-
Hintergrund
der Erfindung
-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum objektiven Messen von Empfindungsunterscheidungsschwellwerten
durch Abgabe eines zeit- und druckgesteuerten Luftstoßes an den
oberen Aerodigestivtrakt, einschließlich beispielsweise der Mundhöhle, des
Pharynx oder des supraglottischen Larynx eines Patienten.
-
In
dieser Anmeldung wird auf mehrere Veröffentlichungen mit arabischen
Ziffern in Klammern Bezug genommen. Vollständige Quellenangaben für diese
und weitere Dokumente finden sich am Ende der Beschreibung unmittelbar
vor den Ansprüchen.
-
Es
besteht ein Mangel an veröffentlichten
Studien über
supraglottische und pharyngeale Wahrnehmung bei normalen gesunden
Kontrollpersonen, bei älteren
oder bei solchen Personen, die einen zerebrovaskulären Insult
(CVA) erlitten haben. Eines der Hauptprobleme beim Messen des Empfindungsvermögens in diesem
Bereich (Bereich, der vom oberen Larynxnerv innerviert ist) ist
das Auftreten des Würgereflexes
und die relative Unzugänglichkeit
dieses Bereichs bei wachen Personen. Diese Hindernisse verhindern
normale Empfindungsunterscheidungsprüfungen, z. B. statische oder
bewegliche Zweipunktunterscheidung, Vibrationsversuche und Stereognosie
(1).
-
Die
Kenntnis von pharyngealen und supraglottischen Empfindungsunterscheidungsschwellwerten
ist besonders wichtig, da Hypesthesie oder Anästhesie in diesem Bereich des
Kopfes und des Halses schwere Dysphagie und eine erhöhte Atemfrequenz
bewirken können.
Dysphagie und Atmung treten normalerweise bei älteren Menschen (2), bei solchen
Personen, die einen Schlaganfall erlitten haben (3), und bei Patienten,
die eine ablative Krebsoperation des Pharynx und des Larynx (4,
5) und/oder den Verlust von Kranialnerven erlitten haben. Die Entwicklung von
Behandlungsmodalitäten,
die sich auf Empfindungsdefizite des Pharynx und Larynx richten,
ist abhängig
von der Definition und Quantifizierung der Empfindungsdefizite in
diesem Bereich. Der erste Schritt zu diesem Ziel ist die Festlegung
normaler Schwellwerte für
Empfindungsunterscheidungen.
-
Allerdings
scheint es so, daß bisher
keiner in der Lage war, diesen ersten Schritt des Messens des pharyngealen
Empfindungsvermögens
bei gesunden Kontrollpersonen durchzuführen, weit weniger als bei Schlaganfallpatienten
mit Dysphagie. Auf anderen medizinischen Gebieten ist bisher die
Luftimpulsstimulation der Augenhornhaut oder die pneumatische Tonometrie
von Augenärzten
verwendet worden, um den Augendruck (6) zu messen. Empfindungsunterscheidungsprüfungen unter
Verwendung dieser Technik wurden jedoch nicht auf die Augenhornhaut
angewendet. Luftimpulsstimuli sind bisher als natürlicher
Stimulus verwendet worden, um die Mechanismen zu studieren, mit
denen somatosensorische Systeme sensorische Stimulusmuster (7, 8)
analysieren. Ferner hat sich bisher gezeigt, daß Luftimpulsstimuli ein extrem
sensibles und zuverlässiges
Verfahren zur Bestimmung von Empfindungsunterscheidungsschwellwerten
in der oberen Extremität
des Menschen (8, 9) sind. Es scheint jedoch, daß bisher kein älteres Verfahren
zur Empfindungsprüfung des
oberen Aerodigestivtrakts, einschließlich insbesondere der Mundhöhle, des
supraglottischen Larynx oder Pharynx beschrieben worden ist.
-
WO
94/23 644 (ein Dokument, das unter Artikel 54(3) EPC fällt) beschreibt
Messungen von Atmungsempfindungsunterscheidungsschwellen.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zum Prüfen und
Bestimmen der Empfindungsunterscheidungsschwelle bei einem Menschen
an einer Prüfstelle
im oberen Aerodigestivtrakt bereitzustellen.
-
Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zum Prüfen und
Bestimmen der supraglottischen und pharyngealen Empfindungsunterscheidungsschwelle
bei einem Menschen bereitzustellen.
-
Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zum Prüfen und
Bestimmen der supraglottischen und pharyngealen Empfindungsunterscheidungsschwelle
bei einem Menschen bereitzustellen, ohne einen übermäßigen Würgereiz hervorzurufen.
-
Es
ist noch eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zum
Prüfen
und Bestimmen der supraglottischen und pharyngealen Empfindungsunterscheidungsschwelle
bei einem Menschen während
einer ansonsten normalen laryngoskopischen Untersuchung bereitzustellen.
-
Erfindungsgemäß wird eine
Vorrichtung zum Prüfen
des Empfindungsvermögens
bei einem Patienten an einem Prüfort
im oberen Aerodigestivtrakt bereitgestellt mit:
einem flexiblen
faseroptischen Teleskop mit einem Eingangsport an einem ersten Ende
und einem Ausgangsport an einem zweiten Ende, wobei der Eingangsport
mit dem Ausgangsport kommuniziert;
wobei das flexible faseroptische
Teleskop dazu geeignet ist, an seinem zweiten Ende in die nasale
Passage oder in die orale Passage des Patienten eingeführt zu werden,
wobei das zweite Ende in der Nähe
des Prüfortes
endet;
einem Y-Verbinder mit einem Einlaßende und einem ersten und
einem zweiten Auslaßende;
einem
Zufuhrrohr mit einem Einlaßende
und einem Auslaßende,
wobei daß Auslaßende des
Zufuhrrohres am Eingangsport des flexiblen faseroptischen Teleskops
befestigt ist und das Einlaßende
des Zufuhrrohrs am ersten Auslaßende
des Y-Verbinders
befestigt ist;
einem Druckwandler;
einem Sensorrohr mit
einem Einlaßende
und einem Auslaßende,
wobei das Sensorrohreinlaßende
mit dem zweiten Auslaßende
des Y-Verbinders verbunden ist und das Sensorrohrauslaßende mit
dem Druckwandler verbunden ist;
einer Einrichtung zum Zuführen eines
zeit- und druckgesteuerten Luftstoßes zum Einlaßende des
Y-Verbinders derartig, daß der
Luftstoß durch
das flexible faseroptische Teleskop am Einlaßport empfangen und dem Patienten über den
Auslaßport
zugeführt
wird; und
einer auf den Druckwandler ansprechenden Anzeigeeinrichtung
zum Darstellen eines durch den Wandler erfaßten Druckwertes.
-
Vorzugsweise
weist das flexible faseroptische Teleskop ferner an seinem zweiten
Ende auf einen Einführrohrabschnitt,
der an seinem proximalen Ende mit einem Basisabschnitt lösbar verbunden
ist, so daß der Einführrohrabschnitt
in die nasale Passage oder orale Passage eines Patienten eingeführt werden
kann.
-
Vorzugsweise
weist die Vorrichtung ferner eine flexible Hülle zum Abdecken mindestens
eines Teils des flexiblen faseroptischen Teleskops auf. Die flexible
Hülle kann
als Teil des lösbaren
Einführrohrabschnitts ausgebildet
sein. Der Abstand vom Eingangsport des flexiblen faseroptischen
Teleskops zum Ausgangsport des flexiblen faseroptischen Teleskops
plus die Länge
des Zufuhrrohrs gleicht vorzugsweise im wesentlichen der Länge des
Sensorrohrs.
-
Diese
und weitere Vorteile gehen aus der ausführlichen Beschreibung in Verbindung
mit den Ansprüchen
und den beigefügten
Figuren der Zeichnungen hervor.
-
Beschreibung
der Zeichnungen
-
1 ist eine Vorrichtung zum
Messen des Empfindungsvermögens
im oberen Aerodigestivtrakt, die nicht Teil der Erfindung ist;
-
2 ist eine Vorrichtung zum
Messen des Empfindungsvermögens
im oberen Aerodigestivtrakt, die nicht Teil der Erfindung ist;
-
3 ist eine Vorrichtung zum
Messen des Empfindungsvermögens
im oberen Aerodigestivtrakt gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung;
-
4 ist eine Vorrichtung zum
Messen des Empfindungsvermögens
im oberen Aerodigestivtrakt gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
-
5 ist eine ausführlichere
Darstellung des in 4 gezeigten
faseroptischen Teleskops; und
-
6 ist ein lösbarer Einführabschnitt
und eine integrierte Hülle,
die mit der in 5 gezeigten
Vorrichtung verwendet werden können.
-
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
-
Mit
Bezug auf die Figuren zeigt 1 eine
Vorrichtung zum Messen des Empfindungsvermögens im oberen Aerodigestivtrakt,
die nicht Teil der Erfindung ist. Die Vorrichtung ist besonders
geeignet zum Messen von Empfindungsschwellen in der Mundhöhle, im
Pharynx und/oder des Larynx. Die bevorzugte Ausführungsform wird nachstehend
mit Bezug auf die supraglottischen und pharyngealen Bereiche beschrieben,
diese Beschreibung hat jedoch nur darstellenden und keinen einschränkenden
Charakter.
-
Die
Vorrichtung weist auf: eine Hochdruckluftquelle 1, die
einen Druckregler 3 speist, der den Druck der Luft reguliert,
die an ein Ventil 5 abgegeben wird, bei dem es sich um
ein normalerweise geschlossenes Ventil handelt. Das Ventil 5 wird
als Antwort auf Steuersignale von einem Ventiltreiber 7 in
den offenen Zustand versetzt. Der Ventiltreiber 7 spricht
auf Triggersignale von einer Triggerschaltung 9 an. Das
heißt,
der Ventiltreiber 7 spricht auf Triggersignale von der
Triggerschaltung 9 an, und das Ventil 5 spricht
auf Steuersignale vom Ventiltreiber 7 an.
-
Ein
Stimulusausgangssignalport 10 gibt Stimulusausgangssignale
als Antwort auf Triggersignale aus, die von der Triggerschaltung 9 empfangen
werden.
-
Der
Ausgang des Ventils 5 ist mit dem Einlaßzweig 19a eines Y-förmigen Rohrs 19 verbunden.
Der erste Auslaßzweig 19b des
Y-förmigen
Rohrs 19 wird in den Patienten 17 eingeführt, und
der zweite Auslaßzweig 19c des
Y-förmigen
Rohrs 19 ist axial mit einem Druckwandler 13 ausgerichtet
und endet an diesem.
-
Der
erste Auslaßzweig 19b und
der zweite Auslaßzweig 19c haben
im wesentlichen den gleichen Querschnitt, die gleiche Form und Länge. Der
Druckwandler 13 ist mit einer Wandlerschaltung 11 verbunden und
liefert ein Eingangssignal an diese, die eine Anzeige 15 ansteuert.
-
Der
Betrieb der Vorrichtung zum Messen des supraglottischen und pharyngealen
Empfindungsvermögens
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung erfolgt wie nachstehend beschrieben. Der erste Ausgangszweig 19b des
Y-förmigen
Rohrs 19 wird durch die nasale Passage des Patienten (nicht
dargestellt) in den Patienten 17 eingeführt. Das distale Ende des ersten
Ausgangszweigs 19b wird tief genug in die nasale Passage
des Patienten eingeführt,
so daß sie
an einem Prüfort
(nicht dargestellt) anliegt. Der Druckregler 3 wird auf
einen gewünschten
Druckwert eingestellt, die Hochdruckluftversorgung 1 wird
aktiviert und die Triggerschaltung 9 wird so eingestellt,
daß ein
Triggersignal einer gewünschten
Dauer abgegeben wird. Das Triggersignal wird von der Triggerschaltung 9 an
den Ventiltreiber 7 abgegeben, der wiederum bewirkt, daß das Ventil 5 für die Dauer
des Triggersignals in den offenen Zustand versetzt wird. Man beachte,
daß das
Y-förmige Rohr
vom Ventil 5 und vom Druckwandler 13 gelöst werden
kann, so daß das
Rohr nach jeder Verwendung entsorgt und ein neues an seiner Stelle
installiert werden kann.
-
Während der
Zeit, wo das Ventil 5 in den offenen Zustand versetzt ist,
kann Luft vom Druckregler 3 in den Eingangszweig 19a des
Y-förmigen
Rohrs 19 strömen.
Die Luft, die in den Eingangszweig 19a des Y-förmigen Rohrs 19 abgegeben
wird, strömt
dann sowohl in den ersten Ausgangszweig 19b, wo sie an
den Patienten 17 abgegeben wird, wie auch in den zweiten
Ausgangszweig 19c, wo sie an den Druckwandler 13 abgegeben
wird. Die Wandlerschaltung 11 bestimmt den Druck, der im
Druckwandler 13 herrscht, und zeigt diesen Druck auf einer
Anzeige 15 an. Da der erste Auslaßzweig 19b und der
zweite Auslaßzweig 19c im
wesentlichen den gleichen Querschnitt, die gleiche Form und Länge haben,
stellt der Druck, der auf der Anzeige 15 angezeigt wird
und der den Druck im Druckwandler 13 darstellt, auch den
Druck am distalen Ende des ersten Auslaßzweigs 19b dar. Mehrere
Luftstöße verschiedener
Dauer und verschiedenen Drucks können
dann an den Patienten 17 abgegeben werden, um die Empfindungsschwellen
zu bestimmen.
-
Der
Stimulusausgangssignalport 10 gibt als Antwort auf Triggersignale
Stimulusausgangssignale aus, die von der Trig gerschaltung 9 empfangen
werden, so daß die
Stimulusausgangssignale als Auslöser
für ein Oszilloskop
(nicht dargestellt) und/oder für
physiologische Aufzeichnungen auf einem Aufzeichnungsgerät (nicht
dargestellt) dienen können.
Diese Aufzeichnungen können
u. a. EMG-(Elektromyographie-)Veränderungen der Mundhöhle, der
laryngealen, pharyngealen und esophagealen Muskulatur sein. Das
Stimulusausgangssignal kann auch zur Synchronisation einer Computermittelwertbestimmung
zur Aufzeichnung von sensorisch evozierten Potentialen verwendet
werden, z. B. kortikal, subkortikal und unter der Hirnrinde evozierte Reaktionen
sowie andere elektroenzephalographische Veränderungen. Die Aufzeichnungen
ermöglichen
eine nichtinvasive Analyse des peripheren Nervensystems sowie des
Gehirns bei bewußtlosen
und nichtbewußtlosen
Patienten.
-
Mit
Bezug auf 2, wo die
gleichen Bezugszeichen wie in 1 für gleiche
Teile verwendet werden und daher keine ausführliche Beschreibung erfordern,
ist eine Vorrichtung zum Messen des supraglottischen und pharyngealen
Empfindungsvermögens
dargestellt, die nicht Teil der Erfindung ist. In dieser Figur ist
der Ausgang des Ventils 5 mit einem Einlaßrohr 20 verbunden,
das wiederum mit einem Y-Verbinder 22 verbunden ist, der
zwei Auslaßenden
hat. Das Zufuhrrohr 24 ist mit einem ersten Auslaßende des
Y-Verbinders 22 verbunden, und der Sensor 26 ist
mit dem zweiten Auslaßende
des Y-Verbinders 22 verbunden. Das Zufuhrrohr 24 und
das Sensorrohr 26 haben im wesentlichen die gleiche Länge. Das
Zufuhrrohr 24 wird in die nasale Passage (nicht dargestellt)
eines Patienten 17 eingeführt, so daß das distale Ende des Zufuhrrohrs 24 am
Prüfort (nicht
dargestellt) anliegt. Das distale Ende des Sensorrohrs 26 ist
axial mit dem Druckwandler 13 ausgerichtet und endet an
diesen. Diese zweite Ausführungsform
arbeitet auf die gleiche Weise wie die erste Ausführungsform.
-
Man
beachte, daß das
Zufuhrrohr 24 vom Y-Verbinder 22 gelöst werden
kann, so daß das
Rohr nach jeder Verwendung entsorgt und ein neues an seiner Stelle
installiert werden kann. Ferner kann das Einlaßrohr 20 ebenso vom
Ventil 5 und vom Y-Verbinder 22 gelöst werden,
und das Sensorrohr 26 kann vom Y-Verbinder 22 und vom Wandler 13 gelöst werden.
-
Mit
Bezug auf 3, wo die
gleichen Bezugszeichen wie in 1 für die gleichen
Teile gelten und eine ausführliche
Beschreibung daher nicht erforderlich ist, ist eine Vorrichtung
zum Messen des supraglottischen und pharyngealen Empfindungsvermögens gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung dargestellt. In dieser Figur ist der Ausgang des Ventils 5 mit
dem Eingangsrohr 20 verbunden, das wiederum mit dem Y-Verbinder 22 verbunden
ist, der zwei Auslaßenden
hat. Das Zufuhrrohr 24 ist mit dem ersten Auslaßende des
Y-Verbinders 22 verbunden und ist an der Außenseite
eines flexiblen faseroptischen Teleskops 28 befestigt,
wobei das distale Ende des Zufuhrrohrs 24 an das distale
Ende des flexiblen faseroptischen Teleskops 28 angrenzt.
In dieser Ausführungsform
werden die Prüfluftstöße an den
Patienten 17 im Verlaufe einer ansonsten normalen laryngoskopischen
Untersuchung verabreicht. Der Betrieb dieser dritten Ausführungsform
ist der gleiche wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform.
-
Man
beachte, daß in
dieser Ausführungsform
das Zufuhrrohr 24 vom Y-Verbinder 22 und vom flexiblen faseroptischen
Teleskop 28 gelöst
werden kann, so daß das
Rohr nach jeder Verwendung entsorgt und ein neues Rohr an seiner
Stelle installiert werden kann. Ferner kann das Einlaßrohr 20 ebenso
vom Ventil 5 und vom Y-Verbinder 22 gelöst werden,
und das Sensorrohr 26 kann vom Y-Verbinder 22 und
vom Wandler 13 gelöst
werden.
-
Mit
Bezug auf 4 und 5, wo die gleichen Bezugszeichen
wie in 3 für die gleichen
Teile gelten und eine ausführliche
Beschreibung daher nicht erforderlich ist, ist eine Vorrichtung
zur Messung des supraglottischen und pharyngealen Empfindungsvermögens gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung dargestellt. In diesen Figuren ist der Ausgang des
Ventils 5 mit dem Eingangsrohr 20 verbunden, das wiederum
mit einem Y-Verbinder 22 verbunden ist, der zwei Auslaßenden hat.
Das Zufuhrrohr 24 ist mit dem ersten Auslaßende des
Y-Verbinders 22 verbunden
und ist am Eingangsport 27a am proximalen Ende des flexiblen
faseroptischen Teleskops 28 befestigt. Der Einlaßport 27a des
flexiblen faseroptischen Teleskops 28 ist kommunizierend
mit dem Ausgangsport 27b verbun den, der am distalen Ende
des faseroptischen Teleskops 28 positioniert ist. Die Luftstöße werden
also vom flexiblen faseroptischen Teleskop 28 am Eingangsport 27a empfangen
und an den Patienten über
den Ausgangsport 27b verabreicht. In dieser Ausführungsform
können die
Luftstöße an den
Patienten 17 im Verlaufe einer ansonsten normalen laryngoskopischen
Untersuchung verabreicht werden. Der Betrieb dieser vierten Ausführungsform
ist der gleiche wie in der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform.
Die Länge
des Sensorrohrs 26 sollte vorzugsweise gleich der Länge des
Zufuhrrohrs 24 plus die Länge vom Eingangsport 27a zum
Ausgangsport 27b sein.
-
Außerdem kann
das faseroptische Teleskop 28 einen oder mehrere lösbare Abschnitte 28a haben,
wie beispielsweise in 5 gezeigt
(diese Ausführungsform
ist mit einem lösbaren
Abschnitt dargestellt). Dieser lösbare
Abschnitt 28a löst
sich vom Basisteil 28g am Punkt A und besteht vorzugsweise
aus einem billigen Material, so daß es nach Verwendung entsorgt
und dann durch einen neuen Abschnitt ersetzt werden kann. Durch
Bereitstellung eines solchen lösbaren
Einweg-Abschnitts ermöglicht
die Erfindung einen hohen Grad an Sterilität. Ferner kann die eng an der
Haut anliegende Einweg-Hülle 28b vor
Verwendung auf dem Basisteil 28g angeordnet werden, um
die Sterilität
weiter zu erhöhen.
Die Hülle 28b kann
an beiden Enden 28c und 28d offen und geeignet
sein, einen wasserdichten Verschluß mit dem flexiblen faseroptischen
Teleskop 28 an den Hüllenenden 28c und 28d zu
bilden. Natürlich
würde eine
solche Einweg-Hülle 28b nach
jeder Verwendung der Vorrichtung entfernt und ersetzt werden. Diese
Hülle 28b kann Öffnungen 28e und 28f in
genauer Übereinstimmung
mit den verschiedenen Ports des flexiblen faseroptischen Teleskops 28 haben,
um beispielsweise einen Luftdurchgang am Port 28e und einen
Durchgang für
faseroptische Kabel 28f zu ermöglichen. Solche Öffnungen
würden
natürlich
wasserdichte Verschlüsse
zwischen dem geschützten
Abschnitt des flexiblen faseroptischen Teleskops und dem Patienten
bilden. Außerdem
kann die Hülle 28b als
integriertes Teil des lösbaren
Abschnitts 28a ausgebildet sein, wie in 6 gezeigt. In diesem Fall würde die
Hülle 28b nur
am Ende 28c in 5 ein
offenes Ende haben.
-
Ein
Experiment, das unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
durchgeführt
worden ist, wird nachstehend beschrieben.
-
Materialien
und Verfahren
-
20
gesunde Erwachsene im Alter von 24 bis 78 mit einem Durchschnittsalter
von 44 Jahren wurden untersucht. Es handelte sich um 12 Männer und
8 Frauen.
-
Um
den supraglottischen und pharyngealen Empfindungsgrad zu messen,
wurden ein druck- und zeitdauergesteuerter Luftstoß an die
vordere Wand des Sinus piriformis (Bereich, der vom oberen Larynxnerv
innerviert ist) über
den sekundären
Port, der in einem normalen flexiblen faseroptischen Teleskop (Pentax
Precision Instrument Corporation, Orangeburg, NY) angeordnet ist,
abgegeben. Die Druckluftquelle war eine normale Luftpumpe zur Zufuhr
von aerosolierten Medikamenten (z. B. SMR Maxi Cabinets, Storz Surgical
Specialties, St. Louis, Mo.), wobei jedoch die Dauer und der Druck
gesteuert und überwacht
wurden. Um die Empfindungsdruckschwelle eines Menschen zu bestimmen,
wurde der Luftdruck nach der psychophysischen Grenzwertmethode variiert,
während
die Dauer des Luftstoßes
mit 50 Millisekunden (ms) konstant gehalten wurde. Die Dauer und
der Druck des verabreichten Luftstoßes wurden durch eine elektronische
Schaltungsanordnung, ein Manometer und einen Druckwandler gemäß der Erfindung
gesteuert.
-
Um
einen genauen Betrag des Luftdrucks an den Prüfort im Pharynx und Larynx
abzugeben, wurde ein flexibler Schlauch mit einem kleinen Durchmesser
am faseroptischen Teleskop angebracht und an eine im wesentlichen
identische Länge
des Schlauchs angepaßt,
der über
einen Y-Verbinder zum Druckwandler (Motorola, Inc. Phoenix, AZ)
lief, so daß an
den Patienten im wesentlichen der gleiche Druck abgegeben wurde, wie
er gleichzeitig an den Druckwandler abgegeben wurde. Das flexible
faseroptische Teleskop wurde über
die nasale Passage in den Patienten eingeführt, und das distale Ende wurde
vorgeschoben, bis es 2 mm vom Prüfort
entfernt angeordnet war. Die distale Spitze des zweiten Luftrohrzweigs
wurde 2 mm vom Druckwandler befestigt.
-
Ablauf
-
Das
faseroptische Teleskop wurde in die nasale Passage eingeführt, und
der Patient hatte eine Ruheperiode von 1 min, um sich an das Laryngoskop
zu gewöhnen
und sich auf die Prüfung
vorzubereiten. Der Prüfungsablauf
begann, indem die Versuchsperson auf den Stimulus ausgerichtet wurde,
wobei der Supraschwellenstimulus für 5 s verabreicht wurde, eine
Dauer, die hundertmal so lang war wie die des Prüfluftstoßes. Nach einer Ruheperiode
von 15 s wurden sechs Blöcke
von Stimulusverabreichungsversuchen durchgeführt. Jeder Versuch dauerte
annähernd
10 s, wobei ein Ruheintervall von 10 s dazwischenlag. Der Luftstoß wurde
nach einer verbalen Ankündigung
des Beginns des Versuchs zu einer beliebigen Zeit von 2 bis 8 s
innerhalb des zehnsekündigen
Versuchsintervalls verabreicht. Es galt als Erkennungsreaktion,
wenn der Patient seine Hand innerhalb von 2 s nach dem tatsächlichen
Auftreten eines Stimulus hob. Drei Blöcke von Stimulusverabreichungen
mit abfallenden Druck und drei Blöcke von Stimulusverabreichungen
mit ansteigendem Druck wurden für
jede Versuchsperson beliebig nacheinander durchgeführt. Innerhalb
eines Blocks wurden Luftstöße in aufeinanderfolgenden
Schritten von zehn Prüfeinheitsänderungen
verabreicht (jede Einheit entsprach 7,5 × 10–2 mm
Quecksilbersäule).
Die folgenden Schritte gingen bei ansteigenden Blöcken von
unterschwellig zu überschwellig über und
bei absteigenden Blöcken
von überschwellig
zu unterschwellig. Eine Ruheperiode von 30 s trennte die Blöcke. Der
Mittelwert der niedrigsten ermittelten Drücke von den sechs Blöcken wurde
als die Empfindungsschwelle des Patienten verwendet. Sowohl die
rechte als auch die linke Seite des Pharynx und des supraglottischen
Larynx wurden untersucht. Jede Woche wurde die Luftpumpe mit einem
Manometer kalibriert, das an der Pumpe befestigt wurde.
-
Alle
Versuche erfolgten über
eine Periode von einem Jahr, und jeder Patient wurde mindestens
zweimal in dieser Zeitperiode geprüft. Außerdem wurden drei Patienten
viermal in einer dreimonatigen Periode geprüft.
-
Statistische
Analyse
-
Um
Differenzen zwischen der rechten und linken Seite zu bestimmen,
wurde der Studenten-T-Test verwendet. Um altersbedingte Veränderungen
des pharyngealen und supraglottischen Empfindungsvermögens zu
bestimmen, wurde eine Einweg-Varianzanalyse
verwendet. Um die Zuverlässigkeit
dieser Vorrichtung und dieses Verfahrens zu bestimmen, wurde eine
klasseninterne Korrelationsanalyse durchgeführt.
-
Ergebnisse
-
204
Versuche wurden mit 20 gesunden Erwachsenen durchgeführt, die
im Alter von 24 bis 78 mit einem Mittelwert von 44 Jahren lagen.
Die altersmäßige Aufschlüsselung
der Patienten nach Jahrzehnten ist in der Tabelle 1 dargestellt.
Die Ergebnisse waren folgende: Die gesamten supraglottischen und
pharyngealen Empfindungsdruckschwellen betrugen 2,09 mm Quecksilbersäule (±0,15).
Die Prüfung
auf Normalität
ergab eine normale Datenpunkteverteilung. Bei Verwendung des Studenten-T-Tests war keine statistisch
signifikante Differenz zwischen der rechten und linken Seite vorhanden.
Die klasseninterne Korrelation ergab eine ausgezeichnete Konsistenz
(R = 0,80).
-
Sieben
der zweiundzwanzig untersuchten Versuchspersonen waren über 60 Jahre
alt. Es schienen altersbedingte Veränderungen der supraglottischen
und pharyngealen Wahrnehmungsschwellen vorhanden zu sein, die statisch
signifikant waren. Insbesondere hatten Patienten über 60 eine
Wahrnehmungsschwelle von 2,34 mm Quecksilbersäule (±0,07), während Patienten unter 60 eine
Wahrnehmungsschwelle von 2,06 mm Quecksilbersäule (±0,11) hatten, p < 0,0001 (Tabelle
1).
-
Bei
Supraschwellen-Wahrnehmungsdruckhöhen führte die Luftstoßstimulation
im allgemeinen zu einem Würgereiz
bei der Versuchsperson. Wiederholte Wahrnehmungsprüfung, nachdem
der Würgereiz
vorüber
war, veränderte
die Wahrnehmungsdruckschwellen nicht. Die Dauer der Versuche war
im Durchschnitt nicht mehr als 10 min länger als die Zeit, die es dauerte,
um eine typische flexible faseroptische laryngoskopische Untersuchung
durchzuführen.
-
In
mehr als 200 Versuchen wurden absolut keine ungünstigen Reaktionen in bezug
auf den Wahrnehmungsprüfungsablauf
festgestellt. Insbesondere gab es keine Epistaxis-, Infektions-
oder Luftwegegefährdungsepisoden.
-
Erörterung
-
Daß es notwendig
ist, das supraglottische und pharyngeale Wahrnehmungsvermögen objektiv
zu bewerten, ist bereits ausführlich
dargelegt worden. Unter Verwendung der Grundprinzipien der Luftstoßstimulation
ist eine neue Vorrichtung und ein neues Verfahren beschrieben worden.
In 204 Versuchen bei 20 Versuchspersonen ist festgestellt worden,
daß unser
neues Verfahren ein einfach und reproduzierbar durchzuführendes,
sicheres und statistisch genaues als Prüfverfahren ist.
-
Ein
interessantes Ergebnis war eine statistisch signifikante Differenz
zwischen Wahrnehmungsschwellen von Personen, die jünger und älter als
60 Jahre sind. In Studien über
das Altern und das Wahrnehmungsvermögen ist festgestellt worden,
daß sich,
wenn jemand altert, die Wahrnehmungsfähigkeit in der Mundhöhle verringert
(10, 11). Wenn man älter
wird, ist im allgemeinen die Wahrscheinlichkeit größer, daß die Atmung während des
Schluckens erfolgt (2, 12). Die primären Erklärungen für diese Beobachtungen sind
orale und pharyngeale motorische Dysfunktionen, z. B. unnormale
linguale Aktivität,
schlechte lingual-palataler Verschluß und pharyngeale Ansammlungen.
Die mögliche
Beteiligung der pharyngealen und supraglottischen Wahrnehmungsabnormitäten an der
Entwicklung der Atmung ist bisher nicht untersucht worden.
-
Unsere
Hypothese ist, daß,
wenn man älter
wird, supraglottische und pharyngeale Wahrnehmungschwellen progressiv
höher werden.
Dieses Wahrnehmungsdefizit kann die bekannten Motorik-Defizite verschlimmern
und spielt somit eine wesentliche Rolle bei der Entwicklung der
Dysphagie und/oder Atmung bei diesen Patienten spielen.
-
In
den Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben sind, werden Luftimpulsstimuli
an die Schleimhaut verabreicht, die über dem oberen Larynxnerv liegen.
Die beschriebenen Versuche waren psychophysische Versu che, die einen
bestimmten Grad an kognitiver Fähigkeit
von der Versuchsperson erforderten. In dieser anderen Ausführungsform
ist die kognitive Fähigkeit
nicht wichtig, da nunmehr versucht wird, einen unwillkürlichen
Reflex – laryngeale
Adduktion oder Stimmbandverschluß – durch einen Luftimpuls hervorzurufen.
Ein Supraschwellen-Luftimpuls auf die Schleimhaut, die über dem
oberen Larynxnerv liegt, führt
zu einer ausgeprägten
transienten laryngealen Adduktion. In dieser Ausführungsform
ist der Wahrnehmungsschwelle nicht dort, wo nach Angaben des Versuchsperson
ein Luftimpuls zu spüren
ist; vielmehr ist die Wahrnehmungsschwelle in dieser Ausführungsform
der Punkt (in Millimetern Quecksilbersäule), wo sich die Stimmbänder der
Testperson als Antwort auf einen Luftimpulsstimulus schließen.
-
Das
heißt,
man muß einem
Patienten keine willkürliche
Reaktion entlocken; man muß nur
den Zielort mit genügend
Luftdruck stimulieren, um diesen unwillkürlichen Reflex einer transienten
ausgeprägten
Stimmbandadduktion hervorzurufen. Diese Ausführungsform der Prüfung der
laryngopharyngealen Empfindungsunterscheidung ist als Mittel zur
Bewertung von motorischen und sensorischen Reflexen an verschiedenen
Stellen, besonders im oberen Aerodigestivtrakt, geeignet.
-
Diese
Ausführungsform
der Erfindung löst
das Problem der Durchführung
psychophysischer Versuche bei einem kognitiv beeinträchtigten
Menschen. Man kann nunmehr eine Prüfung der laryngopharyngealen Wahrnehmungsunterscheidung
bei einem Patienten durchführen,
dessen kognitive Fähigkeiten
beeinträchtig sind.
-
Anhand
des Hintergrundbeschreibung zu dieser Ausführungsform beachte man, daß traditionell,
um den Schluckreflex und den Stimmbandverschlußreflex zu messen, die Denkweise
so gewesen ist, daß die
Gewebe hinter der Mundhöhle
stimuliert werden sollen; insbesondere die palatale und pharyngeale
Schleimhaut. Die Stimulation dieses Bereichs würde zu einem Ereignis führen, das
allgemein als Würgereflex
bezeichnet wird. Der Wahrnehmungsarm des Würgereflexes wird durch den
neunten Kranialnerv realisiert. Es ist jedoch vorteilhaft, den neunten
Kranialnerv nicht zu stimulieren, vielmehr ist der Kranialnerv,
den wir stimulieren wollen, der obere laryngeale Zweig des zehnten
Kranialnervs. Daher ist der Würgereflex
eine schlechte Näherung des
Schluck- und Larynxverschlußreflexes.
-
Gegenwärtig gibt
es keine andere Möglichkeit
zur nichtinvasiven Überwachung
des Larynxverschlußreflexes
als durch diskrete Luftimpulsstimulation der Gewebe im Hypopharynx
und Larynx.
-
Unter
Verwendung der diskreten Luftimpulsstimulation der Gewebe im Hypopharynx
und Larynx kann man nunmehr nicht nur die Wahrnehmungsunterscheidung
in diesem Bereich bei einem Patienten bewerten, dessen kognitive
Fähigkeiten
beeinträchtigt
sind, sondern man kann auch die gesamten motorischen und sensorischen
Aspekte dieses Reflexbogens überwachen.
Dies würde
breite Anwendung finden nicht nur bei Patienten, die ein Atmungs-
und Pneumonierisiko tragen, sondern deren kognitive Fähigkeiten
beeinträchtigt
sein können.
Die Gruppen von Patienten, die von dieser Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung Vorteile haben können,
sind u. a. die folgenden: (1) Schlaganfallpatienten, deren kognitive
Fähigkeiten
wegen des Schlagsanfalls selbst beeinträchtigt sind; (2) ältere Patienten,
die an verschiedenen Formen seniler Demenz leiden; (3) Menschen
mit der Alzheimerkrankheit.
-
Da
diese Ausführungsform
der Erfindung kein psychophysischer Versuch ist, ist ein vorheriges
Protokoll in bezug auf psychophysische Versuchsparameter nicht notwendig.
Das heißt,
ein Luftstoß von
50 ms Dauer, der seine Intensität
von 0 mm Quecksilbersäule
auf 10 mm Quecksilbersäule ändert, kann
von einem internen Port verabreicht werden, der in einem normalen
flexiblen faseroptischen Teleskop angeordnet ist. Die Nase kann
mit 1% Xylocain w/Epinephrin 1/1 000 000 anästhesiert werden, das auf ein
Wattestäbchen
aufgebracht wird und entlang des Nasenbodens über eine Strecke von etwa 1
cm vom Nasenvorhof geführt
wird. Es muß keine
weitere Anästhesie
verabreicht werden. Das Stäbchen
wird entfernt, und ein flexibles faseroptisches Teleskop wird in
die nasale Passage eingeführt.
Die distale Spitze des Bereichs kann unter direkter Sicht vorgeschoben
werden, bis sie etwa 2 mm vom Prüfort
entfernt ist. Der Patienten kann dann eine einminütige Ruheperiode
haben, um sich an das faseroptische Teleskop zu gewöhnen und
auf den Versuch vorzubereiten. Um die sensorischen und motorischen
Reflexdruckschwelle des Menschen zu bestimmen, kann der Druck verändert werden,
während
die Dauer des Druckstoßes
bei etwa 50 ms konstant gehalten wird.
-
Um
die motorischen und sensorischen Larynxreflexschwelle zu bestimmen,
können
sechs Blöcke
von Stimulusversuchen durchgeführt
werden, wobei jeder Versuch annähernd
10 s dauert, mit einem Intervall von 10 s zwischen den Versuchen.
Wenn der Luftstoß verabreicht
wird, erwartet man einen kurzen Stimmbandverschluß innerhalb
etwa 1 s nach Stimulusverabreichung. Drei Blöcke von Stimulusverabreichungen
mit abfallenden Druck und drei Blöcke von Stimulusverabreichungen
mit ansteigendem Druck können
beliebig nacheinander bei Versuchsperson durchgeführt werden.
Innerhalb eines Blocks können
Luftstöße in aufeinanderfolgenden
Schritten von etwa 0,2 mm Quecksilbersäule verabreicht werden; bei
aufsteigenden Blöcken
von unterschwellig bis überschwellig;
und bei absteigenden Blöcken
von überschwellig
bis unterschwellig. Eine Ruheperiode von 30 s kann die Blöcke trennen.
Der Mittelwert der niedrigsten ermittelten Drücke von den sechs Blöcken, die
einen kurzen Larynxverschluß hervorriefen,
kann als sensorische und motorische Reflexschwelle der Versuchsperson
verwendet werden.
-
Was
der Prüfende
erwartet, ist somit keine willkürliche
Reaktion des Patienten, sondern die Auslösung des unwillkürlichen
Stimmbandreflexverschlusses.
-
Diese
Ausführungsform
der Erfindung ermöglicht
die Einbeziehung vieler weiterer Versuchspersonen, da der motorische
Zweig des Stimmbandreflexes zusätzlich
zum sensorischen Zweig geprüft
wird, ohne daß eine
willkürliche
Erkennungsreaktion des Patienten erforderlich ist.
-
Verschiedene
Modifikationen sind erfindungsgemäß möglich, ohne vom Schutzbereich
der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise könnte der erste Auslaßzweig des
Y-förmigen
Rohrs oder des Zufuhrrohrs zu einem flexiblen faseroptischen Teleskop
integriert sein, anstatt daran befestigt zu sein. Außerdem könnten der erste
und zweite Auslaßzweig
des Y-förmigen
Rohrs verschiedene Längen
und Querschnitte haben, wobei die Wandlerschaltung entsprechend
kalibriert wird, so daß die
An zeige dennoch den Druck am distalen Ende des ersten Auslaßzweiges
anzeigt. Ebenso könnte
das Zufuhrrohr und das Sensorrohr verschiedene Längen oder Querschnitte haben,
wobei eine ähnliche
Kalibrierkorrektur mittels der Wandlerschaltung durchgeführt wird. Daher
haben die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen lediglich darstellenden
und keinen einschränkenden
Charakter.
-
Tabelle
1
Supraglottische Wahrnehmungsschwellen (mm Quecksilbersäule)
-
Quellenangaben
-
- 1. Dellon, AL: Evaluation of Sensibility and
Re-Education of
The Sensation in The Hand (Bewertung der Sensibilität und Umerziehung
des Wahrnehmungsvermögens
in der Hand), John D. Lucas Printing Co., Baltimore, Maryland 1988,
pp. 95–113.
- 2. Feinberg, MJ, Ekberg, O: Videofluoroscopy in Elderly Patients
With Aspiration: Importance of Evaluating Both Oral and Pharyngeal
Stages of Deglutition (Videofluoroskopie bei älteren Patienten bei Atmung:
Bedeutung der Bewertung der ora len und der pharyngealen Stadien
der Deglutition), AJR 156: 293–296,
1991.
- 3. Gresham, SL: Clinical Assessment and Management of Swallowing
Difficulties After Stroke (Klinische Bewertung und Beherrschung
von Schluckschwierigkeiten nach dem Schlaganfall), Med J Australia.
153: 397–399,
1990.
- 4. Flores, TC, Wood, BG, Levin HL, Koegal, L, Tucker, HM: Factors
in Successful Deglutition Following Supraglottic Laryngeal Surgery
(Faktoren für
erfolgreiche Deglutition nach supraglottischem laryngealem Eingriff),
Ann Otol Rhinol Laryngol. 91: 579–583, 1982.
- 5. Ogura JH: Hyoid Muscle Flap Reconstruction in Subtotal Supraglottic
Laryngectomy as a More Rapid Rehabilitation of Deglutition: 14 cases
(Zungenbei-Muskellappenrekonstruktion bei subtotaler supraglottischer
Laryngektomie als schnellere Deglutitionsrehabilitation, 14 Fälle). Laryngoscope.
89: 1522–1524, 1979.
- 6. Durham, DG, Bigliano, RP, Masino, JA: Pneumatic Applanation
Tonometer (Pneumatisches Applanationstonometer), Trans Am Acad Ophth
Otolaryngol. 69: 1029–1047,
1965.
- 7. Talbot, WH, Darian-Smith, I, Kornhuber, HH, Mountcastle,
VB: The Sense of Flutter Vibration: Comparisons of Human Capacity
with Responses Patterns of Mechanoreceptive Afferents from the Monkey
Hand (Flattervibrationempfindung: Vergleiche der menschlichen Fähigkeit
mit Reaktionsmustern von mechanisch-rezeptiven Affenhand-Afferenten),
J Neurol Physiol. 31: 301–334,
1968.
- 8. Gardner, EP, Spencer, WA: Sensory Funneling. I. Psychophysical
Observations of Human Subjects and Responses of Cutaneous Mechanoreceptive
Afferents in the Cat to Patterned Skin Stimuli (Sensorische Trichterbildung.
I. Psychophysikalische Beobachtungen bei menschlichen Versuchspersonen
und Reaktionen von kutanen mechanisch-rezeptiven Afferenten bei
Katzen auf strukturierte Hautstimuli), J Neuro Physiol. 35: 954–977, 1972.
- 9. Laskin, SE, Spencer, WA: Cutaneous Masking. I. Psychophysical
Observations on Interactions of Multipoint Stimuli in Man (Kutane
Maskierung. Psychophysische Beobachtungen des Zusammenwirkens von Mehrfachpunktstimuli
bei Menschen), J Neurol Physiol. 42: 1048–1060, 1979.
- 10. Calhoun, KH, Gibson, B, Hartley, L, Minton, J, Hokanson,
JA: Age-Related Changes in Oral Sensation (Altersbedingte Veränderungen
des oralen Empfindungsvermögens),
Laryngoscope. 102: 109–116,
1992.
- 11. Aviv, JE, Hecht, C, Weinberg, H, Dalton, JF, Urken, ML:
Surface Sensibility of the Floor of Mouth and Tongue in Healthy
Controls and Radiated Patients. (Oberflächenempfindlichkeit des Mund-
und Zungenbodens bei Gesundheitskontrollpersonen und bestrahlten
Patienten), Otolaryngol Head Neck Surg. 107: 418–423, 1992.
- 12. Kilmann, W, Goyal, R: Disorders of Pharyngeal and Upper
Esophageal Sphincter Motor Function (Störungen der pharyngealen und
oberen esophagealen Schließmuskelmotorikfunktion),
Arch Int Med. 136: 529–601,
1976.
