DE19858426A1

DE19858426A1 - Portable assembly to detect and correct blood sugar level

Info

Publication number: DE19858426A1
Application number: DE19858426A
Authority: DE
Inventors: Steffen Leonhardt
Original assignee: Individual
Current assignee: Leonhardt Steffen Dr-Ing 23566 Luebeck De
Priority date: 1997-12-17
Filing date: 1998-12-17
Publication date: 1999-09-23
Anticipated expiration: 2018-12-18
Also published as: DE19858426C2

Abstract

A portable system detects the human blood sugar level using a catheter inserted into a blood vessel and containing an optic fiber with an external light source. A detector in the catheter extremity captures scattered light, which is returned through the optic fiber to an external body-worn computer. The computer is linked with the free end of the catheter implant by a control wire. The control wire opens, shuts, and cleans the light emission window at the catheter implant extremity. The implant and associated body-worn hardware are linked by telemetry to a remote computer, which undertakes the signal processing and determines corrections to the blood sugar level. Corrections are effected by a telemetric command, triggering the dosed introduction of insulin from a body-worn pump.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des menschlichen Blutzucker spiegels mit einem Katheter, dessen freies Ende in ein Blutgefäß gelegt ist, wobei der Katheter mindestens einen Lichtleiter umfaßt, mit einer Lichtquelle zum Einkop peln von Licht in den mindestens einen Lichtleiter, mit einer Meßstelle am freien Ende des Katheters, an der das Licht aus dem mindestens einen Lichtleiter austritt, wobei das Licht vom Blut gestreut und/oder durch das Blut geleitet wird und wobei das gestreute und/oder durchgeleitete Licht in mindestens einem zurückführenden Lichtleiter wieder eingekoppelt wird, mit einem Detektor zur Aufnahme des zurück geführten Lichtes, und mit einer Recheneinheit zur Auswertung des von dem De tektor aufgenommenen Lichts.The invention relates to a device for measuring human blood sugar mirrors with a catheter, the free end of which is placed in a blood vessel, wherein the catheter comprises at least one light guide with a light source for insertion peln of light in the at least one light guide, with a measuring point at the free End of the catheter at which the light emerges from the at least one light guide, wherein the light is scattered by the blood and / or passed through the blood and wherein the scattered and / or transmitted light in at least one returning Optical fiber is coupled again, with a detector for recording the back led light, and with a computing unit for evaluating the de tector of recorded light.

Physiologischerweise wird der menschliche Blutzuckerspiegel in gewissen Grenzen konstant gehalten (60 . . . 120 mg/dl nüchtern in Ruhe). Der Blutzuckerspiegel wird über hormonelle Regelkreise durch folgende 4 Hormone beeinflußt:
Physiologically, the human blood sugar level is kept constant within certain limits (60 ... 120 mg / dl fasted at rest). The blood sugar level is influenced by the following 4 hormones via hormonal control loops:

- insulin (formed in the beta cells of the pancreas)
- glucagon (is formed in the alpha cells of the pancreas)
- adrenaline (formed in the adrenal medulla)
- Glucocorticoids (e.g. cortisol, is formed in the adrenal cortex).

Während Glucagon den Blutzuckerspiegel durch Abbau von Glykogen-Reserven in der Leber erhöht, senkt Insulin den Blutzuckerspiegel durch Transfer des Zuckers aus dem Blut in die verschiedenen Körperzellen. Adrenalin (bei Sport) und Cortisol (bei Streß) wirken langsamer und erhöhen den Blutzuckerspiegel ebenfalls. Dem nach ist Insulin das einzige Hormon, das den Blutzuckerspiegel senkt. Fig. 1 zeigt schematisch den Einfluß von Insulin und Glukagon auf den Blutzuckerspiegel.While glucagon increases blood sugar levels by reducing glycogen reserves in the liver, insulin lowers blood sugar levels by transferring the sugar from the blood to the various body cells. Adrenaline (for sports) and cortisol (for stress) act more slowly and also raise blood sugar levels. Accordingly, insulin is the only hormone that lowers blood sugar. Fig. 1 shows schematically the influence of insulin and glucagon on the blood sugar level.

Die sog. "Zucke"-Krankheit (Diabetes Mellitus) ist durch einen relativen oder ab soluten Mangel an Insulin gekennzeichnet, z. B. durch Zerstörung der beta-Zellen im Rahmen einer Autoimmun-Erkrankung (Typ I) oder durch Verlust der Insulin-Wirkung (Insulin-Resistenz, Typ II). Somit ist die Regelung des Blutzuckerspiegels eingeschränkt und als Resultat der Blutzuckerwert im Mittel erhöht. Externe Gluco se-Zufuhr (z. B. Nahrungsaufnahme) oder interne Glucose-Bereitstellung (Adrenalin, Cortisol) können beim Diabetiker nicht adäquat ausgeregelt werden, was sich zur Diagnose des Diabetes Mellitus verwenden läßt.The so-called "twitch" disease (diabetes mellitus) is due to a relative or ab marked absolute lack of insulin, e.g. B. by destroying the beta cells as part of an autoimmune disease (type I) or through loss of Insulin effect (insulin resistance, type II). This is the regulation of blood sugar levels limited and as a result the blood sugar level increased on average. External gluco se supply (e.g. food intake) or internal glucose supply (adrenaline, Cortisol) can not be adequately regulated in the diabetic, which results in Lets diagnose diabetes mellitus use.

Im Rahmen der heute üblichen Therapie wird der Blutzuckerwert mit Hilfe von Fin gerblut ein- oder mehrmals am Tag auf enzymatisch-chemischem Wege mit einem Teststreifen bestimmt. Eine schematische Darstellung eines solchen Testgerätes findet sich in Fig. 2.As part of the therapy that is common today, the blood sugar value is determined with the help of finger blood one or more times a day by enzymatic-chemical means with a test strip. A schematic representation of such a test device can be found in FIG. 2.

Neben diätetischen Maßnahmen (Vergleichsmäßigung der externen Zuckerauf nahme) wird versucht, den Blutzuckerspiegel medikamentös (z. B. durch Sulfonyl-Harn stoff zur Stimulation der vermehrten Insulin-Sekretion) oder durch subkutane Injektion von Insulin in physiologische Bahnen zu lenken. Für die Injektion existie ren Injektionshilfen oder mechanische Pumpen zur kontinuierlichen Insulin-Injektion. In addition to dietary measures (equalization of external sugar is attempted to lower the blood sugar level with medication (e.g. through sulfonyl urine substance to stimulate increased insulin secretion) or by subcutaneous To direct injection of insulin into physiological pathways. For injection exist injection aids or mechanical pumps for continuous Insulin injection.

Aufgrund der oft nicht ausreichenden Meßhäufigkeit und der fehlenden Möglichkeit, auf Störgrößen adäquat zu reagieren, ist der Blutzuckerspiegel bei einem Großteil der Diabetiker schlecht eingestellt. Bei chronisch zu hohem Blutzuckerspiegel ent stehen insbesondere an Nerven und Gefäßen Folgeschäden, die zu drastischen Konsequenzen (Atherosklerose, Herzinfarkt, Amputationen, Erblindung, Dialyse-Pflicht wegen Ausfall der Nierenfunktion, etc.) führen können.Due to the often insufficient measuring frequency and the lack of possibility to A large part of the blood sugar level is to react adequately to disturbance variables the diabetic poorly adjusted. If the blood sugar level is too chronic, ent there are consequential damages, particularly to nerves and vessels, that are too drastic Consequences (atherosclerosis, heart attack, amputations, blindness, dialysis required due to failure of kidney function, etc.).

Im experimentellen Stadium befinden sich verschiedene Therapieansätze zur ad äquaten Schließung des Blutzucker-Regelkreises bei annehmbarer Regelgüte. Man unterscheidet "biologische" und "technische Konzepte".Various therapeutic approaches to ad are in the experimental stage adequate closure of the blood sugar control loop with an acceptable control quality. Man distinguishes between "biological" and "technical concepts".

Bei den biologischen Konzepten wird versucht, die natürliche Funktion von Spen der-Inselzellen als Sensor und Aktor auszunutzen. Klinisch eingesetzt wird die komplette Bauchspeicheldrüsen-Transplantation (in Deutschland ca. 100 p.a.) und die Transplantation von isolierten Spender-Inselzellen (in Deutschland ca. 20 p.a.).In the biological concepts, the natural function of spen is tried the islets to use as sensors and actuators. The is used clinically complete pancreas transplantation (approx. 100 p.a. in Germany) and the transplantation of isolated donor islet cells (approx. 20 p.a. in Germany).

Diese beiden Verfahren sind in ihren Erfolgsaussichten limitiert durch das zu gerin ge und annähernd konstante Spender-Aufkommen, die notwendige Immun-Suppression mit Infektionsgefahr, die Gefahr der Entstehung bösartiger Tumore und der hohen Medikamentenkosten.The chances of success of these two processes are limited by that ge and almost constant donor volume, the necessary immune suppression with risk of infection, the risk of developing malignant tumors and the high drug costs.

Die Nutzung von unbegrenzt zur Verfügung stehenden Tier-Inselzellen wird durch die noch stärkere Immunreaktion stark behindert.The use of unlimited animal islets is available through the even stronger immune response is severely hampered.

Bei den technischen Konzepten wird versucht, den defekten Regelkreis durch tech nische Maßnahmen zu schließen.In the technical concepts, an attempt is made to replace the defective control loop with tech close African measures.

Es ist bekannt, daß als Aktoren Insulin-Pumpen (z. B. Rollen- oder Kolben-Pumpen) verwendet werden können, die sowohl extern als auch als Implantat betrieben wer den können. Eine am Patienten befestigte Insolin-Pumpe ist in Fig. 3 dargestellt. It is known that insulin pumps (e.g. roller or piston pumps) can be used as actuators, which can be operated both externally and as an implant. An insoline pump attached to the patient is shown in FIG. 3.

Das zentrale Problem aller technischen Therapieansätze ist die zuverlässige, mög lichst kontinuierliche, bequeme und schmerzfreie Bestimmung des Blutzuckerspie gels. Es ist bekannt, daß als Blutzuckersensoren chemische Verfahren eingesetzt werden könne, z. B. das enzymatische Verfahren wie die Glucose-Oxidase (GOD) Reaktion, gegebenenfalls in Kombination mit Ultrafiltration/Mikrodialyse, oder elek trokatalytische Verfahren (direkte Oxidation von Glykose an Platin-Elektroden). Es ist ferner bekannt, daß sich diese Konzepte miniaturisieren und zum Teil auch im plantieren lassen. Zum Beispiel existieren implantierbare Prototypen für Mikrodialy se-Sensoren mit GOD-Reaktion ("Ullmer Zuckeruhr"). Das zentrale Problem aller chemischen Sensor-Prinzipien ist die geringe Standzeit (< 3 Wochen).The central problem of all technical therapy approaches is the reliable, possible The most continuous, convenient and painless determination of blood sugar levels gels. It is known that chemical methods are used as blood sugar sensors can be, e.g. B. the enzymatic process such as glucose oxidase (GOD) Reaction, optionally in combination with ultrafiltration / microdialysis, or elec trocatalytic process (direct oxidation of glycose on platinum electrodes). It it is also known that these concepts are miniaturized and partly in planted. For example, there are implantable prototypes for microdialy se sensors with GOD reaction ("Ullmer sugar clock"). The central problem of everyone chemical sensor principles is the short service life (<3 weeks).

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der US 4 975 581 bekannt. Zur Messung des Blutzuckerspiegels wird der Katheter von außen in eine Armvene gelegt, wobei eine Verbindung zu einer Insolinpumpe vorgesehen ist, die nach Auswertung des an dem Blut gestreuten Lichts die daraufhin berechnete Menge Insolin dem Körper zuleitet. Danach muß der Katheter wieder aus der Armvene entfernt werden. Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß durch das notwendige und häufige Einführen des Katheters sich die Einstichstellen entzünden können. Außerdem ist der Patient nach wie vor durch diese Methode sehr in seiner Bewegungsfreiheit behindert. Ein entsprechendes Verfahren, bei dem die Blutzuckerkonzentration durch Auswertung der Polarisation des Lichts bestimmt wird, ist aus der DE 195 40 456 C2 bekannt.A generic device is known from US 4 975 581. For measurement the blood sugar level, the catheter is placed from the outside into an arm vein, whereby a connection to an insoline pump is provided, which after evaluation of the on the blood scattered light the amount of insoline then calculated for the body feeds. The catheter must then be removed from the arm vein. This The disadvantage of the device is that the necessary and frequent insertion of the Catheter can ignite the injection sites. In addition, the patient still very restricted in his freedom of movement by this method. A corresponding procedure in which the blood sugar concentration by evaluation the polarization of light is determined is known from DE 195 40 456 C2.

Aus der US 4 704 029 ist eine kombinierte Messung des Blutzuckergehalts durch Auswertung der Absorption, Reflexion und Polarisation von Licht an dem Blut be kannt. Grundsätzlich ist diese Vorrichtung implantierbar. Ein wesentlicher Problem ist allerdings die Tatsache, das die Meßfläche durch Ablagerungen mit der Zeit ver schmutzt, so daß die Meßwerte unbrauchbar werden.A combined measurement of the blood sugar content is known from US Pat. No. 4,704,029 Evaluation of the absorption, reflection and polarization of light on the blood be knows. Basically, this device is implantable. A major problem is, however, the fact that the measuring surface ver over time due to deposits dirty, so that the measured values become unusable.

Aus der DE 37 36 092 A1 ist eine Meßvorrichtung zur kontinuierlichen Bestimmung der Konzentration des Blutzuckergehalts in einer Meßküvette bekannt, bei der durch Ermittlung der optischen Rotation durch Polarisator und Analysator eine Er mittlung der Blutzuckerkonzentration erfolgt. Eine entsprechende Vorrichtung mit Auswertung der Reflexion des Lichts an dem Blut ist aus der WO 97/28437 be kannt.DE 37 36 092 A1 describes a measuring device for continuous determination the concentration of blood sugar in a measuring cuvette known at by determining the optical rotation by polarizer and analyzer the blood sugar concentration is determined. A corresponding device with Evaluation of the reflection of light on the blood is from WO 97/28437 knows.

Aus der WO 91/18548 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der von außen durch die Haut eine Bestimmung des Blutzuckerspiegels durchgeführt wird, wobei zwei Infra rot-Wellenlängen ausgesendet und empfangen werden und die Absorption der Wellenlängen ausgewertet wird. Die Genauigkeit dieser nichtinvasiven "in vivo" Messung reicht allerdings wegen der Absorption durch Haut- bzw. Schleimhautzel len für den klinischen Einsatz nicht aus. Ein entsprechendes Verfahren durch Aus wertung eines Teststrahls und eines Referenzstrahls ist aus der US 5 146 091 be kannt.From WO 91/18548 a device is known in which the outside through the Skin determination of blood sugar is carried out, two infra red wavelengths are transmitted and received and the absorption of the Wavelengths is evaluated. The accuracy of this non-invasive "in vivo" However, measurement is sufficient because of absorption by skin or mucous membrane cells not suitable for clinical use. A corresponding procedure by Aus Evaluation of a test beam and a reference beam is from US 5 146 091 knows.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art bereitzu stellen, die möglichst genaue und über die Zeit beständige Meßwerte des Blutzuc kergehalts liefert, die zur weiteren Datenverarbeitung zugrundegelegt werden kön nen.The object of the invention is to provide a device of the generic type set the most accurate and stable over time the blood glucose readings content that can be used as a basis for further data processing nen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die erfin dungsgemäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß eine Steuerleitung von der Recheneinheit zum freien Ende des Katheters geführt ist und daß am freien Ende des Katheters ein über die Steuerleitung ansteuerbarer Schieber vorgesehen ist, der eine Lichtaustrittsöffnung des mindestens einen Lichtleiters bei Ansteuerung freigibt oder freiwischt.This object is achieved by the features of patent claim 1. The invent Solution according to the invention is characterized in that a control line from the Computing unit is guided to the free end of the catheter and that at the free end the catheter is provided with a slide which can be controlled via the control line, the one light exit opening of the at least one light guide when activated releases or wipes.

Weitere Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen 2 bis 7.Further embodiments can be found in subclaims 2 to 7.

Eine weitere Lösung der obengenannten Aufgabe besteht aus einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8. Diese Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß eine Steuerleitung von der Recheneinheit zum freien Ende des Katheters ge führt ist und daß am freien Ende des Katheters ein über die Steuerleitung ansteu erbarer Ultraschallgenerator vorgesehen ist, der Ultraschallwellen bei Ansteuerung derart aussendet, daß die Lichtaustrittsöffnung des mindestens einen Lichtleiters bei Ansteuerung von Ablagerungen befreit wird.Another solution to the above object consists of a device with the features of claim 8. This solution is characterized in that that a control line from the computing unit to the free end of the catheter ge leads and that at the free end of the catheter control via the control line erable ultrasonic generator is provided, the ultrasonic waves when controlled emits such that the light exit opening of the at least one light guide is released from deposits when actuated.

Weitere Ausführungsformen der beiden erfindungsgemäßen Vorrichtungen finden sich in den Unteransprüchen 9 bis 12.Find further embodiments of the two devices according to the invention themselves in subclaims 9 to 12.

Eine Vorrichtung zum Regeln des menschlichen Blutzuckerspiegels, für die eben falls selbständiger Schutz beansprucht wird, weist die Merkmale des Anspruchs 13 auf.A device for regulating human blood sugar levels, for just that if independent protection is claimed, has the features of claim 13 on.

Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen lassen sich implantieren, so daß eine Re gelung des menschlichen Blutzuckerspiegels durchgeführt werden kann, wobei die Meßwerte über eine Telemetrieeinheit zu einer außerhalb des Körpers befindlichen Kontrolleinheit übertragen werden, mit einer extrakorporalen Insolinpumpe zum In jektieren von Insolin über das Bauchfell und mit einem in der Kontrolleinheit inte grierten Regler, der in Abhängigkeit der Meßwerte die Insolinpumpe derart steuert, daß sich der gewünschte Blutzuckerspiegel einstellt.The devices of the invention can be implanted so that a Re gelation of the human blood sugar level can be carried out, the Measured values via a telemetry unit to an external one Control unit can be transferred with an extracorporeal insoline pump to the In inject insulin over the peritoneum and with an inte in the control unit grated controller that controls the insulin pump depending on the measured values, that the desired blood sugar level is set.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert. In die ser zeigt:Further details of the invention will be explained with reference to the drawing. In the it shows:

Fig. 1 schematisch den Einfluß von Insulin und Glukagon auf den Blutzucker spiegel, Fig. 1 shows schematically a mirror the effect of insulin and glucagon on blood glucose,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines bekannten Testgerätes, Fig. 2 is a schematic representation of a known test device,

Fig. 3 eine am Patienten befestigte Insolin-Pumpe, Fig. 3 is a attached to the patient Insolin pump,

Fig. 4 das erfindungsgemäße Meßsystem zur kontinuierlichen Bestimmung des Blutzuckerspiegels, Fig. 4 measuring system for continuous determination of the blood sugar levels according to the invention,

Fig. 5 das Implantat mit Katheter, der einen integrierten Lichtleiter und an sei nem freien Ende einen Mikrokolben aufweist und Fig. 5 shows the implant with catheter, which has an integrated light guide and at its free end a micro-piston and

Fig. 6 den Einsatz des erfindungsgemäßen Implantats im geschlossenen Re gelkreis, Fig gelkreis. 6 the use of the implant according to the invention in the closed Re,

Fig. 7 zeigt ein elektrisches Prinzipschaltbild für die Datenübertragung von der in dem Implantat befindlichen Telemetrieeinheit zu der Kontrolleinheit und FIG. 7 shows an electrical block diagram for the data transmission from the telemetry unit located in the implant to the control unit and

Fig. 8 zeigt ein elektrisches Prinzipschaltbild für die Datenübertragung von der Kontrolleinheit zu der Telemetrieeinheit in dem Implantat. Fig. 8 shows an electrical schematic diagram for the data transmission from the control unit to the telemetry unit in the implant.

Die Fig. 1, 2 und 3 wurden bereits oben beschrieben. Figs. 1, 2 and 3 have already been described above.

Fig. 4 zeigt das erfindungsgemäße Blutzuckermeßsystem. Fig. 4 shows the blood sugar measurement system according to the invention.

Das Meßsystem besteht aus einem Sensor-Gehäuse aus bioverträglichem Material (z. B. Titan) und ein mit Körperflüssigkeiten (z. B. Blut) in Kontakt stehendes Kathe tersystem aus bioverträglichem Material (z. B. Silikon). Zum Meßsystem gehören ferner eine extrakorporale Sende-/Empfangseinheit mit Telemetrie, Datenauswer tung, Datendarstellung und Alarmfunktion.The measuring system consists of a sensor housing made of biocompatible material (e.g. titanium) and a kathe in contact with body fluids (e.g. blood) system made of biocompatible material (e.g. silicone). Belong to the measuring system also an extracorporeal transmitter / receiver unit with telemetry, data extractor processing, data display and alarm function.

Fig. 5 zeigt das Implantat mit Katheter, der einen integrierten Lichtleiter und an sei nem freien Ende einen Mikrokolben aufweist. Fig. 5 shows the implant with catheter, which has an integrated light guide and at its free end a micro-piston.

Im Sensor-Gehäuse sind mehrere Funktionsgruppen integriert:
Several function groups are integrated in the sensor housing:

- Transcutaneous telemetry unit for bidirectional optical or electroma gnetic data transmission between the implanted sensor and extracorpo ral sender / receiver unit.
- Energy supply (rechargeable from the outside)
- Integrated microelectronics / microcomputers to control all processes in the Im plantat (measurements, signal evaluation, telemetry, self-diagnosis, monitoring battery function, etc.)
- Integrated micro-optical assembly for generating and measuring Ab sorption, reflection and polarimetry of electromagnetic waves in various which wavebands (e.g. visible light or near / middle In infrared light). Different frequencies can be used within a wave range be realized, e.g. B. by several light sources, by micro-optical prisms or through tunable optical filters.

Der Katheter ist mehrlumig und enthält einen oder mehrere Lichtleiter, die das Licht von und zu der mikrooptischen Baugruppe im Sensorgehäuse leiten. Ferner kann der Katheter elektrische Leitungen zur Energieübertragung, Bauteile zur mechani schen Kraftübertragung (z. B. Bowdenzüge) oder Lumen zur hydraulischen oder pneumatischen Energieübertragung enthalten. Der Katheter steht an den Meßstel len in Kontakt mit Körperflüssigkeiten (z. B. Blut, Peritonealflüssigkeit oder Liquor).The catheter is multi-lumen and contains one or more light guides that hold the light from and to the micro-optical module in the sensor housing. Furthermore, the catheter electrical cables for energy transmission, components for mechani power transmission (e.g. Bowden cables) or lumens for hydraulic or pneumatic power transmission included. The catheter is at the measuring point len in contact with body fluids (e.g. blood, peritoneal fluid or cerebrospinal fluid).

Bei der Absorptions- und der Polarimetrie-Messung wird Licht verschiedener Fre quenzen nacheinander längs einer konstanten Wegstrecke durch die Meßprobe geleitet. Hierzu wird das Probenvolumen durch einen dicht abschließenden, be weglichen Mikrokolben vor der Messung in den Katheter gesaugt und nach der Messung ausgestoßen. Zur Erzeugung der Kolbenbewegung kann ein mikrome chanischer Kurbeltrieb eingesetzt werden.In the absorption and polarimetry measurement, light of different fre sequences in succession along a constant path through the test sample headed. For this purpose, the sample volume is sealed by a tight, be mobile micro-flask is sucked into the catheter before measurement and after Measurement ejected. A microme mechanical crank mechanism can be used.

Aber auch mechanische, hydraulische, pneumatische oder thermopneumatische Prinzipien zur Bewegungserzeugung sind denkbar. Durch die Kolbenbewegung werden die Lichtein- und Austrittsstellen automatisch gesäubert und eine Gerinnung von Blut oder Ablagerung von Eiweiß in der Meßstrecke verhindert. Ferner sorgen die Kolbenbewegungen bei hinreichend geringem zeitlichen abstand (z. B. alle 10 min) dafür, daß sich direkt über der Meßstrecke bei Messung im Blut keine fibrinö se Pseudomembran bilden kann. But also mechanical, hydraulic, pneumatic or thermopneumatic Principles for generating movement are conceivable. By the piston movement the light entry and exit points are automatically cleaned and a coagulation of blood or protein deposits in the measuring section. Also worry the piston movements at a sufficiently short time interval (e.g. every 10 min) that there are no fibrinö in the blood directly above the measuring section can form a pseudomembrane.

Bei der Reflektionsspektroskopie muß die Wegstrecke durch die Meßprobe nicht konstant sein. Vielmehr wird das Licht durch eine geeignete Mikrooptik aus dem Katheter in die Flüssigkeit geleitet und diffus gestreut. Über eine zweite Mikrooptik wird ein Teil des Streulichtes eingefangen und zurück an das Sensor-Gehäuse ge leitet. Um die Bildung von Ablagerungen und Pseudomembranen über den Mikro optiken zu verhindern, besteht wiederum die Möglichkeit, Lichtein- und -austrittsstellen über einen beweglichen Kolben zu reinigen. Eine Reinigung der Mi krooptiken durch Ultraschall-Transducer ist ebenfalls möglich. Bei entsprechender Plazierung des Katheters (rechtes Atrium des Herzens, wie bei Herzschrittmachern) läßt sich auch die Bewegung der Herzklappensegel (Tricuspedal-Klappe) als "Scheibenwischer" nutzen.With reflection spectroscopy, the distance through the test sample does not have to be be constant. Rather, the light is emitted by suitable micro-optics Catheter passed into the liquid and diffusely scattered. Via a second micro optic part of the scattered light is captured and ge back to the sensor housing directs. To the formation of deposits and pseudomembranes on the micro to prevent optics, there is again the possibility of light and -to clean the exit points using a movable piston. A cleaning of Wed. Crooptics using ultrasonic transducers is also possible. With appropriate Placement of the catheter (right atrium of the heart, as with pacemakers) can also the movement of the heart valve sail (tricus pedal valve) as Use "wipers".

Zur Erhöhung der Meßgenauigkeit und -sicherheit lassen sich alle drei Meßverfah ren (Absorption, Reflektion und Polarimetrie) in geeigneter Weise kombinieren und entsprechend gewichten.All three measuring methods can be used to increase the measuring accuracy and reliability ren (absorption, reflection and polarimetry) in a suitable way and weight accordingly.

Das Sensor-Gehäuse ist hinreichend klein und kann typischerweise in einer Gewe betasche unterhalb des Schlüsselbeins (subclavikulär, typ. Implantationsort für Herzschrittmacher) oder im umbilikalen Unterhautfettgewebe implantiert werden.The sensor housing is sufficiently small and can typically be in a weave pocket below the clavicle (subclavicular, typ Pacemaker) or implanted in umbilical subcutaneous fat.

Fig. 6 zeigt den Einsatz des erfindungsgemäßen Implantats im geschlossenen Re gelkreis. Das mikrooptische Blutzucker-Meßsystem (implantierter Katheter und im plantiertes Sensor-Gehäuse sowie externe Sende-/Empfangseinheit) kann neben der Überwachungsfunktion natürlich auch zur Schließung des defekten Blutzucker regelkreises verwendet werden. Typischerweise wird dabei das Meßsystem mit einem Regelalgorithmus und entsprechender extrakorporaler Hardware (Elektronik, Pumpenmechanik) kombiniert. Fig. 6 shows the use of the implant according to the invention in the closed Re gelkreis. The micro-optical blood sugar measuring system (implanted catheter and in the planted sensor housing as well as external transmitter / receiver unit) can of course also be used to close the defective blood sugar control circuit in addition to the monitoring function. The measuring system is typically combined with a control algorithm and corresponding extracorporeal hardware (electronics, pump mechanics).

Fig. 7 zeigt ein elektrisches Prinzipschaltbild für die Datenübertragung von der in dem Implantat befindlichen Telemetrieeinheit zu der Kontrolleinheit. Die Übertra gungsrichtung ist durch den Pfeil A angedeutet. Die in der Kommunikationseinheit 24 gewandelten Werte werden dem Tastkopf 2 und dort einem Spannungs-Frequenz wandler 30 zugeführt, der einen Schalttransistor 31 taktet, wodurch die Resonanzfrequenz des durch C und L1 gebildeten Schwingkreises entsprechend der Taktfrequenz verändert wird. In dem Tastkopf 12 wird hierdurch die Resonanz frequenz des durch C und L2 gebildeten Schwingkreises verstimmt, wobei die Sen deenergie durch den in dem Tastkopf 12 befindlichen Oszillator 34 geliefert wird. Über den Widerstand R wird die derart modulierte Resonanzfrequenz über den Frequenz-Spannungswandler in Form einer analogen Spannung der Kontrolleinheit 33 zugeführt. Fig. 7 shows an electrical schematic diagram for the data transfer from the located in the implant telemetry unit to the control unit. The direction of transmission is indicated by the arrow A. The values converted in the communication unit 24 are fed to the probe 2 and there a voltage-frequency converter 30 which clocks a switching transistor 31 , as a result of which the resonance frequency of the resonant circuit formed by C and L1 is changed in accordance with the clock frequency. In the probe 12 , the resonance frequency of the resonant circuit formed by C and L2 is detuned, the deenergy being supplied by the oscillator 34 located in the probe 12 . Via the resistor R, the resonance frequency modulated in this way is fed to the control unit 33 in the form of an analog voltage via the frequency-voltage converter.

Fig. 8 zeigt ein elektrisches Prinzipschaltbild für die Datenübertragung von der Kontrolleinheit zu der Telemetrieeinheit in dem Implantat. Die Übertragungsrichtung ist durch den Pfeil B angedeutet. In diesem Fall wird die Frequenz des Oszillators 34 entsprechend den zu übertragenden Werten der Kontrolleinheit 33 verändert. Fig. 8 shows an electrical schematic diagram for the data transmission from the control unit to the telemetry unit in the implant. The direction of transmission is indicated by arrow B. In this case, the frequency of the oscillator 34 is changed in accordance with the values of the control unit 33 to be transmitted.

Die Datenübertragung erfolgt ansonsten analog gemäß Fig. 3.The data transmission is otherwise analogous to that shown in FIG. 3.

Claims

1. device for measuring the human blood sugar level,
with a catheter, the free end of which is placed in a blood vessel, the catheter comprising at least one light guide,
with a light source for coupling light into the at least one light guide,
with a measuring point at the free end of the catheter at which the light emerges from the at least one light guide, the light being scattered by the blood and / or guided through the blood, and the scattered and / or transmitted light being coupled in again in at least one returning light guide becomes,
with a detector for recording the returned light, and
with a computing unit for evaluating the light received by the detector,
characterized by
that a control line is led from the computing unit to the free end of the catheter and
that at the free end of the catheter a slider that can be controlled via the control line is provided, which opens or wipes a light exit opening of the at least one light guide when activated.

2. Device according to claim 1, characterized in that the slide from consists of a piston which in a precisely fitting opening at the free end of the Catheter between one that is flush with the catheter surface Position and a position sunken with respect to the catheter surface is guided and that in the lowered position, a light exit opening of the at least one light guide is released.

3. Device according to claim 2, characterized in that the piston is radial is guided in the catheter.

4. The device according to claim 2, characterized in that the piston is axial is guided in the catheter.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the piston can be driven by a micromotor with crank drive and that the control line consists of an electrical control line.

6. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the piston can be driven by a solenoid and that the control line consists of an electrical control line.

7. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that be the control line from a hydraulic or pneumatic line is in operative connection with the piston, wherein in the implantable Ren housing a linear actuator to apply pressure to the tax guidance is integrated.

8. Device according to the preamble of claim 1,
characterized,
that a control line is led from the computing unit to the free end of the catheter and
that at the free end of the catheter a controllable ultrasound generator is provided which emits ultrasound waves when actuated in such a way that the light exit opening of the at least one light guide is freed of deposits when actuated.

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the light source, the detector and the computing unit together with one Energy storage devices for voltage supply are integrated in an implant.

10. The device according to claim 9, characterized in that in the implant a telemetry unit is integrated with which between the computing unit and a control unit outside the body with one for it seen probe a data transmission and / or an energy transfer is producible.

11. The device according to claim 10, characterized in that the telemetry unit and the probe on a resonant circuit, each with an inductance point, the resonant circuit on the part of the telemetry unit and The oscillating circuit can be detuned on the part of the probe for data transmission and that the data transmission without contact by inductive coupling of the Inductors take place.

12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the Energiege stops the frequency transmitted from the control unit to the telemetry unit an accumulator or a capacitor for the energy supply of the Im recharge plantats

13. Device for regulating the human blood sugar level,
with an implanted device according to one of claims 10 to 12 for measuring the human blood sugar level, the measured values being transmitted via a telemetry unit to a control unit located outside the body,
with an extracorporeal insoline pump for injecting insoline over the peritoneum and
with a controller integrated in the control unit, which controls the insulin pump as a function of the measured values in such a way that the desired blood sugar level is set.