DE102004019804B4 - Arrangement for determining intraorbital pressure - Google Patents
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Abstract
Anordnung zur Bestimmung des intraorbitalen Drucks, bestehend aus einer Kammer mit einer Öffnung zur periorbital hermetisch schließenden Positionierung über dem Auge des Patienten und einer Einlassöffnung zur Verbindung mit einem Kompressor und einer Druckmesseinrichtung, gekennzeichnet dadurch, dass zwischen der Einlassöffnung der Kammer, dem Kompressor (KP) und der Druckmesseinrichtung (DS) ein über ein Dreiwege-Umstellventil (UV) zuschaltbares Auslassventil (AL) angeordnet ist.arrangement for determining the intraorbital pressure, consisting of a chamber with an opening to periorbital hermetically closing positioning above the Eye of the patient and an inlet port for connection with a Compressor and a pressure measuring device, characterized by that between the inlet opening chamber, compressor (KP) and pressure gauge (DS) one over a three-way Umstellventil (UV) switchable outlet valve (AL) arranged is.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur nichtinvasiven Bestimmung des intraorbitalen Drucks.The The invention relates to an arrangement for noninvasive determination of intraorbital pressure.
Erkrankungen und Verletzungen im Bereich der Orbita können zu einem akuten Anstieg des intraorbitalen Drucks, im Sinne eines sogenannten Orbitakompartmentsyndroms, mit der Folge einer irreversiblen Schädigung v.a. neuronaler Strukturen bis zur Erblindung führen. Innerhalb eines engen Zeitfensters von wenigen Stunden kann die chirurgische Dekompression der Orbita zur rettenden Maßnahme für die Sehkraft des Auges werden, jedoch nur wenn sie rechtzeitig erfolgt und tatsächlich ein intraorbitaler Druckanstieg vorlag (5). Erfolgt die Dekompression zu spät wird eine Schädigung des Sehnervs nicht mehr zu beheben sein. Bestehen andere Ursachen einer Störung der Sehfunktion als ein intraorbitaler Druckanstieg, so bringt die chirurgische Dekompression der Orbita nicht nur keinen Nutzen für die Rettung der Sehkraft, sie kann möglicherweise sogar selbst zur Ursache einer irreversiblen Schädigung der Sehkraft werden. Eine genaue Abwägung von möglichem Risiko und zu erwartendem Nutzen wird als unabdingbare Voraussetzung zur verantwortungsvollen Indikationsstellung für oder gegen eine chirurgische Dekompression gefordert. Erschwert wird diese Entscheidung für den Chirurgen ganz erheblich durch den bestehenden Zeitdruck, v.a. aber durch die Tatsache, dass bis heute kein Verfahren zur Bestimmung des intraorbitalen Drucks existiert, das der o.g. Problemstellung in akzeptabler Weise gerecht wird. Eine Anordnung zur kontinuierlichen, nichtinvasiven Bestimmung des intraorbitalen Drucks hat große Bedeutung in den medizinischen Fächern Augenheilkunde, Neurochirurgie, Mund-Kiefer-Gesichtschirurgie und Hals-Nasen-Ohrenheilkunde.diseases and orbital injuries can lead to an acute increase intraorbital pressure, in the sense of a so-called orbital compartment syndrome, with the consequence of irreversible damage v.a. neural structures lead to blindness. Within a narrow time frame of a few hours, the Surgical decompression of the orbit for the purpose of saving sight of the eye, but only if it is timely and actually on intraorbital pressure increase (5). If the decompression occurs is getting late a damage the optic nerve can not be fixed. There are other causes one disorder the visual function as an intraorbital pressure increase, so brings the Surgical decompression of the orbit not only does not benefit the rescue of sight, she may possibly even become the cause of irreversible vision damage. A precise balance of possible Risk and expected benefits are considered indispensable for the responsible indication for or against a surgical Demanded decompression. This decision is made more difficult for the surgeon quite considerably by the existing time pressure, v.a. but through the fact that to date no method for the determination of intraorbital Pressure exists, the o.g. Problem definition in an acceptable way does justice. An arrangement for continuous, non-invasive Determination of intraorbital pressure has great significance in the medical field Subjects Ophthalmology, Neurosurgery, Oral and Maxillofacial Surgery and Otolaryngology.
Bekannt ist das Einbringen einer Druckmesssonde in die Augenhöhle. Kratky et al. (1) haben dieses Vorgehen experimentell kontrolliert indem sie über die Punktion der Augenhöhle einen sehr dünnen Schlitzkatheder als Zuführung zu einem Barosensor in den hinter dem Augapfel gelegenen Raum einführten und so den hier herrschenden Druck messen konnten. Das Verfahren arbeitet direkt und kontinuierlich, hat jedoch einen entscheidenden Nachteil: die Invasivität. Das operative Eröffnen der Augenhöhle und anschließende Einführen eines, wenn auch sehr dünnen, Fremdkörpers bis hinter den Augapfel, stellt einen risikoträchtigen Eingriff dar, v.a. unter der Bedingung einer vorbestehenden pathologischen Veränderung. Das Verfahren wird daher auch nur unter experimentellen Gesichtspunkten an Augen durchgeführt, die wegen eines bösartigen Tumors sofort anschließend chirurgisch entfernt werden mussten, bzw. wenn aufgrund einer bestehenden Raumforderung in der Augenhöhle die Anzeige zu einer dekomprimierenden Operation gestellt worden war.Known is the introduction of a pressure probe into the eye socket. Kratky et al. (1) have experimentally controlled this approach she over the puncture of the eye socket a very thin slot catheter as a feeder introduced to a barosensor in the space behind the eyeball and so could measure the pressure prevailing here. The procedure works direct and continuous, but has one major drawback: the invasiveness. The operative opening the eye socket and subsequent Introduce one, albeit very thin, foreign body beyond the eyeball, represents a risky intervention, v.a. under the condition of a pre-existing pathological change. The method is therefore only under experimental aspects performed on eyes, because of a malicious Tumors immediately afterwards surgically removed, or if due to an existing Mass in the eye socket the ad has been made a decompressing operation was.
Eine Einschätzung des intraorbitalen Drucks auf ganz anderem Wege liefert das Orbitonometer, das 1948 von Copper entwickelt wurde und das bei Dyer und Henderson (2), sowie Stanley et al. (3) in seiner Anwendung beschrieben wird. Dabei handelt es sich im Prinzip um einen Stempel, der über eine auf die Cornea aufgelegte Augenschale den Bulbus durch Auflegen definierter Massenkörper belastet und in Richtung des Orbitatrichters verdrängt. Das Ausmaß dieser Verdrängung, gemessen in Millimetern, wird umso kleiner sein, je größer der intraorbitale Druck ist. Als Referenzpunkt für die Messung der Bulbusverdrängung wird transversal über die Scheitelpunkte beider Corneae ein Balken gelegt, der sich über entsprechende Lager am seitlichen Orbitarand und an der Nasenwurzel abstützt und mit einem elastischen Kopfband am Patienten befestigt wird. Der Stempel ist genau rechtwinklig gleitend mit dem Balken verbunden und trägt an seinem Schaft eine Millimeter-Skala zum Ablesen der Verlagerungsdistanz. Der Patient muss während der Messung so auf dem Rücken gelagert werden, dass der Stempel sich exakt in lotrechter Position befindet. Einige Minuten vor der Messung muss eine Oberflächenanästhesie der Cornea erfolgen. Nach Aufsetzen der Augenschale und des Stempels wird dieser mit Massekörpern von 100, 200 und 300 Gramm nacheinander belastet. Nach dem Auflegen eines jeden Massekörpers ist abzuwarten bis sich keine weitere Änderung an der Millimeter-Skala ablesen lässt. Der so eingestellte Wert wird als Messwert in Beziehung zum jeweiligen Masseköper erfasst. Aus der Beschreibung geht hervor, dass es sich um ein indirektes, nicht invasives Verfahren handelt. Die Nachteile der Methode sind offensichtlich. Die erforderliche Oberflächenanästhesie und das Anbringen der Messapparatur sowie die Messung selbst sind zeitaufwendig. Die Messapparatur ist relativ sperrig, sie kann andere, gleichzeitig am Patienten erforderliche Untersuchungen bzw. Verrichtungen stören oder unmöglich machen, somit auch nicht dauerhaft am Patienten verbleiben. Während der Messung muss der Patient in einer genau vorgegebenen Position verharren, Abweichungen von der Idealposition verfälschen das Ergebnis. Die Untersuchung einer körperlageabhängigen Änderung des intraorbitalen Drucks ist somit nicht möglich.A assessment The intraorbital pressure in a completely different way is provided by the Orbitonometer, the Developed by Copper in 1948, and by Dyer and Henderson (2), and Stanley et al. (3) is described in its application. This is in principle a stamp that has a on The eye-cup set up on the cornea defines the globe by placing it on a defined spot mass body burdened and displaced in the direction of the Orbitatrichters. The extent of this Displacement, measured in millimeters, the smaller the larger the intraorbital pressure is. As a reference point for the measurement of bulbus displacement is transversally over the vertexes of both corneae laid a beam, which over corresponding cornice Bearings at the lateral orbital rim and at the root of the nose and supports with an elastic headband attached to the patient. The Stamp is exactly at right angles slidingly connected to the beam and carries on his Shaft one millimeter scale for reading the displacement distance. Of the Patient must during the measurement so on the back be stored, that the stamp is exactly in a vertical position located. A few minutes before the measurement must have a surface anesthesia the cornea take place. After putting on the eyecup and the punch this becomes with mass bodies loaded by 100, 200 and 300 grams in succession. After hanging up of each mass body is to wait until there is no further change on the millimeter scale read. The value set in this way is related as a measured value to the respective value mass body detected. The description shows that it is an indirect, non-invasive procedure. The disadvantages of the method are obviously. The required surface anesthesia and the attachment of the Measuring equipment and the measurement itself are time consuming. The measuring apparatus is relatively bulky, it can be others, at the same time on the patient disturbing required examinations or activities or impossible make, so not permanently remain on the patient. During the Measurement, the patient must remain in a precisely predetermined position, Deviations from the ideal position distort the result. The investigation a body-dependent change the intraorbital pressure is therefore not possible.
Die beiden genannten Verfahren finden aufgrund ihrer Nachteile keine routinemäßige Anwendung.The both methods mentioned are due to their disadvantages no routine use.
Weiterhin
sind aus der
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung anzugeben, die folgende Anforderungen erfüllt:
- 1. Prinzip der Nichtinvasivität. Bei der Diagnostik im Bereich einer, wie auch immer, vorgeschädigten Orbita ist jedes invasive Vorgehen streng kontraindiziert.
- 2. Die Anordnung soll eine latenzfreie und kontinuierliche, simultan beidseitige Einschätzung und Aufzeichnung der intraorbitalen Druckverhältnisse ermöglichen, auch als Langzeituntersuchung über mehrere Stunden.
- 3. Die Anordnung soll unabhängig von der Körperlage des Patienten arbeiten. Eine Anwendung im Notarztwagen, intraoperativ und während anderer diagnostischer Maßnahmen (CT, MRT) auch am bewusstlosen Patienten muss möglich sein.
- 4. Die Anordnung soll den Patienten möglichst wenig belasten und nicht gefährden. Manipulationen und technische Installationen am Patienten sollen minimal gehalten werden.
- 5. Es ist ein günstiges Kosten-Nutzen-Verhältnis zu fordern. Der technische und personelle Aufwand ist gering zu halten. Die Anordnung soll in der Anwendung sicher sein, wenig störanfällig und möglichst auch vom Mittleren Medizinischen Personal angewendet werden können.
- 1. Principle of non-invasiveness. When diagnosing a damaged orbit, however, any invasive procedure is strictly contraindicated.
- 2. The arrangement should allow a latency-free and continuous, simultaneous bilateral assessment and recording of intraorbital pressure conditions, even as a long-term study over several hours.
- 3. The arrangement should work independently of the body position of the patient. An application in the ambulance, intraoperatively and during other diagnostic measures (CT, MRI) also on the unconscious patient must be possible.
- 4. The arrangement should stress the patient as little as possible and not endanger it. Manipulations and technical installations on the patient should be kept to a minimum.
- 5. It is a favorable cost-benefit ratio to demand. The technical and personnel costs are to be kept low. The arrangement should be safe in the application, less susceptible to interference and possibly also be applied by the medical staff.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 beschriebene Anordnung gelöst. In weiteren Unteransprüchen wird die Anordnung vorteilhaft weiter ausgestaltet.According to the invention Problem solved by the arrangement described in claim 1. In further dependent claims the arrangement is advantageously designed further.
Die erfindungsgemäße Anordnung nutzt das Prinzip der pneumatischen Resilienzprüfung. Das mittels der Anordnung durchgeführte Verfahren besteht seinem Prinzip nach in der intermittierenden Anwendung von zeitlich und betragsmäßig definierten Druckschwankungen auf kompressible Oberflächen bzw. Systeme unter Nutzung einer hermetisch schließenden Messkammer sowie der reaktiven Erfassung der druckschwankungsbestimmten Wechselwirkungen zwischen Messkammer und untersuchtem Medium in Form elastischer Deformierungen. Die Bestimmung des Innendrucks eines Systems bzw. seiner internen elastischen Eigenschaften wird so möglich ohne das Einbringen von herkömmlicher Druckmesstechnik in das Systeminnere (Prinzip der Nichtinvasivität).The inventive arrangement Uses the principle of pneumatic resilience testing. That by means of the arrangement conducted Method is in principle in the intermittent application of time and amount defined Pressure fluctuations on compressible surfaces or systems under use a hermetically closing one Measuring chamber and the reactive detection of the pressure fluctuation-determined Interactions between measuring chamber and investigated medium in Shape of elastic deformations. Determination of internal pressure of a system or its internal elastic properties becomes so possible without the introduction of conventional pressure measurement technology into the interior of the system (principle of non-invasiveness).
Im folgenden wird die erfindungsgemäße Anordnung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen inin the The following will be the arrangement according to the invention in one embodiment explained in more detail. The associated Drawings show in
Die Wirkungsweise der Anordnung zur Bestimmung des intraorbitalen Drucks macht sich folgende Überlegung zu nutze. Die Orbita stellt ein allseitig fest umschlossenes Kompartiment dar, das bei inneren Druckanstiegen lediglich in eine Richtung, nämlich durch Ventralverlagerung seines Inhaltes, des Bulbus und des Septum orbitale, eine minimale Expansion erfahren kann, die jedoch zur vollständigen Kompensation eines beliebigen Druckanstieges nicht ausreicht (2, 4).The Mode of action of the device for determining the intraorbital pressure makes the following consideration advantage. The orbit is a compre hensive compartment which, in inner pressure increases only in one direction, namely by Ventral displacement of its contents, the bulb and the septum orbital, can experience a minimal expansion, however, to complete compensation insufficient pressure increase (2, 4).
Dieses
Ein-Kompartiment-Modell lässt
sich zu einem Zwei-Kompartiment-Modell erweitern, wenn man von außen eine
periorbital hermetisch schließende
Kammer über
dem Auge aufsetzt. Dies kann in Form einer Brille geschehen, die über ein Kopfband
fixiert wird. In diesem Falle besteht zwischen den beiden Kompartimenten
ein Druckgleichgewicht bzw. Druckänderungen in einem Kompartiment übertragen
sich auf das andere Kompartiment durch geringfügige Verlagerungen von Bulbus
und Septum orbitale (
Legt
man im äußeren Kompartiment
einen Druck bekannter Größe (in jedem
Fall größer als
der umgebende atmosphärische
Druck und größer als der
momentan zu erwartende intraorbitale Druck) an, so wird es zu einer
Verlagerung von Bulbus/Septum orbitale in Richtung Orbita kommen – dies stellt
die sogenannte enophthalmische Phase der Messung dar (
Lässt man
diesen Kammerdruck pK nun durch Öffnen eines
Ventils bis zur Höhe
des umgebenden atmosphärischen
Druckes patm abfallen, so wird die dafür benötigte Zeitspanne Δt maßgeblich von
der Höhe
des intraorbitalen Druckes porb bestimmt – je größer die
Differenz von intraorbitalem Druck porb zu
umgebendem atmosphärischem
Druck patm, um so kürzer ist die bis zum vollständigen Druckabfall
benötigte
Zeitspanne Δt.
Dies entspricht der sogenannten exophthalmischen Phase des Messvorganges
(
Die Phase des Druckabfalls lässt sich durch die allgemeine Geradengleichung (y = mx + t) mathematisch beschreiben, wenn man von einem streng linear verlaufenden Vorgang ausgeht. Je größer der intraorbitale Druck, umso steiler der Druckabfall. Es gilt: mit:
- Δt
- Zeitdifferenz bis zum vollständigen Abfall des Messkammerdrucks auf das Niveau des atmosphärischen Drucks
- pK
- Messkammerdruck
- patm
- atmosphärischer Druck
- porb
- intraorbitaler Druck
- k
- Proportionalitätsfaktor
- .delta.t
- Time difference until complete drop of the measuring chamber pressure to the level of the atmospheric pressure
- p K
- Measuring chamber pressure
- p atm
- atmospheric pressure
- orb
- intraorbital pressure
- k
- proportionality
In k fließen alle „Material- und Konstruktionseigenschaften" der Orbita sowie der verwendeten Apparatur ein (Weite der Öffnung des Auslassventils, Volumen der Messkammer usw.).In k flow all "material and construction characteristics "of Orbita and the apparatus used (width of the opening of the Outlet valve, volume of the measuring chamber, etc.).
In
Die beschriebene Anordnung erfüllt insbesondere die Anforderungen an ein nichtinvasives Messverfahren für die Bestimmung des intraorbitalen Drucks. Bei Ausführung der Messkammer in Größe und Gestalt einer handelsüblichen Schwimmbrille, die von einem Kopfband gehalten wird, ist eine schnelle und unkomplizierte Anbringung am Patienten sowie die Untersuchung in praktisch jeder Körperlage auch während des Patiententransports möglich. Das Anlegen, Anschließen und Überwachen eines solchen Gerätes kann von jeder Pflegekraft analog zu anderen Überwachungsgeräten erfolgen. Die Daueranwendung ist gewährleistet.The meets the described arrangement in particular the requirements for a non-invasive measurement method for the Determination of intraorbital pressure. When the measuring chamber is designed in size and shape a commercial one Swimming goggles, which is held by a headband, is a fast and easy attachment to the patient as well as the examination in virtually every body position even while patient transport possible. The docking, connecting and monitoring of such a device Can be done by any nurse analogous to other monitoring devices. The permanent application is guaranteed.
Aufstellung der benutzten Bezugszeichenlist the reference numbers used
-
- ALAL
- Auslassöffnungoutlet
- DLDL
- Datenloggerdata logger
- DSDS
- Drucksensorpressure sensor
- UVUV
- Umstellventildiverter
- KPKP
- Kompressorcompressor
- PCPC
- PersonalcomputerPC
- PTPT
- Patientpatient
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- 1 Kratky, V., Hurwitz, J., Avram, D.: Orbital compartment syndrome. Direct measurement of orbital tissue pressure: 1. Technique. Can J Ohpthalmol – vol. 25, no. 6, 19901 Kratky, V., Hurwitz, J., Avram, D .: Orbital compartment syndrome. Direct measurement of orbital tissue pressure: 1. Technique. Can J Ohpthalmol - vol. 25, no. 6, 1990
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- 4 Fleischmann, J. A., Beck, R. W., Hoffmann, R. O.: Orbital Emphysema as an Ophthalmic Emergency. Ophthalmology Vol. 11, No 11 (1984): 1389-13914 Fleischmann, J.A., Beck, R.W., Hoffmann, R.O .: Orbital Emphysema as of Ophthalmic Emergency. Ophthalmology Vol. 11, No 11 (1984): 1389-1391
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