-
Technisches
Gebiet
-
Die
gegenständliche
Erfindung betrifft ein medizinisches Verfahren und Gerät und genauer
ein Gerät
und Verfahren zur Detektion und Quantifizierung von Gelenk- und
Gewebeentzündung.
-
Hintergrund
der Erfindung
-
Die
meisten Leute im Alter von 50 Jahren entwickeln einen gewissen Grad
von Arthritis. Gewöhnlich
nimmt dies die Form einer degenerativen Gelenkkrankheit bzw. -erkrankung,
oder Osteoarthritis an, die nahezu jedermann zu der Zeit plagt,
wenn sie 65 Jahre alt sind. Eine andere Form von Arthritis, rheumatoide
Arthritis beeinträchtigt
ungefähr
1 % der Bevölkerung
mit einem Vorherrschen, das sich 2 % der Männer und 5 % der Frauen im
Alter von 65 nähert.
Wenn Lupus, Gicht, infektiöse
Prozesse, metabolische bzw. Stoffwechselprozesse, Toxine, Krebs und
die mehr als 100 anderen Typen von Arthritis zu diesen Anzahlen
hinzugefügt
wird, wird nahezu jedermann, wenn sie lange genug leben, an Gelenkschmerz
und Arthritis leiden. Das endgültige
Vorherrschen von Gelenkkrankheiten wird weiterhin durch Frakturen
bzw. Brüche,
Sportverletzungen, neuromuskuläre
Störungen
und kongenitale bzw. angeborene Mißbildungen erhöht.
-
Allen
verschiedenen Formen von Gelenkkrankheiten ist das Vorhandensein
einer Entzündung gemeinsam.
Alle Formen von Entzündung,
aus irgendeiner Ursache, sind durch fünf grundlegende Zeichen bzw.
Anzeichen oder Manifestationen bzw. Symptome, umfassend Röte, Schwellung,
Wärme bzw.
Hitze, Schmerz und den Verlust an Funktion des involvierten Gewebes,
gekennzeichnet. Das Vorhandensein einer Entzündung in dem involvierten Gelenk
oder Gewebe zeigt das Vorhandensein einer Verletzung oder Krankheit
bzw. Erkrankung an, während
die Menge einer Entzündung
in dem verletzten, deformierten oder arthritischen Gelenk oder Gewebe direkt
proportional der Menge einer Schädigung
oder Krankheit in diesem Gelenk ist und umgekehrt proportional zum
Grad einer Heilung in demselben Gelenk ist. Demgemäß versucht
die ärztliche
oder chirurgische Behandlung von derartigen Muskel- bzw. Knochenskelettproblemen
konstant, jegliche Entzündung
zu detektieren, und, falls vorhanden, den Grad dieser Entzündung zu
beurteilen, um zu bestimmen, ob eine Krankheit oder Verletzung auftritt,
wie oft eine Krankheit oder Verletzung vorhanden ist, und ob das Problem
fortschreitet oder heilt.
-
Verschiedene
Methoden bzw. Verfahren und Ausrüstung
wurden zur Beurteilung des Vorhandenseins oder Fehlens einer Entzündung in
Gelenken und anderen Geweben entwickelt. Derartige Methoden und
Ausrüstung
umfassen bzw. enthalten das Durchführen einer physischen Untersuchung
des involvierten Gewebes; Bluttests, wie beispielsweise Erythrozyten-Sedimentationsrate
bzw. Blutkörperchensenkung
oder C-reaktives Proteinniveau; radiographische bzw. radiologische
Tests, wie beispielsweise einfache Röntgenstrahlen- oder Magnetresonanzabbildung
(MRI); und Forschungsprozeduren, wie beispielsweise Thermographie.
-
Beim
Durchführen
einer physischen bzw. körperlichen
Untersuchung beginnt der Arzt das Verfahren eines Beurteilens des
Vorhandenseins oder Fehlens einer Entzündung, indem er solche Fragen stellt,
wie, welche Gelenke oder Gewebebereiche Schmerz verursachen, wieviel
Schmerz vorhanden ist und wie oft der Schmerz vorhanden ist. Der
Arzt wird dann eine physische Untersuchung durchführen, um
zu bestimmen, ob es irgendeine Rötung
bzw. Röte,
Wärme,
Schwellung, oder Steifheit bzw. Starrheit in diesen Bereichen gibt,
und um zu sehen, ob der Patient irgendeine Beschränkung oder
Verlust von Funktion erfährt
bzw. erlebt. Diese Methode eines Fragens und einer physischen Untersuchung des
Patienten stellt jedoch nicht zuverlässig das Vorhandensein einer
Entzündung
fest. Beispielsweise könnte
Röte über einen
Bereich von Schmerz ein Ergebnis eines darüberliegenden Hautausschlags
eher als eine Entzündung
sein oder Starrheit bzw. Steifheit kann ein Ergebnis eines naheliegenden
Muskelkrampfs sein, im Gegensatz zu einer Entzündung. Weiterhin führt diese
Methode zu einer Beurteilung, die nur grob und inkonsistent bzw.
widersprüchlich quantifizierbar
ist. Beispielsweise kann der Arzt fragen, "Wenn null keinem Schmerz gleich ist,
und dein Schmerzniveau eine 10 war aus 10, wenn du zuerst behandelt
worden bist, bei welchem Niveau ist dein Schmerz gegenwärtig?" Derartige klinometrische Skalen
bzw. Maßstäbe sind
im allgemeinen inkonsistent und Resultate bzw. Ergebnisse werden
abhängig,
unter anderen Faktoren, von der Art und Weise, in welcher die Fragen
gefragt wurden, dem Arzt, der die Fragen frägt, und dem Tag und dem Zeitpunkt
variieren, an dem der Patient befragt wurde. Demgemäß sind derartige
Beurteilungen äußerst subjektiv und
weisen letztlich keine definitive Korrelation bzw. keinen Zusammenhang
mit dem tatsächlichen
Grad einer Entzündung
auf.
-
Zusätzlich zum
Bestimmen des Vorhandenseins einer Entzündung kann die ärztliche
Untersuchung auch eine gewisse Indikation des Vorhandenseins und
Grads einer Entzündung
liefern. Der Arzt oder Chirurg kann beispielsweise sanft das involvierte
Gelenk oder Gewebe zusammendrücken oder
abtasten, um eine Schwellung, Wärme
oder Weichheit bzw. Empfindlichkeit zu detektieren. Selbst wenn
der Arzt eine gewisse Menge an Gelenk- oder Gewebeschwellung durch
Abtasten detektiert, gibt es keine präzise bzw. genaue und reproduzierbare
Weise einer Bestimmung, ob die Schwellung ein neu entzündetes Gewebe
oder lediglich restliches verdicktes oder vernarbtes Gewebe einer
vorherigen, nun ruhenden Entzündung
repräsentiert.
Eine Detektion von Hautwärme
ist nützlich,
kann aber nicht durch ein einfaches Abtasten quantifiziert werden.
Die Bestimmung einer Empfindlichkeit ist auch nützlich, korreliert aber nur
inkonsistent mit einer tatsächlichen
Entzündung.
Beispielsweise könnte
das Gelenk oder Gewebe sekundär
für Bedingungen
bzw. Zustände empfindlich
sein, die nicht mit einer Entzündung
in Beziehung sind, wie beispielsweise schwacher Blutkreislauf, Diabetes-bezogene
oder andere Ursachen von lokaler Nervenschädigung, Fremdkörpern und anderen
Ursachen. Der Grad an Empfindlichkeit wird häufig unter Verwendung einer
klinometrischen Skala beurteilt und weist dieselben Nachteile wie
vorher erwähnt
auf. Der Bewegungsbereich eines Gelenks oder Muskels repräsentiert
diesen Gewebefunktionszustand. Typischerweise involviert die Methode
eines Messens des Bewegungsbereichs eines Gelenks oder Muskels ein
Halten eines Kunststoffwinkelmessers neben dem Gelenk, während der
Patient versucht, das fragliche Gelenk oder den Muskel zu bewegen.
Unglücklicherweise
entstehen Probleme von Genauigkeit und Reproduzierbarkeit aufgrund
einer An ordnung und Stabilität
des Winkelmessers. Es wurde herausgefunden, daß Resultate bzw. Ergebnisse
eines Testens sogar zwischen Tests variieren werden, die durch denselben
Prüfer
an demselben Patienten durchgeführt
werden.
-
Die
Methode eines Durchführens
von Bluttests, um das Vorhandensein und den Grad einer Entzündung zu
beurteilen, umfaßt
typischerweise ein Testen einer Blutkörperchensenkung oder eines C-reaktionsfähigen bzw.
-reaktiven Proteinniveaus. Unglücklicherweise
sind derartige Tests nicht spezifisch und zeigen Änderungen
an, die überall
im Patientenkörper
stattfinden, eher als Entzündungsänderungen,
die in örtlich
begrenzten Bereichen stattfinden, wie beispielsweise einem Knie
oder Finger. Weiterhin sind die Resultate der Bluttests gleichermaßen einer
breiten Vielfalt von physischen Zuständen bzw. Bedingungen und Leiden
bzw. Unpäßlichkeiten
unterworfen, die nicht in Beziehung mit einer Entzündung sind.
Beispielsweise kann das Blutbild in einem Patienten, der eine signifikante
bzw. merkliche Arthritis oder andere Formen einer Entzündungskrankheit aufweist,
Erhöhungen
der weißen
Blutkörperchen oder
von anderen Blutkörperchen
zeigen, die "Plättchen" genannt werden.
Jedoch kann die Zahl bzw. Zählung
weißer
Blutkörperchen
aufgrund verschiedener Bedingungen bzw. Zustände erhöht sein, wie beispielsweise
Leukämie,
Allergien, Arzneimittelreaktionen und zahlreicher Krankheiten, die
geringe oder keine Beziehung mit einer Entzündung aufweisen. Ähnlich kann
die Plättchenzahl
durch nicht entzündende
Bedingungen bzw. Zustände,
wie beispielsweise Eisenmangel oder Krebs, erhöht sein. Außerdem zeigen in vielen Entzündungszuständen, wie
beispielsweise rheumatoider Arthritis, derartige Zellzahlen bzw.
-zählungen
typischerweise keine Erhöhung.
-
Bei
der Durchführung
eines anderen Typs eines Bluttests, der gewöhnlich verwendet wird, um eine
Entzündung
zu detektieren, der Erythrozyten-Sedimentationsrate bzw. Blutkörperchensenkung
(ESR), wird die antikoagulierte Blutprobe des Patienten in ein vertikales
Glas oder in ein Kunststoffkapillarrohr plaziert. Nach einem Setzen
für eine Stunde
wird die Höhe
der Säule
von roten Blutkörperchen
gemessen, die sich am Boden des Rohrs abgesetzt haben. Im allgemeinen
gilt, daß je
höher die Säule von
roten Blutkörperchen
ist, umso mehr Entzündung
existiert im Patientenkörper.
Unglücklicherweise
weist diese Methode zahlreiche Probleme auf. Ähnlich den oben erwähnten Tests
von weißen
Blutkörperchen
und Plättchen
kann die ESR nicht jede Erhöhung,
sogar bei Vorhandensein einer klar klinisch detektierbaren Entzündung zeigen.
Dieser Mangel an Erhöhung,
oder in einigen Fällen
von erhöhten
Niveaus, die nicht durch eine Entzündung verursacht ist, kann
aufgrund von verschiedenen Zuständen,
einschließlich
Anämie,
Sichelblutkörperchen,
Knochenmarkskrebs und diabetischer Nierenerkrankung sein. Weiterhin
zeigen, wie bei Blutbildtests, derartige Methoden nur die Möglichkeit
einer Entzündung
an und reflektieren eine systemische eher als eine lokale Situation.
-
Ein
anderer Bluttest, der bei einem Detektieren einer Entzündung verwendet
wird, involviert die Messung eines C-reaktionsfähigen Proteinniveaus (CRP)
eines Patienten. Wie die anderen Bluttests, die zum Detektieren
einer Entzündung
verwendet werden, leidet CRP an dem Mangel an Empfindlichkeit, Mangel
an Spezifität
und zahlreichen vermengenden bzw. verwirrenden Faktoren.
-
Als
ein Ergebnis der zahlreichen Schwierigkeiten, die mit den verschiedenen
Methoden einer Beurteilung einer Entzündung unter Verwendung von Bluttests
assoziiert bzw. verbunden sind und da diese Methoden nicht eine
Messung der fünf
oben erwähnten
Kennzeichen einer Entzündung
umfassen, sind derartige Methoden bestenfalls indirekt und nur nützlich beim
Erhalten von Attributen bzw. Beifügungen zum Detektieren und
Quantifizieren einer Entzündung.
-
Methoden
zum Detektieren einer Entzündung
unter Verwendung von einfachen Röntgenbildern,
wie beispielsweise pure Röntgenstrahlen
bzw. Röntgenstrahlen
ohne Filter, haben sich als unzulänglich erwiesen. Es wurde gefunden,
daß, wenn
ein Patient eine Schwellung aufweist, die fähig ist, in einem Röntgenstrahl
gezeigt zu werden, das Schwellungsniveau auch klinisch evident bzw.
augenscheinlich bei einer physischen Untersuchung sein würde, wodurch
ein Röntgenstrahl
bzw. eine Röntgenbestrahlung
unnötig
gemacht wird. Außerdem
würde irgendein
schattiger Umriß einer
Weichgewebeausbauchung um einen Knochen oder ein Gelenk, die eine
mögliche
Entzündung
anzeigt, äußerst unspezifisch
sein und kann durch Zustände
erzeugt sein, die mit einer Entzündung
nicht in Beziehung sind, wie beispielsweise Korpulenz.
-
Methoden
unter Verwendung von mit Computern durchgeführten Tomographie-(CT)-Scans bzw.
-Abtastungen und Magnetresonanzabbildungs-(MRI)-Scans werden gelegentlich
durchgeführt,
um eine Schwellung in verschiedenen Geweben zu beobachten. Derartige
Methoden sind jedoch relativ teuer, können gegenüber sehr milden Graden einer
Entzündung
unempfindlich sein und detektieren im allgemeinen nicht Formen von
Entzündung,
die nur eine minimale oder keine Schwellung involvieren. Zusätzlich verwendet
der CT-Scan ionisierende Strahlung. Weiterhin kann eine MRI nicht
für Individuen
verwendet werden, die Herzschrittmacher oder metallische Implantate
besitzen, die nahe dem betreffenden Bereich angeordnet sind. Ein
anderes Problem bei einem Verwenden von CT- und MRI-Scans besteht
in der Schwierigkeit, die Resultate der Scans zu interpretieren,
was sie für
Routineambulanzpatiententestung in einer typischen medizinischen
Praxis oder Klinik ungeeignet macht.
-
Methoden
zum Detektieren einer Entzündung
unter Verwendung von Thermographie oder Infrarotphotographie wurden
verwendet, um ein Detektieren einer Entzündung zu versuchen. Unglücklicherweise
ist jedoch eine Thermographie relativ unempfindlich für milde
bzw. leichte Grade einer Entzündung;
sie kann keines der Zeichen bzw. Anzeichen einer Entzündung, ausgenommen
Wärme,
detektieren; sie ist schwierig zu reproduzieren aufgrund von Änderungen
im regionalen Blutfluß,
die beispielsweise durch emotionelle Zustände verursacht sind; und sie
ist relativ teuer und technisch schwierig, wobei sie erfordert,
daß der
Patient entkleidet und in einem klimageregelten bzw. -gesteuerten
Raum plaziert wird, wo Umgebungstemperatur und Feuchtigkeit beharrlich
bzw. aufmerksam konstant und stabilisiert sind.
-
US-A-5588440
beschreibt eine Methode und ein Gerät zum Lokalisieren und Beurteilen
von Weichteilläsionen
bzw. -verletzungen. Das Gerät
umfaßt
eine Sonde, die Mittel zum Messen des Feuchtigkeitsgehalts der Haut
aufweist, und ein Stethoskop zum Abhören des Schalls bzw. Geräuschs, der
bzw. das während
einer Massage der Haut erzeugt wird. Die Sonde kann fakultativ auch
Mittel zum Messen der Temperatur der Haut enthalten.
-
Demgemäß existiert
eine Notwendigkeit für ein
relativ preiswertes, zuverlässiges
bzw. betriebssicheres, reproduzierbares, leicht zu verwendendes oder
durchzuführendes,
nicht invasives Gerät
für die Detektion
und Quantifizierung von Gelenk- und Gewebeentzündung, das in medizinischen
Praxen, Kliniken, Sport- und Trainingseinrichtungen und dgl. verwendet
werden kann.
-
Die
vorliegende Erfindung stellt ein Gerät zum Detektieren und Quantifizieren
einer Entzündung
eines Gelenk- oder Gewebebereichs zur Verfügung, umfassend: eine erfassende
bzw. Abtastkomponente zum Erhalten von quantitativen, nicht von
einem menschlichen Beobachter stammenden Messungen von wenigstens
zwei der grundlegenden Zeichen bzw. Anzeichen einer Entzündung; eine
Vorrichtung zum Speichern der Messungen; eine Anzeigevorrichtung
zum Anzeigen der Messungen; und Mittel zum Analysieren von gesammelten
Messungen und Generieren bzw. Erzeugen einer Gesamtentzündungszahl
bzw. -menge.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfaßt
das Gerät
zur Detektion und Quantifizierung einer Gelenk- und Gewebeentzündung eine Vorrichtung zum
Bestimmen der Menge eines Funktionsverlusts des Gelenks, ausgewählt aus
einer Gruppe aus räumlich
ausrichtenden bzw. orientierenden und lokalisierenden Detektoren.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung enthält
das Gerät
zur Detektion und Quantifizierung einer Gelenk- und Gewebeentzündung eine Vorrichtung zum
Messen der Schmerzschwelle und -toleranz des Gelenks oder Gewebes,
ausgewählt
aus der Gruppe von schmerzdetektierenden Vorrichtungen.
-
In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung enthält
das Gerät
zur Detektion und Quantifizierung einer Gelenk- und Gewebeentzündung eine
Erfassungs- bzw. Abtastkomponente, welche arbeitet bzw. funktioniert,
um eine Schwellung über
ein Generieren bzw. Erzeugen von Messungen der Oberfläche oder
dreidimensionalen oder Querschnitts- oder konkurrierenden räumlichen
Modellen oder Bildern des Gelenk- oder Gewebebereichs zu detektieren.
-
In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung enthält
das Gerät
zur Detektion und Quantifizierung einer Gelenk- und Gewebeentzündung eine
Farbanalysiervorrichtung zum Analysieren der Farbe des betreffenden
Gelenks oder Gewebes, umfassend eine licht- oder glanzempfindliche Vorrichtung,
ausgewählt
aus der Gruppe von Kolorimetern, Spektrophotometern oder Glanzmeßgeräten.
-
In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung enthält
das Gerät
zur Detektion und Quantifizierung einer Gelenk- und Gewebeentzündung eine
Temperaturmeßvorrichtung
zum Messen der Temperatur des Gelenks oder Gewebes und ist eine
mechanische Kontakt-, optische, auf Laser basierende, Thermistortyp-,
Thermometer-, Thermographietyp-, auf Infrarot basierende, oder eine
auf einem elektrischen Oberflächen-Leitfähigkeitswiderstand
basierende Temperaturmeßvorrichtung.
-
Ein
primäres
Ziel dieser Erfindung ist es deshalb, ein Gerät zur Detektion und Quantifizierung
einer Gelenk- und Gewebeentzündung
bereitzustellen.
-
Ein
anderes primäres
Ziel dieser Erfindung ist es, ein relativ preiswertes Gerät zur Detektion
und Quantifizierung einer Gelenk- und Gewebeentzündung bereitzustellen.
-
Ein
anderes primäres
Ziel dieser Erfindung ist es, ein relativ zuverlässiges bzw. betriebssicheres Gerät zur Detektion
und Quantifizierung einer Gelenk- und Gewebeentzündung bereitzustellen.
-
Ein
anderes primäres
Ziel dieser Erfindung ist es, ein Gerät bereitzustellen, das reproduzierbare Resultate
zur Detektion und Quantifizierung einer Gelenk- und Gewebeentzündung erzeugt.
-
Ein
anderes primäres
Ziel dieser Erfindung ist es, ein relativ leicht zu verwendendes
Gerät zur Detektion
und Quantifizierung einer Gelenk- und Gewebeentzündung bereitzustellen.
-
Ein
anderes primäres
Ziel dieser Erfindung ist es, ein sicheres und nicht invasives Gerät zur Detektion
und Quantifizierung einer Gelenk- und Gewebeentzündung bereitzustellen.
-
Ein
anderes primäres
Ziel dieser Erfindung ist es, ein Gerät zur Detektion und Quantifizierung
einer Gelenk- und Gewebeentzündung
bereitzustellen, das in medizinischen Praxen, Kliniken, Sport- und Trainingseinrichtungen
und dgl. verwendet und durchgeführt
werden kann.
-
Diese
und andere Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden
Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen ersichtlich, in welchen:
-
1 eine
schematische Ansicht des Geräts zur
Detektion und Quantifizierung einer Gelenk- und Gewebeentzündung der
vorliegenden Erfindung ist;
-
2 eine
schematische Ansicht des die Oberfläche scannenden bzw. abtastenden
Elements der Erfassungs- bzw. Abtastkomponente des Geräts zur Detektion
und Quantifizierung des betreffenden Gelenks oder Gewebes von 1 ist;
-
3 eine
schematische Ansicht der Abtastkomponente des Geräts zur Detektion
und Quantifizierung einer Entzündung
von 1 ist, wobei die Erfassungskomponente eine Abstand-
oder Raummeßvorrichtung
oder eine abbildende Vorrichtung aufweist, um den Abstand zwischen
dem die Oberfläche
scannenden bzw. abtastenden Element und den räumlichen oder dimensionalen
Eigenschaften bzw. Merkmalen oder dem Bild der Stelle, die gescannt bzw.
abgetastet wird, des betreffenden Gelenks und Gewebes von 1 zu
messen;
-
4 eine
schematische Ansicht des Sensors der Erfassungskomponente des Geräts zur Detektion
und Quantifizierung einer Entzündung
von 1 ist, die eine Abstützstruktur und eine Führungsspur
zum Abstützen
und Lenken der Bewegung der Sensoreinheit zeigt;
-
5 eine
schematische Ansicht des abbildenden Systems des Geräts zur Detektion
und Quantifizierung einer Entzündung
von 1 ist, das mechanische Taster- bzw. Greifzirkel
aufweist, welche direkt an dem Patienten angewandt werden, um die
Querschnittsabmessungen oder Erhöhungen
des Gelenks oder Gewebes zu messen;
-
6 eine
schematische Ansicht der Abtastkomponente des Geräts zur Detektion
und Quantifizierung einer Entzündung
von 1 ist, die das die Oberfläche abtastende Element zeigt,
das einen optischen, Glanz-, oder temperaturempfindlichen Sensor
aufweist; und
-
7 eine
schematische Ansicht der Abtastkomponente des Geräts zur Detektion
und Quantifizierung einer Entzündung
von 1 ist, wobei die Erfassungskomponente eine Sonde
zum Anwenden eines Reizes an den Patienten an einer Stelle aufweist,
um eine Schmerztoleranz und -schwelle zu bestimmen.
-
Beste Art und Weise zum
Ausführen
der Erfindung
-
Bezugnehmend
auf 1 und 2 wird ein nicht menschlicher
Beobachter oder ein nicht klinisches Gerät zur Detektion und Quantifizierung
einer Gelenk- und Gewebeentzündung,
allgemein mit 100 bezeichnet, gezeigt, umfassend eine Erfassungs-
bzw. Abtastkomponente 102, um Daten zu erhalten und zu
sammeln, die für
die Oberfläche
an der Stelle L des Gelenks oder Gewebes eines Patienten P anzeigend
bzw. hinweisend sind. Vorzugsweise umfaßt die Erfassungs- bzw. Abtastkomponente 102 verschiedene
Komponenten zum Beurteilung einer Entzündung, wie beispielsweise eine
Vorrichtung zum Detektieren einer Schwellung 104, wie beispielsweise
ein optisches abbildendes System, indem eine dimensionale Messung
der Stelle L des Gelenks oder Gewebes des Patienten P bereitgestellt wird,
das hinsichtlich einer Entzündung
untersucht wird, eine Bewegungsbereich-Vorrichtung 106,
um den Bewegungsbereich des Gelenks des Patienten zu bestimmen,
das untersucht wird, eine Farbanalysiervorrichtung 108 zum
Analysieren der Farbe der Patientenhaut an der Stelle L des Gelenks
oder Gewebes, eine Temperaturmeßvorrichtung 110 zum Messen
der Temperatur der Haut S des Patienten P an der Stelle L des Gelenks
oder Gewebes, eine Schmerzdetektionsvorrichtung 112 zum
Bestimmen der Schwelle oder Toleranz des Schmerzes, eine Archivspeicher-
und -entnahmevorrichtung 114, wie beispielsweise einen
Computer, zum Speichern von Daten, die gesammelt werden, und zum
Korrelieren und Analysieren, und eine Anzeigevorrichtung 116, um
die analysierten Daten zu betrachten.
-
Bezugnehmend
auf 2 ist ein Patient P, der hinsichtlich einer Gelenk-
und Gewebeentzündung
untersucht wird, derart positioniert gezeigt, daß die Stelle L des Gewebes
oder Gelenks, das zu untersuchen ist, ungefähr zur Messung durch das Gerät 100 der
vorliegenden Erfindung positioniert. Die Erfassungs- bzw. Abtastkomponente 102 umfaßt bzw. enthält ein eine
Oberfläche
scannendes bzw. abtastendes Element 118, das einen digitalisierenden Scanner
aufweist, welcher zur Verwendung mit der Vorrichtung zum Detektieren
einer Schwellung 104 zur dimensionalen Messung der Stelle
L des Gewebes oder Gelenks gekoppelt ist, das hinsichtlich einer Entzündung untersucht
wird. Vorzugsweise kann das die Oberfläche abtastende Element 118 einen
Flachbettscanner zum Bereitstellung von zwei-dimensionalen Bildern
und Meßdaten
der Stelle, die untersucht wird, oder Mehrfachscanner umfassen,
wie sie gegenwärtig
beispielsweise in der Herstellung von Hochpräzisionsguß- und -maschinenkomponenten verwendet
werden, die geeignet ausgerichtet bzw. orientiert zur Bereitstellung
von dreidimensionalen Bildern und Meßdaten des Bereichs sind, der
untersucht wird. Die Vorrichtung zum Detektieren einer Schwellung 104 kann
auch verschiedene Thermographievorrichtungen umfassen, wie beispielsweise Infrarot-Abbildungssysteme,
die für
eine Sicherheitsidentifizierung, Infrarotinspektion bzw. -untersuchung von
elektrischen und mechanischen Komponenten oder eine medizinische
Abbildung verwendet werden. Die Vorrichtung zum Detektieren einer
Schwellung 104 kann auch Hochauflösungs-Ultraschall- oder -Magnetresonanzsysteme
umfas sen, wie sie beispielsweise bei einem medizinischen Abbilden verwendet
werden.
-
Bezugnehmend
auf 1 und 2 ist ein Beispiel der bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung gezeigt, wobei die Vorrichtung zum Detektieren einer
Schwellung 104 ein herkömmliches
auf Video basierendes digitalisierendes Scan- bzw. Abtastsystem ist, welches mit
dem die Oberfläche
scannenden bzw. abtastenden Element 118 der Erfassungs-
bzw. Abtastkomponente 102 gekoppelt ist. Das die Oberfläche scannende
Element 118 arbeitet, um Daten zu sammeln und die Daten
zu der Vorrichtung zum Detektieren einer Schwellung 104 zu übertragen,
wie beispielsweise durch die Verwendung eines Analog-zu-Digital-Wandlers
(nicht gezeigt), welcher an die Archivspeicher- und -entnahmevorrichtung 114 gekoppelt
ist, die arbeitet bzw. funktioniert, um die gesammelten Daten zu
speichern und zu analysieren, um Messungen zu erzeugen, und vorzugsweise ein
mathematisches Modell oder Bild, das für die Oberfläche und
Querschnittsabmessungen des Gelenks oder Gewebes an der Stelle L
hinweisend ist. Die spezifischen Messungen und das mathematische
Modell oder Bild, wenn überhaupt,
können
in die Anzeigevorrichtung 116 zum Betrachten zugeführt werden.
-
In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Vorrichtung zum Detektieren einer Schwellung 104 ein
herkömmliches,
auf Laser basierendes, digitalisierendes Scansystem, welches mit
dem die Oberfläche
scannenden Element 118 der Erfassungskomponente 102 gekoppelt
ist. Die Vorrichtung 104 enthält Mittel, um einen Lichtstrahl 122,
wie beispielsweise einen Laserstrahl, der von dem die Oberfläche scannenden
Element 118 emittiert wird, quer über den Oberflächenbereich
der Stelle L zu bewegen, die untersucht wird. Das die Oberflächen scannende
Element 118 sammelt Daten und überträgt die Daten zur Vorrichtung
zur Detektion einer Schwellung 104, welche mit der Archivspeicher-
und -abruf- bzw. -entnahmevorrichtung 114 gekoppelt ist,
die arbeitet, um die gesammelten Daten zu speichern und das Muster
von Reflexionen und die Merkmale des Strahlpunktmusters von Reflexionen
von der gescannten Stelle L zu analysieren, um ein Modell oder Bild
zu erzeugen, das für
die Oberfläche
und Querschnittsabmessungen des Gelenks oder Gewebes an der Stelle
L hinweisend ist. Die Archivspeicher- und -entnahmevorrichtung 114 führt dann
das generierte bzw. erzeugte Modell oder Bild, wenn irgendeines,
und sachdienliche Messungen zu der Anzeigevorrichtung 116 zur
Betrachtung zu.
-
In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Vorrichtung zum Detektieren einer
Schwellung 104 ein herkömmliches,
auf einer Positionsverfolgung basierendes Scan- bzw. Abtastsystem,
welches an die Erfassungskomponente 102 gekoppelt ist,
welche ein tragbares, frei bewegliches, eine Oberfläche scannendes Element 118 aufweist.
Vorzugsweise wird das die Oberfläche
scannende Element 118 manuell um die Stelle L bewegt, um
durch eine Bedienungsperson gescannt zu werden. Bezugnehmend auf 3 ist das
abbildende System 104 gezeigt, das eine Abstandmeßvorrichtung 124,
um den Abstand zwischen dem die Oberfläche scannenden Element 118 und der
Oberfläche
an der Stelle L zu messen, die gescannt wird, und eine Positionsverfolgungsvorrichtung 126 aufweist,
um die Position und Ausrichtung bzw. Orientierung des die Oberfläche scannenden Elements 118 innerhalb
eines Positionsbezugsfelds zu detektieren. Im Betrieb verfolgt die
Vorrichtung zum Detektieren einer Schwellung 104 die Stelle
des eine Oberfläche
scan nenden Elements 118 und ist herkömmlicherweise an die Archivspeicher-
und -entnahme- bzw. -wiederbeschaffungsvorrichtung 114 gekoppelt,
welche Standortdaten von der Vorrichtung 104 empfängt und
die Querschnittsabmessungen und vorzugsweise ein Bild des gescannten
Gelenks oder Gewebes an der Stelle L korreliert und erzeugt. Die
Archivspeicher- und
-entnahmevorrichtung 114 führt dann die sachdienlichen
bzw. passenden Messungen und das erzeugte Bild, wenn irgendeines,
zur Anzeigevorrichtung 116 zur Betrachtung zu.
-
In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Vorrichtung zum Detektieren einer
Schwellung 104 ein herkömmliches,
auf einer Positionsverfolgung basierendes Scansystem, welches mit
der Erfassungskomponente 102 gekoppelt ist, die ein frei
bewegliches, digitalisiertes Oberflächenscanelement 118 aufweist.
Das Positionsverfolgungssystem 126 detektiert die Position
des die Oberfläche
scannenden Elements 118 relativ zu einem Positionsbezugsmagnetfels,
das durch einen Transmitter bzw. Sender (nicht gezeigt) erzeugt
ist bzw. wird. Im Betrieb wird das Gewebe oder Gelenk an der Stelle
L durch ein Pressen bzw. Drücken
des die Oberfläche
scannenden Elements 118 gegen die Haut S des Patienten
P und Bewegen des die Oberfläche
scannenden Elements 118 über die Oberfläche des
Gelenks oder Gewebes gemessen, das zu scannen ist. Das Positionsverfolgungssystem 126 verfolgt
die Position und Ausrichtung des die Oberfläche scannenden Elements 118,
wenn bzw. wie es sich über
die Stelle L bewegt, und ist mit der Archivspeicher- und -entnahmevorrichtung 114 gekoppelt,
welche die Daten empfängt
und korreliert und die Querschnittsabmessungen, und vorzugsweise
ein Bild, des Gelenks oder Gewebes an der gescannten Stelle L erzeugt
bzw. generiert. Die Archivspeicher- und -entnahmevorrichtung 114 führt dann die
sachdienlichen Messungen und das erzeugte Modell oder Bild, wenn
irgendeines, zur Anzeigevorrichtung 116 zur Betrachtung
zu.
-
Als
eine andere bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wie in 1 und 4 gezeigt,
ist die Vorrichtung zum Detektieren einer Schwellung 104 ein
herkömmliches,
auf einer Positionsverfolgung basierendes System und ist an die Abtastkomponente 102 gekoppelt,
die ein nicht kontaktierendes, eine Oberfläche scannendes Element 118 eingeschränkter Bewegung
aufweist. Die Vorrichtung zum Detektieren einer Schwellung 104 umfaßt eine
Support- bzw. Abstützstruktur 130 zum
Abstützen
der Erfassungskomponente 102 und eine Führungsspur 132, um
die Bewegung der Abtastkomponente 102 zu lenken bzw. zu
leiten. Eine herkömmliche
Klammer (nicht gezeigt) kann bereitgestellt sein, um das Glied oder
ein anderes anatomisches Merkmal des Patienten P, der gescannt wird, an
der Stelle während
eines Scannens zu halten. Alternativ kann die erfassende bzw. Abtastkomponente 102 auch
an einem mechanischen Arm (nicht gezeigt) festgelegt sein, um seine
Bewegung über
den Bereich zu richten bzw. zu lenken, der zu scannen ist. In einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Abstandmeßvorrichtung 124 (3)
eine Nicht-Kontakt-Sonde, wie beispielsweise eine Laserabstandmeßvorrichtung,
die die Verlagerung zwischen dem die Oberfläche scannenden Element 118 und
der Haut S des Patienten P an der Stelle L mißt, die gescannt wird. Die
Position des die Oberfläche scannenden
Elements 118 wird durch ein Positionsverfolgungssystem 126 (3),
durch ein Bezeichnen der Position des die Oberfläche scannenden Elements 118 an
der Führungsspur 132 oder
dem mechanischen Arm (nicht gezeigt) gelenkt bzw. geführt. Im
Betrieb wird das Gewebe oder Gelenk des Patienten P an der Stelle
gesichert und das die Oberfläche scannende
Element 118 wird entlang der Führungsspur 132 bewegt,
um das Gewebe oder Gelenk zu scannen. Die Vorrichtung zum Detektieren
einer Schwellung 104 verfolgt die Position des die Oberfläche scannenden
Elements 118 und ist herkömmlicherweise an die Archivspeicher-
und -entnahmevorrichtung 114 gekoppelt, welche die gescannten
Daten und die Position des die Oberfläche scannenden Elements 118 analysiert
und ein Bild und Querschnittsabmessungen des Gewebes oder Gelenks an
der gescannten Stelle L erzeugt, welches zur Anzeigevorrichtung 116 zur
Betrachtung zugeführt
wird.
-
In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wie in 1, 2, 3 und 4 gezeigt,
ist die Vorrichtung zum Detektieren einer Schwellung 104 eine
Hochauflösungs-Ultraschallvorrichtung
und ist an die Abtastkomponente 102 gekoppelt, die ein
Ultraschall-Emitter- und Empfänger-Scanelement 118 aufweist.
Das Ultraschall-Emitter- und -Empfänger-Scanelement 118 kann
eine tragbare, frei bewegliche, eine Oberfläche scannende Vorrichtung (2)
oder ein scannendes Element eingeschränkter Bewegung sein, das eine
Stützstruktur 130 und
eine Führungsspur 132 verwendet
(4). Eine herkömmliche
Klammer (nicht gezeigt) kann verwendet werden, um das Glied oder
ein anderes anatomisches Merkmal des Patienten P, der gescannt wird,
während
der Scantätigkeit zu
halten. Eine Positionsverfolgungsvorrichtung 126 kann an
der Vorrichtung zum Detektieren einer Schwellung 104 (3)
angefügt
bzw. festgelegt sein, um die Position und Ausrichtung der Ultraschallsonde 118 innerhalb
eines Positionsbezugsfelds zu bestimmen. Im Betrieb werden Ultraschallstrahlen von
dem scannenden Element 118 durch das Gewebe des Patienten
P an der Stelle L emittiert und dann von diesem zurück reflek tiert.
Die Natur bzw. Beschaffenheit, der Grad bzw. das Ausmaß und die Schnelligkeit
bzw. Geschwindigkeit des reflektierten Ultraschallsignals, das durch
den Empfängersensor des
die Oberfläche
scannenden Elements 118 detektiert wird, werden zur Vorrichtung
zur Detektion einer Schwellung 104 übertragen, welche an die Archivspeicher-
und -entnahmevorrichtung 114 gekoppelt ist. Die Archivspeicher-
und -entnahmevorrichtung 114 analysiert herkömmlicherweise
diese Daten und erzeugt die Querschnittsabmessungen, vorzugsweise
ein Modell oder ein Bild, des gescannten Gelenk- oder Gewebebereichs an der Stelle L,
und dieses wird zur Anzeigevorrichtung 116 zur Betrachtung
zugeführt.
Außerdem
könnten
die Natur bzw. Beschaffenheit und Merkmale des reflektierten Ultraschallsignals,
das durch den Empfängersensor
des die Oberfläche
scannenden Elements 118 detektiert wird und durch die Vorrichtung
zum Detektieren einer Schwellung 104 zur Archivspeicher-
und -entnahmevorrichtung 114 übertragen wird, unter Verwendung eines
gesonderten Analysators (nicht gezeigt), wie beispielsweise eines
Computers oder eines Programms, analysiert werden, um die Stelle
und den Grad einer Entzündung über verschiedene
Eigenschaften, wie beispielsweise die besondere bzw. spezielle Echogenizität des reflektierten
Ultraschallsignals zu bestimmen.
-
In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wie in 1, 3 und 4 gezeigt,
ist die Vorrichtung zum Detektieren einer Schwellung 104 ein
herkömmliches
Magnetresonanz-Abbildungs-(MRI)-System. Die Erfassungs- bzw. Abtastkomponente 102 ist
eine konventionelle Magnetresonanz-Abbildungsspule und ist vorzugsweise
ein scannendes bzw. abtastendes Element beschränkter Bewegung unter Verwendung
einer Support- bzw. Abstützstruktur 130 und
einer Führungsspurstruktur 132 (4).
Eine herkömmliche Klammer
(nicht gezeigt) kann verwendet werden, um das Glied oder ein anderes
anatomisches Merkmal des Patienten P, der gescannt wird, zu halten.
Das Magnetresonanzfeld ist herkömmlicherweise
in einem Bezugsraumgitter ausgerichtet und angeordnet wie bei allen
herkömmlichen
MRI-Vorrichtungen. Im Betrieb werden magnetisch erzeugte Bilder
oder Abmessungen aus der Anatomie des Patienten P an der Stelle
L von dem die Oberfläche
scannenden Element 118 an die Vorrichtung zum Detektieren
einer Schwellung 104 übertragen
und diese ist wiederum herkömmlicherweise
mit der Archivspeicher- und -entnahmevorrichtung 114 gekoppelt.
Die Archivspeicher- und -entnahmevorrichtung 114 arbeitet,
um herkömmlicherweise
diese MRI-Daten zu analysieren und die Querschnittsabmessungen,
und vorzugsweise ein Modell oder Bild, des Bereichs des gescannten
Gelenks oder Gewebes an der Stelle L zu erzeugen. Diese analysierten
Daten werden dann zur Anzeigevorrichtung 116 zur Betrachtung
zugeführt. Zusätzlich können die
Natur und Merkmale des zurückgeführten MRI-Signals,
das durch das eine Oberfläche
scannende Element 118 detektiert wird, durch die Archivspeicher-
und -entnahmevorrichtung 114 analysiert werden, um die
Stelle und den Grad einer Entzündung über verschiedene
Eigenschaften des MRI-Signals zu bestimmen.
-
Es
sollte nun Fachleuten auf dem Gebiet ersichtlich sein, daß das abbildende
bzw. Abbildungssystem 104 der gegenständlichen Erfindung aus verschiedenen
Typen von herkömmlichen
dimensionellen Meß-
oder Abbildungssystemen ausgebildet sein kann, die fähig sind,
detaillierte Bilder und/oder eine Messung von Oberflächen herzustellen
bzw. zu erzeugen. Vorzugsweise sollten derartigen Systeme derart
sein, daß sie
mühelos
bzw. leicht zur Verwendung bei einem Entwickeln detaillierter Messungen adaptiert
werden, und vorzugsweise mit einem Computer hergestellte bzw. computerisierte
Modelle oder Bilder, der Gelenke oder Gewebe. Es sollte nun auch Fachleuten
auf dem Gebiet augenscheinlich bzw. ersichtlich sein, daß andere
Typen von Systemen, wie beispielsweise Hüllen, Manschetten oder Buchsen, die
einen oder eine Mehrzahl von Standortsensoren aufweisen, zur Anordnung
um einen Gelenk- oder Gewebebereich verwendet werden können.
-
In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, wie sie in 2 und 5 gezeigt
ist, umfaßt
das abbildende System 104 mechanische Greifzirkel 133.
Im Betrieb werden die mechanischen Taster- bzw. Greifzirkel 133 angewandt
bzw. angelegt, um die Querschnittsabmessungen oder Erhöhungen des
Gelenks oder Gewebes an der Stelle L direkt zu messen. Die Position
der Greifzirkel 133 wird durch das Positionsverfolgungssystem 126 bestimmt.
Die Greifzirkel 133 und das Positionsverfolgungssystem 126 sind
mit der Archivspeicher- und -entnahmevorrichtung 114 gekoppelt
zur Archivspeicherung und Wiederbeschaffung bzw. Entnahme und zur
Korrelierung der Daten und Erzeugung der Querschnittsabmessungen,
und vorzugsweise eines drei-dimensionalen Bilds, des Gelenks oder
Gewebes an der Stelle L.
-
Es
sollte nun Fachleuten auf dem Gebiet ersichtlich sein, daß das Modell
(die Modelle) oder das Bild (die Bilder), wenn irgendeines, und
die Querschnittsabmessungen, die unter Verwendung des Geräts zur Detektion
und Quantifizierung von Gelenk- und Gewebeentzündung 100 der gegenständlichen
Erfindung erzeugt werden, mit einer Referenz verglichen werden können, wie
beispielsweise vorher durchgeführten
Dimensionsabmessungen und/oder Modellen oder Bildern der Stelle
L, und geringfügige Abweichungen
in der Position der Oberfläche
der Stelle L des Gewebes oder Gelenks beobachtet werden können, wodurch
eine präzise
bzw. genaue Bestimmung von irgendwelchen Unterschieden oder Änderungen
des betreffenden Gelenk- oder Gewebequerschnittsbereichs oder der
Abmessungen erlaubt ist bzw. wird.
-
Bezugnehmend
auf 1 und 2 arbeitet die Vorrichtung zum
Detektieren einer Schwellung 104 vorzugsweise auch als
eine Bewegungsbereichvorrichtung 106 der vorliegenden Erfindung
zum Bestimmen des Bereichs einer Bewegung des Patientengelenks,
das untersucht wird. Unter Verwendung der dimensionalen bzw. Abmessungsmessungen und/oder
der Bilder, falls vorhanden, die durch die Vorrichtung zum Detektieren
einer Schwellung 104 erzeugt sind, kann der Bereich einer
Bewegung des Gelenks unter Verwendung der Archivspeicher- und -entnahmevorrichtung 114 bestimmt
werden, um die Änderungen
in der Position und die Deformation bzw. Verformung von bestimmten
vorausgewählten
Punkten innerhalb der Stelle L zu messen, die gescannt wird, wenn
das Gelenk bewegt wird. Die Messungen können dann mit einer Referenz,
wie beispielsweise einem Standard oder den Ergebnissen eines vorherigen
Scans verglichen werden, um irgendwelche Änderungen in dem Bereich einer
Bewegung des gegenständlichen
Gelenks zu bestimmen. Während
die Bewegungsbereichvorrichtung 106 vorzugsweise die Bilder
oder Messungen verwendet, die durch die Vorrichtung zur Bestimmung
einer Schwellung 104 erzeugt werden, sollte es nun Fachleuten
auf dem Gebiet ersichtlich sein, daß andere Bewegungsbereichvorrichtungen,
wie beispielsweise jene, die geometrische Tafeln bzw. Karten und
Lehren verwenden, optische Gitter oder jene, welche mechanische
Systeme verwenden, die im Stand der Technik zur Messung von Bereichen
einer Bewegung bekannt sind, auch verwendet werden können und
die Resultate, die in der Archivspeicher- und -entnahmevorrichtung 114 für eine Archivspeicherung
und Wiederbeschaffung bzw. Entnahme und zum Korrelieren und Analysieren
der Daten und zum Erzeugen einer graphischen Illustration oder Messung
des Patientenbereichs einer Bewegung gespeichert sind. Diese Daten
und die graphischen Illustrationen können in eine Anzeigevorrichtung 116 zum
Betrachten zugeführt werden.
-
Die
Farbanalysiervorrichtung 108 zum Analysieren der Farbe
der Haut oder des Gewebes des Patienten P an der Stelle L des Gewebes
oder Gelenks, das untersucht wird, ist in 1 und 6 gezeigt.
Die Farbanalysiervorrichtung 108 ist mit dem die Oberfläche scannenden
bzw. abtastenden Element 118 der Erfassungskomponente 102 gekoppelt, welche
vorzugsweise einen lichtempfindlichen Sensor für ein Messen von Farbe, wie
beispielsweise ein Kolorimeter oder ein Spektrophotometer, umfaßt. Im Betrieb
wird ein Patient P, der hinsichtlich einer Gelenk- oder Gewebeentzündung untersucht
wird, in einer derartigen Art und Weise angeordnet, daß das Gewebe
oder Gelenk, das zu untersuchen ist, geeignet zur Messung durch
das Gerät
der vorliegenden Erfindung positioniert ist bzw. wird. Das die Oberfläche scannende
Element 118 wird über
die betreffende Stelle L gelenkt bzw. geführt und das Maß bzw. die Größe der Wellenlänge und
die Intensität
der elektromagnetischen Strahlung, die von der Stelle L reflektiert
wird, werden unter Verwendung des Farbanalysators der Farbanalysiervorrichtung 108 gemessen. Die
Farbanalysiervorrichtung 108 ist mit der Archivspeicher- und -entnahmevorrichtung 114 zur
Archivspeicherung und Wiederbeschaffung und zum Vergleichen der
Daten aus dem Farbanalysiersystem 108 mit einem Standard
oder einer Referenz gekoppelt, wie beispielsweise vorher durchge führten Messungen
der betreffenden Stelle L (oder Messungen von anderen nicht entzündeten anatomischen
Stellen), zur Bestimmung einer Zunahme oder Abnahme einer Entzündung. Diese
Daten werden dann zur Anzeigevorrichtung 116 zur Betrachtung übertragen.
-
In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Farbanalysiervorrichtung 108 mit
dem die Oberfläche
scannenden bzw. abtastenden Element 118 der Abtastkomponente 102 gekoppelt.
Vorzugsweise enthält
das die Oberfläche
abtastende Element 118 einen lichtempfindlichen Sensor,
d.h. ein Glanzmeßgerät, zur Messung
der Oberflächenmerkmale
bzw. -eigenschaften der betreffenden Stelle L. Im Betrieb wird eine
photoelektrische Größe bzw.
Messung des spiegelnd reflektierten Lichts von der Oberfläche der
Haut S des Patienten P an der Stelle L durch die Farbanalysiervorrichtung 108 gemessen.
Die Farbanalysiervorrichtung 108 beinhaltet einen Glanzanalysator
zum Vergleichen der gesammelten Daten mit einem Standard, einer
Referenz, wie beispielsweise früheren
Messungen der Stelle L, oder mit Messungen von anderen nicht entzündeten anatomischen
Stellen, und ist mit der Archivspeicher- und -entnahmevorrichtung 114 zur
Archivspeicherung und Wiederbeschaffung bzw. Entnahme der gesammelten
Daten und zum Vergleichen von Daten aus der Farbanalysiervorrichtung 108 mit einem
Standard oder mit einer Referenz, wie beispielsweise früher durchgeführten Messungen
der betreffenden Stelle L, oder Messungen von anderen nicht entzündeten anatomischen
Stellen zur Bestimmung einer Zunahme oder Abnahme in einer Entzündung gekoppelt.
Außerdem
könnte
die Glanzablesung von dem die Oberfläche scannenden Element 118 der
Erfassungskomponente 102 der Vorrichtung zum Detektieren
einer Schwellung 104 zugeführt werden und dann zur Archiv speicher-
und -entnahmevorrichtung 114 übertragen werden, welche analysieren
oder ein angefügtes
Element oder Programm (nicht gezeigt) verwenden würde, um
die Glanzablesung zu analysieren, um die Gewebeausdehnung und somit
die assoziierte bzw. verbundene Schwellung des Gelenks oder Gewebes
an der Stelle L des Patienten P zu bestimmen. Diese Farb- oder Glanzdaten
werden dann zur Anzeigevorrichtung 116 zur Betrachtung übertragen.
-
Bezugnehmend
auf 1, 2 und 6 ist die
Temperaturmeßvorrichtung 110 zum
Messen der Temperatur in der Stelle L des Gewebes oder Gelenks,
das zu untersuchen ist, gezeigt und ist an die Abtastkomponente 102 gekoppelt,
die ein eine Oberfläche
scannendes Element 118 zum Empfangen einer Temperatureingabe
der betreffenden Stelle L aufweist. In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung beinhaltet das eine Oberfläche scannende Element 118 einen
lichtempfindlichen Sensor zum Empfangen einer Temperatureingabe
durch ein Messen der Intensität
eines Infrarot-Lichtstrahls 140, welcher von der Oberfläche der
Haut oder des Gewebes S des Patienten P an der betreffenden Stelle
L reflektiert wird. Infrarot-Abtastvorrichtungen waren zur Messung
von Hauttemperaturen von Patienten im Handel erhältlich. In einer bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung, wie gezeigt, beinhaltet das die Oberfläche scannende
Element 118 der Temperaturmeßvorrichtung 110 einen
herkömmlichen
Infrarotsensor, umfassend einen Infrarotdetektor 138 und ein
fokussierendes Element 139 zum Fokussieren von ankommender
Infrarotstrahlung, die von der Haut oder dem Gewebe S des Patienten
P emittiert wird, auf den Infrarotdetektor des die Oberfläche scannenden
Elements 118. Übertragene
Strahlung wird durch das die Oberfläche scannende Element 118 detektiert
und die Temperatur wird unter Verwendung einer herkömmlichen
Schaltung innerhalb der Temperaturmeßvorrichtung 110 berechnet,
die geringe bzw. feine Haut- oder
Gewebetemperaturveränderungen
bzw. -abweichungen berechnet. Die Temperaturmeßvorrichtung 110 korreliert
die Daten und vergleicht die Daten mit einem Standard oder einer Referenz,
wie beispielsweise früheren
Temperaturmessungen an dieser Stelle L, und die Differenz in der
Intensität
des Infrarotlichts kann verwendet werden, um die Temperatur und
die Änderung
in der Temperatur der gescannten Stelle L zu berechnen. Die Temperaturmeßvorrichtung 110 ist
mit der Archivspeicher- und -entnahmevorrichtung 114 zur
Berechnung von Temperaturänderungen
und zur Archivspeicherung und Wiederbeschaffung der Temperaturdaten
und zum Vergleichen der Daten mit einem Standard oder einer Referenz,
wie beispielsweise früher
durchgeführten
Messungen der betreffenden Stelle L, zur Bestimmung einer Zunahme
oder einer Abnahme in einer Entzündung
gekoppelt. Die Archivspeicher- und -entnahmevorrichtung 114 führt die Änderungen
zu der Anzeigeeinheit 116 zur Betrachtung zu.
-
Während vorzugsweise
das die Oberfläche scannende
Element 118 einen lichtempfindlichen Sensor beinhaltet,
können
andere Formen von Sensoren auch zur Messung der Temperatur der Haut oder
des Gewebes S des Patienten P verwendet werden. In einer bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung umfaßt
das eine Oberfläche
scannende Element 118 einen herkömmlichen Thermoelement-Temperatursensor,
wobei sich Paare von verschiedenen Metallegierungsdrähten an
wenigstens einem Ende verbinden, was eine Nettothermospannung zwischen
den zwei Enden gemäß der Größe der Temperaturdifferenz
zwischen den Enden, dem relativen Seebeck-Koeffizienten des Drahtpaars
und der Gleichförmigkeit
des relativen Seebeck-Koeffizienten
des Drahts erzeugt bzw. generiert.
-
In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfaßt
das eine Oberfläche
scannende Element 118 einen herkömmlichen Thermistor-Temperatursensor,
der elektrische Kontakte und Zuleitungsleiter aufweist, die mit
dem Kontakt verbunden sind, wodurch der induzierte spezifische Widerstand
quer über
den Thermistor gemessen wird und in eine spezifische Temperaturablesung
unter Verwendung einer herkömmlichen
Schaltung umgewandelt wird.
-
In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfaßt
das eine Oberfläche
scannende Element 118 einen herkömmlichen Widerstandstemperaturdetektor,
wodurch ein elektrischer Strom, der einen Spannungsabfall über den
Sensor erzeugt, gemessen wird und zu einer Temperaturablesung unter
Verwendung einer herkömmlichen Schaltung
umgewandelt wird.
-
In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfaßt
das eine Oberfläche
scannende Element 118 einen herkömmlichen gepulsten Laserstrahl-Temperatursensor,
wodurch ein erster Laserstrahl, der eine erste Wellenlänge aufweist,
unmittelbar nach dem Ansteigen des gepulsten Laserstrahls oszilliert
wird, und ein zweiter Laserstrahl, der eine zweite Wellenlänge aufweist,
danach oszilliert wird. Basierend auf dem Unterschied zwischen der Intensität des ersten
interferierten bzw. überlagerten Lichts
von reflektiertem Licht des ersten Laserstrahls und der Intensität von reflektiertem
Licht des zweiten Laserstrahls kann die Temperatur der Haut S des
Patienten P gemessen werden.
-
In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung enthält
das eine Oberfläche
scannende Element 118 eine her kömmliche elektrische Leitfähigkeits/Widerstandssonde
für eine
Hautoberfläche, ähnlich jener
in Polygraphie-Systemen, umfassend zwei Elektroden, welche in direktem
Kontakt mit der Haut des Patienten plaziert werden. Im Betrieb werden
die Elektroden mit elektrischem Strom versorgt, der zwischen ihnen
fließt
und sich in der Konduktanz bzw. Leitfähigkeit/im Widerstand des Flusses ändert, verursacht
durch ein unmerkliches Schwitzen an der Stelle, die gemessen wird.
Da Gewebetemperaturänderungen
Veränderungen
bzw. Abweichungen in unmerklichem Schwitzen und somit der Hautfeuchtigkeit
verursachen, treten Änderungen in
der elektrischen Leitfähigkeit/im
elektrischen Widerstand der Haut auf und aus diesen Änderungen kann
die Temperatur an der Stelle der Sonde unter Verwendung der Archivspeicher-
und -entnahmevorrichtung 114 abgeleitet werden.
-
Es
sollte nun Fachleuten auf dem Gebiet ersichtlich sein, daß die Temperaturmeßvorrichtung 110 der
gegenständlichen
Erfindung aus verschiedenen Typen von herkömmlichen Temperaturmeßvorrichtungen
ausgebildet sein kann, die fähig
sind, die Temperatur einer Oberfläche zu messen. Derartige Vorrichtungen
können
eine herkömmliche
medizinische Thermographieinstrumentierung, Mikrowellenthermographie-Instrumentierung
zur Messung natürlicher
Strahlung, Infrarotscanner, Laserscanner, Thermometer, Widerstands-Temperaturdetektoren, Thermistor-Temperatursensoren
und Thermoelement-Temperatursensoren enthalten. Vorzugsweise sollten
derartige Vorrichtungen mühelos
zur Verwendung bei einem Entwickeln detaillierter Messungen der
Temperatur entlang der Oberfläche
des Bereichs des Gelenks oder Gewebes adaptiert werden, das untersucht
wird.
-
Bezugnehmend
auf 1 und 7 ist die Schmerz- oder Empfindlichkeits-Detektionsvorrichtung 112 zum
Bestimmen des Vorhandenseins von Schmerz oder Empfindlichkeit gezeigt.
In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung enthält
die Erfassungskomponente 102 eine Sonde 142, wie beispielsweise
eine tragbare Drucksonde, beispielsweise ein Dolorimeter bzw. Schmerzmeßgerät, um eine
Schmerz- oder Empfindlichkeitsschwelle und -toleranz des Patienten
P an der Stelle L zu bestimmen. Im Betrieb umfaßt die Sonde 142 eine
pressende bzw, drückende
Vorrichtung, Klemmvorrichtung, Buchse bzw. Hülse, Quetschvorrichtung oder
andere derartige Mittel, um einen Druck gegen die Haut S des Patienten
P an der Stelle L anzuwenden bzw. anzulegen, die untersucht wird.
Vorzugsweise wird das Druckniveau, das notwendig ist, um Schmerz
oder Empfindlichkeit an der Stelle L zu erzeugen, durch die Sonde 142 über einen
Knopf oder eine andere herkömmliche
Auslösevorrichtung
(nicht gezeigt) erfaßt,
welche der Patient P aktiviert, wenn der angewandte Druckreiz schmerzvoll
wird, und dieses Druckniveau wird dann an die Archivspeicher- und -entnahmevorrichtung 114 zum
Umwandeln der Ablesungen der Sonde 142 in eine graphische
Darstellung gekoppelt.
-
In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung enthält
die Abtastkomponente 102 eine Sonde 142 zur Erzeugung
eines diskreten Bereichs von Wärme.
Die Sonde 142 umfaßt
eine Metallspitze, welche leicht elektrisch erwärmt wird. Das Wärmeniveau,
das notwendig ist, um Schmerz an der Stelle L zu erzeugen, wird über einen
Knopf oder eine andere auslösende
bzw. Triggervorrichtung (nicht gezeigt) bestimmt, welche der Patient
P aktiviert, wenn die angelegte Wärme bzw. Hitze schmerzvoll
wird, und dieses Hitzeniveau wird dann zur Schmerzdetektionsvorrichtung 112 zuge führt, welche
die Temperatur berechnet, bei welcher der Patient P Schmerz an der
Stelle L erfährt
bzw. erlebt und dies wird zu einer Archivspeicher- und -entnahmevorrichtung 114 zur
Speicherung und Wiederbeschaffung von generierten bzw. erzeugten
Daten und zur Analyse übertragen
und in die Anzeigevorrichtung 116 zur Betrachtung zugeführt.
-
In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfaßt
die Erfassungskomponente 102 eine Sonde 142 zum
Erzeugen von diskreten elektrischen Reizen. Die Sonde 142 umfaßt eine
Metallspitze, welche zum elektrischen Stimulieren bzw. Reizen des
Gewebes des Patienten P an der Stelle L effektiv bzw. wirksam ist.
Der elektrische Reiz, der erforderlich ist, um Schmerz an der Stelle
L zu erzeugen, wird über
einen Knopf oder eine andere Auslösevorrichtung (nicht gezeigt)
bestimmt, welche der Patient P aktiviert, wenn der angewandte elektrische Reiz
schmerzvoll wird, und dieses Reizniveau wird dann zum Schmerzdetektionssystem 112 zugeführt, welches
dann die Menge bzw. das Ausmaß von
elektrischen Reizen berechnet, um die Schmerzschwelle und -toleranz
an der Stelle L zu bestimmen, und dies wird zur Archivspeicher-
und -entnahmevorrichtung 114 zur Archivspeicherung und
Wiederbeschaffung bzw. Entnahme und zur Analyse übertragen und in die Anzeigevorrichtung 116 zur
Betrachtung zugeführt.
-
Es
sollte nun den Fachleuten auf dem Gebiet ersichtlich sein, daß Schmerz-
und Empfindlichkeitsschwellen und -toleranzen signifikant bzw. merklich zwischen
Patienten variieren werden, und derartige quantifizierte Resultate
bzw. Ergebnisse zusammen mit visuellen Beobachtungen werden signifikant
die Zuverlässigkeit
bei einem Beurteilen eines Schmerzes und von Empfindlichkeitsschwellen
und -toleranzen eines Patienten verbessern.
-
Es
sollte nun Fachleuten auf dem Gebiet ersichtlich sein, daß die vorliegende
Erfindung einen neuen, nicht menschlichen Beobachter oder ein nicht auf
einem Kliniker bzw. Arzt basierendes Gerät und Verfahren zur Detektion
und Quantifizierung einer Gelenk- oder Gewebeentzündung bereitstellt,
umfassend ein abbildendes oder Meßsystem, um Daten zu erhalten,
die für
die Oberflächen-
und Querschnittsabmessungen des Patientengewebes oder Haut hinweisend
sind, eine Farb- und/oder Glanzanalysiervorrichtung zum Analysieren
der Farbe und/oder Glanz des Gewebes oder der Haut des Patienten, eine
Temperaturmeßvorrichtung
zum Messen der Temperatur des Gewebes oder der Haut des Patienten,
eine Schmerzdetektionsvorrichtung zum Bestimmen der Empfindlichkeits-
oder Schmerzschwelle des Patienten; und eine Vorrichtung zum Bestimmen des
Patientenbereichs einer Bewegung an der Stelle, die untersucht wird.
Demgemäß können zwei
oder mehr der fünf
grundlegenden Zeichen bzw. Anzeichen oder Manifestationen bzw. Symptome,
umfassend Röte,
Schwellung, Wärme
bzw. Hitze, Schmerz und der Verlust einer Funktion des involvierten
Gewebes, die einer Entzündung
gemeinsam sind, durch den untersuchenden Arzt, Trainer oder Pfleger
aufgezeichnet und analysiert werden. Das Vorhandensein einer Entzündung in
dem involvierten Gelenk oder Gewebe kann als eine Indikation bzw.
ein Hinweis des Vorhandenseins einer Verletzung oder Krankheit verwendet
werden, während
die Menge bzw. das Ausmaß einer
Entzündung
in dem verletzten, deformierten oder arthritischen Gelenk oder Gewebe
verwendet werden kann, um die Menge der Schädigung oder Krankheit in diesem
Gelenk zu bestimmen und ob das Problem fortschreitet oder heilt.
-
Es
sollte verstanden werden, daß die
verschiedenen Gruppen von Messungen von Schwellung, Farbe, Temperatur,
Funktion oder Bereich einer Bewegung und Schmerz, die unter Verwendung
des Geräts
zum Detektieren und Quantifizieren einer Entzündung eines Gelenk- oder Gewebebereichs
der gegenständlichen
Erfindung erhalten werden, verwendet werden, um die Stelle und die
Menge bzw. den Betrag einer Gelenk- oder Gewebeentzündung zu
detektieren und zu quantifizieren. Es sollte nun Fachleuten auf
dem Gebiet ersichtlich sein, daß mathematische
Algorithmen oder Modelle entwickelt werden können, um eine Gesamtentzündungsmenge oder
Bewertung zu ergeben, welche verwendet werden kann, um die Stelle
und den Grad einer Entzündung
und irgendwelche Änderungen
von einer Ausgangs- oder früheren
Messung einer Entzündung
zu beurteilen.
-
Es
sollte nun ersichtlich sein, daß der
nicht menschliche Beobachter oder das nicht auf einem Kliniker bzw.
Klinikeinsatz basierende Gerät
und Verfahren zur Detektion und Quantifizierung einer Gelenk- und
Gewebeentzündung
der gegenständlichen Erfindung
die Beobachtersubjektivität
und interindividuelle Abweichung bzw. Abweichung zwischen Individuen
beseitigt und somit eine bessere Genauigkeit und Reproduzierbarkeit
in der Messung der Detektion und Quantifizierung einer Gelenk- und
Gewebeentzündung
bereitstellt.
-
Es
sollte nun Fachleuten auf dem Gebiet ersichtlich sein, daß die vorliegende
Erfindung zuverlässige
bzw. betriebssichere und reproduzierbare Mittel bereitstellt, wodurch
Forscher Algorithmen basierend auf klinischen Studien entwickeln
können, die
verwendet werden können,
um genauer eine Entzündung
zu identifizieren und zu quantifizieren.
-
Es
sollte nun auch Fachleuten auf dem Gebiet ersichtlich sein, daß die vorliegende
Erfindung ein relativ preiswertes, zuverlässiges, reproduzierbares, leicht
zu verwendendes oder durchzuführendes, sicheres
und nicht invasives Verfahren und Gerät zur Detektion und Quantifizierung
einer Gelenk- und Gewebeentzündung
bereitstellt, die in medizinischen Praxen, Kliniken, Trainings-
und Sporteinrichtungen und dgl. verwendet werden können.
-
Es
sollte nun auch Fachleuten auf dem Gebiet ersichtlich sein, daß das Verfahren
und das Gerät
zur Detektion und Quantifizierung einer Gelenk- und Gewebeentzündung auch
Bedienungsvorschriften bzw. Betriebsanweisungen umfassen können. Derartige
Anweisungen können
in der Form von Computersoftware sein, die innerhalb des Computers
gespeichert ist, gedrucktes Material, das dem Gerät beigefügt ist,
oder in der Form von Broschüren oder
Büchern.