DE102007063934B3 - Device for detecting biosignals - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zur Ermittlung und Analyse von Biodaten eines Lebewesens, bestehend aus einem Grundmodul mit einer Energieversorgung und einer Speichereinheit und mindestens einer Sensoreinrichtung zur nicht invasiven Messung von zumindest einem Messsignal, das die Herztätigkeit und/oder die Atmungstätigkeit repräsentiert, ausgewählt aus der Gruppe: Pulsfrequenz, Plethysmogramm, Sauerstoffsättigung, Atmungssignal, Herzsignal und einer an die Sensoreinrichtung angeschlossenen Analyseeinrichtung zur Extraktion von zumindest einem CWP (continous wave parameter) aus dem Messsignal, und/oder einer Einrichtung zur Ermittlung von zumindest einer CWF (continous wave fluctuation), dadurch gekennzeichnet, dass die CWF aus dem CWP und/oder dem Messsignal ermittelt wird, wobei zur Messung weiterer Signale ergänzende Module adaptierbar sind, wobei ein Modul (Pneumologie-Modul) ergänzt werden kann, welches zur Ermittlung respiratorischer Parameter ausgebildet ist und wobei dieses Modul für weitere Analysen an einen Datenbus des Grundmoduls adaptiert werden kann, wobei die Verbindung zwischen Grund- und Pneumologie-Modul als Steckverbindung ausgeführt ist, die einfach und schnell bedienbar ist, wobei ein weiteres Modul (Kardiologie-Modul) ergänzt werden kann, welches zur Ermittlung kardiologischer Parameter ausgebildet ist, wobei das Kardiologie-Modul eine EKG-Aufzeichnung ermöglicht und wobei dieses Modul für weitere Analysen an den Datenbus des Grundmoduls und/oder des Pneumologie-Moduls adaptiert werden kann und wobei die Verbindung zwischen Grund- und/oder Pneumologie-Modul und Kardiologie-Modul als Steckverbindung ausgeführt ist, die einfach und schnell bedienbar ist, wobei zumindest eine Schnittstelle im Bereich des Grundmoduls und/oder im Bereich ergänzender Module angeordnet ist, die dem Auslesen von Daten und/oder dem Steuern von anderen Geräten, dient, wobei ein Anzeigemittel und/oder ein Ausgabemittel für Analyseergebnisse vorgesehen ist, wobei Mittel für die Befestigung der Vorrichtung am Körper eines Lebewesens vorgesehen sind, wobei zur Identifikation physiologischer Ereignisse zumindest zwei Signale, die in zeitlichem Zusammenhang stehen, ausgewertet werden, wobei eine ergänzende Signalauswertung dadurch erfolgt, dass eine Frequenz-Analyse durchgeführt wird und dass die Signalauswertung innerhalb mindestens eines vorgebaren Frequenzbandes durchgeführt wird, wobei die gemessenen Daten im Gerät gespeichert werden, sowie optional online über Kabel oder optional drahtlos an einen PC übertragen werden.Device for determining and analyzing biodata of a living being, consisting of a basic module with a power supply and a storage unit and at least one sensor device for non-invasive measurement of at least one measurement signal representing cardiac activity and / or respiratory activity selected from the group: pulse rate, Plethysmogram, oxygen saturation, respiratory signal, heart signal and an analysis device connected to the sensor device for extracting at least one CWP (continous wave parameter) from the measurement signal, and / or means for determining at least one CWF (continuous wave fluctuation), characterized in that the CWF is determined from the CWP and / or the measurement signal, wherein additional modules can be adapted to measure further signals, wherein a module (pneumology module) can be added, which is designed to determine respiratory parameters and this module for wide re analyzes can be adapted to a data bus of the basic module, wherein the connection between basic and pneumology module is designed as a plug-in connection that is easy and quick to use, with a further module (cardiology module) can be added, which is used to determine cardiological Parameter is formed, wherein the cardiology module allows ECG recording and wherein this module can be adapted for further analysis of the data bus of the basic module and / or the pneumology module and wherein the connection between the basic and / or pneumology module and Cardiology module is designed as a plug-in connection, which is easy and quick to use, wherein at least one interface in the range of the basic module and / or in the area of additional modules is arranged, which serves for the reading of data and / or the control of other devices a display means and / or an output means is provided for analysis results, wherein means for d The attachment of the device are provided on the body of a living being, wherein for the identification of physiological events at least two signals that are related in time, are evaluated, wherein a supplementary signal evaluation is performed in that a frequency analysis is performed and that the signal evaluation within at least one the measured data are stored in the device, and optional online via cable or optional wirelessly transmitted to a PC.
Description
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bezieht sich auf ein Modulsystem zur Ermittlung von Biodaten eines Lebewesens, bestehend aus mindestens einer Sensoreinrichtung zur nicht invasiven Messung von mindestens zwei Signalen.The device according to the invention relates to a modular system for determining biodata of a living being, comprising at least one sensor device for the non-invasive measurement of at least two signals.
Hierdurch sollen schlafbezogene Erkrankungen ermittelt und eine Diagnose unterstützt werden. Die Ermittlung schlafbezogener Störungen bzw. Erkrankungen erfolgt derzeit immer durch einen Facharzt und zumeist während der Nacht in einem Schlaflabor. Üblicherweise wird dazu ein Polysomnographiegerät verwendet. Aufgrund der geringen Anzahl an ausgebildeten Fachärzten und der geringen Anzahl an Schlaflaboren müssen viele Patienten häufig lange auf einen Diagnosetermin warten bzw. eine Diagnose wird gar nicht erst gestellt.This is to identify sleep-related illnesses and support a diagnosis. The determination of sleep-related disorders or illnesses is currently always carried out by a specialist and usually during the night in a sleep laboratory. Usually, a polysomnography device is used for this purpose. Due to the small number of trained medical specialists and the small number of sleep laboratories, many patients often have to wait a long time for a diagnosis or a diagnosis is not even made.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Vorrichtung bereit zu stellen, die eine einfache, schnelle und preiswerte Diagnosestellung ermöglicht. Darüber hinaus soll durch Auswertung von Parametern der Pulswelle eine erweiterte Aussage, gegenüber der bisherigen Polysomnographie, zur Verfügung gestellt werden. Diese erweiterte Aussage soll insbesondere die Aktivität und Beurteilung des autonomen Nervensystems betreffen.Object of the present invention is therefore to provide a device that allows a simple, fast and inexpensive diagnosis. In addition, by evaluating parameters of the pulse wave an extended statement, compared to the previous polysomnography, be made available. This extended statement should particularly concern the activity and assessment of the autonomic nervous system.
Insbesondere existieren keinerlei Vorrichtungen mit weniger Eingangskanälen als Polysomnographiegeräte, die eine Diagnosestellung erlauben, die der eines Polysomnographie-gerätes vergleichbar ist.In particular, there are no devices with fewer input channels than polysomnography devices that allow for a diagnosis comparable to that of a polysomnography device.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine modulare Vorrichtung bereit zu stellen, die es ermöglicht, bedarfsabhängig ergänzende Module schnell und einfach zu adaptieren.Another object of the invention is to provide a modular device which makes it possible to quickly and easily adapt complementary modules as needed.
Ebenso existieren keinerlei Vorrichtungen, die bedarfsgerecht adaptierbar sind, vielmehr sind gegenwärtige Polysomnographiegeräte immer mit allen Kanälen bestückt, auch wenn für die aktuelle Untersuchung nur wenige Kanäle ausreichend und sinnvoll wären.Likewise, there are no devices that can be adapted as needed, but rather present polysomnography devices are always equipped with all channels, even if only a few channels would be sufficient and useful for the current investigation.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher auch, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, dass eine individuelle Anwendbarkeit für einen Patienten ermöglicht wird, in dem Sinne, dass für den Patienten nur die spezifischen Module zur Analyse benutzt werden, die tatsächlich notwendig sind. Für weitergehende Analysen sind schnell und einfach weitere Module an das Grundmodul adaptierbar. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass auch medizinische Laien zumindest aber medizinisches Personal oder fachfremde Ärzte ohne weiteres in der Lage sind, dem Patienten die erfindungsgemäße Vorrichtung schnell und korrekt anzulegen.It is therefore also an object of the present invention to construct a device of the type mentioned in the introduction in such a way that an individual applicability for a patient is made possible, in the sense that only the specific modules which are actually necessary for the patient are used for the analysis , For further analysis further modules can be quickly and easily adapted to the basic module. A particular advantage of the device according to the invention is that even medical laypersons or at least medical staff or non-specialist doctors are readily able to apply the device according to the invention to the patient quickly and correctly.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Grundmodul Schnittstellen zur Adaption ergänzender einzelner Module für eine Ermittlung weiterer Biodaten, wie EKG, Herzfrequenz, Atemfluß, PTT (pulse transit time) aufweist.This object is achieved according to the invention in that a basic module has interfaces for adapting supplementary individual modules for determining further biodata, such as ECG, heart rate, respiratory flow, PTT (pulse transit time).
Bevorzugt wird ein Plethysmogramm (
Aus dem Plethysmogramm wird zumindest ein CWP (continous wave parameter) extrahiert, bevorzugt werden zumindest zwei oder mehr CWP extrahiert. CWP sind verschiedene, fluktuierende Parameter, die jeweils eine Eigenschaft des Plethysmogramms beschreiben. Beispielsweise können folgende Größen als CWP berechnet werden: die Pulswellenamplitude, das Integral über bestimmte Abschnitte des Plethysmogramms, das Verhältnis verschiedener Integrale über verschiedene Abschnitte des Plethysmogramms, ein mit der Atmung korrelierender Anteil des Plethysmogramms, der Anstiegswinkel jeder Pulswelle, der Abfallswinkel jeder Pulswelle, das Verhältnis aus Anstiegs- zu Abfallwinkel, die Dauer eines Pulswellenanstiegs, die Dauer eines Pulswellenabfalls, das Verhältnis der Anstiegs- zur Abfallsdauer, das Pulswellenmaximum, das Pulswellenminimum, eine mit der PTT (Puls Transit Time) in Zusammenhang stehende Größe. Erfindungsgemäß soll jeglicher Parameter, der eine Eigenschaft eines Abschnitts des Plethysmogramms beschreibt, als CWP darstellbar sein.At least one CWP (continuous wave parameter) is extracted from the plethysmogram, preferably at least two or more CWPs are extracted. CWP are various fluctuating parameters, each describing a property of the plethysmogram. For example, the following quantities can be calculated as CWP: the pulse wave amplitude, the integral over certain sections of the plethysmogram, the ratio of different integrals over different sections of the plethysmogram, a respiratory correlated portion of the plethysmogram, the slope angle of each pulse wave, the fall angle of each pulse wave, the Ratio of rise to fall angle, the duration of a pulse wave rise, the duration of a pulse wave drop, the rise to fall duration ratio, the pulse wave maximum, the pulse wave minimum, a magnitude related to PTT (Pulse Transit Time). According to the invention, any parameter which describes a property of a section of the plethysmogram should be representable as CWP.
Betrachtet man CWP über die Zeit, so kann daraus ein CWF-Signal (
Es ist jedoch ebenfalls daran gedacht die PTT oder andere Signale, die Schwankungen unterliegen, zur Ermittlung einer CWF zu nutzen. Erfindungsgemäß soll jegliche Schwankung des Plethysmogramms, jeder CWP und jede Kombination verschiedener CWP als CWF-Signal darstellbar sein.However, it is also contemplated to use the PTT or other signals subject to variations to determine a CWF. According to the invention, any variation of the plethysmogram, each CWP and any combination of different CWP should be representable as a CWF signal.
Es ist vorgesehen, dass mindestens ein Sensor zur nicht invasiven Messung von mindestens zwei Signalen ausgewählt aus der Gruppe: CWF (continous wave fluctuation), SpO2, Pulsfrequenz, Herzfrequenz, PTT (pulse transit time) an eine Auswertungseinrichtung angeschlossen ist, dass die Auswertungseinrichtung wenigstens einen Analysator aufweist und dass der Analysator durch Signalanalyse definierbare Signalbereiche ermittelt und dass eine Vergleichseinrichtung die Signalbereiche unter Berücksichtigung weiterer Parameter analysiert und das Ergebnis der Analyse als Index-Wert an eine angeschlossene Ausgabeeinrichtung übermittelt wird.It is provided that at least one sensor for non-invasive measurement of at least two signals selected from the group: CWF (continuous wave fluctuation), SpO2, pulse rate, heart rate, PTT (pulse transit time) is connected to an evaluation device that the evaluation device at least has an analyzer and that the analyzer determined by signal analysis definable signal ranges and that a comparison means the signal ranges analyzed taking into account further parameters and the result of the analysis is transmitted as an index value to a connected output device.
Erfindungsgemäß können verschiedene Signale kombiniert werden, um relevante Schwankungen der Pulswelle zu detektieren und für die Auswertung heranzuziehen.According to the invention, different signals can be combined in order to detect relevant fluctuations of the pulse wave and to use them for the evaluation.
Ziel der Erfindung ist also nicht die Diagnose einer Erkrankung und auch nicht die reine Ermittlung der Häufigkeit und Stärke des Auftretens bestimmter pathophysiologischer Ereignisse. Vielmehr wird anhand der erfassten Signale ermittelt, wie hoch das individuelle Risiko der untersuchten Person ist, Folgeerkrankungen zu erleiden, welche die Lebensqualität bzw. Lebenserwartung beeinträchtigen. Ebenso kann anhand des ermittelten Risikos abgeleitet werden, welche Therapieform und Therapiedosierung für die Person optimal ist. Außerdem kann der Erfolg einer bereits bestehenden Therapie gemessen werden. Durch eine Auswertung von wenigstens zwei der folgenden Signale ausgewählt aus der Gruppe: continous wave fluctuation: CWF (PWA), SpO2, Pulsfrequenz, Herzfrequenz, PTT (Puls - Transit - Zeit) beispielsweise durch Anwendung der Photoplethysmographie, ist es möglich, die Wechselwirkungen einer Vielzahl von physiologschen und pathophysiologischen Prozessen zu bestimmen. Zusätzlich ist es möglich, dass unter Verwendung einer gegenüber dem Stand der Technik erheblich reduzierten Anzahl von Messsensoren, nämlich nur einem Messsensor beispielsweise in Form eines Pulsoximetrie-Sensors, vergleichbare Aussagen zu bereits bekannten Verfahren getroffen werden, beispielsweise hinsichtlich von Atmungsstörungen, Schlafstörungen, Diabetes, Entzündungsreaktionen, Störungen der autonomen Regulation und Herz-Kreislauferkrankungen.The aim of the invention is therefore not the diagnosis of a disease and not the mere determination of the frequency and severity of the occurrence of certain pathophysiological events. On the contrary, it is determined on the basis of the recorded signals how high the individual risk of the examined person is to suffer secondary diseases which impair the quality of life or life expectancy. Likewise, based on the determined risk, it can be deduced which therapy form and therapy dosage is optimal for the person. In addition, the success of existing therapy can be measured. By evaluating at least two of the following signals selected from the group: continuous wave fluctuation: CWF (PWA), SpO2, pulse rate, heart rate, PTT (pulse transit time), for example by application of photoplethysmography, it is possible to study the interactions of a Variety of physiological and pathophysiological processes. In addition, it is possible to make comparable statements to already known methods using, for example, respiratory disorders, sleep disorders, diabetes, using a considerably reduced number of measuring sensors, namely only one measuring sensor, for example in the form of a pulse oximetry sensor. Inflammatory reactions, disorders of autonomic regulation and cardiovascular diseases.
Beispielsweise ist daran gedacht, eine Unterscheidung von obstruktiven und zentralen Atmungsstörungen anhand von Mustern vorzunehmen, die in einem aus dem Plethysmogramm abgeleiteten CWF-Signal detektiert werden. Dabei weisen die charakteristischen Muster Frequenzanteile auf, die mit der Atemfrequenz in Verbindung stehen.For example, it is contemplated to discriminate obstructive and central respiratory disorders from patterns detected in a plethysmogram-derived CWF signal. The characteristic patterns have frequency components which are associated with the respiratory frequency.
Eine Signalauswertung über eine vorgebbare Zeitspanne wird dadurch unterstützt, dass der Sensor mit einer ersten Speichereinheit zur Abspeicherung eines erfassten Messsignals verbunden ist.A signal evaluation over a predefinable period of time is supported by the fact that the sensor is connected to a first memory unit for storing a detected measurement signal.
Zur Durchführung einer Verlaufsanalyse des erfassten Signals wird vorgeschlagen, dass die Auswertungseinrichtung einen Verlaufsanalysator zur Analyse des zeitlichen Verlaufes des Signals aufweist.To carry out a course analysis of the detected signal, it is proposed that the evaluation device has a course analyzer for analyzing the time profile of the signal.
Zur weiteren Verbesserung der Auswertungsmöglichkeiten wird vorgeschlagen, dass die Vergleichseinrichtung mit einer zweiten Speichereinheit zur Abspeicherung des errechneten Index-Werts versehen ist.To further improve the evaluation options, it is proposed that the comparison device is provided with a second memory unit for storing the calculated index value.
Ein typischer Auswertungsablauf erfolgt dadurch, dass ein CWF-Signalverlauf des Messsignals ausgewertet wird.A typical evaluation procedure takes place in that a CWF signal waveform of the measurement signal is evaluated.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass eine bestimmte Frequenz des Messsignals ausgewertet wird. Hinsichtlich der Aussageempfindlichkeit erweist es sich insbesondere als vorteilhaft, dass eine Änderungsintensität des Messsignals ausgewertet wird. According to a further embodiment, it is provided that a specific frequency of the measuring signal is evaluated. With regard to the statement sensitivity, it proves to be particularly advantageous that a change intensity of the measurement signal is evaluated.
Eine umfassende Signalauswertung kann dadurch erfolgen, dass eine Mustererkennung durchgeführt wird.A comprehensive signal evaluation can be done by performing a pattern recognition.
Eine weitere Signalauswertung kann dadurch erfolgen, dass durch Signalanalyse Muster detektiert werden, die bzw. deren Auftreten periodischer und/oder transienter Natur ist.A further signal evaluation can take place in that by signal analysis, patterns are detected which are recurrent and / or transient in nature.
Eine ergänzende Signalauswertung kann dadurch erfolgen, dass eine Frequenz-Analyse durchgeführt wird.A supplementary signal evaluation can be carried out by performing a frequency analysis.
Eine alternative Signalauswertung kann dadurch erfolgen, dass eine Analyse der Steigung durchgeführt wird.An alternative signal evaluation can take place in that an analysis of the slope is performed.
Eine Signalauswertung kann dadurch erfolgen, dass Histogramme und/oder Verteilungen und/oder Ableitungen gebildet werden. Eine alternative Signalauswertung kann dadurch erfolgen, dass Schwellenwerte verglichen und/oder korreliert werden.Signal evaluation can be carried out by forming histograms and / or distributions and / or derivatives. An alternative signal evaluation can take place in that threshold values are compared and / or correlated.
Eine Erstellung einer Hierarchie der Signale und/oder eines Entscheidungsbaumes kann die Signalauswertung weiter unterstützen.A creation of a hierarchy of the signals and / or a decision tree can further support the signal evaluation.
Eine Möglichkeit zur Signalerfassung besteht darin, dass ein CWF (continous wave fluctuation)-Signal ausgewertet wird.One way to capture signals is to evaluate a continuous wave fluctuation (CWF) signal.
Eine andere Möglichkeit zur Signalerfassung besteht darin, dass ein SpO2-Signal ausgewertet wird.Another possibility for signal detection is that an SpO2 signal is evaluated.
Eine weitere Möglichkeit zur Signalerfassung besteht darin, dass ein Pulsfrequenz- und/oder Herzfrequenz-Signal ausgewertet wird.Another possibility for signal detection is that a pulse rate and / or heart rate signal is evaluated.
Eine andere Möglichkeit zur Signalerfassung besteht darin, dass eine PTT (pulse transit time) ausgewertet wird.Another possibility for signal detection is that a PTT (pulse transit time) is evaluated.
Eine ergänzende Möglichkeit zur Signalerfassung besteht darin, dass ein EEG-Signal ausgewertet wird.An additional option for signal acquisition is that an EEG signal is evaluated.
Ebenfalls ist daran gedacht, dass ein EKG-Signal ausgewertet wird.It is also thought that an ECG signal is evaluated.
Ebenfalls ist daran gedacht, dass ein EMG-Signal ausgewertet wird.It is also thought that an EMG signal is evaluated.
Eine weitere Messvariante besteht darin, dass eine Sauerstoff Sättigung des Blutes ausgewertet wird.Another measurement variant is that an oxygen saturation of the blood is evaluated.
Eine weitere Messvariante besteht darin, dass eine Hämoglobinkonzentration des Blutes ausgewertet wird.Another measurement variant is that a hemoglobin concentration of the blood is evaluated.
Zur Erfassung von respiratorischen Parametern ist vorgesehen, dass ein Atmungsverlauf ausgewertet wird.To record respiratory parameters, it is provided that a respiratory course is evaluated.
Zur Erfassung von weiterer Parameter ist vorgesehen, dass ergänzend auch Schnarchen, Arousals, Blutdruck, CO2, Schlafstadien, Hautleitwert, Schlaftiefe, Schlaffragmentierung, Aktivität des Parasympathikus absolut oder im Verhältnis zum Sympathikus, Gefäßcompliance ausgewertet werden können.In order to record additional parameters, snoring, arousals, blood pressure, CO2, sleep stages, skin conductance, sleep depth, sleep fragmentation, parasympathetic activity can be evaluated in addition or in relation to the sympathetic, vascular compliance.
Ein einfach zu realisierendes Meßprinzip besteht darin, dass eine optische Dichte mindestens eines Körperbereiches ausgewertet wird.An easy to implement measuring principle is that an optical density of at least one body region is evaluated.
Gemäß einem typischen Auswertungsverfahren ist vorgesehen, dass eine Signalauswertung im Hinblick auf vorliegende periodische Signalanteile durchgeführt wird.According to a typical evaluation method it is provided that a signal evaluation is carried out with regard to present periodic signal components.
Eine Auswertung besonders aussagefähiger Signalverläufe erfolgt dadurch, dass eine Analyse hinsichtlich einer maximalen Signaländerung durchgeführt wird. An evaluation of particularly meaningful waveforms takes place in that an analysis is carried out with regard to a maximum signal change.
Insbesondere erweist es sich als vorteilhaft, dass der Index einer kumulativen autonomen Ruheintensität der Regulation des kardiovaskulären Systems zugeordnet ist.In particular, it proves to be advantageous that the index of a cumulative autonomous resting intensity is associated with the regulation of the cardiovascular system.
Die Erfassung besonders aussagekräftiger Ereignisse wird dadurch erreicht, dass eine Signalanalyse hinsichtlich eines Zeitraumes einer Aktivierung des autonomen Systems durchgeführt wird.The detection of particularly meaningful events is achieved by performing a signal analysis regarding a period of activation of the autonomous system.
Eine nochmalige Steigerung der Aussagequalität kann dadurch erreicht werden, dass bei der Auswertung von Zeiträumen der Aktivierung des autonomen Systems mindestens ein weiterer Parameter ausgewertet wird. Die Steigerung der Aussagequalität kann dadurch erreicht werden, dass die Änderung verschiedener erfasster oder aus den erfassten Parametern abgeleiteter Parameter zum Zeitpunkt einer Aktivierung des autonomen Systems in Stärke, Typ und zeitlicher Abfolge verglichen wird.A further increase in the quality of the statement can be achieved by evaluating at least one further parameter when evaluating periods of activation of the autonomous system. The increase in the quality of the statement can be achieved by comparing the change in various parameters acquired or derived from the detected parameters at the time of activation of the autonomous system in terms of strength, type and time sequence.
Zur Eliminierung von Störungen oder singulären Ereignissen wird vorgeschlagen, dass bei der Ermittlung des Index die kumulative Anzahl und die Intensität der Aktivierungszeiträume des autonomen Systems berücksichtigt wird.To eliminate interference or singular events, it is proposed that the cumulative number and intensity of the activation periods of the autonomous system be taken into account when determining the index.
Ein einfacher Messaufbau wird dadurch unterstützt, dass vom Sensor die Herzfrequenz erfasst wird.A simple measurement setup is supported by the fact that the heart rate is detected by the sensor.
Insbesondere ist daran gedacht, dass vom Sensor die Variabilität der Herzfrequenz erfasst wird.In particular, it is thought that the sensor detects the variability of the heart rate.
Darüber hinaus ist es auch möglich, dass vom Sensor die PTT erfasst wird.In addition, it is also possible that the PTT is detected by the sensor.
Zur Störungsunterdrückung trägt es bei, dass vor der Auswertung der erfassten Parameter eine Artefakterkennung bzw. -beseitigung durchgeführt wird.To suppress interference, it contributes to the artifact detection or elimination is carried out before the evaluation of the detected parameters.
Eine Erkennung von kurzfristigen Signaländerungen wird dadurch unterstützt, dass ein innerhalb eines vorgebbaren Zeitintervalls auftretender Maximalwert des vom Sensor erfassten Messsignals ausgewertet wird.A recognition of short-term signal changes is supported by the fact that a maximum value of the measured signal detected by the sensor is evaluated within a predefinable time interval.
Ein einfach anwendbares Messverfahren besteht darin, dass die Signalerfassung unter Anwendung der Photopletysmographie durchgeführt wird.An easily applicable measurement method is that the signal acquisition is performed using photoplethysmography.
Eine Steigerung der Systemempfindlichkeit kann dadurch erreicht werden, dass die Signalauswertung innerhalb mindestens eines vorgebaren Frequenzbandes durchgeführt wird.An increase in system sensitivity can be achieved by carrying out the signal evaluation within at least one predeterminable frequency band.
Zur Berücksichtigung von Wechselwirkungen wird vorgesehen, dass von der Auswertungseinheit mindestens ein weiterer Körperparameter ausgewertete wird.To take account of interactions, it is provided that at least one further body parameter is evaluated by the evaluation unit.
Beispielsweise ist daran gedacht, dass als weiterer Körperparameter das Alter des Lebewesens ausgewertet wird.For example, it is thought that as a further body parameter, the age of the living being is evaluated.
Ebenfalls ist es möglich, dass als weiterer Körperparameter das Geschlecht des Lebewesens ausgewertet wird.It is also possible that the sex of the living being is evaluated as a further body parameter.
Alternativ oder ergänzend ist es auch möglich, dass als weiterer Körperparameter das Gewicht des Lebewesens ausgewertet wird. Alternativ oder ergänzend ist es auch möglich, dass als weiterer Körperparameter ein oder mehrere bereits bekannte Risikofaktoren beispielsweise für eine kardiovaskuläre Erkrankung ausgewertet werden.Alternatively or additionally, it is also possible for the weight of the living being to be evaluated as a further body parameter. Alternatively or additionally, it is also possible for one or more already known risk factors, for example for a cardiovascular disease, to be evaluated as a further body parameter.
Alternativ oder ergänzend ist es auch möglich, dass als weiterer Körperparameter ein oder mehrere bereits bekannte Faktoren, die die autonome Regulation beeinflussen, ausgewertet werden, insbesondere die Medikation.Alternatively or additionally, it is also possible for one or more factors already known which influence the autonomous regulation to be evaluated as further body parameter, in particular the medication.
Alternativ oder ergänzend ist es auch möglich, dass als weiterer Körperparameter ein oder mehrere zusätzlich erfasste Parameter ausgewertet werden, z. B. die arterielle Sauerstoffsättigung.Alternatively or additionally, it is also possible that one or more additionally detected parameters are evaluated as a further body parameter, eg. B. the arterial oxygen saturation.
Eine Berücksichtigung von zeitlich zurückliegenden Ereignissen kann dadurch erfolgen, dass als weiterer Körperparameter die Krankenhistorie des Lebewesens ausgewertet wird.A consideration of events past in time can take place in that the patient's health history is evaluated as a further body parameter.
Eine weitere Steigerung der Aussagequalität kann dadurch erreicht werden, dass als weiterer Körperparameter die Medikation des Lebewesens ausgewertet wird. A further increase in the quality of the statement can be achieved by evaluating the medication of the living being as a further body parameter.
Eine nochmalige Steigerung der Aussagequalität kann dadurch erreicht werden, dass als weiterer Parameter Vergleichswerte weiterer Personen ausgewertet werden.A further increase in the statement quality can be achieved by evaluating comparison values of other persons as further parameters.
Erfindungsgemäß werden, beispielsweise mit einem Pulsoximeter-Sensor, zumindest folgende Signale ermittelt: Plethysmogrammcontinous, SpO2, Pulsfrequenz.According to the invention, for example, with a pulse oximeter sensor, at least the following signals are determined: Plethysmogrammcontinous, SpO2, pulse rate.
Ergänzend werden, durch Hinzunahme geeigneter Sensoren, respiratorische Signale wie Herzfrequenz, PTT (Puls-Transit-Zeit), Fluss, Druck oder Schnarchen registriert und analysiert. Ebenfalls ist daran gedacht EKG-Signale, EEG-Signale, EMG-Signale für die Auswertung zu verwenden. Weiterhin können Blutdruck und CO2 aufgezeichnet werden und für die Auswertung herangezogen werden.In addition, respiratory signals such as heart rate, PTT (pulse transit time), flow, pressure or snoring are registered and analyzed by adding suitable sensors. It is also thought to use ECG signals, EEG signals, EMG signals for the evaluation. Furthermore, blood pressure and CO2 can be recorded and used for the evaluation.
Die Auswertung der Signale erfolgt entsprechend wenigstens einer der folgenden Methoden:
- • Mustererkennung
- • Signalanalyse (harmonisch/ transient)
- • Frequenz-Analyse
- • Analyse der Steigung
- • Histogramme, Verteilungen, Ableitungen
- • Kombination (statistisch) verschiedener Faktoren, Messwerte, ermittelte Werte,
- • Ereignis Daten, langfristiger Trend
- • Schwellenwert Vergleich,
- • Korrelation
- • Hierarchie der Signale
- • Entscheidungsbaum
- • Digitale Filterung
- • Wavelet-Analyse
- • Zwischenspeicherung von Signal-, CWP- oder CWF-Abschnitten
- • Entropie, Standardabweichung
- • Verfahren der Chaos-Theorie
- • Pattern recognition
- • Signal analysis (harmonic / transient)
- • Frequency analysis
- • Analysis of the slope
- • histograms, distributions, derivatives
- • Combination (statistical) of various factors, measured values, determined values,
- • Event data, long-term trend
- • Threshold comparison,
- • correlation
- • Hierarchy of signals
- • decision tree
- • Digital filtering
- • wavelet analysis
- • Caching of signal, CWP or CWF sections
- • entropy, standard deviation
- • Method of Chaos Theory
Im Ergebnis ermittelt die erfindungsgemäße Vorrichtung einen für den Patienten spezifischen Risiko-Index. Dieser kann beispielsweise prozentual angegeben werden. Bevorzugt wird die medizinische Historie des Patienten zusammen mit den aktuellen Messdaten zur Ermittlung des Risiko-Index berücksichtigt. Als Datenbasis sind im Bereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung zumindest ein auslesbarer Speicher angeordnet.As a result, the device according to the invention determines a risk index specific for the patient. This can be specified as a percentage, for example. The medical history of the patient is preferably taken into account together with the current measurement data for determining the risk index. As a database, at least one readable memory is arranged in the region of the device according to the invention.
Im Folgenden ist die Erfindung in Anwendungsbeispielen erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Vorrichtung zur Ermittlung von Werten in mehreren Ansichten, -
2 adaptierbare Sensoren der Vorrichtung, -
3 Peripheriegeräte der Vorrichtung, -
4 Gurte zur Befestigung der Vorrichtung, -
5 Anwendung mit adaptierten Sensoren, -
6 eine Vorrichtung mit angeschlossenem Rechner und - Sichtgerät,
-
7 ein Diagramm einer Sensorregistrierung mit einem Sensorrohsignal und ein extrahiertes Signal (CWF-Signal), -
8 ein Plethysmogramm und ein extrahiertes Signal (CWF-Signal) zur Amplitudenhöhendarstellung, -
9 eine Armmanschette mit aufgenommenen Grundmodul und zwei ergänzenden Modulen und -
10 eine Prinzipdarstellung mit einem Grundmodul und zwei ergänzenden zugeordneten Modulen.
-
1 a device for determining values in several views, -
2 adaptable sensors of the device, -
3 Peripherals of the device, -
4 Straps for fastening the device, -
5 Application with adapted sensors, -
6 a device with a connected computer and - Vision device,
-
7 a diagram of a sensor registration with a sensor raw signal and an extracted signal (CWF signal), -
8th a plethysmogram and an extracted signal (CWF signal) for the amplitude height representation, -
9 an arm cuff with incorporated basic module and two complementary modules and -
10 a schematic diagram with a basic module and two complementary assigned modules.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht, in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, eine schnelle Ermittlung des Risiko-Index dadurch, dass mit Hilfe eines Pulsoximetrie-Sensors zumindest drei Signale, nämlich Plethysmogramm, Sauerstoffsättigung des Blutes und Pulsfrequenz im wesentlichen gleichzeitig ermittelt werden. Daraus können für die weitere Analyse wichtige CWF-Signale berechnet werden.The device according to the invention makes it possible, in a preferred exemplary embodiment, to rapidly determine the risk index in that at least three signals, namely plethysmogram, blood oxygen saturation and pulse rate, are determined substantially simultaneously with the aid of a pulse oximetry sensor. From this, important CWF signals can be calculated for further analysis.
Durch eine Mustererkennung werden die Signale analysiert und mit gespeicherten Werten verglichen. Das Ergebnis des Vergleichs ergibt einen für den Patienten spezifischen Index-Wert, der geeignet ist, eine Aussage über das Risiko einer z.B. Herz-Kreislauferkrankung, einer Erkrankung des Gefäßsystems, einer schlafbezogenen Atemstörung, einer neurologischen Erkrankung, einer Erkrankung der Atemwege oder einer Stoffwechselerkrankung zu ermöglichen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist klein und tragbar. Die Energieversorgung erfolgt alternativ über Akkumulatoren/Batterien und/oder über ein Netzkabel.Pattern recognition analyzes the signals and compares them with stored values. The result of the comparison yields a patient-specific index value suitable for providing information about the risk of e.g. Cardiovascular disease, a disease of the vascular system, a sleep-disordered breathing, a neurological disease, a respiratory disease or a metabolic disease to enable. The device according to the invention is small and portable. The energy supply takes place alternatively via accumulators / batteries and / or via a mains cable.
Die gemessenen Daten werden im Gerät auf einer Compact-Flash® Card gespeichert, sowie online über Kabel oder optional drahtlos an den PC übertragen. Für den ambulanten Einsatz können die im Gerät gespeicherten Daten entweder über eine USB-Schnittstelle an den PC übertragen oder durch Auslesen der CompactFlash® Card über ein Lesegerät in die Software eingelesen werden.The measured data are stored in the device on a Compact-Flash ® Card, as well as transmitted online via cable or optionally wirelessly to the PC. For ambulatory use, the data stored in the device can either be transferred to the PC via a USB interface or read into the software by reading the CompactFlash ® Card via a reading device.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ermittlung und Analyse von Biodaten eines Lebewesens besteht aus einem Grundmodul mit einer Energieversorgung und einer Speichereinheit und mindestens einer Sensoreinrichtung zur nicht invasiven Messung von zumindest einem Messsignal das die Herztätigkeit und/oder die Atmungstätigkeit repräsentiert. Die Sensoreinrichtung kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe: EKG, Blutdruckmanschette, Pulsoximeter, Impedanzsensor, Dopplersensor.The device according to the invention for determining and analyzing biodata of a living being consists of a basic module with a power supply and a memory unit and at least one sensor device for the non-invasive measurement of at least one measurement signal representing the heart activity and / or the respiratory activity. The sensor device may for example be selected from the group: ECG, blood pressure cuff, pulse oximeter, impedance sensor, Doppler sensor.
Das Messsignal, welches die Herztätigkeit und/oder die Atmungstätigkeit repräsentiert ist ausgewählt aus der Gruppe-Pulsfrequenz, Plethysmogramm, Sauerstoffsättigung, Atmungssignal, Herzsignal. An die Sensoreinrichtung angeschlossenen ist eine Analyseeinrichtung zur Extraktion von zumindest einem CWP (continous wave parameter) aus dem Messsignal, und/oder eine Einrichtung zur Ermittlung von zumindest einer CWF (continous wave fluctuation) wobei die CWF (conti-nous wave fluctuation) bevorzugt aus dem CWP und/oder dem Messsignal ermittelt wird.The measurement signal, which represents the heart activity and / or the respiratory activity is selected from the group pulse rate, plethysmogram, oxygen saturation, respiratory signal, heart signal. Connected to the sensor device is an analysis device for extracting at least one CWP (continous wave parameter) from the measurement signal, and / or a device for determining at least one CWF (continuous wave fluctuation) wherein the CWF (conti-nous wave fluctuation) is preferred the CWP and / or the measurement signal is determined.
Ein Klassifikator vergleicht zumindest eine CWF-Information und/oder daraus abgeleitete Größen mit hinterlegten Daten um daraus physiologische/pathophysiologische Ereignisse zu identifizieren. Solche Ereignisse sind beispielsweise ein Apnoe, wobei erfindungsgemäß zwischen zentralen und obstruktiven Apnoen unterschieden werden kann.A classifier compares at least one CWF information and / or derived variables with stored data in order to identify physiological / pathophysiological events. Such events are, for example, an apnea, it being possible according to the invention to distinguish between central and obstructive apneas.
In einem anderen Ausführungsbeispiel vergleicht ein Klassifikator zumindest eine CWF-Information und/oder daraus abgeleitete Größen mit anderen Messsignalen und/oder CWP vergleicht um daraus physiologische/pathophysiologische Ereignisse zu identifizieren.In another embodiment, a classifier compares at least one CWF information and / or quantities derived therefrom with other measurement signals and / or CWP in order to identify physiological / pathophysiological events therefrom.
Zumindest ein Teil der Ergebnisse der Analyseeinrichtung und/oder zumindest ein Teil der Ergebnisse des Klassifikators werden im Wesentlichen unmittelbar akustisch und/oder graphisch, bevorzugt über ein Display, ausgegeben. Erfindungsgemäß werden zur Identifikation physiologischer Ereignisse zumindest zwei Signale, die in zeitlichem Zusammenhang stehen, ausgewertet.At least part of the results of the analysis device and / or at least a part of the results of the classifier are output substantially directly acoustically and / or graphically, preferably via a display. According to the invention, at least two signals that are temporally related are evaluated for the purpose of identifying physiological events.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zur Messung weiterer Signale um ergänzende Module erweitert werden. Dazu werden die Module bevorzugt im Sinne eines „plug and play“ adaptiert. Bevorzugt werden dazu ergänzende Sensoreinrichtungen adaptiert.The device according to the invention can be expanded to include additional modules for measuring further signals. For this purpose, the modules are preferably adapted in the sense of a "plug and play". Preferably, complementary sensor devices are adapted for this purpose.
Dazu ist zumindest eine Schnittstelle im Bereich des Grundmoduls und/oder im Bereich ergänzender Module angeordnet.For this purpose, at least one interface is arranged in the region of the basic module and / or in the region of supplementary modules.
Über die Schnittstelle ist auch das Auslesen von Daten und/oder das Steuern von anderen Geräten, insbesondere Therapiegeräten möglich.The interface also makes it possible to read data and / or control other devices, in particular therapy devices.
Als adaptierbare Sensoreinrichtungen sind alternativ oder ergänzend zumindest folgende vorgesehen: EKG-, EMG-, EOG-, EEG-, Pulsoximetrie-, Blutdruck-, Impedanzmessungs-, Ultraschall-, Doppler-, CO2-, Atemfluss-, Schnarch-, Mund-, Thorax-, Abdomen-, Lage-Sensor. At least as an alternative or supplemental, at least the following are provided as adaptable sensor devices: ECG, EMG, EOG, EEG, pulse oximetry, blood pressure, impedance measurement, ultrasound, Doppler, CO2, respiratory flow, snore, mouth, Thoracic, abdominal, position sensor.
Die Sensoreinrichtungen können in Form eines Moduls ergänzt werden kann welches beispielsweise zur Ermittlung respiratorischer Parameter, wie Atemfluss, PTT, Bewegungssignale, Atemanstrengung ausgebildet ist.The sensor devices can be supplemented in the form of a module which is designed, for example, to determine respiratory parameters, such as respiratory flow, PTT, motion signals, respiratory effort.
Die Sensoreinrichtungen können auch in Form eines Moduls ergänzt werden, welches zur Ermittlung kardiologischer Parameter, wie EKG, Herz-frequenz, ausgebildet ist.The sensor devices can also be supplemented in the form of a module, which is designed to determine cardiac parameters, such as ECG, cardiac frequency.
Zur Eingabe von Patienten-Daten wie beispielsweise Alter, Geschlecht, Gesundheitszustand, ist eine Vorrichtung zur Dateneingabe vorgesehen.To enter patient data such as age, gender, health, a device for data entry is provided.
Ein Display ist als ein Anzeigemittel für Analyseergebnisse vorgesehen. Zudem sind akustische Alarme vorgesehen. Erfindungsgemäß wird zumindest das Grundmodul mit Befestigungs-Mitteln, wie beispielsweise Gurten, lösbar am Körper eines Patienten fixiert.A display is provided as a display means for analysis results. In addition, acoustic alarms are provided. According to the invention, at least the basic module is releasably fixed to the body of a patient with fastening means, such as straps, for example.
In einer anderen Ausführungsform besteht die Vorrichtung zur Ermittlung und Analyse von Biodaten eines Lebewesens, aus mindestens einer Sensoreinrichtung zur nicht invasiven Messung von mindestens zwei Signalen, wie Plethysmogramm und daraus abgeleiteten CWF-Signalen (continous wave fluctuation), SpO2, Pulsfrequenz und einer an die Sensoreinrichtung angeschlossenen Analyseeinrichtung zur Analyse transienter und/oder periodisch wiederkehrender Muster der gemessenen Signale. Ergänzend ist ein Modul zur Auswertung von solchen Informationen, die mit der Frequenz oder Amplitude der Signale oder der aus ihnen abgeleiteten Parameter in Zusammenhang stehen, vorgesehen.In another embodiment, the device for detecting and analyzing biodata of a living organism, at least one sensor device for non-invasive measurement of at least two signals, such as plethysmogram and derived from it CWF signals (continous wave fluctuation), SpO2, pulse rate and one of the Sensor device connected to the analysis device for analyzing transient and / or periodically recurring pattern of the measured signals. In addition, a module is provided for evaluating such information related to the frequency or amplitude of the signals or the parameters derived therefrom.
In einer ergänzenden Ausführungsform besteht die Vorrichtung zur Ermittlung und Analyse von Biodaten eines Lebewesens aus einem Grundmodul mit einer Energieversorgung und einer Speichereinheit und mindestens einer Sensoreinrichtung zur nicht invasiven Messung von zumindest einem Messsignal, das die Atmungstätigkeit repräsentiert, beispielsweise Sauerstoffsättigung, Atmungssignal, Drucksignal, Flusssignal und mindestens einer weiteren Sensoreinrichtung zur nicht invasiven Messung von zumindest einem Messsignal, das die Herztätigkeit repräsentiert, beispielsweise Sauerstoffsättigung, Blutdruck, Pulsfrequenz, EKG, Plethysmogramm und einer an die Sensoreinrichtung angeschlossenen Analyseeinrichtung zur Extraktion von zumindest einem CWP (continous wave parameter) aus zumindest einem der Messsignale.In a supplementary embodiment, the device for determining and analyzing biodata of an animal consists of a basic module with a power supply and a storage unit and at least one sensor device for non-invasive measurement of at least one measurement signal representing the respiratory activity, for example oxygen saturation, respiration signal, pressure signal, flow signal and at least one further sensor device for the non-invasive measurement of at least one measurement signal representing cardiac activity, for example oxygen saturation, blood pressure, pulse rate, ECG, plethysmogram and an analysis device connected to the sensor device for extracting at least one CWP (continous wave parameter) from at least one the measuring signals.
Beispielsweise lassen sich somit durch Analyse der Messsignale Rückschlüsse auf Apnoen, Hypopnoen und andere Atmungsstörungen gewinnen. Unter Verwendung von mindestens einer Sensoreinrichtung zur nicht invasiven Messung von zumindest einem Messsignal, das die Atmungstätigkeit repräsentiert, und mindestens einer weiteren Sensoreinrichtung zur nicht invasiven Messung von zumindest einem Messsignal, das die Herztätigkeit repräsentiert lassen sich beispielsweise durch Mustererkennung Rückschlüsse auf Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems und/oder des Atmungsapparates gewinnen.For example, conclusions about apneas, hypopneas and other respiratory disorders can be obtained by analyzing the measurement signals. Using at least one sensor device for the non-invasive measurement of at least one measurement signal representing respiratory activity and at least one further sensor device for non-invasive measurement of at least one measurement signal representing cardiac activity, it is possible to draw conclusions about diseases of the cardiovascular system, for example by pattern recognition System and / or the respiratory system.
Im Folgenden werden weitere Ausführungsformen beschreiben.
- • Anwendungsteil bestehend aus:
- - Grund-Modul
- - Kardiologie-Modul
- - Pneumologie-Modul
- - Applikationsteile
- - Batterie/Akku, z.B. LiIon-Akku
- - medizinisch zugelassenes Netzgerät (Sekundärseite) mit Kombikabel zur Ladung des Akkus und zur Datenübertragung der gespeicherten Daten über eine galvanisch getrennte USB-Schnittstelle (Konverterbox) an einen PC
- - PC-Software: Die Software kann unter den Betriebssystemen Windows 2000
ab SP 2, Windows XP Professional und Home-Edition betrieben werden. - - Nichtmedizinische elektrische Geräte:
- - Netzgerät (Primärseite)
- - USB/TCP/IP Konverter
- - Bluetooth®-USB-Adapter
- - CompactFlash® Card-Lesegerät
- - PC-System (Fremdzubehör).
- • application part consisting of:
- - Basic module
- - Cardiology module
- - Pulmonology module
- - Application parts
- - Battery / battery, eg Li-ion battery
- - Medically approved power supply (secondary side) with combi cable for charging the battery and for data transfer of the stored data via a galvanically isolated USB interface (converter box) to a PC
- - PC software: The software can be operated under the operating systems Windows 2000
SP 2, Windows XP Professional and Home Edition. - - non-medical electrical equipment:
- - Power supply (primary side)
- - USB / TCP / IP converter
- - Bluetooth ® USB adapter
- - CompactFlash ® card reader
- - PC system (third-party accessories).
Grund-ModulBasic module
Das Grundmodul besteht aus einem Pulsoximeter, einer möglichen Schnittstelle für die Steuerung anderer Geräte, z.B. Therapiegeräte, möglichen weiteren Schnittstellen für weitere, optionale Sensoren, z.B. Anschluss eines Atemfluss/Schnarchsensors, einer Kommunikationsschnittstelle wie beispielsweise USB, oder einem drahtlosen Protokoll, einem auslesbaren Speicher, einer Energieversorgung über Batterie/Akkumulator und einem Datenbus Kontroller, als Anschluss für weitere Module und einem Display zur Anzeige von berechneten Indizes, aktuellen Messwerten, aktuellen Batterie/Akkuladezuständen. Zur Weitergabe der ermittelten Daten ermöglicht das Grundmodul einen bidirektionalen Daten-Austausch mit anderen Geräten, beispielsweise mit APAP-Therapiegeräten. Die
Die erfindungsgemäße Vorrichtung verfügt über weniger Eingangskanäle als übliche Polysomnographiegeräte und ist damit deutlich preisgünstiger, kleiner, leichter und energiesparender.The device according to the invention has fewer input channels than conventional polysomnography devices and is thus much cheaper, smaller, lighter and more energy-efficient.
Sensoren:
- • Pulsoximetriesensor zur Erfassung von Sauerstoffsättigung, Pulsfrequenz, Pulswelle, CWF, PTT
- • Pulse oximetry sensor for detection of oxygen saturation, pulse rate, pulse wave, CWF, PTT
Das Grundmodul kann folgende Werte ermitteln:
- • Pulsfrequenz
- • Sauerstoffsättigung (SpO2)
- • RDI und AHI (jeweils differenziert nach obstruktiv/ zentral)
- • Risikowert für obstruktive Atemwegserkrankung
- • Risikowert für zentrale Atmungsstörung
- • Risikowert für PLM (Periodic Leg Movement)
- • Kennwert für Erholungsfunktion des Schlafes
- • Autonomer (Micro-)Arousal Index
- • Schlafqualitäts-Index
- • Index für Respiratorische Ereignisse
- • Autonomer Status
- • Kennwert für aktuelle Konzentrationsfähigkeit
- • Kennwert für hohe Müdigkeit
- • Kennwert für hoher Schlafdruck
- • Autonome Ruhe
- • Index für Herz-Kreislauf-Risiko (Gefäßerkrankung, Rhythmologische Erkrankung, Herzinsuffizienz)
- • Leckage, Therapieerfolg
- • Index für den Fortschritt einer Erkrankung Pneumologie-Modul
- • Pulse rate
- • oxygen saturation (SpO2)
- • RDI and AHI (each differentiated according to obstructive / central)
- • Risk value for obstructive pulmonary disease
- • Risk value for central respiratory disorder
- • Risk value for PLM (Periodic Leg Movement)
- • Characteristic value for the recovery function of sleep
- • Autonomous (micro) arousal index
- • Sleep quality index
- • Index for respiratory events
- • Autonomous status
- • Characteristic value for current concentration ability
- • Characteristic for high fatigue
- • characteristic value for high sleep pressure
- • Autonomous tranquility
- • Cardiovascular risk index (vascular disease, rhythmic disease, heart failure)
- • Leakage, therapy success
- • Index for the progress of a disease pulmonology module
Für weitere Analysen kann dieses Modul an den Datenbus des Grundmoduls adaptiert werden. Erfindungsgemäß ist daran gedacht, die Verbindung zwischen Grund- und Pneumologie-Modul als Steckverbindung auszuführen, die einfach und schnell bedienbar ist. Das Pneumologie-Modul kann auch alleine, ohne Grund-Modul, verwendet werden. Das Pneumologie-Modul verfügt wenigstens über eine Effort-Sensorik und eine Sensoreinrichtung zur Ermittlung eines Atemfluss-Signales.For further analysis, this module can be adapted to the data bus of the basic module. According to the invention, it is thought the connection between the basic and pneumology module as Plug-in connection, which is easy and quick to use. The pneumology module can also be used alone, without basic module. The pneumology module has at least one effort sensor system and a sensor device for determining a respiratory flow signal.
Mögliche Sensoren:
- • Effort Sensoren (Thorax- und Abdomenbewegungen);
- • Atemfluss-Schnarch-Sensor (Thermistoren und Mikrofon);
- • Atemfluss-Schnarch-Nasenbrille (Drucksensor);
- • Mundthermistor zur Erfassung von Mundatmung bei Therapiekontrolle;
- • Pneumo-T-Adapter zur Erfassung des Atemflows, Schnarchen und xPAP-Druckes (Drucksensor).
- • Effort sensors (thoracic and abdominal movements);
- • Respiratory flow snore sensor (thermistors and microphone);
- • Respiratory flow snoring nasal cannula (pressure sensor);
- • mouth thermistor for recording mouth breathing during therapy control;
- • Pneumo-T adapter for breath flow, snore and xPAP pressure (pressure sensor).
Das Pneumologie-Modul kann zusammen mit dem Grund-Modul folgende Werte ermitteln:
- • RDI/AHI (Apnoe / Hypopnoe Unterscheidung)
- • Arousals die mit einem respiratorischen Ereignis zusammenhängen
- • Unterscheidung zwischen RERAS und Arousals die mit Apnoe / Hypopnoe Ereignissen zusammenhängen
- • Unterscheidung obstruktiver und zentraler Ereignisse
- • Flattening
- • Schnarchen
- • Upper Airway Resistance Syndrom
- • Atemanstrengung, Work of Breathing Kardiologie-Modul
- • RDI / AHI (apnea / hypopnea distinction)
- Arousals related to a respiratory event
- • Distinction between RERAS and arousals associated with apnea / hypopnea events
- • Differentiation of obstructive and central events
- • Flattening
- • snoring
- • Upper Airway Resistance Syndrome
- • Breathing Exercise, Work of Breathing Cardiology Module
Das Kardiologie-Modul ermöglicht eine EKG-Aufzeichnung. Ergänzend kann ein Lagesensor adaptiert werden. Für weitere Analysen kann dieses Modul an den Datenbus des Grundmoduls und/oder des Pneumologie-Moduls adaptiert werden. Erfindungsgemäß ist daran gedacht, die Verbindung zwischen Grund- und/oder Pneumologie-Moduls und Kardiologie -Modul als Steckverbindung auszuführen, die einfach und schnell bedienbar ist. Das Kardiologie -Modul kann auch alleine, ohne Grund-Modul und/oder Pneumologie-Moduls, verwendet werden.The cardiology module allows ECG recording. In addition, a position sensor can be adapted. For further analysis, this module can be adapted to the data bus of the basic module and / or the pneumology module. According to the invention, the connection between the basic and / or the pneumology module and the cardiology module is designed as a plug connection which can be operated simply and quickly. The cardiology module can also be used alone, without basic module and / or pneumology module.
Das Kardiologie-Modul kann folgende Werte ermitteln:
- • EKG
- • Herzfrequenz-Variabilität
- • Pulstransit Zeit (PTT)
- • Lage abhängige Ereignisse
- • ECG
- • Heart rate variability
- Pulse transit time (PTT)
- • Location dependent events
Erfindungsgemäß ist daran gedacht, weitere Module bedarfsabhängig zu adaptieren.According to the invention, it is intended to adapt additional modules as needed.
Konverterbox und NetzgerätConverter box and power supply
Die optionale Konverterbox dient zur kabelgebundenen Datenübertragung der im Gerät gespeicherten Daten. Die Datenübertragung erfolgt galvanisch getrennt über eine USB-Schnittstelle. Gleichzeitig wird die erfindungsgemäße Vorrichtung über das Netzgerät geladen, bzw. dauerhaft mit Strom versorgt.The optional converter box is used for wired data transmission of the data stored in the device. The data transmission is galvanically separated via a USB interface. At the same time the device according to the invention is charged via the power supply unit, or permanently supplied with power.
PC-SoftwarePC software
Die PC-Software dient der Erfassung, Speicherung, Verarbeitung, Visualisierung, Auswertung, Dokumentation und der Archivierung von patientenbezogenen Biosignalen. Dies dient zur Unterstützung der Diagnosefindung, Therapieeinstellung und Therapiekontrolle von Schlafstörungen.The PC software is used for recording, storage, processing, visualization, evaluation, documentation and archiving of patient-related biosignals. This serves to support the diagnosis, therapy adjustment and therapy control of sleep disorders.
Geräte-Software Device Software
Die Geräte-Software dient der Erfassung, Speicherung, Verarbeitung und der Auswertung von Biosignalen. Dies dient zur Unterstützung der Diagnosefindung, Therapieeinstellung und Therapiekontrolle von Schlafstörungen. Die Geräte-Software kommuniziert über ein gesichertes Datenübertragungsprotokoll mit der PC-Software.The device software is used for acquisition, storage, processing and evaluation of biosignals. This serves to support the diagnosis, therapy adjustment and therapy control of sleep disorders. The device software communicates with the PC software via a secure data transfer protocol.
Nichtmedizinische elektrische GeräteNon-medical electrical equipment
- • Lesegerät zum Auslesen des verwendeten Speichermediums, z.B. zum Auslesen der auf der CompactFlash® Card gespeicherten Daten;• reader for reading out the storage medium used, eg for reading out the data stored on the CompactFlash ® card;
- • Online-Modul zur drahtlosen Datenübertragung (Bluetooth-USB-Adapter);• Online module for wireless data transmission (Bluetooth USB adapter);
- • USB - TCP/IP-Konverter;• USB - TCP / IP converter;
- • PC-System (Fremdzubehör).• PC system (third-party accessory).
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erzeugt Informationssignale (z.B. Akku-Ladezustand), die vom PC-System graphisch visualisiert und gespeichert werden. Diese Informationssignale dienen zur Überprüfung der Präsenz der aufzuzeichnenden Signale, sowie der Funktionsüberprüfung des Gerätes. Dadurch werden fehlerhafte Aufzeichnungen vermieden und eine sonst notwendige Wiederholung der Nachtmessung entfällt.The apparatus of the present invention generates information signals (e.g., battery state of charge) that are graphically visualized and stored by the personal computer system. These information signals serve to check the presence of the signals to be recorded, as well as the function check of the device. This avoids faulty recordings and eliminates the need for repetition of the night measurement.
Die automatischen Analysen (CWF, PTT, SpO2, Pulsrate, PLM-, Schnarch-, Schlafstadien-, Arousal- und kardiorespiratorische Analyse) erfolgen offline aus den im PC gespeicherten Signalen und unterstützen den Auswerter bei der Diagnose von Schlafstörungen, sowie der Therapieeinleitung und Therapiekontrolle.The automated analyzes (CWF, PTT, SpO2, pulse rate, PLM, snore, sleep stage, arousal and cardiorespiratory analysis) take place offline from the signals stored in the PC and support the evaluator in the diagnosis of sleep disorders, as well as the therapy initiation and therapy control ,
Im Falle der online-Analyse im Gerät besteht die Möglichkeit, unmittelbar auf die Analyse-Ergebnisse zu reagieren, beispielsweise ein anderes Gerät fernzusteuern. Es ist daran gedacht, im Falle einer Anästhesie beispielsweise Medikamentendosierer und/oder Beatmungsmaschinen zu steuern, bei Piloten verschiedenster Verkehrsmittel (z.B. Auto, LKW, Bahn, Flugzeug, usw.) aufgrund von Analyse-Ergebnissen (z.B. mangelnde Konzentrationsfähigkeit, hohe Müdigkeit, hoher Schlafdruck) Alarme, Autopilotsysteme oder ähnliches zu aktivieren oder im Falle der Schlafmedizin ein Therapiegerät (z.B. CPAP-Gerät) fernzusteuern.In the case of online analysis in the device, it is possible to react directly to the analysis results, for example, remotely controlling another device. It is intended in the case of anesthesia, for example, to control drug dispensers and / or respirators in pilots of various means of transport (eg car, truck, train, plane, etc.) due to analysis results (eg lack of concentration, high fatigue, high sleep pressure ) To activate alarms, autopilot systems or the like or remotely control a therapy device (eg CPAP device) in the case of sleep medicine.
Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Vorrichtung sowohl in der Prävention für verschiedene Erkrankungen einzusetzen (Risiko-Bestimmung für Folgeerkrankungen), als auch in Real-Time-Szenarien, in denen unmittelbar auf aktuell detektierte Muster reagiert wird.In principle, it is possible to use the device according to the invention both in the prevention of various diseases (risk determination for secondary diseases), as well as in real-time scenarios in which it reacts directly to currently detected patterns.
Die PC-Software dient der Visualisierung, Auswertung, Dokumentation und patientenbezogenen Archivierung von Langzeituntersuchungen zur Diagnostik von beispielsweise Schlafstörungen, Herz-Kreislauferkrankungen, Diabetes. Dafür wird das System konfiguriert und die übertragenen Daten automatisch offline analysiert. Die Software erlaubt die Eingabe von Bemerkungen durch den Anwender. Eine manuelle Reklassifikation der Analyseergebnisse durch den Auswerter ist möglich.The PC software is used for visualization, evaluation, documentation and patient-related archiving of long-term examinations for the diagnosis of, for example, sleep disorders, cardiovascular diseases, diabetes. The system is configured and the transferred data is automatically analyzed offline. The software allows the user to enter comments. A manual reclassification of the analysis results by the evaluator is possible.
Der Patient ist nach Einweisung durch Fachpersonal und anhand der Gebrauchsanweisung für den Patienten in der Lage, die Sensoren und das Gerät selbst anzulegen.The patient is able to set up the sensors and the device himself after being instructed by qualified personnel and following the patient's instructions for use.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung verarbeitet und speichert alle gemessenen Signale auf der integrierten CompactFlash® Card. Ausgelesen werden die Daten entweder über ein USB-Kabel oder durch Auslesen der CompactFlash® Card mit einem Lesegerät. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann im stationären Betrieb die erfassten Daten online entweder drahtlos oder kabelgebunden an die Software übertragen, wo die Daten zusätzlich gespeichert werden.The inventive apparatus processes and stores all of the measured signals on the integrated CompactFlash ® card. The data is read either via a USB cable or by reading the CompactFlash ® Card with a reader. In stationary operation, the device according to the invention can transmit the recorded data online either wirelessly or by cable to the software, where the data is additionally stored.
Bei der Online-Überwachung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in Kliniken vorhandene Netzwerke einsetzbar. Gehen Daten z.B. bei Verlassen des Untersuchungsraumes verloren, können Sie diese Daten mit den auf der CompactFlash® Card gespeicherten Daten ergänzen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird durch einen wechselbaren Akkupack versorgt, so dass es unabhängig vom Netz ist. Durch einen Akkutausch gehen keine gespeicherten Messwerte verloren. Sie können das Gerät auch dauerhaft mit dem Datenübertragungskabel versorgen und betreiben.In online monitoring with the device according to the invention existing networks can be used in clinics. If data is lost, eg when leaving the examination room, you can supplement this data with the data stored on the CompactFlash ® Card. The inventive device is powered by a removable battery pack, so that it is independent of the network. Battery replacement does not result in loss of stored readings. You can also supply and operate the device permanently with the data transmission cable.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt einen optionalen Lagesensor. Der Sensor registriert, ob und wann der Patient auf dem Bauch, dem Rücken oder auf der Seite liegt. Ebenso besitzt das Gerät optional einen im Gehäuse integrierten Effort-Sensor. Die Integration reduziert die Reinigung und erhöht die Lebensdauer des Sensors.The device according to the invention has an optional position sensor. The sensor registers if and when the patient lies on his stomach, back or side. The device also has an optional Integrated effort sensor in the housing. The integration reduces cleaning and increases the life of the sensor.
Mit Hilfe einer Drucktaste kann ein Sensortest/Impedanzcheck ausgelöst werden.With the help of a pushbutton a sensor test / impedance check can be triggered.
Mit Hilfe des Displays oder entsprechender Leuchtdioden kann bei einem Sensortest / Impedanzcheck festgestellt werden, ob bzw. welche Elektrode gut oder schlecht appliziert ist.With the help of the display or corresponding light-emitting diodes can be determined in a sensor test / impedance check, whether or which electrode is well or poorly applied.
Zudem zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung durch eine gelbe Leuchtdiode im Akkupack neben dem Batteriesymbol an, ob der Akku momentan geladen wird. Der Ladezustand kann auch über die Software erfragt werden, da eine Kapazitätsüberwachung im Akku integriert ist.In addition, the device according to the invention by a yellow LED in the battery pack next to the battery icon indicates whether the battery is currently being charged. The state of charge can also be requested via the software, since a capacity monitoring is integrated in the battery.
Über ein Verbindungskabel zwischen Gerät und PC-System, z.B. ein USB-Kabel, können die gespeicherten Daten an den PC übertragen werden, alternativ kann dies über eine Konverterbox, in die eine galvanische Trennung integriert ist, erfolgen. Über die Konverterbox kann auch der Akku mit dem mitgelieferten Netzgerät geladen werden. Ein Akkumodul kann auch geladen werden, wenn es nicht im Gerät eingesetzt ist.Via a connection cable between the device and the PC system, e.g. a USB cable, the stored data can be transferred to the PC, alternatively, this can be done via a converter box, in which a galvanic isolation is integrated. The converter box can also be used to charge the battery with the included power supply unit. A battery module can also be charged if it is not inserted in the device.
Funktion der SoftwareFunction of the software
Die während der Messung übertragenen Daten werden gespeichert und visualisiert. Die nach der Messung eingelesenen Daten werden nach Zeit- und Wertekriterien automatisch analysiert. Die Software kann beispielsweise folgende automatischen Analysen durchführen:
- • CWF-Analyse
- • Schnarch-Analyse
- • Kardiorespiratorische Analyse
- • Arousal Analyse
- • Schlafstadienanalyse
- • CWF analysis
- • Snore analysis
- • Cardiorespiratory analysis
- • Arousal analysis
- • Sleep stage analysis
Auf der Grundlage der Analyseergebnisse und der dargestellten Signale können die vorliegenden Ergebnisse nach definierbaren Kriterien bewertet werden.On the basis of the analysis results and the signals presented, the present results can be evaluated according to definable criteria.
Funktion der SensorenFunction of the sensors
Atemfluss-Schnarch-NasenbrilleRespiratory flow nasal cannula
Die Atemfluss-Schnarch-Nasenbrille erfasst in Verbindung mit dem in die erfindungsgemäße Vorrichtung integrierten Drucksensor den Atemfluss sowie das Schnarchen. Die Inspiration wird über den erzeugten Unterdruck registriert, die Exspiration über den erzeugten Überdruck. Schnarchen erzeugt Druckschwankungen in den Nasenöffnungen, die ebenfalls registriert werden. Die Druckmessung reagiert bei geschlossenem Mund sensibler auf geringe Flusslimitierungen als die thermische Messung. Sie ist unabhängig von der Umgebungstemperatur und ermöglicht zusätzlich die visuelle Beurteilung der zeitlichen Flusskontur. Bei Mundatmung können die Signale abgeschwächt sein. Alternativ erfolgt deshalb der gleichzeitige Einsatz des Atemfluss-Mund-Sensors.The respiratory flow snore nasal cannula, in conjunction with the pressure sensor integrated in the device according to the invention, detects the respiratory flow and the snoring. The inspiration is registered by the generated negative pressure, the expiration by the generated overpressure. Snoring causes pressure fluctuations in the nostrils, which are also registered. When the mouth is closed, the pressure measurement reacts more sensitively to small flow limitations than the thermal measurement. It is independent of the ambient temperature and additionally enables the visual assessment of the temporal flow contour. In mouth breathing, the signals may be attenuated. Alternatively, therefore, the simultaneous use of the respiratory flow mouth sensor.
Pulsoximetrie-SensorPulse oximetry sensor
Über den Pulsoximetrie-Sensor werden die pulsoximetrischen Signale, die Sauerstoffsättigung des Blutes, die Pulsfrequenz, und die CWF gemessen.
- • Die Hauptbestandteile des Sensors sind zumindest zwei Leuchtdioden und eine Empfängerdiode.
- • Für jede Pulswelle werden mehrere SpO2-Werte bestimmt (Split-Pulswave-Algorithmus).
- • The main components of the sensor are at least two LEDs and a receiver diode.
- • Multiple SpO2 values are determined for each pulse wave (split-pulse-wave algorithm).
Die gemessenen Pulsfrequenzveränderungen entsprechen den Herzfrequenzveränderungen, die durch ein schlafbezogenes Apnoesyndrom ausgelöst wurden, hinreichend genau.The measured pulse rate changes correspond to the heart rate changes that were triggered by a sleep-related apnea syndrome, sufficiently accurate.
Mit Hilfe der Photoplethysmographie wird die Veränderung der Pulswelle insbesondere die Amplitude der Pulswelle ermittelt.With the aid of photoplethysmography, the change in the pulse wave, in particular the amplitude of the pulse wave, is determined.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung errechnet zu jedem erfassten Sauerstoffsättigungswert einen Qualitätsindex, welcher die Güte bzw. die Genauigkeit des gemessenen SpO2-Wertes kennzeichnet. The device according to the invention calculates a quality index for each detected oxygen saturation value, which characterizes the quality or the accuracy of the measured SpO2 value.
Wird das Signal durch Bewegungen gestört, ist die Anzahl der Werte gering. Bei störungsfreien Signalen liegt eine hohe Anzahl von Werten vor. Dementsprechend erzeugt ein gestörtes Messsignal einen niedrigen Qualitätswert, ein ungestörtes Messsignal hat einen hohen Qualitätswert zur Folge. Das Qualitätssignal nimmt Werte zwischen 0 und 100% an. Bei der Beurteilung von SpO2-Langzeitmessungen kann das Qualitätssignal hilfreich sein, denn es lässt auf Artefakte schließen, die während der Messung auftraten.If the signal is disturbed by movements, the number of values is low. Noise-free signals have a high number of values. Accordingly, a disturbed measurement signal produces a low quality value, an undisturbed measurement signal results in a high quality value. The quality signal assumes values between 0 and 100%. When assessing long-term SpO2 measurements, the quality signal can be helpful because it suggests artifacts that occurred during the measurement.
Im Bereich einer Rückseite des Mobilteiles ist eine Einlegekarte (
Der Druckmess-Schlauch (
Die gemessenen Pulsfrequenzveränderungen entsprechen den Herzfrequenzveränderungen, die durch ein schlafbezogenes Apnoesyndrom ausgelöst wurden, hinreichend genau.The measured pulse rate changes correspond to the heart rate changes that were triggered by a sleep-related apnea syndrome, sufficiently accurate.
Optional werden Sensoren verwendet, die alternativ und/oder ergänzend eine Ermittlung der Konzentration an Hämoglobin (cHb), Oxyhämoglobin (HbO2), desoxygeniertem Hämoglobin (HbDe), Carboxyhämoglobin (HbCO), Methämoglobin (MetHb), Sulfhämoglobin(HbSulf), Bilirubin, Glucose ermöglichen. Dazu weisen die Sensoren zumindest eine Lichtquelle auf die alternativ und/oder ergänzend folgende Wellenlängen emittiert, ausgewählt aus der Gruppe:
- 150 nm ± 15%, 400 nm ± 15%, 460 nm ± 15%, 480 nm ± 15%, 520 nm ± 15%, 550 nm ± 15%, 560 nm ± 15%, 606 nm ± 15%, 617 nm ± 15%, 620 nm ± 15%, 630 nm ± 15%, 650 nm ± 15%, 660 nm ±, 705 nm ± 15%, 710 nm ± 15%, 720 nm ± 10%, 805 nm ± 15%, 810 nm ± 15%, 880 nm ± 15%, 890 nm, 905 nm ± 15%, 910 nm ± 15%, 950 nm ± 15%, 980 nm ± 15%, 980 nm ± 15%, 1000 nm ± 15%, 1030 nm ± 15%, 1050 nm ± 15%, 1100 nm ± 15%, 1200 nm ± 15%, 1310 nm ± 15%, 1380 nm ± 15%, 1450 nm ± 15%, 1600 nm ± 15%, 1650 nm ± 15%, 1670 nm ± 15%, 1730 nm ± 15%, 1800 nm ± 15%, 2100 nm ± 15%, 2250 nm ± 15%, 2500 nm ± 15%, 2800 nm ± 15%.
- 150 nm ± 15%, 400 nm ± 15%, 460 nm ± 15%, 480 nm ± 15%, 520 nm ± 15%, 550 nm ± 15%, 560 nm ± 15%, 606 nm ± 15%, 617 nm ± 15%, 620 nm ± 15%, 630 nm ± 15%, 650 nm ± 15%, 660 nm ±, 705 nm ± 15%, 710 nm ± 15%, 720 nm ± 10%, 805 nm ± 15%, 810 nm ± 15%, 880 nm ± 15%, 890 nm, 905 nm ± 15%, 910 nm ± 15%, 950 nm ± 15%, 980 nm ± 15%, 980 nm ± 15%, 1000 nm ± 15% , 1030 nm ± 15%, 1050 nm ± 15%, 1100 nm ± 15%, 1200 nm ± 15%, 1310 nm ± 15%, 1380 nm ± 15%, 1450 nm ± 15%, 1600 nm ± 15%, 1650 nm ± 15%, 1670 nm ± 15%, 1730 nm ± 15%, 1800 nm ± 15%, 2100 nm ± 15%, 2250 nm ± 15%, 2500 nm ± 15%, 2800 nm ± 15%.
Die Vorrichtung errechnet zu jedem erfassten Sauerstoffsättigungswert einen Qualitätsindex, welcher die Güte bzw. die Genauigkeit des gemessenen SpO2-Wertes kennzeichnet. Wird das Signal durch Bewegungen gestört, ist die Anzahl der werte gering. Bei störungsfreien Signalen liegt eine hohe Anzahl von werten vor. Dementsprechend erzeugt ein gestörtes Messsignal einen niedrigen Qualitätswert, ein ungestörtes Messsignal hat einen hohen Qualitätswert zur Folge. Das Qualitätssignal nimmt Werte zwischen 0 und 100% an. Bei der Beurteilung von SpO2-Langzeitmessungen kann das Qualitätssignal hilfreich sein, denn es lässt auf Artefakte schließen, die während der Messung auftraten.The device calculates a quality index for each detected oxygen saturation value, which characterizes the quality or the accuracy of the measured SpO2 value. If the signal is disturbed by movements, the number of values is low. For interference-free signals there is a high number of values. Accordingly, a disturbed measurement signal produces a low quality value, an undisturbed measurement signal results in a high quality value. The quality signal assumes values between 0 and 100%. When assessing long-term SpO2 measurements, the quality signal can be helpful because it suggests artifacts that occurred during the measurement.
Es ist jedoch ebenfalls daran gedacht die PTT oder andere Signale, die Schwankungen unterliegen zur Ermittlung einer CWF zu nutzen.However, it is also contemplated to use the PTT or other signals that are subject to variations to determine a CWF.
Erfindungsgemäß können verschiedene Signale kombiniert werden, um relevante Schwankungen der Pulswelle zu detektieren und für die Auswertung heranzuziehen.According to the invention, different signals can be combined in order to detect relevant fluctuations of the pulse wave and to use them for the evaluation.
Thoraxsensor und AbdomensensorThorax sensor and abdomen sensor
Thorax- und Abdomensensor dienen der Erfassung der thorakalen und abdominalen Atembewegungen.Thoracic and abdominal sensors are used to record the thoracic and abdominal respiratory movements.
Atembewegungen verursachen dabei wechselnde Zugspannungen auf die Messaufnehmer in den Befestigungsgurten. Die Messaufnehmer wandeln infolge des piezoelektrischen Effektes die Bewegungen in elektrische Signale um.Breathing movements cause alternating tensile stresses on the sensors in the fastening straps. The sensors convert the movements into electrical signals due to the piezoelectric effect.
Der Abdomensensor erfasst, zusammen mit den Abdomengurten, die abdominalen Atembewegungen. Der Sensor besteht aus einem hautfreundlichen Kunststoff.The abdominal sensor, along with the abdominal straps, detects the abdominal respiratory movements. The sensor consists of a skin-friendly plastic.
Elektrophysiologische Signale Electrophysiological signals
Die elektrophysiologischen Signale werden mittels Elektroden gemessen. Dazu können Goldnapf- oder Klebeelektroden verwendet werden.
- • Elektroenzephalogramm (EEG)
- • Elektrookulogramm (EOG)
- • Elektromyogramm (EMG)
- • Elektrokardiogramm (EKG)
- • electroencephalogram (EEG)
- • electrooculogram (EOG)
- • electromyogram (EMG)
- Electrocardiogram (ECG)
Atemfluss-Schnarch-Sensor (16)Respiratory flow snore sensor (16)
Mit dem Atemfluss-Schnarch-Sensor werden nasaler und oraler Atemfluss und die Schnarchgeräusche erfasst. Die Sensorperlen bestehen aus Thermistoren. Sie erfassen den Atemfluss über die Temperatur der aus- und eingeatmeten Luft. Das Mikrofon registriert die Schnarchgeräusche des Patienten.The respiratory flow snore sensor detects nasal and oral respiratory flow and snoring sounds. The sensor beads are made of thermistors. They record the respiratory flow via the temperature of the exhaled and inhaled air. The microphone registers the snoring sounds of the patient.
Atemfluss-Mund-Sensor (27)Respiratory flow mouth sensor (27)
Mit dem Atemfluss-Mund-Sensor werden oraler Atemfluss bei der Diagnose mit der Atemfluss-Schnarch-Nasenbrille, Therapiekontrolle oder Therapieeinstellung erfasst. Die Sensorperlen bestehen aus Thermistoren. Sie erfassen den Atemfluss über die Temperatur der aus- und eingeatmeten Luft. Der Atemfluss-Mund-Sensor (
Pneumo-T-Adapter (28)Pneumo-T adapter (28)
Den Pneumo-T-Adapter wird zur Therapiekontrolle zusammen mit einer Nasalmaske eingesetzt. Durch ihn werden der Atemflow und das Schnarchen des Patienten während der Therapie registriert und der anliegende Therapiedruck in der Maske gemessen. über die Druckmessschläuche werden in- und exspiratorische Druckschwankungen von der Maske zum Gerät geleitet. Das Ausatmen von Luft erzeugt einen geringen Überdruck, das Einatmen entsprechend einen Unterdruck. Aus den Druckunterschieden lassen sich die Atemzüge ableiten. Schnarchgeräusche werden über schnelle Druckveränderungen gemessen. Aus der statischen Komponente des Drucksignals wird der Therapiedruck abgeleitet. Der Pneumo-T-Adapter (
EXG-ElektrodenEXG electrodes
Die mit den Elektroden erfasste Größe ist die Spannung. Gemessen wird dabei eine Spannungsdifferenz zwischen zwei Punkten des Körpers. Da die Messung an der Hautoberfläche nichtinvasiv erfolgt, sind die messbaren Spannungsdifferenzen sehr klein. Sie liegen beim EEG, EOG und EMG im Bereich µV, beim EKG im Bereich mV.The quantity detected with the electrodes is the voltage. A voltage difference between two points of the body is measured. Since the measurement on the skin surface is noninvasive, the measurable voltage differences are very small. They are in the range μV for EEG, EOG and EMG, and in the range mV for ECG.
Die Funktion der nichtmedizinischen GeräteThe function of non-medical devices
Bluetooth-USB-AdapterBluetooth USB Adapter
Mit dem Bluetooth-USB-Adapter können von der erfindungsgemäßen Vorrichtung online Daten drahtlos empfangen oder übertragen werden, das Gerät konfiguriert, sowie eine Applikationskontrolle durchgeführt werden.The Bluetooth-USB adapter can be used to receive or transmit data wirelessly from the device according to the invention, to configure the device, and to carry out an application check.
Netzwerk USB-ServerNetwork USB server
Mit dem USB-Server kann die erfindungsgemäße Vorrichtung über ein Netzwerk betrieben werden. Über den USB-Server kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbindung mit dem Bluetooth-USB-Adapter Daten drahtlos empfangen, weiterhin kann das Gerät konfiguriert werden, sowie eine Applikationskontrolle durchgeführt werden. Ebenso kann die erfindungsgemäße Vorrichtung über die Konverterbox kabelgebunden angeschlossen werden.With the USB server, the device according to the invention can be operated via a network. Via the USB server, the device according to the invention can receive data wirelessly in connection with the Bluetooth USB adapter, furthermore the device can be configured as well as an application control be performed. Likewise, the device according to the invention can be connected via the converter box wired.
CompactFlash® Card-LesegerätCompactFlash ® Card Reader
Mit dem CompactFlash® Card-Lesegerät können die auf der CompactFlash® Card gespeicherten Daten von der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgelesen werden. Ebenfalls können über das CompactFlash® Card-Lesegerät die erfindungsgemäße Vorrichtung konfiguriert werden und/oder mehrere CompactFlash® Cards mit unterschiedlichen Konfigurationen angelegt werden.With the CompactFlash ® card reader, the data stored on the CompactFlash ® Card can be read out by the device according to the invention. ® via the Compact Flash card reader can also be configured, the inventive apparatus and / or more CompactFlash ® cards are applied with different configurations.
Optionale ModuleOptional modules
Eine ergänzende PC-Software ermöglicht das Auslesen und Darstellen der Therapiekontrolldaten und die Ferneinstellung aller genannten Therapiegeräte über die Software, sowie die PCgestützte Auswertung von Titrationsdaten aus einem Beatmungs-Titrationsgerät.A supplementary PC software allows the readout and presentation of the therapy control data and the remote adjustment of all mentioned therapy devices via the software, as well as the PC-aided evaluation of titration data from a ventilation titration device.
Kombination mit TherapiesystemenCombination with therapy systems
Als Kontrollsystem kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mit gängigen CPAP-, BiLevel- und APAP-Titrations- Heimbeatmungs - Therapiesystemen kombiniert werden. Die Koppelung der Systeme erfolgt schnell und einfach über den Pneumo-T-Adapter, der zwischen Schlauch und Maske gesteckt wird.As a control system, the device according to the invention can be combined with conventional CPAP, BiLevel and APAP titration home ventilation therapy systems. The coupling of the systems is quick and easy via the Pneumo-T adapter, which is inserted between the hose and the mask.
Peripheriegeräteperipherals
- • USB-Port: von Windows unterstützt,• USB port: supported by Windows,
- • Anschlüsse: zumindest drei freie USB-Schnittstellen für den Anschluss von Kartenlesegerät, USB-Anschlusskabel zum Datalogger und Bluetooth®-USB-Adapter• Connections: at least three free USB interfaces for the connection of card reader, USB connection cable to the datalogger and Bluetooth ® USB adapter
-
• Grafikkarte: von Microsoft Windows unterstützt, mind. Auflösung 1024x768, Farbtiefe 16 Bit• Graphics card: supported by Microsoft Windows, min. Resolution 1024x768,
color depth 16 bit - • Monitor: 17" CRT-Monitor oder 15" TFT-Monitor• Monitor: 17 "CRT monitor or 15" TFT monitor
- • Maus: Windows-kompatible Maus• Mouse: Windows compatible mouse
- • Drucker: von Microsoft Windows unterstützt• Printer: supported by Microsoft Windows
- • Netzwerk: Netzwerkkarte, 10/100 MBit (nur bei Verwendung des Netzwerk-USB-Servers)• Network: Network card, 10/100 MBit (only when using the network USB server)
Softwaresoftware
Die Software dient zur Analyse und bietet alternative Auswertungsvorschläge an. Die Bewertung der automatisch erstellten Analyseergebnisse obliegt dem Arzt. Bei jedem neuen Programmieren der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Uhrzeit im Grundgerät mit der Systemuhrzeit des PC's abgeglichen. Bei Unterbrechung der Datenübertragung zum PC werden die Messdaten im Gerät weiterhin gespeichert. In der Software werden die Signale als Nulllinie dargestellt. Alle Daten sind auslesbar.The software is used for analysis and offers alternative evaluation suggestions. The evaluation of automatically generated analysis results is the responsibility of the physician. With each new programming of the device according to the invention, the time in the basic unit is compared with the system time of the PC. If the data transfer to the PC is interrupted, the measurement data is still stored in the device. The software displays the signals as a zero line. All data is readable.
Wie die EMGs wird auch das EKG bipolar abgeleitet. Die polysomnographische Ableitung von der erfindungsgemäßen Vorrichtung lehnt sich an die Einthoven-Ableitung an. Die Bezugselektrode ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Erdelektrode an einer beliebigen Körperstelle.Like the EMGs, the ECG is derived bipolar. The polysomnographic derivative of the device according to the invention is based on the Einthoven derivative. The reference electrode in the device according to the invention is the earth electrode at an arbitrary body location.
Mit Hilfe von Gurten, die in seitliche Ösen (a,b,c) des Gerätes geführt werden, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung einem Patienten angelegt werden. Durch Klettbänder können die Gurte dem Körperumfang des Patienten angepasst werden. Der Gurt besteht aus einem hautfreundlichen elastischen Flauschband.With the help of straps, which are guided in lateral eyelets (a, b, c) of the device, the device according to the invention can be applied to a patient. With Velcro straps, the straps can be adjusted to the body circumference of the patient. The strap consists of a skin-friendly elastic loop tape.
Sensortest durchführenPerform sensor test
Zur Überprüfung, dass alle Sensoren gut angeschlossen sind, kann nach dem Anlegen der Sensoren und der Geräte einen Test durchgeführt werden. Dazu wird die Taste (
Nach erfolgreichem Anlegen aller konfigurierten Elektroden/Sensoren leuchtet an der erfindungsgemäßen Vorrichtung keine LED mehr. An der erfindungsgemäßen Vorrichtung gibt es dann keine Zustandsänderung der LED mehr, wenn im nächsten Schritt der Sensortest durch Schließen des Impedanzfensters in der Software beendet wird.After successful application of all configured electrodes / sensors no LED lights on the device according to the invention. At the device according to the invention there is then no change of state of the LED more, if in the next step the sensor test is terminated by closing the impedance window in the software.
Beim Sensortest werden alle Kanäle, also auch Effort- und Pulsoximetriesensoren, sowie Thermistor und Nasenbrille auf Vorhandensein eines Signals geprüft. Wenn die LED aus ist, bedeutet dies: „Sensor ist angeschlossen und übermittelt ein (physiologisches) Signal“.The sensor test checks all channels, including the effort and pulsoximetry sensors, as well as the thermistor and nasal cannula for the presence of a signal. When the LED is off, it means: "Sensor is connected and transmits a (physiological) signal".
Ein Impedanztest durchläuft immer einmal alle konfigurierten Kanäle und zeigt dann sein Ergebnis, bis das Fenster geschlossen oder ein neuer Test gestartet wird.
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2007
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