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DD265001A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR GLUCOSE MONITORING DURING THE DIALYSIS - Google Patents

CIRCUIT ARRANGEMENT FOR GLUCOSE MONITORING DURING THE DIALYSIS Download PDF

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Publication number
DD265001A1
DD265001A1 DD30931187A DD30931187A DD265001A1 DD 265001 A1 DD265001 A1 DD 265001A1 DD 30931187 A DD30931187 A DD 30931187A DD 30931187 A DD30931187 A DD 30931187A DD 265001 A1 DD265001 A1 DD 265001A1
Authority
DD
German Democratic Republic
Prior art keywords
blood
glucose
dialysis
glucose concentration
measured value
Prior art date
Application number
DD30931187A
Other languages
German (de)
Inventor
Gudrun Zahlmann
Petra Enge
Leonore Hartmann
Klaus Lemke
R Moericke
Original Assignee
Ilmenau Tech Hochschule
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ilmenau Tech Hochschule filed Critical Ilmenau Tech Hochschule
Priority to DD30931187A priority Critical patent/DD265001A1/en
Publication of DD265001A1 publication Critical patent/DD265001A1/en

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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

Im Rahmen der Dialyse fuer an Diabetes mellitus erkrankte Patienten wird kontinuierlich oder diskontinuierlich die Blutglucosekonzentration in der Form ueberwacht, dass in geringen Mengen Blut aus dem arteriellen Zweig des Dialysestroms entnommen und zunaechst in einer Mischstrecke mit einer Pufferloesung verduennt wird. Die Foerderung uebernimmt eine Pumpe. Nach Durchlauf der Mischstrecke passiert die Messfluessigkeit eine GOD-Glucose-Elektrode und wird mit der aktiven Reaktionsschicht des pO2-Sensors in Beruehrung gebracht. Das proportional der Glucosekonzentration im verduennten Blut erzeugte elektrische Signal gelangt dann in eine Vorverstaerker/Optokopplereinheit zur Messwertvorverarbeitung und anschliessend in den Hauptverstaerker. Das Ausgangssignal des Hauptverstaerkers dient letztlich dazu m. H. einer Protokolliereinrichtung einen kontinuierlichen Nachweis zu fuehren, eine A/D-Anzeige zu bedienen sowie bei Ueber- und Unterschreitung der vorgegebenen Grenzwerte der Blutglucosekonzentration einen akustischen Alarm auszuloesen. Die Fig. 1 gibt die Gesamtanordnung am besten wieder.In the course of dialysis for patients suffering from diabetes mellitus, the blood glucose concentration is continuously or discontinuously monitored in such a way that blood is taken from the arterial branch of the dialysis stream in small amounts and firstly diluted in a mixing section with a buffer solution. The promotion takes over a pump. After passing through the mixing section, the measuring liquid passes through a GOD-glucose electrode and is brought into contact with the active reaction layer of the pO2 sensor. The electrical signal generated proportionally to the glucose concentration in the dismutated blood then passes into a pre-amplifier / optocoupler unit for measured value preprocessing and then into the main amplifier. The output signal of the main amplifier ultimately serves m. H. to carry a continuous detection of a logging device, to operate an A / D display and to sound an audible alarm when exceeding and falling below the predetermined limits of blood glucose concentration. Fig. 1 shows the overall arrangement best again.

Description

-2- 265 001 Darlegung d·« Wtttni der Erfindung-2- 265 001 Presentation of the Invention

Die technische Aufgabe, die durcii die Erfindung gelöst wird.The technical problem which is solved by the invention.

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, mit der neuen Anordnung eine möglichst einfache und wirkungsvolle Methode der Überwachung des Glucoseniveaus und einer evtl. Regelung auf ein Normalniveau anzubieten und zwar bereits während der Durchführung der Dialyse.The invention is based on the technical object of providing a simple and effective method of monitoring the glucose level and possibly regulating it to a normal level with the new arrangement, namely while the dialysis is being carried out.

Meri./nale der ErfindungMeri./nale of the invention Erfindungsgemäß wird die Aufgabe Jadurch gelöst, da3 das in der künstlichen Niere zirkulierende Blut der arteriellen Seite zurAccording to the invention the problem is solved by the fact that the circulating in the artificial kidney blood of the arterial side to Auswertung gelangt und mittels einer geeigneten Pumpe eine geringe Menge einer Mischeinheit zugeführt und dort mit einerReceived evaluation and fed by means of a suitable pump, a small amount of a mixing unit and there with a Pufferlösung in einem vorbestimmtan Verhältnis verdünnt wird. In einer danach folgonden Durchflußkammer golangt das soBuffer solution is diluted in a predetermined ratio. In a subsequent flow chamber, this will happen

vorbereitete Blut/Puffergemisch mit einer aktiven Sensoroberfläche in Berührung, wobei durch Diffusion von Glucoserr.olekülenin die Reaktionsschicht des Sensors ein der Glucosekonzentration im verdünnten Blut piupurtionalos elektrisches Signal erzeugtwird. Letzteres wird weiterhin über eine Vorverriärker/Optokopplereinheit dem Verstarker zugeleitet, wo es A/D gewandelt wirdund digital zur Anzeige gelangt.prepared blood / buffer mixture with an active sensor surface in contact, wherein by diffusion of Glucoserr.molekülenin the reaction layer of the sensor one of the glucose concentration in the diluted blood piupurtionalos electrical signal is generated. The latter is also fed via a Vorverriärker / optocoupler unit to the amplifier, where it is A / D converted and digitally comes to the display.

Oer Verstarker besitzt eine normale Registriereinhait (z. B. y-t-Schreiber), wonach sich zweckmäßigerweise noch eineThe amplifier has a normal register unit (eg y-t-writer), after which one expediently one Warneinrichtung anschließt damit bei kritischen Zuständen, z. B. einer zu niedrigen Glucosekonzentration im Patientenblut, einWarning device connects with critical conditions, eg. As a too low glucose concentration in the patient's blood, a

optisch-akustisches Warnsignal die mögliche Intervention rechtzeitig einleitet.visual-acoustic warning signal initiates the possible intervention in good time.

An dun Digitalausgang des Vere'ärkors (tonη zusätzlich eine Regeleinrichtung angoscnlossen werden, die die aktuelleAt dun digital output of Vere'ärkors (tonη in addition, a control device angoscnlossen be the current Glucosekonzsntration nach «liner vorgegebenen Zielfunktion mittels Glucose- und/oder Insulininfusionen beeinflußt.Glucose concentration according to the given target function influenced by glucose and / or insulin infusions. Die beschriebene kontinuierliche Meßwertaufnahme kbnn auch diskontinuierlich auf Tasiorabfrage "der nach voreingesteMtemThe described continuous data acquisition can also be discontinuous on the basis of the Tasior query "the most recent Zeitrngime erfolgen.Zeitrngime done. AusfiihrungsbelsplelAusfiihrungsbelsplel Die Erf. ndung soll unhand des Blockschaltbildes der Figur 1 erläutert worden.The Erf. ndung is unhand the block diagram of Figure 1 has been explained.

Figur 2: vorverstarker/OptoUopplereinheit Figur 3: HauptverstärkerFigure 2: pre-amplifier / OptoUopplereinheit Figure 3: main amplifier

Die Blutentnahme aus dem arteriellen Zweig des Dialysesti »mes der künstlichen Niere KN erfolgt kontinuierlich mittels einer denThe blood is drawn from the arterial branch of the dialysis test of the artificial kidney KN continuously by means of a

sicherheitstechnischen Forderungen der Anwendungsklasse C entsprechenden Pumpe P, wobei die geringe Menge mit einersafety requirements of the application class C corresponding pump P, the small amount with a

Pufferlösung der Mischstrecke MS zwecks Verdünnung zugeführt wird. Dabei richtet sich das Verdünnungsverhältnis nach demBuffer solution is fed to the mixing section MS for dilution. The dilution ratio depends on the

erreichbaren linearen Meßbereich "·> Abhängigkeit von der eingesetzton glucosepermeablen Sensormembran. Nach derachievable linear measuring range ">> Dependence on the inserted glucose-permeable sensor membrane

Mischstrecke MS, die aus Gründen üsr homogenen Vermischung Blut/Pufferlösung ausreichend lang und vortelJhafterweise Mixture MS, which for reasons of homogeneous mixing blood / buffer solution sufficiently long and advantageously

gewendelt sein muß, fließt das Gemisch an der GOD-Glucose-Elektrode GE und der aktiven Reaktionsschicht dermust be coiled, the mixture flows at the GOD-glucose electrode GE and the active reaction layer of

Sensor oberfläche des pGySensors SEN vorbei und wird danach vorwerfen. Das durch den Sensor SEN entsprechend derSensor surface of the pGySensor SEN over and will accuse afterwards. That by the sensor SEN according to the Glucosekünzontration im verdünnten Blut erzeugte elektrische Signal wird einer Vorverstärker/Optokopplereinheit VOGlucoseinzontration in dilute blood generated electrical signal is a preamplifier / optocoupler unit VO

zugeführt, die vom netzbetriebenen Hpuptverstärker HV getrennt arbeitet.fed, which operates separately from the mains-operated main amplifier HV.

Die Schaltung der v. g. Einheit wird in Fig. 2 dargestellt.The circuit of the v. G. Unit is shown in Fig. 2. Dadurch wird die Spannungaversorgung der Elektrode GE und die Meßwertvorvera>-beitung eaiisiert.Thereby, the voltage supply of the electrode GE and the Meßwertvorvera> processing is eaiisiert. Der daran im Anschluß geschaltete Huuptvorstärker HV, der in seinen wesentlichen Baugruppen in der Fig. 3 erkennbar ist,The Huuptvorstärker HV connected thereto in the connection, which can be seen in its essential components in FIG. 3,

bereitet die übernommenen Signale weiter auf, so daß des Ausgangssignai, A/D-gewandelt, zur Anzeige AN gelangt bzw. alsprepares the received signals on further, so that the Ausgangssignai, A / D-converted, comes to the display AN or as

Analogsignal zur Protokollierung PR gegeben wird und gogebenenfalls bei Über- bzw. Unterschreitung der eingestelltenAnalog signal for logging PR is given and gogebenenfalls when exceeding or falling below the set Grenzwerte der Glucosekonzr.ntration die Warneinrichtung WE be'ätigt wird. Ein weiterer Te" des Hauptverstärkers realisiertLimits of Glucosekonzr.ntration the warning device WE is be'ätigt. Another Te "realized the main amplifier

eine Kalibrierroutine für die Elektrodenanordnung.a calibration routine for the electrode assembly.

Die Elektroden sind als GOD Glucose-Elektrode mit pOj-Grundsenscr ausgeführt und präpariert.The electrodes are designed and prepared as a GOD glucose electrode with pOj basic sensor. Zu dem Elektrodenkörper gehört ein dichtendes Durchflußstück, »o daß nur die aktive Oberfläche der Elektrode (Kathode) überTo the electrode body belongs a sealing Durchflußstück, "o that only the active surface of the electrode (cathode) via

die Membran mit der Meßflüssigkeit in Kontakt gebracht wird.the membrane is brought into contact with the measuring liquid.

Die beschriebene kontinuierliche Meßwertaufnahme kenn auch diskontinuierlich gemäß Tasterabfrage oder nachThe described continuous measured value recording also known discontinuously according to button inquiry or after

voroingestelltem Zeitrngime erfolgen.preceded by a time frame.

Claims (3)

-ι- 255 001 Patentansprüche:255 255 Claims: 1. Schaltungsanordnung für Glucosemonitoring während der Dialyse, indem vorzugsweise kontinuierlich aus dem arteriellen Zweig dos Dialysestroms der künstlichen Niere mittels einer den sicherheitstechnischen Anforderungen genügenden Pumpe die geringe Blutentnahme erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Blutprobe mit einer Pufferlösung innerhalb der Mischstrecke (MS) zur Verdünnung vermischt wird unter der Voraussetzung, daß der jeweilige lineare Meßbereich in Abhängigkeit von der eingesetzten glucosepermenblen Sensormembran eingehalten wird und sodann die homogene Lösung zwecks Meßwertaufnahme an der GOD-Glucose-Elektrode (GE) und insbesondere der aktiven Reaktionsschicht der Oberfläche des pO2-Sensors (SEN) entlang geleitet wird mit dem Ziel, daß das im pO2-Sensor (SEN) der Glucosekonzentration proportional erzeugte elektrische Signal weiter der Vorverstärker/ Optokopplereinheit (VO) zur Meßwertvorverarbeitung und anschließend dem Hauptverstärker (HV) zugeführt wird, wobei er die übernommenen Signale A/D wandelt und über die Anzeige (AN) entweder digital angibt oder analog der Protokolleinrichtung (PA) zur Registrierung überläßt und gegebenenfalls bei Über- oder Unterschreitung der vorwählbaren Glucosegrenzwerte im Blut eine Warneinrichtung (WE) einschaltet, damit über eine nachgeordnete Regeleinrichtung der Normalwert wieder hergestellt werden kann.1. Circuit arrangement for glucose monitoring during dialysis, preferably by continuously from the arterial branch dos dialysis of the artificial kidney by means of a safety requirements sufficient pump, the low blood collection, characterized in that the blood sample with a buffer solution within the mixing section (MS) for dilution is mixed with the proviso that the respective linear measuring range is maintained depending on the glucose permeable sensor membrane used and then the homogeneous solution for the purpose of measured value at the GOD-glucose electrode (GE) and in particular the active reaction layer of the surface of the pO 2 sensor ( SEN) is passed along with the aim that in the pO 2 sensor (SEN) of the glucose concentration proportionally generated electrical signal further to the preamplifier / optocoupler unit (VO) for measured value preprocessing and then fed to the main amplifier (HV) is, where he converts the acquired signals A / D and either via the display (AN) digitally or analogous to the protocol device (PA) leaves for registration and optionally on exceeding or falling below the preselected glucose limits in the blood a warning device (WE) turns on, so that the normal value can be restored via a downstream control device. 2. Schaltungsanordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beschriebene Meßwertaufnahme auch diskontinuierlich gemäß Tasterabfrage oder nach voreingestelltem Zeitregime erfolgen kann und der Hauptverstärker eine Kalibrierroutine für die Elektrodenanordnung realisiert.2. Circuit arrangement according to item 1, characterized in that the measured value recording described can also be carried out discontinuously according to probe query or preset preset time and the main amplifier realizes a calibration routine for the electrode assembly. HierzuFor this 3 Seiten Zeichnungen3 pages drawings Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für GIu ;osemonitoring während der Dialyse zur diskontinuierlichen oder kontinuierlichen Registrierung des Blutglucosespiegels, wobei ein Vergleich mit den Extreme der Blutglucosekonzentration vorgenommen wird sowie eine nachgeschaltete Regeleinheit fü> die Einhaltung eines Normalwertes sorgt. T< pische Anwendungen finden sich nicht nur in der Medizintechnik sondern u.a. auch in der Chemie- bzw. pharmazeutischen Industrie.The invention relates to a circuit arrangement for glucose monitoring during dialysis for the discontinuous or continuous registration of the blood glucose level, wherein a comparison is made with the extremes of the blood glucose concentration and a downstream regulating unit ensures that a normal value is maintained. Typical applications are found not only in medical technology, but also among others. also in the chemical or pharmaceutical industry. Charakteristi'< des bekannten Standet der TechnikCharacteristic of the known state of the art Gemäß DE-OS 2724543 wird ein Verfehl en zur transcutanen oder subcutanen, verletzungsfreien Überwachung und Bestimmung der Glucosekonzentration im BI it angeboten und unter Ausnutzung der Absorption von strahlendem Licht in Glucose enthaltene Flüssigkeiten die Konzentrationsbestimmung vorgenommen wird. Es besteht der Nachteil, daß im Meßmedium Blut damit keine praxisrelevanten Messungen erzielt werden können. Eine geeignete COD-Glucoso-Elektrode ist deshalb notwendig. Weiterhin gibt es nach dar DE-OS 2326265 eine Vorrichtung zur Überwachung des Blutgiucose Spiegels in einem lebenden Organismus, indem eine implantierte Brennstoffzelle als Kernstück zur Erzeugung eines der Glucosekonzentration proportionaler Signale verwendet wird. Nachteilig wirkt sich dabei aus, daß analytische Messungen kaum rrsögür'i sind. Das US-Patent 4573968 beschreibt eine der Erfirdung nahekommende technische Lösung, die im wesentlichen, allerdings mit deutlich anderen Mitteln Einfluß auf die Blutglucosekonzentration nimmt. Jedoch ist die Zuverlässigkeit der erreichbaren Meßwarte durch 'üe zu stark vereinfachte Anordnung Sensor-Analysator-Ausgang (Steuersignal) als gering zu betrachten. Die Meßanordnung arbeitet nur im Durchflußsystem und mit ionenselektiver Elektr ode. Letztere orweist sich physiologisch als weniger geeignet.According to DE-OS 2724543, a failure is provided for transcutaneous or subcutaneous, injury-free monitoring and determination of the glucose concentration in BI it, and the concentration determination is made by utilizing the absorption of radiant light in glucose-containing fluids. There is the disadvantage that no practically relevant measurements can be achieved in the measuring medium blood. A suitable COD-glucoso-electrode is therefore necessary. There is also according to DE-OS 2326265 a device for monitoring the blood glucose level in a living organism by an implanted fuel cell is used as the core piece for generating a glucose concentration of proportional signals. The disadvantage here is that analytical measurements are hardly rrsögür'i. US Pat. No. 4,573,968 describes a technical solution which approximates the invention and which essentially, but with significantly different means, influences the blood glucose concentration. However, the reliability of the reachable control room due to oversized sensor array analyzer output (control signal) is considered to be low. The measuring device operates only in the flow and ode with ion-selective Elektr. The latter is physiologically less suitable. Die GB-PS 1370943 schlagt ein Überwachungssystem vor, nach dem entspreche* <d der Verfassung des Patienten ein integriertes Signal mit dem Referenzsignal verglichen und bei Über- bzw. Unterschreibung e ne Warneinrichtung betätigt wird, so daß eine anschließende Einflußnahme auf kritische Zustände einsetzen muß.GB-PS 1370943 proposes a monitoring system according to which the patient's condition is compared with an integrated signal with the reference signal and when overwriting or signing e ne warning device is actuated, so that a subsequent influence on critical states must begin , Diese Art der Meßwertvergleichung erfordert apparatetechnisch/schaltungstechnisch oinen relativ hohen Aufwand und ist deshalb nicht effekt-V oinsetzbar.This type of comparison of the measured values requires apparatus-related / circuit-technically relatively high expenditure and is therefore not effective. Ziel der ErfindungObject of the invention Dar Ziel der Erfindung besteht darin, daß bereits während der Dialyse kritische z. ß. Unterzuckerungszustände bei den Patienten sofort jrkannt werden und eine solche Information über die K5he des Glucosenivnaus als Ausgangspunkt für eine geregelte Glucoseinfusion und/oder Insulininfusion gewertet wird, d. h., durch Vergleich des Meßwertes mit bestimmten Grenzwerten kontinuierlich oder auch diskontinuierlich Einfluß auf 'lie Einhaltung des Normalniveaus genommen wird und dabei zeitgleich eine Alarmauslösung orfolgt.The aim of the invention is that already critical during the dialysis z. ß. Hypoglycemic conditions in the patients are immediately recognized and such information about the K5he Glucosenivnaus is taken as the starting point for a controlled glucose infusion and / or insulin infusion, d. h., By comparison of the measured value with certain limits continuously or discontinuously influence on 'lie compliance with the normal level is taken and at the same time an alarm is triggered.
DD30931187A 1987-11-23 1987-11-23 CIRCUIT ARRANGEMENT FOR GLUCOSE MONITORING DURING THE DIALYSIS DD265001A1 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4401400A1 (en) * 1994-01-19 1995-07-20 Ernst Prof Dr Pfeiffer Method and arrangement for continuously monitoring the concentration of a metabolite

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4401400A1 (en) * 1994-01-19 1995-07-20 Ernst Prof Dr Pfeiffer Method and arrangement for continuously monitoring the concentration of a metabolite
US5640954A (en) * 1994-01-19 1997-06-24 Pfeiffer; Ernst Method and apparatus for continuously monitoring the concentration of a metabolyte

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