Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung eines Innendrucks eines Kompartments, insbesondere eines Muskelkompartments, bei dem eine mit einer Druckmessvorrichtung gekoppelte Ultraschallmesseinheit auf ein Gewebe, unter dem sich das zu messende Kompartment befindet, aufgesetzt und durch Ausübung einer Kraft ein Druck auf das Gewebe gesteigert wird.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus der WO2019/106535 A1 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren wird eine mit einer Druckmessvorrichtung gekoppelte Ultraschallmesseinheit auf ein Gewebe, unter dem sich das zu messende Kompartment befindet, aufgesetzt, wobei der Druck auf das Gewebe so lange gesteigert wird, bis sich aus der Ultraschallmessung ergibt, dass das Kompartment einen vorbestimmten Verformungsgrad erreicht. Aus einer zu diesem Zeitpunkt vorhandenen Elastizität wird über die Druckmessvorrichtung der Druck in dem Kompartment bestimmt.

Unter dem Begriff „Kompartment“ wird in diesem Zusammenhang ein anatomisch definierter Raum verstanden, der gegenüber der Umgebung abgrenzbar ist. Neben Muskelkompartments stellt beispielsweise auch der Bauchraum ein Kompartment dar. Aus der CH 707046 B1 ist ein eine weitere Druckmessvorrichtung zur Druckmessung einer Vene oder eines Organs und zur Kombination mit einer Ultraschallmesseinheit sowie ein Verfahren zur Druckmessung einer Vene bekannt. Bei diesem Verfahren wird eine Druckmessvomchtung auf ein Gewebe, unter dem sich die Vene oder das Organ befindet, aufgesetzt, wobei der Druck auf das Gewebe so lange gesteigert wird, bis sich aus der Ultraschallmessung ergibt, dass die Vene oder das Organ einen vorbestimmten Verformungsgrad erreicht, wobei der zu diesem Zeitpunkt anliegende Druck von der Druckmesseinrichtung als Venendruck bzw. als Organdruck bestimmt wird. Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Messung eines Imendracks eines Kompartments derart weiterzubilden, dass eine schnelle und kostengünstige, nichtinvasive Messung des Drucks innerhalb eines Kompartments, insbesondere einer Muskelloge (sogenanntes Logensyndrom) durchgeführt werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß u. a. dadurch gelöst, dass der Innendruck aus einer Änderung Δp des auf das Kompartment ein wirkenden Drucks p und einer während der Einwirkung des Drucks p erfolgten Änderung ΔE einer Erstreckung E(p) des Kompartments bestimmt wird.

Vorzugsweise wird der Innendruck als der Druck p bestimmt, bei dem die Änderung DE der Erstreckung in Form einer Abnahme der Erstreckung E(p) durch die Änderung Δp des Drucks p in Form einer, vorzugsweise definierten, Erhöhung des Drucks p erstmalig einen definierten Schwellenwert SW erreicht oder überschreitet.

Mit anderen Worten erfolgt eine Korrelation zwischen der Abnahme der Erstreckung und dem auf das Kompartment einwirkenden Druck p, wobei der Druck p, bei dem die Abnahme einen definierten Schwell wert erreicht oder überschreitet dem Innendruck entspricht.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass während der Ausübung der Kraft F auf das Gewebe gleichzeitig der Druck p und die in Richtung der Kraft F verlaufende Erstreckung E(p) des Kompartments gemessen wird.

Vorzugsweise wird die Änderung ΔE der Erstreckung E(p) bei einer definierten Änderung Δp des Drucks p durch einen Vergleich der gemessenen Erstreckung E(p) mit einer anfänglichen Erstreckung E0 oder durch einen Vergleich von zwei aufeinanderfolgenden Messwerten der Erstreckung E(p) bestimmt, wobei der gemessene Druck p, bei dem die gemessene Erstreckung E(p) die anfängliche Erstreckung E0 oder die unmittelbar zuvor gemessene Erstreckung E(p) erstmalig um den Schwellenwert unterschreitet, als der Innendruck bestimmt wird. Vorzugsweise liegt der Schwellenwert SW der Abnahme der Erstreckung im Bereich von 0% < SW ≤ 10%, vorzugsweise im Bereich von 1% ≤ SW ≤ 8%, besonders bevorzugt im Bereich von 3% ≤ SW ≤ 6%, insbesondere im Bereich von 4% bezogen auf die anfängliche Erstreckung E0 oder bezogen auf einen der gemessenen Erstreckung unmittelbar vorhergehenden Messwert.

Besonders bevorzugt wird zu Beginn einer Messung, d. h ohne Ausübung einer Kraft F auf das Kompartment, die anfängliche Erstreckung E0 durch Bildpunkte BP1, BP2 in einem Ultraschallbild des Kompartments definiert wird, wobei anschließend die Kraft F eingeleitet und vorzugsweise kontinuierlich gesteigert wird und wobei die Änderung der Erstreckung E(p) in Abhängigkeit des Drucks p mittels einer Bildverarbeitungseinheit aus den aufgenommenen Ultraschallbildem fortlaufend erfasst wird.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführung des Verfahrens wird ein Graf bzw. ein Verlauf der Erstreckung E(p) über den Druck p bestimmt, wobei eine erste und/oder eine zweite Ableitung E', E" des Grafen bzw. des Verlaufs der Erstreckung E bestimmt wird und wobei der gemessene Druck p, bei dem die erste Ableitung E' erstmalig eine Unstetigkeit aufweist, oder der gemessene Druck p, bei dem die zweite Ableitung E" des Verlaufs der Erstreckung E erstmalig einen Wendepunkt aufweist als der Innendruck TCP des Kompartments bestimmt wird.

Vorzugsweise wird die Erstreckung E durch einen Abstand von zumindest zwei Bildpunkten B1, B2 in einem durch die Ultraschallmesseinheit erzeugten Ultraschallbild B des Kompartments definiert. Die Bildpunkte B1, B2 werden vorzugsweise durch einen Anwender auf einer Umrandung, wie Logenhaut, des Kompartments im Wesentlichen diametral gegenüberliegend definiert.

Die Kraft F wird während einer Messung, vorzugsweise fluchtend mit den Bildpunkten B1, B2 in Richtung der Erstreckung E kontinuierlich erhöht.

Dabei wird die während der Untersuchungsbewegung sich verändernde Erstreckung E mittels einer Bildverarbeitungseinheit in dem Ultraschallbild B bestimmt und fortlaufend über dem gemessenen Druck p zur Bestimmung des Grafen bzw. Verlaufs aufgetragen. Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergehen sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder im Kombina- tion -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von den Zeichnungen zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie deren Erläuterungen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Messsystems mit einer

Druckmessvorrichtung und einer Ultraschallmesseinheit,

Fig. 2a ein Ultraschallbild eines Muskelkompartments ohne Kompression,

Fig. 2b ein Ultraschallbild eines Muskelkompartments mit Kompression, Fig. 3 ein Druck-Weg-Diagramm mit Grafen einer Untersuchungsbewegung einerseits eines Muskelkompartments in Ruhe und andererseits eines Muskelkompartments in Anspannung, und

Fig. 4 ein Druck-Weg-Diagramm mit einem Grafen einer weiteren

Untersuchungsbewegung eines Kompartments.

Fig. 1 zeigt ein Messsystem 10 zur Durchführung von Ultraschall- und Druckmessungen an einem Kompartment 12, insbesondere einem Muskelkompartment 12. Das Messsystem 10 umfasst eine an sich bekannte Messeinrichtung 14 mit einer Druckmessvorrichtung 16, die mit einer Ultraschallmesseinheit 18 gekoppelt ist. Die Druckmessvorrichtung 16 ist über eine Kommunikationsverbindung 20 mit einer Druckauswerteeinheit 22 gekoppelt und die Ultraschallmesseinheit 18 ist über eine Kommunikationsverbindung 24 mit einer Bildverarbeitungseinheit 26 gekoppelt. Die Bildverarbeitungseinheit 26 sowie die Druckauswerteeinheit 22 sind mit einer Datenverarbeitungseinheit 28 gekoppelt, die ausgebildet ist, die von der Bildverarbeitungseinheit 26 und der Druckauswerteeinheit bereitgestellten Daten auf Anzeigeeinheiten 30, 32 darzustellen. Das erfindungsgemäße Verfahren wird wie folgt durchgefiihrt. Die Druckmessvorrichtung 16 wird zusammen mit dem Ultraschallmesseinheit 18 ggf. unter Verwendung von Kontaktgel im Bereich des Kompartments 12 auf eine Hautoberfläche 34 des Patienten aufgesetzt. Als Ultraschallmesseinheit 18 kann z. B. ein Linearschallkopf der Firma General Electric in Kombination mit einer Ultraschall durchlässigen

Druckmessvorrichtung 16 der Firma VeinPress verwendet werden.

Fig. 2a zeigt rein schematisch ein Ultraschallbild des Kompartments 12 zu Beginn einer Messung im Querschnitt. In dem Ultraschallbild werden durch einen Untersucher Bildpunkte BP1, BP2 in Wesentlichen diametral gegenüberliegend vorzugsweise auf einer Umrandung 36, wie Logenhaut oder Faszie, des Kompartments 12 markiert. Durch die Bildpunkte wird eine Erstreckung E in Form einer anfänglichen Erstreckung E0 zu Beginn der Untersuchung markiert, d. h. ohne Kompression. Mittels der Druckmessvorrichtung 16 wird anschließend eine Kraft F auf das Gewebe, z. B. die Hautoberfläche 34 eines Unterschenkels ausgeübt. Die Kraft F wird fluchtend mit den Bildpunkten BP1, BP2 in das Kompartment 12 eingeleitet und kontinuierlich gesteigert. Durch die Kraft F wird ein kontinuierlich steigender Druck P auf das Kompartment 12 ausgeübt, der mittels eines Drucksensors 38 der Druckmessvorrichtung 16 gemessen wird.

Fig. 2b zeigt ein Ultraschallbild des Muskelkompartments 12 im Querschnitt bei Kompression, d.h. dann, wenn durch den Untersucher Druck p auf das Gewebe ausgeübt wird. Die Erstreckung E (p) verändert sich in Abhängigkeit des Drucks p und wird mittels der Bildverarbeitungseinheit 26 fortlaufend erfasst. Zu jedem Messwert des Drucks p wird eine Erstreckung E (p) gemessen und über dem Druck p als Graf dargestellt.

Fig. 3 und 4 zeigen Druck-Weg-Diagramme 40, in denen Grafen 42, 44, 50 von Messungen an unterschiedlichen Muskelkompartments dargestellt sind.

Gemäß der Erfindung wird der Innendruck ICP1, ICP2 aus einer Änderung Δp des auf das Kompartment 12 einwirkenden Drucks p und einer während der Einwirkung des Drucks p erfolgten Änderung ΔE einer Erstreckung E(p) des Kompartments 12 bestimmt. Dabei wird der Innendruck als der Druck p bestimmt, bei dem die Änderung ΔE der Erstreckung in Form einer Abnahme der Erstreckung E(p) durch die Änderung Δp des Drucks p in Form einer vorzugsweise definierten Erhöhung des Drucks p erstmalig einen definierten Schwellenwert SW erreicht oder überschreitet.

Mit anderen Worten erfolgt eine Korrelation zwischen der Abnahme der Erstreckung und dem auf das Kompartment einwirkenden Druck p, wobei der Druck p, bei dem die Abnahme einen definierten Schwell wert erreicht oder überschreitet dem Innendruck entspricht.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass während der Ausübung der Kraft F auf das Gewebe gleichzeitig der Druck p und die in Richtung der Kraft F verlaufende Erstreckung E(p) des Kompartments gemessen wird. Vorzugsweise wird die Änderung ΔE der Erstreckung E(p) bei einer definierten Änderung Δp des Drucks p durch einen Vergleich der gemessenen Erstreckung E(p) mit einer anfänglichen Erstreckung E0 gemäß Fig. 3 oder durch einen Vergleich von zwei aufeinanderfolgenden Messwerten der Erstreckung E(p3) und E(p4) gemäß Fig. 4 bestimmt, wobei der gemessene Druck p, bei dem die gemessene Erstreckung E(p) die anfängliche Erstreckung E0 oder die unmittelbar zuvor gemessene Erstreckung E(p) erstmalig um den Schwellenwert unterschreitet, als der Innendruck bestimmt wird. Die definierte Änderung Δp des Drucks p, bei der die Änderung ΔE der Erstreckung E ermittelt wird, liegt vorzugsweise im Bereich 0 < Δp ≤ 10 mmHg. Vorzugsweise liegt der Schwellenwert SW der Abnahme der Erstreckung im Bereich von 0% < SW ≤ 10%, vorzugsweise im Bereich von 1% ≤ SW ≤ 8%, besonders bevorzugt im Bereich von 3% ≤ SW ≤ 6%, insbesondere im Bereich von 4% bezogen auf die anfängliche Erstreckung E0 oder bezogen auf einen der gemessenen Erstreckung unmittelbar vorhergehenden Messwert.

Der Graf 42 zeigt beispielhaft den Verlauf einer relativen Erstreckung Erel (p) = (E (p) x 100) / E0, die auch als relative Kompartmenttiefe bezeichnet werden kann, über den Kompressionsdruck p eines ruhenden Muskels, d. h. eines Muskelkompartments bzw. einer Muskelloge in Ruhe mit geringem Innendruck. Der Graf 42 zeigt die Besonderheit, dass die relative Erstreckung Erel (p) im Falle des ruhenden Muskels bis zu einem Druck ICP1 im Wesentlichen konstant ist und ab dem Druck ICP1 abfallt. Untersuchungen haben gezeigt, dass der gemessene Druck p1, bei dem der Graf 42 erstmalig abfallt ein Innendruck ICP1 des Muskelkompartments ist, der auch als ein intrakompartimenteller Druck ICP1 bezeichnet werden kann.

Der Graf 44 zeigt beispielhaft den Verlauf einer relativen Erstreckung Erel (p) eines angespannten Muskels, d. h. eines Muskelkompartments bzw. einer Muskelloge mit einem erhöhten Innendruck. Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass der gemessene Druck p2 als der Innendruck bzw. intrakompartimenteile Druck ICP2 des Muskelkompartments 12 bestimmt wird, bei dem die relative Erstreckung Erel (p) erstmalig abfallt.

Zur Bestimmung der relativen Erstreckung Erel (p) wird die mittels der Bildverarbeitungseinheit 26 aus dem Ultraschallbild ermittelte Erstreckung E (p) kontinuierlich mit der anfänglichen Erstreckung E0 verglichen. Der Druck p1, p2, bei dem die gemessene Erstreckung E (p) die anfängliche Erstreckung E0 um zumindest 4%, vorzugsweise 1% bis 2%, unterschreitet wird als der intrakompartimenteile Druck ICP1, ICP2 bestimmt.

Alternativ besteht die Möglichkeit die Grafen 42, 44 der relativen Erstreckung Erel (p) mathematisch zu bestimmen und auszuwerten. Dabei wird eine erste Ableitung E'rel (p) bestimmt, die durch Grafen 46, 48 dargestellt sind. Der gemessene Druck p1, p2, bei dem die Ableitung E'rel (p) erstmalig eine Unstetigkeit aufweist wird als der Innendruck ICP1, ICP2 bestimmt.

Fig. 4 zeigt einen Grafen 50 einer weiteren Messung, wobei der Graf 50 S-förmig verläuft und ein definierter Abfall der relativen Erstreckung, wie dieser in Fig. 3 dargestellt ist, nicht definierbar ist. Zeigt der Graf 50 z. B. abschnittsweise den Verlauf eines Kreisumfangs kann ein Kreis 52 mit Radius 54 an den Grafen 50 angepasst werden. In diesem Fall kann der Druck p, bei dem der Radius 54 in 45° Stellung bezogen auf die Abszisse (horizontale Achse - Druck p) den Grafen 50 trifft, als der Innendruck ICP3 bestimmt werden. Alternativ besteht auch in diesem Fall die Möglichkeit den Grafen 50 mathematisch zu bestimmen und auszuwerten. Dabei wird eine zweite Ableitung E"rel (p) bestimmt, die durch einen Grafen 56 dargestellt ist. Der gemessene Druck p3, bei dem die zweite Ableitung E"rel (p) erstmalig einen Tiefpunkt TP aufweist wird als der Innendruck ICP3 bestimmt.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass sich die relative Erstreckung bzw. Kompartmenttiefe während des Ausübens von Druck zunächst nicht ändert. Es bildet sich ein Plateau, wie an den Grafen 42, 44 und 50 zu erkennen ist. Wenn der Druck auf das Kompartment steigt, wird das Kompartment immer härter. Erst ab einem bestimmten Druck p1, p2, p3, der dem intrakompartimentellen Druck ICP1, ICP2, ICP3 entspricht, fallt die relative Erstreckung Erel ab.

Nach dem Stand der Technik wird die Elastizität im Kompartment durch einen Elastizitätsquotienten bestimmt. Dabei musste festgestellt werden, dass der Elastizitätsquotient hohen inter-individuellen Schwankungen unterworfen ist, was die Interpretation erschwert. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich gegenüber den Verfahren nach dem Stand der Technik dadurch aus, dass die Bestimmung eines Elastizitätsquotienten, d.h. dass Verhältnis zwischen Verformung des gesunden Gewebes in Bezug zur Verformung des erkrankten Gewebes nicht notwendig ist. Insbesondere ist die nicht-invasive Ableitung eines Druckwertes von medizinischem Vorteil.