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TECHNISCHES
FACHGEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Instrumente zur Überwachung
des Geburtsprozesses bei Säugetieren.
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HINTERGRUND
DER TECHNIK
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Im
allgemeinen überwacht
medizinisches Personal während
der Geburt den Grad der Erweiterung der mütterlichen Zervix, die Lage
des Fötus
innerhalb der Zervix und des Uterus und die Stärke und die Frequenz der mütterlichen
Wehen. Ein Großteil dieser Überwachung
wird durch direkte visuelle Beobachtung und manuelle Austastung
ausgeführt.
Verschiedene Instrumente wurden vorgeschlagen, um den Überwachungsprozeß zu unterstützen. Wie
in U.S. Patent Nr. 5,438,996 offenbart, könnte ein Zervimeter zur Überwachung
des Grades der Erweiterung der Zervix auf direkten mechanischen
Messungen; oder auf Ultraschallmessung beruhen. Beim Ultraschall-Zervimeter
ist ein kleines Ultraschall übertragendes
Instrument angrenzend an der Öffnung
der Zervix der Mutter angebracht, und ein kleines empfangendes Instrument
ist auch an der Zervix angebracht, aber an der gegenüberliegenden
Seite der Öffnung.
Die Flugzeit des Ultraschallsignals zwischen dem Sender und dem
Empfänger
stellt einen Hinweis auf die Entfernung zwischen ihnen und daher
einen Hinweis auf den Grad der Erweiterung der Zervix zur Verfügung. Wie
im '996 Patent offenbart und
wie weiter im U. S. Patent Nr. 3,768,459 beschrieben, verwendet
ein elektromagnetisches Zervimeter eine elektromagnetisch übertragende
Spule, die auf einer Seite der Zervix angebracht ist und eine elektromagnetisch
empfangende Spule, die auf der gegenüberliegenden Seite angebracht
ist. Die Stärke der
elektromagnetischen Kopplungen zwischen diesen Spulen stellt einen
Hinweis auf die Entfernung zwischen dem Überträger und dem Empfänger und daher
einen Hinweis auf die Ausdehnung der Zervix zur Verfügung.
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Wie
im U. S. Patent Nr. 3,913,563 beschrieben, kann die Stärke der
Uteruskontraktion durch die Verwendung eines Dehnungsmeßgeräts überwacht werden.
Ein flexibler Bogen ist auf einem Rahmen befestigt, der von einem
Gurt getragen wird. Der Gurt hält
den Rahmen gegen die Bauchdecke. Der Bogen dehnt sich durch den
Rahmen aus und hat auch Kontakt mit der Bauchdecke. Kontraktionen
verursachen Bewegungen des Bogens. Der Grad der Bewegung stellt
einen Hinweis auf die Stärke
der Muskelkontraktion zur Verfügung.
Wie im U. S. Patent Nr. 5,634,476 und 5,218,972 beschrieben, können druckmessende
Instrumente, die auf dem Abdomen getragen werden, auch verwendet
werden, um Veränderungen
des Druckes, die durch Kontraktionen verursacht werden, zu messen.
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Andere Überwachungsvorrichtungen,
die während
der Geburt verwendet werden, sind darauf gerichtet, den Status des
Fötus während dieser
Prozesse zu überwachen.
Beispielsweise kann eine Pulsüberwachungsvorrichtung
physisch an dem Fötus
befestigt werden, wie bei der Befestigung der Pulsüberwachungsvorrichtung
am Schädel
des Fötus
durch die Zervixöffnung.
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Trotz
dieser Bemühungen
in der Technik, wären
zusätzliche
Verbesserungen bei der Überwachung
des Geburtsprozesses und bei der Überwachung des analogen Prozesses
bei nicht-menschlichen
Geburten von Säugetieren
wünschenswert.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Vorrichtung zur Überwachung
der Geburt eines Fötus
einer Säugetiermutter
wie z. B. eines Menschen oder eines nicht-menschlichen Säugetiers
wie in Anspruch 1 definiert zur Verfügung. Eine Vorrichtung nach
diesem Aspekt der Erfindung umfaßt eine oder mehrere mütterliche
Sonden und Mittel zur Sicherung der mütterliche Sonde oder Sonden
am Körper
der Mutter in der Nähe
des Uterus. Zum Beispiel können
mütterliche
Sonden äußerliche
mütterliche Sonden,
die außerhalb
des mütterlichen
Körpers
plaziert werden, umfassen. Alternativ oder zusätzlich können mütterliche Sonden Zervixsonden
zur Befestigung an der Zervix umfassen.
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Die
Vorrichtung umfaßt
außerdem
eine oder mehrere Bezugselemente mit Mitteln, um die Bezugselemente
in der Nähe
des mütterlichen
Körpers zu
halten. Die Referenzelemente oder Elemente werden an einem Ort plaziert,
wo sie im wesentlichen von den Bewegungen, die durch die Uteruskontraktionen
hervorgerufen werden, isoliert sind. Zum Beispiel können eine
oder mehrere äußerliche
mütterliche
Sonden am Äußeren des
mütterlichen
Abdomens befestigt werden, während
das Referenzelement oder die Referenzelemente an einem Teil des mütterlichen
Körpers
befestigt werden können,
der sich relativ isoliert von den effektiven Uteruskontraktionen
befindet, wie z. B. hinter der Wirbelsäule oder auf den Gliedmaßen. Al ternativ
können
eine oder mehrere Referenzelemente auf dem Bett, das die Mutter
unterstützt,
befestigt werden oder auf einem Rahmen, der in eine Position nahe
zum Bett gebracht werden kann.
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Die
Vorrichtung umfaßt
weiterhin Übertragungsmittel
zum Ansteuern der Sonden und Bezugselemente, um eine oder mehrere
nicht-ionisierende Felder, wie z. B. elektromagnetische oder Ultraschall-Felder
zu übertragen
und um die übertragenen Felder
nachzuweisen. Somit wird jedes übertragene Feld
durch ein Element eines Überträger-Empfänger-Paares übertragen,
welches ein Bezugselement und eine mütterliche Sonde umfaßt, und
durch das andere Element des Paares nachgewiesen. Die Vorrichtung
umfaßt
in der am meisten bevorzugten Weise weiterhin ein Berechnungsmittel,
um die Ausrichtung jeder mütterlichen
Sonde im Hinblick auf eine oder mehrere Bezugselemente aus den Eigenschaften
der nachgewiesenen Felder zu bestimmen. Wie in dieser Offenbarung
verwendet, umfaßt
der Begriff „Ausrichtung" die Lage, die Orientierung
oder beides. Am meisten bevorzugt ist das Berechnungsmittel angeordnet,
um mindestens die Lage jeder mütterlichen Probe
in einem Bezugsrahmen, durch ein oder mehrere Bezugselemente, definiert,
zu bestimmen.
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Das
Berechungsmittel umfaßt
wünschenswerter
Weise Mittel zur Bestimmung der Stärke der Bewegung der mütterlichen
Probe oder Proben aufgrund einer Kontraktion des Uterus und das
zur Verfügungstellen
eines Kontraktionssignals für
jede mütterliche
Sonde, welches die Stärke
der Bewegung dieser mütterlichen
Sonde wiedergibt. Am meisten bevorzugt umfaßt das Berechnungsmittel ebenso Mittel
zur Bestimmung der Richtung der Bewegung jeder mütterlichen Sonde aufgrund einer
Kontraktion, so daß das
Kontraktionssignal die Richtung der Bewegung der mütterlichen
Sonde sowie die Stärke
der Bewegung wiedergibt. Somit gibt das Kontraktionssignal in der
am meisten bevorzugten Ausführungsform
den Vektor der Bewegung der mütterlichen
Sonde wieder. Signifikante Informationen können von einem einzelnen Kontraktionssignal,
von einer einzelnen mütterlichen
Sonde erhalten werden. Jedoch können
noch weitere Informationen erhalten werden, wenn mehrere mütterliche
Sonden verwendet werden. In diesem Fall ist das Mittel zur Befestigung
der äußerlichen
mütterlichen
Sonden wünschenswerter Weise
angeordnet, um die Sonden an beabstandeten Orten am mütterlichen
Körper
zu befestigen. Wenn das Befestigungsmittel beispielsweise ein Klebemittel
oder eine andere Befestigung umfaßt, welche die äußerliche
mütterliche
Sonde an der Haut sichert, können
die äußerlichen
mütterlichen
Sonden manuell an den beabstandeten Orten angelegt werden.
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Das
Kalkulationsmittel ist angeordnet, um ein separates Kontraktionssignal
für jede
Sonde zu erlangen, daß ihre
Bewegung wiedergibt und ist wünschenswerter
Weise auch angeordnet, um die Kontraktionssignale einer Vielzahl
von Sonden zu kombinieren und ein zusammengesetztes Signal zur Verfügung zu
stellen, welches eine oder mehrere Parameter einer Uteruskontraktion
wiedergibt. Zum Beispiel kann ein zusammengesetztes Signal, welches
die Stärke
der Kontraktion wiedergibt, erhalten werden, indem die Stärken der
Bewegung mehrerer mütterlicher
Sonden kombiniert werden, wie durch Summieren der skalaren Wiedergaben
dieser Stärken.
Ein informativeres zusammengesetztes Signal kann durch die Kombination
der Stärken
und Richtungen, die in mehreren Kontraktionssignalen von mehreren
mütterlichen
Sonden enthalten sind, erhalten werden, das Aufnehmen der Vektorsumme
der individuellen Bewegungsvektoren der mütterlichen Sonde stellt beispielsweise
einen zusammengesetzten Kontraktionsvektor, der die Stärke und
Richtung Bewegung aufgrund der Kontraktion als Ganzes wiedergibt,
zur Verfügung.
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Die
Fähigkeit
sowohl die Stärke
als auch die Richtung der Kontraktion durch die Verwendung individueller
Kontraktionssignale von individuellen Sonden oder durch die Verwendung
zusammengesetzter Signale nachzuweisen, stellt signifikante Vorteile
zur Verfügung.
Es erlaubt dem Mediziner rückwärtsgerichtete
Kontraktionen, die dazu neigen den Fötus auf das Zwerchfell anstatt
auf die Zervix zuzubewegen, oder andere anormale Kontraktionen nachzuweisen. Wenn
anormale Kontraktion oder andere anormale Bedingungen nachgewiesen
werden, kann der Mediziner in den Geburtsprozeß eingreifen, wie z. B. durch
die Einleitung eines Kaiserschnitts. Die frühe Erfassung abnormaler Bedingungen
erlaubt es dem Mediziner früh
in eine aussichtslose, abnormale Wehentätigkeit einzugreifen. Dieses
minimiert ein unnötiges
Leiden der Mutter und bewahrt den Fötus vor dem Schaden, der durch
eine verlängerte
abnormale Wehentätigkeit
verursacht werden könnte.
Außerdem
erspart es die Kosten, die mit einem langen unproduktiven Aufenthalt
im Kreissaal verbunden sind. Wie weiter unten besprochen, können die
mütterlichen
Sonden kleine nicht behindernde Vorrichtungen sein. Jede dieser
mütterlichen
Sonden kann einen kleinen Überträger umfassen,
der angeordnet ist, um magnetische, elektromagnetische oder andere nicht-ionisierende
Felder nachzuweisen oder zu übertragen.
Der Aufbau der Überträger und
die Aspekte der Berechnungsvorrichtungen, die verwendet werden,
um die Eigenschaften der nachgewiesenen Felder in die Ausrichtung
der Sonden umzuformen, kann denen ähneln, die vorher benutzt wurden,
um die Lagen und Orientierungen der Sonden im Körper für bildgeführte Operationen und Kartierungen
im Körper
und anderen Prozeduren ausfindig zu machen. Überträger und Feld-messende Systeme,
die für
diese Anwendungen entwickelt wurden, können extrem klein sein, wie
ein paar Millimeter oder weniger im Durchmesser und können eine
kontinuierliche Überwachung
der Position und der Orientierung mit einer die Lage betreffenden
Genauigkeit von wenigen Millimetern oder weniger zur Verfügung stellen. Diese
Fähigkeiten übertreffen
jene, die in den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung benötigt
werden.
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Ein
anderes zusammengesetztes Signal, das berechnet werden kann, umfaßt die Stärke und/oder
die Richtung der Bewegung einer oder mehrerer mütterlichen Sonden relativ zu
einer oder mehrerer anderen mütterlicher
Sonden. Wo z. B. eine Vielzahl äußerlicher
mütterlicher
Sonden an beabstandeten Orten um den Umfang des Abdomens herum zur
Verfügung
gestellt werden, kann die Stärke der
Bewegung der mütterlichen
Sonden zu einander, wie z. B. zum Mittelpunkt des Abdomen, eine
zusammengesetzte Angabe über
die Stärke
einer Kontraktion zur Verfügung
stellen. Außerdem
kann, wo mehrere mütterliche
Sonden an mehreren, axial-getrennten Orten beabstandet voneinander
in axialer oder Kopf-zu-Fuß-Richtung
der Mutter zur Verfügung
gestellt werden, die Phasendifferenz oder die Zeitverzögerung zwischen
Kontraktionssignalen Informationen zu der Weise zur Verfügung stellen,
in der sich die Kontraktion entlang des mütterlichen Körpers fortpflanzen.
Kombinationen dieser Ansätze
können ebenso
eingesetzt werden.
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Mütterliche
Zervixsonden können
alleine oder in Verbindung mit äußerlichen
mütterlichen
Sonden verwendet werden, um Kontraktionssignale, wie oben besprochen,
zu erhalten. Darüber
hinaus können,
wenn eine Vielzahl von mütterlichen
Zervixsonden zur Verfügung
gestellt werden, die Lagen der mütterlichen
Zervixsonden miteinander verglichen werden, um den Abstand zwischen
den mütterlichen Zervixsonden,
und damit eine Messung der Zervixausdehnung zur Verfügung zu
stellen.
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Die
Vorrichtung kann weiterhin eine fötale Sonde und Mittel zur Sicherung
der fötalen
Sonde am Fötus
umfassen. Das Übertragungsmittel
kann Mittel zum Ansteuern der fötalen
Sonde und einer oder mehrerer der Referenzelemente umfassen, um
ein oder mehrere zusätzliche
Felder zwischen den Mitgliedern wenigstens eines zusätzlichen Überträger-Empfänger-Paares, das eine
fötale
Sonde und ein Bezugselement umfaßt, zu übertragen. Das Berechungsmittel
kann ein Mittel zum Bestimmen der Ausrichtung der fötalen Sonde
relativ zum Bezugselement umfassen. So kann die Bewegung des Fötus relativ
zum Bezugselement fest gestellt werden. Die Bewegung der fötalen Sonde
relativ zur Bezugssonde kann als eine direkte Angabe zur Bewegung
des Fötus
durch die Zervix angesehen werden. Alternativ kann die Bewegung
der Mutter relativ zum Bezugselement, durch das Substrahieren der
Bewegung einer oder mehrerer mütterlichen
Sonden relativ zum Bezugselement von der Bewegung von einer oder mehrerer
fötaler
Sonden relativ zum Bezugselement, entfernt werden um eine Wiedergabe
der fötalen
Bewegung relativ zur Mutter zur Verfügung zu stellen. Daher kann
in einer Variante der Vorrichtung die fötale Sonde ohne mütterliche
Sonden verwendet werden.
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Auf
diese Weise stellt ein weiterer Aspekt der Erfindung eine fötale Sonde
zur Überwachung
der Lage des Fötus
während
der Geburt, umfassend ein Feldüberträger, der
geeignet ist, eine oder mehrere nicht-ionisierende Felder nachzuweisen
oder auszusenden und Mittel zur Sicherung des Feldüberträgers am
Fötus zur
Verfügung.
Vorzugsweise ist der Feldüberträger ein Überträger eines
magnetischen Feldes, der geeignet ist, Komponenten magnetischer
Felder in wenigsten zwei unterschiedlichen lokalen Richtungen relativ
zur Sonde nachzuweisen und getrennte Daten relativ zu jeder Komponente
zur Verfügung
zu stellen. Zum Beispiel kann ein fötaler Überträger zwei oder mehrere Festkörpersensoren,
die nicht-parallele Spulenachsen oder Meßachsen haben, umfassen. Die
fötale
Sonde kann einen Überträger umfassen, der
die fötale
Herzfrequenz überwacht.
Die Mittel zur Sicherung des Feldüberträgers am Fötus sind wünschenswerter Weise angeordnet,
um den Überträger zur
fötalen
Herzfrequenzüberwachung
am Fötus
zu sichern. Daher kann ein zusammengesetzter Überträger, der sowohl Funktionen
zur Überwachung
der Herzfrequenz als auch der Lage umfaßt, in eine einzige Einheit
integriert sein, ohne wesentliche größer zu sein als der Herzfrequenzüberträger alleine.
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Die
Vorrichtung der Erfindung kann, mit Verfahren zur Überwachung
der Geburt des Fötus
einer Säugetiermutter
wie z. B. eines Menschen oder eines nicht-menschlichen Säugetiers
verwendet werden. Diese Verfahren umfassen Maßnahmen zur Sicherung einer
oder mehrerer mütterlichen
Sonden am Körper
der Mutter in der Nähe
des Uterus und zum Halten einer oder mehrerer Bezugselemente in
der Nähe
des Körpers
der Mutter. Diese Verfahren umfassen Maßnahmen zum Ansteuern der Sonden,
um eine oder mehrere nicht-ionisierende Felder zu übertragen
und die übertragenen
Felder nachzuweisen. Hier wiederum wird jedes Feld durch ein Element
eines Überträger-Empfänger-Paares,
umfassend ein Bezugselement und eine mütterliche Sonde, übertragen
und durch ein anderes Element des Paares nachgewiesen. Diese Verfahren
umfassen wünschenswerterweise
auch den Schritt der Bestimmung der Ausrichtung jeder mütterlichem
Sonde im Hinblick auf eine oder mehrere Bezugselemente aus den Eigenschaften
der nachgewiesenen Felder. Die bevorzugten Verfahren umfassen die
Maßnahme
zur Berechung der Stärke,
der Richtung oder in der am meisten bevorzugten Weise sowohl der
Stärke
als auch der Richtung der Bewegung jeder mütterlichen Sonde aufgrund einer
Kontraktion und stellen ein Kontraktionssignal, das die Richtung,
die Stärke
oder beides wiedergibt, zur Verfügung.
Die Kontraktionssignale der individuellen Sonden können kombiniert werden,
um zusammengesetzte Signale in der Art und Weise wie oben besprochen
mit Bezug auf die Vorrichtung zur Verfügung zu stellen. In einer weiteren
Ausführungsform
der Erfindung können
die mütterlichen
Sonden zwei oder mehrere mütterliche
Sonden umfassen, die an der Zervix an gegenüberliegenden Seiten der Gebärmutterhalsöffnung oder
des Muttermunds befestigt sind. Durch das Überwachen der Lage jeder dieser
mütterlichen
Sonden relativ zu einem oder mehreren Bezugelementen, kann die Lage
der mütterlichen
Sonden noch relativ zueinander bestimmt werden. Dies wiederum stellt
eine Angabe für
den Grad der zervikalen Erweiterung zur Verfügung. Dieselben mütterlichen
Sonden können auch
in anderen kontraktionsüberwachenden
Verfahren, die oben besprochen wurden, verwendet werden.
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In
einer Variante der oben beschriebenen Vorrichtung sind sowohl die
mütterliche
Sonde oder Sonden als auch das Bezugselement am Körper der Mutter
in Bereichen des Körpers
gesichert, die aufgrund der Kontraktion Bewegungen unterliegen. Durch
die Überwachung
der Ausrichtung der mütterlichen
Sonde relativ zum Bezugselement, kann die relative Bewegung dieser
Sonden aufgrund der Kontraktionen überwacht werden. Zum Beispiel
kann die Bewegung der Proben aufeinander zu, eine Angabe für die Stärke der
Kontraktion zur Verfügung
stellen.
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Diese
und andere Merkmale, Fähigkeiten und
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leichter durch die detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform, die unten dargelegt wird,
in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich sein.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine teilweise schnitt- teilweise blockschematische Ansicht einer
Vorrichtung entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung.
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2 ist
eine schematische Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in 1.
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3 ist
eine schematische perspektivische Ansicht einer Komponente, die
in der Vorrichtung der 1 und 2 verwendet
wird.
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4 ist
eine fragmentarische, schematische perspektivische Ansicht in einem
vergrößerten Maßstab, die
einen Anteil der Komponente, die in 3 dargestellt
wird, darstellt.
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5 ist
eine Ansicht ähnlich
der von 4, die eine Komponente entsprechend
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung darstellt.
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6 ist
eine fragmentarische, schematische Schnittansicht, die Teile der
Vorrichtung, die in 1 und 2 gezeigt
wird, darstellt.
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7 und 8 sind
Vektordiagramme, die bestimmte Vektoren, die während des Betreibens der Vorrichtung
auf den 1 und 2 bestimmt wurden,
darstellen.
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9 ist
eine schematische Ansicht eines Bildschirms während eines Betriebsmodus der
Vorrichtung, die in den 1 und 2 dargestellt wird.
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10 ist
eine schematische Ansicht einer Vorrichtung entsprechend einer weiteren
Ausführungsform
der Erfindung.
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WEGE ZUR DURCHFÜHRUNG DER
ERFINDUNG
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Eine
Vorrichtung entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt zuerst
einen Satz von Bezugselementen 10 befestigt auf der Unterseite des
dem Patienten unterstützenden
Bettes 12. Jedes Bezugselement 10 umfaßt eine
elektrisch leitende Spule 11, die eine Spulenachse 14 mittig
mit der Spule definiert. Diese Elemente können in einer Anordnung ausgerichtet
sein, wie z. B. in der veröffentlichten
Internationalen Anmeldung WO 97/32179 und WO 97/29709 offenbart.
Zum Beispiel können
die Bezugselemente 10 in den Ecken eines Dreiecks ausgerichtet
sein, so daß der
Mittelpunkt des Dreiecks unter dem Abdomen der Mutter, wenn die
Mutter auf dem Bett 12 liegt, ausgerichtet ist.
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Die
Vorrichtung umfaßt
weiterhin einen Rahmen 16, der durch eine verformbare Halterung 18 am Bett 12 befestigt
ist. Die Halterung 18 kann ein verformbares gewelltes Rohr
des Typs sein, der im allgemeinen zum Stützen einer „Gänsehals"-Lampe verwendet wird. Die Halterung 18 ist
so angeordnet, daß der
Rahmen 16 wie gewünscht
in der Nähe
der Mutter M, die auf dem Bett 12 ruht, positioniert werden
kann, und daß der
Rahmen im wesentlichen in einer konstanten Position verbleibt, wenn
nicht und bis der Rahmen, durch ihn das Greifen oder ihn Bewegen,
absichtlich verlagert wird. Andere passende Halterungen für den Rahmen 16 umfassen
Arme die miteinander verbunden sind und mit dem Bett 12 durch
Gelenke, die beweglich sind, aber durch passende Sperren oder Bremsen
an Ort und Stelle gehalten werden, so daß die Halterung 16 an
Ort und Stelle verbleibt, wenn sie nicht absichtlich bewegt wird,
ver bunden sind. Alternativ kann der Rahmen 16 auf einer
Halterung, die starr am Bett 12 befestigt ist, oder auf
einer Halterung, die starr an der Stelle auf dem Bett eingespannt
wird, festgehalten werden. Vorzugsweise ist jede derartige starre
Befestigung mit einer Auslösevorrichtung
ausgestattet, die es der Halterung ermöglicht vom Bett abgelöst und aus
dem Weg geräumt
zu werden, um im Falle eines Notfalls einen besseren Zugang zur
Mutter zu verschaffen. Ein weiterer Satz von Bezugselementen 20 ist
am Rahmen 16 befestigt. Die Referenzelemente 20 enthalten,
wie die Referenzelemente 10, elektrisch leitende Spulen,
die die Spulenachsen 22 definieren. Die Referenzelemente 20 sind
in einer Anordnung ausgerichtet, so daß die Spulenachsen 22 nicht-kollinear
sind. Der Rahmen 16 und die Referenzelemente 20 können so
sein, wie z. B. in der Internationalen Publikation WO 97/29683 offenbart.
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Die
Vorrichtung umfaßt
weiterhin einen Satz äußerlicher
mütterlicher
Sonden 24. Wie am besten in 3 zu sehen
ist, umfaßt
jede äußerliche
mütterliche
Sonde 24 eine Unterlage 26, die aus einem flexiblen,
komfortablen Material, wie z. B. einem weichen Vinyl oder einem
anderen Polymer eines Typs, der im allgemeinen für selbstklebenden Verband verwendet
wird, oder einem Gewebe gestaltet ist. Die Unterlage 26 hat
eine klebende Schicht 28 auf einer unteren Oberfläche. Ein
multiaxialer Überträger 30 ist auf
der oberen Oberfläche
der Unterlage 28 befestigt. Der Überträger 30 umfaßt eine
Halterung 32 (4), die eine Vielzahl nicht-koparalleler
und vorzugsweise gegenseitig-orthogonaler Oberflächen 34 aufweißt, und
eine Vielzahl individueller Meßelemente 36 auf
der Halterung aufweißt
hat. Die Meßelemente
können
Hall-Effektsensoren, magnetwiderstandsbeständige Sensoren, magnetooptische
Sensoren, Erdmagnetfeld-Detektormagnetometer oder andere geeignete
Sensoren, die geeignet sind, eine Komponente eines magnetischen
Feldes in einer bestimmten Richtung nachzuweisen und ein Komponentensignal,
das die Stärke
dieser Komponente des magnetischen Feldes wiedergibt, zu erzeugen.
Daher ist das Meßelement 36a angeordnet,
um ein Komponentensignal, das die Stärke einer Feldkomponente in
Richtung 38a wiedergibt, zu erzeugen, während die Meßelemente 36b und 36c angeordnet sind,
um Komponentensignale, die die Stärke der Feldkomponenten in
Richtung 38b und 38c entsprechend nachweisen,
zu erzeugen. Die Richtungen 38a, 38b und 38c liegen
im Bezugsrahmen der Halterung 32, und sind daher lokale
Richtungen relativ zum Bezugsrahmen der Sonde. Vorzugsweise sind die
Meßelemente
angeordnet, um Komponenten magnetischer Felder entlang sich gegenseitig überschneidenden
Achsen oder entlang Achsen, die nah nebeneinander verlaufen, nachzuweisen,
so daß die nachgewiesenen
Komponenten, Komponenten eines magnetischen Felds an einem einzelnen
Punkt oder angrenzend an einem einzelnen Punkt wiedergeben. Die
be stimmte Anordnung, die in 4 beschrieben wird,
in der die lokale Richtung oder die messenden Richtungen orthogonal
zu den Ebenen der Halterung sind, ist lediglich erklärend. Abhängig vom
Typ des Sensors können
die messenden Richtungen parallel zu den Ebenen der Halterung sein.
Jedoch sind die messenden Richtungen wünschenswerter Weise orthogonal
zueinander. Sensor 30 kann, z. B. wie in der Internationalen
Publikation WO 95/09562 beschrieben, hergestellt werden. Wie im
veröffentlichten
Antrag '562 dargelegt,
können
die Meßelemente
auf einem flexiblen Bogen wie z. B. einem Polyimid-Nichtleiter befestigt
werden, welcher wiederum verformt werden kann, um auf die Oberfläche der
Halterung zu passen. Wie außerdem
in der Publikation '562
offenbart, können
die Sensoren eine oder mehrere Verstärker zur Verstärkung der
Sensorsignale umfassen. Der Sensor 30 ist mit den Anschlüssen 40 verbunden.
Die Anschlüsse 40 erstrecken
sich entlang eines gestreckten Kabels 42, welches in die
Unterlage 26 eingearbeitet sein kann. Die äußerlichen
mütterlichen
Sonden 24 sind angeordnet, um dem Patienten maximalen Komfort
zur Verfügung
zu stellen, und um die Bedingungen, denen man während der Verwendung im Kreissaal
ausgesetzt ist, auszuhalten. Zum Beispiel kann die mütterliche
Sonde 24 eine Abdeckung oder eine Umkapselung (nicht gezeigt),
auf Sensor 30 aufliegend, um den Sensor zu schützen und
zu polstern, umfassen. Wie in dem zuvor genannten Publikationen
95/09562 beschrieben, kann ein Sensor dieses Typs Abmessungen so
klein wie wenige Millimeter oder sogar weniger als einen Millimeter
aufweisen, so daß dieser
in eine kleine Sonde innerhalb des Körpers, wie z. B. kleine Katheter,
eingearbeitet werden kann. Solch kleine Abmessungen sind wünschenswert,
werden aber nicht bei Sensoren, die in äußerlichen mütterlichen Sonden verwendet
werden, benötigt.
Daher können
die Sensoren Abmessungen von wenigen Millimetern bis zu einem Zentimeter
haben und können
sogar größer sein. Dieses
erlaubt die Verwendung größerer, ökonomischerer
und stabilerer Meßelemente
als in einem Sensor aufgenommen werden kann, der für die Verwendung
innerhalb des Körpers
bestimmt ist.
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In
einer Variante ist ein Satz Spulen 36a', 36b', 36c', aufgewickelt auf nicht-parallelen
Achsen 38a', 38b', und 38c', in den Überträger 30' (5) eingearbeitet.
Im der am meisten wünschenswertesten
Weise sind die Achsen 38a', 38b' und 38c' orthogonal
zueinander und sich gegenseitig überschneidend
angeordnet. Jede Spule ist angeordnet, um Magnetfeldkomponenten,
die entlang der jeweiligen Spulenachse gerichtet sind, nachzuweisen.
Alternativ können
die Spulen als Feldüberträger verwendet werden.
Nochmals, jede Spule sendet ein Feld, welches entlang der zugehörigen Spulenachse
gerichtet ist.
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Weiterhin
umfaßt
die Vorrichtung ein Paar mütterlicher
Zervixsonden 44. Jede mütterliche
Zervixsonde umfaßt
einen Überträger 46,
der identisch mit den Überträgern sein
kann, die oben unter Hinweis auf 4 und 5 besprochen
wurden, in einem kleinen Gehäuse 48 befestigt.
Jedes Gehäuse 48 ist
mit einer Gewebeverankerung 50 ausgestattet, die in Form
eines Widerhakens, Hakens, Mehrfachhakens oder einer Schrauben-ähnlichen
Vorrichtung angeordnet sein kann, um das Gehäuse 48 und damit den
dazugehörigen Überträger 46 am
Gewebe der Gebärmutter
der Mutter angrenzend an die Zervix C zu sichern. Jede andere geeignete
Form einer verankernden Vorrichtung, die zur Sicherung der mütterlichen
Zervixsonden fähig
ist, kann eingesetzt werden. Zum Beispiel kann ein separater elastischer Stab
oder eine Klammer eingesetzt werden, um die mütterliche Zervixsonde gegen
das Gewebe zu halten. Alternativ kann das Gehäuse mit Nähösen ausgestattet sein und kann
festgenäht
werden. Die mütterlichen
Zervixsonden sind mit den Kabeln 52 ausgestattet. Am meisten
bevorzugt sind die mütterlichen
Zervixsonden und die Kabel so klein wie machbar hergestellt.
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Die
Vorrichtung umfaßt
weiterhin eine fötale Sonde 54.
Die fötale
Sonde umfaßt
eine Klammer oder eine andere sichernde Vorrichtung 56,
die angeordnet ist, um einen oder mehrere Überträger 58, die zur Überwachung
des Zustandes des Fötus
fähig sind,
während
der Geburt an der Kopfhaut des Fötus F
zu sichern. Die den fötalen
Zustand überwachenden Überträger 58 können konventionelle
Elemente, die für
den Zweck der Beobachtung der fötalen
Herzfrequenz verwendet werden, umfassen, z. B. Elektroden oder Licht-aussendende
oder Licht-nachweisende
Vorrichtungen, die in einem pulsoximetrischen Schema verwendet werden.
Der Aufbau fötaler Überwachungsvorrichtungen
ist in der Technik bekannt, und jeder geeignete Überträgersätze und sichernde Vorrichtungssätze, die
bei der fötalen Überwachung durch
eine Sonde, die während
der Geburt am Fötus befestigt
ist, nützlich
sind, können
als ein Teil der fötalen
Sonde 54 eingesetzt werden. Die fötale Sonde umfaßt weiterhin
einen magnetische Feldüberträger 59 ähnlich den
Feldüberträgern 46,
die oben besprochen wurden. Der magnetische Feldüberträger 59 ist mit der
sichernden Vorrichtung 56 verbunden, so daß wenn der
den fötalen
Zustand überwachende Überträger 58 am
Fötus gesichert
ist, der magnetische Feldüberträger 59 auch
am Fötus
gesichert sein wird. Ein Kabel 61, das sich vom magnetischen
Feldüberträger 58 erstreckt,
ist zur Verfügung
gestellt. Dieses Kabel 61 überträgt auch Signale von dem den
fötalen Zustand überwachenden Überträger 58.
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Die
Spulen der Referenzelemente 10 und 20 und die Überträger, die
in die mütterlichen
Sonden 24 und 44 eingearbeitete sind, sind, wie
der Magnetfeldüberträger 59 in
der fötalen
Sonde 54, alle mit einer Feldübertragungs- und Empfangsvorrichtung 60 verbunden.
Die feldübertragende
und -empfangende Vorrichtung ist angeordnet, um die verschiedene Komponentensignale,
die von den Magnetfeldüberträgern zur
Verfügung
gestellt werden, in digitale Werte umzuwandeln. Die feldübertragende
und -empfangende Vorrichtung kann daher Elemente wie z. B. einen
Analog-Digitalkonverter und Analog- und Digitalbereichsfilter und
multiplexende Vorrichtungen umfassen. Die Feldübertragungs- und Empfangsvorrichtung 60 umfaßt auch
Digital-Analog-Konverter und Ausgabeverstärker zur Annahme digitaler
Information und zur Umwandlung der digitalen Information in ein
elektrisches Signal, das zum Antrieb der Spulen der Referenzelemente 10 und 20 fähig ist.
Die feldübertragende
und -empfangende Vorrichtung 60 steht in Verbindung mit
einem digitalen Computer 62, welcher wiederum mit einer
Bildschirmvorrichtung, wie z. B. einem konventionellen Katodenstrahlfernseher 64,
in Verbindung steht. Die Verbindung zwischen der feldübertragenden
und -empfangenden Vorrichtung und dem Computer umfaßt einen
konventionellen Datenaustauschbus, so daß digitale Werte der Komponentensignale
von den Meßelementen
der Überträger an den
Computer weiter gegeben werden können,
und digitale Werte der Felder, die von Referenzelementspulen zur
Verfügung
gestellt werden, können
vom Computer zur feldübertragenden
und -empfangenden Vorrichtung weiter gegeben werden.
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Während des
Betreibens ruht die Mutter M, die im Begriff ist zu gebären, auf
dem Tisch 12. Die Beckenregion der Mutter ist somit in
der Nähe
der Bezugselemente 10 unter dem Tisch. Die äußerlichen
mütterlichen
Sonden 24 sind am Abdomen der Mutter am beabstandeten Orten
rund um die Peripherie ihres Körpers
gesichert. Zum Beispiel können mehrere
Sonden 24 auf der Bauchdecke der Mutter ausgerichtet sein,
während
eine oder mehrere äußerliche
mütterliche
Sonden 24a auf dem Rücken
der Mutter oder auf anderen Bereichen ihres Körpers, welche im Wesentlichen
von den lokalen Bewegungen, die durch die Kontraktion ihrer Wehentätigkeit verursacht
werden, isoliert sind, ausgerichtet sein können. Diese isolierte äußerliche
mütterliche
Sonde 24a wird im folgenden als die äußerliche mütterliche Hauptsonde bezeichnet.
Die zervikalen mütterlichen Sonden 44 sind
am Uterus angelegt und befestigt und sind angrenzend an die Zervix,
wie in 6 beschrieben, befestigt. Falls der Einhautsack
der Mutter gerissen ist und ihre Zervix ausreichend erweitert ist, um
Zugang zum Fötus
zu erlauben, wird die fötale Sonde 54 auf
der Kopfhaut befestigt, wie auch in 6 beschrieben.
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Der
Computer 62 befiehlt der feldübertragenden und -empfangenden
Einheit, die Spulen der Bezugselemente 10 anzusteuern und
Signale von den Überträgern in
jeder der Sonden 24, 44 und 54 zu empfangen.
Die Felder die durch die Spulen 10 ausgesendet werden,
werden durch den Raum übertragen
und treffen auf die Sensoren der Sonden auf. Die Sensoren stellen
Signale, die die verschiedenen Feldkomponenten an ihren bestimmten
Orten wiedergeben, zur Verfügung.
Der Computer 62 empfängt
diese Signale und bestimmt wiederholt die Lage jeder Probe im Bezugsrahmen
der Referenzelemente 10, während neue Signale erworben
werden. Algorithmen zur Ansteuerung übertragender Elemente und zum
Herleiten der Lage der empfangenden Elemente, die auf den Feldern
beruhen, die von diesen so angesteuerten übertragenden Elementen empfangen
werden, sind in der Technik der magnetischen Ortsbestimmung wohl
bekannt. Die verschiedenen Algorithmen, die benutzt werden können, umfassen jene,
die in der zuvor erwähnten
Internationalen Publikation WO 95/09562 in der Internationalen Publikation
94/04938 und dem U. S. Patent 5,391,199 offenbart wurden. Wie in
diesen und anderen Publikationen offenbart, können die Felder, die durch
die Spulen übertragen
werden, Gleichstrom- (Dauerzustand) Felder oder wechselnde Felder
verschiedener Frequenzen, die fähig
sind ohne wesentliche Abschwächung
durch Gewebe zu laufen, sein. Ferner kann das Betreiben der verschiedenen
Spulen in bekannter Art und Weise zeitmultiplext oder frequenzmultiplext
sein. Die Wahl bestimmter ausrichtungsfindender Algorithmen und
die Wahl bestimmter Spulen-ansteuernder Sequenzen stellt keinen
Teil der vorliegenden Erfindung dar; jeder geeigneter Algorithmus,
der zur akkuraten Wiedergabe der Ausrichtung der verschiedenen Sensoren
fähig ist,
kann eingesetzt werden.
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Während das
System fortfährt
die Orte der äußerlichen
mütterlichen
und der fötalen
Proben zu überwachen,
durchlebt die Mutter Kontraktionen der Wehen. Diese Kontraktionen
verursachen Bewegung des äußerlichen
mütterlichen Überträgers 24 relativ zu
den Bezugselementen 10. Das System verfolgt fortwährend die
Lage jeder äußerlichen
mütterlichen Sonde 24 im
Bezugsrahmen der Bezugselemente 10. Das System subtrahiert
fortwährend
die Lage des äußerlichen
mütterlichen
Hauptüberträgers 24a,
um eine Lage jeder Sonde 24 im Bezugsrahmen der Sonde 24a zur
Verfügung
zu stellen. Wie oben dargelegt, ist der Überträger 24a an der Mutter
in einem Ort auf dem Körper
der Mutter befestigt, welcher im wesentlichen isoliert von den mütterlichen
Kontraktionen ist. Folglich transponiert die Subtraktion die Lage der
Sonde 24 in die Lage in einem Referenzrahmen, der mit der
Mutter verbunden ist, und hebt Effekte auf, die durch die Bewegung
der Mutter auf dem Tisch 12 verursacht werden. Der Computer
weist Kontraktionen durch das Nachweisen von Bewegungen der äußerlichen
müt terlichen Überträger 24 relativ
zu einander nach. Zum Beispiel kann eine Bewegung eines einzelnen Überträgers 24 relativ
zum Überträger 24a,
die eine bestimmte Stärke übersteigt,
als eine Kontraktion gewertet werden. Alternativ kann das System
Auslenkungen, die eine kürzere Dauer
haben als die minimale Zeit, die normalerweise mit einer Kontraktion
assoziiert wird oder länger als
die maximale Zeit, die normalerweise mit einer Kontraktion assoziiert
wird, oder beides, außer
Acht lassen. Alternativ oder zusätzlich
kann das System Bewegungen individueller Überträger 24 außer Acht lassen,
es sei denn diese Bewegungen sind mit Bewegungen aller Überträger oder
einer bestimmten minimalen Zahl von Überträgern assoziiert, die innerhalb
einer spezifizierten Zeit nacheinander auftreten.
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Wie
in 7 gezeigt, berechnet das System einen Vektor der
Bewegung 70 jedes Überträgers 24,
der die Auslenkung dieses Überträgers vom Beginn
der Kontraktion bis zum maximalen Auslenkungspunkt, der während der
Kontraktion erreicht wird, wiedergibt. Das System stellt dem Mediziner
mit Hilfe des Bildschirms 64 Information über jeden
der Bewegungsvektoren zur Verfügung,
wie z. B. eine Darstellung jedes Bewegungsvektors 70' auf dem Bildschirm 64.
Für die Übersichtlichkeit
der Erläuterung
ist nur eine dieser individuellen Vektorwiedergaben 70' gezeigt. In
der Praxis können
alle Vektoren, die mit den äußerlichen
mütterlichen
Sonden assoziiert sind, gleichzeitig oder nacheinander wiedergegeben
werden. Die individuellen Vektoren werden in einem Bezugsrahmen
gezeigt, den der Mediziner zweckmäßigerweise auf den Bezugsrahmen
auf dem Körper
der Mutter beziehen kann. Zum Beispiel kann eine Darstellung 72 der
Mutter auf dem Bildschirm 64 gezeigt werden. Um beim Einstellen
des Bildschirms zu helfen, kann der äußerliche Hauptüberträger 24a mit
einer äußerlichen
Markierung auf seinem Gehäuse
(nicht gezeigt) versehen sein, welche visuell entlang der mütterlichen
Längsachse
eingestellt werden kann, wenn der Überträger am Körper der Mutter angelegt wird.
Der Überträger der
innerhalb der Hauptsonde 24a ausgerichtet ist, ist mit
der bekannten Orientierung relativ zu dieser äußerlichen Markierung und somit
bekannter Orientierung relativ zur Längsachse der Mutter ausgerichtet.
Somit kann das System die Orientierung jedes Bewegungsvektors relativ zu
der Längsachse
der Mutter berechnen.
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Das
System berechnet weiterhin einen zusammengesetzten Bewegungsvektor 74,
der die Vektorsumme aller Bewegungen aller äußerlichen mütterlichen Sonden 24 relativ
zur mütterlichen Hauptsonde 24a wiedergibt.
Dieser zusammengesetzte Vektor kann als bildliche Wiedergabe 74' auf dem Bildschirm 64 gezeigt
werden. Numerische Wiedergaben der Vektorparameter können auch
gezeigt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das System die
Vektor summe 80 nur einer der Komponenten der Bewegung 76 der
Sonden 24 in Richtungen quer zur Längsachse der Mutter berechnen.
Die Wiedergabe dieses Vektors kann ebenfalls auf dem Bildschirm 64 gezeigt
werden. Dieser Vektor kann verwendet werden, um z. B. anormale Kontraktionen
nachzuweisen, bei denen nur ein Teil der Muskeln, die normalerweise
bei der Kontraktion involviert sind, involviert ist. Alternativ
oder zusätzlich
können
skalare Wiedergaben 82 der Stärken, der Richtungen oder beides der
verschiedenen Vektoren, die oben besprochen wurden, gezeigt werden.
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Das
System verfolgt zusätzlich
die Orte der mütterlichen
Zervixsonden 44 und der fötalen Sonden 54 im
Bezugsrahmen der Bezugselemente 10. Hier wiederum kann
das System die Orte der Sonden in den Bezugsrahmen der mütterlichen
Hauptsonde 24a und folglich in einen Bezugsrahmen, der
mit der Mutter verbunden ist, umformen. Wie in 9 dargestellt,
zeigt das System wünschenswerterweise
die Orte der mütterlichen
Zervixsonden und der fötalen Sonden
zusammen, so daß ihre
relativen Orte leicht von medizinischem Personal beobachtet werden können. Der
Abstand D zwischen den Zervixsonden 44, wie in der schematischen
Darstellung 44' auf
dem Display 64 gezeigt, gibt den Grad der Zervixerweiterung
wieder. Die Lage der fötalen
Sonde 54, wie in Darstellung 54' gezeigt, relativ zu den Zervixsonden gibt
direkt den Ort des Fötus
relativ zur Zervix wieder, und gibt deshalb direkt den Prozeß der Geburt
wieder. Das System kann Bewegungsvektoren der Zervixsonden und der
fötalen
Sonde berechnen. Der Bewegungsvektor der fötalen Sonde 54, wiedergegeben
durch eine Vektordarstellung 54'' auf
dem Bildschirm, zeigt direkt die Bewegung des Fötus anläßlich einer Kontraktion. Die
Bewegungsvektoren der Zervixsonden können anstelle oder zusätzlich zu
den Bewegungsvektoren der äußerlichen
Sonden 24 zur Berechnung der zusammengesetzten Richtung
der Bewegung einer Kontraktion verwendet werden. Alternativ oder
zusätzlich
können
die Bewegungsvektoren der Zervixsonden auf Grund einer Kontraktion direkt
auf den Bildschirm 64 gezeigt werden.
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All
die Information, die dem medizinischen Personal durch das System
dargestellt wird, erlaubt eine erweiterte Überwachung des Geburtsprozeß. Zum Beispiel
sind anormale Kontraktionen oder ein Anstieg oder Abfall der Stärke der
Kontraktionen leicht nachweisbar. Um eine noch weitere Erweiterung
zur Verfügung
zu stellen, kann das Computersystem ausgerichtet sein, um Mustererkennungsfähigkeiten
zur Verfügung
zu stellen, wie zum Beispiel Erkennung bestimmter Muster des Wechsels
im zusammengesetzten Kontraktionsvektor, welcher anormale Kontraktionen
angibt. Diese Musteränderungen können die
direkte Eingabe eines Mediziners sein, der Erfahrung beim Beobachten
von Geburten und Beobachten der Musteränderungen, die mit normalen
und unnormalen Bedingungen assoziiert sind, hat. Alternativ kann
das System „Neutralnetz" oder andere Fähigkeiten
künstlicher
Intelligenz zur Erkennung solcher Muster inkorporieren. Das System
kann in der beim Programmieren eines neutralen Netzes üblichen
Art und Weise geschult werden, wie durch die Benutzung eines Ausbildungssatzes,
der die Musteränderungen,
die während
zahlreicher Geburten aufgenommen wurden und Bedingungen, die während dieser
Geburten diagnostiziert wurden, wie zum Beispiel normale Geburten,
abweichende fötale Lagen
und rückwärtsgerichtete
Kontraktionen oder andere anormale Kontraktionen, umfaßt.
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Das
oben besprochene System kann durch das Entfernen einiger der Sonden
variiert werden. Zum Beispiel kann die mütterliche Hauptsonde 24a weggelassen
werden, und das System kann die Lagen und die Bewegungsvektoren
direkt in dem Bezugsrahmen der Bezugselemente 10 berechnen.
Da die Mutter im allgemeinen mit nur seltenen Bewegungen des ganzen
Körpers
auf dem Bett 12 verbleibt, kann der Mediziner falsche Kontraktionsvektoren,
die durch Körperbewegungen
hervorgerufen werden, einfach außer Acht lassen. Alternativ
kann das System die Signale der Überträger 24, 44 und 54,
die die mütterliche
Bewegung wiedergegeben, beruhend auf dem Takt dieser Signale oder
beruhend auf der Tatsache, daß die
Signale die Bewegung eines nahezu starren Körpers in Beziehung zu all den
verschiedenen Sonden wiedergeben, aussortieren. Viele der anderen
Sonden können
weggelassen werden. Im Minimalfall kann brauchbare Information von
nur einer äußerlichen
mütterlichen
Sonde und einem oder mehreren Bezugselementen erhalten werden. Mehrere
Bezugselemente 10 sind nicht unbedingt notwendig. Wie in
der Technik der magnetischen Ortsbestimmung wohl bekannt, kann ein
einziges multiaxiales Bezugselement, mit Spulen, die angeordnet
sind, um entlang mehrere gegenseitig nicht paralleler Achsen auszusenden,
anstelle mehrerer Bezugselemente verwendet werden. Alternativ kann
brauchbare Information nur von der fötalen Sonde 54 und
dem Bezugselement oder den elementen erhalten werden. Eine einzelne
mütterliche
Zervixsonde 44 kann eingesetzt werden und kann verwendet
werden, um Bewegungsvektorinformation zur Verfügung zu stellen. Es wird jedoch
bevorzugt, ein Paar mütterlicher
Zervixsonden zu verwenden, um Informationen zur Erweiterung zur
Verfügung
zu stellen.
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Bei
den oben besprochenen Verfahren wurden starr am Tisch 12 befestigte
Bezugselemente 10 eingesetzt, während am Rahmen 16 befestigte
Bezugselemente 20 unbenutzt waren. Die Bezugselemente 20 können jedoch
in genau der gleichen Art und Weise wie die Bezugsele mente 10 eingesetzt werden.
Obwohl also das System gezeigt wird, als würde es sowohl Bezugselement 10,
fixiert am Bett, als auch einen separaten Satz von Bezugselementen 20,
fixiert am beweglichen Rahmen, umfassen, würde in der Praxis nur einer
dieser Sätze
zur Verfügung gestellt
werden. Die Bewegung der individuellen Sonden 24, 44 und 54 kann,
durch die Bestimmung der Lage jeder Sonde im Bezugsrahmen der Bezugselemente 20 und
dann durch Umformung dieser Lagen in Lagen des Bezugsrahmens der
mütterlichen Hauptsonde,
beruhend auf der Lage und Orientierung der Hauptsonde im Bezugsrahmen
der Bezugselemente 20 bestimmt werden. Alternativ kann
die Lageinformation im Bezugsrahmen der Bezugselemente 20 verbleiben.
Sogar wenn die verschiedenen Vektoren in einem beliebigen Bezugsrahmen,
wie zum Beispiel dem Bezugsrahmen der Bezugselemente 20,
gezeigt werden, kann das medizinische Personal die Orientierung
des Rahmens 16 beobachten und kann daher im Geiste den
Bezugsrahmen der Bezugselemente 20 in einen Bezugsrahmen
relativ zur Mutter transponieren. Alternativ können die Orientierungen der
Bezugselemente 20 durch eine goniometrische Vorrichtung,
welche die Orientierung des Rahmens 16 relativ zum Tisch 12 oder
relativ zu einem Ort auf dem mütterlichen
Körper
mechanisch oder elektromechanisch oder optisch nachweist, bestimmt
werden. In noch einer anderen Alternative kann ein weiteres Bezugselement
(nicht gezeigt) am Tisch 12 befestigt werden, und die Lage
und Orientierung der Referenzelemente 20 relativ zum Tisch kann
durch nachweisende Felder, die zu oder von solch einem zusätzlichen
Referenzelement durch die Referenzelemente 20 übertragen
werden, nachgewiesen werden. Das System kann die Ausrichtung jeder
Sonde in eine Ausrichtung im Bezugsrahmen des Tisches umformen.
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In
Systemen, gemäß weiterer
Ausführungsformen
der Erfindung, kann (können)
ein oder mehrere Bezugselemente 104 direkt am Körper der
Mutter befestigt werden. Zum Beispiel eine Bezugsgruppe 102a,
die eine Anordnung von Spulen trägt,
oder andere Bezugselementüberträger 104 können an
der Mutter M an einem Ort auf dem Körper der Mutter, der im wesentlichen
isoliert von den Kontraktionen ist, wie zum Beispiel auf dem Rücken der
Mutter, befestigt werden. Die Orte der äußerlichen mütterlichen Sonden 124,
der fötalen
Sonden 154 und der Zervixsonden 144 können in
dem Bezugsrahmen, der durch die Überträger 104 auf
der Gruppe 102a definiert ist, in der gleichen Art und
Weise wie oben besprochen nachgewiesen werden. Jedoch ist kein Ausgleich
der mütterlichen
Bewegung notwendig, da die Bezugselemente direkt an der Mutter befestigt sind.
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Alternativ
können
die Bezugselemente einen Satz mehrere Bezugsgruppen 102 umfassen.
Jede Bezugsgruppe umfaßt
eine Vielzahl von Überträgern 104 und
einen weiteren Überträger 106.
Felder können
zwischen dem weiteren Überträger 106 jeder
Referenzgruppe 102 und dem Überträger 104 der anderen
Referenzgruppen übertragen
werden. Wie detailliert in der Internationalen Publikation WO 97/29685 beschrieben,
deren Offenbarung hiermit durch Verweis aufgenommen wird, kann das
System den Ort und die Orientierung jeder Bezugsgruppe relativ zu den
anderen Bezugsgruppen von den Eigenschaften der Felder, die durch
die Überträger 106 übertragen und
durch die Überträger 104 der
anderen Gruppe oder umgekehrt empfangen werden, herleiten. Diese Information
kann direkt benutzt werden, um Information im Bezug auf die Lage
zur Verfügung
zu stellen, die fortlaufend aktualisiert wird, während die Bezugsgruppen sich
relativ zueinander bewegen. Daher dienen die Bezugsgruppen 102 anstelle
von einigen oder allen äußerlichen
mütterlichen Überträgern. Alternativ
oder zusätzlich
können
sobald die Lagen und Orientierungen der Referenzgruppen 102 im
Hinblick aufeinander bekannt sind, die Überträger 106 der verschiedenen
Bezugsgruppen angesteuert werden, um Felder zu oder von zusätzlichen
Sonden 124, 144 und 154 zu senden oder
zu empfangen. Daher sind die Lagen und Orientierungen dieser zusätzlichen Überträger im Bezugsrahmen,
die durch die Bezugsgruppen definiert sind, bekannt. In dieser Anordnung unterliegen
einige der Bezugselemente der Bewegung, die durch Kontraktion verursacht
wird.
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Die
Information, die durch das Abbildungssytem 10 erlangt wird,
kann im wesentlichen in der gleichen Art und Weise wie oben besprochen,
gezeigt werden. Zum Beispiel kann der Kontraktionsvektor als ein
Gemisch von Bewegungsvektoren der Bezugsgruppen 102b und 102c im
Hinblick auf die Referenzgruppe 102a zusammen mit der Bewegung
der äußerlichen Überträger 124 mit
Hinblick auf das gleiche Bezugselement 102a, gebildet werden.
Alternativ kann der Kontraktionsvektor aus den Richtungen der Bewegung
der Überträger 124 im
zusammengesetzten Bezugsrahmen, die durch alle Überträgergruppen zusammen definiert
werden, berechnet werden.
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In
den oben besprochenen Systemen werden magnetische Felder von den
mit den Bezugselementen assoziierten Überträgern gesendet und von den mit
den Sonden assoziierten Überträgern empfangen.
Jedoch kann die umgekehrte Anordnung eingesetzt werden. Daher dienen,
wo die mit den Sonden assoziierten Überträger dazu in der Lage sind Felder
zu übertragen,
die mit den Bezugselementen assoziierten Überträger wünschenswerterweise als empfangende Überträger. Die
Anzahl der Richtungen der Empfindlichkeit, die in den verschiedenen Überträgern benötigt werden,
wird zum Teil von dem Algorithmus, der verwendet wird, um die Position und/oder
Orientierung nachzuweisen, abhängen. Zum
Beispiel stellen drei unabhängig
angeordnete Spulen, die Achsen in jeder bekannten Ausrichtung mit
Ausnahme von kollinear zueinander haben, eine Anordnung von Bezugselementen,
die mit jedem Überträger verwendet
werden können,
der Empfindlichkeit in drei nicht-parallele Richtungen hat, zur
Verfügung.
Alternativ kann da, wo der Überträger auf
einer Sonde nur eine Empfindlichkeit in eine einzige Richtung hat,
eine Anordnung von drei Bezugselementüberträgern, wobei jeder eine Empfindlichkeit
in drei orthogonale Richtungen hat, eingesetzt werden. Verschiedene
Kombinationen der Anzahl der Empfindlichkeitsachsen in den Sonden,
in den Überträgern und
in den Bezugselementüberträgern können in
bekannter Art und Weise verwendet werden.
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Ferner
sind die bestimmten mechanischen Vorrichtungen, die verwendet werden,
um die verschiedenen Sonden an der Mutter und am Fötus zu sichern,
lediglich erläuternd.
Zum Beispiel kann ein elastischer Gurt oder ein anderes Kleidungsstück, das
sich um die Mutter herum erstreckt, die äußerlichen mütterlichen Sonden an der Mutter
sichern. Alternativ können
die äußerlichen
mütterlichen
Sonden mit Klammern oder Nähösen zur
Befestigung an der Haut der Mutter ausgestattet sein.
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Die
oben dargelegte Beschreibung erläutert die
Verwendung des Systems in Verbindung mit einer menschlichen Mutter.
Dasselbe System kann zur Überwachung
der Geburten anderer Säugetierorganismen
eingesetzt werden. Wo eine oder mehrere der Bezugselemente an der
Mutter befestigt sind, kann es der Mutter erlaubt werden, herumzuwandern,
und das System kann arbeiten, während
die Mutter sich nicht in irgendeiner fixierten Lage relativ zu einem
Bett oder einer anderen Halterung befindet. Zum Beispiel kann eine
tierische Mutter mit den zuvor erwähnten Sonden und Referenzelementen
ausgestattet sein, und die Signale dieser Elemente können durch
Telemetrie weitergegeben werden. Dieses erlaubt die Überwachung
der Mutter durch Begleiter fern der Mutter. In ähnlicher Weise kann das System mit
Telemetrie angelegt werden, um eine entfernte Überwachung eines Geburtsprozesses
einer menschlichen Mutter zu gestatten.
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Da
diese und andere Variationen und Kombinationen der oben besprochenen
Fähigkeit
ohne Abweichung von der vorliegenden Erfindung angewendet werden
können,
sollte die vorangehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen eher
als Erläuterung,
denn als Abgrenzung der Erfindung, wie sie durch die Ansprüche definiert
wird, angesehen werden.
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INDUSTRIELLE
ANWENDBARKEIT
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Die
vorliegende Erfindung kann in medizinischer und tiermedizinischer
Praxis verwendet werden.