Tensometrie – Entwicklung eines Langzeitmessverfahrens der Tubenfunktion am Felsenbeinpräparat

Zusammenfassung

Hintergrund: Die Mittelohrfunktion ist weitestgehend von der Tubenfunktion abhängig. Nahezu alle pathologischen Mittelohrbefunde gehen mit einer Tubendysfunktion einher. Bis heute gibt es kein Untersuchungsverfahren (z. B. die Tympanometrie oder Tubenmanometrie), welches die Tubenfunktion unter physiologischen Bedingungen als Langzeitmessung ableiten kann. Ziel der vorliegenden Arbeit war es zu testen, ob sich Druckänderungen im Mittelohr mit neu entworfenen Folien mit integrierten DMS erfassen lassen.

Material und Methoden: Dazu wurden experimentell Druckänderungen im Mittelohr erzeugt, die Stabilität der Folienanhaftung während der Druckänderungen unter Verwendung der Videoendoskopie geprüft, und diese Ergebnisse mit den Messergebnissen der Messfolie korreliert. Bei diesen Untersuchungen kamen DMS aus Platin und Gold auf PET-Folie am Felsenbeinmodell zum Einsatz.

Ergebnisse: Es konnte gezeigt werden, dass die DMS-Messspannung in Vollbrückenschaltung abhängig von der Positionierung auf dem Trommelfell phasengleich aber auch gegenphasig zur Mittelohrdruckkurve verlaufen kann. Bei der Viertelbrückenschaltung war diese Ausrichtungsabhängigkeit geringer. Messungen bei kleinen Trommelfellperforationen waren möglich.

Schlussfolgerungen: Zur Verbesserung der Zuverlässigkeit der DMS bei mechanischer Beanspruchung und zur Gewährleistung der Langzeitstabilität wird ein neues Design auf der Basis von Konstantan (Cu-Ni-Mn) vorgeschlagen, mit dem Langzeitmessungen der Tubenfunktion an Patienten realisierbar werden.

Abstract

Tensometry – Development of a Measurement Technique of the Tube Function in a Temporal Bone Model

Objective: Middle ear pressure depends widely on the function of the eustachian tube. Tube dysfunction is often a trigger for middle ear diseases like chronic otitis media but also for barotrauma. Patients with impaired tubal function should not be exposed to situations with extreme pressure changes. Until today, there is no valid examining method for long-time measuring of the development of middle ear pressure.

Material and Methods: The basic idea was to develop a thin flexible film with integrated strain gauges made of platinum and gold, which can be applied directly on the surface of the tympanic membrane. Using these, shifts or distensions of the tympanic membrane in a temporal bone model can be measured and documented.

Results: We were able to show that the measuring system was sensitive enough to register pressure variations in the middle ear volume of a temporal bone model. While using a full bridge design of the strain gauge resistors it could be shown that the measuring voltage of the strain gauges were in phase of the pressure measurement curve or according to the positioning in opposite phase. In single resistor mode the measurement were not so positioning depended. Measuring tympanic membrane movement in case of perforation was feasible.

Conclusions: To improve the longtime stability of the strain gauge film the next development step will be to make a new design with Konstantan resistors (CU-Ni-Mn). After a testing period, longtime measurements in clinical studies will follow.

Tubenfunktion - Dehnungsmessstreifen - Felsenbeinstudie - Mittelohrdruck - Trommelfellperforation

eustachian tube - tubal function - long term measurement

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Hinweis

Dieser Artikel wurde geändert gemäß folgendem Erratum vom 20.09.2010

Im oben genanntem Beitrag wurden den Autoren T. Zehlicke und H.-W. Pau. falsche Institute zugeordnet. Richtig zugeordnet ist es so:

T. Zehlicke^1,2, T. Just², O. Specht³, W. Schmidt³, W. Sass⁴, C. Moss⁴, H.-W. Pau²

¹Bundeswehrkrankenhaus Hamburg, HNO, Hamburg
² HNO-Universitätsklinik Rostock, HNO, Rostock
³ Universität Rostock, Institut für Biomedizinische Technik, Rostock
⁴ Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Mikrosystemtechnik, Hamburg

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