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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung zur Fernüberwachung von
physiologischen Messgrößen eines Patienten mittels
eines implantierbaren Gerätes und zur Diagnoseunterstützung.
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Die
moderne Medizin bringt eine Vielzahl von Erkenntnissen der Elektronik
und Kommunikationstechnik zur Anwendung. Funktionen oder wenigstens
Teilfunktionen bestimmter Organe, wie die des Herzen, des Bewegungsapparates,
der Drüsen und dergleichen mehr, können mit Hilfe
modernster Elektronik neben bzw. jenseits von operativen Eingriffen und
dort, wo medikamentöse Behandlung für eine sichere
Funktionsfähigkeit der betreffenden Organe nicht mehr ausreicht,
aufrechterhalten werden.
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Ein
seit längerer Zeit bewährtes Beispiel hierfür
sind implantierbare Herzschrittmacher, die bei Herzrhythmusstörungen
Möglichkeiten zur Stabilisierung der Herzfunktion bieten.
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Implantierbare
medizinische Geräte können in drahtloser Verbindung
sowohl mit anderen implantierten Anordnungen als auch mit externen
Systemen stehen, wie etwa aus der
US
7,379,771 und
EP 1 041 856 bekannt
ist. Das MICS(Medical Implant Communication Service)-Band im Frequenzbereich
von 401 MHz bis 406 MHz wird üblicherweise zur Datenübertragung
zwischen diesen Geräten verwendet. Hierdurch kann das externe
System die vom implantierten Gerät gemessenen Daten empfangen
und/oder die implantierte Anordnung direkt steuern, um bestimmte
Parameter einzustellen, ohne zusätzliche chirurgische Eingriffe
durchzuführen.
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Aus
der
WO 02/056761 ist
ein System bekannt, in dem die Informationen sowohl zum Zustand des
implantierbaren Geräts selbst als auch Messwerte, die von
einem mit dem Gerät verbundenen Sensor erfasst werden,
per Ultraschall zu einer externen Überwachungseinheit übermittelt
werden. Die akustische Energie kann ferner zur Energieeinspeisung
in das implantierbare Gerät genutzt werden.
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Das
externe System kann ein Rechner oder ein tragbares Kommunikationsgerät
sein, wobei das tragbare Kommunikationsgerät z. B. ein
PDA oder ein Mobiltelefon ist, das Daten in einem bestimmten Format
vom implantierbaren Gerät empfängt und zu einer
entfernten Verarbeitungs- und Steuereinheit oder Datenbank weiterleitet.
Hierbei kann sowohl eine drahtlose Kommunikation (2G oder 3G des
Mobiltelefonstandards) als auch ein Kabelmodem, DSL oder ähnliche
Technologien verwendet werden. Solche Fernkommunikationssysteme,
die implantierbare bzw. externe medizinische Geräte verwenden,
sind beispielweise in
US
2007/0250130 ,
WO 2008/053366 und
US 2008/0108880 offenbart.
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Auf
der Verwendung einer solchen drahtlosen Kommunikation zwischen medizinischen
Geräten und Fernsteuereinheiten basiert die Telemedizin, die
Diagnostik und Therapie unter Überbrückung einer
räumlichen oder auch zeitlichen Distanz (”Asynchronität”)
zwischen Arzt und Patient oder zwischen zwei einander konsultierenden Ärzten
mittels Fernkommunikation ermöglicht. Ein Arzt kann daher
physiologische Messdaten eines von ihm weit entfernt Patienten,
die in Echtzeit oder in vorgegebenen Zeitabständen gemessenen
werden, erfassen und analysieren, um eine kontinuierliche Überwachung
des Gesundheitszustandes des Patienten zu leisten.
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Ein
wesentlicher Vorteil der Telemedizin besteht darin, dass ein Arzt
verschiedene Patienten untersuchen kann, ohne dass diese bei diesem
persönlich erscheinen. Dies ist vor allem für
jene Patienten von Vorteil, die Bewegungsschwierigkeiten haben oder
in schwer zugänglichen Ortschaften leben.
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Bei
der Telemedizin muss zwar der Patient nicht selbst beim Arzt erscheinen,
jedoch ist er oft selbst im Erfassungsprozess von physiologischen Daten
direkt involviert. Das heißt, dass der Patient zum Beispiel
ein Kabel bzw. ein Gerät an sich oder an einer anderen
Maschine anbringen muss. Daraus folgt, dass Patienten bei Fernuntersuchungen
leicht in einer Stresssituation geraten können, in der
Richtigkeit der Messung, etwa aufgrund eines falschen Anbringens
des Kabels bzw. Gerätes, nicht gewährleistet werden
kann. Darüber hinaus kann bei solchen Fernkommunikationen
die Patientenidentität vom Arzt nicht immer eindeutig bestätigt
werden.
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Es
ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Anordnung
zur Fernüberwachung von physiologischen Messgrößen
eines Patienten und zur Diagnoseunterstützung für
den Arzt anzugeben, die wirkungsvoller und betriebssicherer als
bekannte Anordnungen arbeitet.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst. Zweckmäßige Fortbildungen des
Erfindungsgedankens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Erfindungsgemäß wird
eine Anordnung vorgeschlagen, die eine implantierbare Sensoreinheit umfasst,
welche einen Sensor Erfassen von Gewebe- und/oder Organmesssignalen
aufweist, der an einem Gewebe und/oder Organ des Patienten angeordnet
ist. Diese Sensoreinheit steht mit einer implantierbaren Übertragungseinheit
zum Empfang der vom Sensor erfassten Messsignale, zur Zwischenspeicherung
in einem eingebauten Messwertspeicher und zur Übertragung
dieser Messsignale nach außerhalb des Patienten in Verbindung.
Weiter ist die implantierbare Übertragungseinheit mit einer
externen Übertragungseinheit gekoppelt, welche die von der
implantierbaren Übertragungseinheit übertragenen
Messsignale empfängt, speichert und weiter überträgt.
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Die
erfindungsgemäße Anordnung sieht ferner eine zentrale
Fernverarbeitungseinheit vor, welche die aus der externen Übertragungseinheit
empfangenen Messsignale verarbeitet. Die zentrale Fernverarbeitungseinheit
weist im Besonderen eine Überwachungseinheit zur Überwachung
des aktuellen Zustandes des Patienten und eine Diagnoseunterstützungseinheit
zur automatischen Unterstützung der Diagnose durch den
Arzt auf. Hierbei erfolgt die Überwachung durch den Vergleich
der empfangenen Messsignale mit bereits gespeicherten physiologischen
Messgrößenwerten des Patienten und die Diagnoseunterstützung
durch den Vergleich der empfangenen Messsignale mit den Werten von
Referenzmessgrößen. Durch eine mit der zentralen
Fernverarbeitungseinheit verbundene Anzeige- und Steuereinheit werden
Informationen bezüglich der verarbeiteten Messsignale angezeigt
und die Fernverarbeitungseinheit, die externe Überwachungseinheit
und die implantierbare Einheiten gesteuert.
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Durch
einen automatischen Vergleichsprozess zwischen gemessenen physiologischen
Messgrößen des Patienten und den Referenzwerten
ermöglicht die Erfin dung eine Unterstützung für
die vom Arzt gestellte Diagnose, was zu einer Vereinfachung und
Beschleunigung der Arbeit des Arztes führt. Die Daten mehrerer
Patienten können zum Beispiel bereits von der zentralen
Fernverarbeitungseinheit, aufgrund der Art der diagnostizierten
Störung, in verschiedenen Gruppen klassifiziert werden.
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Die
Anordnung gemäß der Erfindung bildet ein Kommunikationsnetzwerk
zur Datenkommunikation zwischen der implantierbaren Sensoreinheit,
der implantierbaren Übertragungseinheit, der externen Übertragungseinheit,
der Fernverarbeitungseinheit und der Anzeige- und Steuereinheit.
Die Struktur des Kommunikationsnetzwerks ermöglicht die
Mitwirkung einer dritten Person. Mit einem Internetzugang kann der
Gesundheitszustand des Patienten regelmäßig überwacht
werden und eventuell der Arzt über eine Zustandsänderung
informiert werden, falls der Patient nicht selbst in der Lage ist,
den Arzt zu rufen und/oder der Arzt in diesem Augenblick mit der
zentralen Fernverarbeitungseinheit nicht in Verbindung steht.
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Die
Verwendung einer implantierbaren Sensoreinheit statt einer externen
Sensoreinheit verringert die Anfälligkeit gegenüber
externen Störungen, die von der Patientenumgebung bzw.
von dem Patienten selbst herrühren können. Der
Patient muss selbst nicht mit der Messanordnung interagieren, und die
Messwerte werden automatisch durch ein im Voraus ausgewähltes
Programm oder durch eine Echtzeit-Steuerung des Arztes erfasst und
analysiert.
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Eine
Ausführung der Erfindung besteht darin, dass die implantierbare
Sensoreinheit einen akustischen Sensor zum Erfassen von physiologischen
Geräuschen des Patienten aufweist. Die implantierbare Sensoreinheit
kann somit die Funktionalität eines Stethoskops aufweisen.
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Beim
Abhören des Herzschlages und/oder Lungengeräusches
mit einem Stethoskop kann man unterschiedliche Informationen über
den Gesundheitszustand des Patienten bzw. über das Vorhandensein
von Herz- und/oder Lungenpathologien (Herzfehler, Asthma, Wasser
in den Lungen und andere mögliche Herz- und/oder Lungenfunktionsstörungen)
in Erfahrung bringen.
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Jedoch
kann der Sensor auch von anderer Art sein und zur Diagnose anderer
Gesundheitsstörungen eines Patienten Anwendung finden.
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In
einer weiteren Ausführungsform weist die implantierbare
Sensoreinheit eine Mehrzahl von Sensoren auf, welche an verschiedenen
Stellen des Gewebes und/oder Organs oder auch an verschiedenen Organen
des Patienten angeordnet ist. Jeder Sensor weist dann insbesondere
einen Sensoridentifikationscode auf, der dem Messsignal zugeordnet
ist. Diese Sensoridentifikationscodes versetzen die Fernverarbeitungseinheit
bzw. die externe Übertragungseinheit in die Lage, die verschiedenen
Messsignale zu unterscheiden und dem jeweiligen Sensor zuordnen
zu können. Somit kann die Kombination von Messsignalen
aus verschiedenen Sensoren eine leichtere Lokalisierung eines Störungszustandes
ermöglichen.
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Selbstverständlich
können diese Sensoren alle gleichartig oder verschieden
sein. Neben einem akustischen Sensor kann zum Beispiel ein Sensor vorhanden
sein, der zur Ermittlung des Blutdrucks die Veränderung
des Arterienvolumens misst. Der Arzt kann somit eine Kombination
der Informationen aus verschiedenen Sensoren benutzen, um eine genauere
und komplettere Diagnose stellen zu können.
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Um
die akustischen Signale in elektrische Signale umzuwandeln, weist
die implantierbare Sensoreinheit ein oder mehrere Mikrofone oder
Schallwandler auf. Die elektrischen Signale werden durch eine elektrische
Leitung zu der implantierbaren Übertragungseinheit geleitet
und dort in einem Pufferspeicher aufgenommen. Alternativ kann die
implantierbare Sensoreinheit mit der implantierbaren Übertragungseinheit
in drahtloser Verbindung stehen.
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Die
implantierbare Übertragungseinheit kann ein Mittel zur
Primärverarbeitung der erfassten Messsignale aufweisen.
Hierbei kann z. B. eine Mittelwertbildung zwischen den in verschiedenen
Zeitpunkten gemessenen Messwerten erfolgen, bevor die Daten übertragen
werden. Außerdem kann ein Analog-Digital-Wandler vorhanden
sein. Alternativ kann eine A/D-Wandlung direkt in der Sensoreinheit
durchgeführt werden. Um die Datenmenge zu reduzieren, kann
ferner die implantierbare Übertragungseinheit Mittel zur
Datenkomprimierung aufweisen. Ferner kann die implantierbare Übertragungseinheit
weitere Mittel zur Verarbeitung und Analyse der erfassten Messsignale
aufweisen.
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Falls
eine Vielzahl von Sensoren verwenden werden, können die
Messsignale aus mehreren Sensoren hierbei vorverarbeitet, komprimiert
und gemeinsam über einen einzigen Weg übertragen
werden. In Besonderen kann die Übertragung der Messdaten
zu der externen Übertragungseinheit außerhalb
des Patienten mittels einer drahtlosen Verbindung, beispielsweise
mittels einer Funkverbindung, erfolgen.
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Durch
eine ihr zugeordnete Anzeigeeinheit kann die externe Übertragungseinheit
die von der implantierbaren Übertragungseinheit erstverarbeiteten Messwerte
bzw. die Mitteilungen der Fernverarbeitungseinheit dem Patienten
anzeigen.
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In
einer weiteren Ausführung der Erfindung, ist die externe Übertragungseinheit
ein tragbares Kommunikationsgerät. Dieses Gerät
kann zum Beispiel ein Mobiltelefon oder ein ähnliches Kommunikationsmittel
sein, das für den Patienten stets griffbereit steht. Hierbei
kann die externe Übertragungseinheit beispielsweise in
Art einer Armbanduhr oder eines PDA vorgesehen werden. Die externe Übertragungseinheit
kann zusätzlich eine spezielle Taste aufweisen, welcher
dem Patienten die Möglichkeit gibt, sich mit dem Arzt direkt
in Verbindung zu setzen. In diesem Fall kann die externe Übertragungseinheit
als normales Telefon bzw. Funksprechgerät wirken.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform weist die externe Übertragungseinheit
eine Abfrageeinheit auf, welche die implantierbare Sensoreinheit
abfragt, um die Funktion des Sensors zu überprüfen.
Durch die Verwendung des Sensoridentifikationscodes kann die Abfrageeinheit
eine selektive Abfrage durchführen.
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Die Überwachungseinheit
kann eine aktuelle Überwachung einer bestimmten physiologischen Messgröße
des Patienten durch den Vergleich der gemessenen Werte und der Messgrößenwerte,
die für den Patienten gespeichert sind, tätigen.
Außerdem können die gemessenen Werte mit den bereits gemessenen
Messgrößenwerten des Patienten verglichen werden,
um eine Tendenz des Messgrößenwerts in einem bestimmten
Zeitabschnitt feststellen zu können. Dafür weist
die Überwachungseinheit eine Vergleichereinheit und einen
Patientendatenspeicher bzw. eine Verbindung zu einer Patientendatenbank
auf, in der sämtliche gemessene Messgrößenwerte
des Patienten gespeichert sind.
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Die
Diagnoseunterstützungseinheit vergleicht die gemessenen
Werte mit den Referenzwerten von Messgrößen. Daraus
folgt, dass diese Einheit neben der Vergleichereinheit eine Referenzdatenbank
aufweist, in der die Referenzwerte verschiedener physiologischen
Messgrößen eines Mensches gespeichert sind.
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Die
implantierbare Sensoreinheit kann beispielsweise das Geräusch
einer Lunge abhören. Die gemessene Geräuscheintensität
bzw. ein Geräuschspektrum wird von der Diagnoseunterstützungseinheit
mit der Geräuschintensität einer gesunden Lunge
verglichen. Ebenso können aus den Messdaten charakteristische
Merkmale beispielsweise durch Klassifizierung und/oder Mustererkennung
des Frequenzspektrums gewonnenen werden. Selbstverständlich
werden hierbei auch weitere Merkmale des Patienten (der Körperbau,
das Alter, usw.) berücksichtigt. Anhand des Vergleichs
der erfassten Daten mit Referenzdaten entweder eines gesunden Patienten
oder bestimmter Krankheitssyntom kann die Diagnoseunterstützungseinheit „diagnostizieren”,
welches Krankheitssyntom vorliegt, z. B. ob der Patient Wasser in
den Lungen hat.
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In
einer weiteren Ausführungsform kann die Diagnoseunterstützungseinheit
Bestandteil der implantierbaren Übertragungseinheit sein.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die externe Übertragungseinheit
eine Aktivierungseinheit auf, welche die implantierbaren Einheiten
betätigt und dem Patienten die Aktivierung einer Funktion
der implantierbaren Einheiten signalisiert. Die Signalisierung kann
beispielsweise durch ein optisches (Blinklicht), akustisches (Dauer-
bzw. wechselnder Ton) oder ein anderes Informationssignal (z. B.
ein Vibrationssignal) erfolgen.
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In
einer weiteren Ausführung stehen die externe Übertragungseinheit
und/oder die implantierbare Übertragungseinheit mit zusätzlichen
implantierbaren oder externen Geräten in direktem Wirkzusammenhang
und wird durch diese beeinflusst. Neben einem implantierbaren Stethoskop
kann z. B. ein Herzstimulator vorhanden sein, und die externe und/oder die
implantierbare Übertragungseinheit können die Funktionen
dieser zwei Geräte als Kombination mit einander betrachten.
Wenn beispielsweise eine starke Verringerung des Herzschlages (Bradykardie)
von dem Stethoskop erfasst wird und der Herzschlag unter einem bestimmten
Schwellwert ist, kann der Herzstimulator automatisch aktiviert werden.
Selbstverständlich können weitere implantierbare
oder externe Geräte, wie zum Beispiel zur EKG-Erfassung,
zusätzlich kombiniert werden.
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In
einer noch weiteren Ausführung der Erfindung kann der Sensor
an einem der zusätzlichen implantierten Geräte
angebracht werden. Somit kann das zusätzli che implantierte
Gerät den Sensor direkt benutzen und/oder durch diesen überwacht
werden.
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Vorzugsweise
steht die zwischen den implantierbaren Einheiten und der zentralen
Fernverarbeitungseinheit angeordnete externe Übertragungseinheit
mit der zentralen Fernverarbeitungseinheit in drahtloser Verbindung.
Hierfür weist diese externe Übertragungseinheit
mindestens zwei Sende-Empfangseinheiten auf, die parallel sowohl
mit der zentralen Fernverarbeitungseinheit als auch mit der implantierbaren Übertragungseinheit
interagieren. Die Kommunikation zwischen den verschiedenen Elementen der
Anordnung gemäß einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung kann durch ein Zeit- oder Frequenz- oder Codemultipexverfahren
erfolgen. Ein solches Übertragungsverfahren eignet sich
gerade zur Verwendung einer Vielzahl von Sensoren, da die Messsignale
zusammengefasst und simultan über ein Medium (Kabel oder
Funkstrecke) übertragen werden.
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In
der zentralen Fernverarbeitungseinheit werden die Signale der physiologischen
Messgrößen des Patienten verarbeitet. Ausgehend
von der Lage und/oder der Art der Sensoren, kann hierbei zum Beispiel
ein Fonokardiogramm, ein Elektrokardiogramm, ein Elektroenzephalogramm,
usw. erzeugt und zu der Anzeige- und Steuereinheit übermittelt
werden. Auch kann z. B. eine Geräuscheintensitätsverteilung
der Lunge berechnet werden, um genauer festzustellen, von welcher
Zone bzw. Zonen der Lunge ein ungewöhnliches Geräusch
herrührt.
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In
einer noch weiteren Ausführungsform weist die zentrale
Fernverarbeitungseinheit eine Mitteilungseinheit auf, welche dem
Patienten durch die externe Übertragungseinheit eine Änderung
der physiologischen Messgrößenwerte automatisch
mitteilt. Ein akustisches bzw. optisches Signal kann z. B. den Patienten
warnen, dass der Blutdruck unter einen bestimmten Schwellwert gefallen
ist.
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In
einer weiteren Ausführung der Erfindung weist die zentrale
Fernverarbeitungseinheit eine Feedbackeinheit auf, welche automatisch
die Sensoreinheit, je nach den Ergebnissen der Überwachungs-
bzw. Diagnoseunterstützungseinheit, steuert. Wenn beispielsweise
die Überwachungseinheit eine drastische Verringerung des
Blutdrucks feststellt, kann die Sensoreinheit so gesteuert werden, dass
eine kontinuierliche Messung des Herzschlages erfolgt, um dem Arzt
die Möglichkeit zu geben, eine ständige Überwachung
des Herzen des Patienten zu haben, während dieser eine
Lösung zur Wiederherstellung der normalen Werte des Blut drucks
sucht. Die zentrale Fernverarbeitungseinheit kann außerdem
eine Ausfallalarm- oder -sicherungseinheit aufweisen.
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Wie
oben erwähnt, steht die zentrale Fernverarbeitungseinheit
mit der Anzeige- und Steuereinheit in Verbindung, mittels derer
der ein Arzt oder eine qualifizierte Person die Messdaten des Patienten überwachen
und analysieren kann. Die Kommunikation zwischen diesen zwei Einheiten
kann sowohl drahtlos als auch per Kabelmodem, DSL oder ähnlichen
Technologien erfolgen.
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Eine
weitere Ausführung sieht eine zentrale Fernverarbeitungseinheit
vor, die mit einer Vielzahl von Anzeige- und Steuereinheiten verbunden
ist. Somit können mehrere Ärzte einen einzigen
Patienten untersuchen und eine gemeinsame Therapie erarbeiten.
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Die
von der zentralen Fernverarbeitungseinheit verarbeiteten Messsignale
werden bei der Anzeige- und Steuereinheit auf einem Bildschirm angezeigt.
In einigen Fällen können diese auch durch einen
Lautsprecher oder Kopfhörer vom Arzt abgehört werden.
Ein Arzt kann zum Beispiel das Herz oder die Lunge eines von ihm
weit entfern Patienten in Echt-Zeit abhören. Auf der Anzeige-
und Steuereinheit kann er optional zusätzlich den Verlauf
einer zeitlichen längeren Messung schnell optisch erfassen.
Er kann so beispielsweise den Gesundheitszustand eines Patienten
durch eine kontinuierliche Erfassung des Herzschlages während
eines langen Zeitabschnitts leicht überwachen, indem ihm
eine Herzfrequenz-Zeit-Kurve dargestellt wird.
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Vorteile
und Zweckmäßigkeiten der Erfindung werden im Übrigen
deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung einiger ausgewählter
Ausführungsbeispiele anhand der Figuren. Von diesen zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung der Elemente einer Anordnung gemäß der
vorliegenden Erfindung;
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2 eine
schematische Darstellung der implantierbaren Sensoreinheit, der
implantierbaren Übertragungseinheit und der externen Übertragungseinheit
der Anordnung aus 1;
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3 eine
schematische Darstellung der zentralen Fernverarbeitungseinheit
der Anordnung gemäß 1;
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4 eine
schematische Darstellung der Anzeige- und Steuereinheit der Anordnung
gemäß 1 und
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5 ein
Flussdiagramm des Verlaufes einer Fernüberwachung von physiologischen
Messgrößen eines Patienten und einer Diagnoseunterstützung
gemäß der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt
eine Anordnung 1 zur Fernüberwachung von physiologischen
Messgrößen mehrerer Patienten P, welche ein Kommunikationsnetzwerk zwischen
einer implantierbaren Sensoreinheit 2, einer implantierbaren Übertragungseinheit 3,
einer externen Übertragungseinheit 4, einer zentralen
Fernverarbeitungseinheit 5 und einer Anzeige- und Steuereinheit 6 bildet.
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Die
implantierbare Sensoreinheit 2 weist einen Sensor auf,
der an einem Organ L eines der Patienten P angebracht ist und ist.
Die Sensoreinheit 2 steht mit der implantierten Übertragungseinheit 3 in Signalverbindung,
und über diese kommuniziert sie durch eine drahtlose Signalübertragung
mit der externen Übertragungseinheit 4, die am
Handgelenk des Patienten P angebracht ist. Der Patient P kann ein
zusätzliches implantierbares Gerät 7 haben,
welches sich entweder direkt oder über die implantierbare Übertragungseinheit 3 mit
der externen Übertragungseinheit 4 in Verbindung
setzt.
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Die
externe Übertragungseinheit 4 jedes Patienten
P überträgt die Messsignale zu der zentralen Fernverarbeitungseinheit 5 über
ein Netzwerk N. Hierbei werden die Messsignale verarbeitet und zu mehreren
Anzeige- und Steuereinheiten 6 weiter übertragen.
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Die
Anzeige- und Steuereinheit 6 bedient und überwacht
ein Arzt, der die Messsignalen analysiert und mit dem Patienten
P über die externe Übertragungseinheit 4 kommunizieren
kann. Die Anzeige- und Steuereinheiten 6 stehen entweder
in Kabel- oder kabelloser Verbindung mit der zentralen Fernverarbeitungseinheit 5.
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Das
Netzwerk N entspricht hierbei einem Kommunikationsnetzwerk zur Zweiwege-Datenkommunikation,
wobei die Datenübertragung bevorzugt über ein
Internetprotokoll erfolgt.
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Die
externe Übertragungseinheit 4 empfängt die
Messsignale aus den implantierbaren Einheiten 2 und 3 über
ein lokales Übertragungsnetz. Um die Messinformationen
des Patienten P dem Arzt A zur Verfügung zu stellen, wirkt
die externe Übertragungseinheit 4 als Gateway/Brücke.
Hierbei werden die Messsignale an die Einheiten außerhalb
des lokalen Übertragungsnetzes, z. B. via UMTS, verteilt.
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Die
externe Übertragungseinheit 4 wirkt ebenfalls
als lokaler Dienstleistungsanbieter, der verschiedenen Dienstleistungen
anbietet, über welche man durch einen Standard-Netz-Client
(Netscape, Internet Explorer, ...) verfügen kann. Abhängig
von einer externen Berechtigungszuweisung gewährt die Übertragungseinheit 4 den
Zugang an diese Dienstleistungen.
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Die
zentrale Fernverarbeitungseinheit 5 wirkt hierbei als zentraler
Server, der sämtliche Einheiten des Systems steuert. Die
Fernverarbeitungseinheit 5 setzt sich mit der externen Übertragungseinheit 4 über
ein globales Übertragungsnetz in Verbindung und auf die
in der Übertragungseinheit gespeicherte Messinformationen
zugreift.
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Bei
der Anzeige- und Steuereinheit 6 ist der Arzt in der Lage,
sich mit der zentralen Fernverarbeitungseinheit 5 in Verbindung
zu setzen. Diese Verbindung ist über ein lokales oder das
globales Übertragungsnetz verfügbar. Somit kann
der Arzt zu sich zur externen Übertragungseinheit 4 anmelden
und auf die Messdaten des Patienten direkten Zugang haben.
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Die 2 bis 4 zeigen
im Einzelnen die verschiedenen Komponenten der Anordnung zur Fernüberwachung
eines Patienten und zur Diagnoseunterstützung eines Arztes.
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2 zeigt
genauer die implantierbare Sensoreinheit 2, die implantierbare Übertragungseinheit 3 und
die externe Übertragungseinheit 4, die dem Patienten
zugeordnet sind.
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Ein
Sensor 21 der implantierbaren Sensoreinheit 2 steht
in Berührung mit einem Gewebe bzw. Organ des Patienten.
Der Sensor 21 wandelt das erfasste Körpersignal
in ein elektrisches Signal um und leitet dieses zu einem Prozessor 22,
der diesem einen im Speicher 23 gespeicherten Sensoridentifikationscode
zuordnet. Der Prozessor 22 ist dazu programmiert, auf einen
Abfragesignal, das mit dem Sensoridentifikationscode assoziiert
ist, antworten zu können.
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Durch
eine Signalleitung SL werden die Messsignale zu dem Prozessor 31 der
implantierbaren Übertragungseinheit 3 geleitet.
Um die Qualität der Messsignale bzw. das Übertragungsverfahren
zu verbessern, weist der Prozessor 31 einen Analog-Digital-Wandler
(ADC) 311, ein Filter 312 und einen Verstärker 313 auf.
Die Messsignale werden vom Prozessor 31 zu einem Sende-Empfangsgerät 32 geleitet,
um sie nach außerhalb des Patienten zu übertragen.
In einem Messwertspeicher 33 werden die Messwerte zwischengespeichert,
bevor die Daten übertragen werden. Im Messwertspeicher 33 werden auch
die früher gewonnenen Messwerte gespeichert, die mit den
aktuellen Messwerten verarbeitet werden müssen, z. B. um
einen Durchschnitt zu berechnen. Ferner kann die implantierbare Übertragungseinheit 3 weitere,
hier nicht dargestellte Mittel zur Verarbeitung und Analyse der
Messsignale aufweisen. Eine Batterie 34 speist sowohl die
elektrischen Elemente der implantierbaren Übertragungseinheit 3 als
auch die der implantierbaren Sensoreinheit 2 durch eine Einspeisungsleitung
EL mit einer Betriebsspannung.
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Durch
eine Sende-Empfangseinheit 41 kommuniziert die externe Übertragungseinheit 4 mit
der implantierbaren Übertragungseinheit 3. Die
empfangenen Messdaten werden von einem Prozessor 42 verarbeitet
und in einem Speicher 43 gespeichert. Der Prozessor 42 steuert
eine Abfrageeinheit 44 zum Abfragen der implantierbaren
Sensoreinheit 2 durch den bestimmten Sensoridentifikationscode
des jeweiligen Sensors 21 und eine Aktivierungseinheit 45, welche
die implantierbaren Einheiten 2 und 3 betätigt und
dem Patienten die Aktivierung einer Funktion der implantierbaren
Einheiten 2 und 3 signalisiert.
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Durch
ein Ein-/Ausgabegerät 46, das aus einem Display,
einem Lautsprecher und einem Mikrofon besteht, werden Mitteilungen
der Anzeige- und Steuereinheit 6 bzw. der zentralen Fernverarbeitungseinheit 5 dem
Patienten angezeigt und eine Sprachkommunikation zwischen dem Arzt
und dem Patienten ermöglicht. Die Kommunikation zwischen Patient
und Arzt wird hierbei durch das Drücken einer Taste 47 eingeleitet.
Wie in der implantierbaren Übertragungseinheit 3 weist
der Prozessor 42 einen Analog-Digital-Wandler (ADC) 421,
ein Filter 422 und einen Verstärker 423 auf.
Durch ein zweites Sende-Empfangsgerät 48 werden
die Messdaten weiter übertragen.
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3 zeigt
die zentrale Fernverarbeitungseinheit 5, welche die Messdaten über
eine Sende-Empfangseinheit 51 von der externen Übertragungseinheit 4 empfängt.
Diese werden dann zu einem Prozessor 52 geleitet und in
einem Speicher 53 gespeichert. Der Prozessor 52 steuert
die Überwachungseinheit 54 zur Überwachung
des aktuellen Zustandes des Patienten durch den Vergleich der empfangenen
Messdaten mit den bereits gespeicherten physiologischen Messgrößenwerten
des Patienten. Dies erfolgt unter Einsatz eines Vergleichers 541 und einer
Patientendatenbank 542. Der Prozessor 52 steuert
ebenfalls eine Diagnoseunterstützungseinheit 55 zur
automatischen Unterstützung für die ärztliche
Diagnose durch den Vergleich der empfangenen Messsignale mit den
Referenzwerten von den physiologischen Messgrößen.
Dies erfolgt unter Einsatz eines Vergleichers 551 und einer
Referenzdatenbank 552.
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Der
Prozessor 52 steuert ferner eine Patientenkommunikationseinheit 56,
welche dem Patienten durch die externe Übertragungseinheit 4 eine Änderung
der physiologischen Messgrößenwerte mitteilt und
eine Feedbackeinheit 57, welche die implantierbare Sensoreinheit 2 je
nach Ergebnisse der Überwachungs- bzw. Diagnoseunterstützungseinheit
automatisch steuert. Eine Ausfallsicherungseinheit 58 wird
ebenfalls vom Prozessor 52 gesteuert und ist mit der Sende-Empfangseinheit 51 verbunden,
um auf die implantierbaren Einheiten 2 und 3 agieren
zu können, falls Ausfälle der Anordnung passieren
sollten. Durch Einsatz eines Interface 59 steht die zentrale Fernverarbeitungseinheit 5 mit
der Anzeige- und Steuereinheit 6 in Verbindung.
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4 zeigt
die Anzeige- und Steuereinheit 6, welche die von der zentralen
Fernverarbeitungseinheit 5 verarbeiteten Messsignale über
ein Interface 61 empfängt. Bei der Anzeige- und
Steuereinheit 6 werden die Messwerte mittels eines Rechners 62 analysieret
und in einem Speicher 63 gespeichert. Der Rechner 62 steht
mit einem Ein-/Ausgabegerät 64, das ein Display,
einen Lautsprecher und ein Mikrofon (alle nicht gesondert bezeichnet)
umfasst, in Verbindung. Somit können die Messwerte vom
Arzt gesehen bzw. abgehört werden und eine mündliche Kommunikation
zwischen Patienten und Arzt erfolgen.
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In 5 ist
der Verlauf der Fernüberwachung und Diagnoseunterstützung
dargestellt. In einem ersten Schritt S100 erfasst der Sensor der
implantierbaren Sensoreinheit die Messsignale des Gewebes und/oder
Organs eines Patienten. Im Schritt S101 werden die Messsignale zusammen
mit dem entsprechenden Sensoridentifikationscode in einem Zwischenspeicher
gespeichert. Die Messsignale werden dann im Schritt S102 von der
implantierbaren Übertragungseinheit zu der externen Übertragungseinheit
außerhalb des Patienten (z. B. über eine Funkverbindung)
und in Schritt S103 von der externen Übertragungseinheit
zu der Fernverarbeitungseinheit übertragen.
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Im
Schritt S104 werden die Messsignale von der Fernverarbeitungseinheit
verarbeitet. Die Verarbeitung weist den Vergleich der Messdaten
mit den bereits gemessenen Messdaten des Patienten (Schritt S105)
bzw. den Vergleich der Messdaten mit den Referenzwerten der physiologischen
Messgrößen (Schritt S106), auf. Die verarbeiteten
Messdaten werden dann zu der Anzeige- und Steuereinheit übertragen
und dort bei der Anzeige- und Steuereinheit angezeigt bzw. abgehört
(Schritt S107). Der Arzt an der Anzeige- und Steuereinheit teilt
dem Patienten seine Ergebnisse mit (Schritt S108) und steuert eventuell
die implantierbare Steuereinheit (Schritt S109), um für
neue bzw. verschiedene Messungen zum Schritt S100 zurückzukehren.
Je nach Ergebnis des Vergleichsverfahrens der Überwachungseinheit und/oder
der Diagnoseunterstützungseinheit kann die implantierbare
Sensoreinheit auch von der Fernverarbeitungseinheit automatisch
gesteuert werden. Der Patient wird über die Ergebnisse
und über die Steuerung selbstverständlich durch
eine Mitteilung informiert.
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Alternativ
kann vor der Übertragung zu der externen Übertragungseinheit
eine Erstverarbeitung der Messsignale in der internen Übertragungseinheit erfolgen
(Schritt S110 mit gestrichelter Linie). Nach dem Schritt S102 werden
dann die Ergebnisse der Erstverarbeitung dem Patienten mitgeteilt.
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Im Übrigen
ist die Ausführung der Erfindung nicht auf die oben beschriebenen
Beispiele und hervorgehobenen Aspekte beschränkt, sondern
lediglich durch den Schutzbereich der anhängenden Patentansprüche.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 7379771 [0004]
- - EP 1041856 [0004]
- - WO 02/056761 [0005]
- - US 2007/0250130 [0006]
- - WO 2008/053366 [0006]
- - US 2008/0108880 [0006]