WO1996003916A1 - Sensoreinrichtung zum messen von vitalen parametern eines feten während der geburt - Google Patents

Sensoreinrichtung zum messen von vitalen parametern eines feten während der geburt Download PDF

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WO1996003916A1
WO1996003916A1 PCT/EP1995/003117 EP9503117W WO9603916A1 WO 1996003916 A1 WO1996003916 A1 WO 1996003916A1 EP 9503117 W EP9503117 W EP 9503117W WO 9603916 A1 WO9603916 A1 WO 9603916A1
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sensor
cable
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fetus
measuring device
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Gerhard Rall
Reinhold Knitza
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Gerhard Rall
Reinhold Knitza
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    • A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
    • A61B5/1464—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters specially adapted for foetal tissue
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    • A61B2503/02—Foetus

Definitions

  • the invention relates to a sensor device with a sensor and a measuring device for measuring vital parameters of a fetus during childbirth, the sensor on its front facing the fetus being used in the center of the sensor to attach the sensor to the fetus arranged wire spiral and at least one light emitter and at least one receiver, which are connected to the measuring device by means of lines, which powers are arranged in a cable leading from the sensor to the measuring device.
  • Such sensors are known, e.g. by the European patent application 0 104 619 Biomedics.
  • the invention is based on the object to design a sensor of the type mentioned above in such a way that its function is retained in spite of relative movements between the fetus and the woman giving birth.
  • the invention provides for such a sensor that the cable is inserted laterally and essentially tangentially into the rear of the sensor and, before being introduced, runs in a spiral, the direction of rotation of which coincides with that of the wire spiral.
  • the cable spiral lying essentially flat on the rear side of the sensor, can slide together with the sensor under the cervix without a tilting moment being exerted on the sensor.
  • a pull caused by the cable can exert a torque due to the lateral insertion of the cable onto the sensor, but such a torque cannot loosen them with regard to the direction of rotation of the cable spiral and wire spiral, rather the torque acts in the direction of rotation on the wire spiral.
  • Another advantage is that the cable spiral allows relative movements between the woman giving birth and the fetus.
  • the spiral on the back of the sensor can be held with slight force, e.g. in a groove or at certain points in a slightly flexible clamping point.
  • the holding force can be kept so small that the cable point is free with a pull on the cable causing a disadvantage.
  • FIG. 1 shows a plan view of the sensor attached to the head of the fetus on a natural scale
  • Figure 2 in a greatly enlarged scale a side view of the sensor and Figures 3 and 4 details for loosely holding the spiral cable on the back of the sensor.
  • FIG. 1 the head 1 of the fetus is shown in plan view, the birth course of the mother being omitted for clarity.
  • the sensor labeled 2 is inserted through the vagina and attached to the head 1. Seen from above, it has an approximately round shape. Its side view, FIG. 2, shows that the sensor 2, which is made of an elastic material, has the shape of a shell.
  • a wire spiral 7 is embedded in the center of the shell and protrudes with a winding 8 from a surface 9 of the cavity 6.
  • a light emitter 12 and a receiver 13 are embedded in the material of the sensor 2 so that their surface 12 'and 13' is approximately flush with the surface 9 of the cavity 6.
  • the sensor 2 is provided on its rear side, that is to say on its convex side, with a metal plate 15 which is partly embedded in the material of the sensor 2 and is firmly connected there to the wire spiral 7, but the wire spiral and metal plate are electrically insulated from one another .
  • the metal plate 15 forms a structural unit with an inner polygon 16 arranged in the center, which serves as a coupling part for a turning handle.
  • the light emitter 12 and the receiver 13 are each connected to a measuring device 3.
  • the partial turn 33 can keep its flat shape just above or on the back of the sensor 2 by the material of the cable 4 having a corresponding rigidity.
  • FIG. 4 Another possibility is shown in FIG. 4, where the partial winding 33 is held at a distance from the insertion of the cable into the sensor 2 at a point in a slightly flexible clamping point 35. It sometimes happens that for medical reasons the sensor must be removed from the head of the fetus during childbirth. This has been very difficult so far because a central insertion of the cable does not offer any possibility of doing so, and it also makes it practically impossible to detect the sensor covered with birth fluid.
  • the lateral insertion of the cable into the sensor creates the possibility of using the lateral insertion of the cable with one finger in order to exert a torque on the sensor in the sense of releasing it.
  • the lateral, spiral-shaped insertion of the cable (4) into the sensor can be used for curved, shell-shaped sensors as well as for other shapes, e.g. a circular cylindrical sensor or a flattened rotationally symmetrical sensor, as is known from DE-26 19 471, can be used.
  • a circular cylindrical sensor or a flattened rotationally symmetrical sensor as is known from DE-26 19 471
  • mechanical forces which are transmitted from the cable (4) to the sensor (2) can be minimized, which leads to interference effects for a good ratio of the signal.
  • the forces that must be absorbed by the cable (4) itself are also minimized.
  • the spiral shape of the cable (4) also represents a certain length reserve of the cable, so that the cable (4) is not tensioned when the cable (4) is pulled lightly.
  • the spiral shape makes the cable (4) more flexible as a whole, so that the cable material itself can be made somewhat stiffer, but the high flexibility of the cable shape is retained.
  • Light guides are known to be relatively prone to bending and devouring. Narrow bend radii can cause light loss and pose the risk that the optical fiber breaks.
  • optical fibers facilitate the use of spectroscopy analyzes with which a large number of medical parameters can be determined and transmitted.
  • the cable entry according to the invention can also be used for sensors with light guides in the wire spiral.
  • the light guides can be guided in the curved cannula (wire spiral) in a favorable curve with an appropriate curvature.
  • a conductor for one of the optical elements can be fed into the wire spiral and the optical element can emerge from the wire spiral at the tip or at other points, the other optical element being provided in the edge region or centrally in the shell.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensoreinrichtung mit einem Sensor (2) und einer Messvorrichtung (3) zum Messen von vitalen Parametern eines Feten während der Geburt, wobei der Sensor (2) auf seiner dem Feten zugewandten Vorderseite eine zur Befestigung des Sensors am Feten dienende, im Zentrum des Sensors angeordnete Drahtspirale (7) und mindestens einen Lichtemitter (12) und mindestens einen Empfänger (13) aufweist, die mittels Leitungen an der Messvorrichtung (3) angeschlossen sind, welche Leitungen (30) in einem vom Sensor (2) zur Messvorrichtung (3) führenden Kabel angeordnet sind. Es ist zweckmässig, daß das Kabel (4) seitlich und im wesentlichen tangential in die Rückseite des Sensors (2) eingeführt ist und vor der Einführung in einer Spirale verläuft, deren Drehsinn mit dem der Drahtspirale (7) übereinstimmt.

Description

SensoreinrichtungzumMessenvonvitalenParametern einesFetenwährend derGeburt
Die Erfindung betrifft eine Sensoreinrichtung mit einem Sen¬ sor und einer Meßvorrichtung zum Messen von vitalen Parame¬ tern eines Feten während der Geburt, wobei der Sensor auf seiner dem Feten zugewandten Vorderseite eine zur Befestigung des Sensors am Feten dienende, im Zentrum des Sensors ange¬ ordnete Drahtspirale und mindestens einen Lichtemitter und mindestens einen Empfänger aufweist, die mittels Leitungen an der Meßvorrichtung angeschlossen sind, welche Leistungen in einem vom Sensor zur Meßvorrichtung führenden Kabel angeord¬ net sind.
Solche Sensoren sind bekannt, z.B. durch die Europäische Pa¬ tentanmeldung 0 104 619 Biomedics.
Bei diesem bekannten Sensor ist das Kabel auf der der Draht- spirale gegenüberliegenden Rückseite des Sensors aus diesem etwa in Richtung der Hauptachse der Drahtspriale herausge¬ führt.
Die Praxis hat gezeigt, daß verwertbare Signale nur dann ver¬ lässlich erhalten werden, wenn der Sensor am Gewebe des Feten für die Dauer der Geburt dicht anliegt.
Es kommt aber während der Geburt häufig vor, daß bei einer Drehung des Kopfes des Feten der Sensor unter die Cervix ge¬ langt. Dabei wird das Kabel umgebogen und übt so ein Kippmo¬ ment auf den Sensor aus, was die Befestigung desselben am Fe¬ ten ebenfalls beeinträchtigen kann. Verstärkt wird diese Ge¬ fahr, wenn außerdem über das Kabel auf den Sensor ein Zug ausgeübt wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sensor der obengenannten Art so auszubilden, daß seine Funktion ungeachtet von Relativbewegungen zwischen dem Feten und der Gebärenden während der Geburt sicher erhalten bleibt.
Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung bei einem solchen Sensor vor, daß das Kabel seitlich und im wesentlichen tan- gential in die Rückseite des Sensors eingeführt ist und vor der Einführung in einer Spirale verläuft, deren Drehsinn mit dem der Drahtspirale übereinstimmt.
Durch diese Maßnahmen kann die Kabelspirale, auf der Rück¬ seite des Sensors im wesentlichen flach liegend, zusammen mit dem Sensor unter die Cervix rutschen, ohne daß ein Kippmoment auf den Sensor ausgeübt wird. Ein dabei durch das Kabel etwa bewirkter Zug kann zwar infolge der seitlichen Einführung des Kabels auf den Sensor ein Drehmoment ausüben, jedoch vermag ein solches Drehmoment mit Rücksicht auf den Drehsinn von Ka¬ belspirale und Drahtspirale diese nicht zu lockern, vielmehr wirkt das Drehmoment im Eindrehsinn auf die Drahtspirale. Von Vorteil ist außerdem, daß die Kabelspirale Relativbewegungen zwischen der Gebärenden und dem Feten erlaubt.
Um die Kabelspirale in ihrer flachen Stellung zu halten, ohne die oben beschriebenen Vorteile zu beeinträchtigen, kann die Spirale auf der Rückseite des Sensors mit leichter Kraft ge¬ halten sein, z.B. in einer Rille oder punktuell in einer leicht nachgiebig klipsenden Klemmstelle.
Die Festhaltekraft kann dabei so klein gehalten werden, daß bei einem einen Nachteil bewirkenden Zug auf das Kabel die Kabelstelle frei wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeich- nung, in welcher zeigen:
Figur 1 eine Draufsicht auf den am Kopf des Feten befestigten Sensors etwa in natürlichem Maßstab,
Figur 2 in stark vergrößertem Maßstab eine Seitenansicht des Sensors und die Figur 3 und 4 Einzelheiten zum losen Festhalten der Kabelspirale auf der Sensor- Rückseite.
In Figur 1 ist der Kopf 1 des Feten in Draufsicht gezeigt, wobei der Geburtsgang der Mutter der besseren Übersicht wegen weggelassen ist. Der mit 2 bezeichnete Sensor ist durch die Vagina eingeführt und am Kopf 1 befestigt. Er weist, in Draufsicht gesehen, eine etwa runde Form auf. Seine Seitenan¬ sicht, Fig. 2, zeigt, daß der aus einem elastischen Werkstoff bestehende Sensor 2 die Form einer Schale hat.
Auf der dem Feten zugewandten Vorderseite befindet sich eine Höhlung 6. Im Zentrum der Schale ist eine Drahtspirale 7 ein¬ gebettet, die mit etwa einer Windung 8 aus einer Fläche 9 der Höhlung 6 ragt.
Ein Lichtemitter 12 und ein Empfänger 13 sind im Werkstoff des Sensors 2 so eingebettet, daß ihre Oberfläche 12' und 13' etwa bündig mit der Fläche 9 der Höhlung 6 verläuft.
Der Sensor 2 ist auf seiner Rückseite, also auf seiner kon¬ vexen Seite, mit einer Metallplatte 15 versehen, die zum Teil im Werkstoff des Sensors 2 eingebettet und dort mit der Drahtspirale 7 fest verbunden ist, wobei jedoch Drahtspirale und Metallplatte gegeneinander elektrisch isoliert sind. Die Metallplatte 15 bildet eine Baueinheit mit einem im Zen¬ trum angeordneten Innen-Mehrkant 16, das als Kupplungsteil für eine Drehhandhabe dient.
Der Lichtemitter 12 und der Empfänger 13 sind jeweils mit einer Meßvorrichtung 3 verbunden.
Diese Leitungen 30 sind in einem Kabel 4 geführt, das seit¬ lich und im wesentlichen tangential in die Rückseite des Sen¬ sors 2 eingeführt ist und vor der Einführung 31 in einer Spi¬ rale verläuft. Sie weist eine Teilwindung 33 auf, die im we¬ sentlichen flach dicht über dem Sensor 2 oder ihm aufliegend verläuft. Die Teilwindung 33 geht in einen Teil über, der schräg vom Sensor 2 weg und schließlich etwa gestreckt ver¬ läuft, bevorzugt bis zur Meßvorrichtung 3.
Der Drehsinn der Kabelspirale 32 und der der Drahtspirale 7 stimmt überein, so daß ein Zug auf das seitlich in den Sensor 2 einmündende Kabel 4 ein Drehmoment bewirkt, das versucht, die Drahtspirale 7 in das Gewebe des Feten hinein zu drehen.
Die Teilwindung 33 kann ihre flache Form dicht über oder auf der Rückseite des Sensors 2 behalten, indem der Werkstoff des Kabels 4 eine entsprechende Steifigkeit besitzt.
Es ist aber auch möglich, die Teilwindung 33 in Stellung zu halten, indem sie in einer auf der Rückseite des Sensors 2 eingearbeiteten Kle mrille 34 geführt ist (Fig.3) .
Eine andere Möglichkeit ist in Fig. 4 gezeigt, wo die Teil- windung 33 im Abstand von der Einführung des Kabels in den Sensor 2 punktuell in einer leicht nachgiebig klipsenden Klemmstelle 35 gehalten ist. Es kommt manchmal vor, daß aus medizinischen Gründen während der Geburt der Sensor vom Kopf des Feten entfernt werden muß. Dies ist bisher sehr schwierig, weil eine zentrische Einführung des Kabels dazu keine Möglichkeit bietet, ein Erfassen des mit Geburtsflüssigkeit bedeckten Sensors außerdem praktisch unmög¬ lich macht.
Die seitliche Einführung des Kabels in den Sensor schafft je¬ doch die Möglichkeit, mit einem Finger die seitliche Einführung des Kabels zu benützen, um auf den Sensor ein Drehmoment im Sinne des Lösens desselben auszuüben.
Die seitliche, spiralförmige Einführung des Kabels (4) in den Sensor kann sowohl für gekrümmte, schalenförmige Sensoren als auch für andere Formen, wie z.B. einen kreiszylinderförmigern Sensor oder einen abgeflachten rotationssymmetrischen Sensor, wie er aus der DE-26 19 471 bekannt ist, verwendet werden. Da¬ mit können mechanische Kräfte, die von dem Kabel (4) auf den Sensor (2) übertragen werden, minimiert werden, was für ein gu¬ tes Verhältnis des Signals zu Störeinflüssen führt. Darüberhin- aus werden auch die Kräfte, die von dem Kabel (4) selbst aufge¬ nommen werden müssen, minimiert.
Die seitliche Einführung des Kabels (4) in den Sensor (2) beugt einer zu starken Biegung des Kabels (4) vor wenn der Sensor un¬ ter die Zerwix gleitet. Axiale Kabelzuführungen würden in die¬ sem Fall stark gebogen werden.
Die Spiralenform des Kabels (4) stellt darüberhinaus eine ge¬ wisse Längenreserve des Kabels dar, so daß bei leichtem Zug an dem Kabel (4) das Kabel (4) nicht gespannt wird. Die Spiralen¬ form macht das Kabel (4) im Ganzen flexibler, so daß das Ka¬ belmaterial selbst etwas steifer ausgebildet werden kann, aber die hohe Flexibilität der Kabelform erhalten bleibt.
Diese Vorteile sind insbesondere wichtig bei der Verwendung von faseroptischen Lichtleitern. Lichtleiter sind als relativ bie- gungs- und verschlingungsanfällig bekannt. Enge Biegungsradien können Lichtverluste verursachen und bergen das Risiko, daß die optische Faser bricht. Auf der anderen Seite erleichtern opti¬ sche Fasern die Anwendung von Spektroskopieanalysen mit denen eine Vielzahl von medizinischen Parametern ermittelt und über¬ tragen werden kann.
Die erfindungsgemäße Kabeleinführung kann auch für Sensoren mit Lichtleitern in der Drahtspirale verwendet werden. Hierbei kön¬ nen die Lichtleiter in der gewundenen Kanüle (Drahtspirale) in einer günstigen Kurve mit angemessener Krümmung geführt werden. Beispielsweise kann ein Leiter für eines der optischen Elemente (Emitter oder Empfänger) in der Drahtspirale zugeleitet werden und das optische Element an der Spitze oder an anderen Stellen aus der Drahtspirale heraustreten, wobei das andere optische Element im Randbereich oder zentral in der Schale vorgesehen ist.

Claims

Patentansprüche
1. Sensoreinrichtung mit einem Sensor und einer Meßvorrich¬ tung zum Messen von vitalen Parametern eines Feten während der Geburt, wobei der Sensor auf seiner dem Feten zugewandten Vorderseite eine zur Befestigung des Sensors am Feten die¬ nende, im Zentrum des Sensors angeordnete Drahtspirale und mindestens einen Lichtemitter und mindestens einen Empfänger aufweist, die mittels Leitungen an der Meßvorrichtung ange¬ schlossen sind, welche Leitungen in einem vom Sensor zur Me߬ vorrichtung führenden Kabel angeordnet sind, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Kabel (4) seitlich und im wesentlichen tan- gential in die Rückseite des Sensors (2) eingeführt ist und vor der Einführung (31) einer Spirale (32) verläuft, deren Drehsinn mit dem der Drahtspirale (7) übereinstimmt.
2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelspirale (32) auf der Rückseite des Sensors (2) leicht lösbar gehalten ist.
3. Sensor nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Kabelspirale (32) in einer auf der Rückseite des Sensors (2) eingearbeiteten Klemmrille (34) geführt ist.
4. Sensor nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Kabelspirale (32) im Abstand von der Einführung (31) in den Sensor (2) punktuell in einer leicht nachgiebig klipsenden Klemmstelle (35) gehalten ist.
PCT/EP1995/003117 1994-08-05 1995-08-04 Sensoreinrichtung zum messen von vitalen parametern eines feten während der geburt WO1996003916A1 (de)

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