EP1558147A1 - Pressure measuring unit for ultrasound measuring devices - Google Patents
Pressure measuring unit for ultrasound measuring devicesInfo
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- EP1558147A1 EP1558147A1 EP03750234A EP03750234A EP1558147A1 EP 1558147 A1 EP1558147 A1 EP 1558147A1 EP 03750234 A EP03750234 A EP 03750234A EP 03750234 A EP03750234 A EP 03750234A EP 1558147 A1 EP1558147 A1 EP 1558147A1
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- EP
- European Patent Office
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- measuring device
- pressure
- ultrasound
- pressure measuring
- ultrasonic
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/42—Details of probe positioning or probe attachment to the patient
- A61B8/4272—Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving the acoustic interface between the transducer and the tissue
- A61B8/4281—Details of probe positioning or probe attachment to the patient involving the acoustic interface between the transducer and the tissue characterised by sound-transmitting media or devices for coupling the transducer to the tissue
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/6843—Monitoring or controlling sensor contact pressure
Definitions
- the present invention relates to a pressure measuring device for performing ultrasound measurements on living beings, in particular humans, according to the preamble of claim 1. Furthermore, it relates to an ultrasound measuring device with such a device and uses of the pressure measuring device and the ultrasound measuring device.
- a commercial transducer In diagnostic ultrasound examinations, a commercial transducer is placed on the person to be examined using a contact gel, e.g. the skin of the abdominal wall. Commercially available equipment is used to generate an image from the signal emitted in the transducer and received again by reflection, which e.g. in medicine, the representation of organs and tissues lying deeper and hidden from the eye is permitted.
- a contact gel e.g. the skin of the abdominal wall.
- Commercially available equipment is used to generate an image from the signal emitted in the transducer and received again by reflection, which e.g. in medicine, the representation of organs and tissues lying deeper and hidden from the eye is permitted.
- An object of the present invention is to provide a pressure measuring device for an ultrasound measuring head which has less of an adverse effect on the measuring properties of the ultrasound measuring head.
- the pressure measuring device essentially consists of a rigid housing, for example in the form of a flat hollow cylinder.
- a rigid membrane is embedded on the back, which is used for coupling to the ultrasonic measuring head.
- the front is closed with a flexible membrane.
- the interior is filled with an ultrasound-permeable liquid as completely as possible, ideally free of bubbles. It has been shown that in particular the flexible membrane, which is applied to the body surface of the patient, but also the rigid membrane have a strong influence on the quality of the ultrasound images and, in particular, their spatial or two-dimensional resolution.
- a sufficiently small thickness should be chosen in particular.
- silicone i.e. a silicone elastomer
- the liquid must generally be ultrasonically transparent.
- water-containing liquids and in particular glycerol-water mixtures have proven successful.
- the liquid layers to be traversed by ultrasound should also be kept as thin as possible.
- the pressure measuring device is used for the first time in the examination of pressure-dependent changes in the tissue of a patient, the examining person also being provided with the usual ultrasound images and information derived therefrom in addition to the pressure data.
- the device according to the invention is also used in training: as is known, the ultrasound technique of the individual examiner differs individually. With the device, these different examination techniques / contact pressures of the transducer can be harmonized during training or when comparing results and / or trainees can learn the correct transducer contact pressure right from the start.
- the contact pressure of the ultrasound head on the skin also plays a major role when assessing the blood flow to tissues. If the impression is too strong, the
- Fig. 1 Schematic of an ultrasonic measuring head with pressure measuring device in side view
- FIG. 3 shows a section according to III-III in FIG. 2;
- the exemplary embodiment according to the invention is characterized in that the contact pressure, ie the directed force 1 of the ultrasound head 2 on the tissue 4 (for example the skin of a person), is quantitative during the examination is measured and displayed.
- a sound-permeable pressure measuring device in the form of a measuring capsule 5 is coupled to a commercially available transducer 7. It is also conceivable for the pressure measuring device to be integrated into the transducer. The size and shape of the measuring capsule 5 can be varied depending on the application and task. In addition to the fixed coupling or constructive integration on or in the transducer, various couplings to known transducers are conceivable. As a rule, between the pressure measuring device and the
- Ultrasound head also applied a gel 8 to improve the coupling.
- the arrangement of a pressure measuring cell or a pressure sensor in the measuring capsule offers the particular advantage that long, liquid-filled lines from the measuring capsule to the measuring device are no longer necessary. Such lines are bulky compared to electrical lines and, if broken, lead to the system having to be refilled.
- the liquid 11 in the interior of the measuring capsule 5 for the pressure measurement is connected via a line 12 to a pressure measuring device (not shown). Suitable pressure measuring devices are known per se and are therefore not described. Ideally, the liquid must be completely transparent for ultrasound. A glycerin-water mixture in a mass ratio of 85:15 has proven itself.
- the measuring capsule 5 is closed by a flexible, ultrasound-permeable membrane 13 on the side, which serves to rest on the tissue 4.
- silicone elastomer was found to be suitable, preferably the type MVQ (international code), which is characterized by the following data: hardness 50 ° Shore A density 1.15 g / cm 3 appearance milky transparent
- the thickness of the membrane should also be as small as possible be, for example 0.4 to 0.5 mm, the material MVQ could easily be used with a thickness of 1 mm. Smaller thicknesses would be an advantage, but are easier to damage. By contrast, thicker membranes, in particular thicker than 3 mm, impair the ultrasound measurement result 13 too much.
- a gel 17 is also applied between the membrane and the tissue surface 15 in order to improve the ultrasound coupling.
- a window 20 is embedded in the rear side 19 of the measuring capsule 5.
- the window 20 consists of an ultrasound-permeable material, which preferably has a low flexibility.
- Teflon ® polyfluoroethylene, Du Pont
- a significant deterioration in the quality of the ultrasound measurement was observed from a thickness of 1 mm, and the measurements were practically unusable from a thickness of 3 mm.
- the window can also be curved as shown in FIG. 3.
- the window 20 and the membrane 13 are held in a frame 24 made of metal.
- the basic principle is that all the housing components of the measuring capsule 5, apart from the membrane 13, are made as rigid as possible.
- the frame 24 which does not have to have any special properties with regard to ultrasound, it can also be used on others
- Materials such as hard plastics, possibly with inserts.
- holders 26 are fastened to the frame, between which the measuring head 7 is inserted.
- the holders 26 can e.g. be equipped with spring elements (not shown) to hold the measuring head 7.
- a variant with Velcro fasteners 28 is shown, which permit stable, but pressure-free fixing of the measuring head 7 on the measuring capsule 5.
- the holders 26 are designed as wings 30 which can be pivoted about the rods 32 and which have a Velcro strip on their sides.
- measuring capsule 5 A large number of variants are conceivable for the implementation of the connection between measuring capsule 5 and measuring head 7
- the design as an inseparable connection i.e. as an ultrasonic measuring head with pressure measuring device.
- Figg. 2 and 3 show a concrete construction of the measuring capsule 5.
- the basic element is a ring 36 with a rectangular one Cross-section. An edge is chamfered on the outside at the bottom to form a contact surface 38 around the flexible membrane 13.
- the membrane 13 is pressed on the circumference by a projection 40 of a first clamping ring 41 onto the bearing surface 38 and is thus fastened.
- the clamping ring 41 can be clamped onto the ring 36 alone, but another fastening, such as gluing or screwing, is also conceivable in addition or as an alternative.
- a second, flat clamping ring 42 rests on the top of the ring 36.
- the window 20 is clamped between the clamping ring 42 and a step 43 on the underside of the ring 36.
- An O-ring 45 is placed around the window 20 for sealing.
- the cavity filled by the liquid 11 has a height of approximately 1 mm. This value is not critical in itself, but is favorable for measurements with high frequencies (see below).
- the window 20 has a thickness on the circumference 47 corresponding to the distance between the clamping ring 42 and the projection 43.
- the central zone 48 has a small thickness as described above, e.g. 0.5 - 0.7 mm in order to obstruct the ultrasonic passage as little as possible.
- a curved design is shown as an adaptation to an ultrasound head with a curved forehead.
- a bore 50 runs through the ring 36, into which the connection nipple 51 for the line 12 to the pressure measuring device is inserted. Further blind holes 53 are used to attach the holder 26 and to fasten the clamping ring 42 on the ring 36.
- a disk-shaped design is shown, but other shapes such as, for example, rectangular are also conceivable Adaptation to the often rectangular forehead of ultrasonic measuring heads.
- the interior 55 is filled with the ultrasound-transparent liquid as free of bubbles as possible.
- vacuum can be applied via the nipple 51. Then you let the liquid flow in automatically, which then completely fills the interior.
- a measurement with an ultrasound measuring head 7 with an upstream measuring capsule 5 is carried out essentially like a normal ultrasound measurement.
- 4 shows an ultrasound image that can be obtained in this way.
- the arrows 60, 61 point to the internal jugular vein, no pressure being exerted in the illustration on the left in FIG. 4, but pressure being exerted on the right.
- the vein walls can be clearly seen in the normal (arrow 60) and in the compressed state (arrow 61).
- the pressure on the body surface can now be changed. This enables the changes in the tissue caused by the locally changed pressure, such as e.g. to watch vein compression.
- the measuring arrangement is first placed on the body surface without pressure before starting the measurement, a zero adjustment can be carried out in this state and then the contact pressure can be measured absolutely.
- the rigid housing of the measuring capsule also has an advantageous effect, since it reduces the yielding and thus deformation of the flexible membrane when the contact pressure changes.
- Reflections of the ultrasound in the measuring capsule can be felt or even to an imperceptible level can be reduced if at least the radiation surface of the ultrasound head rests only on the window 20 and in particular contact with the ring 41, 42 is avoided.
- the measuring capsule is preferably made so large that the window 20 is larger than the front of the ultrasound head.
- the rigid design of the window allows this oversizing because it forms a rigid rear wall.
- the ultrasound head would be pressed into the window and surrounding, exposed areas of the window would bulge, as a result of which the measurement conditions would change overall and measurement errors would result.
- the window will touch the front membrane 13 under the pressure of the ultrasound head, which would seriously falsify the measurement.
- a measuring capsule specifically to an ultrasound head so that it completely covers the window.
- a soft membrane can also be used because, despite its flexibility, it can no longer deform.
- the ultrasound head rests on the housing ring 41, 42, which is significantly more rigid than the window 20, it can also cause more force to be transmitted directly to the skin via the ring, this contact pressure not being fully recorded.
- the membrane 13 on the front is tensioned in the unfilled state, so that it is also in the filled state
- Measuring capsule is essentially flat. It should be noted that too dry glycerin can have an adverse effect in this regard: due to its high hygroscopy, it inevitably absorbs water over a long period of time. The corresponding change in volume causes the membrane to deform.
- the pressure measuring range is 0 to 700 mbar (millibars), especially for the main application, venous pressure determination.
- Usual pressure sensors for this area offer a resolution of 1 to 2 bar.
- the filling of the measuring capsule is carried out in a vacuum, preferably in a high vacuum, in order to achieve the best possible bubble and gas-free filling.
- the liquid is also degassed before filling. It was observed that the reaction time of the system in particular decreases with a removable gas component. With a high gas content, on the other hand, the compressibility increases noticeably, which creates the risk that the membrane 13 is pressed in and bears against the window 20.
- the measuring capsule can therefore be used with various ultrasonic measuring heads and, due to its low height, is also compatible with high frequencies.
- the invention can also be used for measurements on animals.
- Various materials can be used for the housing of the pressure measuring device, e.g. Sound-permeable plastic casting alone or in combination with reinforcing metal parts.
- a preferred application is seen in the non-invasive measurement of venous pressure, in particular the pressure of the central veins.
- a cardiac catheter is currently used for these measurements. This procedure is relatively complex and invasive. 6 - 12% complications are observed, even with serious consequences (David C. McGee NEJM 2003).
- measuring the venous pressure using the measuring capsule is obviously risk-free and can be carried out quickly. In particular, several measurements can also be carried out in a short time in order to achieve a higher measurement accuracy by averaging.
- the measuring head is pressed on until the vein shows a visible narrowing in the ultrasound image. This corresponds to a reduction in the cross-sectional area by approx. 25%.
- the pressure measured by the measuring capsule is called "base pressure”.
- the measuring head is pressed on until the vein is closed.
- the measured pressure is the
- Collapse pressure and base pressure are the pressure with which the ultrasound button is pressed onto the surface, i.e. the measured value of the measuring capsule.
- Venous pressure is the pressure of the blood in the vein.
- an elastic, sound-permeable material is used instead of the liquid-filled measuring chamber and the deformation is measured.
- the deformation of the support membrane is measured, e.g. with pressure gauges.
- a pressure measurement can also be a simple water column, 'in the in communication with the fluid Pressure gauge stands, take place.
- the height of the liquid in the measuring capsule can be up to 5 mm or up to 1 cm.
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Abstract
The invention relates to a pressure measuring unit (5) for coupling to an ultrasound measuring head (7), said unit comprising a housing having a rear window consisting of a rigid, ultrasound-permeable material, e.g. PTFE with a maximum thickness of 1 mm, and a front opening which is sealed by a membrane consisting of a silicone elastomer, preferably having a thickness of between 0.4 and 0.5 mm. The inner region is filled with an ultrasound-permeable liquid, especially a glycerine-water mixture. The inventive pressure measuring unit can be used to carry out the known ultrasound measurements on organisms, with measurement of the bearing pressure.
Description
Druckmesseinrichtung für UltraschallmessvorrichtungenPressure measuring device for ultrasonic measuring devices
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Druckmesseinrichtung zur Durchführung von Ultraschallmessungen an Lebewesen, insbesondere Menschen, gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren bezieht sie sich auf eine Ultraschall-Messvorrichtung mit einer solchen Einrichtung und Verwendungen der Druckmesseinrichtung und der Ultraschallmessvorrichtung.The present invention relates to a pressure measuring device for performing ultrasound measurements on living beings, in particular humans, according to the preamble of claim 1. Furthermore, it relates to an ultrasound measuring device with such a device and uses of the pressure measuring device and the ultrasound measuring device.
Bei diagnostischen Ultraschalluntersuchungen wird ein kommerzieller Schallkopf mittels eines Kontaktgels auf die zu untersuchende Person aufgelegt, z.B. die Haut der Bauchdecke. Durch kommerziell erhältliche Apparaturen wird aus dem im Schallkopf ausgesendeten und durch Reflexion wieder empfangenen Signal ein Bild erzeugt, das z.B. in der Medizin die Darstellung von tiefer liegenden und dem Auge verborgenen Organen und Geweben erlaubt.In diagnostic ultrasound examinations, a commercial transducer is placed on the person to be examined using a contact gel, e.g. the skin of the abdominal wall. Commercially available equipment is used to generate an image from the signal emitted in the transducer and received again by reflection, which e.g. in medicine, the representation of organs and tissues lying deeper and hidden from the eye is permitted.
Die Anwendung eines Druckes auf den Schallkopf zur Charakterisierung von druckbedingten Gewebe- und Gefässveränderungen ist gut etabliert (z.B. Nenenkompressionen zur Thrombosediagnostik) . Der Druck auf den Ultraschall-Messkopf und damit die Auflagefläche wurde dabei jedoch rein gefühls ässig durch den Anwender aufgebracht. Der bei der Ultraschalluntersuchung in der Medizin ausgeübte Druck auf das zu untersuchende Gewebe/Organsystem ist offensichtlich von Untersucher zu Untersucher verschieden und abhängig von seinem Ausbildungsstand und seiner Erfahrung.The use of pressure on the transducer to characterize pressure-related tissue and vascular changes is well established (e.g. nominal compressions for thrombosis diagnosis). However, the pressure on the ultrasonic measuring head and thus the contact surface was applied by the user in a purely emotional manner. The pressure exerted on the tissue / organ system to be examined during the ultrasound examination in medicine obviously differs from examiner to examiner and depends on his level of training and his experience.
Zur besseren Darstellung von Gefässstrukturen werden in der Medizin auch Dopplerverfahren eingesetzt, die eine teure Zusatzausrüstung zu den kommerziellen Ultraschallgeräten bedingen.
Eine solche Anordnung ist aus der Patentschrift US-A-6 086 533 bekannt. Darin wird einem Ultraschall-Messkopf eine Blase vorgesetzt. Die Blase ist mit einer akustisch durchlässigen Flüssigkeit gefüllt. Die ganze Anordnung ist in ein zylindrisches Gehäuse eingebaut, an dessen einem offenen Ende die Blase zugänglich ist. Wird die Anordnung auf die Haut gesetzt, so kann der Anpressdruck durch Messen des Innendrucks der Blase bestimmt werden, und es kann ein Ultraschall-Signal durch die Blase in das Gewebe eingestrahlt und das Echo ausgewertet werden.To better display vascular structures, Doppler procedures are also used in medicine, which necessitate expensive additional equipment for commercial ultrasound devices. Such an arrangement is known from US-A-6 086 533. A bubble is placed in front of an ultrasonic measuring head. The bladder is filled with an acoustically permeable liquid. The whole arrangement is built into a cylindrical housing, at one open end of which the bladder is accessible. If the arrangement is placed on the skin, the contact pressure can be determined by measuring the internal pressure of the bladder, and an ultrasound signal can be radiated through the bladder into the tissue and the echo can be evaluated.
Praktische Versuche mit derartigen Anordnungen zeigten jedoch, dass die räumliche Auflösung der in der Medizin üblichen Ultraschall-Messköpfe durch das Vorschalten einer derartigen Druckmesseinrichtung regelmässig stark beeinträchtigt bis unbrauchbar wird.Practical tests with such arrangements have shown, however, that the spatial resolution of the ultrasound measuring heads customary in medicine is regularly severely impaired or becomes unusable by the provision of such a pressure measuring device.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Druckmesseinrichtung für einen Ultraschall-Messkopf anzugeben, die die Messeigenschaften des Ultraschall- Messkopfes weniger beeinträchtigt.An object of the present invention is to provide a pressure measuring device for an ultrasound measuring head which has less of an adverse effect on the measuring properties of the ultrasound measuring head.
Eine solche Einrichtung ist im Anspruch 1 angegeben. Die weiteren Ansprüche geben bevorzugte Ausbildungen,Such a device is specified in claim 1. The other claims give preferred training,
Ultraschall-Messvorrichtungen damit und Anwendungen an.Ultrasonic measuring devices with it and applications.
Derαge äss besteht die Druckmesseinrichtung im Wesentlichen aus einem starren Gehäuse, z.B. in Form eines flachen Hohlzylinders . An der Rückseite ist eine steife Membran eingelassen, die der Ankoppelung an den Ultraschall-Messkopf dient. Die Vorderseite ist mit einer flexiblen Membran verschlossen. Der Innenraum ist mit einer Ultraschalldurchlässigen Flüssigkeit möglichst vollständig, idealerweise blasenfrei, gefüllt.
Es hat sich gezeigt, dass insbesondere die flexible Membran, die an die Körperoberfläche des Patienten angelegt wird, aber auch die steife Membran einen starken Einfluss auf die Qualität der Ultraschall-Bilder und insbesondere deren räumliche bzw. zweidi ensionale Auflösung haben.Accordingly, the pressure measuring device essentially consists of a rigid housing, for example in the form of a flat hollow cylinder. A rigid membrane is embedded on the back, which is used for coupling to the ultrasonic measuring head. The front is closed with a flexible membrane. The interior is filled with an ultrasound-permeable liquid as completely as possible, ideally free of bubbles. It has been shown that in particular the flexible membrane, which is applied to the body surface of the patient, but also the rigid membrane have a strong influence on the quality of the ultrasound images and, in particular, their spatial or two-dimensional resolution.
Bei der steifen Membran ist insbesondere eine genügend kleine Dicke zu wählen.In the case of the rigid membrane, a sufficiently small thickness should be chosen in particular.
Für die flexible Membran wurde in Serienversuchen als am Besten anwendbares Material Silikon, d.h. ein Silikonelastomer, ermittelt.For the flexible membrane, the most suitable material in series tests was silicone, i.e. a silicone elastomer.
Die Flüssigkeit muss generell Ultraschall-durchlässig sein. Bewährt haben sich allgemein wasserhaltige Flüssigkeiten und insbesondere Glycerin-Wasser ischungen. Auch die vom Ultraschall zu durchwandernden Flüssigkeitsschichten sollten möglichst dünn gehalten werden.The liquid must generally be ultrasonically transparent. In general, water-containing liquids and in particular glycerol-water mixtures have proven successful. The liquid layers to be traversed by ultrasound should also be kept as thin as possible.
Eine erste Anwendung findet die erfindungsgemässe Druckmesseinrichtung in der Untersuchung druckabhängiger Veränderungen im Gewebe eines Patienten, wobei der untersuchenden Person neben den Druckdaten auch die üblichen Ultraschall-Bilder und daraus abgeleitete Informationen zur Verfügung stehen.The pressure measuring device according to the invention is used for the first time in the examination of pressure-dependent changes in the tissue of a patient, the examining person also being provided with the usual ultrasound images and information derived therefrom in addition to the pressure data.
Eine weitere Anwendung findet die erfindungsgemässe Vorrichtung in der Ausbildung: Die Ultraschalltechnik des einzelnen Untersuchers ist bekanntlich individuell verschieden. Mit der Vorrichtung können in der Ausbildung oder bei Resultatvergleichen diese unterschiedlichen Untersuchungstechniken/Auflagedrücke des Schallkopfes harmonisiert werden und/oder Auszubildende können von Anfang an den richtigen Schallkopfauflagedruck erlernen.
Auch bei der Beurteilung der Durchblutung von Geweben spielt der Auflagedruck des Ultraschallkopfes auf der Haut eine grosse Rolle. Bei zu starkem Eindrücken nimmt dieThe device according to the invention is also used in training: as is known, the ultrasound technique of the individual examiner differs individually. With the device, these different examination techniques / contact pressures of the transducer can be harmonized during training or when comparing results and / or trainees can learn the correct transducer contact pressure right from the start. The contact pressure of the ultrasound head on the skin also plays a major role when assessing the blood flow to tissues. If the impression is too strong, the
Durchblutung des darunter liegenden Gewebes ab. Dies spielt insbesondere bei der Charakterisierung von Tumoren mittels modernen Ultraschall-Kontrastmitteln eine Rolle. Damit vergleichbare Resultate erzielt werden können, muss der Auflagedruck auf der Haut standardisiert werden. Dies ist im Wesentlichen nur durch einen Durchmesser möglich.Blood flow to the underlying tissue. This is particularly important when characterizing tumors using modern ultrasound contrast agents. In order to achieve comparable results, the contact pressure on the skin must be standardized. This is essentially only possible through a diameter.
Im Weiteren ist es denkbar, dass durch einfache quantifizierbare Aussagen mit der vorgestellten Erfindung teure Zusatzuntersuchungen wie Farbduplex nicht mehr notwendig sind oder nur noch gezielt eingesetzt werden müssen.Furthermore, it is conceivable that, by means of simple quantifiable statements with the presented invention, expensive additional examinations such as color duplex are no longer necessary or only have to be used in a targeted manner.
Die Erfindung soll weiter an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Figuren erläutert werden. Es zeigen:The invention will be further explained using exemplary embodiments with reference to figures. Show it:
Fig. 1: Schematisch einen Ultraschall-Messkopf mit Druckmesseinrichtung in Seitenansicht;Fig. 1: Schematic of an ultrasonic measuring head with pressure measuring device in side view;
Fig. 2: eine Ansicht von hinten auf die Druckmesseinrichtung;2: a rear view of the pressure measuring device;
Fig. 3: einen Schnitt gemäss III-III in Fig. 2; und3 shows a section according to III-III in FIG. 2; and
Fig. 4: eine Ultraschall-Aufnahme eines Ultraschall- Messkopfes mit erfindungsgemässer Druckmesseinrichtung.4: an ultrasound recording of an ultrasound measuring head with a pressure measuring device according to the invention.
Die beispielhafte erfindungsgemässe Ausführung zeichnet sich dadurch aus, dass der Auflagedruck, d.h. die gerichtete Kraft 1 des Ultraschallkopfes 2 auf das Gewebe 4 (z.B. die Haut einer Person) , während der Untersuchung quantitativ
gemessen und dargestellt wird. Zu diesem Zweck wird eine schalldurchlässige Druckmesseinrichtung in Form einer Messkapsel 5 an einen kommerziell erhältlichen Schallkopf 7 angekoppelt. Denkbar ist auch, dass die Druckmesseinrichtung in den Schallkopf integriert ausgeführt ist. Die Grosse und Form der Messkapsel 5 kann je nach Anwendung und Aufgabe variiert werden. Neben der fixen Kopplung oder konstruktiven Integration an oder in den Schallkopf sind verschiedene Ankoppelungen an bekannte Schallköpfe denkbar. In der Regel wird zwischen der Druckmesseinrichtung und demThe exemplary embodiment according to the invention is characterized in that the contact pressure, ie the directed force 1 of the ultrasound head 2 on the tissue 4 (for example the skin of a person), is quantitative during the examination is measured and displayed. For this purpose, a sound-permeable pressure measuring device in the form of a measuring capsule 5 is coupled to a commercially available transducer 7. It is also conceivable for the pressure measuring device to be integrated into the transducer. The size and shape of the measuring capsule 5 can be varied depending on the application and task. In addition to the fixed coupling or constructive integration on or in the transducer, various couplings to known transducers are conceivable. As a rule, between the pressure measuring device and the
Ultraschallkopf ebenfalls ein Gel 8 angewendet, um die Kopplung zu verbessern.Ultrasound head also applied a gel 8 to improve the coupling.
Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene messtechnische Lösungen möglich, wie eine Druckmessung durch kommerzielle Druckwandler in der zwischen Schallkopf und Auflagemembran befindlichen Flüssigkeit, Druckveränderung der Au lagemembran etc.Various measurement solutions are possible within the scope of the invention, such as a pressure measurement by commercial pressure transducers in the liquid located between the transducer and the support membrane, pressure change in the support membrane, etc.
Die Anordnung einer Druckmesszelle oder eines Drucksensors in der Messkapsel bietet insbesondere den Vorteil, dass keine langen flüssigkeitsgefüllten Leitungen von der Messkapsel zum Messgerät mehr nötig sind. Derartige Leitungen sind gegenüber elektrischen Leitungen sperriger und führen bei Bruch dazu, dass das System neu gefüllt werden muss .The arrangement of a pressure measuring cell or a pressure sensor in the measuring capsule offers the particular advantage that long, liquid-filled lines from the measuring capsule to the measuring device are no longer necessary. Such lines are bulky compared to electrical lines and, if broken, lead to the system having to be refilled.
Im Ausführungsbeispiel ist die Flüssigkeit 11 im Inneren der Messkapsel 5 für die Druckmessung über eine Leitung 12 mit einem Druckmessgerät (nicht dargestellt) verbunden. Geeignete Druckmessgeräte sind an sich bekannt und daher nicht beschrieben. Die Flüssigkeit muss für Ultraschall idealerweise vollständig transparent sein. Bewährt hat sich eine Glycerin-Wasser ischung im Massenverhältnis 85:15.
Die Messkapsel 5 ist durch eine flexible, Ultraschalldurchlässige Membran 13 an der Seite abgeschlossen, die zur Auflage auf das Gewebe 4 dient.In the exemplary embodiment, the liquid 11 in the interior of the measuring capsule 5 for the pressure measurement is connected via a line 12 to a pressure measuring device (not shown). Suitable pressure measuring devices are known per se and are therefore not described. Ideally, the liquid must be completely transparent for ultrasound. A glycerin-water mixture in a mass ratio of 85:15 has proven itself. The measuring capsule 5 is closed by a flexible, ultrasound-permeable membrane 13 on the side, which serves to rest on the tissue 4.
In praktischen Versuchen hat sich gezeigt, dass das Material und die Auslegung dieses Membrans einen grossen Einfluss auf die Qualität der Ultraschall-Messung hat. In zahlreichen Versuchen wurde Silikonelastomer als geeignet ermittelt, bevorzugt der Typ MVQ (internat. Kurzzeichen), der sich durch folgende Daten auszeichnet: Härte 50° Shore A Dichte 1,15 g/cm3 Aussehen milchig transparent Die Dicke der Membran sollte ebenfalls möglichst gering sein, z.B. 0,4 bis 0,5 mm, das Material MVQ konnte problemlos mit einer Dicke von 1 mm eingesetzt werden. Kleinere Dicken wären von Vorteil, sind jedoch leichter zu beschädigen. Dickere Membranen, insbesondere dicker als 3 mm, beeinträchtigen dagegen das Ultraschall-Messergebnis 13 zu stark.Practical tests have shown that the material and the design of this membrane have a major influence on the quality of the ultrasonic measurement. In numerous tests, silicone elastomer was found to be suitable, preferably the type MVQ (international code), which is characterized by the following data: hardness 50 ° Shore A density 1.15 g / cm 3 appearance milky transparent The thickness of the membrane should also be as small as possible be, for example 0.4 to 0.5 mm, the material MVQ could easily be used with a thickness of 1 mm. Smaller thicknesses would be an advantage, but are easier to damage. By contrast, thicker membranes, in particular thicker than 3 mm, impair the ultrasound measurement result 13 too much.
Zwischen der Membran und der Gewebeoberfläche 15 wird bei der Messung wie üblich ebenfalls ein Gel 17 angewendet, um die Utraschall-Kopplung zu verbessern.As usual, a gel 17 is also applied between the membrane and the tissue surface 15 in order to improve the ultrasound coupling.
In die Rückseite 19 der Messkapsel 5 ist ein Fenster 20 eingelassen. Das Fenster 20 besteht aus einem Ultraschall durchlässigen Material, das bevorzugt eine geringe Biegsamkeit aufweist. Beim Aufsetzen des Ultraschallkopfes 7 auf die Rückseite 19 kann sich damit die Membran etwas an die Form der Stirn 22 des Messkopfes anpassen, die oft mehr oder weniger abgerundet ist. Für das Fenster hat sich Teflon® (Polyfluorethylen, Du Pont) in einer Dicke von 0,5
bis 0,7 mm als geeignet erwiesen. Ab 1 mm Dicke wurde eine deutliche Verschlechterung der Qualität der Ultraschall- Messung beobachtet, ab 3 mm Dicke waren die Messungen praktisch unbrauchbar.A window 20 is embedded in the rear side 19 of the measuring capsule 5. The window 20 consists of an ultrasound-permeable material, which preferably has a low flexibility. When the ultrasound head 7 is placed on the back 19, the membrane can thus adapt somewhat to the shape of the forehead 22 of the measuring head, which is often more or less rounded. Teflon ® (polyfluoroethylene, Du Pont) has a thickness of 0.5 for the window up to 0.7 mm proved to be suitable. A significant deterioration in the quality of the ultrasound measurement was observed from a thickness of 1 mm, and the measurements were practically unusable from a thickness of 3 mm.
Für eine bessere Anpassung an die Stirn 22 des Messkopfes 7 kann das Fenster auch gekrümmt ausgeführt werden wie in Fig. 3 dargestellt.For a better adaptation to the forehead 22 of the measuring head 7, the window can also be curved as shown in FIG. 3.
Das Fenster 20 und die Membran 13 sind in einem Rahmen 24 aus Metall gehalten. Grundsätzlich gilt, dass sämtliche Gehäusebestandteile der Messkapsel 5 ausser der Membran 13 so starr als möglich ausgeführt sind. Im Hinblick auf den Rahmen 24, der keine besonderen Eigenschaften hinsichtlich Ultraschall aufweisen muss, kann also auch an andereThe window 20 and the membrane 13 are held in a frame 24 made of metal. The basic principle is that all the housing components of the measuring capsule 5, apart from the membrane 13, are made as rigid as possible. With regard to the frame 24, which does not have to have any special properties with regard to ultrasound, it can also be used on others
Materialien, wie z.B. harte Kunststoffe, ggf. mit Einlagen, gedacht werden.Materials such as hard plastics, possibly with inserts.
An der Rückseite der Messkapsel 5 sind am Rahmen Halter 26 befestigt, zwischen die der Messkopf 7 eingeschoben ist. Die Halter 26 können z.B. mit Federelementen (nicht dargestellt) ausgestattet sein, um den Messkopf 7 zu halten. Dargestellt ist eine Variante mit Klettverschlüssen 28, die eine stabile, aber druckfreie Fixierung des Messkopfes 7 auf der Messkapsel 5 gestatten. Die Halter 26 sind dazu als Flügel 30 ausgebildet, die um die Stäbe 32 schwenkbar sind und an ihren Seiten ein Klettband tragen.At the rear of the measuring capsule 5, holders 26 are fastened to the frame, between which the measuring head 7 is inserted. The holders 26 can e.g. be equipped with spring elements (not shown) to hold the measuring head 7. A variant with Velcro fasteners 28 is shown, which permit stable, but pressure-free fixing of the measuring head 7 on the measuring capsule 5. For this purpose, the holders 26 are designed as wings 30 which can be pivoted about the rods 32 and which have a Velcro strip on their sides.
Für die Ausführung der Verbindung zwischen Messkapsel 5 und Messkopf 7 sind eine Vielzahl Varianten denkbar, imA large number of variants are conceivable for the implementation of the connection between measuring capsule 5 and measuring head 7
Extremfall auch die Ausführung als untrennbare Verbindung, d.h. als ein Ultraschall-Messkopf mit Druckmesseinrichtung.In extreme cases, the design as an inseparable connection, i.e. as an ultrasonic measuring head with pressure measuring device.
Figg. 2 und 3 zeigen eine konkrete Konstruktion der Messkapsel 5. Grundelement ist ein Ring 36 mit rechteckigem
Querschnitt. Aussen unten ist eine Kante abgeschrägt, um eine Auflagefläche 38 um die flexible Membran 13 zu bilden. Die Membran 13 wird am Umfang von einem Vorsprung 40 eines ersten Klemmrings 41 auf die Auflagefläche 38 gedrückt und damit befestigt. Der Klemmring 41 kann allein auf den Ring 36 aufgeklemmt sein, denkbar ist aber auch zusätzlich oder alternativ eine andere Befestigung, wie Kleben oder Schrauben.Figg. 2 and 3 show a concrete construction of the measuring capsule 5. The basic element is a ring 36 with a rectangular one Cross-section. An edge is chamfered on the outside at the bottom to form a contact surface 38 around the flexible membrane 13. The membrane 13 is pressed on the circumference by a projection 40 of a first clamping ring 41 onto the bearing surface 38 and is thus fastened. The clamping ring 41 can be clamped onto the ring 36 alone, but another fastening, such as gluing or screwing, is also conceivable in addition or as an alternative.
Auf der Oberseite liegt auf dem Ring 36 ein zweiter, flacher Klemmring 42 auf. Zwischen dem Klemmring 42 und einer Stufe 43 an der Unterseite des Rings 36 wird das Fenster 20 eingeklemmt. Zur Abdichtung ist um das Fenster 20 ein O-Ring 45 gelegt.A second, flat clamping ring 42 rests on the top of the ring 36. The window 20 is clamped between the clamping ring 42 and a step 43 on the underside of the ring 36. An O-ring 45 is placed around the window 20 for sealing.
Der von der Flüssigkeit 11 gefüllte Hohlraum weist eine Höhe von etwa 1 mm auf. Dieser Wert ist an sich nicht kritisch, jedoch günstig für Messungen mit hohen Frequenzen (s.u.) .The cavity filled by the liquid 11 has a height of approximately 1 mm. This value is not critical in itself, but is favorable for measurements with high frequencies (see below).
Das Fenster 20 weist am Umfang 47 eine Dicke entsprechend dem Abstand zwischen Klemmring 42 und Vorsprung 43 auf. Die Mittelzone 48 weist dagegen eine geringe Dicke wie oben beschrieben auf, z.B. 0,5 - 0,7 mm, um den Ultraschalldurchgang möglichst wenig zu behindern. Dargestellt ist eine gekrümmte Ausführung als Anpassung an einen Ultraschallkopf mit gekrümmter Stirn.The window 20 has a thickness on the circumference 47 corresponding to the distance between the clamping ring 42 and the projection 43. The central zone 48, on the other hand, has a small thickness as described above, e.g. 0.5 - 0.7 mm in order to obstruct the ultrasonic passage as little as possible. A curved design is shown as an adaptation to an ultrasound head with a curved forehead.
Durch den Ring 36 verläuft eine Bohrung 50, in die der Anschlussnippel 51 für die Leitung 12 zum Druckmessgerät eingesetzt ist. Weitere Sacklöcher 53 dienen der Anbringung der Halter 26 und der Befestigung des Klemmrings 42 auf dem Ring 36.A bore 50 runs through the ring 36, into which the connection nipple 51 for the line 12 to the pressure measuring device is inserted. Further blind holes 53 are used to attach the holder 26 and to fasten the clamping ring 42 on the ring 36.
Dargestellt ist eine scheibenförmige Ausführung, denkbar sind jedoch auch andere Formen wie z.B. rechteckig in
Anpassung an die oft rechteckige Stirn von Ultraschall- Messköpfen.A disk-shaped design is shown, but other shapes such as, for example, rectangular are also conceivable Adaptation to the often rectangular forehead of ultrasonic measuring heads.
Der Innenraum 55 wird möglichst blasenfrei mit der Ultraschall-transparenten Flüssigkeit gefüllt. Z.B. kann dazu Vakuum über den Nippel 51 angelegt werden. Danach lässt man die Flüssigkeit selbsttätig einfliessen, die dann den Innenraum vollständig ausfüllt.The interior 55 is filled with the ultrasound-transparent liquid as free of bubbles as possible. For example, vacuum can be applied via the nipple 51. Then you let the liquid flow in automatically, which then completely fills the interior.
Eine Messung mit einem Ultraschall-Messkopf 7 mit vorgeschalteter Messkapsel 5 wird im Wesentlichen wie eine normale Ultraschallmessung durchgeführt. Fig. 4 zeigt ein so erhältliches Ultraschallbild. Die Pfeile 60, 61 deuten auf die Vena jugularis interna, wobei auf der in Fig. 4 linken Abbildung kein Druck, rechts dagegen Druck ausgeübt wird. Deutlich sind die Venenwände im normalen (Pfeil 60) und im zusammengedrückten Zustand (Pfeil 61) zu erkennen.A measurement with an ultrasound measuring head 7 with an upstream measuring capsule 5 is carried out essentially like a normal ultrasound measurement. 4 shows an ultrasound image that can be obtained in this way. The arrows 60, 61 point to the internal jugular vein, no pressure being exerted in the illustration on the left in FIG. 4, but pressure being exerted on the right. The vein walls can be clearly seen in the normal (arrow 60) and in the compressed state (arrow 61).
Zusätzlich kann nun der Druck auf die Körperoberfläche verändert werden. Dadurch ist es möglich, die durch den lokal veränderten Druck verursachten Änderungen im Gewebe wie auch z.B. das Zusammendrücken von Adern zu beobachten.In addition, the pressure on the body surface can now be changed. This enables the changes in the tissue caused by the locally changed pressure, such as e.g. to watch vein compression.
Wird dabei vor Beginn der Messung zunächst die Messanordnung an die Körperoberfläche ohne Druck aufgesetzt, so kann in diesem Zustand ein Nullabgleich vorgenommen werden und danach der Anpressdruck absolut gemessen werden.If the measuring arrangement is first placed on the body surface without pressure before starting the measurement, a zero adjustment can be carried out in this state and then the contact pressure can be measured absolutely.
Vorteilhaft wirkt sich dabei auch das starre Gehäuse der Messkapsel aus, die ein Nachgeben und damit Verformen der flexiblen Membran bei veränderlichen Anpressdrücken verringert .The rigid housing of the measuring capsule also has an advantageous effect, since it reduces the yielding and thus deformation of the flexible membrane when the contact pressure changes.
Reflexionen des Ultraschalls in der Messkapsel können spürbar oder sogar auf ein nicht mehr wahrnehmbares Mass
verringert werden, wenn wenigstens die Abstrahlfläche des Ultraschallkopfes nur auf dem Fenster 20 aufliegt und insbesondere ein Kontakt mit dem Ring 41, 42 vermieden wird. Bevorzugt wird die Messkapsel so gross ausgeführt, dass das Fenster 20 grösser ist als die Front des Ultraschallkopfes.Reflections of the ultrasound in the measuring capsule can be felt or even to an imperceptible level can be reduced if at least the radiation surface of the ultrasound head rests only on the window 20 and in particular contact with the ring 41, 42 is avoided. The measuring capsule is preferably made so large that the window 20 is larger than the front of the ultrasound head.
Die starre Ausführung des Fensters gestattet diese Überdimensionierung, da sie eine starre Rückwand bildet. Bei einem beweglichen oder dehnbaren Fenster würde der Ultraschallkopf in das Fenster eingedrückt und umliegende, frei liegende Bereiche des Fensters ausgebeult, wodurch sich die Messverhältnisse insgesamt ändern und sich Messfehler ergeben. Ausserde besteht die Gefahr, dass das Fenster unter dem Druck des Ultraschallkopfes die vordere Membran 13 berührt, wodurch die Messung stark verfälscht würde.The rigid design of the window allows this oversizing because it forms a rigid rear wall. In the case of a movable or stretchable window, the ultrasound head would be pressed into the window and surrounding, exposed areas of the window would bulge, as a result of which the measurement conditions would change overall and measurement errors would result. In addition, there is a risk that the window will touch the front membrane 13 under the pressure of the ultrasound head, which would seriously falsify the measurement.
Denkbar ist jedoch, eine Messkapsel speziell an einen Ultraschallkopf anzupassen, so dass dieser das Fenster vollständig abdeckt. In diesem Fall kann auch eine weiche Membrane eingesetzt werden, da diese sich trotz ihrer Flexibilität nicht mehr verformen kann.However, it is conceivable to adapt a measuring capsule specifically to an ultrasound head so that it completely covers the window. In this case, a soft membrane can also be used because, despite its flexibility, it can no longer deform.
Ein Aufliegen des Ultraschallkopfes auf dem gegenüber dem Fenster 20 deutlich starreren Gehäusering 41, 42 kann auch bewirken, dass mehr Kraft direkt über den Ring auf die Haut übertragen wird, wobei dieser Anpressdruck nicht vollständig erfasst wird.If the ultrasound head rests on the housing ring 41, 42, which is significantly more rigid than the window 20, it can also cause more force to be transmitted directly to the skin via the ring, this contact pressure not being fully recorded.
Weiter verschärft werden diese Anforderungen insbesondere an einer universell einsetzbare Messkapsel durch die heute verwendeten hohen Frequenzen bis 15 MHz, typischerweise um 7 MHz. Bei 15 MHz beträgt die Reichweite des Ultraschalls in die Haut noch ca. 4 cm, so dass die Messkapsel deutlich dünner sein muss. Es ergibt sich eine nur noch recht dünne Flüssigkeitsschicht in der Messkapsel, wodurch die
Bedingung, dass sich Scheibe und Membran nicht berühren dürfen, nochmals verschärft wird.These requirements are further exacerbated, in particular, on a universally usable measuring capsule by the high frequencies used up to 15 MHz, typically around 7 MHz. At 15 MHz, the range of the ultrasound into the skin is still approx. 4 cm, so that the measuring capsule must be significantly thinner. There is only a very thin layer of liquid in the measuring capsule, which means that the Condition that disc and membrane must not touch each other is tightened again.
Die Membran 13 an der Vorderseite ist im ungefüllten Zustand gespannt, so dass sie auch im gefüllten Zustand derThe membrane 13 on the front is tensioned in the unfilled state, so that it is also in the filled state
Messkapsel im Wesentlichen eben ist. Dabei ist anzumerken, dass zu trockenes Glyzerin in dieser Hinsicht eine nachteilige Wirkung haben kann: Durch seine hohe Hygroskopie nimmt es unweigerlich über längere Zeit Wasser auf. Die entsprechende Volumenänderung bewirkt eine Verformung der Membran.Measuring capsule is essentially flat. It should be noted that too dry glycerin can have an adverse effect in this regard: due to its high hygroscopy, it inevitably absorbs water over a long period of time. The corresponding change in volume causes the membrane to deform.
Der Druckmessbereich liegt bei 0 bis 700 mBar (Millibar) , namentlich für die Hauptanwendung, die Venendruckbestimmung. Übliche Drucksensoren für diesen Bereich bieten eine Auflösung von 1 bis 2 Bar.The pressure measuring range is 0 to 700 mbar (millibars), especially for the main application, venous pressure determination. Usual pressure sensors for this area offer a resolution of 1 to 2 bar.
Die Füllung der Messkapsel wird im Vakuum, bevorzugt im Hochvakuum durchgeführt, um eine möglichst perfekte blasen- und gasfreie Füllung zu erzielen. Die Flüssigkeit wird ebenfalls vor dem Füllen entgast. Es wurde beobachtet, dass mit abnehmbarem Gasanteil insbesondere die Reaktionszeit des Systems abnimmt. Bei hohem Gasanteil steigt andererseits die Kompressibilität spürbar an, wodurch die Gefahr entsteht, dass die Membran 13 eingedrückt wird und am Fenster 20 anliegt.The filling of the measuring capsule is carried out in a vacuum, preferably in a high vacuum, in order to achieve the best possible bubble and gas-free filling. The liquid is also degassed before filling. It was observed that the reaction time of the system in particular decreases with a removable gas component. With a high gas content, on the other hand, the compressibility increases noticeably, which creates the risk that the membrane 13 is pressed in and bears against the window 20.
Die Messkapsel ist damit zum einen mit verschiedenen Ultraschall-Messköpfen verwendbar, und wegen der geringen Höhe auch mit hohen Frequenzen verträglich.The measuring capsule can therefore be used with various ultrasonic measuring heads and, due to its low height, is also compatible with high frequencies.
Die Erfinder sehen insbesondere auch eineThe inventors also see one in particular
Anwendungsmöglichkeit in der Ultraschallausbildung in der medizinischen Diagnostik und evtl. auch in dem Ersatz von teuren zusätzlichen Apparaturen oder invasiven
Untersuchungen in der Medizin (z.B. invasive blutige Druckmessung in Gefässen) . Auch für Messungen an Tieren ist die Erfindung einsetzbar.Possible application in ultrasound training in medical diagnostics and possibly also in the replacement of expensive additional equipment or invasive Medical examinations (e.g. invasive blood pressure measurement in vessels). The invention can also be used for measurements on animals.
Für das Gehäuse der Druckmesseinrichtung sind verschiedene Materialien einsetzbar, z.B. schalldurchlässiger Plastikguss allein oder in Kombination mit verstärkenden Metallteilen.Various materials can be used for the housing of the pressure measuring device, e.g. Sound-permeable plastic casting alone or in combination with reinforcing metal parts.
Der Effekt der durch den verschiedenen Auflagedruck erzeugten Gewebe-/Gefässveränderung hängt von derThe effect of the tissue / vessel change caused by the different contact pressure depends on the
Auflagefläche des Messkopfes und der Druckmesseinrichtung ab. Je nach Fragestellung können dieser in verschiedener Form und Grosse gebaut werden.Contact surface of the measuring head and the pressure measuring device. Depending on the question, they can be built in different shapes and sizes.
Eine bevorzugte Anwendung wird in der nichtinvasiven Messung des Venendrucks gesehen, insbesondere des Drucks der Zentralvenen. Derzeit wird für diese Messungen ein Herzkatheter eingesetzt. Dieses Verfahren ist relativ aufwendig und invasiv. Beobachtet werden dabei 6 - 12 % Komplikationen, auch mit ernsten Folgen (David C. McGee NEJM 2003) . Die Messung des Venendrucks mittels der Messkapsel ist dagegen offensichtlich risikolos und schnell durchführbar. Insbesondere können auch in kurzer Zeit mehrere Messungen durchgeführt werden, um durch Mittelung eine höhere Messgenauigkeit zu erzielen.A preferred application is seen in the non-invasive measurement of venous pressure, in particular the pressure of the central veins. A cardiac catheter is currently used for these measurements. This procedure is relatively complex and invasive. 6 - 12% complications are observed, even with serious consequences (David C. McGee NEJM 2003). On the other hand, measuring the venous pressure using the measuring capsule is obviously risk-free and can be carried out quickly. In particular, several measurements can also be carried out in a short time in order to achieve a higher measurement accuracy by averaging.
Für derartige Messungen wurde die folgende Vorgehensweise entwickelt:The following procedure was developed for such measurements:
1) Nullpunkteichung: Der Messkopf mit Messkapsel wird in die unmittelbare Nähe des Messorts gehalten, jedoch noch ohne Kontakt mit der Haut des Patienten. Der jetzt gemessene Druck wird als Nullpunkt eingestellt. Diese Nullpunkteichung in der Nähe des Messorts hat sich als
wichtig für die Qualität der Messungen erwiesen.1) Zero point calibration: The measuring head with measuring capsule is held in the immediate vicinity of the measuring location, but still without contact with the patient's skin. The pressure now measured is set as the zero point. This zero point calibration near the measuring point has proven to be proven important for the quality of the measurements.
2) Der Messkopf wird angedrückt, bis die Vene eine erkennbare Verengung im Ultraschallbild zeigt. Dies entspricht einer Verringerung der Querschnittsfläche um ca. 25 % . Der von der Messkapsel gemessene Druck wird "Basisdruck" genannt.2) The measuring head is pressed on until the vein shows a visible narrowing in the ultrasound image. This corresponds to a reduction in the cross-sectional area by approx. 25%. The pressure measured by the measuring capsule is called "base pressure".
3) Der Messkopf wird weiter angedrückt, bis die Vene geschlossen ist. Der gemessene Druck ist der3) The measuring head is pressed on until the vein is closed. The measured pressure is the
"Kollapsdruck" ."Collapse pressure".
4) Die Differenz zwischen Kollapsdruck und Basisdruck ist ein Mass für den Venendruck.4) The difference between collapse pressure and base pressure is a measure of venous pressure.
Kollapsdruck und Basisdruck sind dabei jeweils der Druck, mit dem der Ultraschallknopf auf die Oberfläche gedrückt wird, d.h. der Messwert der Messkapsel. Der Venendruck ist der in der Vene herrschende Druck des Blutes .Collapse pressure and base pressure are the pressure with which the ultrasound button is pressed onto the surface, i.e. the measured value of the measuring capsule. Venous pressure is the pressure of the blood in the vein.
Auf Grund der dargestellten Beschreibung sind dem Fachmann eine Vielzahl von Abwandlungen zugänglich, ohne den Bereich der Erfindung wie in den Ansprüchen definiert zu verlassen. Denkbar sind z.B. folgende Abwandlungen:On the basis of the description given, a multitude of modifications are accessible to the person skilled in the art without leaving the scope of the invention as defined in the claims. For example, following modifications:
1. Anstelle der flüssigkeitsgefüllten Messkammer wird ein elastisches, schalldurchlässiges Material eingesetzt und die Verformung gemessen.1. Instead of the liquid-filled measuring chamber, an elastic, sound-permeable material is used and the deformation is measured.
2. Anstelle der Druckmessung in der unter Druck gesetzten Flüssigkeit wird die Verformung der Auflagemembran gemessen, z.B. durch Druckmessstreifen.2. Instead of measuring the pressure in the pressurized liquid, the deformation of the support membrane is measured, e.g. with pressure gauges.
3. Eine Druckmessung kann auch über eine einfache Wassersäule, ' die in Verbindung mit der Flüssigkeit im
Druckmesser steht, erfolgen.3. A pressure measurement can also be a simple water column, 'in the in communication with the fluid Pressure gauge stands, take place.
4. Die Höhe der Flüssigkeit in der Messkapsel kann bis 5 mm oder auch bis 1 cm betragen.
4. The height of the liquid in the measuring capsule can be up to 5 mm or up to 1 cm.
Claims
1. Druckmesseinrichtung (5) für Ultraschallvorrichtungen (7) zur Durchführung von Ultraschallmessungen, insbesondere an Lebewesen und/oder Menschen, mit räumlicher Auflösung des Messresultats in wenigstens einer Dimension, insbesondere in 2 Dimensionen, wobei die Druckmesseinrichtung (5) der Messung des Auflagedrucks der Ultraschallmessvorrichtung dient, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmesseinrichtung ein Gehäuse mit einer Vorderseite und einer gegenüberliegenden Rückseite umfasst, in die Rückseite ein Ultraschall-durchlässiges, im Wesentlichen" starres Fenster (20) eingesetzt ist, an der Vorderseite eine flexible, Ultraschall-durchlässige Membran (13) vorhanden ist, Fenster und Membran Wände des Gehäuses darstellen, das Gehäuse und das Fenster bei den zu messenden Drücken im Wesentlichen starr sind, und die Druckmesseinrichtung mit einer Ultraschall-durchlässigen Flüssigkeit gefüllt ist, so dass durch die Druckmesseinrichtung hindurch mittels einer an das Fenster angekoppelten Ultraschall-Messvorrichtung Ultraschallmessungen möglich sind.1. Pressure measuring device (5) for ultrasonic devices (7) for performing ultrasonic measurements, in particular on living beings and / or humans, with spatial resolution of the measurement result in at least one dimension, in particular in two dimensions, the pressure measuring device (5) measuring the contact pressure of the Ultrasonic measuring device is used, characterized in that the pressure measuring device comprises a housing with a front side and an opposite rear side, an ultrasound-permeable, essentially " rigid window (20) is inserted into the back, a flexible, ultrasound-permeable membrane ( 13) is present, the window and membrane represent walls of the housing, the housing and the window are essentially rigid at the pressures to be measured, and the pressure measuring device is filled with an ultrasound-permeable liquid, so that it passes through the pressure measuring device by means of an Fenst he coupled ultrasound measuring device ultrasound measurements are possible.
2. Druckmesseinrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (13) aus einem Silikonelastomer besteht.2. Pressure measuring device according to claim 1, characterized in that the membrane (13) consists of a silicone elastomer.
3. Druckmesseinrichtung gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fenster (20) aus einem fluorierten Ethylenpoly er, insbesondere Poly-Tetrafluorethylen besteht.3. Pressure measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that the window (20) consists of a fluorinated ethylene polymer, in particular poly-tetrafluoroethylene.
4. Druckmesseinrichtung (5) gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fenster (20) im Bereich, der für die Ultraschall-Durchstrahlung vorgesehen ist, eine Dicke von höchstens 1 mm und bevorzugt von 0,5 - 0,7 mm aufweist 4. Pressure measuring device (5) according to claim 3, characterized in that the window (20) in the area which is provided for the ultrasound radiation has a thickness of at most 1 mm and preferably of 0.5-0.7 mm
5. Druckmesseinrichtung (5) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (13) eine Dicke von 0,4 bis 0,5 mm aufweist.5. Pressure measuring device (5) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the membrane (13) has a thickness of 0.4 to 0.5 mm.
6. Druckmesseinrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (11) wasserhaltig ist.6. Pressure measuring device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the liquid (11) contains water.
7. Druckmesseinrichtung gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit eine Glycerin-7. Pressure measuring device according to claim 6, characterized in that the liquid is a glycerol
Wassermischung ist, bevorzugt in einem Massenverhältnis von etwa 85:15.Water mixture is, preferably in a mass ratio of about 85:15.
8. Druckmesseinrichtung (5) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der8. Pressure measuring device (5) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the layer thickness of the
Flüssigkeit wenigstens im Bereich, der für den Durchtritt von Ultraschall vorgesehen ist, höchstens 1 cm beträgt, bevorzugt höchstens 5 mm und besonders bevorzugt höchstens 1 mm.Liquid at least in the area intended for the passage of ultrasound is at most 1 cm, preferably at most 5 mm and particularly preferably at most 1 mm.
9. Druckmesseinrichtung (5) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem Druckmessgerät verbunden ist, um den Druck auf die Membran (13) durch Messung des Drucks in der Flüssigkeit (11) bestimmen zu können.9. Pressure measuring device (5) according to one of claims 1 to 8, characterized in that it is connected to a pressure measuring device in order to be able to determine the pressure on the membrane (13) by measuring the pressure in the liquid (11).
10. Ultraschallmessvorrichtung (7) mit einer an die Messfläche (22) angekoppelten Druckmesseinrichtung (5) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Fenster (20) der Druckmesseinrichtung an der Messfläche der10. Ultrasonic measuring device (7) with a pressure measuring device (5) coupled to the measuring surface (22) according to one of claims 1 to 9, wherein the window (20) of the pressure measuring device on the measuring surface of the
Ultraschallvorrichtung anliegt, bevorzugt mit einem Gel (8) zur Verbesserung der Kopplung.Ultrasonic device is present, preferably with a gel (8) to improve the coupling.
11. Ultraschallmessvorrichtung (7) mit einer an die Messfläche (22) angekoppelten Druckmesseinrichtung (5) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmesseinrichtung (5) einen integrierten Bestandteil der Ultraschallmessvorrichtung bildet.11. Ultrasonic measuring device (7) with a pressure measuring device (5) coupled to the measuring surface (22) According to one of claims 1 to 9, characterized in that the pressure measuring device (5) forms an integrated part of the ultrasonic measuring device.
12. Verwendung einer Ultraschallmessvorrichtung (5,7) gemäss einem der Ansprüche 10 oder 11 oder einer Druckmesseinrichtung (5) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Durchführung von Ultraschallmessungen an Lebewesen mit dem Auflagedruck der Ultraschallmessvorrichtung als zusätzlichen Auswertungsparameter.12. Use of an ultrasonic measuring device (5, 7) according to one of claims 10 or 11 or a pressure measuring device (5) according to one of claims 1 to 9 for carrying out ultrasonic measurements on living beings with the contact pressure of the ultrasonic measuring device as an additional evaluation parameter.
13. Verwendung einer Ultraschallmessvorrichtung (5,7) gemäss einem der Ansprüche 10 oder 11 oder einer Druckmesseinrichtung (5) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Ausbildung von Personen zur Durchführung von13. Use of an ultrasonic measuring device (5,7) according to one of claims 10 or 11 or a pressure measuring device (5) according to one of claims 1 to 9 for training people to perform
Ultraschallmessungen, um die Druckausübung während einer Messung trainieren und angleichen zu können. Ultrasound measurements to train and adjust the pressure during a measurement.
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