DE3614821A1 - Implantierbare, eichbare messvorrichtung fuer eine koerpersubstanz sowie eichverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine implantierbare Meßvorrich­ tung für eine Körpersubstanz mit einem Meßsensor. Sie betrifft weiterhin ein Verfahren zum Eichen einer im­ plantierbaren Meßvorrichtung für eine Körpersubstanz mit einem Meßsensor.

Die Steuerung eines implantierten Medikamentendosierge­ rätes erfolgt im Idealfall über eine ebenfalls implan­ tierte Meßvorrichtung, die den zu regelnden Körperpara­ meter über einen Meßsensor erfaßt. Aus dem elektronisch verarbeiteten Meßsignal wird ein Steuersignal für die Dosierpumpe abgeleitet. Ein Beispiel für ein solches Gerät ist aus der Diabetes-Therapie bekannt. Dort sind die Meßgröße und die Regelgröße die Glucosekonzentra­ tion im Körper, z. B. im Blut, im Bindegewebe oder im Peritoneum des Patienten. Die Steuergröße ist die In­ sulin-Förderrate. Bei einem solchen sogenannten Closed- Loop-Gerät ist der Meßsensor in der Regel einer Drift unterworfen, die sowohl den Nullpunkt, die Steigung als auch eventuell die Form der Meßcharakteristik betreffen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Meßvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine vorlie­ gende Drift im Meßsignal des Meßsensors erfaßt und aus­ geglichen werden kann. Auch soll ein Eichverfahren an­ gegeben werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine implantier­ bare Eichvorrichtung für den Meßsensor, die an die Meß­ vorrichtung angeschlossen ist, gelöst.

Vorteil einer solchen Eichvorrichtung ist, daß eine Ei­ chung des Meßsensors ohne Eingriff in den Körper des Pa­ tienten von außen vorgenommen werden kann.

Das Verfahren zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß in einem Schritt die am Meßsensor befindliche Sub­ stanz abgesaugt wird, daß in einem zweiten Schritt Eich­ substanz an den Meßsensor gebracht wird, und daß in einem dritten Schritt vom Meßsensor die Eichsubstanz gemessen wird.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Eichvorrichtung ein Durchstichseptum, einen Pufferspeicher und einen Flußpfad umfaßt, der mit dem Durchstichseptum, dem Pufferspeicher und dem Meßsensor kommuniziert. Dabei ist der Pufferspei­ cher zweckmäßigerweise vom Einstichseptum her gesehen hinter dem Meßsensor angeordnet. Mit einfachen Mitteln ist hier die Möglichkeit geschaffen, eine Eichsubstanz an den implantierten Meßsensor heranzuführen. Das für die Eichsubstanz zu erwartende Ergebnis wird mit dem tatsächlichen Meßwert des Meßsensors verglichen. Sollte eine unzulässige Drift aufgetreten sein, kann diese ab­ geglichen werden. Der Austausch von Informationen zwi­ schen der Meßvorrichtung und einem äußeren Gerät geschieht dabei mit Hilfe einschlägig bekannter, z. B. bei Herz­ schrittmachern eingesetzter Methoden. So ist es bei im­ plantierten medizinischen Geräten beispielsweise möglich, mit Hilfe einer im Implantat befindlichen Antenne (Spu­ le) Meßsignale nach außen zu senden oder auch das Steuer­ programm des implantierten Gerätes über einen Empfang von Daten im Empfänger des implantierten Gerätes zu än­ dern.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung erge­ ben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 eine Meßvorrichtung für ein Ultrafiltrat mit inte­ grierter Eichvorrichtung und

Fig. 2 eine Meßvorrichtung für ein Dialysat mit integrier­ ter Eichvorrrichtung.

In Fig. 1 ist eine Meßvorrichtung 1 dargestellt. Die Meßvorrichtung 1 umfaßt ein Gehäuse 3, welches relativ flach ausgebildet ist. Eine Gehäusefläche, z. B. eine Stirnfläche des Gehäuses 3, ist mit einer großflächigen Membran 5 versehen. Die Membran 5 hat eine Fläche von ca. 20 cm². Die Membran 5 ist von einer flachen, topf­ förmigen Kapsel 7 eingefaßt. Zwischen der Kapsel 7 und der Membran 5 ist ein Stützgitter 9 angeordnet. Eine Zu­ leitung 11 führt in einen Zwischenraum, der von der Mem­ bran 5 und der Kapsel 7 gebildet wird. Die Zuleitung 11 führt über einen Meßsensor 13 zu einer Fördereinrichtung 15. Von der Fördereinrichtung 15 führt eine weitere Lei­ tung 17 zu einer Auslaßöffnung 19 im Gehäuse 3.

An den Zwischenraum zwischen der Membran 5 und der Kap­ sel 7 ist ein Pufferspeicher 25 angeschlossen. Der Puf­ ferspeicher 25 kann beispielsweise ein Balg mit elasti­ schen Wänden sein, der in sich zusammenfallen kann.

Ein Durchstichseptum 27 ist über einen Verbindungssteg 29 mit der Zuleitung 11 verbunden. Es entsteht so ein Flußpfad, bestehend aus Zuleitung 11, Zwischenraum zwi­ schen der Membran 5 und der Kapsel 7, und Verbindungs­ steg 29, welcher den Pufferspeicher 25, den Meßsensor 13 und das Durchstichseptum 27 leitungsmäßig miteinander verbindet.

Mit Hilfe einer Fördereinrichtung 15 wird von der Rück­ seite der Membran 5 ein dort entstandenes Ultrafiltrat über den Meßsensor 13 transportiert und durch die Auslaß­ öffnung 19 wieder in den Körper des Patienten zurückge­ führt. Die Membran 5 ist dabei so bemessen, daß durch sie lediglich eine vorgegebene Molekülgröße aus der an ihrer Außenseite anliegenden flüssigen Körpersubstanz hindurchtreten kann. Insbesondere ist die Membran 5 so bemessen, daß sie im wesentlichen für Moleküle bis zur Größe von Glucose-Molekülen durchlässig ist.

Zur Eichung des Meßsensors 13 wird eine Spritze durch das Durchstichseptum 27 durchgestochen. Die in dem Fluß­ pfad enthaltene Flüssigkeit wird soweit abgesaugt, bis der Pufferspeicher 25 zusammengefallen ist. Anschließend wird die Spritze außerhalb des Patienten entleert und mit einer Eichsubstanz gefüllt. Die Spritze mit der Eich­ substanz wird durch das Durchstichseptum 27 hindurchge­ stochen und die Eichsubstanz in den Flußpfad entleert. Es wird soviel Eichsubstanz eingefüllt, bis der Raum bis zum Meßsensor 13 vollständig gefüllt ist. Dadurch ist si­ chergestellt, daß am Ort des Meßsensors 13 Eichsubstanz vorliegt. Entsprechend dem vom Meßsensor 13 gelieferten Meßwert wird die Meßvorrichtung 1 neu abgeglichen oder in ihrem Zustand belassen. Der Abgleich wird dabei über an sich bei implantierbaren Geräten bekannte Kommunika­ tionsmöglichkeiten, wie z. B. eine Signalübertragung mit Hilfe von Antennen (wie Spulen), vorgenommen. Auf diese Weise ist eine Nacheichung eines implantierten Meßsensors ohne Eingriff von außen möglich.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, welches anstatt eines Ultrafiltrats dem Meßsensor 13 ein Dialysat zuführt. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Aufbau ist mit dem gemäß Fig. 1 identisch bis auf die Ausnahme, daß keine weitere Leitung 17 und keine Auslaßöffnung 19 an die Fördereinrichtung 15 an­ schließen. Statt dessen ist die Fördereinrichtung 15 über eine Leitung 30 mit dem Pufferspeicher 25 verbunden. Es entsteht so ein geschlossener Kreislauf, welcher über die Leitung 30, den Pufferspeicher 25, den Zwischenraum zwischen Membran 5 und Kapsel 7 und die Zuleitung 11 zu­ rück zur Fördereinrichtung 15 führt. An der Zuleitung 11 ist der Meßsensor 13 angeschlossen.

Die Membran 5 ist hier so ausgelegt, daß ein Konzentra­ tionsausgleich zwischen dem Körpergewebe auf der Vorder­ seite der Membran 5 einerseits und der Substanz im Zwi­ schenraum zwischen Rückseite der Membran 5 und Kapsel 7 andererseits stattfindet. Eine solche Vorgehensweise ist an sich aus der Dialysetechnik bekannt. Die Konzen­ tration der für die Membran 5 durchlässigen Substanzen im Flußpfad der Meßeinrichtung 1 gleichen sich mit denen im Körpergewebe auf der Vorderseite der Membran 5 aus. Das Signal des Sensors 13 entspricht damit der aktuellen Konzentration der Meßsubstanz im Körper; es ist nur ver­ zögert um die Transportzeit von der Membran 5 bis zum Sensor 13.

Auch in dieser Ausführungsform geschieht der Eichvor­ gang entsprechend dem in Fig. 1 geschilderten Vorgang. Mit Hilfe einer Kanüle wird zuerst die Substanz aus dem Flußpfad ausgesaugt, bis der Pufferspeicher 25 vollstän­ dig entleert und in sich zusammengefallen ist. Anschlie­ ßend wird über diesselbe, im Patienten belassene Kanüle eine Eichsubstanz in den Flußpfad eingebracht. Die Anord­ nung des Pufferspeichers 25 hinter dem Sensor 13 stellt dabei sicher, daß am Ort des Meßsensors 13 Eichsubstanz vorhanden ist. Bei Feststellung einer unzulässigen Drift im Meßwert des Meßsensors 13 wird dieser auf an sich be­ kannte Weise neu abgeglichen.

Für den Fall, daß der Meßsensor 13 zur Analyse eine Sub­ stanz benötigt, die verbraucht wird oder ihre Aktivität verliert, kann die Substanz über das Durchstichseptum 27 aus dem Flußpfad 29, 11 und dem Pufferspeicher 25 ent­ fernt und durch eine neue Substanz ersetzt werden. Eben­ falls können auf diese Weise Spülvorgänge vorgenommen werden, die Ablagerungen auf dem Meßsensor 13, im Fluß­ pfad 29, 11 oder im Pufferspeicher 25 entfernen. Je nach Substanz, die beim Spülvorgang verwendet wird, ist auch eine Regenerierung des Meßsensors 13 möglich.

Claims (8)

1. Implantierbare Meßvorrichtung für eine Körpersubstanz mit einem Meßsensor, gekennzeichnet durch eine implantierbare Eichvorrichtung für den Meß­ sensor (13), die an die Meßvorrichtung (1) angeschlos­ sen ist.

2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eichvorrichtung in die Meßvorrichtung (1) integriert ist.

3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eichvorrichtung ein Durchstichseptum (27), einen Pufferspeicher (25) und einen Flußpfad (11, 29) umfaßt, der mit dem Durchstichsep­ tum (27), dem Pufferspeicher (25) und dem Meßsensor (13) kommuniziert.

4. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Filtrat, das über eine semipermeable Membran (15) aus Körperflüssigkeit gewonnen ist, mißt.

5. Meßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (5) nur Moleküle bis zur Größe von Glucose-Molekülen durchläßt.

6. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie die Konzentration einer per Dialyse gewonnenen Substanz mißt.

7. Implantierbare Meßvorrichtung für eine Körpersubstanz mit einem Meßsensor, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie zum Austausch einer Subtanz ein Durchstichseptum (27), einen Pufferspeicher (25) und einen Flußpfad (11, 29) umfaßt, der mit dem Durchstich­ septum (27), dem Pufferspeicher (25) und dem Meßsensor (13) kommuniziert.

8. Verfahren zum Eichen einer implantierbaren Meßvor­ richtung für eine Körpersubstanz mit einem Meßsensor, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Schritt die am Meßsensor (13) befindliche Substanz abgesaugt wird, daß in einem zweiten Schritt Eichsub­ stanz an den Meßsensor (13) gebracht wird, und daß in ei­ nem dritten Schritt vom Meßsensor (13) die Eichsubstanz gemessen wird.