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Vorrichtung zur Messung der Kontraktionskraft von Ringmuskeln
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Die E#rfrndung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Kontraktionskraft
von Ringmuskeln im Körperinneren oder an Körperöffnungen von Lebewesen.
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In der Medizin hat man sich bisher darauf beschränkt, die Kontraktionskraft
von Ringmuskeln, insbesondere des Schließmuskels am Dick(armenclc, subjektiv, nämlich
durch Fühlen mit dem Finger, zu beurteilen. Dies hateine zuverlässige Diagnose sowie
eine rechtzeiticje Behandlung von Schwächen oder Erkrankungen derartler Muske@n
erheblich beeinträchtigt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen,
welche es ermöglicht, die Kontraktionskraft von Ringmuskeln objektiv zu messen,
und zwar nicht nur von Ringmuskeln
an Körperöffnungen, sondern auch
von solchen im Körperinneren, soweit eine Zugänglichkeit von außen her vorhanden
ist. Diese Aufgabe löst eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung dient die Sonde als Sensor für die Kontraktionskraft
des auf die Sonde einwirkenden Ringmuskels, wobei der mittels des Manometers objektiv
meßbare Druck im Inneren des den Innenkörper umhüllenden Schlauches ein Maß ist
für die Kontraktionskraft des diesen Schlauch umfassenden Ringmuskels. Da Messungen
überall dort möglich sind, wo die Sonde positioniert werden kann, ist die erfindungsgemäße
Vorrichtung nicht auf Messungen an Schließmuskeln von Körperöffnungen, also beispielsweise
dem Schließmuskel am Darmende, beschränkt. Die Sonde kann auch in das Körperinnere
eingeführt werden, so daß beispielsweise die Darmkontraktionsfähigkeit gemessen
werden kann.
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Sofern der Hohlraum, den der den Innenkörper umhüllende Schlauch begrenzt,
in Kammern unterteilt ist, welche in Umfangsrichtung voneinander getrennt sind,
ist die Messung nicht auf die Ermittlung der Gesamtkontraktionskraft beschränkt,
sondern es kann, was in manchen Fällen erwünscht ist, auch eine sektorale Messung
durchgeführt werden. Selbstverständlich muß die erfindungsgemäße Vorrichtung dann,
beispielsweise durch eine entsprechende Anzahl von Meßleitungen, so ausgebildet
sein, daß die Drücke in den einzelnen Kammern getrennt voneinander gemessen werden
können.
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Weil dafür Sorge getragen werden muß, daß der vom Schlauch begrenzte
Hohlraum an dem in das Körper innere weisenden Ende geschlossen ist, ist der Schlauch
vorzugsweise gemäß Anspruch 2 ausgebildet. Um in möglichst einfacher Weise die Verbindung
von der Sonde zu der Luftquelle und den Manometer herstellen zu können, liegt ferner
vorzugsweise der Schlauch im Bereich seines anderen Endes luftdicht am Innenkörper
an. Ein Anschluß braucht dann nur an dem formstabilen Innenkörper hergestellt zu
werden.
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Im Hinblick auf die erforderliche Dehnbarkeit des Schlauchmaterials
sowie die Sterilisationsmöglichkeiten und die Kosten be-
steht bei
einer bevorzugten Ausführungsform der Schlauch aus Latex wo#>#l d lt Wandstärke
vorzu lse im Bereich von etwa 0,5 mm liegt. Statt einer gleichmäßigen Wandstärke
in allen Bereichen ist es auch möglich, Teilbereiche, beispielsweise die Endabschnitte,
mit einer größeren Wandstärke auszuführen. Dies ist beispielsweise dann von Vorteil,
wenn der Schlauch nur in Teilbereichen, beispielsweise in seinem Mittelabschnitt,
unter dem Druck der in ihn eingeführten Luft vom Innenkörper abheben soll. Man kann
dies zwar auch dadurch erreichen, daß man den Schlauch in denjenigen Abschnitten,
in denen er in Anlage am Innenkörper bleiben soll, ausreichend stark vorspannt.
Dann muß jedoch der Innenkörper in diesen Bereichen einen entsprechend vergrößerten
Außendurchmesser haben. Eine Vergrößerung des Außendurchmessers zu diesem Zwecke
kann vermieden werden, wenn durch eine vergrößerte Wandstärke der Schlauch in Anlage
am Innenkörper gehalten wird.
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In der Regel ist es zweckmäßig, den Innenkörper gemäß Anspruch 6 auszubilden,
weil hierdurch das Einführen in die Körperöffnung oder in den Körper erleichtert
wird.
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Ob der Innenkörper vorteilhafterweise auf seiner gesamten Länge einen
gleichen Außendurchmesser hat oder ob Abschnitte mit unterschiedlichem Außendurchmesser
zweckmäßiger sind, hängt in erster Linie davon ab, an welchem Ringmuskel eine Messung
durchgeführt werden soll. Zur Messung der Darmkontraktionsfähigkeit wird in der
Regel ein Innenkörper in Form eines flexiblen Schlauches oder Rohres vorteilhaft
sein, also ein Innenkörper, der auf seiner gesamten Länge einen gleichen Außendurchmesser
hat. Hingegen ist in der Regel für die sun der Kontraktionsan einer Korperonun kraft
eines Schließmuskelslein Innenkörper von Vorteil, der zumindest an dem an die Verbindungsleitung
anzuschließenden Ende einen vergrößerten Außendurchmesset hat. Zum einen erleichtert
dies die richtige Positionierung der Sonde für die Messung. Zum anderen kann hierdurch
in einfacher Weise, nämlich durch eine Ausbildung des Innenkörpers gemäß Anspruch
10, ein Anschluß für eine zweite Verbindungsleitung zur Verfügung gestellt werden,
welche besonders vorteilhafte Meßmöglichkeiten eröffnet. Man
kann
dann beispielsweise die Kontraktionskraft des Schließmuskels sowohl im geschlossenen
Zustand als auch im zwangsweise geöffneten Zustand messen. Für die Messungen an
Schließmuskeln ist es in der Regel sogar vorteilhaft, auch den Aussendurchmesser
des freien Endabschnittes größer zu wählen als denjenigen des Mittelabschnitts.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen einer Sonde zur Messung der Kontraktionskraft
von Schließmuskeln sind Gegenstand der Ansprüche 11 bis 14.
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Um die Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und die Durchführung
der Messung möglichst einfach zu gestalten, sind bei einer bevorzugten Ausführungsform
das Manometer und eine Luftpumpe, bei der es sich um eine von Hand betätigbare Pumpe
handeln kann, mit einer gegebenenfalls vorhandenen Verschließeinrichtung für die
Verbindungsleitung zu einer Baueinheit vereinigt. Das Manometer hat vorzugsweise
eine bezifferte Skala. Man kann aber auch zusätzlich oder statt einer bezifferten
Skala eine andere, beispielsweise durch unterschiedliche Farben in verschiedene
Bereiche unterteilte Skala vorsehen.
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Ferner ist aus Gründen einer einfachen Handhabungsmöglichkeit und
aus hygienischen Gründen die Sonde vorzugsweise als Wegwerfartikel gemäß Anspruch
17 ausgebildet.
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Im folgenden ist die Erfindung anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht des
ersten Ausführungsbeispiels, Fig. 2 einen Längsschnitt der Sonde des ersten Ausführungsbeispiels,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 111-111 der Fig.2, Fig. 4 einen Schnitt nach
der Linie IV-IV der Fig. 1, Fig. 5 einen Längsschnitt der Sonde eines zweiten Ausführungsbeispiels.
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Eine Vorrichtung zur Messung der Kontraktionskraft eines Schließmuskels,
insbesondere des Sphinct::er-Proct ors, weist:: eine als Ganzes mit 1 bezeichnete
Sonde auf, dit im Anschluß
an einer robrL:örmi(jen Griff 2 einen
ebenfalls rohrförmigen Sensorteil 3 aufweist, der gleichachsig zum Griff angeordnet
in ist und/den Schließmuskel eingeführt wird.
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Wie Fig. 2 zeigt, wird ein Teil der Sonde durch einen Innenkörper
4 gebildet, bei dem es sich im Ausführungsbeispiel um ein aus zwei gleichen Hälften
zusammengesetztes Polystyrolformteil handelt, wie auch Fig. 3 erkennen läßt. Der
Innenkörper 4 weist ein formstabiles Innenrohr 4' auf, dessen freier Endabschnitt
zur Bildung einer vorderen Luftkammer 5 im Durchmesser vergrössert ist, und zwar
im Ausführungsbeispiel auf etwa den dreifachen Wert. Dieser Endabschnitt ist an
seinem freien Ende durch ein kugelkalottenförmiges Endstück verschlossen. Der Ubergang
von dem die vordere Luftkammer 5 bildenden Endabschnitt zu dem im Durchmesser kleineren
Mittelabschnitt ist konusähnlich mit Ausrundungen ausgeführt. Wie Fig. 2 zeigt,
ist das Innenrohr 4' in diesem Ubergangsbereich mit Durchbrüchen 6 versehen.
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Der sich an den Griff 2 anschließende Endabschnitt des Innenkörpers
4 weist außer dem Innenrohr 4' ein dieses konzentrisch umgebendes Außenrohr 4''
auf, dessen Außendurchmesser gleich demjenigen des die Luftkammer 5 bildenden freien
Endabschnittes gewählt ist. Der dem Griff 2 abgekehrte Endabschnitt des Außenrohres
4" ist unter Bildung eines konusähnlichen, abgerundeten Ubergangs im Außendurchmesser
bis auf den Außendurchmesser des Innenrohres 4' vermindert, mit dem er hier einstückig
ausgebildet ist. Der konusartige Ubergangsbereich ist wie derjenige am anderen Endabschnitt
mit Durchbrüchen 7 versehen. Der das Innenrohr 4' konzentrisch umgebende Griff 2
ist im Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Außenrohr 4' ausgebildet.
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über die Sonde 1 mit Ausnahme ihres Griffes 2 ist ein Vtex-Schlauch
8~gezogcl, dessen Dicke wesentlich geringer als dargestellt, nämlich etwa 0,5 mm
ist, und der an seinem einen Ende durch ein kalottenförmiges Endstück verschlossen
ist. Der Innendurchmesser dieses Latex-Schlauches 8 ist im nicht gedehnten Zustand
etwas geringer als der Außendurchmesser des Innenrohres 4' in dessen Mittelabschnitt.
Daher liegt der Latex-Schlauch 8 dann, wenn keine Messung durch-
geführt
wird, mit geringer Vorspannung am Mittelabschnitt des Innenrohres 4' und mit erhöhter
Vorspannung an dem die Luftkammer 5 bildenden Endabschnitt und an dem durch das
Außenrohr 4" gebildeten Endabschnitt sowie an den beiden zugehörigen Ubergangsabschnitten
an. Diese Vorspannung ist so gewählt, daß eine luftdichte Anlage an beiden Endabschnitten
auch während der Messung gewährleistet ist.
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Mit dem hinteren Ende der Sonde ist eine zweikanalige Verbindungsleitung
verbindbar, und zwar im Ausführungsbeispiel leicht lösbar über eine Steckverbindung,
weil es sich im Ausführungsbeispiel bei der Sonde um einen Gegenstand handelt, der
nach einmaligem Gebrauch weggeworfen wird. Wie die Fig. 1 und 4 zeigen, ist diese
Verbindungsleitung als zweikanalig extrudierter Verbindungsschlauch 10 ausgebildet.
Der eine Kanal 10' stellt die Verbindung zum Innenrohr 4' her und der andere Kanal
10'l die Verbindung zu dem Ringkanal zwischen dem Innenrohr 4' und dem Griff 2.
Das andere Ende des Verbindungsschlauches 10 steht mit einer Baueinheit 11 in Verbindung,
in der baulich ein Manometer 12, ein m#anuell betätigbarer, als Luftpumpe dienender
Pumpenball 13 und ein Entlüftungsventil 14 vereinigt sind.
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Mittels des Entlüftungsventils 14 kann der Kanal 10'' wahlweise verschlossen
und entlüftet werden. In den Kanal 10' kann durch Betätigen des Pumpenballs 13 Luft
gedrückt werden. Den Luftdruck in dem mittels eines Rückschlagventils verschließbaren
Kanal 10' zeigt das Manometer 12 an. Da das Entlüftungsventil 14 nur dem Kanal 10''
zugeordnet ist, könnte es selbstverständlich auch räumlich getrennt von der Baueinheit
11 angeordnet sein.
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Zur Messung der Schließkraft beispielsweise des Sphincter-Proctors
wird die Sonde so in diesen Ringmuskel eingeführt, daß er den Mittelabschnitt des
Innenkörpe s 4 umfaßt. Soll die Kontrak tionskraft dieses Schließmuskels in geschlossenem
Zustand gemessen werden, dann wird durch Betätigen des Pumpenballs 13, statt dem
selbstversta#ndlch auch eine motorisch betätigte Luftpumpe verwendet werden könnte,
der Druck im Kanal 10'
und damit in der vorderen Luftkammer 5 so
weit gesteigert, bis bei ge&ffnetem Entlüftungsventil 14 aus dem Kanal 10" Luft
austritt. Dies ist dann der Fall, wenn die Kontraktionskraft des Schließmuskels
nicht mehr ausreicht, um den am Mittelabschnitt des Innenrohres 4' anliegenden Abschnitt
des Latex-Schlauches 8 in Anlage am Innenrohr zu halten. Luft strömt dann nämlich
aus der vorderen Luftkammer 5 durch die Durchbrüche 6 und zwischen der Außenmantelfläche
des Mittelabschnittes des Innenrohres 4' sowie dem Latex-Schlauch 8 hindurch zu
den Durchbrüchen 7 und durch diese hindurch in den Ringraum zwischen dem Innenrohr
4'und dem Griff 2, an welchen der Kanal 10" als Abluftkanal angeschlossen ist. Der
Druck, den das Manometer 12 anzeigt, wenn Luft aus dem Kanal 10' auszutreten beginnt,
ist daher ein objektives Maß für die Kontraktionskraft des Schließmuskels in einem
Zustand, der wegen des geringen AuBendurchmessers der Sonde im Bereich des Mittelabschnitts
des Innenkörpers 4 praktisch mit dem vollständig geschlossenen Zustand gleichgesetzt
werden kann.
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Die Sonde 1 ermöglicht auch eine Messung der Kontraktonskraft des
Sch#ießmuskels im unvollständig oder vollständig geöffneten Zustand. Hierzu wird
das Entlüftungsventil 14 geschlossen und durch Betätigung des Pumpenballs 13 der
Luftdruck in der vorderen Luftkammer 5 sowie nach dem Abheben des Latex-Schlauches
8 von den Durchbrüchen 6 auch im Hohlraum zwischen dem Latex-Schlauch 8 und dem
Mittelabschnitt des Innenrohres 4' so weit gesteigert, daß der Latex-Schlauch 8
im Mittelabschnitt des Innenkörpers 4 entgegen der Schließkraft des Muskels auf
einen Durchmesser aufgeweitet wird, der beispielsweise dem Außendurchmesser der
Sonde in den beiden Endabschnitten entspricht, aber auch kleiner oder größer sein
kann. Wenn nun die KontraSvtionskraft des Schließmuskels bewußt erhöht wird, erhöht
sich der Druck entsprechend der Erhöhung der Kontraktionskraft nicht nur in dem
Hohlraum zwischen dem Latex-Schlauch 8 und dem Innenkörper 4, sondern auch in dessen
vorderer Luftkammer 5 und damit in dem zum Manometer führenden Kanal 10'.
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Die am Manometer 12 ablesbare Druckerhöhung ist deshalb ein objektives
Maß für die Kontraktionskraft des Schließmuskels
im teilweise oder
vollständig geöffneten Zustand.
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Von dem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindun#isgemäßen Vorrichtung,
das zur Messung der vegetativen Darmko;#traktionstätigkeit vorgesehen ist, ist in
Fig. 5 nur die sonde 101 dargestellt, weil das Manometer und die Pumpe wie bei dem
ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet sein können, wobei allerdings nur eine einzige
Verbindungsleitung erforderlich ist, welche einendem Kanal 10' entsprechenden Kanal
bildet. Bei Verwendung des Verbindungsschlauches 10 würde deshalb an die Sonde 101
nur der Kanal 10' angeschlossen. Natürlich genügt für die Sonde 101 ein Gerät, das
nur eine Pumpe und ein Manometer aufweist.
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Die Sonde 101 weist, wie Fig. 5 zeigt, einen Innenkörper 104 auf,
der durch einen flexiblen Schlauch gebildet ist, dessen freies Ende durch einen
kugeligen Abschluß verschlossen ist.
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Der Innenkörper 104 kann beispielsweise aus Latex bestehen.
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In der Wandung des den Innenkörper 104 bildenden Schlauches ist wenigstens
ein Durchbruch 106 vorgesehen. Uber den Innenkörper 104 ist ein Latex-Schlauch 108
gezogen, der auf einer Länge den Innenkörper 104 umhüllt, die vom Anwendungsfall
abhängt und vorzugsweise zwischen 20 mm und 200 mm liegt. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
hat der Latex-Schlauch 108 eine Wandstärke von etwa 0,5 mm und ist an seinem einen
Ende durch ein kugelkalottenförmiges Endstück verschlossen. Der andere Endabschnitt
liegt fest an der Außenmantelfläche des Innenkörpers 104 an. Hier kann keine Luft
aus dem Latex-Schlauch 108 austreten. Im ungedehnten Zustand ist der Innendurchmesser
des Latex-Schlauches 108 zumindest annähernd gleich dem Außendurchmesser des Innenkörpers
104.
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Nach dem Einführen der Sonde in den Darm an die zu messende Stelle
wird durch Betätigen einer Pumpe Luft durch den Durchbruch 106 hindurch in den Latex-Schlauch
108 gedrückt. Dieser dehnt sich dadurch und kommt von einer bestimmten Dehnung an
in Anlage an die Darmwandung. Durch die Darmkontraktionen wird dann der Druck im
Latex-Schlauch 108 und damit auch im IIsneren des Innenkörpers 104 erhöht. Diese
Druckerhöhung ist am Mano-
meter ablesbar. Sie stellt ein objektives
Maß für die Kontraktionsfähigkeit des Darmes an der gemessenen Stelle dar.
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Die Sonde 101 wird vorzugsweise nach dem Gebrauch nicht wieder verwendet.
Selbstverständlich wäre es aber auch möglich, nur den Latex-Schlauch 108 zu entfernen
und den Innenkörper 104 mit einem neuen Latex-Schlauch zu versehen, der übergezogen
und dann verklebt oder auch durch Tauchen auf den Innenkörper aufgebracht werden
kann.
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