Vorrichtung zur Ermittlung von Funktionswerten Device for determining functional values
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung von Funktionswerten, besonders der Regulationsfähigkeit biologischer Systemen, insbesondere des menschlichen Kör¬ pers.The invention relates to a device for determining functional values, in particular the regulatory capacity of biological systems, in particular of the human body.
Die Messung von Temperaturen lebender, biologischer Systeme, einschliesslich des menschlichen Körpers, ist ein bekanntes Mittel um die Regulierungsfähigkeit derartiger Systeme festzustellen. Solche Temperaturmessungen erfolgen statisch und die Pro¬ zessdynamik von Temperaturänderungen bleibt dabei unberücksichtigt.The measurement of temperatures of living biological systems, including the human body, is a well-known means of determining the regulatory capability of such systems. Such temperature measurements are static and the process dynamics of temperature changes remain unconsidered.
Verfahren, welche versuchen, dynamische Aspekte mit einzubeziehen, sind als Ther- moregulierungsdiagnose bekannt. Hierbei werden Temperaturwerte an verschiedenen Körperstellen vor und nach einer definierten äusseren Beeinflussung des Körpers ge¬ messen. Solche Messungen sind mittels üblicher Infrarotsensoren durchführbar und die gemessenen Temperaturdifferenzen der Messpunkte vor und nach der Beeinflussung werden zur Untersuchung der Wärmeregulationskapazität des untersuchten Systems verwendet. Neben den Unsicherheiten bei der Interpretation der Aussagen ist die Re¬ produzierbarkeit der Verfahren gering. Es wurde daher gemäss DE-A-10132549 auch vorgeschlagen, Teile der Körperoberfläche mit Infrarot zu bestrahlen und die resultie¬ rende Photoemission zeitabhängig zu ermitteln und die Relaxationsfunktion nachfol¬ gend mit einer hyperbolischen Funktion abzugleichen.Procedures that attempt to include dynamic aspects are known as thermoregulatory diagnostics. In this case, temperature values at various parts of the body are measured before and after a defined external influencing of the body. Such measurements can be carried out by means of conventional infrared sensors, and the measured temperature differences of the measuring points before and after the influence are used to investigate the heat regulation capacity of the investigated system. In addition to the uncertainties in the interpretation of the statements, the reproducibility of the methods is low. It has therefore also been proposed, according to DE-A-10132549, to irradiate parts of the body surface with infrared and to determine the resulting photoemission in a time-dependent manner and subsequently to adjust the relaxation function with a hyperbolic function.
Weiterhin ist ein Verfahren zur Bestimmung der Malignität und Reaktivität von Tumor¬ gewebe bekannt (EP-A-1126271 ), bei dem anhand gemessener Lichtemissionswerte des Gewebes geeignete Agenzien zur Gewebebehandlung ausgewählt werden.Furthermore, a method for determining the malignancy and reactivity of tumor tissue is known (EP-A-1126271), in which suitable tissue treatment agents are selected on the basis of measured light emission values of the tissue.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Ermittlung von Funktionswerten, besonders der Regulationsfähigkeit biologischer Systeme, insbeson-
dere des Menschen zu entwickeln, welches einfach und zuverlässig anwendbar ist. Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The invention is based on the object of providing a device for determining functional values, in particular the regulatory capacity of biological systems, in particular to develop man's, which is easy and reliable applicable. The object is achieved by the features of claim 1.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass die physiologischen Werte gesunder Menschen nach einer logarithmischen Normalverteilung verteilt sind, die von kranken Menschen, die ihre Regulationsfähigkeit verloren haben, jedoch nach einer Normalver¬ teilung unterliegen. Gut regulierte und disregulierende biologische Systeme wären demzufolge an der Messwertverteilung einfach zu erkennen, wenn eine Vielzahl von Messungen in kurzer Zeit ausgeführt wird. Als ein solcher Messwert bietet sich die Leit¬ fähigkeit der Haut an, insbesondere bezüglich elektrischer Widerstandswerte oder Leit¬ fähigkeitswerte. An beliebigen Hautstellen können schnell und sicher vielfach elektri¬ sche Widerstandswerte und/oder elektrische Leitfähigkeitswerte gemessen werden. Es ist dann lediglich erforderlich, die tatsächliche Regulationskapazität eines Körpers mit der idealen und der verloren gegangenen Regulationsfähigkeit zu vergleichen und daraus auf ein Krankheitsstadium und dessen Entwicklung zu schliessen und auch eine Therapie bezüglich ihrer Wirkung zu beurteilen.The invention is based on the recognition that the physiological values of healthy people are distributed according to a logarithmic normal distribution, which, however, is subject to a normal distribution by sick people who have lost their ability to be regulated. Well-regulated and disregulating biological systems would therefore be easy to recognize in the distribution of measurements when a large number of measurements are carried out in a short time. The conductivity of the skin is suitable as such a measured value, in particular with regard to electrical resistance values or conductivity values. Electrostatic resistance values and / or electrical conductivity values can be measured quickly and reliably at any number of skin locations. It is then only necessary to compare the actual regulatory capacity of a body with the ideal and the lost regulatory capacity and to conclude on a stage of disease and its development and also to assess a therapy in terms of their effect.
Kennzeichnend sind Messelektroden, die es gestatten, eine Vielzahl von Messwerten, insbesondere der Leitfähigkeit der Haut mindestens einer Hand in kurzer Zeit zu ermit- teln und auszuwerten. Bevorzugt sollten ca. 500 Messwerte innerhalb von 10 Minuten ermittelbar sein.Characteristic are measuring electrodes that allow a large number of measured values, in particular the conductivity of the skin, to be determined and evaluated by at least one hand in a short time. Preferably, approximately 500 measured values should be determinable within 10 minutes.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen dieThe invention will be described below in an embodiment with reference to a drawing. In the drawing show the
Fig. 1 : Häufigkeitsverteilung eines relativ gesunden ProbandenFig. 1: Frequency distribution of a relatively healthy subjects
Fig. 2: Häufigkeitsverteilung eines relativ kranken ProbandenFig. 2: frequency distribution of a relatively ill subjects
Fig. 3: Häufigkeitsverteilung eines nahezu geheilten ProbandenFig. 3: Frequency distribution of a nearly cured subjects
Fig. 4: eine schematische Darstellung einer Vorrichtungsanordnung4 shows a schematic representation of a device arrangement
Fig. 5: eine ElektrodenmatrixFig. 5: an electrode matrix
Fig. 6: die Elektrodenmatrix im Querschnitt
Die Vorrichtung zur Ermittlung von Funktionswerten umfasst eine Platte mit einer Elekt¬ rodenmatrix 1 , auf die ein Hautareal 2 zum Beispiel eine Hand flach auflegbar ist. Die Elektrodenmatrix 1 weist eine Vielzahl regelmässig angeordneter Metallstifte 3 auf, die in Führungen 5 aufgenommen sind und deren obere Stirnfläche kopfartig halbrund aus¬ gebildet ist, während die untere Stirnfläche flächig abschliesst. Der obere Bereich der Metallstifte 3 ist zwischen Kopfende und Elektrodenmatrix 1 von einer Feder 4umgeben, die im ungespannten Zustand dafür sorgt, dass die Metallstifte 3 aus der oberen Fläche der Metallmatrix 1 herausragen. Die Metallstifte 3 können gegen den Widerstand der Feder 4 leicht und soweit in die Führungen 5 hineingedrückt werden, das deren untere Stirnflächen Kontaktstellen 6 einer Gegenplatte 15 berühren, die durch elektrische Lei¬ ter (Bündelleiter 10) mit einem Messgerät 11 und weiter mit einer Referenzelektrode 13 an einer anderen Hautstelle des gemessenen Körpers angeschlossen sind. Elektro¬ denmatrix 1 und Gegenplatte 15 sind durch eine Halterung 7 voneinander beabstandet und mittels Schrauben 8 und Muttern 9 lagefixiert.Fig. 6: the electrode matrix in cross section The device for determining functional values comprises a plate with an electrode matrix 1 onto which a skin area 2, for example a hand, can be laid flat. The electrode matrix 1 has a multiplicity of regularly arranged metal pins 3, which are received in guides 5 and whose upper end face is formed like a head half-round, while the lower end face terminates flatly. The upper area of the metal pins 3 is surrounded between the head end and the electrode matrix 1 by a spring 4 which, in the untensioned state, causes the metal pins 3 to protrude from the upper surface of the metal matrix 1. The metal pins 3 can be pressed against the resistance of the spring 4 so far and into the guides 5 that contact the lower end faces contact points 6 of a counter-plate 15 by electrical Lei¬ ter (bundle conductor 10) with a measuring device 11 and further with a reference electrode 13 are connected to another skin site of the measured body. Electro¬ denmatrix 1 and counter-plate 15 are spaced from each other by a holder 7 and fixed in position by means of screws 8 and nuts 9.
Sobald ein Metallstift 3 auf eine Kontaktstelle 6 trifft, wird ein Stromkreis durch den Kör¬ per, den Metallstift 3, das Messgerät 11 und die Referenzelektrode 13 aufgebaut und die Leitfähigkeit an der betreffenden Haustelle, die den/die Metallstift(e) 3 berührt ge¬ messen. Die Leitfähigkeitsmessungen an den Haustellen, die die Metallstifte 3 berüh¬ ren, werden der Reihe nach durchgeführt. Die Messwerte können dann in der EDV 12 gespeichert und zum Beispiel na.ch der Regulationsdiagnostik verwertet. Die Federkon¬ stanten und die Geometrie sind so gewählt, dass bevorzugt alle Metallstifte 3 bei Berüh¬ rung der Kontaktstellen 6 den gleichen Gegendruck erzeugen.As soon as a metal pin 3 encounters a contact point 6, a circuit is built up by the body, the metal pin 3, the measuring device 11 and the reference electrode 13, and the conductivity at the respective home location which touches the metal pin (s) 3 is determined ¬ measure. The conductivity measurements at the home locations, which contact the metal pins 3, are carried out in sequence. The measured values can then be stored in the EDP 12 and utilized, for example, at the regulation of diagnostics. The spring constants and the geometry are selected so that preferably all the metal pins 3 produce the same back pressure when the contact points 6 are touched.
Die Verteilung der Messwerte der Leitfähigkeit der Haut eines Probanden weicht je nach Gesundheitszustand mehr oder weniger von der idealen Lognormalverteilung 2,3 oder 4 und der ungünstigsten Normalverteilung 1 ab. Hierbei werden ca. 500 Messwer¬ te in etwa 10 Minuten erfasst, ausgewertet und aufgetragen. Bei einem gesunden Pro¬ banden ergibt sich eine gute Übereinstimmung zur logarithmischen Normalverteilung 2 der Messwerte, bei einem z. B. Krebskranken eine starke Annäherung der Verteilung 3 an eine Normalverteilung.
Bei erfolgreicher Behandlung der Erkrankung ergibt sich nach der Behandlung wieder eine Häufigkeitsverteilung 4, die der eines gesunden Menschen gleicht.Depending on the state of health, the distribution of the measured values of the conductivity of a subject's skin deviates more or less from the ideal lognormal distribution 2, 3 or 4 and the most unfavorable normal distribution 1. In this case, about 500 measured values are recorded, evaluated and plotted in about 10 minutes. In a healthy Pro¬ band results in a good match to the logarithmic normal distribution 2 of the measured values, with a z. As cancer patients a strong approximation of the distribution 3 to a normal distribution. Successful treatment of the disease results in a frequency distribution 4 that resembles that of a healthy person.
Mit diesem Verfahren ist es mit hoher Sicherheit (wenigstens 95%) und geringem Auf¬ wand möglich, z. B. Krebserkrankungen festzustellen.
With this method, it is possible with high security (at least 95%) and low Auf¬ wall, z. B. cancers.
Bezugszeichenreference numeral
Elektrodenmatrixelectrode matrix
Hautarealskin area
Metallstiftmetal pin
Federfeather
Führungguide
Kontaktstellecontact point
Halterungbracket
Schraubescrew
Muttermother
Bündelleiterbundle conductors
Messgerätgauge
EDVit
Referenzelektrodereference electrode
Gegenplattecounterplate
Normalverteilung logarithmische NormalvertejlungNormal distribution logarithmic normal distribution
Verteilungdistribution
Häufigkeitsverteilung
frequency distribution