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Endoradiosonde
Es wurden schon Versuche gemacht, bei Intestinalmessungen die Methode der drahtlosen Registrierung anzuwenden. Das Volumen der zur Schwingungserzeugung notwendigen, wenn auch kleinen Radioröhre und des Stromversorgungsteiles machten entsprechende Intestinalsender jedoch zu unförmig. Erst nachdem mit der Entwicklung der Halbleitertechnik das Herz des Senders, die Röhre, durch einen Transistor ersetzt werden konnte, war der Weg zum Bau praktisch einsetzbarer Endoradiosonden geebnet. Jede Eigenschaft, die sich in Veränderungen elektrischer Daten umsetzen lässt, ist mit der Endoradiosondentechnik messbar.
Von V. K. Zworykin, C. Berkley undJ. T. Farrar wurde 1957 eine Endoradiosonde von 30 mm Länge und einem Durchmesser von 10 mm entwickelt. Hiebei handelt es sich um eine Schaltung, die dem
Meissnerschen induktiven Rückkopplungsprinzip entspricht. Schaltungen dieser Art sind wegen ihrer Frequenzunstabilität für feinere Messungen fürEndoradiosonden praktisch nicht geeignet. Der bekannte Transistorsender arbeitet auf einer Mittelwelle (900 kHz).
St. MacKay und B. Jacobson konstruierten eine Endoradiosonde von 28 mm Länge und 9 mm Durch- messer zur Druck- und Temperaturmessung. Der Transistorsender arbeitet in Dreipunktschaltung auf einer Frequenz von 400 kHz. Druckunterschiede werden auch bei diesem System mittels einer induktiven Frequenzänderung registriert.
Auch die von M. V. Ardenne und H. B. Sprung verwendete, der Zworykin-Sonde weitgehend gleichende Transistorschwingschaltung, der durch Einfügen eines gegenkoppelnden Widerstandes eine erhöhte Temperaturstabilität nachgerühmt wird, zeigt nicht die erwünschten hohen Messgenauigkeiten. Diese Autoren befassten sich vorwiegend mit Druckstudien (Peristaltik) und verwendeten auch hier das von den zuvor erwähnten Autoren benutzte induktive Prinzip. Ihre Sonde hat die minimale Grösse von 26 mm Länge bei einem Durchmesser von 8 mm. Als Arbeitsfrequenz wurde ebenfalls eine Mittelwelle (1500 kHz) gewählt (später 1900 kHz). Zur PH-Messung bedienten sie sich der von MacKay und Jacobson genannten Antimonelektrode, die in Verbindung mit einer Ag/AgCl-Elektrode in die Kollektorleitung des Transistors eingefügt wurde.
Gegenstand der Erfindung ist eine Endoradiosonde mit einer gegen Magen - und Darmsäfte beständigen Hülle zur Messung physikalisch-medizinischer Daten, die eine Oszillatorschaltung enthält, welche in ihren elektrischen Grössen durch die zu messenden Daten unmittelbar oder mittelbar beeinflusst wird, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schaltung für elektrische Schwingungen in einem Wellenbereich von zirka 100 bis 10 m ausgelegt ist.
In der Sonde ist zweckmässig eine Transistorschwingschaltung untergebracht.
In der Zeichnung sind schaltungsmässige Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung dargestellt :
Die Transistorschwingschaltung nach Fig. 1 besteht aus einer Schwingspule L, die auf der einen Seite einmal mit der Anode der Batterie Ba und zum andern über eine Drossel Dr oder einen Widerstand und einen der Drossel parallelgeschalteten Kondensator C, mit dem Emitter E des Transistors T, von dem über den Kondensator C2 eine Leitung zur Transistorbasis B führt, und auf der andern Seite über einen Kondensator Cl einmal mit der Transistorbasis B und zum andem über einen Widerstand Ri mit dem Transistorkollektor C und der Kathode der Batterie verbunden ist.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Transistorschaltung mit Zwischenschaltung eines Messwertfühlers M (einer Anordnung, bestehend aus einer Ver-
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gleichselektrode, dem zu untersuchenden Elektrolyten und einer Messelektrode) zwischen Transistorbasis und einen Batteriepol, wobei die Schwingspule L auf der einen Seite mit der einen Batterieelektrode - bei pnp-Transistoren mit der Kathode, bei npn-Transistoren mit der Anode - und hochfrequenzmässig über einen Kondensator C mit-der Transistorbasis B,
und auf der andern Seite oder an einer Anzapfung der Schwingspule mit dem Transistorkollektor C und an dieser Stelle oder an einer Schwingspulenanzapfung
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einen Kondensator C1Die Sonde gemäss der Erfindung hat gegenüber den bekannten Sonden den Vorteil, dass sie wesentlich kleiner hergestellt werden kann, ohne dass dadurch ihre Genauigkeit leidet. Dieses Ergebnis war deshalb überraschend, da gegen die Verwendung von Kurzwellen Bedenken bestanden, weil im Kurzwellengebiet bereits völlig andere Absorptionsverhaltnisse für die elektromagnetischen Wellen Im menschlichen Körper herrschen, vgl. Electronics [19583, S. 52, rechte Spalte. Dort wurde der günstigste Frequenzbereich Im Hinblick auf die Absorption durch das Gewebe bei 400 kHi angenommen.
Man musste also im Kurzwellenbereich mit noch wesentlich grösserer Absorption durch das Gewebe und die Haut rechnen.
Die kleinste Ausführung dieser Sonden nimmt einschliesslich Stromversorgungsteil nur einen Rauminhalt von zirka 150 mm3 ein (Zylinder von 8 mm Länge und 5 mm Durchmesser), ist also mehr als achtmal kleiner als die kleinste bisher bekannte Endoradiosonde. Diese Verkleinerung wird vor allem durch die Verwendbarkeit der Kurzwellen als Arbeitsbereich möglich gemacht.
Zur Messung der Acidität wird ein räumlichsehr kleiner pH-Fühler, etwa aus einer Antimon-Mess-und einer Ag/AgCl-Vergleichselektrode oder einer andem Kombination, In die Sonde eingebaut. Bei Elektrodenbenetzung mit Intestinalflüssigkeit verschiebt sich nach Massgabe der an den Elektroden auftretenden Spannung, die ph-abhängig ist, die Frequenz des Senders um entsprechende Beträge.
Die Vergleichselektrode des Messwertfühlers - eine Ag/AgC1-Elektrode ist hiezu besonders geeignetbefindet sichim gegenüber demIntestinaltrakt durch eine semipermeable Membran abgetrennten Batterie-
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Elektrode gegenübersteht, welche mit der ersten ein galvanisches Element zur Stromversorgung der Radiosonde bildet.
Zusammengefasst unterscheidet sich die Endoradiosonde gemäss der Erfindung von den bekannten Endoradlosonden durch die Verwendung einer Schwingschaltung für Kurzwellen, ihre Kleinheit, den Weg-
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unbegrenzte Lagerfähigkeit und den einfachen Einschaltmechanismus.
Um zu verhindern, dass die Sonde - bei Vorliegen von erheblichen Motilitätsstörungen (Hyperperlstaltik)-vorzeitig, d. h. vor Abschluss aller Messungen den Magen verlässt, kann die Sonde mit Hilfe eines. Magneten ausserhalb des Körpers und eines in die Sonde eingelegten magnetischen Kernes, z. B. eines Eisen- oder Ni-Stückes, über beliebig lange Zeit im Magen fixiert werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Endoradiosonde zur Messung physikalisch-medizinischer Daten mit einer Oszillatorschaltung, die in ihren elektrischen Grössen durch die zu messenden Daten unmittelbar oder mittelbar beeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung für elektrische Schwingungen in einem Wellenbereich von etwa 100 bis 10 m ausgelegt ist.
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