DE102011121020B3

DE102011121020B3 - Vorrichtung zur berührungslosen Lokalisierung warmer Bereiche auf einer Fläche

Info

Publication number: DE102011121020B3
Application number: DE102011121020A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-12-13
Filing date: 2011-12-13
Publication date: 2013-01-31
Anticipated expiration: 2031-12-14

Abstract

Bei der Punktion von subkutanen Gefäßen stellt sich das Problem das Gefäß zu lokalisieren beziehungsweise nach erfolgreicher Lokalisation durch Ertasten sich die genaue Position des Gefäßes zu merken. Dabei soll der Punktionsbereich möglichst steril gehalten werden und der Untersucher sollte beide Hände frei haben um Nadel und anderes Besteck zu greifen. Bisherige Geräte bieten all diese Vorteile nicht, oder sind in der Produktion teuer, sowie in der Handhabung umständlich. Durch die neue Vorrichtung zur Darstellung subkutaner Gefäße werden diese Probleme gelöst. Die Vorrichtung vergleicht die Temperaturen von zwei Messbereichen, wobei der eine Messbereich möglichst klein ist und von dem anderen Messbereich kreisförmig umschlossen wird. Die Messung erfolgt durch Infrarot-Temperatursensoren mit unterschiedlichen Öffnungswinkeln. Die Markierung erfolgt über Lichtquellen, die genau den kleineren Messbereich markieren, sollte dessen Temperatur höher sein, als die des größeren Messbereichs. Da die Vorrichtung nur aus wenigen Einzelteilen besteht und keine komplizierte Elektronik benötigt, können die Kosten und die Größe der Vorrichtung gering gehalten werden. Die Vorrichtung lässt sich mit einem Gurt so an der Hand befestigen, dass der Untersucher stets beide Hände frei hat. Die Vorrichtung zur Darstellung subkutaner Gefäße eignet sich zur Anwendung in vielen Bereichen in denen eine Punktion von Gefäßen notwendig ist. Diese sind beispielsweise periphere Venenpunktionen, Legen von zentralen venösen Kathetern oder Punktion der Arteria Femoralis bei Herzkatheteruntersuchungen.

Description

Technisches Gebiet der Erfindung:
Die Erfindung dient der Auffindung eines warmen Hautareals, im speziellen im Bereich subkutaner Gefäße.
Stand der Technik:
Es ist bekannt, dass subkutane Gefäße Wärme abstrahlen und sich die Haut über ihnen in der Temperatur von der umgebenden Haut unterscheidet. Dies wird zur Darstellung mittels Thermographie bereits angewendet. Der Effekt kann dazu verwendet werden um beispielsweise bei Blutabnahmen oder beim Legen von Venenkathetern die Venen berührungslos zu lokalisieren.
Zu diesem Thema wurden bereits verschiedene Veröffentlichungen herausgegeben.
US 4817622 A (Pennypacker, Carl et al.) beschreibt ein Gerät, das Venen detektiert, indem es die unterschiedliche Infrarotlichtabsorption von Gefäß und umgebendem Gewebe analysiert. Dabei wird Infrarotlicht verwendet, das mittels Infrarotleuchtdioden auf die Haut gestrahlt wird. Das zurückstrahlende Licht wird mittels einer Kamera detektiert und so Unterschiede in der Absorption des Lichts dargestellt.
US 5608210 A (Esparza, Joel et al.) beschreibt ein Gerät, das ebenfalls Venen über Unterschiede in der Infrarotlichtabsorption darstellt. Es analysiert die Infrarotstrahlung mittels einer Videokamera, deren Aufnahme dann ein Bild auf einem kleinen Monitor vor dem Auge des Untersuchers erzeugt.
US 6464646 B1 (Shalom, Moshe et al.) beschreibt ein Gerät, das Venen mittels Temperaturdifferenz zwischen der Haut über der Vene und der kälteren Haut in der Umgebung der Vene detektiert. Hierzu werden mittels eines Infrarotsensors Linien auf der Haut in dem Bereich gescannt, wo die Vene liegt. Hierbei werden die Punkte, die vom Sensor gescannt werden, mit Hilfe einer durch einen Motoren angetriebenen Mechanik schrittweise eingestellt. Die Daten werden zunächst in einem RAM Speicher danach als Datei gespeichert. Nun wird das Temperaturprofil durch einen Prozessor ausgewertet. Ein Peak im Temperaturprofil führt dazu, dass der Punkt auf der Haut markiert wird. So wird Linie für Linie die Haut gescannt und an wärmeren Punkten eine Markierung gesetzt.
US 5678555 A (O'Connel, Peter) beschreibt ein Gerät, das Blutgefäße ebenfalls über die Temperaturdifferenz zwischen Haut über dem Gefäß und kälterer Haut an einer anderen Stelle detektiert. Es wird hierzu mit einer Infrarotkamera ein Infrarotbild der Haut gemacht und dieses von einem Prozessor ausgewertet. Der Benutzer bekommt ein Bild auf einem Bildschirm, dargestellt, das die Lokalisation des Gefäßes anzeigt. Alternativ wird die Lokalisation des Gefäßes auf dem Haut des Patienten temporär markiert.
US 3998210 A (Nosari, Elmo R.) beschreibt eine Folie, die auf die Haut gelegt wird und im Bereich von 30°C bis 33°C die Farbe durch enthaltene Flüssigkristalle ändert. Nun können Venen dadurch lokalisiert werden, dass sie die Folie mehr erhitzen und damit als andersfarbiger Bereich dargestellt sind.
WO 2008/143741 A1 (Cohen, Robert F.; Tumey, David M.) beschreibt ein Gerät, das das Blutgefäß über die Temperaturdifferenz zwischen einem Punkt auf der Haut über dem Blutgefäß und einem Punkt in einem anderen Hautbereich. Die Temperaturen werden verglichen und ab einer bestimmten Schwelle der Differenz zwischen den Messsignalen ein Signal in Form eines Lichtsignals, einer Markierung mit Farbe auf der Haut, eines akustischen Signals oder eines haptischen Signals ausgegeben. Es werden verschiedene Geräte beschrieben.
Ein Anspruch gilt für ein Gerät, das zweimal hintereinander die Temperaturen mit einem einzelnen Sensor misst, die dann verglichen werden.
Ein weiterer Anspruch gilt für ein Gerät, das mit zwei Sensoren gleichzeitig die Temperatur zweier Hautpunkte misst, deren Temperatur verglichen wird.
Ein weiterer Anspruch gilt für ein Gerät mit mehreren Temperatursensoren, die so angeordnet sind, dass sie auch den Verlauf von Blutgefäßen aufzeigen.
US 5820263 A (Ciobanu, Sorin G.) beschreibt ein Gerät, das Temperaturdifferenzen zwischen nebeneinanderliegenden Hautarealen misst, um mögliche bösartige Gewebebereiche zu entdecken, die eine höhere Temperatur als das umgebende gesunde Gewebe haben.
Mehrere Temperatursensoren sind dabei kreisförmig um einen in der Mitte liegenden Temperatursensor angeordnet. Die Temperaturdifferenzen zwischen den Temperatursensoren werden gemessen. Über einen Prozessor wird entweder ein optisches oder ein akustisches Signal ausgegeben, wenn die Temperaturdifferenz zwischen zwei Temperatursensoren eine vorher definierte Schwelle überschreitet.
US 2002/0143257 A1 (Newman, Richard W.; Krauter, Allan I.) beschreibt ein Gerät, das Temperaturen auf Bereichen einer Fläche misst und diese auf verschiedene Weisen verarbeitet.
Wärmestrahlung einer Fläche, beispielsweise eines Trommelfells, wird über Linsen auf einer Sensoranordnung gebündelt. Die Messdaten können durch einen Prozessor zum Beispiel so ausgewertet werden, dass der Bereich mit der höchsten Temperatur erkannt wird und damit ein guter Näherungswert für die Körperkerntemperatur ermittelt wird. Dies bietet im Vergleich zu herkömmlichen Ohrthermometern den Vorteil, dass störende Einflüsse, wie die Temperatur des Gehörgangs, die Messwerte verfälschen. Es werden noch weitere Ausführungsbeispiele beschrieben, wie die Anzeige der Messdaten der einzelnen Sensoren in einer Matrix oder die Anzeige der Temperaturen auf der Fläche als farbige Bereiche auf einem Display.
WO 2011/116347 A1 (Drucker, Steven H.) beschreibt verschiedene tragbare Geräte zur Visualisierung von Blutgefäßen. Dabei werden die Blutgefäße ebenfalls über Unterschiede in der Infrarotlichtabsorption detektiert. Die beschriebenen Geräte besitzen ein Display, auf dem die Lokalisation der Gefäße angezeigt wird. Unter anderem werden Geräte beschrieben, die mittels eines Gurtes oder einer Klammer an Hand, Daumen, Finger oder Arm befestigt werden können.
Dies ermöglicht dem Benutzer eine größere Bewegungsfreiheit, sowie die Möglichkeit mit beiden Händen zu greifen.
Problem:
Das zugrundeliegende Problem ist, dass es bisher kein kostengünstiges Gerät zur Lokalisation subkutaner Gefäße gibt, welches handlich ist und sofort bereit zur Anwendung ist, wie es bei der Venenpunktion zum Legen vom Venenkathetern oder bei der Blutabnahme nützlich wäre.
Es sollte berührungslos funktionieren, damit die desinfizierte Haut nicht wieder kontaminiert wird.
Zudem sollte es dem Untersucher ermöglichen beide Hände frei zu haben, um beispielsweise mit einer Hand die Haut zu straffen und mit der anderen die Nadel zu führen.
Lösung:
Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst, durch gleichzeitiges Messen der Temperatur zweier unterschiedlich großer Hautareale, wobei die Temperaturen unmittelbar verglichen werden und sofort das gesuchte Hautareal markiert wird.
Erreichte Vorteile:
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, dass statt einem in der Produktion aufwendigen, teuren und unhandlichen Produkt ein in der Produktion günstiges und sehr handliches Produkt zur Verfügung steht, dass zuverlässig subkutane Gefäße lokalisiert, wobei die Hände des medizinischen Personals frei bleiben, um beispielsweise mit einer Hand die Haut zu straffen und mit der anderen Hand die Nadel in das Gefäß einzuführen. Das Gerät kann in vielen Gebieten Einsatz finden, bei denen es notwendig ist ein Gefäß aufzuspüren und zu markieren.
Beispiele: bei Punktion peripherer Venen, beim Legen von zentralen Venenkathetern, bei Punktion der Arteria Femoralis bei Herzkatheteruntersuchungen
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels:
Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden Abschnitt beschrieben.
Das in dargestellte Gerät dient zur Darstellung subkutaner Gefäße. Es wird über den Arm des Patienten gehalten und gegebenenfalls darüber bewegt. Das Gerät misst mit den Infrarotsensoren ( : 1, 2) die Temperatur zweier Bereiche auf der Haut.
Sensor 2 ( : 2) misst einen möglichst kleinen Hautbereich idealerweise einen Punkt ( : 5).
Sensor 1 ( : 1) misst einen größeren Hautbereich, die Fläche ( : 4) um den Punkt ( : 5).
Wird das Gerät über den Arm bewegt, wird die Temperatur verschiedener Hautareale gemessen.
Liegt nun Punkt 5 über einem Gefäß, ist dieser Punkt auf der Haut im Vergleich zum umgebenden Hautareal wärmer.
Die Temperaturen, die kontinuierlich gemessen werden, werden verglichen. Sobald Sensor 2 eine höhere Temperatur als Sensor 1 misst, bedeutet dies, dass ein Gefäß unter dem Punkt 5 liegt.
Dieser wird nun mit den beiden Lichtquellen ( : 3) beleuchtet und somit für den Betrachter sichtbar gemacht. Die Lichtquellen ( : 3) sind so angeordnet, dass sie in einer bestimmten Entfernung einen einzelnen Lichtpunkt erzeugen, der genau mit dem Messpunkt des Sensors 2 zusammenfällt.
Dadurch wird eine noch höhere Genauigkeit erzielt, als mit nur einer Lichtquelle.
Lichtquellen können beispielsweise LEDs mit kleinem Lichtkegel oder Laserquellen sein.
Der beleuchtete Lichtpunkt ( : 5) zeigt dem Betrachter die genaue Lokalisation des Gefäßes an.
Der Betrachter kann nun beispielsweise bei einer venösen Punktion die Vene genau lokalisieren und punktieren.
Bei der Anwendung des Gerätes kann der Effekt der Temperaturdifferenz noch verstärkt werden, indem beispielsweise mit einem Desinfektionsspray der Messbereich abgekühlt wird. Die Hautbereiche, die über einem Gefäß liegen, erwärmen sich schneller, als die umgebenden Hautbereiche. Dadurch wird die Temperaturdifferenz noch vergrößert und die Detektion sicherer.

Claims

Vorrichtung zur Lokalisierung warmer Bereiche auf einer Fläche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Infrarot-Temperatursensoren, die Temperaturen von zwei unterschiedlich großen Bereichen auf der Fläche berührungslos messen und diese Temperaturen verglichen werden. Der größere Messbereich umschließt dabei den kleineren idealerweise punktförmigen Messbereich kreisförmig.
Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenn der Sensor mit dem kleineren Messbereich eine höhere Temperatur als der Sensor mit dem größeren Messbereich misst, ein Lichtsignal ausgegeben wird. Die Intensität des Lichtsignals ist dabei abhängig von der Temperaturdifferenz.
Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtsignal mit dem Messbereich des Temperatursensors zusammenfällt, der den kleineren Messbereich besitzt.
Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtsignal von zwei Lichtquellen ausgeht, deren Lichtsignale bei einer bestimmten Entfernung der Lichtquellen zum Messpunkt einen einzelnen Lichtpunkt auf den Messbereich des Temperatursensors mit dem kleineren Messbereich projizieren.
Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einem Gurt sowohl am Unterarm als auch an der Hand befestigt werden kann.
Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messbereiche durch Bewegung der Vorrichtung über der Fläche eingestellt werden.