PL181489B1 - Apparatus for performing reflectometric examination of cavities - Google Patents

Abstract

1. Reflektometr akustyczny do badania i pomiaru przekroju poprzecznego zwezen lub przejsc w jamach ciala, zwlaszcza w drogach oddechowych, drogach przeplywu krwi lub limfy, przewodzie pokarmowym lub ukladzie moczowym, zawierajacy zródlo sygnalu elektrycznego, rurke z koncem wprowadzanym do jamy ciala przez wejscie do niej i z koncem montazo- wym polaczonym z zespolem przetwarzania sygnalu wzbudzajacego, otrzymywanego ze zródla sygnalu elektrycznego i przesylanego do rurki i poprzez rurke, oraz sygnalu odpowiedzi z rurki, korzystnie w postaci pojedynczego przetwornika elektroakustycznego obu tych sygnalów lub dwóch przetworników ele- ktroakustycznych oddzielnych dla kazdego z tych sy- gnalów, oraz komputer do analizy sygnalu odpowiedzi wzgledem sygnalu wzbudzajacego, znamienny tym, ze noka (1,10) co najmniej w strefie pomiarowej (D, E, G) ma cienka scianke z miekkiego, korzystnie elastyczne- go tworzywa sztucznego lub elastomeru, przy czym ta strefa pomiarowa (D, E, G) znajduje sie na zakonczeniu konca wprowadzanego (B) ru rk i (1,10) lub w odstepie od tego zakonczenia. FIG. 1 FIG. 2 PL PL PL

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest reflektometr akustyczny do badania i pomiaru przekroju poprzecznego zwężeń lub przejść w jamach ciała.

Znane są różne metody badania i pomiaru blokad, deformacji, ruchów itp. w różnych ludzkich i zwierzęcych jamach ciała, np. w gardle, krtani i innych przewodach oddechowych i pokarmowych, tętnicach itd.

Znane techniki obejmują endoskopię, polegającą na optycznym badaniu nosa, gardła i innych wewnętrznych organów po wprowadzeniu do nich zgłębnika. Ograniczeniem użyteczności tej metody sąjakość i rozmiar obrazu optycznego i rozmiar zgłębnika, a w szczególności brak dostatecznej elastyczności ściany zgłębnika, czyniący taki zgłębnik nieprzydatnym do pewnych badań, np. chrapliwości oddychania.

W badaniach ruchów w drogach oddechowych i badaniach chrapliwości oddychania stosowano dotychczas głównie przetworniki ciśnienia, umieszczane w cewnikach lub na cewnikach wprowadzanych do nosa lub ust. Pozwala to na pomiar zmian ciśnienia, zwężeń itp. w nosie i gardle. Taki cewnik musi jednak zawierać znaczną liczbę blisko siebie umieszczonych przetworników ciśnienia i wymaga stosowania urządzenia umożliwiającego określenie położenia i ciśnienia w każdym badanym miejscu oraz ekranu o wysokiej rozdzielczości.

W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4326416 ujawniono urządzenie do badania stanu i pomiaru geometrii jam ciała, zwłaszcza układu oddechowego. To urządzenie ma pięciometrową stalową rurkę połączoną z głośnikiem jako źródłem akustycznego, przemijającego sygnału wzbudzającego, który, przez rurkę i przez usta pacj enta, przesyła się do dróg oddechowych pacjenta, oraz z mikrofonem do odbioru sygnału odpowiedzi. Rurka ma także przyłącze gazu do oddychania i zespół zaworowy regulujący przepływ tego gazu. Tak znaczna długość rurki ma na celu odpowiednie rozdzielenie w czasie sygnału generowanego i sygnału odpowiedzi dla wyeliminowania szkodliwego wpływu wielokrotnego odbicia tych sygnałów na wynik pomiaru. Jeden z końców rurki umieszcza się w jamie ustnej badanego pacjenta, w której uprzednio umieszczono „ustnik”, to jest dokładny stomatologiczny odlew wnętrza jamy ustnej danego pacjenta, otaczający szczelnie końcówkę rurki podczas pomiaru i uniemożliwiający jej wsunięcie głębiej, to jest poza jamę ustną Sygnały odpowiedzi rejestruje się komputerowo, na oscyloskopie lub innym odpowiednim rejestratorze. Urządzenie umożliwia zmierzenie pola przekroju dróg oddechowych w funkcji odległości od przetwornika użytego do emisji sygnału wzbudzającego.

Urządzeniami do pomiaru przekroju poprzecznego jam nosowych w funkcji odległości od otworu nosa są urządzenia o nazwach handlowych SRE2000 i SRE 2000 PC firmy Rhinometrics A/S, których zasada działania jest zbliżona do zasady działania wyżej opisanego urządzenia ze stalową rurką lecz w których stosuje się ciągły sygnał wzbudzający, stochastyczny lub pseudostochastyczny. Urządzenia te zawierają twardą rurkę, mającą na jednym końcu dwa przetworniki elektroakustyczne. Drugi koniec rurki łączy się z nozdrzem pacjenta z użyciem specjalnej przystawki, zapobiegającej zbyt głębokiemu wsunięciu rurki do nozdrza. Sygnał dźwiękowy przesyłany za pośrednictwem pierwszego przetwornika do rurki odbija się od wewnętrznej powierzchni jamy nosowej pacjenta i jest wychwytywany przez drugi przetwornik, który przetwarza go na sygnał elektryczny przesyłany do komputera z oprogramowaniem umożliwiającym wykonywanie obliczeń polaprzekrojujamy nosowej w funkcji odległości od otworu nosa. Zastosowanie sygnału ciągłego umożliwiło użycie krótszej rurki, o długości 50-58 cm, gdyż oddzielanie sygnału generowanego i sygnału odpowiedzi jest w tym rozwiązaniu zbędne, jednak użyteczność urządzenia ogranicza się do pomiaru parametrów jam nosą a ponadto nie umożliwia ono uzyskania precyzyjnych wyników badań.

181 489

Ograniczeniem dla bezpośredniego pomiaru realizowanego z użyciem wyżej opisanych urządzeń są fale poprzeczne powodujące tak zwany rezonans krzyżowy, oraz obecność sąsiadujących jam ciała, co w znacznym stopniu limituje stosowanie takich bezpośrednich pomiarów w funkcji odległości od źródła sygnału przy dużych różnicach pól przekrojów.

Szczególnie przy badaniu chrapliwości oddychania pomiary bezpośrednie są niemożliwe ze względu na przemijający lub ciągły dźwięk rozchodzący się w długiej twardej rurze, wpływający na stan snu lub budzący pacjenta podczas samej fazy badania, i powodujący także błędy pomiaru ze względu na hałas z mikrofonu pomiarowego. Dodatkowy błąd pomiaru wynika z wpływu bardzo dużej jamy, jaką stanowią jama ustna i gardło.

Dokładne badania osób, których drogi oddechowe są blokowane w czasie snu i które można opisać jako mające chrapliwe oddychanie, są bardzo trudne i przez lata dokonywano na tych pacjentach nieudanych operacji korekcyjnych. W znanych metodach diagnostycznych stosuje się pulsoksymetr, czyli przyrząd mierzący stężenie tlenu w krwi, a alarm włącza się, gdy stężenie osiągnie pewną określoną wartość. Zagrożeniem nie jest jednak sama chrapliwość oddychania, ale okres, podczas którego pacjent nie oddycha z powodu blokady. Z tego powodu sprzęt do akustycznego rejestrowania chrapliwości oddychania nie uruchamia alarmu z właściwym marginesem bezpieczeństwa, ponieważ brak występowania „chrapania” pochodzi albo od spokojnego, równego oddychania z niskim regularnym przepływem, co jest stanem właściwym, albo ponieważ drogi oddechowe są zablokowane przez długi czas, Właśnie to stanowi element ryzyka. Niedotlenienie płuc przez tak długi okres znacząco zwiększa ryzyko uszkodzeń i zakrzepicy, szczególnie u starszych osób z nadwagą

W badaniach cewnikowych, angioplastyce z użyciem cewnika z balonem itp. znane jest stosowanie sondy o kształcie rurki z elastycznego materiału. W tych badaniach nie wykorzystuje się jednak refloktometrii akustycznej.

Istniało zatem zapotrzebowanie na urządzenie, które umożliwiłoby łatwe, dokładne i mniej kłopotliwe dla pacjenta i operatora urządzenia badanie i dokonywanie pomiarów jam ciała. Okazało się, iż takie zapotrzebowanie spełnia reflektometr akustyczny według wynalazku.

Reflektometr akustyczny, według wynalazku, do badania i pomiaru przekroju poprzecznego zwężeń lub przejść w jamach ciała, zwłaszcza w drogach oddechowych, drogach przepływu krwi lub limfy, przewodzie pokarmowym lub układzie moczowym, zawiera źródło sygnału elektrycznego, rurkę z końcem wprowadzanym do jamy ciała przez wejście do niej i z końcem montażowym połączonym z zespołem przetwarzania sygnału wzbudzającego, otrzymywanego ze źródła sygnału elektrycznego i przesyłanego do rurki i poprzez rurkę, oraz sygnału odpowiedzi z rurki, korzystnie w postaci pojedynczego przetwornika elektroakustycznego obu tych sygnałów lub dwóch przetworników elektroakustycznych oddzielnych dla każdego z tych sygnałów, oraz komputer do analizy sygnału odpowiedzi względem sygnału wzbudzającego, a charakteryzuje się tym, że rurka co najmniej w strefie pomiarowej ma cienką ściankę z miękkiego, korzystnie elastycznego tworzywa sztucznego lub elastomeru, przy czym ta strefa pomiarowa znajduje się na zakończeniu końca wprowadzanego rurki lub w odstępie od tego zakończenia.

Dzięki temu, że rurka ma co najmniej w strefie pomiarowej cienką zewnętrzną ścianę z miękkiego i/lub elastycznego materiału tworzywowego lub elastomerycznego, położenie lub ruch ścian jamy ciała są przekazywane jako odpowiednie położenie lub ruch tej cienkiej zewnętrznej ściany rurki dzięki przyleganiu ściany rurki do ścian jamy.

Dzięki umieszczeniu strefy pomiarowej na końcu wprowadzanym rurki lub w pewnym od niego odstępie osiąga się to, że strefa pomiarowa może być umieszczona w badanych lub mierzonych zwężeniach lub przejściach dzięki przesuwaniu końca wprowadzanego rurki przez jamę odpowiednio za zwężenie lub przejście.

Rurka może mieć jeden podłużny kanał lub dwa podłużne kanały oddzielone od siebie przegrodą przebiegającą wzdłuż średnicy rurki.

Rurka może także zawierać podłużny, osiowo centrowany kanał, otoczony cylindryczną ścianką i szereg podłużnych kanałów, rozmieszczonych wokół cylindrycznej ścianki, oddzielonych od siebie promieniowymi przegrodami.

Korzystnie, rurka ma trzy podłużne kanały, rozmieszczone wokół cylindrycznej ścianki, przy czym te kanały mająprzekrój poprzeczny w kształcie wycinka pierścienia kołowego, a kątowa odległość pomiędzy przegrodami jest jednakowa.

Rurka na co najmniej części swej długości może mieć co najmniej jedną strefę pomiarową o zwiększonej elastyczności ścianki.

Taką strefę pomiarową o zwiększonej elastyczności ścianki może stanowić odcinek rurki, mający ściankę o mniejszej grubości lub odcinek rurki o zmienionych na tym odcinku właściwościach materiału, np. o zmienionym składzie, jak w przypadku tworzywa sztucznego o większej zawartości zmiękczacza. Lokalna zmiana właściwości, nadająca zwiększoną elastyczność może także wynikać z użycia innego rodzaju materiału.

Korzystnie, rurka ma przyłącze sprzętu pomocniczego, zwłaszcza sprężystego drutu do wprowadzania końca wprowadzanego rurki do jamy ciała.

Korzystnie, koniec montażowy rurki ma przyłącze dla urządzenia obniżającego lub podwyższającego ciśnienie względem otoczenia w jednym lub większej liczbie kanałów rurki.

Rurka może zawierać podłużny kanał boczny, przebiegający na długości strefy pomiarowej, przeznaczony do cyrkulacji za strefą pomiarową płynu przepływającego przez jamę.

Rurka może także zawierać podłużny kanał boczny, przebiegający co najmniej na długości strefy pomiarowej, przeznaczony do cyrkulacji płynujprzepływającego przez jamę obok strefy pomiarowej, przy czym ten kanał boczny na co najmniej części jego długości jest utworzony przez podłużny kanał współosiowy z rurką.

Reflektometr akustyczny według wynalazku umożliwia badanie i mierzenie parametrów wielu miejsc w ciele ludzkim, w których zwężenie lub patologiczna zmiana lub przeszkoda, np. w drogach oddechowych, układzie moczowym itp., sątrudne do określenia, zlokalizowania i zmierzenia znanymi technikami ze względu na rezonans krzyżowy powszechnie występujący w dużych lub małych jamach ciała, otaczających badane miejsce. Rurka ze strefą pomiarową jest korzystnie bardzo elastyczna, a jej ścianka może być wykonana tak, aby dotykać ściany bocznej przejścia, przez którąnirkę się przesuwa i ulega odkształceniu wskutek pewnych zmian, np. zwężenia w badanym miejscu. Zatem reflektometr akustyczny według wynalazku pozwala na badanie tylko wnętrza rurki i z jego użyciem można mierzyć najmniejsze nawet odkształcenia w wewnętrznym polu przekroju rurki w funkcji odległości od miejsca w rurce, z którego sygnał wzbudzający jest emitowany, do miejsca lub miejsc, gdzie pojawia się odkształcenie lub odkształcenia i skąd pochodzi sygnał odpowiedzi.

Łącząc reflektometryczne pomiary wykonane wewnątrz kanału rurki i bocznych komór, możliwe jest określenie ze znacznie większą czułościąpołożenia/rozmiaru obszarów rurki, które wskutek pewnej miejscowej zmiany lub przeszkody w badanym przejściu (drogach oddechowych, układzie moczowym itp.) ulegają ściśnięciu, jak też określenie stopnia ściśnięcia.

Po wprowadzeniu rurki jest możliwe, bez działania lub przy działaniu dodatniego lub ujemnego ciśnienia w świetle rurki i/lub kanałów, określenie obszarów, które są najwęższe lub ściskają rurkę miejscowo, a to dzięki zmierzeniu wewnętrznych pól przekroju rurki w funkcji odległości.

Tak więc np. w badaniach z balonem i zabiegach balonowego udrożnienia tętnic w przypadkach miażdżycy tętnic jest możliwe zbadanie rozszerzenia (pola przekroju/długości) balona na końcu cewnika jednocześnie z nadmuchaniem balona.

Strefę pomiarową rurki reflektometru akustycznego według wynalazku umieszcza się w zwężeniach lub przejściach badanych lub mierzonych przez przesuwanie końca wprowadzanego rurki w przód przez jamę ewentualnie za zwężenia lub przejścia.

Dzięki przesuwaniu dalszego końca rurki poza zwężenie lub przejście jamy osiąga się to, że strefa pomiarowa, umieszczona za zakończeniem końca wprowadzanego rurki, to jest w pobliżu tego zakończenia lub w pewnej odległości od niego, będzie utrzymywana w stanie wyprostowanym podczas wprowadzania do jamy. Strefa pomiarowa ma zmniejszoną zdolność do pozostawania w stanie wyprostowanym w czasie wprowadzania do jamy wskutek zwiększonej elastyczności zewnętrznej ściany rurki w tej strefie, i poprzez przesuwanie dalszego końca rurki przez zwężenie lub przejście strefa pomiarowa jest w istocie „przeciągana” przez zwężenie lub przejście przez ciągnący ją dalszy koniec rurki.

Ciągnięcie to może być np. wywierane na strefę pomiarową dzięki wprowadzeniu sprężynującego stalowego drutu do rurki w czasie jej wprowadzania do jamy. Koniec wprowadzany rurki jest zamknięty i drut może pchać dalszy koniec naprzód przez jamę.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 ukazuje schemat blokowy podstawowego układu reflektometru akustycznego według wynalazku, fig. 2 - perspektywiczny widok części rurki reflektometru akustycznego według wynalazku, w miejscu, gdzie dokonuje się pomiaru, fig. 3 - perspektywiczny widok części rurki w innym przykładzie wykonania reflektometru akustycznego według wynalazku, fig. 4 - widok rurki z fig. 3 w przekroju pod kątem prostym do osi rurki, fig. 5 - sposób umieszczenia rurki reflektometru akustycznego według wynalazku w górnych drogach oddechowych u pacjenta badanego na zapadanie języka, fig. 6 - sposób umieszczenia rurki reflektometru akustycznego według wynalazku w górnych drogach oddechowych u pacjenta badanego na chrapliwość oddychania, a fig. 7 - widok rurki z balonem do cewnikowego badania tętnic.

Figura 1 przedstawia schemat podstawowego układu reflektometru akustycznego według wynalazku. Na swym końcu montażowym A rurka 1 jest w znany, nie pokazany sposób połączona z pomocniczym sprzętem używanym do wprowadzania rurki, przykładowo w drogi oddechowe pacjenta, np. przez usta lub nozdrza, lub w układ moczowy lub tętnicę. Koniec wprowadzany B rurki 1 po wprowadzeniu rurki 1 znajduje się w jamie ciała pacjenta przechodzącego badania.

Elektroniczny, generator 2 sygnału jest przystosowany do podawania sygnału wzbudzającego do przetwornika 3 połączonego z rurką 1. Generator 2 sygnału dostarcza taki sam sygnał do procesora 4 analizy sygnału. Przetwornik 5 jest połączony z rurką 1. Gdy sygnał wzbudzający przenosi się z generatora 2 sygnału, poprzez przetwornik 3, do wnętrza rurki 1, sygnał ten przechodzi przez rurkę 1 do jej końca wprowadzanego B, skąd powraca sygnał odpowiedzi odbierany przez przetwornik 5, dalej przekazywany do procesora 4 analizy sygnału.

Procesor 4 analizy sygnału jest połączony z komputerem 6, dzięki czemu jest możliwe przedstawienie na ekranie 7 obrazu ilustrującego wyniki badania i dokonanych pomiarów.

Przetwornik 3 może być przetwornikiem dowolnego znanego typu, np. przetwornikiem elektromagnetycznym, przetwornikiem elektrostatycznym, przetwornikiem piezoelektrycznym itp. Jego zadaniem jest przetworzenie elektronicznego sygnału z generatora 2 sygnału w sygnał wzbudzający we wnętrzu rurki 1.

Przetwornik 5 może także być przetwornikiem wyżej wymienionego dowolnego typu, np. mikrofonem, któiego celem jest odbieranie akustycznego sygnału odpowiedzi z końca wprowadzanego B rurki 1 i przekształcanie sygnału'odpowiedzi w sygnał elektryczny, który kieruje się do procesora 4 analizy sygnału.

Sygnałem wzbudzającym może być zarówno sygnał przemijający w paśmie niskiej częstotliwości, jak i sygnał ciągły, stochastyczny lub pseudostochastyczny.

Biorąc pod uwagę, że te rodzaje przetworników, np. przetwornik piezoelektryczny, działają w obu kierunkach, to znaczy, przyłożenie napięcia elektrycznego wywołuje sygnał ciśnienia, a przyjęcie sygnału ciśnienia daje sygnał elektryczny, jest oczywiste, że zamiast dwu przetworników 3,5 na fig. 1 jest w zasadzie możliwe stosowanie jednego pojedynczego przetwornika, a wówczas generator sygnału 2 z elektronicznego punktu widzenia powinno się zaprojektować w taki sposób, by przy obsłudze z procesora 4 analizy sygnału i komputera 6, najpierw dawał przemijający sygnał, a następnie przekazywał sygnał odpowiedzi do procesora analizy. Jeśli stosuje się jako sygnał wzbudzający sygnał stochastyczny lub pseudostochastyczny, emitowany w sposób ciągły w okresie pomiaru, użyje się dwóch oddzielnych przetworników, jak to pokazano na fig. 1.

Figura 2 przedstawia część rurki 1 w obszarze strefy pomiarowej G. Charakterystyczne dla tej rurki 1 jest to, że co najmniej w strefie pomiarowej G w obszarze tego końca wprowadzanego B jest ona cienkościenna. Rurkazfig. 2 jest prostą rurką to jest rurką z jednym tylko kanałem 19.

181 489

Gdy rurka 1 jest miejscowo, w obszarze strefy G, wystawiona na zewnętrzne mechaniczne działanie (jak wskazuje strzałka F) wskutek przewężenia, np. w drogach oddechowych, przełyku lub tętnicy pacjenta, spadek przekroju rurki w strefie pomiarowej G da odpowiedniąmodyfikację sygnału odpowiedzi, widoczną w analizie obrazu i na ekranie. Modyfikacja wyraża zmianę, która może występować u pacjenta, np, zwężenie.

Figura 3 przedstawia inny przykład wykonania rurki reflektometra akustycznego według wynalazku. Rurka 10 ma centralny kanał 11 i trzy obwodowe koliste komory 12,13 i 14. Takąrurkę można wykonać metodą wytłaczania z miękkiego tworzywa sztucznego lub elastomeru. Zewnętrzna średnica rurki może wynosić np. od 1 mm do 3-4 mm, w zależności od zamierzonego zastosowania. Ścianka 15 wokół centralnego kanału 11 jest ciągła na długości rurki i oddziela kanał 11 od trzech obwodowych komór 12,13,14. Same komory, także ciągłe na długości rurki, są oddzielone od siebie przegrodami 16,17,18.

Figura 4 przedstawia przekrój rurki 10 w płaszczyźnie prostopadłej do osi rurki.

Przetwornik 20 wprowadzono z zewnątrz przez zewnętrzną komorę 12 i przez ściankę 15, tak, aby przyjmująca sygnał odpowiedzi końcówka 21 przetwornika 20 znajdowała się w świetle 11.

Figura 4 pokazuje także dwa przetworniki 22,23, które wprowadza się z zewnątrz przez zewnętrzną ściankę rurki 10 i których odpowiednie końcówki 24,25, przyjmujące sygnał odpowiedzi, są umieszczone w komorze obwodowej, np. komorze 14.

Chociaż przekrój z fig. 4 pokazuje dwa przetworniki umieszczone w płaszczyźnie przekroju (płaszczyźnie rysunku), należy rozumieć, że tak być nie musi i że np. przetworniki 23 mogą być umieszczone z osiowym przesunięciem względem przetwornika 22.

Figura 5 ilustruje zastosowanie rurki do określania położenia i pomiaru tak zwanego „zapadnięcia języka” u pacjenta, to jest przypadku, gdy język pacjenta zwęża górne drogi oddechowe. Tutaj rurkę wprowadzono przez nozdrza i w drogi oddechowe. Część rurki jest ściśnięta przez tylną część języka w strefie D.

Figura 6 ilustruje zastosowanie rurki do określania położenia podniebienia miękkiego (yelum palatum) i pomiaru drgań w podniebieniu miękkim. Przedstawia ona sytuację zilustrowaną na fig. 5, jak też sytuację gdy te miękkie części podniebienia ściskająrurkę w strefie pomiarowej E.

Jak już wspomniano, zastosowanie urządzenia według wynalazku ma tę zasadniczą zaletę, że właściwąprzestrzeń pomiarową stanowi wewnętrzna przestrzeń rurki 1,10, która w pewnych przypadkach może ulegać ściśnięciu, przez np. zwężenie przejścia, w które wprowadzono rurkę. Zwężenie rurki wyklucza powstanie rezonansu krzyżowego, jak w znanej technice. Gdy rurka, która ma cienką, elastyczną ściankę, ulega miejscowemu odkształceniu przez zwężenie, jedna lub kilka z zewnętrznych komór 12,13,14 i/lub centralny kanał (kanał 19, fig. 2, lub kanał: 11, fig. 3) ulegajązniekształceniu mechanicznemu pod działaniem tego zwężenia, co jest natychmiastowo mierzalne.

Gdy rurka ma postać pokazanąna fig. 3 i 4 i wprowadzono jądo dróg oddechowychpacjeńta w sposób pokazany na fig. 5, mechaniczna siła sprężająca, powodowana przez np. tylną część języka i działająca na rurkę, może wpływać na jedną z zewnętrznych komór, np. zewnętrzną komorę 14, co można stwierdzić przy użyciu elektronicznego sprzętu pomiarowego, a ewentualnie także na drugą i trzecią zewnętrzną komorę.

Wynalazek daje więc możliwość ustalenia „różnicowego” położenia i pomiaru pola przekroju poprzecznego w badanej strefie jako funkcji odległości od przetwornika przesyłającego sygnał wzbudzający do badanej strefy.

Jeśli zewnętrzna komora 14, jest, jak wspomniano uprzednio, jedyną komorą, na którą w drogach oddechowych pacjenta działa np. tylna część języka, to wówczas zadziałają tylko przetwornik lub przetworniki należące do komory 14.

W przypadku zilustrowanym fig. 6 drgania w strefie pomiarowej E będą wpływać na co najmniej jedną zewnętrzną komorę rurki i sprzęt pomiarowy może wychwycić to położenie i dokonać pomiaru.

Innym polem konkretnego medycznego lub chirurgicznego zastosowania wynalazku są badania przewężeń, to jest zwapnień lub innych patologicznych zaburzeń w tętnicach, np. w okolicach serca.

Figura 7 przedstawia inną odmianę rurki według wynalazku, wykonaną dla tego rodzaju badań.

Koniec wprowadzany rurki 31 jest w sposób znany w technice poszerzania naczyń krwionośnych uformowany jako nadmuchiwany balon 32. Można go nadmuchiwać dzięki ciśnieniu przykładanemu w podłużnych kanałach (nie pokazanych) w ściance rurki. Pomiędzy balonem 32 i końcem wprowadzanym rurki umieszcza się, w znany sposób, pewną liczbę otworów 33, które mają zapewnić przepływ krwi, a w pewnej odległości od balona 32 w kierunku końca montażowego rurki znajdują się wyloty (nie pokazane) dla krążącej krwi.

W przypadku, gdy czasowe przerwanie przepływu krwi przez rurkę jest wskazane ze względów medycznych lub chirurgicznych dla pomiaru i/lub poszerzenia naczynia, jest możliwe stosowanie rurki nie mającej kanału na krążącą krew, to jest nie mającej otworów 33 ani odpowiednich wylotów.

Po wprowadzeniu rurki jest możliwe zlokalizowanie i zmierzenie zwężenia lub zwapnienia i poszerzenia tętnicy w razie jego wystąpienia.

Zamiast balona rurka może mieć na końcu wprowadzanym, to jest tam, gdzie byłby umieszczony balon, znacznie cieńszą i/lub znacznie bardziej elastyczną zewnętrzną ściankę. Można ją uformować w pobliżu końca wprowadzanego w taki sposób (nie pokazany), aby spowodować obniżone lub podwyższone ciśnienie np. płynu w świetle i/lub w każdej komorze. Takie podwyższone ciśnienie spowoduje rozszerzenie tej cieńszej i/lub bardziej elastycznej części rurki na dalszym końcu. Bez względu na to czy rurka zawiera balon, czy nie, czy jest ona nadmuchana, czy nie, i czy wskutek zwężenia naczynia zgniata się jedna, czy więcej komór, sprzęt pomiarowy da obraz sytuacji w badanym obszarze.

Powyżej opisano rurkę z jednym pojedynczym kanałem lub jednym centralnym kanałem i obwodowymi komorami, ale zakresem wynalazku objęte są także reflektometry akustyczne, zawierające rurki z dwoma osiowymi kanałami lub centralnym kanałem i dwoma, czterema lub np. pięcioma obwodowymi komorami.

Oczywiście medyczne lub chirurgiczne względy decydująo wyborze wewnętrznych i zewnętrznych wymiarów rurki, wskutek czego rurkę wytwarza się w różnych rozmiarach (i także długościach), podczas gdy sprzęt pomiarowy określa górną granicę częstotliwości, gdy stosuje się przemijający sygnał, jak i inne fizyczne parametry.

Jeśli rurkę reflektometru akustycznego według wynalazku ma się stosować do badania narządów oddychania, powietrze lub gaz w ilości potrzebnej pacjentowi można dostarczyć przez wlot rurki (na końcu montażowym A na fig. 1) i przez kanał do otworów 33 (fig. 7) na dalszym końcu rurki. W tym przypadku sygnał odpowiedzi, przychodzący np. z jednej lub kilku odwodowych komór, można oddzielić elektronicznie w sprzęcie pomiarowym od sygnału odpowiedzi z płuc, dzięki różnicy w czasie wędrówki sygnału.

Wynalazek stanowi bardzo ważny wkład w możliwość precyzyjnego badania oddychania chrapliwego, a zwłaszcza określania dokładnego położenia blokady i ustalenia czy i jak długo będzie trwała. Będzie więc możliwe połączenie sprzętu pomiarowego z układem alarmowym, wszczynającym alarm, gdy sonda zostanie ściśnięta na pewien ustalony okres. Badanie z użyciem reflektometru akustycznego według wynalazku, jest bardzo korzystne, ponieważ pacjent podczas pomiarów nie jest budzony sygnałem wzbudzającym i jednocześnie na pomiary nie wpływają w znaczącym stopniu wysokie tony z zakresu dźwięków chrapania. Samąrurkę bardzo łatwo jest wprowadzić ambulatoryjnie di nosa pacjenta przed nocą, z pomocą lekarza lub pielęgniarki. Poprawne „zaciśnięcie” w nosie następuje automatycznie wskutek odruchowego połykania, a połączenie (przetworoik/mikrofon) na końcu wystającym z nosa można wykonać bez trudności.

Synchronizacja pomiarów pola z odgłosem chrapania jest łatwa albo dzięki zewnętrznemu mikrofonowi, np. jednemu z przetworników 22,23 (fig. 4), albo dzięki użyciu sygnału niskiej częstotliwości uzyskiwanemu przez mikrofon pomiarowy.

Sprzęt pomiarowy (komputer/oprogramowanie) wykonujący odpowiednio pomiary w każdej komorze i podczas pomiarów zmieniający statyczne ciśnienie w każdej komorze może jednocześnie dawać informację o elastyczności tkanki wytwarzającej przeciwciśnienie na powierzchni komór.

Przez ustalenie ciśnienia w rurce i jednocześnie dostarczenie akustycznej energii w zakresie poddźwiękowym do 200 Hz w świetle i komorach, oraz synchronizację tego poddźwiękowego sygnału z akustycznymi pomiarami rynometrycznymi (reflektometrycznymi), można uzyskać wartościową informację o elastyczności ścianek, z którymi ścianka rurki uzyskuje kontakt podczas różnych stanów ciśnienia.

Wynalazek umożliwia ponadto badanie prostaty, macicy itp., a ponadto wykonywanie reflektometrycznych badań innych pustych przestrzeni, np. bieżącej kontroli wyrobów wytłaczanych, ponieważ możliwe jest ścisłe monitorowanie parametrów wytłaczania, np. dla uzyskania stałej grubości ścianek wyrobu, którym może być np. rurka.

Claims (12)

1. Reflektometr akustyczny do badania i pomiaru przekroju poprzecznego zwężeń lub przejść w jamach ciała, zwłaszcza w drogach oddechowych, drogach przepływu krwi lub limfy, przewodzie pokarmowym lub układzie moczowym, zawierający źródło sygnału elektrycznego, rurkę z końcem wprowadzanym do jamy ciała przez wejście do niej i z końcem montażowym połączonym z zespołem przetwarzania sygnału wzbudzającego, otrzymywanego ze źródła sygnału elektrycznego i przesyłanego do rurki i poprzez rurkę, oraz sygnału odpowiedzi z rurki, korzystnie w postaci pojedynczego przetwornika elektroakustycznego obu tych sygnałów lub dwóch przetworników elektroakustycznych oddzielnych dla każdego z tych sygnałów, oraz komputer do analizy sygnału odpowiedzi względem sygnału wzbudzającego, znamienny tym, że rurka (1,10) co najmniej w strefie pomiarowej (D, E, G) ma cienką ściankę z miękkiego, korzystnie elastycznego tworzywa sztucznego lub elastomeru, przy czym ta strefa pomiarowa (D, E, G) znajduje się na zakończeniu końca wprowadzanego (B) rurki (1,10) lub w odstępie od tego zakończenia.

2. Reflektometr akustyczny według zastrz. 1, znamienny tym, że rurka (1) ma jeden podłużny kanał (19).

3. Reflektometr akustyczny według zastrz. 1, znamienny tym, że rurka (1) ma dwa podłużne kanały oddzielone od siebie przegrodą, przebiegającą wzdłuż średnicy rurki (1).

4. Reflektometr akustyczny według zastrz. 1, znamienny tym, że rurka (10) ma podłużny, osiowo centrowany kanał (11), otoczony cylindrycznąścianką(lS) i szereg podłużnych kanałów (12,13,14), rozmieszczonych wokół cylindrycznej ścianki (15), oddzielonych od siebie promieniowymi przegrodami (16,17,18).

5. Reflektometr akustyczny według zastrz. 4, znamienny tym, że rurka ma trzy podłużne kanały (12,13,14), rozmieszczone wokół cylindrycznej ścianki (15), przy czym te kanały (12, 13,14) mająprzekrój poprzeczny w kształcie wycinka pierścienia kołowego, a kątowa odległość pomiędzy przegrodami (16,17,18) jest jednakowa.

6. Reflektometr akustyczny według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienny tym, że rurka (1,10) na co najmniej części swej długości ma co najmniej jedną strefę pomiarową (D, E, G) o zwiększonej elastyczności ścianki.

7. Reflektometr akustyczny według zastrz. 6, znamienny tym, że strefę pomiarową (D, E, G) o zwiększonej elastyczności ścianki stanowi odcinek rurki, mający ściankę o mniejszej grubości.

8. Reflektometr akustyczny według zastrz. 6, znamienny tym, że strefę pomiarową (D, E, G) o zwiększonej elastyczności ścianki stanowi odcinek rurki o zmienionych na tym odcinku właściwościach materiału.

9. Reflektometr akustyczny według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienny tym, że rurka ma przyłącze sprzętu pomocniczego, zwłaszcza sprężystego drutu do wprowadzania końca wprowadzanego (B) rurki (1,10).

10. Reflektometr akustyczny według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienny tym, że koniec montażowy (A) rurki (1,10) ma przyłącze dla urządzenia obniżającego lub podwyższającego ciśnienie względem otoczenia w jednym lub większej liczbie kanałów rurki (1,10).

11. Reflektometr akustyczny według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienny tym, że rurka (1,10) ma podłużny kanał boczny, przebiegający na długości strefy pomiarowej (D, E, G) do cyrkulacji za strefą pomiarową (D, E, G) płynu, przepływającego przez jamę.

12. Reflektometr akustyczny według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienny tym, że rurka ma podłużny kanał boczny, przebiegający co najmniej na długości strefy pomiarowej (D, E, G) do cyrkulacji płynu, przepływającego przez jamę obok strefy pomiaro181 489 wej (D, E, G), przy czym kanał boczny na co najmniej części jego długości jest utworzony przez podłużny kanał (11) współosiowy z rurką.