DE1087752B

DE1087752B - Vorrichtung zur Bestimmung der Waermeleitzahl bzw. der Durchblutung des lebenden Gewebes

Info

Publication number: DE1087752B
Application number: DEH27393A
Authority: DE
Inventors: Dr H Hensel
Original assignee: H HENSEL DR
Current assignee: H HENSEL DR
Priority date: 1956-06-23
Filing date: 1956-06-23
Publication date: 1960-08-25

Description

Vorrichtung zur Bestimmung der Wärmeleitzahl bzw. der Durchblutung des lebenden Gewebes Für die Bestimmung der Durchblutung des lebenden Gewebes, die für verschiedene medizinische Untersuchungen von Bedeutung ist, ist bereits ein Gerät bekannt, welches aus einer Kalorimeterdose besteht, die auf die Oberfläche des Gewebes, z. B. auf die Haut aufgesetzt wird. Durch diese Kalorimeterdose wird ein Flüssigkeitsstrom hindurchgeschickt, dessen Temperatur oberhalb der Gewebetemperatur liegt. Der Temperaturunterschied zwischen der einströmenden und ausströmenden Flüssigkeit wird gemessen. Aus diesem Temperaturunterschied kann auf die Durchblutung geschlossen werden. Diese Methode ist verhältnismäßig aufwendig, weil die Temperatur des Flüssigkeitsstromes durch einen besonderen Thermostaten sehr genau konstant gehalten werden muß. Die Leitungen für die Zu-und Abfuhr der Flüssigkeit zu der Kalorimeterdose beschränken außerdem die Anwendungsmöglichkeiten.
Ferner muß zur Bestimmung von Absolutwerten noch das Temperaturgefälle im Gewebe zusätzlich gemessen werden.
Es ist auch schon eine Einstechkanüle zur Einführung in das Gewebe bekannt, die zur Messung der Wärmeleitzahl und damit der Durchblutung des Gewebes eingerichtet ist. In der Spitze der Kanüle ist ein Thermoelement eingebaut und in unmittelbarer Nachbarschaft ein Heizkörper, der elektrisch mit definierter Leistung geheizt wird. Außerdem ist ein zweites Thermoelement außerhalb des Erwärmungsbereiches des Heizkörpers ebenfalls in der Kanüle angebracht. Es wird die Differenz der Temperaturen beider Thermoelemente gemessen. Diese Einrichtung ist nur geeignet, durch Einstechen die Durchblutung innerhalb des Gewebes zu messen.
Die Erfindung geht grundsätzlich von dem der Einstechkanüle zugrunde liegenden Meßprinzip aus, das darin besteht, daß dem Gewebe an der Meßstelle eine definierte Heizleistung zugeführt und die Temperaturdifferenz zwischen der Heizstelle und einer benachbarten Stelle bestimmt wird. Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung, die gestattet, die Messung an der Gewebeoberfläche durchzuführen. In diesem Falle treten besondere Schwierigkeiten dadurch auf, daß die Temperaturverhältnisse nicht nur durch die Eigenschaften des Gewebes, sondern auch diejenigen der äußeren Umgebung beeinflußt werden.
Diese Schwierigkeiten werden gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß die Vorrichtung aus zwei benachbarten, auf das Gewebe aufsetzbaren Körpern besteht, die in bezug auf die Wärmeaustauschfähigkeit sowohl an die übrige Umgebung als auch an das zu untersuchende Gewebe gleichartig aufgebaut sind, von denen der eine mit einer definierten Leistung geheizt wird und deren Temperaturdifferenz gemessen wird.
Durch diese Ausbildung der Vorrichtung wird erreicht, daß äußere Einflüsse, z.B. Änderung der Umgebungstemperatur oder der Abkühlungsverhältnisse, sich auf beide Meßkörper in gleicher Weise auswirken, so daß eine Verfälschung der Meßergebnisse vermieden wird, Eine Bauform gemäß der Erfindung ist in den Abbildungen dargestellt. Sie ist als Meßkopf ausgebildet, der auf das Gewebe aufgesetzt wird und in dem die beiden Körper untergebracht sind. Dieser Meßkopf besteht nach dem in Bild 1 dargestellten Schnitt aus einer Platte 1, die zweckmäßig aus Isolierstoff hergestellt wird, und einem Gehäuse 2, welche die obere nicht auf das Gewebe aufgesetzte Seite der Platte 1 abdeckt und sie gegen Wärmeeinwirkungen von außen, welche die Messungen fälschen können, schützt. Die Platte 1 ist in Abb. 2 noch einmal getrennt von oben gesehen dargestellt. Sie wird zweckmäßig, ebenso wie das Gehäuse2, aus durchsichtigem Kunststoff hergestellt. Es kann dann die Auflage des Meßkopfes auf die zu untersuchenden Gewebeteile gut von außen beobachtet werden.
In der Platte 1 sind die beiden Körper 3 und 4 eingebettet. Diese beiden Körper sind bei dem Ausführungsbeispiel als Drähte aus Widerstandsmaterial ausgebildet. Sie sind in Bohrungen oder in eingefräste Schlitze so eingebracht, daß sie sich möglichst nahe an der unteren Abschlußfläche der Platte befinden. Der eine Draht 4 wird durch einen konstanten elektrischen Strom gespeist, so daß er sich mit einer definierten Heizleistung erwärmt. In unmittelbarer Nachbarschaft der beiden Drähte an den äußeren Seiten derselben befinden sich fünf Thermoelemente 5 und 6, die zu einer Thermosäule hintereinandergeschaltet sind. Die von diesen Thermoelementen abgegebene Thermospannung entspricht der Temperaturdifferenz der beiden Drähte.
Bei der Durchführung der Messung wird der Meßkopf auf die zu messende Gewebeoberfläche aufgesetzt.
Es wird zunächst abgewartet, bis die von den Thermoelementen abgegebeneThermospannung Null geworden ist und sich etwaige Temperaturunterschiede innerhalb des Meßkopfes ausgeglichen haben. Dann wird der eine Draht aus einer Konstantstromquelle beheizt und die Temperaturdifferenz gemessen. Zweckmäßig wird hierbei eine Registrierung vorgenommen. Es kann dadurch die Beeinflussung der Durchblutungen durch Medikamente oder sonstige Maßnahmen zeitlich verfolgt werden.
Der dargestellte Meßkopf kann relativ klein ausgebildet werden, so daß er an den verschiedensten Körperstellen leicht anzubringen ist. Bei einer praktischen Ausführungsform hat z. B. die Platte 1 einen Durchmesser von 24 mm und eine Dicke von 0,7 mm. Die beiden Drähte sind dabei als Konstantandrähte von 0,12 bis 0,16 mm Durchmesser ausgebildet. Der Abstand der beiden Drähte beträgt 8 mm. Der eine Draht wird mit Wechselstrom von etwa 0,3A geheizt. Als Thermoelemente dienen Kupfer-Konstantan-Thermoelemente. Die Befestigung der Drähte erfolgt durch Hindurchführung durch feine Löcher in der Platte 1.
Das gesamte System ist noch mit einem entsprechenden Isolierlack überzogen. Die Ubertemperatur des geheizten Drahtes ist nicht sehr groß, sie beträgt etwa 2 bis 30 Celsius.
Der Meßkopf ist mechanisch sehr robust und daher für den klinischen Gebrauch bestens geeignet. Ein Vorzug ist auch, daß er sehr leicht sterilisierbar ist.
Der Meßkopf ist dadurch eichbar, daß man die Meßfläche der Platte 1 auf Oberflächen von Flüssigkeiten mit bekannter Wärmeleitfähigkeit, z. B. von Wasser oder Glyzerin, aufsetzt. Die Meßköpfe sind dadurch bei Berücksichtigung ihrer Eichwerte gegeneinander austauschbar. Für die Messung an verschiedenen Körperteilen erhalten die Meßköpfe besondere Formen, wie dies für die eingangs erwähnte Kalorimetersonde bereits bekannt ist. So können sie mit Aushöhlungen versehen werden, um sie auf Fingerkuppen und ähnlich gekrümmte Körperteile aufzusetzen. Weiterhin ist es möglich, die Meßköpfe aus flexiblem Material herzustellen, das sich an die Körperteile anpassen läßt. Zur Einführung in Körperhöhlen kann der Meßkopf als länglicher Körper ausgebildet werden, der leicht einführbar ist. Es ist möglich, ihn z. B. im Magen durch entsprechende Vorrichtungen, wie einen aufblasbaren Ballon, gegen die Magenwand zu drücken und auch innerhalb des Magens Messungen vorzunehmen.

Claims

PATENTANSPRUCHE: 1. Vorrichtung zur Bestimmung der Wärmeleitzahl bzw. der Durchblutung des lebenden Gewebes, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei benachbarten auf das Gewebe aufsetzbaren Körpern besteht, die in bezug auf die Wärmeaustauschfähigkeit sowohl an die übrige Umgebung als auch an das zu untersuchende Gewebe gleichartig aufgebaut sind, von denen der eine mit einer definierten Leistung geheizt wird und deren Temperaturdifferenz gemessen wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Körper, deren Temperaturdifferenz bestimmt wird, in einen Meßkopf eingebaut sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf aus Isolierstoff besteht, in den die beiden Körper eingebettet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf aus durchsichtigem Isolierstoff besteht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Körper als Drähte mit in ihrer Nachbarschaft angeordneten Thermoelementen ausgebildet sind und der eine Draht durch einen konstanten Strom heizbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf aus flexiblem Material besteht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf mit Aushöhlungen zur Auflage auf Fingerkuppen und ähnlich gekrümmte Körperteile versehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf zur Einführung in Körperhöhlen als länglicher Körper ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf mit einem aufblasbaren Ballon zum Andrücken an die Körperhöhle versehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 662 033; Deutsche Patentanmeldung H 12183 IXa/30a (bekanntgemacht am 19. 8. 1954); Journal of scientific Instruments, Bd.30, Nr. 12, Dezember 1953, S. 460 und 46f; Umschau, 55. Jahrg., H. 5, März 1955, S.132 und 133; Druckschrift der Hartmann u. Braun AG, Dr 751-3, 2000/8. 55/Kr.