用于生理参数的测量设备.pdf

为了在用于生理参数的测量设备中改进可制造性和可操作性，其中该测量设备具有容纳脑液的、能够植入的液体室、与液体室(16)中的脑液通过膜建立联系的传感器设备，该传感器设备包括用于一个或多个生理参数的传感器、电子结构元件和用于以无线方式传输传感器的信号的遥测设备，提出：液体室具有至少两个壳体部件，所述壳体部件在构建封闭的内部空间的情况下能够密封地接合在一起并且所述壳体部件在未接合在一起的状态下使得到达内部空间成为可能，并且传感器设备布置在被全方位封闭的测量室中，测量室构建为可独立操作的构件并且能够插入在液体室的内部空间中的限定的位置中。

1.  用于生理参数的测量设备(1)，具有容纳脑液的、能够植入的液体室(16)、与所述液体室(16)中的所述脑液通过膜(23)建立联系的传感器设备(31、32)，所述传感器设备包括用于一个或多个生理参数的传感器、电子结构元件和用于以无线方式传输所述传感器的信号的遥测设备，其特征在于，所述液体室(16)具有至少两个壳体部件(17、21)，所述壳体部件在构建封闭的内部空间(24)的情况下能够密封地接合在一起，并且所述壳体部件在未接合在一起的状态下使得到达所述内部空间(24)成为可能，并且所述传感器设备(31、32)布置在被全方位封闭的测量室(25)中，所述测量室构建为能独立操作的构件并且能够插入在所述液体室(16)的所述内部空间(24)中的限定的位置中。

2.  根据权利要求1所述的测量设备，其特征在于，所述内部空间(24)通过至少一个流入部(13)与探针(5)建立连接，所述脑液通过所述探针能够从脑(6)的测量部位流入所述内部空间(24)中。

3.  根据权利要求1或2所述的测量设备，其特征在于，所述内部空间(24)具有至少一个用于脑液的流出部(20)。

4.  根据上述权利要求中任一项所述的测量设备，其特征在于，所述液体室(16)具有带有底部(18)和连接在所述底部上的侧壁(19)的第一壳体部件(17)和第二壳体部件(21)，所述第二壳体部件构建为能够密封地安置到所述第一壳体部件(17)上的盖。

5.  根据上述权利要求中任一项所述的测量设备，其特征在于，所述液体室(16)的壁的一个区域柔性地构建，而所述壁的其余区域刚性地构建。

6.  根据权利要求5所述的测量设备，其特征在于，所述柔性的壁区域通过柔性的膜(23)形成。

7.  根据权利要求6所述的测量设备，其特征在于，所述柔性的膜(23)由有机硅制成。

8.  根据权利要求5或6所述的测量设备，其特征在于，所述柔性的膜(23)插入到密封环(22)中，所述密封环与所述膜(23)一起构建成壳体部件(21)，所述壳体部件能够与第二壳体部件(17)接合在一起，以形成所述液体室(16)。

9.  根据上述权利要求中任一项所述的测量设备，其特征在于，所述测量室(25)以如下方式插入到所述液体室(16)中，即所述测量室全方位地被脑液包围。

10.  根据权利要求9所述的测量设备，其特征在于，在所述液体室(16)与所述测量室(25)之间布置有用于将所述测量室(25)固定在所述液体室(16)中的固定凸出部(33、34)，所述固定凸出部是所述液体室(16)和/或所述测量室(25)的一部分。

11.  根据上述权利要求中任一项所述的测量设备，其特征在于，所述测量室(25)由金属制成。

12.  根据上述权利要求中任一项所述的测量设备，其特征在于，所述测量室(25)具有刚性的壁。

13.  根据上述权利要求中任一项所述的测量设备，其特征在于，所述液体室(16)由能灭菌的塑料制成。

14.  根据权利要求13所述的测量设备，其特征在于，所述液体室(16)由聚醚醚酮制成。

用于生理参数的测量设备
本发明涉及一种用于生理参数的测量设备，该测量设备具有容纳脑液的可植入的液体室、与液体室中的脑液通过膜建立联系的传感器设备，该传感器设备包括用于一个或者多个生理参数的传感器、电子结构元件以及用于将传感器的信号以无线方式传输的遥测设备。
例如在WO 2006/117123A1中描述了这种测量设备。这种测量设备通常植入颅骨外部以及头皮下部，一部分直接在头盖中的钻孔的上方，一部分在这种钻孔旁，脑液可以通过该钻孔从头颅内部进入液体室中。在已公知的测量设备中，液体室构建为双室，该液体室通过中间壁被划分成两个部分，其中一个部分容纳传感器设备，另一个部分被脑液穿流。在这些部分之间的分割壁中布置有膜，通过该膜可以将脑液的压力传递到传感器设备的压力传感器上。
这种布置必须整体被预制并且必须气密地封闭，从而在发生故障的情况下只能进行完全更换。此外，制造是昂贵的。
本发明的任务是构建一种类属的测量设备，使得制造被简化并且必要时可以进行维修工作，而不必更换整个测量设备。
该任务在开头所描述的类型的测量设备中根据本发明通过如下方式来解决，即液体室具有至少两个壳体部件，它们在构建封闭的内部空间的情况下可以密封地接合在一起并且在未接合在一起的状态下使得到达内部空间成为可能，并且传感器设备布置在被全方位封闭的测量室中，该测量室构建为可独立操作的构件并且可以插入在液体室的内部空间中的限定的位置中。
通过将测量室构建为可独立操作的构件，该测量室可以被插入液体室的敞开的内部空间中并且随后在该内部空间中保持在限定位置中。于是通过液体室的至少两个壳体部件的连接可以将液体室对外密封封闭，然而如果需要，也可以再次打开液体室，使得可以取出测量室并且必要时可以进行更换，而无需为此更换液体室。在传感器设备发生故障时也可以将液体室保留在其被植入的位置并且在新的测量室插入之后再次被继续使用。
外科医生也能够在液体室的困难的植入结束的情况下才在手术期间插入测量室。这使手术变得容易并且爱护在手术期间灵敏的传感器设备。
有利的是，内部空间通过至少一个流入部与探针建立连接，脑液可以通过该探针从脑的测量部位流入内部空间中。此外还可以设计的是，内部空间具有至少一个用于脑液的流出部。该液体室于是分流系统(Shunt-System)的一部分，借助该分流系统可以以公知的方式使脑液从脑中导出，例如通过流出管路导出至腹腔中。
在一个优选的实施形式中，设计的是，液体室具有带有底部和连接在底部上的侧壁的第一壳体部件和第二壳体部件，该第二壳体部件构建为可密封地安置到第一壳体部件上的盖。
特别有利的是，液体室的壁的某一区域柔性地构建，而壁的其余区域刚性地构建。通过这样的方式可能的是，通过挤压柔性的壁区域可以将压力脉冲传递到液体室中的脑液。该压力脉冲可以起到抽吸脉冲的作用并且因此例如在通流路径污染以及堵塞时引起清洗，然而压力脉冲也可以用于产生例如传感器的控制信号并且由此对传感器的功能能力进行检查。
尤其是，柔性的壁区域可以通过柔性的膜，例如由有机硅制成的柔性的膜来形成。
这种构成方案还具有如下优点：可以将小管穿过这种由有机硅或者类似材料制成的柔性的膜导入液体室的内部空间中，借助该小管可以获取液体的试样。通过这样的方式在被植入的测量设备中也可能的是，穿过头皮并且穿过膜而到达脑液。
根据一个优选的实施形式，柔性的膜可以插入密封环中，该密封环与膜一起构成壳体部件，该壳体部件可以与第二壳体部件接合在一起，以形成液体室。该密封环例如可以密封地旋拧到第二壳体部件中。
尤其是在带有液体室的柔性的壁区域的构造方式中，有利的是，测量室被以如下方式插入液体室中，即，测量室全方位地被脑液包围。由此借助柔性的壁区域改进了抽吸可能性，因为内部空间的与柔性的壁区域直接邻接的部分也被脑液穿流。
测量室优选由金属制成，例如由钛或者钛合金制成，并且有利的是，测量室具有刚性壁。在此，壁仍然可以是比较薄的，例如壁厚在数十毫米的量级。
液体室同样可以由能与身体相容的金属制成，例如由钛或者钛合金制成，然而也可能的是，液体室由可灭菌的塑料制造，例如由聚醚醚酮制造。使用塑料具有如下优点：消除了对在测量室的内部的遥测设备的屏蔽作用，该屏蔽作用在液体室以金属构建的情况下形成并且使信号传输变得困难。
下面对本发明的优选实施形式的描述用于结合附图更为详细地阐述本发明。其中：
图1示出了带有被植入的测量设备和外部分析设备的患者头颅的示意性剖面图；
图2示出了测量设备的示意性侧视图，该测量设备带有可插入大脑的探针和带有用于可置于头盖中的钻孔的上方的测量设备中的脑液的排出管路；
图3示出了可在头盖中的钻孔旁植入测量设备的类似图2的视图；
图4示出了不带插入的测量室的封闭液体室的剖面图；
图5示出了带有插入的测量室的类似图4的视图；
图6示出了测量室的纵向剖面图；
图7示出了空的并且未封闭的测量室的剖面图；
图8示出了封闭的测量室的透视图；
图9示出了脑液穿流的测量设备的类似图5的纵向剖面图；
图10示出了带有脑液在挤压柔性的壁区域时的通流的示意图的类似图9的视图，以及
图11示出了测量设备的另一优选的实施例的分解图。
附图中所示的测量设备1通常在颅骨2外部且头皮3下部在钻孔4上方或者在这样的钻孔旁植入。探针5或者导管穿过钻孔4进入大脑6的内部并在进入部位7处中止，在该进入部位处脑液可以从大脑6进入探针5。脑液通过探针5被输送给测量设备1，使得在测量设备1中可以测量脑液的生理值，例如脑液的压力和/或温度。
生理参数的通过这样的方式在测量设备1中被记录的测量值以无线方式传输给外部分析设备，该分析设备通过测量线路9与线圈10相连。该线圈10可以以如下方式布置在测量设备1附近，即，该线圈可以以无线方式与测量设备的相应的线圈交换信号。通过这些线圈也可以为测量设备1提供外部能量。
输送给测量设备1的脑液可以通过排出管路11导出，例如这样的排出管路在患者的腹腔中中止。探针5、测量设备1和排出管路11因此形成分流系统，借助该分流系统可以将脑液从头颅中去除。
当测量设备1直接放置在钻孔4上时，则有利的是测量设备1在其下侧具有沉入钻孔4中的凸出部12以及连接到凸出部上的连接部13，连接部例如可以通过柔性的管路14与探针5相连(图2)或者将探针5直接推到连接部上(图11)。
而当测量设备1布置在钻孔4旁边时，有利的是设置有钻孔盖14，该钻孔盖在其下侧同样带有凸出部12和连接部13，并且可进行脑液平行于颅骨的改向，使得脑液通过另一管路15从侧面进入测量设备1(图3)。
测量设备1包括带有罐状的下部件17的液体室16，该下部件具有平坦的底部18以及在外侧连接到底部上的垂直壁19，优选地罐状的下部件17具有圆形的横截面。在图4和5中所示的实施例中，底部18带有向下指向的用于脑液进入的连接部13和水平地从壁19中出来的用于脑液流出的出口20。
罐状下部件17在上侧敞开并且在那里可以通过盖状的壳体部件21密封封闭。盖状的壳体部件21包括环22，该环构造为密封环并且可以密封地连接到下部件17的壁19上，例如通过旋拧或者通过粘贴。帽状的柔性的膜23被密封地插入环22中，该膜优选由有机硅制成，而环22例如可由聚醚醚酮制成。在接合在一起的状态下，底板状的下部件17和盖状的壳体部件21形成壳体状的液体室，该液体室带有除连接部13和出口20之外被封闭的内部空间24。该内部空间24在植入的状态下被脑液穿流并且完全被脑液填充。在此，柔性的膜23以图9中所示的方式向外拱起。
通过作用到膜23上的压力可以将柔性的膜向内挤压，如在图10中所示。由此来自内部空间24的脑液不仅通过出口20而且通过连接部13被从液体室16排挤出，即进行探针5的回冲和对排出管路11进行加强的冲洗。该冲洗作用可以用于清洗相应的管路，但也可能的是通过该作用到柔性的膜23上的压力而将压力脉冲传递到脑液，该压力脉冲于是可以由测量设备1记录。由此可以对测量设备在其功能方面进行控制。
完全封闭的测量室25被插入到内部空间24中，该测量室包括同样罐状的并且在横截面上为圆形的下部件26和密封地安置到下部件26上的盖27(图7)。测量室优选由金属制成，尤其是由钛或者钛合金制成，壁除了下部件26的底部29上的中央区域28之外刚性地构建。在所述区域中或者插入柔性的膜30或者通过材料去除来如此薄地构建底部29，即，该底部形成柔性的膜30。
在测量室25的内部，容纳有传感器芯片31以及包围传感器芯片的线圈32。传感器芯片31带有至少一个传感器，例如是压力传感器和/或温度传感器，此外还带有用于对由传感器产生的电信号进行处理和数字化的以及用于能量供给的电子结构元件，还带有遥测电路的电子结构元件，该遥测电路将由传感器产生的信号通过线圈32向外发送，这些信号于是可以由外部分析设备8的线圈10接收。
测量室25的内部空间以传递压力的介质填充，例如以空气、油或凝胶填充，也可能的是，在柔性的膜30与传感器芯片31上的传感器之间设置有机械的传递机构，例如活塞或者杆，重要的仅在于，脑液的压力通过柔性的膜30可以达到传感器芯片31上的传感器并且在那里引起相应的测量信号。
测量室25在其下端部带有向下突出的在环周的一部分上延伸的支承凸出部33和在其盖27上径向突出的对中接片34，使得测量室25在插入液体室16的下部件17中时布置在精确限定的位置上，在此，支承凸出部33支承在下部件17的底部18上，径向的对中接片34或者支承在下部件17的壁19上或者在封闭液体室之后支承在环22上。在任何情况下，通过这种布置都可以实现的是，测量室25可以全方位地被脑液环流，即测量室25距底部18、距壁19并且也距盖状的壳体部件21都具有距离，以使得脑液可以不受阻碍地流过这些中间空间。
这尤其是在应当借助柔性的膜23将回冲脉冲或者压力脉冲传递到脑液上时是重要的，但也重要的是，通过内部空间24的自由穿流可能性在压力测量时不出现错误。
测量室25在液体室被植入之后可以插入液体室16中，并且当测量室故障显现时或者当对其他测量值感兴趣时也可以毫不费力地更换测量室。