DE10001698A1

DE10001698A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Messen von Werten einer liegenden Person sowie Drucksensor

Info

Publication number: DE10001698A1
Application number: DE10001698A
Authority: DE
Inventors: Klaus Jansen; Michael Vent
Original assignee: Thomas Hilfen Hilbeg GmbH and Co KG
Current assignee: Thomas Hilfen Hilbeg GmbH and Co KG
Priority date: 1999-10-19
Filing date: 2000-01-18
Publication date: 2001-04-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Messen von Werten einer liegenden Person sowie einen hierfür verwendbaren Drucksensor. Bekannt sind Matratzen mit einer sehr großen Anzahl von Sensoren zum Messen der Druckbelastungen einer sich auf der Matratze befindenden Person, die zur Dekubitusprophylaxe dienen. Diese Matratzen sind störanfällig und wartungsintensiv. Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Messdatenerfassung bei einer derartigen Matratze zu verbessern. Gelöst wird dieses Problem durch eine Vorrichtung mit Sensoren, die im Thorax- und/oder Sakralbereich angeordnet sind. Die Erfindung betrifft auch einen derartigen Drucksensor selbst. Ferner wird das Problem auch durch ein Messverfahren gelöst, wobei Messwerte der Sensoren im Thorax- und/oder Sakralbereich kontinuierlich gemessen und aufgezeichnet werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen von Werten einer liegenden Person, insbesondere deren Bewegung, Bewegungsrichtung und/oder Vitalparameter, mit Sensoren. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Messen derartiger Werte. Schließlich betrifft die Erfindung einen Drucksensor mit einem Sensorelement.

Es ist bekannt, Druckwerte von Körperpartien einer auf einer Matratze liegenden Person zu messen. Derartige Messungen dienen in erster Linie der Dekubitusprophylaxe. Eine aus DE 42 40 782 A1 bekannte Vorrichtung weist hierzu eine Vielzahl von Sen soren, nämlich 33 Reihen mit jeweils 23 Sensoren und damit ins gesamt mehr als 600 Sensoren, auf, welche die Druckbelastungen messen und erhaltene Messwerte an eine Auswerteeinheit über tragen.

Diese bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, dass sie aufgrund der großen Anzahl von Sensoren störanfällig ist. Ferner muss jeder einzelne Sensor kalibriert werden, damit die Messergeb nisse der einzelnen Sensoren miteinander vergleichbar sind. Dies erfordert einen sehr hohen Aufwand, insbesondere da diese Kalibrierung in bestimmten Wartungsintervallen wiederholt wer den muss.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, das Messen von Werten einer liegenden Person zu verbessern.

Zur Lösung dieses Problems ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren im Thorax- und/oder Sakralbereich angeordnet sind. Ferner wird das Problem gelöst durch ein Verfahren zum Messen von Werten einer sich auf einer derartigen Vorrichtung befindenden Person, wobei Messwerte oder Sensoren im Thorax- und/oder Sakralbereich kontinuierlich gemessen und aufgezeichnet werden.

Die Sensoren sind erfindungsgemäß in dem Bereich der Vorrichtung angeordnet, in dem sich der Brustkorb einer auf der Matratze liegenden Person befindet - dem sogenannten Thoraxbereich - und/oder in dem Bereich, in dem sich der Unterleib der Person befindet, dem sog. Sakralbereich. Hierdurch befinden sich die Sensoren im Bereich des Schwerpunktes einer auf der Matratze liegenden Person. Dies erlaubt auf vorteilhafte Weise, Bewegungen sowie deren Richtung der Person zu erfassen. Darüber hinaus kann aufgrund der Anord nung eines Sensors im Thoraxbereich auch der Herzschlag sowie die Atmung der Person auf vorteilhafte Weise erfasst werden.

Bevorzugt werden Drücke mit einem Sensorkissen gemessen und in einer Auswerteeinheit ausgewertet, indem Absolutdrücke der Sen sorkissen und/oder Relativdrücke zwischen mehreren Sensorkissen miteinander verrechnet werden, um eine Bewegung, deren Richtung und/oder Vitalparameter der Person zu ermitteln.

Ein erfindungsgemäßer Drucksensor ist dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor ein Sensorkissen aufweist, das mit einem gasförmigen oder flüssigen Medium gefüllt ist, wobei ein auf das Sensorkissen ausübbarer Druck über das Medium auf das Sen sorelement übertragbar ist. Dabei ist unter dem Begriff "Drucksensor" eine (größere) Anordnung mit einem Kissen - dem Sensorkissen - und wenigstens einem (im Vergleich zu dieser An ordnung kleineren) Sensorelement zu verstehen.

Ein in oder an der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. Matratze angebrachter erfindungsgemäßer Drucksensor bietet den Vorteil, dass er die Aufnahmefläche und damit den Messbereich eines Sensorelements um ein Vielfaches gegenüber der Aufnahmefläche des Sensorelements selbst vergrößert. Dazu ist das Druckelement mit einem Kissen verbunden, das einen von einer sich auf der Matratze befindenden Person ausgeübten Druck auf das Sensorele ment übertragen kann. Insgesamt erreicht man durch das angeschlossene Sensorkissen eine Oberflächenvergrößerung des Sensorelements. Dadurch genügt es, eine Matratze mit nur we nigen, insbesondere zwei bis vier oder fünf Drucksensoren, aus zustatten, um gleichwohl einen großen Bereich der Matratze messtechnisch abzudecken.

Bevorzugt ist das Kissen von einer flüssigkeits- und/oder luftdichten Hülle umschlossen und mit einem gasförmigen oder flüssigen Medium gefüllt, das den Druck auf das Sensorelement weiterleitet. Bei diesem Medium kann es sich insbesondere um Luft, Wasser oder auch eine gelartige Substanz handeln.

Bevorzugt ist das Sensorkissen auch mit einem elastischen Mate rial, beispielsweise Schaumstoff, gefüllt. Dies ist insbeson dere vorteilhaft bei einem luftgefüllten Sensorkissen. Aufgrund der Füllung mit dem elastischen Material erhält nämlich das Sensorkissen immer wieder seine optimale Form. Dies gilt auch dann, wenn die an sich luftdichte Hülle beispielsweise durch geringfügige Beschädigung luftdurchlässig geworden ist und ein ausschließlich mit Luft gefülltes Kissen zusammenfallen würde. Eine Druckmessung mit einem derartigen Sensorkissen kann dann selbst bei geringen Beschädigungen der Kissenhülle durchgeführt werden.

Besonders bevorzugt ist das Sensorelement nicht direkt am Sen sorkissen angebracht, sondern über einen Schlauch bzw. eine Schlauchkapillare mit den Sensorkissen verbunden. Dies hat u. a. den Vorteil, dass das empfindliche Sensorelement an einem me chanisch nicht oder nur wenig beanspruchten Bereich (der Ma tratze) untergebracht werden kann.

Aufgrund der vorteilhaften Auswertung der Absolutdrücke der Sensorkissen und/oder der Relativdrücke zwischen mehreren Sen sorkissen kann man diverse Daten der sich auf der Matratze be findenden Person erfassen. Insbesondere aufgrund einer kombi nierten Absolutdruckmessung und einer Messung der relativen Druckänderungen und ihres zeitlichen Verlaufs können Bewegungen einer sich auf der Matratze befindenden Person erkannt werden. Insbesondere erlaubt die Erfindung festzustellen, ob tatsäch lich eine wesentliche Lageänderung bei einer Bewegung stattge funden hat, bspw. von einer Seiten- in eine Rückenlage oder um gekehrt, oder ob es sich nur z. B. um eine Beinbewegung oder eine externe Manipulation des Bettes bzw. der Matratze ohne we sentliche Lageänderung des Körpers der Person gehandelt hat. Speziell diese Erkennung ist von Bedeutung, wenn eine Matratze im Bereich der Dekubitusprophylaxe eingesetzt werden soll.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau einer Matratze in Seitenansicht;

Fig. 2 einen Drucksensor mit Sensorkissen und Sensorelement gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 einen Drucksensor mit Sensorkissen und Sensorelement gemäß einer zweiten Ausführungsbeispiel;

Fig. 4 die prinzipielle Anordnung von zwei Sensorkissen an einer Matratze in einer Ansicht von oben gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 die prinzipielle Anordnung von zwei Sensorkissen an einer Matratze in einer Ansicht von oben gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;

Fig. 6 die prinzipielle Anordnung von zwei Sensorkissen an einer Matratze in einer Ansicht von oben gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;

Fig. 7 die prinzipielle Anordnung von zwei Sensorkissen an einer Matratze in einer Ansicht von oben gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;

Fig. 8 die prinzipielle Anordnung von drei Sensorkissen an einer Matratze in einer Ansicht von oben gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;

Fig. 9 die prinzipielle Anordnung von drei Sensorkissen an einer Matratze in einer Ansicht von oben gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;

Fig. 10 die prinzipielle Anordnung von vier Sensorkissen an einer Matratze in einer Ansicht von oben gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

Fig. 1 zeigt eine Matratze 10 mit einem auf der Oberseite der Matratze eingelassenen Sensorkissen 11. Das Sensorkissen 11 weist eine derartige Gestalt auf, um in eine entsprechend aus gebildete Ausnehmung der Matratze 10 hinzupassen. Dabei sind die Gestalt und die Ausnehmung derart ausgebildet, dass die Oberfläche der Matratze auch im Bereich des Sensorkissens 11 keine Höhenunterschiede aufweist, d. h. dass die Oberfläche in einer Ebene liegt.

Das Sensorkissen 11 deckt einen großen Bereich der Oberseite der Matratze 10 ab. Die Abdeckung beträgt - bezogen auf die Fläche der Oberseite der Matratze - etwa 3% bis 50%, vorzugs weise 5% bis 25%, je Sensorkissen 11.

Ein Sensorelement bzw. Druckaufnehmer 12 ist am Sensorkissen 11 angebracht. Sensorelement bzw. Druckaufnehmer 12 und Sensorkis sen 11 bilden einen sogenannten Drucksensor 13. Der Druckauf nehmer 12 ist über eine Messleitung 14 mit einer Auswerteein heit 15 verbunden. Die Auswerteeinheit 15 führt die Messdaten aufnahme sowie deren Analyse durch. Die Auswerteeinheit 15 löst ferner geeignete Folgeoperationen aus. Diese Folgeoperationen können insbesondere in der Aktivierung einer Steuerungseinheit 16 bestehen, die über eine Datenleitung 17 bidirektional mit der Auswerteeinheit 15 verbunden ist. Über diese Datenleitung 17 werden Informationen bzw. Daten zwischen der Auswerteeinheit 15 und der Steuerungseinheit 16 ausgetauscht.

Die Steuerungseinheit 16 kann in Reaktion auf eine über die Da tenleitung 17 erfolgte Eingabe der Auswerteeinheit 15 einen Ma tratzenkern in Bewegung versetzen. Dazu ist eine Steuerungs leitung 18 von der Steuerungseinheit 17 zur Matratze 10 vorge sehen. Die Steuerungsleitung 18 kann bspw. eine elektrische Leitung zur Übertragung elektrischer Energie sein, die zum elektrischen Antrieb elektrischer Bewegungsorgane, insbesondere elektrische Stellmotoren, innerhalb oder an der Matratze angeordnet sind. Die Steuerungsleitung kann jedoch auch eine hydraulische oder pneumatische Leitung sein, wobei die Steue rungseinheit 16 eine Flüssigkeit oder ein Gas, bspw. Luft, in die Matratze 10 pumpen kann.

Aufgrund dieser Bewegungen der Matratze 10 bzw. des Matratzen kerns kann ein bettlägeriger Partient bewegt und stimuliert werden. Hierdurch kann man einem Wundliegen vorbeugen. Insbe sondere kann durch die Steuereinheit 16 und die an die Steuer ungsleitung 18 angeschlossenen Organe die Position größten Auflagedrucks der auf der Matratze 10 liegenden Person verän dert werden. Ferner können die Druckbelastungszonen einer liegenden Person durch eine Höhenverstellung der Organe ver ändert werden. Schließlich können auch die mit Luft oder Flüssigkeit gefüllten Sensorkissen 11 in ihrer Härte in Ab hängigkeit von Steuerungsvorgaben der Steuerungseinheit 18 ver ändert werden, um für eine Druckentlastung der Person zu sor gen.

Fig. 2 zeigt ein Sensorkissen 11 in vergrößerter Darstellung in einer perspektivischen Ansicht. Auch das Sensorelement bzw. der Druckaufnehmer 12 ist vergrößert dargestellt. Er befindet sich bei diesem Ausführungsbeispiel in der Umhüllung des Sensorkis sens 11 und ist über die Messleitung 14 mit der Auswerteeinheit 15 verbunden.

Das Sensorkissen 11 weist vorzugsweise quaderförmige Gestalt auf. Es kann jedoch auch andere Gestalten aufweisen oder aber auch ohne eine bevorzugte Form ausgestaltet sein. Beispiels weise ist es auch möglich, die Umhüllung des Sensorkissens 11 aus einem Material unspezifischer Form zu gestalten. Eine spe zifische Form kann einem derartigen Kissen dann durch eine in der Form bestimmte Schaumstofffüllung gegeben werden. Auf diese Weise hat man die Möglichkeit durch einfachste Mittel ein Sen sorkissen 11 an jede beliebig geartete Ausnehmung innerhalb einer Matratze 10 anzuordnen. Eine derartige Ausführung des Sensorkissens 11 ist auch dort vorteilhaft, wo das Sensorkissen 11 bspw. nachträglich im Inneren einer Matratze 10 unter gebracht werden soll. Hier kann der Matratzenkern bzw. die Ma tratzenfüllung in beliebiger Weise entfernt werden, wobei an schließend das Kissen 11 in diese Ausnehmung genau einpassbar ist.

Fig. 3 zeigt eine weitere Variante des Sensorkissens 11 mit ei nem Schlauch bzw. eine Schlauchkapillare 19, die das Sensor element 12 mit dem Sensorkissen 11 verbindet. Auf diese Weise kann das Sensorelement 12 und die Messleitungen 14 an einer von dem Kissen 11 entfernten Position untergebracht werden.

Mittels des beschriebenen Sensorkissens 11 lässt sich die Bewe gung einer auf der Matratze 10 liegenden Person detektieren.

Dabei sind mehrere Sensorkissen 11 derart angeordnet, dass sie vom Oberkörper des Patienten teilweise oder vollständig bedeckt werden. Durch Bewegungen der Person werden in den Kissen 11 Druckänderungen verursacht. Der entstehende Druck wird über ein Medium - bspw. gasförmige Medien, wie Luft, oder flüssige Me dien, wie Wasser, - an einen Druckaufnehmer übertragen. Derart entstandene Druckmuster werden mit den Druckaufnehmern aufge zeichnet und analysiert, so dass auf eine von der Person durch geführte Bewegung geschlossen werden kann. Hierzu werden die aufgenommenen Messdaten in der Auswerteeinheit miteinander verrechnet. Zur Bewegungsdetektion sind dabei insbesondere zwei, drei, vier oder mehr Sensorkissen 11 vorgesehen. Dabei werden sowohl die Absolutdrücke der Sensorkissen als auch Re lativdrücke zwischen mehreren Sensorkissen miteinander in rech nerische Beziehung gesetzt, so dass im Ergebnis ein bzw. meh rere Bewegungssignale erzeugt werden.

Es können jedoch auch weitere Signale aus der Physiologie der Person gewonnen werden. Insbesondere können mittels der Sensor kissen 11 auch Herztöne sowie Muskelbewegungen und die Atmung der Person erfasst werden. Hierfür ist bereits ein einzelnes Sensorkissen ausreichend, jedoch werden die Ergebnisse mit meh reren Kissen genauer. Insbesondere lassen sich mit mehreren Messungen verschiedener Sensorkissen etwaige Störungen heraus filtern bzw. rechnerisch unterdrücken.

Zusätzlich können auf der Oberseite der Matratze, insbesondere im Bereich der Sensorkissen 11 (nicht dargestellte) Temperatur sensoren vorgesehen sein. Diese zusätzlichen Temperatursensoren erlauben ebenfalls eine Ermittlung der Lage der Person, da die Person Wärme an die Matratze abgibt. Durch eine Berücksich tigung von sowohl Temperaturwerten als auch Druckwerten erhöht man den Informationsgehalt der Messung und damit auch die Ge nauigkeit der gemessenen Messwerte. Die Temperaturmessung stellt insbesondere ein zusätzliches Plausibilitätskriterium zur Verfügung. Insbesondere der zeitliche Verlauf der Drücke und Temperaturmessungen erlaubt weitere Aussagen über das Ver halten der Person, sowie deren Vitalparameter, wie Atmung oder Herzschlag.

Fig. 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Matratze 10 mit zwei Sensorkissen 11, die über Messleitungen 14 mit der Auswerteeinheit 15 in Verbindung stehen. Die in Fig. 4 darge stellte Anordnung entspricht der Anordnung aus Fig. 1 in einer Ansicht der Matratze 10 von oben. Die beiden Sensorkissen 11 befinden sich jeweils auf einer Seite der Matratzenlängsachse 20, d. h. ein Sensorkissen befindet sich auf der linken Matrat zenseite L während sich das andere Sensorkissen 11 auf der rechten Matratzenseite R befindet.

Die in Fig. 4 dargestellten Sensorkissen 11 weisen jeweils eine U-förmige Gestalt auf. Sie bestehen jeweils aus drei Kammern, nämlich aus zwei äußeren Kammern 21, 22, sowie eine die äußeren Kammern 21, 22 verbindende innere Kammer 23.

Die Sensorkissen 11 in Fig. 4 erstrecken sich ferner jeweils sowohl über den Sakral- als auch Thoraxbereich S bzw. T der Ma tratze, also über die Bereiche, wo der Unterleib bzw. der Brustbereich einer auf der Matratze liegenden Person zu Ruhen kommt. Diese Anordnung eignet sich insbesondere zur Aufnahme von Bewegungsdaten der Person, sowie Daten über die Richtung der Bewegung, nämlich ob sich die Person zur rechten oder lin ken Matratzenseite R bzw. L hin bewegt bzw. dreht. Ferner eig net sich diese Anordnung der Sensorkissen auch besonders gut zur Aufnahme von Vitalparametern, da insbesondere der Thoraxbe reich T großflächig abgedeckt ist.

Mit der in Fig. 5 gezeigten Anordnung ist eine Bewegungsrich tung zum Kopf- bzw. Fußende der Matratze 10, d. h. zum oberen Matratzenende 0 bzw. unteren Matratzenende U, hin aufnehmbar, da zwei Sensorkissen an verschiedenen Positionen entlang der Matratzenlängsachse 20 angeordnet sind. Eine Aufnahme der Bewe gungsrichtung zur rechten bzw. linken Matratzenseite R bzw. L hin ist jedoch nicht möglich. Im übrigen entspricht diese An ordnung der Anordnung gemäß Fig. 4, insbesondere im Hinblick auf die Messleitungen 14 und die Auswerteeinheit 15.

Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Matratze 10 mit zwei Sensorkissen 11, wobei beide Sensorkissen 11 auf einer Seite der Matratzenlängsachse 20 und zwar auf der gleichen Seite angeordnet sind. Je ein Sensorkissen 11 befindet sich im Sakralbereich S und im Thoraxbereich T. Im übrigen entspricht die Anordnung den Fig. 4 bis 5, insbesondere was die Messlei tungen 14 und die Auswerteeinheit 15 betrifft. Auch mit dieser Anordnung lässt sich die Bewegung, insbesondere eine Bewegung nach rechts oder links sowie zum Kopf- bzw. Fußende der Ma tratze hin aufnehmen, da die Sensorkissen 11 sich jeweils nicht symmetrisch zur Matratzenlängsachse 20 ausdehnen, sondern vielmehr einseitig an der Matratze angeordnet sind.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit zwei Sensor kissen, von denen eins im Sakralbereich S auf der rechten Ma tratzenseite R und das andere Sensorkissen 11 auf der linken Matratzenseite L im Thoraxbereich T angeordnet ist. Auch mit dieser Anordnung lassen sich Bewegungen zur rechten Matrat zenseite R oder zur linken Matratzenseite L sowie zum oberen Matratzenende 0 bzw. zum unteren Matratzenende U hin aufnehmen. Ferner können Vitalparameter gemessen werden, insbesondere mit dem im Thoraxbereich T angeordneten Sensorkissen 11. Im übrigen entspricht die Vorrichtung gemäß Fig. 7 den Fig. 4 bis 6, ins besondere was die Messleitungen 14 sowie die Auswerteeinheit 15 anbelangt.

Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Matratze 10 mit drei Sensorkissen 11. Zwei der Sensorkissen 11 befinden sich im Sa kralbereich S, während sich das dritte Sensorkissen im Tho raxbereich T befindet. Die beiden im Sakralbereich angeordneten Sensorkissen sind derart angeordnet, dass sich je ein Sensor kissen auf einer Seite der Matratzenlängsachse 20 befindet, wo bei ein Sensorkissen 11 sich auf der linken Matratzenseite L und das anderen auf der rechten Matratzenseite R befindet. Das sich im Thorax befindende Sensorkissen 11 erstreckt sich hinge gen sowohl über die linke Matratzenhälfte als auch über die rechte Matratzenhälfte. Das sowohl die rechte, als auch die linke Matratzenhälfte bedeckende Sensorkissen 11 im Thoraxbe reich T ist größer ausgebildet als jeweils die sich nur auf ei ner Matratzenseite befindenden Sensorkissen im Sakralbereich S. Durch diese Anordnung lässt sich ebenfalls eine Bewegung der auf der Matratze 10 liegenden Person, sowie deren Richtung zur rechten bzw. linken Matratzenseite R bzw. L sowie zum oberen Matratzenende 0 und zum unteren Matratzenende U hin aufnehmen. Im übrigen entspricht die Anordnung den Anordnungen gemäß den Fig. 4 bis 7, insbesondere was die Messleitungen 14 und die Auswerteeinheit 15 betrifft.

Fig. 9 zeigt eine weitere Anordnung mit drei Sensorkissen 11, die ähnlich zu der in der Fig. 8 gezeigten Anordnung ist. Je doch sind die sich im Thoraxbereich T und im Sakralbereich S befindenden Sensorkissen 11 vertauscht, so dass sich im Sakral bereich S lediglich ein Sensorkissen 11 symmetrisch und rechts und links zur Matratzenlängsachse 20 befindet. Im Thoraxbereich T befinden sich hingegen auf jeder Matratzenseite R bzw. L je weils nur ein Sensorkissen 11. Im übrigen entspricht die Anord nung den in den Fig. 4 bis 8 gezeigten Anordnungen, insbeson dere was die Messleitungen 14 und die Auswerteeinheit 15 be trifft.

Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit vier Sensorkissen 11. Bei dieser Anordnung sind jeweils zwei Kissen im Sakralbereich S und im Thoraxbereich T angeordnet. Sowohl im Sakralbereich S als auch im Thoraxbereich T befindet sich jedoch jeweils nur ein Sensorkissen 11 auf jeder Matratzenseite R bzw. L. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass sie neben der Bewegung der Per son, sowie deren Richtung zur rechten bzw. linken Matrat zenseite R bzw. L bzw. zum oberen Matratzenende 0 bzw. zum un teren Matratzenende U auch die genaue Schwerpunktlage der Per son ermitteln kann. Grundsätzlich kann zwar auch mit drei Sen sorkissen gemäß den Anordnungen der Fig. 8 und 9 ein Schwer punkt ermittelt werden. Mit vier Sensorkissen 11 ist jedoch die Ermittlung der Schwerpunktlage wesentlich genauer.

Im übrigen können mit der Vorrichtung gemäß Fig. 10 auch die Vitalparameter, wie oben beschrieben, ermittelt werden. Die Vorrichtung nach Fig. 10 entspricht im übrigen den Fig. 4 bis 9, insbesondere was die Messleitungen 14 und die Auswerteein heit 15 betrifft.

Die erfindungsgemäßen Sensorkissen erlauben den Messbereich ei nes Drucksensors 13 wesentlich zu vergrößern, indem an den Druckaufnehmer 12 ein mit einem druckübertragenden Medium ge fülltes Kissen 11 verbunden ist. Hierdurch wird jedoch nicht nur die Messfläche vergrößert. Vielmehr wird auch der Messbe reich eines Druckaufnehmers erhöht, da der Druckaufnehmer nun mehr nicht nur kleine Drücke, sondern auch sehr große Drücke aufnehmen kann. Dies ist bei einem isoliert angeordneten Druck aufnehmer ohne verbundenem Sensorkissen nicht möglich.

Durch die Vergrößerung der Messfläche gestattet der erfindungs gemäße Drucksensor den Aufbau einer erfindungsgemäßen Matratze mit nur sehr wenigen Drucksensoren, insbesondere mit nur zwei, drei oder vier Drucksensoren, trotz Abdeckung einer großen Messfläche. Ein komplizierter, aufwendiger und störungsan fälliger Aufbau mit einer Vielzahl kleiner einzelner Druckauf nehmer kann somit vermieden werden.

Dank der Erfindung kann eine Matratze mit relativ großflächigen Sensoren ausgestattet werden, so dass mit einer möglichst ge ringen Anzahl von Sensoren und einer möglichst geringen Beein trächtigung der Liegequalität und des Bettklimas die für einen großen Teil der Anwendungen in der Pflege oder der medizinischen Anwendungen ausreichenden Parameter der Bewegung und der sonstigen Vitalparameter erfasst werden können. Hierzu sieht die Erfindung vor, Sensorgrößen, -gestaltung und -anordnung so zu wählen, dass mit nur zwei bis fünf Sensoren eine ausreichende Erkennung und Qualifizierung von Bewegungen sowie eine Messung der über Druck und Bewegungssensoren erfassbaren Vitalparameter, nämlich Herzrate, Atmung und eventueller Muskeltremor, möglich ist. Alternativ oder zusätz lich zu den beschriebenen Sensorkissen kann man auch groß flächige Halbleitersensoren verwenden.

Die Erfindung ermöglicht insgesamt jede Bewegung einer sich auf einem Bett befindenden Person zu ermitteln, wobei man auch er kennen kann, wie stark die Bewegung ist. Die vorgeschlagenen Sensoren erlauben auch zu erkennen, ob eine Bewegung eine rele vante Lageänderung der Person, bspw. ein auf die Seite Drehen oder Umdrehen, bedeutet oder es sich nur um ein "Zucken" han delt. Hierzu erfolgt insbesondere eine kontinuierliche Messung der Messwerte, insbesondere der Änderung der Form bzw. eine Verformung der Sensoren. Hierbei kann bspw. ein Druck innerhalb eines Sensorkissens gemessen werden oder bspw. ein anderes Messsignal, wie es bspw. bei piezoelektrischen oder anderen Elementen abgegriffen werden kann.

Die wenigen Sensoren sind großflächig ausgebildet und in einer gezielten räumlichen Anordnung in oder an der Matratze oder de ren Unterfederung angeordnet. Insbesondere handelt es sich um eine asymmetrische Anordnung der Sensoren, wodurch nicht nur ermittelt werden kann, wo die Person im Bett liegt, sondern auch wie die Person liegt, d. h. auf dem Rücken, auf der Seite oder auf dem Bauch o. ä. Es ist jedoch auch eine symmetrische Anordnung der Sensoren möglich.

Durch die Anordnung wenigstens eines Sensors im Thoraxbereich lassen sich dynamische Werte der Person messen, insbesondere Herzschlag und Atmung. Durch die kontinuierliche Messung und insbesondere eine ständige Aufzeichnung der Messwerte entsteht ein Protokoll über das Liegeverhalten der Person. Hierdurch lässt sich kontrollieren, ob eine pflegebedürftige Person oder ein Patient von einem Pfleger regelmäßig umgelagert worden ist oder nicht. Dies ist insbesondere im Hinblick auf Quali tätskontrollen in Pflegeheimen und Krankenhäusern vorteilhaft, da aufgrund in diesem Bereich herrschenden Personalmangels Pflegemaßnahmen immer häufiger nicht mit der gewünschten Quali tät durchgeführt werden.

Zusätzlich oder alternativ zu den erläuterten Sensorkissen sind Sensoren an oder in der die Matratze tragenden Unterfederung, insbesondere an oder in federnden Auflagetellern einer Unter lage für die Matratze angeordnet. Diese Sensoren weisen bspw. Dehnungsmessstreifen auf. Von der Matratze werden dann die Be wegungen der sich auf der Matratze befindenden Person groß flächig auf die sich vorzugsweise punktuell unter der Matratze befindenden Auflageteller der Unterfederung übertragen. Die sich einstellende Verformung der Unterteller bzw. Unterfederung überträgt sich auf die angebrachten Dehnungsmessstreifen, die eine dieser Verformung proportionale Messwertänderung liefern.

Insgesamt erreicht man dank der besonderen Anordnung der Senso ren an nur ausgewählten Bereichen an einer Matratze bzw. deren Unterfederung, die besonderen Bereichen des Körpers einer sich auf der Matratze befindenden Person zugeordnet sind, insbeson dere im Bereich des Thorax bzw. im Sakralbereich dieser Person, eine Messwerterfassung, die sehr aussagekräftige Daten über das Liegeverhalten der Person und damit über die Durchführung von Pflegemaßnahmen erlaubt.

Bezugszeichenliste

10

Matratze

11

Sensorkissen

12

Sensorelement/ Druckaufnehmer

13

Drucksensor

14

Messleitung

15

Auswerteeinheit

16

Steuerungseinheit

17

Datenleitung

18

Steuerungsleitung

19

Schlauch/Schlauchkapillare

20

Matratzenlängsachse

21

äußere Kammer

22

äußere Kammer

23

innere Kammer
S Sakralbereich
T Thoraxbereich
R rechte Matratzenseite
L linke Matratzenseite
O oberes Matratzenende
U unteres Matratzenende

Claims

1. Vorrichtung zum Messen von Werten einer liegenden Person, insbesondere deren Bewegung, Bewegungsrichtung und/oder Vital parameter, mit Sensoren, dadurch gekennzeichnet, dass die Sen soren im Thorax- (T) und/oder Sakralbereich (S) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Matratze (10) aufweist, an und/oder in der die Sen soren angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass sie eine Unterfederung zur Aufnahme der Matratze (10) aufweist, an der die Sensoren angebracht sind, insbesondere an Auflagetellern der Unterfederung.

4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor einen Dehnungsmess streifen aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren asymmetrisch oder symmetrisch angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren im Thoraxbereich (T) zum Messen dynamischer Werte, insbesondere Herzschlag und/oder Atmung, und/oder Sensoren im Thorax- (T) und/oder Sakralbereich (S) zum Messen im wesentlichen statischer Werte ausgebildet sind, ins besondere um eine Rücken-, Seiten-, oder Bauchlage der Person zu erfassen.

7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor derart ausgebildet ist, dass eine Änderung seiner Form messbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenige, insbesondere höchstens fünf, Sensoren aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren jeweils einen großflächigen Messbereich abdecken.

10. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor als Drucksensor (13) ausgebildet ist, der ein Sensorkissen (11) aufweist, das mit einem gasförmigen oder flüssigen Medium gefüllt ist, wobei ein dem Sensorkissen (11) von außen zugeführter Druck über das Me dium auf ein Sensorelement (12) übertragbar ist und das Sensor kissen (11) im Bereich der Liegefläche in oder an der Matratze (10) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Auswerteeinheit (15) zum Auswer ten der gemessenen Werte aufweist, wobei die Sensoren bzw. Sen sorelemente (12) mit der Auswerteeinheit (15) verbunden sind.

12. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sensorkissen (11) vorgesehen sind, wo bei ein erstes im Sakralbereich (S) und ein zweites im Tho raxbereich (T) angeordnet ist und beide Sensorkissen (11) im wesentlichen symmetrisch zur Matratzenlängsachse (20) angeord net sind.

13. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sensorkissen (11) vorgesehen sind, wo bei ein erstes im Sakralbereich (S) und ein zweites im Tho raxbereich (T) angeordnet ist und beide Sensorkissen (11) im wesentlichen rechts oder links der Matratzenlängsachse (20) an geordnet sind.

14. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Sensorkissen (11) vorgesehen sind, wobei ein erstes im Sakralbereich (S) und ein zweites im Tho raxbereich (T) angeordnet ist, von denen ein Sensorkissen (11) rechts und das andere Sensorkissen (11) links der Matratzen längsachse (20) angeordnet ist.

15. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Sensorkissen (11) vorgesehen sind, wobei jedes sowohl im Sakralbereich (S) als auch im Thoraxbe reich (T) angeordnet ist und beide Sensorkissen (11) im wesent lichen symmetrisch zur Matratzenlängsachse (20) angeordnet sind.

16. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass drei Sensorkissen (11) vorgesehen sind, von denen zwei im Thoraxbereich (T) und das dritte im Sakralbe reich (S) angeordnet ist.

17. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass drei Sensorkissen (11) vorgesehen sind, von denen zwei im Sakralbereich (S) und eins im Thoraxbereich (T) angeordnet ist.

18. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vier Sensorkissen (11) vorgesehen sind, von denen je zwei im Sakralbereich (S) und im Thoraxbereich (T), insbesondere symmetrisch zur und außerhalb der Matratzen längsachse (20), angeordnet sind.

19. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein, insbesondere zwei oder alle, Sensorkissen (11) U-förmig ausgebildet ist und drei Kam mern (21, 22, 23) aufweist, nämlich zwei äußere (21, 22) und eine innere (23), die äußeren Kammern (21, 22) verbindende Kam mer, wobei insbesondere die innere Kammer (23) kleiner ist als jede der äußeren (21, 22).

20. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorkissen (23) verschiedene Größen aufweisen.

21. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matratze (10) zusätzlich mit der Aus werteeinheit (15) verbundene Temperatursensoren aufweist.

22. Drucksensor, insbesondere in oder auf einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, mit einem Sensorelement (12), dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (13) ein Sensorkissen (11) aufweist, das mit einem gasförmigen oder flüssigen Medium gefüllt ist, wobei ein auf das Sensorkissen (11) ausübbarer Druck über das Medium auf das Sensorelement (12) übertragbar ist.

23. Drucksensor nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorkissen (11) zusätzlich mit einem elastischen Ma terial, insbesondere Schaumstoff, gefüllt ist.

24. Drucksensor nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekenn zeichnet, dass das Sensorkissen (11) über einen Schlauch bzw. eine Schlauchkapillare (19) mit dem Sensorelement (12) verbun den ist.

25. Drucksensor nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelemente (12) Druckaufnehmer sind.

26. Verfahren zum Messen von Werten einer sich auf einer Vor richtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21 befindenden Person, wobei Messwerte der Sensoren im Thorax- und/oder Sakralbereich kontinuierlich gemessen und aufgezeichnet werden.

27. Verfahren nach Anspruch 26, wobei Drücke mit den Sensor kissen (11) gemessen und in der Auswerteeinheit (15) ausgewer tet werden, indem Absolutdrücke der Sensorkissen und/oder Rela tivdrücke zwischen mehreren Sensorkissen miteinander verrechnet werden, um eine Bewegung, deren Richtung und/oder Vitalpara meter der Person zu ermitteln.

28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, wobei auch Tempera turwerte in der Matratze (10) gemessen werden, insbesondere im Bereich der Sensorkissen (11), und diese Temperaturwerte mit den gemessenen Drücken verrechnet werden.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28, wobei auch der zeitliche Verlauf der Drücke und/oder Temperaturwerte ver rechnet wird.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 29, wobei nach Auswerten der Drücke und ggf. Temperaturwerte die Matratze (10) ganz oder teilweise, insbesondere ein Matratzenkern in Bewegung versetzt wird, um die Person zu bewegen bzw. zu stimulieren.