DE2816494B2

DE2816494B2 - Gerät zum Erfassen physiologischer Meßwerte

Info

Publication number: DE2816494B2
Application number: DE2816494A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: COLLECTRON SYSTEMS AG EFFRETIKON CH
Current assignee: COLLECTRON SYSTEMS AG EFFRETIKON CH
Priority date: 1978-04-15
Filing date: 1978-04-15
Publication date: 1981-05-27
Also published as: DE2816494A1

Description

Die Erfindung geht von einem Gerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aus.

In der medizinischen Praxis wie auch in der Forschung ergibt sich manchmal die Notwendigkeit, physiologische Parameter an Patienten zu erfassen, deren Bewegungsfreiheit nicht gehemmt werden darf. Dies ist z. B. bei Leistungssportlern, im Rehabilitationstraining und in der Arbeitsmedizin der Fall. Eine »Verkabelung« des Patienten ist hier nicht möglich. Die durch geeignete Meßfühler in Spannungen umgesetzten Parameter (Pulsfrequenz, Arrythmien, Temperatur, Hautwiderstand usw.) müssen daher auf anderen Wegen dem Auswertungsgerät zugeführt werden. Hierzu standen bisher tragbare Kleinstmagnetbandgeräte und die Funktelemetrie zur Verfügung.

Bei der Funktelemetrie werden die Meßdaten unmittelbar drahtlos durch Sender an ein Empfangsund Auswertegerät übertragen. Die wesentlichen Nachteile liegen darin, daß zum einen die Reichweite der Sender und zum anderen die Anzahl der Sender, die simultan betrieben werden können, beschränkt ist. Bei den bekannten Geräten können höchstens vier bis sechs achtkanälige Sender gleichzeitig betrieben werden.

Diese Einschränkungen haben dazu geführt, daß man Geräte entwickelt hat, welche die von den Meßwertaufnehmern gelieferten Daten nicht drahtlos übermitteln, sondern auf Magnetband speichern. Ein solches Magnetbandgerät, welches die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 erfüllt, ist aus der Zeitschrift »Electronics & Power« vom Dezember 1967, S. 455 bis 457, bekannt. Nach Abschlrß der Messungen wird das Magnetband in ein Auswertegerät eingelegt und nach üblichen Verfahren ausgewertet. Die Magnetbandgeräte haben den Fortschritt gebracht, daß sie reichweitenunabhängig und in beliebiger Zahl gleichzeitig betrieben werden können. Sie haben jedoch auch gewichtige Nachteile.

Zum einen besitzt das Magnetbandgerät eine Vielzahl von beweglichen Teilen, die das Gerät wegen der Bewegungen der Meßperson störanfällig machen.

Ferner ist ein häufiger Batteriewechsel erforderlich, etwa einmal täglich. Bei 200 Einsatztagen im Jahr hat man daher allein etwa DM 2000,— Batteriekosten im Jahr. Schließlich ist bekannt daß bei Magnetbandgeräten gegen Ende der Batterielebensdauer erhebliche Gleichlaufschwankungen und Aufzeichnungsfehler auftreten. Da die Geräte bequem am Körper tragbar sein sollen, ist ihr Volumen und damit die Länge des Magnetbandes beschränkt; um dennoch eine angemessene Aufnahmedauer zu erzielen, muß mit sehr langsamer Bandgeschwindigkeit gearbeitet werden. Die niedrige Bandgeschwindigkeit führt ihrerseits zu so niedrigen Signalamplituden, daß besonders empfindliche Magnetköpfe erforderlich sind. Insgesamt gesehen ist das bekannte Magnetbandgerät daher technisch sehr aufwendig und sowohl in der Herstellung als auch im Betrieb teuer.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil eines Magnetbandgerätes besteht darin, daß es keine rasche Auswertung erlaubt, was für ärztliche Diagnosezwecke von erheblicher Bedeutung ist Bei einem handelsüblichen Magnetbandgerät dauert die Auswertung etwa zwanzig Minuten, längere Wartezeiten am Auswertegerät nicht eingerechnet.

Aus der Zeitschrift »Der Elektroniker« Nr. 1, 1971, Seite 8, ist es zwar schon bekannt, die analogen Signale von stationären Patientenüberwachungsgeräten zu digitalisierer, und direkt einer Datenverarbeitungsanlage zur Auswertung zuzuführen. Dies ist jedoch bei

so tragbaren Geräten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 allenfalls in Ausnahmefällen möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Gerät der eingangs genannten Art zu schaffen, welches die genannten Nachteile vermeidet, also handlich und kostengünstig ist, einerseits Langzeitüberwachungen, andererseits aber auch eine wesentlich schnellere Auswertung ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Gerät mit den im Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Die Erfindung beruht wesentlich auf dem Gedanken, daß bei der Aufzeichnung physiologischer Meßwerte ein periodisches Abfragen der Meßfühler meist vollauf genügt, während bei Magnetbandgeräten eine kontinuierliche Aufzeichnung erfolgt Die erhaltenen Meßwerte werden daher erfindungsgemäß digitalisiert und in einem nur digitalen Daten zugänglichen Halbleiterspeicher, vorzugsweise einem C-MOS-Speicher, gespeichert.
Beispielsweise kann man ein Elektrokardiogramm dadurch erfassen, daß man es in zwei Komponenten zerlegt, die dem Speicher über getrennte Kanäle eingegeben werden. Im einen Kanal wird die Pulsfrequenz erfaßt, im zweiten Kanal wird die Anzahl der Extrasystolen je Zeiteinheit aufgezeichnet. Durch diese beiden Parameter läßt sich das belastungsabhängige Verhalten eines vorher konventionell durchgemessenen Herzens gut verfolgen.

Erwähnenswert ist die einfache Handhabung des Geräts. Da jegliche Mechanik fehlt, treten die bei Magnetbandgeräten gefürchteten Gleichlaufschwankungen und Verschleißerscheinungen nicht auf. Somit entfällt eine kostspielige Wartung. Auch der häufige Batteriewechsel erübrigt sich, was zur Senkung der Betriebskosten führt, eine Batterie reicht für etwa 1 Jahr. Auf Knopfdruck lassen sich die Meßwerte des gesamten Erfassungszeitraumes als Kurven auf einem Bildschirm zur Sofortdiagnose darstellen. Lange Wartezeiten behindern den zügigen Ablauf der Untersuchun-

gen nicht mehr.

Bei vorgegebener Anzahl der Speicherplätze im Halbleiterspeicher ist die erreichbare Aufnahmedauer eine Funktion der Meßintervalle. Bei einem praktisch realisierten Gerät mit Speicherplätzen für 2000 Meßwerte ergibt sich eine Aufnahmedauer von knapp drei Stunden, wenn alle fünf Sekunden ein Meßwert gespeichert wird. Wählt man jedoch ein Meßintervall von fünf Minuten, was für viele Zwecke ausreicht, so erhöht sich die Aufnahmedauer auf sieben Tage. Das realisierte Gerät ist lediglich so groß, wie es bei handelsüblichen Magnetbandgeräten bereits die Magnetbandcassette ist, und das Gewicht beträgt nur ein Viertel oder noch weniger des Gewichts eines dieser herkömmlichen Magnetbandgeräte.

Um mehrere physiologische Parameter erfassen zu können, schaltet man dem Analog-zu-Digitalwandler einen Multiplexer vor, der zweckmäßigerweise durch eine programmierbare Steuereinheit, vorzugsweise unter Verwendung eines Mikroprozessors, gesteuert wird. Durch die Steuereinrichtung wird die Speicherkapazität auf mehrere Parameter bzw. Meßkanäle aufgeteilt, so daß die Parameter simultan erfaßt werden können. Die Steuereinrichtung kann ferner die Meßintervalle steuern. Ferner kann sie mit besonderem Vorteil dazu herangezogen werden, die Meßdaten zu reduzieren bzw. zu komprimieren, indem z. B. als Daten nur Differenzen zum jeweiligen vorherigen Meßwert oder nur außergewöhnliche Ereignisse (z. B. Herzasy stolien) aufgezeichnet werden. Dadurch ergibt sich eine bessere Ausnutzung der vorhandenen Speicherkapazität

Am Ende der Aufnahmedauer schließt man das Gerät über ein Kabel an ein Auswertegerät an, in dessen Hauptspeicher die Daten innerhalb weniger Sekunden übertragen werden können. Danach ist das Datenerfassungsgerät sofort wieder betriebsbereit Die im Auswertegerät gespeicherten Daten lassen

ίο sich nun auf vielfache Weise weiterverarbeiten. Auf einem Bildschirm können die Meßwerte als Kurven sofort sichtbar gemacht werden und geben dem Anwender so einen Überblick über die gesamte Aufnahmedauer. Ein geschlossener Schreiber stellt in kurzer Zeit ein mehrfarbiges Diagramm her, das als Grundlage für die weitere Auswertung dient Ein angeschlossener Rechner kann die Meßwerte ohne Zwischenspeicherung auf Magnetband sofort zur weiteren mathematischen Analyse übernehmen. Weite re Peripheriegeräte (Floppydisk, EDV, Modem usw.) können angeschlossen werden.

Die Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild des neuen Gerätes 8. Die von mehreren Meßfühlern 1, 2, 3 gelieferten Meßsignale werden über einen Multiplexer 4 und einen Analog-zu-Digitalwandler 5 einem Halbleiterspeicher 6 zugeführt, aus dem sie durch ein Auswertegerät abgerufen werden können. Der Funktionsablauf des Gerätes wird durch eine programmierbare Steuereinheit 7 gesteuert

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Batteriebetriebenes Gerät zum Erfassen physiologischer Meßwerte, welches am Körper der Meßperson tragbar ist und die durch Meßfühler in elektrische Spannungssignale umgewandelten Meßwerte in einem Meßwertspeicher speichert, dadurch gekennzeichnet, daß zur Digitalisierung der Meßwerte ein Analog-Digitalwandler (5) vorgesehen ist und daß der Meßwertspeicher ein Halbleiterspeicher (6) ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterspeicher (6) ein C-MOS-Speicher ist

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Analog-zu-Digitalwandler (5) ein Multiplexer (4) vorgeschaltet ist.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Funktionsablaufs eine programmierbare Steuereinrichtung (7) vorgesehen ist

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (7) einen Mikroprozessor enthält.