DE19900526A1 - Bloodless function test of implanted shunt system in patient with hydrocephalus - Google Patents

Bloodless function test of implanted shunt system in patient with hydrocephalus

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Abstract

The device has at least one electromechanical transducer element and piezoelectric film sensors, to record elastic movements of shunt system. The transducer creates defines pressure waves, transferred via the patient's skin to the shunt tube. Reactions of the shunt system are analyzed using signal analysis algorithms to determine possible functional disturbances.

Description

Zur Behandlung von Patienten mit Hydrocephalus werden Shuntsysteme implantiert, die eine Drainge des Hirnwassers bei Überschreiten bestimmter Druckgrenzen im Hirnwasser bewirken und dadurch die Folgen eines Hydrocephalus verhindern können. Das Shuntsystem besteht in der Regel aus einem Ventrikelkatheter, einem Ventil und einem ableitenden Schenkel, der in den allermeisten Fällen in den Bauchraum (ventrikulo­ peritonealer Shunt) oder den rechten Herzvorhof (Ventrikuloatrialer Shunt) abgeleitet wird. Der Ventrikelka­ theter wird durch ein Bohrloch im Schädelknochen durch das Hirngewebe in einen Seitenventrikel implan­ tiert, das restliche System befindet sich subkutan. Das Ventil arbeitet in der Regel druckgesteuert und ist in verschiedenen Druckstufen kommerziell erhältlich.Shunt systems are implanted to treat patients with hydrocephalus Brain water when certain pressure limits are exceeded in the brain water and thereby the consequences prevent hydrocephalus. The shunt system usually consists of a ventricular catheter, a valve and a diverting leg, which in most cases goes into the abdomen (ventriculo peritoneal shunt) or the right atrium (ventriculoatrial shunt). The ventricle through a hole in the skull bone through the brain tissue into a lateral ventricle The rest of the system is subcutaneous. The valve is usually pressure controlled and is in various pressure levels commercially available.

Sehr häufig müssen die Shuntsysteme bei Säuglingen und sehr jungen Patienten implantiert werden. Aus diesem Grunde ist eine jahrzehntelange wartungsfreie Funktion erforderlich.The shunt systems very often have to be implanted in infants and very young patients. Out For this reason, decades of maintenance-free operation is required.

In der Praxis kommt es immer wieder zu Komplikationen durch einen teilweisen oder kompletten Verschluß der Systeme, aufgrund dessen der Patient erneut operiert und die defekte Shuntkomponente erneuert werden muß.In practice there are always complications from a partial or complete closure the systems on the basis of which the patient is operated on again and the defective shunt component is renewed got to.

Zur Lokalisation des Fehlers ist bisher ein invasives Verfahren üblich, bei dem versucht wird, den Fehler durch Punktion des Shuntsystems und nachfolgende Druckmessung oder Ablaufmessung festzustellen. Hierbei besteht ein sehr hohes Infektionsrisiko für den Patienten, da die Einnistung nur eines Bakteriums bereits das Gesamtsystem infiziert und somit potentiell lebensgefährlich werden kann. Außerdem kann es zu Hirnwas­ serlecks infolge der Punktion kommen.To date, an invasive method has been used to localize the error, in which an attempt is made to identify the error by puncturing the shunt system and subsequent pressure measurement or flow measurement. Here there is a very high risk of infection for the patient, since the implantation of only one bacterium already does that Entire system infected and can thus potentially be life-threatening. It can also cause brainwaves serlecks come as a result of the puncture.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit dem hier vorgeschlagenen Sensorsystem eine sichere und nichtinvasive Funktions-Diagnose zu erstellen, bei der es zu keinerlei Verletzungen und Gefährdungen des Patienten oder zu Schädigungen des Shuntsystems kommt.The invention is based, with the sensor system proposed here, a safe and the task to create non-invasive function diagnostics, in which there are no injuries or hazards to the Patient or damage to the shunt system.

Das Shuntsystem besteht prinzipiell aus zwei flexiblen Schlauchabschnitten, die durch einen Pumpenteil mit meist zwei Rückschlagventilen verbunden sind. Mindestens eines der Ventile wird durch eine geringe Feder­ kraft auf ein Schließen des Systems ausgelegt, welches sich ab einem definierten Überdruck auf der Hirnseite öffnet. Das Shuntsystem ist im normalen Betrieb komplett mit Hirnwasser gefüllt und leitet ohne Zutun des Patienten einen entstehenden Überdruck im Hirnwasser unmerklich in den Bauchraum oder ins Blut ab.The shunt system basically consists of two flexible hose sections that are connected by a pump part usually two check valves are connected. At least one of the valves is by a small spring designed to close the system, which starts at a defined excess pressure on the brain side opens. In normal operation, the shunt system is completely filled with brain water and conducts without doing anything Patients pass unnoticed excess pressure in the brain water into the abdomen or into the blood.

Das hier beschriebene Verfahren basiert auf einer Reaktionsanalyse des flexiblen Shuntsystems welches durch eine elektromechanische Vorrichtung mit einer definierten Druckwelle angeregt wird und deren Reaktionen mit Hilfe von mindestens einem Sensor an einer anderen Position des Shunts im Kopfbereich des Patienten abgegriffen werden.The method described here is based on a reaction analysis of the flexible shunt system which by an electromechanical device is excited with a defined pressure wave and its reactions with the help of at least one sensor at another position of the shunt in the patient's head area be tapped.

Da das Shuntsystem im Kopfbereich unter der Haut (subkutan) implantiert wird, kann die Störwelle durch einen Druckpuls auf der Haut über dem Shuntschlauch erzeugt und mit Hilfe empfindlicher Sensoren an ande­ ren Positionen auch wieder gemessen werden.Since the shunt system is implanted in the head area under the skin (subcutaneously), the interference wave can be caused by generates a pressure pulse on the skin over the shunt tube and with the help of sensitive sensors to others positions can be measured again.

Mit Hilfe moderner Datenanalyseverfahren kann aus den Druckreaktionen des Shunts seine ungestörte Funkti­ on überwacht, bzw. können Störungen durch teilweisen oder kompletten Verschluß einzelner Komponenten erkannt und ihre Position kann identifiziert werden.With the help of modern data analysis methods, the undisturbed function of the pressure reactions of the shunt on monitors or can malfunctions due to partial or complete closure of individual components recognized and their position can be identified.

Damit steht ein schmerzfreies und ungefährliches Verfahren zur Fehlererkennung an Shuntsystemen zur Verfügung, welches sich insbesondere bei sehr jungen Patienten als vorteilhaft erweist und unnötige und ge­ fährliche Operationen vermeidbar macht.This provides a painless and harmless procedure for fault detection in shunt systems Available, which proves to be particularly advantageous in very young patients and unnecessary and ge makes dangerous operations avoidable.

Claims (14)

1. Vorrichtung und Verfahren zur unblutigen Funktionsüberprüfung von implantierten Shuntsystemen bei Hydrocephalus Patienten, dadurch gekennzeichnet das, neben mindestens einem Sensorelement zur Auf­ zeichnung der elastischen Bewegungen des Shuntsystems mindestens ein Wandlerelement zur Erzeugung von definierten Druckwellen im Shuntsystem existiert, welches mit Hilfe von Signalanalysealgorithmen die Reaktionen des Shuntsystemes bewertet und daraus mögliche Funktionsstörungen ableiten kann.1. Device and method for the bloodless function check of implanted shunt systems in hydrocephalus patients, characterized in that, in addition to at least one sensor element for recording the elastic movements of the shunt system, at least one transducer element for generating defined pressure waves in the shunt system exists, which uses reactions using signal analysis algorithms of the shunt system and can derive possible malfunctions from it. 2. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet das die Druckwelle im Shuntsy­ stem durch einen elektromechanischen Wandler zu einem definierten Zeitpunkt als kurzer Puls erzeugt und durch die Haut in den Shuntschlauch übertragen wird.2. Device and method according to claim 1, characterized in that the pressure wave in the shunt stem generated by an electromechanical transducer at a defined point in time as a short pulse and is transmitted through the skin into the shunt tube. 3. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet das die Druckwelle im Shuntsy­ stem durch einen elektromechanischen Wandler als kontinuierliche Welle mit einer festen Frequenz er­ zeugt und durch die Haut in den Shuntschlauch übertragen wird.3. Device and method according to claim 1, characterized in that the pressure wave in the shuntsy stem by an electromechanical transducer as a continuous wave with a fixed frequency testifies and is transmitted through the skin into the shunt tube. 4. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet das die Druckwelle im Shuntsy­ stem durch einen elektromechanischen Wandler als periodische Welle in einem Frequenzband erzeugt und durch die Haut in den Shuntschlauch übertragen wird.4. The device and method according to claim 1, characterized in that the pressure wave in shuntsy stem generated by an electromechanical transducer as a periodic wave in a frequency band and is transmitted through the skin into the shunt tube. 5. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet das die Druckwelle im Shuntsy­ stem durch einen elektromechanischen Wandler in Form eines Rauschens erzeugt und durch die Haut in den Shuntschlauch übertragen wird.5. The device and method according to claim 1, characterized in that the pressure wave in shuntsy stem generated by an electromechanical transducer in the form of a noise and in through the skin the shunt tube is transferred. 6. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet das die Druckwelle im Shuntsy­ stem durch einen elektromechanischen Wandler in Form einer beliebig programmierbaren Wellenform erzeugt und durch die Haut in den Shuntschlauch übertragen wird.6. The device and method according to claim 1, characterized in that the pressure wave in the shunt stem by an electromechanical transducer in the form of a programmable waveform generated and transmitted through the skin into the shunt tube. 7. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet das die Druckwelle im Shuntsystem mittels mindestens einem piezoelektrischen Folien- Sensor durch die Haut vom Shunt­ schlauch abgegriffen wird.7. The device and method according to claim 1 to 6, characterized in that the pressure wave in Shunt system using at least one piezoelectric film sensor through the skin of the shunt hose is tapped. 8. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet das die Druckwelle im Shuntsystem mittels mindestens einem Sensorelement beliebigen Funktionsprinzips durch die Haut vom Shuntschlauch abgegriffen wird.8. The device and method according to claim 1 to 6, characterized in that the pressure wave in Shunt system by means of at least one sensor element of any functional principle through the skin of the Shunt hose is tapped. 9. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet das eine Signalanalyse zwi­ schen dem eingebrachten Druckgebersignal und mindestens einem Sensorsignal vorgenommen wird.9. The device and method according to claim 1 to 8, characterized in that a signal analysis between the pressure sensor signal introduced and at least one sensor signal is carried out. 10. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet das eine Signalanalyse zwi­ schen mindestens zwei Sensorsignalen vorgenommen wird.10. The device and method according to claim 1 to 8, characterized in that a signal analysis between at least two sensor signals is carried out. 11. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet das eine Signalanalyse vorgenommen wird, die aus den Laufzeit-, Gruppenlaufzeit-, Phasen-, oder Amplitudenveränderungen der Signale, oder aus deren Kombination, eine Bewertung für die Funktionstüchtigkeit des Shuntsystems vornimmt.11. The device and method according to claim 1 to 10, characterized in that a signal analysis is made from the runtime, group runtime, phase, or amplitude changes of the signals, or from their combination, an assessment of the functionality of the shunt system makes. 12. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet das die druckgebenden Wandlerelemente sowie die Sensor- und Signalelektronik, oder Teile davon, in das Shuntsystem integriert und mit diesem implantiert werden.12. The device and method according to claim 1 to 11, characterized in that the pressure Transducer elements as well as the sensor and signal electronics, or parts thereof, integrated into the shunt system and be implanted with it. 13. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet das Aktuatorsysteme zur automatischen oder halbautomatischen Behebung von Verschlüssen des Shuntsystems integriert werden.13. The apparatus and method according to claim 1 to 12, characterized in that the actuator systems automatic or semi-automatic removal of closures of the shunt system. 14. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet das eine Anpassung auf beliebige elastische Schlauch- oder Rohr- Systeme im medizinischen, tiermedizinischen oder technischen Anwendungsbereich vorgenommen wird.14. The device and method according to claim 1 to 13, characterized in that an adjustment any elastic hose or pipe systems in medical, veterinary or technical Scope is made.
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