DE1288736B

DE1288736B - Geraet zur Herstellung eines form- und oberflaechengetreuen Abdrucks von Koerperhoehlen fuer diagnostische Zwecke

Info

Publication number: DE1288736B
Application number: DEB71832A
Authority: DE
Inventors: Cook Galen Bruce
Original assignee: Baxter Laboratories Inc
Current assignee: Baxter International Inc
Priority date: 1962-05-11
Filing date: 1963-05-09
Publication date: 1969-02-06
Also published as: GB968314A; DK105823C; IT986749B; SE306593B; US3227154A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Herstellung eines form- und oberfiächengetreuen Abdrucks von Körperhöhlen für diagnostische Zwecke.
Zur Ermittlung und Prüfung von Erkrankungen in Körperhöhlen von Menschen oder Tieren hat man bisher in diese Körperhöhlen Sonden eingeführt, mit denen die Innenwand der Körperhöhle betrachtet und mit denen gegebenenfalls Teile an der Oberfläche der Höhlenwand entfernt werden konnten.
Derartige Untersuchungen beanspruchen in der Regel verhältnismäßig lange Zeit und gestatten es, lediglich an Einzelstellen z. B. kranke Zellen zu entnehmen, so daß mehrfache Einführung der Sonden notwendig ist. -Es ist auch bereits insbesondere zur Untersuchung von Magenwänden bekannt, in den Magen einen aufblasbaren Ballon einzuführen, der bei Erreichen der Magenhöhle aufgeblasen wird. Dieser Ballon oder Beutel besitzt eine rauhe Oberfläche aus einem Seidengeflecht mit Knoten, so daß beim Herausziehen des Beutels aus dem Magen beschädigte Zellen von der Mageninnenwand abgerissen werden und auf der rauhen Oberfläche des Beutels hängenbleiben. Diese Arbeitsweise hat den Nachteil, daß sich an Hand des Beutels nicht genau lokalisieren läßt, an welcher Stelle der Körperhöhle sich Krankheitssymptome zeigen, so daß zusätzliche Untersuchungen über Sonden notwendig sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät zu schaffen, mit dem ein form- und oberflächengetreuer Abdruck von Körperhöhlen möglich ist, so daß eine genaue Lokalisierung -der Krankheitsherde möglich ist.
Diese Aufgabe ist gelöst durch einen in eine Körperhöhle einzuführenden, über eine Zuleitung vom distalen Ende her aufpumpbaren Beutel, der an seiner Außenfläche eine thermoplastisch verformbare Schicht aufweist, die durch das Pumpmedium oberhalb der Körpertemperatur auf einen plastisch modulierbaren Zustand erwärmbar und unterhalb der Körpertemperatur auf einen elastisch nachgiebigen Zustand erhärtbar ist. Dieser Beutel paßt sich beim Aufblasen unter Wärme genau der Körperhöhleninnenwand an. Wird er in diesem Zustand erhärtet, und läßt man ihn in sich zusammenfallen, so kann er nach dem Herausnehmen durch erneutes Aufblasen wieder in die Form gebracht werden, die er im aufgeblasenen Zustand innerhalb der Körperhöhle eingenommen hat, so daß man einen genauen Abdruck der Körperhöhle erhält. Dieses Gerät läßt sich zur Untersuchung von Speiseröhren, Magen, Eingeweiden, Harnblase, Gebärmutter u. dgl. mit Erfolg anwenden.
Um sicherzustellen, daß der Beutel überall in gute Berührung mit den die Körperhöhle umschließenden Wänden kommt, kann bei zwei- oder mehrschichtigem Aufbau die Ausbildung sa sein, daß benachbarte innere und äußere Schichten des Beutels aus chemisch zusammenhängenden Materialien bestehen.
Und zwar können die inneren und äußeren Schichten aus terpenen Polymeren und Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren bestehen.
Um für den Patienten Unbehaglichkeiten bei der Untersuchung weitestmöglich auszuschalten, werden zweckmäßig für das Erweichen bzw. Erhärten des Beutels Temperaturen verwendet, die der Körpertemperatur naheliegen. Aus diesem Grunde wird das Beutelmaterial so gewählt, daß die äußere Oberfläche bei Temperaturen zwischen 38 und 500 C modellierbar und bei Temperaturen zwischen 37 und 200 C härtbar ist. Dies läßt sich beispielsweise dann durchführen, wenn die inneren und äußeren Schichten des Beutels aus Polyvinylbutyral und Alkylarylphosphat bestehen.
Um eine Kontrolle bei der Einführung des Beutels und dem Aufblasen und Entspannen durchführen zu können, kann in die Wandung des Beutels ein für Röntgenstrahlen undurchlässiges Material eingelegt sein.
Sollen mit dem erfindungsgemäßen Gerät auch Zellen aus der Höhlenwand entnommen werden, so wird zweckmäßig die äußere Oberfläche des Beutels klebrig ausgebildet.
Bei dem erfindungsgemäßen Gerät kann die Beutelwand aus einer einzigen Materialschicht bestehen, vorausgesetzt, daß diese Schicht gleichzeitig die erforderlichen thermoplastischen Eigenschaften besitzt und für ein Aufpumpmedium, z. B. Wasser, undurchlässig ist. In den meisten Fällen wird es jedoch bevorzugt, einen Beutel zu verwenden, dessen Wände aus mehreren Schichten besteheii, wobei dann die äußere Schicht modulierbar ist und vorzugsweise, wie dargelegt, die Wände aus Materialschichten mit denselben chemischen Komponenten bestehen, so daß sie besser über ihre ganze Ausdehnung zusammenhängen; dabei soll jedoch das Material der inneren Schicht eine solche chemische Zusammensetzung haben, daß sie weniger modulierbar und undurchlässig für das Aufpumpmedium als die äußere Schicht ist. Es ist jedoch auch möglich, zwei verschiedene Schichten oder eine Vielzahl von inneren Schichten zu verwenden. Ist es beispielsweise erwünscht, eine Begrenzung des Aufpumpvolumens des Beutels und damit eine Begrenzung der Spannung auf die Höhlenwände zu erhalten, so kann eine der inneren Schichten aus einem im wesentlichen unnachgiebigen Material bestehen, z. B. aus Tuch oder aus einem unelastischen Formstoff.
Die notwendige Stärke der äußeren Schicht hängt von der Art der zu untersuchenden Körperhöhle und von der Art und Größe der erwarteten Abnormalien in der Körperhöhle ab. Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat die äußere modellierbare Schicht eine Stärke von etwa 1 bis 2,5 mm, während die innere Schicht eine Stärke von etwa 0,1 bis 0,25 mm aufweist.
Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Geräts wird in der Weise vorgegangen, daß in an sich bekannter Weise der Beutel in die Körperhöhle eingeführt und bis zur Anlage an die Körperwand aufgepumpt wird, daß dann das Beutelmaterial mittels Warmfluidzirkulation auf Uberkörpertemperatur bis zur plastischen Modellierbarkeit erwärmt und anschließend zur Abdrucksicherung durch Kaltfluidzirkulation auf Unterkörpertemperatur in einen elastisch nachgiebigen Zustand abgekühlt und schließlich nach Entleerung und Zusammenfallen des Beutels aus der Körperhöhle entfernt wird.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 in vereinfachter Darstellung das effindungsgemäße Gerät im Magen eines Patienten, Fig. 2 den Beutel des erfindungsgemäßen Geräts in aufgepumpter Form im Magen mit angeschlossener Pumpvorrichtung für die Füllung und Entleerung des Beutels, Fig. 3 in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung den Beutel des erfindungsgemäßen Geräts nach dem Zusammenfallen, F i g. 4 von der Seite und teilweise aufgeschnitten den Beutel des erfindungsgemäßen Geräts nach dem Entfernen aus der Körperhöhle und erneutem Aufblasen, F i g. 5 einen Schnitt durch den Beutel entlang der Linie V-V in Fig. 4 und F i g. 6 einen Schnitt durch ein Zuführrohr für den Beutel längs der Linie VI-VI in F i g. 2.
In den Figuren ist ein Beutel 1 gezeigt, dessen Wände aus einer äußeren modellierbaren Materialschicht 2 und einer inneren Verkleidungsschicht 3 bestehen.
In der Praxis sind diese beiden Schichten derart chemisch komponiert, daß sie scheinbar eine Wand aus homogenem Material darstellen.
Der Beutel 1 ist abdichtend mit einem Rohr 5 mit drei Kanälen 6, 7 und 8 verbunden. Der Kanal 6 dient als Zufuhrkanal für das Aufpumpmedium, der Kanal 7 als Entleerungskanal vom Auspumpmedium und der Kanal 8 als distaler Aspirationskanal. Die unteren Enden der Kanäle 6 und 7 sind innerhalb des Beutels 1 verschlossen. Der distale Aspirationskanal 8 hat eine Verlängerung 9, die aus dem Beutel vorsteht und gegen die Beutelwand versiegelt ist. Die Verlängerung 9 ist mit oeffnungen 10 versehen, die mit dem zum Beutel 1 distal liegenden Verdauungskanal in Verbindung gebracht werden.
Das untere Ende der Verlängerung 9 umschließt ein Stückchen 12 aus magnetischem Material.
Das magnetische Material braucht nicht ein Maget zu sein, es muß nur von einem Magnet angezogen werden können.
Beim oberen Ende des Rohres 5 ist der Aspirationskanal 8 mit einem Aspirator (nicht gezeigt) verbunden. Der Entleerungskanal 7 ist mit einem Zweiwegehahn 15, der Zufuhrkanal 6 ist mit einem anderen Zweiwegehahn 20 verbunden.
Der Hahn 20 ist derart angeschlossen, daß er in seiner einen Stellung den Kanal 6 mit der Auslaßseite einer Pumpe 25 und in seiner anderen Stellung den Kanal 6 mit der freien Atmosphäre verbindet, wobei die Auslaßseite der Pumpe 25 gleichzeitig mit einer Auslaßöffnung 26 verbunden ist. Der Hahn 15 ist derart angeschlossen, daß er in seiner einen Stellung den Entleerungskanal 7 mit einer Auslaßöffnung 27 und in seiner anderen Stellung den Entleerungskanal 7 mit der Saugseite der Pumpe 25 verbindet. Die Saugseite der Pumpe 25 ist durch eine Leistung 28 und einen Hahn 29 mit einem Flüssigkeitsgefäß 30 verbunden.
In F i g. 1 ist ein Durchleuchtungsschirm 35 gezeigt, um anzudeuten, daß der Beutel 1 bis zu seiner Bestimmungsstelle unter Röntgenstrahlkontrolle eingeführt werden kann.
Die Fig. 4 und 5 zeigen den Beutel 1 nach dem Aufpumpen mit einem Fluid 40.
Im folgenden wird die Beutelwandung als zweischichtig beschrieben. Dabei wird die äußere Schicht als die »modellierbare Schicht« und die innere Schicht als die »Tragschicht« bezeichnet.
Sowohl die modellierbare Schicht als auch die Tragschicht bestehen in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel aus einer Mischung von zwei Komponenten. Die beiden Komponenten werden die » plastische Komzonente « bzw. die »stabilisierende Komponente« genannt. Diese Komponenten können z. B. sein: Plastische Komponenten Alkylarylphosphat Dioctyladipat Dicyclohexylphthalat Acetyltributylcitrat Terpenpolymere Cumaron-Iden-Harze Stabilisierende Komponenten Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymere Acrylharze Polyvinylacetatharze Polyvinylbutyralharze Die modellierbare Schicht muß eine derartige Zusammensetzung haben, daß sie bei Temperaturen unter und in der Nähe von 400 C, aber über 200 C, dimensionsstabil, biegsam, nicht giftig, geruchlos, wasserunauflöslich und Körperflüssigkeiten und Verdauungsenzymen gegenüber widerstandsfähig ist.
Bei Temperaturen über 400 C, aber unter 600 C, muß die modellierbare Schicht für Oberflächendruck empfänglich, weich, klebrig, nicht giftig, wasserunauflöslich und Körperflüssigkeiten und Verdauungsenzymen gegenüber widerstandsfähig sein.
Der Zweck der Tragschicht ist, daß sie die Flüssigkeitsundurchlässigkeit bei Temperaturen zwischen etwa 40 und 600 C gewährleistet, da die modellierbare Schicht wegen ihrer weichen thermoplastischen Eigenschaften als Behälter nicht genügend zuverlässig ist.
Für die Herstellung dieser Tragschicht können verschiedene dünne, starke elastomerische Materialien, wie z. B. Naturgummi oder Kunstgummi, verwendet werden; um aber eine möglichst einfache Herstellung vom Beutel und einen sicheren Zusammenhang zwischen den beiden Schichten zu erzielen, kann die Tragschicht von derselben Materialart wie die modellierbare Schicht gebildet sein. Bei Mischung einer plastischen Komponente mit einer stabilisierenden Komponente in einem solchen Verhältnis, daß der Fließpunkt in der Nähe von oder über 600 C liegt, wird erreicht, daß die Tragschicht ihre Flüssigkeitsundurchlässigkeitseigenschaften bei Temperaturen bis 600 C behält und deswegen in befriedigender Weise wirkt.
Um zu ermöglichen, daß die Lage des Beutels von außen festgestellt werden kann, wenn der Beutel sich in einer Körperhöhle befindet, ist in den Beutelwänden ein für Röntgenstrahlen undurchlässiges Material eingelegt. Dieses Material kann z. B. Bariumsulfat sein. Erfahrungsgemäß sind 3 Teile Bariumsulfat pro 100 Teile Wandmaterial eine geeignete Menge.
Zur Veranschaulichung der Erfindung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel von der Zusammensetzung der beiden Schichten gegeben: Modellierbare Schicht Polyvinylbutyral . . . . 450/0 Alkylarylphosphat . . . . . . . . . 55 % Tragschicht Polyvinylbutyral .............. 75% Alkylarylphesphat ................ 25% Die beiden Materialmischungen für die Wandschichten werden in bekannter Weise mittels Wärme und Lösungsmittel hergestellt. Der Beutel wird dann in geeigneter Weise gebildet, vorzugsweise in einer Gestalt, die sich der Gestalt der zu untersuchenden Körperhöhle annähert. Zum Beispiel kann der Beutel durch Überziehen eines Formkörpers mit Materialien der gewünschten Stärken mittels Wärme, Lösungsmittel durch Eintauchen oder Aufspritzen hergestellt werden. Da die beiden Schichten aus ähnlichen Materialien bestehen, entsteht eine gute gegenseitige Verbindung, so daß sie scheinbar eine einzige uniforme, homogene Schicht bilden. Die Schichten werden danach bei Abkühlen oder Verdampfung der Lösungsmittel verhältnismäßig steif gemacht, wonach der Formkörper entfernt wird. Die Schichten können auch durch Extrusion von einem Zylinder geformt werden, der danach an einem oder an beiden Enden verschlossen wird.
Der fertige Beutel wird nun um ein biegsames Rohr aus thermoplastischem Material oder Gummi versiegelt. Das Rohr kann aus demselben Material wie die Tragschicht bestehen und kann, wie in der Zeichnung gezeigt, ein integrierender Teil dieser Schicht sein. In einem solchen Rohr kann über die ganze Länge oder mit regelmäßig verteilten Abständen ein Röntgenkontrastmiftel eingelegt werden, so daß die Lage des Rohrs mittels Röntgenstrahlen festgestellt werden kann.
Das Rohr kann mit nur einem Kanal versehen sein, wobei jedoch die Anwendung des Gerätes erschwert wird. Ein Rohr mit zwei Kanälen genügt, soweit die Erwärmung und die Abkühlung des Beutels betroffen ist. Der Vorteil bei einem Rohr mit drei Kanälen besteht darin, daß die Flüssigkeit, die sich in der distalen gastro-intestinalen Verlängerung befindet, mittels eines Aspirators entfernt werden kann, so daß sie nicht zwischen die Beutelwände und die Innenwände des Magens eindringt. Die Spitze 12 aus magnetischem Material, die im distalen Ende der Verlängerung 9 angebracht ist, ermöglicht eine leichte Einführung ins gewünschte Gebiet.
Beim Gebrauch des erfindungsgemäßen Gerätes wird der Beutel in die zu untersuchende Körperhöhle eingeführt (F i g. 1) und aufgepumpt, z. B. mittels Wasser (F i g. 2), das sich in einem Behälter befindet, worin der Rauminhalt und die Temperatur überwacht werden (schematisch gezeigt). Hiernach wird die Temperatur der modellierbaren Schicht der Beutelwand bis in die Nähe von 450 C durch fortgesetzte Zirkulation von heißem Wasser erhöht (Fig. 2). Das Aufpumpen des Beutels bewirkt, daß die Beutelwände gegen die die Körperhöhle umgebenden Wände gedrückt werden, wobei sich in der modellierbaren Schicht durch Erwärmung auf eine Temperatur, bei der sie verhältnismäßig weich wird, ein Abdruck der Höhlenwände bildet. Während der Rauminhalt und der Druck im Beutel unverändert gehalten werden, wird die Temperatur des Wassers bis in die Nähe von 300 C gesenkt und die Zirkulation des kalten Wassers beibehalten, bis die Temperatur der modellierbaren Schicht so niedrig ist, daß die Schicht die einmodellierte Form behält. Bei 450 C und höheren Temperaturen ist die Beuteloberfläche klebrig und nimmt deswegen losgerissene Zellen der Höhlenwand mit. Sobald die Temperatur der modellierbaren Schicht auf 300 C gefallen ist, wird das Aufpumpwasser entfernt (Fig.3), indem der Hahn 29 geschlossen und das Wasser durch den Kanal 7 entleert wird. Nach dem Entleeren des Wassers wird der Beutel 1 aus der Körperhöhle herausgezogen. Der Beutel kann danach mit Luft oder einem anderen Medium wieder aufgepumpt werden, um das Studium der modellierten Oberfläche und das Entfernen der mitgenommenen Zellen zu ermöglichen. Der Beutel kann jedoch auch mittels eines härtbaren Schaumes (z. B. Polyurethan), Wachs, Gips oder Gummi wieder aufgepumpt werden, so daß er eine permanente Form bildet. Die Beutelwände können für die Untersuchung der mitgeführten Zellen mikrotomiert werden (s. F i g. 5).
Die Erfindung ist jedoch nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt; es können andere Stoffe als Wasser für das Aufpumpen des Beutels verwendet werden, z. B. Gase oder Feststoffe, die eingepumpt werden können; auch kann der Beutel aus anderen als den genannten Materialien hergestellt sein. Um es zu ermöglichen, den Beutel in einem warmen Klima zu lagern, ohne daß die klebrige Oberfläche zusammenklebt, kann der Beutel entweder in einem Kühlraum aufbewahrt werden, oder er kann mit einem widerstandsfähigen nicht giftigen Klebe-Inhibitormaterial sowie Kieseldioxid oderAluminiumhydrat überzogen sein. Der Beutel kann ferner mit einer dünnen biegsamen Schicht von verdaulichem Material sowie Gelatine überzogen sein, um seine Lagerungseigenschaften zu verbessern.

Claims

Patentansprüche: 1. Gerät zur Herstellung eines form- und oberflächengetreuen Abdrucks von Körperhöhlen für diagnostische Zwecke, gekennzeichnet durch einen in eine Körperhöhle einzuführenden, über eine Zuleitung vom distalen Ende her aufpumpbaren Beutel (1), der an seiner Außenfläche eine thermoplastisch verformbare Schicht aufweist, die durch das Pumpmedium oberhalb der Körpertemperatur auf einen plastisch modulierbaren Zustand erwärmbar und unterhalb der Körpertemperatur auf einen elastisch nachgiebigen Zustand erhärtbar ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beutel (6) zwei- oder mehrschichtig ausgebildet ist und benachbarte innere und äußere Schichten (2, 3) aus chemisch zusammenhängenden Materialien bestehen.
3. Gerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren und äußeren Schichten (2, 3) aus terpenen Polymeren und Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren bestehen.
4. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Oberfläche des Beutels (1) bei Temperaturen zwischen 38 und 500 C modellierbar und bei Temperaturen zwischen 37 und 200 C härtbar ist.
5. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren und äußeren Schichten (2, 3) aus Polyvinylbutyral und Alkylarylphosphat bestehen.
6. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein für Röntgenstrahlen undurchlässiges Material in der Wandung des Beutels (1) eingelegt ist.
7. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Oberfläche des Beutels (1) klebrig ist.
8. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Beutel (1) auf der Außenseite mit einer verdaulichen Gelatineschicht überzogen ist.