DE8900090U1

DE8900090U1 - Vorrichtung zur Durchführung diagnostischer Impedanzmessungen

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Publication number: DE8900090U1
Application number: DE8900090U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-01-05
Filing date: 1989-01-05
Publication date: 1989-03-23

Description

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung diagnostischer Impedanzmessungen am lebenden menschlichen oder tierischen Körper, umfassend einen ersten und einen zweiten Meßkopf, die jeweils mit zwei Elektroden versehen und durch Anschlußleitungen mit einer Impedanzmeßeinrichtung verbunden sind, wobei die Meßköpfe am Ende von Elekrodenträgern angeordnet sind und wobei der erste Meßkopf für eine Verwendung in einem Körperhohlraum vorgesehen und mit Elektroden versehen ist, die einen axialen Abstand voneinander haben und den Elektrodenträger achsparallel umschließen.

Eine solche Vorrichtung ist aus der EP-A-O 275 617 bekannt. Die beiden Meßköpfe sind dabei übereinstimmend gestaltet und beide für eine stationäre Positionierung in Körperhohlräumen bestimmt. Die Ermittlung von Vergleichswerten ist dadurch schwierig. Sie wird mitunter zusätzlich belastet durch Kontaktprobleme, die sich zwischen den Elektroden und dem Gewebe des Körpers ergeben können. Es ist zwar möglich/ die diesbezüglichen Schwierigkeiten «u vermindern durch Auswahl eines Meßkopfes eines entspre-

chend vergrößerten Durchmessers» Das Einführen eines solchen Meßkopfes in den jeweiligen Körperhohlraum wird jedoch in gleichem Maße erschwert, wodurch der diesbezüglichen Möglichkeit Grenzen gesetzt sind.

Eine andere Vorrichtung zur Durchführung diagnostischer Impedancessungen ist aus der Europäischen Patentschrift 0 030 722 bekannt. Die dabei zur Anwendung gelangenden Meßköpfe werden in gleicher Weise wie vorstehend beschrieben angebracht, jedoch bei dieser Ausführung nicht im Inneren von Körperhohlräumen, sondern beide auf der Oberfläche der den Körper außenseitig umschließenden Haut. Das erhaltene Meßergebnis über den Zustand von innerhalb des Körpers befindlichen Gewebebestandteilen ist dementsprechend wenig befriedigend. Es wird in hohem Maße durch Sekundäreinfltißse belastet, welche durch einen elektronischen Feinabgleich nicht ohne weiteres eliminierbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiter zuentwickeln, daß sich bei reduziertem, apparativem Aufwand ein verbessertes Meßergebnis bei der Unter-

suchung von innerhalb des Körpers befindlichen Organen ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche bezug.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung gelangt zur Anwendung in Verbindung mit einer an sich bekannten Impedanzmeßeinrichtung. Der erste Meßkopf ist zur Verwendung in einem Körperhohlraum vorgesehen, der zweite Meßkopf für eine Anordnung auf der Oberfläche der den Körper außenseitig umschließenden Haut. Beide Meßköpfe sind nur von relativ geringer Ausdehnung. Für den zwischen ihnen l_egenden Bereich des Körpergewebes lassen sich dadurch Meßwerte erhalten, die objektive Rückschlüsse auf den Gesundheitszustand und die Eigenbewegungen des Körpergewebes zulassen.

Die Elektroden des ersten Meßkopfes sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf der Außenseite von mindestens einem elastisch aufblähbaren Ballon aus polymeren! Werkstoff angeordnet. Der Ballon ist

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während der Einführung des Meßkopfes in den Körperhohlraum entleert, um eine Verminderung des Durchmessers zu erhalten. Der Einführvorgang gestaltet sich dadurch vergleichsweise einfach. Nach der Positionierung an der vorgesehenen Stelle wird der Ballon durch Einspeisung eines vorgespannten, fließfähigen Mediums in seinen Innen]aum soweit in seinem Außendurchmesser erweitert, das sich ein sicherer gegenseitiger Berührungskontakt zwischen der auf der Außenseite angeordneten Elektrode und der Innenseite des Körperhohlraumes ergibt. Dem Auftreten von Meßfehlern wird hierdurch vorgebeugt.

Der Ballon kann eine unabhängig durchströmbare Leitung umschließen, um eine ausreichende Versorgung von hinter der Meßstelle befindlichen Organen mit Blut, Sauerstoff e.c. zu ermöglichen. Die Leitung sollte eine ausreichende Deformationsbeständigkeit haben sowie eine Wandstärke, die die Einbettung der Versorgungsleitungen der Elektroden und des Ballons gestattet. Sowohl hinsichtlich der für die Verwendung erforderlichen Sterilität als auch hinsichtlich der Handhabung während der Einführung ergeben sich hierdurch Vorteile.

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Die Elektroden bestehen zweckmäßigerweise aus elektrisch leitfähigen Oberflächenbeschichtungen des Ballons, beispielsweise solchen, die aus elektrisch leitfähigem Silikonkautschuk erzeugt und während der Herstellung einstückig mit dem Ballon und den Anschlußleitungen verbunden sind.

Falls nur ein Ballon vorgesehen ist, besteht die Möglichkeit, den Elektroden einen besonders geringen gegenseitigen Abstand zu geben, was für die Exaktheit der Lagebestimmung der Meßposition von Vorteil ist. Auch wird die Verwendung in sehr kleinen Körperhohlräumen begünstigt.

Gelangen demgegenüber zwei Ballons zur Anwendung, die unabhängig voneinander aufblähbar und jeweils mit nur einer Elektrode versehen sind, dann ist eine feinfühlige Herstellung eines durchgehenden Kontaktes der Elektroden zu der den Körperhohlraum begrenzenden Handung eher möglich, was die Erzielung eines objektiven Meßergebnisses begünstigt. Die Ballons bestehen in diesem Falle zweckmäßig in ihrer Gesamtheit aus besonders weichem, elektrisch leitfähigem

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Silikonkautschuk.

Die Anschlußleitungen zur Versorgung des oder der Ballons können mit einer außerhalb des Körpers

$ befindlichen Druckmittelquelle verbunden sein. Je

nach Belastbarkeit des Körperhohlraumes, in welchem der erste Meßkopf während der bestinunungsgemäßen Verwendung zur Anwendung gelangt, läßt sich hierdurch die Anpressung des oder der Ballons an die Wandung in einer besonders feinfühligen Weise steuern. Als Druckmedium gelangt bevozugt ein vorgespanntes Gas zur Anwendung um der Entstehung von Meßfehlern vorzubeugen und die mechanische Belastung des Organismus niedrig zu halten.

Die Elektroden des zweiten Meßkopfes können ähnlich dem Meßkopf eines Stethoskops gestaltet und dimensioniert sein, was es gestattet, trotz der Verwendung von Elektroden auf einer im wesentlichen eben ausgebildeten Trägerfläche einen durchgehenden Berührungskontakt zu der nachgiebigen Außenseite menschlicher Körper zu erhalten. Eine im Vergleich zu der Größe des Körpers sehr kleine Dimensionierung und eine gegebenenfalls flexible und/oder elastische Ausbil-

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dung des Elektrodentägers kann sich empfehlen, wenn das zu diagnostizierende Körperteil durch eine stark gewölbte Außenseite begrenzt ist. Eine Fokussierung beider Meßköpfe auf einen eng begrenzten Gewebebereich wird hierdurch möglich und gestattet die Erzielung objektiver Meßergebnisse aus dicht benachbarten Gewebebereichen. Die Qualität von Aussagen über den konkreter. Gesundungszustand und/oder den Bewegungsablauf von im Meßbereich befindlichen Organen des Körpers wird hierdurch verbessert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich besonders für die kontrollierte Anwendung der Hochfrequenzbeatmung. Die Elektroden umschließen in diesem Falle die Beatmungsluftleitung zweckmäßig in einer konzentrischen Zuordnung, was die Anbringung erleichtert und es ermöglicht, die einzelnen Lungensegmente aufgrund ihrer frequenzabhängig unterschiedlichen Anregbarkeit zu erkennen. Beispielsweise die Basis, das Mittelgeschoss, die Spitze, die Vorderwand, die Seitenwand und der Rücken können so von einander unterschieden und gezielt behandelt werden.

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Hierzu wird der zweite Meßkopfes mit seinen Elektroden im fraglichen Bereich auf die Brustwand aufgesetzt und die Anregungsfrequenz der Hochfrequenzbeatmung systematisch variiert, um auf diese Weise je nach Bedarf die jeweils größte und kleinste Bewegungsamplitude des darunter befindlichen Lungensegmentes herauszufinden. Manche Lungenareale verlangen zur Heilung eine vergrößerte, andere eine kleine
Bewegungsamplitude. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gestattet es nunmehr, die Bewegungsamlitude des zu behandelnden Gewebeareals ohne zusätzliche, invasive Methodik kontinuierlich zu
ermitteln. Hierdurch kann die künstliche Beatmung so vorgenommen werden, daß sich ein optimaler Heilungserfolg ergibt.

Eine Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
beim nichtbeatmeten, d.h. nichtnarkotisierten oder
sedierten Patienten, ist ebenfalls möglich. Es
entfällt dann lediglich die Möglichkeit, den ersten Meßkopf in die Luftröhre einzuführen. In diesem
Falle ist eine Anordnung in der Speiseröhre vorgesehen, was bei Verwendung eines Elektrodenträgers mit einem Durchmesser von nur ca. 3 mm problemlos durch

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Schlucken möglich ist. Die Elektroden können entsprechend den vorstehenden Darlegungen auf der Außenseite zumindest eines aufblähbaren Ballons angeordnet sein. Der Ballon wird nach der Einführung in die Speiseröhre aufgebläht, bis sich eine durchgehende gegenseitige Berührung zwischen den Elektroden und der Speiseröhrenwand ergibt. Eine besonders zweckmäßige Anordnungsposition beim erwachsenen Menschen befindet sich 25 cm hinter der Reihe der Schneidezähne.

L)er zweite Meßkopf kann bei dieser Untersuchung gegebenenfalls ähnlich dem Meßkopf eines Stethoskops gestaltet sein. Er wird mit seinen Elektroden an der Stelle der wahrscheinlichen Erkrankung auf den Brustkorb aufgesetzt. Das sich ergebende, atsmngssynchrone Signal gibt Auskunft über die Bewegungsamplidude des zwischen dem ersten und dem zweiten Meßkopf befindlichen Lungensegmentes. Der Meßbereich läßt sich in begrenztem Maße ausweiten durch eine Relativverschiebung insbesondere des zweiten Meßkopfes. Weitere Werte lassen sich darüberhinaus erhalten, in dem je nach Bedarf auch der erste Meßkopf in Richtung einer anderen Meßposition verlagert wird,

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beispielsweise durch ein mehr oder weniger tiefes Herunterschlucken oder ein Zurückziehen des Elektrodenträgers aus der Speiseröhre.

Eine beispielhafte Ausführung der erfindungsgemaßen Vorrichtung ist in der in der Anlage beigefügten Zeichnung dargestellt. Sie wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigern

Fig. 1 und 2 zwei beispielhafte Ausführungen der

erfindungsgemäßen Vorrichtung während der bestinunungsgemäBen Verwendung.

Fig. 3 und 4 eine beispielhafte Ausführung des ersten Meßkopfes in längs- und quergeschnittener Darstellung.

Fig. 5 bis 7 drei beispielhafte Ausführungen rtir die Gestaltung des zweiten Meßkopfes.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Vorrichtungen sind zur Durchführung diagnostischer Zmpedanzmessungen am lebenden menschlichen oder tierischen Körper bestimmt. Sie umfassen jeweils ein».n ersten und einen

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zweiten Meßkopf 1,2 mit einem Paar von Elektroden 6,7 bzw. 9,10, die am Ende von Elektrodenträgern 3 angeordnet und in einen elektrisch leitenden Kontakt mit dem Körper bringbar sind. Das erste und das zweite Elektrodenpaar 1,2 umfassen jeweils eine Anrngungselektrode, durch die während der Durchführung der Messung eine hochfrequenter Wechselstrom in den Körper eingeleitet wird. Die Stromstärke liegt bei etwa o,3mA und die Frequenz zwischen 10 und 150 kHz.

Der erste und der zweite Meßkopf werden während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Vorrichtung möglichst so angebracht, daß sich das zu untersuchende Organ im Zwischenraum befindet. Hierzu wird der erste Meßkopf 1 in einen Körperhohlraum eingeführt, beispielsweise in die &idigr;&lgr;&igr;&ggr;!t— oder Speiseröhre - und durch Aufblähung des die Elektroden tragenden Ballons an der Wandung fixiert. Hierbei ergibt sich zugleich ein leitender elektrischer Kontakt zwischen den auf der Oberfläche des Ballons angeordneten Elektroden 6,7 und dem die Wandung bildenden, körpereigenen Gewebe. Anschließend wird auf der dem Meßkopf 1 gegenüberliegenden Seite des zu untersuchenden Organs der zweite Meßkopf 2 auf die den Körper außenseitig

umschließende Haut aufgesetzt und angedrückt, so daß sich eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Elektroden 9,10 und der Haut ergibt. Die Messung der elektrischen Impedanz kann anschließend vorgenommen werden.

In den in den Fig. 1 und 2 gezeigten AusfUhrungsbeispielen ist bezug genommen auf die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der Untersuchung der Bewegungen der Lunge eines künstlich beatmeten Patienten. Der erste Meßkopf 1 ist während der Untersuchung in der Luftröhre fixiert. Er umfaßt mindestens einen elastisch aufblähbaren Ballon 8, der auf der Außenseite mit den Elektroden 6,7 versehen ist. Der Ballon ist von der unabhängig durchström-&EEgr;&lgr;&tgr;-&ogr;&pgr; T.o-i-hunCT 14 in Hichfcuno der Lunap durehdrunaen. -j — _ -j _,_ — j —

Die Leitung 14 bildet zugleich die Beatmungsluftleitung und den Elektrodenträger 3. Sie ist dementsprechend so gestaltet, daß sich eine große Deformationsbeständigkeit ergibt, wodurch ein Abknicken während der Einführung des ersten Meßkopfes und eine Kollabierung während der Aufblähung des oder der Ballons vermieden wird.

Die Leitung 14 ist während der bestinunungsgemäBen Verwendung der Vorrichtung mit einer nicht gezeigten Beatmungseinrichtung verbunden, die einen pulsierenden Luftwechsel gestattet. Eine solche Einrichtung wird beispielsweise in der Europäischen Patentschrift 0 180 038 beschrieben. Sie läßt es zu, die Beatmungsfrequenz nach Belieben zu verändern und so einzustellen, daß sich ein Resonanzeffekt in dem zu untersuchenden Segment der Lunge ergibt. Je nach Gesundheitszustand gelangt dieses Segment dann mehr oder weniger ausgeprägt in eine Resonanzbewegung, was sich durch die erfindungsgemäße Zuordnung der beiden Meßköpfe zu dem Segment qualitativ in einer besonders aussagefähigen Weise erfassen läßt und Rückschlüsse auf den tatsächlichen Gesundheits- oder Gesundungszustand gestattet.

Die diesbeszüglichen Ergebnisse lassen sich auch direkt verwenden in Hinblick auf die sachgerechte Durchführung der künstlichen Beatmung, weil sie es gestatten, die Beatmung eines jeden Segmentes und damit der gesamten Lunge in einer optimalen Weise vorzunehmen.

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Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführung sind die
Elektroden 6,7 des ersten Meßkopfes auf der Außenseite von zwei unabhängig voneinander aufblähbaren
Ballons angeordnet, die einen axialen Abstand voneinander haben. Die Elektroden bestehen aus einem
weichen, elektrisch leitfähigen, polymeren Werkstoff
und bedecken jeweils die gesagte Außenseite der
Ballons. Die Elektrodenfläche ist dementsprechend
ausgedehnt und erfährt bei der Aufblähung der Ballons eine besonders gleichmäßige Anpressung an die Wandung der Luxtröhre. Für die Gewährleistung eines guten
Meßergebnisses ist das von großem Vorteil.

In den Fig. 3 und 4 ist eine beispielhafte Ausführung des ersten Meßkopfes längs- und quergeschnitten
dargestellt. Sie ist ähnlich der in Fig. 1 gezeigten Ausführung gestaltet und besteht aus dem Elek^rodenträger 3, der von der Leitung 14 ganz durchdrungen und im Bereich des vorderen Endes mit einem einzigen, aufblähbaren Ballon 8 versehen ist. Dieser ist durch die Leitung 13 mit einer nicht gezeigten Druckmittelquelle verbunden und durch die elektrischen Anschlußleitungen 4 mit einem ebenfalls nicht gezeigten Impedanzmeßgerät, im Bereich des Ballons 8 sind die Lei-

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tungen 4 durch die Wandung des Ballons hindurchgeführt und mit den auf der Außenseite angeordneten
Elektroden 6,7 verbunden. Diese haben in Richtung
des Elektrodenträgers 3 einen geringen Abstand
voneinander. Sie bestehen aus besonders weichelastischen, elektrisch leitfähigen Schichten aus
Silikongummi, die die elastische Dehnbarkeit der den
Ballon begrenzenden Membran nicht nennenswert
beeinträchtigen.

In Fig, 5 bis 7 sind verschiedene Ausführungen des |i

si zweiten Meßkopfes 2 wiedergegeben. Die zugehörigen ^ Elektroden 9,10 sind jeweils auf einer im wesentli- %

chen eben ausgebildeten Trägerfläche 11 angeordnet, \§

die einen Bestandteil des Elektrodenträgers 3 i

bildet. Diser kann gegebenenfalls flexibel und/oder : elastisch ausgebildet sein.

Bei der Ausführung nach Fig. 5 werden die Elektroden
9,10 durch Ringelektroden gebildet, die einander
konzentrisch umschließen. Sie haben etwa die Abmessungen eines medizinischen Hörrohres. Im Bereich des
rückwärtigen Teiles ist der Elektrodenträger 3
verjüngt und mit einem Anschlußzapfen 12 versehen,

durch den die nicht sichtbaren Anschlußleitungen 4 hindurch zur Impedanzmeßeinrichtung geführt sind.

In Fig. 6 und 7 ist die Vorderansicht von weiteren Ausführungen des zweiten Meßkopfes 2 wiedergegeben. Die Trägerflächen 11 sind in beiden Fällen eben gestaltet. Sie tragen bei der Ausführung nach Fig. 6 zwei punktförmig ausgebildete Elektroden 9,10, welche kreisförmig begrenzt sind.

Bei der Ausführung nach Fig. 7 hat die äußere Elektrode 10 in etwa die Gestalt eines langgestreckten Ovals, während die innenliegende Elektrode 9 die Umrisse eines langgestreckten Balkens aufweist.

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27.12.1988 L55

Anmelder; Prof.Dr.med.P.P.Lunkenheimer, Domagstraße 3_f 4400 Münster

" Vorrichtung zur Durchführung diagnostischer

Impedanzmessur.gen

; ykisprüche:

_i( !.Vorrichtung zur Durchführung diagnostischer

V4 Imepedanzmessungen am lebenden menschlichen oder

f| tierischen Körper, umfassend einen ersten und einen

Il zweiten Meßkopf mit jeweils einem Paar von Elektro-

■■ den, die am Ende von Elektrodenträgern angeordnet und

in einen elektrisch leitenden Kontakt mit dem Körper bringbar sind/ wobei die Elektroden mit einer Impedanzmeßeinrichtung verbunden sind und wobei das erste Paar von Elektroden den Elektrodenträger im wesent-

lichen achsparallel umschließt und in einen Hohlraum des Körpers einfUhrbar ist/ dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (6,7) des erster. Meßkopfes (1) auf der Außenseite von mindestens einem elastisch aufblähbaren Ballon (8) angeordnet sind und daß die Elektroden (9,10) des zweiten Meßkopfes (2) auf einer im wesentlichen eben ausgebildeten Trägerflache (11) angeordnet sind.

2.Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (6,7) des ersten Meßkopfes (1) auf der Außenseite von zwei unabhängig voneinander aufblähbaren Ballons (8) angeordnet sind, die einen achsialen Abstand voneinander haben.

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zeichnet, daß die Ballons (8) zur Bildung der Elektroden (6,7) aus elektrisch leitfähigem, polymerem Werkstoff bestehen und elektrisch gegeneinander isoliert sind.

4.Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ballon (8) eine unabhängig durchströmbare Leitung (14) umschließt.

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S.Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (9,10) des zweiten Meßkopfes (2) nebeneinanderliegend
angeordnet sind.

6.Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (9,10) des zweiten Meßkopfes (2) einander umschließen.

7.Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (6,7,9,10) wenigstens eine Elektrode (6,7,9,10) mit einer ringförmig in sich geschlossenen Kontaktfläche umfassen.

8.Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfläche (11) an einem Elektrodenträger (3) vorgesehen ist, der flexibel gestaltet ist.