DE4410691A1 - Gerät zur Analyse und Dokumentation von Hautveränderungen durch Messungen der Impedanzen und Phasenverschiebungen (CEIOS) - Google Patents

Description

Seit Jahrzehnten bekannt sind Änderungen der Impedanzen und Phasenverschiebungen definierter Gleich- oder Wechselströme durch physiologische oder pathologische Hautveränderungen. Die bisherigen diesbezüglichen Erforschungen, vor allem pathologischer Hautveränderungen mit Hilfe relevanter Geräte liegen 40-70 Jahre zurück und sind nur rudimentär geblieben. Vor allem lassen diese Messungen oft genaue Standardisierungen, Reproduzierbarkeit und technische Beschreibungen vermissen, zeigten technisch und methodisch erhebliche Mängel und konnten natürlich nur die damals zur Verfügung stehenden Techniken einsetzen. Es zeigte sich jedoch damals schon, daß mit Hilfe der Impedanzmessung und Phasenverschiebungsanalyse wertvolle Erkenntnisse über den Zustand der Haut gewinnen ließen.

Ziel der Erfindung ist es, alle Nachteile dieser Geräte und Messungen auszuschalten und diese Messungen nach den Erkenntnissen und technischen Möglichkeiten der heutigen Zeit durchzuführen, um präzise, standardisierbare und reproduzierbare Analysen der Änderungen der Impedanzen, Phasenverschiebungen und Dispersionen definierter, elektrischer Ströme, die in die Haut geleitet durchführen zu können.

Dies wird dadurch erreicht, daß eine große Anzahl (bis 100 ) kleiner (bis höchstens 1-2 mm Querschnitt), punktförmiger Elektroden, die gleiche Abstände zueinander haben und ringförmig (in einem Kreisradius) angeordnet sind, auf das betreffende Hautareal gelegt werden. Die Elektroden (abwechselnd Kathoden und Anoden) haben durch diese Anordnung gleiche Abstände zueinander, was es ermöglicht, die gemessene Werte, die zwischen definierten Elektroden gemessen werden, stets vergleichbar sind. Gleiche Bedingungen lassen sich auch bei einer quadratischen Anordnung der Elektroden erreichen. Die Impedanzwerte können leicht z. B. durch die Messung des Abfalls der applizierten Stromstärken gemessen und einem Computer übermittelt werden, der die Werte entsprechend einer Software verarbeitet, sie optisch darstellt und oder über einen Drucker dokumentiert.

(Ähnlich wie diese seit Jahren in der neurophysiologischen Diagnostik ((EEG, EMG, evozierte Potentiale)) betrieben wird).

Über die vielen, ringförmig angeordneten Elektroden können innerhalb kurzer Zeit hunderte oder tausende von Impedanzwerten oder Phasenverschiebungen definierter Wechselströme registriert werden, die definierten Elektrodenpaare und damit auch definierten Wegstrecken zwischen diesen Elektroden bzw. Hautstrecken (bzw. dem darunter liegenden Hautgewebe ) zugeordneten werden.

So lassen sich Artefakte oder andere nicht nützliche Veränderungen herausmitteln (Averaging) und kleinste, relevante Meßwertveränderungen rechnerisch erkennen.

Durch die Kenntnis der Elektrodenanordnung kann eine zweidimensionale Lokalisationsdiagnostik der Impedanzveränderungen durchführen.

Werden diese Werte noch mit absolut vergleichbaren Werten, die mit Hilfe eines baugleichen Gerätes, welches auf ein gesundes Hautareal gelegt wird, abgeglichen, so lassen sich exakte Aussagen über den physiologischen oder pathologischen Hautzustand machen.

Die ringförmige Anordnung der Elektroden sollte sinnvollerweise etwa 2-3 cm Durchmesser haben. Der ringförmige Meßkopf kann auf die Hautoberfläche geklebt oder mit Unterdruck dort fixiert werden. Es wäre jedoch meßtechnisch günstiger, die Elektroden über Federn mit konstantem Druck auf die Haut aufzusetzen.

Für spezielle Untersuchungen wären auch großflächigere Anordnungen denkbar, die in hochflexible, selbstklebende Unterlagen integriert werden.

Eine Variante könnte auch eine großflächigere Elektrodenpaneele sein, die aus zahlreicher Modulen quadratischer Elektrodenanordnungen bestünde und ähnlich einem leicht komprimierenden Kleidungsstück (Strumpf, Ärmel, Trikot) auf die Hautoberfläche angelegt würde.

Werden mehrere benachbarte Elektroden technisch zusammengeschaltet, so erzielt man elektrotechnisch einen größeren Elektrodenquerschnitt. Dieses bewirkt, daß die applizierten Ströme tiefer in die Haut eindringen. Dadurch sind Tiefenlokalisationsmessungen der Hautveränderungen möglich.

Umgekehrt können bei bekannten Impedanzänderungen einer Hautveränderung die lokale Ausdehnung dieser Impedanzänderung ermittelt werden. Das heißt anders ausgedrückt, daß man zum Beispiel präoperativ die Ausdehnung von Tumoren nicht invasiv bestimmen kann, um sie optimal operieren zu können.

Testphysiologisch wäre es zum Beispiel bei Allergietestungen realisierbar, die allergischen Hautreaktionen exakt zu quantifizieren, was bisher nicht möglich war und erhebliche Vorteile erbringen würde. Dies hätte zur Folge, daß die Testergebnisse genau vergleichbar wären und minimale allergische Hautreaktionen entdeckt werden können.

Umgekehrt können bei bekannten allergischen Impedanzreaktionen die Menge oder Dosis der allergischen Testsubstanzen auf das unbedingt notwendige Maß reduziert werden, was die Gefahr gefährlicher Testreaktionen (Schock, Schwellungen usw.) erheblich reduzieren würde, bzw. die Testungen von diesen Nebenwirkungen befreien würde (Man bedenke hier nur die gefährlichen Intracutan-Testungen zur Abklärung von Wespen- oder Bienengiftallergien).

Bisher nur umständlich zu messende Hautreaktionen, wie z. B. ein beginnendes Strahlenerythem (z. B. bei Tumorbestrahlungen, bei der Phototherapie) kann mit Hilfe dieses Gerätes genau ermittelt und die Strahlentherapie dementsprechend eingestellt werden.

Ein besonderer Vorteil dieser Erfindung besteht darin, daß die ermittelten Werte mit synchron ermittelten Werten eines baugleichen Gerätes verglichen werden können, die einen echten Vergleich der Werte ermöglichen, auch wenn individuelle Unterschiede bestehen. Hierzu können selbst kleinste Veränderungen der Impedanzen durch die Hautveränderungen analysiert werden, die bisher unentdeckt geblieben sind.

Auch können durch die Gewinnung vieler (wenn nötig 100 oder 1000) vergleichbarer Werte die Impedanzänderungen, die nicht durch die Hautveränderungen (Schweiß, Haare, Anpreßdruck usw.) bedingt sind, ausgemerzt werden (ähnlich wie bei der Ermittlung der evozierten Potentiale in der Neurologie).

Mit dieser Erfindung können auch bei verbleibendem Meßkopf verschiedene Frequenzen (Multifrequenzanalyse) elektrischer Ströme nacheinander appliziert werden, deren verschiedene Impedanzänderungen zur Analyse der Hautveränderung genutzt werden können.

Zur Differentialdiagnose können auch verschiedene definierte Elektrolytlösungen angewandt werden, die bekanntermaßen zu verschiedenen Einflüßen auf die Haut führen.

Das Gerät wird von mir CEIOS genannt, d. h., Computeraided Elektrical-Impedanz-Measurement Of The Skin. Es wird die nicht invasive Diagnostik und Analyse von Hautveränderungen erheblich verbessern und durch den geringen technischen und apparativen Aufwand sowie die geringe Beeinträchtigung des Patienten großen Verbreitung in der Dermatologie finden.

Da die Messungen völlig unschädlich sind, können auch Langzeitmessungen hiermit (ähnlich wie beim EKG und Blutdruck) einfach durchgeführt werden.

Auch sind mit Hilfe dieser Innovation neuartige Verlaufskontrollen von Therapien möglich, die zur Objektivierung therapeutischer Verfahren dienen werden.

Nochmals zusammenfassend: Durch das Auflegen einer ringförmigen Elektrodenanordnung auf die Hautoberfläche können dadurch, daß die Elektrodenabstände gleich bzw. normiert und bekannt sind und zahlreiche baugleiche Elektroden im Ring existieren sowie die gefundenen Werte mit synchron ermittelten Werten gesunder relevanter Hautareale verglichen werden, kleinste Veränderungen der Impedanzen und Phasenverschiebungen definierter in die Haut applizierter elektrischer Ströme sicher erkannt und gegenüber Artefakten und nicht erwünschten Werten herausgefiltert werden.

Mit der Erfindung und den neuen Informationsverarbeitungssystemen lassen sich so in Minutenschnelle tausende relevanter Daten nicht invasiv und in vivo gewinnen, speichern und analysieren, die völlig neue Einblicke in die Dynamik und Statik physiologischer und pathologischer Hautveränderungen gewähren.

Die rudimentären, fehlerbehafteten Untersuchungen früherer Zeiten, die vor 50 Jahren schon zeigten, daß solche Analysenverfahren eine Bereicherung der dermatologischen Diagnostik darstellen, werden auf den neuesten technischen Stand gebracht und durch die standardisierten Elektrodenanordnungen und Ableitbedingungen werden sichere, reproduzierbare und valide Befunde erhebbar sein.

Claims (12)

1. Gerät zur Analyse und Dokumentation physiologischer, testphysiologischer, therapeutischer und pathologischer Veränderungen der Haut und Schleimhäute des Menschen und der Tiere, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte der Impedanzen und Phasenverschiebungen definierter hautverträglicher Gleich- und Wechselströme zwischen Elektrodenpaaren (Anoden und Kathoden) computergestützt gemessen und dokumentiert werden, wobei die Elektrodenpaare gleiche Abstände zueinander haben, die Elektrodendurchmesser klein sind und die Elektrodenpaare in einer definierten Anzahl und Anordnung (vorzugsweise kreis- oder ringförmig sowie quadratisch) auf die Oberfläche der Haut oder Schleimhäute gelegt werden.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessenen Werte mit Werten verglichen werden, die mit mindestens einem baugleichen Gerät ermittelt wurden, welches auf ein dem Vergleich dienenden Hautareal (vorzugsweise ein gesundes) gelegt wurde und das synchron mit den gleichen elektrischen Strömen versorgt wird wie das andere Gerät.

3. Gerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mehrere Geräte genutzt werden.

4. Gerät nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß auch testphysiologische Reaktionen, vor allem die der Allergietestungen, hiermit analysiert werden.

5. Gerät nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrische Ströme zweckdienliche, hautverträgliche Gleich- oder Wechselströme verwendet werden, deren ohmscher, capazitiver oder induktiver Widerstand sowie deren Phasenverschiebung und Dispersionen gemessen werden.

6. Gerät nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fixierung des Geräts auf der Haut Unterdruck oder Klebevorrichtungen verwendet oder die Elektroden durch Federn mit konstantem Druck auf die Hautoberfläche angepreßt werden.

7. Gerät nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß nacheinander verschiedene zweckdienliche Frequenzen der Wechselströme (Multifrequenzsystem) genutzt werden.

8. Gerät nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere ringförmige Elektrodenanordnungen hintereinander plaziert oder mehrere benachbarte Elektroden zusammengeschaltet werden können.

9. Gerät nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gerät verschiedene Elektrodenanordnungen integriert werden.

10. Gerät nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe des Gerätes die zwei- und dreidimensionale Ausdehnung (Lokalisationsdiagnostik) von Hauterkrankungen analysiert werden kann.

11. Gerät nach Anspruch 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene definierte Elektrolyte zur Diagnostik genutzt werden.

12. Gerät nach Anspruch 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß Langzeitmessungen hiermit durchgeführt werden können.