-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie auch eine Vorrichtung zur Überwachung des Harnblasenfüllstandes eines Patienten. Hierbei kann unter dem Begriff eines Patienten sowohl ein Patient im humanmedizinischen Bereich als auch im veterinärmedizinischen Bereich verstanden werden.
-
Im Stand der Technik ist es bekannt, dass Patienten mit neurologischen Schäden, beispielsweise bei einer Querschnittslähmung oder multipler Sklerose oder bewusstseinseingeschränkte Menschen, eine rechtzeitige Entleerung der Harnblase nicht steuern können, da diese Patienten durch die Einschränkung der sensiblen Wahrnehmung nicht die Möglichkeit haben, die Füllung der Harnblase zu empfinden.
-
Bei solchen Patienten ist häufig auch die Fähigkeit der muskulären Kontrolle der Blasenentleerung beeinträchtigt, so dass bei ihnen ein regelmäßiger Katheterismus notwendig wird, was die Lebensqualität der Betroffenen beeinträchtigt.
-
Es ist weiterhin bekannt, den Blasenfüllstand beispielsweise mit Ultraschalluntersuchungen zu überprüfen. Hierfür existieren zwar bereits Geräte, die ein Patient selbst bedienen kann, eine kontinuierliche Messung ist jedoch durch die nötige fortwährende Positionierung eines Ultraschallkopfes auf der Bauchdecke unbequem. Andere Verfahren verwenden Messsonden, die in die Blase eingebracht werden müssen. Auch dies ist unangenehm und birgt Infektionsrisiken.
-
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereit zu stellen, mittels denen der Blasenfüllstand auf bequeme und für einen Patienten angenehme Art und Weise, bevorzugt kontinuierlich überwacht werden kann, beispielsweise um so einen optimalen Zeitpunkt für eine notwendige Blasenentleerung zu ermitteln. Es ist dabei weiterhin eine Aufgabe der Erfindung, den betroffenen Patienten ein Zugewinn an Lebensqualität zu ermöglichen, wenngleich auch mit dem Verfahren bzw. der Vorrichtung das Krankheitsbild selbst nicht therapierbar ist.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren zur Überwachung des Blasenfüllstandes eines Patienten gelöst, bei dem mehrere, beispielsweise mehr als vier Elektroden an der Körperoberfläche eines Patienten um die Blase des Patienten herum angeordnet werden und durch wenigstens ein Paar von zwei Elektroden ein durch den Körper fließender Wechselstrom erzeugt wird, wobei an mehreren Elektroden, ein jeweiliger Wechselspannungsmesswert erfasst wird, wobei die Wechselspannungsmesswerte selbst oder wenigstens ein daraus berechneter Ergebniswert ein Maß für den Blasenfüllstand bildet. Ein solches gebildetes Maß kann dann z. B. verwendet werden, um nach einem Vergleich des Maßes mit wenigstens einem Vergleichswert ein Warnsignal zu erzeugen, z. B. um einem Patienten anzuzeigen, dass die Blase entleert werden muss.
-
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Vorrichtung zur Überwachung des Blasenfüllstandes eines Patienten, insbesondere eine solche Vorrichtung, mit der das eingangs genannte Verfahren durchgeführt werden kann, die eine Elektrodenanordnung mit mehreren Elektroden, beispielsweise mit einer Anzahl von mehr als vier Elektroden umfasst, die an der Körperoberfläche eines Patienten um die Blase des Patienten herum anlegbar sind und die eine Elektronikeinheit aufweist mit einer Wechselstromquelle, insbesondere einer Konstantwechselstromquelle, mittels der wenigstens durch ein Paar von zwei Elektroden ein Wechselstrom einprägbar ist und wenigstens einen Spannungssensor aufweist, mit dem an mehreren Elektroden ein jeweiliger Wechselspannungsmesswert erfassbar ist, wobei die Wechselspannungsmesswerte selbst oder wenigstens ein daraus, z. B. durch eine Elektronikeinheit berechneter Ergebniswert ein Maß für den Blasenfüllstand bildet, insbesondere wobei die Elektronikeinheit eingerichtet ist, aus einem Vergleich des Maßes mit wenigstens einem Vergleichswert ein Warnsignal auszugeben.
-
Die Elektronikeinheit kann hierbei z. B. in einer Ausführung direkt ein Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung sein oder eine externe Einheit bilden. Die Berechnung kann demnach sowohl direkt in der erfindungsgemäßen Vorrichtung, als auch extern erfolgen. Bei externer Berechnung kann die Elektronikeinheit über Kabel oder auch kabellos mit der Vorrichtung kommunizieren.
-
Das Messen der Wechselspannungsmesswerte kann an einer jeweils ausgewählten Elektrode relativ zu einem Bezugspotential erfolgen. Das Bezugspotential kann dabei durch eine weitere Elektrode gegeben sein, so dass in einem solchen Fall ein jeweiliger Wechselspannungsmesswert zwischen zwei Elektroden gemessen wird, also jeweils an einem Paar von zwei Elektroden. Dabei müssen die ausgewählten Elektroden eines solchen Paares keineswegs benachbart sein, sie können jedoch benachbart sein. Die Wechselspannungsmesswerte können an mehreren Paaren von Elektroden erfasst werden, beispielsweise auch an allen möglichen Paaren von zwei benachbarten oder auch nicht benachbarten Elektroden, insbesondere unter Ausschluss von demjenigen Elektrodenpaar, durch welches im jeweiligen Fall der Wechselstrom in den Körper des Patienten eingeprägt wird.
-
Unter der vorbenannten Anordnung der Elektroden an der Körperoberfläche wird verstanden, dass die Elektroden entweder in unmittelbarem leitenden Kontakt zur Körperoberfläche stehen oder aber zumindest kapazitiv an die Körperoberfläche angekoppelt sind, da in diesen Fällen die Möglichkeit besteht, über ein ausgewähltes Paar von zwei Elektroden einen Wechselstrom über diese ausgewählten Elektroden durch den Körper fließen zu lassen.
-
Die Gesamtheit der Elektroden, die beim Verfahren oder der Vorrichtung zum Einsatz kommt, kann zusätzlich zu den an der Körperoberfläche angeordneten Elektroden auch wenigstens eine Elektrode umfassen, die im Körperinneren des Patienten angeordnet ist bzw. Angeordnet werden kann, beispielsweise die durch eine Körperöffnung in den Patienten eingeführt ist, z. B. durch den Penis, rektal oder vaginal. Es kann auch vorgesehen sein, wenigstens eine Elektrode an/in einem Katheter anzuordnen, so dass eine solche Elektrode zusammen mit dem Katheter in den Körper eingeführt werden kann, z. B. auch direkt in die Blase.
-
Das genannte Maß für den Blasenfüllstand kann je nach Ausführung des Verfahrens bzw. der Vorrichtung ein einzelner Wert sein, oder auch eine Vielzahl von Werten, z. B. auch ein Datensatz aus einer Vielzahl von Werten. Ein solcher Datensatz kann auch 2- oder 3-dimensional sein, also z. B. ein Datenfeld oder einen Datenraum bilden, je nach Berechnung.
-
Der wesentliche Kerngedanke der Erfindung beruht hier auf der Tatsache, dass durch das Einprägen eines Wechselstroms in den menschlichen Körper zwischen einem Paar von zwei Elektroden aus allen Elektroden an anderen Elektroden, beispielsweise jeweils zwei anderen Elektroden, also solchen, die nicht stromdurchflossen sind, eine Spannung messbar ist, die von der Impedanz des Körpergewebes im Einflussbereich des durch den Wechselstrom eingeprägten elektrischen Wechselfeldes ist.
-
So ist festzustellen, dass der Blasenfüllstand die Impedanz im betrachten abdominalen Volumen beeinflusst. Dies kann zum einen durch den Urin selbst geschehen oder durch die blasenbedingte Verdrängung von anderen Organen oder Geweben erfolgen.
-
Daher beeinflusst der Blasenfüllstand bzw. das Volumen der flüssigkeitsgefüllten Blase im Körperinneren maßgeblich die Impedanz des Körpers im Bereich der die Blase umgebenden Elektroden, so dass sich in Abhängigkeit eines durch den Körper fließenden Wechselstroms sich die Spannungsdifferenzen an den anderen Elektroden in Abhängigkeit des Blasenfüllstandes ändern. Dieser Wechselstrom kann eine gleich bleibende oder variierende Amplitude und/oder eine gleich bleibende oder variierende Frequenz aufweisen.
-
Ein Messschritt kann hier z. B. vorsehen, dass zwischen ausgewählten Paaren von zwei Elektroden nacheinander ein Wechselstrom wenigstens einer vorgegebenen Frequenz und/oder Amplitude eingeprägt wird und für jede Einprägung zwischen anderen ausgewählten Paaren von zwei Elektroden die Höhe der Wechselspannung erfasst, also gemessen und gespeichert wird. Nach jedem solchen Messschritt kann der Blasenfüllstand aus den Wechselspannungmesswerten bestimmt werden, wobei es vorgesehen sein kann einen solchen Messschritt in Zeitabständen, insbesondere periodisch zu wiederholen, um so eine kontinuierliche Überwachung des Blasenfüllstandes zu erhalten.
-
Es besteht die Möglichkeit, in einfachster Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. auch der Vorrichtung bereits schon in den Wechselspannungsmesswerten selbst ein Maß für den Blasenfüllstand zu erhalten. Z. B. können die Wechselspannungsmesswerte, zumindest eine Teil-Anzahl, mit Vergleichswerten verglichen werden, z. B. solchen, die zuvor als Referenz bei einer entleerten Blase, insbesondere patientenindividuell aufgenommen wurden.
-
Hier kann es beispielsweise vorgesehen sein, für jedes Paar von zwei Elektroden, durch welche ein Strom in den Körper eingeprägt wird, in einem Zustand, in dem die Blase des Patienten leer ist, mehrere Vergleichswerte für die übrigen Paarungen von Elektroden aufzunehmen, um sodann zu einem späteren Zeitpunkt, in dem eine Füllung der Blase erreicht ist, die Füllung durch Vergleich der Messwerte beider Zeitpunkte feststellen zu können.
-
Bei einer Anzahl von N Elektroden können so maximal jeweils (N × (N – 3)/2) Wechselspannungsmesswerte bzw. Vergleichwerte erfasst werden, wenngleich es nicht zwingend nötig für die Durchführung des Verfahrens ist, die maximale Anzahl möglicher Werte zu erfassen.
-
Ebenso kann es vorgesehen sein nicht die Wechselspannungsmesswerte, die bei gefüllter Blase oder auch bei entleerter Blase bei einer Referenzmessung aufgenommen werden, unmittelbar selbst als Maß oder Vergleichswerte heranzuziehen, sondern aus diesen Wechselspannungsmesswerten zunächst wenigstens einen Ergebniswert zu berechnen. Der eine oder die mehreren Ergebniswerte, ggfs. ein Datensatz oder Datenfeld können sodann das Maß bilden bzw. bei Messung mit leerer Blase wenigstens einen Vergleichswert bilden.
-
Wie eingangs erwähnt kann es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. auch der Vorrichtung vorgesehen sein, einen Wechselstrom nicht nur zwischen einem einzigen Paar von zwei Elektroden einzuprägen und sodann zwischen anderen Elektroden die Wechselspannung zu messen, sondern vielmehr das Einprägen des Stroms sukzessive nacheinander für mehrere, z. B. auch insgesamt für alle möglichen Paarungen von zwei Elektroden durchzuführen und bei jedem dieser durchgeführten Schritte jeweils zwischen einem einzelnen oder mehreren, z. B. auch zwischen allen anderen möglichen Paarungen von zwei Elektroden die Wechselspannung messtechnisch zu erfassen.
-
Grundsätzlich kann hierbei zur Durchführung des Verfahrens in einer Vorrichtung jede der eingesetzten Elektroden durch Kabel mit einer Elektronikeinheit verbunden sein, die dazu eingerichtet ist, jeweils ein ausgewähltes Paar von zwei Elektroden zu bestromen und die weiterhin eingerichtet ist, mit wenigstens einem Spannungssensor die Wechselspannung an mehreren, insbesondere allen anderen Paaren von zueinander benachbarten und/oder nicht benachbarten zwei Elektroden zu erfassen.
-
Hierbei kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass ein einziger Wechselspannungssensor vorgesehen ist, an den nacheinander zur Spannungsmessung jeweils ein Paar von Elektroden aufgeschaltet wird oder aber dass eine Vielzahl von Wechselspannungssensoren vorgesehen ist, insbesondere für jede mögliche oder ausgewählte Elektrodenpaarung einer, um die Wechselspannungen beispielsweise gleichzeitig für diese Elektrodenpaarungen messtechnisch erfassen zu können.
-
In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Vorrichtung kann es dabei vorgesehen sein, dass die Elektrodenanordnung als ein durch einen Patienten tragbares Kleidungsstück ausgebildet ist. Beispielsweise kann ein solches Kleidungsstück als Hose, z. B. Unterhose, ausgebildet sein, an deren Innenseite die Elektroden angeordnet sind, so dass diese entweder einen leitenden Kontakt zur Hautoberfläche des Patienten aufweisen oder zumindest kapazitiv an die Hautoberfläche angekoppelt sind.
-
Beispielsweise können hier bei der Ausbildung eines Kleidungsstücks als Hose die Elektroden zumindest zum Teil im Bereich des oberen Hosenbundes angeordnet sein. In einer solchen Anordnung bilden diese Elektroden des Hosenbundes eine Gruppe von Elektroden, die im Wesentlichen in einer Ebene senkrecht zur Körperlängsachse liegen, wobei bevorzugt diese Ebene die Blase des Patienten schneidet. So wird sichergestellt, dass eine ausreichend starke Beeinflussung der gemessenen Wechselspannungen in Abhängigkeit des Blasenfüllstandes vorliegt.
-
Ebenso kann es vorgesehen sein, dass die Elektroden z. B. als ein Gürtel ausgebildet sind und auf diese Art und Weise einfach um das Becken eines Patienten gelegt werden können.
-
Die Ausbildung einer Elektrodenanordnung der Vorrichtung als tragbares Kleidungsstück hat hier den besonderen Vorteil, dass die Überwachung des Blasenfüllstandes für den Patienten nicht der Anwendung einer besonderen ungewohnten Apparatur bedarf, sondern dass die Überwachung stattfinden kann durch das Tragen von Kleidungsstücken, an die der Patient gewöhnt ist. So kann auch im Alltag eine z. B. kontinuierliche Überwachung des Blasenfüllstandes erfolgen.
-
In einer Weiterbildung der Vorrichtung kann es bei einer z. B. als Kleidungsstück ausgebildeten Elektrodenanordnung vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil aller in der Vorrichtung vorgesehenen Elektroden im Bereich eines jeweiligen Beins, insbesondere des Oberschenkels eines Patienten an der Körperoberfläche angeordnet sind. Beispielsweise können hier bei einer als Hose, bevorzugt Unterhose ausgebildeten Elektrodenanordnung einige von allen Elektroden im Bereich der unteren Hosenbunde angeordnet sein. Ebenso können bei einer als Hose ausgebildeten Elektrodenanordnung auch Elektroden im Bereich des Gesäßes und/oder eine Elektrode auf der Bauchdecke vorhanden sein. Durch die Anordnung der Elektroden nicht nur innerhalb einer Ebene senkrecht zur Körperlängsachse, wie dies beim oberen Hosenbund oder bei einem Gürtel der Fall ist, wird die vorteilhafte Wirkung erzielt, dass die Impedanzänderung im Körperinneren durch eine Füllstandsänderung der Blase in mehreren als nur einer Ebene, insbesondere dreidimensional überprüft werden kann und hierdurch die Messungen eine höhere Zuverlässigkeit erhalten.
-
Allgemein kann es z. B. vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl der Elektroden der Elektrodenanordnung innerhalb einer Ebene liegen, insbesondere die beim Tragen der Elektrodenanordnung die Blase schneidet, wobei eine Minderzahl aller Elektroden außerhalb dieser Ebene liegen. Wie in der oberen Ausführung beschrieben, kann die Mehrzahl der Elektroden im oberen Hosenbundbereich angeordnet sein und die Minderzahl an den unteren Hosenbunden und/oder Pobacken und/oder Bauchdecke etc.
-
In einer Weiterbildung kann es auch vorgesehen sein, dass wenigstens eine Elektrode der Elektrodenanordnung in den Körper des Patienten einführbar ist, beispielsweise durch den Penis, rektal oder vaginal, wofür die wenigstens eine Elektrode z. B. an einem Kabel angeordnet, insbesondere mit dem Kleidungsstück verbunden sein kann.
-
Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass die Elektronikeinheit neben den Mitteln zum Einprägen eines insbesondere konstanten Wechselstroms einer einzigen festen Frequenz oder gegebenenfalls auch mehrerer Frequenzen, sequentiell nacheinander oder gleichzeitig, und wenigstens einem Wechselspannungssensor eine Signalisierungseinheit aufweist, mit der einem Patienten ein vom Blasenvolumen bzw. dem Blasenfüllstand abhängiges Signal anzeigbar ist. Eine solche Anzeige kann z. B. optisch, akustisch oder haptisch (z. B. durch Vibration) erfolgen. Ein Patient, der kein Empfinden für den Blasenfüllstand hat, erhält somit durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Signal, um eine Entleerung der Blase zu bewirken.
-
Hier kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die Elektronikeinheit bei einem querschnittsgelähmten Patienten in einem Rollstuhl integriert ist, wobei der Elektroden aufweisende Teil, wie beispielsweise vorgenanntes Kleidungsstück, insbesondere eine Hose, durch Kabel oder per Funk mit der Elektronikeinheit verbunden sein kann. Eine Signalisierungseinheit der vorbeschriebenen Art kann ebenfalls am Rollstuhl angeordnet sein, insbesondere in einer Position, die durch einen Patienten, der im Rollstuhl sitzt, leicht wahrnehmbar ist. Es kann auch vorgesehen sein, eine Signalisierungseinheit kabelgebunden oder durch Funkkommunikation derart auszubilden, dass diese an einem Arm, insbesondere Unterarm und hier bevorzugt im Handgelenkbereich eines Patienten getragen werden kann, vergleichbar mit einer Uhr.
-
Die Vorrichtung kann zur Durchführung des Verfahrens weiterhin derart eingerichtet sein, dass aus den Wechselspannungsmesswerten eines jeden Messschrittes eine zweidimensionale oder dreidimensionale, zumindest latente tomografische Repräsentation der Impedanz oder der Impedanzänderung eines die Blase umfassenden Körperbereichs berechnet wird, wobei in diesem Fall in einer möglichen Ausführung die Impedanzwerte oder Impedanzänderungswerte der Repräsentation die eingangs genannten Ergebniswerte, insbesondere somit also ein Datenfeld oder auch einen Datenraum bilden können.
-
Ein Messschritt kann dabei bevorzugt ein solcher Verfahrensschritt sein, bei dem an mehreren ausgewählten oder vorbestimmten Elektrodenpaaren, insbesondere an jedem möglichen Elektrodenpaar nacheinander ein Wechselstrom eingeprägt wird und für jedes Elektrodenpaar, an dem ein solcher Wechselstrom eingeprägt ist, an mehreren anderen, insbesondere an allen anderen Elektrodenpaaren von zwei Elektroden, bei denen kein Wechselstrom eingeprägt ist, die Wechselspannung messtechnisch erfasst wird.
-
Bei einem solchen Verfahren zur Erfassung der Wechselspannungsmesswerte kann sodann je nach Anordnung der Elektroden um die Blase eines Patienten herum eine zweidimensionale oder gegebenenfalls auch dreidimensionale, zumindest latente tomografische Repräsentation der Impedanz oder Impedanzänderung des Körperbereichs berechnet werden, der von den Elektroden umgeben ist, wofür auf im Stand im der Technik grundsätzlich bekannte Verfahren der elektrischen Impedanztomografie (EIT) zurückgegriffen werden kann.
-
Durch solche Berechnungsverfahren können beispielsweise zweidimensionale tomografische Repräsentationen berechnet werden, die die Impedanz oder je nach Verfahren auch die Impedanzänderung in einem Schnitt quer, insbesondere senkrecht zur Körperachse bestimmen. Eine solche zweidimensionale tomografische Repräsentation kann beispielsweise erstellt werden, wenn die Elektroden der vorgenannten Elektrodenanordnung sich im Wesentlichen alle in einer Ebene befinden, die quer, insbesondere senkrecht zur Körperlängsachse liegt und bevorzugt die Blase schneidet.
-
Bei einer verteilten Anordnung der Elektroden auch außerhalb einer solchen Ebene besteht darüber hinaus auch die Möglichkeit, eine dreidimensionale, zumindest latente tomografische Repräsentation der Impedanz oder Impedanzänderung zu berechnen.
-
Solche Berechnungen, die nicht den Gegenstand der hier beschriebenen Erfindung darstellen, sind dem Fachmann bekannt, beispielsweise als klassischer Rückprojektionsalgorithmus oder als modifizierter Newton-Raphson-Algorithmus, wie es z. B. in der Veröffentlichung von Lionhart et al., 2005 Part 1: Reconstruction Problem, in: David Holder (EDS). Electrical impedance tomography: methods, history and application. Series in medical physics and biomedical engineering Bristol: Institute of physics publishing 1–64 beschrieben ist.
-
Die hier beschriebenen Verfahren sowie gegebenenfalls andere, auch hier im Rahmen dieser Erfindung einsetzbare Algorithmen zur Bestimmung einer zwei- oder dreidimensionalen tomografischen Repräsentation bilden demnach die Impedanz oder Impedanzänderungsverteilung in der durch die Elektrodenanordnung bestimmten Schnittfläche oder dem durch die Elektrodenanordnung umfassten Volumen/Raum dar.
-
Hierbei bilden im Sinne der Erfindung die Impedanzwerte oder Impedanzänderungswerte der jeweiligen Repräsentation die Ergebniswerte, die sich durch Berechnung aus den Wechselspannungsmesswerten ergeben. Eine solche tomografische Repräsentation kann wieder selbst ein Maß für den Blasenfüllstand bilden oder es können aus der tomografischen Repräsentation Informationen durch Berechnung/Auswertung/Bildverarbeitung gewonnen werden, die sodann das Maß bilden.
-
Es besteht beispielsweise die Möglichkeit, eine berechnete tomografische Repräsentation zu einem bestimmten Zeitpunkt mit einer solchen Repräsentation zu vergleichen, die bei einer leeren Blase als Referenz bei demselben Patienten mit derselben Vorrichtung aufgenommen wurde.
-
Im Sinne der Erfindung wird unter einer zumindest latenten tomografischen Repräsentation verstanden, dass die Impedanz- oder Impedanzänderungsverteilung in der durch die Elektrodenanordnung bestimmten Schnittebene oder dem durch die Elektroden umspannten Volumen nicht zwingend für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bildlich z. B. durch eine Anzeigevorrichtung dargestellt werden muss, zumindest aber die berechneten Ergebniswerte der Impedanzverteilung oder Impedanzänderungsverteilung für die Durchführung des Verfahrens in der erfindungsgemäßen Vorrichtung oder einer externen Datenverarbeitungsanlage/Elektronikeinheit vorliegen.
-
Da bei der elektrischen Impedanztomografie die Bestimmung exakter absoluter Impedanzgrößen sehr aufwändige Berechnungsverfahren voraussetzt, kann es bei der hier beschriebenen Erfindung vorgesehen sein, die Impedanzen auf der Grundlage von Ursprungswerten der Wechselspannungen bei leerer Blase zu bestimmen. Hierfür kann es vorgesehen sein, Wechselspannungsmesswerte, wie zuvor beschrieben, bei einer entleerten Blase eines Patienten in wenigstens einem Messschritt zu erfassen oder gegebenenfalls auch in mehreren Messschritten mehrfach zu erfassen und jeweils zu mitteln, um sodann hiervon ausgehend Impedanzen als eine sogenannte funktionelle elektrische Impedanztomografie zu berechnen.
-
In einem solchen Fall stellt eine tomografische Repräsentation zweidimensionaler oder dreidimensionaler Art keinen exakten Wert der Impedanz dar, jedoch genügend aussagkräftige relative Werte.
-
In einer Erweiterung kann es darüber hinaus auch vorgesehen sein, eine funktionale Analyse wenigstens einer tomografischen Repräsentation bezüglich Änderungen (der Impedanz- oder Impedanzänderungswerte) über die Zeit zu bilden, z. B. eine tomografische Differenzrepräsentation zu bilden durch Subtraktion zweier zu verschiedenen Zeiten erstellter tomografischer Repräsentationen.
-
In einem solchen Fall kann die zeitliche Entwicklung der Blasenfüllung in tomografischen Repräsentationen erfasst werden, wobei statische Impedanzen keinen Beitrag oder nur einen Rauschbeitrag in der tomografischen Differenzrepräsentation bilden. Diese Art der Repräsentation zeigt demnach nur die Impedanzänderung zwischen den beiden festgelegten Zeitpunkten, zu denen die beiden voneinander subtrahierten tomografischen Repräsentationen erstellt wurden.
-
Es kann so bei erfindungsgemäßer Durchführung des Verfahrens auch in einer möglichen Ausführung vorgesehen sein, kontinuierlich, z. B. periodisch solche funktionalen Analysen, z. B. Differenzrepräsentationen zu berechnen aus der jeweils aktuellen und der vorherigen tomografischen Repräsentation oder mehrerer vorheriger Repräsentationen. Eine solche Analyse, insbesondere Differenzrepräsentation kann wiederum z. B. für sich selbst betrachtet ein Maß für den Blasenfüllstand bilden. Auch hier kann das Maß wiederum ein Datenfeld oder sogar einen Datenraum darstellen.
-
In dieser Ausführung besteht wiederum die Möglichkeit, die einzelnen Ergebniswerte, die eine tomografische Analyse insbesondere eine Differenzrepräsentation ausmachen, zu vergleichen mit gespeicherten Vergleichswerten, z. B. einer tomografischen Repräsentation des Leerzustandes der Blase, um hieraus ein Warnsignal zu bilden. Hierfür kann es vorgesehen sein, eine tomografische Repräsentation einer entleerten Blase als eine Vergleichsrepräsentation bzw. eine Vielzahl von Vergleichswerten in der Vorrichtung gespeichert vorzuhalten.
-
In einer wiederum anderen möglichen Ausbildung des Verfahrens bzw. der Einrichtung der Vorrichtung besteht die Möglichkeit, zumindest einen Teil der Ergebniswerte einer tomografischen Repräsentation oder aber auch einer tomografischen Differenzpräsentation zu summieren, wobei die so gebildete Summe einen neuen Ergebniswert im Sinne der Erfindung bildet, insbesondere in diesem Fall einen einzelnen Zahlenwert als Maß für den Blasenfüllstand.
-
Hierbei kann in einer möglichen Ausgestaltung nur ein solcher Teil von Ergebniswerten einer tomografischen Repräsentation zur Summation herangezogen werden, der in der tomografischen Repräsentation flächig oder räumlich durch eine definierte Umgebung, z. B. im Voraus festgelegte Umgebung um die Blase umgrenzt ist. So können Summationsbeiträge aus anderen Körperbereichen, wie beispielsweise Beckenknochen etc. ausgeblendet werden.
-
Ebenso besteht die Möglichkeit, grundsätzlich alle Ergebniswerte einer tomografischen Repräsentation zu summieren und so einen neuen Ergebniswert im Sinne der Erfindung zu bilden. Ein solcher Ergebniswert bildet lediglich einen einzigen Zahlenwert als Maß, der somit erfindungsgemäß auch nur mit einem einzigen Vergleichszahlenwert zu vergleichen ist, um ein Warnsignal auszugeben. In derselben Weise kann ein Vergleichszahlenwert ermittelt werden bei entleerter Blase.
-
In einer Ausführung kann es vorgesehen sein, dass bei einer tomografischen Differenzrepräsentation, bei welcher demnach zwischen zwei Messzeitpunkten hinsichtlich der Impedanz ungeänderte Körperbereiche keinen Beitrag oder lediglich einen Rauschbeitrag bilden, mit fortschreitender Blasenfüllung ein ringförmiger Bereich in der tomografischen zweidimensionalen oder dreidimensionalen Differenzrepräsentation durch die sich im Füllvorgang nach außen bewegende Blasenwand eingenommen wird. Mit fortschreitendem Blasenfüllstand kann sich somit die Summe dieses Ergebniswertes wegen der Änderung gegenüber der Umgebung ändern, da die ungeänderten Impedanzbereiche aus Körpergewebe, welches die Blase umgibt, keinen effektiven Beitrag zur Summe bilden.
-
In einer anderen möglichen Ausführung, bei der eine Repräsentation einer funktionellen elektrischen Impedanztomografie zugrunde gelegt wird, kann es eingerichtet sein, dass sich im Bereich der Blase die Impedanz nicht ringförmig, sondern flächig gegenüber dem Umgebungsgewebe ändert, so dass die vorgenannte Summe und der hierdurch gebildete Ergebniswert mit fortschreitendem Blasenfüllstand ebenso eine Änderung erfährt, weil die zur Summe beitragenden Impedanzwerte im Bereich der Blase sich gegenüber der Umgebung ändern
-
Es kann demnach in einem solchen Fall z. B. ein Vergleich des Ergebniswertes auf Unterschreitung oder Überschreitung eines z. B. gespeicherten Vergleichswertes vorgenommen werden, um sodann ein entsprechendes Signal über den Blasenfüllstand zu generieren.
-
Es kann in einer anderen Ausführung auch z. B. mittels einer Bildverarbeitungssoftware in der latenten tomografischen Repräsentation die Größe bzw. das Volumen der Blase ermittelt werden. Z. B. können hier die Blasenränder erkannt werden anhand des Gradienten der Impedanz, der am Blasenrand sprunghaft in seinem Betrag ansteigt. Nach Feststellung der Ränder kann aus dieser Information das Volumen oder im Schnitt die Fläche berechnet werden, die die Blase in der Repräsentation einnimmt. Auch dieser Wert für das Volumen oder die Fläche kann ein Maß für den Blasenfüllstand im Sinne der Erfindung bilden und z. B. zu einem Vergleich mit einem gespeicherten Vergleichswert herangezogen werden, um ein Warnsignal zu erzeugen.
-
In einer bevorzugten Weiterbildung kann es vorgesehen sein, dass die Vorrichtung, insbesondere die Elektronikeinheit der Vorrichtung eingerichtet ist, in Abhängigkeit des ermittelten Maßes ein Signal zur Entleerung zu erzeugen, mit dem ein Ventil angesteuert wird, das für eine automatische Entleerung der Blase Sorge trägt. Ein solches Ventil kann z. B. an einem Katheter angeordnet sein, der durch die Harnröhre appliziert ist, insbesondere direkt in die Blase des Patienten. Das genannte Signal kann somit anstatt oder zusätzlich zu einem Warnsignal erzeugt werden. In einem solchen Fall kann z. B. das Ventil elektrisch über den Kathether, z. B. über eine von Katheter aufgenommene Leitung mit der Vorrichtung, insbesondere der Elektronikeinheit verbunden sein.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend beschrieben.
-
Die 1 zeigt die Anwendung des Verfahrens bzw. der Vorrichtung an einem menschlichen Patienten 1, der eine erfindungsgemäße Vorrichtung benutzt, die eine Elektrodenanordnung 2 und eine elektronische Einheit 3 umfasst. Die Elektrodeneinheit 2 ist hier als eine Unterhose ausgebildet ist, wobei im Bereich des oberen Hosenbundes mehrere Elektroden 4 angeordnet sind, beispielsweise auf der Innenseite des Hosenbundes, die den Körper des Patienten 1 im Beckenbereich umgeben und somit in einer Ebene liegen, welche die Blase schneidet.
-
Bei dieser Ausführung ist die elektronische Einheit 3 mit den Elektroden 4 der Elektrodenanordnung 2 über Kabel 5 verbunden, wobei für jede Elektrode 4 ein entsprechendes Kabel 5 vorgesehen ist. Die Elektronikeinheit kann einen integralen Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausbilden und z. B. im Kleidungsstück, hier der Hose angeordnet sein. Die Elektronikeinheit kann auch durch eine z. B. externe Datenverarbeitungsanlage (PC) ausgebildet sein, mit der extern die Auswertung vorgenommen wird.
-
Es besteht demnach die Möglichkeit, mittels der Elektronikeinheit 3, beispielsweise einem darin vorhandenen digitalen Signalprozessor 6, über einen Digital-/Analogkonverter 7 zwischen einem ausgewählten Paar von zwei Elektroden 4 aus allen Elektroden einen vorbestimmten z. B. konstanten Wechselstrom einzuprägen, der zwischen diesen Elektroden 4 durch den Körper des Patienten 1 fließt und sodann für dieses Paar von zwei Elektroden die an anderen, bevorzugt allen anderen Elektrodenpaaren vorhandene Wechselspannung messtechnisch durch einen Analog-/Digitalkonverter 8 z. B. derselben Einheit 3 zu erfassen.
-
Für einen Messschritt einer solchen Erfassung wird dabei an mehreren, z. B. an jedem möglichen Elektrodenpaar aus zwei Elektroden 4 ein Wechselstrom eingeprägt und sodann für jedes dieser Paare an mehreren, z. B. allen anderen Elektrodenpaaren aus benachbarten Elektroden die Wechselspannung gemessen.
-
So ergibt sich eine Vielzahl von Messwerten, die so, wie es eingangs im allgemeinen Teil beschrieben wurde, mit einem Algorithmus gemäß dem bekannten Verfahren der insbesondere funktionellen elektrischen Impedanztomografie (fEIT) in eine zweidimensionale, zumindest latente tomografische Repräsentation umgerechnet werden kann, welche beispielsweise die 2 zeigt.
-
Diese 2 visualisiert in einer vorbestimmten Auflösung in einer Schnittebene senkrecht durch die Körperlängsachse, d. h. hier die Ebene, die im Wesentlichen durch die Elektrodenanordnung 2 definiert ist, die Impedanz oder Impedanzänderung der Körperregion in dieser Schnittebene auf der Grundlage einer ursprünglichen Referenzmessung.
-
Hier ist visualisiert, dass in dieser grafischen Repräsentation der Bereich 9 gegenüber dem umgebenden Bereich 10 eine andere Impedanz hat, was hier auf eine erhöhte Blasenfüllung zurückzuführen ist. In der grafischen Darstellung der 2 stellt die Umrandung des Gebietes 9 im Wesentlichen die äußere Kontur der gefüllten Blase mit einer gegenüber der Umgebung geänderten Impedanz dar. Wie die Änderung der Impedanz konkret bei der Anwendung des Verfahrens ausfällt kann z. B. davon abhängen, ob der Wechselstrom eine gleich bleibende oder variierende Frequenz und/oder gleich bleibende oder variierende Amplitude bei der Messung hatte. Die Auswertung ist insoweit an die Messphase anzupassen.
-
Bei einer Summation sämtlicher Impedanzwerte in dem hier dargestellten quadratischen Feld der 2 ergibt sich demnach ein geändertes Summensignal im Vergleich zu einer ursprünglichen, hier jedoch nicht dargestellten grafischen Repräsentation bei leerer Blase, da bei der hier dargestellten 2 im Gebiet der Blase, welche durch den Bereich 9 repräsentiert ist, die Impedanz in einer großen Fläche geändert ist.
-
Der Summenwert aus allen, zumindest einem Teil der Impedanzwerte einer solchen bevorzugt funktionellen elektrischen Impedanztomografie stellt demnach ein adäquates Maß dar, um den Blasenfüllstand zu bestimmen, insbesondere wenn ein Vergleichswert dieses Summenwertes vorliegt, der bei einer entleerten Blase ermittelt wurde.
-
So besteht beispielsweise die Möglichkeit, mit einer Vorrichtung der erfindungsgemäßen Art eine Vergleichsmessung mit dem konkreten Patienten durchzuführen, der später die Vorrichtung bzw. zumindest die Elektrodenanordnung dieser Vorrichtung am Körper trägt, um aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten.
-
So zeigt beispielsweise die 3 die Abnahme der sogenannten globalen Impedanz, d. h. des vorbeschriebenen Summenwertes mit zunehmendem Blasenvolumen, welche durch Messungen gewonnen wurde, bei denen die Blase künstlich durch Infusion zur Darstellung des Funktionsprinzips der Erfindung gefüllt wurde.
-
Es zeigt sich hier, dass die Summenwerte ein im Wesentlichen linear fallendes Verhalten zeigen in Abhängigkeit der Blasenfüllung, so dass darauf geschlossen werden kann, dass dann, wenn der Summenwert einen bestimmten Vergleichswert unterschreitet, ein solcher Blasenfüllstand erreicht ist, bei dem eine Blasenentleerung durchgeführt werden sollte. Ein solcher Fall kann sodann signalisiert werden.
-
Hierfür kann durch die Elektronikeinheit die Anzeigevorrichtung angesteuert werden, um ein entsprechendes Signal zu generieren und dem Patienten zur Anzeige zu bringen.
-
Die 4 zeigt eine weitere Ausbildung zumindest der Elektrodenanordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die sich von derjenigen der 2 dadurch unterscheidet, dass hier nicht nur Elektroden 4 im Bereich des oberen Hosenbundes angeordnet sind, sondern ebenso Elektroden 4a im Bereich der Hosenbeine, insbesondere der jeweiligen unteren Bunde.
-
Ebenso kann es vorgesehen sein, dass hier auf der Rückseite der Hose, die nicht dargestellt ist, auch ergänzend Elektroden im Pobackenbereich angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich eine Anordnung gegenüber der 1, in welcher die Elektroden die Blase des Patienten nicht nur in einer Ebene umgeben, sondern auch außerhalb dieser Ebene, insbesondere dreidimensional um die Blase herum angeordnet sind.
-
Es erschließt sich hierdurch die Möglichkeit, eine Verteilung der Impedanz bzw. Impedanzänderung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der Vorrichtung nicht nur zweidimensional, sondern sogar dreidimensional zu berechnen. In einem solchen Fall kann in gleicher Weise die Summe der einzelnen Werte gebildet werden, aus denen sich die dreidimensionale tomografische Repräsentation zusammensetzt, unabhängig davon, ob es sich um Impedanzwerte oder Impedanzdifferenzen zwischen zwei dreidimensionalen tomografischen Repräsentationen handelt.
-
Durch die Beschreibung der Erfindung wird deutlich, dass das Verfahren und die Vorrichtung Patienten bei einer durchzuführenden Blasenentleerung unterstützen, die selbst kein Gefühl für den Füllstand der Blase entwickeln können. Die Erfindung hilft demnach, die Lebensqualität solcher Patienten maßgeblich zu erhöhen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- Lionhart et al., 2005 Part 1: Reconstruction Problem, in: David Holder (EDS). Electrical impedance tomography: methods, history and application. Series in medical physics and biomedical engineering Bristol: Institute of physics publishing 1–64 [0038]
