EP4076170A1 - Vorrichtung zur überwachung der kompressionstherapie eines kompressionsmittels - Google Patents

Vorrichtung zur überwachung der kompressionstherapie eines kompressionsmittels

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Publication number
EP4076170A1
EP4076170A1 EP20808056.4A EP20808056A EP4076170A1 EP 4076170 A1 EP4076170 A1 EP 4076170A1 EP 20808056 A EP20808056 A EP 20808056A EP 4076170 A1 EP4076170 A1 EP 4076170A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrodes
compression
pair
measuring device
wearer
Prior art date
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Pending
Application number
EP20808056.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ferdinand TAMOUÉ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KOB GmbH
Original Assignee
KOB GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KOB GmbH filed Critical KOB GmbH
Publication of EP4076170A1 publication Critical patent/EP4076170A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
    • A61B5/053—Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
    • A61B5/0537—Measuring body composition by impedance, e.g. tissue hydration or fat content
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    • A61B5/4848—Monitoring or testing the effects of treatment, e.g. of medication
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    • 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
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    • A61B5/6804—Garments; Clothes
    • A61B5/6807—Footwear
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F13/00—Bandages or dressings; Absorbent pads
    • A61F13/06—Bandages or dressings; Absorbent pads specially adapted for feet or legs; Corn-pads; Corn-rings
    • A61F13/08—Elastic stockings; for contracting aneurisms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0209—Special features of electrodes classified in A61B5/24, A61B5/25, A61B5/283, A61B5/291, A61B5/296, A61B5/053

Definitions

  • the invention relates to a device for monitoring the compression therapy of a compression means comprising a measuring device made of a textile material for application to a carrier with two end sections which enclose a central section between them.
  • compression bandages are applied to limbs for the treatment of edema and, for example, chronic venous insufficiency. Both compression bandages and, for example, compression bandages or compression stockings are known. Compression bandages have the advantage over compression bandages that the therapeutic dose of pressure can be corrected during application and the bandage can be continuously adapted to the affected part of the body when the swelling is reduced.
  • Compression therapy is made possible, and not by measuring the pressure, as was known in the past, but rather by monitoring the decrease in fluid in tissues treated by the compression, as this is the therapeutically desired measure.
  • WO 2019/008376 discloses a method in which a first conductive path is provided in a napkin and a sensor that measures the impedance of the napkin.
  • two electrodes are arranged in each end section, one electrode in each case forming an electrode pair with an electrode of the other end section, an electrical current flow being applied via one electrode pair and an electrical voltage between the electrodes of one electrode via the other electrode pair Pair is determined, wherein the electrodes are designed so that the electrical current is applied to a carrier
  • Measuring device between the electrodes of a pair flows through the body of the wearer beneath the skin or not through the skin.
  • the (bio) impedance can be used, which can be determined via the phase shift between the sinusoidal curve of the voltage and the sinusoidal curve of the current, which correlates with the fluid content in the monitored part of the body.
  • the electrodes should be designed in such a way that the current flows through the wearer's body beneath the skin and not just in the area of the skin. The current flow should take place in the intra- and extracellular tissue.
  • the impedance is the value by means of which a capillary pressure can be determined, which in phlebology and lymphology is regarded as an important parameter for biofiltration and drainage.
  • the capillary pressure describes the interface pressure between the static fluids of the vascular system and the vascular wall. An increase in pressure on the wall from the outside would induce a fluid displacement from one compartment to the next, and this fluid displacement can be represented via the electrical impedance.
  • a human body or limb can hypothetically be viewed as a capacitive resistance.
  • the body fluids electrolytes
  • P in mmHg a part of the body which is connected to an electrical circuit, whereby if the part of the body loses fluid through compression (P in mmHg), this can be determined by a variation in the electrical impedance (z), since the current flow (I) in this circle is mathematically proportional to the voltage (V).
  • a direct current source such as a battery or the like, for example, can serve as the power source, since this does not restrict the movement of a wearer too much and the space requirement and mobility the usability is increased.
  • An oscillator is arranged between the direct current source and the pair of electrodes in order to keep the amplitude of the current and the voltage stable and to enable an impedance measurement.
  • An evaluation device is preferably provided which determines the impedance of the body of a wearer via the phase shift, the change in the liquid content in the body area being considered causing the phase shift.
  • the textile material of the measuring device is a woven material and the electrodes are, in particular, woven electrodes. It can preferably be textile polymer electrodes. In this case, a coating can be applied in the electrode area which improves the conductivity, for example made of electrically conductive silicone or a graphite-based paste.
  • woven electrodes as they should preferably be used, the contact area with the skin of the wearer is important in order to avoid so-called "skin"
  • Equation 1 nVKe / t is the number of weft threads S is the electrical surface contact of the electrode
  • the technical variation Tv is linked to the parameters reed width and crimp percentage (crimp factor) in such a way that the lowest possible skin effects are created.
  • the Weber sheet (Reed) can be described in an indirect way by the mathematical equation of the width of the Weber sheet, since it allows the technical parameter to be varied.
  • the reed width is described by the following equation:
  • Rw is the reed width.
  • the Weber sheet, called reed, is described in terms of its width according to equation 2 by Fwidth.
  • Fwidth is the width of the woven fabric. Since the electrode is part of the fabric, the width of the fabric influences the technical variation of the electrode, namely the electrical surface contact. In order to provide their function for the impedance measurement, the electrodes are woven in in the weft direction (i.e. the width) of the fabric. There is thus a relationship between the width of the sheet-like structure and the desired size of the electrode. In addition to the width of the fabric, the way in which the threads are incorporated in the width (crimp) also has an influence. When producing the fabric, the warp threads cause a weft thread frizz, depending on their tension and the chosen weave. The weft frill is described by the wide crimp factor. Far Crimp Factor is the factor relating to the change in length of the weft in the sheet.
  • the surface contact correlates in a strongly negative way with the warp crimp factor ⁇ Warp Cf)
  • the warp crimp factor describes the warp thread frizz.
  • Equation 4 Surface contact
  • the device is a bandage, in particular a compression bandage.
  • the device can also be used as
  • compression stocking or as a cuff with or without a compression effect. If the device itself is able to apply the compression, a further additional compression device in the form of a bandage, for example, can be saved.
  • the electrodes of an end section are preferably arranged one above the other in the weft direction and have a preferred distance d h 5 cm.
  • the distance to the edge of the end section is in particular> 1 cm.
  • the weft direction corresponds to the transverse direction and the warp direction to the longitudinal direction.
  • the electrodes can be contacted via electrically conductive threads, which are in particular guided in the textile material and are connected via this in particular to the power source and / or the evaluation device. In this way, the contact is made without having to provide more cables than necessary for the contact.
  • one or both end sections can preferably be inelastic and the middle section can be elastic be designed in order to be able to better design the electrodes in the end sections and to determine the contact area with the carrier in a defined manner.
  • the elasticity of the middle section can be used to improve the fit and compression.
  • the stretchability and elasticity can be adjusted in a conventional manner and can be designed as a long-stretch or short-stretch bandage. In the case of the design as a cuff or stocking, the above applies analogously, so that here the areas of the electrodes are inelastic and the part arranged between them in the longitudinal direction of the limb is elastically stretchable.
  • the extensibility is preferably in the range from 40% to 100% of the unstretched length.
  • the extensibility is determined according to the following procedure based on DIN 61632:
  • a tensile tester can be used to determine the elongation.
  • a test piece of the flat structure (clamping length 200 mm) is loaded by a pulling speed of 200 mm / min up to a maximum force of 3N / cm width.
  • the test specimen is laid out without tension on a smooth, level surface (e.g. a table) for at least 15 minutes, after which it is clamped in the tensile tester and stretched.
  • the tensile tester determines the elongation and uses the unstretched length (L0) and the (LI). Lo is the initial length of the test item at start and LI is the length of the maximum force.
  • the electrically conductive threads must be introduced in such a way that they do not hinder the extensibility.
  • an electrically conductive coating can be applied in the area of the electrodes. This consists e.g. of an electrically conductive silicone or a graphite paste. This also makes it possible to compensate for the irregularities in the surface which result from the up and down movement of the thread in the case of woven electrodes and which has an influence on the contact surface.
  • the design of the electrodes e.g. with regard to the density of the weaving, can vary depending on whether a coating is provided.
  • the invention also relates to a method for determining the compression of a compression means by means of a measuring device made of a textile material, the measuring device being applied to a body, in particular a limb of a wearer, so that two end sections of the measuring device take up an area of a body to be measured between them , each end section having two electrodes, each of which interacts in pairs with the electrodes of the other end section and wherein an electrical current flow via the one pair of electrodes and an electrical voltage between the electrodes via the other pair of electrodes Pair is determined, the electric current flowing between the electrodes of a pair through the body of the wearer beneath the skin when the measuring device is placed on a wearer.
  • the bioimpedance of the body is preferably determined via the phase shift.
  • the measuring device is wrapped around the body as a bandage and also preferably serves as a compression means. Determining the qualitative change in the
  • Fluid content of a body both with regard to the intra- and extracellular fluid was carried out on a trial basis to demonstrate the function of the stated correlation between the effect of compression and thus the (removal) transport of fluid from the
  • a device in the form of a bandage was wrapped around the leg of a wearer serving as a test person, with two layers of bandage overlapping each other.
  • the stretching of the bandage was approx. 110% of the original length. Measurements were made in the lying, sitting and standing positions.
  • the test subjects were healthy.
  • the electrodes were not part of the device but were applied as adhesive electrodes to the skin of the test subjects. Before the experiment, the test subjects rested in a lying position for about 3 minutes. After each body movement, the body was given one minute of relaxation before the measurement.
  • the impedance was measured before compression. Impedance and pressure were bandaged in the three
  • test person then wore the bandage for several hours during their usual activities during this time, e.g. professional activities.
  • FIG. 6 shows that the impedance is initially low without compression and then increases with the compression and then decreases again when the compression decreases. This correlates with the liquid transport that is stimulated by the compression. If the compression ceases, the fluid transport in the cells and the extracellular transport also cease.
  • FIG. 1 a so-called body hydration model
  • FIG. 2 a mathematical model
  • FIG. 3 shows a device according to the invention in the form of a compression bandage
  • FIG. 4 shows a further illustration of the invention
  • FIG. 5 shows a bandage according to the invention
  • FIG. 6 shows the test result.
  • FIG. 1 shows a body hydration model which shows how the fluid is distributed in the body, namely both in the intracellular space and in the extracellular space, that is to say between the individual cells.
  • the intracellular fluid can pass through the pores in the cell membrane enter the extracellular space and be transported from there.
  • FIG. 2 shows the relationship between the bio-impedance and the interface pressure and thus the compression, as explained above.
  • a patient with edema therefore has a lower impedance value Z before therapy than during compression therapy. If, for example, venous insufficiency is treated in the usual way with a compression pressure of approx. 50 mmHg, it is to be expected that the patient will have a decreasing impedance value when the compression pressure increases to 80 mmHg, for example.
  • Monitoring the bio-impedance thus provides information about the evacuation of liquids in the intra- and extracellular space.
  • Figure 3 shows a first embodiment of the device 10 comprising a measuring device for a compression means, which is designed here as a bandage and at the same time forms the compression means.
  • two electrodes are provided here, the current being provided as direct current via a battery 30 in order to restrict the mobility of the wearer as little as possible.
  • the direct current is converted in an oscillator 32 in such a way that the amplitude remains constant.
  • the current is then introduced into the body through the wearer's skin so that the flow of current can be determined through the limb rather than the skin.
  • the compression effect is also indicated by arrows 40.
  • the output of both current and electrical voltage is also measured.
  • the evaluation device bears the reference number 50. This is also shown in particular in FIG. 4, where both the current measurement I and the voltage measurement U are symbolized. This can be used to determine the bioimpedance through the limb.
  • FIG. 4 shows a bandage or bandage according to the invention applied to a leg of a wearer, which is used synonymously in the context of the application, in which a first 20 and a second 22 end section are woven
  • Electrodes 12, 14, 16, 18 are provided, each end section 20 having two electrodes 12, 14, 16, 18 and each of these forming a pair with an electrode 12-18 of the other end section 22.
  • the control or the introduction of current into the electrodes 12-18 takes place by means of electrically conductive threads 24, 26 which are woven into the bandage / bandage.
  • the woven electrodes 12-18 also consist of electrically conductive threads.
  • the end sections 20, 22 are one or both formed from an inelastic fabric, the intermediate section 28 arranged between them being designed to be elastically stretchable and thus at the same time allowing use not only as a measuring device but also as a compression means.
  • the threads 24, 26 are woven in in such a way that the elasticity is not impaired.
  • a coating can be provided to compensate for irregularities in the area of the electrodes to be provided.
  • This can consist of an electrically conductive silicone or a graphite paste or comprise these. In this way, the contact area with the wearer's body is increased.
  • the distance d between the electrodes of an end section 20, 22 is at least 5 cm.
  • the warp thread direction preferably corresponds to the longitudinal direction of the napkin and the weft thread direction to the transverse extent of the napkin.
  • the inelastic end sections 20, 22 can be made inelastic after a design via a coating, special thread selection or by the technical variation Tv.
  • FIG. 6 once again shows the result of the test.

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Abstract

Eine Vorrichtung (10) zur Überwachung der Kompressionstherapie eines Kompressionsmittels umfasst eine Messeinrichtung aus einem textilen Material zum Anlegen an einen Träger mit zwei Endabschnitten (20, 22), die einen Mittelabschnitt (28) zwischen sich einschließen, wobei in jedem Endabschnitt (20, 22) zwei Elektroden (12-18) angeordnet sind, die jeweils mit einer Elektrode (12-18) des anderen Endabschnitts (20, 22) ein Elektrodenpaar bilden, wobei über das eine Elektrodenpaar ein elektrischer Stromfluss und über das andere Elektrodenpaar eine elektrische Spannung zwischen den Elektroden (12-18) eines Paares bestimmt wird, wobei die Elektroden (12-18) so ausgebildet sind, dass der elektrische Strom bei an einen Träger angelegter Messeinrichtung zwischen den Elektroden (12-18) eines Paares durch den Körper des Trägers unterhalb der Haut fließt. Die Überwachung der Kompressionstherapie erfolgt dabei durch Überwachung der Flüssigkeitsabnahme in durch die Kompression behandelten Geweben mittels Impedanzbestimmung.

Description

Titel : Vorrichtung zur Überwachung der
Kompressionstherapie eines Kompressionsmittels
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung der Kompressionstherapie eines Kompressionsmittels umfassend eine Messeinrichtung aus einem textilen Material zum Anlegen an einen Träger mit zwei Endabschnitten, die einen Mittelabschnitt zwischen sich einschließen.
Im Stand der Technik werden zur Behandlung von Ödemen und beispielsweise chronischen venösen Insuffizienzen Kompressionsverbände an Körpergliedern angelegt. Dabei sind sowohl Kompressionsbinden als auch beispielsweise Kompressionsbandagen oder Kompressionsstrümpfe bekannt. Kompressionsverbände, bieten gegenüber Kompressionsbandagen den Vorteil, dass man die therapeutische Dosis des Drucks während des Anlegens korrigieren kann und bei Reduktion der Schwellung den Verband dem betroffenen Körperteil kontinuierlich anpassen kann.
Die meisten Kompressionsmaßnahmen, insbesondere Kompressionsverbände, haben jedoch den Nachteil, dass man keine Informationen über den Druck während des Anlegens sowie den Erfolg der Kompressionsmaßnahme erhält, insbesondere erhält man keine Information bezüglich der
Filtration und Drainage in den Kapillaren. Dadurch ist die Therapie schwer überwachbar und fehlerhaftes Anlegen, nämlich entweder mit zu wenig oder zu hohem Druck, ist leider üblich. Anwender und Patienten sind nicht in der Lage zu beurteilen, wie gut der Therapieverlauf ist, so dass keine Informationen, beispielsweise über eine Verschlechterung des Gesundheitszustands oder den jeweiligen Therapieerfolg, vorliegen . Grundsätzlich sind Gefäßkrankheiten sehr gut klassifiziert. Die Wirksamkeit der Kompression bei diesen Krankheiten ist belegt. Jedoch fehlen Überwachungsmöglichkeiten während der Therapie .
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren bereitzustellen, das die Überwachung der
Kompressionstherapie ermöglicht, und zwar nicht wie in der Vergangenheit bekannt, durch Messung des Drucks, sondern durch Überwachung der Flüssigkeitsabnahme in durch die Kompression behandelten Geweben, da dies die therapeutisch erwünschte Maßnahme ist.
Aus dem Stand der Technik sind z.B. Einrichtungen bekannt, die die Kompression bestimmen. So offenbart z.B. die WO 2019/008376 ein Verfahren, bei dem in einer Binde ein erster leitfähiger Weg vorgesehen ist sowie ein Sensor, der die Impedanz der Binde misst.
Die Erfindung löst nun diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9.
Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass in jedem Endabschnitt zwei Elektroden angeordnet sind, wobei jeweils eine Elektrode mit einer Elektrode des anderen Endabschnitts ein Elektrodenpaar bilden, wobei über das eine Elektrodenpaar ein elektrischer Stromfluss angelegt wird und über das andere Elektrodenpaar eine elektrische Spannung zwischen den Elektroden eines Paares bestimmt wird, wobei die Elektroden so ausgebildet sind, dass der elektrische Strom bei an einen Träger angelegter
Messeinrichtung zwischen den Elektroden eines Paares durch den Körper des Trägers unterhalb der Haut bzw. nicht durch die Haut fließt.
Durch die Vorsehung von zwei Elektrodenpaaren, wobei jeweils eine Elektrode eines Paares in einem jeweiligen Endabschnitt angeordnet ist, ist es möglich, über die Erstreckung der Messeinrichtung Spannung und Strom zu erfassen, die beide als Sinusfunktion darstellbar sind.
Für die Bestimmung des Flüssigkeitsgehalts in einem Körper eines Trägers lässt sich dabei die (Bio-)Impedanz heranziehen, die über die Phasenverschiebung zwischen der Sinuskurve der Spannung und der Sinuskurve des Stroms ermittelt werden kann, die mit dem Flüssigkeitsgehalt im überwachten Körperabschnitt korreliert.
Dabei sollen die Elektroden so ausgebildet werden, dass der Strom durch den Körper des Trägers unterhalb der Haut fließt und nicht lediglich im Bereich der Haut. Der Stromfluss soll dabei im intra- und extrazellularen Gewebe erfolgen. Die Impedanz ist dabei der Wert, mittels dessen sich ein Kapillardruck bestimmen lässt, der in der Phlebologie und Lymphologie als wichtiger Parameter für die Biofiltration und die Drainage angesehen wird. Der Kapillardruck beschreibt dabei den Grenzflächendruck zwischen den statischen Fluiden des vaskulären Systems und der vaskulären Wand. Eine Druckerhöhung auf die Wand von außen würde eine Fluidverlagerung von einem Kompartment ins nächste induzieren, wobei diese Fluidverlagerung über die elektrische Impedanz dargestellt werden kann. Die elektrische Impedanz wird dabei durch die Funktion z = Re + j im dargestellt. Für im = f (Re) hängt die Amplitude z der sinusförmigen Spannung für einen Schaltkreis von Q ab und beschreibt die Phasenbeziehung zwischen der Spannung U (V) und dem Strom I(A).
Ein menschlicher Körper oder eine Gliedmaße kann hypothetisch als kapazitiver Widerstand angesehen werden. Die Körpertlüssigkeiten (Elektrolyte) erlauben dabei einen Stromfluss. Das bedeutet, dass ein Körperteil, welcher an einen elektrischen Kreis angeschlossen ist, wobei, wenn der Körperteil Flüssigkeit durch Kompression (P in mmHg) verliert, dies durch eine Variation der elektrischen Impedanz (z) festgestellt werden kann, da der Stromfluss (I) in diesem Kreis mathematisch proportional zur Spannung (V) ist.
Die mathematische Formel ist dabei
Z = R - j * X, wobei es sich hierbei um die kapazitive Bioimpedanz handelt. P (mmHg) ist der Grenzflächendruck unterhalb des Kompressionsmittels .
Das mathematische Modell bezüglich des Grenzflächendrucks kann Figur 2 entnommen werden. Daraus ist zu entnehmen, dass mit steigendem Grenzflächendruck die Impedanz sinkt.
Als Stromquelle kann bevorzugt eine Gleichstromquelle dienen, wie beispielsweise eine Batterie oder ähnliches, da hierdurch die Bewegung eines Trägers nicht allzu sehr eingeschränkt wird und der Platzbedarf und die Mobilität der Einsetzbarkeit erhöht ist. Dabei ist zwischen Gleichstromquelle und Elektrodenpaar ein Oszillator angeordnet, um so die Amplitude des Stroms und der Spannung stabil zu halten und eine Impedanzmessung zu ermöglichen.
Bevorzugt ist eine Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, die über die Phasenverschiebung die Impedanz des Körpers eines Trägers bestimmt, wobei die Veränderung des Flüssigkeitsgehaltes im betrachteten Körperareal die Phasenverschiebung hervorruft.
Ferner ist es bevorzugt, wenn das textile Material der Messeinrichtung ein gewebtes Material ist und die Elektroden insbesondere gewebte Elektroden sind. Bevorzugt kann es sich um textile Polymer-Elektroden handeln. Dabei kann im Elektrodenbereich eine Beschichtung aufgebracht sein, die die Leitfähigkeit verbessert, beispielsweise aus elektrisch leitendem Silikon, oder einer grafitbasierten Paste. Dabei ist bei gewebten Elektroden, wie sie bevorzugt eingesetzt werden sollen, die Kontaktfläche zur Haut des Trägers wichtig, um zu vermeiden, dass sogenannte "Skin
Effects" auftreten, also der Strom und die Spannung nicht in den inter- oder extrazellulären Bereich unterhalb der Haut gelangt sondern über die Haut abgeleitet wird. Für die Auswahl und Gestaltung der gewebten Elektroden sind folgende Parameter relevant.
Die Technische Variation Tv bestimmt dabei die Effektivität der Elektrode hinsichtlich des Ionentransports. Gleichung 1: nVKe/t ist die Anzahl der Schussfäden S ist der elektrische Oberflächenkontakt der Elektrode
Die technische Variation Tv ist dabei mit den Parametern reed width und crimp percentage (crimp factor) so verbunden, dass möglichst geringe Skin Effekte entstehen. Das Weberblatt (Reed) kann man in indirekter Weise durch die mathematische Gleichung der Breite des Weberblattes beschreiben, da es die Variation des technischen Parameters ermöglicht. Die Reed Width wird durch die folgende Gleichung beschrieben:
Gleichung 2. Rw = Fwidth — ( Fwidth * Weft crimp factor)
Rw ist die Reed Width. Das Weberblatt, genannt Reed, wird hinsichtlich seiner Breite gemäß Gleichung 2 durch Fwidth beschrieben.
Fwidth ist die Breite des gewebten Flächengebildes. Da die Elektrode ein Teil des Flächengebildes ist, beeinflusst die Breite des Flächengebildes die technische Variation der Elektrode, nämlich den elektrischen Oberflächenkontakt. Dabei werden die Elektroden, um ihre Funktion für die Impedanzmessung bereitzustellen, in Schussrichtung (also der Breite) des Flächengebildes eingewebt. Zwischen der Breite des Flächengebildes und der erwünschten Größe der Elektrode besteht damit ein Zusammenhang. Neben der Gewebebreite hat die Art wie die Fäden in der Breite eingearbeitet werden (crimp) einen Einfluss. Bei der Erzeugung des Flächengebildes verursachen die Kettfäden, abhängig von ihrer Spannung und der gewählten Bindung, eine Schussfadenkrause. Die Schussfadenkrause wird durch den Weit Crimp Factor beschrieben. Weit Crimp Factor ist der Faktor bezüglich der Längenänderung des Schusses in dem Flächengebilde.
Der Oberflächenkontakt korreliert dabei vorzugsweise in stark negative Weise mit dem warp crimp factor {Warp Cf )
Der Warp Crimp Factor beschreibt dabei die Kettfadenkrause.
Gleichung 3: Warp Crimp factor Warp Cf=
Warp length-Fabric length Fabric length
Prinzipiell kann das Surface Contact durch das Warp Crimp Factor in der folgenden Gleichung geschrieben werden: Gleichung 4: Surface contact
Wissend, Tv= nW See ^- Se = nW Tev ^ , entsteht durch die
Äquivalenz der Gleichung 4: nWeft * WarpCf= Tv * nWeft - Tv = Warp Cf
Besonders bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eine Binde, insbesondere eine Kompressionsbinde ist. Alternativ kann die Vorrichtung auch als
(Kompressions-) Strumpf ausgebildet sein oder als Manschette mit oder ohne Kompressionswirkung. Wenn die Vorrichtung selber die Kompression aufzubringen vermag, kann eine weitere zusätzliche Kompressionsvorrichtung in Form einer z.B. Binde eingespart werden.
Die Elektroden eines Endabschnitts sind dabei bevorzugt in Schussrichtung übereinander angeordnet und weisen einen bevorzugten Abstand d h 5 cm auf. Der Abstand zum Rand des Endabschnitts beträgt insbesondere > l cm. Die Schussrichtung entspricht dabei bei einer Binde/Bandage der Querrichtung und die Kettrichtung der Längsrichtung.
Als besonders zweckmäßig kann sich erweisen, wenn die Elektroden über elektrisch leitende Fäden kontaktierbar sind, die insbesondere im textilen Material geführt sind und hierüber insbesondere mit der Stromquelle und/oder der Auswerteeinrichtung verbunden sind. Auf diese Weise erfolgt die Kontaktierung ohne dass mehr Kabel als nötig für die Kontaktierung vorgesehen sein müssen.
Erfindungsgemäß bevorzugt können einer oder beide Endabschnitte unelastisch und der Mittelabschnitt elastisch ausgebildet sein, um die Elektroden in den Endabschnitten besser gestalten zu können und die Kontaktfläche mit dem Träger definiert zu bestimmen. Über die elastische Ausbildung des Mittelabschnitts kann die Anlegbarkeit verbessert werden und eine Kompression erzielt werden. Die Dehnbarkeit und Elastizität ist dabei in herkömmlicher Weise einstellbar und kann als Langzug- oder Kurzzugbinde gestaltet sein. Bei der Ausgestaltung als Manschette oder Strumpf gilt das vorstehende analog, so dass hier die Bereiche der Elektroden unelastisch sind und der dazwischen in Längsrichtung der Gliedmaße angeordnete Teil elastisch dehnbar. Die Dehnbarkeit liegt vorzugsweise im Bereich von 40% bis 100% der ungedehnten Länge. Die Dehnbarkeit wird dabei nach folgendem Verfahren ermittelt anlehnend DIN 61632.Für die Ermittlung der Dehnung kann ein Zugprüfgerät verwendet werden. Ein Prüfling des Flächengebildes (Einspannlänge 200 mm) wird durch eine Zugsgeschwindigkeit von 200 mm/min bis eine maximale Kraft von 3N/cm Breite belastet . Der Prüfling wird vor Messbeginn mindestens 15 min spannungslos auf einer glatten, ebenen Unterlage (z. B. ein Tisch) ausgelegt, anschließend wird er in dem Zugprüfgerät eingeklemmt und gedehnt. Das Zugprüfgerät ermittelt die Dehnung und nutzt dabei die ungedehnte Länge (L0) sowie die (LI). Lo ist die initiale Länge des Prüflings bei Start und LI ist die Länge der maximalen Kraft.
Gleichung 5: e% =(s-1)*100
Die elektrisch leitenden Fäden müssen dabei so eingebracht werden, dass sie die Dehnbarkeit nicht behindern. Um die Leitfähigkeit und den Eintrag des Stroms in die Haut zu verbessern, kann im Bereich der Elektroden eine elektrisch leitende Beschichtung aufgebracht sein. Diese besteht z.B. aus einem elektrisch leitenden Silikon oder einer Grafitpaste. Hierdurch können auch die Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche ausgeglichen werden, die sich durch die Auf- und Abbewegung des Fadens bei gewebten Elektroden ergibt und wodurch sich ein Einfluss auf die Kontaktfläche ergibt. Die Ausgestaltung der Elektroden z.B. hinsichtlich der Dichte des Webens kann variieren, je nachdem, ob eine Beschichtung vorgesehen ist.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Bestimmung der Kompression eines Kompressionsmittels mittels einer Messeinrichtung aus einem textilen Material, wobei die Messeinrichtung an einen Körper, insbesondere eine Gliedmaße eines Trägers angelegt wird, so dass zwei Endabschnitte der Messeinrichtung einen zu messenden Bereich eines Körpers zwischen sich aufnehmen, wobei jeder Endabschnitt zwei Elektroden aufweist, die jeweils mit den Elektroden des anderen Endabschnitts paarweise Zusammenwirken und wobei über das eine Elektrodenpaar ein elektrischer Stromfluss und über das andere Elektrodenpaar eine elektrische Spannung zwischen den Elektroden eines Paares bestimmt wird, wobei der elektrische Strom bei an einen Träger angelegter Messeinrichtung zwischen den Elektroden eines Paares durch den Körper des Trägers unterhalb der Haut fließt. Bei dem Verfahren wird bevorzugt die Bioimpedanz des Körpers über die Phasenverschiebung bestimmt.
Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Messeinrichtung als Binde an den Körper angewickelt wird und ebenfalls weiter bevorzugt als Kompressionsmittel dient. Die Bestimmung der qualitativen Veränderung des
Flüssigkeitsgehaltes eines Körpers sowohl bezüglich der intra- als auch extrazellulären Flüssigkeit wurde versuchsweise durchgeführt zum Beleg der Funktion der angegebenen Korrelation zwischen Wirkung der Kompression und damit dem (Ab-) Transport von Flüssigkeit aus dem
Körper und Impedanz. Dabei wurde eine Vorrichtung in Form einer Bandage an ein Bein einer als Testperson dienenden Trägers angewickelt, wobei sich jeweils zwei Bandagenlagen überlappten . Die Dehnung der Bandage betrug dabei ca. 110% der ursprünglichen Länge. Es wurden Messungen in liegender, sitzender und stehender Position gemacht. Die Testpersonen waren gesund. Die Elektroden waren nicht Teil der Vorrichtung sondern wurden als klebende Elektroden auf die Haut der Testpersonen aufgebracht. Vor dem Versuch ruhten die Testpersonen für ca. 3 Minuten in liegender Position. Nach jeder Körperbewegung wurde dem Körper vor der Messung eine Minute Entspannung gegeben.
Die Impedanz wurde vor der Kompression gemessen. Impedanz und Druck wurden mit angelegter Bandage in den drei
Positionen gemessen. Die Testperson trug danach die Bandage für mehrere Stunden während ihrer in dieser Zeit üblichen Tätigkeiten, z.B. beruflichen Tätigkeiten.
Eine Abschlussmessung fand statt, nachdem die Kompression reduziert wurde und wurde mit den Werten ohne Kompression verglichen.
Testergebnisse:
Impedanz der Gliedmaße vor der Kompression: Statistische Ergebnisse unter Berücksichtigung des
Mittelwerts aller Positionen (liegend, sitzend, stehend): a) Impedanz und Druck zum Zeitpunkt t=0 b) Impedanz und Druck zum Zeitpunkt t= 1,5h Statistische Ergebnisse unter Berücksichtigung des
Mittelwerts aller Positionen (liegend, sitzend, stehend): a) Impedanz und Druck zum Zeitpunkt t=0 b) Impedanz und Druck zum Zeitpunkt t= 1,5h
Impedanz der Gliedmaße bei signifikanter Reduktion der Kompression
Zusammenfassung der Ergebnisse: Das Ergebnis ist nachfolgend in Figur 6 dargestellt, die zeigt, dass die Impedanz ohne Kompression zunächst gering ist und dann mit der Kompression ansteigt und danach wieder abfällt, wenn die Kompression nachlässt. Dies korreliert mit dem Flüssigkeitstransport, der durch die Kompression angeregt wird. Fällt die Kompression weg, endet auch der Flüssigkeitstransport in den Zellen sowie der extrazelluläre Transport.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 ein sogenanntes Body Hydration Modell; Figur 2 ein mathematisches Modell; Figur 3 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in Form einer Kompressionsbinde; Figur 4 eine weitere Darstellung der Erfindung; Figur 5 eine Bandage gemäß der Erfindung und Figur 6 eine Darstellung des Versuchsergebnisses.
Figur 1 zeigt ein Body Hydration Modell, das darstellt, wie die Flüssigkeit im Körper verteilt ist, nämlich sowohl im intrazellulären Raum als auch im extrazellulären Raum, also zwischen den einzelnen Zellen. Die intrazelluläre Flüssigkeit kann dabei durch die Poren in den Zellmembranen in den extrazellulären Raum eintreten und von dort weiter transportiert werden.
Figur 2 zeigt die Abhängigkeit der Bio-Impedanz zum Grenzflächendruck und damit der Kompression wie vorstehend erläutert. Ein Patient mit einem Ödem weist daher vor der Therapie einen niedrigeren Impedanzwert Z auf als während der Kompressionstherapie. Wenn beispielsweise eine venöse Insuffizienz mit einem Kompressionsdruck von ca. 50 mmHg in üblicher Weise behandelt wird, ist es zu erwarten, dass der Patient einen sinkenden Impedanzwert aufweist, wenn der Kompressionsdruck zum Beispiel auf 80 mmHg erhöht. Eine Überwachung der Bio-Impedanz liefert somit Informationen über den Abtransport der Flüssigkeiten im intra- und extrazellulären Raum. Figur 3 zeigt eine erste Gestaltung der Vorrichtung 10 umfassend eine Messeinrichtung für ein Kompressionsmittel, die hier als Binde ausgestaltet ist und zugleich das Kompressionsmittel bildet. In zwei Endabschnitten, die in Figur 5 näher gezeigt sind, sind hier jeweils zwei Elektroden vorgesehen, wobei der Strom als Gleichstrom über eine Batterie 30 bereitgestellt wird, um die Mobilität des Trägers so wenig wie möglich einzuschränken. Der Gleichstrom wird in einem Oszillator 32 so umgewandelt, dass die Amplitude konstant bleibt. Der Strom wird dann über die Haut des Trägers in den Körper so eingeleitet, dass der Stromfluss durch die Gliedmaße und nicht durch die Haut bestimmt werden kann. Die Kompressionswirkung ist gleichzeitig mit Pfeilen 40 gekennzeichnet. Neben dem Input wird auch der Output sowohl des Stroms als auch der elektrischen Spannung gemessen. Die Auswerteeinrichtung trägt das Bezugszeichen 50. Dies ist insbesondere auch in Figur 4 dargestellt, wo sowohl die Strommessung I als auch die Spannungsmessung U symbolisiert sind. Hierüber kann die Bioimpedanz durch die Gliedmaße bestimmt werden.
Figur 4 zeigt eine an einem Bein eines Trägers angelegte erfindungsgemäße Bandage oder auch Binde, was synonym verwendet wird, in Rahmen der Anmeldung, bei der an einem ersten 20 und einem zweiten 22 Endabschnitt gewebte
Elektroden 12, 14, 16, 18 vorgesehen sind, wobei jeder Endabschnitt 20 zwei Elektroden 12, 14, 16, 18 aufweist und diese jeweils mit einer Elektrode 12-18 des anderen Endabschnitts 22 ein Paar bilden. Die Ansteuerung bzw. der Stromeintrag in die Elektroden 12-18 erfolgt mittels elektrisch leitender Fäden 24, 26, die in die Bandage/Binde eingewebt sind.
Die gewebten Elektroden 12-18 bestehen dabei ebenfalls aus elektrisch leitenden Fäden. Die Endabschnitte 20, 22 sind dabei einer oder beide aus einem unelastischen Gewebe gebildet, wobei der dazwischen angeordnete Mittelabschnitt 28 elastisch dehnbar ausgebildet ist und so zugleich die Verwendung nicht nur als Messeinrichtung, sondern auch als Kompressionsmittel erlaubt. Das Einweben der Fäden 24, 26 erfolgt so, dass die Elastizität nicht beeinträchtigt ist.
Um einen besseren Übergang des Stroms in den Körper zu erreichen, kann vorgesehen sein, eine Beschichtung zum Ausgleich von Unregelmäßigkeiten im Bereich der Elektroden vorzugsehen. Diese kann aus einem elektrisch leitenden Silikon oder eine Grafitpaste bestehen oder diese umfassen. Auf diese Weise wird die Kontaktfläche mit dem Körper des Trägers vergrößert. Der Abstand d zwischen den Elektroden eines Endabschnitts 20, 22 beträgt dabei mindestens 5 cm.
Die Kettfadenrichtung entspricht vorzugsweise der Bindenlängsrichtung und die Schussfadenrichtung der Quererstreckung der Binde. Die unelastischen Endabschnitte 20, 22 können dabei nach einer Gestaltung über eine Beschichtung, besondere Fadenauswahl oder aber durch die Technische Variation Tv unelastisch gemacht werden.
Figur 6 zeigt noch einmal, wie vorstehend erläutert, das Ergebnis des Tests.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (10) zur Überwachung der Kompressionstherapie eines Kompressionsmittels umfassend eine Messeinrichtung aus einem textilen Material zum Anlegen an einen Träger mit zwei Endabschnitten (20, 22), die einen Mittelabschnitt (28) zwischen sich einschließen, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Endabschnitt (20, 22) zwei Elektroden (12-18) angeordnet sind, die jeweils mit einer Elektrode (12-18) des anderen Endabschnitts
(20, 22) ein Elektrodenpaar bilden, wobei über das eine Elektrodenpaar ein elektrischer Stromfluss und über das andere Elektrodenpaar eine elektrische Spannung zwischen den Elektroden (12-18) eines Paares bestimmt wird, wobei die Elektroden (12-18) so ausgebildet sind, dass der elektrische Strom bei an einen Träger angelegter Messeinrichtung zwischen den Elektroden (12-18) eines Paares durch den Körper des Trägers unterhalb der Haut fließt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei als Stromquelle eine Gleichstromquelle (30) dient, wobei zwischen Gleichstromquelle (30) und Elektrodenpaar ein Oszillator (32) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteeinrichtung (50) vorgesehen ist, die über die Phasenverschiebung die Impedanz des Körpers eines Trägers bestimmt.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das textile Material der Messeeinrichtung ein gewebtes Material ist und die Elektroden (12-18) insbesondere gewebte Elektroden (12-18) sind.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung eine Binde, insbesondere eine Kompressionsbinde ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (12-18) über elektrisch leitende Fäden (24, 26) kontaktierbar sind, die insbesondere im textilen Material geführt sind und hierüber insbesondere mit der Stromquelle (30) und/oder der Auswerteeinrichtung verbunden sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Endabschnitte (20,
22) unelastisch und der Mittelabschnitt (28) elastisch ausgebildet sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Elektroden (12-18) eine elektrisch leitende Beschichtung aufgebracht ist.
9. Verfahren zur Bestimmung der Kompression eines Kompressionsmittels mittels einer Messeinrichtung aus einem textilen Material, wobei die Messeinrichtung an einen Körper, insbesondere eine Gliedmaße eines Trägers angelegt wird, so dass zwei Endabschnitte der Messeinrichtung einen zu messenden Bereich eines Körpers zwischen sich aufnehmen, wobei jeder Endabschnitt zwei Elektroden aufweist, die jeweils mit den Elektroden des anderen Endabschnitts paarweise Zusammenwirken und wobei über das eine Elektrodenpaar eine elektrischer Stromfluss und über das andere Elektrodenpaar eine elektrische Spannung zwischen den Elektroden eines Paares bestimmt wird, wobei der elektrische Strom bei an einen Träger angelegter Messeinrichtung zwischen den Elektroden eines Paares durch den Körper des Trägers unterhalb der Haut fließt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Bioimpedanz des Körpers über die Phasenverschiebung bestimmt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Messeinrichtung als Binde an den Körper angewickelt wird.
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