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Telemetriesystem zur nichtinvasiven Glukosemessung in der Tränenflüssigkeit

Telemetry system for non-invasive measurement of glucose in tear fluid
 
: Fischer, Roland; Hennig, Andreas; Lauko, Jan; Wilson, Christopher; Görtz, Michael; Mokwa, Wilfried

Saile, Volker (Chairman) ; VDE/VDI-Gesellschaft Mikroelektronik, Mikro- und Feinwerktechnik -GMM-:
MEMS, Mikroelemente, Systeme. Proceedings CD-ROM : MikroSystemTechnik Kongress 2015, 26. - 28. Oktober 2015 in Karlsruhe
Berlin: VDE-Verlag, 2015
ISBN: 978-3-8007-4100-7
pp.820-823
MikroSystemTechnik Kongress <6, 2015, Karlsruhe>
German, English
Conference Paper
Fraunhofer IMS ()
Eigenschaften Drucksensor; Prozessoptimierung; Membrandurchbiegung

Abstract
Diabetes ist eine der häufigsten Erkrankungen weltweit. Um diese behandeln zu können, ist es essentiell, die Glukosekonzentration im Körper des Patienten zu messen. Dies kann über verschiedene Wege geschehen. Nicht-invasive Glukosemessungen weisen hier einige Vorteile gegenüber herkömmlichen Methoden auf. In der vorliegenden Arbeit wird eine enzymatische Reaktion genutzt, um mit einer miniaturisierten elektrochemischen Zelle den Glukosegehalt in der Tränenflüssigkeit amperometrisch zu messen. Das miniaturisierte System besteht aus einer Spule aus sechs Drähten und ist ca. 15 mm lang und 1,5 mm im Durchmesser. Drei dieser Drähte werden als Elektroden verwendet. Arbeits- und Gegenelektrode bestehen aus einem mit Ag/AgCl beschichtetem Edelstahldraht. Die Referenzelektrode besteht aus einem Pt/Ir-Draht. Die anderen drei Drähte der Spule sind isolierte Edelstahldrähte. Diese dienen zur Stabilität der Spule und gleichzeitig als Antennen zur drahtlosen Kommunikation mit einem Lesegerät. Die Verarbeitung der Messdaten geschieht auf einem CMOS-Potentiostat, die Übertragung durch einen Transponder-ASIC. Durch die Spulenform und ein flexibles Substrat bleibt der gesamte Aufbau biegbar und kann sich somit im Einsatz im unteren Augenlid optimal an die Krümmung des Auges anpassen.

 

Diabetes is one of the most common diseases worldwide. In order to treat these it is essential to measure glucose concentration in the human body. This can be done via various routes. Non-invasive glucose measurements have several advantages over conventional methods. In this work an enzymatic reaction is used to measure amperometric the glucose level in tear fluid with a miniaturized electrochemical cell. The miniaturized system consists of a coil made of six wires and is about 15 mm long and 1,5 mm in diameter. Three of these wires are used as electrodes. Working and counter electrode are made of stainless steel coated with Ag/AgCl. The reference electrode is made of Pt/Ir. The other three wires of the coil are made of insulated stainless steel. These are used for stability of the coil and as antennas for wireless communication with a reader unit. The processing of the measured data takes place on a CMOS Potentiostat while the transmission is done by a transponder ASIC. Because of the coil shape and the use of a flexible substrate the entire structure is flexible. Thus the system can be optimally adapted to the curvature of the eye during it is placed in the lower eyelid. The transmission of measurement data is achieved by magnetic coupling. Measurements of the glucose concentration in tear fluid show a time delayed correlation to the one in blood an offset of time.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-364370.html