DE2640987C3

DE2640987C3 - Meßwertaufnehmer zur transkutanen Messung von Gasen im Blut

Info

Publication number: DE2640987C3
Application number: DE19762640987
Authority: DE
Inventors: Uwe Heidel
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 1976-09-11
Filing date: 1976-09-11
Publication date: 1982-06-09
Also published as: DE2640987A1; DE2640987B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Meßwertaufnehmer zur transkutanen Messung von Gasen im Blut durch elektrochemische Bestimmung des Partialdruckes mit einer Heizeinrichtung zur Hyperämisierung der Haut

Es ist möglich, den Partialdruck eines Gases im Blut, z. B. von Sauerstoff und Kohlensäure, über die intakte Haut mit Elektrodenanordnungen unblutig zu messen. Dabei hat sich gezeigt, daß die Haut aktiv hyperämisiert werden muß, um z.B. arterielle PO2-Veränderungen transkutan messen zu können. Eine reproduzierbare, konstante und langanhaltende Hyperämie ist nur durch eine thermische Stimulation der Meßstelle zu erreichen.

Eine bekannte Elektrodenanordnung für die unblutige Messung der Konzentration bzw. des Partialdruckes eines Gases im Blut ist speziell für quantitative Partialdruckmessungen von O2 und H2 auf der Haut vorgesehen. Eine Meßelektrode aus Platin und eine um diese herum angeordnete ringförmige Bezugselektrode aus Silber sind mit einem Elektrolytfilm überzogen und gemeinsam mit einer Membran abgedeckt Diese als Auflagefläche der Elektrodenanordnung dienende Membran wird in einer Kapsel gehalten. Die Meßelektrode steht in thermischem Kontakt mit einer Heizeinrichtung, durch die sie zur thermischen Stimulation der Haut und damit der lokalen Durchblutung aufgeheizt wird (CH-PS 5 30 006).

Ein weiterer bekannter Meßwertaufnehmer benutzt eine Meßelektrode aus dünnem Platindraht und auch eine ringförmig um diese angeordnete Bezugselektrode aus Silber. Beide Elektroden sind wiederum mit einer Membran bespannt, die als Auflage auf die Haut dient Die Hyperämie wird durch Beheizung der Bezugs- also der Silberelektrode mittels einer Heizeinrichtung erzielt (»Die kontinuierliche Kontrolle des arteriellen PO2 und ihre Bedeutung für die Überwachung von Mutter und Kind« Biomedizinische Technik Bd. 19/1974, Nr.

3,587-91).

Beiden bekannten Anordnungen zur transkutanen Messung des Partialdruckes eines Gases im Blut gemeinsam ist der Nachteil, daß eine der beiden Elektroden, im ersten Fall die Meßelektrode und im zweiten Fall die Bezugselektrode des Meßwertaufnehmers beheizt wird. Die gewünschte Hyperämisierung durch die Erwärmung der Haut erfolgt erst nach einem langen Weg der Wärme durch in der Wärmeleitung verschiedene Bauelemente. Sie erfolgt durch die Heizeinrichtung auf dem Umweg über die jeweilige Elektrode, durch einen Teil der Elektrolyten und dann durch die den Elektrolytraum abschließende Membran auf die Haut Dieser Weg führt zu vergleichsweise großen Regelschwankungen, da Temperaturänderungen nur über eine Kette von Wärmeträgern registriert werden können. Weiterhin ist nachteilig, daß die im Elektrodensystem durch die Heizeinrichtung erzeugte Wärmemenge nur teilweise der Hyperämisierung der Haut zugute kommt Ein Großteil der Wärme führt zu einer unerwünschten Beheizung der gesamten Elektrodenanordnung einschließlich des Elektrolyten. Eine definierte Einstellung der Hauttemperatur ist außerordentlich unsicher. Sie ist u. a. von der Umgebungstemperatur und den speziellen Toleranzen des Meßwertaufnehmers, wie Elektrolytschichtdicke, Art und Dicke der Membran und Bespannungszustand abhängig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine möglichst direkte Beheizung der Haut die Umgebungseinflüsse und die speziellen Toleranzen des Meßwertaufnehmers auszuschließen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine außerhalb der Membran angeordnete, mit Gasöffnungen gegenüber der Meßelektrode versehene Heizscheibe gelöst In Ausbildung der Erfindung ist die Heizscheibe in Halterungen steckbar gehalten.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Heizscheibe sich außerhalb der direkten Meßeinrichtung mit der Elektrodenanordnung in dem Elektrolyten und der Membran befindet. Sie liegt mit ihrer vollen Fläche d«m zu beheizenden Hautabschnitt an. Auf diese Weise wird die Heizleitung nahezu ausschließlich für die Hyperämisierung der Haut verwendet, so daß die thermischen Verluste auf ein Minimum reduziert sind. Mit dieser Ausbildung nach der Erfindung werden kurze Meßzeiten erreicht und die Einstellung und Einhaltung einer gewünschten Hauttemperatur entsprechend verbessert Eine gute elektrische Verbindung, die Voraussetzung für eine sicher funktionierende Heizung ist, wird durch die steckbare Halterung erreicht

In weiterer Ausbildung der Erfindung trennt ein Wärmeisolationskörper Membran und Heizscheibe voneinander. Mit dieser Lösung wird der bei den bekannten Ausführungen nachteilige Wärmefluß durch Wärmeleitung in die Elektrodenanordnung einschließlich des Elektrolyten hinein noch weiter verhindert.

Die Heizscheibe und der Wärmeisolationskörper, der als Spannelement für die Membran ausgebildet sein kann, können miteinander verbunden sein, so daß sie gemeinsam hantiert werden.

Mit dieser Lösung wird eine einfache Beobachtung des Zustandes der Membran möglich. Der Austausch der Membran einschließlich der Bespannung der

Elektroden wird sicher durchführbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben:.

Ein Gehäuse 1 besitzt einen zylindrischen Ansatz 2, der die Elektrodenanordnung mit der Meßelektrode 3 aus Platin, dem Elektrolytraum 4 und der Bezugselektrode 5 aus Silber aufnimmt Der Elektro.'ytraum 4 ist durch die Membran 6, die über den zylindrischen Ansatz 2 gespannt ist, abgedeckt Die Anspannung erfolgt mittels des Wärmeisolationskörpers 7, der wiederum in Halterungshülsen 8 gehalten ist Durch die geringe freie Höhe zwischen der Membran 6 und dem zylindrischen Ansatz 2 bildet sich ein Elektrolytfilm 9 zwischen der Membran 6 und der Meßelektrode 3 aus. Eine Heizscheibe 10 nimmt in einer passenden Höhlung den zylindrischen Ansatz 2 und den Ansatz 11 des Wärmeisolationskörpers 7 auf. Der Wärmeisolationskörper 7 trennt die Elektrodenanordnung und in einem wesentlichen Teil ihrer Fläche die Membran 6 thermisch von der Heizscheibe 10. Die Heizscheibe 10 ist in bekannter Weise elektrisch heizbar. Sie ist steckbar über Steckkontakte 12 in den Halterungshülsen 8 gehalten. Die elektrischen Heizungsanschlüsse 13, der Meßelektrodenanschluß 14 und der Bezugselektrodenanschluß 15 werden über die Bohrung 16 aus dem Gehäuse 1 herausgeführt

Die Heizscheibe 10, die bei den Messungen mit der Fläche 18 der zu erwärmenden Haut anliegt, besitzt gegenüber der Meßelektrode 3 öffnungen 17, durch die das durch die Haut austretende, zu messende Gas in den Meßwertaufnehmer eintreten kann.

Die Temperatur der Heizscheibe 10 wird in bekannter Weise über einen nicht dargestellten Meßfühler gesteuert

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Meßwertaufnehmer zur transkutanen Messung von Gasen im Blut durch elektrochemische Bestimmung des Partialdruckes mit einer Heizeinrichtung zur Hyperämisierung der Haut, gekennzeichnet durch eine außerhalb der Membran (6) angeordnete, mit Gasöffnungen (17) gegenüber der Meßelektrode (3) versehene Heizscheibe (10).

2. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizscheibe (10) in Halterungen (8,12) steckbar gehalten ist

3. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungen aus Halterungshülsen (8) und Steckkontakten (12) bestehen, über die gleichzeitig der Heizenergieanschluß erfolgt

4. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmeisolationskörper (7) Heizscheibe (10) und Membran (6) voneinander trennt

5. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeisolationskörper (7) Spannelement für die Membran (6) ist

6. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizscheibe (10) und der Wärmeisolationskörper (7) miteinander verbunden sind und gemeinsam hantiert werden.