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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Bekleidungsmittel mit einem Sensorelement
zur Detektion einer Linkslage, insbesondere zur Vermeidung eines Rückenlage-Schocksyndroms
bei Schwangeren.
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Bei
Hochschwangeren kann es in einer Rückenlage durch das zunehmende
Gewicht des Kindes zum Zusammenpressen der großen unteren Hohlvene,
der Vena cava, durch die Gebärmutter kommen. Dies behindert
den Rückstrom des Blutes zum Herzen, so dass auch die Plazenta
weniger durchblutet wird und das Ungeborene nicht ausreichend mit
Sauerstoff versorgt wird. Die Folge kann ein hypovolämischer
Schock mit Blutdruckabfall und Pulsanstieg sein, wobei Schwindel,
Herzrasen, Luftnot und Übelkeit, sowie eine Beeinträchtigung
der Nierenfunktion und/oder zentrale Krämpfe auftreten können.
Dies wird als „Vena-Cava-Syndrom" oder Rückenlage-Schocksyndrom
bezeichnet. Außerdem kann es in Folge der uterinen Mangeldurchblutung
zu einer fetalen Notsituation kommen und die Herzfunktion des Fötus
beeinträchtigt werden (CTG-Veränderung). Darüber
hinaus besteht die Gefahr einer vorzeitigen Plazentaablösung.
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Schwangeren
wird daher gerade im letzten Drittel der Schwangerschaft die linke
Seitenlage als Schlafposition empfohlen. Gewöhnungsbedingt
drehen sich aber die meisten Schwangeren während des Schlafs
in die Rückenlage und verbleiben in dieser, bis aufgrund
der Mangelversorgung durch den Druck auf die Vena Cava und der hierdurch
verursachten Mangelversorgung die oben angeführten Symptome
und Störungen auftreten. Diese gefährden massiv
die Entwicklung des Fötus und die Gesundheit der Schwangeren
selbst. Die Schwangere wacht in der Regel erst auf, wenn die Beschwerden durch
die Mangelversorgung schon eingetreten sind.
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Stand der Technik
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Im
Stand der Technik sind einige Vorrichtungen zur Bestimmung der Lageposition
einer Person bekannt.
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Die
US 5,914,660 beschreibt
eine Positionsüberwachungs-Vorrichtung zur Prävention
der Bauchlage bei Säuglingen zur Prävention des
plötzlichen Kindstods (SIDS). Diese Vorrichtung umfasst eine
Positionsanzeige-Vorrichtung, die mit einer signalgebenden Schaltung
verbunden ist. Die Positionsanzeige-Vorrichtung, erzeugt Signale
in Reaktion auf eine Bauchlage des Kinds während des Schlafs.
Diese kann beispielsweise ein optischer Sensor sein, der mit einem
reflektierenden oder anderen Marker interagiert, der wiederum am
Kind angebracht ist. Wird ein Signal in Reaktion auf eine SIDS-gefährliche Bauch-
oder Seitenlage erzeugt, wird dieses an eine Empfangseinheit übermittelt
und ein Alarmsignal generiert.
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Die
EP 1 128 349 A1 betrifft
einen Sturzdetektor, der einen Lagedetektor aufweist und zur Bestimmung
einer horizontalen oder vertikalen Position der zu überwachenden
Person dient. Der Sturzdetektor hat ein Gehäuse, das durch
den Benutzer an der Kleidung getragen werden kann, einen Aufpralldetektor,
einen ein elektrischen Neigungsmesser als Lagedetektor und einen
Prozessor zur Signalverarbeitung und Übermittlung eines
Alarmsignals an eine Antenne, die wiederum das Alarmsignal an einen
Empfänger leitet.
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Zur
Vermeidung der damit verbundenen erheblichen Risiken besteht großes
Interesse an einer Vorrichtung mit der die Lage einer Schwangeren
im Schlaf kontinuierlich und sicher kontrolliert und diese frühzeitig
geweckt werden kann, wenn diese sich nicht in der empfohlenen Linkslage,
sondern insbesondere in der Rückenlage befindet.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird
ein Bekleidungsmittel mit einem Sensorelement zur Detektion einer
Linkslage vorgeschlagen, das ein Gehäuse, mindestens einen
Lage-Sensor, einen Chip (IC) mit integrierter Auswerteschaltung
und eine Stromversorgungs- und Ladeeinheit umfasst, wobei der Lage-Sensor
ein einachsiger Beschleunigungssensor ist, die Stromversorgungs-
und Ladeeinheit zwei hochkapazitive Kondensatoren, eine Spule und
eine Diode umfasst und das Sensorelement einer externen Empfängereinheit zugeordnet
ist.
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Erfindungsgemäß misst
der einachsige Beschleunigungssensor Schlafposition, das heißt
die Lage, der zu überwachenden Schwangeren, relativ zum
Gravitationsfeld der Erde. Die Signalaufnahme und sowie die Auswertung
der Signale des Sensors und ihre Weiterleitung an den Empfänger
kann durch den Chip gesteuert werden. Der Chip kann in variablen,
größeren Zeitabständen, beispielsweise
1x/sek., die Beschleunigung messen. Aus dieser kann der Chip errechnen,
ob sich die Schwangere in Linksseitenlage befindet oder nicht. Eine
Fehllage, das heißt eine Abweichung von der empfohlenen
Linkslage, insbesondere eine Rückenlage, kann per Funk
durch ein Alarmsignal an die zugeordnete externe Empfängereinheit
gesendet werden. Die externe Empfängereinheit kann erfindungsgemäß das
Alarmsignal des Sensorelements empfangen und ein Wecksignal für die
Schwangere auslösen. Diese kann somit vorteilhafterweise
die aufgetretene Fehllage innerhalb kürzester Zeit korrigieren,
so dass das Rückenlage Schocksyndrom und die damit verbundenen
Risiken und Folgen vermieden werden können.
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Die
hochkapazitiven Kondensatoren in der erfindungsgemäßen
Ausführungsform können extrem schnell (< 1 sek.) aufgeladen
werden. Die Verwendung der hochkapazitiven Kondensatoren, einer Spule
und der Diode hat gegenüber dem Einsatz von Batterien oder
Akkus den zusätzlichen Vorteil, dass eine solche Stromversorgungseinheit
keine weiteren Dichtheitsanforderungen an das Gehäuse stellt,
wie es der Einsatz von Batterien zwecks Auswechslung, bzw. von Akkus
zwecks Aufladung erforderlich machen würde. Der Aufladevorgang
kann durch den Chip gesteuert werden.
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Zusätzlich
kann ein stromsparendes Schaltungskonzept eine ausreichende Betriebsdauer,
beispielsweise von etwa 24 Stunden, gewährleisten. Darüber
hinaus können die Kondensatoren gleichzeitig als Dipolantenne
benutzt werden, so dass der Chip nur zwei Pins aufweisen kann, über
die er seine Versorgungsspannung bezieht und ein Signal senden kann.
Der Einsatz einer weiteren externen Antenne zur Übertragung
der Signale ist damit nicht mehr notwendig.
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Die
erfindungsgemäße Kombination einer Spule, der
Kondensatoren und einer Diode als Stromversorgungs- und Ladeeinheit
stellt vorteilhafterweise eine selbstsichernde und verpolungsgeschützte
Schaltungsanordnung dar.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann im Alarmfall ein
Funksignal an die externe Empfängereinheit gesendet werden
und die Empfängereinheit kann ein akustisches, taktiles
und/oder optisches Wecksignal erzeugen. Die Empfängereinheit kann
beispielsweise in einem bekannten Wecker eingebaut sein, der in
der Regel ein akustisches Wecksignal abgibt. Alternativ kann die
Empfängereinheit auch in einem Armband untergebracht sein
und einen Vibrationsalarm erzeugen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform können die Signalerfassung,
die Signalauswertung und die Bewertung der Lage innerhalb des Sensorelements
erfolgen. Eine Abweichung von der vorgegebenen Links-Seitenlagenposition
kann so besonders schnell erfasst und ein Alarmzustand detektiert
werden. Dies ermöglicht kurze Signal- und Strompfade. Tritt
der Alarmfall ein, kann das Sensorelement per Funk die erfassten
Daten sehr schnell mit geringer Funkleistung an den Empfänger übermitteln.
Vorteilhafterweise tritt zudem keine andauernde Funksignalbelastung
auf, da nur im Alarmfall Daten an den externen Empfänger
gesendet werden. Die benötigte Sendeleistung kann umso
kleiner ausfallen, je geringer der Abstand zum Empfänger
ist. Der Empfänger kann beispielsweise in einen Wecker
eingebaut sein, der im Normalfall neben dem Bett aufgestellt wird. Wird
er zudem auf der linken Bettseite aufgestellt, kann gleich nach
der Deaktivierung des Wecksignals durch die Schwangere auch die
empfohlene linksseitige Schlafposition vorliegen.
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Erfindungsgemäß wird
weiterhin eine Empfängereinheit bereitgestellt, in der
eine externe Spannungsversorgung für die Stromversorgungs-
und Ladeeinheit des Sensorelements integriert sein kann. Vorteilhafterweise
ist auf diese Weise eine weitere zusätzliche Ladestation
für das Sensorelement nicht notwendig.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann das Gehäuse
aus einer Vergussmasse ausgebildet werden. Es können hierbei
beispielsweise Vergussmassen eingesetzt werden wie sie zum Vergießen
von ICs bekannt sind. Hierdurch können die eingesetzten
Bauteile des Sensorelements, wie zum Beispiel der Chip, besonders
gut geschützt und stabilisiert werden.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung kann
die Form des Gehäuses die äußere Endform
des Bekleidungsmittels bilden. Besonders bevorzugt kann das Bekleidungsmittel
ein Bekleidungsknopf sein. Dieser kann direkt an oder in der Kleidung
angeordnet, beispielsweise angenäht sein oder mit einen
Druckknopf-Mechanismus angebracht werden. Der Bekleidungsknopf kann
von vornherein vorgesehen oder auch nachträglich angebracht
werden. Durch das vorteilhafte Vergussgehäuse und/oder
die selbstsichernde und verpolungsgeschützte Schaltungsanordnung
kann ein solcher erfindungsgemäßer Bekleidungsknopf,
problemlos mit der Bekleidung mit gewaschen werden und muss nicht
entfernt und wieder angebracht werden. Zudem kann ein solcher Bekleidungsknopf
vorteilhafterweise in großen Stückzahlen standardisiert
hergestellt werden. Darüber hinaus ist bei dem erfindungsgemäßen Bekleidungsmittel
mit dem Sensorelement zur Detektion der Linkslage weder ein direkter
Hautkontakt noch eine Verkabelung notwendig.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung eines erfindungsgemäßen
Bekleidungsmittels zur Vermeidung eines Rückenlage-Schocksyndroms bei
Schwangeren. Vorteilhafterweise kann so die Lage einer Schwangeren
im Schlaf kontinuierlich und sicher kontrolliert und diese frühzeitig
geweckt werden, wenn diese sich nicht in der empfohlenen Linksseitenlage,
sondern insbesondere in einer gefährdenden Rückenlage,
befindet.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung eines einachsigen Beschleunigungssensors zur
Herstellung einer Vorrichtung zur Vermeidung eines Rückenlage-Schocksyndroms
bei Schwangeren. Eine solche Vorrichtung kann zum Beispiel ein Bekleidungsknopf
mit einem Sensorelement gemäß der vorher beschriebenen
Ausführungsformen mit den damit verbundenen Vorteilen sein.
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Zeichnungen
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Die
Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise anhand einer
Ausführungsvariante in Verbindung mit den Zeichnungen näher
erläutert, ohne hierauf beschränkt zu sein.
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In
diesen zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Bekleidungsmittel
mit einem Sensorelement in einer Darstellung mit einem oben geöffneten
Gehäuse, und
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2 ein
Blockschaltbild zu der Ausführungsform in 1.
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1 einer
Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Bekleidungsmittel 1 mit
einem Sensorelement zur Detektion einer Linkslage in einer Darstellung
mit einem oben geöffneten Gehäuse 2.
Das Gehäuse 2 ist in einer länglichen
Form ausgestaltet, und kann bevorzugt durch eine Vergussmasse gebildet werden,
die die enthaltenen Bauteile schützen und unterstützen
kann. Besonders bevorzugt ist die äußere Endform
des Bekleidungsmittels 1 als Bekleidungsknopf ausgestaltet,
der gleichzeitig das Gehäuse 2 bildet. Die äußere
Form des Gehäuses 2 kann auch variabel auf verschiedene
Anforderungen angepasst werden. Das Bekleidungsmittel umfasst als
Lagesensor 3 einen mikromechanischen einachsigen Beschleunigungssensor,
der die Beschleunigungswerte aufnimmt, und einen Chip 4 mit
einer Auswerteschaltung. Der Beschleunigungssensor 3 kann
auf dem Chip 4 angeordnet sein. Als Stromversorgungs- und
Ladeeinheit wird bevorzugt eine Kombination aus zwei Kondensatoren 5,
einer Spule 6 und einer Diode 7 verwendet. Zusätzlich
kann das Gehäuse an gegenüberliegenden Seiten
Ladeanschlüsse 8 aufweisen, über die
die Kondensatoren 5 von einer externen Ladevorrichtung
aufgeladen werden können. Bevorzugt sind die Kondensatoren 5 leckstromarme hochkapazitive
Kondensatoren, die Gleichstrom-gekoppelt sein können. Eine
solche Stromversorgungs- und Ladeeinheit hat den Vorteil, dass sie
besonders schnell aufgeladen werden kann und darüber hinaus eine
selbstsichernde und verpolungsgeschützte Anordnung darstellt.
Die beiden Kondensatoren 5 können einen Dipol
ausbilden. Die Spule 6 kann hierbei zur Hochfrequenzentkopplung
der Kondensatoren dienen und somit verhindern, dass der durch die
Kondensatoren 5 gebildete Dipol kurzgeschlossen wird. Die
Kondensatoren 5 können vorteilhafterweise gleichzeitig
als Dipolantenne benutzt werden, so dass der Chip 4 nur
zwei Pins aufweisen kann über die er seine Versorgungsspannung
bezieht und Signale senden kann. Vorteilhafterweise kann so auf eine
weitere externe Antenne zur Signalübertragung verzichtet
werden. Der Chip 4 kann ein so genannter ASIC (anwendungsspezifische
integrierte Schaltung) mit einer Schaltung sein, in welcher ein
Auswertealgorithmus für die Lagebestimmung gespeichert
ist und abläuft. Dies kann sowohl mittels einer CPU erfolgen
oder direkt fest in der Logik integriert sein. Der Chip 4 (ASIC)
stellt den intelligenten Teil des Systems dar. Bevorzugt kann der
Chip 4 aus einem stromsparenden analogen Frontend bestehen,
das gesteuert von einer Signalverarbeitungseinheit nur zur Messung
eingeschaltet wird. Der mikromechanische Beschleunigungssensor 3 nimmt
die Beschleunigungswerte auf und übermittelt diese Signale
an den Chip 4. Da die Signalverarbeitung und Berechnung
der Messwerte der eingenommenen Lage digital geschieht, kann auf
dem Chip 4 ein analog-zu-digital-Wandler vorgesehen sein.
Zusätzlich kann auch ein digital-zu-analog-Wandler vorgesehen
werden.
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2 zeigt
ein Blockschaltbild des Sensorelements der Ausführungsform
in 1 mit zwei Ladeanschlüssen 8 am
Gehäuse 2 und eine Kombination aus zwei Kondensatoren 5,
einer Spule 6 und einer Diode 7 als Stromversorgungs-
und Ladeeinheit sowie einen Chip 4 mit einem integrierten
einachsigen Beschleunigungssensor 3 als Lagesensor.
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Zusammenfassend
wird erfindungsgemäß ein Konzept umfassend ein
Bekleidungsmittel mit einem Sensorelement zur Detektion einer Linkslage zur
Verfügung gestellt, das einen einfachen und preisgünstigen
Aufbau aufweist und mit dem die Auswertung der Lageposition und
sichere Übermittlung der Signale an eine zugeordnete Empfängereinheit kabellos
erfolgen kann. Darüber hinaus beinhaltet das erfindungsgemäße
Sensorkonzept eine besonders vorteilhafte und sichere Strom- und
Ladeeinheit. Zusätzlich kann durch das erfindungsgemäße
Sensorkonzept zuverlässig ein Rückenlage-Schocksyndrom
bei Schwangeren vermieden werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 5914660 [0005]
- - EP 1128349 A1 [0006]