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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sammeln von
Hautdurchdringungsgas und ein Gerät zum Messen eines solchen
Hautdurchdringungsgases, wobei die Vorrichtung und das Gerät zum Bestimmen
des Gesundheitszustandes von Patienten verwendet werden.
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Stand der Technik
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Blut
und menschliche Metaboliten (Urin und Stuhl) sind herkömmlicherweise
bedeutende klinische Gegenstände,
die zum Bestimmen des menschlichen Gesundheitszustandes verwendet
werden. Seit kurzem sind auch Speichel und expiriertes Gas Testobjekte,
und künftig
wird auch Schweiß zu
solchen klinischen Gegenständen
gehören.
Bestandteile eines solchen expirierten Gases, von Speichel und von
Schweiß hängen von
Blutbestandteilen ab, so daß eine
quantitative Beziehung zwischen beiden Bestandteilen besteht. Es
wird erwartet, daß diese
nichtinvasiven Metaboliten künftig
auf dem Gebiet der/des häuslichen
medizinischen Betreuung und Gesundheitsmanagements verwendet werden.
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Es
hat bisher keine für
die klinische Messung verwendeten Meßmittel und keine Meßmittel
zum Bestimmen des menschlichen Gesundheitszustandes gegeben, die
ein solches Hautdurchdringungsgas verwenden. Das liegt daran, daß das Vorhandensein
des Hautdurchdringungsgases selbst zu solchen Zwecken nicht angenommen
worden ist.
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Dokument
US.A. 4439679 offenbarte
eine Vorrichtung, wie sie in dem Oberbegriff von Anspruch 1 beschrieben
ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
Erfindung besteht in dem, was in der beigefügten Gruppe von Ansprüchen offenbart
ist.
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Wie
oben beschrieben, haben die Erfinder herausgefunden, daß Hautdurchdringungsgas
von Blutbestandteilen in peripheren Blutgefäßen abhängt. Die Erfinder haben auch
herausgefunden, daß das
Hautdurchdringungsgas bei der Bestimmung von neuen Morbiditätstypen äußerst wichtig
ist.
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Angesichts
der oben beschriebenen Situation ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Gerät
zum Messen des Hautdurchdringungsgases bereitzustellen, wobei ein
solches Gerät
dazu verwendbar ist, klinische Informationen durch nichtinvasive
und blutlose Operationen zu erlangen, und bei der/dem häuslichen medizinischen
Betreuung und Gesundheitsmanagement nützlich ist.
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Um
die obengenannte Aufgabe zu lösen,
sind die/das folgende/n Vorrichtungen und Gerät bereitgestellt:
- (1) Eine Hautdurchdringungsgas-Sammelvorrichtung, einschließend einen
Behälter
mit einem Öffnungsabschnitt
und einschließend
ein Speichermittel zum Speichern von aus der Haut austretendem Hautdurchdringungsgas,
wobei das Hautdurchdringungsgas dadurch erlangt wird, daß der Öffnungsabschnitt
in engen Kontakt mit der Haut gebracht wird, und ein Abgabemittel
zur Abgabe des in dem Behälter
gespeicherten Hautgases.
- (2) Die Hautdurchdringungsgas-Sammelvorrichtung, ferner einschließend eine
an einem unteren Abschnitt innerhalb des Behälters angeordnete Trennwand
mit einer Öffnung
in deren Mitte und ein Betätigungselement
zum Öffnen
und Schließen
der Öffnung
der Trennwand.
- (3) Die Hautdurchdringungsgas-Sammelvorrichtung, wobei der Behälter einen
ersten Teilbehälter,
der ein Loch hat, zum Speichern des Hautdurchdringungsgases, einen
zweiten Teilbehälter,
der den ersten Teilbehälter
umgibt und durch Dekompression, die durch das Ablassen von Luft
erreicht wird, in engen Kontakt mit der Haut gebracht wird, und
eine Abgabeeinheit zur Abgabe des in dem ersten Teilbehälter gespeicherten
Hautdurchdringungsgases einschließt.
- (4) Eine Hautdurchdringungsgas-Sammelvorrichtung, einschließend einen
Fingerling, der eine Kupplung einschließt, und ein oder mehrere Verbindungsstücke, die
an die Kupplung anschließbar
sind und einen Absperrhahn einschließen.
- (5) Eine Hautdurchdringungsgas-Sammelvorrichtung, einschließend ein
zylindrisches Element, das eine Spiralnut einschließt, eine
auf der oberen Oberfläche
des zylindrischen Elements angeordnete Abdeckung, einen mit der
Abdeckung verbundenen Gaseinströmungsabschnitt,
einen mit der Abdeckung verbundenen Gasabgabeabschnitt und ein Verschlußelement
zum Verschließen
der Nut des zylindrischen Elements und zum Aufrechterhalten einer
vorab festgelegten Temperatur von in der Nut enthaltener Luft, wobei
nach dem Analysieren von Bestandteilen der Luft, deren Temperatur
auf einem vorab festgelegten Wert gehalten wird, das Verschlußelement
von dem zylindrischen Element gelöst wird und das zylindrische
Element, von dem das Verschlußelement
gelöst
ist, dann in engen Kontakt mit Haut eines Patienten gebracht wird,
um das Hautdurchdringungsgas zu sammeln.
- (6) Ein Hautdurchdringungsgas-Meßgerät, einschließend einen
ersten Behälter,
der eine Öffnung
hat, zum Speichern von Hautdurchdringungsgas, ein Gebläse zum Umwälzen des gespeicherten
Hautdurchdringungsgases und eine Meßeinheit, die ein Färbemittel
einschließt,
das in einer Bahn plaziert ist, auf der das Gas mit dem Gebläse umgewälzt wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Darstellung einer Konfiguration einer Hautdurchdringungsgas-Sammelvorrichtung
gemäß einem
ersten Beispiel der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Darstellung einer Konfiguration einer Hautdurchdringungsgas-Sammelvorrichtung
gemäß einem
zweiten Beispiel der vorliegenden Erfindung.
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3 ist
eine Darstellung einer Konfiguration einer Hautdurchdringungsgas-Sammelvorrichtung
gemäß einem
dritten Beispiel der vorliegenden Erfindung.
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4 ist
eine Darstellung eines Vergleichs des Acetongehalts von expiriertem
Gas mit dem Acetongehalt von Dampf, der aus einem linken Zeigefinger
austritt.
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5 ist
eine Darstellung einer Konfiguration einer Hautdurchdringungsgas-Sammelvorrichtung
(Probensonde) gemäß einem
vierten Beispiel der vorliegenden Erfindung.
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6 ist
eine Darstellung der Beziehung zwischen der Menge des emittierten
Acetons und dem BMI, wobei die Acetonmenge mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
erlangt wird und der BMI ein Fettleibigkeitsindex ist.
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7 ist
eine Darstellung von Chromatogrammen einer erfindungsgemäßen Sondenblindprobe,
die durch eine zehnminütige
Probenentnahme innerhalb eines linken Unterarms erlangt wird.
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8 ist
eine Darstellung (erste Darstellung) der Beziehung zwischen der
Ingestion von Milch und der Menge des emittierten Wasserstoffgases,
das mit einer erfindungsgemäßen Hautdurchdringungsgas-Sammelvorrichtung
gesammelt wird; zwischen der Ingestion von Milch und der Menge des
Wasserstoffgases in expiriertem Gas nach der Ingestion von Milch.
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9 ist
eine Darstellung (zweite Darstellung) der Beziehung zwischen der
Ingestion von Milch und der Menge des emittierten Wasserstoffgases,
das mit einer erfindungsgemäßen Hautdurchdringungsgas-Sammelvorrichtung
gesammelt wird; zwischen der Ingestion von Milch und der Menge des
Wasserstoffgases in expiriertem Gas nach der Ingestion von Milch.
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10 ist
eine Darstellung (dritte Darstellung) der Beziehung zwischen der
Ingestion von Milch und der Menge des emittierten Wasserstoffgases,
das mit einer erfindungsgemäßen Hautdurchdringungsgas-Sammelvorrichtung
gesammelt wird; zwischen der Ingestion von Milch und der Menge des
Wasserstoffgases in expiriertem Gas nach der Ingestion von Milch.
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11 ist
eine Darstellung (vierte Darstellung) der Beziehung zwischen der
Ingestion von Milch und der Menge des emittierten Wasserstoffgases,
das mit einer erfindungsgemäßen Hautdurchdringungsgas-Sammelvorrichtung
gesammelt wird; zwischen der Ingestion von Milch und der Menge des
Wasserstoffgases in expiriertem Gas nach der Ingestion von Milch.
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12 ist
eine Darstellung einer Konfiguration eines Hautdurchdringungsgas-Meßgeräts gemäß einem
fünften
Beispiel der vorliegenden Erfindung.
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Beste Ausführungsform der Durchführung der
Erfindung
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Nun
werden Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
ausführlich
beschrieben.
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1 ist
eine Darstellung einer Konfiguration einer Hautdurchdringungsgas-Sammelvorrichtung
gemäß einem
ersten Beispiel der vorliegenden Erfindung. 1(a) ist
eine perspektivische Ansicht ihres Umrisses, 1(b) ist
eine Darstellung eines Zustandes, in dem eine untere Kammer der
Hautdurchdringungsgas-Sammelvorrichtung mit Hautdurchdringungsgas
gefüllt
ist, 1(c) ist eine Darstellung eines
Zustandes, in dem ermöglicht
wird, daß das
Hautdurchdringungsgas aus der unteren Kammer in eine obere Kammer strömt, und 1(d) ist eine Darstellung eines Zustandes,
in dem die mit dem Hautdurchdringungsgas gefüllte obere Kammer verschlossen
ist.
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In
diesen Figuren stellt Bezugszeichen 1 einen Behälter der
Hautdurchdringungsgas-Sammelvorrichtung
dar, stellt Bezugszeichen 1A eine in dem Behälter 1 angeordnete
untere Kammer dar, stellt Bezugszeichen 1B eine in dem
Behälter 1 angeordnete
obere Kammer dar, stellt Bezugszeichen 2 eine an einer
unteren Position innerhalb des Behälters 1 angeordnete
Trennplatte mit einer Öffnung 2A in
deren Mitte dar, stellt Bezugszeichen 3 ein Betätigungselement
dar, das zum Öffnen
und Schließen
der Öffnung 2A der
Trennplatte 2 fähig
ist, stellt Bezugszeichen 4 einen an dem oberen Ende des
Betätigungselements 3 angeordneten
Knopf dar, stellt Bezugszeichen 5 einen Stab des Betätigungselements 3 dar,
stellt Bezugszeichen 6 ein an dem unteren Ende des Stabes 5 angeordnetes
Ventilelement dar, stellt Bezugszeichen 7 einen O-Ring
zum Verschließen
eines Spaltes zwischen dem Behälter 1 und
dem Stab 5 dar, stellt Bezugszeichen 8 eine mit
dem Behälter 1 verbundene
Entlüftungsöffnung zum
Ablassen des Hautdurchdringungsgases dar, stellt Bezugszeichen 9 eine
mit dem Behälter 1 verbundene
Abgabeöffnung
zur Abgabe des Hautdurchdringungsgases dar und stellt Bezugszeichen 10 Haut
eines Patienten dar.
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Die
Wirkungsweise dieser Vorrichtung wird im folgenden beschrieben.
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Wie 1(b) zeigt, wird der Behälter 1 der
Hautdurchdringungsgas-Sammelvorrichtung an die Haut des Patienten 10 gepreßt und danach
in einem Zustand daran fixiert, daß das Betätigungselement 3 nach
unten gepreßt
und dadurch die Öffnung 2A der
Trennplatte 2 durch das Ventilelement 6 verschlossen
wird. In einem solchen Zustand wird aus der Haut des Patienten 10 austretendes
Hautdurchdringungsgas in der unteren Kammer 1A gesammelt.
Die Entlüftungsöffnung und
die Abgabeöffnung 9 zum
Ablassen des Hautdurchdringungsgases werden geschlossen, wobei die
Entlüftungsöffnung und
die Abgabeöffnung 9 mit
dem Behälter 1 verbunden
sind.
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Nach
Beendigung des Sammelns des Hautdurchdringungsgases wird das Betätigungselement 3 nach oben
gezogen, um die Öffnung 2A der
Trennplatte 2 zu öffnen
(siehe 1(c)). Dadurch wird ermöglicht,
daß das
in der unteren Kammer 1A gesammelte Hautdurchdringungsgas
in die obere Kammer 1B strömt.
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Wie 1(d) zeigt, wird das Betätigungselement 3 wieder
nach unten gepreßt,
um die Öffnung 2A der Trennplatte 2 zu
verschließen,
wodurch das Hautdurchdringungsgas in der oberen Kammer 1B eingefangen und
gespeichert wird.
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Die
Abgabeöffnung 9 für das Hautdurchdringungsgas
wird geöffnet,
die Entlüftungsöffnung 8 wird ebenfalls
geöffnet,
und durch die Entlüftungsöffnung 8 wird
Gas eingelassen, um das Hautdurchdringungsgas nach außen zu drücken, wodurch
das Hautdurchdringungsgas einer Messung unterzogen wird. Dieses
Verfahren wird in der Figur jedoch nicht gezeigt.
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2 ist
eine Darstellung einer Konfiguration einer Hautdurchdringungsgas-Sammelvorrichtung
gemäß einem
zweiten Beispiel der vorliegenden Erfindung.
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In
dieser Figur stellt Bezugszeichen 11 einen ersten Behälter zum
Speichern des Hautdurchdringungsgases dar, stellt Bezugszeichen 12 einen
zweiten Behälter
dar, der den ersten Behälter 11 zum
Zwecke des Ablassens von Luft umgibt, um eine Dekompression bereitzustellen,
um den ersten Behälter 11 in
engen Kontakt mit Haut zu bringen, stellt Bezugszeichen 13 eine
mit dem zweiten Behälter 12 verbundene
Entleerungseinheit zum Ablassen von Gas dar, stellt Bezugszeichen 14 einen
Hahn dar, stellt Bezugszeichen 15 eine mit dem ersten Behälter 11 verbundene
Gaseinströmungseinheit
dar, stellt Bezugszeichen 16 eine mit dem ersten Behälter 11 verbundene
Abgabeeinheit zum Ablassen des Hautdurchdringungsgases dar und stellt
Bezugszeichen 17 Haut eines Patienten dar.
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Gemäß der oben
beschriebenen Konfiguration wird, nachdem die Abgabeeinheit 16 geschlossen
und die Gaseinströmungseinheit 15 zum
Zwecke des Einleitens von Gas (trockene Luft) in den ersten Behälter 11 geöffnet worden
ist, die Gaseinströmungseinheit 15 geschlossen,
um das Hautdurchdringungsgas von der Haut des Patienten 17 zu
sammeln. Nach dem Sammeln des Hautdurchdringungsgases wird die Abgabeeinheit 16 geöffnet, um
das Hautdurchdringungsgas in einen Testbehälter (nicht gezeigt) abzugeben.
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In
diesem Fall weist der Behälterabschnitt
eine Doppelstruktur auf, um den ersten Behälter 11 in engen Kontakt
mit der Haut des Patienten 17 zu bringen. Insbesondere
wird der außerhalb
des ersten Behälters 11 angeordnete
zweite Behälter 12 mit
der Entleerungseinheit 13 dekomprimiert, wodurch der erste
Behälter 11 in
engen Kontakt mit der Haut gebracht wird.
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3 ist
eine Darstellung einer Konfiguration einer Hautdurchdringungsgas-Sammelvorrichtung
gemäß einem
dritten Beispiel der vorliegenden Erfindung. 3(a) ist
eine Darstellung eines Fingerlings und einer mit diesem verbundenen
Injektionsspritze, 3(b) ist eine Darstellung
einer Situation, in der ein Finger in den Fingerling gesteckt wird, 3(c) ist eine Darstellung einer Situation,
in der der Fingerling mit Luft gefüllt wird, die aus der Injektionsspritze
zugeführt
wird, und 3(d) ist eine Darstellung
einer Situation, in der die Luft und das Hautdurchdringungsgas inhaliert
werden.
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In
diesen Figuren stellt Bezugszeichen 21 einen Fingerling
(ein aus Teflon gefertigter Beutel) dar, stellt Bezugszeichen 22 eine
Kupplung (zum Beispiel ein Hahn) dar, stellt Bezugszeichen 23 eine
Injektionsspritze (100 ml) dar, stellt Bezugszeichen 24 einen
Absperrhahn dar, stellt Bezugszeichen 25 Gummi oder eine
Klemme an der Außenseite
der Basis des Fingerlings 21 dar, stellt Bezugszeichen 26 einen
Finger eines Patienten dar, stellt Bezugszeichen 27 eine
Gaseinströmungseinheit
dar und stellt Bezugszeichen 28 den aufgeblähten, mit
Luft gefüllten
Fingerling dar.
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Gemäß diesem
Beispiel ist das Hautdurchdringungsgas mittels der folgenden Verfahren
gewinnbar:
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(1) Erstes Verfahren
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Wie 3(a) zeigt, werden die folgenden Werkzeuge
angefertigt: der Fingerling 21 mit dem Hahn 22 an
seiner Spitze und die mit dem Hahn 22 verbindbare Injektionsspritze 23 einschließlich des
Absperrhahns 24. Wie 3(b) zeigt,
wird der Finger 26 in den Fingerling 21 gesteckt.
Wie 3(c) zeigt, wird der Absperrhahn 24 geöffnet, dann
der Hahn 22 geöffnet,
um Gas (trockene Luft) aus der Injektionsspritze 23 einzuleiten, der
Fingerling 21 aufgebläht
und dann verschlossen und dann der Absperrhahn 24 geschlossen.
Anschließend wird
das Hautdurchdringungsgas dem Finger des Patienten 26 entnommen.
Nach dem Sammeln des Hautdurchdringungsgases wird der Absperrhahn 24 geöffnet, um
das gesammelte Hautdurchdringungsgas durch den Hahn 22 in
die Injektionsspritze 23 abzugeben (zu gewinnen).
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(2) Zweites Verfahren
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Wie 3(a) zeigt, werden die folgenden Werkzeuge
angefertigt: der Fingerling 21 mit dem Hahn 22 an
seiner Spitze und die mit dem Hahn 22 verbindbare Injektionsspritze 23 einschließlich des
Absperrhahns 24. Wie 3(b) zeigt,
wird der Finger 26 in den Fingerling 21 gesteckt.
Wie 3(c) zeigt, wird der Absperrhahn 24 geschlossen,
die Gaseinströmungseinheit 27 geöffnet, um
Gas (trockene Luft) einzuleiten, der Fingerling 21 aufgebläht und dann
verschlossen, wodurch das Hautdurchdringungsgas gesammelt wird. Nach dem
Sammeln des Hautdurchdringungsgases wird der Absperrhahn 24 geöffnet, um
das gesammelte Hautdurchdringungsgas durch den Hahn 22 in
die Injektionsspritze 23 abzugeben.
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(3) Drittes Verfahren
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Wie 3(a) zeigt, werden die folgenden Werkzeuge
angefertigt: der Fingerling 21 mit dem Hahn 22 an
seiner Spitze und die mit dem Hahn 22 verbindbare Injektionsspritze 23 einschließlich des
Absperrhahns 24. Wie 3(b) zeigt,
wird der Finger 26 in den Fingerling 21 gesteckt.
Wie 3(c) zeigt, wird der Absperrhahn 24 geöffnet und
das Hautdurchdringungsgas in der Injektionsspritze 23 gesammelt,
während
die Gaseinströmungseinheit 27 geöffnet wird,
um Gas (trockene Luft) einzuleiten.
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Das
Verfahren des Sammelns ist nicht auf die oben beschriebenen Verfahren
beschränkt.
Es können verschiedene
Modifizierungen vorgenommen werden, die die folgenden Verfahren
einschließen:
ein Verfahren, bei dem Gas aus dem Hahn 22 eingeleitet
wird, um das Hautdurchdringungsgas zu sammeln, und das Hautdurchdringungsgas
dann in die Injektionsspritze 23 abgegeben (gewonnen) wird,
und ein Verfahren, bei dem Gas aus der Gaseinströmungseinheit 27 eingeleitet
wird, um das Hautdurchdringungsgas zu sammeln, und das Hautdurchdringungsgas
dann durch den Hahn 22 gewonnen wird.
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Gemäß der oben
beschriebenen Konfiguration ist emittiertes Gas leicht von der Körperhautoberfläche, zum
Beispiel von der hierin verwendeten Fingerhautoberfläche, sammelbar
und dann gewinnbar (abgebbar).
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Nun
werden Beispiele gemäß dem Verfahren
des Sammelns beschrieben.
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4 ist
eine Darstellung eines Vergleichs des Acetongehalts von expiriertem
Gas mit dem Acetongehalt von Dampf, der aus einem linken Zeigefinger
austritt.
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Aus
dem linken Zeigefinger austretendes Aceton wurde gesammelt, und
das expirierte Gas wurde ebenfalls während der Aceton-Probenentnahme
gesammelt. Das Vergleichsergebnis des Acetongehalts wird in 4 gezeigt.
Wie diese Figur zeigt, besteht eine positive Korrelation zwischen
dem Acetongehalt des expirierten Gases und dem Acetongehalt des
Dampfes, der aus dem linken Zeigefinger austritt.
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Als
das aus dem linken Zeigefinger austretende Aceton gemäß dem oben
beschriebenen Verfahren gesammelt und dann bestimmt wurde, wurde
bei diesem Verfahren die Außenluft
verwendet, weil die Außenluft zwangsläufig in
den Fingerling einsickert, wenn der Finger während der Probenentnahme in
den Fingerling gesteckt wird.
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Dieses
Verfahren wurde unter der Voraussetzung angewendet, daß sich der
Acetongehalt der Außenluft
während
eines kurzen Zeitraumes (innerhalb von 30 Minuten) nicht verändert. Da
der Acetongehalt in der Realität
nicht zwangsläufig
konstant bleibt, ist dieses Verfahren zum Bestimmen des Acetongehalts
nicht präzise,
falls eine Veränderung
des Acetongehalts zulässige
Grenzwerte überschreitet.
Um dieses Problem zu lösen,
müssen
der folgende Fingerling und das folgende Probenentnahmeverfahren
verwendet werden: ein Fingerling, in den die Außenluft nicht einsickert, wenn
ein Finger in den Fingerling gesteckt oder aus diesem herausgezogen
wird, und ein Probenentnahmeverfahren, das einen solchen Fingerling
verwendet.
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5 ist
eine Darstellung einer Konfiguration einer Hautdurchdringungsgas-Sammelvorrichtung
(Probensonde) gemäß einem
vierten Beispiel der vorliegenden Erfindung.
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In
dieser Figur stellt Bezugszeichen 31 ein zylindrisches
Element mit einer Spiralnut 32 dar, stellt Bezugszeichen 33 eine
auf der oberen Oberfläche
des zylindrischen Elements 31 angeordnete Abdeckung dar, stellt
Bezugszeichen 34 einen mit der Abdeckung 33 verbundenen
Gas einströmungsabschnitt
dar, stellt Bezugszeichen 35 einen mit der Abdeckung 33 verbundenen
Gasabgabeabschnitt dar, stellt Bezugszeichen 40 ein mit
dem zylindrischen Element verbundenes Verschlußelement zum Verschließen der
Nut 32 des zylindrischen Elements 31 und zum Aufrechterhalten
einer vorab festgelegten Temperatur von in der Nut 32 enthaltener
Luft dar, stellt Bezugszeichen 41 eine Wärmesenke
dar, stellt Bezugszeichen 42 ein Peltierelement zum Einstellen
der Temperatur der enthaltenen Luft dar, stellt Bezugszeichen 43 einen
Siliziumüberzug
dar und stellt Bezugszeichen 44 eine dünne Teflonplatte zum Verschließen der
Nut 32, die die Luft enthält, dar.
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Luft
in einem Laborraum wird aus dem Gaseinströmungsabschnitt 34 in
das zylindrische Element 31 eingeleitet und dann darin
gespeichert, die Temperatur der eingeleiteten Luft mit dem Peltierelement 42 auf einen
vorab festgelegten Wert eingestellt und die resultierende Luft durch
den Gasabgabeabschnitt 35 abgegeben, wodurch die Luft (Sondenblindprobe)
einer Messung unterzogen wird. Indem das in dieser Situation mit
dem zylindrischen Element verbundene Verschlußelement 40 ausgetauscht
wird, wird die untere Oberfläche
des zylindrischen Elements 31 an Haut eines Patienten 45 gepreßt, um Hautdurchdringungsgas
in der Nut 32 des zylindrischen Elements 31 auf
abgedichtete Weise zu sammeln, während
die oben beschriebene Situation aufrechterhalten wird, außer, daß das Verschlußelement 40 des
zylindrischen Elements nicht verwendet wird. Das gesammelte Hautdurchdringungsgas
wird zusammen mit Luft durch den Gasabgabeabschnitt 35 abgegeben
und dann einer Messung unterzogen.
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Das
Meßergebnis
wird weiter unten beschrieben.
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Tabelle
1 zeigt das Meßergebnis.
Mensch | Wert,
der von Meßwerkzeug
stammt (nur Luft) | Wert,
der von menschlicher Haut stammt (Luft + Hautdurchdringungsgas) | tatsächliche
Menge, die von menschlicher Haut stammt |
a | 1,8 | 4,4 | 2,6 |
b | 3,3 | 7,6 | 4,3 |
c** | 3,1 | 11,7 | 8,6 |
d** | 4,5 | 14,0 | 9,5 |
e** | 3,9 | 9,1 | 5,2 |
f | 4,9 | 7,7 | 2,8 |
g** | 2,0 | 12,6 | 10,6 |
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Wie
diese Tabelle zeigt, beträgt
bei Patient a die von einem Meßwerkzeug
stammende Luftmenge 1,8 ng und die Gesamtmenge von Luft und Aceton
4,4 ng, wobei das Aceton aus dem Patienten austretendes Hautdurchdringungsgas
ist. Somit beträgt
die aus der Hautoberfläche
des Patienten austretende Acetongasmenge 2,6 ng. Bei jedem Patienten
haben die von der Haut stammenden Probendaten einen höheren Wert
als die der Sondenblindprobe.
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Der
Acetongehalt in 50 ml, 25 ml und 10 ml Raumluft beträgt 5,8,
2,8 bzw. 1,3 ng. Da das Volumen der Probensonde 3,8 ml beträgt, beträgt die Menge
der aus der Umgebung einsickernden Schmutzstoffe 0,5 ng oder weniger.
Der Acetongehalt von Luft des Laborraums hat im wesentlichen den
gleichen Wert wie der in Raumluft eines Stahlbetongebäudes.
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Aus
dem obenerwähnten
Ergebnis ist ableitbar, daß die
Menge des aus einer menschlichen Hautoberfläche austretenden Acetons mit
diesen Versuchsmitteln meßbar
ist.
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6 ist
eine Darstellung der Beziehung zwischen der Menge des emittierten
Acetons und dem BMI (Body Mass Index) Körpermasseindex, definiert als
die Formel: Körpergewicht
(kg)/(Körperhöhe (m))2), wobei die Acetonmenge mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
erlangt wird und der BMI ein Fettleibigkeitsindex ist.
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Aus
dieser Figur wird deutlich, daß eine
positive Korrelation zwischen dem Fettleibigkeitsindex (BMI) und
der Menge des emittierten Acetons besteht.
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Einer
menschlichen Hautoberfläche
entnommenes Gas wird zum Beispiel durch Chromatographie analysiert.
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7 ist
eine Darstellung des Ergebnisses der Chromatographie-Analyse einer
erfindungsgemäßen Sondenblindprobe,
die durch eine einminütige
Probenentnahme innerhalb eines linken Unterarms erlangt wird. Der
obere Abschnitt von 7 ist eine Darstellung des Ergebnisses
der Chromatographie-Analyse von Gas, die durch eine zehnminütige Probenentnahme
innerhalb eines linken Unterarms unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Hautdurchdringungsgas-Sammelvorrichtung
erlangt wird. Der untere Abschnitt von 7 ist eine
Darstellung des Ergebnisses der Chromatographie-Analyse der Sondenblindprobe.
Aus dieser Figur wird deutlich, daß die Menge des aus der menschlichen
Hautoberfläche
austretenden Hautdurchdringungsgases größer ist als die des Gases,
das in der Umgebung und der Sondenblindprobe verbleibt.
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8 bis 11 sind
Darstellungen der Beziehung zwischen der Ingestion von Milch und
der Menge des emittierten Wasserstoffgases, das mit einer erfindungsgemäßen Hautdurchdringungsgas-Sammelvorrichtung
gesammelt wird; zwischen der Ingestion von Milch und der Menge des
Wasserstoffgases in expiriertem Gas nach der Ingestion von Milch.
Die Darstellungen zeigen Chromatogramme, die durch Messen des Wasserstoffgehalts
in den folgenden Fällen
erlangt werden: ein expiriertes Gas und ein Gas, das der linken
Hand des Patienten A entnommen wird (vor dem Trinken von Milch und
vier Stunden nach dem Trinken der Milch), und ein expiriertes Gas
und ein Gas, das der linken Hand des Patienten B entnommen wird
(vor dem Trinken von Milch und vier Stunden nach dem Trinken der
Milch).
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8 ist
eine Darstellung von Chromatogrammen von Wasserstoff, der in expiriertem
Gas enthalten ist. Chromatogramm a wird durch Messen des Wasserstoffgehalts
von expiriertem Gas des Patienten A vor dem Trinken von Milch erlangt
und Chromatogramm b wird durch Messen des Wasserstoffgehalts von
expiriertem Gas des Patienten A nach dem Trinken von Milch erlangt.
In 8 werden die Chromatogramme (a) und (c) mit einer
Empfindlichkeit von 5 mV und die Chromatogramme (b) und (d) mit
einer Empfindlichkeit von 100 mV erlangt.
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9 ist
eine Darstellung der Analyseergebnisse von Hautdurchdringungsgas,
das über
einen Zeitraum von zehn Minuten linken Händen entnommen wurde. Das Gas
wurde entnommen, nachdem ca. vier Stunden seit dem Trinken von Milch
durch die Patienten vergangen waren. In 9 liegt
die Empfindlichkeit bei 2 mV.
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Aus
diesen Figuren wird deutlich, daß aus der menschlichen Hautoberfläche Wasserstoff
austritt und der Wasserstoff unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
nachweisbar ist. Es ist festgestellt worden, daß die Korrelation zwischen
der Ingestion von Milch und dem Austreten von Wasserstoff aufklärbar ist.
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Wenn
man den Wasserstoffgehalt von Gas, das vor dem Trinken von Milch
entnommen wird, mit dem Wasserstoffgehalt von Gas, das ca. vier
Stunden nach dem Trinken von Milch entnommen wird, vergleicht, kommt
man zu den folgenden Ergebnissen: Der Wasserstoffgehalt von expiriertem
Gas des Patienten A erhöht sich
von 2 auf 7 ppm, der Wasserstoffgehalt von expiriertem Gas des Patienten
B erhöht
sich von 1 auf 91 ppm, der Wasserstoffgehalt von Gas, das aus der
linken Hand des Patienten A austritt, erhöht sich von 0,003 auf 0,08
ppm und der Wasserstoffgehalt von Gas, das aus der linken Hand des
Patienten B austritt, erhöht
sich von 0,07 auf 0,41 ppm. Somit wird deutlich, daß ein Anstieg
des Wasserstoffs nicht nur in expiriertem Gas, sondern auch in Gas,
das aus einer linken Hand austritt, durch das Trinken von Milch
verursacht wird. Außerdem
wird aus dieser Messung deutlich, daß eine extrem hohe Korrelation
zwischen dem Wasserstoffgehalt von expiriertem Gas und dem Wasserstoffgehalt
von Gas, das aus Haut austritt, besteht.
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10 und 11 sind
Darstellungen einer Korrelation zwischen expiriertem Gas und Hautdurchdringungsgas.
Es besteht eine offensichtliche Korrelation bei Wasserstoff, die
darauf schließen
läßt, daß eine Diagnose
unter Verwendung des Hautdurchdringungsgases möglich ist.
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12 ist
eine Darstellung einer Konfiguration eines Hautdurchdringungsgas-Meßgeräts gemäß einem
fünften
Beispiel der vorliegenden Erfindung.
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In
dieser Figur stellt Bezugszeichen 50 ein Hautdurchdringungsgas-Meßgerät dar, stellt
Bezugszeichen 51 eine Hautdurchdringungsgas-Sammelkammer
dar, stellt Bezugszeichen 52 eine Umwälzkammer dar, stellt Bezugszeichen 53 ein
Gebläse
dar, stellt Bezugszeichen 54 verschiedene Färbemittel
A, B, C dar und stellt Bezugszeichen 55 Haut eines Patienten
dar.
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Wie
diese Figur zeigt, wird Hautdurchdringungsgas auf der Haut 55 gesammelt
und dann das gesammelte Hautdurchdringungsgas sofort umgewälzt, um
zu ermöglichen,
daß das
Gas durch die verschiedenen Färbemittel 54 strömt, wodurch
spezifisches Gas nachgewiesen wird. Somit kann der Patient das Meßergebnis sofort
erhalten.
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Die
Informationsverarbeitung eines auf Haut angeordneten Probennachweissystems
ist mit einem Rechner ausführbar,
der nicht gezeigt wird.
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Um
zu verhindern, daß Gas
in H2O in Schweiß absorbiert wird, wird ein
ausreichender Gasaustausch vorgenommen. Das heißt, daß es kritisch ist, daß verbrauchtes
Gas durch Ventilation entfernt wird und Probengas gesammelt wird,
während
das Probengas nacheinander abgelassen wird.
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Die
Verwendung der vorliegenden Erfindung wird im folgenden beschrieben.
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Eine
Korrelation zwischen Hautdurchdringungsgas und Morbidität ist die
folgende: Es besteht eine Korrelation zwischen dem Hautdurchdringungsgas
und Diabetes, Fettleibigkeit und Autointoxikation, wenn das Hautdurchdringungsgas
Aceton ist, und es besteht eine quantitative Korrelation zwischen
dem Hautdurchdringungsgas und der Anwesenheit von enterischen Bakterien,
die Lactose zersetzen, wenn das Hautdurchdringungsgas Wasserstoff
ist. Außerdem
besteht eine Korrelation zwischen dem Hautdurchdringungsgas und
Urämie,
Leberversagen, Abdominalabszeß und
der Anwesenheit von helicobacter pylori, wenn das Hautdurchdringungsgas
Ammoniak ist. Wie oben beschrieben, kann die Messung des Hautdurchdringungsgases
gemäß der vorliegenden
Erfindung zur Diagnose verschiedener Morbiditätstypen beitragen.
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Es
versteht sich, daß die
vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Beispiele
beschränkt ist
und innerhalb des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung verschiedene
Modifizierungen vorgenommen werden können. Die vorliegende Erfindung
soll solche Modifizierungen einschließen.
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Wie
oben ausführlich
beschrieben, sind erfindungsgemäß die folgenden
Vorteile erzielbar:
- (A) Klinische Informationen,
die bei der/dem häuslichen
medizinischen Betreuung und Gesundheitsmanagement nützlich sind,
sind durch nichtinvasive und blutlose Operationen erlangbar.
- (B) Aus der Hautoberfläche
austretendes Hautdurchdringungsgas ist leicht sammelbar, und die
Art und die Menge eines solchen Gases sind analysierbar.
- (C) Gesammeltes Gas ist leicht auf abgedichtete Weise speicherbar
und dann zu einem Meßgerät transportierbar.
- (D) Eine sichere Befestigung an der Haut ist möglich.
- (E) Schmutzstoffe, die in dem Raum eines zylindrischen Elements
enthalten sind und/oder aus der Umgebung einsickern, sind im voraus
meßbar,
und daher ist das Hautdurchdringungsgas genau analysierbar.
- (F) Wenn eine Spiralnut plaziert ist, ist die Menge des gesammelten
Gases pro Flächeneinheit
der Haut steigerbar, und somit ist das Hautdurchdringungsgas wirksam
sammelbar.
- (G) Die Miniaturisierung einer Vorrichtung und eines Geräts ist möglich.
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Gewerbliche Verwertbarkeit
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Wie
oben beschrieben, sind eine erfindungsgemäße Hautdurchdringungsgas-Sammelvorrichtung
und ein erfindungsgemäßes Hautdurchdringungsgas-Meßgerät nützlich bei
einer klinischen Messung unter Verwendung von Hautdurchdringungsgas
und bei der Bestimmung des menschlichen Gesundheitszustandes. Eine
solche Vorrichtung und ein solches Gerät sind miniaturisierbar und
eignen sich für
die einfache Diagnose verschiedener Morbiditätstypen.