DE1220966B - Endoradiosonde - Google Patents

Description

• Endoradiosonde Die Erfindung betrifft eine Endoradiosonde zur Messung physikalisch-medizinischer Daten mit einer Oszillatorschaltung, die in ihren elektrischen Größen durch die zu messenden Daten beeinflußt wird.
• Das Wesen der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Oszillatorschaltung für den Kurzwellenbereich ausgelegt ist, und zwar in der Form einer an sich bekannten Transistorschwingschaltung mit kapazitiver Rückkopplung, bei der ein pH-Fühler in die Zuleitung zur Transistorbasis unmittelbar vor dem Transistor eingeschaltet ist.
• Unter Kurzwellenbereich soll der Frequenzbereich mit Wellenlängen zwischen 10 und 100 m verstanden werden.
• Schon seit der Begründung der wissenschaftlichen Medizin bestand der Wunsch, genauere Auskünfte über Vorgänge im gesunden und kranken Verdauungstrakt zu gewinnen. Die wechselnden Eigenschaften des Darminhalts können oft weder mit klinischen noch mit röntgenologischen Methoden einwandfrei ermittelt werden. Auch bei Aspiration mit einem Schlauch kann man häufig nicht die gewünschten Ergebnisse erhalten. Außerdem ist diese Methode für die Patienten äußerst unangenehm, Es wurden schon seit langem Versuche gemacht, bei Intestinalmessungen die Methode der drahtlosen Registrierung anzuwenden, jedoch war erst durch das Entstehen der Halbleitertechnik der Weg zum Bau praktisch einsetzbarer Endoradiosonden geebnet.
• Von V. K. Zworykin, C. Berkley und J. T.
• Fahrer wurde 1957 eine Endoradiosonde von 30 mm Länge und einem Durchmesser von 10 mm entwickelt. Hierbei wurde als Schwingschaltung eine sogenannte Meissner-Schaltung mit induktiver Rückkopplung benutzt. Die Frequenzstabilität derartiger Schaltungen ist allerdings nicht sehr groß, so daß sich diese Schaltungen bei Endoradiosonden nicht ohne weiteres einsetzen lassen. Die Schwingfrequenz des Transistorsenders betrug 900 kHz. Es wurden mit dieser Endoradiosonde Peristaltik-, also Druckmessungen durchgeführt.
• Weiterhin wurde von St. MacKay und B. Jacobson eine Endoradiosonde von 28 mm Länge und 9 mm Durchmesser konstruiert, die für Druck- und Temperaturmessungen geeignet war. Als Arbeitsfrequenz der als Dreipunktschaltung ausgebildeten Schwingschaltung wurde eine Frequenz von 400 kHz gewählt.
• Auch die von M. v. Ardenne und H. B. Sprung verwendete, der Zworykin-Sonde weitgehend gleichende Transistorschaltung, der durch Einfügen eines Gegenkopplungswiderstandes eine erhöhte Tempera- turstahilität nachgerühmt wurde, zeigt nicht die ge wünschte hohe Meßgenauigkeit. Diese Autoren befaßten sich weitgehend mit Druckstudien (Peristaltik).
• Ihre Sonde hatte die minimale Größe von 26 mm Länge bei einem Durchmesser von 8 mm. Als Arbeitsfrequenz wurde eine Mittelwellenfrequenz von 1500 kHz, später von 1900 kHz gewählt, Zur pH-Messung wurde eine Antimonelektrode benutzt, die in Verbindung mit einer Ag/AgCl-Elektrode in die Kollektorleitung des Schwingtransistors eingefügt wurde.
• Gegenüber diesen bekannten Endoradiosonden hat die erfindungsgemäße Sonde den wesentlichen Vorteil, sehr viel kleiner aufgebaut werden zu können.
• Die erfindungsgemäße Endoradiosonde weist einen Rauminhalt von etwa 150 mm3 einschließlich des Stromversorgungsteils auf, was einem Zylinder von etwa 8 mm Länge und 5 mm Durchmesser entspricht.
• Die Einschaltung des pH-Fühlers in die Basisleitung unmittelbar vor dem Transistor weist gegenüber der oben erläuterten bekannten Schaltung den sehr wesentlichen Vorteil auf, daß bei einer Änderung des pH-Werts eine sehr viel größere Frequenzänderung zustande kommt, ohne daß Verfälschungen beispielsweise durch Temperaturschwankungen merklich in Erscheinung treten. Erst durch die Verwendung der Kurzwelle wird nämlich eine Multiplikation dieses Effekts bewirkt. Die erfindungsgemäßen Merkmale, nämlich die Ausnutzung der Kurzwelle und die Einschaltung des pH-Fühlers direkt an der Transistorbasis, bewirken somit gemeinsam eine Verbesserung der Sonde in Richtung einer Vergrößerung der Frequenzänderung bei pH-Wert-Anderungen, was einer Vergrößerung der Meßgenauigkeit gleichkommt.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltung für eine Endoradiosonde dargestellt. Der Transistor dieser Schaltung ist mit T bezeichnet, während die Schwingspule das Bezugszeichen L trägt. Diese ist auf der einen Seite einmal mit der Anode der Batterie Ba und zum anderen über eine Drossel Dr und einen der Drossel parallelgeschalteten Kondensator C3 mit dem Emitter des Transistors T verbunden. Die andere Seite der Spule ist über den Kondensator Cl und den Widerstand R mit dem Kollektor des Transistors T und der Kathode der BatterieBa verbunden. Außerdem besteht über den Kondensator Cl und einen weiteren Kondensator C2 eine Verbindung dieser Seite der Spule L zum Emitter des Transistors. In die zwischen den Kondensatoren Cl und C2 angeschaltete Rückkopplungsleitung zur Basis des Transistors ist der pH-Fühler F eingeschaltet.
• Durch Einfügen von Widerständen in die Emitter-oder Kollektorleitung kann die Temperaturstabilität der beschriebenen Schaltung noch erhöht werden.
• Als Batterie kann man ein extrem kleines Element verwenden, dessen Elektroden aus Zink (Zn) und Gold/Goldchlorid (Au/AuCl3) oder aus Zink (Zn) und Silber/Silberchlorid (Ag/AgCl) bestehen. Ein derartiges Element bietet keine Gefahr für den Patienten. Der pH-Fühler F kann aus einer Antimon-Elektrode und einer Silber/Silberchlorid-Elektrode bestehen. Bei der Benetzung der Elektrode mit Intestinalflüssigkeit verschiebt sich nach Maßgabe der an den Elektroden auftretenden, vom pH-Wert abhängigen Spannung die Frequenz des Senders um den pH-Wert entsprechende Beträge.
• Die Sonden können durch einen bis zum Mund reichenden Faden oder magnetisch durch eingelegte Eisenstifte und an den Körper gehaltene Elektromagneten an jeder gewünschten Stelle des Darmkanals festgehalten werden. Außerdem ist die Lage der Sonden röntgenologisch einfach zu kontrollieren.
• Die von den Sonden abgestrahlte Frequenz läßt sich mühelos mit einem Kurzwellenempfänger feststellen, dessen Antenne sich nahe dem Patienten befindet. Durch Verwendung einer Antennenspule mit Ferritkern kann man auch die Lage der Sonde innerhalb des Patienten orten.
• Gegenüber den bekannten Sonden hat die erfindungsgemäße Sonde den Vorteil, besonders klein zu sein. Außerdem ist die Schaltung äußerst frequenzstabil, wodurch die Meßgenauigkeit erhöht wird.
• Eine weitere Erhöhung der Meßgenauigkeit kommt dadurch zustande, daß bei der erfindungsgemäßen Schaltung mit der Änderung des pH-Wertes eine relativ große Änderung der Sendefrequenz der Sonde zustandekommt.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Endoradiosonde zur Messung physikalischmedizinischer Daten mit einer Oszillatorschaltung, die in ihren elektrischen Größen durch die zu messenden Daten beeinflußt wird, d a du r c h gelrennzeichnet, daß die Oszillatorschaltung für den Kurzwellenbereich ausgelegt ist, und zwar in der Form einer an sich bekannten Transistorschwingschaltung mit kapazitiver Rückkopplung, bei der ein pH-Fühler in die Zuleitung zur Transistorbasis unmittelbar vor den Transistor eingeschaltet ist.
2. 2. Endoradiosonde nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Rauminhalt von etwa 150 mm3 (Zylinder von 8 mm Länge und 5 mm Durchmesser) einschließlich Stromversorgungsteil.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Zeitschrift »Zeitschrift für innere Medizin«, Heft 8, 1958, S. 269 und 270; Zeitschrift »Medizinal-Markt«, Juli 1956, S. 252 bis 257; Zeitschrift »Medizinal-Markt«, August 1958,S.283; »Techn. Zentralblatt«, 1957, S. 2145; Zeitschrift »Electronics engineering edition«, 3. 1.

   1958, S. 52; Zeitschrift »Die Technik«, September 1958, S. 614 bis 616; Zeitschrift »The Lancet«, 15. 6. 1957, S. 1224; Fachbuch von Lloyd P. Hunter, »Handbook of semiconductor electronics«, 1. Aufl., 1956, S. 14-4; Zeitschrift »Die Naturwissenschaften«, Dezember 1958, 5. 564.