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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und deren Verwendung zur Aufnahme von Messwerten am Körper eines Patienten.
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In der Praxis werden zwei- oder dreidimensionale Abbilder des Körpers eines Patienten mittels Röntgen, Computertomografie, Magnetresonanztomografie oder Ultraschalluntersuchungen anatomischer Strukturen zur Beurteilung struktureller Schäden erzeugt, um in der Zusammenschau mit Anamnese sowie klinischen Untersuchungsergebnissen Diagnosen zu stellen und Therapien zu planen.
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Diesen Untersuchungsmethoden ist gemeinsam, dass sie für den Patienten strahlenexponierend bzw. langwierig und kostenintensiv sind. So gefundene strukturelle von der Norm abweichende Befunde lassen nur Vermutungen über deren funktionelle Bedeutung für den Patienten zu. Ultraschalluntersuchungen können zwar strukturelle Schäden sichtbar machen, funktionelle Störungen jedoch sind nicht untersuchbar. Ebenso ist keine gemeinsame Verwendung mit anderen bildgebenden Verfahren möglich.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Aufnahme von Messwerten am Körper eines Patienten, sowie die Aufbereitung und Auswertung der Messwerte zu vereinfachen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 und einer Verwendung nach Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargelegt.
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Die Vorrichtung zur Aufnahme von Messwerten am Körper eines Patienten misst die Geräusche bzw. Schwingungsfrequenzen, welche im Körperinneren des Patienten hervorgerufen werden. Gemessen werden absolute Frequenzereignisse, das Verhältnis von Frequenzhöhen zueinander, sowie die Laufzeit der Frequenzereignisse zu den verschiedenen Meßpunkten.
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Die Vorrichtung zur Aufnahme von Messwerten, insbesondere Körpergeräuschen, am Körper eines Patienten weist einen Messkopf aus einer Vielzahl von rasterförmig angeordneten Mikrofonen auf, der mittels einer Messkopfbefestigung auf einer Kontaktfläche der Körperoberfläche des zu untersuchenden Körperteils des Patienten befestigbar ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine risikofreie, nichtinvasive, schmerzlose und strahlenexpositionsfreie Untersuchung, die sich durch hohe Verfügbarkeit und schnelle Durchführbarkeit auszeichnet. Es werden erstmalig funktionelle Störungen direkt in objektive, reproduzierbare Messdaten umgesetzt, welche einen Abgleich nach therapeutischen Maßnahmen ermöglichen. Die Anschaffungs- und Betriebskosten sind im Vergleich zu anderen bildgebenden Verfahren, wie Röntgen, der Computertomografie (CT) oder Magnetresonanztomografie (MRT), deutlich geringer. Außerdem entfallen aufwendige Strahlenschutzmaßnahmen und -belehrungen.
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Die Messkopfbefestigung ist im Bereich der Kontaktfläche derart ausgeführt, dass ein flächiges Aufbringen des Messkopfs, z. B. auf dem Rücken des Patienten, bei Gewährleistung eines gleichmäßigen Kontaktes möglich ist. Die Untersuchung eines Kniegelenkes ist durch die Flexibilität und Biegsamkeit der Messkopfbefestigung ebenfalls möglich. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Messkopfbefestigung derart ausgebildet, dass ein Umschließen des zu untersuchenden Körperteils möglich ist.
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Die gemessenen Signale werden direkt in einer mit dem Messkopf verbundenen Datenverarbeitungseinrichtung verarbeitet. Die Rohsignale der Mikrofone werden gefiltert, um Rauschen und Hintergrundgeräusche aus dem so aufgenommenen Datensatz herauszufiltern. Die Signale werden zwischengespeichert und zur weiteren Verarbeitung weitergeleitet. Alternativ zu einer Ausführungsform, bei der eine Datenleitung zur Verbindung von Messkopf und Datenverarbeitungseinrichtung vorgesehen ist, kann die Datenübertragung alternativ auch kabellos z. B. mittels „Bluetooth” erfolgen. Frequenzmessungen, Laufzeitmessungen und Signalstärkemessungen der einzelnen, von den Mikrofonen ausgehenden Signale erlauben hierbei eine präzise Lokalisierung der Geräuschquelle und damit den Aufschluß über den gesundheitlichen Zustand des untersuchten Körperteils. Die Darstellung der verarbeiteten Signale ist mittels eines, mit der Datenverarbeitungseinrichtung verbundenen Monitors als Graustufen- oder Falschfarbenbild oder auch durch optische/akustische Warnsignale durchführbar.
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Die Kontaktfläche liegt im Bereich von 1 bis 35 cm2. Der Abstand zweier benachbarter Mikrofone des Messkopfes liegt im Bereich von 1 bis 15 mm, je nach zu untersuchendem Organ bzw. Körperteil. Die im Messkopf angeordneten Mikrofone nehmen Schwingungsfrequenzen im Bereich von 1 bis 30.000 Hz auf. An der der Körperoberfläche zugewandten Seite der Mikrofone sind am Mikrofonkopf kleine Membranen bzw. Gelpads befestigt, die als viskoelastische Vorlaufstrecke für einen direkten Körperkontakt der Mikrofone und eine rauscharme Messung sorgen.
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Erfindungsgemäß erfolgt die Verwendung von in einem Messkopf rasterförmig angeordneten Mikrofonen zur Aufnahme von Messwerten an der Körperoberfläche eines Patienten.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform der Vorrichtung zur Aufnahme von Messwerten am Körper eines Patienten näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Schnittdarstellung der Vorrichtung an einem zu untersuchenden Körperteil,
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2 eine schematische Schnittdarstellung des Messkopfes mit den Mikrofonen und
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3 eine schematische Draufsicht auf ein zu untersuchendes Körperteil mit den rasterförmig angeordneten Mikrofonen der Vorrichtung.
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Die 1 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Aufnahme von Messwerten am Körper eines Patienten durch Körpergeräuschmessung. Ein Messkopf 4 umfasst eine Kontaktfläche 3 und eine Messkopfbefestigung 9. Der Messkopf 4 ist mittels einer Datenleitung 6 mit einer Datenverarbeitungseinrichtung 7 und einem Monitor 8 verbunden. Alternativ ist auch die drahtlose Datenübertragung z. B. mittels „Bluetooth” möglich. Über dem zu untersuchenden Körperteil 1 befindet sich die Kontaktfläche 3 der Körperoberfläche 2 in direktem Kontakt mit dem Messkopf 4. Dieser wird am Körperteil 1, durch die hier nur schematisch dargestellte Messkopfbefestigung 9 fixiert. Diese ist in einer nicht dargestellten Ausführungsform als elastisches Band mit einem Schnellverschluß ausgeführt. Die hier nicht dargestellten Mikrofone 5 sind ausreichend flexibel in der der Körperoberfläche 2 zugewandten Seite des Messkopfes 4 angeordnet, so dass eine über die gesamte Kontaktfläche 3 gleichmässige Berührung der Mikrofone 5 mit der Körperoberfläche 2 gewährleistet ist. Dazu ist im der Kontaktfläche 3 zugewandten Teil des Messkopfes 4 eine nicht gezeigte Membran, ausgeführt als textiler Oberflächenadapter, vorhanden, die zur Fixierung der Mikrofone 5 und zur rauscharmen Signalaufnahme dient und eine Anpassung der Kontaktfläche 3 an das zu untersuchende Körperteil 1 sicherstellt. Die ausgelesenen Signale werden mittels der Datenleitung 6 der Datenverarbeitungseinrichtung 7 und dem Monitor 8 zugeführt. Der Datenaustausch zwischen Messkopf 4 und Datenverarbeitungseinrichtung 7 kann auch mittels kabelloser Datenübertragung, wie „Bluetooth”, erfolgen.
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Die 2 zeigt schematisch die Anordnung der Mikrofone 5 im Inneren des Messkopfes 4. Die in kleinen Röhren 12 befestigten Mikrofone 5 sind rasterförmig in einem textilen Oberflächenadapter 11 angeordnet. Dieser fixiert die Mikrofone 5 und gewährleistet gleichzeitig einen gleichmäßigen Kontakt zur Körperoberfläche 2. Im vorderen, der Körperoberfläche 2 zugewandten Bereich der Mikrofone 5 befindet sich eine viskoelastische Vorlaufstrecke 10 in Form eines kleinen Gelpads. Somit ist für jedes einzelne Mikrofon 5 der direkte und gegen Störgeräusche abgeschirmte Kontakt zur Körperoberfläche 2 sichergestellt. Die Höhe der viskoelastischen Vorlaufstrecke 10 liegt im Bereich von 1 bis 4,5 mm.
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Die 3 zeigt schematisch die Anordnung des Rasters der Mikrofone 5 des Messkopfes 4, welches rechteckige Felder bildet. Die abgedeckte Kontaktfläche 3 (siehe 2) liegt im Bereich von 1 bis 35 cm2, wobei der Abstand zweier benachbarter Mikrofone 5 zwischen 1 und 15 mm beträgt. Die örtliche Auflösung der Lokalisierung der Geräuschquelle hängt von der Anordnung der Mikrofone 5 ab, so dass je nach zu untersuchendem Körperteil 1 die Abstände zwischen benachbarten Mikrofonen 5 entsprechend angepasst sind. Die aufgezeichneten Schwingungsfrequenzen liegen im Bereich von 1 bis 30.000 Hz.
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Zur Darstellung von Bewegungsabläufen werden bekannte und gebräuchliche Winkelmesssensoren am Körperteil 1 befestigt (Sinfomed). In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Winkelmesssensoren mittels eines Klettverschlusses direkt an der Messkopfbefestigung 9 befestigt. Es können damit beispielsweise bei einer therapeutischen Therapiekontrolle funktionelle Störungen eines Gelenkes bei gleichzeitiger Protokollierung des Bewegungsvorganges dokumentiert werden. Mit der Vorrichtung können so Datensätze erhoben werden, die mit bildgebender diagnostischer Darstellung (z. B. Röntgenaufnahmen) in Beziehung gebracht werden können und folglich dem Arzt eine optimale Diagnostik und Therapieplanung ermöglichen.
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Mögliche Anwendungsfälle schliessen die Darstellung von Gelenkblockierungen, Untersuchungen der Wirbelsäule oder des Kniegelenks ein. Hierbei ist es nötig, dass der Patient die entsprechenden Körperteile bewegt. Zusammen mit einer Röntgenaufnahme als bildgebendem Verfahren lassen sich so exakte Diagnosen stellen. Weitere Anwendungsbeispiele sind die Untersuchungen von Darmverschlüssen, Prothesenlockerungen, Frakturen, Arthrosen sowie die Darstellung von Herzgeräuschen und Blutfluß. Prinzipiell lassen sich jedoch alle Körpergeräusche messen.
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Die gängigen Untersuchungen vor der Behandlung einer Gelenkverletzung sehen vor, dass der Arzt den Patienten nach den Beschwerden fragt, nach dem Unfallmechanismus und nach eventuellen Vorschädigungen (Anamnese). Es folgt eine körperliche Untersuchung, die sich hauptsächlich auf den verletzten Körperbereich bezieht. Aus den Informationen kann der Arzt bereits einen Verdacht auf bestimmte Schäden äußern.
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Die sofortige Darstellung von funktionellen oder strukturellen Besonderheiten in aufbereiteter Form mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung erleichtert für Patient und Arzt die Besprechung und Planung des therapeutischen Vorgehens. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufnahme von Messwerten am Körper eines Patienten ermöglicht zudem eine kontinuierliche Verlaufskontrolle und die Erfassung von Tagesverläufen (Monitoring), sowie die Zusammenschau mehrerer bildgebender Verfahren „just in time”.
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In manchen Fällen ist es vorteilhaft, die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch gebräuchliche Verfahren der Diagnostik zu ergänzen und zu vervollständigen. So können bildgebende Verfahren wie Röntgen, Ultraschall, Magnetresonanztomografie (MRT) oder Computertomographie (CT) vorgenommen werden. Im Fall einer Gelenkverletzung kann eine Gelenkspiegelung (Arthroskopie) in Verbindung mit knorpelerhaltenden oder auch – ersetzenden Maßnahmen angezeigt sein. Auch Facettengelenksdenervation (Spondylodese), Versteifungen von Bewegungssegmenten der Wirbelsäule oder manualtherapeutische Maßnahmen kommen in Betracht. Bei akutem Darmverschluss oder Gefäßverstopfung (Thrombose) ist jedoch eine Operation erforderlich. In Abhängigkeit von den Symptomen und Schäden können weitere Untersuchungsmethoden angebracht sein.
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Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass eine objektive und reproduzierbare apparative Funktionsprüfung auch als Verlaufsprotokoll nach therapeutischen Maßnahmen bisher nicht etabliert ist.
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Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung lassen sich schnell Erkenntnisse über die Schädigung des Gelenkes sammeln. Es sind keine Referenzmessungen oder Vorabuntersuchungen von Körperstrukturen oder Funktionsstörungen nötig.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Körperteil
- 2
- Körperoberfläche
- 3
- Kontaktfläche
- 4
- Messkopf
- 5
- Mikrofon
- 6
- Datenleitung
- 7
- Datenverarbeitungseinrichtung
- 8
- Monitor
- 9
- Messkopfbefestigung
- 10
- Viskoelastische Vorlaufstrecke
- 11
- Textiler Oberflächenadapter
- 12
- Röhre
- 13
- Knorpel
