DE69432403T2 - Ambulante aufzeichnung über vorkommen und aktivität von stoffen im verdauungskanal - Google Patents

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Description

  • Der pH-Wert und die Zusammensetzung von Fluiden und Stoffen sind unterschiedlich in verschiedenen Kammern des Magen-Darm-Trakts, wie beispielsweise Speiseröhre, Magen, Zwölffingerdarm und Dickdarm. Normalenweise kann ein Rückfluss von Stoffen von einer Kammer in eine andere Kammer, die näher am Mund liegt, (wie beispielsweise ein Rückfluss vom Zwölffingerdarm zum Magen oder Rückfluss vom Magen in die Speiseröhre) in eingeschränktem Maß auftreten. Im Fall gewisser Anomalien und progressiver Krankheiten jedoch kann ein Rückfluss von Stoffen (wie beispielsweise von abgesonderten Komponenten, Verdauungskomponenten, Metaboliten und weißen Blutzellen) in höherem Maße auftreten als normal. Der Grad, bis zu dem solche Komponenten zu physischen Schäden führen können, hängt nicht nur vom pH-Wert ab, sondern auch vom Vorkommen bestimmter Bestandteile, wie beispielsweise Komponenten von Gallensäure und Bauchspeicheldrüsensaft. Bei solchen Komponenten ist es jedoch möglich, dass sie nur in gewissen aktivierten Stadien schädlich sind, die vom pH-Wert der Magen-Darm-Kammer definiert werden, oder dem pH-Wert des Fluids, in dem sich die Komponente befindet.
  • Diese Erfindung ist ein Verfahren und ein System, (umfassend einen Katheter, eine Aufzeichnungseinrichtung und ein Analyse-Softwarepaket), mit dem zum ersten Mal der PH-Wert und das Vorkommen von verschiedenen Substanzen im Magen-Darm-Trakt ambulant aufgezeichnet und festgestellt werden kann, ob ein Patient einer übermäßigen Menge von Wirkstoffen in einem schädlichen aktiven Zustand ausgesetzt ist. Die Substanzen werden durch die Überwachung ihrer kennzeichnenden Lichtabsorptions- und Fluoreszenzeigenschaften identifiziert.
  • Die ambulante pH-Aufzeichnung ist zu einem für die Diagnostizierung eines krankhaften Rückflusses vom Zwölffingerdarm in den Magen und vom Magen in die Speiseröhre allgemein üblichen Verfahren geworden. Ein zu diesem Zweck allgemein verwendetes System ist das Synectics LibertyTM-System. Dieses umfasst einen patentierten Einzel kristall-Antimon-pH-Sensor (single crystal antimony pH sensor) (siehe U.S.-Patent Nr. 4,119,498), eine digitale Aufzeichnungseinrichtung (Synectics DigitrapperTM) und ein urheberrechtlich geschütztes Analyse-Softwarepaket (Synectics EsopHogramTM-Paket).
  • Die gegenwärtigen ambulanten Verfahren zum Überwachen des pH-Werts tiefem keinerlei Angaben über die Art der Komponenten, die sich in dem überwachten Fluid befinden, selbst wenn beispielsweise eine alkalische Verschiebung des pH-Werts des Magens ein Anzeichen für das mögliche Vorkommen von zurückgeflossener Gallensäure sein kann.
  • Die Faseroptikaufzeichnung von Bilirubin in Magensaft durch Messen der Absorption von elektromagnetischer Strahlung über wenigstens zwei diskrete Wellenlängen der Strahlung wurde im U.S.-Patent Nr. 4,976,265 von Falcial et al. gelehrt. Dieses Patent beschreibt jedoch nicht das Messen von kontinuierlichen Spektren; es beschreibt nicht das Messen von pH- und Bilirubin-Werten; noch beschreibt es das Messen von Fluoreszenz; und es beschreibt auch nicht den pH-Einsatz als Mittel zum Abschätzen des möglichennreise schädlichen Effekts von Gallensäure (die nur im pH-Bereich von 5 bis 8 aktiv ist).
  • Clarke beschrieb im U.S.-Patent Nr. 5,054,487 ein System für nichtinvasive Stoffanalyse, insbesondere für Flüssigkeiten wie Blut, wobei eine Beleuchtungsquelle mit einer Vielzahl diskreter Wellenlängen verwendet und die Intensität des reflektierten Lichts gemessen wurde. Dieses Patent enthält jedoch keine Beschreibung von Magensaft-Messungen. Es beschreibt auch keine Messungen von kontinuierlichen Wellenlängen. Es beschreibt auch keine Fluoreszenzmessungen. Es beschreibt auch keine kombinierte Messung von Magensaft-Inhalten und pH-Werten. Es beschreibt auch kein Verfahren, in dem der pH-Wert als Indikator dafür verwendet wird, ob die gemessenen Komponenten aktiv sind oder nicht.
  • Robinson et al. lehrt im U.S.-Patent 4,975,581 "Verfahren und Einrichtung zum Bestimmen der Ähnlichkeit eines biologischen Analyten aus einem Modell, das aus bekannten biologischen Fluiden besteht" (Method Of And Apparatus For Determining The Similarity OfA Biologic Analyte From A Model Constructed From Known Biological Fluids"). Diese Erfindung beschreibt eine bevorzugte Ausführungsform für die nichtinvasive Blutzucker- Messung. Robertson erwähnt, dass die Einrichtung auch dann zum Messen von Alkohol, Ketosen, Fettsäuren, Cholesterin, Lipoproteinen, Triglyzeriden verwendet werden kann, wenn Blutzellen, Albumin, Harnstoff-Stickstoff, Kreatinin, gleichzeitige Medikationen wie Arzneimittel und alle anderen Infrarot-absorbierenden Komponenten in einem biologischen Analytfluid vorhanden sind. Alle vorgenannten Komponenten sind ein Anzeichen dafür, dass sich Robinson auf die nichtinvasive Blut- und Blutkomponentenmessungen konzentriert.
  • Robertson beschreibt auch eine alternative Ausführungsform, mit der zwischenräumliche Fluids (Fluids zwischen Zellen) und subdermale Fluids überwacht werden. Diese gilt klar ebenfalls für ähnliche Anwendungen, bei den beabsichtigt ist, dass Glukoselevel eine Insulinpumpe in einer automatischen Schleife steuern, was für Diabetiker von großem Vorteil sein wird.
  • Außerdem beschreibt Robertson eine Ausführungsform, in der eine Faser zu direkten Messungen in das Blut eingeführt wird, und es ist klar, dass Robertsons Absicht darin besteht, ähnliche Komponenten wie oben beschrieben zu messen.
  • Abschließend beschreibt Robertson eine Ausführungsform, in der biologisches Probenfluid in inneren Organen, (wie beispielsweise dem glukoseabhängige Gehirn oder der Leber), mit mehreren Wellenlängen in einem nahen infraroten Spektrum bestrahlt werden; und es versteht sich, das in diesen Ausführungsformen solche Komponenten gemessen werden. Nirgends ist unter Robinson das Messen des Inhalts des Magen-Darm-Kanals beschrieben, das eine andere Ausführungsform wäre, an die Robinson nicht gedacht hat. Nirgends ist beschrieben, Fluoreszenz als Messtechnik einzusetzen, noch spektrofotometrische und Fluoreszenz-Messungen in einem Gerät für die gleichzeitige Messung von Absorption und Fluoreszenz zu kombinieren. Nirgends ist beschrieben, Wobbelimpulse von kontinuierlichen Spektren zu verwenden, die von einer Gruppe von RGB-, Infrarot-C- und Infrarotleuchtdioden so emittiert werden, dass die Reflexionsreaktion zusätzlich zur Fluoreszenzreaktion kontinuierlich gescannt werden können, wodurch eine Anordnung von infraroten oder optischen elektrischen Messwandlern redundant wird. Nirgends wird erwähnt, den pH-Wert bei gleichzeitigem Vorherrschen von enzymatischen Verbindungen zu messen, um zu ermitteln, ob sie sich in einem aktiven Zustand befinden oder nicht.
  • Weitere Bemühungen zum Messen von Komponenten von Magensaft umfassen Magen-Darm-Katheter mit anderen ionenselektiven Sensoren, wie beispielsweise Natriumelektroden. Die ionenselektiven Sensoren können als Zusatz zur vorliegenden Erfindung verwendet werden, zur Validierung und Erweiterung der mit der vorliegenden Erfindung gewonnenen Erkenntnisse.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung lehrt ein System zum ambulanten Aufzeichnen des pH-Werts und des Vorkommens von verschiedenen Stoffen in Kammern des Magen-Darm-Trakts. Die Erfindung wertet des Weiteren das pH-Muster in Relation zu den vorherrschenden Stoffen aus und analysiert den Grad, bis zu dem solche Stoffe sich in ihren normalen oder fremden Kammern in aktiven oder inaktiven Stadien befinden. Dies ist beispielsweise in Situationen von Nutzen, in denen Stoffe aus dem Zwölffingerdarm in den Magen und die Speiseröhre zurückfließen.
  • Das System der vorliegenden Erfindung umfasst einen Magen-Darm-Katheter, eine modifizierte digitale Aufzeichnungseinrichtung und ein Analyse-Softwareprogramm. Der Katheterumfasst einen pH-Sensor mit oder ohne interne Referenz und mit oder ohne Mittel für Druckmessungen, Messungen von potenziellen Unterschieden, Impedanzmessungen oder anderen Messungen in einem Siliziumröhrchen. Der Katheter umfasst des Weiteren ein efferentes Bündel von Optikfasern und ein afferentes Bündel von Optikfasern mit einem Spalt zwischen den benachbarten vorderen Enden der beiden Bündel, und einem erfassenden Reflexionskopf im Spalt am vorderen Ende des Katheters. Das vordere Ende des Katheters wird in das in einer Magen-Darm-Kammer zu überwachende Probenmaterial eingeführt, und das überwachte Material tritt in den Spalt ein. Von dem efferenten Bündel aus wird Licht durch das Material geleitet. Das reflektierte Licht wird zusammen mit allen Fluoreszenzen von dem Material durch das afferente Bündel gesammelt. Die Lichtabsorption und Fluoreszenz des überwachten Materials ist charakteristisch für die Identität des Materials und dessen Aktivitätszustand.
  • Der Katheter ist an eine Holten-pH-Aufzeichnungseinrichtung angeschlossen, in die eine Kombination von Spektrofotometer und Fluoreszenz-Messgerät eingebaut ist. Dieses arbeitet mit einer Beleuchtungsquelle, wobei die Quelle eine Gruppe von RGB- (rot, grün und blau) Infrarot-C- und Infrarot-Leuchtdioden umfasst, wobei die Quelle durch Zeitsteuerungs- und Mikroprozessor-Schaltungen so gesteuert wird, dass die Quelle Lichtimpulse emittiert, wobei jeder Impuls wobbelnde kontinuierliche elektromagnetische Spektren mit Frequenzen und Mustern umfasst, die von dem Mikroprozessor gesteuert werden. Die Lichtimpulse können, müssen aber nicht durch eine polarisierende Faser hindurchführen, bevor sie in das efferente Katheter-Faserbündel gelangen und in den Spalt des Katheters eintreten. Das vordere Ende des Katheters wird in das Fluid in einer Magen-Darm-Kammer so eingeführt, dass sich das zu untersuchende Fluid in dem Spalt befindet. Das Licht wird durch das Fluid zu einem Reflexionsaufsatz im Reflexionskopf und anschließend zurück durch das Fluid zu dem afferenten Faserbündel geleitet. Alles Fluoreszenzlicht vom Fluid gelangt direkt in das Fluid zum afferenten Faserbündel oder wird von dem Reflexionsaufsatz zu dem afferenten Bündel reflektiert.
  • Danach empfängt der Digitrapper das reflektierte Licht und alles fluoreszierende Licht durch einen eingebauten Sensor, der für elektromagnetische Strahlung empfindlich ist und Intensitäten von Reflexions- und Fluoreszenz-Wellenlängen kontinuierlich erfassen kann. Die emittierten und empfangenen Signale werden von analogen in digitale Signale umgesetzt ("AD-umgewandelt") und in dem digitalen Speicher der Aufzeichnungseinrichtung gespeichert.
  • Das Holter-Aufzeichnungsgerät umfasst des Weiteren Mittel zum Messen des pH-Werts, der zum Bestimmen des Aktivitätszustands der spektrometrisch und Fluoreszenz-überwachten Substanzen verwendet werden kann.
  • In einigen Anwendungen, in denen ein polarisierter Filter verwendet wird, kann ein externes elektrisches Feld zur Depolarisation und Ausrichtung der Verbindungen verwendet werden.
  • Der Patient wird daher nur mit einem Katheter intubiert und kann seinem normalen Tagesablauf in seiner gewohnten Umgebung frei nachgehen, gleichzeitig aber den kombinierten Digitrapper zum ambulanten Messen von pH-Wert, Spektrofotometer- und Fluo reszenzmessungen bei sich tragen. Wenn die Aufzeichnung abgeschlossen ist, gibt der Patient den Digitrapper und den Katheter zurück, und die aufgezeichneten Daten werden entweder in der Aufzeichnungseinrichtung oder von einem externen Gerät, wie beispielsweise einem Computer, analysiert. Die Analysesoftware wertet die pH-Level und die verschiedenen vorherrschenden Substanzen während unterschiedlicher Perioden eines 24-Stunden-Zyklus und während Symptomen so aus, dass der Aktivitätsgrad der Substanzen beschrieben wird.
  • Die Analysesoftware analysiert die pH-Werte. Die Software bestimmt auch die Identität und Konzentration der Substanzen. Dies erfolgt durch Analysieren der beobachteten Lichtabsorptions- und Fluoreszenzmerkmale der überwachten Substanzen, indem man nach unterscheidenden Lichtabsorptions- und Fluoreszenzmerkmalen verschiedener möglicher humaner Magen-Darm-Inhalte und -Gemische sucht und sie zu den pH-Werten in Beziehung setzt.
  • Damit wird zum ersten Mal eine ambulante Vorgehensweise möglich, mit der pH-Werte und der Aktivitätszustand der Substanzen sowie die Muster ihrer Exposition in verschiedenen Kammern des Magen-Darms-Trakts ausgewertet werden können.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 stellt das äußere Erscheinungsbild des Systems dar, das den Katheter und die kombinierte ambulante pH- und Spektrofotometer-Aufzeichnungseinrichtung umfasst.
  • 2 ist ein Blockschaltbild, welches ein in Übereinstimmung mit den Grundsätzen der Erfindung konstruiertes ambulantes Gerät darstellt.
  • 3 stellt den kombinierten pH- und Spektrofotometer-Faseroptik-Katheter in Übereinstimmung mit den Grundsätzen der Erfindung dar.
  • 4 und 5 stellen ein Beispiel einer von der Software generierten Auswertung in Übereinstimmung mit den Grundsätzen der Erfindung dar.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • 1 zeigt eine mögliche Ausführung des Systems in Übereinstimmung mit den Grundsätzen der Erfindung. Eine pH-Katheterleitung (1) mit pH-Sensor (2) ist mit efferenten (4) und afferenten (5) Faseroptikbündeln zu einem Absorptions- und Fluoreszenzsensor kombiniert, der einen Reflektor (7) umfasst, der durch einen Doppeldraht-Stahldraht (8) in einer Entfernung von den Glasfasern in seiner Position gehalten wird, wodurch ein Spalt oder Raum (9) geschaffen wird, in den sich Magensaft frei bewegen kann. Der Katheter (10) ist an eine batteriebetriebene Digitrapper-Aufzeichnungseinrichtung (11) mittels optischen Verbindern (12) und (13) (für den optischen Teil des Katheters) und mittels eines elektrischen Verbinders (14) (für den pH-Teil des Katheters) angeschlossen. Der Digitrapper umfasst des Weiteren einen 15-poligen D-Sub-Verbinder (15) für parallele Kommunikation, einschließlich Importieren und Exportieren von Daten in und aus Computern und Druckern, und einen optischen Verbinder (16) für Online-Verbindung mit ähnlichen Geräten ohne Verbindung mit dem Patienten.
  • Der Digitrapper (11) empfängt gemessene spektrofotometrische und/oder Fluoreszenz- und pH-Daten und speichert solche Daten im Direktzugriffsspeicher (RAM). Der Digitrapper (11) umfasst des Weiteren eine Gruppe von vier Schaltern (17), die zunächst zum Einrichten des Instruments und anschließend als Patientenereignistasten während des Aufzeichnens der Daten verwendet werden. Der Digitrapper (11) wird mit dem Schalter (18) ein- und ausgeschaltet. Die Anzeigeeinrichtung (19) führt den Benutzer durch die Einrichtungsprozeduren für den Digitrapper und gibt während der Aufzeichnung die Uhrzeit und den Ereignismodus an. Der Katheter (10) wird in den Magen-Darm-Trakt eingeführt und richtig positioniert, wobei die Sensoren an den Stellen im Magen-Darm-Trakt positioniert werden, die untersucht werden sollen. Anschließend kann sich der Patient frei bewegen, wobei der Katheter (10) an den Digitrapper (11) angeschlossen ist, der vom Patienten getragen wird.
  • Wenn die Aufzeichnung abgeschlossen ist, werden die Daten an einen Drucker oder einen Computer über den Verbindern (15) übertragen, um die Auswertung zu generieren.
  • 2 stellt ein Blockschaltdiagramm in Übereinstimmung mit den Grundsätzen der Erfindung dar. Eine Lichtquelle (21), die eine Gruppe von RGB-, Infrarot-C- und Infrarot-Leuchtdioden umfasst, (die von einer Zeitsteuereinheit (34) und einem Mikroprozessor CPU (32) gesteuert werden), emittiert alle acht Sekunden einen wobbelnden kontinuierlichen Lichtimpuls durch die Linse (22), welche die emittierten Strahlen in das efferente Faserbündel (23) fokussiert. Der Lichtimpuls bewegt sich durch das efferente Faserbündel (23) zu der und durch die Untersuchungsprobe, wie beispielsweise Magensaft. Dann wird der Lichtimpuls vom Reflektor (24) in das afferente Faserbündel (25) reflektiert. Der reflektierte Lichtimpuls bewegt sich zusammen mit allem fluoreszierenden Licht zurück zu einem Sensor (27), der für kontinuierliche elektromagnetische Strahlung empfindlich ist. Die sich daraus ergebenden Signale werden vom Verstärker (28) verstärkt und vom Filter (29) gefiltert und über einen analogen Multiplexer (37) zur Abtast-Halte-Schaltung (20) geführt, wonach die Zeitsteuerung (34) die lichtemittierende Quelle (21) abschalten kann. Danach werden die Signale der Abtast-Halte-Schaltung (30) an einen 8-Bit-Analog-Digital-Umsetzer ("AD-Umsetzer") (31) weitergegeben, der die dann digitalen Signale über Interrupts in den Direktzugriffspeicher (RAM) (33) in den Mikroprozessor CPU (32) herunterlädt. Ein pH-Sensor (35), der auf dem Katheter befestigt ist, der die Faseroptikbündel (23) und (25) enthält, ist an den pH-Verstärker (36) über eine elektrische Leitung im Katheter angeschlossen. Der Verstärker (36) sendet analoge pH-Signale über den analogen Multiplexer (37). Die Signale vom Multiplexer (37) nehmen den gleiche Pfad wie die spektrofotometrischen Signale.
  • Die Synchronisation der Messungen wird durch die Zeitsteuereinheit (34) und den Mikroprozessor (32) übernommen, welche die Lichtemission steuern. Wenn das emittierte Licht durch seine Wellenlängen wobbelt, setzt diese Synchronisation jede Wellenlänge von emittiertem Licht mit der Intensität und den Wellenlängen des daraus resultierenden reflektierten und fluoreszierenden Lichts in Beziehung, das von dem afferenten Bündel empfangen wird. Dies gibt die Absorption und Fluoreszenz an, die wiederum das Vorkommen bestimmter Stoffe angibt. Die Daten und Analyse werden ebenso mit dem pH-Wert in Beziehung gesetzt.
  • 3 ist eine schematische Darstellung des vorderen erfassenden Teils des Katheters (10). Der pH-Sensor (2) ist im Kopf (40) befestigt und über die Leitung (41) an dem hinteren Teil des Katheters (10) angeschlossen und endet mit einem Verbinder zur Auf zeichnungseinrichtung Digitrapper. Der Kopf ist aus Polykarbonat gefertigt und umfasst einen Kanal (42), durch den afferente und efferente Faserbündel zu dem vorderen Ende des Kopfes geführt werden. Ein PVC-Rohr (43) mit einem Außendurchmesser von 3,0 mm ist an dem vorderen Teil des Kopfs (40) über einen Hals (44) in dem Kopf befestigt. Das vordere Ende des Kopfs (40) ist verklebt, um ein Auslaufen von Fluids um die Fasern durch den Kanal (42) in den Kopf (40) in den Katheterkörper (10) zu verhindern. Das vordere Ende von Kopf (40) wird poliert, um Klebstoff zu entfernen und für die Fasern eine glatte Oberfläche bereitzustellen. Die Manteloberfläche des vorderen Endes von Kopf (40) weist Windungen (45) auf, an denen der Reflektor (50) mit zwei geteilten Doppelfeldern (split double springs) (51) gefestigt ist. Damit bleibt ein leerer Raum bzw. Spalt (52) zwischen dem Reflektor (50) und dem vorderen Teil des Kopfs (40), in den das untersuchte Material, wie beispielsweise Magensaft, frei gelangen kann. Der Reflektor (50) wird von den beiden geteilten Drähten (53) von zwei geteilten Doppelfedern (51) in seiner Position gehalten.
  • 4 stellt einen Teil einer Analyseauswertung dar, wie sie gedruckt werden kann, nachdem die aufgezeichneten Daten von der Analysesoftware analysiert worden sind. Der obere Teil der Auswertung (61) wird für Angaben zum Patienten, von Informationen über die Person, die die Prozedur ausführt und der Gründe für die Prozedur verwendet. Der zweite Teil (62) ist ein grafischer Teil, in dem die pH- und Absorptionskurven verschiedener Substanzen in zeitlicher Abhängigkeit dargestellt sind. Da verschiedene Substanzen in unterschiedlichen pH-Intervallen aktiv sind, wird die Zeit, während der jede Substanz aktiv ist, durch eine Schattierung des Bereichs unter oder über einem gewissen Level auf den aktiven Teilen des Diagramms gekennzeichnet.
  • Der dritte Teil (63) der Auswertung liegt in Tabellenform vor, wie in 5 dargestellt. In solchen Tabellen werden die pH-Analysedaten und die spektrofotometrischen Daten so kombiniert, dass die prozentuale zeitliche Exposition einer Substanz in einem aktiven schädlichen Zustand für verschiedene Perioden über 24 Stunden ausgewertet wird, wie beispielsweise Gesamtzeit, präprandiale und postprandiale und Mahlzeiten-Perioden, Ruhepositions- und aufrechte Positions-Perioden sowie verschiedene symptomatische Perioden. Der Tabellenteil der Auswertung kann eine standardmäßige 24-Stunden-pH-Tabelle enthalten, wie sie von der EsopHogramTM-Software generiert wird, oder auch nicht.
  • Ähnliche Tabellen können in der Auswertung entwickelt werden, um die pH-Daten, die Spektrofotometer-Daten und die Fluoreszenzdaten zusammen mit den Angaben der spektrofotometrischen Daten und der Fluoreszenzdaten in eine zeitliche Abhängigkeit zu setzen hinsichtlich des Vorkommens und des Aktivitätsstatus von Stoffen in den Magen-Darm-Kammern, die vom vorderen Ende des Katheters überwacht werden.
  • Die Software identifiziert die vorhandenen Stoffe durch Analysieren der Lichtabsorptions- und Fluoreszenzdaten. Die Lichtabsorptionsdaten werden nach den charakteristischen Lichtabsorptionsmustern von möglichen Magen-Darm-Inhalten analysiert. In ähnlicher Weise werden die Fluoreszenzdaten nach charakteristischen Fluoreszenzmustern untersucht, die das Vorkommen von bestimmten Stoffen angeben. Nach der Analyse druckt die Software eine geschriebene Auswertung aus, welche die Korrelation zwischen Zeit, pH-Daten und angegebenen vorhandenen Stoffen angibt. Diese Informationen können in Grafik- und Tabellenform oder in anderer Form dargestellt werden.
  • Die in der Spezifikation dargestellten und erläuterten Ausführungsformen sollen Fachleuten nur die den Erfindern beste bekannte Möglichkeit lehren, diese Erfindung herzustellen und zu verwenden. Nichts in der Spezifikation ist als Beschränkung des Umfangs der vorliegenden Erfindung zu betrachten. Von Fachleuten könnten viele Änderungen vorgenommen werden, um gleichwertige Systeme herzustellen, ohne von der Erfindung abzuweichen. Die vorliegende Erfindung wird nur durch die folgenden Ansprüche und deren rechtmäßige Äquivalenzen beschränkt.

Claims (8)

  1. System zum Aufzeichnen der Identität und der Konzentration von Substanzen in Magen-Darm-Kammern, das umfasst: einen Magen-Darm-Katheter (10) zum Einführen in die Magen-Darm-Kammern, wobei der Katheter (10) ein efferentes Faseroptikbündel (4, 23), das Licht zu dem vorderen Ende des Katheters (10) transportiert, einen Reflektor (7, 24, 50), der von dem vorderen Ende des efferenten Faseroptikbündels (4, 23) emittiertes Licht reflektiert, ein afferentes Faseroptikbündel (5, 25) umfasst, das reflektiertes und fluoreszentes Licht, das von dem Reflektor (7, 24, 50) reflektiertes Licht, das nicht durch die Substanzen in den Magen-Darm-Kammern absorbiert wird, und fluoreszentes Licht von den Substanzen in den Magen-Darm-Kammern umfasst, sammelt und von dem vorderen Ende des Katheters (10) zu dem hinteren Ende desselben transportiert; eine Lichtquelle (21), die Licht zu dem hinteren Ende des efferenten Faseroptikbündels (4, 23) emittiert; eine Aufzeichnungseinrichtung (11), die Verbindereinrichtungen (12, 13, 14), die das hintere Ende des Katheters (10) mit der Aufzeichnungseinrichtung (11) verbinden, eine Sensoreinrichtung (27), die Intensitäten und Wellenlängen des reflektierten und fluoreszenten Lichtes, das von dem hinteren Ende des afferenten Faseroptikbündels (5, 25) über die Verbindereinrichtung (13) zu der Sensoreinrichtung (27) emittiert wird, erfasst und Lichtsignale erzeugt, sowie eine Verarbeitungseinrichtung umfasst, die die Lichtsignale von der Sensoreinrichtung (27) verarbeitet, um Lichtinformationen zu gewinnen, die sich auf das vordere Ende des Katheters (10) beziehen; dadurch gekennzeichnet, dass der Katheter (10) des Weiteren einen pH-Sensor (2, 35), der pH-Signale erzeugt, wobei der pH-Sensor (2, 35) am vorderen Ende des Katheters (10) angeordnet ist, und eine Leitung (1, 41) umfasst, die von dem pH-Sensor (2, 35) zu der Verbindereinrichtung (14) verläuft, um die pH-Signale zu transportieren; die Verarbeitungseinrichtung des Weiteren die pH-Signale empfängt und verarbeitet, um pH-Informationen zu gewinnen; und das System darüber hinaus eine Analysesoftware-Einrichtung umfasst, die die Licht-Informationen auf Lichtabsorptionsmuster und Fluoreszenzmuster analysiert, um die Identität und Konzentration der Substanzen zeitabhängig zu bestimmen, und die pH-Informationen analysiert, um pH-Werte zeitabhängig zu bestimmen ,und die Ergebnisse der Analysen zeitabhängig kombiniert, so dass der Zustand der Aktivität der Substanzen im zeitlichen Verlauf bestimmt werden kann.
  2. System nach Anspruch 1, wobei die Analysesoftware-Einrichtung des Weiteren umfasst: eine Einrichtung, die einen Bericht erzeugt, der die Zeitabhängigkeit der Identität und Konzentration der Substanzen sowie der pH-Werte zeigt.
  3. System nach Anspruch 2, wobei der Bericht grafische und tabellarische Form hat.
  4. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aufzeichnungseinrichtung (11) die Lichtquelle (21) umfasst und sich das efferente Faseroptikbündel (4, 23) vom hinteren Ende des Katheters (10) zum vorderen Ende desselben erstreckt und die Lichtquelle (21) Licht zum hinteren Ende des efferenten Faseroptikbündels (4, 23) über die Verbindereinrichtung (12) emittiert.
  5. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Lichtquelle eine Gruppe von RGB-Infrarot-C und Infrarot-Leuchtdioden umfasst, wobei die Lichtquelle (21) Licht wobbelnder kontinuierlicher Frequenzen emittiert.
  6. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verarbeitungseinrichtung die Lichtquelle (21) steuert.
  7. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Aufzeichnungseinrichtung (11) des Weiteren eine Speichereinrichtung umfasst, die die Licht- und pH-Informationen speichert.
  8. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verarbeitungseinrichtung des Weiteren umfasst: eine Zeitsteuereinheit (34), die die Emission von Licht von der Lichtquelle (11) steuert; einen Verstärker (28), der die Lichtsignale, die von der Sensoreinrichtung (27) erzeugt werden, empfängt und verstärkt; ein Filter (29), das die Lichtsignale von dem Verstärker (28) empfängt und filtert und sie zu einem Multiplexer (37) überträgt; einen pH-Verstärker (36), der analoge elektrische Signale von dem pH-Sensor (35) empfängt und verstärkt und sie zu dem Multiplexer (37) überträgt; den Multiplexer (37), der die gefilterten Signale von dem Filter (29) und die pH-Signale von dem pH-Verstärker (28) zu einer Abtast-Halte-Schaltung (30) überträgt; die Abtast-Halte-Schaltung (30), die in der Lage ist, die Zeitsteuereinheit (34) abzuschalten; einen Analog-Digital-Wandler (31), der analoge Signale von der Abtast-Halte-Schaltung (30) in digitale Signale umwandelt; einen Mikroprozessor bzw. eine CPU (32), der/die die digitalen Signale empfängt und die Zeitsteuereinheit (34) steuert; und einen Direktzugriffsspeicher (33), der die digitalen Signale von dem Mikroprozessor bzw. der CPU (32) empfängt und speichert.
DE69432403T 1993-01-25 1994-01-24 Ambulante aufzeichnung über vorkommen und aktivität von stoffen im verdauungskanal Expired - Fee Related DE69432403T2 (de)

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