DE68911844T2 - Vorrichtung zum messen des drucks einer flüssigkeit, insbesondere für medizinischen gebrauch. - Google Patents

Description

• Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Vorrichtung zum Messen des Drucks einer in ein Milieu mit akustischem induktivem Blindwiderstand eingespritzten Flüssigkeit, wie zum Beispiel im Bereich der Gelenke oder einer intervertebralen, menschlichen oder tierischen Scheibe.
• Bei Patienten, die auf Grund eines Bandscheibenvorfalls an "Lomboradiculalgie" leiden, stellt sich heute noch das Problem der Wahl der zur Verfügung stehenden Behandung.
• In den meisten Fällen reichen die vorgenommenen klinischen und para-klinischen Untersuchungen nicht allein aus, um sich einer geeigneten sicheren therapeutischen Entscheidung zuzuwenden.
• Die "Discomanometrie", verbunden mit der Studie der Toleranz der Scheiben, wenn diese mit Flüssigkeit aufgefüllt werden, ist eine neue Methode zur ergänzenden, pre-operativen Nachforschung, die auf der Messtechnik beruht. Sie beruht, mit dem Ziel, den Zustand der Verschlimmerung der Mengenabnahme zu beenden und durch Lenkung auf die geeignetste therapeutische Wahl, auf dem Studieren des physischen Verhaltens der pathologischen Scheibe, indem die Entwicklung des intradiscalen, ausgelösten Drucks nach einer bestimmten Zeit nach Einspritzen sowohl des salzhaltigen, isotonischen Serums, als auch eines radiologischen Kontrastmittels und einem Gemisch aus beidem, analysiert wird.
• Die Entwicklung dieser neuen Methode konnte dank der Studie über eine spezialisierte Apparatur, die "Discomanometer" (DMM) heisst, verwirklicht werden.
• Die herkömmlichen Apparaturen zur physiologischen Druckmessung sind im wesentlichen zum Messen des hemodynamischen Drucks (Norm NF-C 74.010-74.300-74.380-74.382) entwickelt worden. Ihre Merkmale und Besonderheiten werden nicht der geplanten Verwendung angepasst.
• Gemäss der Erfindung erlaubt die Vorrichtung, "Discomanometer" (DMM), diesen Unannehmlichkeiten Abhilfe zu schaffen.
• Sie besteht aus 3 Teilmontagen oder unterschiedlichen Teilen: 1º- Einer Messzelle, die das mechanische Signal des Drucks, das auf die Membran gerichtet ist, durch die Flüssigkeit in ein elektrisches, verwendbares Signal durch den zweiten Teil der Vorrichtung umwandelt.
• 2º- Einen Verstärker des Signals, ausgelöst durch den ersten Teil.
• 3º- Eines Speichersystems, welches ermöglicht, die Entwicklung des Signals zu verfolgen.
• Diese drei Teimontagen S1, S2 und S3 werden in der Anforderung 1 bestimmt.
• Die Teilmontage (S1) setzt sich vorzugsweise aus einer Messzelle eines Spannungsmessgefässes oder aus einer gleichwertigen Vorrichtung für den medizinischen Gebrauch (Asepsie) zusammen, um zumindest den Druck, der von 0 bis 10&sup6; Pa (0 bis 7.600 mm Hg) oder mehr variert, messen zu können, und um den Ueberdruck, der bis 1,5.10&sup6; Pa (11.400 mm Hg) ohne Veränderung der ursprünglichen Merkmale, mit einer Linearität ≤0,5 PE und einem Wiederholungsfehler ≤0,1% PE, standzuhalten.
• Die Teilmontage (S2) besteht aus folgenden Elementen:
• - einem isolierten Zufuhr für die Messzelle und den Pre-Verstärker
• - einem isolierten, beweglichen Pre-Verstärker, der die Signale der Messzelle empfängt. Gemäss den gültigen Normen dieser Vorrichtung, erlauben die Spezifikationen die elektrische Sicherheit der Patienten zu gewähren.
• - einer analogischen Kette der Beschaffenheit des vom Pre-Verstärker ausgelösten Signals umfasst eine oder mehrere Normalisierungsstufen des besagten Signals in der Funktion der Empfindlichkeit der Messzelle und der Zulassung des Registriergeräts. Der Prozentsatz der Verstärkung kann variabel fortgeführt werden. Ein Standardsignal kann aufgenommen werden, um die gespeicherten Signale zu klassifizieren. Dieses Signal kann komplett und in direkter Verbindung mit den Messbereichen sein, wenn der Apparat davon mehrere enthält. Die Kette enthält einen Ausgleichskreislauf für das Gleichgewicht der Messzelle, sowohl potentiomerisch als auch elektronisch.
• Ein Kreislauf der Anzeige dar Wehte des Drutks, der eine Speicherung hat, die dank einer manuellen Bedienung durch den Operator initialisiert wurde, erlaubt, den Druck T&sub0; anzuzeigen, Bedienung und automatische Anzeige des T&sub6;&sub0; Wertes (T&sub0; und T&sub6;&sub0; in Sekunden ausgedrückt).
• Gemäss einer Variante kann die analogische Kette der Beschaffenheit durch eine numerische Kette der Verarbeitung der Signale ersetzt werden, die eine oder mehrere der folgenden Elemente umfasst : Mikroprozessor und seine angeschlossenen Kreisläufe, Programmspeicher, Arbeitsspeicher, Kontrollen der Mitteilungen, Uhr, alphanumerische Tastatur, Uebergangsflächenkreisläufe, Analog-Digital-Umsetzer, Digital-Analog-Umsetzer, Bildschirm oder Vorrichtung für Anzeige, Disquette oder Zentralspeicherplatte.
• Die Teilmontage (S3) besteht vorzugsweise aus einem galvanometrischen Registriergerät mit erhizter Schreibspitze und termographischem Papier mit einem Beschriftungsbereich von 40 bis 100 mm Länge. Die Abspulgeschwindigkeit kann zwischen 2,5 und 10 mm/s geregelt werden.
• Eine Variante dieser Teilmontage kann aus einem Registriergerät mit thermischem Kamm ("thermal array recorder"), mit einem Beschriftungsbereich von 40 bis 200 mm Länge bestehen, die die Speicherungen der analogen, alphanumerischen und graphischen Signale verbindet.
• Gemäss einer zu bevorzugenden Form werden die Teilmontagen (S2) und (S3) in das gleiche Gehäuse einbezogen, das aus einer Zuleitung mit geringer Spannung besteht, um einen homogenen und praktischen Apparat darzustellen. Das Gehäuse kann, wenn gewünscht, einen Griff für den Transport besitzen.
• Die beiliegenden Zeichnungen und Schemata, die die Beschaffenheit der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, werden als eines von unzähligen Beispielen gegeben.
• Die Abbildung 1 zeigt die Vorrichtung während des Gebrauchs.
• Die Abbildung 2 zeigt eine allgemeine übersichtliche Nebeneinanderstellung der drei Teilmontagen S1, S2, S3, die die Vorrichtung bilden.
• Die Abbildung 3 zeigt ein Modell der Messzelle, die als Teilmontage (S1) verwendbar ist, sowie sein funktionelles, elektrisches Schema.
• Die Abbildung 4 zeigt das funktionelle Schema der Teilmontage (S2).
• Die Abbildung 5 zeigt das funktionelle Schema einer Variante der Teilmontage (S2).
• Die Abbildung 6 zeigt das funktionelle Schema der Teimontage (S3).
• Die Abbildung 7 zeigt das funktionelle Schema einer Variante der Teilmontage (S3).
• Die Abbildung 8 zeigt die Kurven des Drucks, der in der intervertebralen Scheibe erreicht wird : (a) gesund und normal, (b) pathologisch der 1. Gruppe (wenig entartet), (c) pathologisch der 2. Gruppe (entartet), (d) pathologisch der 3. Gruppe (seht entartet oder Scheibe "bulging" ), (e) pathologisch der 4. Gruppe (zerbrochene Scheibe).
• Die Vorrichtung in der Abbildung 1 besteht aus der Oeffnung der Kuppel der Messzelle (1), die mit einer Verlängerungssonde (2) verbunden ist und mit einer Oeffnung des Hahns der drei Kanäle (3) zusammengeschlossen ist. Eine Spritze, die das einzuspritzende Mittel (4) enthält, ist mit der zweite Oeffnung des Hahns verbunden. Der Ausgang des Hahns ist mit einer Nadel, einem Trokar oder einer Leitungssonde (5) verbunden, die in der intervertebralen Scheibe durch Hautpunktur angebracht ist. Die Messzelle (S1) ist mit dem Discomanometer (DMM) verbunden. Er erlaubt, die Aufzeichnungen des Drucksignals (7) zu erhalten.
• Die Abbildung 2 zeigt die Anordnung und Verbindung der Teilmontagen (S1), (S2) und (S3).
• Die Abbildung 3 zeigt eine Messzelle (S1) die am äussersten Ende aus einem Gehäuse aus Isoliermaterial (8) besteht. Eine Zelle des Spannungsmessgefässes (9) ist luftdicht montiert. Das gleiche äussere Ende ist der Länge nach in Stücke geschnitten, um dort eine sterile Kuppel aus einem gegossenen Material zum einmaligen Gebrauch (10) anzupassen. Diese Kuppel besteht aus einer Membran aus Polyethylen (11), die auf die Zelle gedrückt wird. Sie dient zum isolieren auf aseptische Weise des Patienten.
• Das Spannungsmessgefäss angebracht mit einer "Brücke von Wheatstone" besitzt zwei Oeffnungen für die Zufuhr (a,b), zwei Ausgänge für das Signal (c,d).
• Gemäss einer Art der Umsetzung besteht die Teilmontage (S2), die in der Abbildung 4 dargestellt ist, aus einer galvanisch isolierten Zufuhr (12) zur sehr schwachen Entweichungsströmung. Dieses Modul (12) liefert die notwendige Energie für dans Spannungsmessgerät (9) und den isolierten Pre-Verstärker, um ihr Funktionieren zu sichern. Des Ausgang des Pre-Verstärkers (13) ist mit der Oeffnung des Zwischenverstärkers (14) verbunden zur Gewinnregulierung. Diese Stufe, die die Anweisung des Gleichgewichts von der Messzelle (Gleichgewichtsspannung) empfängt, wird sowohl durch das Potentiometer (15) als auch den elektronischen Ausgleichskreislauf (16) erzeugt. Das klassifizierte und kompensierte Signal ist über den Steuerungskreislauf (17) auf die Endstufe anzuwenden. Diese Stufe umfasst einen Verstärker (18) zur Gewinnregulierung durch Sprünge (19), wodurch mehrere Messbereiche erhalten werden; drei in dieser Form. Des Kreislauf (17) leitet die Signale aus Richtung des Kreislaufs (14) und des Kreislaufs des Normmasses (20); dieser erlaubt die Klassifizierung der Spur, die auf dem Registriergerät enthalten ist. Dieser Kreislauf wird auf Anfrage in Gang gesetzt durch Bedienung des auf der Vorderfront angebrachten Systems.
• Ein Anzeigekreislauf (21) empfängt das Signal von (18). Gemäss dem Verfahren der Vorrichtung, blockiert eine manuelle Bedienung durch den Operator zu einem Zeitpunkt, den er beim Beobachten der Spur während der Speicherung bestimmt, die elektronische Anzeige auf den Wert des Drucks vom Zeitpunkt T&sup0; bis T&sup6;&sup0; (ausgedrückt in Sekunden). Der Wert des Drucks zu diesem Zeitpunkt wird von neuem angezeigt.
• Das Signal, das am Ausgang des Kreislaufs (18) erreicht wird, wird zur Teilmontage (S3) gesandt.
• Gemäss einer Variante, dargestellt in der Abbildung 5, enthält die Teilmontage (S2) eine Zufuhr (12) und einen Pre-Verstärker (13) wie zuvor beschrieben.
• Das Signal aus Richtung (13) wird auf einem Analog-Digital-Umsetzer gerichtet (22) Ein Element des Plans des Mikrocomputers oder des Mikroprozessors (23), verarbeitet die Daten aus Richtung (22) und gibt sie wieder sowohl unter analogischer Form über einen Digital-Analog-Umsetzer (25), als auch unter numerischer Form (33), gemäss der vorgenommenen Wahl für die Teilmontage an (S3). Die alphanumerische Tastatur (34) erlaubt es, die Vorrichtung zu betätigen und mit (23) zu kommunizieren. Somit ist es möglich, den Patienten zu identifizieren, und die klinischen Daten und Berechnungen können auf demselben Dokument mit den Druckkurven gespeichert werden. Ein Kontroll-und Kommunikationsbildschirm (26), optionell, der entweder aus einem Monitor oden aus einer elektronischen Anzeige aus flüssigem Kristall besteht, erleichtert die Wechselwirkung mit der Vorrichtung. Ein Massenspeicher (27), optionell, der entweder aus einer Diskette oder einer Hartdisk besteht, gestattet die Speicherung der informationen für eine spätere statistische Verarbeitung.
• Die Teilmontage (S3), die in Abbildung 6 dargestellt ist, besteht aus einer Zwanglaufmechanik (28), die das Abspulen des thermographischen Papiers (29) unter einem erhitzten Stilett (35), mobil, äquatorial, welches die Spur des Drucksignals aufzeichnet. Das Stilett (35) ist verantwortlich für einen Galvanometer im beweglichen Rahmen (36), der das elektrische Signal, das er von (18) oder (25) empfängt, in mechanische Energie übersetzt. Die auswählbaren Geschwindigkeiten durch den Operator sind 2,5 - 5 und 10 mm/s.
• Gemäss einer Variante besteht die Teilmontage (S3), die in der Abbildung 7 gezeigt wird, aus einer Zwanglaufmechanik (30), die das Abspulen des thermographischen Papiers (29) sichert mit den gleichen Geschwindigkeiten wie oben erwähnt, in Form eines thermischen Kamms (31), in einer Reihe angebracht, auf der ganzen Länge des Papiers, mit 8 Punkten pro Milimeter, wobei jeder Punkt selektif betätigt werden kann. Eine elektronische Kontrolle (37) empfängt die informationen aus Richtung (33) und leitet den Kamm. Dieses Verfahren hat den Vorteil, ausser dem Ausklammern der Fehler der Linearität, direkt mit den numerischen Systemen kompatibel zu sein und mehr noch, die Eintragung der alphanumerischen, übereinanderliegenden Zeichen zu graphischen Linien zu gestatten.
• Die Vereinigung dieser drei Teilmontagen oder ihrer Varianten ergibt die Vorrichtung im Sinne des Erfinders, und ist besonders für den medizinischen Gebrauch bestimmt, für die Anwendung einer metrologischen Methode, insbesondere für das Messen des Drucks einer eingespritzten Flüssigkeit in ein versteiftes Milieu, in den flüssigen Bereich der Gelenke oder eine intervertebrale, menschliche oder tierische Scheibe, um das physische Verhalten zwecks einer Diagnose mit einem therapeutischen Ziel zu studieren.

Claims (13)

1. Die Vorrichtung für das Messen des Drucks einer Flüssigkeit, die in einen flüssigen Bereich der Gelenke oder eine intervertebrale menschliche oder tierische Scheibe eingespritzt wird, insbesondere im Hinblick auf ärztliche Diagnose und bessere therapeutische Wahl bei Lomalgien oder Lombo-Radiculalgies bei Bandscheibenvorfall, setzt sich aus drei Teilmontagen S1, S2 und S3 zusammen, als Ganzes "Discomanometer" bezeichnet (DMM). Jede Teilmontage wird jeweils wie folgt dargestellt:

- für S1: durch eine Messzelle des Spannungsmessgerätes, die mit einer Nadel, einem Trokar oder einer Leitungssonde verbunden ist und geignet ist, im Bereich oder der Scheibe durch Hautpunktion angebracht zu werden, deren Sensibilität es zulässt, den induzierten Druck zu messen, der von 0 bis 10&sup6; Pa (7.600 mm Hg) variiert.

- für S2 : durch einen elektronischen Manometer, der das durch S1 gelieferte Signal verstärkt und bedingt.

- für S3 : durch ein grafisches Registriergerät, das die durch S2 verarbeiteten elektrischen Signale in nutzbare Dokumente mit dem Ziel der ärztlichen Diagnose übersetzt.

2. Vorrichtung gemäß der Anforderung 1, karakterisiert durch den elektronischen Manometer-Verstärker S2, oberhalb mit S1 und unterhalb mit S3 verbunden, enthält eine Zufuhr (12) und einen beweglichen Verstärker (13) aus Sicht der Elektrik im Vergleich zum Rest des Systems (galvanische isolierung). Ihre sehr schwache Entweichungsströmung gewährleistet die Sicherheit des Patienten.

3. Vorrichtung gemäß der Anforderung 2, karakterisiert durch das Signal des Vorverstärkers (l3), wird sowohl durch den analogischen Verstärker bedingt als auch durch ein numerisches System.

4. Vorrichtung gemäß der Anforderung 3, karakterisiert durch den analogischen Verstärker, umfasst eine Zwischenstufe zur Gewinnregulierung (14), empfängt die Spannung des erzeugten Gleichgewichts durch einen Potentiometer (15) oder durch den elektronischen Ausgleichskreislauf (16). Ein Steuerungskreislauf (17) empfängt die Signale aus Richtung des Kreislaufs (14) und des Eichgenerators (20), um sie auf die Endstufe zu lenken, die sich aus dem Verstärker (18) zur Gewinnregulierung durch Sprünge (19) zusammensetzt und es erlaubt, mehrere Messbereiche zu erreichen. Das durch (18) ausgelöste Signal wird auf S3 gelenkt.

5. Vorrichtung gemäß der Anforderung 4, karakterisiert durch einen Anzeigekreislauf des Druckwertes, der zu einem vom Operator bestimmten Zeitpunkt den erreichtent Wert speichern wird, T&sup0; bis T&sup6;&sup0; (in Sekunden), um den neuen momentanen Wert bekannt zugeben.

6. Vorrichtung gemäß Anforderung 3, karakterisiert durch ein numerisches System, umfasst einen Analog-Digital-Umsetzer (22), der das durch den Vorverstärkerkreislauf (33) ausgelöste Signal empfängt. Ein Digitalbrechner des Mikrokomputers oder des Mikroprozessors (23) verarbeitet die Daten aus dem Kreislauf (22) und gibt sie wieder sowohl in analogischer Form (25) über einen Digital-Analog-Umsetzer als auch in numerischer Form. (33). Die Signale, die aus (25) und (33) hervorgehen, werden an S3 gerichtet.

7. Vorrichtung gemaß Anforderung 6, karakterisiert durch eine numerische oder alphanumerische Tastatur (34); gestattet die Einführung des Discomanometers (DMM) und der klinischen Daten bezüglich des Patienten welche in der Speicherung erscheinen müssen.

8. Vorrichtung gemäß Anforderung 6, karakterisiert durch eine Diskette oder eine magnetische Speicherplatte, erfüllt die Rolle des ständigen Massenspeichers und ermöglicht eine Speicherung der Daten für eine spätere Verarbeitung.

9. Vorrichtung gemäß einer der Anforderungen 1,2,4 oder 6, dadurch karakterisiert, dar sie sich sowohl aus einem galvanometrischen Registriergerät als auch aus dem thermischen Messrechen zusammensetzt, da das Registriergerät über eine oder mehrere Abspulgeschwindigkeiten verfügt.

10. Vorrichtung gemäß der Anforderung 1, dadurch karakterisiert, dar S1 und S3 in demselben Gehäuse sind.

11. Vorrichtung gemäß der Anforderung 4, karaterisiert durch die Messbereiche 2,5 x 10&sup5; - 5 x 10&sup5; und 10&sup6; Pa (1900, 3800 und 7600 mm Hg)

12. Vorrichtung gemäß der Anforderung 7, karakterisiert durch einen Kontroll- und Kommunikationsbildschirm, der aus einem Monitor oder Bildschirm aus flüssigem Kristall besteht und es erlaubt, die Wechselwirkung mit der Vorrichtung zu erleichtern.

13. Vorrichtung gemäß der Anforderung 9, karakterisiert durch die Abspulgeschwindigkeiten von 2,5 - 5 und 10 mm/s.