WO2014072231A1

WO2014072231A1 - Messvorrichtung zur bestimmung zerebraler parameter

Info

Publication number: WO2014072231A1
Application number: PCT/EP2013/072870
Authority: WO
Inventors: Christophe LÉCHOT; Jean-Claude FRÉLY; Marcel Aeschlimann; Jürg Hans FRÖHLICH; Dirk Baumann; Markus Hugo MUSER; Michael Oberle
Original assignee: Nemodevices AG
Current assignee: Luciole Medical AG
Priority date: 2012-11-06
Filing date: 2013-11-01
Publication date: 2014-05-15
Anticipated expiration: 2015-05-06
Also published as: DK2916716T3; US10022089B2; CA2890570A1; JP2015536713A; EP2916716B1; US20150282762A1; CA2890570C; CH707194A1; PT2916716T; EP2916716A1; ES2929458T3; JP6323783B2; PL2916716T3

Abstract

Vorrichtung und Verfahren zur nicht-invasiven Messung von Parametern eines Körpergewebes mit einer Sensoreinheit und einer Sensormatte zum lösbaren Aufbringen der Messvorrichtung auf einer Körperoberfläche. Die Sensoreinheit (1) weist eine Aufnahme (6) auf, die in ihrem Innenraum eine Sensoranordnung aufnimmt, wobei die Aufnahme (6) eine Sensorfläche (15) in Richtung der Körperoberfläche aufweist. Die Sensormatte (8) weist eine Aussparung (11) zur Aufnahme der Sensoreinheit (1) und eine zumindest teilweise um die Sensoreinheit (1) umlaufende untere Auflagefläche (14) zur Auflage auf der Körperoberfläche (9) auf. Eine Abdeckung (12) ist über eine obere Seite von Sensoreinheit (1) und Sensormatte (8) zum Verschliessen der Aussparung (11) während einer Messung von Parametern vorgesehen. Die Sensoreinheit (1), die Sensormatte (8) und die Abdeckung (12) sind von einander lösbar.

Description

Messvorrichtung zur Bestimmung zerebraler Parameter

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messvorrichtung und ein Verfahren zur Messung von Parametern eines Körpergewebes mit einer Sensoreinheit und einer Sensormatte zum Aufbringen auf das Körpergewebe, insbesondere eine nicht-invasive Messvorrichtung und ein nicht-invasives Verfahren zur Messung zerebraler Parameter, wie z. B. dem Sauerstoffgehalt des Gehirns.

STAND DER TECHNIK

Es sind diverse nicht-invasive Verfahren zur zerebralen Diagnostik bekannt, bei welchen diverse zerebrale Parameter gemessen werden. Es werden beispielsweise Parameter bzgl. der Konzentration von

desoxygeniertem und oxygeniertem Hämoglobin, des zerebralen Blutflusses oder des Gewebesauerstoffindexes gemessen. Zur Erfassung dieser

Parameter kann z. B. eine Messvorrichtung auf einer Kopfoberfläche angeordnet, vorzugsweise auf der Stirn, und somit Messungen auf der Gehirnoberfläche durchgeführt werden. Zu derartigen Verfahren gehört z. B. die Nahinfrarotspektroskopie-Messung (NIRS).

Aus der EP 2294973 A2 ist beispielsweise ein Pulsoximetersensor bekannt, der eine ringförmige Kontaktauflage zur Auflage auf einer

Körperoberfläche und einen Sensorkörper aufweist, der in einer Öffnung der Kontaktauflage aufgenommen ist. Der Sensorkörper ist fest mit der

Kontaktauflage verbunden, kann jedoch relativ zu dieser bewegt, d. h.

aufgeklappt, werden, um die Unterseite des Sensorkörpers zugänglich zu machen, wenn die Kontaktauflage auf der Körperoberfläche angebracht ist. Hierfür ist eine Scharnierverbindung zwischen der Kontaktauflage und dem Sensorkörper vorgesehen. Der Sensorkörper weist einen leicht flexiblen Optikhalter zur Aufnahme eines Emitters und eines Detektors auf, wobei der Detektor in einem festen Abstand zum Emitter angeordnet ist. Der Emitter und der Detektor sind mit einer Patientenkontaktfläche des Sensorkörpers verbunden. Auf der Patientenkontaktfläche sind mehrere gestapelte, einzeln abnehmbare Haftschichten angeordnet, die auf einer Körperfläche eines Patienten haften und nach einander verwendet werden. Dabei kann eine benutzte Haftschicht abgezogen und entsorgt werden, währen der

Pulsoximetersensor mit der nächsten Haftschicht erneut auf der

Körperoberfläche angebracht werden kann.

Weiter ist aus der US 7,047,054 eine wiederverwendbare NIRS- Überwachungsanordnung zur nicht-invasiven Überwachung des

Blutsauerstoffgehalts bekannt, mit der das Energieniveau und die Grösse eines Laserfeldes auf einer Körperoberfläche kontrolliert und mit der das

Rauschverhältnis zwischen Laserlicht und Detektor durch eine EMI- Abschirmung verbessert werden kann. Es werden Haftelemente eingesetzt, die an der wiederverwertbaren Überwachungsanordnung angeordnet werden, um die Überwachungsanordnung auf einer Körperoberfläche anzubringen. Die Haftelemente sind abnehmbar und werden nach einer Messung entsorgt.

Bei Messanordnungen nach dem Stand der Technik ist oftmals eine langwierige Reinigung erforderlich, um diese nach einer Messung für eine nächste Messung bereits zu stellen. Oder es werden Einweg-Anordnungen verwendet. Bei Messanordnungen mit mehreren Elementen, die bei einer Messung auf der Körperoberfläche zu liegen kommen sollen, kann es vorkommen, dass der Kontakt von Emittern und Detektoren auf der

Körperoberfläche Undefiniert oder ungleichmässig ist und somit die

Messergebnisse nachteilig beeinträchtigt werden.

AUFGABE DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine nicht-invasive Messvorrichtung und ein nicht-invasives Verfahren zur Messung von

Parametern eines Körpergewebes bereit zu stellen, bei welchen die

Handhabung der Vorrichtung und deren Konstruktion vereinfacht, die Kosten zur Durchführung von Messungen gesenkt und die Präzession von Messungen verbessert werden. Insbesondere soll ein homogener Kontakt zwischen der Messvorrichtung und einer Oberfläche des Körpergewebes sicher gestellt werden. Diese und weitere Aufgaben werden von einer nicht-invasive

Messvorrichtung und einem Verfahren zur Bereitstellung einer solchen

Messvorrichtung nach den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Besondere Ausgestaltungen und/oder Varianten gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Eine Messvorrichtung zur nicht-invasiven Messung von Parametern eines Körpergewebes nach der vorliegenden Erfindung weist eine

Sensoreinheit und eine Sensormatte zum lösbaren Aufbringen, bzw. zum Befestigen, der Messvorrichtung, insbesondere der Sensoreinheit, auf einer Körperoberfläche auf.

Die Sensoreinheit weist eine Aufnahme, z. B. aus Silikon, auf, die in ihrem Innenraum eine Sensoranordnung aufnimmt. Die Aufnahme ist

beispielsweise als flaches, im wesentlichen längliches Gehäuse ausgebildet und weist an einer Unterseite eine Sensorfläche in Richtung der

Körperoberfläche auf. In der Sensorfläche können ein oder mehrere

Durchgänge oder Fenster vorgesehen sein, welche z. B. einen Lichtdurchgang in und aus der Aufnahme ermöglichen. Eine Oberseite der Aufnahme kann vollständig oder teilweise offen sein, um z. B. die Sensoranordnung darin zu montieren. Ist die Sensoranordnung innerhalb der Aufnahme untergebracht, kann die Oberseite verschlossen werden, z. B. mit einer Folie oder einem Deckel. Vorzugsweise wird eine lichtdichte Verschlussabdeckung verwendet, um eine Fremdlichteinstrahlung zu vermeiden. Die Verschlussabdeckung kann vorteilhafter Weise von einer Versiegelung gebildet werden, welche die

Sensoranordnung im Innenraum der Aufnahme versiegelt. Hierfür kann z. B. schwarzes Silikon verwendet werden. Die Sensoreinheit bildet somit eine kompakte zu allen Seiten mit planen Flächen abgeschlossene Einheit. Die Sensoranordnung umfasst mehrere Elemente. Sie umfasst zumindest die Ausgänge einer oder mehrerer Lichtquellen, wie etwa von Laserdioden, oder eine oder mehrere Lichtquellen selbst, eine oder mehrere Messflächen, bzw. Sensoren, die vorzugsweise zu den Lichtquellen beabstandet vorgesehen sind, sowie optische, bzw. elektrische Leitungen, die z. B. Licht der Lichtquelle oder -quellen oder von den Messflächen empfangenes Licht oder elektrische

Signale von und zu den Elementen der Sensoranordnung transportieren. Es können weitere Elemente in der Aufnahme vorgesehen werden, wie z. B. eine Kontrolleinheit, wie nachfolgend beschrieben wird. Vorzugsweise werden als Lichtquelle wenigstens vier verschiedene Laserdioden unterschiedlicher Wellenlänge vorgesehen, die zeitlich gestaffelt ein- und ausgeschaltet werden können. Die Elemente der Sensoranordnung sind vorzugsweise vollständig innerhalb der Aufnahme untergebracht, d. h. sie ragen nicht über die Aufnahme hinaus.

Die Sensormatte weist eine innere Aussparung oder einen Durchgang zum Aufnehmen der Sensoreinheit auf. Vorzugsweise ist die Form der Aussparung, bzw. des Durchgangs auf die äussere Form der Aufnahme abgestimmt. Die Aufnahme fügt sich somit mit ihrer Umfangsfläche

vorzugsweise passgenau in die Sensormatte ein und bildet mit dieser einen Formschluss. Ferner weist die Sensormatte eine zumindest teilweise

umlaufende untere Auflagefläche zur Auflage auf der Körperoberfläche auf. Vorzugsweise umgibt die Auflagefläche der Sensormatte die Sensoreinheit vollständig und verläuft somit rings um die Sensoreinheit. Die Auflagefläche der Sensormatte ist im Bereich, in dem sie die Sensoreinheit umgibt, wenigstens 4 mm, vorzugsweise mindestens 5 mm breit, so dass sie seitlich vom Umfang der Aufnahme der Sensoreinheit um wenigstens diese 5 mm absteht.

Weiter ist eine Abdeckung über eine obere Seite von Sensoreinheit und Sensormatte zum Verschliessen der Aussparung bzw. Durchführung während einer Messung von Parametern vorgesehen. Vorzugsweise deckt die Abdeckung die gesamte obere Seite der Sensormatte ab. Die Fläche der Abdeckung entspricht daher im Wesentlichen dem Ausmass der Oberseite der Sensormatte (8). Als Abdeckung dient z. B. ein geschlossenporiges

Schaummaterial.

Die Sensoreinheit kann in der Sensormatte z. B. durch eine form- und/oder reibschlüssige Verbindung gehalten. Sie kann auch durch die

Abdeckung auf der oberen Seite und einen Verschluss auf der unteren Seite in der Aussparung gehalten werden. Gemäss der Erfindung sind die Sensoreinheit, die Sensormatte und die Abdeckung von einander lösbar vorgesehen. Das heisst, sie sind derart miteinander verbunden, dass zumindest die Sensoreinheit zerstörungsfrei von der Sensormatte und der Abdeckung gelöst werden kann. Die Verbindungsoder Haltemittel zum Zusammenfügen von Sensoreinheit, Sensormatte und Abdeckung ermöglichen ein einfaches Entfernen der Abdeckung von

Sensormatte und Sensoreinheit und Entnehmen der Sensoreinheit aus der Sensormatte. Hierfür sind Sensoreinheit, Sensormatte und Abdeckung als zusammen zu setzende Elemente eine Art Bausatz vorgesehen, die zur Bereitstellung der Messvorrichtung für eine Messung von Körperparametern z. B. von einer medizinischen Fachperson zusammengesetzt werden können. Dabei kann die Sensoreinheit als wiederverwendbare Einheit vorgesehen sein. Nach einer Messung kann sie gereinigt und für eine weitere Messung zur Verfügung gestellt werden. Die Sensormatte und die Abdeckung können als Einweg-Einheiten vorgesehen werden, d. h. nachdem sie nach einer Messung von der Körperoberfläche abgenommen werden, sollen sie entsorgt werden. Nach einer Messung können die Elemente des Bausatzes, d. h. die

Sensormatte, die Sensoreinheit und die Abdeckung wieder von einander gelöst, bzw. von einander entfernt werden. Die Messvorrichtung der

vorliegenden Erfindung kann daher kostengünstig zur Verfügung gestellt werden und kann in einfacher Weise unkomplizierter Weise für eine

Parametermessung zur Verfügung gestellt werden.

Zum Anbringen der Messvorrichtung zur Messung von Parametern eines Körpergewebes auf der Körperoberfläche kann eine Haftlage über eine untere Seite von Sensoreinheit und Sensormatte vorgesehen sein. Die

Haftlage ist vorteilhaft transparent ausgebildet, um einen Lichtdurchgang in und aus der Sensoreinheit zu gewährleisten. Die Haftlage stellt den Kontakt zwischen der Sensormatte und der Sensoreinheit sicher und bildet eine sterile Barriere zwischen der Körperoberfläche und der Messvorrichtung.

Da die Sensoreinheit in zusammengesetzten Zustand mit ihrer Oberseite gegen die Abdeckung stösst, wird die Sensoreinheit mit ihrer Unterseite, auf der sich die Ausgänge der Lichtquelle, bzw. -quellen, und die Messflächen befinden, gegen die Körperoberfläche gepresst. Dadurch wird ein guter Kontakt zwischen Körperoberfläche und Sensorfläche hergestellt. Ferner wird ein zuverlässiges Einstrahlen des ausgesandten Lichts in das

Körpergewebe und Empfangen von zu messendem Licht an den Messflächen sichergestellt. Dadurch kann ein Signal zu Rausch Verhältnis verbessert und die Qualität der Messwerte der zu messenden Parameter erhöht werden. Dabei liegen die Sensorfläche und die Auflagefläche vorzugsweise in einer Ebene, um ein übermässiges Eindrücken der Sensoreinheit in die Körperoberfläche zu vermeiden. Dadurch wird das Körpergewebe durch die Sensoreinheit so wenig wie möglich beeinträchtigt und die Blutversorgung wird im Bereich der

Messvorrichtung nicht beeinflusst.

In einer Ausführungsform der Messvorrichtung nach der

vorliegenden Erfindung schlägt die Aufnahme an einer Innenseite der

Abdeckung an, wie oben erwähnt. Demnach schliesst sich die Aufnahme nicht nur an die Abdeckung an, sondern die Abdeckung dient vielmehr auch als Anschlag und blockiert eine Bewegung der Sensoreinheit in Richtung der Abdeckung relativ zur Sensormatte. Die Sensormatte und die Aufnahme sind daher in montiertem Zustand der Messvorrichtung in dieser Richtung zu einander feststehend. In einem auf eine Körperoberfläche aufgebrachten Zustand der Messvorrichtung drückt die Abdeckung der Sensormatte die Aufnahme der Sensoreinheit und somit die Messflächen und die Ausgänge der Lichtquelle, bzw. -quellen, gegen die Körperoberfläche, wie oben erwähnt. Die Haftlage kann auf der Unterseite der Sensormatte als Fixierung der

Sensoreinheit innerhalb der Aussparung dienen.

Vorzugsweise ist die Sensormatte flexibel, bzw. biegsam

ausgebildet. Ober- und Unterseite, insbesondere die Auflagefläche, sind daher an eine Körperoberfläche anpassbar und können sich Erhebungen,

Krümmungen oder Dellen in der Körperoberfläche anpassen. Die Sensormatte kann auch komprimierbar sein, so dass sich die Auflagefläche z. B. an

Unebenheiten der Körperoberfläche eindrücken lässt. Die Sensormatte kann z. B. aus Schaum, wie etwa geschlossenporigem Schaummaterial oder Neopren, hergestellt sein. Schaum garantiert Biegsamkeit und bietet einen angenehmen Tragekomfort für einen Patienten. Ferner ist auch die Aufnahme er

Sensoreinheit zumindest teilweise flexibel ausgebildet, so dass sich auch die Unterseite der Sensoreinheit an die Körperoberfläche anpassen kann. Durch die Flexibilität, bzw. Biegsamkeit, der Sensormatte und der Aufnahme wird der Kontakt zwischen der Messvorrichtung und der Körperoberfläche für die Übertragung von Licht und Messsignalen verbessert und der Tragekomfort der Messvorrichtung für einen Patienten erhöht. Vorzugsweise ist auch die

Abdeckung flexibel ausgebildet, so dass sie sich der Kontur der Oberseite von Sensormatte und Sensoreinheit anpassen kann. Da gemäss der Erfindung die Abdeckung erst auf die Sensormatte mit der darin aufgenommenen

Sensoreinheit angebracht wird, wenn diese z. B. mit der Haftlage auf der Körperoberfläche befestigt ist, kann die Abdeckung sich deren Form anpassen, wie sie von der Körperoberfläche vorgegeben wurde.

In einer Ausführungsform kann die Sensormatte am Aussenumfang mehrere Einkerbungen und/oder Dünnstellen aufweisen. Vorzugsweise sind die Einkerbungen und/oder Dünnstellen rund um die Sensormatte vorgesehen. Die Einkerbungen und/oder Dünnstellen können z. B. in regelmässigen

Abständen vorliegen. In Bereichen in welche eine besondere Biegsamkeit der Sensormatte notwendig ist, können die Einkerbungen und/oder Dünnstellen dichter vorgesehen werden. Die Einkerbungen können z. B. als Schlitze oder rundliche Einschnitte vorgesehen werden. Die Dünnstellen können durch Bereiche gebildet werden, in welchen die Sensormatte dünner ist als in übrigen Bereichen. Zum Beispiel können die Dünnstellen durch Materialaussparungen auf der Oberseite der Sensormatte erreicht werden. Die Unterseite der

Sensormatte vorzugsweise eine einheitlich plan Fläche, um eine sicher Auflage auf der Körperoberfläche zu gewährleisten. Die Einkerbungen und Dünnstellen ermöglichen ein leichtes Anpassen der Sensormatte an die Kontur einer Körperoberfläche.

In einer weiteren Ausführungsform der Messvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist auf der unteren Seite der Sensormatte zumindest auf der Auflagefläche wenigstens bereichsweise eine lösbare, bzw.

auswechselbare, Befestigungslage in Form einer transparenten Haftlage angeordnet, wie oben erwähnt. Vorzugweise erstreckt sich die Haftlage über die gesamte Auflagefläche und besonders bevorzugt über die gesamte

Unterseite der Messvorrichtung, d. h. über die gesamte Auflagefläche der Sensormatte und die Unterseite der Aufnahme. Die Haftlage ist derart ausgebildet, dass sie mit einer Seite an Sensormatte und Sensoreinheit und mit der anderen Seite auf der Körperoberfläche haftet. Die Haftlage ist vorzugsweise von der Sensormatte abnehmbar, bzw. entfernbar oder erneuerbar, ausgebildet. Die Haftlage kann z. B. als eine mit einem Haftmittel präparierte Gewebelage oder einer präparierten Folie gegeben sein. Zusätzlich zur Haftlage kann auch ein Gel, eine Creme, ein sprühbares Mittel oder dergleichen vorgesehen werden, welche die Hafteigenschaft ermöglichen oder verbessern. Vorzugsweise wird die Haftlage nach einer durchgeführten

Messung von der Messvorrichtung entfernt und für eine erneute Messung wird eine neue, bzw. weitere Haftlage zwischender Unterseite von Sensormatte und Sensoreinheit und Körperoberfläche vorgesehen. Es kann aber auch eine zweite Haftlage über der ersten Haftlage vorgesehen werden, so dass die Messvorrichtung mit der zweiten Haftlage erneut auf der Körperoberfläche befestigt werden kann.

In einer weiteren Ausführungsform einer Messvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist eine Kontrolleinheit vorgesehen, welche eine Hintergrundbeleuchtung in Richtung der Körperoberfläche zwischen einzelnen Laserimpulsen von Laserlichtquellen der Sensoranordnung erfasst. Die

Kontrolleinheit kann intern innerhalb der Aufnahme der Sensoreinheit vorgesehen sein. Alternativ kann die Kontrolleinheit als externe Einheit vorgesehen sein, welche z. B. über die Leitungen der Sensoreinheit mit den Messflächen verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform können die

Messflächen sowohl zur Messung der Parameter des Körpergewebes als auch zur Messung der Hintergrundbeleuchtung dienen. Vorzugsweise wird während der Aussendung von Laserimpulsen, bzw. während des Empfangens von am Körpergewebe reflektiertem oder gestreutem Licht, d. h. dem zu messenden Licht, das gesamte auf die Messflächen einfallende Licht ermittelt. Es wird also sowohl die Hintergrundbeleuchtung als auch das zu messende Licht erfasst. Zur Ermittlung des zu messenden Lichts und damit zur Bestimmung der Messparameter wird ein vor dem Aussenden eines Laserimpulses gemessener Wert der Hintergrundbeleuchtung von dem insgesamt einfallenden Licht abgezogen. Ferner wird die ermittelte Hintergrundbeleuchtung verwendet, um eine Not-Ausschaltung für die Messvorrichtung zu realisieren. Sobald der Wert der Hintergrundbeleuchtung einen vorbestimmten Maximalwert überschreitet werden alle Lichtquellen abgeschaltet, um sicherzustellen, dass diese keine Gefahr darstellen, falls die Messvorrichtung von der Körperoberfläche absichtlich oder unabsichtlich entfernt wird.

Bei noch einer weiteren Ausführungsform einer Messvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird zum Einen durch die Kontrolleinheit das von der Lichtquelle abgestrahlte Licht ermittelt. Zum Anderen kann mittels einer dazu unabhängigen zusätzlichen Lichtauskopplung das abgestrahlte Licht erfasst. Durch diese beiden Massnahmen kann eine Emission zu hoher

Lichtenergie vermieden werden. Beispielsweise kann über den

Laserdiodenstrom die Laserleistung jederzeit nachgeregelt werden.

Die beiden vorgenannten Ausführungsformen einer Messvorrichtung stellen unabhängig von einer oben beschriebenen Anordnung der

Sensoreinheit und der Sensormatte eine vorteilhafte Weiterentwicklung bekannter Messgeräte zu Messung zerebraler Parameter dar. Es bleibt daher vorbehalten, auf diese Aspekte der vorliegenden Erfindung eine eigene

Patentanmeldung zu richten.

Nachfolgend wird ein Verfahren zur Bereitstellung einer

Messvorrichtung zur nicht-invasiven Messung von Parametern eines

Körpergewebes nach der vorliegenden Erfindung beschrieben. Vorzugsweise wird dabei eine Messvorrichtung der oben beschriebenen Art verwendet. Zur Bereitstellung der Messvorrichtung wird eine Sensoreinheit in eine Aussparung einer Sensormatte eingesetzt. Anschliessend wird eine Haftlage zumindest auf der unteren Seite der Sensormatte angebracht. Die Einheit aus Sensormatte und Sensoreinheit wird mit der Haftlage auf der Körperoberfläche befestigt. Anschliessend an die Befestigung der Einheit aus Sensormatte und

Sensoreinheit auf der Körperoberfläche wird die Aussparung durch Anbringen einer Abdeckung auf einer Oberseite der Sensormatte (8) abgedeckt, bzw. abgeschlossen. Die Sensormatte, die Sensoreinheit und die Abdeckung sind von einander lösbar, so dass die Abdeckung von Sensormatte und Sensoreinheit abgenommen werden kann, ohne diese von der Körperoberfläche entfernen zu müssen. Ferner kann die Sensoreinheit aus der Aussparung der Sensormatte entnommen werden, ohne die Sensormatte von der Körperoberfläche abzunehmen. Dadurch kann die Sensoreinheit vom Patienten entfernt werden, z. B. wenn dieser anderen Messverfahren oder Anwendungen zur Verfügung stehen soll. Die Sensormatte kann dabei auf der Körperoberfläche verbleiben und markiert den Ort der Messung. Wird wieder eine Sensoreinheit in die Sensormatte eingesetzt, ist sichergestellt, dass die Parametermessung an der gleichen Stelle fortgesetzt werden kann. Demnach kann nach einem

Abnehmen der Abdeckung die Sensoreinheit aus der Sensormatte entnommen werden während die Sensormatte auf der Körperoberfläche befestigt bleibt. Anschliessend kann wieder eine Sensoreinheit in die auf der Körperoberfläche verbliebene Sensormatte eingesetzt und die Aussparung mit einer weiteren Abdeckung verschlossen werden.

Die Haftlage ist vorzugsweise auf einer unteren Seite der Sensormatte vorgesehen und wird zumindest teilweise auf einer Auflagefläche der Sensormatte zur Auflage auf der Körperoberfläche angebracht. Dabei umgibt die Auflagefläche die Sensoreinheit zumindest teilweise. Vorzugsweise wird die Haftlage über die gesamte Unterseite der Sensormatte und der Sensoreinheit aufgebracht, während die Auflagefläche die Sensoreinheit vollständig umgibt. Wird die Sensormatte mit der eingesetzten Sensoreinheit mit der Haftlage auf der Körperoberfläche angehaftet, können sich

Sensormatte und Sensoreinheit der Körperoberfläche anpassen. Beim anschliessenden Anbringen der Abdeckung passt sich diese wiederum der Oberflächenkontur der Oberseite von Sensormatte und Sensoreinheit an. Die Abdeckung kann z. B. durch eine Haft- oder lösbare Klebeschicht befestigt werden.

Anschliessend werden die Parameter des Körpergewebes mittels der Sensoreinheit erfasst. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird durch die Abdeckung über die gesamte untere Fläche der Sensoreinheit ein gleichmässiger Druck und/oder ein über die Fläche konstanter Druck zwischen Sensoreinheit und Körperoberfläche generiert. Somit werden an der unteren Fläche der Sensoreinheit angeordnete Elemente einer Sensoranordnung, wie etwa Messflächen und Lichtausgänge, mit konstantem Druck auf die

Körperoberfläche gepresst.

Bei dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung wird ein zuverlässiger homogener Kontakt zwischen der Sensoreinheit und der

Körperoberfläche hergestellt, so dass die Qualität der ermittelten Messwerte verbessert wird.

Werden keine weiteren Messungen zerebraler Parameter vorgesehen wird letztlich auch die Sensormatte und die Haftschicht von der Körperoberfläche entfernt. Die Sensormatte wird dann entsorgt oder gereinigt und die Sensoreinheit kann mit einer weiteren Sensormatte für eine weitere Parametermessung zur Verfügung gestellt werden. Grundsätzlich kann natürlich auch die Messvorrichtung als Ganzes abgenommen werden, d. h. Sensormatte, Sensoreinheit, Abdeckung und Haftlage als eine Einheit.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen dargestellt, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. Aus den Zeichnungen offenbar werdende Merkmale der Erfindung sollen einzeln und in jeder Kombination als zur Offenbarung der Erfindung gehörend betrachtet werden. In den

Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 : eine schematische Darstellung als Schnittansicht durch eine Messvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2: eine Messvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung mit einer Sensoreinheit und einer Sensormatte in einer dreidimensionalen

Darstellung, Fig. 3: eine Detailansicht der Sensoreinheit der Messvorrichtung nach Figur 2,

Fig. 4: eine Aufnahme einer Sensoreinheit nach Figur 3 und

Fig. 5: eine Detailansicht der Sensormatte der Messvorrichtung nach Figur 2.

In der folgenden Beschreibung einer Messvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung soll eine Unterseite als eine einer Körperoberfläche zugewandte Seite und eine Oberseite als eine der Unterseite

gegenüberliegende Seite verstanden werden. Dabei sind Ober- und

Unterseiten im Wesentlichen zumindest annähernd parallel zu einer

Körperoberfläche. Umfangsflächen stehen im Wesentlichen senkrecht zu Ober- und Unterseiten, bzw. zur Körperoberfläche. Eine Dicke wird in einer Richtung senkrecht zu einer Ober-, bzw. Unterseite und eine Breite parallel zu diesen Seiten angegeben.

In Figur 1 ist in schematischer Weise der Aufbau einer

Messvorrichtung nach der Erfindung zur nicht-invasiven Messung von

Parametern eines Körpergewebes mit einer Sensoreinheit 1 und einer

Sensormatte 8 zum lösbaren Aufbringen der Messvorrichtung auf einer

Körperoberfläche 9 gezeigt.

In dieser Ausführungsform besteht die Messvorrichtung im wesentlichen aus zwei Einheiten: einer wiederverwendbare Sensoreinheit 1 und einer Trägereinheit 2. Die wiederverwendbare Sensoreinheit 1 weist eine Sensoranordnung mit einer Lichtquelle 3, dazu beabstandete Messflächen 4 und optische Leitungen 5 auf. Weitere Elemente können in der

Sensoranordnung vorgesehen werden. Die Lichtquelle 3 besteht aus vier verschiedenen Laserdioden, die im nahinfraroten Bereich (NIRS) jeweils mit unterschiedlicher Wellenlänge Licht emittieren und zur Messung von

Parametern vorzugsweise zeitlich gestaffelt ein- und ausgeschalten werden. Als Messflächen 4 werden z. B. Fotodioden verwendet. Die Sensoranordnung ist innerhalb einer länglichen, flachen Aufnahme 6 mit definierter Aussenkontur untergebracht, wobei die Aussenkontur auf die einzelnen Elemente der

Sensoranordnung abgestimmt ist. Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, ist die

Aufnahme 6 an einer Oberseite offen und weist auf einer Unterseite eine Grundfläche mit mehreren Öffnungen 10 u. a. für den Durchgang von Licht auf. Die Grundfläche dient als Sensorfläche 15 und ist der Körperoberfläche 9 zugewandt. Die Oberseite ist mit einer lichtdichten Verschlussabdeckung 7 verschlossen. Die Aufnahme 6 ist flexibel ausgebildet, um sich der Kontur der Körperoberfläche 9 anpassen zu können. Die Aufnahme 6 ist daher biegsam und kann z. B. eine konkave oder konvexe Form annehmen.

Die Trägereinheit 2 ist als einmal verwendbare Einheit vorgesehen und wird nach einmaligem Gebrauch entsorgt. Alternativ kann die Trägereinheit auch mehrfach verwendet werden. Die Trägereinheit 2 weist eine Sensormatte 8 auf, die z. B. ausSchaum gefertigt ist. Die Sensormatte 8 weist eine innere Aussparung 1 1 auf, die einen Durchgang durch die Sensormatte 8 bildet und der Umfang der Aussenkontur der Aufnahme 6 entspricht. An einer Oberseite der Sensormatte 8 ist über die gesamte Oberfläche eine Abdeckung 12 angebracht. Auf der Unterseite weist die Sensormatte 8 eine Auflagefläche 14 zur Auflage auf der Körperoberfläche 9 auf. Die Auflagefläche 14 ist auf Grund der Ausgestaltung der Aussparung 1 1 im wesentlichen ringförmig und umgibt die Sensoreinheit 1 vollumfänglich, wenn diese in die Sensormatte 8 eingesetzt ist. Alternative könnte die Auflagefläche die Sensoreinheit 1 auch nur bereichsweise umgeben. Es ist jedoch sicherzustellen, dass die Sensoreinheit 1 sicher in der Aussparung 1 1 gehalten wird. Die Sensormatte 8 steht seitlich mit einer von Breite von durchscshnittlich 5 mm über den Umfang der

Aufnahme 6 hinaus. Die Breite bestimmt die Grösse der Auflagefläche 14 und somit die Auflage auf der Körperoberfläche zur Befestigung der

Messvorrichtung. Auf der Auflagefläche 14 ist eine abnehmbare Haftlage 13 angeordnet. Ferner erstreckt sich die Haftlage 13 über die Sensorfläche 15 der Sensoreinheit 1 . Die Abdeckung 12 wird mittels einer Klebeschicht lösbar auf der oberen Oberfläche der Sensormatte 8 befestigt, welche die Aufnahme 6 umgibt. Die Klebeschicht kann dabei nur über der Sensormatte oder über Sensormatte und Sensoreinheit vorgesehen werden. Die Abdeckung 12 wirkt als Anschlag für die Sensormatte 8, wenn die Messvorrichtung mit der Unterseite von Aufnahme 6 und Sensormatte 8 auf der Körperoberfläche 9 fest sitzt, so dass ein konstanten und gleichmässigen Druck zwischen wiederverwendbarer Sensoreinheit 1 und Körperoberfläche 9 generiert. Dabei kann sich die Aufnahme 6 auf Grund des Anschlags an der Abdeckung 12 nicht innerhalb der Aussparung 1 1 in Richtung der Abdeckung aus der Sensormatte 8 bewegen.

In der Aufnahme 6 ist eine Kontrolleinheit vorgesehen, welche u. a. die Funktionen der Sensoranordnung kontrolliert. Die Kontrolleinheit misst über die Messflächen 4 automatisch eine Hintergrundbeleuchtung vor der Unterseite der Messvorrichtung. Dabei wird die Hintergrundbeleuchtung jeweils zwischen den Laserlichtpulsen der Lichtquelle 3 gemessen. Während den

Laserlichtpulsen wird das Gesamtlicht der Lichtquelle 3 gemessen und anschliessend wird die vorher gemessene Hintergrundbeleuchtung davon subtrahiert. Löst sich eine Messvorrichtung oder fällt sie ab, verändert sich die Hintergrundbeleuchtung und alle Laserdioden der Lichtquelle 3 werden automatisch ausgeschaltet, sobald die Hinter-grundbeleuchtung einen bestimmten Wert überschreitet. Ferner wird in der Kontrolleinheit der

elektrische Strom durch die Laserdioden gemessen. Zusätzlich wird über eine weitere optische Auskopplung (nicht gezeigt) das tatsächlich abgestrahlte Licht ermittelt. Durch den gemessenen elektrischen Strom und die Ermittlung des abgestrahlten Lichts kann eine Emission zu hoher Laserlichtenergie vermieden werden. Über den Laserdiodenstrom kann die Laserleistung jederzeit nachgeregelt werden. Die Kontrolleinheit kann bezüglich der optischen

Leistung der Laserdiode und der Linearität nach der Montage kalibriert werden. Die Kalibrierung kann regelmässig wiederholt werden, falls erforderlich. Die Leitungen 5 innerhalb der Aufnahme 6 weisen eine EMI-Abschirmung auf, um eine Verfälschung der Messwerte zu vermeiden.

In Figur 2 ist eine dreidimensionale Ansicht der Messvorrichtung gezeigt, wobei die Sensoreinheit 1 in die Sensormatte 8 eingesetzt ist. Die Aussenkontur der Aufnahme 6 liegt am Innenumfang der Sensormatte 8 an. Ein Zugang 16 ragt seitlich aus der Aufnahme 6 und der Sensormatte 8 heraus. Der Zugang 16 wird in der Sensormatte in einer Vertiefung 17 gelagert, so dass die Auflagefläche nicht unterbrochen ist (siehe Figur 5). Der Zugang dient als Zu- und Ableitung elektrischer oder optischer Signal, der Stromversorgung und der Verbindung mit einer externen Steuer- und Verarbeitungseinheit und/oder einer Kontrolleinheit. Die Aufnahme 6 schliesst auf der Oberseite und der Unterseite im Wesentlichen plan mit der Oberseite und der Unterseite der Sensormatte 8 ab, so dass eine Abdeckung 12 mit einer planen Unterseite auf der Oberseite befestigt werden kann.

In Figur 3 ist in schematischer dreidimensionaler Darstellung, wie oben erwähnt, eine Sensoreinheit 1 nach der vorliegenden Erfindung gezeigt. In der Sensoreinheit 1 ist eine Sensoranordnung untergebracht, die eine Lichtquelle 3, Messflächen 4 und Leitungen 5 aufweist. Die Aufnahme 6 ist als eine Art flaches Gehäuse oder Schale mit einer Grundfläche und einer

Umfangswandung ausgebildet. Die Umfangswandung weist einen Durchgang 18 für den Zugang 16 auf. Der Durchgang 18 ist nach oben offen, so dass der Zugang 16 einfach eingelegt werden kann. Die Verschlussabdeckung 7 erstreckt sich über den Innenraum und teilweise über den Zugang 17.

In Figur 4 ist die Aufnahme 6 ohne weitere Elemente gezeigt. Die Grundfläche, welche die Basis für die Sensorfläche 15 bildet, weist mehrere Öffnungen 10 auf, über welchen die Elemente der Sensoranordnung

vorgesehen werden, beispielsweise die Messflächen 4 und die Lichtquelle 3. In Figur 5 ist die Trägereinheit 2 in Form der Sensormatte 8 ohne eingesetzte Sensoreinheit 1 gezeigt. Die Sensormatte 8 ist als längliche flache Matte ausgebildet. Daraus wird die Innenkontur der Aussparung 1 1 ersichtlich, die der Aussenkontur der Aufnahme 6 entspricht. Die Breite der Sensormatte 8 vom Rand der Aussparung 1 1 bis zur äusseren Umfangsseite ist rings um die Aussparung zumindest annähernd gleich mit geringen Abweichungen in Bereichen, in welchen die Aussenkontur der Aufnahme 6 stark variiert. Die Anordnung der Vertiefung 17 in der Sensormatte 8 korrespondiert mit der Anordnung des Durchgangs 18 in der Aufnahme 6. Die Sensormatte 8 ist als Schaumelement vorgesehen, das in grossen Stückzahlen in einfacher und kostengünstiger Weise hergestellt werden kann. Die Trägereinheit 2 kann daher als Einweg-Einheit vorgesehen werden. BEZUGSZEICHEN

Sensoreinheit

Trägereinheit

Lichtquelle

Messfläche

Leitung

Aufnahme

Verschlussabdeckung

Sensormatte

Körperoberfläche

Öffnung

Aussparung

Abdeckung

Haftlage

Auflagefläche

Sensorfläche

Zugang

Vertiefung

Durchgang

Claims

Patentansprüche

1 . Messvorrichtung zur nicht-invasiven Messung von Parametern eines Körpergewebes mit einer Sensoreinheit und einer Sensormatte zum lösbaren Aufbringen der Messvorrichtung auf einer Körperoberfläche, wobei

- die Sensoreinheit (1 ) eine Aufnahme (6) aufweist, die in ihrem Innenraum eine Sensoranordnung aufnimmt, wobei die Aufnahme (6) eine Sensorfläche (15) in Richtung der Körperoberfläche aufweist,

- die Sensormatte (8) eine Aussparung (1 1 ) zur Aufnahme der Sensoreinheit (1 ) und eine zumindest teilweise um die Sensoreinheit (1 ) umlaufende untere Auflagefläche (14) zur Auflage auf der Körperoberfläche (9) aufweist,

- eine Abdeckung (12) über eine obere Seite von Sensoreinheit (1 ) und Sensormatte (8) zum Verschliessen der Aussparung (1 1 ) während einer Messung von Parametern vorgesehen ist,

- und wobei die Sensoreinheit (1 ), die Sensormatte (8) und die Abdeckung (12) von einander lösbar vorgesehen sind.

2. Messvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche der Abdeckung (12) im Wesentlichen dem Ausmass der Oberseite der Sensormatte (8) entspricht.

3. Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine transparente Haftlage (13) über eine untere Seite von Sensoreinheit (1 ) und Sensormatte (8) zur Befestigung der Messvorrichtung auf einer Körperoberfläche (9) vorgesehen ist.

4. Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (6) zur Oberseite hin zumindest teilweise offen ist und mit einer lichtdichten Verschlussabdeckung (7) verschlossen ist.

5. Messvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussabdeckung (7) von einer Versiegelung gebildet wird, welche die Sensoranordnung im Innenraum der Aufnahme (6) versiegelt.

6. Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (6) an einer Innenseite der Abdeckung (12) und einer Innenseite der Haftlage (13) anschlägt.

7. Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (14) der Sensormatte (8) im Bereich, in dem sie die Sensoreinheit (1 ) umgibt, wenigstens 5 mm breit ist.

8. Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormatte (8), die Aufnahme (6) und die Abdeckung zumindest teilweise flexibel ausgebildet sind.

9. Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormatte (8) am Aussenumfang mehrere Einkerbungen und/oder Dünnstellen aufweist.

10. Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Form der Aussparung (1 1 ) auf die

Aussenkontur der Sensoreinheit (1 ) abgestimmt ist (formschlüssig).

1 1 . Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (1 ) als wiederverwendbare Einheit vorgesehen ist, während die Sensormatte (8) und die Abdeckung (12) als Einweg-Einheiten vorgesehen ist.

12. Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontrolleinheit vorgesehen ist, welche eine Hintergrundbeleuchtung in Richtung der Körperoberfläche (9) zwischen Laserimpulsen von Laserlichtquellen der Sensoranordnung erfasst.

13. Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Bausatz mit mehreren zusammen zu setzenden Elementen vorliegt, wobei die Sensoreinheit (1 ) als

wiederverwendbares Element und Sensormatte (8) und Abdeckung (12) in einer Verpackung vorliegen und als Einweg-Elemente vorgesehen sind.

14. Verfahren zur Bereitstellung einer Messvorrichtung zur nichtinvasiven Messung von Parametern eines Körpergewebes gemäss folgenden Schritten:

- Einsetzen einer Sensoreinheit (1 ) in eine Aussparung (1 1 ) einer Sensormatte (8),

- Anbringen einer Haftlage zumindest auf der unteren Seite der Sensormatte (8),

- Befestigen der Einheit aus Sensormatte (8) und Sensoreinheit (1 ) auf der Körperoberfläche (9) mit der Haftlage und

- Abdecken der Aussparung (1 1 ) durch Anbringen einer Abdeckung (12) auf einer Oberseite der Sensormatte (8) anschliessend an die Befestigung der Einheit aus Sensormatte (8) und Sensoreinheit (1 ) auf der

Körperoberfläche (9).

15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei durch die Abdeckung (12) ein gleichmässiger und/oder konstanter Druck zwischen Sensoreinheit (1 ) und Körperoberfläche (9) generiert wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, wobei die Sensoreinheit (1 ) nach Abnehmen der Abdeckung (12) aus der Sensormatte (8) entnommen wird während die Sensormatte (8) auf der Körperoberfläche (9) befestigt bleibt und anschliessend wieder eine Sensoreinheit (1 ) in die auf der Körperoberfläche (9) verbliebene Sensormatte (8) eingesetzt und die

Aussparung (1 1 ) mit einer weiteren Abdeckung (12) verschlossen wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Sensoreinheit (1 ) nach einer Durchführung einer Parametermessung von der Sensormatte (8) entfernt wird, die Sensormatte (8) entsorgt oder gereinigt wird und die Sensoreinheit (8) mit einer weiteren Sensormatte (8) und einer weiteren Abdeckung (12) für eine weitere Parametermessung zur Verfügung gestellt wird.