DE19905493A1 - Meßvorrichtung zur reproduzierbaren Bestimmung der Qualität menschlichen Gewebes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung mit der man die Qualität menschlichen Gewebes sowohl in vivo als auch in vitro bestimmen kann. Dazu wird ein Meßzapfen, welcher in ein Handstück integriert ist, mit einer konstanten Federkraft in ein menschliches Gewebe eingedrückt und dann die Eindringtiefe des Zapfens relativ zur Gewebeoberfläche gemessen. Die Eindringtiefe ist abhängig von der Rückstellkraft des zu messenden Gewebes. Aus der gemessenen Eindringtiefe in Abhängigkeit zum Anpreßdruck des Zapfens kann dann ein Rückschluß auf die Qualität des zu messenden Knorpels abgeleitet werden. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß sich in einer kreisförmigen Anordnung um den Meßzapfen herum drei Sensoren befinden, welche den Anpreßdruck des Meßinstrumentes an das Gewebe ermitteln. Berühren alle drei Sensoren die Gewebeoberfläche mit der gleichen Kraft, ist eine senkrechte Krafteinleitung durch den Meßzapfen gewährleistet. Die drei Sensoren bilden mit dem Meßzapfen zusammen eine Einheit und werden als Meßinstrument auf das Gewebe aufgebracht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung mit der man die Qualität menschlichen Gewebes sowohl in vivo als auch in vitro bestimmen kann. Dazu wird ein Meßzapfen, welcher in ein Handstück integriert ist, mit einer konstanten Federkraft in ein menschliches Gewebe eingedrückt und dann die Eindringtiefe des Zapfens relativ zur Gewebeoberfläche gemessen. Die Eindringtiefe ist Abhängig von der Rückstellkraft des zu messenden Gewebes. Aus der gemessenen Eindringtiefe in Abhängigkeit zum Anpreßdruck des Zapfens kann dann ein Rückschluß auf die Qualität des zu messenden Knorpels abgeleitet werden.

Es ist bekannt, daß die Gewebebeschaffenheit mittels einfacher medizinischer Instrumente, wie zum Beispiel Tasthaken, bestimmt wird. Die Bewertung der Gewebequalität nimmt der Anwender durch sein subjektives Gefühl bei der Untersuchung vor. Ein anwenderunabhängiges Meßverfahren besteht in der Form des Messens der Eindringtiefe eines Meßzapfens in das Gewebe. Durch eine angeschlossene Anzeigeeinheit kann so ein der Gewebequalität zugeordneter Zahlenwert ermittelt werden.

Bei dieser Meßanordnung ist es jedoch nicht gewährleistet, daß eine Kraftaufbringung durch das Meßinstrument in jedem Fall senkrecht zur Gewebeebene erfolgt. So wird eine reproduzierbare Messung erschwert, da die auf das Gewebe aufgebrachte Kraft in Einzelkomponenten zerlegt wird. Damit ist ein Kriterium für die Aufbringung, nämlich die gleichmäßige Kraftaufbringung, nicht gewährleistet.

Hier abzuhelfen ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, gemäß der eine Anordnung zu schaffen ist, die es ermöglicht, eine Wegmessung nur dann vorzunehmen, wenn eine senkrechte Krafteinleitung des Meßzapfens zur Gewebeebene gewährleistet wird.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß sich in einer Kreisförmigen Anordnung um den Meßzapfen herum drei Sensoren befinden, welche den Anpreßdruck des Meßinstrumentes an das Gewebe ermitteln. Berühren alle drei Sensoren die Gewebeoberfläche mit der gleichen Kraft, ist eine senkrechte Krafteinleitung durch den Meßzapfen gewährleistet. Die drei Sensoren bilden mit dem Meßzapfen zusammen eine Einheit und werden als Meßinstrument auf das Gewebe aufgebracht.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Sensoren des Meßinstrumentes mechanisch ausgeführt. Eine Messung erfolgt durch das Aufdrücken von drei Meßzapfen auf die Gewebeoberfläche. Dabei sind die Zapfen in einem Winkel von 120° kreisförmig um den Meßzapfen zur Bestimmung der Gewebequalität angeordnet. Darüber befindet sich je eine Blattfeder auf der ein Meßaufnehmer, vorzugsweise ein Dehnmeßstreifen, angebracht ist. Über eine am Meßaufnehmer angeschlossene Elektronik wird die Durchbiegung der Blattfeder und damit die aufgebrachte Kraft an den drei Meßpunkten bestimmt.

Die Auswerteelektronik bestehend aus Meßverstärkern und einem Mikroprozessor erlaubt erst dann eine Messung der Gewebequalität, wenn die durch die Dehnmeßstreifen mit angeschlossener Auswerteelektronik gemessenen Federkräfte, einen gleichen Wert aufweisen. So kann der eigentliche Meßzapfen nur dann zu einer Messung verwendet werden wenn die Kraft senkrecht zur Gewebeoberfläche aufgebracht wird.

Nach weiteren Ausführungsformen kann die gleichmäßige Auflage auf dem Gewebe auch durch weitere Sensorformen bestimmt werden. Zum einen läßt sich über eine Anordnung von Ultraschall Sendern beziehungsweise Empfängern der Abstand zu Gewebe oder Gewebeuntergrund auf Basis einer Echolotmessung bestimmen.

Eine weitere Ausführungsform ist die Abstandsmessung über Lichtreflektion mittels sichtbaren oder unsichtbaren Lichtes. Hier wird auch über eine Zeitmessung der Abstand des Sensors zur Gewebeoberfläche oder zum Gewebeuntergrund gemessen.

In einer weiteren Ausführungsform des Sensors kann auch eine Messung auf elektronischem Wege erfolgen indem man die elektrische Leitfähigkeit zwischen jeweils Elektroden in Abhängigkeit zum Anpressdruck auf das Gewebe bestimmt. Hierbei werden drei mal zwei Elektroden ebenfalls kreisförmig in einem Winkel von 120° um den eigentlichen Meßzapfen angeordnet. Die Auswerteelektronik vergleicht hier die drei Widerstandswerte um eine Aussage über die Auflage des Meßinstrumentes machen zu können.

Die Wahl der Ausführungsform hängt hauptsächlich von der Art des zu messenden Gewebes ab.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung mehr oder minder schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 eine Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung zur Messung der senkrechten Auflage des Meßinstrumentes zur Gewebeoberfläche.

Eine Ausführungsform der Meßvorrichtung ist aus der Fig. 1 ersichtlich.

In dem medizintechnischen Instrument (1) sind kreisförmig die drei Meßsensoren (2) in einem Winkel von je 120° angeordnet und bilden so ein Dreibein.

Über die Dehnmeßstreifen (4) und die Blattfedern (5) wird die Federrückstellkraft der Blattfedern (5) gemessen und ausgewertet.

Erst wenn alle drei Dehnmeßstreifen (4) die gleiche Rückstellkraft der Blattfedern (5) messen, kann der eigentliche Meßzapfen (6) nur eine Kraft aufnehmen die senkrecht zur Gewebeoberfläche (7) auf den Meßzapfen (6) wirkt.

Bezugszeichenliste

1

Medizintechnisches Instrument

2

Meßsensor

3

Gewebeoberfläche

4

Dehnmeßstreifen

5

Blattfeder

6

Meßzapfen

Claims (3)

1. Meßvorrichtung zur reproduzierbaren Bestimmung der Qualität menschlichen Gewebes, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung, bestehend aus einem Dreibrein das senkrechte Aufbringen der Meßvorrichtung ermöglicht

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung um die Meßstelle gegeben ist, die eine gleichzeitige Auflage an drei Berührpunkten erfordert, um eine Messung der Gewebequalität auszulösen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolle der gleichzeitigen Auflagepunkte durch die Messung mit mechanischen, elektrischen, Schall- oder Lichtsensoren ermöglicht wird.