SE514751C2 - Utrustning för bestämning av termisk perception i kroppskaviteter - Google Patents

Description

20 25 30 5.146.751 2 för ökande tryck fastställs. I US 5 335 669 visas en upp- blåsbar ballong med temperatursensor, vilken används för att övervaka temperaturen i patientens rektala vävnad, un- der termisk behandling av prostatan.

Det finns åtskilliga system för att mäta hudtrösklar för värme och kyla. Prober av olika storlekar finns till- gângliga för mätning i ansiktet där innervationen är tät, på händerna eller på ryggen, där innervationen är mer spridd. Alla dessa så kallade termoder har en rektangulär form och är avsedda att placeras på huden. Exempelvis visar US 5 191 896 en apparat för att mäta känseltrösklar vid temperaturstimuli, där varm förnimmelse, kall förnimmelse, samt värme- och köldinducerad smärta bestäms med en datori- serad utrustning.

Alla tidigare beskrivna anordningar för att undersöka en människas förmåga att känna en på huden applicerad tem- peraturförändring har en plan yta, vilket inte överensstäm- mer med strukturen på kroppskaviteter som har ytor med kur- vatur. Det är även svårt att tillverka en probe som omfat- tar en sådan anordning som är tillräckligt liten och som inkluderar effektiva biokompatibla material.

Syftet med uppfinningen är att åstadkomma en utrust- ning som kan undersöka en människas möjlighet att känna temperaturförändringar applicerade på vävnader i kropps- kaviteter, varvid de ovan nämnda nackdelarna enligt känd teknik undvikes.

För att uppnå detta syfte har utrustningen i enlighet med uppfinningen erhållit kännetecknande särdragen enligt patentkravet 1.

För att ytterligare förklara uppfinningen hänvisas till bifogade ritning, på vilken FIG 1 är en sprängvy, vilken visar ett aggregat för montering i ett hölje, utfört som en probe enligt uppfin- ningen och W U 20 25 30 35 ' f: :f v < r» f m wf: y A . _. ¿- , , _.. , \ _ _. ., _ ,.,.. f. c< <<. mf. - 1 . <4. ' “' 'fffl f - ~ _ .-- .U . \ n, - <,r~. >v K 1 'f , .. “ * w f r ~ ' -. U f 3 .h H FIG 2 visar den monterade proben, designad som ett finger, vilken kan användas för undersökning av sensibili- tet i kroppskaviteter.

Aggregatet är enligt uppfinningen anordnat i ett hölje, vilket är utformat som en probe och gjort för att kunna införas i en kroppskavitet på en människa och samti- digt kunna kontrolleras från utsidan. Genom att introduce- ras i en kavitet på kroppen och elektroniskt styra tempera- turen från utsidan, kan en persons temperaturkânslighet mä- tas och bestämmas in situ.

Enligt FIG 1 innefattar aggregatet 1 en kontaktanord- ning 2, en anordning 3 för ändring av temperaturen samt en värmeväxlaranordning 4. Dessa tre delar sammansätts och monteras därefter i en öppning 5, i ett ytterhölje 6, vil- ket tillsammans med ett handtag 14, kablarna 7, 8 , 9, 10, 13 och slangarna 11, 12 utgör den probe som visas i FIG 2.

Kontaktanordningen 2 har, så som visas i FIG 1, en yta som skall vara i kontakt med den vävnad i kroppens hä- lighet som ska undersökas. Genom att använda en svängd yta på kontaktanordning 2 uppnås en anpassning till geometrin i kroppens organ.

För att uppnå ett adekvat stimulering av vävnaden när kontaktanordningen är i kontakt med denna, måste den ter- miskt aktiva ytan ge en för ett percept tillräcklig stimu- lering. Således kan kontaktanordningen inte ha en alltför liten area om spatial integration av stimulus skall kunna erhållas. En kontaktyta på 30 * 15 mm har visat sig vara adekvat. En mindre yta kan resultera i en bättre upplös- ning, men inte nödvändigtvis en bättre respons.

Kontaktanordningen 2 tillverkas av ett material som har såväl passande värmeledningsförmåga som adekvat värme- kapacitet för att kunna fungera som dynamisk termisk le- dare. I första hand används silver, vilket är ett väl doku- menterat material som kombinerar utmärkta termiska egenska- per med utmärkt biokompatibilitet. 10 15 20 25 30 35 n 5'14 :7E51 åjlri yy¿;J¿-¿ÜL 4 Kontaktanordningen 2 innehåller minst en temperatur- givare för att mäta kontaktytans temperatur. Helst används två givare (visas ej), vars kablar 7 respektive 8 sänder signaler, vilka på ett betydande avstånd bort jämförs med varandra så att en temperaturavläsning med hög noggrannhet och säkerhet uppnås. Genom att kontinuerligt jämföra signa- lerna från två givare kan en skillnad omedelbart upptäckas, vilken indikerar en defekt hos utrustningen.

Givaren är företrädesvis ett termoelement av ett ma- terial som genererar en termoelektrisk kraft, som är pro- portionell mot temperaturen och som kan uttryckas som pV/°C.

Anordningen 3 för ändring av temperaturen förorsakar ett termiskt flöde i en riktning. Detta kan åstadkommas av ett elektriskt drivet Peltierelement. Peltierelementet ska- par, beroende på storleken och riktningen på dess driv- ström, ett termiskt flöde mellan dess tvâ sidor. När ström tillföres, kan således värme åstadkommas på en sida av an- ordningen 3 för ändring av temperaturen och kyla på den andra. När strömriktningen kastas om, vänds även värme- transportens riktning.

Mer specifikt har kontaktanordningen 2 en termiskt aktiv yta som drivs med anordningen 3 för ändring av tempe- raturen. Anordningen 3 för ändring av temperaturen får i sin tur drivspänning genom de två kablarna 9 och 10. För att t ex värma den termiskt aktiva ytan, leds den positiva strömmen genom kabeln 9 och den negativa strömmen genom ka- beln 10. kastas strömriktningen genom kabel 9 och 10 om. På så sätt För att kyla kontaktytans termiskt aktiva yta, kan den aktiva ytan på kontaktanordningen 2 erhålla en tem- peratur inom området +10 till +48°C, vilket normalt är elektroniskt begränsat till snävare omrâde.

Värmeväxlaren 4 förser anordningen 3 för ändring av temperaturen med energi i form av värme att absorberas av vävnaden, eller transporterar iväg energi under köldstimu- W ÅS 20 25 30 35 _ 1 ,~ r f __ ' f <~ _ " - r .ff i f- » ' f _» I w: . ~ :f . r f . ,,_ :n ._ _ . .f p. f , r ,. _ .-_r< , . ,. ..- _ <- . f. . U c .r r 5 lering. En pump (visas ej) pumpar en vätska genom värme- växlaren via slangarna 11 och 12. Värmeväxlaren är företrä- desvis gjord av aluminium.

I värmeväxlaren 4 är en tredje temperaturgivare an- ordnad (visas ej), vilken sänder signaler via kabel 13.

Denna givare är företrädesvis även ett termoelement.

Då den termiskt aktiva ytan på kontaktanordningen värms eller kyls av värmeväxlaranordningen, uppstår ett termiskt flöde genom densamma. Detta termiska flöde resul- terar i en ackumulering av värme hos, eller borttagande av värme frán, den termiska massan på vârmeväxlaren 4. Detta känner den tredje temperaturgivaren, vilken via kabel 13 sänder en signal att pumpa vätska genom slangarna 11 re- spektive 12 för att återställa den initiala temperaturen.

Om kapaciteten för termisk överföring är otillräcklig och/eller om det är för hög termisk belastning, kommer detta att upptäckas som en onormal temperatur, och hela sy- stemet kommer att stoppas.

De tre delarna, d v s kontaktanordningen 2, anord- ningen 3 för ändring av temperaturen och värmeväxlaranord- ningen 4 sätts ihop med termiskt ledande lim, t ex ett epoxilim med silverkorn, och monteras sedan i öppningen 5 hos ytterhöljet 6, vilket utgör proben.

Ytterhöljet 6 är urformat för att ha termiskt neu- trala egenskaper. Polyoximetylen föredrages till höljet, eftersom detta plastmaterial tål sjukhusens normala förfa- rande vid rengöring av utrustning, har lág termisk led- ningsförmága och god biokompabilitet.

Ytterhöljet 6, och således själva proben, är även ut- format att ha passande dimensioner för den kroppskavitet som ska undersökas. Proben är avsedd för, men inte begrän- sad till termisk perception i rektum och vagina.

När proben används till rektala mätningar, har ytter- höljet 6 en diameter om ca 22 mm och är ca 195 mm lång.

Proben har en rundad topp om ca 15 mm som slutar vid öpp- 10 15 20 25 30 35 514 751 6 ningen 5, vilken nu är upptagen med den termiskt aktiva arean hos kontaktanordningen 2, vilken har samma radie som ytterhöljet 6.

Proben kan naturligtvis ha andra dimensioner beroende på den kroppskavitet som ska undersökas. Således kan enligt uppfinningen mindre prober konstrueras för mätning i munnen eller andra liknande kaviteter.

När proben används, smörjs den in med en gel som kan vara samma som de som används i samband med EKG- och ultra- ljudsundersökningar. Proben förs in i den kroppskavitet, till vilken den är anpassad.

Vid en viss tidpunkt låter man probens temperatur, dvs anordnings för temperaturändring, öka. När patienten registrerar denna värme, registreras kontaktanordningens 2 temperatur medelst kablarna 7 och 8.

Därefter låter man temperaturen sjunka tillbaka till basvärdet, vilket rektalt är cirka 35°C. Mätningen upprepas sedan ett antal gånger med slumpartade intervaller mellan värmeapplicering och med konstant hastighet av applice- ringen, dvs temperaturökningen per tidsenhet är konstant, vanligtvis 1°C per sekund.

Samma undersökning utföres därefter på samma sätt med applicering av kyla i stället för värme, varvid anordningen 3 för ändring av temperaturen fungerar som kylare genom att strömriktningen i kablarna 9 och 10 är omkastad.

Därefter vrids proben 90° och proceduren upprepas. Pà sà sätt kan kaviteten undersökas runt om i segment om 90? Den beskrivna undersökningsmetoden, där temperaturen höjs eller sänks till dess att undersökningsobjektet känner av temperaturförändringen, definieras i litteraturen som ("Method of Limits"). väl som andra protokoll kan användas när man använder upp- gränsmetod Både den här metoden, så- finningen.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 s 1,4 751 7 PATENTKRAV

1. En utrustning för undersökning av en människas förmåga att känna en på vävnad applicerad temperaturföränd- ring, varvid sagda utrustning har en anordning (1) för tillförsel av värme eller kyla av kontrollerad temperatur till sagda vävnad, k ä n n e t e c k n a d av att sagda anordning (1) är anordnad i ett hölje (6) som är utformat som en probe avsedd att införas i en kroppskavitet hos sagda människa och kontrolleras utanför kroppen.

2. En utrustning enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d av att sagda anordning (1) en kontaktanordning (2), en anordning (3) för ändring av temperaturen samt en vârmeväxlaranordning (4).

3. En utrustning enligt krav 2, k ä n n e t e c k - n a d av att sagda kontaktanordning (2) innefattar åtminstone en givare för mätning av temperaturen hos sagda utrustning.

4. En utrustning enligt krav 3, k ä n n e t e c k - n a d av att en första och en andra givare är anordnade i sagda kontaktanordning (2), vars signaler kontinuerligt jämförs.

5. En utrustning enligt något av kraven 2-4, k ä n n e t e c k n a d av att sagda kontaktanordning (2) har en yta med kurvatur som är anpassad att överensstämma med sagda kroppskavitets geometri.

6. En utrustning enligt krav 2, k ä n n e t e c k - n a d av att sagda kontaktanordning (2) är värmeledande, har värmekapacitivitet och är utförd av ett biokompatibelt material.

7. En utrustning enligt krav 6, k ä n n e t e c k - n a d av att sagda kontaktanordning (2) är gjord av silver.

8. En utrustning enligt krav 2, k á n n e t e c k - n a d av att sagda anordning (3) för ändring av temperaturen innefattar ett Peltierelement. 5 51~4~ 751 8

9. En utrustning enligt krav 2 och 3, t e c k n a d k ä n n e - anordning (3) för ändring av temperaturen.

10. En utrustning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att sagda hölje (6) är gjort av polyoximetylen. av att en tredje givare är anordnad i sagda