DE69837392T2

DE69837392T2 - Verfahren und vorrichtung zur messung des intrakraniellen druckes

Info

Publication number: DE69837392T2
Application number: DE69837392T
Authority: DE
Inventors: Arminas Ragauskas; Gediminas Daubaris; Algis Dziugys
Original assignee: UAB Vittamed; UAB Vittamed Bethel
Current assignee: UAB Vittamed; UAB Vittamed Bethel
Priority date: 1997-09-11
Filing date: 1998-09-03
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2018-09-04
Also published as: EP1018942B1; WO1999012473A1; ATE357184T1; EP1018942A4; AU9302498A; DE69837392D1; EP1018942A1; US5951477A; RU2218090C2; WO1999012473A9

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des intrakranialen Drucks durch Ultraschall, und betrifft genauer ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des intrakranialen Drucks unter Verwendung von Ultraschall-Messungen der Geschwindigkeit des Blutflusses durch eine Seharterie.
Hintergrund der Erfindung
In dem US-Patent 4,907,595 wird ein Gerät zur Bestimmung des Druckes und des Flusses innerhalb der Seharterie beschrieben. Bei dem Gerät wird eine starre Kammer eingesetzt, die oberhalb des Auges einer Person dichtend angebracht werden kann, so dass sie unter Druck gesetzt werden kann, um gegen den Augapfel einen äußeren Druck auszuüben. Ferner wird ein Ultraschallsignalgeber an die Kammer angebracht und derart ausgerichtet, dass Ultraschallimpulse für eine Doppler-Messung des Flusses innerhalb der Seharterie eingespeist werden. Die Vorrichtung arbeitet dadurch, dass der Benutzer in die Lage versetzt wird, den Druck zu einem derartigen Level zu steigern, dass der Blutfluss durch die Seharterie gestoppt wird. Der Druck, mit welchem dies erreicht wird, ist dann eine Anzeige des Druckes innerhalb der Seharterie. Typischerweise liegt der Druck, bei welchem dieses Ereignis auftritt, im Bereich von ungefähr 170 mm Hg.
Ein Problem, das bei einem in dem '595-Patent beschriebenen Gerät besteht, ist, dass der zum Erhalt der erwünschten Messung notwendige Druck so hoch ist, dass er die im Allgemeinen maximal empfohlenen Druckwerte um einen bedeutenden Betrag übersteigt. Wenn dann ein solches Gerät über einen längeren Zeitraum eingesetzt wird, kann ein Gewebeschaden entstehen und kann zu einem Anstieg im intrakranialen Druck, P_IC, auf nicht akzeptierbare Level führen.
Eine andere Ultraschallvorrichtung zur Bestimmung von Veränderungen im intrakranialen Druck in dem Schädel eines Patienten ist in dem US-Patent 5,117,835 beschrieben, bei welchem ein Paar Ultraschallsignalgeber gegen den Schädel platziert werden, und mit welchem die empfangenen Signale gespeichert werden. Das US-Patent 4,984,567 beschreibt ein Gerät zur Messung des intrakranialen Drucks mit einem Ultraschallsignalgeber, wobei die akustischen Reflexionen, die durch die Ultraschallimpulse erzeugt werden, analysiert werden. Andere Patente, die sich auf die Ultraschallmessung von entweder dem intrakranialen Druck oder anderen physiologischen Merkmalen beziehen, sind die US-Patente 4,204,547; 4,930,513; 5,016,641 und 5,040,540.
Mit keiner dieser im Stand der Technik bekannten Lehren wird eine klare und unzweideutige Anzeige des intrakranialen Drucks bereitgestellt. Die Messungen tendieren dazu, durch Geräusche verdeckt zu werden, die aus Unsicherheiten in den Messungen resultieren. Daher besteht das Bedürfnis, eine Messung des intrakranialen Drucks einer Person auf eine sichere und nicht invasive Art und Weise erlangen zu können, die mit vernünftiger Verlässlichkeit ausgeführt werden kann.
Zusammenfassende Darstellung der Erfindung
Mit einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Anzeige des Druckes innerhalb eines Schädels auf eine nicht-invasive Art und Weise erzielt werden, nämlich unter Verwendung der Ultraschall-Doppler-Messtechnik, die auf sichere Art und Weise an dem Auge einer Person angebracht wird.
Dies wird gemäß einer erfindungsgemäßen Technik erreicht, indem eine Kammer unter Druck gesetzt wird, die dichtend um ein Auge herum angelegt wird, und bei welcher Technik eine Ultraschall-Doppler-Messvorrichtung eingesetzt wird, die an die Kammer angebracht ist, um die inneren und äußeren Blutgeschwindigkeiten der intrakranialen und extrakranialen Abschnitte der Seharterie zu messen. Die Signale, die für diese Geschwindigkeitsmessungen repräsentativ sind, V_I und V_E, werden anschließend verglichen und ihre Differenz, ΔV, dazu eingesetzt, um den Druck in der Kammer zu steuern. Wenn der Druck in der Kammer bewirkt, dass das ΔV einen erwünschten Minimalwert erreicht, dann wird der Druck zu einer Anzeige des intrakranialen Drucks.
Mit einem Gerät und einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein bedeutend niedrigerer Druck auf das Auge ausgeübt, als es im Fall des oben beschriebenen '505-Patents ist. Die Druckwerte sind typischerweise im Bereich von ungefähr 25 mm Hg, was innerhalb eines im Allgemeinen akzeptierbaren Drucklevels ist, um einen Gewebeschaden und Schmerz zu vermeiden.
Die Techniken der vorliegenden Erfindung können in einer Vielzahl verschiedener Arten eingesetzt werden, wie beispielsweise mit einer manuellen Erhöhung und Steuerung über den auf die Kammer auszuübenden Druck, während die inneren und äußeren Geschwindigkeitssignale mit der Ultraschall-Doppler-Vorrichtung bestimmt werden. Wenn diese Geschwindigkeitsmessungen im Wesentlichen gleich erscheinen, so wird der Druck, bei welchem dieses Ereignis eintritt, anschließend eingesetzt, um den intrakranialen Druck zu bestimmen.
Durch Verwendung des Ultraschall-Doppler-Geschwindigkeitsmessungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung kann alternativ die Messung des Geschwindigkeitsunterschieds in der Seharterie, ΔV, dazu eingesetzt werden, um den Druck in der Kammer direkt zu steuern, indem das Signal an einer Pumpe angebracht wird. Ein Drucksignal, das für den Druck in der Kammer charakteristisch ist, kann dann dazu verwendet werden, ein Signal in einem ausreichendem Speicher abzuspeichern, und kann für ein Display verwendet werden, mit dem der intrakraniale Druck angezeigt wird.
Eine Messung der Pulsatilität oder der dynamischen Charakteristika eines Abschnitts innerhalb des Schädels, die mit einem Gerät wie in dem US-Patent 5,388,583 beschrieben durchgeführt wird, kann in eine absolute dynamische Druckmessung umgewandelt werden.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gerät zur Bestimmung des intrakranialen Drucks unter Verwendung der nicht-invasiven Ultraschalltechnik bereitzustellen. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Messung des intrakranialen Drucks eines Patienten auf eine sichere und verlässliche Art und Weise zu erhalten.
Diese und andere Vorteile und Aufgaben der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen in Verbindung mit den Zeichnungen verständlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht in Form eines Blockdiagramms eines Geräts gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine perspektivische Ansicht der Anbringung eines Geräts gemäß der vorliegenden Erfindung an den Schädel eines Patienten;
3 ist eine vereinfachte schematische Darstellung als Blockdiagramm zur Darstellung der Erfindung;
4 ist ein Flussdiagramm zur Verwendung in dem Gerät gemäß 1; und
5 sind Diagramme als Funktion der Zeit der Blutgeschwindigkeit, V, und der Pulsschläge der inneren und äußeren Teile der Seharterie.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Es wurde herausgefunden, dass mit einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung der innere Druck innerhalb des Kopfs einer Person ausgehend von der Beobachtung der Blutgeschwindigkeiten innerhalb der Seharterie bestimmt werden kann. Dabei werden ein Ultraschallgerät und eine Vorrichtung eingesetzt, mit welcher ein leichter Druck auf das Auge ausgeübt werden kann, um die inneren und äußeren Blutflüsse in der Seharterie, die zu dem Auge führt, gleich einzustellen. Diese Art der Messung wird wie mit der folgenden Analyse gezeigt folgendermaßen ermöglicht.
Die Evaluierung des Reynolds-Faktors in der Seharterie beträgt:
Da Re << 2000 ist, bedeutet dies, dass der Fluss laminar ist.
Der Mittelwert der Fließgeschwindigkeit innerhalb der Seharterie, OA, hängt nicht von der Distanz von der intrakranialen mittleren zerebralen Arterie ab, sondern hängt von dem Gebiet des Durchschnitts der OA und des hierin vorliegenden Blutflusses ab.
Der Einfluss der Pulsatilität des Blutflusses wirkt sich auf das Profil des Flusses aus. Die Periode T der Blutpulsschläge ist gleich zur Periode der Pulsschläge des Herzens (ungefähr eine Sekunde). Die nicht-dimensionale Frequenz W ist gleich mit:
wobei D_I der innere Durchmesser der Seharterie, OA, ist, und das Profil der Blutgeschwindigkeit in der OA parabolisch ist:
wobei D_E der Durchmesser des äußeren Teils der OA ist, V_E die Geschwindigkeit des Blutflusses im äußeren Teil der OA, V_I die Geschwindigkeit des Blutflusses innerhalb der OA.
Der Fluss F ist direkt proportional zum Mittelwert der Blutgeschwindigkeiten V_E und V_I:
Es folgt aus der Gleichung (4), dass, wenn V_E = V_I ist, dann D_E = D_I ist.

4. Wenn der Druck der mittleren zerebralen Arterie gleich mit P_MCA ist und der Druck innerhalb des äußeren Teils der OA gleich mit P_OAE (1) ist, dann könnte der Gradient Δ_ρ zwischen zwei Punkten der Fließgeschwindigkeitsmessung (1) aus der folgenden Gleichung ermittelt werden: PAOE = PMCA – ΔP (5)und

Aus Gleichung (6) folgt, dass der Wert von Δ_ρ im Vergleich zu dem gemessenen Wert des intrakranialen Drucks P_IC klein ist und vernachlässigt, oder aber als Messfehler ungefähr ausgeglichen werden könnte.

5. Ausgleich der Drücke. Der Ausgleich der Drücke beim inneren Punkt der Messung könnte wie folgt ausgedrückt werden: PATM + PIC + PAWI = PMCA (7)in welcher P_IC der intrakraniale Druck ist, P_ATM der atmosphärische Druck, und P_AWI der Druck der Arterienwand.

Der Ausgleich des Drucks im äußeren Punkt der Messung könnte wie folgt ausgedrückt werden: PATM + PE + PAWE = PAOE (8)wobei P_E der zusätzliche äußere Druck ist, der auf das Gewebe, das den Augapfel umgibt, ausgeübt wird, so dass der äußere Durchmesser D_E der OA so lange abgesenkt wird, bis mit dem inneren Durchmesser D_I Gleichheit besteht, und P_AWE der Druck der äußeren Arterienwand der Seharterie ist.
Es ist möglich, die Gleichung des Druckausgleichs zwischen den inneren und äußeren Messpunkten unter Verwendung der Gleichung (5) zu formulieren: PATM + PE + PAWE = PATM + PIC + PAWI – ΔP (9)Durch dieses Verfahren werden lediglich die Werte P_E, V_E und V_I gemessen. Wenn der Wert des zusätzlichen äußeren Druckes P_E derart ausgewählt ist, dass V_E = V_I ist, bedeutet dies, dass D_E = D_I ist. Dies ist das Ergebnis, wenn ein Druckausgleich erreicht wird. Dann ist P_AWI gleich P_AWE, und die Schlussgleichung des Druckausgleichs könnte wie folgt ausgedrückt werden: PIC = PE + Δp, wenn VE = VI (10)
Aus Gleichung (10) folgt, dass der intrakraniale Druck P_IC ungefähr gleich mit P_E ist, wenn es möglich ist, Δ_p zu vernachlässigen, und dass P_IC = P_E ist, wenn Δ_P so klein ist, wie unter Verwendung der Gleichung (6) berechnet, und entweder ausgeglichen oder als Messfehler toleriert wird.
Mit einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Druck innerhalb des Kopfes einer Person gemessen werden, ohne dass direkte Messungen des intrakranialen Drucks, des arteriellen Blutdrucks P_MCA, des hydrodynamischen Widerstandes der OA-Augverzweigungen oder anderer individueller Parameter der Patienten durchgeführt werden müssen, oder ohne dass autoregulatorische Prozesse benötigt werden. Lediglich der Wert von Δ_P hängt von P_MCA, V_I und von anderen individuellen Parametern ab. Jedoch kann in den meisten praktischen Fällen der Wert von Δ_P ignoriert werden, da es in der klinischen Praxis nicht notwendig ist, P_IC mit einem absoluten Messfehler von weniger als +/– 3 mm Hg zu messen.
Bezug nehmend auf die 1 und 2 ist ein Gerät 20 gezeigt, mit welcher die Messung des intrakranialen Drucks wie oben beschrieben durchgeführt wird. Das Gerät wird an den Kopf einer Person angebracht, und zwar derart, dass eine mit dem Auge zusammenwirkende inflatierbare Vorrichtung 22 einen leichten Druck gegen das Augenlid 23 ausüben kann. Geeignete Klammern und Positionierbänder 24, 26 werden dazu eingesetzt, um die Vorrichtung 22 an Ort und Stelle zu halten. Die Vorrichtung 22 ist aus einem geeigneten weichen Material gebildet, wie beispielsweise Gummi, um eine inflatierbare Kammer 28 zu bilden. Die Kammer 28 ist nahezu ringförmig ausgebildet, so dass die Anbringung eines Ultraschallsignalgebers 30 gegen eine innere flexible Membran 32 ermöglicht wird, sowie die Unter-Druck-Setzung der Kammer durch eine Pumpe 34.
Die innere Membran passt sich der Form des Auges 35 wie dargestellt an, und zwar auf eine solche Art und Weise, dass der Druck von der Inflation der Kammer 28 einen leichten Druck auf die das Auge umgebenden Gewebe und dadurch auch auf die Augenhöhle ausüben kann. Dies resultiert in eine Unter-Druck-Setzung der Seharterie 36, die vom Inneren des Schädels 40 entspringt und durch den Kanal des Sehnervs 42 zum Auge 35 hindurchführt.
Der Ultraschallsignalgeber 30 hat eine zentrale Achse 44, die durch Anpassen der Position des Signalgebers innerhalb seiner Anbringung an die Vorrichtung 22 ausgerichtet werden kann. Diese Ausrichtung ermöglicht es, den Winkel der Achse 44 derart anzupassen, dass dessen akustische Ultraschallimpulse in Richtung beider inneren und äußeren Abschnitte 46, 48 der Seharterie 36 mit dem gleichen Winkel ausgerichtet werden. Mit einer solchen Ausrichtung können Doppler-Messungen des Blutflusses in diesen unterschiedlichen Abschnitten 46, 48 durchgeführt werden, ohne dass Fehler durch die Benutzung unterschiedlicher Winkel der Achse 44 bezüglich der Abschnitte 46 und 48 einfließen. Daher kann eine verlässliche Messung des intrakranialen Drucks, P_IC erhalten werden.
Der Ultraschallsignalgeber 30 hat einen Eingang 50, der mit einem akustischen Impulssender 52 verbunden ist. Der Signalgeber 30 wirkt auch als Schallempfänger, so dass dessen Eingang 52 mit einem Tor 54 verbunden ist. Ein Eingang 56 des Tors ist mit dem Sender 52 verbunden, um einen Empfänger 58 vor den hohen Sender-Output-Impulsen während der Pulsgebung des Signalgebers 30 zu schützen. Der Empfänger 58 produziert über die Linie 60 ein Output-Signal, das die akustischen Echos von dem Blutfluss in der Seharterie OA darstellt und das durch die Ultraschallimpulse vom Sender 52 verursacht wird.
Ein Tiefensteuerungsnetzwerk 62 ist vorgesehen, um mit dem Gerät 20 denjenigen Abschnitt der empfangenen Echos auszuwählen, der entweder der inneren oder der äußeren oder der kranialen Blutgeschwindigkeiten entspricht, oder aber der Blutgeschwindigkeit der optischen Arterie. Das Netzwerk 62 produziert ein inneres Auswahlsignal auf der Linie 64 und ein äußeres Auswahlsignal auf der Linie 66. Das innere Auswahlsignal wird auf ein UND-Tor 67 angewandt, um die Echos, die sich auf den Blutfluss innerhalb des Schädels beziehen, zur weiteren Verarbeitung auswählen zu können. Auf ähnliche Weise wird das äußere Signal auf ein UND-Tor 68 angewandt, um die Echos, die sich auf den Blutfluss in der Seharterie außerhalb des Schädels beziehen, auszuwählen. Das Netzwerk 62 arbeitet als ein Bereichstorsystem, mit welchem akustische Reflexionen unterschiedlicher Tiefen ausgewählt und hinsichtlich ihrer Doppler-Frequenzverschiebung relativ zu der Senderfrequenz f_C analysiert werden können.
Die inneren und äußeren Auswahlsignale werden in einer Folge generiert, und zwar auf eine bekannte Art und Weise durch eine Steuerung 70, die nach jedem Senderimpuls durch die Signallinie 56 aktiviert wird. Die Outputs der UND-Tore 67, 68 werden über ein ODER-Tor 72 mit einem Probenfrequenzzähler 74 verbunden. Dieser sammelt die empfangenen Echosignale und produziert Probensignale, wie beispielsweise die Signalfrequenz f_I im Impuls, die der Blutgeschwindigkeit innerhalb des Schädels entspricht, die Signalfrequenz f_E innerhalb des Echo-Impulses von der Seharterie außerhalb des Schädels, sowie die Frequenz f_C in dem gesendeten Impuls. Die gesammelten Frequenzsignale werden bei 76 in einem geeigneten Datenspeicher gespeichert und bei 78 werden die Verschiebungen in den Frequenzen von der Frequenz des gesendeten Impulses, wie beispielsweise f_C-f_I und f_C-f_E, bestimmt. Ein geeigneter Mikroprozessor kann eingesetzt werden, um diese Funktionen umzusetzen.
Die Frequenzverschiebungen können für jeden gesendeten Impuls und für jedes resultierende Echo bestimmt werden. Jede Frequenzverschiebung entspricht der Blutgeschwindigkeit in der Seharterie, und die Werte können gespeichert werden, um eine Anzeige der inneren Blutgeschwindigkeit, V_I, und der äußeren Blutgeschwindigkeit, V_E, bei 78 bereitzustellen. Diese Blutgeschwindigkeitssignale können wie in 5 dargestellt mit Kurven 79.1 und 79.2 gezeigt werden, oder können wie in 3 bei 79.3 überlagert werden, um deren relative Länge ihrer Unterschiede, ΔV, deutlicher zu zeigen, welche bei 80 bestimmt werden. Bemerkt wird, dass die Aktivierungsrate des Senders 52 hinreichend hochgesetzt wird, damit die Konturen der Geschwindigkeitskurven 79 bestimmt werden können. Der Wert des Geschwindigkeitsunter schieds ΔV kann dann dargestellt werden, und die Darstellung wird dazu verwendet, den intrakranialen Druck zu bestimmen.
Die Unterschiedswerte ΔV werden dazu verwendet, den intrakranialen Druck P_IC zu bestimmen. Dies wird durch ein Ansteigen des Drucks innerhalb der inflatierbaren Vorrichtung 22 auf ein Level erreicht, bei welchem die Unterschiedswerte ΔV unterhalb eines Minimallevels ΔV_min fallen. Dies wird dann eine Auflösung der V, und V_E-Messungen. Die P_IC-Messung kann durch eine manuelle Erhöhung des Drucks innerhalb der Vorrichtung 22 vorgenommen werden, bis die visuellen Anzeigen der gemessenen Blutgeschwindigkeitssignale V_I und V_E, oder die Frequenzverschiebungen als die gleichen erscheinen, oder aber dies wird durch eine automatische Steuerung, wie beispielsweise 82, vorgenommen.
Alternativ kann eine automatische Steuerung eingesetzt werden, beispielsweise durch eine erste Testung bei 84, ob der Wert von ΔV unterhalb einem Minimalwert liegt, wie beispielsweise ΔV_min. Ist dies nicht der Fall, dann wird bei 86 der Wert für den Pumpendruck um einen Betrag erhöht und der Wert auf die Pumpe 34 übertragen, wodurch der Druck innerhalb der inflatierbaren Vorrichtung 22 erhöht wird. Ein Druckwandler 90 misst den Druck innerhalb der Kammer 28 und produziert ein Drucksignal P_m, das hierfür charakteristisch ist.
Wenn der Test bei 84 positiv ist, wird der Wert P_m bei 92 als eine Anzeige des internen Schädeldrucks P_IC gespeichert. Dieser kann bei 94 angezeigt und auf geeignete Art und Weise aufgezeichnet werden.
Bei Betrieb des Geräts 20 ist es wünschenswert, dass ein anfänglicher Ausrichtungsmodus vorgenommen wird, um sicherzustellen, dass die Senderimpulse vom Signalgeber 30 in Richtung der inneren und äußeren Abschnitte 46 und 48 der Seharterie 36 richtig ausgerichtet werden. Hierzu wird der Winkel ϕ zwischen der Achse 44 des Ultraschallsignalgebers 30 und der Achse 96 der Seharterienpassage 42 angepasst. Eine solche Anpassung kann mit den Anpassungsschrauben 98.1 und 98.2 oder mit einem anderen solchen geeigneten Rahmen vorgenommen werden, der zwischen dem Band 26 und dem Signalgeber 30 in 1 angebracht wird.
Bezug nehmend auf 4 ist ein Programm 100 zur Durchführung einer solchen Anpassung dargestellt. Daher wird bei 102 das Gerät 20 gestartet und bei 104 der operative Kontakt zwischen dem akustischen Sender 30 und der Augenhöhle durch Beobachtung der Reflexionsechos auf einem Display hergestellt. Bei 106 wird die Tiefe der operativen Sondentiefe R_E, s. 1, durch den Steuerungsblock 70 der Sondentiefe eingegeben (s. 1). Typische Anfangswerte von R_E liegen ungefähr zwischen 40 mm und 50 mm.
Bei 108 wird der räumliche Winkel ϕ der Signalgeberachse 44 geändert, um das Geschwindigkeitssignal, das mit dem externen Abschnitt 48 der Seharterie assoziiert ist, zu finden. Dieses wird dadurch gefunden, dass die Form der Pulsationskurve der Blutgeschwindigkeit des extrakanialen Teils 48 der Seharterie 44 beobachtet wird (s. 5). Der räumliche Winkel, ϕ₁, der das maximale Doppler-Signallevel erreicht, wird bei 110 ausgewählt und notiert.
Bei 112 wird der Anfangswert der inneren Sondentiefe R_I durch den Steuerungsblock 70 eingegeben. Die typischen Werte von R_I liegen ungefähr zwischen 52 mm und 65 mm.
Bei 114 wird der räumliche Winkel ϕ₂ zur Ausrichtung des Signalgebers 30 bestimmt, was zu einer maximalen Doppler-Signalpulsation von dem inneren Abschnitt 46 der Seharterie 36 führt. Die ausführende Orientierung des Signalgebers 30 wird bei 116 dadurch ausgewählt, dass die Achse 44 des Signalgebers 30 entlang der Mitte zwischen den Winkeln ϕ₁ und ϕ₂ ausgerichtet wird.
Anschließend wird bei 118 die Sondentiefensteuerung 70 betätigt, so dass die Blutgeschwindigkeit innerhalb der inneren und äußeren Seharterienabschnitte 46, 48 nacheinander gemessen werden. Die Tiefen der äußeren und inneren Kanaleingänge des Sehnervs werden durch Erhöhen von R_E ausgehend von den Werten zwischen denjenigen bestimmt, die bei 106 ausgewählt wurden, und den Werten, die bei 112 ausgewählt werden, während die Blutgeschwindigkeitspulsation von 5 beobachtet wird. Die Blutgeschwindigkeitsimpulse besitzen kleinere Amplituden innerhalb des Kanals des Sehnervs.
Anschließend werden bei Schritt 120 die Tiefen R₁ und R₂ von jeweils den äußeren und inneren Kanaleingängen des Sehnervs bestimmt. Dies wird durch Beobachtung einer Absenkung in den Amplituden der Blutgeschwindigkeitsimpulse bewirkt, wie in 5 gezeigt ist, und die typisch sind für Messungen, die innerhalb des Sehnervkanals gemacht wurden, im Vergleich mit den Amplituden der Blutgeschwindigkeitsimpulse außerhalb des Sehnervkanals.
Danach wird bei Schritt 122 der Endwert von R_E und R_I unter Verwendung der Kriterien R_E < R₁ und R_I > R₂ festgesetzt.
Ist die Position des Ultraschallsignalgebers einmal bestimmt und festgesetzt, kann eine Messung der inneren und äußeren Blutgeschwindigkeiten wie oben beschrieben durchgeführt werden. Eine Bestimmung des intrakranialen Drucks P_IC wird erhalten, wenn die Geschwindigkeitsmessungen gleich sind.
3 zeigt ein vereinfachtes System 140 zur Bestimmung des inneren Schädeldrucks. Bei dem System wird eine inflatierbare Vorrichtung 22 eingesetzt, wie mit Bezug auf 1 dargestellt und beschrieben ist, mit welcher eine manuell betätigte Pumpe 142 eingesetzt wird, wie sie bei Stethoskopen eingesetzt wird. Die Pumpe 142 ist mit einem flexiblen Rohr 144 über ein Ventil 146 verbunden, um die Vorrichtung 22 aufzublasen. Ein Druckanzeiger 148 ist mit dem Rohr 144 verbunden, um eine Anzeige des Drucks darzustellen, entweder in visueller oder elektronischer Form oder beides. Ein Ultraschallsignalgeber 30 wird durch eine Steuerung und ein Doppler-Messgerät 150 mit einem Display 152 aktiviert.
Wenn die Werte der inneren und äußeren Blutgeschwindigkeiten gleich zu sein erscheinen, wie durch eine Beobachtung des Displays 152 festgestellt werden kann, kann manuell ein Signal zu dem Druckmessgerät 148 gesendet werden, um die Druckanzeige als Messung des intrakranialen Drucks P_IC zu speichern.
Nach Beschreibung beispielhafter Geräte und Techniken zur Bestimmung des intrakranialen Drucks gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Fachmann Variationen vornehmen. Die hierin beschriebenen Ausführungsformen und andere äquivalente Strukturen davon können vom Fachmann in Erwägung gezogen und sollten als Teil der Erfindung betrachtet werden. Es kann beispielsweise der in 1 gezeigte bestimmte Kreislauf mit anderen Vorrichtungen und logischen Kreisläufen und in analoger Form durchgeführt werden, wie den Fachleuten hinreichend bekannt ist. Die Erfindung sollte daher ausgelegt werden wie vorliegend gezeigt und beschrieben, sowohl gemäß der Beschreibung als auch wie in den nachfolgenden Ansprüchen beansprucht.

Claims

Gerät zum Erhalten einer Anzeige des intrakranialen Drucks eines lebenden Körpers, umfassend: Mittel zum Erzeugen von Signalen der inneren und äußeren Geschwindigkeit, die jeweils repräsentativ für die gemessenen intrakranialen und extrakranialen Geschwindigkeiten des Blutflusses in einer Seharterie sind, welche sich vom Inneren des Schädels in ein Auge des Körpers erstreckt; Mittel zum Anwenden eines äußeren Drucks auf das Auge, dessen Blutfluss in der Seharterie gemessen wird; und Mittel zum Identifizieren des intrakranialen Drucks als jenen äußeren Druck, der bewirkt, dass die Signale der inneren Geschwindigkeit und der äußeren Geschwindigkeit dieselbe Blutströmungsgeschwindigkeit darstellen.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die Erzeugungsvorrichtung umfasst: Mittel zum Ausrichten von Ultraschallimpulsen, die eine akustische Bezugsfrequenz enthalten, auf die Seharterie in eine Richtung, um akustische Reflexionen zu bewirken und dann zu erfassen, deren Frequenzen durch Blutströmungen durch die Seharterie geändert werden; Mittel, die auf die Reflexionen reagieren, um erste Reflexionen, die vom Blutstrom der Seharterie innerhalb des Schädels veränderte Frequenzen enthalten, und zweite Reflexionen, die vom Blutstrom der Seharterie außerhalb des Schädels geänderte Frequenzen enthalten, zu extrahieren; Mittel zum Ableiten von Abweichungen der Frequenzen in den ersten Reflexionen von der ersten Bezugsfrequenz, welche für die Geschwindigkeit der Blutströmungsgeschwindigkeit im Schädel charakteristisch sind; und Mittel zum Ableiten von Abweichungen der Frequenzen in den zweiten Reflexionen von der ersten Bezugsfrequenz, die für die Geschwindigkeit der Blutströmungsgeschwindigkeit außerhalb des Schädels charakteristisch sind.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die Identifizierungsmittel umfassen: Mittel zur visuellen Anzeige der Signale der inneren und äußeren Geschwindigkeit.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die Identifizierungsmittelumfassen: Mittel zum Vergleichen der Signale der inneren und äußeren Geschwindigkeit und zum Erzeugen eines hierfür charakteristischen Differenzsignals; und Mittel, die auf das Differenzsignal reagieren, um die Vorrichtung zur Anwendung des äußeren Drucks zu verändern, bis die Signale der inneren und der äußeren Geschwindigkeit die intrakranialen und extrakranialen Blutströmungsgeschwindigkeiten darstellen, welche im Wesentlichen dieselben sind.
Gerät zum Erhalten einer Anzeige der Blutströmung in einer Seharterie, die sich vom Inneren des Schädels eines Körpers in ein Auge des Körpers erstreckt, umfassend: Mittel zum Anwenden eines äußeren Drucks auf das Auge, dessen Seharterie untersucht wird; wobei die Mittel zum Anwenden des Drucks Mittel zum Ausrichten von Ultraschallimpulsen einer vorbestimmten Frequenz auf intrakraniale und extrakraniale Abschnitte der Seharterie und zum Erzeugen von Rückmeldungssignalen von der Seharterie umfassen; und Mittel, die auf die Rückmeldungssignale reagieren, um Signale der inneren und äußeren Geschwindigkeit zu extrahieren, die jeweils für die Geschwindigkeit der Blutströmung innerhalb der intrakranialen und extrakranialen Abschnitte der Seharterie charakteristisch sind.
Gerät nach Anspruch 5, wobei die Mittel zum Extrahieren der Geschwindigkeitssignale umfassen: Mittel zum Bestimmen der inneren und äußeren Enden des Sehnervkanals für die Seharterie; Range-Gating-Mittel zum Auswählen innerer Rückmeldungssignale, die akustische Echos von der Blutströmung in der Seharterie im Schädel und vor dem bestimmten Sehnervkanal darstellen, und äußerer Rückmeldungssignale, die akustische Echos von der Blutströmung in der Seharterie im Auge und außerhalb des Sehnervkanals darstellen; Mittel zum Bestimmen der Dopplerfrequenzverschiebung in den ausgewählten inneren und äußeren Rückmeldungssignalen relativ zur Frequenz in den Senderimpulsen, und zum Speichern der Signalwerte, die für die Geschwindigkeiten der intrakranialen und extrakranialen Blutströmung in der Seharterie charakteristisch sind.
Gerät nach Anspruch 6, das ferner Mittel zur Erhöhung des äußeren Drucks mit einschließt, bis eine Differenz zwischen den Geschwindigkeitssignalwerten unter ein vorbestimmtes Minimum fällt, und zum Speichern eines Signals, das für den äußeren Druck charakteristisch ist, wenn die Differenz unter den Minimalwert fällt.
Gerät nach Anspruch 7 sowie Mittel zum Anzeigen des gespeicherten äußeren Drucks.
Verfahren zum Erhalten einer Anzeige des intrakranialen Drucks eines lebenden Körpers, umfassend die folgenden Schritte: Erzeugen von Signalen der inneren Geschwindigkeit und der äußeren Geschwindigkeit, die jeweils die gemessenen intrakranialen und extrakranialen Geschwindigkeiten der Blutströmung in einer Seharterie darstellen, welche sich vom Inneren des Schädels in ein Auge des Körpers erstreckt; Anwenden eines äußeren Drucks auf das Auge, dessen Blutstrom in der Seharterie gemessen wird; und Identifizieren des intrakranialen Drucks als jenen äußeren Druck, der bewirkt, dass die Signale der inneren Geschwindigkeit und der äußeren Geschwindigkeit dieselbe Blutströmungsgeschwindigkeit darstellen.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner den folgenden Schritt umfasst: Anzeigen des identifizierten intrakranialen Drucks.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Identifizierungsschritt die folgenden Schritte umfasst: Vergleichen der gemessenen Signale der inneren und äußeren Geschwindigkeit, um ein dafür charakteristisches Fehlergeschwindigkeitssignal zu erzeugen; Anwenden des Fehlersignals, um eine Änderung im äußeren Druck zu bewirken, welcher auf das Auge aufgewendet wird, um so das Fehlersignal auf einen Minimalwert zu bringen; und Speichern des äußeren Drucks als den intrakranialen Druck, wenn die Signale der inneren und äußeren Geschwindigkeit im Wesentlichen dieselben sind.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt des Erzeugens der Signale der inneren und äußeren Geschwindigkeit umfasst: Erzeugen von Ultraschallimpulsen in das Auge und zur Seharterie, um so sowohl deren inneren als auch äußeren Abschnitt zu kreuzen; und Messen von Echos von den Abschnitten der Seharterie und Ableiten der Dopplervariationen daraus als die Signale der inneren und äußeren Geschwindigkeit.