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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft ein Gebiet der Medizin, in welchem Körperhöhlen untersucht
werden, und in welchem Verengungen oder Obstruktionen diagnostiziert
oder erkannt werden. Liegen solche Verengungen vor, so können sie
offene oder geschlossene Passagen in Abhängigkeit vom Druck auf beiden
Seiten der Passage und in Abhängigkeit
von der Aktivität des
betroffenen Patienten bilden. Ein Beispiel einer solchen Körperhöhle ist
die respiratorische Passage bzw. der Atemweg. Die Zunge und der
weiche Gaumen bilden oftmals eine Obstruktion, wenn diese während des
Schlafes relaxieren. Dieser Zustand wird obstruktive Schlafapnoe
(OSA) genannt und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Patient für eine längere oder
kürzere
Zeitdauer nicht atmet. Dies birgt offensichtlich ein beachtliches
Risiko für
die Gesundheit des Patienten und in schwerwiegenden Fällen für das Leben
des Patienten. Andere Körperhöhlen können eine
Obstruktion aufweisen und erfordern daher deren Untersuchung.
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Obwohl
die Erfindung im folgenden nur in Verbindung mit ihrer Verwendung
im Zusammenhang mit dem Atemweg erklärt wird, gilt es zu würdigen,
daß die
Erfindung auch in Verbindung mit anderen Körperhöhlen Verwendung findet.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Um
einigen der Risiken der Schlafapnoe entgegen zu wirken, wurde eine
Vorrichtung entwickelt, welche dem Atmungssystem des Patienten während des
Schlafes unter Druck Luft zuführt.
Diese Vorrichtungen werden oftmals nach der als Continuous Positive
Airflow Pressure-Therapie als CPAP-Maschinen bezeichnet. Für Vorrichtungen
mit vergleichbarer Funktion werden andere Produktbezeichnungen verwendet.
VPAP und DIPAP sind Beispiele hierfür. Dieser Druck hilft alle
Verengungen der Atemwege der Patienten offen zu halten oder hilft,
sie zu öffnen
und hilft dem Patienten hierdurch beim Atmen. Durch die Verwendung
einer solchen Vorrichtung verringert der Patient das Risiko zu ersticken
und kann gleichzeitig die erforderliche Erholung oder Schlaf finden.
Die unter Druck gestellte Luft bzw. Druckluft wird durch eine Maske
zugeführt,
welche der Patent über
dem Mund und/oder der Nase trägt.
Vielen Patienten kann mittels dieser Therapie und der zugehörigen Vorrichtungen
als eine Alternative zur chirurgischen Behandlung geholfen werden.
Um die Vorrichtung korrekt an den einzelnen Patienten anzupassen,
muß der
zum Öffnen
einer oder mehrerer der Passageverengungen notwendige Druck ermittelt
werden, und die Vorrichtung muß angepaßt werden,
um den nötigen Druck
innerhalb eines gegebenen unteren und oberen Grenzwertes sicherzustellen.
Das Anpassen der Vorrichtung an den korrekten Druck, welcher für jeden
Patienten anders ist, ist sehr wichtig, da ein inkorrekter oder
zu hoher Druck zur Austrocknung der Nase, Unwohlsein und Schlucken
von Luft führt.
Es ist offensichtlich, daß es
wünschenswert
ist, den Luftfluß so
niedrig wie möglich
zu halten. Andererseits bietet ein zu niedriger Druck dem Patienten
nicht die notwendige Hilfe. Es ist darüber hinaus wohlbekannt, daß sich der
erforderliche Druck für
jeden Patienten über
die Zeit verändern
kann, da bzw. wenn sich physiologische Anforderungen ändern. Dies
erfordert regelmäßige Nacheinstellungen,
um das optimale Niveau des angelegten Druckes zu erhalten. Bislang wurde
diese Druckanpassung während
einer Schlafstudie von einer ausgebildeten Person durchgeführt, welche
den Druck anpaßt,
bis er so hoch ist, wie es erforderlich ist, um Apnoe, Hypopnoe
und Schnarchen zu unterdrücken.
Der Druck wird mit anderen Worten gemäß einigen Symptomen der geschlossenen
Passage und nicht notwendigerweise entsprechend des tatsächlich gewünschten
Zustandes, nämlich
dem Öffnen
der Passage, eingestellt. Es ist offenkundig, daß das bislang verwendete Verfahren
mit den oben beschriebenen Konsequenzen zur Einstellung eines Druckes
führen
kann, welcher entweder zu niedrig oder zu hoch ist, wobei letzteres öfter der Fall
ist.
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Ein
weiter eingesetztes Verfahren umfaßt die Beobachtung bzw. Erfassung
des Gegendrucks im System. Nimmt der Gegendruck ab, so wird dies
als Zeichen der Öffnung
der Passage angesehen. Dieses Verfahren weist in Bezug auf die korrekte
Erfassung der Öffnung
in der Körperhöhle ein
gewisses Maß an
Unsicherheit auf.
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Da
diese vorbekannte Vorrichtung und die zugehörigen Anpassungsverfahren für die Vorrichtung
aufgrund einer signifikanten Unsicherheit hinsichtlich der Druckbestimmung
einige Nachteile aufweisen, und da das vorbekannte Verfahren eher
zeitaufwendig ist, besteht eine Notwendigkeit, das vorbestimmte
Verfahren und die Vorrichtungen zu verbessern.
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Eine
weitere Situation, in welcher eine Obstruktion diagnostiziert werden
kann, ist die Untersuchung von Equipment, wie es in der
US 5,823,965 offenbart ist.
Diese vorbekannte Vorrichtung ist für die Untersuchung des Querschnitts
einer Körperhöhle angepaßt.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung vorzuschlagen,
welche die Bestimmung der Öffnung
einer Passage in einer Körperhöhle durch
das Durchführen
einer genaueren Bestimmung erleichtert, welche in einem weniger zeitaufwendigen
Verfahren möglich
ist. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, welches
die Bestimmung der Öffnung
einer geschlossenen Passage in einer Körperhöhle durch das Durchführen einer
genaueren Bestimmung erleichtert, welche in einem weniger zeitaufwendigen
Verfahren möglich
ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Erfindungsgemäß wird die
erste Aufgabe mittels einer Vorrichtung erreicht, welche eine Quelle für elektrische
Signale; einen ersten Wandler zum Konvertieren eines elektrischen
Signals von der Quelle für
elektrische Signale in ein akustisches Signal; und einen zweiten
Wandler zum Empfangen des akustischen Signals aufweist, wobei der
erste und der zweite Wandler geeignet sind, an jeweiligen Seiten
der Obstruktion plaziert zu werden.
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Mittels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann
die Öffnung
sehr genau untersucht bzw. bestimmt werden, da das Empfangssignal
aufgenommen bzw. geprüft
wird, und da die Öffnung
der Passage zu einer signifikanten und eindeutigen Änderung
des empfangenen Signals führt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung
kann zudem in Verbindung mit dem/der in der
US 5,823,965 offenbarten Verfahren und
Vorrichtung verwendet werden, um hierdurch eine Obstruktion in der
Körperhöhle zu erfassen.
Es ist offenkundig, daß mittels
dieser Kombination eine fehlerhafte Diagnose vermieden werden kann.
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Die
Vorrichtung weist in einer bevorzugten Ausführungsform einen in die Körperhöhle hinter
die Obstruktion einzuführenden
Schlauch auf, wobei der Schlauch wenigstens in einer Zone zum Plazieren
an der Passage eine äußere Wand
aus einem weichen oder elastomeren Material aufweist. Die elektrischen Signaleinrichtung
ist hierdurch auf zuverlässige
Weise steuerbar, und der weiche oder flexible Schlauch hat einen
geringen oder keinen Einfluß auf
die Meßgenauigkeit.
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In
einer weiter bevorzugten Ausführungsform
ist der Schlauch am distalen Ende geschlossen. Dies erleichtert
das Einführen
des Schlauchs mittels einer Einrichtung wie einem Führungsdraht.
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In
einer wiederum weiter bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung
eine Einrichtung zum Einführen
eines unter Druck stehenden Mediums in die Höhle auf. Ein erforderlicher Öffnungsdruck
kann hierdurch gleichzeitig mit der Messung zugeführt werden,
und der erforderliche Öffnungsdruck
kann bestimmt werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
hat der Schlauch eine separate Höhle
bzw. Raum zum Zuführen
des unter Druck stehenden Mediums hinter eine Verengung bzw. Restriktion
in der Körperhöhle.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
sind der erste, der zweite oder beide Wandler im Schlauch integriert.
Dies sorgt für
eine sichere Handhabung der Vorrichtung und minimiert das Risiko,
das Equipment zu zerstören
bzw. zu beschädigen
und fehlerhafte Verbindungen der signalemittierenden und -empfangenden
Vorrichtungen entstehen zu lassen. Dies erfährt eine zusätzliche
Verbesserung, wenn bzw. falls die elektrischen Verbindungen zu bzw.
mit den Wandlern in den Schlauch integriert sind.
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Das
zweite Ziel wird erfindungsgemäß mittels
eines Verfahrens verwirklicht, welches das Erzeugen eines akustischen
Signals auf einer Seite der Passage und das Empfangen des akustischen
Signals auf der anderen Seite der Passage bei offener Passage umfaßt.
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Mittels
des erfindungsgemäßen Verfahrens kann
die Öffnung
sehr genau bestimmt bzw. erfaßt werden,
da das Empfangssignal erfaßt
wird, und da die Öffnung
der Passage zu einer signifikanten und eindeutigen Änderung
des empfangenen Signals fuhrt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zudem in
Verbindung mit dem in der
US
5,823,965 offenbarten Verfahren und Vorrichtung verwendet
werden, um hierdurch eine Obstruktion in der Körperhöhle zu erfassen. Es ist offenkundig,
daß eine
fehlerhafte Diagnose mittels dieser Kombination vermieden werden
kann.
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Die
Erfindung wird mit Bezug auf die eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung darstellende Zeichnung im folgenden detaillierter
beschrieben.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER FIGUREN
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1 ist
eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht eines Rohrteils der Vorrichtung aus 1;
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3 ist
eine schematische Ansicht der Vorrichtung aus 1 in
einem Zustand, in welchem eine Obstruktion angezeigt wird; und
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4 ist
eine weitere schematische Ansicht der Vorrichtung aus 1 in
einem Gebrauchszustand, in welchem die in 3 gezeigte
Obstruktion beseitigt wurde.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Mit
Bezug auf 1 weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
eine Signalerzeugungseinheit 2 und eine Signalverarbeitungseinheit 4,
einen Schlauch oder Katheter 1 und zwei Wandler 3, 5,
d. h. einen ersten Emissionswandler 3, beispielsweise ein
Lautsprecher, und einen zweiten Empfangswandler 5, beispielsweise
ein Mikrophon, auf. Die Wandler 3, 5 sind an entsprechenden
Enden, einem proximalen Ende A und einem distalen Ende B, des Schlauchs 1 angeordnet
und mit der Signalerzeugungseinheit und der Signalverarbeitungseinheit
verbunden. Die Signalverarbeitungseinheit ist jeweils mit einem
Display 7 und einer Tastatur 6 zum Anzeigen der
Meßergebnisse
und zum Steuern der Vorrichtung verbunden. In 2 ist
ein Meßbereich
G des in 1 gezeigten Schlauchs 1 dargestellt.
Es ist offenkundig, daß das
Wandmaterial 9 eine Bewegung in einer radialen Richtung
F des Schlauchs ermöglicht,
wodurch es der Verengung ermöglicht
wird, den Schlauch zusammenzudrücken
und dies somit keine fehlerhafte Wirkung auf die Meßergebnisse hat.
Die Vorrichtung der 1 ist in 3 im Befestigungszustand
bzw. im Einsatz gezeigt, in welchem der Schlauch oder Katheter 1 mit
den Wandlern 3, 5 in eine Körperhöhle, die Atmungspassage bzw.
den Atemweg eines Patienten, eingeführt wurde. Die Vorrichtung
funktioniert wie folgt: in der Signalerzeugungseinheit wird ein
Signal erzeugt und dem ersten Wandler zugeführt, welcher ein akustisches
Signal emittiert bzw. abgibt. Ist die Passage, wie in 3 gezeigt,
am hinteren Teil der Zunge bei D und am weichen Gaumen bei E geschlossen,
so erreicht das akustische Signal den zweiten Wandler nicht, oder
es erreicht den zweiten Wandler lediglich als ein schwaches Signal.
Ist die Passage, wie in 4 gezeigt, geöffnet, so
führt das
akustische Signal unmittelbar bzw. sofort zu einem Anstieg des Niveaus
des vom zweiten Wandler empfangenen Signals. Dies ist ein eindeutiges
Zeichen für
die Öffnung
der Passage. Die Öffnung
der Passage kann unter Aufbringung eines Drucks auf den Atemweg
erfolgen. Dies ist in 3 und 4 nicht
dargestellt. Wird ein Druck angelegt, welcher beispielsweise schrittweise
oder kontinuierlich allmählich
zunimmt, und werden die Werte für
den zugeführten
Druck und der Öffnungszustand gleichzeitig
erfaßt,
so kann der relevante Öffnungsdruck
bzw. Druck zum Öffnen
sehr genau bestimmt werden. Der Signalgenerator 2 erzeugt
ein charakteristisches Signal, welches dem Wandler und dem Signalprozessor
zugeführt
wird. Das vom zweiten Wandler empfangene Signal wird mit diesem
in der Signalverarbeitungseinheit 4 verglichen. Fehlerhafte Messungen
können
hierdurch vermieden werden, da nur der Empfang des korrekten charakteristischen
Signals zu einer Erfassung einer offenen Passage füht.