DE2817617A1

DE2817617A1 - Einrichtung zum ueberwachen sowie steuern und/oder regeln der glykaemie

Info

Publication number: DE2817617A1
Application number: DE19782817617
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Klein
Original assignee: Association pour la Recherche et le Developpement des Methodes et Processus Industriels
Current assignee: Association pour la Recherche et le Developpement des Methodes et Processus Industriels
Priority date: 1977-04-21
Filing date: 1978-04-21
Publication date: 1978-10-26
Also published as: US4206755A; FR2387659A1; JPS53132198A; FR2387659B1; GB1599241A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. AAVeickmann, Dipl.-Chem. B. Huber SPMY Ör.-/_ng, _H#

.3-

DE/FZ-0256-78-B

8 MÖNCHEN 86, DEN 2 1. ΑρΓΪΙ ^978

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

ASSOCIATION POUR LA RECHERCHE ET LE DEVELOPPEMEIT DES METHODES

ET PROCESSUS INDUSTRIELS A.R.M.I.N.E.S. 60, Boulevard Saint-Michel, 75272 Paris Cedex Oö/Frankreich

Einrichtung zum Überwachen sowie Steuern und/oder Regeln der

Glykämie

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ν-

Die Erfindung bezieht sich auf die Überwachung sowie das Steuern und/oder Regeln der Glykämie (d.h. des D-Glucosegehalts des Bluts) bei Diabetikern.

Es ist bekannt, daß der D-Glucosegehalt im Blut normalerweise beim Menschen 1 g beträgt und daß dieser Gehalt beim gesunden Menschen durch ein selbstregulierendes System, das die Leber, die Schilddrüse, die Hypophyse und andere Organe umfaßt, in der Nähe dieses Werts gehalten wird.

Bei Diabetikerkranken spielt sich die Glykämie allgemein oberhalb von 2 g (Hyperglykämie) ein, und man verringert diesen Wert mittels Insulin, welches zur Folge hat, daß der D-Glucose-Gehalt gesenkt wird. Es ist jedoch nicht erforderlich, daß dieser Gehalt unter 0,8 g abfällt, weil sich dann Hypoglykämie ergeben würde.

Es ist infolgedessen wichtig, die Glykämie der von Insulin abhängigen Diabetiker auf einem Wert in der Nähe von 1 g zu halten₉ vorzugsweise auf einem Wert zwischen 0,8 und 1,2 g.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung soll die Überwachung und die Regulierung der Glykämie ermöglichen, um diese in der Nähe von 1 g zu halten.

Eine Einrichtung nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß sie in Kombination folgendes umfaßt: eine Entnahmeeinrichtung zum kontinuierlichen Entnehmen eines sehr geringen Blutflusses von einem Diabetiker; eine Meßeinrichtung zum kontinuierlichen Bestimmen des D-Glucosegehalts in diesem Fluß; eine elektronische Steuer- und/oder Regeleinrichtung zum Vergleichen des auf diese Weise bestimmten Gehalts mit dem Normalgehalt, der in der Größenordnung von 1 g liegt; und zum Bestimmen der Menge eines Produkts, das den D-Glucosegehalt

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verringert, wie z.B. Insulin, oder eines Produktes, das diesen Gehalt erhöht, wie z.B. D-Glucose oder Glucagon, welche dem Diabetiker zum Zurückführen eines D-Glucosegehalts auf den Normalwert zu injizieren ist; eine Injektionseinrichtung zum wirksamen Injizieren des einen oder anderen dieser Produkte, wobei diese Injektionseinrichtung von der elektronischen Steuer- und/oder Regeleinrichtung gesteuert und/oder geregelt wird; und gegebenenfalls eine Sicht— bzw. Anzeigeeinrichtung zum Sichtbarmachen des von der Meßeinrichtung bestimmten D-Glucosegehalts und/oder eine Alarmeinrichtung, die in Aktion tritt, wenn der Unterschied zwischen diesem Gehalt und dem Normalgehalt eine vorbestimmte Alarmschwelle überschreitet und/oder wenn eine Anomalie des Funktionierens eintritt.

Vorzugsweise umfaßt die Einrichtung außerdem eine Konzentrationsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen der Konzentration an roten Blutkörperchen in dem über den Kranken entnommenen Blutfluß.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Fig. 1 bis 4 der Zeichnung im Prinzip dargestellten, besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert; es zeigen:

Flg. 1 in schematischer Weise eine Ausführungsform einer Einrichtung nach der Erfindung, mit der ein Diabetiker überwacht wird;

Fig. 2 eines der Elemente der Einrichtung der Fig. 1, nämlich die Apparatur zum Bestimmen der Konzentration von roten Blutkörperchen in dem Blutfluß, der dem Diabetiker entnommen worden ist;

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Steuerkette bzw. des Regelkreises der Einrichtung nach Fig. 1, die bzw. der die elektronische Steuer- und/oder Regeleinrichtung umfaßt; und

Fig. 4 in Blockdarstellung von funktionellen Einheiten die gesamte elektronische Anordnung, welche die Meßsignale erhält und die Injektionseinrichtung, die Sicht- bzw. Anzeigeeinrichtung sowie die Alarmeinrichtung betätigt bzw. steuert

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und/oder regelt und die mit einem Rechner zusammenarbeitet.

Gemäß der Erfindung und insbesondere gemäß ihrer Anwendungsformen wie auch gemäß der Ausführungsformen ihrer verschiedenen Teile, die besonders bevorzugte Ausbildungen sind, wird z.B. eine Überwachungs- sowie Steuer- und/oder Regeleinrichtung für die Glykämie bei Diabetikern vorgeschlagen, wie sie nachstehend beschrieben ist oder in analoger Weise ausgebildet werden kann.

Die Gesamtheit der Einrichtung ist in Fig. 1 dargestellt, in der die Rohr- bzw. Schlauchleitungen, welche Flüssigkeiten transportieren, mit doppelten Linien dargestellt sind, wobei die Flußrichtung durch Pfeile angedeutet ist, während die elektrischen Leiter, welche die Informationen übertragen, in einfachen Linien dargestellt sind, bei denen durch die Pfeile der Umlaufsinn der elektrischen Informationen angedeutet ist.

Mittels einer Pumpe 1, z.B. mittels einer Walzenpumpe, wird das Gesamtblut eines Diabetikers 2, der von Insulin abhängig ist, entnommen. Die Pumpe 1 saugt außerdem kontinuierlich eine gewisse Menge an Heparin an, das in einem Behälter enthalten ist. In Fig. 1 ist die Rohr- bzw. Schlauchleitung 5 für das Heparin und die Rohr- bzw. Schlauchleitung 4 für das Gesamtblut, das auf dem Niveau des Entnahmekatheters 6 mit dem Heparin gemischt ist, dargestellt, wobei das Entnahmekatheter ein Doppelspalt- bzw. -kanalkatheter ist. Das Heparin ist ein Antikoagulans, dessen Vorhandensein im Blut eine Koagulation des Bluts verhindert, die anderenfalls die Wirkung hätte, daß sie die Rohr- bzw. Schlauchleitungen verstopfen und die Messungen verfälschen würde.

Hinter der Pumpe 1 wird das mit Heparin versetzte Gesamtblut durch eine Rohr- bzw. Schlauchleitung 7 in eine Einrichtung 8 eingespeist, die zur Messung des Gehalts an roten

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Blutkörperchen oder Hämatien dient und die z.B. von einer Hämatokritelektrode gebildet ist, welche weiter unten in näheren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die Fig. 2 erläutert ist. Diese Elektrode mißt kontinuierlich den Gehalt an roten Blutkörperchen in der Mischung aus Gesamtblut und Heparin, die normalerweise einen konstanten Anteil an Heparin enthalten soll. Jedoch kann es im Falle eines schlechten Funktionierens oder einer Fehlfunktion der Elemente der Einrichtung, die bisher erläutert worden sind und die Bezugszeichen 1, 3, 4, 5, 6 und 7 haben, dazu kommen, daß der Prozentsatz an Heparin modifiziert wird, wodurch Fehler in die Bestimmung der Glykämie in der Einheit 9, die ein D-Glucoseanalysator ist, eingeführt werden können. Nimmt man an, daß die Konzentration an roten Blutkörperchen im Blut in einem menschlichen Organismus während einer langen Zeitdauer praktisch unveränderlich ist, dann ermöglicht es ihre Bestimmung in der Hämatokritelektrode 8, eine Modifikation bzw. Veränderung des Heparingehalts in dem Blut zu ermitteln, das durch die Rohr- bzw. Schlauchleitung 7 befördert wird (für den Begriff "Rohr- oder Schlauchleitung" wird nachstehend abgekürzt die Bezeichnung "Leitung" verwendet, auch wenn gleichzeitig von elektrischen Leitungen die Rede ist, weil es jeweils aus dem Zusammenhang evident ist, ob es sich um eine Rohr- oder Schlauchleitung oder um eine massive, gedruckte oder in sonstiger Weise ausgeführte elektrische Leitung handelt). Im Ergebnis muß dann, wenn der Heparingehalt konstant ist, die Menge an roten Blutkörperchen, die mittels der Elektrode 8 bestimmt wird, konstant sein. Im Falle einer Veränderung dieser Menge an roten Blutkörperchen tritt eine Anomalie ein; diese Anomalie bzw. Unregelmäßigkeit kann entweder eine Modifikation des Heparingehalts sein, wie bereits vorstehend angedeutet wurde, oder sie kann das Vorhandensein von Luftblasen sein, die sich aufgrund der Bildung eines Blutklumpens bzw. -pfropfens oder einer Undichtigkeit in den Leitungen ergeben können.

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Stromabwärts von der Hämatokritelektrode 8 ist, wie bereits erwähnt wurde, ein D-Glucoseanalysator 9 vorgesehen, der, da er von bekannter Art ist, nicht in näheren Einzelheiten erläutert zu werden braucht. Er kann entweder auf chemische oder kolorimetrieehe Art funktionieren oder auf elektrochemische Art. Es ist auch möglich, den D-Glucosegehalt des mit Heparin gemischten Bluts durch Auswertung anderer Eigenschaften, z.B. durch Auswertung optischer Eigenschaften, zu bestimmen.

Unabhängig davon, welcher Art der verwendete D-Glucoseanalysator ist, liefert dieser ein elektrisches Signal (Spannung oder Strom), das eine Funktion der Glykämie ist.

Nachdem das mit Heparin gemischte Blut durch den D-Glucoseanalysator hindurchgegangen ist, wird es in einem Behälter 10 gesammelt.

Das Signal, das von dem D-Glucoseanalysator 9 herkommt sowie auch das Signal, das von der Hämatokritelektrode 8 abgegeben wird, das eine Funktion der Menge an roten Blutkörperchen im Blut ist, wird einer Elektronikanordnung 11 eingegeben, die weiter unten unter Bezugnahme auf die Fig. 4 näher erläutert wird und die nachstehend als D-Glucostat bezeichnet wird, wobei von der Voraussetzung ausgegangen wird, daß sie das wesentliche Element für die Steuerung und/oder Regelung des D-Glucosegehalts des Bluts des Kranken 2 ist.

Mit dem D-Gulcostat 11 ist ein Rechner 2 verbunden, der z.B. ein numerischer Rechner des Typs sein kann, der von der Firma Hewlett-Packard unter der Nr. HP 9815 A vertrieben wird, oder eine Datenverarbeitungsanlage oder ein programmierbarer Rechner, die bzw. der dem Rechner HP 9815 A äquivalente oder überlegene Daten bzw. eine diesem äquivalente oder überlegene Leistungsfähigkeit hat.Der Rechner steuert ein Druckwerk 13» das die wichtigen Steuer- bzw. Regelparameter ausdruckt: den

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ί.

D-Glucosegehalt des Bluts des Kranken 2, den dem Kranken zu injizierenden Gehalt an Insulin, den dem Kranken zu injizierenden Gehalt an D-Glucose oder Glucagon, und eventuell die Menge der roten Blutkörperchen. Eine andere Anzeigeeinrichtung wird von einem Kurvenschreib- bzw. Zeichentisch 14 mit vielen Wegen bzw. Spuren gebildet, der von dem D-Glucostat 11 betätigt wird.

Derselbe, welcher außerdem ein optisch-elektronisches Anzeigesystem für den D-Glucosegehalt im Blut des Kranken 2 umfaßt, steuert die Regulierung des D-Glucosegehalts, indem er entsprechend den Bestimmungen, die durch den D-Glucoseanalysator 9 bewirkt werden, auf eine der beiden Pumpen 15 und 16 einwirkt. Die Pumpe 15 ist in der Lage, dem Kranken 2 Insulin (welches es ermöglicht, den D-Glucosegehalt zu vermindern) aus einem Insulinbehälter 17 über eine Leitung 18 zu injizieren, während die Pumpe 16 in der Lage ist, dem Kranken D-Glucose (die, wohlgemerkt, den D-Glucosegehalt des Bluts erhöhen kann) aus einem D-Glucosebehälter 19 über eine Leitung 20 zu injizieren .; die Injektion des Insulins oder der D-Glucose erfolgt mittels einer Leitung 21. Anstelle von D-Glucose kann man Glucagon verwenden.

Kurz gesagt arbeitet der D-Glucostat 11, wenn die Menge an roten Blutkörperchen normal ist, wie folgt:

(a) Yienn der D-Glucoseanalysator 9 eine normale Glykämie anzeigt, dann wirkt der D-Glucostat 11 nur auf die Insulinpumpe 15 ein, indem er dem Kranken durch diese eine sehr geringe Menge dieses Hormons zuschickt (die sog. Grundmenge);

(b) wenn der D-Glucoseanalysator 9 eine unterhalb des Normalwerts liegende Glykämie anzeigt, dann setzt der D-Glucostat 11 die Pumpe 15 in Betrieb, die dem Kranken Insulin durch die Leitungen 18 und 21 zuführt; und

(c) wenn der D-Glucoseanalysator 9 eine zu geringe Glykämie anzeigt, dann betätigt der D-Glucostat 11 die Pumpe 16, damit dem Kranken D-Glucose oder Glucagon durch die Leitungen 20 und 21 zugeführt wird.

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-ή -- ΑΌ·

Die Funktionsweise des D-Glucostaten 11 ist anhand der Fig. 4 näher erläutert.

Es sei nun auf die Fig. 2 Bezug genommen, anhand deren eine Ausfuhrungsform einer Einrichtung zum Bestimmen der Menge der roten Blutkörperchen im Blut erläutert wird, und diese Einrichtung wird von einer Hämatokritelektrode gebildet.

Die Apparatur der Fig. 2 umfaßt eine Reihe von Metallrohren 22, die zwischen Plastik- bzw. Kunststoffrohren 23 größeren Durchmessers angeordnet sind; das Blut S, das mit Heparin gemischt ist, kommt von links durch die Leitung 7 an und verläßt die Apparatur rechts durch die Leitung 24 (diese beiden Leitungen sind auch in Fig. 1 dargestellt), die es zum D-Glucoseanalysator 9 leitet.

Eine Eingangswechselspannung, die z.B. 20 V beträgt und eine Frequenz von 500 Hz hat, wird bei 25 zwischen die beiden äußeren Metallrohre angelegt, und zwar über Widerstände 26 von hohem Wert (10 M-O.oder größer). Das Ausgangssignal, das eine Funktion der Menge an roten Blutkörperchen in dem mit Heparin gemischten Blutfluß S ist, ist bei 27 verfügbar, und es wird in den D-Glucostaten 11 eingegeben. Es sei darauf hingewiesen, daß ein symmetrischer Aufbau benutzt wird, und zwar zum Schutz gegen Rauschen, Brummen bzw. Störsignale, das bzw. die durch Ausstrahlung durch das Stromnetz induziert werden können, das bei 25 angeschlossen ist. Man erhält infolgedessen bei 28 und 29 induzierte Spannungen, die in der Amplitude und der Phase beinahe identisch sind. Wenn man am Ausgang bei 27 ein Differentialsystem vorsieht, dann kann man eine resultierende, verstärkte Spannung ohne Komponente aufgrund einer Induktion durch das Netz erhalten.

Die Bestimmung der Menge an roten Blutkörperchen basiert auf den nachfolgenden Überlegungen.

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•It

Wenn <£ h die Impedanz einer Flüssigkeit mit roten Blutkörperchen und Q sh die Impedanz der gleichen Flüssigkeit ohne rote Blutkörperchen ist, dann erhält man:

in der γ ein Parameter ist, der von der Form der roten Blutkörperchen abhängt (man kann hierfür den Wert 1,32 nehmen), während h die Konzentration an roten Blutkörperchen ist (0,45 bis 0,50 für das Blut).

Wenn die Widerstandswerte R groß bezüglich des Widerstandswerts der Flüssigkeit sind, dann verhält sich die Schaltung wie ein Gleichspannungsgenerator, und es ergibt sich

_{Vz =} voOiiU-

worin Vz die Spannung V ist, die in Gegenwart des Bluts gemessen wird, und Vo die Spannung V ist, die in Gegenwart einer physiologischen Flüssigkeit ohne rote Blutkörperchen gemessen wird.

Aus dieser Formel gewinnt man h und daraus den volumetrischen Prozentsatz des Bluts in der Mischung Blut + Heparin.

In Fig. 3 ist in schematischer Weise die Steuerkette bzw. der Regelkreis dargestellt, die bzw. der im wesentlichen von den Elementen 9, 11, 12, 15 und 16 der Fig. 1 gebildet wird. In dieser Figur ist durch den Block A die Anordnung der Elemente 11 und 12 der Fig. 1 dargestellt, während durch den Block B die Pumpen 15 und 16 der Fig. 1 repräsentiert werden; der Kranke ist bei 2 dargestellt, und außerdem ist der D-Glucoseanalysator 9 eingezeichnet.

In Fig. 3 sind auch die unterschiedlichen elektrischen Signale angedeutet, und zwar diejenigen, die folgendes repräsentieren:

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Gc: gewünschter Wert für die Glykämie (vom Standpunkt der Behandlungsvorschrift), der von dem Rechner herkommt;

G(t): gemessener Wert der Glykämie, der vom Analysator 9 herkommt;

e(t): Wert, der eine Funktion des Unterschieds zwischen Gc und G(t) ist;

R₁Ct)= f[e(t)]: Gehalt bzw. Maß von Insulin, das zu indizieren ist;

R_d(t)= g[e(t)]: Gehalt bzw. Maß an D-Glucose, die zu injizieren ist.

Die Steuerung der Glykämie wird in vollständig automatischer Weise realisiert. Dank eines Rechen- und Steuerungsprogramms, das speziell für dieses Ergebnis geschrieben worden ist, bestimmt der Rechner 12 die Werte f[e(t)] und g[e(t)], ausgehend von den Messungen der Glykämie. Die Funktionen f und g sind empirisch; sie basieren im wesentlichen auf der Beobachtung der Diabetes und der mit Insulin behandelten Diabetiker.

Das Programm übernimmt ebenso die Steuerung des Austauschs der Informationen zwischen dem Rechner, gewissen, peripheren Einheiten und dem D-Glucostaten.

Es sei nun schließlich unter Bezugnahme auf die Fig.4 der D-Glucostat 11 erläutert, der eine gewisse Anzahl von Funktionen sicherstellt, und zwar:

(a) die Verstärkung, die Filterung und die Analog-Digital-Umwandlung (d.h. die Umwandlung in numerische Werte) der elektrischen Informationen, die von den verschiedenen Meßfühlern bzw. Aufnehmern (D-Glucoseanalysatoren und Hämatokritelektrode) herkommen;

(b) die Steuerung der Pumpen;

(c) die Steuerung der Anzeige der Glykämie; und

(d) die Steuerung eines Alarms, der eine anormale Funktion der Einrichtung anzeigt.

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• 43.

Der D-Glucostat besitzt eine Quarz-Zeitbasis, die als Zeituhr bzw. Taktgeber für das gesamte System dient, den Austausch der Informationen mit dem Rechner besorgt und schließlich die Versorgung der Hämatokritelektrode mit Wechselstrom von 500 Hz sicherstellt (es können auch andere Frequenzen gewählt werden).

Aus Fig. 4 ersieht man, daß der D-Glucostat zuerst einen Demultiplexer 30 umfaßt, der die V/eichen für die verschiedenen Daten, die durch den Rechner 12 übertragen werden, zu den unterschiedlichen Einheiten hin stellt, und diese Daten werden in den nachfolgenden Einheiten gespeichert:

31, welche die Wahl des D-Glucoseanalysatois 9a,9b bewirkt ;

32, welche die Wahl des Verstärkungsfaktors des Differentialverstärkers 33 bewirkt;

34, welche die Wahl der Art der zu übertragenden Messung bewirkt;

35, welche die Befehle für die Insulinpumpe (bei 15 in Fig. 1 dargestellt) speichert;

36, welche die Befehle für die'D-Glucosepumpe (bei 16 in Fig. 1 dargestellt) speichert;

37, welche die Glykämie zum Zwecke des Bewirkens der Anzeige speichert; und

38, welche die eventuelle Notwendigkeit eines Alarms speichert.

Der D-Glucostat umfaßt eine Zeitbasis 39, die Signale einer gewissen Anzahl von Einheiten abgibt, insbesondere an den Rechner 12 über die Leitung 40 und an einen Generator 41 zur Erzeugung einer Sinusspannung von 500Hz über die Leitung 42 (die Zeitbasis 39 gibt rechteckige Signale von 500 Hz ab, die durch den Generator 41 in ein sinusförmiges Signal der gleichen Frequenz umgewandelt werden). Dieser Generator von 500 Kz speist die Hämatokritelektrode 8 (bei 25 in Fig. 2). Diese Elektrode

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liefert ihr Informationssignal an einen Differentialverstärker 43» der auf 500 Hz abgestimmt ist und auf den ein Gleichrichter (nicht dargestellt) folgt, der von dem Signal von 500 Hz, das von der Hämatokritelektrode herkommt, eine Gleichspannung liefert, und diese Spannung wird an einen Analogmultiplexer 27 angelegt, dessen Funktion nachstehend erläutert ist.

Die Fig. 4 betrifft den Fall, in dem mehrere Analysatoren für den Gehalt an D-Glucose von unterschiedlichen Arten, nämlich 9a und 9b, verwendet werden können. Die Einheit 31 bewirkt die Auswahl des Analysators (9a oder 9b) mittels eines Analogmultiplexers 44, der auch als Impedanzanpassungsglied für jeden der D-Glucoseanalysatoren dient und der eines der Signale, die von den Analysatoren 9a und 9b herkommen, auswählt, um es in den vorerwähnten Differentialverstärker 33 einzugeben, dessen Verstärkungsfaktor durch die Einheit 32 in Abhängigkeit bzw. als Funktion von der Art des D-Glucoseanalysators bestimmt wird; und dieser Verstärkungsfaktor wird von dem Rechner 12 festgelegt.

Der Analogmultiplexer 27 wählt unter der Steuerung der Einheit 34 das Signal der Glykämie (das von 33 herkommt) oder der Menge der roten Blutkörperchen (das von 43 herkommt), welches in den Analog-Digital-Wandler 45 eingegeben werden soll, der bilateral bzw. doppelseitig mit dem Rechner 12 verbunden ist, in den er ein Signal abgibt, das entweder den Gehalt an D-Glucose oder die Menge der roten Blutkörperchen in dem mit Heparin gemischten Blut angibt. In Funktion von dem Gehalt an D-Glucose und eventuell der Menge an roten Blutkörperchen steuert der Rechner über den Demultiplexer 30 und die Speichereinheiten 35 und 36 die Einheit 46, welche die Steuerung der Insulinpumpe 15 und der D-Glucosepumpe 16 über Leistungs- bzw. Antriebsschaltungen 47 bzw. 48 steuert. Die Art der Informationen, die von dem Rechner 12 zur Einheit 46 und von hier zu den Einheiten 47 und 48 übertragen werden, hängt von der Art der ver-

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wendeten Pumpen 15 und 16 ab: Im Falle von Walzenpumpen repräsentiert das Signal die Dauer des Funktionierens pro Zeiteinheit oder, was dasselbe ist, die Rotationsgeschwindigkeit an der Pumpe, während für Impuls- bzw. Stoßpumpen das Signal die Anzahl der Schläge pro Minute repräsentiert.

Schließlich wirken die Speichereinheiten 37 und 38 jeweils auf eine numerische Anzeigeeinrichtung 49 und einen Leistungsverstärker 50 ein, der einen Lautsprecher speist, welcher bei 51 vorgesehen ist und ein Schallsignal aussendet, wenn der D-Glucosegehalt im Blut des Kranken 2 eine Alarmschwelle überschreitet und wenn eine Anomalie ermittelt wird (es kann sich um einen unrichtigen Gehalt an roten Blutkörperchen handeln oder um eine Änderung der Glykämie, die physiologisch nicht verträglich ist).

Auf diese Weise wird eine Vorrichtung realisiert, die eine Überwachung und eine sehr wirksame Regulierung der Glykämie bei von Insulin abhängigen kranken Diabetikern ermöglicht.

Mit einer solchen Einrichtung kann man diese Glykämie zwischen 0,8 und 1,2 g halten, was sehr zufriedenstellend ist.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung ist vollständig automatisch und erfordert keine kontinuierliche Bedienung und Überwachung, da es feststeht, daß sie einerseits eine kontinuierliche Registrierung der Glykämie liefert und andererseits ein Schallsignal im Falle, daß die Glykämie eine gefährliche Grenze überschreitet, d.h. wenn die Differenz e(t) zwischen dem gemessenen Viert der Glykämie G(t) und dem erwünschten Wert Gc für die Glykämie eine vorbestimmte Alarmschwelle überschreitet, und/oder ein Schallsignal im Falle einer Anomalie des Funktionierens.

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Anstelle eines Schall-Alarmsignals kann man auch ein
Licht-Alarmsignal vorsehen, aber dieses erfordert eine aufmerksamere Überwachung, obwohl man die Licht-Alarmsignale mehrerer Einrichtungen nach der Erfindung, die mehrere Diabetikerkranke überwachen, in einem einzigen Raum zusammenfassen kann.

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Claims

Patentansprüche

1./ Einrichtung zum Überwachen sowie Steuern und/oder Regeln der Glykämie bei einem Diabetiker, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Kombination folgendes umfaßt: eine Entnahmeeinrichtung (1,4,6,7) zum kontinuierlichen Entnehmen eines sehr geringen Blutflusses von dem Diabetiker; eine Meßeinrichtung (9) zum kontinuierlichen Bestimmen des D-Glucosegehalts in diesem Fluß; eine elektronische Steuer- und/oder Regeleinrichtung (11, 12) zum Vergleichen des auf diese Weise bestimmten Gehalts mit dem Normalgehalt, der in der Größenordnung von 1 g liegt, und zum Bestimmen der Menge'eines Produkts, das den D-Glucosegehalt verringert, wie z.B. Insulin, oder eines Produktes, das diesen Gehalt erhöht, wie z.B. D-Glucose oder Glucagon, welche dem Diabetiker zum Zurückführen seines D-Glucosegehalts auf den Normalwert zu injizieren ist; eine Injektionseinrichtung (17, 18,15;19,2O,16;21) zum v/irksamen Injizieren des einen oder anderen dieser Produkte in der so bestimmten Menge, wobei diese Injektionseinrichtung von der elektronischen Steuer- und/oder Regeleinrichtung gesteuert und/oder geregelt wird; und gegebenenfalls eine Sicht- bzw. Anzeigeeinrichtung (13,14) zum Sichtbarmachen des von der Meßeinrichtung bestimmten D-Glucosegehalts und/oder eine Alarmeinrichtung (51)» die in Aktion •tritt, wenn der Unterschied zwischen diesem Gehalt und dem Nornalgehalt eine vorbestimmte Alarmschwelle überschreitet und/oder wenn eine Anomalie des Funktion!erens eintritt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine Konzentrationsbestimmungseinrichtung (8) zum Bestimmen der Konzentration der Hämatien bzw. der roten Blutkörperchen in dem über den Kranken entnommenen Blutfluß umfaßt.

3· Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuer- und/oder Regeleinrichtung eben-

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falls ein Signal von der Konzentrationsbestimmungseinrichtung (8) zum Bestimmen der Konzentration an roten Blutkörperchen erhält.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentrationsbestimmungseinrichtung für die Bestimmung der Konzentration an roten Blutkörperchen von einer Kämatokritelektrode gebildet ist bzw. eine solche Elektrode aufweist, die vier Metallrohre (22) umfaßt, welche in Reihe zwischen Plastik- bzw. Kunststoffrohren (23) angeordnet sind, sowie eine Einrichtung (25,26) zum Anlegen einer Wechselspannung zwischen die äußeren Metallrohre, und eine Einrichtung (27,28,29) zum Abnehmen einer Ausgangsspannung zwischen den inneren Rohren, die für die Konzentration an roten Blutkörperchen repräsentativ ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuer- und/oder Regeleinrichtung in Kombination mit einem Rechner (12) folgendes umfaßt: einen Demultiplexer (30), der die Weichen für die von dem Rechner herkommenden Signale stellt; eine Reihe von Speichereinheiten (31,32,34,36,37,38), welche die Signale von dem Rechner über den Demultiplexer aufnehmen; einen Analog-Digital-Wandler (45); eine Einrichtung, welche die Weichen für das Ausgangssignal der Meßeinrichtung zum Bestimmen des D-Glucosegehalts stellt; und gegebenenfalls eine Einrichtung zum Bestimmen der Konzentration an roten Blutkörperchen, und zwar über den Analog-Digital-Wandler, der in doppelseitiger Beziehung zum Rechner steht; eine Zeitbasis (39), welche den Takt der verschiedenen Operationen steuert; gegebenenfalls einen Sinusspannungsgenerator (41) für die Hämatokritelektrode; eine Einrichtung (46,47,48) zum Steuern der Injektionseinrichtung zum wirksamen Injizieren des einen oder anderen der Produkte; und gegebenenfalls eine Steuereinrichtung (49,50) für eine Sicht- oder Anzeigeeinrichtung für den D-Glucosegehalt und/oder eine Alarnieinrichtung (51), insbesondere eine schallabgebende.

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