DE10201904B4 - Method and device for vestibular examination of the inner ear - Google Patents
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Abstract
Anordnung zur Vestibularisprüfung des Innenohrs durch thermische Stimulation eines Gleichgewichtsorgans im Gehörgang-mit – einer im Wellenlängenbereich von 400 nm bis 3000 nm emittierenden Strahlungsquelle (2), in einem portablen Gehäuse (1), deren Strahlung mit einer Strahlungsübertragungseinrichtung (3) zu einem optischen Fenster geleitet wird, – einer geregelten Stromversorgungsbaugruppe (7), – einer Infrarotstrahlungs-Temperaturmesseinrichtung (4), – einer mikroprozessorgesteuerten Steuerungs- und Auswerteeinheit, und – einer weiteren Strahlungsübertragungseinrichtung (3.3) aus einem IR-transmissiblen Material zur berührungslosen Aufnahme von Körperstrahlung (10), – wobei der Strahleintritt der weiteren Strahlungsübertragungseinrichtung (3.3) sich am optischen Fenster befindet, – wobei die weitere Strahlungsübertragungseinrichtung (3.3) die Körperstrahlung (10) über ein optisches Kantenfilter (4.1) einem IR-Sensor (4) zuführt, – wobei der IR-Sensor (4) eine der Strahlungstemperatur proportionale Ausgangsspannung liefert, die mittels einer mikroprozessorgesteuerten Nachweiselektronik (5) ausgewertet wird.Arrangement for vestibular examination of the inner ear by thermal stimulation of an organ of equilibrium in the auditory canal with a radiation source (2) emitting in the wavelength range from 400 nm to 3000 nm, in a portable housing (1), the radiation of which with a radiation transmission device (3) to form an optical window - a regulated power supply module (7), - an infrared radiation temperature measuring device (4), - a microprocessor-controlled control and evaluation unit, and - a further radiation transmission device (3.3) made of an IR-transmissible material for non-contact recording of body radiation (10) - wherein the beam entrance of the further radiation transmission device (3.3) is located at the optical window, - wherein the further radiation transmission device (3.3) the body radiation (10) via an optical edge filter (4.1) an IR sensor (4), - wherein the IR Sensor (4) provides a radiation temperature proportional output voltage, which is evaluated by means of a microprocessor-controlled detection electronics (5).
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Vestibularisprüfung des Innenohrs durch thermische Stimulation des Gehörganges.The invention relates to an arrangement for Vestibularisprüfung the inner ear by thermal stimulation of the ear canal.
Die Erfindung dient zur Vestibularisprüfung, zur selektiven thermischen Reizung des Gleichgewichtsorgans, zur Nystagmusprüfung sowie zur Krankheitsfrüherkennung.The invention is for Vestibularisprüfung, selective thermal irritation of the organ of equilibrium, for nystagmus testing and for early disease detection.
Das Gleichgewichtsorgan ist im Schädel in einem Knochen, dem so genannten Felsenbein in der Nähe des äußeren Ohres gelegen. Es ist paarig vorhanden und zusammen mit der Hörschnecke Bestandteil des so genannten Labyrinthes. Es besteht aus den Bogengängen und den Otolithenorganen. Die Bogengänge registrieren Drehbeschleunigungen, die Otolithenorgane (Utriculus und Sacculus), die senkrecht zueinander angeordnet sind, Linearbeschleunigungen. Im Gleichgewichtsorgan befinden sich Zellen in einer Flüssigkeit des Innenohres, der Endolymphe. Erregungen der gleichgewichtsempfindlichen Zellen werden im achten Hirnnerven, dem Gleichgewichtsnerven (Nervus vestibularis) zum Hirnstamm fortgeleitet. Von dort bestehen unter anderem Verbindungen zu den Augenmuskeln. 1860 entdeckten Brown-Sequard et. al., dass eine Spülung des äußeren Gehörganges mit kaltem Wasser Schwindel, eine Fallneigung zur gespülten Seite und schnelle Augenbewegungen (so genannter Nystagmus) hervorrufen. 1906 erklärte Bárány den physikalischen Mechanismus dieses Phänomens: Eine Spülung des Gehörganges mit Wasser, dessen Temperatur von der Körpertemperatur abweicht, führt zu einer fortgeleiteten Temperaturänderung in das Felsenbein und dem darin gelegenen Gleichgewichtsorgan. Das spezifische Gewicht der sich in den Bogengängen befindenden Endolymphe ändert sich. Steht ein Bogengang senkrecht, soll die in ihm abgekühlte Flüssigkeit absinken, die erwärmte aufsteigen. Besteht eine Temperaturdifferenz in den Schenkeln des Bogenganges, soll eine Flüssigkeitsrotation zustande kommen, die der adäquate Reiz für das Gleichgewichtsorgan ist. Für diese Theorie wurde Bárány 1914 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet. Die Theorie kann jedoch nicht alle Besonderheiten der thermischen Reaktion erklären und wurde in der Vergangenheit mehrfach kritisiert.The balance organ is located in the skull in a bone, the so-called petrous bone near the outer ear. It is paired and together with the cochlea part of the so-called labyrinth. It consists of the semicircular canals and the otolith organs. The semicircular canals record angular accelerations, while the otolith organs (utricle and saccule), which are perpendicular to each other, register linear accelerations. In the organ of balance there are cells in a fluid of the inner ear, the endolymph. Excitations of cells sensitive to balance are transmitted to the brain stem in the eighth cranial nerve, the vestibular nerve (vestibular nerve). From there, among other things, connections to the eye muscles. In 1860 Brown-Sequard et. al., that a flushing of the external ear canal with cold water cause dizziness, a tendency to fall to the rinsed side and rapid eye movements (so-called nystagmus). In 1906 Bárány explained the physical mechanism of this phenomenon: flushing the ear canal with water, the temperature of which deviates from body temperature, leads to a progressive temperature change in the temporal bone and the organ of equilibrium therein. The specific gravity of the endolymph in the semicircular canals changes. If a semicircular canal is vertical, the liquid cooled down in it should sink, and the heated one rise. If there is a temperature difference in the thighs of the semicircular canal, a fluid rotation is supposed to be the adequate stimulus for the organ of equilibrium. For this theory Bárány 1914 was awarded the Nobel Prize. However, the theory can not explain all the peculiarities of the thermal reaction and has been repeatedly criticized in the past.
Die Spülung des äußeren Gehörganges mit einer bestimmten Wassermenge pro Zeiteinheit mit einer Temperatur von 44 °Celsius und 30 °Celsius wird bis heute in der klinischen Praxis als häufigste und exakteste Methode zur qualitativen und quantitativen Einschätzung der Funktion der Gleichgewichtsorgane benutzt. Dabei kommt es zu schnellen Augenbewegungen, die als Nystagmus bezeichnet werden. Eine Reizung mit 30 °Celsius führt zu einem Nystagmus zur gleichen Seite, eine Reizung mit 44 °Celsius zu einem Nystagmus zur anderen Seite. Die Augenbewegungen werden in der klinischen Gleichgewichtsdiagnostik (Vestibularisdiagnostik) mittels einer Frenzelbrille beobachtet und gezählt oder elektronystagmografisch durch Elektroden aufgezeichnet und ausgewertet. Die gegenwärtig modernste Methode der Auswertung von Augenbewegungen stellt die so genannte Videonystagmografie dar, bei der eine brillenartige Messeinrichtung mit Videokamera Augenbewegungen erfasst, die über einen Rechner ausgewertet werden. Das Zustandekommen von Nystagmus und die Anzahl der Augenbewegungen in einer bestimmten Zeit sind der Gradmesser für die Funktion der Gleichgewichtsorgane. Dabei werden normale Funktion, Über-, Unterfunktion und ein Funktionsverlust unterschieden.The flushing of the external auditory canal with a certain amount of water per unit of time at a temperature of 44 ° Celsius and 30 ° Celsius is still used today in clinical practice as the most common and exact method for the qualitative and quantitative assessment of the function of the organs of balance. This leads to rapid eye movements, which are referred to as nystagmus. An irritation at 30 ° Celsius leads to a nystagmus on the same side, an irritation at 44 ° C to a nystagmus to the other side. The ocular movements are observed and counted in the clinical equilibrium diagnostics (Vestibularisdiagnostik) by means of a Frenzelbrille or recorded and evaluated electronically by electrodes. The currently most modern method of evaluating eye movements is the so-called video nystagmography, in which a glasses-like measuring device with video camera detects eye movements, which are evaluated by a computer. The occurrence of nystagmus and the number of eye movements in a given time are the measure of the function of the organs of balance. Normal function, over-, under-function and a loss of function are differentiated.
Es steht heute fest, dass die thermische Stimulation des Gehörganges mit Wasser nur am lateralen Bogengang zu einer Reizung des Gleichgewichtsorganes führt. Geringfügig sollen die Otolithenorgane mitgereizt werden. Die anderen Bogengänge werden bei dieser Methode nicht oder vernachlässigbar gering stimuliert. Fälschlicherweise wird so die Funktion des lateralen Bogenganges auf das gesamte Gleichgewichtsorgan extrapoliert. Eine Methode, um die anderen Bogengänge isoliert zu reizen, ist derzeit in der klinischen Praxis nicht verfügbar. Obwohl die thermische Reizung der Otolithenorgane beschrieben wird, ist sie jedoch isoliert derzeit ebenfalls nicht möglich. Die Otolithenorgane reagieren in erster Linie auf Linearbeschleunigungen und werden durch Einrichtungen wie Schlitten oder Hubstühle gereizt.It is now clear that the thermal stimulation of the ear canal with water only leads to irritation of the organ of equilibrium at the lateral semicircular canal. Slightly the otolith organs should be stimulated. The other semicircular canals are not or negligible stimulated with this method. By mistake, the function of the lateral semicircular canal is extrapolated to the entire organ of equilibrium. One method of isolating the other semicircular canals is currently not available in clinical practice. Although the thermal irritation of the otolith organs is described, it is currently also not possible in isolation. The otolith organs respond primarily to linear accelerations and are irritated by devices such as sledges or lifting chairs.
Auch Luft als Reizmedium wird in der ambulanten und klinischen Praxis zur thermischen Stimulation der Gleichgewichtsorgane benutzt. Der Nachteil ist, dass es bei einer Reizung mit 44 °Celsius bei gleichzeitig bestehendem Trommelfelldefekt und feuchtem Mittelohr (Paukenhöhle) aufgrund von Verdunstungskälte zu einer Abkühlung des lateralen Bogenganges und damit zu einer paradoxen Nystagmusreaktion (Nystagmus zur gleichen Seite, also der gleichen Reaktion wie bei der Reizung mit 30 °Celsius) kommen kann. Zudem ist die Wärmekapazität von Luft zu gering. Die Reizstärke einer Wasserspülung kann mit Luft weder bei 44 noch bei 30 °Celsius erreicht werden. Auch geringe Veränderungen im Gehörgang, wie Cerumen (so genanntes Ohrenschmalz), haben einen störenden Einfluss.Also air as an irritant medium is used in the ambulant and clinical practice for the thermal stimulation of the balance organs. The disadvantage is that it is in an irritation with 44 ° C with simultaneous existing eardrum defect and damp middle ear (tympanic cavity) due to evaporative cooling to a cooling of the lateral semicircular canal and thus a paradoxical nystagmus reaction (nystagmus to the same side, so the same reaction as in the irritation with 30 ° Celsius) can come. In addition, the heat capacity of air is too low. The stimulus intensity of a water rinse can be achieved with air at either 44 or 30 ° Celsius. Even minor changes in the auditory canal, such as cerumen (so-called earwax), have a disturbing effect.
Daneben können beide Gleichgewichtsorgane mit einem Drehstuhl untersucht werden. Hierbei werden Augenbewegungen in oben erwähnter Art und Weise beobachtet, registriert und ausgewertet. Eine Drehstuhluntersuchung ist jedoch unspezifisch, da beide Gleichgewichtsorgane und zwar nur die horizontalen Bogengänge gereizt werden: Durch Körperdrehungen wird in beiden Bogengängen eine Endolymphströmung verursacht, nach Änderung der Drehrichtung oder Stop des Drehstuhles werden die Sinneszellen gereizt, und es kommt zu einem Nystagmus. Eine selektive Aussage über die Funktion eines Gleichgewichtsorganes ist nicht möglich. Ein Vorteil dieser Methode ist, dass sie bei Kindern, die eine Wasserspülung der Ohren nicht tolerieren, angewendet werden kann. Nachteilig ist der hohe Kosten- sowie der Zeitaufwand. Daher ist diese Methode für die ambulante Praxis nicht geeignet. Aber auch die technischen Einrichtungen für eine kalorische Reizung mit kaltem und warmem Wasser stellen eine kostenintensive Investition dar, die nicht in jeder ambulanten Praxis eingesetzt werden können.In addition, both equilibrium organs can be examined with a swivel chair. Here, eye movements are observed, registered and evaluated in the manner mentioned above. However, a swivel chair examination is unspecific, as both organs of balance and only the horizontal semicircular canals are stimulated: By body rotation in both semicircular arches caused a Endolymphströmung, after change of Turning or stopping the swivel chair, the sensory cells are irritated, and it comes to a nystagmus. A selective statement about the function of an organ of equilibrium is not possible. An advantage of this method is that it can be used in children who can not tolerate water flushing of their ears. The disadvantage is the high cost and the time required. Therefore, this method is not suitable for outpatient practice. But also the technical equipment for a caloric irritation with cold and warm water represent a cost-intensive investment, which can not be used in every outpatient practice.
Weitere Nachteile der Wasserspülung sind folgende:
- – die Methode kann nicht bei Patienten mit Trommelfelldefekten angewendet werden, da unsteriles Wasser zu einer Infektion im Mittelohr führt,
- – die Wasserspülung ist sehr unangenehm, teilweise schmerzhaft, es kann zu vagalen Reflexen durch Irritation des äußeren Gehörganges kommen,
- – es besteht die Gefahr der Trommelfellperforation mit schlechter Heilungstendenz,
- – es entsteht bei der Spülung ein nicht unerheblicher Geräuschpegel,
- – Cerumen kann das Ergebnis der Methode verfälschen,
- – das Gebundensein an eine Wasserquelle ist ungünstig,
- – es kann nur der laterale Bogengang gereizt werden.
- - the method can not be used in patients with tympanic membrane defects, as unsterile water leads to an infection in the middle ear,
- - the water rinse is very unpleasant, sometimes painful, it can lead to vague reflexes due to irritation of the external auditory canal,
- - there is a risk of eardrum perforation with poor healing tendency,
- - There is a considerable noise level during flushing,
- Cerumen can falsify the result of the method,
- - Being tied to a water source is unfavorable,
- - only the lateral semicircular canal can be irritated.
Die thermische Reizung des Gleichgewichtsorgans im Ohr erfolgt durch einen Wärmeeintrag über Strahlung, Wärmeleitung und Wärmekonvektion. Bei der kalorischen Reizung wird diese Energie durch Wärmeleitung aus der Flüssigkeit in die entsprechenden Gewebeteile (Knochen, Bindegewebe, Endolymph-Flüssigkeit) abgegeben. Zudem kann auch die Konvektion über die Luftsäule im Mittelohr beteiligt sein. Die Wärmeleitungsprozesse erfolgen über Phononen mit ihren relativ langsamen Relaxationszeiten. Dagegen kann direkt in das Gewebe eingebrachte energiereiche Strahlung besonders im infraroten Bereich eine wesentlich schnellere Aufheizung des Gewebes bewirken. Die Wirkung solcher Wärmestrahlung beruht auf den Prozessen der Reflexion, Streuung und Absorption von Phononen, die sich innerhalb definierter, wellenlängenabhängiger Eindringtiefen im Gewebe ausbreiten und die in den Absorptionszentren im Gewebe in Wärme umgewandelt werden. Dieser Prozess findet wesentlich rascher als die Wärmeleitung statt, welche anschließend noch für eine weitere Verteilung der Wärmeenergie im Gewebe verantwortlich ist. Wesentlichstes Absorbermaterial im Humangewebe ist Wasser mit einem Anteil bis zu 80%. Gewebewasser weist ein Absorptionsmaximum seiner Grundschwingung bei 2,7 μm mit einem Absorptionskoeffizienten a = 10.000 cm–1 auf; Nebenmaxima existieren bei 1,9 μm und 1,5 μm. Aber auch im Long-IR-Bereich von 7 bis 12 μm liegt a noch bei ca. 1000 cm–1. Daraus wird deutlich, dass herkömmliche Wolfram-Halogen-Glühlampen mit einem Quarzglaskolben als Strahlungsquellen im VIS-NIR-Bereich (300 nm bis 2,7 μm) zur Gewebeerwärmung eingesetzt werden können.The thermal irritation of the organ of equilibrium in the ear occurs through a heat input via radiation, heat conduction and heat convection. In the case of caloric irritation, this energy is released by conduction of heat from the fluid into the corresponding tissue parts (bone, connective tissue, endolymph fluid). In addition, convection via the air column in the middle ear may also be involved. The heat conduction processes occur via phonons with their relatively slow relaxation times. By contrast, high-energy radiation introduced directly into the tissue, especially in the infrared range, can bring about a much faster heating of the tissue. The effect of such heat radiation is based on the processes of reflection, scattering and absorption of phonons, which propagate within defined, wavelength-dependent penetration depths in the tissue and which are converted into heat in the absorption centers in the tissue. This process takes place much faster than the heat conduction, which is then responsible for a further distribution of heat energy in the tissue. The most important absorber material in human tissue is water with a share of up to 80%. Tissue water has an absorption maximum of its fundamental at 2.7 microns with an absorption coefficient a = 10,000 cm-1; Secondary maxima exist at 1.9 μm and 1.5 μm. But even in the long IR range from 7 to 12 μm a is still around 1000 cm-1. It is clear that conventional tungsten halogen incandescent lamps with a quartz glass bulb can be used as radiation sources in the VIS-NIR range (300 nm to 2.7 μm) for tissue heating.
Strahlungsoptische Verfahren zum Wärmeeintrag ins Innenohr und zur vestibulären Reizung sind bisher nicht bekannt geworden, obwohl auf solche Art nicht nur eine schnelle, berührungs- und verzögerungslose sondern auch technisch einfache Lösung für die HNO-Diagnostik verwirklicht werden kann. Weitere Vorteile der Infrarotreizung sind, dass diese Methode im Vergleich zur Wasserspülung steril ist, dass sie sich auch bei Trommelfelldefekten anwenden lässt, kein Lärm entsteht, eine vorherige subtile Gehörgangssäuberung nicht notwendig ist, kein Schmerz sowie keine vagalen Reaktionen erzeugt werden, eine schnellere Diagnostik durch Mobilität und einfache Transportabilität des Gerätes möglich ist (ohne das Gebundensein an Wasser und weitere technische Einrichtungen), dass keine paradoxe Nystagmusreaktion wie bei der Warmluftreizung entsteht und eine einfache Anwendung bei Kinder möglich ist. Die Methode stellt damit eine Alternative zur Warmwasserspülung dar und ist der gegenwärtig in der ambulanten HNO-Praxis verwendeten kalorischen Luftreizung in der Aussage als Screeningmethode quantitativ gleichwertig, wegen der erwähnten Vorteile qualitativ aber weit überlegen.Radiation-optical methods for heat input into the inner ear and vestibular irritation have not yet become known, although in such a way not only a fast, non-contact and delay-free but also technically simple solution for ENT diagnostics can be realized. Other advantages of infrared stimulation are that this method is sterile compared to flushing water, that it can also be applied to tympanic membrane defects, that no noise is generated, previous subtle auditory canal scavenging is unnecessary, no pain, no vagal response, faster diagnostics Mobility and easy transportability of the device is possible (without being tied to water and other technical equipment) that no paradoxical nystagmus reaction as in the hot air irritation arises and a simple application in children is possible. The method thus represents an alternative to hot water flushing and is quantitatively equivalent to the caloric air irritation currently used in outpatient ENT practice as a screening method, but is qualitatively superior in terms of the advantages mentioned.
Herkömmliche Untersuchungsgeräte wie Otoskope zur visuellen Beobachtung des äußeren Gehörgangs mit dem Trommelfell werden in letzter Zeit mit interner Lichtquelle, anspruchsvollen Video-Optiken, zugehörigen Kameras und Aufnahmegeräten ergänzt (z. B. SONY ”Video Otoscope with High Resolution Camera with 1/2'' CCD” und externer 150 W-Halogenbeleuchtungsquelle). Dies ist besonders für die Dokumentation von Diagnosen und Therapien wichtig. Darüber hinaus wurden in jüngster Zeit preiswerte Infrarot-Ohr-Thermometer zur Fiebertemperaturmessung eingeführt, die sowohl in der HNO-Praxis als auch in privaten Haushalten eine breite Anwendung finden können. Infrarot-Thermovisionskameras wurden bereits zum thermografischen Nachweis der Wärmewirkung bei kalorischen Vestibularisprüfungen an Felsenbein-Präparaten eingesetzt: Sie ergaben, dass bei den Wärmeübertragungsmechanismen bei einer kalorischen Reizung des Innenohres der Wärmestrahlung mindestens in der Initialphase der Reizung eine große Bedeutung zukommt [Pau, H. W., et. al.: Thermografischer Nachweis der Wärmestrahlung bei der kalorischen Vestibularisprüfung. Laryngo-Rhino-Otol. 78, 217–221, 1999]. Der Einfluss von Wärmestrahlung bei der Wärmeübertragung wird auch durch ein einfaches optisches Experiment an Ohr-Präparaten deutlich: Bringt man die Strahlung einer Glühlampe in den äußeren Gehörgang ein, so leuchten nicht nur das Trommelfell sondern auch die mediale Paukenwand (Knochenchip!) sofort auf.Conventional examination devices such as otoscopes for visual observation of the external ear canal with the eardrum have recently been supplemented with an internal light source, sophisticated video optics, associated cameras and recording devices (eg SONY "Video Otoscope with High Resolution Camera with 1/2"). CCD "and external 150 W halogen illumination source). This is especially important for the documentation of diagnoses and therapies. In addition, inexpensive infrared ear thermometers for fever temperature measurement have recently been introduced, which can be widely used in ENT practice as well as in private households. Infrared thermo-vision cameras have already been used to thermographically detect the thermal effect of caloric vestibular examinations on petrous bone specimens. They show that in heat transfer mechanisms, thermal irritation is of great importance at least in the initial phase of irritation of the inner ear (Pau, HW, et , al .: Thermographic detection of heat radiation during the caloric vestibular examination. Laryngo-Rhino-Otol. 78, 217-221, 1999]. The influence of thermal radiation during heat transfer is also due to a simple optical Experiment on ear preparations clearly: If one introduces the radiation of an incandescent lamp into the external auditory canal, not only the eardrum, but also the medial tympanic wall (bone chip!) Light up immediately.
Der wissenschaftlich-technische Stand der vestibulären Infrarot-Untersuchungstechnik wird durch Publikationen charakterisiert, die sich mit der Diagnostik von vestibulären Erkrankungen mittels Infrarot-Videokameras (in der Regel in Kombination mit Nystagmografie) beschäftigen. Dabei werden die Augenbewegungen der Patienten nach der vestibulären Reizung über spezielle Brillenkonstruktionen mit einer Infrarot-Kamera aufgenommen. Ein Zusammenhang mit einer Infrarot-Strahlungsheizung des Gleichgewichtsorgans ist daher nicht gegeben. Für die klinische thermische Stimulierung des Gleichgewichtsorgans wird in der Regel die kalorische Reizung mittels Wasser, aber auch mittels Luft eingesetzt. Eine Verwendung von Strahlungswärme zur thermischen Reizung des Gleichgewichtsorgans ist in der zur Verfügung stehenden Literatur nicht nachweisbar.The scientific and technical state of the vestibular infrared examination technique is characterized by publications that deal with the diagnosis of vestibular diseases using infrared video cameras (usually in combination with nystagmography). The eye movements of the patients after the vestibular irritation are recorded via special spectacles with an infrared camera. A connection with an infrared radiant heating of the equilibrium organ is therefore not given. For the clinical thermal stimulation of the organ of equilibrium, the caloric irritation by means of water, but also by means of air, is usually used. A use of radiant heat for thermal irritation of the organ of balance is not detectable in the available literature.
Der patentrechtliche Stand für wärmestrahlungsgestützte Infrarot-Geräte zur Gleichgewichtsdiagnostik wird vor allem durch die folgenden US-amerikanischen und. deutschen Patente zur Infrarot-Thermometrie charakterisiert:
Die hier beschriebenen IR-Thermometer sind nur auf den Nachweis körpereigener Strahlung im Bereich von 10 μm ausgelegt. Interne Strahlungsquellen sind nicht erforderlich. Im
Weiterhin werden Otoskope, Testeinrichtungen für den Vestibularapparat sowie zur Vertigo-Erkennung beschrieben, die jedoch keinen Bezug zu einer wärmestrahlungsbezogenen Reizung des Gleichgewichtsorgans aufweisen:
Im
Ferner ist aus
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die mit einfachen Mitteln eine sichere und schnelle Diagnose sowie Therapie ermöglicht, die nebenwirkungsarm und mit guter Patientenakzeptanz erfolgt und unempfindlich gegenüber Veränderungen im Gehörgang ist.The invention has for its object to provide an arrangement of the type mentioned above, which allows simple means a safe and rapid diagnosis and therapy, which takes place side by side and with good patient acceptance and is insensitive to changes in the ear canal.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer Vorrichtung, welche die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale enthält, gelöst.According to the invention the object is achieved with a device which contains the features specified in
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben Advantageous embodiments are specified in the subclaims
Der erfindungsgemäße Wärmestrahlungsapplikator wird für die Vestibularisprüfung und Krankheitsfrüherkennung in der HNO-Heilkunde eingesetzt. Die zur kalorischen Reizung des Vestibularis-Organs erforderliche Temperaturerhöhung wird durch sichtbare und nah-infrarote Strahlung (VIS-NIR-Bestrahlung) erzeugt. Diese wärmestrahlungsinduzierte kalorische Reizung hat gegenüber der gebräuchlichen Reizung mit Wasser- oder Luftspülung neben der einfachen technischen Lösung weitere wesentliche Vorteile hinsichtlich Nebenwirkungsfreiheit, Patientenakzeptanz und Zeitbedarf.The thermal radiation applicator according to the invention is used for vestibular examination and early disease detection in ENT medicine. The temperature increase required for the caloric irritation of the vestibular organ is produced by visible and near-infrared radiation (VIS-NIR radiation). This heat radiation-induced caloric irritation has, in addition to the simple technical solution, other significant advantages with regard to freedom from side effects, patient acceptance and time requirement compared to the usual irritation with water or air rinsing.
Der erfindungsgemäße Applikator ermöglicht vorteilhaft die gleichzeitige oder abwechselnde Emission von VIS-NIR-Strahlung und die Messung der remittierten Wärmestrahlung der exponierten Gewebeabschnitte. Aus der remittierten Wärmestrahlung werden die Oberflächentemperatur des Gewebes bestimmt und die Bestrahlungsdosis gesteuert.The applicator according to the invention advantageously enables the simultaneous or alternating emission of VIS-NIR radiation and the measurement of the remitted heat radiation of the exposed tissue sections. From the remitted heat radiation, the surface temperature of the tissue is determined and the irradiation dose is controlled.
Der erfindungsgemäße Wärmestrahlungsapplikator wird bei der Anwendung in der Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde an einer vorgegebenen Stelle, z. B. an den äußeren Gehörgang gehalten und eine entsprechende Strahlungsdosis aus sichtbarer und nah-infraroter Strahlung in den Gehörgang des Innenohrs eingebracht. Durch diese Wärmestrahlung wird ursächlich durch Absorptionsprozesse im Knochen- und Weichteilgewebe sowie in der Endolymphe entsprechend der Eindringtiefe der optischen Strahlung eine Temperaturerhöhung um einige Grad bewirkt, die zu einer Beeinflussung des Gleichgewichtorgans und zur Auslösung einer Nystagmusreaktion an den Augen des Patienten führt. Aus dieser Nystagmusreaktion lassen sich wesentliche diagnostische und therapeutische Schlussfolgerungen ziehen.The heat radiation applicator according to the invention is used in the application in the ENT at a predetermined location, for. B. held on the outer ear canal and introduced a corresponding radiation dose of visible and near-infrared radiation in the ear canal of the inner ear. Due to this heat radiation, a temperature increase of several degrees is caused by absorption processes in the bony and soft tissue as well as in the endolymph in accordance with the penetration depth of the optical radiation, which leads to an influence of the equilibrium organ and to the triggering of a nystagmus reaction on the eyes of the patient. From this nystagmus reaction can be drawn important diagnostic and therapeutic conclusions.
Der Wärmestrahlungsapplikator kann für diagnostische und therapeutische Zwecke nicht nur bei Erwachsenen sondern auch Kinder und Säuglingen sowie bei Patienten, deren Vigilanz gestört ist, genutzt wird.The thermal radiation applicator can be used for diagnostic and therapeutic purposes not only in adults but also children and infants as well as patients whose vigilance is disturbed.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment.
In der zugehörigen Zeichnung zeigen:In the accompanying drawing show:
Der Wärmestrahlungsapplikator besteht aus einem portablen Gehäuse
Am Rande des Quarz-Lichtleiterbündels oder mittig (nicht in
Durch den Strahlungsenergieeintrag der Halogenlampe in das Gewebe kommt es zu einer Temperaturerhöhung von einigen Grad, die somit parallel registriert wird. Durch einen intermittierenden Betrieb der Strahlungsquelle
Im Gehäuse
- – ein oder mehrere Quarz-Lichtleiterbündel aus Multi-Mode-Stufen-Index-Fasern,
- – ein weiterer Lichtleiter oder ein weiteres Lichtleiterbündel aus einem IR-transmissiblen Material,
- – ein Halbleiterblockfilter;
- – ein Temperaturstrahlungsdetektor, vorzugsweise eine Thermopile-Anordnung,
- – ein optisches System mit Umlenkprismen und/oder -spiegeln sowie wenigstens einem VIS/NIR-teildurchlässigen dielektrischen Spiegel,
- – eine Warmlichtquelle,
- – ein oder mehrere NIR-Laser-Lichtquellen.
- One or more quartz optical fiber bundles of multi-mode step index fibers,
- A further light guide or a further light guide bundle made of an IR-transmissible material,
- A semiconductor block filter;
- A temperature radiation detector, preferably a thermopile arrangement,
- An optical system with deflecting prisms and / or mirrors and at least one VIS / NIR semi-permeable dielectric mirror,
- A warm light source,
- - One or more NIR laser light sources.
Eine zweckmäßige Ausführung sieht vor, dass als IR-transmissibles Material As-Te-Glas, als Halbleiterblockfilter ein InSb-Filter mit einer Kante von 7,3 μm und als optisches System ein teildurchlässiger dielektrischer Spiegel aus In-Sn-Oxid verwendet wird.An expedient embodiment provides that As-Te-glass is used as IR-transmissibles material, as semiconductor filter a InSb filter with an edge of 7.3 microns and the optical system is a partially transmitting dielectric mirror made of In-Sn-oxide.
Die Anwendung der Anordnung kann erfolgen
- – für die Bilderfassung mittels Videokamera mit Zoom-Optik oder Bildleiter-System,
- – für die berührungslose Abstandserfassung mittels NIR-Remissionssensor,
- – mit konventionellem Otoskop oder Laser-Otoskop
- – mit herkömmlichen technischen Einrichtungen zur Nystagmus-Erfassung wie Frenzel-Brille, Videonystagmografie, EMG-Elektroden, Dehnungsmessstreifen sowie
- – mit einem berührenden/nichtberührenden VIS/NIR-Remissionsspektrometer zur Messung der Hb-Oxigenierung der Cochlea, des Wassergehalts oder der mikrovasculären Durchblutung.
- - for image acquisition by means of video camera with zoom optics or image guide system,
- - for non-contact distance detection using NIR reflectance sensor,
- - with conventional otoscope or laser otoscope
- - with conventional nystagmus detection equipment such as Frenzel goggles, video nystagmography, EMG electrodes, strain gauges and
- - with a non-contacting VIS / NIR remission spectrometer for measurement of Hb oxygenation of the cochlea, water content or microvascular perfusion.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Gehäusecasing
- 22
- Strahlungsquelleradiation source
- 33
- StrahlungsübertragungseinrichtungRadiation transfer device
- 44
- Infrarotstrahlungs- und TemperaturmesseinrichtungInfrared radiation and temperature measuring device
- 55
- Steuerungs- und AuswerteeinheitControl and evaluation unit
- 66
- LCD-AnzeigeLCD display
- 77
- StromversorgungsbaugruppePower supply module
- 88th
- Interfaceinterface
- 99
- ausgesendete Strahlungemitted radiation
- 1010
- Körperstrahlungbody radiation
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- 2002-01-19 DE DE10201904A patent/DE10201904B4/en not_active Expired - Lifetime
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Representative=s name: PATENTANWAELTE LIEDTKE & PARTNER, DE Effective date: 20130111 |
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