Vorrichtung und Verfahren zur Untersuchung und Bewertung einer biologisch aktiven und/oder aktivierbaren Substanz

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Ver- fahren zur optischen Untersuchung und Bewertung einer biologisch aktiven und/oder biologisch aktivierbaren Substanz, insbesondere eines menschlichen oder tierischen Körpergewebes, durch die Anwendung infraroten, sichtbaren oder ultravioletten Lichtes, bei der die untersuchte Substanz so optisch angeregt wird, dass es Licht emittiert (Fluoreszenzanalyse) oder die Wellenlänge des auffallenden Lichts ändert (Ramana- nalyse) .

Der menschliche (oder tierische) Stoffwechsel ist die Summe aller lebenserhaltenden biochemischen und biophysikalischen

Prozesse. Der Stoffwechsel ist von Mensch zu Mensch sowie von Lebensabschnitt zu Lebensabschnitt verschieden und darüber hinaus von vielen weiteren Faktoren wie beispielsweise körperlicher Belastung, Krankheit und Stress abhängig. Mit Hilfe von Stoffwechselananalysen lassen sich deshalb umfangreiche Erkenntnisse über den aktuellen Gesundheitszustand des menschlichen Organismus erlangen. Bisher werden in der Stoffwechselanalyse lediglich die Ergebnisse unterschiedlicher Einzeluntersuchungen genutzt. Hierzu gehören insbesondere La- boranalysen der Organtätigkeiten, des Immunsystems, des Hormonsystems, des Fettstoffwechsels, des Mineralstoffwechsels usw., wobei derartige Untersuchungen kostspielig und vor allem sehr zeitaufwendig sind. Zur Stoffwechselanalyse ist bisher noch die Entnahme und Analyse von Blutproben üblich, wobei diese zur Analyse an ein Labor geschickt werden müssen. Abgesehen von den Kosten haben sie weitere erhebliche Nachteile. Aufgrund des notwendigen Transportes und der langen Untersuchungsdauer können Veränderungen in Blutproben auftreten, die das Ergebnis erheblich beeinträchtigen, beispiels- weise durch das Einfrieren oder durch Oxidationseffekte. Aus- serdem ist die Blutentnahme für den Patienten unangenehm und mitunter sogar mit Gefahren verbunden.

Darüber hinaus sind im Stand der Technik verschiedene Spek- trometer zur optischen Untersuchung der Fluoreszenzeigenschaften von biologischen Gewebeproben bekannt. Proteine in dem biologischen Gewebe sind in diversen Spezien intrinsisch fluoreszenzierend, beispielsweise Porphyrin, aromatische Aminosäuren wie Tryptophan, Tyrcsin, Phenylalanin und dergleichen mehr. Nachteilig bei den bekannten Untersuchungsverfahren ist es wiederum, dass die biologischen Gewebeproben dem Probanden entnommen und zur optischen Untersuchung in einer

Küvette oder auf einem Probenträger angebracht werden müssen. Die bisherigen Untersuchungsverfahren finden im Labor statt und eignen sich nicht für sofortige, schnelle Untersuchungen des Probanden vor Ort bzw. in unmittelbarer Arbeits- oder Freizeitumgebung des Probanden. Ausserdem sind die bislang verwendeten Verfahren invasiv, d. h. mit einem Eingriff in den Körperabschnitt verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur optischen Untersuchung und vor allem

Bewertung einer biologisch aktiven und/oder biologisch aktivierbaren Substanz, insbesondere eines menschlichen oder tierischen Körpergewebes, und zwar insbesondere hinsichtlich der Substanzen des zellularen Stoffwechsels zur Verfügung zu stellen, mit welcher bzw. mit welchem eine einfache, d.h. vom Probanden selbst durchführbare, sofortige, schnelle Untersuchung des Probanden gewährleistet werden kann, und zwar vor Ort bzw. in unmittelbarer Arbeits- oder Freizeitumgebung des Probanden, wobei die Vorrichtung bzw. das Verfahren neben der bloßen Untersuchung hinausgehend eine medizinisch fundierte, reproduzierbare Gesamtbewertung des Organismus, der zur untersuchten Substanz gehört, gewährleistet oder zumindest eröffnet.

Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Vorrichtung und das im Anspruch 12 angegebene Verfahren gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine mit elektrischer Energie betreibbare Lichtquelle, eine optische Lichtführung, mit welcher das von der Lichtquelle abgegebene Licht als Strahlung der zu untersuchenden Substanz zuführbar ist, eine der zu untersuchenden Substanz zugeordnete optische oder optoelektronische Sensoreinrichtung, welche das von der biologisch aktiven und/oder biologisch aktivierbaren Substanz emittierte oder das von dieser geänderten Licht erfasst, und eine der Sensoreinrichtung zugeordnete optische oder optoe- lektronische Spektrometereinrichtung auf, mit welcher das von der untersuchten Substanz emittierte oder in seiner Wellenlänge geänderte Licht hinsichtlich der Intensität des Lichtes bei zumindest einer Frequenz oder hinsichtlich der Frequenzverschiebung gemessen wird, wobei ein entsprechendes Messsi- gnal an eine der Spektrometereinrichtung zugeordnete Auswerteschaltung ausgegeben wird, und zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung auf ihrer Oberseite bzw. auf ihrer Aus- senseite einen Messflächenabschnitt besitzt, der in Formgebung und Ausdehnung der zu untersuchenden biologisch aktiven und/oder biologisch aktivierbaren Substanz angepasst ist.

Dem Prinzip der Erfindung folgend ist die biologisch aktive und/oder biologisch aktivierbare Substanz ein biologisches Gewebe, also ein menschliches, tierisches oder pflanzliches Gewebe. Grundsätzlich wäre eine Anwendung der Erfindung auch auf andere, nicht notwendigerweise lebende Materie denkbar, beispielsweise zur Messung biologisch relevanter Faktoren in einer Erdreichsubstanz oder Humus, oder auch anderer, unter den Begriff biologisch aktivierbar fallender Substanzen, wie z. B. Nähr- oder Zuckerlösungen, und dergleichen mehr.

Mit der Erfindung gelingt eine nichtinvasive optische Untersuchung einer biologisch aktiven und/oder biologisch aktivierbaren Substanz, inbesondere Gewebematerial eines Proban- den; es müssen keinerlei Gewebeproben entnommen oder in Messsonden oder dergleichen eingeführt oder eingespannt werden. Dadurch, dass der Lichtaustrittsabschnitt der optischen

Lichtführung und die Sensoreinrichtung eine bauliche Einheit bilden, und diese bauliche Einheit auf ihrer Oberseite bzw. Aussenseite einen Messflächenabschnitt aufweist, der in Formgebung und Ausdehnung dem zu untersuchenden menschlichen oder tierischen biologischen Gewebe angepasst ist, kann die optische Untersuchung der zu messenden Substanz einfach dadurch erfol ^g en dsss der Messflächenabschnitt an eine ^eei^nete Stelle auf der Hautoberfläche des Probanden die Haut berührend oder auch nicht berührend gebracht wird und an dieser Stelle für die Dauer des Messvorganges von üblicherweise einigen wenigen Sekunden gehalten wird. Mit der Erfindung gelingt eine einfach durchzuführende, d.h. vom Probanden selbst durchführbare, sofortige, schnelle Untersuchung, und zwar vor Ort bzw. in unmittelbarer Arbeits- oder Freizeitumgebung des Probanden.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist innerhalb von wenigen Sekunden eine Untersuchung und vor allem auch eine sich an die Untersuchung unmittelbar anschliessende Bewertung des biologischen Gewebes möglich, wobei auf der Grundlage dieser nichtinvasiven Stoffwechselanalyse auch die sofortige Darstellung bzw. Anzeige des aktuellen Gesamt-Gesundheits- oder Befindlichkeitszustandes des Probanden gewährleistet werden kann. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung gelingt damit eine Darstellung des aktuellen Gesamtzustandes eines Probanden, welcher dem Arzt bereits wichtige grundlegende Hinweise auf medizinisch relevante Merkmale des Patienten geben kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet mit der Messung der Autofluoreszenz körpereigener Stoffwechselsubstanzen im In- terstitium, die mittels Strahlung insbesondere im kurzwelligen UV-Bereich oder nahen UV-Bereiches angeregt wurde. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegen neben der blutlosen, nichtinvasiven Analysenmethode vor allem in der nur wenige Sekunde dauernden Messung und Auswertung, so dass erstmals ein kostengünstiges Monitoring der Stoffwechselregu-

lation ohne Beeinträchtigung des Patienten möglich ist. Die Eigen- bzw. Autofluoreszenz von Zellen, Geweben und Substanzen beruht auf der Anregung endogener Fluorofore. Wichtige endogene Fluorofore sind z.B. Tryptophan, die Coenzyme NADH, NADPH und Flavine, sowie zinkhaltige und metallfreie Poryphy- rine. In der Medizin kann dieses Phänomen für die Diagnostik angewendet werden, beispielsweise zur Früherkennung von bösartigen Zellveränderungen auf der Haut und in den Schleimhäuten der Hohlorgane. Die Messung der im Interstitium gelösten Stoffwechselprodukte ist medizinisch relevant und überaus aussagefähig. Als Interstitium bezeichnet man den flüssigkeitsgefüllten Raum zwischen den Zellen, der mit Bindegewebe, Nerven und Blutgefäßen ausgefüllt ist und in ständigem Kontakt mit den Zellen, den Blutgefäßen und dem Lympfsystem steht. Das Interstitium ist auf den Transport der Nährstoffe zu den Zellen und der Metaboliten von den Zellen sowie der Signalstoffe zwischen den Zellen zuständig. änderungen des Zellstoffwechsels oder gestörte Zellfunktionen beeinflussen die Zusammensetzung der interstitiellen Flüssigkeit in einer spezifischen Art und Weise. Aus diesem Grund ist das Interstitium bestens geeignet, um sowohl vorübergehende änderungen des Zellstoffwechsels durch physischen oder psychischen Streß, als auch Stoffwechselstörungen aufgrund von Organschäden oder Krankheiten zu messen.

Die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren gemessenen Autofluoreszenzwerte werden in einer spezifischen Art und Weise miteinander kombiniert und ermöglichen dann eine Aussage über vorhandene Stoffwech- selstörungen, dem Einfluß von Streß oder sonstige Regulationsstörungen, und geben damit Auskunft über den aktuellen Gesundheitszustand des Probanden. Die ermittelten Parameter erlauben folgende Aussagen zum aktuellen Gesundheitszustand: Stoffumsatzregulation, Schutz vor übersäuerung, Immunabwehr, Bindegewebszustand, Regulation entzündlicher Prozesse, Schutz vor oxydativem Streß, mentale Belastbarkeit, allergische Aktivierung, Schutz vor infektiösen Prozessen, zelluläre Neu-

bildungsprozesse, Zellabbauprozesse, sowie den aktuellen Mi- kronährstoffbedarf . Mit der Erfindung gelingt es schließlich, reproduzierbare, medizinisch fundierte Aussagen über die allgemeine Stoffwechselaktivität, ihre Regulation und den Ein- fluß von Entzündungen, Allergien, viruelle bzw. bakterielle

Infekte, usw. auf Vergleichsweise unkomplizierte Weise zu ermöglichen. Darüber hinaus wird mit der Erfindung ein weites Anwendungsgebiet der lichtinduzierten Autofluoreszenz körpereigener Stoffe erschlossen.

Im folgenden werden die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielbaren Aussagen näher erläutert. Schutz vor übersäuerung: übersäuerung findet dort statt, wo ein Stoffwechsel intensiv abläuft, und die während der Verstoffwechselung anfallenden Säuren, nicht ausreichend abgebaut werden. Der gesamte Stoffwechsel ist auf Säureproduktion orientiert, sämtliche metabole Zwischenstufen sind Säuren, die auf verschiedene Weise beispielsweise abgepuffert bzw. gebunden werden müssen. Die sogenannte übersäue- rung findet vor allem im Darm (während des Stoffwechsels) statt. Kommt es zu einem Zuviel an Säuren und damit einhergehend einer Verschiebung des pH-Niveaus, wird vor allem die Enzymtätigkeit gestört, welche zu Stoffwechselstörungen bis hin zu schwersten Entzündungen, labilem Immunsystem und Krankheiten führen kann. Werte mit einer Tendenz zum "roten

Bereich" weisen deshalb oft auf das Risiko einer übersäuerung hin, wodurch es z.B. zu permanenten Entzündungen, schlechtem Hautbild, Durchfällen und Verstopfungen bis hin zu Autoimmunkrankheiten kommen kann. Immunabwehr: Dieser Parameter gibt eine Aussage darüber, wie intensiv der Organismus Antikörper bereitstellt, um sich gegen Fremdkörper zu wehren. Je mehr die gemessenen Werte im "roten Wertbereich" liegen, desto höher ist die Gefahr einer überforderung des Immunsystems, das heisst der Organismus ist nicht mehr in der Lage sich ausrei- chend zu verteidigen, sodass es zu verschiedenen Krankheiten kommen kann. Stoffumsatzregulation: Diese sagt aus, wie der Organismus in der Lage ist, Nährstoffe abzubauen und zu ver-

werten, und die Aufrechterhaltung der eigenen Körperfunktionen zu gewährleisten (Wachstum, Wärme, Regeneration, Immunaktivierungen, usw.). Je deutlicher die mit der Erfindung gemessenen Werte im "roten Bereich" liegen, desto wahrschein- licher ist die Einschränkung der Leistungsfähigkeit, beziehungsweise Einschränkungen aller Körper - und Immunfunkti-

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Struktur, unseren Körper zusammen hält, d.h. Collagen und elastische Fasern, Bändern, Sehnen und Fasern im Unterhautge- webe, also alles das, was andere Gewebe verbindet. Je mehr die entsprechenden Werte im "roten Bereich" liegen, desto höher ist das Risiko, dass die Aufrechterhaltung eines be- stimmten Anteils von elastischen und collagelen Anteilen, die h für einen Spannungszustand und die normale Reaktion der Mus- kulatur wichtig sind, gestört ist. Dies kann zu erschlafftem Gewebe, Beeinträchtigung der Beweglichket (Gelenkfunktionen) und sogar zu Krankheiten wie Arthrosen, Arthritis, usw. führen. Regulation entzündlicher Prozesse: Entzündungen sind ein zum Leben gehöriger Prozess, der ständig abläuft und ablaufen muss, da sie zur normalen Regulation des Stoffwechsels, Immunfunktionen und Enzymfunktionen gehören, ausser es handelt sich um chronifizierte Vorgänge. Je mehr die erfindungsgemäß gemessenen Werte im "roten Bereich" liegen, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass es zu chronischen Entzündungen kommen kann, die zur Störung von Lebensfunktionen führen können. Schutz vor oxidativem Streß: der oxidative Schutz umfaßt alle Stoffe, die in der Lage sind, oxidativen Stress (freie Radikale) abzufangen, das sind die sogenannten Antioxidan- tien. Der Organismus ist in seiner Existenz vom Sauerstoff abhängig, denn er ermöglicht die Energiegewinnung aus der

Nahrung zur Aufrechterhaltung aller Körperfunktionen, auf der anderen Seite hat der Sauerstoff auch eine zerstörerische Wirkung, da es beim Nahrungsabbau zur Entstehung von Sauerstoffspezies, sogenannten Radikalen kommen kann, welche hoch- agressiv und zerstörerisch sind. Normalerweise kann ein gesunder Organismus dies Belastung abfangen, jedoch wird diese natürliche Belastung unter Umständen gesteigert durch eine

ungesunde Lebensweise und gesundheitlich kritische Lebensumstände wie beispielsweise physischer und psychischer Leistungsdruck, Genussmittel und Medikamentenkonsum, umwelttoxische Einflüsse, veränderte Ernährungsgewohnheiten, und der- gleichen mehr. Dadurch kommt es zum überschuss an freien Radikalen, dem kein ausreichender Schutz gegenüber steht, und es kann oxidativer Stress entstehen. Zwischenzeitlich ist bekannt, dass 70 % aller Krankheiten durch oxidativen Streß entstehen. Ein permanenter Schutz bzw. eine ausreichende Ver- sorgung an Antioxidantien ist daher eine Grundvoraussetzung für die Existenz jeden Organismus. Je mehr die entsprechenden Werte im "roten Bereich" liegen, desto höher ist das Risiko für oxidativen Stress, da keine ausreichende Versorgung mit Antioxidantien besteht. Mentale Belastbarkeit: Das ist die Fähigkeit zu denken, das Denken in Willen umzusetzen und den Willen so zu steuern, dass der Körper macht, was man will. Allergische Aktivierung: Die Allergiesierung im gesunden Zusammenhang ist der Kampf des Immunsystems gegen alle Fremdstoffe die im Körper entstehen oder in ihn hineinkommen. ähn- lieh wie Entzündungen laufen auch Allergien im Organismus permanent ab und sind überlebenswichtig. Kommt es aber zu einer überreaktion, entstehen die bekannten Allergiesymptome. Je mehr die gemessenen Werte im "roten Bereich" liegen, desto stärker ist die überreaktion des Immunsystems, oder anders ausgedrückt, um so schneller die überreaktion wieder nach- lässt, desto besser ist die Immunregulation. Schutz vor infektiösen Prozessen: Diese Aussage heißt nicht wie groß der Schutz ist, um keine Infektionen zu bekommen, denn genau wie Entzündungen und allergische Reaktionen müssen ständig Infek- tionen ablaufen, um lebensfähig zu sein. Je geringer die Dauer der infektiösen Symptome, umso höher ist der Schutz, d.h. die frühzeitige Eindämmung, so dass eine Infektion nicht unnötig schwer vom Organismus belastet wird. Um so schlechter die gemessenen Werte, desto höher ist das Risiko, dass aus einem infektiösen Prozess eine schwerere Infektion wird. Zeilneubildungsprozesse: Diese beinhalten viele physiologische und pathologische Prozesse, daher ist bei dem erfin-

dungsgemäßen Verfahren zu diesen Parametern lediglich eine gröbere Orientierung möglich, ob es sich bei schlechteren Werten um eine negative Zellneubildung oder um eine nur erhöhte Zellneubildung im Rahmen von Regenerationsprozessen handelt. Wichtig ist, dass die Zellneubildung stets im Zusammenhang mit dem Zellabbau zu betrachten ist. Ist das Gleichgewicht zwischen Zellaufbau und Zellabbau gestört, muss bei einem Arzt die Ursache differenzierter untersucht werden. Zellabbauprozesse: Auch dieser Parameter gibt lediglich eine gröbere Orientierung, und sagt aus, ob ein verstärkter Zellablauf stattfindet. Wichtig ist auch hier, die Zellneubildung immer im Zusammenhang mit dem Zellabbau zu betrachten. Allgemeine Leistungsfähigkeit: Dies ist eine summarische Aussage, die sich aus Faktoren wie beispielsweise der Immunabwehr, der StoffUmsatzregulation, dem oxidativen Stress, usw. sowie Faktoren wie Erholung durch Schlaf und dergleichen weitere ergibt. Trainingszustand: Das ist die Fähigkeit des Organismus, jeglichen radikalischen Belastungen entgegen zu wirken. Je mehr die Werte im "roten Bereich" liegen, desto weniger ist der Organismus vor Radikalen geschützt, d.h. er ist weniger belastbar.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet so, dass durch das Auflegen bzw. das Aufbringen eines menschlichen oder tie- rischen Körperteiles auf die Sensoreinrichtung mehrere zur Fluoreszenz fähige Stoffe in der Gewebeflüssigkeit durch einen von der Lichtquelle abgegebenen Lichtimpuls angeregt, und diese Stoffe als Reaktion hierauf nun selbst Lichtanteile einer bestimmten Wellenlänge aussenden, wobei dieses Fluores- zenzlicht rechnergestützt analysiert und die Fluoreszenzwerte dieser analysierten Parameter im Verhältnis zueinander berechnet werden. Aus der optischen Untersuchung oder Analyse der biologisch aktiven und/oder biologisch aktivierbaren Substanz können dann mehrere verschiedene Stoffwechselparameter ermittelt werden, wobei diese spezifischen Stoffwechselparameter die Zellteilungsaktivität und/oder die Stoffwechselaktivität und/oder die Aktivität von Biosynthesen und/oder die

Regulation der Immunfunktionen und/oder die Entzündungsprozesse und/oder der Energieumsatz und/oder der Energieverbrauch für die Zellteilungsaktivität und/oder die geregelte und ungeregelte Zellneubildung und/oder die entzündliche ge- regelte Zellneubildungsprozesse und/oder den Risikoparametern gesundheitlicher Schädigung und/oder den Risikoparameter aktivierter Gewebeneubildung und/oder die komplexe Stoffwβch— Seicharakteristik und/oder das Redoxäquivalent und/oder den mentalen Stabilitätsparameter aufweisen.

Dem Prinzip der Erfindung folgend kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Teil der optischen Lichtführung und die Sensoreinrichtung in einem Gehäuse untergebracht sind, und auf bzw. in der Oberseite des Gehäuses ein den Messflächenab- schnitt umfassender oder wenigstens bereichsweise korrelierenden Auflageflächenabschnitt ausgebildet bzw. vorgesehen ist, auf welchen ein die zu untersuchende Substanz entsprechendes Körperteil des Probanden, insbesondere eine Hand, ein Unterarm oder ein Fuß oder ein Bein, aufgelegt wird, wobei dem Auflageflächenabschnitt eine auf bzw. in der Oberseite des Gehäuses ausgebildete Führungseinrichtung zur Ausrichtung der auf den Auflageflächenabschnitt abzulegenden Körperteil des Probanden vorgesehen ist.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die optische Lichtführung einen Lichtaustrittsabschnitt aufweist, welcher mit der Sensoreinrichtung eine bauliche Einheit bildet, wobei diese bauliche Einheit auf ihrer Oberseite bzw. Aussenseite den Messflächenabschnitt aufweist. Hierbei kann die Führungseinrichtung durch eine auf bzw. in der Oberseite des Gehäuses vorgesehene, etwa mittelfingerbreite Vertiefung oder Verdickung ausgebildet sein.

Dem Prinzip der Erfindung folgend wird die optische Untersu- chung an einem unbekleideten oder leicht zu entblößenden Körperabschnitt der Hautoberfläche der Hand, des Armes, des Fußes, des Beines oder des Gesichtes oder des Hals- und obe-

ren Schulterbereiches des Probanden vorgenommen. Nach der Erfindung ist daher die Oberfläche des Messflächenabschnittes annähernd konvex gekrümmt und im wesentlichen den Konturen eines solchen Körperteiles, beispielsweise der geringfügig geballten Hand, folgend ausgebildet. Von Vorteil sind die Lichtquelle, die optische Lichtführung, die Sensoreinrichtung, und die Spektrometεreinrichtung in einem Gehäuse untergebracht, und auf bzw. in der Oberseite des Gehäuses ist ein den Messflächenabschnitt umfassender oder wenigstens be- reichsweise korrelierender Auflageflächenabschnitt ausgebildet bzw. vorgesehen, auf welchen ein das zu untersuchende biologischen Gewebe entsprechende Körperteil des Probanden, insbesondere eine Hand, ein Unterarm oder ein Fuß oder ein Bein, aufgelegt wird, wobei dem Auflageflächenabschnitt eine auf bzw. in der Oberseite des Gehäuses ausgebildete Führungseinrichtung zur Ausrichtung der auf den Auflageflächenabschnitt abzulegenden Körperteil des Probanden vorgesehen sein kann.

Bei einer weiterhin bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Oberfläche des Messflächenabschnittes stark konvex gekrümmt und im wesentlichen den Konturen einer geballten Hand folgend ausgebildet. In diesem Fall kann der Messflächenabschnitt als Bestandteil der Oberfläche eines Lenkers oder Lenkrades, oder eines Steuerrades, oder eines Steuerknüppels, oder anderen Lenk- oder Steuereinrichtung eines Land-, Wasser- oder Luft- oder Raumfahrzeuges ausgebildet sein. Der Vorteil dieser Ausbildung besteht insbesondere darin, den Lenker eines Fahrzeuges, z.B. Fernfahrer, Schiffsführer oder Piloten, denen eine besondere Verantwortung im Hinblick auf Wachsamkeit und Konzentriertheit zukommt, während der Ausübung seiner Tätigkeit medizinisch oder biologisch zu untersuchen, um im Falle einer Störung, beispielsweise Eintreten von Ermüdung beim Fahrzeugführer, geeignete Gegenmaßnahmen tref- fen zu können. Mit der Erfindung gelingt sonach der Einbau einer Sicherung des Fahrers gegen Einschlafen im Fahrzeug,

wodurch solcherart verursachte Unfälle vermieden werden können.

Bei einer weiterhin bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist auf dem Messflächenabschnitt oder in unmittelbarer Nähe davon eine Bildwiedergabeeinrichtung ausgebildet, auf welcher sowohl die Messergebnisse angezeigt werden, als auch ein menügeführtes Softwareprogramm zur Steuerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung angezeigt wird.

Die optische Spektrometereinrichtung nach der Erfindung kann ein Gitterspektrometer, oder ein Fouriertransformations-Spek- trometer oder ein Filterspektrometer aufweisen. Bei einem Gitterspektrometer wird die Beugung der Lichtstrahlung an einem Gitter zu deren Dispersion ausgenutzt. Die Abtastung des Spektrums erfolgt entweder durch Drehen des Gitters, wodurch zeitlich versetzt unterschiedliche Wellenlängen von einem Punktdetektor erfasst werden, oder durch ein feststehendes Gitter, wobei das Spektrum im gewünschen Wellenlängen- bereich durch einen Pfeilendetektor aufgenommen wird. Ein Fouriertransformations-Spektrometer zeichnet sich dadurch aus, dass ein interferometrisches Filter durchgestimmt wird, und das Durchstimmen in einem sogenannten Interferogramm aufgezeichnet wird. Das gesuchte Spektrum erhält man dann durch Fouriertransformation des Interferogramms in dem gewünschten Wellenvektorbereich. Filterspektrometer basieren auf einer Filterscheibe, die die einzelnen Wellenlängen selektieren. Filterspektrometer besitzen allgemein die beiden Nachteile, dass zum einen eine gute Filterscheibe nur durch sehr aufwen- dige Beschichtungstechniken herzustellen ist, und zum anderen, dass das zu analysierende Licht die Filterscheibe durchquert, wodurch viel Licht verloren geht und ein schlechtes Signal-Rauschverhältnis entsteht. Wegen eines konstruktiv einfachen Aufbaues und einer sehr guten Wellenlängenauflösung wird bei der erfindungsgemäßen Ausführung dem Gitterspektrometer der Vorzug gegeben.

Eine Miniaturisierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann erfolgen, wenn nach einer weiteren Ausführung der Erfindung die der Sensoreinrichtung zugeordnete optische oder optoelektronische Spektrometereinrichtung eine Halbleitersensorein- richtung aufweist, welche mindestens eine Avalanchephotodiode mit einem Halbleitergap aufweist, welches der zu messenden Frequenz uzw. FrcQcπzvcrscuicuuπy sntspncut. niciuβi Kann die Halbleitersensoreinrichtung ein hinsichtlich der Messfrequenz variierbares und/oder durchstimmbares Frequenzgap auf- weisen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch folgende Schritte aus:

- Bestrahlen der zu untersuchenden Substanz mit einem von ei- ner Lichtquelle abgegebenen Licht, welches vermittels einer optischen Lichtführung der zu untersuchenden Substanz zugeführt wird,

- Erfassen der von der Substanz emittierten oder geänderten Strahlung vermittels einer der zu untersuchenden Substanz zugeordneten optischen oder optoelektronischen Sensoreinrichtung,

- Messung des von der untersuchten Substanz emittierten oder in seiner Wellenlänge geänderten Lichtes hinsichtlich der Intensität des Lichtes bei zumindest einer Frequenz oder hin- sichtlich der Frequenzverschiebung vermittels einer der Sensoreinrichtung zugeordneten optischen oder optoelektronischen Spektrometereinrichtung, und

Ausgabe eines entsprechenden Messsignales an eine Auswerteschaltung .

Hierbei stellt die biologisch aktive und/oder biologisch aktivierbare Substanz insbesondere ein biologisches Gewebe dar, also ein menschliches, tierisches oder pflanzliches Gewebe.

Dem Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens folgend ist vorgesehen, dass durch das Auflegen bzw. das Aufbringen der biologisch aktiven und/oder biologisch aktivierbaren Substanz

auf die Sensoreinrichtung mehrere zur Fluoreszenz fähigen Stoffe n, m (n, m = a, b, c, d, ... ) in der Substanz durch einen von der Lichtquelle abgegebenen Lichtimpuls angeregt werden, und diese Stoffe a, b, c, d, ... als Reaktion hierauf selbst Lichtsignale einer bestimmten Wellenlänge und in einer bestimmten Intensität aussenden, wobei diese Lichtsignale gemessen werden.

Hierbei werden aus den gemessenen Intensitätswerten (I _a , I _b , I _c , I _d ) der Lichtsignale mehrere, und zwar mindestens drei oder vier, insbesondere mindestens fünf oder sechs unterschiedliche Stoffwechselparameter S _n (mit n = a, b, c, d, ...) berechnet, wobei gilt: S _n ⁼ F (I _n , λ _n ) X G (I _m , λ _m ) ; wobei F und G zwei unterschiedliche mathematische Funktionen der Intensitäten und Wellenlängen sind, mit n, m = a, b, c, d, ... , und n ≠ m; und die Korrelation bzw. mathematische Verknüpfung X der beiden Funktionen F und G in der einfachsten Form ein Produkt oder eine Summe ist, und zwar in der Form: S _n = π [F (I _n , λ„) • G (I _n , λ _m ) ] oder S _n = ∑ [F (I _n , λ„) • G (I _m , λj], mit n, m = a, b, c, d, ..., und n ≠ m, oder n = m.

Die Stoffe n, m mit ihren gemessenen Emissionswellenlängen (λ _n , λ _m ) und ihren gemessenen Intensitäten (I _n , I _m ) weisen insbesondere die folgenden biochemischen Substanzen auf:

a = ATP (Adenosintriphosphat) , und/oder b = GTP (Guanosintriphosphat) , und/oder c = FAD (Flavinadenindinucleotid) , und/oder d = NADH (Nicotinamidadenindinucleotid reduziert) , und/oder e = NADP (Nicotinamidadenindinucleotid phosphat) , und/oder f = Kynurenin, und/oder g = -Or-o-tsäure-, und/oder T" h = Thromboxan, und/oder i = Tryptophan.

Die Fluoreszenzintensitäten (I _n , Im) werden im Wellenlängenbereich (λ _n , λ _m ) von 287 nm bis 800 nm, vorzugsweise von 340 nm bis 600 nm, für die Stoffe n, m = a, b, c, d, ... gemes- sen.

Wenn eine Messung der Fluoreszenzintensitäten (I _n , Im) jeweils zu einem definierten Zeitpunkt (t _n , t _m ) und/oder in de-_ finierten zeitlichen Abständen (δt _n , δt _m ) erfolgt, wobei gilt: n ≠ m, t„ ≠ t„ δt„ ≠ δt„ so können durch diese Verlaufsmessungen unterschiedliche Steuer- und Regelungsprozesse aufgedeckt werden.

Sofern zu einem definierten Zeitpunkt (t _n , t _m ) der Messung eine psychische oder physische Stressbelastung des Patienten erfolgt, und die Fluoreszenzintensitäten (I _n , I _m ) vor und nach der Belastung mehrmals gemessen werden, so kann darüber hinaus das Regulationsgeschehen im Stoffwechsel bestimmt werden.

Aus der optischen Untersuchung oder Analyse der biologisch aktiven und/oder biologisch aktivierbaren Substanz und aus der Messung der Stoffwechselparameter S _n (mit n = a, b, c, d, ... ) werden mehrere verschiedene spezifische Zustandsgrößen Z _n als mathematische Funktionen der Stoffwechselparameter S _n berechnet und grafisch dargestellt, wobei diese spezifischen Zustandsgrößen Z _n folgende aufweisen:

α = Zellteilungsaktivität, und/oder ß = Stoffwechselaktivität, und/oder

Y = Aktivität von Biosynthesen, und/oder δ = Regulation der Immunfunktionen, und/oder ε = Entzündungsprozesse, und/oder ζ = Energieumsatz, und/oder η = Energieverbrauch für die Zellteilungsaktivität, und/oder θ = geregelte und ungeregelte Zellneubildung, und/oder ξ = entzündliche geregelte Zeilneubildungsprozesse, und/oder

p = Risikoparameter gesundheitlicher Schädigung, und/oder σ = aktivierte Gewebeneubildung, und/oder φ = komplexe Stoffwechselcharakteristik, und/oder X = Redoxäquivalent , und/oder ψ = mentaler Stabilitätsparameter.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbeondere für die nichtinvasive Untersuchung von Steuer- und Reglungsprozessen des menschlichen und tierischen Stoffwechsels, und/oder zur Diagnose von Krankheiten und präventiven Untersuchungen, und/oder zu Routineuntersuchungen von Berufsgruppen und Sportlern mit hoher physischer und psychischer Stressbelastung, und/oder zur Therapiekontrolle, und/oder zum Verlauf von Dialyse- und Apheresebehandlung sowie zur Bestimmung des Antioxidantienbedarfs angewendet werden.

Bei einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Fluoreszenzintensitäten im Wellenlängenbereich von etwa 287 nm bis etwa 800 nm, vorzugsweise von 340 nm bis 600 nm gemessen, und zwar insbesondere für stoffwechselrelevante Substanzen mit vorbestimmten Emissionswellenlängen, vorzugsweise ATP, GTP, FAD, NADH, NADP, Kynurenin, Orotsäure, Thromboxan und Tryptophan.

Von Vorteil werden biologisch aktive Materialien, die eine

Autofluoreszenz zeigen, im zellulären und interzellulären Bereich mit Licht einer Exitationswellenlänge von 287 nm bis 340 nm, vorzugsweise 340 nm zur Emission angeregt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Weitere Vorteile und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt:

Figur 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen

Vorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel; Figur 2 eine isometrische Ansicht des ersten

Ausführungsbeispieles; Figur 3 eine Schnittansicht des ersten

Ausführungsbeispieles; Figur 4 eine Gesamtansicht des ersten

Ausführungsbeispieles; Figur 5 eine Gesamtansicht des ersten Ausführungsbeispieles mit aufgelegter Hand; Figur 6 eine Gesamtansicht eines zweiten

Ausführungsbeispieles; Figur 7 eine schematische Schnittansicht der optischen

Lichtführung mit dem Lichtaustrittsabschnitt; Figur 8 eine schematische Schnittansicht der menschlichen

Hautoberfläche zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Messverfahrens ; Figur 9 eine Gesamtansicht eines dritten

Ausführungsbeispieles; Figur 10 eine Gesamtansicht des dritten

Ausführungsbeispieles mit aufgelegter Hand; und Figur 11 eine schematische Bildschirmdarstellung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ermittelten spezifischen Zustandsgrößen Z _n .

In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, wobei gleiche Bezugsziffern jeweils gleiche Bestandteile bezeichnen.

Die Figuren zeigen eine Vorrichtung 1 zur optischen Untersuchung oder Analyse einer biologisch aktiven und/oder biologisch aktivierbaren Substanz 2 durch die Anwendung infraroten, sichtbaren oder ultravioletten Lichtes, bei der das untersuchte Material 2 so optisch angeregt wird, dass es Licht emittiert (Fluoreszenzanalyse) oder die Wellenlänge des auffallenden Lichts ändert (Ramananalyse) . Die Vorrichtung 1 weist eine mit elektrischer Energie betreibbare Lichtquelle

3, eine optische Lichtführung 4, mit welcher das von der Lichtquelle 3 abgegebene Licht als Strahlung dem zu untersuchenden menschlichen oder tierischen biologischen Gewebe 2 zuführbar ist, eine dem zu untersuchenden menschlichen oder tierischen biologischen Gewebe 2 zugeordnete optische oder optoelektronische Sensoreinrichtung 5, welche die von dem biologischen Gewebe emittierte Strahlung erfasst, eine der Sensoreinrichtung 5 zugeordnete optische oder optoelektronische Spektrometereinrichtung 6, mit welcher das vom untersuchten Material emittierte oder in seiner Wellenlänge geänderte, über einen Lichtwellenleiter 15 ausgekoppelte Licht hinsichtlich der Intensität des Lichtes bei zumindest einer Frequenz oder der Frequenzverschiebung gemessen wird, wobei ein entsprechendes Messsignal über ein USB-Kabel 7 an eine (nicht näher dargestellte) Auswerteschaltung eines externen Rechners ausgegeben wird. Nach der Erfindung bilden der Lichtaustrittsabschnitt 8 der optischen Lichtführung 4 und die Sensoreinrichtung 5 eine bauliche Einheit 9; diese bauliche Einheit 9 weist auf ihrer Oberseite 10 bzw. Aussenseite einen Messflächenabschnitt 11 auf, der in Formgebung und Ausdehnung dem zu untersuchenden menschlichen oder tierischen biologischen Gewebe 2 angepasst ist.

Bei dem in den Figuren 1 bis 5 dargestellten ersten Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung ist die Oberfläche des Messflächenabschnittes 11 annähernd konvex gekrümmt und im wesentlichen den Konturen einer geringfügig geballten Hand folgend ausgebildet. Hierbei sind die Lichtquelle 3, die optische Lichtführung 4, die Sensoreinrichtung 5, und die Spektro- metereinrichtung 6 in einem Gehäuse 12 untergebracht, und auf bzw. in der Oberseite des Gehäuses 12 ist ein den Messflächenabschnitt 11 umfassender oder wenigstens bereichsweise korrelierender Auflageflächenabschnitt 13 ausgebildet bzw. vorgesehen, auf welchen ein das zu untersuchende menschliche oder tierische biologischen Gewebe 2 entsprechende Körperteil des Probanden, insbesondere eine Hand aufgelegt wird, wobei dem Auflageflächenabschnitt 13 eine auf bzw. in der Oberseite

des Gehäuses 12 ausgebildete Führungseinrichtung 14 zur Ausrichtung der auf den Auflageflächenabschnitt 13 abzulegenden Körperteil des Probanden vorgesehen ist. Die Führungseinrichtung 14 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine auf bzw. in der Oberseite des Gehäuses 12 vorgesehene, etwa mittelfingerbreite Vertiefung ausgebildet.

Bei dem in Figur 6 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Oberfläche des Messflächenabschnittes 11 stark konvex gekrümmt und im wesentlichen den Konturen einer geballten Hand folgend ausgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Messflächenabschnitt 11 als Bestandteil der Oberfläche eines Auto-Lenkrades 16, oder eines Steuerrades, oder eines Steuerknüppels, oder anderen Lenk- oder Steuereinrichtung eines Land-, Wasser- oder Luft- oder Raumfahrzeuges ausgebildet sein. Das Lenkrad 16 bildet zugleich das Gehäuse 12 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1.

Bei den in den Figuren 9 und 10 dargestellten dritten Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung ist die Oberfläche des Messflächenabschnittes 11 im wesentlichen den Konturen einer geringfügig geballten Hand folgend ausgebildet. Auf bzw. in der Oberseite des Gehäuses 12 ist wiederum ein den Messflächenabschnitt 11 umfassender oder wenigstens bereichsweise korre- lierender Auflageflächenabschnitt 13 ausgebildet bzw. vorgesehen, auf welchem das zu untersuchende menschliche oder tierische biologische Gewebe 2 entsprechenden Körperteil des Probanden, insbesondere eine Hand aufgelegt bzw. umfasst wird, wobei dem Auflageflächenabschnitt 13 eine auf bzw. in der Oberseite des Gehäuses 12 ausgebildete Führungseinrichtung 14 zur Ausrichtung der auf dem Auflageflächenabschnitt 13 abzulegenden Körperabschnitt des Probanden vorgesehen ist. Zusätzlich sind die Randbereiche 14a des Gehäuses 12 abgerundet, und dienen gleichfalls zur Führung der Hand 2. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 9 und 10 ist das

Gehäuse 12 gegenüber den in den Figuren 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung baulich wesentlich

kleiner dimensioniert/ es kann bei dem dritten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, dass die Lichtquelle 3 und die Spektrometereinrichtung 6 in einem von dem Gehäuse 12 separaten Bauteil untergebracht sind, wobei diese in dem separaten Bauteil untergebrachten optischen und optoelektronischen Komponenten über die optische Lichtführung 4 mit der in dem Gehäuse 12 untergebrachten Sensoreinrichtung 5 verbunden sind. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel ist auf dem Messflächenabschnitt 11 oder in unmittelbarer Nähe davon eine Bildwie- dergabeeinrichtung 17 ausgebildet, beispielsweise in Form eines in dem Gehäuse 12 integriert ausgebildeten Miniaturbildschirmes 17. Neben der Bildwiedergabeeinrichtung 17 sind Funktionstasten 18 ausgebildet, mit welchen das auf dem Display 17 angezeigte Messverfahren gesteuert werden kann.

In Figur 8 ist schematisch die Anatomie der Haut zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Analyseverfahrens dargestellt. Das Organ der menschlichen (oder tierischen) Haut besteht beispielsweise aus drei miteinander verbundenen, jedoch geweb- lieh unterschiedlichen Schichten, wobei man die äußerste

Schicht 20 als Epidermis (Oberhaut) bezeichnet, die mittlere Schicht 21 als Corium (Lederhaut), und die unterste Schicht 22 als Subcutis (Unterhaut) . Die Epidermis 20 ist die gefäßlose äußere Schicht der Haut, die sich ihrerseits wiederum in Unterschichten aufteilt. Die oberste Schicht der Epidermis ist die Hornhaut (Stratum corneum) , auf die der Lichtleiter aufgesetzt wird. An dieser Schicht 20a wird etwa fünf bis sieben Prozent des einfallenden Lichtes 23 remittiert. An die Epidermis 20 schließt sich das Corium (Lederhaut) 21 an. Es verleiht der Haut ihre Reißfestigkeit und ihre Verformbarkeit. Es folgt die Subcutis (Unterhaut) 22, die mit den darunterliegenden Muskelfasern locker verbunden ist. Sie setzt sich aus Bindegewebe zusammen und dient u.a. als Fettspeicher. Zwischen Epidermis 20 und Corium 21 verläuft ein Netz von Arteriolen und Venolen (Plexus) , die die Versorgung der Hautzellen sicherstellen. Das eindringende Licht 23 wird an den zellulären Strukturen der unterschiedlichen Schichten ge-

streut und durch die Hautpigmente, Bilirubin, dem oxige- nierten und desoxigenierten Hämoglobien absorbiert. Das Hautgewebe besteht somit aus unterschiedlichen Zellarten, und ist von kleinsten muskelfreien Blutgefäßen (Kapillaren) durchzo- gen, die die Venolen (kleine Venen) und die Arteriolen (kleine Arterien) verbinden. In den Kapilaren findet der Stoffaus- tausch (z.B. Elektrolyte) und der Gasaustausch (O ₂ , CO ₂ ) zwischen Blut und Gewebe statt. Arterien, Venen und Kapilaren bilden im Körper das Transportsystem, das die Versorgung der Körperorgane und des Körpergewebes mit Sauerstoff und anderen Nährstoffen sowie den Abtransport von sauerstoffarmen Blut und Stoffwechselprodukten ermöglicht. Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf der Messung der Autofluoreszenz körpereigener Stoffwechselsubstanzen 24 im Interstitium, die mit- tels der Strahlung 23 insbesondere im kurzwelligen UV-Bereich oder nahen UV-Bereiches angeregt werden, und durch Eigenbzw. Autofluoreszenz von Zellen, Geweben und Substanzen aufgrund der Anregung endogener Fluorophore spezifische Lichtstrahlen 25 mit unterschiedlichen Wellenlängen reemittieren, welche von der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung 5 detek- tiert und ausgewertet werden.

Mehrere zur Fluoreszenz fähigen Stoffe n, m (n, m = a, b, c, d, ... ) in der Substanz 2 werden durch einen von der Licht- quelle abgegebenen Lichtimpuls 23 angeregt, und diese Stoffe a, b, c, d, ... senden als Reaktion hierauf selbst Lichtsignale einer bestimmten Wellenlänge und in einer bestimmten Intensität aus, wobei diese Lichtsignale gemessen werden. Hierbei werden aus den gemessenen Intensitätswerten (I _a , Ib _/ I _c , I _d ) der Lichtsignale mehrere, und zwar mindestens drei oder vier, insbesondere mindestens fünf oder sechs unterschiedliche Stoffwechselparameter S _n (mit n = a, b, c, d, ...) berechnet, wobei gilt: S _n = F (I _n , λ _n ) X G (I _m , λ _m ) ; wobei F und G zwei unterschiedliche mathematische Funktionen der Intensitäten und Wellenlängen sind, mit n, m = a, b, c, d, ..., und n ≠ m; und die Korrelation bzw. mathematische Verknüpfung X der beiden Funktionen F und G in der ein-

fachsten Form ein Produkt oder eine Summe ist, und zwar in der Form: S _n = fl [F (I _n , λ„) • G (I _m , λ _m ) ] oder

S _n = ∑ [F (I _n , λ _n ) • G (I ₁₁₁ , λ _m ) ] , mit n, m = a, b, c, d, ..., und n ≠ m, oder n = m.

Die Stoffe n, m mit ihren gemessenen Emissionswellenlängen (λ _n , λ _m ) und ihren gemessenen Intensitäten (I _n , I _m ) weisen insbesondere die folgenden biochemischen Substanzen auf: a = ATP (Adenosintriphosphat) , b = GTP (Guanosintriphosphat ) , c = FAD (Flavinadenindinucleotid) , d = NADH (Nicotinamidaden- indinucleotid reduziert) , e = NADP (Nicotinamidadenindinucle- otid phosphat) , f = Kynurenin, g = Orotsäure, h = Thromboxan, i = Tryptophan.

Aus der optischen Untersuchung oder Analyse der biologisch aktiven und/oder biologisch aktivierbaren Substanz und aus der Messung der Stoffwechselparameter S _n (mit n = a, b, c, d, ... ) werden mehrere verschiedene spezifische Zustandsgrößen Z _n als mathematische Funktionen der Stoffwechselparameter S _n berechnet und grafisch dargestellt, wobei diese spezifischen Zustandsgrößen Z _n folgende Werte aufweisen (vgl. Fig. 11):

α = Zellteilungsaktivität, d. h. eine Aussage darüber, ob eine geregelte oder eine ungeregelte Zellneubildung stattfin- det, und insbesondere in welchem Maße die Aktivität der Zellneubildung abläuft (normal oder gestört) .

ß = Stoffwechselaktivität, sagt aus, wie die Regulation des Stoffumsatzes, also der Auf- und Abbau, bzw. die Verwertung von Nahrung und Nährstoffen abläuft. Ist diese gestört, sind möglicherweise Gärungsanteile aktiviert oder die Glucoseneu- bildung erfolgt überwiegend durch Eiweißabbau. Die ANreiche- rung verschiedenster Stoffwechselprodukte kann zur Gefährdung des Organismus führen. Es kommt zur Schädigung des Stoffwech- sels, wodurch alle Arten von Krankheiten entstehen können.

Y = Aktivität von Biosynthesen, umfasst alle Syntheseprozesse (= Aufbauprozesse) , die im Leben ablaufen, also der Erhaltungsstoffwechsel mit dem dem dauernden Um- und Aufbau von Zellen. Bei einer eingeschränkten Aktivität kommt es zu Stö- rungen im Bereich der Aufrechterhaltung der Körpersubstanz, z. B. die Wundheilung, die Immunreaktivierung, usw. also alle für die Erneuerung der Körperstruktur notwendigen Prozesse.

δ = Regulation der Immunfunktionen, sagt aus, wie effektiv die Immunabwehr gegen Erreger aller Art arbeitet.

ε = Entzündungsprozesse, d. h. es wird gemessen, ob momentan entzündliche Prozesse im Körper ablaufen.

ζ = Energieumsatz, es wird gemessen, wie die aus der Nahrung gewonnene Energie verwertet, verbraucht bzw. umgesetzt, also genutzt wird, z. B. für das Wachstum, Wärmeproduktion, Organtätigkeiten, usw, und sagt damit darüber aus, wie der Körper in der Lage ist, chemisch gebundene Energie aus der Nahrung herzustellen und diese dann bereitzustellen.

η = Energieverbrauch für die Zellteilungsaktivität, ist ein Teil des Energieumsatzes, der für die Erneuerung bzw. Reproduktion der Zellen benötigt wird. Ist dieser Wert im roten Bereich, bedeutet dies einen verstärkten Untergang von Zellen, die eigentlich regeneriert werden sollten.

θ = geregelte und ungeregelte Zellneubildung, zeigt in ähnlicher Weise wie der vorgenannte Wert an, wie das Verhältnis zwischen Zellauf- und abbau ist, und wie dies möglicherweise gestört ist.

ξ = entzündliche geregelte Zeilneubildungsprozesse, das ist eine spezielle Aussage zur Zellneubildung im Rahmen der Im- munaktivierung in Bezug auf entzündliche Prozesse.

p = Risikoparameter gesundheitlicher Schädigung, dies ist eine zusammenfassende Aussage, die sich aus allen anderen Werten ergibt.

σ = aktivierte Gewebeneubildung, dies ist eine spezielle Aussage zur Gewebeneubildung, und ein ergänzender Wert.

φ = komplexe Stoffwechselcharakteristik, spiegelt alles wieder, was in den Stoffwechsel mit einbezogen ist.

χ = Redoxäquivalent, bzw. Redoxpotential, gibt die Messung der Redoxregulation bzw. Redoxveränderungen wieder. Es werden Aussagen getroffen zur Möglichkeit des oxidativen Stresses und vor allem wie viel an reduktiver Kapazität im Moment für den Organismus verloren geht. Es wird das Verhältnis zwischen Oxidantien und Antioxidantien wiedergegeben und deren Ge- störtheit, welche letztlich auf Störungen der Bioregulation schließen lässt.

Diese vorgenannten spezifischen Zustandsgrößen Z _n werden als Absolutwert 26 und als Farbverlauf 27 in der Bildwiedergabeeinrichtung 17 dargestellt, wie es schematisch in Figur 11 gezeigt ist. Ein "roter" Messwert zeigt eine erhöhte Aktivierung des Regulationsvorganges an, der sowohl negativ als auch positiv gesehen werden kann, beispielsweise bei einer notwendigen Aktivierung bei einem Infekt. Daher ist es wichtig, die Messwerte der spezifischen Zustandsgrößen Z _n nicht einzeln, sondern in ihrer Gesamtheit zu betrachten.