DE102006035968A1

DE102006035968A1 - Messauswertevorrichtung

Info

Publication number: DE102006035968A1
Application number: DE102006035968A
Authority: DE
Inventors: Olaf Dr. Schermeier; Henning Gerder
Original assignee: Draeger Medical GmbH
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 2006-08-02
Filing date: 2006-08-02
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2026-08-03
Also published as: GB2440652A; FR2904525A1; US20080033688A1; FR2904525B1; GB0714721D0; DE102006035968B4; GB2440652B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messauswertevorrichtung zur Auswertung von durch Sensoren (4, 4') bereitgestellten physiologischen Sensordaten mit einer Auswerteeinheit (2), die nach einer mathematischen Beziehung aus den Sensordaten Messdaten erzeugt, mit einer Anzeigeeinheit (3) zur Anzeige der Messdaten, wobei eine Anpassungseinrichtung (5) vorgesehen ist, in der die Sensordaten derart aufbereitet werden, dass sie in eine zur unmittelbaren Auswertung erforderlichen Form der Auswerteeinheit (2) zur Verfügung gestellt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Messauswertevorrichtung zur Auswertung von durch Sensoren bereitgestellten physiologischen Sensordaten mit einer Auswerteeinheit, die nach einer mathematischen Beziehung aus den Sensordaten Messdaten erzeugt, mit einer Anzeigeeinheit zur Anzeige der Messdaten.
Aus der DE 41 03 801 02 ist eine Messauswertevorrichtung zur Auswertung von durch Sensoren bereitgestellten physiologischen Sensordaten bekannt. Dort werden in der Messauswertevorrichtung als Messdaten die Kerntemperatur und die Peripherietemperatur eines Patienten berechnet und in einer Anzeigeeinheit dargestellt. Die für die Temperaturmessung erforderlichen Sensoren sind direkt mit der Messauswertevorrichtung verbunden.
In der Messauswertevorrichtung ist eine bestimmte Kennlinie implementiert, mittels derer die eine elektrische Größe enthaltenden Sensordaten in Temperaturwerte als Messdaten umgewandelt werden. Nachteilig an der bekannten Messauswertevorrichtung ist, dass die Auswertung der Sensordaten in der Auswerteeinheit in einem festgelegten Zusammenhang zu den eingesetzten Sensoren steht. Bei Einsatz von Sensoren eines anderen Typs bzw. Herstellers ist die Funktion der Messauswertevorrichtung nicht mehr im gewünschten Maße gegeben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Messauswertevorrichtung zur Auswertung von durch Sensoren bereitgestellten Sensordaten derart weiterzubilden, dass auf einfache Weise die Nutzung einer vorhandenen Aus werteeinheit auch für Sensoren unterschiedlichen Typs, aber für die gleiche Messgröße bestimmt, gewährleistet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine Anpassungseinrichtung vorgesehen ist, in der die Sensordaten derart aufbereitet werden, dass die Sensordaten in eine zur unmittelbaren Auswertung erforderlichen Form der Auswerteeinheit zur Verfügung gestellt werden.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch eine zusätzliche Anpassungseinrichtung eine vorhandene Auswerteeinheit genutzt werden kann zur Auswertung von Sensordaten von Sensoren eines unterschiedlichen Typs. Hierdurch kann eine wirtschaftliche Messauswertung erfolgen, da bei der Detektion durch andere Sensoren auf eine vorhandene Auswerteeinheit zurückgegriffen werden kann. Vorzugsweise erfolgt eine Anpassung der Auswerteeinheit an Sensoren, die die Ermittlung der Messdaten anhand von unterschiedlichen Kennlinien erfordern.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ermöglicht die erfindungsgemäße Anpassungseinrichtung, dass der Auswerteeinheit Auswertedaten in einer standardisierten Form bereitgestellt werden. Sensordaten von unterschiedlich konfigurierten Sensoren können daher in derselben Auswerteeinheit mit denselben fest der Auswerteeinheit vorgegebenen Auswerteparametern verarbeitet werden.
Vorteilhaft ermöglicht die Erfindung, dass eine vorhandene Auswerteeinheit auch mit neuartigen Sensoren betrieben werden kann, wobei bei direkter Ankopplung der Sensoren an der Auswerteeinheit ein verfälschtes Messergebnis berechnet würde. Die erfindungsgemäße Anpassungseinrichtung ermöglicht somit eine Adaption der Auswerteeinheit an mehrere unterschiedlich konfigurierte Sensoreinheiten.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild einer Messauswertevorrichtung nach einer ersten Ausführungsform,
2 ein Blockschaltbild einer Messauswertevorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform,
3 ein Blockschaltbild einer Messauswertevorrichtung nach einer dritten Ausführungsform
4 ein Blockschaltbild zu einer Variante 41 der Messauswertevorrichtung nach der ersten Ausführungsform, entsprechend Anspruch 11.
Eine Messauswertevorrichtung 1 gemäß 1 besteht im Wesentlichen aus einer Auswerteeinheit 2, einer Anzeigeeinheit 3, einer Sensoreinheit 4 und einer Anpassungseinrichtung 5.
Die Sensoreinheit 4 weist einen ersten Temperatursensor 4' auf zur Ermittlung einer Hauttemperatur eines Patienten, der in einem Inkubator 2 untergebracht ist. Ferner weist die Sensoreinheit 4 einen zweiten Temperatursensor 4'' auf zur Detektion einer Umgebungstemperatur des Patienten in dem Inkubator 2. Die von den Temperatursensoren 4', 4'' detektierten Sensordaten werden an den Eingang der Anpassungseinrichtung 5 geleitet.
Die Anpassungseinrichtung 5 trennt den Signalpfad zwischen der Sensoreinheit 4 und der Auswerteeinheit 2 vollständig auf.
Die Anpassungseinrichtung 5 weist zum einen eine Stromversorgungseinheit 6 auf, mittels derer unter anderem die Sensoren 4', 4'' mit elektrischer Energie (Strompulsen) versorgt werden.
Ferner weist die Anpassungseinrichtung 5 einen Multiplexer 7 auf, mittels dessen die Sensordaten der Sensoren 4', 4'' nacheinander einer Spannungsmesseinheit 8, einem A/D-Wandler 9 und dann einer Recheneinheit 10 zugeführt werden. In der Recheneinheit 10 werden nach einer mathematischen Beziehung (mathematische Formel) aus den in dem A/D-Wandler 9 bereitgestellten Spannungs-Auswertedaten die gewünschten Kerntemperaturwerte als Messdaten berechnet. Diese berechneten Messdaten können dann auf einem in der Anpassungseinrichtung 5 integrierten Display 11 dargestellt werden und/oder an unterschiedliche Monitore (Bildschirme) 13, 13' übertragen werden, die an die Anpassungseinrichtung 5 angeschlossen sind. Die Übertragung kann direkt über Schnittstellen 12, 12' die in der Recheneinheit 10 berechneten (digitalen) Werte beinhalten, es kann aber in den Schnittstellen 12, 12' eine Umwandlung notwendig sein, um die berechneten Werte in Widerstandswerte umzusetzen, für den Fall, dass an den Monitoren 13, 13' ein Temperatur-Messeingang auf Basis einer Widerstandsmessung Verwendung finden soll. Da die Auswerteeinheit 2 hier als Inkubator ausgebildet ist und als solcher in nahezu allen Fällen nur einen Widerstandsmesseingang zur Verfügung stellt, ist eine Umwandlungseinheit 14 mit einer Umwandlungsschaltung vorgesehen, mittels derer der von den Sensoren 4', 4'' abgegriffene Spannungswert in einen Widerstandswert umgewandelt wird, wobei die Umwandlung auf der Kennlinie basiert, die in der Auswerteinheit 2 gespeichert ist. Hierdurch wird eine Nachbildung der Messdaten ermöglicht, wobei die Auswerteeinheit 2 nicht den Unterschied zwischen einem physikalisch vorhandenen Widerstandswert und der Nachbildung erkennen kann.
Diese Umwandlungseinheit 14 ist den Schnittstellen 12, 12' mit integrierter Widerstandsumsetzung funktionell gleichwertig, jeweils speziell angepasst an die unterschiedlichen Monitore 13, 13' und deren typische Messeingänge, so dass die Darstellung entweder auf einem tatsächlichen, physikalisch vorhandenem Widerstandswert oder auf dessen Nachbildung beruht. Die Monitore 13, 13' können den Unterschied nicht erkennen.
Damit bei Ausfall der Stromversorgungseinheit 6 die Messung durch die Auswerteeinheit 2 aufrechterhalten werden kann, sind in der Anpassungseinrichtung 5 zwei Umschalteinheiten 15 (Relais') integriert, die im Fehlerfall eine direkte Verbindung zwischen der Auswerteinheit 2 und der Sensoreinheit 4 ermöglichen. Die Umschalteinheiten 15 sind in einem Signalpfad 16 der Anpassungseinrichtung 5 angeordnet, der eine direkte Verbindung der Auswerteeinheit 2 mit der Sensoreinheit 4 ermöglicht.
Nach einer zweiten Ausführungsform einer Messauswertevorrichtung 21 gemäß 2 erfolgt im Fehlerfall der Anpassungseinrichtung 5 eine vollständige Trennung der Spannungsmesseinheit 8 von dem Signalpfad 16, der von der Sensoreinheit 4 zu der Auswerteeinheit 2 führt. Gleiche Bauteile der Ausführungsbeispiele bzw. gleiche Bauteilfunktionen sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen, wobei die Bauelemente 12, 12' hier funktional der Umwandlungseinheit 14 der 1 entsprechen und im Folgenden auch für 3 kurz als Nachbildungssschaltungen bezeichnet werden. 25 ist ein paralleler Spannungsabgriff.
Bei Anwendung der Messauswertevorrichtung 21 wird der Messstrom des Inkubators 2 zeitlich diskontinuierlich in die Sensoren 4', 4'' eingeprägt. Die Stromversorgungseinheit 6 der Anpassungseinrichtung 5 pulst in den Pausen des Inkubators 2 und misst hochohmig die dann abfallende Sensorspannung.
Die Widerstandsnachbildung als Dauerschleife erfolgt so, dass zunächst derjenige Widerstandswert eingestellt wird, der von der Recheneinheit 10 als Sollwert vorgegeben wird. Anschließend wird auf das Abtastverhalten des Inkuba tors 2 oder der Anzeigeeinheit 3 synchronisiert, der Speisestrom und der eingestellte Widerstandswert als Istwert gemessen. Nach Soll-Ist-Vergleich wird der Widerstandswert nachgestellt und so fort.
Nach einer dritten Ausführungsform einer Messauswertevorrichtung 31 ist ein Signalpfad zwischen der Sensoreinheit 4 und dem Inkubator 2 nicht erforderlich, da in dem Inkubator 2 nach dieser Ausführungsform keine Auswertemittel enthalten sind. Die Anpassungseinrichtung 5 weist eine Sende-/Empfangseinheit 32 auf, die mit einer Sende-/Empfangseinheit 33 einer Sensoreinheit 34 zusammenwirkt. Die Sende-/Empfangseinheit 32 weist eine entsprechende Schaltung mit einem ersten Mikrocontroller 38 für die Datendecodierung auf. Die decodierten Daten gehen dann an die Recheneinheit 10, welche die Nachbildungsschaltungen 12, 12' mit Widerstandssollwerten versorgt.
In der Sensoreinheit 34 ist eine Batterie 35 sowie ein zweiter Mikrocontroller 36 implementiert, so dass die Anpassungseinrichtung 5 zusammen mit der Anzeigeeinheit 3 auf einfache Weise an einem gewünschten Ort platziert werden kann.

Claims

Messauswertevorrichtung zur Auswertung von durch Sensoren bereitgestellten physiologischen Sensordaten mit einer Auswerteeinheit, die nach einer mathematischen Beziehung aus den Sensordaten Messdaten erzeugt, mit einer Anzeigeeinheit zur Anzeige der Messdaten, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anpassungseinrichtung (5) vorgesehen ist, in der die Sensordaten derart aufbereitet werden, dass sie in eine zur unmittelbaren Auswertung erforderlichen Form der Auswerteeinheit (2) zur Verfügung gestellt werden.
Messauswertevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassungseinrichtung (5) derart ausgebildet ist, dass Sensordaten unterschiedlicher Typen von Sensoren (4', 4'') für die Detektion gleicher Messdaten in Auswertedaten umgewandelt werden, die als standardisierte Größen der Auswerteeinheit (2) und/oder der Anzeigeeinheit (3) bereitgestellt werden.
Messauswertevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassungseinrichtung (5) derart ausgebildet ist, dass Sensordaten von Sensoren (4', 4''), die nach unterschiedlichen Kennlinien arbeiten, in Messdaten umwandelbar sind, die in der Auswerteeinheit (2) mit den vorhandenen Auswertemitteln verarbeitbar sind.
Messauswertevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassungseinrichtung (5) zum einen eine Stromversorgungseinheit (6) zur Stromversorgung des an einen Eingang der Anpassungseinrichtung (5) angeschlossenen mindestens eines Sensors (4', 4'') und zum anderen eine Recheneinheit (10) zur Berechnung der Messdaten aus den Sensordaten aufweist.
Messauswertevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (10) der Anpassungseinrichtung (5) Rechenmittel umfasst, derart, dass aus die Sensordaten repräsentierenden Spannungs- und/oder Stromwerten nach einer Kennlinie in Widerstandswerte umgewandelt werden, die der Auswerteeinheit (2) als Auswertedaten bereitgestellt werden.
Messauswertevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (10) der Anpassungseinrichtung (5) derart ausgebildet ist, dass die Sensordaten nach einer Rechenbeziehung ausgewertet und als Messdaten der Anzeigeeinheit (3) zur Verfügung gestellt werden.
Messauswertevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit (3) an einen Ausgang der Anpassungseinrichtung (5) angeschlossen ist und dass die Anzeigeeinheit (3) mindestens einen Bildschirm umfasst.
Messauswertevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassungseinrichtung (5) eine Umwandlungseinheit (14) umfasst, in der die in der Recheneinheit (10) berechneten Messdaten in eine für die ausgangsseitige Anzeigeeinheit (3) darstellbaren Form nachgebildet werden.
Messauswertevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassungseinrichtung (5) eine Sende-/Empfangseinheit (32) aufweist, die mit einer Sende-/Empfangseinheit (33) einer Sensoreinheit (34) zusammenwirkt zur drahtlosen Kommunikation zwischen der Anpassungseinrichtung (5) und der Sensoreinheit (34).
Messauswertevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Messgröße die Kerntemperatur eines Menschen in der Recheneinheit (10) und/oder der Auswerteeinheit (2) berechnet wird.
Messauswertevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiterer Sensor (4'') über die Anpassungseinrichtung (5) umittelbar an die Auswerteeinheit (2) angeschlossen ist, wobei der weitere Sensor (4'') insbesondere ein Temperatursensor für die Messung der Hauttemperatur ist.
Messauswertevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassungseinrichtung (5) als elektromechanischer Signalsammelverteiler für weitere medizinische Sensoren ausgebildet ist.