CH686221A5

CH686221A5 - Vorrichtung zum Ermitteln von mechanischen Hauteigenschaften.

Info

Publication number: CH686221A5
Application number: CH179694A
Authority: CH
Inventors: Beat A Prof Dr Michel; Hansjorg Dr Med Houselmann; Charles Ruetschi
Original assignee: Ruetschi Prozisions Technologi
Priority date: 1994-06-08
Filing date: 1994-06-08
Publication date: 1996-02-15

Description

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CH 686 221 A5

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Beschreibung

Stand der Technik

Es ist bekannt, die Flexibilität, Elastizität, Dicke etc. der Haut eines Patienten manuell zu ermitteln resp. zu ertasten (vgl. z.B. Publikation Clements PJ, Lachenbruch PA, MG Cheng S., Simmons M, Sterz M, Fürst DE: SKIN SCORE A semiquantitative measure of cutaneous involvement that impro-ves prédiction of prognosis in systemic sclerosis. Arthritis Rheum 33:1256-1263, 1990). Der Nachteil dieses Vorgehens liegt darin, dass es stark untersucherabhängig und nicht objektivierbar ist. Es liefert keine eigentlichen Messwerte.

Um diesen Nachteil zu beheben wurde vorgeschlagen, mit Hilfe eines handelsüblichen Plastik-Härtemessers Veränderungen der Hautelastizität zu messen (vgl. Publikation Falanga V, Bucalo B, Use of a durometer to assess skin hardness. J Am Acad Dermatol 29:47-51, 1993). Es zeigt sich jedoch, dass das Ergebnis einer solchen Härtemessung schlecht reproduzierbar und von einem unter der Haut liegenden Knochen oder Muskelgewebe wesentlich beeinflusst ist.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Vorrichtung zum Ermitteln von mechanischen Hauteigenschaften wie Elastizität, Flexibilität etc. zu schaffen, die einfach zu handhaben ist und gut reproduzierbare, aussagekräftige Messwerte liefert, die zur Beurteilung eines Krankheitsbildes, insbesondere einer progressiven bzw. regressiven Veränderung, herangezogen werden können.

Eine erfindungsgemässe Vorrichtung umfasst ein Anschlussstück mit einer auf eine zu messende Hautstelle aufzusetzenden definierten Öffnung, erste Mittel zum Erzeugen eines definierten Unterdrucks im auf die Hautstelle aufgesetzten Anschlussstück und zweite Mittel zum Ausmessen der in die Öffnung eingesogenen Hautstelle.

Der Kerngedanke der Erfindung ist darin zu sehen, dass mit einer Vorrichtung eine Hautstelle unter vorgegebenen Bedingungen (Grösse der Öffnung, Stärke des Unterdrucks) angehoben wird und der auf diese Weise erzeugte Hautwulst vermessen wird. Dabei hat der Untersucher keinen Einfluss auf das Messergebnis.

Vorzugsweise hat die Öffnung des Anschlussstücks eine Querabmessung von 5-35 mm. Versuche haben gezeigt, dass ein Durchmesser von 20 mm für viele Körperlokalisationen geeignet ist. Ein kleinerer Durchmesser von z.B. 10 mm empfiehlt sich z.B. bei der dorsalen Fingerhaut. Von Vorteil ist es deshalb, wenn das Anschlussstück (oder der ganze, weiter unten beschriebene Messkopf) auswechselbar ist.

Um ein gutes Abdichten des Anschlussstücks gegenüber der Haut zu gewährleisten, weist die Öffnung vorzugsweise eine innenseitige Anfasung auf, sodass eine Dichtungslippe entsteht. Das geringfügig flexible Material des Anschlussstücks kann sich dann aufgrund der geringen Wandstärke elastisch an Hautunebenheiten resp. eingeklemmte Härchen anpassen, ohne dass die Grösse der Öffnung dadurch verändert wird. Es kann aber auch eine andere Art von Dichtung verwendet werden.

Die ersten Mittel umfassen eine Vakuumpumpe und eine Steuereinrichtung bzw. eine Regelschaltung zum Erzeugen eines definierten Vakuums in einem bevorzugten Bereich von 50-750 mbar (Absolutdruck). Ist die Druckdifferenz gegenüber Atmosphärendruck zu gering, so wird die Hautstelle nur sehr schwach eingesogen und die Messgenauigkeit ist relativ klein. Ist das Vakuum zu hoch angesetzt, benötigt man nicht nur eine stärkere Pumpe, sondern es können auch kleinste Hautverletzungen auftreten. Die Steuereinrichtung ist so ausgebildet resp. programmiert, dass Messwerte bei vorgegebenen Druckwerten abgespeichert resp. zur Anzeige gebracht werden.

Vakuumpumpe und Steuereinrichtung sind z.B. in einem separaten Basisgerät untergebracht, das über einen Luftschlauch und die Messleitungen mit dem Messkopf verbunden ist.

Eine Steuereinrichtung aktiviert z.B. die zweiten Mittel zum Ausmessen des in die Öffnung eingesogenen Hautwulstes, sobald der vorgegebene Unterdruck erreicht ist. Nach erfolgter Messung wird ein Druckausgleich eingeleitet. Es handelt sich beim genannten Messablauf um eine statische Messung bei vorgegebenem Druck. Im Prinzip können auch Messungen während des Evakuierens resp. des Druckausgleichs vorgenommen werden, wobei momentaner Unterdruck und Einsaughöhe für verschiedene Druckwerte gemessen werden. Es können auch in vorgegebenen zeitlichen Abständen bei konstant gehaltenem Druck mehrere Messwerte registriert werden, um z.B. das «Kriechverhalten» der Haut zu ermitteln. Auch das Abklingen der Hauterhebung bei Reduktion des Vakuums kann gemessen werden. Es sind also grundsätzlich auch mehr oder weniger dynamische Messmethoden denkbar.

Zum Messen der Einsaughöhe weisen die zweiten Mittel vorzugsweise ein die eingesogene Hautstelle kontaktierendes Tastelement und (als Wegaufnehmer) einen Sensor zum Messen dessen Position auf. Besonders bevorzugt wird ein induktiver Wegaufnehmer. Die Position des Tastelements kann im Prinzip auch mit optischen oder sonstigen Detektoren ermittelt werden. Da das Tastelement selbst zu einer kleinen Verfälschung der Einsaughöhe führen kann, ist eine völlig berührungslose Messung (z.B. optisch) u.U. trotz erhöhtem Aufwand vorteilhaft (wegen der grösseren Messgenauigkeit).

Wege zur Ausführung der Erfindung

Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtung.

Mit 1 ist die Haut bezeichnet, deren Beschaffenheit (Elastizität) es zu messen gilt. Zu diesem Zweck sind ein Messkopf 2 und ein Basisgerät 3 vorgesehen. Der Messkopf 2 weist ein rohrförmi-ges, im Querschnitt z.B. kreisringförmiges Anschlussstück 4 auf, das nach vorne offen ist. Das Anschlussstück 4 ist z.B. auswechselbar auf einen Gewindestutzen 5 geschraubt. An seiner Stirnseite

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(am Rand der Öffnung 9) ist es mit einer Dichtung

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Der Gewindestutzen 5 weist eine zentral angeordnete Bohrung 8 auf, in welcher ein Tastelement

7 axial verschiebbar gelagert ist. Eine im hinteren Teil der Bohrung 8 angeordnete Feder 16 drückt das Tastelement 7 sanft nach vorne, so dass es auf dem eingesogenen Hautwulst 1.1 aufliegt.

Das Tastelement 7 weist an seinem hinteren Ende eine Verbreiterung bzw. Schulter 13 auf, die in der Nullage (= vorderste Position) des Tastelements 7 an einem Anschlag 12 der Bohrung 8 aufliegt.

Das Tastelement 7 oder die Bohrung 8 weist Längsrillen bzw. Kanäle auf, damit das Anschlussstück 4 (von der Bohrung 8 her) evakuiert werden kann.

Am Tastelement 7 ist ein Übertragungsstab 14 befestigt. Er verlängert das Tastelement 7 in axialer Richtung bis zu einem Sensor 15.

Der Sensor 15 ist gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ein induktiver Wegaufnehmer, der die Position des Übertragungsstabs 14 und damit die Einsaughöhe des Hautwulstes 1.1 detektiert. Er ist über eine Leitung 20 mit einer Messschaltung 26 im Basisgerät 3 verbunden.

Der Messkopf 2 weist einen Griff 17 mit einem Luftkanal 18 auf. An letzterem ist ein Luftschlauch 19 angeschlossen, der zum Basisgerät 3 führt. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist die Leitung 20 im oder am Luftschlauch 19 geführt.

Das Basisgerät 3 verfügt über eine Vakuumpumpe 21 und ein Druckmessgerät 22. Eine Steuerbzw. Regeleinrichtung 23 steuert die Vakuumpumpe 21 entsprechend den gemessenen Druckwerten und dem gewünschten Drucksollwert. Sie wird durch einen Schalter 24 (z.B. einen Fussschalter) aktiviert. Mit 25 ist der Vollständigkeit halber eine Stromversorgung des Basisgeräts 3 angedeutet.

Die Messschaltung 26 wertet die Signale des Sensors 15 aus und bringt sie auf eine Messwertanzeige 27. Messwertanzeige 27 und Druckmessgerät 22 verfügen über einen Datenausgang 28 bzw. 29 (z.B. für einen Computer oder einen Drucker).

Zum Messen der Hautelastizität wird das Anschlussstück 4 mit seiner Öffnung 9 auf die Haut 1 gesetzt. Der Schalter 24 wird betätigt und die Vakuumpumpe 21 infolgedessen in Gang gesetzt. Der Innenraum des Anschlussstücks 4 wird durch die Kanäle der Bohrung 8 bzw. im Tastelement 7, den Luftkanal 18 und den Schlauch 19 evakuiert. Es bildet sich ein Hautwulst 1.1. Das Tastelement 7 wird dabei durch die Feder 16 in sanftem Kontakt mit der Haut 1 gehalten. Mit zunehmender Höhe des Hautwulstes 1.1 wird das Tastelement 7 axial nach hinten geschoben. Der Übertragungsstab 14 schiebt sich in den Sensor 15. Sobald der gewünschte Druck, z.B. 200 mbar, erreicht ist, wird der vom

Sensor 15 gemessene Weg abgespeichert resp. von der Messwertanzeige 27 zur Anzeige gebracht. Danach kann die Vakuumpumpe 21 abgestellt und der Druckausgleich bewirkt werden. Die Beendigung der Messung kann durch ein akustisches Signal kenntlich gemacht werden.

Messungen mit dem erfindungsgemässen Gerät an der normalen, dorsalen und volaren Vorderarmhaut zeigten, dass ein Durchmesser des Anschlussstücks von 20 mm für viele Körperlokalisationen mit Ausnahme der dorsalen Fingerhaut (dort vorzugsweise 10 mm Durchmesser) empfehlenswert scheint. Es kann angenommen werden, dass auch bei sklerosierter Haut ein genereller Durchmesser von 20 mm vorteilhaft ist. Der optimale Durchmesser wird im Rahmen medizinischer Untersuchungen festzulegen und zu standardisieren sein.

Die Erfindung beschränkt sich natürlich nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel.

Anstelle eines runden Anschlussstücks kann z.B. ein ovales oder eines mit schlitzförmiger Öffnung verwendet werden.

Anstelle eines induktiven Sensors kann ein optischer verwendet werden. Eine berührungslose Messung der Hauterhebung ist z.B. mit einem Laserdi-stanzmessgerät grundsätzlich möglich, wenn auch relativ aufwendig. Eine Aufteilung in Messkopf und Basisgerät ist nicht zwingend. U.U. kann alles in einem einzigen Gerät untergebracht werden.

Die Steuerung der Vakuumpumpe und die Registrierung der Messwerte kann in unterschiedlichster Weise erfolgen. Beispielsweise kann der Druck im Anschlussstück auf einen vorgegebenen Wert abgesenkt werden, um bei konstant niedrigem Druck in gegebenen zeitlichen Abständen die Höhe des Hautwulstes zu messen. Weiter ist es möglich, während des Absenkens des Drucks die Position des Tastelements beim Erreichen bzw. Durchlaufen vorgegebener Druckwerte zu registrieren. Schliesslich ist es auch möglich, von einem niedrigen Druckwert auf einen höheren zu springen und dabei das Zurückbilden des Hautwulstes zu prüfen.

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Gerät geschaffen worden ist, das die Möglichkeit bietet, Hauteigenschaften reproduzierbar und exakt zu messen. Durch exakte Messungen der Hautelastizität an definierten Körperlokalisationen kann die progressive Systemsklerose (entzündliche Bindegewebserkrankung) zuverlässig in spezifische Untergruppen mit unterschiedlicher Spätprognose eingeteilt werden. Ebenso können die Messungen der Verlaufskontrolle der Hauterkrankung und der quantitativen Beurteilung einer therapeutischen Intervention dienen.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Ermitteln von mechanischen Hauteigenschaften wie Elastizität, Flexibilität etc. umfassend a) ein Anschlussstück (4) mit einer auf eine zu messende Hautstelle (1) aufzusetzenden definierten Öffnung (9),

b) erste Mittel (21, 22, 23) zum Erzeugen eines

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definierten Unterdrucks im auf die Hautstelle (1) aufgesetzten Anschlussstück (4) und c) zweite Mittel (7, 14, 15, 26, 27) zum Ausmessen der in die Öffnung (9) eingesogenen Hautstelle (1).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die definierte Öffnung (9) des Anschlussstücks (4) eine Abmessung von 5-35 mm im Durchmesser hat.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder

2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussstück (4) bei der Öffnung (9) eine Dichtung (6) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (23) vorgesehen ist, welche bei definierten Unterdruckwerten in einem Bereich von 50-750 mbar von den zweiten Mitteln gemessene Werte abspeichert bzw. zur Anzeige bringt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Basisgerät (3) und einen Messkopf (2) aufweist, wobei im Basisgerät (3) eine Vakuumpumpe (21) sowie Mess-und Steuereinrichtungen (23) untergebracht sind, welche mit dem vorzugsweise auswechselbaren Messkopf (2) über einen Luftschlauch (19) bzw. Messleitungen (20) verbunden sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis

5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (23) zur Registrierung von mehreren Werten bei konstanten oder sich ändernden Druckwerten ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Mittel ein die eingesogene Hautstelle (1) kontaktierendes Tastelement (7) und einen Sensor (15) zum Messen der Position des Tastelements (7) aufweisen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (15) als induktiver Wegaufnehmer ausgebildet ist.

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