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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren
zur Messung des Drucks im Mittelohr.
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Das
menschliche Ohr läßt sich
von außen nach
innen in die aneinander angrenzenden Abschnitte Außenohr,
Mittelohr und Innenohr unterteilen. Das Außenohr umfasst die Ohrmuschel
und den äußeren Gehörgang. Letzterer
wird nach innen durch das Trommelfell begrenzt, an das sich die
Paukenhöhle
anschließt.
In der medialen Wand der Paukenhöhle,
die diese zum Innenohr hin abschließt, sind zwei bindegewebig
abgeschlossene Fenster (das runde und das ovale Fenster) eingelagert.
In der luftgefüllten
Paukenhöhle
sind drei Gehörknöchelchen (Hammer,
Amboss und Steigbügel)
angeordnet. Die Innenfläche
des Trommelfells, die Paukenhöhle
mit den Gehörknöchelchen
sowie die angrenzenden Teile der Ohrtrompete und die lufthaltigen
Zellen des Warzenfortsatzes gehören
zum Mittelohr. Das Innenohr umfasst schließlich die flüssigkeitsgefüllte Gehörschnecke
sowie den Bogengangsapparat.
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Über das äußere Ohr
geleitete Schallwellen erreichen durch den äußeren Gehörgang das Trommelfell und versetzen
dieses in Schwingungen. Die drei Gehörknöchelchen übertragen die Schwingungen
des Trommelfells an das ovale Fenster des Innenohres, wodurch in
der Flüssigkeit
der Gehörschnecke
Schallschwingungen erzeugt werden, die die Flüssigkeit durchlaufen. Diese
Schallschwingungen versetzen in die Flüssigkeit hineinragende Haarzellen
in Bewegung, und die Bewegung der Haarzellen löst Nervenimpulse aus, die schließlich zur
Erzeugung eines Höreindrucks
an das Gehirn weitergeleitet werden.
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Im
menschlichen Ohr spielt ferner die sogenannte Eustachische Röhre, die
auch als Tube oder Ohrtrompete bekannt ist, eine wichtige Rolle.
Sie ist eine röhrenartige
Verbindung zwischen dem Mittelohr und dem Nasenrachenraum (und damit
dem Außenraum)
und öffnet
sich normalerweise beim Schlucken und Gähnen. Auf diese Weise kann über die Ohrtrompete
zum einen der Druck im Mittelohr an den Außendruck angeglichen werden,
was in regelmäßigen Abständen erforderlich
ist, da im Mittelohr ständig
Gase resorbiert werden, die ersetzt werden müssen, um die Entstehung eines
Unterdrucks zu verhindern. Dies ist von großer Bedeutung, da ein Über- oder
Unterdruck im Mittelohr zu einer Einschränkung der Trommelfellbeweglichkeit
und einer mit dieser einhergehenden Verschlechterung des Hörvermögens führt. Zum
anderen dient die Ohrtrompete zum Ableiten von Sekreten aus dem
Mittelohr.
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In
diesem System kann es zu einer Vielzahl unterschiedlicher Funktionsstörungen kommen,
die zu einer Beeinträchtigung
oder Verhinderung der Schallwahrnehmung führen. Eine Reihe dieser Funktionsstörungen steht
dabei mit dem Mittelohr und der Ohrtrompete in Zusammenhang. So öffnet sich
bei manchen Menschen die Ohrtrompete aufgrund anatomischer Veranlagungen
oder krankhafter Veränderungen
nicht oder nicht richtig, was zu einer mit einer Verschlechterung
des Hörvermögens und
gegebenenfalls mit Schmerzen verbundenen dauerhaften Druckdifferenz
zwischen Mittelohr und Außenraum führen kann.
Ferner können
insbesondere bei mangelnder Paukenbelüftung auch im Mittelohr Entzündungen
und Vereiterungen auftreten. Diese erzeugen oft einen Überdruck
im Mittelohr, weil die Ohrtrompete anschwillt und die Entzündungsprodukte
nicht abfließen
können.
Der Druck des Sekrets kann dann das Trommelfell schmerzhaft vorwölben. Durch
mangelhaften Abfluss der Entzündungsprodukte
bzw. unzureichende Luftzufuhr kann die Ausheilung einer Entzündung beeinträchtigt werden.
Eine anhaltende Entzündung
kann schließlich
die Gehörknöchelchen angreifen
und zerstören.
Darüber
hinaus schränkt sowohl
ein Überdruck
als auch ein Unterdruck nicht nur die Trommelfellbeweglichkeit ein,
sondern kann auch zu einer mit Schmerzen einhergehenden Dehnung
des Trommelfells führen.
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Nach
frühkindlichen
Mittelohrvereiterungen können
sich nicht mehr ausheilende Perforationen des Trommelfells bilden.
Trommelfellperforationen können
auch durch Verletzungen mit harten Gegenständen und durch Einwirkung eines
hohen Schalldrucks (Explosionstrauma) entstehen. Im Gegensatz zu
den durch chronische Entzündungsschübe ausgelösten Perforationen
schließen
sich traumatische Perforationen oft spontan. Ist das Trommelfell
beschädigt
und nicht auf der ganzen Fläche
geschlossen, wird das Hörvermögen beeinträchtigt und
das Mittelohr büßt den durch
das intakte Trommelfell bereitgestellten Schutz gegen das Eindringen
von Schmutz und Krankheitserregern ein.
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Aus
diesen Gründen
ist es von großer
Bedeutung, den Druck im Mittelohr und die Funktion der Ohrtrompete
messen zu können.
So muss beispielsweise vor dem operativen Verschluss einer Trommelfellperforation
sichergestellt werden, dass die Ohrtrompete ausreichend funktioniert,
da sich ansonsten sehr schnell wieder ein das Trommelfell zerstörender Druckunterschied
aufbauen kann.
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Zu
diesem Zweck sind im Stand der Technik eine Reihe von Methoden bekannt.
Bei der sogenannten Tympanometrie wird zum Beispiel die Steifigkeit
des Trommelfells gemessen, was Rückschlüsse auf
den Mittelohrdruck und die Schwingungsfähigkeit des Trommelfells (Lehnhardt
E.: "Impedanzmessung", in: Praxis der
Audiometrie. Ernst Lehnhardt. Unter Mitarb. von Thomas Janssen und
Jürgen Kiessling.-
7. überarb.
und erw. Aufl. Stuttgart; New York: Thieme, 1996; Pau, H.W.: "Zur Physiologie der Mittelohrventilation", Otorhinolaryngol
Nova 1 (1991) 2–8;
Koch, U., H.W. Pau: "Tubenfunktionsprüfung", in: Oto-Rhino-Laryngologie in Klinik
und Praxis. Hrsg. H.H. Naumann, J. Helms, C. Herberhold, E. Kastenbauer,
Thieme (1994), Bd. 1, 427–438)
zulässt.
Dazu wird eine spezielle Messsonde in den äußeren Gehörgang eingeführt, die
den äußeren Gehörgang abdichtet,
damit der dort herrschende Druck manipuliert werden kann. Anschließend werden
von der Sonde für
einen kurzen Zeitraum von typischerweise wenigen Sekunden unter
Variation des Drucks im äußeren Gehörgang Schallsignale
abgegeben. Gleichzeitig wird von der Sonde der am Trommelfell reflektierte Anteil
der Schallsignale in Abhängigkeit
von dem Druck im äußeren Gehörgang gemessen
(die entsprechende Auftragung wird Tympanogramm genannt) (Pau, H.W.,
U. Koch: "Tympanometrische
Untersuchungen an Mittelohrmodellen", Arch. Oto-Rhino-Laryng. 221 (1978)
261–267).
Da das Maximum der Trommelfellbeweglichkeit bei Druckidentität zwischen äußerem Gehörgang und
Mittelohr liegt, ist die Schallreflexion dann am geringsten, wenn
der von der Sonde im äußeren Gehörgang erzeugte
Druck dem Druck im Mittelohr entspricht. Bei normaler Mittelohrfunktion
sollte dies etwa der Normaldruck sein. Ein Unterdruck im Mittelohr
(z.B. aufgrund einer Belüftungsstörung der
Ohrtrompete) hat eine Verschiebung des Maximums in den negativen
Druckbereich zur Folge, während
eine Mittelohrvereiterung typischerweise durch ein flaches Tympanogramm
gekennzeichnet ist (Koch, U., H.J. Opitz, H.W. Pau: "Tubenfunktion und
Mittelohrdruck bei adhäsiven
Trommelfellen",
Laryng. Rhinol. 56 (1977) 156–159;
Koch, U., H.W. Pau: "Der
Einfluß einer
transtympanalen Gasinsufflation auf die tympanometrische Kurve" (Untersuchungen
am stark retrahierten oder adhäsiven
Trommelfell und im Modellversuch), Laryng. Rhinol. 60 (1981) 414–417; Koch.
U., H.W. Pau: "Tubenfunktionsstörungen", in: Oto-Rhino-Laryngologie in Klinik
und Praxis, Hrsg. H.H. Naumann, J. Helms, C. Herberhold, E. Kastenbauer,
Thieme (1994), Bd. 1, 564–581;
Pau, H.W.: "Trommelfellretraktionen-Entstehungsursachen,
Bedeutung, klinische Konsequenzen", Laryngo-RhinoOtol 2001; 80: 652–653). Eine
Tympanometrievorrichtung zur Durchführung einer Tympanometrie ist
beispielsweise aus
US 4,237,905 bekannt.
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Dieses
Verfahren hat den Nachteil, dass nur die Auswirkung auf die Mittelohrräume gemessen werden
kann, nicht jedoch die Öffnung
der Ohrtrompete nachgewiesen werden kann. So ist es nicht möglich und
dem Patienten nicht zuzumuten, die Messung auf einen großen Zeitraum
zu erstrecken, da die in das Ohr eingebrachte Sonde auf die Dauer unangenehm
ist. Ferner ist die Sonde, die einen Schallgenerator und einen Schalldetektor
enthalten muss, kompliziert aufgebaut und kostenintensiv in der
Herstellung. Außerdem
ist immer eine Druckerzeugungseinrichtung erforderlich, die sowohl
Unterdruck als auch Überdruck
im äußeren Gehörgang herstellen
kann. Eine kontinuierliche Druckmessung ist nicht möglich, es
können
immer nur – zeitlich
gestaffelt – Einzelmessungen
erfolgen.
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Dieselben
Nachteile bestehen auch bei weiteren bekannten Verfahren, wie etwa
der Sprengung der Ohrtrompete durch Einblasen von Luft in das Mittelohr über eine
vorhandene Trommelfellperforation bzw. das willkürliche Anlegen eines Unterdruckes, der
durch Schluckakte beseitigt werden muss (sog. Tubenmanometrie) (E.
Di Martino, R. Thaden, G. A. Krombach, M. Westhofen "Funktionsuntersuchungen der
Tuba Eustachii",
HNO 2004; 52: 1029–1040). Letztere
Verfahren sind zudem nur bei perforierten Trommelfellen anwendbar,
während
die Tympanometrie nur bei intakten Trommelfellen angewendet werden
kann. Ferner liefert die Tubenmanometrie – ebenso wie Tubensprengversuche
vom Nasenrachen her (Druckeinpressung bei zugehaltener Nase oder
durch einen Ballon in die Nase bei gleichzeitigem Sprechen eines "K-Lautes") – immer
nur Momentaufnahmen bzw. Ja-Nein-Antworten
auf die Frage der tatsächlichen
Tubenöffnung.
Bei Verfahren, die durch luftdicht in Gehörgangsperforationen eingebrachte
Schläuche
die Druckentwicklung messen, besteht darüber hinaus auch regelmäßig der
Nachteil, dass ein sehr kleines Volumen mit einem sehr großen Volumen
gemessen werden muss. Aus diesen und anderen Gründen lassen bekannte Verfahren nur
indirekte Rückschlüsse auf
den Mittelohrdruck und die Funktion der Ohrtrompete zu (Wedel, H.
v., H.W. Pau, V. Tegtmeier: "Stapediusaudiometrie.
Ein Beitrag zum „akustisch-mechanischen Effekt" bei der ipsilateralen
Stapediusreflexregistrierung. Laryng", Rhinol. 59 (1980) 548–556; Bluestone
C.D., Hebda P.A., Alper C.M., Sando I., Buchman C.A., Stangerup
S.E., Felding J.U., Swarts J.D., Ghadiali S.N., Takahashi H.: "Recent advances in
otitis media, 2. Eustachian tube, middle ear, and mastoid anatomy;
physiology, pathophysiology, and pa-thogenesis", Ann. Otol. Rhinol. Laryngol. Suppl.
2005; 194: 16–30;
Harford, E.R.: "Tympanometry", in Jerger, J.L. Northern: "Clinical Impedance
Audiometry", 2nd ed. Thieme, Stuttgart 1980).
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US 5,797,834 offenbart eine
rein mechanische Vorrichtung zur Verbesserung des Hörvermögens bei
geringfügiger
Schwerhörigkeit
mit einer elastischen flexiblen Membran, die der natürlichen Form
eines menschlichen Trommelfells entsprechend trichterförmig vorgewölbt vorgeformt
ist. Die Vorrichtung kann so im Ohrkanal eines Menschen angeordnet
werden, dass die Membran anschmiegend auf das Trommelfell aufgelegt
und lösbar
an diesem befestigt wird. In dieser Position wird die Membran von
durch den äußeren Gehörgang geleiteten
Schallwellen in Schwingungen versetzt, die unmittelbar mechanisch
auf das Trommelfell übertragen werden.
Die Membran unterstützt
und/oder verändert auf
diese Weise die Vibrationseigenschaften des Trommelfells zur Verbesserung
des Hörvermögens.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein
Verfahren zur Messung des Drucks im Mittelohr so auszugestalten,
dass der Mittelohrdruck unter physiologischen Bedingungen kontinuierlich
gemessen werden kann und die genannten Nachteile beseitigt werden.
Weiterhin soll es auch möglich
sein, die Steifigkeit des Trommelfells zu ermitteln.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe dienen die Merkmale von Patentanspruch 1 und von
den Patentansprüchen
16 und 20. Vorteilhafte Ausführungsformen der
Vorrichtung und des Verfahrens sind Gegenstand der jeweiligen zugehörigen Unteransprüche.
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Nach
der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass eine Vorrichtung
zur Messung des Drucks im Mittelohr bzw. der Deformation des Trommelfells
eine elastische flexible Membran umfasst, die in der Weise der natürlichen
Form eines menschlichen Trommelfells entsprechend trichterförmig vorgewölbt vorgeformt
ist, dass sie anschmiegend an das Trommelfell eines Menschen angelegt
und lösbar
an diesem befestigt werden kann. Ferner weist die Vorrichtung Signalerzeugungsmittel
auf, die mit der Membran verbunden sind und für eine Verformung der Membran
repräsentative
Signale liefern.
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Durch
diese Ausgestaltung kann die Deformation des Trommelfells und auf
diese Weise der Mittelohrdruck folgendermaßen in einfacher Weise verfolgt
werden. Zunächst
wird die Membran auf das Trommelfell aufgelegt und lösbar an
diesem befestigt. Da das Trommelfell wie die Membran nicht plan, sondern
trichterförmig
nach innen gewölbt
ist, kann sich die Membran an das Trommelfell anschmiegen. Im Idealfall
kann sich die Membran an das Trommelfell anschmiegen, ohne ihre
vorgegebene Form zu ändern
bzw. ohne ihre vorgegebene Form wesentlich zu ändern. Dabei kann die Membran
in der Weise an dem Trommelfell befestigt werden, dass eine großflächige und
bevorzugt eine im wesentlichen vollflächige Verbindung zwischen einer
Oberfläche
der Membran und dem Trommelfell hergestellt wird. So wird zum einen
erreicht, dass die Membran die physiologischen Verhältnisse
im Ohr möglichst
wenig stört. Zum
anderen macht die Membran jede Verformung des Trommelfells mit bzw.
folgt ihr, so dass die Verformung der Membran direkt die Verformung
des Trommelfells wiedergibt. Das Befestigen der Membran im an das
Trommelfell angeschmiegten Zustand bewirkt, dass die Membran und
das Trommelfell im Überdeckungsbereich
eine identische Form haben. Dabei ist die Membran bevorzugt ausreichend
biegeschlaff ausgestaltet, um zu gewährleisten, dass die Beweglichkeit
und die Elastizität
des Trommelfells nicht wesentlich und im Idealfall gar nicht beeinflusst werden,
um die physiologischen Verhältnisse
nicht zu stören.
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Somit
sind die von den Signalerzeugungsmitteln erzeugten Signale nicht
nur für
die Verformung der Membran, sondern unmittelbar auch für die Verformung
des Trommelfells repräsentativ.
Da sich das Trommelfell in Abhängigkeit
vom Druck im Mittelohr verformt, sind die Signale ferner auch für den Druck
im Mittelohr repräsentativ.
Auf diese Weise wird das Ohr in vorteil hafter Weise praktisch als
seine eigene Druckmesskammer verwendet. Aus den Signalen lassen
sich Druckänderungen
im Mittelohr ermitteln. Bei entsprechender Eichung, die zum Beispiel
mit Hilfe eines durch die Ohrtrompete in das Mittelohr eingeführten Druckmesskatheters
durchgeführt
werden könnte,
können
auch absolute Werte des Drucks im Mittelohr ermittelt werden.
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Mit
der Erfindung kann der mit der Funktion der Ohrtrompete verbundene
Mittelohrdruck über
einen längeren
Zeitraum registriert werden. Auf dieser Grundlage kann ein Arzt
entscheiden, ob die Öffnungen
der Ohrtrompete funktionell ausreichen, um einen Druckausgleich
herbeizuführen.
Dabei sind auch Messungen über
mehrere Stunden möglich,
da die Vorrichtung den Patienten nicht oder nur wenig stört und keine
komplizierten und häufig
großen
Einrichtungen erforderlich sind, um einen Über- oder Unterdruck zu erzeugen.
Der Mittelohrdruck wird unter größtmöglicher
Berücksichtigung
der physiologischen Verhältnisse
gemessen. Darüber
hinaus ist die Vorrichtung einfach aufgebaut und kann sehr kostengünstig hergestellt
werden. So kann die Vorrichtung auch in vorteilhafter Weise als
Einwegprodukt Anwendung finden.
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Die
Signalerzeugungsmittel können
in vorteilhafter Weise mindestens ein piezoelektrisches Element
und/oder mindestens einen Dehnungsmessstreifen aufweisen. Dabei
ist es möglich,
dass nur ein oder mehrere piezoelektrische Elemente oder nur ein
oder mehrere Dehnungsmessstreifen vorgesehen sind. Es ist aber auch
möglich,
dass sowohl piezoelektrische Elemente als auch Dehnungsmessstreifen
vorgesehen sind.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Signalerzeugungsmittel
zumindest teilweise auf einer Oberfläche der Membran befestigt.
Das bedeutet zum Beispiel, dass bei mehreren piezoelektrischen Elementen
mindestens eines dieser Elemente auf der Oberfläche der Membran befestigt ist.
In ähnlicher
Weise ist bei mehreren Dehnungsmessstreifen mindestens einer von
ihnen auf einer Oberfläche
der Membran befestigt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die Signalerzeugungsmittel
zumindest teilweise in die Membran eingebettet. Das bedeutet zum
Beispiel, dass bei mehreren piezoelektrischen Elementen mindestens
eines dieser Elemente in die Membran eingebettet ist. In ähnlicher
Weise ist bei mehreren Dehnungsmessstreifen mindestens einer von
ihnen in die Membran eingebettet.
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Es
ist bevorzugt, wenn die Membran derart ausgestaltet ist, dass zwischen
ihr und einem menschlichen Trommelfell bei Berührung Adhäsionskräfte wirken, durch die sich
die Membran an das Trommelfell anschmiegt und an diesem befestigt wird.
Auf diese Weise ist das Aufbringen der Membran auf das Trommelfell
und das Sicherstellen einer anschmiegenden Berührung besonders einfach zu verwirklichen.
Ferner werden die physiologischen Verhältnisse nicht durch Befestigungseinrichtungen wie
beispielsweise Klebemittel gestört.
Die Membran kann auch in vorteilhafter Weise so ausgestaltet sein, dass
sie mit Hilfe eines inkompressiblen Adhäsionshilfsmittels anschmiegend
an dem Trommelfell befestigt werden kann. Als inkompressibles Adhäsionshilfsmittel
kann bevorzugt eine isotonische NaCl-Lösung (0,9 %) oder Ultraschallgel
verwendet werden.
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Es
ist ferner bevorzugt, wenn die Membran derart ausgestaltet und dimensioniert
ist, dass sie bei einem perforierten Trommelfell derart anschmiegend an
die Reste des Trommelfells angelegt und lösbar an diesen befestigt werden
kann, dass die Perforation in dem Trommelfell luftdicht verschlossen
ist. Die Einheit aus Trommelfell und Membran hat dann die Form eines
intakten Trommelfells. Durch diese Ausgestaltung kann der Mittelohrdruck
auch ohne Einschränkungen
bei perforiertem Trommelfell verfolgt werden. Dem Arzt wird so eine
aussagekräftige Grundlage
geliefert, auf der er entscheiden kann, ob die Funktion der Ohrtrompete
für einen
operativen Verschluss der Trommelfellperforation ausreicht. Wenn
dies nicht der Fall ist, können
rechtzeitig Zusatzmaßnahmen
ergriffen werden. Demnach kann mit einer einzigen Vorrichtung der
Mittelohrdruck sowohl bei intaktem Trommelfell als auch bei perforiertem
Trommelfell gemessen werden. Es ist nicht erforderlich, für diese
beiden Fälle
unterschiedliche Messeinrichtungen bereitzuhalten.
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Die
Membran ist vorteilhaft aus einem biokompatiblen Material hergestellt.
Dabei ist es bevorzugt, dass die Membran aus einem Polyurethan- oder
einem Silikonelastomer hergestellt ist bzw. ein solches Material
umfasst. Ferner ist es bevorzugt, dass die Membran ein Elastizitätsmodul
im Bereich von 7 bis 20 MPa und/oder eine Shore-A-Härte von 60
bis 80 aufweist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist eine Speichervorrichtung vorgesehen, die für eine Vielzahl unterschiedlicher
Zeitpunkte für
die Signale der Signalerzeugungsmittel charakteristische Werte speichert.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist ein Wandler vorgesehen, der die Signale von den Signalerzeugungsmitteln
empfängt
und in Drucksignale umwandelt, die für den Druck im Mittelohr repräsentativ
(d.h. zu diesem in einem eindeutigen Zusammenhang stehen) und bevorzugt
zu dem Druck im Mittelohr proportional sind. Auf diese Weise werden
unmittelbar Signale geliefert, die in einem einfachen Zusammenhang
mit dem Mittelohrdruck stehen. Dabei ist es besonders vorteilhaft,
wenn eine Speichereinrichtung vorgesehen ist, die für eine Vielzahl
unterschiedlicher Zeitpunkte für
die Drucksignale charakteristische Werte speichert. Diese Werte können Werte
sein, die dem Druck im Mittelohr proportional sind. Bei entsprechender
Eichung können die
Werte auch unmittelbar dem Mittelohrdruck in einer vorgegebenen
Druckeinheit entsprechen.
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Der
Mittelohrdruck bzw. die Deformation des Trommelfells kann in vorteilhafter
Weise mit einem Verfahren gemessen werden, bei dem zunächst eine erfindungsgemäße Vorrichtung
bereitgestellt und ihre Membran in der Weise auf zumindest einen
Teil des Trommelfells aufgelegt wird, dass sie sich an das Trommelfell
anschmiegt. In dieser Lage wird die Membran an dem Trommelfell befestigt,
und anschließend
werden die von den Signalerzeugungsmitteln erzeugten Signale empfangen.
Dabei werden für
eine Vielzahl unterschiedlicher Zeitpunkte Werte gespeichert oder
aufgezeichnet, die für
die empfangenen Signale charakteristisch sind. Dabei erfolgt die Speicherung
oder Aufzeichnung in der Weise, dass Paare von Werten und zugeordneten
Zeitpunkten gespeichert oder aufgezeichnet werden. Die Aufzeichnung
kann beispielsweise durch einen Drucker oder auf einem elektronischen
Speichermedium erfolgen. So kann der Mittelohrdruck zeitaufgelöst ausgewertet werden.
Nach Beendigung der Messung wird die Membran von dem Trommelfell
entfernt.
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Dieses
Verfahren kann vorteilhaft bei einem perforierten Trommelfell angewendet
werden, indem die Membran in der Weise auf das Trommelfell aufgelegt
wird, dass eine in diesem vorhandene Perforation luftdicht geschlossen
wird.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung werden die von den Signalerzeugungsmitteln
erzeugten Signale in Drucksignale umgewandelt, die für den Druck im
Mittelohr repräsentativ
und bevorzugt zu dem Druck im Mittelohr proportional sind. Dann
ist es auch vorteilhaft, wenn die gespeicherten oder aufgezeichneten
Werte für
die Drucksignale charakteristisch sind. Die Werte sind dann bevorzugt
ebenfalls zu dem Druck im Mittelohr proportional. Bei entsprechender
Eichung geben die Werte bevorzugt unmittelbar den Druck im Mittelohr
in einer vorgegebenen Druckeinheit an.
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Ferner
ist es auch in vorteilhafter Weise möglich, die Deformation des
Trommelfells als Funktion des Druckes im äußeren Gehörgang und/oder im Mittelohr
und auf diese Weise die Steifigkeit bzw. die Elastizität des Trommelfells
mit einem Verfahren zu messen, bei dem zunächst eine erfindungsgemäße Vorrichtung
bereitgestellt und ihre Membran in der Weise auf zumindest einen
Teil des Trommelfells aufgelegt wird, dass sie sich an das Trommelfell
anschmiegt. In dieser Lage wird die Membran an dem Trommelfell befestigt,
und anschließend
werden die von den Signalerzeugungsmitteln erzeugten Signale empfangen.
Dabei wird der Druck im äußeren Gehörgang und/oder
im Mittelohr gezielt manipuliert und die Änderung der empfangenen Signale
als Funktion des durch die Manipulation eingestellten Drucks ermittelt,
indem für
eine Anzahl von Druckwerten des Drucks im äußeren Gehörgang bzw. im Mittelohr Werte
gespeichert oder aufgezeichnet werden, die für die empfangenen Signale charakteristisch
sind, wobei die Speicherung bzw. Aufzeichnung in Form von Paaren
von einander zugeordneten Werten und Druckwerten (d.h. Drücken im äußeren Gehörgang bzw.
im Mittelohr) erfolgt. Die Aufzeichnung kann beispielsweise durch
einen Drucker oder auf einem elektronischen Speichermedium erfolgen.
Aus den gespeicherten Messwerten kann die Verformung bzw. Deformation
des Trommelfells in Abhängigkeit von
dem Druck im äußeren Gehörgang und/oder
im Mittelohr und aus dem gefundenen Zusammenhang wiederum die Steifigkeit
bzw. die Elastizität
des Trommelfells ermittelt werden. Nach Beendigung der Messung wird
die Membran von dem Trommelfell entfernt. Die Manipulation des Drucks
kann beispielsweise durch Katheter bewerkstelligt werden, die in den äußeren Gehörgang bzw.
durch die Ohrtrompete in das Mittelohr eingeführt werden.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen näher
erläutert.
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1 zeigt
eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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2 zeigt
einen Querschnitt der in 1 gezeigten Vorrichtung im auf
einem Trommelfell befestigten Zustand.
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3 zeigt
einen Schnitt durch das Mittelohr und einen Teil des angrenzenden äußeren Gehörgangs,
wobei die in den 1 und 2 gezeigte Vorrichtung
auf einem perforierten Trommelfell befestigt ist.
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4a zeigt beispielhaft ein Diagramm, in dem
der zeitliche Verlauf des gemessenen Mittelohrdrucks für ein Ohr
mit gestörter
Funktion der Ohrtrompete aufgetragen ist.
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4b zeigt beispielhaft ein Diagramm, in dem
der zeitliche Verlauf des gemessenen Mittelohrdrucks für ein Ohr
mit normaler Funktion der Ohrtrompete aufgetragen ist.
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Die
in 1 gezeigte Vorrichtung 1 weist eine dünne, flexible
und elastische Membran 2 auf, die eine allgemein runde
Form hat, jedoch räumlich vorgewölbt ist
(siehe 2 und 3). Die Querausdehnung der Membran 2 beträgt ca. 8
mm. Wie in 2 zu erkennen ist, die einen
Querschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zeigt,
deren Membran 2 vollflächig
anschmiegend auf einem unperforierten Trommelfell befestigt ist,
ist auf einer Oberfläche
der Membran 2 ein Dehnungsmessstreifen 3a befestigt,
und auf der gegenüberliegenden
Oberfläche
der Membran 2 ist ein in Richtung der Querausdehnung der
Membran 2 von dem Dehnungsmessstreifen 3a beabstandeter
und zu diesem parallel verlaufender zweiter Dehnungsmessstreifen 3b befestigt.
Diese beiden Dehnungsmessstreifen 3a und 3b können auch
ganz oder teilweise in die Membran 2 eingebettet sein.
Jeder der Dehnungsmessstreifen 3a und 3b ist mit
zwei elektrischen Leitungen 4 verbunden, die einen Durchmesser
von beispielsweise 120 bis 150 μm
haben.
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3 zeigt
einen Schnitt durch ein Mittelohr 5 und einen Teil des
angrenzenden äußeren Gehörgangs 6.
Das Mittelohr 5 und der äußere Gehörgang 6 befinden sich
in dem Schädelknochen 7.
Auf der in 3 rechten Seite wird das Mittelohr 5 durch
das sogenannte ovale Fenster 8 begrenzt, das mit dem als
Steigbügel
bezeichneten Gehörknöchelchen 9 in Verbindung
steht. Der Steigbügel 9 ist
mit einem Ende des als Amboss bezeichneten Gehörknöchelchens 10 verbunden,
dessen anderes Ende wiederum mit dem als Hammer bezeichneten Gehörknöchelchen 11 verbunden
ist. Der Hammer 11 ist schließlich mit dem Trommelfell 12 verbunden.
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In
der 3 weist das Trommelfell 12 eine Perforation 13 auf.
Die Membran 2 der Vorrichtung 1 aus den 1 und 2 ist
in der Weise an den verbliebenen Resten des Trommelfells 12 befestigt, dass
die Perforation 13 luftdicht verschlossen ist. Ferner schmiegt
sich die Membran 2 an die verbliebenen Reste des Trommelfells 12 an.
Dazu ist die Membran 2 in der Weise trichterförmig vorgewölbt ausgebildet,
dass ihre Form der natürlichen
Form eines Trommelfells entspricht. So wird erreicht, dass die Einheit
aus den verbliebenen Resten des Trommelfells 12 und der
Membran 2 in ihrer Form im wesentlichen einem intakten
Trommelfell entspricht. Somit herrschen in dem in 3 gezeigten
Mittelohr 5 im wesentlichen natürliche physiologische Verhältnisse.
Die elektrischen Leitungen 4 verlaufen von der Membran 2 durch
den äußeren Gehörgang 6 nach außen.
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Um
die Verformung der Membran 2 zu verfolgen, wird die Änderung
des elektrischen Widerstandes der Dehnungsmessstreifen 3a und 3b verfolgt. Deren
elektrischer Widerstand ändert
sich bei mechanischen Belastungen, wie etwa bei Dehnung und Stauchung.
Die Änderung
des Widerstandes kann beispielsweise durch Einbindung der Dehnungsmessstreifen 3a und 3b in
eine elektrische Schaltung erfasst werden, die eine Wheatstone'sche Messbrücke oder
eine Halb- oder Viertelbrücke
enthält.
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Aus
dem elektrischen Widerstand der Dehnungsmessstreifen 3a und 3b können Druckänderungen
im Mittelohr 5 bzw. bei geeigneter Eichung der Druck im
Mittelohr 5 bestimmt werden. Die 4a und 4b zeigen typische zeitliche Druckverläufe im Mittelohr 5,
wobei auf der y-Achse der Druck und auf der x-Achse die Zeit aufgetragen ist. In 4a baut sich im Verlauf der Zeit im Mittelohr 5 ein ansteigender
Unterdruck auf. Dies lässt
darauf schließen,
dass die Funktion der Ohrtrompete gestört ist. Dagegen wird der Unterdruck
in 4b in regelmäßigen Abständen schlagartig verringert.
Diese regelmäßig auftretenden,
schlagartigen Verringerungen zeigen, dass sich die Ohrtrompete bei Schluckakten öffnet. Aus 4b ist darüber hinaus zu entnehmen, dass
ein anfangs bestehender, relativ hoher Unterdruck mit der Zeit vollständig abgebaut wird.
Dies zeigt, dass die Funktion der Ohrtrompete funktionell ausreicht,
um einen für
die richtige Mittelohrfunktion erforderlichen Druckausgleich zu
bewirken.