程度来测定生物体组织中感兴趣的参数的实际数量。

本发明的一种装置设有至少一部分可引入到生物体的组织中的，处于组织中的部分其表面上设有一条朝组织处敞开的预成形的通道，邻近的组织支撑在其壁上，并设有一个把灌注流体供给预成形的通道而在其与感兴趣的参数和较恒定的标记特性物部分平衡之后排出的装置，以及设有一台与供给和排出装置结合在一起的分析装置，它与处理数据的部分连接。为此，本发明的装置的处于体内的部分在其表面具有一个至少部分地直接在组织中建立一条通道，以致可使灌注流体无阻碍地流到组织，在那里达到部分平衡，紧接着可进行测定和分析。

本发明的另一种装置设有一种校准分析装置中的敏感元件的校准仪器，它具有一个盛放校准液的容器和一个可由阀门控制的通往分析装置的联结管道，一个校准液泵以及必要时，一个校准液回收容器。对此，可以在预先确定的时间间隔内借助于一种校准介质来校准分析感兴趣的参数和标记特性物的分析装置。

根据装置的数据处理的部分对于感兴趣的参数所计算出的值，可以调整给药的剂量或者还可在长的时间间隔之后按病人精确地调整必要治疗的种类和规模。

本发明的优点还在于，如果有一个供药机构，它设有药物容器、药物泵以及药物输入管道，则在输入管道中的一个输送药物的开口能够使药物流入组织中。应用的药物与感兴趣的参数的测定值有关，投药以有利的方式可自动地实现。

本发明可以测定诸如作为感兴趣的参数的葡萄糖浓度和作为标记特性的内生的钠或者氯化物浓度以及必要时测定灌注物的温度。当然，本发明还能够使用葡萄糖浓度作为要测定的感兴趣的参数和使用灌注流体的导电性或者阻抗作为标记特性。依靠外来的标记特性物，本发明还能够测定作为感兴趣的参数的葡萄糖浓度和作为标记特性的添加了着色剂的灌注流体的浓度。所有体内可相容的，在体内不出现或者少量出现的物质作为外来标记特性物或者物质是合适的，如可以用光度计测量的稀释的染料、菊粉、化学的或者放射性物质。例如，当用组织钠作为标记，其恒定浓度为140毫摩尔/升时，需要计算实际的组织葡萄糖，当回收灌注体中的测定值为诸如14毫摩尔/升Na⁺时，需要把回收的灌注液体的测定的葡萄糖浓度乘以10。

当用离子浓度作为标记特性时，如果用一种缺葡萄糖、贫离子必要时是接近等渗性的溶液作为灌注流体，则本发明具有优越性。

应用本发明的装置的实例是多种多样的。如前所述，可以使控制真性糖尿病的人造胰腺或者掌握和排除诸如与钙代谢、生长激素、性激素等等有关的其他内分泌障碍的装置实现。

因为可以把在校准液中的物质的浓度保持在灌注流体中所期待的感兴趣参数的浓度的数量等级中，故而保证了在感兴趣范围内，必要时通过单点校准的分析装置的直线性。如果这种校准不够，则必须在第二校准中测定例如零点校正。

在应用的具体实例中，把校准液的诸如葡萄糖和氯化钠加到人造胰腺中，此时合适的浓度大约为5-40毫克/分升或者5-40毫摩尔/升。另外，如果灌注溶液没有或者缺少感兴趣的参数和标记特性时还有可能以简单的方法复校零点，以及可以间歇地不作组织接触送到分析装置上。

在本发明的一种进一步的形式中，处于组织中的部分以皮下注射针/皮下导管作为输出，它至少设有两根管道，其中一根设计成向组织具有开口的预成形通道，另一根设计成与这两根在皮下注射针/皮下导管的尖端区内经至少一个开口连接的灌注流体排出管，此时针的大部分表面作为平衡表面供使用。这种所述的装置在这方面可以毫无问题地治疗病人，当应用皮下注射针或者皮下导管时，不存在气泡栓塞或者血栓形成的危险。经引入到体内的与其余装置的输入管和排出管连接的皮下注射针，用一只泵和（或）抽吸装置把灌注流体引入到体内和再排出，此时在针表面的挨着预成形通道的组织虽然可以支持，但并不会侵入到通道中。由此在皮下注射针或者皮下导管上形成一个足够大的表面，它支配着灌注流体与周围的组织的平衡。在与排出管连接的分析装置中有至少两个分析感兴趣的参数以及标记特性的敏感元件或者测量电极。

当本发明的装置的一部分，例如一种皮下注射针被引入体内时，可能会损伤体细胞，以致于分解葡萄糖的酶可能被释放。因此，必需采取措施，防止感兴趣的参数的变化，例如灌注流体中的糖酶解。对此，本发明可把一种底物加到灌注流体，底物对其转化三磷酸腺苷是需要的。例如3-磷酸甘油酯在酶3-磷酸甘油酯激酶所需量的存在下，酶被所产生的ATP1-3二磷酸甘油酯消耗。因为所述的酶同时与糖酶解的酶一起释放，故而可以避免糖酶解和测定葡萄糖值的虚假性。由此所产生的1-3二磷酸甘油酸酯在这方面不是紧要的，由于缺乏皮下组织中糖异生的其他酶而不可能由此新产生葡萄糖。通过灌注流体中3-磷酸甘油酯浓度的最佳选择，人们必须仅仅阻止迫使通过产生的1-3-二磷酸甘油酸酯的反应再趋向糖酶解。为此，应提供3-磷酸甘油酸酯的浓度数量为5-100毫摩尔/升。

如果存在不同的扩散常数，则优点在于至少将一种标记物质和感兴趣的物质的扩散常数计算达到感兴趣的物质的浓度。

本发明的一种特别简单的实施方案建议皮下注射针/皮下导管由两根具有不同直径的相互横放的套管组成，在两根套管之间形成一条横截面基本上呈环状的预成形通道，内套管伸到靠近外套管的顶尖。在皮下注射针的这种两个内径的型式中，内套管例如以间断的方式用于灌注物的排出和药物的输入。当然，药物还可能用别的方式输入，例如经一个其他的注射针头或者经口服。基于这种皮下注射针的外径可能很细约为0.5毫米，在使用最小规格装置时减小了病人的疼痛负担。本发明这种两个内径的皮下注射针或者皮下导管的其他实施方案详细地示于附图中。

如果药物输入管道设有一个分隔的通道，则本发明计划采取使药物输入管道、排出管道以及预成形通道呈基本上同心的相互横放的套管，最里面的套管为药物输入管道，皮下注射针/皮下导管的尖顶区设有一个向组织的开口，外套管有数量多的在表面的尽可能大的部分上分布的开口孔，排出管道在皮下注射针/皮下导管的尖顶区至少设有一个向预成形通道的开口，排出道管以及预成形通道在尖顶区，必要时以闭式封闭。本发明的其他三个内径的皮下注射针/皮下导管的实施方案也可参阅附图。

为了形成灌注流体与靠近预成形槽的组织接触的区域，有一系列其他的可能性。例如本发明规定，皮下注射针/皮下导管设有一个接受排出管道和必要时接受药物输入管道的内套管，此时在套管的表面上设置众多的长或者螺旋分布的中隔，它与对此支持的组织一起形成预形成形通道，以及排出灌注物的排出道管在中隔之间至少设有一个向空间的开口。

本发明可有另一种形式，皮下注射针/皮下导管由部分弹性的材料组成并且在空心针中设置以保护中隔，在穿刺入组织之后它是可移动的。通过在穿刺时应用空心针，皮下注射针或者皮下导管可以由一种携带必须比较方便的弹性、亲组织的材料组成。另外，例如皮下导管的弹性中隔可以在空心针中移动，即使穿刺空心针具有尽可能小的直径，以及可到组织中才竖起形成预成形通道。

本发明除了病人更为舒适之外还考虑，把插接件安置在皮下注射针/皮下导管的尖端的可转移的端部，根据其几何形状插接件允许在皮下注射针/皮下导管中的导管明确地安置到装置的其余部分。

根据可携带的仪器的所要求的紧凑性，规定了一种有利的其他形式，通过活塞泵来实现为灌注液的输入和排出而建立的压力泵和抽吸泵的作用，在两侧封闭的活塞腔室形成一个通过活塞与灌注液从容器至分开的灌注溶液收集器，活塞泵的传动柱塞靠活塞泵的外壁密封。所称的溶液自然不仅适用于灌注流体，而且也适用于校准溶液，对校准溶液来说，也可以借助于一只活塞泵以节省地方的方式把校准溶液的储存器和收集器结合在泵组中，以致于只须一只具有一个传动装置的活塞泵代替压力泵和抽吸泵是必要的。所以，在本发明的用于灌注体、校准溶液和药物的装置的紧凑结构中，总共仅一种活塞泵是必要的。

如果本发明的另一种安排中，装置的所有部件、传动装置部件及其动力供应均在一个可移植的外壳中安装，外壳表面至少部分地形成预成形通道以及每个灌注体容器和药物容器通过一经过皮肤的间隔可补满的，则装置所要求的紧凑、结构简单以及牢固特别起了作用。在一个可移植的外壳的情况下，例如一种可移植的胰岛素泵可以提供诸如一部分仪器的表面或者全部的表面，例如呈曲折状的一种通道，这种具有向组织开口的通道具有巨大的平衡表面。基于在一种可移植的设备中有少量的灌注液供给量时还可取消灌注体收集器，因为在其分析之后的灌注体从体内排出并且可在那里再被吸入。同时，对校准溶液也是可想象的。根据可移植的仪器的所要求的可靠性，如果用至少两***立的分析装置得到感兴趣的参数和标记特性，此时当测量值不一致时就会报警，这是本发明的优点。

虽然，本发明的一种移植的装置具有一定的优点，但对完全把皮下注射针/皮下导管安置在体内组织中的那种实施方案也得出肯定的看法。例如，可以依照测量的最佳条件。这涉及诸如温度或者它以恒定的或以计算的输入量和灌注流体的PH值，此时以PH＝5，6可达到最佳的固定化酶-葡萄糖氧化酶。在灌注速率为大约从1微升/分～10微升/分时，本发明的装置可以使组织中存在的葡萄糖浓度稀释3～40倍，建立测定的葡萄糖最佳浓度以及有助于降低迅速消耗的分解葡萄糖的酶和电极缺氧。此外，还可使灌注流体富集氧。当使用电活性测量装置时，分析装置在空间上与身体分开在这个方面也具有优点即可在身体中排出没有催化的产物。

当病人们对诸如他们的糖值的重要的医学参数必须作常规控制时，则与麻烦的和疼痛的常规方法和装置，例如戳指采血相比对病人是有利的，如果将记录笔似的或者手柄似的外壳供病人使用，皮下注射针/皮下导管固定在外壳上，此时记录笔似的外壳设有灌注流体的输入和排出且对此连接的分析装置和计值部分的装置，此时被测定的参数显示一个在计值部分接通的读数。药物的输入，例如必要的胰岛素数量是可以根据这一读数自动地按一定量输给病人。

本发明的另一种舒适的结构则采取在外壳中附加设有一个药物输入装置，此时药物的施用可通过业已存在的皮下注射针/皮下导管实现。这样，诸如依赖胰岛素的病人用本发明的皮下注射针的仅仅的一个针刺点就能确定葡糖值，由此还可给与需要的药剂量。

本发明的一种特别简单的装置在于灌注体的活塞泵、药物泵以及必要时的校准流体的泵可用手柄进行手动控制。

如果记录笔似的装置诸如放在短上衣口袋或者插手袋随身携带，则可以将一个狭窄的隔离护套或者护板设置在指针上，或者当为可拆开的指针时可设置在指针式附件上，以维护无菌，不使灌注溶液蒸发以及在操作灌注泵时尽可能使未消耗的灌注流体能回流到分析装置中。这样，可以利用在未利用状态下无或者缺少测定物质的灌注流体和分析装置的测量毛细管，以便阻止因干燥而损害敏感元件和测量电极。还可以把专门的添加物补加入灌注流体，以较好的方式保证分析装置的防护。当考虑到这种添加物时，则例如在应用固定化的葡糖氧化酶或者另一种酶时这种物质会进一步提高固定的酶的含量。灌注流体还可以在病人下次测定之前用于零点校准。

不仅记录笔似的装置的结构为诸如“葡萄糖笔”的测量装置，而且该结构作为诸如“葡萄糖-胰岛素笔”的测量和治疗的综合仪器，还可作为可移植或可携带的装置，就单个装置部件小型化而言，它具有优点，如果通过一只多通阀起到为把单根输入和排出管道与各自的容器接通所必需的阀门的作用，其阀体还包括所有的输入和排出管道并且其可动部分设有以确定其配置的通道或者开槽，此时可动部分的个别位置可通过调整轮或者通过保持传动部分的计值部分的信号自动地进行调整。借助于多通阀不仅使在附图上详细地叙述的所有必要的管道和容器的配置是可能的，而且可以经多通阀的可动部分实现对各自泵的许多或者全部的必要的转换过程。

以下被称之该多通阀的重要的位置：1，测量状态，此时装置的预成形通道与灌注流体的输入和排出装置以及它与分析装置和必要时药物管道与药物入口连接;

2，校准状态（互导），此时校准溶液被输给分析装置;

3，校准状态（零点校准），此时可将新鲜的灌注溶液输给分析装置;

4，输入空气的位置，为了使灌注流体与校准溶液分开;

5，可以把气泡带入灌注地段的位置，为了使灌注体暂时分级;或者6，可以把校准溶液带入药物管道的位置，为了当较长时间没有药物带入或者与判断出在校准溶液中存在有对药物有反作用的物质时使其自由地关住。

当本装置中存在一只附加的收集器时，其优点在于可以接受输入到工作位置4或者5的空气。它适合于诸如在药物泵中排出的活塞腔。

本发明又一种结构还可在于，把一种低压敏感元件设置在排出管中、通向收集器的管道中或者灌注溶液的收集器中。当灌注地段全部预期堵塞时，经低压敏感元件使灌注液体的压力泵和吸入泵的切断和转换成为可能。当在测量状态明显的低压在收集器中起支配作用，以致于在转换时空气入口处吸入大量空气并因此浪费收集空间时，这种低压敏感元件首先在这方面具有优点。补救办法是在多通阀转换之前借助于活塞泵的短的相反方向的空气。

本发明的另外的优点在于，检测感兴趣的参数和标记特性的分析装置以可相互转换的单元存在，当其拆卸时它与分析装置连结的管道可经一封闭机构关闭，以致在该管道中的压力增高，此时别的优点在于，所有的容器，储存器以及全部的进、出管道作为单一的***安置在一个共同的支架上，通过使用该共同支架，可在本装置中自动地建立起泵和多通阀的传动之间的动态耦合力的封闭环路。这样，可以以简单的方式用一只手柄通过一种新的形式代替所有的容器。

最后，本发明的另一种结构变型在于，设有控制药物剂量的定量给药转换开关，在其设定的位置上，以由计值部分计算的方式自动且连续地定量称量，在其第二个位置上可给使用者施用预先确定的药物剂量。故而，还能够将作用数小时的药物的大丸剂量给使用者。计值部分的微处理可以帮助病人找到正确的大丸剂的使用量。

以下，将结合实施例对本发明作更详细地叙述。

附图说明：

图1为本发明的一种装置;

图2为按图1中所示的Ⅱ-Ⅱ线截取的皮下注射针或者皮下导管的剖面图;

图3～图6为按图2剖面所示的结构变型;

无疑，分析装置10可以应用很常规的化学方法，特别是当分析前要把必要的反应混合物添加到灌注液中和用诸如光度计代替电极，它在干化学测量时也特别可能时。

虽然，可意料到添加药物到容器17中的灌注流体以消除在生物体中所确定的的干扰，但从药物使用而来，必须为此经济地应用一种特定的容器19和补加管道13。还应以有利的方式选择处在开口9和皮下注射针2中的药物开口14之间的状态，以便再通过泵抽放的灌注流体损失尽可能少的药物。为了阻止通过排出管7损失带入的药物，应使输入管3或者预成形通道4以及排出管7在导管或者针2的尖端1′以盲状封闭。

故而，在压力特别低时用排出管7连空气也吸入不到刺入处，这证实，如图1中所示，从体表到体内选择灌注方向。当然，经管道7吸入空气由分析装置10中的导电性测量元件或者离子敏感元件检测，它不仅会报警，而且可引入必要的措施，如降低灌注速率，使抽吸方向反向等等。为此，在皮下注射针2上还可附加一块护板2′，以致经皮孔没有空气被吸入。这对无干扰地获得灌注液是有利的，灌注液的压力泵15和抽吸泵16要这样设置，以致在单位时间内把相似或者相同的灌注流体量注入体内，再吸入，当泵15和16有一一致的构造型式，实施就特别简单。

图2所示为按图1中一个截面的皮下注射针/皮下导管2的结构型式的实例。此时预成形通道4的排出管用7表示，通往排出管7的开口用6表示。把诸如呈环通道的通道4设计成以与周围的组织的交换面作最大延伸，并以围绕排出管7和药物管道13设置。通道4的桥式顶盖8限制了显示与组织的平衡表面有关的为数众多的开口9。

图3所示为导管横载面的另一种结构形式，此时通过多个中隔27以导管的纵向把预成形通道4细分。通过为数众多的中隔27分开通道式泵、蠕动泵、压力容器或者相似物，为了实现用于灌注体的压力泵15、吸入泵16以及药物泵12。对于灌注流体来说，在输入和排出装置中设有一只容器17以及一只收集器18，在药物输入的装置62中设有一只药物储存器19。为此，还可应用计值部分11的计算器，根据标记特性的数量以控制用于灌注体的压力泵15和吸入泵16的最佳工作速率。在最佳的几何形状下，当用压力泵15输送似乎成为单独的问题时，则灌注流体只用吸入泵16通过所有管道输送是可能的，因为高压流体在很大的程度下通过开口9排出到组织中。可以使灌注流体的组成达到最佳，以便改善经开口9的物质交换，这样可以用诸如高渗或者极度膨胀的流体或者添加诸如抑制凝固的物质，象例如肝素或者组织纤维蛋白溶酶原活性剂。尤其是试验业已证实一些简单的溶液，如缺离子的水或者一种添加肝素的大约5%的甘露醇溶液。借助于经连接管22与排出管7连接的校准装置20，可以由泵23把容器21中的校准液送到分析部分10的敏感元件上，以便在每次测定前可以作重新校准。

在稳定的敏感元件或者测量电极附近，装校准液的容器21的管道22和泵23自然可以脱离，或者可以相象，分析装置10的敏感元件和测量电极，特别当该装置可容易地更换时，在装置检查以外，也是可能的。

可基本上以同类地设置校准液泵23、灌注流体的压力泵15、回收的灌注体的吸入泵16以及药物泵12，因为对于所有的泵来说，需要相似的泵速率，即以每分钟微升的数量等级。连接管22也可以诸如装在分析装置10的另一侧，它与灌注体的收集器18之间接入管道7′中，此时分析装置中的灌注方向将相反。为了阻止灌注液与校准液混合，通连接管22的排出管7或者通收集器的分析装置10通过一个或多个阀门24、25、25a或者通过一个多通阀分开是有利的。此时涉及的一些阀门的控制，仅仅可以通过管道7、7′和22中的压力比例来控制，即当管道22中的压力升高时，输入管7关闭，以致于校准液虽然达到分析装置10，可是它可不与管道7中的灌注液相混合。相反，当用由管道来的灌注流体灌注分析装置10时，阀门24、25要这样调节，以致使校准液不能从管道22到达分析装置10，可以经压力比控制阀，使液体流经时在阀门上压力升高。还可以用其他的阀，如磁阀代替通过压力比控制的在通液流的管道之内在阀座中受压的阀，这些阀自外切断或者打开管道22、7、7′，很适合用可压缩的软管道7、22或7′，此时根据接通的泵装置可以由计值部分11中的计算器的信号打开或者关闭相应的阀。多通阀或者阀24、25、25a是否用于该目的并不重要，而应当保证能量仅消耗于转换过程，而不是耗于调节阀或者多通阀的状态。

低压敏感元件18′或许应当设置在管道7、7′或者也在收集器18中，应当注意，如果灌注***在任何一个位置上受堵或者可能会引起，以致要通过使灌注***中的液流逆流消除堵塞，则它会报警。

由容器17、18、22和补充可能还有19及43组成的全部容器***，如果设有一个用于校准液的本身的收集器，则最好应当这样实现，以致可把整个***同时换成具有管道3、7、7′、13和22的结构。故而，除个别容器或管道混淆之外，应保证对病人操作简单。为了保证皮下注射针或者皮下导管2在容器***和管道***的整个交换时仍保留在体内，设有一个管道3、7和13的共同插接件26，其上交换***可再与皮下注射针或者皮下导管2连接。通过插接件的相应的几何形状可保证在操作时对病人可不使个别管道相互混淆。采用一种螺丝防松装置，如一种锁紧螺母，可以锁定共同的插接件26。分析装置10可在实现人造胰腺时呈现一种葡萄糖电极，与离子选择性电极或者导电测量仪结合。其优点在于，对于两者测量可以使用同一电子设备，和还可能至少部分地使用同一电极。

图7a～图7f为皮下注射针/皮下导管的另一些结构变型的纵剖面图和横剖面图;

图7g为图7中的一个详细剖面;

图8～图11为按图1所示的一种泵装置的结构变型;

图12为按图1所示的另一种结构变型;

图13a～图13d为按图12所示的一种多通阀的阀门配置;

图14为图12中的一个细部;

图15为一种可移植的装置的一个细部;

图16为按图1和图12作为“葡萄糖-笔”的一种结构变型;

图17～图19为按图1和图12作为“葡萄糖-胰岛素-笔”的一些结构变型;

图20为按图16～图19所示实施的校准装置;

图21和图22为由实验求得的测定曲线。

图1所示为一种测定活生物体组织中的感兴趣的参数的装置。可安置在组织中的部分1构成皮下注射针或者皮下导管2。

在皮下注射针2中延伸着一条通过开口9位于与周围的组织直接接触的预成形通道4，该通道经输入管道3与灌注液的输入和排出装置5连接。在与组织至少达到部分平衡之后，灌注流体经皮下注射针2的尖端区1′中的一个开口6输入到排出管7中并且由它输给分析装置10。开口9之间的桥式顶盖8阻碍组织侵入到预成形通道4中。

分析装置10设有诸如一个双通道分析器，例如用于分析作为感兴趣的参数的葡萄糖和作为标记特性的直流电导率或者交流电导率，此时由封闭的计值部分的计算器11算出的组织糖浓度来这样控制胰岛素泵或者其他药物泵12，以致于达到正常血糖。此时，胰岛素例如经输入管13到达针或者导管的尖端1′，以便在那里通过至少一个药物开口14排出到组织中。根据简化，可以设置一个共同的泵装置，象诸如辊4，如果可能以毛细管间隙分隔，则具有优点，即虽然组织支撑在中隔27上，但这样可以不在灌注距离内渗透，但仍然保证了中隔之间的区域9′中的最大的交换表面。为了继续使平衡通道位移，则还可使中隔27呈螺纹状。当部分或者整根导管由弹性材料构成时，导管2沿空心针28***到组织中，此时空心针28在刺入之后再由组织中抽出，仅仅将导管留在组织中。在针或者导管2的一端最好设有至少一个开口6，此时管道7和13的表面上的中隔在该位置上可以不设，以致于灌注流体从所有的毛细管间隔经至少一个开口6到达排出管7中。

图4所示为另一种可能的结构形式，在皮下注射针/皮下导管2之中设有药物输入管13，通过一块隔板30把预成形通道分成两部分。此时，预成形通道4的以4a表示的部分与图中未表示的输入管3连接。在图1中所示的Ⅱ-Ⅱ截面的高度上，通道4a通过开口29弯曲到通道的第二部分4b中，它与排出管连接。借助于这种结构，不仅可以使用一条而且可使用另一条趋于平衡的通道，然而必须注意，阻止在针的外侧上灌注流体的分流，因为通过分流不能利用趋于平衡的针的总长度。本结构还可不带药物管道13而用连续的隔板30来实施。

图5所示为皮下注射针/皮下导管2的一种结构，它相互同心地设有三个圆筒状套管63、64、65。在最里面的套管63中为药物输入管13，药物在该套管的开口端进入体内。中间的通道64输送灌注流体，此时外面的通道65构成预成形通道4。通道4和管道7之间的开口6以较佳的方式靠近针的尖端安置，虽然最好安置在针的远侧端，为了进一步使用作为灌注距离的皮下注射针的总长度。中间的和外面通道例如在针的端部上以盲状封闭。所述的形式还必须易于机械加工并且可做成很薄的壁，此时在同心的通道63、64、65之间必须仅有一个毛细管间隙。

图6所示为皮下导管或皮下注射针2的最后一种结构形式，其中内部通过一块诸如分叉的隔板31或者两块中隔分成三个部分，此时一部构成预成形通道4且接在输入管3上。对此，隔板31应当这样设计，以致针的尽可能大的圆周作为灌注距离。虽然，针表面的一部分作为平衡表面消失了，但是这可能通过少量材料消耗和对此通过保证无疼痛的较薄的针或细管来补偿。

图7a到图7f所示为皮下注射针2的又一种可能的一些结构形式，此时图7a到图7d所示为相应于图1中的部分的纵剖面，图7e到图7f所示为相应于图2的横剖面。

当针应当反复直接地刺入到体内时，这可能是非常重要的，则针或者导管应具有尽可能小的直径。在一些情况下，相应于图7a到图7f的一种双内径的皮下注射针/皮下导管也适合于发展灌注距离和作为施用药物的入口，此时在针的尖端1′的部位可设有一个药物开口14。当针或导管灌注时，灌注液以通常的方式经预成形通道4通入并且通过灌注段上的吸力通过至少一个开口6到达排出管7中。排出管7可以同时作为药物输入管13，如果间断地使用，则要用高压通过管道7把药物带到开口14上。在施用药物之后，则可以使用诸如灌注流体，但要洗涤自针中来的残留药物，以便给病以实际计算的总的药物剂量。在灌注状态时，药物开口14应无坏处，因为该开口是通过要求的管道7中的低压封闭而本来是通过毗邻的组织来封闭的。

例如图7b所示为一种双通道皮下注射针/皮下注射导管的一种特别容易制作的结构形式。在具有侧面开口9的外部套管65中引入另一个小直径套管63。在形成排出通道7的内部套管63引入之前，可容易地把所需的开口9设置在最外部套管65上，例如借助于应用能量射线，象例如借助于一种激光光束。以有利的方式设置多排孔，排中的处于套管的背面上的开口9往往以套合地设置。此时特别有利的是内部套管63并非整个地向前引到外部管65的尖端1′，以致可以不通过毗邻的体内组织而封闭。

当然，还可想象一些结构形式，如图7c中所示，内部套管63呈封闭状而药物经开口6和在针尖端1′区的外部套管65的环形开口14排出至组织中。

最后是一种结构7d，可能与图7b中的相似，其中外部套管65设有一个呈尖端1′的顶盖而药物经尖端1′区的开口9排出。

如图7e中所示，通过在皮下注射针的中央配置排出管7可把其整个周边用作平衡地段，或者如图7f中所示，针分成预成形通道4和排出管7，此时内部套管63紧靠在外部套管65上。开口9可设置在皮下注射针圆周的大部分上而仅在排出管7紧靠外部套管65处保持关闭。

图7g详细地说明皮下注射针2的开口9的设置。业已证明，例如皮下注射针/导管的最小外径约为0.5毫米，其长度约为20～30毫米。这种针可以诸如在其长度约为18毫米上设置开口9，此时可提供诸如多排在圆周上分布直径约为0.12毫米的孔，如果这些孔以针的纵向按大约0.6毫米的间距（孔中心的距离）设置，则一排大约为30个孔，总共约有120个孔，其交换表面最少为0.0113×120＝1.36平方毫米。在可提供诸如内径约为0.3毫米的皮下注射针的内部，可以构成另一个空心套管，其外径约为0.2毫米，其内径约为0.1毫米。灌注段的针/导管的充满体积仅小于1微升。制作过程可以是这样的，即制作两个在一个工作程序中相对应的孔，再制作在第二个工作程序中圆周上移动90°的一些孔。为了使足够的物质加载于针壁上并且为了保证足够的刚性和安全系数，则应当还使在圆周上移动90°设置的开口以纵轴移动，如附图所示。当然，还可以以螺旋状设置一排或者多排开口9。

交换表面通过开口的结构是另一种变型，其开口直径仅约80微米，它比排出套管的内径小得多。其优点在于，通过这些开口可能渗透到针中的组织物就不会迁移到排出套管。此外，可以把具有多个开口的排出管7设在它的端部上，以便仍然如此可靠地减少堵塞。

由图1可见，本装置设有多个灌注液、校准液以及药物的容器或者用于收集流体的容器以及多个压力泵和吸入泵。为了保证这种微型、可携带的结构形式和同时简化泵的结构，图8所示为一种泵的可能结构，它同时可作为压力泵15和吸入泵16。其中用32表示活塞泵，当传动柱塞33向前运动时，例如借助于摩擦轮，其活塞33使活塞腔36缩小，与此同时活塞腔37形成真空，因为活塞泵32的端部设有盖38，以致腔37同时可用作收集器18。为此，必需用诸如O形圈39使盖38相对柱塞34密封。这样，该分出的腔37用作收集器，一方面结构缩小，另一方面仅是必要的一只泵，既起到泵的功能又起到吸入功能。通过仅在腔37中存在的传动柱塞34所形成的该泵的不同的泵出体积和吸入体积，如对于容器和收集器需要不同大小的体积。则未必绝对是一种缺点。

如图9中所示，为了进一步缩小泵装置和吸入装置的外形尺寸，还使传动柱塞34可弯曲地引出，借助于中心导向部件或者辊66转向且通过其他的O形圈沿活塞泵32使其密封，通过腔36再把它引到活塞33上。采用一种独特的传动，例如如图8中所示的摩擦轮35，就可实现一种最节约地方的压力和吸入装置。带有在活塞的两端上的传动柱塞34的结构形的优点在于，泵出和吸入体积是相等的。可弯曲的柱塞34还可以绳索或者以与活塞33整体成形的塑料部件引出。柱塞34的传动可以通过一只沿着转轴或者螺杆68运动的螺母67实现。为此柱塞34可以通过一种形式变化，例如通过一个凸起物69，在压力和吸入装置更换时啮合在螺母67上，以致使由螺母67和螺杆或者转轴68所组成的全部传动均可保留在本装置中。当柱塞34不仅可以弯曲地引出，而且由可压缩的材料制成时，也可节省相对壳盖38密封传动柱塞34所需要的O形圈。因此，诸如传动柱塞34可由两种材料制成，如由一种抗张力和可弯曲的芯子，例如四氟乙烯塑料和一种可压缩的材料，例如硅树脂。

图10所示为一种活塞泵的又一种可能的结构形式，其中传动柱塞34以螺纹41引出并且例如由摩擦轮使其转动移到外面的自由端41a上。为此，活塞33通过其成型（例如以四角形的或多角形的或者蛋形以代替圆）或者通过在活塞泵32的壁上摩擦以同转的方式被阻止，使柱塞34转动运动转变到活塞33的纵向运动。这种只需极少地方的装置还易于制作，如图10中所示，如果两侧螺纹，该处柱塞34使活塞泵32拉出，设有光滑的位置，以致使柱塞34诸如通过O形圈39和40且相对活塞泵32的壁密封。必要时，还必须通过面对柱塞的附加密封42密封活塞33。如果活塞33由相应的弹性材料制成，则通常避免使用附加密封。

图11所示为图10略加改变的另一种结构形式。传动柱塞34成空心状并且有螺纹41′设置在其内壁上，螺纹由螺杆68传导，按照转动方向，或者向前或者向后运动，这样就使活塞33向前或者向后运动。通过壳体内活塞33的成型再阻碍柱塞34和活塞33同转。对于这种结构形式来说，泵出和吸入的体积也是相等的。

为了简化病人对仪器的操纵，所有的可以互换的替换部分均必须结合在全套一次部件中，这是可能的。图12所示为这类设计的一种可替换的部分。药物储存器19、灌注流体储存容器17、用后灌注流体收集器18、校准液容器21、校准液收集器43以及一种较为详细叙述的多通阀44都设置在一个共同的支架或者一个共同的壳体45中，它不仅为防本装置的电气设备而把所有***中所使用的溶液和流体都密封，而且要保证对病人操纵无一点问题。这样，仅需要共同的支架45以供换新并装入壳体60中。经共同插接件26使管道3、7和13连接在图中未标出的皮下注射针上。当支架45装入装置的壳体60中时，按图示情况自动工作，则活塞泵32的三个传动柱塞34a到34c与摩擦轮35a到35c接触。同样也可以把分析装置10设置在支架45上和与支架一起调换或者还可在支架45的空隙处设置，为了可以做到分别调换。图中仅用框格表示的传动部分90设有能量供给91，以图示点划线的方式表示驱动摩擦轮35a到35c。当然，还有可能的是，分别用马达驱动单个泵或者摩擦轮35a到35c。用49a到49c表示多通阀的工作。

图13所示为多通阀的一个实施例的详细剖视，通过多条独立的、在作为转动体的可动部分49中设置的通道61可以建立以下的一些连接。借助所画图中设置的基准标志来阐明以下引用的所接通的容器和构件：

图13a中所示的位置为同时在灌注液储存器17和输入管3之间、排出管7和分析装置10之间、自分析装置流出的管道7′和收集器18之间以及药物储存器19和药物管道13之间连接。

图13b所示为阀体44′中与外面空气连通的开口47和分析装置10之间以及管道7′和收集器18之间的连接。

图13c中所示的位置为同时在灌注液储存器17和输入管3、排出管7和分析装置10之间、管道7′和收集器18之间以及校准液容器21和药物管道13之间的连接。

图13d所示的位置为同时在校准液和分析装置10之间、管道7′和校准液收集器43之间的连接。

所述的或者相似的结构形式的优点在于，用唯一的一只多通阀以及以唯一的一种转动形式不仅可以有选择地由分析装置10测量灌液体，而且可以借助校准液对分析装置10的敏感元件进行复校。

图13a中所示的位置用于皮下注射针的灌注，此时由分析装置分析运转的可回收的灌注流体，计值部分11的计算器经在药物容器19和针之间建立的连接可经常地施加必要的药物剂量。

图13b所示的位置用于，在校准过程和分析之间通过开口47以吸入气泡，以便阻止待测量的灌注液体和校准液相互混合。同时，也可由多通阀代替一种可能的阀25a（图1），它相对于收集器18或者43来关闭或者开放分析装置10。

图13c中所示的阀门位置用于，一方面经输入管3把由容器17中来的灌注流体供给灌注液通道并且在平衡之后经排出管7通至分析装置10，另一方面代替来自容器19的药物把装有校准液的容器21连接到药物管道13上。即当把本装置用作人造胰腺时，应当一次产生太高的糖值，或许必须停止通过管道13在较长时间内输入胰岛素，为此可以关闭针中的药物开口。为了阻止它，必须通过另一种流体使管道13开着，如图13c所示。因为当血糖太低时给与一种升血糖的物质也是有好处的，可以用这种打开管道13和药物开口14的流体，也可添加一种诸如高血糖素的升血糖物。在一定的情况下，灌注流体也适合于作开放药物管道13的流体，特别是当分析装置10的敏感元件和电极是这样稳定，以致于不必进行复校。在这种情况下，可以取消附加的校准液容器。

当按图13d进行校准时，把来自容器21的校准流体带入到分析装置10中，再经管道7′到达收集器43。另一个重要的、图中未标示的阀门位置建立起在灌注段旁通情况下灌注容器和分析装置之间的连接，为了用一种缺离子和贫葡萄糖的灌注流体进行零点校准。

因为诸如在图13b所示的位置上吸入的空气已使活生物体与流体接触，所以可把细菌过滤器48设置在空气进入位置，例如在开口47上。图13a到图13b清楚地表示了多通阀44的可动部分49中的通道61的分布并且应当仅仅说明这种多通阀的可行性。实际上，通道61设置在多个平面上，这样才能达到一种无交叉、直线分布。在另一种结构中，还有可能是用起必要连接作用的导槽设置在可动部分49上来代替通道61。

还应强调，多通阀44还可具有其他许多重要的功能，如使皮下注射针中的灌注流体流向转换等等。

多通阀44的每个任意的中间位置均同时使分析装置10与排出管7或者与校准容器21以及与通向收集器18和43的管道7′分离，以致在没有改变管道或容器中的压力关系的情况下，可以调换分析装置，其优点在于为输送流体而建立的一次低压或者高压损失不多。也即当必须再建立起始压力时，使个别容器中的位置消失。图13a到图13b中所示的多通阀44的位置还可用于，例如更换传动装置，以致每个阀门位置都使处于这种运转状态的泵驱动。这样，在图13a所示的位置，则接通灌注液泵的以及或许药物泵的驱动装置35b，在图13b所示的阀门位置，则接通灌注液泵的驱动装置35a。而在图13c所示的位置，则连接灌注泵以及校准液泵。在图13d所示的位置，则可单独地连接如校准泵。本装置可以用唯一一个传动部分90及其能量供给91（参见图12）驱动，它使所有的机械功能均经齿条或者图中没有进一步表示的杠杆机构输出。如图12所示，包括所有的容器、泵、管道以及多通阀并设有传动部分90的支架45的连接是很简单的，因为通过把支架设置在本装置中不仅可以保证以摩擦轮输出驱动泵的柱塞，而且同时也可以建立与多通阀的连接。这可以经传动装置49b在其中配合的套筒49a达到与传动部分90的接合。故而，传动装置49b总是正确地与多通阀连接而与多通阀44的位置无关，套筒49a及其零件、传动装置49b以不对称地形成，附加设有一个弹簧49c，以致首先在两部分相互处于正确位置时，可使套筒49a在传动装置49b中啮合。

图14以块表示分析装置10，在发生故障时它可以单独调换。在图中设置的情况下，分析装置10的测量毛细管50借助于O形密封圈51对管道7和7′密封。为了在分析装置10移去时对输入管7和通向收集容器的管道7′进行密封以及阻止由此引起的压力损失，则可设有诸如一种关闭机构52，它经弹簧53拆除管道7、7′。当把分析装置10安置在支架或者壳体45的空隙46中时，分析装置10的每个敏感元件和测量电极10′的电线54经电接触点56自动地与接计值部分11的输入线55连接。

当把预成形通道4设置在移植仪器的表面上和大部分表面上以作为平衡表面时，整个装置还可设计成可移植的。即如图15所示，对于一种可移植的装置，可用针经隔板57通过经皮肤反复装满灌注体或药物的储存器17或19。通过在诸如具有可变形的壁部58的容器17的充满和卸空时的增大和缩小，可以驱动一种机械装置59，例如固定在容器壁上的柱塞，由此在机械上可以使仪器表面上的预成形通道4避免可能长出的组织。通过皮肤有时只将灌注液容器或者药物容器再装满。使用后的灌注液的收集器这里可以不要，因为测量后组织可以再吸收少量的流体。必须强调，文中所述的结构形式仅仅作为实例来谈，还可有许多其他的结构形式。

众所周知，借助手动泵将药物注入体内的努力已获得成功。例如一些装置是这样实现的，其中将药物安瓿设置在记录笔似的外壳中，此时通过杠杆的压力或者轮的转动可使安瓿瓶以所希望的程度前后移动，为把经精确定量的药物剂量注入体内。

图16所示为一种“葡萄糖-笔”的一种实施的结构形式，其中用70表示的近似呈记录笔状的外壳是可见的，其一端设有皮下注射针2。外壳70的内部设有诸如灌注流体用的带有储存器17的活塞泵32，借助于活塞33不仅从容器中泵出灌注体，而且可以把它吸入到收集器18中。诸如借助于一种杠杆装置71经在某种情况下是必要的如图所示的传动装置72用手使活塞运动，以所述的方式把灌注流体带到皮下注射针2的开口9上，同时靠吸力再通过排出管7收集在收集器18内。此时，设有测量毛细管10′的感兴趣物质和标记物质的分析装置10以尽可能紧凑地设置在皮下注射针上。为此，可以在短时间内，如大约1分钟或小于1分钟的数量等级的时间内，通过皮下注射针2泵出流体，在其平衡之后经开口9收集。在较短时间之后，经光显示器73或者声显示掌握感兴趣物质，如血糖的真实浓度，该浓度由分析部分的单元部件11按标记物和感兴趣物质的浓度算出。为了在组织灌注的所必需的时间时保持均匀的流速，多种控制方式是可想象的。例如，可以经在灌注期一再操作其杠杆的杠杆装置71来获得均匀的灌注速率。为此，经图示的弹簧74或者别的贮能器可以一直把杠杆带到其出口端。收集期的灌注速率例如可为1～10微升/分的数量等级。

另外一种吸引人的可能性是一种装载贮器，它具有一个或者多个杠杆装置71的控制机构，可均匀地在最接近的时间内控制传动装置72，由此完成流体输送。当然，它的优点还在于，把另外一种诸如马达的动力源安置在所述的装置中。为了尽可能立即获得测量结果，此时必须以适当的方式使皮下注射针在组织停留仅量短的时间是有益的，使皮下注射针2和分析装置10之间的距离保持尽可能短是有利的，当如图所示时，测量毛细管10′要尽可能紧靠在皮下注射针/皮下导管2的连接件26上。测量用的毛细管10′的容量应当以有利的方式仅取几微升或者更少，使瞬时分析成为可能。标记物质或者标记特性的感敏元件或者测量电极可以通过诸如光显示或者声显示发出测量毛细管10′已恰当地充满和/或完全平衡的信号，以致可使泵停止工作。

具有灌注流体的容器17和收集器18和必要时的分析装置10的整套装置必要时做成单用途装置，在外壳70的螺纹75旋开之后，使它与“葡萄糖-笔”分开，可以用新的置换。测量之后，可以借助于一种常规药物施加器按最终测定的血糖精确地调整必需施加的胰岛素。

如图17中所示，以背面把诸如“葡萄糖-笔”固定在“胰岛素-笔”上也是有利的。两种装置葡萄糖-笔76和胰岛素-笔77经插接件26接在同一个皮下注射针2上，此时可把多通阀44直接接在插接件26上且使皮下注射针2交替地与葡萄糖-笔76和胰岛素-笔77接通。故而可使用同一针，以便测定生物体中的失常，然后借助药物注射消除。

图18所示为一种结构形式，其中葡萄糖-笔和胰岛素-笔并不相互固定在一起，而是安置在共同的外壳70中。由药物容器19、灌注流体容器17以及必要时的分析装置10组成的一次性装置还可作为整体被调换。

当然还可能把单独的可更换的分析装置分别地装在外壳70外直接设置在插接件26上，以致使本装置基本上由多个可易分开的部分构成，相应于调换的频率一个接一个地配置：最上面部分具有合并的计值部分和显示部分且构成保留的机械部分，在下面固定与一次性装置合并的容器和泵，它们在相应的结构中可以形成外壳的一部分，再下面是可插装的分析装置并且其上接有更换最频繁的皮下注射针。

图19所示为本装置的一种微小结构变化的变型的外部视图，78表示定位轮，借助它可以有选择地把传动装置72转换成灌注流体储存器17的活塞33或者转换成药物容器19的活塞。同时，还可以共同操作可能存在的多通阀44。借助于定位轮78可以把诸如传动装置从M＝测量转换成药物施加（例如Ⅰ为胰岛素）或者在药物施加之后转换成皮下注射针的洗涤（S＝洗涤），或者转换成E＝校准。如果使用多通阀，则重视它与容器和收集器相同可调换是有好处的。

如图17所示，也可以有两个杠杆代替单个杠杆装置71，用它可以使容器17和19两者的活塞单独运动。可以用其他所有种类的泵代替活塞泵。外壳70上显示数字73为由计值部分11算出的测定值。还必须强调，当计算和显示最终的感兴趣物质的浓度时，还应当计算必要时的标记物质和感兴趣物质的扩散常数，它可由计值部分中的微处理机加以考虑。

还有可能将多通阀44设置在皮下注射针2或者插接件26和外壳70之间的记录笔状的外壳的前端上，由此保证在结构上特别简单且流体流动转换是可能的。还有一种具有三个通道的皮下注射针（参见图2～6），在这种情况下，流体流动转换是多余的，因为不仅灌注通道而且药物入口也是相互独立的。

因为在图16～19中所示的结构形式中的装置仅仅简单地放置在与身体连接的皮下注射针上并且在其间可供检查，故而可易于注意分析装置的校准。如图20中所示，图16～19的装置可以引入装满校准流体的校准液容器79以及包括校准在所希望浓度中的必要组分。校准液容器79设有一个开口83，其形式与插接件26符合，以致可以气密地把外壳70的针接头84接在容器79上。经葡萄糖-笔或者葡萄糖-胰岛素-笔的泵装置把校准液带到分析装置10上。校准容器79用隔板81分隔成部分容器80、82，由此保证由装置中流出的灌注流体可不与部分容器80中的校准液混合。所说的隔板81也可以是可变形的，为的是保证在部分容器80、82中完全充满高压或者低压时不会出现问题。校准容器79的一个以不对称构成的开口83可以使人们不会错接校准容器。

在图21和图22中所示的曲线图中，横座标上表示时间，小时或者分钟，纵座标上表示葡萄糖或Na⁺浓度以毫克/分升或者毫摩尔/升表示。

图21所示为由本发明的方法求得的组织糖曲线与由按常规方法获得的血糖曲线相比较的图。如图中下部分所示，明显地给出回收灌注体中的钠离子浓度为2～25毫摩尔/升。钠离子浓度明显波动与变换的物理因素有关，这可以从不相同的平衡程度来推论。因此，仅仅分析灌注流体中的葡萄糖浓度是极不够的。首先通过掌握标记物质，在这种情况下为钠离子的浓度，才能补偿平衡程度的波动。由此可见，灌注流体中的葡萄糖浓度为2～30毫克/分升，也处于酶电极的最佳范围。

如图中上部分所示，明显地给出实际计算出的组织葡萄糖浓度与同时获得的血糖浓度一致。组织葡萄糖的计算值略低于由实验同时获得的血糖浓度值，这有多种原因：

1，灌注流体中发生糖酶解，因为使糖酶解的酶是从组织中到达灌注流体中。

2，在该实验中，分析结果不表现在线上而表现在脱离线，此时灌注流体往往积聚15分钟，然后再分析。由此可解释为部分差别在于血糖和计算的组织葡萄糖的时间过程。进一步试验表明，通过添加用于ATP的底物可以获得两者曲线的较好的一致性。图21中的测量曲线是在口服剂量为75克葡萄糖之后由一名健康的对照者得来的。

图22所示为对1型真性糖尿病（Diabetes-mellitus）病人，获得的血糖曲线和组织糖曲线的比较的另一个实例。如图中下部分所示，灌注液体中钠离子浓度也为3～30毫摩尔/升，还说明平衡程度固定变换。由灌注流体的葡萄糖和灌注体钠计算的组织葡萄糖值也表明，同时求得的血糖基本上平行。很明显，组织中葡萄糖浓度低一些也与血糖一致。此外，引人注目的是在经组织中的皮下注射针给胰岛素剂量时，可求获得与血糖值相同的较微量的葡萄糖浓度，以致于除了开始特别明显的糖酶解之外，可使因细胞中吸收的葡萄糖而局部增强胰岛素作用和前所述的细胞外空间的下降成为可能。因此，使灌注液段和胰岛素出口位置之间的距离保持尽可能大或者能把胰岛素经第二枚针在另一个位置上供给，则至少从目前来看是有利的。

Claims (56)

1、一种至少测定活生物体中感兴趣的参数的方法，其特征在于把一种灌注流体直接引入组织中，在其与组织的感兴趣的参数部分平衡之后收集灌注流体和分析感兴趣的参数以及内生或者外来的标记特性，通过它们表示灌注流体与组织的相互作用的程度，以及借助于标记特性物以测定感兴趣的参数。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于作为灌注流体的内生标记特性至少要分析由离子浓度、导电性、阻抗、渗透克分子浓度以及密度组成的组中的一个参数。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于把至少一种可由化学或者物理的方法掌握的物质输入成为灌注流体的外来标记特性物的量度。

4、根据权利要求1～3中之一项所述的方法，其特征在于在预先确定的时间间隔借助于一种校准介质校准为分析感兴趣的参数和标记特性物而设立的分析装置。

5、根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于根据感兴趣的参数的测定值施加药物，此时投药以有利的方式自动地实现。

6、根据权利要求1～5中之一项所述的方法，其特征在于测定作为感兴趣的参数的葡萄糖浓度，作为标记特性物的内生的钠或者氯化物浓度以及必要时的灌注体的温度。

7、根据权利要求1～5中之一项所述的方法，其特征在于测定作为感兴趣的参数的葡萄糖浓度、作为标记特性物的导电性或者阻抗以及必要时的灌注体的温度。

8、根据权利要求1～6中之一项所述的方法，其特征在于测定作为感兴趣的参数的葡萄糖浓度和作为标记特性物的添加了着色剂的灌注液体的浓度。

9、根据权利要求1～8中之一项所述的方法，其特征在于使用一种缺葡萄糖、贫离子、必要时是接近等渗性的溶液作为灌注流体。

10、根据权利要求1～9中之一项所述的方法，其特征在于把一种对感兴趣的参数转化起反作用的底物加到灌注流体，例如在葡萄糖的情况下，一种对其三磷酸腺苷的转化所需要的底物。

11、根据权利要求10所述的方法，其特征在于把3-磷酸甘油酸酯加到灌注流体。

12、根据权利要求1～11中之一项所述的方法，其特征在于计算感兴趣的物质的浓度要附加考虑至少一种标记物质和感兴趣的物质的扩散常数。

13、根据权利要求1～12中之一项所述的方法，其特征在于使用气体状物质把灌注溶液与校准介质分开。

14、根据权利要求1～13中之一项所述的方法，其特征在于至少用两***立的分析装置掌握感兴趣的参数和标记特性，以及当测量值不一致时就会报警。

15、一种至少测定活生物体中感兴趣的参数的装置，其特征在于所说的装置的至少一部分（1）是可安置到生物体的组织中;处于组织中部分（1）其表面上设有一条朝组织在范围（9，9′）中开口、预成形的通道（4），邻近组织，支撑在其壁上;设有一台为把灌注流体输到预成形通道（4）和在其部分地与感兴趣的参数和相对恒定的标记特性平衡之后排出的装置（5）;以及设有一台与供给和排出装置（5）结合在一起且连接在计值部分（11）上的分析装置（10）。

16、根据权利要求15所述的装置，其特征在于所说的用于灌注流体的输入和排出的装置（5）设置一灌注流体储存器（17）、一条通往预成形通道（4）的输入管（3）、一条通往分析装置（10）且经至少一个开口（6）与预成形通道（4）连接的排出管（7）以及必要时一经管道（7′）接在分析装置（10）上的灌注流体收集器（18），此时设有至少一台灌注流体的压力泵和（或）吸入泵（15，16;32）。

17、根据权利要求15或16所述的装置，其特征在于分析装置（10）中设有校准敏感元件的校准装置（20），所说的校准装置设有一校准液容器（21）、一可通过阀（24，25）控制且通往分析装置（10）的连接管（22）、一校准液泵（23）以及必要时一只用于校准液的校准液收集器（43）。

18、根据权利要求15～17中之一项所述的装置，其特征在于设有一输入药物的装置（62），所说的装置（62）设有一药物储存器（19）、一药物泵（12）以及一药物输入管（13），此时输入管（13）中的一药物开口（14）使药物能输到组织中。

19、根据权利要求15～18中之一项所述的装置，其特征在于在组织中存在的部分（1）做成皮下注射针/皮下导管（2），它设有至少两根管道，其中一根设计成具有朝组织的开口（9）的预成形通道（4），另一根设计与经至少一个在皮下注射针/皮下导管（2）的尖端（1′）区的开口（6）连接的灌注流体的排出管（7），此时大部分针表面作为平衡表面。

20、根据权利要求19所述的装置，其特征在于所说的皮下注射针/皮下导管（2）由两根具有不同直径的相互横放的套管（63，65）组成，在两根套管（63，65）之间放有具有基本上环形横截面的预成形通道（63），内套管（63）伸到靠近外套管（65）的顶尖（1′）

21、根据权利要求19所述的装置，其特征在于皮下注射针/皮下导管（2）的预成形通道（4）和排出管（7）通过一块在针的纵向延伸的隔板（30）分开。

22、根据权利要求20或21所述的装置，其特征在于把插接件（26）设置在皮下注射针/皮下导管（2）的由尖端（1′）转移的端部上，端部使在皮下注射针/皮下导管（2）中的预成形通道（4）或者排出管（7）与输入管（3）或者与排出管（7）的在针外面的放置的部分连接在一起。

23、根据权利要求19～11中之一项所述的装置，其特征在于所说的皮下注射针/皮下导管（2）在其尖端（1′）区中设有一个药物开口（14），所说的开口与作为第三根管道在皮下注射针/皮下导管（2）经过的药物输入管（13）连接。

24、根据权利要求23所述的装置，其特征在于药物排出管（7）和输入管（13）经过一根纵向通过一隔板（30）分隔的套管（63），所说套管（63）由一外套管（65）包围并且与它形成一基本上呈圆形状的预成形通道（4），此处外套管（65）具有为数众多的在皮下注射针/皮下导管（2）的尽可能大的表面部分上分布的开口（9）。

25、根据权利要求23所述的装置，其特征在于把药物输入管（13）、排出管（7）以及预成形通道（4）设计成基本上同心的相互横放的套管（63，64，65），此时最里面的内套管（63）为药物输入管（13），在皮下注射针/皮下导管（2）的尖端（1′）区设有朝组织的一个开口（14），外套管（65）具有为数众多的在尽可能大的表面部分上分布的开口（9），排出管（7）在皮下注射针/皮下导管（2）的尖端（1′）区设有至少一个通向预成形通道（4）的开口（6），排出管（7）以及预成形通道（4）在尖端（1′）区在必要时呈盲状关闭（blind  verschlossen）

26、根据权利要求23所述的装置，其特征在于所说的皮下注射针/皮下导管（2）设有容纳排出管（7）和必要时容纳药物输入管（13）的内套管（63），此时为数众多的纵向或者螺旋走向的中隔板（27）设置在套管（63）的表面，套筒与其上支撑的组织一起构成预成形槽（4）以及为了排出灌注体，排出管（7）设有至少一个通向中隔板（27）之间空间的开口（6）。

27、根据权利要求26所述的装置，其特征在于所说的皮下注射针/皮下导管（2）由部分弹性材料构成，为了保护在空心针（28）中安置的中隔板（27），它可在刺入组织后移走。

28、根据权利要求23所述的装置，其特征在于所说的皮下注射针/皮下导管（2）通过以纵向处于预成形通道（4）中的分流的隔板（31）或者多块中隔板再分出排出管（7）和药物输入管（13），此处皮下注射针/皮下导管（2）在预成形通道（4）的范围具有为数众多的开口（9）。

29、根据权利要求19～25中之一项所述的装置，其特征在于皮下注射针/皮下导管（2）的预成形通道（4）设置在开口（9）和支撑组织的桥式顶盖（8）之间。

30、根据权利要求19～25中之一项或28所述的装置，其特征在于设有好几个从预成形通道（4）通向组织的开口（9），最好在皮下注射针/皮下导管（2）的表面纵向设多排开口。

31、根据权利要求19～25或28～27中之一项所述的装置，其特征在于在皮下注射针/皮下导管（2）表面上的预成形通道（4）的开口（9）的直径小于排出管（7）的直径。

32、根据权利要求19～31中之一项所述的装置，其特征在于插接件（26）接在皮下注射针/皮下导管尖端（1′）处转移的端部上，根据其几何形状，所说的插接件明确地安置在皮下注射针/皮下导管（2）中的管道（4，7，13）到本装置的其余部分中。

33、根据权利要求15～32中之一项所述的装置，其特征在于装置（5）的压力泵和吸入泵（15，16）通过活塞泵（32）实现灌注流体输入和排出，此时在两端上封闭的活塞腔（37）成为一个通过活塞（33）与储存器（17）分开的灌注液收集器（18），此处使活塞泵（32）的工作柱塞（34）相对于活塞泵的外壁密封。

34、根据权利要求33所述的装置，其特征在于活塞泵（32）的工作柱塞（34）以可弯曲地引出，通过储存器（17）将灌注液引入容器（18），在每侧上相对于活塞泵（32）的壁是密封的，这样，在导向部分（66）上的工作柱塞（34）可靠近活塞泵（34）的外侧和以本身闭合引导。

35、根据权利要求33所述的装置，其特征在于活塞泵（32）的工作柱塞（34）以可转动形式安置，此时转动工作柱塞，根据其成型活塞33不随动，这样可通过在工作柱塞上和活塞（33）上设置的螺纹（41）使工作柱塞的旋转运动转化成活塞（33）的纵向运动。

36、根据权利要求30所述的装置，其特征在于活塞泵（32）的工作柱塞（34）是空心的，内侧设有螺纹（41′）

37、根据权利要求15～36中之一项所述的装置，其特征在于设有可在其上固定皮下注射针/皮下导管（2）的记录笔似或者手柄似的壳体（70），所说的壳体（70）设有灌注流体输入和排出的装置（5）、对此连接的分析装置（10）和计值部分（11），这样，在壳体（70）上设置的并接在计值部分（11）上的显示器可显示被测参数的读数（73）。

38、根据权利要求37所述的装置，其特征在于在壳体（70）中附加设有药物输入装置（62），此时通过业已存在的皮下注射针/皮下导管（2）实现药物施加。

39、根据权利要求15～38中之一项所述的装置，其特征在于灌注流体活塞泵（32）、药物泵（12）以及必要时校准流体泵（23）可通过杠杆（或手柄）装置（71）手动操纵。

40、根据权利要求39所述的装置，其特征在于杠杆装置（71）最好用弹簧装载一贮能器（74），其后在必要时以中间接通的传动机构（72）之下作用在泵（12，23;32）上。

41、根据权利要求15～18或者33～35中之一项所述的装置，其特征在于所说装置的所有部件、传动部分（90）及其动力供给（91）均设置在可移值的壳体中，壳体表面至少部分地形成预成形通道（4）以及灌注流体储存器（17）和药物储存器（19）是可通过隔板（57）经过皮肤反复装满的。

42、根据权利要求41所述的装置，其特征在于设有一机械装置（59）最好是为用以移出长进预成形通过（4）里的部分组织的柱塞，至少一个容器（17、19）设有可变形的壁部（58），此时容器（17，19）装满时所引起的膨胀驱动柱塞。

43、根据权利要求15～42中之一项所述的装置，其特征在于通过一个多通阀（44）可实现将单根输入和排出管（3、7、7′、13、22）与单个容器（17、18、19、21、43）接通所需要的阀门（24、25、25a）的作用，其阀体（44′）包含所有的输入和排出管（3、7、7′、13、22），其可传动部分（49）设有通道（61）相应地可作明确的调整，此时可动部分（49）的每个位置是可通过定位轮（78）或者自动地通过在传动部分上连接的计值部分（11）的信号控制的。

44、根据权利要求43所述的装置，其特征在于阀体（44′）设有与外部空气连通的开口（47）。

45、根据权利要求44所述的装置，其特征在于开口（47）设有一个细菌过滤器（48）。

46、根据权利要求43～45中之一项所述的装置，其特征在于对于多通阀（44）的可动部分（49）至少三个位置是可能的，此时第一个位置可同时在灌注流体储存器（17）和输入管（3）之间、在排出管（7）和分析装置（10）之间、在分析装置（10）和收集器（18）之间以及必要时在药物储存器（19）和药物输入管之间建立连通;第二位置可在空气吸入口（47）和分析装置（10）之间以及分析装置（10）和收集器（18）之间建立连通;第三个位置可在校准液容器（21）和分析装置（10）之间以及在分析装置（10）和校准液收集器（43）之间建立连通。

47、根据权利要求46所述的装置，其特征在于，多通阀（44）的可动部分（49）的第四个位置可同时在储存器（17）和输入管（3）之间、排出管（7）和分析装置（10）之间、在分析装置（10）和收集器（18）之间以及校准液容器（21）和药物输入筒（13）之间建立连通。

48、根据权利要求46或47所述的装置，其特征在于对于零点校准，多通阀（44）的可动部分（49）的第五个位置可同时在灌注流体储存器（17）和分析装置之间以及在分析装置（10）和收集器（18）之间建立连通。

49、根据权利要求46～48中之一项所述的装置，其特征在于多通阀（44）的可动部分（49）的第六个位置可同时在空气吸入口（47）和输入管（3）之间、在排出管（7）和分析装置（10）之间以及分析装置（10）和收集器（18）之间建立连通。

50、根据权利要求16～49中之一项所述的装置，其特征在于低压敏感元件（18′）设置在引向收集器（18）的排出管（7）中或者灌注液的收集器（18）中。

51、根据权利要求15～50中之一项所述的装置，其特征在于测量标记特性用的离子敏感元件或者分析装置（10）中的导电性测量元件（10′）作为低压敏感元件（18′）的功能，并且记录分析装置（10）的测量毛细管（50）的适当注满情况，此时计值部分（11）的信号使灌注体吸入泵（16）转换或者关闭，在必要时还设有声或光显示。

52、根据权利要求15～51中之一项所述的装置，其特征在于分析装置（10）中设有温度敏感元件（10′）。

53、根据权利要求15～52中之一项所述的装置，其特征在于掌握感兴趣的参数和标记特性的分析装置（10）以可更换的部件存在，在其拆卸时与分析装置（10）连接的管道（7，7′）可经关闭机构关闭，以致于保持在其管道（7，7′）中维持的压力。

54、根据权利要求15～53中之一项所述的装置，其特征在于在校准装置（20）的容器（21）中存在一种与容器（19）中药物相对抗的活性物质以及在校准液容器（21）与药物输入管（13）之间设有一根管道。

55、根据权利要求15～40中之一项所述的装置，其特征在于所有的容器和作为一次***的所有输入和排出管均设置在一共同的支架（45）上，此时泵和多通阀（44）的传动（35a、35b、35c）之间的动力连接可自动地通过在本装置中装入在所说的共同支架（45）而建立。

56、根据权利要求15～40中之一项所述的装置，其特征在于设有一个控制药物剂量的剂量分配器，在第一个位置以由计值部分（11）计算的方式自动而连续地分配剂量，在第二个位置可施加由使用者事先确定的药物剂量。

Images