DE102009042768A1

DE102009042768A1 - Verfahren und Vorrichtung zur telemetrischen Bestimmung der Temperatur über der Halsschlagader zur Risikoermittlung bei Gefäßauflagerungen

Info

Publication number: DE102009042768A1
Application number: DE102009042768A
Authority: DE
Inventors: Julian Pablo 64546 Berz; Reinhold Prof. Dr. Med. Berz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2011-07-07

Abstract

Verfahren zur berührungslosen Bestimmung der Temperatur über der Halsschlagader zur Risikoermittlung bei Gefäßauflagerungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur am Hals über der linken und der rechten Halsschlagader sowie in ihrer Umgebung telemetrisch gemessen wird.

Description

Zusammenfassung
Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur nicht-invasiven, berührungslosen Bestimmung der Temperatur über der Halsschlagader zur Risikoermittlung bei Gefäßauflagerungen (z. B. zur Schlaganfallprävention) für die Humanmedizin vorgeschlagen. Hierzu wird die Infrarotabstrahlung in der Halsregion über der Halsschlagader mit Hilfe eines hochauflösenden Multidetektor-Messgeräts erfasst und in Temperaturwerte umgerechnet.
Gefäßwand-Auflagerungen in der Halsschlagader (Karotis-Plaques) stellen eine ernsthafte Gesundheitsbedohung dar, weil sie einerseits den Blutstrom verringern, andererseits durch Abriss oder Ablösen von Plaquematerial häufig zu Verstopfungen von Gehirngefäßen (Embolie) und in der Folge zu Gehirnschlag führen können. Dabei ist diese Gefahr bei unterschiedlichen Plaques (verkalkt oder weich/fibrös) statistisch signifikant verschieden. Verkalkte Plaques neigen deutlich weniger zu Materialabgängen.
Nach bisherigem Stand der Technik müssen die Halsschlagadern aufwändig durch unterschiedliche klinische Verfahren (z. B. Sonographie, auch mit Doppler, Angiographie, auch mit radioaktiven Kontrastmitteln, Kernspintomographie/MRI etc.) untersucht werden.
Die gefährlichen weichen und fibrotischen Plaques verhalten sich entzündlich und erhöhen dadurch in ihrer Umgebung die Temperatur. Durch die Lage dicht unter der Hautoberfläche wird diese Temperaturerhöhung auf der Haut nachweisbar und kann mit dem der Erfindung zugrundeliegenden Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfasst und dokumentiert werden.
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zur nichtinvasiven, berührungslosen Bestimmung der Temperatur über der Halsschlagader zur Risikoermittlung bei Gefäßauflagerungen (z. B. zur Schlaganfallprävention) für die Humanmedizin nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und des Anspruchs 11.
Gefäßwand-Auflagerungen in der Halsschlagader (Karotis-Plaques) sind sehr häufig und stellen eine ernsthafte Gesundheitsbedohung da. Einerseits verringern sie den Blutstrom durch die Einengung des Gefäßes. Andererseits kommt es durch Abriss oder das Ablösen von Plaquematerial häufig zu Verstopfungen von Gehirngefäßen (Embolie) und in der Folge zu Gehirnschlag.
Das auf die Halsschlagadern aufgelagerte Material kann sehr unterschiedlich zusammengesetzt sein. Die typischen „Verkalkungen” oder Kalkplaques lagern den Gefäßwänden ziemlich fest auf und neigen deutlich weniger ausgeprägt zum Loslösen und Wegtransport in der Blutbahn. Hingegen ist diese Gefahr bei den weichen und/oder fibrotischen (faserigen) Plaques deutlich ausgeprägter. Damit stellt das Vorhandensein von weichen Plaques einen erheblichen Risikofaktor für Gehirngefäß-Verstopfungen (Hirnembolie) mit der möglichen Folge eines Schlaganfalls dar.
Um dieses erhöhte Risiko einer Plaqueablösung mit der Folge von Embolie und Gehirnschlag frühzeitig zu erkennen, ist es nach derzeitigem Stand der Technik nötig, die Halsschlagadern aufwändig durch unterschiedliche klinische Verfahren (z. B. Sonographie, auch mit Doppler, Angiographie, auch mit radioaktiven Kontrastmitteln, Kernspintomographie/MRI etc.) zu untersuchen.
Die etablierten Verfahren zeichnen sich durch einen relativ hohen Zeitbedarf, apparativen Aufwand und intensive ärztliche Inanspruchnahme aus.
Einige Untersuchungsverfahren (z. B. Angiographie) sind invasiv und können durch Kontrastmittel oder andere Einflüsse wie ionisierende Strahlen den Organismus schädigen. Einige Verfahren (z. B. Sonographie) arbeiten mit körperlichem Kontakt, und es bestehen hygienische Gefahren, zu deren Abwehr besondere Maßnahmen ergriffen werden müssen. Auch kommen Verbrauchsmaterialen wie schallleitendes Gel etc. zum Einsatz. Andere Methoden (z. B. MRI) können z. B. bei Herzschrittmacherpatienten oder Patienten mit Implantaten nicht angewandt werden. Gerade diese Patienten sind jedoch besonders gefährdet, an Plaques zu erkranken.
Untersuchungen haben ergeben, dass sich die gefährlichen weichen und fibrotischen Plaques entzündlich verhalten. Dadurch erhöhen sie in ihrer Umgebung die Temperatur. Durch die Lage der Halsschlagader dicht unter der Hautoberfläche wird diese Temperaturerhöhung auf der Haut nachweisbar und kann mit dem der Erfindung zugrundeliegenden Verfahren nach Anspruch 1 und der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Anspruch 11 erfasst und dokumentiert werden.
Die Erfindung und ihre Vorteile
Gegenüber den etablierten Untersuchungsmethoden haben das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 11 eine Reihe von Vorteilen. Die Temperatur wird telemetrisch und ohne jeden Kontakt mit dem Patienten aus einem definierten Abstand heraus bestimmt. Dadurch findet keinerlei Beeinträchtigung des Patienten statt, die Akzeptanz ist in jedem Fall uneingeschränkt gegeben. Es bestehen durch die Abstandsmessung keinerlei Hygieneprobleme. Daher gibt es auch keine Verbrauchsmaterialien, die entsorgt oder sterilisiert werden müssen. Die Übertragung infektiöser Krankheiten kann sicher ausgeschlossen werden, was bei der verbreiteten Problematik des bakteriellen Hospitalismus (Auftreten von immer mehr resistenten und hoch pathogenen Krankenhauskeimen) ein immenser Vorteil der Erfindung ist.
Ein zweiter großer Vorteil der Erfindung ist die Geschwindigkeit der Messung. Die Messvorrichtung nach Anspruch 11 kann innerhalb von Sekunden aus der Infrarotabstrahlung die Temperatur bestimmen. Somit kann in kürzester Zeit die Messung durchgeführt und der Messwert gespeichert werden.
Der dritte Vorteil liegt in der Zuverlässigkeit der Messung und der Reproduzierbarkeit der Messwerte, unabhängig von der messenden Person. Dies wird erreicht durch die Einhaltung eines definierten Messwinkels und eines definierten Messareals.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sieht eine mobile, handgehaltene oder eine stationäre, auf einem Stativ montierte Multidetektor-Messeinheit für abgestrahlte infrarote Energie mit geeigneter flächiger Auflösung (Messareal je Einzeldetektor < 1 mm²) und hoher Exaktheit vor.
Die messende Person richtet die erfindungsgemäße Messvorrichtung so aus, dass der Halsansatz des Patienten an der unteren Bildkante und der Unterkiefer an der oberen Bildkante noch erkennbar ist. Damit ist gewährleistet, dass der gesamte Verlauf der Halsschlagader, etwa im Winkel von 90° (+/– 25°) exakt messtechnisch erfasst wird.
Zur Erhöhung der Aussagekraft kann ein Reiz, z. B. ein lokaler Kältereiz am Hals, gesetzt werden. Die Reaktion des Wärmeverhaltens auf diesen Reiz kann zusätzliche diagnostische Informationen bringen.
Die Aufnahmen gelangen entweder, bei direkt angeschlossenem Computer, direkt in den PC, oder sie werden, bei eigenständig arbeitender Messvorrichtung, nach erfolgter Messung über ein Speichermedium in den PC eingelesen.
Alternativ dazu kann, bei einer entsprechend ausgestatteten Messvorrichtung, auf dem Display dieser Vorrichtung die flächenbezogene Auswertung, ähnlich wie im Computer, durchgeführt werden.
Bei der flächenbezogenen Auswertung wird die Infrarotabstrahlung über dem Ursprung der Halsschlagader mit der Infrarotabstrahlung über der Stelle der Aufgabelung in die innere und die äußere Halsschlagader verglichen. Bei gesunden Personen und bei Personen mit verkalkten Plaques ist der Gradient i. d. R. negativ, d. h. über der Gabelungsstelle ist die Infrarotabstrahlung niedriger als über dem Ursprung.
Anders ist es beim Vorliegen von weichen und/oder fibrotischen Plaques. Durch den Entzündungsprozess in diesen Plaquetypen findet sich i. d. R. ein positiver Gradient, weil über der Gabelungsstelle die Infrarotabstrahlung höher ist als über dem Ursprung der Halsschlagader.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglichen damit eine orientierende, berührungslose und relativ schnelle Untersuchung mit dem Ziel, potentiell gefährliche, häufig zu Embolie und Hirnschlag führende weiche und/oder fibrotische Plaques von harten, verkalkten Plaques zu unterscheiden, die deutlich weniger zu den genannten Komplikationen führen.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Ansprüchen zu entnehmen.

Claims

Verfahren zur berührungslosen Bestimmung der Temperatur über der Halsschlagader zur Risikoermittlung bei Gefäßauflagerungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur am Hals über der linken und der rechten Halsschlagader sowie in ihrer Umgebung telemetrisch gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Messergebnisse in der Messvorrichtung selbst auf einem Display angezeigt werden können.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet dass die Messergebnisse auf einem Display durch Definition bestimmter Areale bezüglich ihrer Temperaturwerte (z. B. Durchschnittstemperatur, Mittelwert) miteinander in Relation gesetzt werden können.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet dass aufgrund der arealbezogenen Werte ein Gradient ausgerechnet und grafisch dargestellt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reiz (z. B. Kältereiz) ausgeübt und das Verhalten der Infrarotabstrahlung vor und nach der Reizsetzung getrennt registriert und in Beziehung zueinander gesetzt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messungen in der Messvorrichtung als zweidimensionale Temperaturwert-Tabelle gespeichert wird (Speicherkarte oder Festspeicher) und der Inhalt dieses Speichers an einem Computer übertragen werden kann.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messungen der Messvorrichtung direkt durch eine Verbindung zum Computer in Echtzeit an diesen übergeben werden können.
Verfahren nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte im Computer derart aufbereitet werden, dass sich flächenhafte Berechnungen zur durchschnittlichen Temperatur und/oder Maximaltemperaturen in bestimmten, zu definierenden Arealen durchführen lassen.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Messwerten der definierten Areale ein Gradient zwischen dem herznahen Ursprung der Halsschlagader und der herzferneren Gabelungsstelle in die innere und äußere Halsschlagader berechnet werden kann.
Verfahren nach Anspruch 4 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund des errechneten Gradienten eine Risikoanalyse des untersuchten Patienten erfolgen kann.
Vorrichtung zur Bestimmung der Körpertemperatur aus der Infrarotabstrahlung über unterschiedlichen Bereichen der beiden Halsschlagadern zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe einer zweidimensional hochauflösenden Messvorrichtung für Infrarot-Abstrahlungswerte unterschiedliche Bereiche der beiden Halsschlagadern gemessen und in Relation zueinander gesetzt werden.
Vorrichtung zur Bestimmung der Körpertemperatur aus der Infrarotabstrahlung über unterschiedlichen Bereichen der beiden Halsschlagadern zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Messvorrichtung nach Anspruch 11 gemessenen Temperaturwerte einem mit der Messvorrichtung nach Anspruch 9 verbundenen oder in die Messvorrichtung integrierten Miniaturrechner übergeben werden, dass in diesem Rechner die Infrarot-Abstrahlungswerte unterschiedlicher Bereiche der beiden Halsschlagadern gemessen und in Relation zueinander gesetzt und angezeigt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Computer vorgesehen ist, in welchen die Messwerte der Messvorrichtung eingegeben werden können.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucker vorgesehen ist, durch welchen die Ergebnisse der Messung auf Papier ausgegeben werden können.