DE102015006914A1

DE102015006914A1 - Method and device for monitoring a treatment on the human or animal body

Info

Publication number: DE102015006914A1
Application number: DE102015006914.4A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Signus Medizintechnik GmbH
Current assignee: Signus Medizintechnik GmbH
Priority date: 2014-07-09
Filing date: 2015-05-28
Publication date: 2016-01-14
Also published as: WO2016005053A1

Abstract

Verfahren zum Überwachen einer Behandlung am menschlichen oder tierischen Körper, bei dem im Bereich eines Nervenstrangs Stromimpulse vorgegebener Impulsbreite in dem Körper deponiert und im Bereich eines mit dem Nervenstrangs in Verbindung stehenden Muskels durch die Stromimpulse ausgelöste Spannungssignale gemessen werden, wobei in einem vorbereitenden Schritt mindestens ein Kriterium von ansprechend auf Stromimpulse noch messbaren Spannungssignalen ermittelt wird und im Verlauf der Behandlung die Amplitude der Stromimpulse so geregelt wird, daß die ansprechend darauf erhaltenen Spannungssignale etwa das Kriterium erfüllt.A method for monitoring a treatment on the human or animal body, wherein in the region of a nerve cord current pulses of predetermined pulse width deposited in the body and in the region of a nerve-related muscle by the current pulses triggered voltage signals are measured, wherein in a preparatory step at least one Criterion of in response to current pulses still measurable voltage signals is determined and in the course of treatment, the amplitude of the current pulses is controlled so that the voltage signals received in response to approximately meets the criterion.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen einer Behandlung am menschlichen oder tierischen Körper, bei dem im Bereich eines Nervenstrangs elektrische Stromimpulse vorgegebener Impulsbreite und vorgegebener Frequenz in dem Körper deponiert und im Bereich eines mit dem Nervenstrang in Verbindung stehenden Muskels durch die Stromimpulse ausgelöste elektrische Spannungssignale gemessen werden.The invention relates to a method for monitoring a treatment on the human or animal body in which electrical current pulses of predetermined pulse width and predetermined frequency are deposited in the body in the region of a nerve cord and measured in the region of a muscle connected to the nerve cord by the current pulses triggered electrical voltage signals become.

Bei der Operation am menschlichen oder tierischen Körper muss verhindert werden, daß das Nervensystem mehr als unbedingt erforderlich beschädigt wird. Das ist im Besonderen bei Operationen im Bereich der Wirbelsäule von besonderer Bedeutung. In diesem Bereich dringen zahlreiche Nervenstränge aus dem Wirbelkanal zur Enervierung von Muskeln heraus, die bei einer Operation geschützt werden müssen. Dazu kann der Umstand ausgenutzt werden, daß über die Nervenstränge Stromimpulse an die zu enervierenden Muskeln übertragen werden und im Bereich der enervierten Muskeln eine Spannungsantwort auf die Stromimpulse gemessen werden kann. Entsprechende Stromimpulse können auch durch ein externes Gerät im Körper deponiert werden, wobei die Amplitude der Stromimpulse, die zur Auslösung eines messbaren Spannungssignals am enervierten Muskel bei bekannter Stromimpulsbreite benötigt wird, ein Maß für den Abstand des Ortes der Deponierung des Stromimpulses zum Nerv gibt. Diese Kenntnisse werden bei beispielsweise in der US 8,050,769 B2 beschriebenen Verfahren zum Überwachen einer chirurgischen Behandlung ausgenutzt. Bei diesem bekannten Verfahren wird im Verlauf der chirurgischen Behandlung fortwährend eine Stromimpulsfolge mit Impulsen zunehmender Amplitude im Bereich der Wunde bzw. im Operationsfeld deponiert. Wenn die zum Erzeugen einer vorgegebenen Spannungsantwort von etwa 100 μV im Bereich des Muskels benötigte Stromstärke einen vorgegebenen Grenzwert von 10 mA unterschreitet, wird der Operateur darauf hingewiesen, daß er sich mit dem Instrument, mit dem er die Stromimpulse im menschlichen Körper deponiert, einem Nervenstrang nähert. Wenn die zum Erzeugen der kritischen Spannung von etwa 100 μV benötigte Stromstärke 4 mA unterschreitet, wird ein weiteres Warnsignal ausgelöst, daß den Operateur darüber informiert, daß jetzt eine unmittelbare Gefahr der Beschädigung von Nerven besteht.In the operation on the human or animal body, it must be prevented that the nervous system is damaged more than absolutely necessary. This is especially important in spine surgery. In this area, numerous nerves from the spinal canal penetrate to the muscles, which must be protected during surgery. For this purpose, the fact can be exploited that current impulses are transmitted to the muscles to be inverted via the nerve cords and in the area of the enervated muscles a voltage response to the current impulses can be measured. Corresponding current pulses can also be deposited by an external device in the body, the amplitude of the current pulses needed to trigger a measurable voltage signal on the enervated muscle at a known current pulse width, a measure of the distance of the place of landfill of the current pulse to the nerve. This knowledge is used for example in the US 8,050,769 B2 exploited method for monitoring a surgical treatment described. In this known method, a current pulse sequence with pulses of increasing amplitude in the area of the wound or in the surgical field is continuously deposited in the course of the surgical treatment. If the current required to produce a given voltage response of about 100 μV in the region of the muscle falls below a predetermined limit of 10 mA, the surgeon is advised that he is going to become a nerve branch with the instrument with which he deposits the current pulses in the human body approaches. If the current required to generate the critical voltage of about 100 μV falls below 4 mA, a further warning signal is triggered, informing the operator that there is now an immediate risk of nerve damage.

Wenngleich mit diesem bekannten Verfahren eine hilfreiche Warnung des Operateurs erfolgen kann, hat es sich gezeigt, daß die Überwachung gleichzeitig zu einer Behinderung der Operation führen kann. Angesichts dieser Probleme im Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine behinderungsfreie Überwachung einer Behandlung am menschlichen oder tierischen Körper zu ermöglichen.Although a helpful warning of the surgeon can be made with this known method, it has been shown that the monitoring can simultaneously lead to a disability of the operation. In view of these problems in the prior art, the object of the invention is to enable disability-free monitoring of a treatment on the human or animal body.

In verfahrensmäßiger Hinsicht wird die Aufgabe durch eine Weiterbildung der bekannten Verfahren gelöst, die im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß in einem vorbereitenden Schritt ein Kriterium von noch ansprechend auf Stromimpulse messbaren Spannungssignalen ermittelt wird und im Verlauf der Behandlung die Amplitude der Stromimpulse so geregelt wird, daß ansprechend darauf erhaltene Spannungssignale etwa das Kriterium erfüllt.In procedural terms, the object is achieved by a development of the known method, which is characterized essentially in that in a preparatory step, a criterion of still responding to current pulses measurable voltage signals is determined and in the course of treatment, the amplitude of the current pulses is regulated so that in response thereto received voltage signals approximately meets the criterion.

Die Erfindung geht auf die Erkenntnis zurück, daß die im Stand der Technik auftretenden Probleme im Wesentlichen darauf zurückzuführen sind, daß die zur Überwachung eingesetzten Stromimpulse regelmäßig oberhalb der Depolarisationsschwelle liegen, so daß die zu einem Spannungssignal vorgegebene Amplitude führenden Stromimpulse eine Muskelkontraktion hervorrufen. Das behindert die Operation. Bei den bekannten Verfahren wird eine hohe Nachweisschwelle für die Spannungssignale eingestellt, um sicherzustellen, daß eine reproduzierbare Spannungsantwort festgestellt werden kann.The invention is based on the finding that the problems occurring in the prior art are essentially due to the fact that the current pulses used for monitoring are regularly above the depolarization threshold, so that the current pulses leading to a voltage signal cause a muscle contraction. This hinders the operation. In the known methods, a high detection threshold for the voltage signals is set to ensure that a reproducible voltage response can be detected.

Im Gegensatz dazu wird bei erfindungsgemäßen Verfahren für jede Operation und jeden Patienten individuell ein Kriterium, wie etwa ein Nachweispegel, ermittelt, der regelmäßig unter der Depolarisationsschwelle liegt, so daß die zur Überwachung eingesetzten Stromimpulse, deren Amplitude immer so geregelt wird, daß das Spannungssignal etwa dem Kriterium, insbesondere dem Nachweispegel entsprechen, nicht zu einer Muskelkontraktion führen. Dadurch kann eine störungsfreie Überwachung der Operation bzw. der Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers sichergestellt werden. Dabei kann das Kriterium auch einen zeitlichen Verlauf des Spannungssignals darstellen, wie etwa einen Anstieg oder einen Abfall des ansprechend auf den Stromimpuls messbaren Spannungssignals.In contrast, in methods according to the invention, a criterion, such as a detection level, which is regularly below the depolarization threshold is determined for each operation and each patient individually, so that the current pulses used for monitoring, the amplitude of which is always controlled so that the voltage signal is approximately the criterion, in particular the detection level, do not lead to muscle contraction. As a result, a trouble-free monitoring of the operation or the treatment of the human or animal body can be ensured. In this case, the criterion may also represent a time profile of the voltage signal, such as an increase or decrease of the voltage signal that can be measured in response to the current pulse.

Der zeitliche Vorlauf der Spannungssignale kann mit ausreichender Genauigkeit gemessen werden, wenn die Spannungssignale mit einer Frequenz gemessen werden bzw. der Signalverlauf mit einer solchen Frequenz abgetastet bzw. gescannt wird, die größer ist als die Frequenz der Stromimpulse, insbesondere mindestens das zehnfache der Stromimpulsfrequenz beträgt.The time advance of the voltage signals can be measured with sufficient accuracy if the voltage signals are measured at a frequency or the waveform is scanned or scanned at such a frequency which is greater than the frequency of the current pulses, in particular at least ten times the current pulse frequency ,

Zusätzlich oder alternativ kann das von den Spannungssignalen zu erfüllende Kriterium ein Nachweispegel von ansprechend auf Stromimpulse noch messbaren Spannungssignalen sein.Additionally or alternatively, the criterion to be met by the voltage signals may be a detection level of voltage signals still measurable in response to current pulses.

Bei erfindungsgemäßen Verfahren beträgt der Nachweispegel in Abhängigkeit von den Umständen des Einzelfalls zwischen 50 μV und 150 μV. Dieser Nachweispegel kann in Abhängigkeit von der Entfernung des Ortes, an dem die Stromimpulse deponiert werden, von dem Nerv, der den mit der Messanordnung ausgestatteten Muskel versorgt, mit Stromimpulsen erzeugt werden, die als Rechteckimpulse eine Amplitude von 2 bis 100 mA aufweisen und deren Impulsbreite zwischen 10 μs und 300 μs liegt. Bei bevorzugten Verfahren liegt die Impulsbreite zwischen 150 μs und 250 μs, besonders bevorzugt bei etwa 200 μs. Die Impulse können mit einer Frequenz von 20 bis 100 Hz, vorzugsweise etwa 30 bis 70 Hz, insbesondere etwa 40 Hz deponiert werden, so daß zwischen den einzelnen Stromimpulsfolgen bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Zeitraum von etwa 25 ms verstreicht, innerhalb dem das Ansprechen auf die Stromimpulse vollständig abklingt. Bei erfindungsgemäßen Verfahren beträgt der Nachweispegel üblicherweise weniger als 100 μV. Damit wird die Depolarisationsschwelle nicht erreicht. Es kommt nicht zu einer Muskelkontraktion.In the method according to the invention, the detection level is between 50 μV and 150 μV, depending on the circumstances of the individual case. This level of detection may be generated, depending on the distance of the location at which the current pulses are deposited, from the nerve supplying the muscle equipped with the measuring device with current pulses having a square-wave amplitude of 2 to 100 mA and their pulse width between 10 μs and 300 μs. In preferred methods, the pulse width is between 150 μs and 250 μs, more preferably about 200 μs. The pulses can be deposited at a frequency of 20 to 100 Hz, preferably about 30 to 70 Hz, in particular about 40 Hz, so that between the individual current pulse trains in a particularly preferred embodiment of the invention, a period of about 25 ms passes, within which Response to the current pulses completely dissipates. In the method according to the invention, the detection level is usually less than 100 μV. Thus, the depolarization threshold is not reached. There is no muscle contraction.

Mit Hilfe empirischer Untersuchungen kann ein Zusammenhang zwischen dem Abstand zwischen dem Ort der Deponierung der Stromimpulse und dem Nerv einerseits und der Stromstärke der Stromimpulse, die zu einem Spannungssignal mit dem Nachweispegel führen, andererseits ermittelt werden. Dann kann festgestellt werden, daß eine gefährliche Annäherung des Instruments, mit dem die Stromimpulse deponiert werden, an dem Nerv erfolgt, wenn zum Erhalt des Nachweispegels Stromimpulse mit einer Amplitude deponiert werden, die einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet. Daher ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß ein erstes Warnsignal ausgelöst wird, wenn die zum Erhalt des Nachweispegels benötigte Amplitude der Stromimpulse einen ersten ggf. durch empirische Verfahren bestimmten, vorgegebenen Grenzwert unterschreitet. Bei weiterer Annäherung des die Stromimpulse deponierenden Instrumentes an den Nerv sinkt die zum Erhalt des Nachweispegels benötigte Amplitude der Stromimpulse weiter ab. Eine sichere Vermeidung der Beschädigung von Nervenbahnen unter gleichzeitiger Verhinderung einer unnötigen Beeinträchtigung des Operateurs kann erreicht werden, wenn ein zweites Warnsignal ausgelöst wird, sobald die zum Erhalt des Nachweispegels benötigte Amplitude des Stromimpulses einen zweiten vorgegebenen Grenzwert unterschreitet, wobei der zweite vorgegebene Grenzwert kleiner ist als der erste vorgegebene Grenzwert.On the other hand, an association between the distance between the point of deposition of the current pulses and the nerve on the one hand and the current intensity of the current pulses which lead to a voltage signal with the detection level can be determined with the aid of empirical investigations. It can then be determined that a dangerous approach of the instrument with which the current pulses are deposited takes place on the nerve when, in order to obtain the detection level, current pulses with an amplitude which falls below a predetermined limit are deposited. Therefore, in a preferred embodiment of the invention, it is provided that a first warning signal is triggered when the amplitude of the current pulses required to obtain the detection level falls below a predetermined limit, possibly determined by empirical methods. As the instrument depositing the current pulses approaches the nerve, the amplitude of the current pulses needed to obtain the detection level decreases further. A safe avoidance of the damage of nerve tracts while preventing an unnecessary impairment of the surgeon can be achieved when a second warning signal is triggered as soon as the required to obtain the detection level amplitude of the current pulse falls below a second predetermined limit, the second predetermined limit is less than the first preset limit.

Bei Einsatz derartiger Überwachungsverfahren kann der Operateur ohne weiteres auch noch in dem Bereich zwischen dem ersten Grenzwert und dem zweiten Grenzwert tätig werden, wenn er dort besondere Sorgfalt walten lässt.With the use of such monitoring methods, the surgeon can easily be active in the area between the first threshold and the second threshold, if he takes special care there.

Zum Erhalt des Nachweispegels wird zweckmäßigerweise ein Mittelwert der von den Stromimpulsen ausgelösten Spannungssignale und die mittlere Abweichung der Spannungssignale von dem Mittelwert bestimmt, wobei der Nachweispegel als der Pegel definiert wird, bei dem die mittlere Abweichung einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet. Der Grenzwert kann auf 50 Prozent des Nachweispegels festgelegt werden, vorzugsweise auf 30 Prozent des Nachweispegels. Wenn der Nachweispegel also etwa 80 μV beträgt, kann er als Nachweispegel definiert werden, sobald die mittlere Abweichung davon weniger als 40 μV beträgt.To obtain the detection level, an average value of the voltage signals triggered by the current pulses and the average deviation of the voltage signals from the mean value are expediently determined, the detection level being defined as the level at which the average deviation falls below a predetermined limit value. The limit can be set at 50 percent of the detection level, preferably at 30 percent of the detection level. Thus, when the detection level is about 80 μV, it can be defined as the detection level as soon as the mean deviation thereof is less than 40 μV.

Bei Einsatz erfindungsgemäßer Verfahren ist es möglich, einen besonders kleinen Nachweispegel zu erhalten, wenn die Spannungssignale mit einem Trägerfrequenzverstärker verstärkt werden, dessen Trägerfrequenz der Frequenz der Stromimpulse entspricht. Bei einem Trägerfrequenzverstärker bzw. Lock-in-Verstärker oder phasenempfindlichen Gleichrichter wird das Messsignal mit einem Signal einer vorgegebenen Frequenz multipliziert und anschließend in einen Tiefpass integriert. Dadurch wird die Kreuzkorrelation zwischen dem Mess- und dem Referenzsignal für eine feste Phasenverschiebung bestimmt. Die Kreuzkorrelation für Signale unterschiedlicher Frequenz ist etwa Null. Daher liefert der Trägerfrequenzverstärker kein Ausgangssignal, wenn die Frequenz des Referenzsignals sich von der des Messsignals unterscheidet. Nur für gleiche Frequenzen liefert die Kreuzkorrelation einen endlichen Wert und der Trägerfrequenzverstärker damit ein endliches Ausgangssignal. Durch Wahl der passenden Frequenz, hier der Frequenz der Stromimpulse, lässt sich also die entsprechende Komponente aus dem Messsignal herausfiltern. Dadurch kann das Signalrauschverhältnis des Messsignals deutlich verbessert werden. Bei erfindungsgemäßen Verfahren ist es damit möglich, schon bei sehr geringen Spannungssignalen einen reproduzierbaren Nachweispegel festzustellen.When using inventive method, it is possible to obtain a particularly small detection level when the voltage signals are amplified by a carrier frequency amplifier whose carrier frequency corresponds to the frequency of the current pulses. In a carrier frequency amplifier or lock-in amplifier or phase-sensitive rectifier, the measurement signal is multiplied by a signal of a predetermined frequency and then integrated into a low-pass filter. This determines the cross-correlation between the measurement and reference signals for a fixed phase shift. The cross-correlation for signals of different frequency is about zero. Therefore, the carrier frequency amplifier does not provide an output signal when the frequency of the reference signal is different from that of the measurement signal. Only for equal frequencies does the cross-correlation provide a finite value and the carrier frequency amplifier thus gives a finite output signal. By selecting the appropriate frequency, in this case the frequency of the current pulses, it is thus possible to filter out the corresponding component from the measurement signal. As a result, the signal-to-noise ratio of the measurement signal can be significantly improved. In the method according to the invention, it is thus possible to determine a reproducible detection level even with very low voltage signals.

Gemäß einem weiteren und als unabhängig von den vorstehend erläuterten Ausführungsformen der Erfindung selbständig schutzfähig angesehenen Gesichtspunkt der Erfindung wird ein zeitlicher Abstand zwischen der Deponierung der Stromimpulse und der Messung der Spannungssignale eingestellt. Das kann beispielsweise mit einem sogenannten Boxcarintegrator erfolgen.According to another aspect of the invention, which is considered to be independently protectable independently of the above-described embodiments of the invention, a time interval between the dumping of the current pulses and the measurement of the voltage signals is set. This can be done for example with a so-called boxcarintegrator.

Dieser Gesichtspunkt der Erfindung beruht auf dem Gedanken, daß zwischen der Deponierung der Stromimpulse und dem Nachweis von Spannungssignalen ansprechend darauf eine der Übertragungsstrecke zwischen dem Ort der Deponierung der Stromimpulse und dem Ort des Spannungsnachweises entsprechende Übertragungszeit verstreicht und die Nachweisempfindlichkeit bei Nachweis der Spannungssignale dadurch erhöht werden kann, wenn nur in einem vorgegebenen Zeitintervall nach Deponierung der Stromimpulse eine Messung erfolgt, wobei der zeitliche Abstand zwischen der Deponierung der Stromimpulse und dem Nachweis der Spannungssignale der Übertragungszeit entspricht und die Länge des Nachweisintervalls in etwa der zeitlichen Länge der Stromimpulse entsprechen kann.This aspect of the invention is based on the idea that between the deposit of the current pulses and the detection of voltage signals in response to a transmission distance between the place of deposit of the current pulses and the location of the voltage detection corresponding transmission time passes and the detection sensitivity in detecting the voltage signals are thereby increased can, if only after a given time interval Deposit of the current pulses is a measurement, wherein the time interval between the landfill of the current pulses and the detection of the voltage signals corresponds to the transmission time and the length of the detection interval can correspond approximately to the length of time of the current pulses.

Mit einem solchen Verfahren kann die Nachweisempfindlichkeit beim Nachweis der ansprechend auf die Stromimpulse erzeugten Spannungssignale soweit erhöht werden, daß ein zuverlässiger Spannungssignalnachweis vor Erreichen der Depolarisationsschwelle auch noch erfolgen kann, wenn ein Nachweispegel von beispielsweise 30 bis 150 μV, vorzugsweise 30 bis 50 μV fest vorgegeben wird.With such a method, the detection sensitivity in the detection of the voltage signals generated in response to the current pulses can be increased so that a reliable voltage signal detection before reaching the Depolarisationsschwelle can still be done when a detection level of, for example, 30 to 150 microvolts, preferably 30 to 50 microvolts fixed becomes.

Insbesondere bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform der Erfindung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn bei dem Überwachungsverfahren eine erste Impulsfolge aufeinanderfolgender Stromimpulse mit einem ersten Stromimpuls mit einer den ersten vorgegebenen Grenzwert aufweisenden Amplitude, einem zweiten Stromimpuls mit einer den zweiten vorgegebenen Grenzwert aufweisenden Stromamplitude und mindestens einem dritten Stromimpuls mit einer den zweiten Grenzwert übersteigenden Amplitude deponiert wird, wobei ein Freigabesignal erzeugt wird, wenn keiner der Stromimpulse zu einem ansprechend darauf messbaren Spannungssignal führt, wobei die erste Impulsfolge wiederholt wird, wenn das Freigabesignal zu erzeugen ist.In particular, in the last-described embodiment of the invention, it has proved to be expedient if in the monitoring method a first pulse sequence of successive current pulses having a first current pulse having an amplitude having the first predetermined limit, a second current pulse having a current amplitude having the second predetermined limit and at least a third current pulse having an amplitude exceeding the second limit is deposited, wherein an enable signal is generated when none of the current pulses results in a voltage signal responsive thereto, wherein the first pulse train is repeated when the enable signal is to be generated.

Durch diese Ausführungsform der Erfindung kann eine gefahrlose Weiterführung der Operation bereits dann signalisiert werden, wenn Stromimpulsfolgen mit nur drei Stromimpulsen generiert werden, wobei der dritte Stromimpuls zur Absicherung der Freigabe sogar eine Amplitude aufweisen kann, die oberhalb des zweiten Grenzwerts liegt.By this embodiment of the invention, a safe continuation of the operation can already be signaled when current pulse trains are generated with only three current pulses, the third current pulse to protect the release may even have an amplitude that is above the second threshold.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung hat es sich zur Beschleunigung des Nachweises einer Operationssituation, in der erhöhte Aufmerksamkeit erforderlich ist, als zweckmäßig erwiesen, wenn eine zweite Impulsfolge erzeugt wird, bei der alternierend ein erster Stromimpuls mit einer den ersten vorgegebenen Grenzwert aufweisenden Amplitude und ein zweiter Stromimpuls mit einer den zweiten vorgegebenen Grenzwert aufweisenden Amplitude erzeugt wird, wobei das erste Warnsignal erzeugt wird und die zweite Impulsfolge wiederholt wird, wenn nur ansprechend auf den ersten Stromimpuls ein Spannungssignal gemessen wird. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird also eine Operationssituation, in der erhöhte Aufmerksamkeit gefordert ist, mit jeweils nur zwei Stromimpulsen aufweisenden Stromimpulsfolgen nachgewiesen.According to a further embodiment of the invention, it has proved to be expedient to accelerate the detection of an operating situation in which increased attention is required when a second pulse train is generated in which alternately a first current pulse having a first predetermined limit amplitude and a second current pulse having a second predetermined limit amplitude is generated, wherein the first warning signal is generated and the second pulse train is repeated when only in response to the first current pulse, a voltage signal is measured. In this embodiment of the invention, therefore, an operating situation in which increased attention is required, each with only two current pulses having current pulse trains detected.

Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann eine besonders kritische Operationssituation mit hoher Geschwindigkeit überwacht werden, wenn eine dritte Impulsfolge ansprechend auf den Nachweis eines Spannungssignals als Reaktion auf einen Stromimpuls mit einer den zweiten Grenzwert aufweisenden Amplitude erzeugt wird, bei der alternierend Stromimpulse unterschiedlicher Amplituden, die jeweils unterhalb des zweiten Grenzwerts liegen, erzeugt werden, wobei erst dann wieder ein Stromimpuls mit einer dem zweiten Grenzwert entsprechenden Amplitude erzeugt wird, wenn ansprechend auf keinen Stromimpuls der dritten Impulsfolge ein Spannungssignal nachgewiesen werden kann.According to a further preferred embodiment of the invention, a particularly critical operation situation can be monitored at high speed if a third pulse train is generated in response to the detection of a voltage signal in response to a current pulse having a second limit amplitude, alternating current pulses of different amplitudes, which are each below the second limit, are generated, wherein only when a current pulse having an amplitude corresponding to the second limit value is generated again, when in response to no current pulse of the third pulse train, a voltage signal can be detected.

Diese Verfahrensführung ermöglicht eine besonders dynamische Überwachung einer kritischen Operationssituation mit jeweils nur zwei Stromimpulsen aufweisenden Stromimpulsfolgen. Wenn nach Abschluss der dritten Impulsfolge, also dann, wenn ansprechend auf kein Stromimpuls der dritten Impulsfolge ein Spannungssignal nachgewiesen wird und auch kein Spannungssignal bei Deponierung eines Stromimpulses mit einer dem zweiten Grenzwert entsprechenden Impulshöhe nachgewiesen wird, kann das Verfahren mit der ersten oder zweiten Impulsfolge weitergeführt werden.This method allows a particularly dynamic monitoring of a critical operation situation with only two current pulses having current pulse trains. If after completion of the third pulse train, that is, when in response to no current pulse of the third pulse train, a voltage signal is detected and no voltage signal when depositing a current pulse with a second threshold corresponding pulse height is detected, the method can continue with the first or second pulse train become.

Bei allen Ausführungsformen der Erfindung werden die Stromimpulse mit einer Frequenz von 25 Hz oder weniger, vorzugsweise 23 Hz oder weniger, insbesondere 10 bis 15 Hz, besonders bevorzugt 13 Hz deponiert.In all embodiments of the invention, the current pulses are deposited at a frequency of 25 Hz or less, preferably 23 Hz or less, in particular 10 to 15 Hz, more preferably 13 Hz.

Wie vorstehend bereits erläutert, hat es sich bei erfindungsgemäßen Verfahren als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn die Stromimpulse mit Hilfe eines chirurgischen Instruments, wie etwa eines Skalpells, einer Kanüle, oder dergleichen, deponiert werden. Wie der vorstehenden Erläuterung erfindungsgemäßer Verfahren zu entnehmen ist, weist eine Vorrichtung zur Ausführung derartiger Verfahren eine Anordnung zum Deponieren von Stromimpulsen vorgegebener Amplitude, Frequenz und Impulsbreite im menschlichen oder tierischen Körper, eine Elektrodenanordnung zum Erfassen von durch die Stromimpulse ausgelösten Spannungssignalen, eine Einrichtung zum Bestimmen eines Kriteriums wie etwa eines Nachweispegels von noch ansprechend auf die Stromimpulse nachweisbare Spannungssignale und eine Regeleinrichtung zum Regeln der Amplitude der Stromimpulse in Abhängigkeit von den ansprechend darauf erhaltenen Spannungssignalen, derart, daß die Spannungssignale etwa das Kriterium erfüllen, insbesondere etwa den Nachweispegel aufweisen.As already explained above, it has proven to be particularly expedient in methods according to the invention if the current pulses are deposited by means of a surgical instrument, such as a scalpel, a cannula, or the like. As can be seen from the above explanation of methods according to the invention, a device for carrying out such methods has an arrangement for depositing current pulses of predetermined amplitude, frequency and pulse width in the human or animal body, an electrode arrangement for detecting voltage signals triggered by the current pulses, a device for determining a criterion such as a detection level of voltage signals still detectable in response to the current pulses and a controller for controlling the amplitude of the current pulses in response to the voltage signals received thereon such that the voltage signals approximately meet the criterion, in particular approximately the detection level.

Die Vorrichtung kann eine Einrichtung zum Erzeugen von optischen und/oder akustischen Warnsignalen aufweisen, wenn die Amplitude der Stromimpulse einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet, um so den Operateur auf eine unzulässige Annäherung an einen Nerv hinzuweisen.The device may comprise means for generating visual and / or audible warning signals when the amplitude of the Current pulses falls below a predetermined threshold, so as to alert the surgeon to an inadmissible approach to a nerve.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Trägerfrequenzverstärker zum Verstärken der Spannungssignale vorgesehen, wobei die Trägerfrequenz durch die Frequenz der Stromimpulse vorgegeben ist.In a preferred embodiment of the invention, a carrier frequency amplifier is provided for amplifying the voltage signals, wherein the carrier frequency is predetermined by the frequency of the current pulses.

Zusätzlich oder alternativ zu einem Trägerfrequenzverstärker kann eine erfindungsgemäße Einrichtung eine Spannungssignalnachweiseinrichtung in Form eines Boxcarintegrators aufweisen, mit der eine Messung von Spannungssignalen nur innerhalb eines vorgegebenen, insbesondere wählbaren Zeitfensters nach Deponierung des Stromsignals erfolgen.In addition or as an alternative to a carrier frequency amplifier, a device according to the invention can have a voltage signal detection device in the form of a box-coarse integrator, with which a measurement of voltage signals takes place only within a predetermined, in particular selectable time window after deposit of the current signal.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen erfindungsgemäße Vorrichtungen eine Einstellmöglichkeit auf, über die der Operateur den Ort der Operation und den Ort des Spannungssignalnachweises einstellen kann, so daß innerhalb der Vorrichtung die Übertragungszeit zwischen Deponierung der Stromimpulse und deren Nachweis berechnet werden kann. So können die Einstellungen der Spannungssignalnachweiseinrichtung hinsichtlich des Zeitfensters, innerhalb dem die Spannungssignale zu erfassen sind, einfach vorgegeben werden.In a particularly preferred embodiment of the invention, devices according to the invention have an adjustment facility via which the surgeon can set the location of the operation and the location of the voltage signal detection, so that within the device, the transmission time between landfill of the current pulses and their detection can be calculated. Thus, the settings of the voltage signal detection device with respect to the time window within which the voltage signals are to be detected, can be easily specified.

Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung, auf die hinsichtlich aller erfindungswesentlichen und in der Beschreibung nicht weiter herausgestellten Einzelheiten verwiesen wird, näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to the drawing, to which reference is made with respect to all essential to the invention and in the description not further highlighted details. In the drawing shows:

1 eine schematische Darstellung einer ersten Stromimpulsfolge, 1 a schematic representation of a first current pulse sequence,

2 eine schematische Darstellung einer zweiten Stromimpulsfolge und 2 a schematic representation of a second current pulse train and

3 eine schematische Darstellung einer dritten Stromimpulsfolge. 3 a schematic representation of a third current pulse train.

Die in 1 dargestellte erste Stromimpulsfolge umfasst einen ersten Stromimpuls mit einer dem zweiten Grenzwert entsprechenden Amplitude von 6 mA, einen zweiten Stromimpuls mit einer dem ersten Grenzwert entsprechenden Amplitude von 10 mA, einen dritten Stromimpuls mit einer Amplitude von 11 mA und drei aufeinanderfolgenden Stromimpulsen mit einer Amplitude von jeweils 20 mA. Wenn keiner dieser Stromimpulse eine Spannungsantwort verursacht, kann sicher davon ausgegangen werden, daß die Stromimpulsdeponierung in ausreichendem Abstand von der überwachten Nervenbahn erfolgt.In the 1 The first current pulse sequence shown comprises a first current pulse having a second limit corresponding amplitude of 6 mA, a second current pulse having a first limit corresponding amplitude of 10 mA, a third current pulse having an amplitude of 11 mA and three consecutive current pulses having an amplitude of, respectively 20mA. If none of these current pulses causes a voltage response, it can be safely assumed that the current impulse deposition occurs at a sufficient distance from the monitored nerve path.

Bei der in 2 dargestellten zweiten Stromimpulsfolge werden alternierend ein erster Stromimpuls mit einer dem ersten Grenzwert entsprechenden Amplitude und ein zweiter Stromimpuls mit einer dem zweiten Grenzwert entsprechenden Amplitude erzeugt. Das erste Warnsignal wird ausgelöst, wenn nur bei Deponierung des zweiten Stromimpulses eine Spannungsantwort nachgewiesen werden kann.At the in 2 shown second current pulse sequence, a first current pulse having an amplitude corresponding to the first limit value and a second current pulse having an amplitude corresponding to the second limit value are alternately generated. The first warning signal is triggered when a voltage response can only be detected when the second current pulse is deposited.

Die in 3 dargestellte dritte Stromimpulsfolge wird ausgelöst, wenn bei der in 2 dargestellten zweiten Stromimpulsfolge auch ansprechend auf einen Stromimpuls mit einer dem zweiten Grenzwert entsprechenden Amplitude eine Spannungsantwort erhalten wird. Dann werden alternierend Stromimpulse von 2 bzw. 4 mA erzeugt, die jeweils eine Amplitude unterhalb des zweiten Grenzwerts aufweisen. Erst wenn auf keinen dieser Impulse mit einer Amplitude von 2 mA und 4 mA ein Spannungssignal nachgewiesen werden kann, wird wieder ein Stromimpuls mit einer dem zweiten Grenzwert entsprechenden Amplitude von 6 mA deponiert. Wenn auch auf diesen Stromimpuls kein Spannungssignal nachgewiesen werden kann, erfolgt automatisch die Deponierung von Stromimpulsen gemäß der in 2 dargestellten zweiten Stromimpulsfolge. Auch wenn ansprechend auf diese Stromimpulsfolge kein Signal nachgewiesen werden kann, erfolgt die Deponierung von Stromimpulsen gemäß der ersten Stromimpulsfolge.In the 3 shown third current pulse sequence is triggered when the in 2 shown second current pulse train is also in response to a current pulse having a second limit corresponding amplitude voltage response is obtained. Then alternating current pulses of 2 or 4 mA are generated, each having an amplitude below the second threshold. Only when a voltage signal can not be detected on any of these pulses with an amplitude of 2 mA and 4 mA, again a current pulse is deposited with a corresponding to the second threshold amplitude of 6 mA. Although no voltage signal can be detected on this current pulse, the dumping of current pulses takes place automatically in accordance with the 2 shown second current pulse train. Even if no signal can be detected in response to this current pulse sequence, the dumping of current pulses takes place in accordance with the first current pulse sequence.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US8050769 B2 [0002]

Claims

Method for monitoring a treatment on the human or animal body, in which current pulses of predetermined pulse width are deposited in the body in the region of a nerve cord and are measured in the region of a muscle connected to the nerve cord by the current pulses triggered voltage signals, characterized in that in a preparatory Step is determined at least one criterion of in response to current pulses still measurable voltage signals and in the course of treatment, the amplitude of the current pulses is controlled so that the voltage signals obtained in response to approximately meets the criterion.

Method according to Claim 1, characterized in that a criterion represents a time profile of the voltage signal.

A method according to claim 1, characterized in that the voltage signals are measured at a frequency which is greater than the frequency of the current pulses, in particular at least 10 times the current pulse frequency.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a criterion is a detection level of voltage signals still measurable in response to current pulses.

A method according to claim 4, characterized in that a first warning signal is triggered when the amplitude of the current pulse required to obtain the detection level falls below a first predetermined limit value.

A method according to claim 4 or 5, characterized in that a second warning signal is triggered when the amplitude of the current pulses needed to obtain the detection level falls below a second predetermined limit value, the second predetermined limit value being smaller than the first predetermined limit value.

Method according to one of the preceding claims 4 to 6, characterized in that, to obtain the detection level, an average value of the voltage signals triggered by the current pulses and the average deviation of the voltage signals from the mean value are determined, the detection level being determined as the level at which the mean deviation falls below a predetermined limit.

Method according to one of the preceding claims 4 to 7, characterized in that the voltage signals are amplified by a carrier frequency amplifier whose carrier frequency corresponds to the frequency of the current pulses.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the current pulses are deposited by means of a surgical instrument, such as a scalpel, a cannula, or the like.

Method, in particular according to one of the preceding claims, characterized in that a time interval between the landfill of the current pulses and the measurement of the voltage signals is set.

A method according to claim 10, characterized in that the voltage signals are measured only in a predetermined time window after depositing the current pulses.

Method, in particular according to one of the preceding claims, characterized in that, in a first pulse sequence of successive current pulses, a first current pulse having an amplitude having the first predetermined limit value, a second current pulse having an amplitude having the second predetermined limit value and a third current pulse having a second one Limit exceeding amplitude is deposited and an enable signal is generated when none of the current pulses leads to an in response to measurable voltage signal, wherein the first pulse train is repeated when the release signal is to be generated.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in a second pulse sequence alternately a first current pulse having an amplitude having the first predetermined limit value and a second current pulse having an amplitude having the second predetermined limit value is generated, wherein the first warning signal is generated and the second one Pulse sequence is repeated when only in response to the first current pulse, a voltage signal is measured.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a third pulse sequence is generated in response to the detection of a voltage signal in response to a current pulse having an amplitude having the second limit, in which alternately current pulses of different amplitudes, which are each below the second threshold, are generated, in which case again a current pulse is generated with an amplitude corresponding to the second limit value, if a voltage signal is detected in response to no current pulse of the third pulse train.

Apparatus for carrying out a method according to any one of the preceding claims.

Apparatus for carrying out a method according to claim 15 with an arrangement for depositing current pulses of predetermined amplitude, frequency and pulse width into a human or animal body, an electrode arrangement for detecting voltage signals triggered by the current pulses, a device for determining criteria of the voltage signals, in particular one Detection level of yet detectable in response to the current pulses voltage signals and a control device for controlling the amplitude of the current pulses in response to the voltage signals received in response thereto, such that the voltage signals meet approximately the criteria.

Apparatus according to claim 16, characterized by a device for generating optical and / or acoustic warning signals when the controlled amplitude of the current pulses falls below a predetermined limit.

Apparatus according to claim 16 or 17, characterized by a carrier frequency amplifier for amplifying the voltage signals, wherein the carrier frequency is predetermined by the frequency of the current pulses.

Device according to one of Claims 16 to 18, characterized in that the arrangement for depositing the current pulses comprises a surgical instrument equipped with an electrode arrangement, such as a scalpel, a cannula, or the like.

Device according to one of claims 15 to 19 with a voltage signal detection device, with which a measurement of voltage signals takes place only within a predetermined, in particular selectable time window after depositing the current signal.