DE10237692A1

DE10237692A1 - Modulares Universaladapter-Telemedizinsystem

Info

Publication number: DE10237692A1
Application number: DE10237692A
Authority: DE
Inventors: Peter Hufnagl; Martin Schultz; Trong-Nghia Nguyen-Dobinsky
Original assignee: GHC GLOBAL HEALTH CARE GmbH
Current assignee: GHC GLOBAL HEALTH CARE GmbH
Priority date: 2002-08-15
Filing date: 2002-08-15
Publication date: 2004-02-26
Also published as: US20060122466A1; EP1531722A1; WO2004017827A1; AU2003253406A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein modulares Telemedizinsystem mit einem Universaladapter für die Verbindung von patientenseitig mindestens einfach vorhandenen Funktionsmodulen für Diagnostik, Identifikation und audiovisuelle Kommunikation mit einem variablen Prozessmodul zur Datenübertragung, -verarbeitung und -ausgabe. DOLLAR A Die Verbindung des jederorts einsetzbaren Systems mit einem arztseitigen Empfangszentrum ermöglicht die mobile telemedizinische Betreuung von Patienten. DOLLAR A Das System umfasst vorzugsweise eine Vielzahl von Funktionsmodulen für die Aufnahme von Daten. Über eine drahtgebundene Verbindung zwischen Funktionsmodul und Universaladapter ist die vereinfachte, grundlegende Bedeutung aller Funktionsmodule möglich sowie die drahtlose bzw. drahtgebundene Übertragung der Daten an entsprechende Prozessmodule. Jedes Funktionsmodul kann sowohl im Einzelnen als auch in Kombination mit Universaladapter und Prozessmodul verwendet werden. DOLLAR A Funktionsmodul und Universaladapter besitzen eine zentrale Recheneinheit für die Datenverarbeitung und nichtmechanische Speicherelemente für die Datenspeicherung sowie an der Moduloberfläche für die Bedienung notwendige Bedien- und Signalelemente.

Description

Die Erfindung betrifft ein modulares Telemedizinsystem.
Telemedizinsysteme sind beispielsweise aus der älteren Patentanmeldung DE 101 54 908.3 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Telemedizinsystem der gattungsgemäßen Art zu schaffen, das sich universell einsetzen lässt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Telemedizinsystem mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Insbesondere durch den Einsatz eines Universaladapters für die Verbindung von patientenseitig mindestens einfach vorhandenen Funktionsmodulen für Diagnostik, Identifikation und audiovisuelle Kommunikation mit einem variablen Prozessmodul zur Datenübertragung, -verarbeitung, und -ausgabe ergibt sich ein sehr flexibles System. Durch die Verbindung des erfindungsgemäßen Telemedizinsystems mit einem arztseitigen Empfangszentrum ist die telemedizinische Betreuung von Personen möglich.

Die Kombination aus Universaladapter und in Zahl und Funktion variablen Einzel- und Prozessmodulen stellt hier ein System dar, welches auf sehr flexible Weise eingesetzt werden kann. Dabei begünstigen insbesondere die geringen physikalischen Abmaße der Systemkomponenten – Universaladapter, Funktions- und Prozessmodule – die mobile Verwendung des Telemedizinsystems.

Hinsichtlich der Konfiguration der Funktionsmodule wird in dieser Erfindung auf die ältere Patentanmeldung DE 101 54 908.3 Bezug genommen, deren Offenbarung somit Bestandteil der Beschreibung ist.

Die Verwendung des Gerätes erfolgt in Situationen, in denen gerätediagnostische Untersuchungen akut erkrankter Personen, chronisch Kranker sowie Gesunder für die ärztliche Entscheidung notwendig sind, bisher diese aber situationsbedingt nicht möglich waren oder nach derzeitigem Stand der Technik nur durch einen unverhältnismäßig hohen technischen Aufwand möglich sind. Solche Situationen stellen z.B. die mobile medizinische Betreuung von Einzelpersonen oder Personengruppen im Ausland, die direkte Betreuung chronisch Kranker in der häuslichen Umgebung aber auch die regelmäßige prophylaktische Selbstuntersuchung durch Gesunde dar.

Die besondere Gestaltung des Anschlusses des Univer saladapters und die entsprechend uniform konfigurierten Anschlüsse der Funktionsmodule ermöglichen es, jedes der Funktionsmodule in gleicher Art und Weise mit dem Universaladapter und somit auch mit den Prozessmodulen zu verbinden. Dabei sind die Anschlüsse von Universaladapter und Funktionsmodul derart geformt, dass eine Verbindung auch durch Ungeübte intuitiv korrekt hergestellt werden kann und dass eine robuste Steckverbindung entsteht.

Weiterhin ist der Universaladapter derart gestaltet, dass darüber eine grundlegende, vereinfachte Bedienung jedes Funktionsmoduls in einheitlicher Art und Weise möglich ist. Durch den Universaladapter wird die Steuerung unterschiedlicher Diagnostikgeräte auf eine Zwei-Knopfsteuerung reduziert. Über zwei an der Oberfläche des Universaladapters befindlichen Bedienknöpfe können bei allen Funktionsmodulen die Datenaufnahme, -übertragung und eine Statusabfrage durchgeführt werden. Unterstützt wird die Bedienung durch entsprechende visuelle Signalelemente (LED) und akustische Signale sowie eine Funktionsanzeige, die den Betriebszustand signalisieren und auf Bedienschritte verweisen.

Diese universelle Steuerung über den Universaladapter erlaubt es, unerfahrenen Personen mit ganz unterschiedlichen Funktionsmodulen/Diagnostikgeräten sofort umzugehen. Eine erweiterte Bedienung bzw. Kon figuration des Universaladapters und der Funktionsmodule ist sowohl per Fernzugriff durch das arztseitige Empfangszentrum als auch durch entsprechende Prozessmodule, wie z.B. PC oder PDA, möglich.

Die im erfindungsgemäßen Telemedizinsystem mindestens einfach vorhandenen Funktionsmodule sind in der Regel handgroße, transportable, medizinische Messgeräte für die Erfassung diagnostischer Parameter, wie z.B. die elektrophysiologische Herzaktion, den Blutdruck, die Körpertemperatur oder die Sauerstoffsättigung des Blutes. Die Module werden entweder durch den Patienten selbst oder durch eine weitere Person am Patienten angewendet. Geräteentsprechende Sensoren nehmen dabei die Messwerte auf, die dann auf nichtmechanischen Speicherelementen im Gerät gespeichert werden. Alle Funktionsmodule sind voll funktionsfähige Einzelgeräte und lassen sich unabhängig von den übrigen Komponenten des Systems benutzen. Hierfür weisen alle Funktionsmodule entsprechende Bedienelemente und Signalelemente sowie ein variables Display auf. Durch die Verbindung der Funktionsmodule unter Verwendung des Universaladapters mit einem entsprechenden Prozessmodul – vorzugsweise einem Mobiltelefon – lassen sich die Daten an das arztseitige Empfangszentrum übermitteln und stehen dort dem Arzt für diagnostische und/oder therapeutische Entscheidungen zur Verfügung. Die Steuerung des gesamten Telemedizinsystems (Funktionsmodul, Universaladapter, Prozessmodul) er folgt in einfacher Weise über den Universaladapter (1).

Folgende diagnostische Funktionsmodule kommen für eine Integration in das System in Frage: ein Elektrokardiograph, ein Pulsoximeter, ein Spirometer, ein Blutdruckmessgerät, ein Thermometer, ein Kardiotokograph, ein Herzrhythmusüberwachungsgerät (Eventrecorder), ein Blutzuckermessgerät sowie weitere Geräte. Die Integration zusätzlicher Module in das System wird maßgeblich durch die Anforderungen an die Gestaltung des Anschlusses bestimmt.

Neben den diagnostischen Funktionsmodulen existieren im Telemedizinsystem weitere Formen des Funktionsmoduls. Dies ist beispielsweise ein Modul zur Personenidentifikation. Über biometrische Verfahren (z.B. Fingerprint, Irisscan) bzw. das Auslesen von Identifikationskarten sind vermittels des Moduls eine Authentifizierung des Übermittelnden und/oder eine Signierung der übertragenen Daten möglich. Die Erweiterung des Telemedizinsystems um ein solches Identifikationsmodul bietet gegenüber derzeit üblichen geräteinternen Identifikationsmechanismen – wie z.B. die Rufnummernübermittlung der Kommunikationsvorrichtung bzw. die Geräte-ID der diagnostischen Funktionsmodule – den Vorteil, dass das Telemedizinsystem auch innerhalb von Personengruppen angewendet werden kann und eine Zuordnung der Messdaten zu einzelnen Perso nen zulässt.

Weitere mögliche Funktionsmodule dienen, der Erfassung von Bild-, Video- und Audiodaten. Die Übertragung dieser Daten an das arztseitige Empfangszentrum dient dem Arzt zum Treffen diagnostischer und therapeutischer Entscheidungen.

Der modulare Aufbau des Telemedizinsystems gestattet den flexiblen Einsatz innerhalb unterschiedlicher Szenarien. Die Ausstattung des Telemedizinsystems mit den Funktionsmodulen erfolgt bedarfsentsprechend. Dabei bestimmen die medizinischen Erfordernisse, ob das System nur ein ausgewähltes diagnostisches Funktionsmodul für z.B. das Monitoring des Blutzuckers enthält oder alle verfügbaren Funktionsmodule einschließt und somit ein breites Spektrum an gerätediagnostischen Untersuchungen und eine komfortable audiovisuelle Kommunikation möglich sind.

Als Prozessmodul können grundsätzlich verschiedene mobile Telekommunikationsgeräte sowie Datenverarbeitungs- und Ausgabegeräte (PC, Drucker, etc.) Verwendung finden. So kann für die Datenübertragung sowohl ein konventionelles GSM- bzw. GPRS-Mobiltelefon als auch ein UMTS- bzw. ein Satellitentelefon zum Einsatz kommen.

Der Austausch der Daten zwischen den Funktionsmodulen und dem Universaladapter erfolgt drahtgebunden. Die entsprechenden I/O-Anschlüsse auf Seiten des Universaladapters und der Funktionsmodule entsprechen einem universellen Standard (z.B. USB-2.0-Standard). Als Übertragungsprotokoll kommt hierbei ein Standard-Internet-Protokoll (z.B. TCP/IP) in Frage.

Die Anbindung des Universaladapters an die Prozessmodule kann wahlweise drahtgebunden – über gerätespezifische I/O-Anschlüsse – oder auch drahtlos (Bluetooth, WLAN) erfolgen.

Durch die Integration entsprechender Anwendersoftware in den Universaladapter ermöglicht das System die Erstellung und die Überwachung von Diagnostik- und Therapieschemata. Hierbei wird berücksichtigt, welche Funktionsmodule im System registriert und somit verfügbar sind. Die automatische Registrierung der Funktionsmodule am Universaladapter erfolgt durch die Verbindung zwischen den Modulen.

Bei gleichzeitiger Verwendung von mehreren Telemedizinsystemen äußert sich ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Systems darin, dass die Universaladapter untereinander kommunizieren können. Dies ermöglicht beispielsweise die gemeinsame Nutzung von einzeln vorhandenen Prozessmodulen. Die Übertragung der Daten von den Universaladaptern zum Prozessmodul erfolgt hierbei über eine einzige gemeinsame Übertragungs strecke eines Universaladapters. So ist es wiederum möglich, gleichzeitig mehrere diagnostische Daten verschiedener Funktionsmodule vermittels eines Prozessmoduls zu verarbeiten bzw. zu übertragen ( 2e).

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 den grundsätzlichen Aufbau des modularen Universaladapter-Telemedizinsystems;

2 verschiedene Verwendungsmöglichkeiten der einzelnen Systemkomponenten und

3 detaillierter den schematischen Aufbau des Universaladapters und des Funktionsmoduls.

Das erfindungsgemäße Telemedizinsystem 10 hat einen modularen Aufbau. Es umfasst grundlegend die drei Komponenten Funktionsmodul 40, Universaladapter 20 und Prozessmodul 60. Über eine drahtlose Übertragungsstrecke 90 kann sich das Telemedizinsystem 10 mit Hilfe entsprechender Prozessmodule 60 mit einem arztseitigen Empfangszentrum 80 verbinden (1).

Das Funktionsmodul 40 ist ein in Funktion und Zahl variabel vorkommendes Modul, welches entweder ein medizinisches Diagnostikmodul zur Erfassung festgelegter diagnostischer Parameter, ein Identifikationsmodul zur Personenidentifikation oder ein audio-visuelles Kommunikationsmodul darstellt.

Als medizinische Diagnostikmodule kommen ein Elektrokardiograph, ein Pulsoximeter, ein Spirometer, ein Blutdruckmessgerät, ein Thermometer, ein Kardiotokograph, ein Herzrhythmusüberwachungsgerät (Eventrecorder) ein Blutzuckermessgerät oder weitere Messgeräte in Frage.

Alle Funktionsmodule 40 sind durch gemeinsame technische Merkmale gekennzeichnet. So verfügen alle Geräte über einen identischen Anschluss 42/44 für den Universaladapter 20. Über den bifunktionalen Anschluss erfolgt die Ladung des modulinternen Akkumulators sowie die drahtgebundene Datenübertragung. Auf der Moduloberfläche befinden sich Bedienelemente 56 für den Messbetrieb. Darüber hinaus besitzen alle Funktionsmodule 40 in Form und Größe variable Displays 58 zur Messwertanzeige und/oder Funktionskontrolle. Die diagnostischen Funktionsmodule halten funktionsentsprechende Messsensoren 48 für die Messung der diagnostischen Parameter vor. bzw. ein als Identifikationsmodul gestaltetes Funktionsmodul verfügt über eine Lesevorrichtung, die biometrische Identifikationsmerkmale (Fingerprint, Iris) bzw. Identifikationskarten ausliest.

Ein weiteres Funktionsmodul 40, ausgestattet mit Sensoren zur Erfassung akustischer und visueller Signale sowie größeren Farb-Display und Lautsprecher, dient der audio-visuellen Kommunikation.

Der Universaladapter 20 verfügt über einen universellen I/O-Anschluss 22/24 (z.B. USB-2.0-Standard) für die Funktionsmodule 40 über den die drahtgebundene Datenübertragung und die Akkuladung der Funktionsmodule 40 erfolgt. Über eine drahtlose Verbindung (z.B. Bluetooth, WLAN) erfolgt der Datenaustausch mit dem Prozessmodul 60. Den Gebrauch des Moduls unterstützen Bedienelemente 36 und Funktionsanzeigen 38 auf der Moduloberfläche. Des Weiteren enthält der Universaladapter 20 für den stromnetzunabhängigen Betrieb einen eigenen Akkumulator 26. Die Akkumulatoren des Universaladapters 20 und der Funktionsmodule 40 werden über ein mit dem Universaladapter 20 verbundenes Ladekabel 27 aufgeladen.

Aus dem modularen Aufbau des Telemedizinsystems 10 leiten sich die unterschiedlichen Verwendungsmöglichkeiten des Systems ab. So besteht neben der direkten Verwendung der Funktionsmodule 40 (2a) die Möglichkeit, alle Funktionsmodule 40 sequenziell mit dem Universaladapter 20 zu verbinden und sie über den Universaladapter 20 in identischer Art und Weise zu bedienen (2b). Diese Bedienung sieht vor allem grundlegende Bedienschritte wie Datenaufnahme, -übertragung und Statusabfrage vor. Die Verwendung des modularen Universaladapter-Telemedizinsystems als solches beinhaltet weitergehend die drahtlose bzw. drahtgebundene Verbindung des Universaladapters 20 mit einem Prozessmodul 60 (2c, d). Über geeignete Prozessmodule kann somit die Verbindung zum arztseitigen Empfangszentrum 80 über eine Übertragungsstrecke 90 hergestellt werden.

Die drahtlose Kommunikation von Universaladaptern 20 untereinander ermöglicht weitergehend die gemeinsame Nutzung von einzeln vorhanden Prozessmodulen 60 (2e).

10: Telemedizinsystem
20: Universaladapter
22: I/O-Anschluss (z.B. USB)
24: Stromanschluss (z.B. USB)
26: Akkumulator
27: Ladekabel
28: drahtlose Schnittstelle (WLAN/Bluetooth)
30: Zentrale Recheneinheit
36: Bedienelemente
38: Funktionsanzeige
40: Funktionsmodul
42: I/O-Anschluss (z.B. USB)
44: Stromanschluss (USB)
46: Akkumulator
48: Messsensor
50: Zentrale Recheneinheit
56: Bedienelemente
58: Display
60: Prozessmodul
80: Empfangszentrum
90: Übertragungsstrecke

Claims

Modulares Universaladapter-Telemedizinsystem umfassend a) in Zahl und Funktion variable Funktionsmodule für Identifikation, Kommunikation und/oder die Verwendung bei diagnostischen Untersuchungen; b) einen universellen Universaladapter für die Verbindung der Funktionsmodule mit einem c) Prozessmodul, welches der Datenausgabe, der Datenverarbeitung und/oder -übertragung dient.
Modulares Universaladapter-Telemedizinsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Verwendung der Funktionsmodule erhobenen Daten messbare medizinische Parameter und/oder Identifikationsmerkmale und/oder audio-visuelle Daten sind.
Modulares Universaladapter-Telemedizinsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich alle Funktionsmodule über den Universaladapter in gleicher Art und Weise bedienen lassen.
Modulares Universaladapter-Telemedizinsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei medizinisch diagnostischen Untersuchungen Funktionsmodule in Form diagnostischer Funktionsmodule Verwendung finden.
Modulares Universaladapter-Telemedizinsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das diagnostische Funktionsmodul ein Elektrokardiograph, ein Pulsoximeter, ein Spirometer, ein Blutdruckmessgerät, ein Thermometer, ein Kardiotokograph, ein Herzrhythmusüberwachungsgerät (Eventrecorder) ein Blutzuckermessgerät oder dergleichen ist.
Modulares Universaladapter-Telemedizinsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erfassung von Identifikationsmerkmalen ein Funktionsmodul in Form eines Identifikationsmoduls Verwendung findet.
Modulares Universaladapter-Telemedizinsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Identifikationsmodul biometrische Daten (z.B. Fingerprint, Iris) erfasst und/oder Identifikationskarten liest.
Modulares Universaladapter-Telemedizinsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die audio-visuelle Kommunikation ein Funktionsmodul in Form eines Kommunikationsmoduls Verwendung findet.
Modulares Universaladapter-Telemedizinsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsmodul Sprach-, Bild- und Videodaten aufnimmt und in Echtzeit überträgt.
Modulares Universaladapter-Telemedizinsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Funktionsmodule und der Universaladapter über einen internen Akkumulator verfügen.
Modulares Universaladapter-Telemedizinsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Funktionsmodule und der Universaladapter über einen universellen I/O-Anschluss verfügen, über den zum einen die Datenübertragung zwischen den Modulen und zum anderen die Akkuladung der Funktionsmodule erfolgt.
Modulares Universaladapter-Telemedizinsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Universaladapter über den universellen Anschluss verbundene Funktionsmodule automatisch registriert.
Modulares Universaladapter-Telemedizinsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Funktionsmodule und der Universaladapter über eine zentrale Recheneinheit und nichtmechanische Speicherelemente zur temporären und/oder längerfristigen Speicherung der Daten verfügen.
Modulares Universaladapter-Telemedizinsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Funktionsmodule und der Universaladapter über jeweils zwei oder drei Bedienelemente und mehrere akustisch/visuelle Signalelemente und über eine Funktionsanzeige und/oder Display an der Moduloberfläche verfügen.
Modulares Universaladapter-Telemedizinsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Funktionsmodule mit und ohne Universaladapter verwendet werden können.
Modulares Universaladapter-Telemedizinsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Universaladapter über eine drahtlose Schnittstelle (z.B. WLAN oder Bluetooth) und einen drahtgebundenen I/O-Anschluss verfügt, über die wahlweise die Datenübertragung zum Prozessmodul erfolgt.
Modulares Universaladapter-Telemedizinsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Universaladapter eine Anwendersoftware integriert ist, mit Hilfe derer die Überwachung von Diagnostik- und Therapieschemata, unter Berücksichtigung der registrierten Funktionsmodule, möglich ist.
Modulares Universaladapter-Telemedizinsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung mehrerer modularer Universaladapter-Telemedizinsysteme eine drahtlose Kommunikation zwischen den Universaladaptern möglich ist und durch eine einzelne drahtlose bzw. drahtgebundene Übertragungsstrecke zu einem Prozessmodul die gemeinsame Nutzung des Prozessmoduls erfolgen kann.
Modulares Universaladapter-Telemedizinsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Prozessmodul grundsätzlich verschiedene Geräte zur Datenverarbeitung, -ausgabe und -übertragung Verwendung finden können, wie z.B. Kommunikationsgeräte (Funktelefone), Computer, Drucker, etc.