DE2117541A1 - Sonde zur Messung des Druckes in Körpergeweben - Google Patents

Description

• Sonde zur Messung des Druckes in Körpergeweben Für manche medizinisch-technische Fragestellungen ist die Kenntnis des Druckes z,B. innerhalb des Nuskelgewebes ##rünschenswert. Dieser Druck ändert sich mit wechselnder Anspannung des Muskels und man hat deshalb vorgeschlagen, Gliederprothesen durch den intramuskulären Druck zu steuern.
• Das hat gegenüber den bisher angewandten Verfahren der Steuerung von Prothesen durch die vom bewegten Muskel ausgelösten elektrischen Signale gewisse Vorteile. So erfolgt beispielsweise eine sensorische Rückmeldung der jeweiligen Stellung der Prothese über Spannungssensoren des Muskels (Nuskelsinn) Solche Räckmeldung wird, wenn überhaupt, bei motorisch bewegten Prothesen nur in sehr unvollkommener eise vorgenommen.
• Ein Druckfühler, der für medizinische Zwecke brauchbar sein soll, muß möglichst klein sein, damit er die natürlichen Körperfunktionen nicht behindert. Zumindest diejenigen Teile, welche in dauerndem Kontakt mit Körpergewebe stehen, müssen materialmäßig mit diesem verträglich sein. Schließlich soll die Formgebung so erfolgen, daß der eigentliche druckaufnehmende Teil ohne besonders schwierige chirurgische Maßnahmen in das Körpergewebe eingeführt werden kann.
• Es gibt bereits eine Anzahl von Drucksensoren, die den obigen Forderungen nahekommen. Sie beruhen meist auf dem Prinzip des Dehnungsmeßstreifens . Solche Druckstreifen werden in miniaturisierter Form auf einer vom Druck beaufschlagten Membrane angebracht und diese Membrane bildet z0B den Abschluß eines Katheters, der einen Druckmesser von nur wenigen Millimetern hat Druckmeßgeräte dieser Art sind jedoch recht teuer und aus diesem Grund für die Anwendung im Prothesenbau kaum geeignet, Der vorliegenden Erfindung liegt daher im wesentlichen die Aufgabe zugrunde, eine Sonde zur Messung des Druckes innerhalb von Körpergeweben zu schaffen, die sich gegenüber den bekannten Vorrichtungen dieser Art durch kleine Abmessungen und durch einen möglichst geringen Herstellungsaufwand auszeichnet, Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe mit einer Sonde gelöst werden kann, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus zwei miteinander in Verbindung stehenden, zumindest teilweise elastisch begrenzten Hohlkörpern besteht, welche mit einer elektrisch leitfähigen Flüssigkeit gefüllt sind, und von denen ein Hohlkörper ausdehnbar in einen geschlossenen Mantel mit starrer Wandung angeordnet ist, wobei die Enden der Hohlkörper elektrisch leitend mit der Flüssigkeit und mit Stromzuführungen zur Messung des Widerstandsverhältnisses beider Hohlkörper verbunden sind, Bei der erfindungsgemäßen Sonde wurde zu Gunsten eines einfachen Aufbaus und der dadurch bedingten Zuverlässigkeit -auch über lange Zeiten - bewußt auf eine optimale Empfindlichkeit und extreme Genauigkeit verzichtet, Wichtig ist dagegen, daß die erfindungsgemäße Sonde sich leicht aus Materialien herstellen oder umkleiden läßt, die mit Körpergeweben verträglich sind, Nach einer vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung sind die Hohlkörper schlauchförmig ausgebildet Als elektrisch leitfähige Flüssigkeit ist zwar Quecksilber besonders geeignet, doch kann auch eine physiologisch harmlose Substanz, wie Kochsalzlösung, verwendet werden, Werden die beiden oder zumindest der nicht ummantelte Hohlkörper auf der Außenfläche mit einem leitfähigen Überzug beschichtet, kann diese Schicht als Teil der Zuführungsleitungen verwendet werden Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, den Mantel, der einen der beiden Hohlkörper umgibt, mit Kunststoff zu umgeben und in dieses Material sodann die Zuführungsleitungen einzubetten0 Schließlich besteht eine weitere vorteilhafte Ausführungsart der Erfindung noch darin, daß die Hohlkörper einschließlich des Mantels und der Stromzuführungsleitungen in ihren äußeren Abmessungen einer Injektionsnadel angepaßt werden, so daß die gesamte Sonde in die Kanüle einer Injektionsspritze eingefädelt und an geeigneter Stelle injiziert werden kann Nach Zurückziehen der Kanüle verbleibt dann die Sonde im Gewebe, während die Zuleitungen entweder transcutan nach außer oder aber zu einem implantierten Kleinstsender geführt werden können, der die Signalübertragung nach außen übernimmt Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der vorliegenden Darstellung sowie aus den beigefügten Abbildungen von Ausführungsarten der Erfindung hervor Es zeigen in schematischer Vereinfachung Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Sonde nach der Erfindung, und Figur 2 in gleicher Darstellung wie Figur 1 eine weitere Ausführungsart der Erfindung.
• Das eigentliche druckaufnehmende Organ ist bei der Sonde gemäß Figur 1 ein schlauchförmiger Hohlkörper la aus elastischem Material, vorzugsweise aus einem Silikongummi, der mit Körpergewebe besonders gut verträglich ist. Als Durchmesser für dieses Schläuchchen genügt ein Durchmesser von etwa 1 mm.
• Der zweite Hohlkörper ib besitzt den gleichen Aufbau wie der Hohlkörper la, mit dem er durch ein kurzes Metallröhrchen 2 verbunden ist. An den äußeren Enden sind die Hohlkörper la, lb mit metallischen Rohrabschnitten 3a und 3b verschlossen.
• Innerhalb der erfindungsgemäßen Sonde befindet sich eine elektrisch leitfähige Flüssigkeit 4, beispielsweise Quecksilber oder Kochsalzlösflng, die über das Metall des röhrchens 2 bzw. per Rohrabschnitte 3a und 3b elektrisch mit den Stromzuführungen 8a, 8b und 8c in Verbindung steht.
• Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsart der Erfindung wird bei zunächst noch offenen Rohrabschnitten 3a und 3b die Flüssigkeit 4 eingefüllt und dann die Sonde durch Quetschungen an den Stellen 5a und 5b hermetisch verschlossen.
• Einer der beiden Hohlkörper, im vorliegenden Fall der Hohlkörper Ib, ist von einem geschlossenen Mantel 6 aus einem starren Material, z0B. aus dünnwandigem Stahl umgeben.
• Distanzbuchsen 7a und 7b sind vorgesehen, um zwischen dem Hohlkörper lb und dem Mantel 6 einen Mindestabstand einzuhalten, damit sich der Hohlkörper Ib in diesem Mantel 6 ausdehnen kann#.
• Sobald auf den eigentlichen Druckaufnehmer der erfizndungsgemäßen Sonde, nämlich auf den Hohlkörper la, ein allseitiger Druck einwirkt, wird die gleitfähige Flüssigkeit 4 zum Teil in den Hohlkörper Ib verdrängt, der durch den Mantel 6 vor äußerer Druckeinwirkung abgeschirmt ist. Der elektrische Widerstand der Flüssigkeitsäulen in den Hohlkörpern la und lb wird entsprechend der Druckänderung und damit der Flüssigkeitsverdrängung verändert; in dem Hohlkörper la steigt der Widerstand infolge der Querschnittsverringerung, während in dem Hohlkörper lb die Querschnittsvergrößerung zu einer Widerstandsreduzierung führt. Gemessen wird über die Stromzuführungen 8a, 8b und 8c vorzugsweise die Änderung des Widerstandsverhältnisses wozu beispielsweise eine Wheatstone'sche-Brücke geeignet ist, Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsart der erfindungsgemäßen Sonde sind die drei Stromzuführungen 8a, 8b und 8c zur Messung des Widerstandsverhältnisses nach einer Seite herausgeführt, Um dies zu ermöglichen, wurde der druckaufnehmende Hohlkörper la auf seiner Außenfläche mit einem leitfähigen Überzug 10, beispielsweise mit einer dünnen Goldschicht versehen und der Mantel 6 sowie das Metallröhrchen 2 in Kunststoff 12 eingebettete Der linke Rohrabschnitt 3a ist mit Figur 2 über eine kurze Leitung 11 mit dem Überzug 10 verbunden, der einen Teil der Stromzuführung 8a darstellt, Bis zu dem leitfähigen Überzug bzw.
• bis zu dem Röhrchen 2 und zu dem rechten Rohrabschnitt 3b verlaufen die Stromzuführungsleitungen 8a, 8b und 8c durch den Kunststoff hindurch, Wie in Figur 2 dargestellt, kann auch der metallische Mantel 6 über dem Hohlkörper Ib als Teil der Stromzuführung zu dem Rohr 2 verwendet werden, wobei eine kurze Leitung 9 zwischen 6 und 2 vorgesehen werden muß, Den dünnen Goldbelag auf dem druckempfindlichen Hohlkörper la wird man vorzugsweise aufdampfen, wodurch die Elastizität der Hohlkörperwandung nicht wesentlich verringert wird, Als Material zur Einbettung des rechten Teils der Sonde nach Figur 2 ist Silikongummi geeignet, das sich durch eine gute Verträglichkeit mit dem Gewebe auszeichnet0 Zur Messung des intramuskulären Druckes wird die Sonde vorzugsweise so implantiert, daß die Muskelfasern einigermaßen in Richtung des Hohlkörpers la verlaufen und diesen möglichst umschließen0 Die kontrahierenden Fasern werden dann allseitig auf diesen Körper ähnlich einem hydrostatischen Druck einwirken,

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜ CHE Sonde zur Messung des Druckes innerhalb von Körpergeweben, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus zwei miteinander in Verbindung stehenden, zumindest teilweise elastisch begrenzten Hohlkörpern (la, Ib) besteht, die mit einer elektrisch leitfähigen Flüssigkeit (4) gefüllt sind und von denen ein Hohlkörper (lb) ausdehnbar in einem geschlossenen Mantel (6) mit starrer Wandung angeordnet ist, wobei die Enden der Hohlkörper (la, lb) elektrisch leitend mit der Flüssigkeit (4) und mit Stromzuführung (8a, 8b, 8c) zur Messung des Widerstandsverhältnisses beider Hohlkörper (1a, Ib) verbunden sind,
2. 2 Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper (la, lb) schlauchförmig ausgebildet sind.
3. 3 Sonde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrisch leitfähige Flüssigkeit (4) eine physiologisch harmlose Substanz, wie Kochsalzlösung, verwendet ist, 4 Sonde nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der nicht ummantelte Hohlkörper (la) auf seiner Außenfläche mit einem leitfähigen Überzug (10) versehen ist, 5o Sonde nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (6) mit Kunststoff (12) umgeben ist, 6o Sonde nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dådurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper (la, lb) einschließlich des Mantels (6) und der Stromzuführungen (8a, 8b, 8c) in ihren äußeren Abmessungen einer Injektionsnadel angepaßt sind.