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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Vorrichtung zur
Kontrolle der Geburtswehen.
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Es
ist bekannt, dass sich der Begriff "Geburtswehen" auf den Komplex mechanischer und dynamischer
Phänomene
bezieht, die zum Ausstoßen des
Fötus und
der Plazenta führen,
und der herkömmlicherweise
in drei Phasen unterteilt ist:
- – die erste
Phase, die sich auf den Aufweitzeitraum bezieht, das heißt, auf
den Beginn der Wehen bis zu der vollständigen Aufweitung des Gebärmutterhalses,
ist ihrerseits in einen "latenten Zeitraum", gekennzeichnet
durch eine Aufweitung von 3–4
cm, und einen darauf folgenden "aktiven Zeitraum", unterteilt, der
zu einer vollständigen Aufweitung
führt;
- – die
zweite Phase, die sich auf den Ausstoßzeitraum bezieht, reicht von
der vollständigen
Aufweitung bis zu der Geburt;
- – die
dritte Phase, die sich auf das Ausscheiden der Nachgeburt bezieht,
endet mit dem Ausstoßen
der Plazenta.
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Es
ist ferner bekannt, dass das Fehlen, die Veränderung oder unzureichende
Koordination der Kontraktionen des Uterus Probleme in der Ausstoßphase verursachen
kann, welche die heikelste der Geburt ist. Insbesondere kann es
passieren, dass der Uterus nicht in der Lage ist, mit seinen Kontraktionen eine
Kraft von einer Intensität
zu erzeugen, die ausreicht, um die Ausstoßphase der Geburt abzuschließen (Hypokinese).
Au ßerdem
kann es passieren, dass die werdende Mutter trotz der Therapien,
die zur Behandlung derartiger Fälle
gewöhnlich
bereitgestellt werden, nicht in der Lage ist, einen Druck zu erzeugen – durch
eine entsprechende Kontraktion der Abdominalpresse –, der sich
mit der Kraft summiert, die durch die Kontraktion des Uterus erzeugt
wird. Und da ein verlängerter
Verbleib des Fötus
in dem Geburtskanal dessen Gesundheitszustand ernsthaft gefährden kann,
wird im Allgemeinen ein so genannter Kristeller-Handgriff von dem
Krankenhauspersonal durchgeführt,
der darin besteht, mit einem Arm eine Reihe von Drücken auf
das untere Ende des Uterus mit dem Zweck auszuüben, die natürlichen Ausstoßkräfte zu unterstützen und
das Fortschreiten und die Liberation des Fötus zu beschleunigen. Jedoch
birgt dieser Handgriff Risiken, insofern als dieser eine Ruptur
des Uterus, die Ablösung
der Plazenta und auch akute fötale
Schmerzen verursachen kann.
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Ferner
ist in der Obstetrik die Verwendung des Elektromyographen (EMG)
bekannt, wie in
US 2002/0193670 beschrieben,
mit dem es möglich
ist, die elektrischen Phänomene
der natürlichen
und unwillkürlichen
Kontraktionen des Uterus aufzuzeichnen, indem die relevanten elektrischen
Potentiale mittels auf dem Leib der Patientin angebrachter Elektroden
abgeleitet werden: eine auf einem PC abzuspielende Anwendungssoftware
liefert einen Graphen der elektrischen Potentiale gegenüber der
Zeit. Jedoch bietet die Verwendung von lediglich einem EMG keinerlei
Hilfe für
die Druckkraft der Gebärenden,
und darüber
hinaus zeichnen die Kontraktionsgraphen auch andere störende Signale
auf, wie zum Beispiel Spannungsspitzen, Spannungen, die durch die
Aktivierung von anderen Vorrichtungen und durch Neonlampen induziert
werden.
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Ferner
ist in der Obstetrik die Verwendung des Pressure Labor Assister
(PLA) bekannt, eine mit Drucksensoren gesteuerte Software, die den Druckanstieg
in einer Luftkammer – ausgebildet
in einem um den Körper
der Patientin angelegten Abdominalband – nutzt, und welcher als Folge
der natürlichen
Kontraktionen des Uterus entsteht, um eine automatische zusätzliche
Kraft als Hilfe für
die Gebärende
für das
Ausstoßen
des zukünftigen
Babys zu bewirken.
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Andererseits
sieht diese bekannte Einrichtung PLA weder eine graphische Darstellung
noch eine Aufzeichnung der Kontraktionen des Uterus vor, und kann
auch eine Quelle für
Gefahren sein, insofern als die möglichen Überdrücke auf das Druckluftband,
die unabhängig
von den Kontraktionen sind, aber stattdessen zum Beispiel auf mehr
oder weniger unwillkürliche
Bewegungen der Gebärenden
zurückzuführen sind,
stets als ein Signal der Kontraktion des Uterus ausgelegt werden,
und in einem derartigen Fall kann es passieren, dass das resultierende Aufblasen
des Druckluftabdominalbandes während eines
Ruhezeitraums, zwischen einer Kontraktion und einer anderen, stattfindet,
wodurch das Einfließen
von Blut in sowohl die Gebärende
als auch das zukünftige
Baby gefährlich
reduziert wird.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile
der gebräuchlichen
und weit verbreiteten Kristeller-Methode zu überwinden.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, im Falle
einer festgestellten unzureichenden Ausstoßkraft der natürlichen
Kontraktionen des Uterus, der für
die Entbindung zuständigen Person
zu ermöglichen,
eine Einrichtung zu aktivieren, die einen zusätzlichen Druck zum Ausstoßen des
Fötus bewirkt,
wobei die Aktivierung der Einrichtung für ein höheres Maß an Sicherheit von der Kontraktion
des Uterus und nicht von falschen Signalen abhängt.
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Dieses
Ergebnis wurde erfindungsgemäß erzielt,
indem die Idee der Herstellung einer Vorrichtung mit den in den
unabhängigen
Patentansprüchen offenbarten
Merkmalen übernommen
wurde. Weitere Merkmale sind in den Unteransprüchen dargelegt.
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Die
von der vorliegenden Erfindung abgeleiteten Vorteile liegen im Wesentlichen
in der Tatsache, dass es möglich
ist, automatisch die höchste
genaue Koordination zwischen dem internen Druck, der von sowohl
natürlichen
als auch unwillkürlichen
Kontraktionen des Uterus erzeugt wird, und dem zusätzlichen
Druck sicherzustellen, der mittels eines Druckluftgürtels erzeugt
wird, der dazu gedacht ist, auf den Leib der Gebärenden einzuwirken, wann immer
sich die Notwendigkeit ergibt und auf eine nichtinvasive Weise;
dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung
sicher ist, mit relativer Einfachheit von dem Personal, das den
werdenden Müttern
beisteht, genutzt werden kann, relativ einfach herzustellen ist
und auch nach einem längeren
Betriebszeitraum zuverlässig
ist. All dies wird erreicht, indem ein integriertes System genutzt
wird, das ermöglicht,
dass der zusätzliche Druckluftdruck
nur erhalten wird, wenn die Gebärende
Kontraktionen hat, die gleichzeitig und zuverlässig durch sowohl pneumatische
als auch elektrische Signale unabhängig von einander und abgeleitet
von den Kontraktionen erfasst werden.
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Diese
und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden am besten
von einem Fachmann anhand des Lesens der folgenden Beschreibung
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen verstanden, die als ein praktisches Ausführungsbeispiel der
Erfindung gegeben werden, aber nicht auf einschränkende Weise anzusehen sind.
Es zeigen:
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1 ein
vereinfachtes Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, das eine mögliche Konfiguration
davon in der Verwendung zeigt;
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2 eine
schematische Draufsicht des Druckluftgürtels (1), der in
dem schematischen Diagramm von 1 gezeigt
wird;
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3 ein
weiteres vereinfachtes Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Auf
seine Grundstruktur reduziert und Bezug nehmend auf die Figuren
der beigefügten
Zeichnungen umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kontrolle
der Geburtswehen wie folgt:
- – ein Mittel
zum Erfassen der elektrischen Aktivität des Uterus, umfassend zwei
oder mehrere äußere elektromyographische
Sensoren (3) (das heißt, Sensoren
des nichtinvasiven Typs), die auf der Haut des Leibs der Gebärenden in
zwei Regionen positioniert werden können, die voreingestellten Punkten
des Uterus U entsprechen;
- – ein
Mittel zum Aufzeichnen und graphischen Darstellen der elektrischen
Signale der auf diese Weise erfassten Kontraktionen des Uterus;
- – ein
Mittel (4, 5) zum Analysieren der elektrischen
Signale in Bezug auf ein vorbestimmtes Analyseschema;
- – einen
Druckluftgürtel
(1), der einem Druckluftmittel (2) zugeordnet
ist, das diesen kontrolliert und bei einem voreingestellten Druck
aufblasen bzw. daraus Luft ablassen kann: der Gürtel (1) wird von der
werdenden Mutter derart angelegt, dass eine Fläche (10) desselben
Gürtels
auf das untere Ende des Uterus einwirkt, wenn aufgeblasen;
- – ein
Mittel (7) zum Steuern der Aktivierung und Deaktivierung
des Druckluftmittels (2) in Antwort auf die Druckveränderung,
die auf die Kontraktion zurückzuführen ist,
und erfasst von dem Druckluftgürtel,
sowie aufgrund der Analyse der elektrischen Aktivität des Uterus.
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Insbesondere
umfasst das Analysemittel eine elektromyographische Vorrichtung
(4), die mit den Sensoren (3) über eine Schnittstelle (5)
verbunden ist, welche die Verstärkung
und Vorverarbeitung der Signale ermöglicht, und mit einem Abschnitt
(6) zum Verarbeiten der von den Sensoren (3) erfassten und
durch die Schnittstelle (5) mit deren jeweiligen Zeitwert übertragenen
Signale versehen ist, wie es am besten später ausführlicher beschrieben wird.
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Im
Falle von elektromyographischen Zweikanal-Vorrichtungen, wie zum
Beispiel der TECA Sinergy Multimedia von Oxford Instruments, werden
zwei Kanalsensoren oder -elektroden und eine Masseelektrode verwendet:
die Kanalsensoren sind symmetrisch und horizontal in einem Hautbereich
des Leibs der Gebärenden
bei ungefähr
5–15 cm
der Nabeltransversale positioniert, und die Masseelektrode ist auf
der Innenseite des linken Oberschenkels angeordnet.
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Betreffend
des aufblasbaren Gürtels
(1), ist dieser von einem Typ, der eine Luftkammer (11)
mit einer Kopplung (12) für ein Rohr (13) umfasst,
das mit dem Mittel (2) verbunden werden kann, und versehen
mit zwei Flügeln
(14) mit einer Länge,
die ausreicht, um um den Brustkorb der Gebärenden herum gebunden zu werden:
wobei die Flügel
(14) miteinander durch ein "Klettverschluss-"artiges Mittel 140 verbunden
werden können,
nachdem der Gürtel
angelegt worden ist. Darüber
hinaus ist das Druckluftmittel (2) intern mit Sensoren
(15) versehen, die in der Lage sind, die Druckveränderungen
in der Luftkammer (11) zu erfassen, die auf die von dem
Leib der Gebärenden
ausgeübten
Drücke
als Folge der Kontraktionen des Uterus zurückzuführen sind, das heißt relativ zu
einem Grunddruckwert, der dem anfänglichen Aufblasen entspricht
(zum Beispiel, wenn ein Gürtel des
Typs MITECH-200-A verwendet wird, ein Grundwert von 8–16 kPa).
Der betreffende Gürtel
ist dazu gedacht, einen vorbestimmten Druck P auszuüben, wie
später
am besten beschrieben wird, der gleichmäßig auf das untere Ende des
Uterus verteilt wird.
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Stromaufwärts von
dem Druckluftmittel (2) ist eine Aktivierungseinrichtung
(7) vorgesehen, die ihrerseits mit Sensoren (15),
die in dem Mittel (2) angeordnet sind, und mit der elektromyographischen
Vorrichtung (4) verbunden ist: wobei die Einrichtung (7) die
Aktivierung des Druckluftmittels (2) bestimmt, das heißt, das
Aufblasen des Gürtels
(1), wann immer sowohl die Uteruskontraktionssignale, die
von den Sensoren (15) ausgegeben werden, und die Signale,
die von der Vorrichtung (4) ausgegeben werden, darin zur
gleichen Zeit anwesend sind.
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Präziser gesagt,
wenn während
der Wehen die Einrichtung (7) gleichzeitig sowohl die elektrischen
Signale von dem Mittel (4) – resultierend mit einer derartigen
Intensität
und Form, dass sie jenen der Kontraktionen des Uterus entsprechen
(zum Beispiel elektrische Signale, die drei Mal stärker sind
als die Signale, die zwischen einer Kontraktion und einer anderen
erfasst werden) – als
auch die Druckluftsignale empfängt,
die von den Sensoren (15) erfasst und auch als Kontraktionssignale
erkannt werden, dann gibt die Einrichtung (7) nur in diesem
Fall den Befehl zur Aktivie rung des Mittels (2), das heißt zum Aufblasen
des Gürtels
(1) mit einem Druck, der von der Person, die für die Entbindung
verantwortlich ist, entweder voreinzustellen oder rechtzeitig festzulegen
ist.
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Mit
anderen Worten, die Aktivierung des Gürtels (1) und dementsprechend
des zusätzlichen
Druckes P, der von dem letzteren auf den Leib der Gebärenden in Übereinstimmung
mit dem unteren Ende des Uterus ausgeübt wird, findet nur statt,
wenn sich gleichzeitig einerseits ein Überdruck in der Kammer (11)
des Gürtels
(1) aufgrund einer Verformung, die von den Bauchmuskeln
aufgrund einer Kontraktion der Wand des Gürtels auferlegt wird, und andererseits,
das heißt
in Übereinstimmung
mit Sensoren (3), eine myoelektrische Aktivität von voreingestellter Intensität ereignet
und in jedem Fall die Intensität übersteigt,
die vorhanden ist, wenn sich keine Kontraktionen ereignen. Die zwei
Erfassungen sind unabhängig
voneinander, als wenn sie von einem unabhängigen Erfassungsmittel erhalten
werden würden, sind
aber beide auf ein selbes Ereignis bezogen, das heißt auf die
natürliche
und unwillkürliche
Kontraktion des Uterus in der aktiven Phase der Geburt. Somit folgt,
dass die Betätigung
des Gürtels
(1) genau auf die Phase mit den Kontraktionen des Uterus
von größerer Intensität hinausläuft, da
dieser auf der Grundlage von Erfassungen, die sowohl in der Kammer
(11) des Gürtels
(1) gemacht werden, als auch auf der Grundlage von Erfassungen
betrieben wird, die anhand der elektrischen Muskelaktivität in der
mehr direkt involvierten Bauchregion gemacht werden.
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Der
Zeitpunkt zur Aktivierung des Gürtels
(1), das heißt
der Zeitpunkt der Überdruckfortdauer
in der Kammer (11) desselben Gürtels unter der Steuerung des
Mittels (2), kann von dem Krankenhauspersonal eingestellt
werden, welches der werdenden Mutter beisteht und dessen Entscheidungen
gemäß der Tendenz
der elektromyographischen Kontraktionssignale getroffen werden,
die zuvor für
dieselbe Patientin aufgezeichnet worden sind.
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Wie
oben beschrieben, ist die Einrichtung (7), welche die Aktivierung
des Mittels (2) steuert, das für das Aufblasen des Gürtels (1)
vorgesehen ist, gemeinhin mit den Drucksensoren (15) und
auch mit den elektrischen Sensoren (3) verbunden. Jedoch kann
die Bedienungsperson die eine oder die andere Verbindung aufgrund
einer Störung
von einer von ihnen oder wenn er/sie dies zu tun als angemessen
erachtet trennen.
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Zum
Beispiel ist es möglich,
die Verbindung mit den Drucksensoren (15) auszuschließen, so
dass die Aktivierung des Druckluftmittels (2) nur von elektrischen
Signalen gesteuert wird, die von den Sensoren (3) übertragen
werden; andernfalls ist es möglich, die
Sensoren (3) abzuschalten, so dass die Aktivierung des
Druckluftmittels (2) nur von Drucksignalen gesteuert wird,
die von den Sensoren (15) übertragen werden. All dies
macht es möglich,
die betreffende Einrichtung auch im Falle von Störungen zu nutzen, die entweder
die Erfassung von Drucksignalen durch die Sensoren (15)
oder die Erfassung von Signalen betreffen, die von den Sensoren
(3) übertragen
werden, und die Signale mittels der elektromyographischen Vorrichtung
(4, 6) zu verarbeiten.
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Auf
jeden Fall hat der Bediener die Möglichkeit, die automatische
Intervention des Systems auszuschließen, um letzteres nur zu nutzen,
wenn sich die Notwendigkeit ergibt.
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Bezug
nehmend auf das Diagramm von 3, weist
die Einrichtung (7) ein UND-Gatter (70) auf, dessen
Eingange mit dem Ausgang der Vorrichtung (4) bzw. dem Ausgang
eines A/D-Wandlers (150) verbunden sind, letzterer vorgesehen
stromabwärts
von Sensoren (15), welche in dem Gür tel (1) aufgenommen
sind. Der Ausgang des UND-Gatters ist mit dem Eingang eines D/A-Wandlers
(72) verbunden, welcher am Ausgang mit dem Mittel (2)
verbunden ist, das das Aufblasen des Gürtels (1) aktiviert. Ein
normalerweise geschlossener Schalter (71) ist in die Leitung
eingesetzt, welche das Gatter (70) mit dem Wandler (72)
verbindet. Ein normalerweise offener Schalter (73) ist
in die Leitung eingesetzt, welche den Wandler (150) mit
dem Wandler (72) verbindet. Wenn die Sensoren (15)
einen Überdruck
in der Kammer des Gürtels
(1) erfassen, wird ein entsprechendes elektrisches Signal
erzeugt, welches an das UND-Gatter (70) gespeist wird,
nachdem es von dem Wandler (150) in eine digitale Form
umgewandelt worden ist. Ebenso gelangen die Signale am Ausgang von
dem Abschnitt (6) der elektromyographischen Vorrichtung
(4) zu dem UND-Gatter (70), welches, wenn beide
Signale vorhanden sind, über
den Wandler (72) die Öffnung
eines Solenoids des Mittels (2) und somit das Aufblasen
des Gürtels
(1) aktiviert. Die Bedienungsperson kann entscheiden, das UND-Gatter (70)
abzuschalten, zum Beispiel im Falle eines festgestellten Fehlers
der Vorrichtung (4), indem lediglich der Schalter (71)
geöffnet
und der Schalter (73) geschlossen wird. Die Schalter (71)
und (73) arbeiten im Gegentaktbetrieb.
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Der
Datenverarbeitungsabschnitt (6) kann vorteilhafterweise
aus einem PC bestehen, der mit der elektromyographischen Einheit
(4) verbunden ist. In dem Abschnitt (6) werden
die Signale, die von den Sensoren (3) kommen und von dem
System erfasst werden, gemäß einem
voreingestellten Algorithmus verarbeitet, zum Beispiel demjenigen,
der in dem Artikel "A
fast algorithm for detecting contractions in uterine electromyography – a non
invasive method utilizing higher-order zero crossing for signal
analysis" beschrieben
wird, der im März/April
2000 in IEE Engineering and Biology veröffentlicht wurde. Ein derartiger
Algorithmus ermöglicht
das Erhalten eines Schätzwertes,
der mit einem vordefinierten Schwellenwert zu vergleichen ist. Während des
gesamten Zeitintervalls, in welchem der Schätzwert den Schwellenwert übersteigt,
wird angenommen, dass eine Kontraktion stattfindet, und ein Signal
des Logikpegels Eins wird an das UND-Gatter (70) gespeist. Umgekehrt,
wenn der Schätzwert
unter dem Schwellenwert liegt, wird ein Signal des Logikpegels Null
an das UND-Gatter
(70) gespeist.