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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft Druckmessungen und Druckabfallmessungen in der
Nase eines Patienten (Rhinomanometrie)
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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In
der folgenden Anmeldung haben die anatomischen Bezeichnungen die
folgende Bedeutung:
Nasenloch: jede der beiden Öffnungen
der Nase nach außen,
ebenso wie der unmittelbar innerhalb der Öffnung gelegene Teil der Nasenhöhlen;
Nasenhöhle: jeder
der beiden Hohlräume
zwischen dem (Septum nasi) bis zum hinteren Rand der Nasentrennwand;
Nasentrennwand
(Septum nasi): die Trennwand, die die beiden Nasenhöhlen trennt;
Hohlraum
hinter dem hinteren Rand der Nasentrennwand (Epipharynx): der Hohlraum
hinter dem hinteren Rand der Nasentrennwand, der den Übergang zwischen
den Nasenhöhlen
und der Kehle darstellt;
Oropharynx: der Hohlraum vom weichen
Gaumen nach unten zur Abzweigung der Luftröhre (Trachea) und der Speiseröhre (Oesophagus).
Eustach'sche Röhre (Tuba):
der Kanal, der vom Hohlraum hinter dem hinteren Rand der Nasentrennwand
zum Mittelohr verläuft.
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Die
Rhinomanometrie ist eine bekannte Untersuchungsmethode, um Strömungswiderstände in der
Nase zu untersuchen. Durch Rhinomanometrie wird der Druckabfall
gemessen, der beim Ein- und/oder Ausatmen über jedem Nasenloch und der zugehörigen Nasenhöhle zum
(Epipharynx) erzeugt wird.
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Diese
Untersuchung kann sowohl aktiv als auch passiv (d.h. mit bzw. ohne
Mitarbeit des Patienten) sein, wobei die aktive am häufigsten
angewendet wird.
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Um
den Strömungswiderstand über einem Nasenloch
mit der zugehörigen
Nasenhöhle
zu bestimmen, ist es notwendig, den Druckunterschied, der von der
Nasenöffnung
zum Epipharynx hinterer Rand der Nasentrennwand (Septum nasi) während des
Ein- oder Ausatmens
erzeugt wird, gleichzeitig mit dem entsprechenden Luftstrom zu bestimmen.
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Die
Untersuchung kann in der Regel dadurch durchgeführt werden, daß der Patient über eine
Nasenmaske oder durch ein Meßrohr,
das direkt an dem einen Nasenloch befestigt ist, atmet. In der Maske bzw.
dem Meßrohr
ist eine Vorrichtung angeordnet, die in der Lage ist, den Luftstrom
während
des Ein- oder Ausatmens zu messen. Die Strömungsmessung kann auf zahlreiche
Weisen durchgeführt
werden, z.B. als Druckabfall über
einer bekannten Meßblende
oder implizit als Temperatur eines Heizdrahts, der durch den Luftstrom
gekühlt
wird.
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Die
Rhinomanometrie wurde in den letzten mehr als 25 Jahren in der Regel
auf die folgende Weise mit jedem Nasenloch des Patienten durchgeführt (siehe
z.B. DE-A-3120135):
Ein sogenanntes Rhinomanometer, das eine
Maske mit einem daran befestigten Strömungsmeßrohr umfaßt, wird an der Nase befestigt,
und ein Druckdifferenzwandler in dem Rohr registriert den Druckabfall über einer
Meßblende,
d.h. zwischen der umgebenden Atmosphäre und dem Inneren des Strömungsrohrs.
Der Druckabfall, der über
der Meßblende
erzeugt wird, ist hierbei ein Ausdruck für die tatsächliche Strömung. Die eine Seite eines
zweiten Druckdifferenzwandlers ist zum Strömungsmeßrohr hin offen, und die andere
Seite öffnet
sich zu einem Rohr, durch das der Druck am hinteren Rad der Nasentrennwand gemessen
wird.
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Der
Druck an dieser Stelle (der Bezugsdruck) kann durch das Nasenloch,
wo keine Strömungsmessung
stattfindt, über
ein Meßrohr,
das enganliegend mit dem Nasenloch verbunden wird, gemessen werden.
Hierbei die Nasenhöhle,
in der keine Strömung
vorhanden ist (und die Höhle
nicht durch Sekretion verstopft ist), um den Druck am hinteren Rand
der Nasentrennwand zum (Epipharynx) zu bestimmen.
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Dies
stößt natürlich an
Grenzen, da die gegenüberliegende
Nasenhöhle
nicht als Meßkanal verwendet
werden kann, falls sie ganz oder teilweise verstopft ist.
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Alternativ
dazu kann der Meßkanal
durch den Mund genommen werden, aber der Druck im Mund ist dem Druck
im Hohlraum hinter dem hinteren Rand der Nasentrennwand zum (Epipharynx)
nur gleich, wenn der weiche Gaumen ebenso wie die Zungenwurzel (der
hintere Teil der Zunge) in einer unteren Position sind, so daß ein offener
Durchgang vom Mund und der Kehle zum Epipharynx besteht.
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Die
Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß es nicht möglich ist,
zuverlässige
Messungen des Bezugsdrucks durch den Mund zu erhalten, da die Bedingungen
für ihre
Durchführung
ist, daß der
Patient wie erwähnt
(mittels der Zungenwurzel) einen offenen Durchgang vom Mund und
der Kehle zum Epipharynx offenhält.
Durch Auswertungen kam man zu dem Schluß, daß bei etwa 30 % der Messungen,
die durch den Mund vorgenommen werden, der Patient den Durchgang
zwischen dem Mund, der Kehle und dem Epipharynx unwillkürlich schließt, was
dazu führt,
daß diese
30 % wertlos sind, woraus eine falsche Messung des Drucks hinter
dem hinteren Rand der Nasentrennwand folgt, wenn der Untersuchende den
Fehler nicht bemerkt.
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Ferner
ist es ein großer
Nachteil der bisher bekannte Rhinomanometrie-Untersuchungsmethoden,
daß die
Funktion der Eustach'schen
Röhre nicht überwacht
werden kann. Probleme mit erhöhtem Strömungswiderstand
in der Nase stehen häufig
im Zusammenhang mit Mittelohrproblemen oder mit Problemen im Hohlraum
hinter dem hinteren Rand der Nasentrennwand (Epipharynx), z.B. Polypen,
die auch die Funktion der Eustach'schen Röhren beeinflussen.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen,
die in verschiedenen Ausgestaltungen viel wirksamere Rhinomanometrie-Messungen
möglich
macht, und die die oben genannten Probleme löst und die Messung des Öffnungsdrucks
für die
Eustach'sche Röhre ermöglicht.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Mittels
einer Vorrichtung für
die Rhinomanometrie des oben beschriebenen Typs, die der Einleitung
von Anspruch 1 entspricht, wird das Ziel mittels der im kennzeichnenden
Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale erreicht.
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Mittels
dieser Merkmale wird erreicht, daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung
erfassen kann, ob eine akustische Verbindung zwischen den Atemwegen
und den Ohrkanälen
eines Patienten, mit denen die Vorrichtung verbunden ist, besteht,
und dadurch implizit, ob eine Öffnung
für den
Druckausgleich und/oder den Luftstrom zwischen den Öffnungen
besteht.
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Mit
den in Anspruch 2 genannten Merkmalen wird erreicht, daß überwacht
werden kann, ob eine akustische Verbindung vom Mund zur Nase besteht, und
dadurch, ob eine Druckausgleichsverbindung vom Mund zum Hohlraum
hinter dem hinteren Rand der Nasentrennwand besteht.
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Mit
den in Anspruch 2 genannten Merkmalen wird erreicht, daß überwacht
werden kann, ob eine akustische Verbindung von der Nase zum Mittelohr besteht,
und dadurch, ob eine Druckausgleichsverbindung vom Hohlraum hinter
dem hinteren Rand der Nasentrennwand durch die Eustach'sche Röhre zum Mittelohr
besteht.
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Mit
den in Anspruch 3 genannten Merkmalen wird erreicht, daß der Patient
selbst einen Druck in einer Nasenmaske oder einem Nasenadapterstück, das
mit dem proxi malen Ende des Meßrohrs
verbunden ist, anlegen und dadurch einen Druck im Hohlraum hinter
dem hintere Rand der Nasentrennwand aufbauen kann, wobei dieser
Druck ein Öffnen
der Eustach'schen
Röhre provozieren
kann.
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Mit
den in Anspruch 4 genannten Merkmalen wird erreicht, daß ein entsprechender
Druck von einer äußeren Druckquelle
angelegt werden kann, wodurch es möglich wird, daß der Patient
Schluck- oder Kaubewegungen bei einem gut definierten Druck im Hohlraum
hinter der Nasentrennwand (Epipharynx) durchführen kann.
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Mit
den in Anspruch 5 genannten Merkmalen wird eine entsprechende Wirkung
erzielt wie im Zusammenhang mit Anspruch 2, wenn das zweite Nasenloch
des Patienten als Meßkanal
verwendet wird, wie oben beschrieben.
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Mit
den in Anspruch 6 genannten Merkmalen wird eine Vereinfachung erreicht,
was bedeutet, daß keine
separaten Mikrophone notwendig sind, um das übermittelte Tonsignal zu erfassen.
In vielen Rhinomanometern sind bereits Druck- oder Druckdifferenz-Wandler
vorhanden, die eine Überschneidungsfrequenz
von 3 dB bei 1 kHz oder mehr haben, und die daher auch dynamische
Druckänderungen
messen können.
Solche Wandler können
ohne weiteres als Mikrophone verwendet werden, wenn das Tonsignal
eine Frequenz von 500 Hz aufweist.
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Mit
den in Anspruch 7 genannten Merkmalen wird im Zusammenhang mit den
in Anspruch 6 genannten Merkmalen erreicht, daß ein bekanntes Rhinomanometer
als erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet
werden kann, wobi lediglich ein batteriebetriebener Tongenerator-Wandler
und ein Verstärkungsfilter
mit Mikrophonen einschließlich
der zugehörigen
Paßstücke für die Verbindung
mit den jeweiligen Röhren
des Rhinomanometers hinzugefügt wird.
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Mit
den in Anspruch 8 genannten Merkmalen wird eine zuverlässige Funktion
des Tonsignalwegs in der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreicht, auch wenn
relativ hohe statische Drücke
in den Atemwegen des Patienten vorhanden sind.
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Mit
den in Anspruch 9 genannten Merkmalen wird ein vorteilhaftes und
automatisches Verfahren erreicht, welches umfassen kann, daß der Prüfer und/oder
der Patient mittels Tonsignalen darüber informiert wird, ob die
erforderlichen Meßbedingungen gegeben
sind.
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Die
Erfindung betrifft auch eine Zusatzvorrichtung wie in Anspruch 10
definiert. Durch Hinzufügen
der Zusatzvorrichtung zu einer bereits vorhandenen Vorrichtung kann
die gleiche Wirkung wie oben beschrieben erhalten werden. Die oben
beschriebenen Merkmale können,
wenn anwendbar, auf diesen Teil der Erfindung angewendet werden.
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Es
ist ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung, die genannten Messungen
durchzuführen:
Dieses
Ziel wird mit den in den Ansprüchen
11 – 16 genannten
Merkmalen erreicht.
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Mit
den in Anspruch 11 genannten Merkmalen kann zuverlässig festgestellt
werden, ober der Patient eine Anhebung der Zungenwurzel und/oder des
weichen Gaumens durchgeführt
und dadurch den Meßkanal
verschlossen hat, der durch den Mund verläuft. Wenn dieser Kanal verschlossen
ist, wird gleichzeitig der akustische Signalweg blockiert, was sofort
anhand des signifikanten Abfalls der Stärke des Tonsignals erfaßt werden
kann.
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Mit
den in Anspruch 12 genannten Merkmalen Vorteile, die den im Zusammenhang
mit Anspruch 9 genannten entsprechen.
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Mit
den in Anspruch 13 genannten Merkmalen eine zuverlässige Bestimmung,
ob der Durchgang zwischen der zweiten Nasenhöhle des Patienten und dem zweiten
Nasenloch verstopft ist.
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Mit
den in Anspruch 14 genannten Merkmalen Vorteile, die den im Zusammenhang
mit Anspruch 9 genannten entsprechen.
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Mit
den in Anspruch 15 genannten Merkmalen eine zuverlässige Bestimmung,
ob die Eustach'sche
Röhre offen
oder geschlossen ist, was mit dem Stand der Technik nicht möglich war.
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Mit
den in Anspruch 16 genannten Merkmalen eine zuverlässige Bestimmung
des Öffnungsdrucks
der Eustach'schen
Röhre,
die mit dem Stand der Technik ebenfalls nicht möglich war.
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Es
sollte klar sein, daß mit
dem Ausdruck Tonsignal ein breites Spektrum von Tonsignalen gemeint
ist, einschließlich
von sowohl Ifraschallfrequenzen als auch Ultraschallfrequenzen.
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Die
Erfindung wird im folgenden detaillierter mit Bezug auf die in den
Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen
beschrieben, in denen entsprechende Teile in beiden Figuren die
gleichen Bezugszeichen haben, und worin:
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1 ein
Längsschnitt
ist, welcher ein Rhinomanometer gemäß der Erfindung während Messungen
des Nasenströmungswiderstands
eines Patienten zeigt, mit einem Meßkanal für den Bezugsdruck durch den
Mund; und
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2 eine
schematische Ansicht eines Rhinomanometers eines an sich bekannten
Typs ist, mit Druckdifferenzwandlern mit einer relativ hohen Überschneidungsfrequenz,
wobei das Rhinomanometer erfindungsgemäß modifiziert wurde, indem
man einen batteriebetriebenen Tonerzeuger mit einem Tonwandler hinzugefügt hat.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Um
den Strömungswiderstand über dem
jeweiligen Nasenloch und der zugehörigen Nasenhöhle in einem
Patienten zu bestimmen, ist es erforderlich, den Druckunterschied,
der während
des Ein- und Ausatmens von der Nasenlochöffnung zum hinteren Rand der
Nasentrennwand (Septum nasi), (Epipharynx) erzeugt wird, gleichzeitig
mit dem entsprechenden Luftstrom zu bestimmen. Dies wird durch Rhinomanometrie
mittels eines an sich bekannten Rhinomanometers durchgeführt.
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In 1 ist
eine erfindungsgemäße Vorrichtung
für die
Rhinomanometrie dargestellt. Eine paßgenau sitzende Maske 1 mit
einem daran befestigten Strömungsmeßrohr 2 ist
auf die Nase des Patienten gesetzt, und ein Druckdifferenzwandler
registriert den Druckabfall, der über einer Meßblende
oder einem pneumatischen Widerstand 4 vorliegt, das eine Meßelement
(measuring gate) 5 des Wandlers M1 ist mit der umgebenden
Atmosphäre
verbunden, und das zweite Meßelement 6 ist
zum Inneren des Strömungsrohrs 2 hin
offen.
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Der
Patient atmet durch die Nase, entlang eines Wegs, der mit den Pfeilen 32 und 31 gezeigt
ist. Der Druckabfall, der über
der Meßblende 4 erzeugt und
vom Wandler M1 gemessen wird, ist ein Ausdruck für die tatsächliche Strömung im Strömungsrohr 2 und damit
für den
Strom der Atemluft des Patienten.
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Das
Strömungsrohr 2 ist
in der in 1 dargestellten Ausführungsform
von einem Gehäuse 14 umgeben,
das in 1 von einer durchbrochenen Linie dargestellt ist,
und das an seinem proximalen Ende ein Verbindungsstück 15 zum
Halten der Maske 1 aufweist, und das an seinem distalen
Ende ein Verbindungsstück 16 aufweist,
zu dem hin das Meßrohr
offen ist. In der gezeigten Ausführungsform
enthält
das Gehäuse
ferner die Elektronik der Vorrichtung auf zwei Schaltungsplatinen 17 – 18 und
ist mit einem Kabel 19 mit einer Steuereinheit verbunden, die
eine Rechnerstromversorgung und so weiter umfaßt.
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Ein
zweiter Druckdifferenzwandler M2 ist so angebracht, daß sein eines
Meßelement 7 zum
Strömungsmeßrohr 2 hin
offen ist und sein zweites Meßelement
zu einer Leitung oder einem Rohr 9 hin offen ist, die bzw.
das für
die Messung des Drucks hinter dem hinteren Rand der Nasentrennwand
vorgesehen ist (die Nasentrennwand liegt in der Zeichenebene, und
ist deshalb nicht dargestellt). Hinter dem hinteren Rand der Nasentrennwand
befindet sich ein Hohlraum 10 (Epipharynx), und es ist
der Druck an dieser Stelle, der durch das Rohr 9 als Bezugsdruck
für die Messung
des Druckabfalls über
die Nase gemessen werden muß.
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Der
Bezugsdruck in der Höhle 10 kann
durch das Nasenloch gemessen werden, wo keine Strömung gemessen
wird, indem man das Meßrohr 9 über eine
Dichtung um das Meßrohr
mit dem zweiten Nasenloch verbindet, jedoch ist der Druck im Mund nur
korrekt, wenn die Zungenwurzel in einer abgesenkten Stellung ist,
was bedeutet, daß ein
offener Durchgang zwischen dem Mund und dem Hohlraum 10 hinter
dem hinteren Rand der Nasentrennwand vorhanden ist.
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In
der in 1 dargestellten Ausführungsform wird der Bezugsdruck
durch den Mund gemessen. Das Rohr 9 endet in einem Mundadapterstück, das
der Patient zwischen den Lippen und/oder den Zähnen hält, wie in 1.
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Gemäß der Erfindung
sind ein Tonemitter und ein Mikrophon an der Vorrichtung befestigt. 1 stellt
gleichzeitig zwei mögliche
Alternativen für
eine solche Befestigung dar.
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Falls
der Druckdifferenzwandler M1 von solcher Qualität ist, daß er das Tonsignal erfassen
kann (d.h. daß er
eine obere Überschneidungsfrequenz aufweist,
die nicht erheblich niedriger ist als die Frequenz des Tonsignals),
kann es genügen,
einen Tonemitter, wie einen elektroakustischen Lautsprecher 21,
in das Gehäuse
einzubauen, wobei der Lautsprecher z.B. mittels einer Leitungsverbindung 22 mit dem
Rohr 9 verbunden ist.
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Das
Tonsignal vom Lautsprecher 21 pflanzt sich nun entlang
des Rohrs 9, des Munds 12 des Patienten, der Kehle 26,
des Hohlraums 10 hinter dem hinteren Rand der Nasentrennwand,
der Nasenhöhle 27,
des Nasenlochs 28 und der Maske 1 zum Strömungsrohr 2 fort,
wo es vom Druckdifferenzwandler M1 erfaßt wird.
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Das
Signalverarbeitungsprogramm, das die Druckmessungen im Rechner in
der Steuereinheit verarbeitet, ist erfindungsgemäß so konstruiert, daß das Vorhandensein
und die Stärke
des Tonsignals registriert wird, und vorzugsweise auf die Weise,
daß die
Druck- und Strömungsmessungen,
die durchgeführt
werden, nur gültig
sind, wenn der Druckwandler gleichzeitig mit der Registrierung des
Drucks das Tonsignal vom Tonwandler 21 empfängt und
erkennt.
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Ferner
ist das Computerprogramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorzugsweise
so ausgelegt, daß es
die Emission der Tonsignale steuert, um den Untersuchenden und/oder
den Patienten zu informieren, wenn diese Signale Informationen darüber geben,
ob der akustische Signalweg offen ist, und damit darüber, ob
ein Durchgang für
den Bezugsdruck vom Hohlraum 10 (Epipharynx) zu dem einem
Meßelement 8 des
Druckdifferenzwandlers M2 besteht. Solche Signale können erfindungsgemäß für die Nutzung
durch den Patienten angepaßt
werden, um eine Entspannung der Zunge 11 und des weichen
Gaumens 29 zu üben,
um eine korrekte Öffnung
des Signalwegs zu erreichen.
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Falls
die Druckdifferenzwandler M1 – M2
in den Rhinomanometern nicht zu den Typen gehören, die das Erfassen von Tonsignalen
ermöglichen,
oder falls die Software, die die Drucksignale verarbeitet, nicht
so geändert
werden kann, daß sie
auch Tonsignale bearbeitet, kann erfindungsgemäß ein Tonemitter als separates
Mikrophon in die Vorrichtung eingebaut werden.
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Diese
Alternative ist ebenfalls in 1 dargestellt,
zusammen mit der Alternative, bei der das Tonsignal in umgekehrter
Richtung wie oben beschrieben übermittelt
wird. Um dies zu verwirklichen, ist ein Lautsprecher 25 gezeigt,
dessen Schallöffnung
an der Stelle 30 direkt zum Strömungsrohr 2 geöffnet ist.
Das Tonsignal vom Lautsprecher 25 pflanzt sich entlang
des gleichen Signalwegs wie oben beschrieben, aber in umgekehrter
Richtung zum Rohr 9 fort, wo es über eine Verzweigung 24 zu
einem Mikrophon 23 geführt
wird.
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Der
Lautsprecher 25 und/oder das Mikrophon 23 können erfindungsgemäß von einem
Typ sein, der eine Entlüftungsöffnung in
der Membran aufweist, so daß ihre
Signalfunktion vom statischen Druck des Systems unabhängig wird.
Falls es die Software zuläßt, z.B.
kann z.B. das Lautsprechersignal über die Verbindungsdrähte der
Druckdifferenzwandler M1 – M2
zugeführt
werden und kann das Mikrophonsignal weggeschickt werden.
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In 2 ist
schematisch eine zweite Ausführungsform
für die
Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt.
Ein Rhinomanometer einer an sich bekannten Art umfaßt ein Strömungsrohr 2,
das an seinem proximalen Ende 37 mit der Nase des Patienten verbunden
ist, so daß das
Atmen des Patienten in Richtung 31 durch das Rohr 2 stattfindet.
Das Gehäuse 14,
das die Elektronik der Vorrichtung umfaßt, ist in der Ausführungsform
von 2 nicht mit dem Strömungsrohr 2, sondern
statt dessen mittels einer Leitung 33 mit diesem verbunden.
Die Meßelemente 5 – 8 der
beiden Druckdifferenzwandler M1 – M2 sind ferner auf die gleiche
Weise wie in 1 verbunden. Das Meßelement 8 des
Wandlers ist hierbei mit einem Mundverbindungsstück 13 verbunden, das
der Patient während
der Messungen im Mund hält.
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Das
Tonsignal wird in 2 mittels eines Lautsprechers 34 mit
einem speziellen Paßstück 35, dessen
Fixierung durch ein nicht näher
beschriebenes Einschneiden des Rohrs bewirkt werden kann, in das
Rohr 9 eingebracht. Der Lautsprecher wird von einem batteriebetriebenen
Oszillator 36 betätigt,
der in der dargestellten Ausführungsform
autonom und ohne elektrische Verbindung zum Rhinomanometer ist.
Das Tonsignal pflanzt sich entlang des Rohrs zum Mundadapter 13,
durch die Atemwege des Patienten, wie im Zusammenhang mit 1 beschrieben,
zum Strömungsrohr 2 und
durch das Rohr 33 zum Meßelement 6 des Druckdifferenzwandlers
M1 fort, wo es erfaßt
wird. Die Vorrichtung 36, die wie erwähnt einen Oszillator und eine
Energiequelle enthält,
umfaßt
vorzugsweise auch einen Verstärker
und zugehörige
Filter. Ein Mikrophon 38 ist mit der Vorrichtung verbunden.
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Der
Oszillator 36, der Lautsprecher 34, das Mikrophon 38,
das Paßstück 35 und
geeignete Software können
vorzugsweise eine Update-Packung darstellen, welche ein an sich
bekanntes Rhinomanometer in eine erfindungsgemäße Vorrichtung umwandelt, welche
die gleichen Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten aufweist wie oben
in Zusammenhang mit 1 beschrieben.
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Erfindungsgemäß können die
Vorrichtung von 1 und 2 für die Bestimmung
des Öffnens
der Eustach'schen
Röhre oder
für die
Messung ihres Öffnungsdrucks
verwendet werden.
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Zurück zu 1.
Das distale Ende der Strömungsmeßrohrs 2 an
der Meßblende 4 wird
mittels eines Stopfens geschlossen. Hierdurch kann der Patient einen
wachsenden Druck in den Atemwegen aufbauen, indem er versucht, durch
das nunmehr geschlossene Strömungsrohr 2 auszuatmen.
Ferner wird das Mundverbindungsstück 13 durch ein Ohrverbindungsstück 38 ersetzt,
das schematisch dargestellt ist, und das in das Ohr des Patienten
gesteckt wird. Der Ton vom Lautsprecher 23 pflanzt sich
hierbei durch das Rohr 9, durch das Ohr, das Trommelfell und
das Mittelohr und durch die Eustach'sche Röhre zur Nasenhöhle 27 und
in das Strömungsrohr 2 hinaus
fort, wo es vom Druckdifferenzwandler M1 erfaßt wird.
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Das
Tonsignal wird auf diesem Signalweg erheblich gedämpft, falls
die Eustach'sche
Röhre geschlossen
ist, und die Stärke
des erfaßten
Signals ist ein Indikator dafür,
ob die Röhre
offen ist.
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Falls
anstelle des Stopfens 37 eine Druckmeßvorrichtung am distalen Ende
des Strömungsrohrs 2 befestigt
wird, eröffnet
die Konstruktion gleichzeitig die Möglichkeit zur Registrierung
des Drucks, der für
das Öffnen
der Eustach'schen
Röhre erforderlich
ist. Die Druckmeßvorrichtung
kann erfindungsgemäß mit dem
Computer in der Steuereinheit 20 verbunden werden, wodurch
der Öffnungsdruck automatisch
in dem Augenblick registriert werden kann, wenn das Tonsignal hindurchläuft.
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Statt
daß der
Patient selbst einen Druck in der Nase aufbaut, kann erfindungsgemäß eine externe
Druckquelle angeschlossen werden, z.B. zusammen mit der Druckmeßvorrichtung
anstelle des Stopfens 37. Hierdurch ist es möglich, einen
steigenden Druck in der Maske aufzubauen, der vom Untersuchenden
oder vom Computer gesteuert wird. Dadurch, daß man den Patienten während des Druckanstiegs
veranlaßt,
zu kauen oder zu schlucken, kann die Funktion der Eustach'schen Röhre unter
realistischeren und anderen Bedingungen überwacht werden, wie sie im
Stand der Technik nicht möglich
waren.
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Statt
den Ton mittels der in die erfindungsgemäße Vorrichtung eingebauten
Schallquelle an ein Ohr anzulegen, können Tonsignale mittels Kopfhörern an
beide Ohren angelegt werden. Falls der Ton z.B. mit einem Kopfhörer vom
Typ Walkman an beide Ohren angelegt wird, kann sich der Ton von
jedem Ohr, dem Mittelohr, der Eustach'schen Röhre und der Nase zum Strömungsrohr 2 fortpflanzen.
Der Druckwandler registriert hierbei das Öffnen der Eustach'schen Röhren. Falls
eine Trennung der Meßergebnisse
vom rechten und linken Ohr gewünscht wird,
können
für die
beiden Ohren zwei verschiedene Frequenzen verwendet werden. Die
Frequenzen können
durch das Signalverarbeitungsprogramm im Computer getrennt werden.
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Die
Untersuchung von Kindern mit Mittelohrproblemen ist ein sehr wichtiger
Teil der Arbeit in Hals/Nasen/Ohren-Einrichtungen. Daher ist es
besonders wichtig, daß während der
Untersuchung Alternativen zur Verfügung stehen, wodurch Kinder Vertrauen
zur Untersuchung und zum Untersuchenden fassen können.
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Um
Kindern bei einer solchen Untersuchung noch mehr Vertrauen einzuflößen, kann
Musik oder Sprache zu den Kopfhörern
geschickt werden, wenn gerade keine Untersuchungen durchgeführt werden, wodurch
die Aufmerksamkeit des Kindes abgelenkt wird, wobei die Musik oder
Sprache nur für
einige Millisekunden unterbrochen wird, wenn die Messungen durchgeführt werden.
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Die
meisten Walkman-Kopfhörer
funktionieren auch zufriedenstellend als dynamische Mikrophone und
können
daher ebenfalls verwendet werden, falls das Tonsignal vom Strömungsrohr 2 zu
den Ohren gerichtet ist.
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In
dieser Situation kann ein kontinuierliches Signal mit breiterem
Spektrum vom Lautsprecher 25 im Sondengehäuse 14 zur
Nase 3 geschickt werden. Der Patient wird hierbei gebeten,
zu schlucken oder zu trinken. Bei einem normal funktionierenden
Ohr und einer normal funktionierenden Eustach'schen Röhre kommt es bei jedem Schlucken
zu einem kurzen Öffnen.
Das Tonsignal wird sich dadurch durch den hinteren Teil der Nase,
durch die Eustach'sche Röhre zum
Mittelohr an den beiden Seiten und durch das Trommelfell zu den
beiden Kopfhörern
fortpflanzen, die als Mikrophone dienen.
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Bei
der folgenden Signalverarbeitung im Meßsystem ist es somit möglich, die
Symmetrie der Übertragungswege
ebenso wie die Öffnungszeit
und das mögliche
Ausbleiben eines Öffnens
eines der Signalwege als Folge einer Fehlfunktion der Eustach'schen Röhre, einer
Erkältung
oder einer Mittelohrentzündung
zu bestimmen. Dies gibt dem Untersuchenden die Möglichkeit, ergänzende Untersuchungen
des Patienten durchzuführen.
Mit der gleichen Ausrüstung
ist es möglich,
mehrere verschiedene Parameter zu messen. Häufig sind Ohrprobleme eigentlich
Nasenprobleme einschließlich
von Polypen oder Schleimhautproblemen in der Nase.
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Die
Vorrichtungen und Verfahren gemäß der Erfindung
sind daher eine wichtige Ergänzung
zu den Untersuchungen, die ohnehin durchgeführt werden.
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BEISPIELE
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Die
Rhinomanometrie ist eine bekannte Untersuchungsmethode, die praktisch
weltweit für
Untersuchungen des Strömungswiderstands
der Nase angewendet wird, wo es wichtig ist, den Druckabfall zu
messen, der über
den einzelnen Nasenlöchern während des
Ein- und Ausatmens erzeugt wird.
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Diese
Untersuchungen waren sowohl aktiv als auch passiv (Mitarbeit des
Patienten), wobei die aktive am häufigsten angewendet wird.
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Die
Untersuchung umfaßt
in der Regel das Anlegen einer Nasenmaske am Patienten oder die Befestigung
einer Meßleitung
direkt an einem Nasenloch. In dem Meßrohr eine Vorrichtung, die
in der Lage ist, den Strom (Luftstrom) während des Ein- und Ausatmens zu
messen. Die Strömungsmessung kann
auf zahlreiche Weisen durchgeführt
werden, z.B. als Druckabfall über
einer bekannten Meßblende oder
als Heizdraht-Anemometer.
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Um
den Widerstand über
die jeweiligen Nasenlöcher
zu bestimmen, ist der Untersuchende gezwungen, den Druck zu bestimmen,
der von der Öffnung
der einzelnen Nasenlöcher
bis zum obersten Teil des Septums (dem Rand der Nasentrennwand) während des
Ein- und Ausatmens erzeugt wird, wenn eine geeignete Strömung vorliegt.
Dies wurde während
der letzten 25 Jahren in der Regel auf die folgende Weise durchgeführt:
- 1. Mittels einer Maske, an der ein Strömungsmeßrohr befestigt
ist, sowie einem Druckdifferenzwandler zwischen einem Adapterstück (Pflaster)
in einem Nasenloch, wo keine Strömungsmessung
erwünscht
ist, und der Öffnung (oder
in der Maske des Meßrohrs)
des einen, in dem die Strömungsmessung
durchgeführt
werden soll (siehe 1).
- 2. Wenn das andere Nasenloch vermessen werden soll, wird umgekehrt
vorgegangen.
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Bei
der oben genannten Methode das Nasenloch, in dem keine Strömung stattfindet,
als Meßkanal,
um den Druck am oberen Teil des Septums zu bestimmen.
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Dies
stößt natürlich an
Grenzen, da die gegenüberliegende
Höhle nicht
verwendet werden kann, wenn sie völlig oder teilweise verstopft
ist. Wenn dies der Fall ist, ist der Untersuchende gezwungen, den
Mund als Meßöffnung zu
verwenden, um den Druck über
dem Nasenloch zu bestimmen, wo eine Strömung vorliegt.
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Leider
ist es nicht möglich,
durch den Mund zuverlässige
Messungen zu erhalten, da die Bedingungen dafür sind, daß der Patient den Durchgang zwischen
dem Mund und der Nase mit der Zungenwurzel offenhält. Um diese
Abweichungen zu bestimmen, wurden verschiedene Untersuchungen durchgeführt, mit
dem Zweck, dieses Problem zu erklären. Die Schlußfolgerungen
waren, daß etwa
30 % all dieser Untersuchungen ohne Wert sind, sogar ohne daß der Untersuchende
dies erkennt, gefolgt von inkorrekten Messung über die Nase.
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Die
Lösung
dieses Problems besteht erfindungsgemäß in der Hinzufügung eines
Tonwandlers (Tonemitters), dessen Ausgang zur Seite des Druckdifferenzwandlers
hin offen ist, der in den Mund oder das Nasenloch eingeführt wird,
das dem gegenüber liegt,
wo die Strömungsmessungen
durchgeführt werden.
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Erfindungsgemäß ist es
zweckmäßig, daß der Wandler,
der den Druckabfall über
der Bezugsmeßblende
im Meßrohr
mißt,
von der Art ist, die dynamische Druckänderungen von bs zu 1 kHz oder höher messen
kann. Siehe 1.
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Das
Signalverarbeitungsprogramm, das die Druckmessungen vom Druckwandler
verarbeitet, ist so aufgebaut, daß die durchgeführten Messungen nur
gültig
sind, wenn der Druckwandler gleichzeitig mit der Registrierung eines
Drucks ein Signal vom Tonwandler durch den Mund und aus der Nase
zum Druckwandler im Strömungsmessungsteil
empfängt und
erkennt.
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Das
bedeutet, daß der
Untersuchende sofort registriert, daß eine Blockierung entweder
in dem Nasenloch, wo die Druckmessung gewünscht ist, vorliegt, oder daß die Zungenwurzel
den Durchgang vom Mund zum oberen Teil der Nasentrennwand verschließt.
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Alternative:
Der Tonwandler kann alternativ so am Druckwandler angeordnet sein,
daß der
Ton sich vom Strömungsrohr
und aus dem Mund zum Druckwandler 2 fortpflanzt. Die Software
nutzt hierbei den Wandler 1 als Bezug und 2 als
Registriereinheit für
das Signal.
- 1. Beide Druckwandler sind von
dem Typ, der auch dynamische Druckänderungen messen kann, und
der Signalverarbeitungsteil ist von der Art und Qualität, daß er auch
in der Lage ist, das akustische Signal zu vergleichen, daß bei einer Öffnung an
der Zungenwurzel oder (dem gegenüberliegenden
Nasenloch) in beiden Wandlern erfaßt werden kann.
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In
dieser Situation reicht es aus, daß der akustische Wandler und
Oszillator eine separate Einheit bilden, die ohne weitere Verbindung
zum Instrument ist, abgesehen von der Stromversorgung. Da die eine
Seite der beiden Druckwandler sich zum Strömungsrohr hin öffnet, ist
das akustische Geräusch,
das hier während
des Ein-/Ausatmens vorhanden ist, sowohl im Bezugswandler 2 als
auch in der Strömungsdruck-Meßvorrichtung 1 mit
der gleichen Stärke
und einer korrekten Polarisierung vorhanden, was bedeutet, daß die Druckwandler
ausgeglichen werden können.
- 2. Die Maske, das Mundstück und das Strömungsrohr
können
passiv, d.h. mittels kalibrierter Rohre an dem Instrument befestigt
sein, wo das Meßsystem
angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, danach ein Telephon
mit einem Oszillator als batteriebetriebene unabhängige Einheit
anzuschließen,
die ein Mundstück
des Patienten an einer bereits vorhandenen Einheit verbunden werden
kann.
- 3. Wo keiner oder einer der Druckwandler von einer Art ist,
die nicht in der Lage ist, schnelle dynamische Druckänderungen
zu registrieren, kann ein Mikrophon mit einer Entlüftungsöffnung (einer Öffnung in
der Membran) mit der Rückseite
für einen
Druckausgleich verbunden werden. Die Signale können von diesen entweder separat
gemessen oder zu den Signalwegen der Druckwandler geschickt werden.
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Option
für die
Messung der Tubafunktion und des Öffnungsdrucks zum Mittelohr:
eine alternative Verwendung dieser Manometerkonstruktion besteht in
der Einfügung
eines Stopfens in die Strömungsmeßblende
und Ersetzen des Mundstücks
durch ein Ohrstück
dies in das Ohr des Patienten eingeführt werden kann. Dadurch wird
es möglich,
ein Rhinomanometer als Meßsystem
für Untersuchungen
der Tubafunktion zu verwenden, indem man mißt, ob die Tuba sich während des
Schluckens öffnet,
da der Ton vom Tonwandler sich damit durch das Ohr, über die Tuba
zur Nase und hinaus in das Strömungsrohr,
das nun durch einen Stopfen verschlossen ist, fortpflanzt.
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Hierbei
ist von Interesse, daß diese
Konstruktion nun gleichzeitig die Möglichkeit eröffnet, den Öffnungsdruck
zu messen, der bei Tubafunktionsproblemen oder Mittelohrproblemen
für das Öffnen der
Tuba erforderlich ist. Dies kann vom Patienten selbst durchgeführt werden,
oder statt dessen einen Stopfen in der Meßblendenöffnung und Lieferung eines
externen Drucks zur Nase.
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Durch
Aufbauen eines ansteigenden Drucks in der Maske und Schlucken lassen
des Patienten bei ansteigendem Druck wird der Punkt erreicht, bei
dem die Tuba sich öffnet
und dadurch der Signalweg für den
Ton offen wird. Der Druck, den der Druckwandler hierbei registriert,
ist der Druck, der am oberen Teil der Nase (Epipharynx) in Bezug
auf den Ohrkanal oder die Außenseite
des Trommelfells vorliegt. Falls der Tonwandler im Strömungsrohr
befestigt ist, ist es möglich,
ein Ohradapterstück
in jedem Ohr zu befestigen (das ein Mikrophon hält), um eine Registrierung beider
Tubaleitungen zu den Ohren zu erreichen, da der Öffnungsdruck zu den beiden
Mittelohren variieren kann.
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Falls
der Ton beispielsweise mit Walkman-Kopfhörern zu den beiden Ohren geschickt wird,
und der Ton sich in Gegenrichtung fortpflanzt, d.h. Mittelohr, Tuba
zu Nase und Strömungsrohr,
registriert der Druckwandler oder das Mikrophon hierdurch das Öffnen der
Tuba. Falls es gewünscht
wird, die Trennung des Meßergebnisses
des rechten Ohrs vom linken Ohr zu erhalten, können einfach zwei verschiedene
Frequenzen verwendet werden. Diese können dann durch das Signalverarbeitungsprogramm
des Meßsystems
getrennt werden.
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Es
ist möglich,
beide Nasenadapterhalter mit Nasenstücken vom Meßrohr abzunehmen, einen Stopfen
in den Boden jedes Halters einzufügen, die Nasenadapterstücke durch
Ohradapterstücke
in dem Halter zu ersetzen und diese in die Ohren des Patienten einzufügen. Ein
weiterer Halter ohne Mikrophon aber mit einem Nasenadapterstück in dem
einen freien Rohr vom Sondengehäuse,
Einfügen
eines Stopfens in den zweiten, Senden eines kontinuierlichen Breitspektrumsignals
vom Wandler im Sondengehäuse
zur Nase.
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Der
Patient wird anschließend
gebeten, zu schlucken oder etwas Flüssigkeit zu trinken. Bei einem
normal funktionierenden Ohr und einer normalen Tubafunktion kommt
es während
des Schluckens zu einem kurzen Öffnen
der Tuba. Das Tonsignal pflanzt sich dabei durch den hinteren Teil
der Nase, durch die Tuba (die Eustach'sche Röhre) zum Mittelohr an den beiden
Seiten und durch das Trommelfell zum Ohradapterstück und den
beiden Mikrophonen hinaus fort. Bei der folgenden Signalverarbeitung
im Meßsystem
ist es hiermit möglich,
die Symmetrie festzustellen sowie die Öffnungszeit, und ob einer der Signalwege
aufgrund einer Fehlfunktion der Tuba, einer Erkältung oder einer Otitis media
(Mittelohrentzündung)
nicht öffnet.
Dies gibt dem Untersuchenden die direkte Möglichkeit, zusätzliche
Untersuchungen des Patienten durchzuführen. Mittels der gleichen Ausrüstung ist
es möglich,
mehrere verschiedene Parameter zu messen. Häufig sind Ohrprobleme in der
Tat Nasenprobleme, d.h. Polypen oder Schleimhautprobleme in der
Nase. Daher stellt dies eine wertvolle Ergänzung zu den Untersuchungen
dar, die ohnehin vorgenommen werden.
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Die
Untersuchung von Kindern mit Mittelohrproblemen ist ein sehr wichtiger
Teil der Arbeit in einer Hals/Nasen/Ohren-Abteilung. Es ist daher
besonders wichtig, Alternativen für die Untersuchung zur Verfügung zu
haben, durch die Kinder mit der Untersuchung (dem Untersuchenden)
vertraut werden.
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Alternativ
kann der Untersuchende dem Patienten Walkman-Kopfhörer aufsetzen.
Die meisten davon funktionieren auch zufriedenstellend als dynamische
Mikrophone und können
dadurch als Alternative zum Behalten des Mikrophonteils angeschlossen werden.
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Um
einem Kind bei einer solchen Untersuchung noch mehr Vertrauen einzuflößen, kann
Musik oder Sprache zu den Kopfhörern
(Mikrophonen) geschickt werden, wenn keine Messung durchgeführt wird,
um es hierdurch abzulenken und nur für einige Millisekunden zu unterbrechen,
wenn die Messungen durchgeführt
werden.
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Alternativ
dazu kann der Signalweg in umgekehrter Richtung analysiert werden,
d.h. mit den Walkman-Kopfhörern
als Tonquelle und den Mikrophonen, die im Halter für das Nasenadapterstück in der
Nase gehalten werden, können
die Signale beim Schlucken im Nasenstück erfaßt werden.