DE3516361A1 - Vorrichtung zur volumensmessung an menschlichen oder tierischen gliedmassen - Google Patents

Vorrichtung zur volumensmessung an menschlichen oder tierischen gliedmassen

Info

Publication number
DE3516361A1
DE3516361A1 DE19853516361 DE3516361A DE3516361A1 DE 3516361 A1 DE3516361 A1 DE 3516361A1 DE 19853516361 DE19853516361 DE 19853516361 DE 3516361 A DE3516361 A DE 3516361A DE 3516361 A1 DE3516361 A1 DE 3516361A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrodes
measurement
measuring
arrangement according
limbs
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19853516361
Other languages
English (en)
Inventor
Jürgen Dr.-Ing. 8196 Eurasburg Gutmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19853516361 priority Critical patent/DE3516361A1/de
Publication of DE3516361A1 publication Critical patent/DE3516361A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/107Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof
    • A61B5/1073Measuring volume, e.g. of limbs

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Description

  • Vorrichtung zur
  • Volumenmessung an menschlichen oder tierischen Gliedmaßen Die Messung des Volumens von menschlichen oder tierischen Gliedmaßen hat sowohl Bedeutung für die Diagnostik als auch für die Verfolgung einer Therapie. Beispielsweise ist es von Interesse, wie sich das Fußvolumen ändert, wenn ein Oedem abgebaut wird, oder wie das Blut in den Fußbereich absackt, wenn jemand ganztägig stehen muß.
  • Die klassische Form der Volumenmessung ist die Messung der Wasserverdrängung beim Einbringen der Gliedmaßen in ein mit Wasser gefülltes Gefäß. Solche Anordnungen sind mehrfach in der Literatur beschrieben, z. B. von Thulesius, von Dustmann et. al. (Therapiewoche 34, 5077 - 1984) von Waterloh und Groth, (Arzneimittelforschung Nr. 27, 1355 - 1977), u. a. So einfach diese Methode aussieht, so große Meßprobleme gibt es aber bei ihrer Durchführung. Denn wenn man der Extremität im Steigrohr etwas Bewegungsfreiheit lassen will, so beträgt die Oberfläche des Wassers ca. 200 cm2, d. h., um auf einen Kubikzentimeter genau zu messen, müßte die Höhe der Wasseroberfläche mit einer Genauigkeit von 1/20 mm bestimmt werden.
  • Deshalb wurde . unter anderem auch versucht, durch Umfangsmessung (Kuhnke, Folia Angiologica XXIV, 228 und Physiotherapie 70, 251 -1979)) oder durch Ausmessen des Schattenrisses zu einer Volumenbestimmung zu gelangen. Alle diese Methoden sind zeitraubend und deshalb nur für streng wissenschaftliche Anwendung denkbar, jedoch kaum für die medizinische Routine.
  • Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung, bei der die Volumenbestimmung der Extremität in einem Bottich erfolgt, der mit einer leitenden Flüssigkeit, z. B. Kochsalzlösung gefüllt ist, wobei die Änderung des elektrischen Widerstandes beim Eintauchen der Extremität gemessen wird. Es wird dabei der Umstand ausgenützt, daß die elektrische Leitfähigkeit menschlichen oder tierischen Gewebes wesentlich geringer ist, als die Leitfähigkeit der umgebenden Flüssigkeit.
  • Die Meßeinrichtung besteht im einfachsten Fall aus einem Bottich aus nichtleitendem Material, der mit leitender Flüssigkeit gefüllt ist und in dem paarweise Elektroden E angeordnet sind. Der Widerstand zwischen beiden Elektroden wird mit an und für sich bekannten Mitteln, vornehmlich mit Hilfe eines Mittelfrequenzgenerators G mit hohem Innenwiderstand und eines Spannungsmessers U (Fig. 1) vor und nach dem Eintauchen der Extremität bestimmt und aus der Differnz das Volumen berechnet, was in einem angeschlossenen Auswertegerät automatisch erfolgen kann.
  • Die .Vorteile des Verfahrens bestehen darin, daß die Gliedmaßen nur eingetaucht werden müssen und danach sofort ein Meßwert zur Verfügung steht.
  • Fehlermöglichkeiten: Bei der Anordnung nach Fig. 1 ergeben sich auf Grund des natürlichen Stromlinienverlaufs vor und hinter der zu messenden Extremität elektrische Schatten, die zu einer Fehlmessung führen. Ebenso werden Einbrüche in der Oberfläche, wie sie evtl.
  • durch anatomische Veränderungen auftreten können, bei der Messung kaum berücksichtigt, da die Stromdichte dort geringer ist als in der Umgebung. Ferner geht der Abstand der Gliedmaßen zu den Elektroden in das Meßergebnis ein.
  • Um die genannten Meßfehler auf ein Minimum zu reduzieren, ergeben sich folgende Möglichkeiten.
  • 1. Abwechselnde Messung in 2 Richtungen (Figur 3) zwischen Elektrodenpaar E E und E' E' 2. Messung in mehr als 2 Richtungen z. B. rotierend mechanisch (Fig. 4) oder elektrisch durch aufeinanderfolgendes Aufschalten der Elektrodenpaare E 1, E 2 usw.(Fig. 5) 3. Linear fortschreitende Messung mit kleinflächigen Elektroden. (Fig.
  • 6) Welche der Möglichkeiten gewählt wird, hängt von der Fragestellung und der Art und Form der Extremität ab. Eine Anordnung nach Fig. 6 gibt bei Verwendung mehrerer Elektrodenpaare mehr Aufschluß über die Form, während eine Anordnung nach Fig. 5 bei unterschiedlichen Gliedmaßenformen Volumenmeßwerte mit geringen Fehlern bringt. Ebenso müssen Elektrodenabstände und Elektrodengrößen sowie Elektrodenprofile an die Meßaufgabe angepaßt werden.
  • Es kann als Stand der Technik angesehen werden, aus den mit obigen Anordnungen erhaltenen Teilmeßwerten mit Hilfe von Digital/Analogwandlern und Rechnern das gewünschte Meßergebnis zu ermitteln.
  • Technische Ausführung Bei einer Elektrodenanordnung nach Figur 3 würden die jeweils senkrecht zur Meßebene stehenden Elektroden den Feldverlauf verfälschen. Dies kann verhindert werden, wenn vor den Elektroden ein Gitter aus nicht leitendem Material (N) angebracht wird. (Figur 7)) Bei der Anordnung nach Figur 5 kann ebenfalls durch Lamellen aus nicht leitendem Material die nachbarliche Beeinflussung des Feldiinienverlaufs verhindert werden.
  • Beim Durchschalten der einzelnen Elektrodenpaare nach Fig.5 oder Fig. 6 entsteht ein Spannungsverlauf, aus dem rechnerisch Rückschlüsse auf die Form der Gliedmaße gewonnen werden können. Für die Berechnung der interessierenden Volumina können dann einfachere geometrische Formen wie z. B. Ellipsen näherungsweise zugrundegelegt werden, Die Berechnung läßt sich erleichtern, wenn sich die Gliedmaße in der Halbierungslinie zwischen den Elektroden befindet.
  • Dies kann durch die Messung in der senkrechten Richtung festgestellt werden. Die Elektroden lassen sich dann mechanisch bis zur optimalen Lage nachführen.
  • Aus Figur 2 ist bereits erkennbar, daß die Messung umso besser wird, je größer das Meßgefäß gewählt wird. Da dem in der Praxis oft Hindernisse entgegestehen, besteht die Möglichkeit mit kleineren Elektroden und kleineren Abständen zu arbeiten, und dadurch entstehende Unsymmetrien bei der Messung elektrisch auszugleichen. Hierzu eignet sich eine Anordnung nach Figur 9, bei der die Elektroden geteilt sind und durch Aufschaltung der einzelnen Elemente in ihrer wirksamen Breite verändert werden können. Wird die Aufschaltung vom Meßergebnis gesteuert, läßt sich mit Mitteln der Elektronik eine Optimierung der Symmetrierung erreichen. Ebenso kann die Lage der Extremität durch entsprechende Formgebung erzwungen werden. Bei einer Anordnung, die für Messungen im Fußbereich bestimmt ist, kann die Grundplatte z. B. eine entsprechende Vertiefung aufweisen.
  • Taucht die Extremität in den Bottich, so erhöht sich durch das eingebrachte Volumen der Stand der Flüssigkeit und damit der für die Stromleitung zur Verfügung stehende Querschnitt. Eine klare Abgrenzung der Wirksamkeit der Elektroden z. B. nach oben läßt sich durch entsprechende Ausgestaltung des Profils erreichen. Zum Beispiel kann das Elektrodenprofil oben nach seitwärts verlaufen. Aus der Starktromtechnik sind von der Durchschlagsprüfung an Isolationsölen Profilformen bekannt, die für einen homogenen Verlauf der Stromlinien und Felddichten innerhalb der Elektroden und fürein schnelles Abklingen der Wirksamkeit außerhalb der Elektroden sorgen. Ferner kann durch die Wahl der Elektrodenhöhe und des Profils ein vorzugsweiser Meßbereich festgelegt werden. Soll z. B. gezielt die Veränderung eines Oedems im Knöchelbereich verfolgt werden, so ist die Beantwortung der medizinischen Fragestellung sicher besser, wenn die Elektroden in Knöchel höhe angeordnet werden.
  • Für eine kurze Meßzeit ist wesentlich, daß sich die Flüssigkeit sofort nach dem Eintauchen der Extremität wieder beruhigt, um stabile Verhältnisse für die Messung zu erhalten. Dies wird dadurch erreicht, daß Seiten- und/oder Stirnwände bewegungsenerg ieverzehrend gestaltet werden. Hierzu eignet sich das unter anderem das bereits aus elektrischen Gründen anzubringende Gitter nach Figur 7. Auch sorgt ein solches Gitter aus lsolierstoff dafür, daß der Proband oder Patient nie das Metall berühren kann. Bei den geringen Stromstärken, die zur Anwendung kommen, wäre dies zwar unbedenklich, jedoch spielen bei ängstlichen Patienten auch psychologische Gesichtspunkte eine Rolle.
  • Ausführungsbeispiel: Ein Ausführungsbeispiel, das für Messungen im Fuß- und Knöchelbereich gedacht ist, soll die Erfindungsgedanken noch einmal im Zusammenhang aufzeichnen: Die Anordnung besteht aus einer handelsübl chen Plastikwanne, in die das Meßgestellt mit den Elektroden frei eingestellt wird. Durch die Trennung von Wanne und Meßapparatur ist auch hygienischen Gesichtspunkten Rechnung getragen. Der Boden des Gestells B besteht aus einer Kunststoffplatte, in der sich in der Mitte eine Vertiefung für den Fuß befindet. Da das Stehen auf den Rändern dieser Vertiefung unbequem ist ,wird sich jeder Patient bemühen, seinen Fuß in die Vertiefung zu stellen. Beiderseits dieser Platte befinden sich die Elektroden, die in ihrem oberen Teil nach außen gebogen sind, um ein Auslaufen der Feldlinien zu erreichen. Vor diesen Elektroden befindet sich ein Dämpfungsgitter D, das die Wasserbewegungen bremst und einen direkten Kurzschluß der Feldlinien in senkrechter Richtung verhindert. An den beiden Stirnseiten befinden sich ebenfalls Elektroden, die eine Messung in einer um 90 Grad versetzten Richtung ermöglichen.
  • Mit dieser Anordnung ist ein Meßgerät verbunden, das aus bekannten elektronischen Elementen zusammengesetzt ist, wie z. B. Generator für die Erzeugung des Wechselstroms, Meßverstärker und Demodulator, automatische Kompensationseinrichtung für die automatische Nullpunkteinstellung, sowie einen Rechner zur Ermittlung der Ergebnisse und gegebenenfalls einen Drucker oder einer Anzeige zur Ausgabe der Meßwerte (Fig. 11).
  • Praktisch ausgeführte Versuche zeigen, daß das Verfahren, wie zu erwarten, bei verschiedenen Gliedmaßenformen absoulute Fehler aufweist. Für die medizinischen Konsequenzen ist aber die Veränderung ein und derselben Gliedmaße wichtig. Somit ergibt sich eine sinnvolle Anwendung des Verfahrens für Längsschnittuntersuchungen in der Therapie.

Claims (11)

  1. Schutzansprüche: 1. Vorrichtung zur Messung des Volumens von menschlichen oder tierischen Gliedmaßenabschnitten, bestehend aus einem Meßtrog mit Elektroden und einer elektronischen Meßeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßtrog mit leitender Flüssigkeit gefüllt ist und daß für die Ermittlung des Volumens die elektrische Widerstandsdifferenz beim Eintauchen der Gliedmaße in die leitende Flüssigkeit gegen den Ausgangswert gemessen wird.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als 1 Elektrodenpaar für die Messung verwendet wird.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrodenpaar rotiert, um die durch die Form der Extremität bedingten Meßfehler einzuengen.
  4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Elektrodenpaare im Kreis angeordnet sind und durch eine elektrische Umscha Cteinrichtung nacheinander mit dem Meßstrom beaufschlagt bzw. mit der Meßeinrichtung' verbunden werden.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Elektrodenpaare linear nacheinander angeordnet sind, und durch eine elektronische Umschalteinrichtung nacheinander mit dem Meßstrom beaufschlagt bzw. mit der Meßeinrichtung verbunden werden.
  6. 6. Anordnung nach Schutzanspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Elektroden jeweils Gitter aus nichtleitendem Material angeordnet werden, die einen direkten Kurzschluß in Querrichtung verhindern.
  7. 7. Anordnung nach den Schutzansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Dämpfung der Wasserbewegung seitlich und an den Stirnseiten geeignete bewegungsenergieverzehrende Gitter oder Raster aus nichtleitendem Material angeordnet sind.
  8. 8. Anordnung nach Schutzansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden am Ende des Meßfeldes so gebogen sind, daß die Feldstärke und damit die Stromdichte am Rand des Meßfeldes räumlich eng begrenzt nahezu auf Null abnimmt, um eine klare Begrenzung des Meßfeldes zu erhalten.
  9. 9. Anordnung wie Schutzansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hauptelektrode beidseitig durch kleinere Elektroden, die wahlweise zu oder abgeschaltet werden können, ergänzt werden, um eine optimale Lage relativ zum Meßobjekt zu erzielen.
  10. 10. Anordnung nach 1 bis i, dadurch gekennzeichnet, daß durch mechanische Ausformung der Seitenwände oder des Bodens eine optimale Lage der zu untersuchenden Extremität relativ zu den Elektroden, wie z.
    B. durch eine Vertiefung für den Fuß, erzielt wird.
  11. 11. Anordnung nach 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden zur Optimierung der Lage automatisch nachgeführt werden.
DE19853516361 1985-05-07 1985-05-07 Vorrichtung zur volumensmessung an menschlichen oder tierischen gliedmassen Withdrawn DE3516361A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19853516361 DE3516361A1 (de) 1985-05-07 1985-05-07 Vorrichtung zur volumensmessung an menschlichen oder tierischen gliedmassen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19853516361 DE3516361A1 (de) 1985-05-07 1985-05-07 Vorrichtung zur volumensmessung an menschlichen oder tierischen gliedmassen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3516361A1 true DE3516361A1 (de) 1986-11-13

Family

ID=6270032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19853516361 Withdrawn DE3516361A1 (de) 1985-05-07 1985-05-07 Vorrichtung zur volumensmessung an menschlichen oder tierischen gliedmassen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3516361A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3816209A1 (de) * 1987-05-13 1988-12-01 Nippon Mdm Kk System zum messen des volumens eines teils des menschlichen koerpers
DE19631205A1 (de) * 1996-08-02 1998-02-05 Werner Schulz Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung der Geometrien von dreidimensionalen Objekten
US7086168B2 (en) * 2003-06-10 2006-08-08 Spivey Jon C Apparatus and method for fitting shoes
US10895453B2 (en) 2014-04-10 2021-01-19 Peracutus Holding B.V. Process for the determination of the cross-sectional area and volume of an object

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3816209A1 (de) * 1987-05-13 1988-12-01 Nippon Mdm Kk System zum messen des volumens eines teils des menschlichen koerpers
US4875488A (en) * 1987-05-13 1989-10-24 Takashi Inoue System for measuring the volume of a part of a human body
DE19631205A1 (de) * 1996-08-02 1998-02-05 Werner Schulz Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung der Geometrien von dreidimensionalen Objekten
DE19631205C2 (de) * 1996-08-02 1998-07-30 Werner Schulz Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung der Geometrie eines dreidimensionalen Objektes
US7086168B2 (en) * 2003-06-10 2006-08-08 Spivey Jon C Apparatus and method for fitting shoes
US10895453B2 (en) 2014-04-10 2021-01-19 Peracutus Holding B.V. Process for the determination of the cross-sectional area and volume of an object

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Struijk et al. Paresthesia thresholds in spinal cord stimulation: a comparison of theoretical results with clinical data
Grill et al. Quantification of recruitment properties of multiple contact cuff electrodes
EP0273958B1 (de) Vorrichtung zum feststellen von eigenschaften, verschiedenheiten und veränderungen des menschlichen oder tierischen körpers
DE60025024T2 (de) Körperfettmessmethode und -gerät
EP0735500A2 (de) Verfahren zum Lokalisieren einer elektrischen Herzaktivität
DE3218938A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur behandlung der pubococcygeus-muskelgruppe des menschen mittels eines myographen
EP0660737A1 (de) Anordnung zur steuerung eines herzschrittmachers
DE19808985A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Biomagnetfeld-Messung
DE60313218T2 (de) System und verfahren zur dreidimensionalen visualisierung der leitfähigkeit und stromdichteverteilung in einem elektrisch leitenden objekt
DE1940833B2 (de) Herzschlagmessgeraet
AT516499B1 (de) Körperimpedanz-Messgerät
DE102011001189A1 (de) Mikroelektrode zur Zurückweisung von Bewegungsartefakten
DE102011108252A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung des Harnblasenfüllstandes eines Patienten
DE4214523A1 (de) Verfahren zur Stimulierung der Körperhaltung
DE3816209C2 (de)
DE112011102718B4 (de) Körperfettmessvorrichtung
DE3516361A1 (de) Vorrichtung zur volumensmessung an menschlichen oder tierischen gliedmassen
Kuhn Modeling transcutaneous electrical stimulation
CH636517A5 (de) Einrichtung zum erzeugen eines bildes nach der kirlian-fotografie-methode.
Plonsey et al. Electrode guarding in electrical impedance measurements of physiological systems—a critique
DE2753167A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der bioenergetischen verhaeltnisse bei mensch oder tier im rahmen der akupunkturdiagnostik
EP0833585B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur abbildung von körpern
DE4446346A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren von Volumenänderungen von Elektrolyten in lebenden Körperteilen und Anwendung
EP0221969B1 (de) EINSTICHELEKTRODENANORDNUNG ZUR KONTINUIERLICHEN pO 2?-MESSUNG IM LEBENDEN HAUTGEWEBE
Seoane et al. Electrical bioimpedance cerebral monitoring. A study of the current density distribution and impedance sensitivity maps on a 3D realistic head model

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee