Sonda pre meranie obsahu kyslíka v biologickom tkanive a katéter s takou sondou

Číslo patentu: E 6567

Dátum: 17.05.2006

Autor: Kunze Gerd

Je ešte 15 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Sonda pre meranie obsahu kyslíka v biologickom tkanive a katéterVynález sa týka sondy pre meranie obsahu kyslíkav biologickom materiále podľa predvýznaku nároku 1, ako aj podľapredvýznaku nároku 9. Vynález sa ďalej týka katétra s takou sondou.Meranie kyslíka je veľmi dôležité najmä voblasti lekárstva. Pritom má význam najmä zisťovanie in vivo rozpusteného kyslíka,neviazaného na hemoglobín, pre posúdenie napájania kyslíkom biologického materiálu, najmä tkaniny. Ďalšími príkladmi biologickćho materiálu skúmaného z hľadiska obsahu kyslíka sú telesné tekutiny, ako krv alebo likvor. Rozhodujúcou veličinou je pritom parciálny tlak kyslíka, ktorý panuje v skúmanom tkanive. Parciálny tlak kyslíka fyzikálne rozpusteného v intersticiálnej kvapaline odpovedá disponovateľnosti kyslíkom na celulárnej rovine. Najmä v oblasti kardiovaskulárneho a neurochirurgického použitia,ako aj v oblasti transplantačného lekárstva sa používa zisťovanie obsahu kyslíka v tkanive. Pritom sa pre meranie používajú predovšetkým katétre, ktoré obsahujú senzorové systémy prípadnesondy reagujúce špecificky na kyslík.Sonda v úvode zmieneného druhu je známa zo spisu W 0 93/05702 Al. Ďalšie sondy, ktoré merajú pomocou optických vlákien parametre kyslíka tkanív, sú známe zo spisov US 5,673,694, US 5,995,208, US 5,579,774, ako aj z tam citovaných publikácií. Ďalšia sonda pre zisťovanie kyslíka pomocou optických vlákien je známaĎalšie sondy s optickými vláknami sú známe zo spisov US 4,752,115Sonda podľa predvýznaku nárokov l a 9 je známa zo spisu US A-4,737,343.Jednou známou technikou merania pre meranie parciálneho tlaku fyzikálne rozpusteného, teda voľného kyslíka, pomocou optických vlákien je dynamické chladenie kyslíka. Pritom sa fluorescenčné farbívo uložené V matrici, napríklad v platinovom komplexe, upevní na distálnom konci optických vlákien. Toto fluorescenčné farbivo je prostredníctvom vlákien opticky vybudenć,väčšinou laserovým žiarením, ktoré je zladené s absorpčnými pásmami farbiva. Takto vybudenć molekuly farbiva prechádzajú s časovým oneskorením, napríklad v rozsahu medzi 1 a 60 s, pri vyslaní svetla rovnaké alebo k červenej posunutej vlnovej dĺžke do základného stavu. V prítomnosti kyslíka sa môže tento prechod do základného stavu uskutočniť rázovými procesmi i bez žiarenia. Tým sa zníži intenzita svetla spätne vyžiareného vláknami. Táto redukcia je priamo úmerná voľnému kyslíku v priamom okolí okolo fluorescenčného farbiva. Známe senzory s optickými vláknami sú najviac citlivé na rozptýlene svetlo a faktory ovplyvňujúce intenzitu,ako vlasové trhlínky alebo zakrivenie vlákien. Táto citlivosť sa môže znížiť vtedy, ked sa pomocou techniky Lock-In (zablokovania) meria fázový posun svetla vyžiareného späť fluorescenčným farbivom oproti vstupujúcemu svetlu. Pritom sa využije to, že dlhodobé fluorescenčné stavy sú štatisticky náchylnejšie na rázové procesy bez žiarenia dynamického ochladenia kyslíka. Citlivosť známych senzorov s optickými vláknami, i keď znížená oproti rozptýlenému svetlu a faktorom ovplyvňujúcim intenzitu, však existuje i vtedy, ked sa meria technikou Lock-In. K tomu sa ukázalo, že v tom istomregióne tkaniny vzniknú so známymi senzormi s optickými vláknamiveľmi rozdielne namerané hodnoty obsahu voľného kyslíka, čo takmerznemožňuje interpretáciu jednotlivého merania.Úkolom predloženého vynálezu preto je sondu v úvode zmieneného druhu vylepšiť ďalej tak, že citlivosť vlákien v mieste merania voči rušivým vplyvom okolia je znížená a možnostiinterpretácie výsledkov merania sú zlepšené.Tento úkol je podľa vynálezu vyriešený sondou so znakmiuvedenými vo význakovej časti nároka l a 9.Podľa vynálezu bolo zistené, že vytvorenie plynového priestoru obklopujúceho distálnu časť vlákien membránou priestupnou pre kyslík a súčasne priestupnou pre kvapaliny sa výhodne zväčší merací objem okolo farbiva. Tento merací objem už nie je zredukovaný na bezprostredne okolie materiálu prípadne tkaniva okolo farbiva, ale je rozšírený na vonkajšie okolie membrány definujúce plynový priestor. Parciálny tlak kyslíka tvoriaci sa v tomto plynovom priestore je preto mierou pre priemer obsahu voľného kyslíka na vonkajšej ploche membrány definujúcej plynový priestor. Zväčšenie tohto citlivého objemu vedie preto k lekársky dobre vyhodnotiteľnej výpovedí o lokálnom, avšak nie bodovom napájaní kyslíkom v biologickom tkanive obklopujúce sondu. Tým rnôže byt stav tkaniva posúdený lepšie než u čisto bodového merania, ktore je dane u spôsobov merania podľa stavu techniky pomocou optických vlákien. Súčasne chráni táto membrána distálnu časť vlákien vplynovom priestore,takže je tam zabránenć nebezpečiu rušenia merania. Robustnosť senzora s optickými vláknami podľa vynálezu sa ešte ďalej zvýši použitím vyššie zmienenej techniky Lock-In. Pomocou senzorov soptickými vláknami je možné merať obsah kyslíka tkaniva, no i iného biologickěho materiálu, napríklad telesných tekutín, ako krvialebo likvora. U farbiva citlivého na kyslík sa môže jednať napríklad0 platinový komplex alebo o ruteniový komplex. Farbivo citlivé na kyslík existuje ako vrstva alebo je aspoň v niektorých častiach začlenené do steny membrány. Usporiadanie farbiva musi pritom byť tak prirodzené, aby existovala čo najpriamejšia optická dráha medzi molekulami farbiva a distálnou koncovou plochou vlákien. S výhodou je preto farbivo upravené ako priamy povlak na distálnej koncovej ploche vlákien. Oproti úplnému naplneniu objemu predradeného pred distálnou koncovou plochou vlákien farbivom má usporiadanie farbiva podľa vynálezu ako povlak alebo súčasť membrány tu výhodu,že svetelná odpoveď farbiva nie je nežiadúcim spôsobom absorbovanáinými molekulami farbiva obsiahnutými v tomto objeme a preto saJednotná hrúbka membrány podľa nároku 2 bráni časovému znečisteniu signálu z merania parciálneho tlaku, pretože voľne molekuly kyslíka majú jednotnú dobu difúzie skrz membránu. Vznikne homogénna charakteristika senzora. Jednotná hrúbka membrány neznamená, že hrúbka membrány po celej ploche membrány je presne konštantné. Je možné strpiet nepatrné odchýlky od strednej hrúbky membrány, ktore vpraxi zmienenú homogénnu charakteristiku senzoru neovplyvňujú. Také tolerovateľné odchýlky sa pohybujú napríklad v rozsahu 200 m. Farbivo citlivé na kyslík sdlhou dobou životnosti fluorescencie môže vyrovnávať rušivé efekty, ktoré pochádzajú z odchýlok hrúbky membrány. Preto je pre homogénnu charakteristiku senzora výhodný napríklad platinovýkomplex s životnosťou fluorescencie až do 60 s.Plynový priestor podľa nároku 3 sa nechá realizovať lacno vyrobiteľnou membránou. Ked je pozdĺžna osa plynového priestoru paralelná s osou vlákien a má od nej odstup, môže byť vytvorenýplynový priestor s veľkým súvislým voľným objemom, ktorý sa hodi

MPK / Značky

MPK: A61B 5/00, G01N 21/64

Značky: meranie, takou, kyslíka, sondou, katéter, sonda, biologickom, tkanive, obsahu

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/23-e6567-sonda-pre-meranie-obsahu-kyslika-v-biologickom-tkanive-a-kateter-s-takou-sondou.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Sonda pre meranie obsahu kyslíka v biologickom tkanive a katéter s takou sondou</a>

Podobne patenty