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Elektrische Meßanordnung für die Flüssigkeitsfüllung bzw. -bewegung
in organischem Gewebe, insbesondere in menschlichen Körperteilen Die Erfindung betrifft
eine Anordnung zur elektrischen Messung der Flüssigkeitsfüllung bzw. -bewegung in
organischem Gewebe, insbesondere in menschlichen Körperteilen, und zwar vorzugsweise
zu medizinischen Zwecken.
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Es ist an sich bekannt, hierzu den zu untersuchenden Körperteil in
das elektrische Feld zweicr starrer Kondensatorplatten zu bringen und die durch
die Flüssigkeits- bzw. Blutfüllungsänderung bewirkte Kapazitätsänderung mit einem
der üblichen Meßverfahren, insbesondere unter Zuhilfenahme eines Hochfrequenzmeßverfahrens,
zu ermitteln und gegebenenfal]s zu registrieren. Beispielsweise ist so die Blutfüllungsänderung
des menschlichen Hcrzens unter Anwendung von ultrakurzen Wellen gemessen worden.
Eine andere bekannte Meßvorrichtung, bei welcher gleichfalls organisches Gewebe
sich im Feld eines elektrischen Kondensators befindet, wurde zur Messung der Hautfeuchtigkeit
entwickelt.
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Auch hierbei besteht der Meßkondensator aus starren Platten.
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Will man diese bekannten Meßvorrichtungen zu Messungen heranziehen,
die sich über einen längeren Zeitraum, z. B. über Bruchteile einer Minute, erstrecken,
so zeigt es sich, daß durch unwillkürliche Bcwegungen des Körperteils der Meßwert
in störender Weise beeinflußt wird. Die genannten Meßverfahren versagen sogar völlig,
wenn die durch eine beabsichtigte größere Lageveränderung
eines
Körperteils darin bewirkte Blutfüllungsänderung gemessen werden soll.
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Solche Messungen sind aber, wie die mit der neuen Vorrichtung ermittelten
Werte ergaben, medizinisch von Bedeutung. Beispielsweise vermitteln sie neue Erkenntnisse
über den Blutkreislauf bei gesunden und kranken Menschen.
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Bei dem Erfindungsgegenstand sind die erwähnten Nachteile dadurch
vermieden, daß das elektrische Feld, in dem sich das Meßobjekt befindet, gebildet
ist durch mindestens eine, vorzugsweise zwei biegsame, sich dern zu untersuchenden
Körper anschmiegende Kondensatorbelegungen. Infolge der Schmiegsamkeit ändert sich
die Lage der Belegungen auf der Körperoberfläche auch dann nicht, wenn der betreffende
Körperteil großen Lageveränderungen ausgesetzt ist.
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In der Abb. I ist ein Ausführungsbeispiel der Meßvorrichtung dargestellt.
An dem Körperteil I sind in geringem Abstand nebeneinander zwei schmiegsame Kondensatorbelegungen
2 und 3 angebracht, die durch Befestigungsmittel 21 in dieser Lage gehalten werden,
ohne auf das Meßobjekt einen den Blutkreislauf störenden Druck auszuüben. Die Belegungen
2 und 3 stehen über die bewegliche abgeschirmte Leitung 5 mit einem Hochfrequenzoszillator8
in Verbindung, zu dessen Abstimmkondensator 7 sie unter Zwischenschaltung des Abgleichkondensators
6 parallel geschaltet sind. Die sich bei Veränderung der Kapazität zwischen den
Belegungen ergebende Frequenzänderung des Oszillators wird mittels eines aus den
Stufen 9 und 11 bestehenden und mit einem Meßgleichrichter 10 versehenen Röhrenvoltmeters
festgestellt. Zur Anzeige dient ein Milliamperemeter, an dessen Stelle auch ein
Registriergerät treten kann, welches die Frequenzänderungen über größere Zeiträume
hinweg aufzeichnet.
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Abb. 2 zeigt eine andere Anordnung der Belegungen 2 und 3 auf dem
Körperteil 1, wobei sich die Belegungen auf gegenüberliegenden Seiten des Körperteils
befinden und durch schmiegsame, gegebenenfalls auch elastische Befestigungsbänder
13 gehalten werden. ln der Abb. 3 ist eine Ausführung der Kondensatorfläche angegeben,
wobei die Belegung aus einem außen mit flüssigkeitsdichtem Stoff 14 (Gummi) umileidetemßmit
elektrisch leitender Flüssigkeit getränktem Stoff 16 (Schwammgummi) besteht, in
den ein in Windungen geführter Metallstreifen oder -draht 1 5 für den elektrischen
Anschluß eingelassen ist. Zur Einfüllung der Flüssigkeit ist die verschließbare
öffnung I7 bestimmt.
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Abb. 4 zeigt eine weitere Ausführung der Belegung, bei der als leitende
Fläche ein leichtes Metalldrahtgewebe bzw. ein Gewebe aus metallisch umsponnenen
Fäden Venvendung findet. Zur Verbesserung der Schmiegsamkeit und zur Erzielung einer
für die Bcfestigung günstigen Elastizität ist das Geflecht so angcordnet, daß die
Fäden mit der Richtung der als Band ausgebildeten Belegung einen Winkel von etwa
45 bilden. Das Gewebe 18 ist auf einem elastischen Isolierstoff (Gummi) 20 geklebt
und endet elektrisch in dem Anschluß 19.
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Zur Messung werden die Belegungen zweckmäßig so auf der Körperoberfläche
angebracht, daß sich zwischen ihnen und der Haut eine Isolierschicht befindet. Hierdurch
wird vermieden, daß der Kondensator bei großer Hautfeuchtigkeit durch diese ohmisch
kurzgeschlossen wird.
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Es kann im übrigen nur eine der Belegungen, vorzugsweise die auf
Hochfrequenzpotential befindliche Belegung, rein kapazitiv an den Körperteil angeschaltet
werden, während die erdseitig verbundene Belegung auch ohmisch angeschlossen werden
kann. In vielen Fällen erübrigt sich dabei eine besondere Erdverbindung, da der
Körper selbst als kapazitiv geerdet aufzufassen ist.
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Es ist vorgesehen, daß die Befestigung der Kondensatorbelegungen
lediglich durch lockeres Audrücken geschieht, wobei der Druk durch schmiegsames,
elastisches Material, z. B. dickes Schwammgummi, Federkissen oder Spiralfedern,
abgefangen wird. Man kann in dieser Weise die Belegung von vornherein als Kissen,
unter Umständen auch als Sitzkissen ausbilden. Die Abb. 7 gibt eine Ausführung der
Belegung als Sitzkissen wieder, das aus einer äußeren Isolierhülle 20, aus einem
schmiegsamen Metallgewebe 18 und aus elastischer Füllmasse 31 besteht.
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Für die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Messungen ist die richtige
Befestigung der Belegungen auf der Körperoberfläche von großer Bedeutung. Der Haftdruck
soll groß genug sein, um ein Verschieben der Belegungen zu vermeiden, aber andererseits
nicht so groß, daß er das Meßergebnis durch Einschnürung des Blutkreislaufs beeinträchtigt.
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Zur Befestigung der um den Körperteil gelegten bandförmigen Belegungen
wird eine neuartige Vorrichtung benutzt. Anfang und Ende des Bandes werden hiernach
zwischen zwei drehbare Walzen 21 rauher Oberfläche hindurchgezogen (s. Abb. 5 und
6). Danach werden die Walzen zur Einstellung des richtigen Auflagedruckes verdreht
und dann in der endgültigen Lage durch eine Arretierung gesichert. Diese Anordnung
ist m der Abb. 8 im Längsschnitt dargestellt. Es bedeuten dort 2I die beiden Walzen,
die sich um die Achsen 22 drchen. Am rechten Ende der Achsen
läuft
über beide Achsen ein gemeinsamer Querbügel 23, der mit Hilfe der Arretierungsschraube
24 gegen die Endflächen der Walzen gepreßt werden kann und diese in ihrer Lage festhält.
In Abb. 9 sind die Walzen von der Seite gezeichnet. Die obere Walze läßt sich von
der unteren lösen. Zu diesem Zweck greifen die Achsenden in rechtwinklig umgebogene,
hakenförmige Verlängerungen 26 der unteren Achse ein. Die Arretierung erfolgt durch
Anziehen der ECordelschraube 29, wodurch die Verlängerung 26 gegen die obere Achse
gepreßt wird. Die Abb. 9, links, zeigt die Walzen mit Haken unter einem zur Abb.
9, rechts, um 900 unterschiedlichem Sinn von der Seite. Die Abb. Io stellt eine
Vereinfachung der Befestigungsvorrichtung dar. Statt der zweiten Walze findet zur
Festlegung des Bandes eine glatte Schiene 2S, z. B. aus Metall, Verwendung, die,
wie Abb. I0. links, zeigt, gewölbten Querschnitt aufweisen kann. Durch Anziehen
der Kordelschraube 29 wird das mit der Schiene in fester Verbindung stehende Achslager
gegen die Walze gedrückt und diese dadurch arretiert. Abb. 1 1 stellt eine Ausführung
dar, wobei beide Walzen, von denen auch eine durch eine polierte Stange ersetzt
sein kann, an einem Ende voneinander lösbar sind, während sie am anderen Ende durch
ein Scharnier 3o verbunden sind. Die Strebe 27 ist als Haken ausgebildet, der um
die Achse der mit der Kordelmutter versehenen Walze herumgreift.
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Zur besseren Anpassung des Kondensatorbandes an ein gewölbtes Gewebestück
wird gemäß Abb. 6 ein biegsames Material für die Walzen und ihre Achsen verwendet.
Es ist auch möglich, den Achsen eine leicht gekrümmte Gestalt zu geben, sie aber
an sich starr auszubilden, während die Walzen aus biegsamem Material, wie z. B.
Gummi, bestehen.
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Die Belegungen stehen mit der Meßapparatur durch bewegliche, abgeschirmte
Leitungen in Verbindung, die bei Lageveränderung des Körpers oder der Extremität
mitbewegt werden, so daß ein geringer Meßfehler cntstehen kann. Im allgemeinen stört
dies erfahrungsgemäß nicht. Um jedoch in besonderen Fällen diese Fehlerquelle auszuschließcn,
ist erfindungsgemäß vorgesehen, den Patienten in einen allseitig schwenkbaren oder
kippbaren Stuhl zu setzen oder ihn auf ein schwenkbares Traggestell zu legen, mit
welchem die Meßapparatur, insbesondere der hochfrequente Teil, konstruktiv verbunden
ist, so daß bei Lageveränderung des Patienten keine wesentliche Änderung der Lage
des Patienten zur Mcßapparatur auftritt. Ein andercr Weg besteht darin, die Meßapparatur,
insbesolldere den Hochfrequenzoszillator, konstruktiv mit den Belegungen oder einer
derselben zu verbinden, ihn beispielsweise in den Handgriff einer Kondensatorfläche
einzubauen.
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Um die raschen Durchblutungsgradänderungen, die nicht auf Lageänderungen,
sondern auf dem Pulsschlag der Pulsation beruhen, auf die Messung wirkungslos werden
zu lassen, ist erfindungsgemäß vorgesc hen, den Meßapparat oder den Verstärker oder
den Registrierapparat mit elektrischer oder mechanischer Trägheit auszustatten,
derart, daß raschere Änderungen als solche von 0,5 Sekunden Dauer nicht zur Sichtbarmachung
oder Aufzeichnung gelangen.
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PATENTANSPR1 ; CIRE : 1. Elektrische Meßanordnung für die Flüssigkeitsfüllung
bzw. -bewegung in organischem Gewebe, insbesondere in menschlichen Körperteilen,
bei der das Untersuchungsobjekt in einem Rondensatorfeld meßbare Kapazitätsänderungen
herbeiführt, dadurch gekennzeichnet, daß das Feld gebildet ist durch mindestens
eine, vorzugsweise zwei biegsame, sich dem zu untersuchenden Körper anschmiegende
Kondensatorbelegungen.