Пристрій для чрезшкірного вимірювання парціального тиску кисню в крові

УКРАЇНА (19) UA О!) 6525 „з, C1 5 A 61 В_5/14 ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД (54) ПРИС1РІЙ ДЛЯ ЧРЕЗШКІРНОГО ВИМІРЮВАННЯ ПАРЦІАЛЬНОГО ТИСКУ КИСНЮ В КРОВ! 1 (20)94301187, 16.07.93 (21)4856454/14 (22) 01.08.90 (SU) (46)29.12.94. Бюл. № 8-І (56) Автсрсі г*» свидетельство СССР № 1697742, кл. А 61 В 5/14. (71) H*v, ^ао-Іиженерний центр автоматизо-вг vx ОІотехнічних систем "Сонар" Ордена Тіудивого Червоного Прапора інституту к 4 ,рнетики АН УРСР [1^ Сзкай Едуард Аполінарьйович, Афан ;'EL Валентина Петрівна, Єськов-Сосковець Володимир Михайлович, Ройтман Юхим Моїсейович, Король Валерій Іванович (73) Науково-інженерний центр автоматизованих біотехнічних систем "Сонар" НТК Інституту кібернетики їм. В.М.Глушкова АН України (UA) (57) Устройство для чрезкожного измерения парциального давления кислорода в крови, содержащее датчик, включающий в себя платиновый катод и серебряный анод, погруженные в электролит и закрытые кислородопроницаемой мембраной, и нагревательный элемент, размещенный в корпусе датчика, последовательно соединенного с измерительным блоком и блоком питания, о т ли ч а ю щ е е с я тем, что в него введен импульсный регулируемый генератор напряжения, включенный между источником питания и катодом датчика. O Изобретение относится к медицинской технике, а именно - к устройствам для диагногтики и может быть использовано в практике для измерения кислорода в крови без нарушения покрова тканей человека. Известно устройство для чрезкожного изменения парциального давления кислорода в хрови, содержащее датчик с платиновым катодом и серебряным анодом, закрытыми кислородопроницаемой мембраной, снабженной нагревательными элементами, к катоду датчика подсоединен выход блока питания, а ток с анода поступает на измерительный блок. Уменьшение поляризации рабочих электродов достигается периодическим включением ультразвукового генератора, соединенного с пьезоэлектрической пластиной, смонтированной в корпусе датчика. Это устройство обеспечивает быстродействие измерения уровня кислоро да в крови. Однако, недостатками данного устройства является невысокая стабильность его работы, а также повышенная погрешность измерений. Техническими преимуществами предлагаемого решения являются повышение стабильности и уменьшение погрешности измерений при высоком быстродействии. Это достигается тем, что в устройство для чрезкожного измерения парциального давления кислорода в крови, содержащее датчик, включающий в себя платиновый катод и серебряный анод, погруженные в электролит и закрытые кислородопроницаемой мембраной, и нагревательный элемент, размещенный в корпусе датчика, последовательно соединенного с измерительным блоком и блоком питания, согласно изобре-* тению, введен импульсный регулируемый елю О1 о 6525 генератор напряжения, включенный между источником питания и катодом датчика. Подключение импульсного регулируе мого генератора напряжения к катоду при водит к уменьшению расхода кислорода в 5 процессе измерения. При работе из-за ко роткого времени поляризации электрода электрохимические реакции не успевают произойти, а ток, протекающий в измери тельной схеме, обусловливается процессом 10 адсорбции кислорода. Процесс адсорбции кислорода на платине происходит быстро, что и обеспечивает высокое быстродейст вие, стабильность и малую погрешность из мерений. 15 Импульсный генератор обеспечивает задаваемые параметры частот, регулирование скважности, амплитуды и заданного уровня напряжения в измерительной цепи. Нафиг.1 представлена структурная схе- 20 ма устройства для чрезкожного измерения парциального давления кислорода в крови; на фиг.2 - схема электрохимического датчика. Устройство для чрезкожного измерения 25 парциального давления кислорода в крови содержит датчик 1 с платиновым катодом 2 и серебряным анодом 3, измерительный блок 4, блок питания 5 и импульсный регулируемый генератор напряжения 6. В схеме 30 датчика 1 имеются нагревательный элемент 7 с терморегулятором 8. Датчик 1 (фиг.2) состоит из точечного платинового катода 2 и серебряного анода 3, смонтированных в выемке корпуса 9, за- 35 полненный электролитом и закрытой кислородпроницаемой мембраной 10. Нагревательный элемент 7 размещен в теле корпуса 9. Кислородпроницаемая мембрана 10 закреплена с помощью эластичного рези- 40 нового кольца 11. Устройство для чрезкожного измерения парциального кислорода в крови работает Объект следующим образом. Измерительный электрохимический датчик 1 закрепляют на коже пациента и включают нагревательный элемент 7. По достижении температуры 44,5°С обеспечивается работоспособность устройства - возникает ток, который фиксируется в блоке измерений 4. В течение всего времени проведения измерения от импульсного регулируемого генератора напряжения 6 подают импульсы с частотным заполнением 20 мкс, амплитудой 0,65 В при скважности, равной 5. Выходной сигнал устройства, фиксируемый в виде напряжения, связан прямо пропорционально с содержанием кислорода в анализируемой среде (крови). Стабильность показаний определялась, как изменение содержания кислорода, определяемого транскутанным способом в течение 1 часа, и вычислялась по формуле: = P ol - Р оЗ PoJ хЮ 0% где Poi - парциальное давление кислорода через 10 с после включения; парциальное давление кислорода через 1 час после включения. Технические характеристики предлагаемого устройства в сопоставлении с устройством-прототипом представлены в таблице. Предлагаемое устройство для чрезкожного измерения парциального давления кислорода в крови за счет наличия в схеме импульсного регулируемого генератора напряжения обеспечивает воздействие на катод переменным напряжением с регулируемыми параметрами, что позволяет повысить стабильность работы устройства, а также упростить конструкцию электрохимического датчика. Быстродействие, с Относительная Стабильность, % погрешность, % Предлагаемое устройство Устройство-прототип 2 3 1 3 1 10 6525 Упорядник Згочлення 632 Коректор А.КОЗОРІЗ 1 Техред М.Моргентал Фи 2 Тираж . Підписне Державне па тентне ві домство України. 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Виробничо-видавничий комбінат "Патент", м. Ужгород. вул.Гагаріиа, 101 УКРАЇНА (19) _У-Г/\ ( I D _ 6525 оз, С1 (5D5 А 61 В 5/14 ОПИС ДО ПАТЕНТУ ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО НА ВИНАХІД (54) ПРИС1РІЙ ДЛЯ ЧРЕЗШКІРНОГО ВИМІРЮВАННЯ ПАРЦІАЛЬНОГО ТИСКУ КИСНЮ В КРОВІ 1 (20)94301187, 16.07.93 (21)4856454/14 (22) 01.08.90 (SU) (46)29.12.94. Бюл. N? 8-І (56) Авторе: с** свидетельство СССР № 1697742, кл. А 61 В 5/14. (71) Ніл, .ао-Іиженерний центр автоматизо-Bts vx віотехнічних систем "Сонар" Ордена Тп/д^вого Червоного Прапора Інституту к 4 .рнетики АН УРСР (ld^ Сікай Едуард Аполінарьйович, Афан z eL > Валентина Петрівна, Єськов-Сосковець Володимир Михайлович, Ройтман Юхим Моїсейович, Король Валерій Іванович (73) Науково-інженерний центр автоматизованих біотехнічних систем "Сонар" НТК Інституту кібернетики їм. В.М.Глушкова АН України (UA) (57) Устройство для чрезкожного измерения парциального давления кислорода в крови, содержащее датчик, включающий в себя платиновый катод и серебряный анод, погруженные в электролит и закрытые кислородопроницаемой мембраной, и нагревательный элемент, размещенный в корпусе датчика, последовательно соединенного с измерительным блоком и блоком питания, отличающееся тем, что в него введен импульсный регулируемый генератор напряжения, включенный между источником питания и катодом датчика. ON Изобретение относится к медицинской технике, а именно - к устройствам для диагностики и может быть использовано в практик е для измерения кислорода в крови без нарушения покрова тканей человека. V звестно устройство для чрезкожного измеіения парциального давления кислорода в лрови, содержащее датчик с платиновым катодом и серебряным анодом, закрытыми кислородопроницаемой мембраной, снабженной нагревательными элементами, к катоду датчика подсоединен выход блока питания, а ток с анода поступает на измерительный блок. Уменьшение поляризации рабочих электродов достигается периодическим включением ультразвукового генератора, соединенного с пьезоэлектрической пластиной, смонтированной в корпусе датчика. Это устройство обеспечивает быстродействие измерения уровня кислоро да в крови. Однако, недостатками данного устройства является невысокая стабильность его работы, а также повышенная погрешность измерений. Техническими преимуществами предлагаемого решения являются повышение стабильности и уменьшение погрешности измерений при высоком быстродействии. Это достигается тем, что в устройство для чрезкожного измерения парциального давления кислорода в крови, содержащее датчик, включающий в себя платиновый катод и серебряный анод, погруженные в электролит и закрытые кислородопроницаемой мембраной, и нагревательный элемент, размещенный в корпусе датчика, последовательно соединенного с измерительным блоком и блоком питания, согласно изобрел тению, введен импульсный регулируемый ел ел о 6525 генератор напряжения, включенный между источником питания и катодом датчика. Подключение импульсного регулируемого генератора напряжения к катоду приводит к уменьшению расхода кислорода в 5 процессе измерения. При работе из-за короткого времени поляризации электрода электрохимические реакции не успевают произойти, а ток, протекающий в измерительной схеме, обусловливается процессом 10 адсорбции кислорода. Процесс адсорбции кислорода на платине происходит быстро, что и обеспечивает высокое быстродействие, стабильность и малую погрешность из15 мерений. Импульсный генератор обеспечивает • задаваемые параметры частот, регулирование скважности, амплитуды и заданного уровня напряжения в измерительной цепи. На фиг.1 представлена структурная схе- 20 ма устройства для чрезкожного измерения парциального давления кислорода в крови; на фиг.2 - схема электрохимического датчика. Устройство для чрезкожного измерения 25 парциального давления кислорода в крови содержит датчик 1 с платиновым катодом 2 и серебряным анодом 3, измерительный блок 4, блок питания 5 и импульсный регулируемый генератор напряжения 6. В схеме 30 датчика 1 имеются нагревательный элемент 7 с терморегулятором 8. Датчик 1 (фиг.2) состоит из точечного платинового катода 2 и серебряного анода 3, смонтированных в выемке корпуса 9, за- 35 полненный электролитом и закрытой кислородпроницаемой мембраной 10. Нагревательный элемент 7 размещен в теле корпуса 9. Кислородпроницаемая мембрана 10 закреплена с помощью эластичного рези- 40 нового кольца 11. Устройство для чрезкожного измерения парциального кислорода в крови работает Объект Предлагаемое устройство Устройство-прототип следующим образом. Измерительный электрохимический датчик 1 закрепляют на коже пациента и включают нагревательный элемент 7. По достижении температуры 44,5°С обеспечивается работоспособность устройства - возникает ток, который фиксируется в блоке измерений 4. В течение всего времени проведения измерения от импульсного регулируемого генератора напряжения 6 подают импульсы с частотным заполнением 20 мкс, амплитудой 0,65 В при скважности, равной 5. Выходной сигнал устройства, фиксируемый в виде напряжения, связан прямо пропорционально с содержанием кислорода в анализируемой среде (крови). Стабильность показаний определялась, как изменение содержания кислорода, определяемого транскутанным способом в течение 1 часа, и вычислялась по формуле: __ P ol - Р оЗ хЮ 0% где Pol парциальное давление кислорода через 10 с после включения; Ро£ - парциальное давление кислорода через 1 час после включения. Технические характеристики предлагаемого устройства в сопоставлении с устройством-прототипом представлены в таблице. Предлагаемое устройство для чрезкожного измерения парциального давления кислорода в крови за счет наличия в схеме импульсного регулируемого генератора напряжения обеспечивает воздействие на катод переменным напряжением с регулируемыми параметрами, что позволяет повысить стабильность работы устройства, а также упростить конструкцию электрохимического датчика. Относительная Быстродействие, с Стабильность, % погрешность, % 2 3 1 3 1 10 6525 Техред М.Моргентал .2 Упорядник За^очяення 632 Коректор А.КОЗОРІЗ Тираж . Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська лл., 8 виробничо-видавничий комбінат "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101