DE102009040198A1 - Monitoring device for detecting and/or monitoring e.g. water accumulation in lungs in human- or animal body, has signal evaluation units carrying out detection and quantification of fluid accumulates of body from measured data - Google Patents

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Johannes Dipl.-Wirtsch. Ing. Schmid
Lukasz Dipl.-Ing. Niestoruk
Klaus D. Prof. Dr. Ing. Müller-Glaser
Thomas Prof. Dr. Ing. Zwick
Grzegorz Dipl.-Ing. Adamiuk
Malgorzata Dipl.-Ing. Janson
Elena Dipl.-Ing. Pancera
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Abstract

The device has a measuring- and evaluation unit (1) comprising signal generators (2) for generating radar signals e.g. ultra wideband (UWB) pulse signals, pseudo-random digital sequence and continuous frequency modulated signals, with a center frequency between 300 mega hertz and 300 gigahertz. Transmission antennas (4) couple the signals into a body (5), and receiving antennas (8) receive the radar signals reflected at different layers of the body to be measured. Signal evaluation units (11) carry out detection and quantification of fluid accumulation of the body from measured data.

Description

In der medizinischen Diagnose sowie in der Pflege insbesondere älterer oder körperlich behinderter Menschen hängen verschiedene Fragestellungen mit eingelagerten Flüssigkeitsmengen (insbesondere Wasser, Urin, Lymphe aber auch Blut oder andere Flüssigkeiten) in Organen, in biologischem Gewebe oder allgemein an unterschiedlichen Stellen im menschlichen Körper zusammen.In the medical diagnosis as well as in the care of elderly or physically handicapped people in particular, various issues are related to stored amounts of liquid (in particular water, urine, lymph, but also blood or other fluids) in organs, in biological tissue or generally in different places in the human body.

Beispielsweise kann über die Menge des in der menschlichen Blase angesammelten Urins auf die Blasenfüllung sowie den daraus resultierenden Harndrang rückgeschlossen werden, oder die Flüssigkeitsmenge in der Lunge stellt einen Indikator für eine Dekompensation, die aus einer Herzinsuffizienz resultieren kann, dar. Weitere Flüssigkeitsansammlungen, die ebenfalls für eine Überwachung interessant sind, wären zum Beispiel die Füllung des Magens, Blutansammlungen durch innere Verletzungen oder sonstige Flüssigkeitsansammlungen im menschlichen oder auch tierischen Gewebe.For example, the amount of urine accumulated in the human bladder may indicate bladder filling and the urinary frequency resulting therefrom, or the amount of fluid in the lung may be indicative of a decompensation that may result from cardiac insufficiency. Other fluid collections also For example, gastric filling, blood accumulation due to internal injuries or other fluid accumulation in human or even animal tissue would be of interest for monitoring.

Die Vorrichtung arbeitet nach dem Prinzip der Auswertung reflektierter Radar-Signale, die über eine oder mehrere Antenne(n) in den Körper eingekoppelt und jeweils an den Grenzen unterschiedlicher Gewebeschichten reflektiert werden. Unter Radar-Signalen werden hier Radiosignale verstanden, die sich typischerweise durch eine Mittenfrequenz zwischen 300 MHz und 300 GHz auszeichnen, und in Form von (ultra-)breitbandigen (UWB-)Signalen wie zum Beispiel Puls-Signalen (Puls-Radar) und pseudo-zufälligen Digitalfolgen (Pseudo Noise Radar, PN-Radar), oder auch in sonstigen Signalformen wie zum Beispiel kontinuierlichen frequenzmodulierten Signalen (Frequency Modulated Continuous Wave Radar, FMCW-Radar) eingesetzt werden können.The device operates on the principle of evaluating reflected radar signals which are coupled into the body via one or more antenna (s) and respectively reflected at the boundaries of different tissue layers. Radar signals are here understood to mean radio signals, which are typically characterized by a center frequency between 300 MHz and 300 GHz, and in the form of (ultra) broadband (UWB) signals such as pulse signals (pulse radar) and pseudo Random digital sequences (pseudo noise radar, PN radar), or in other waveforms such as continuous frequency modulated signals (Frequency Modulated Continuous Wave Radar, FMCW radar) can be used.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Radar-Signale sogenannte Ultra Breitband Signale (UWB-Signale), typischerweise mit einer Bandbreite von mehr als 500 MHz oder von mindestens 20% der verwendeten Mittenfrequenz (siehe Definition/Interpretation von UWB Signalen durch die Europäische Konferenz der Verwaltungen für Post und Telekommunikation – CEPT, Electronic Communications Committee – CEPT-ECC). In dieser UWB-Technologie lassen sich auf der einen Seite sehr kurze, unterschiedlich geformte Pulse im Pico- bis Nanosekundenbereich realisieren (Puls-Radar), die aufgrund ihrer Kürze eine relativ genaue räumliche Auflösung ermöglichen, und auf der anderen Seite pseudo-zufällige Digitalfolgen (PN-Radar), die eine Korrelation zwischen Signal und zugehöriger Reflektion und damit ebenfalls eine genaue räumlich Auflösung ermöglichen.In a preferred embodiment, the radar signals are so-called ultra wideband signals (UWB signals), typically with a bandwidth of more than 500 MHz or at least 20% of the center frequency used (see definition / interpretation of UWB signals by the European Conference of Administrations for Post and Telecommunications - CEPT, Electronic Communications Committee - CEPT-ECC). In this UWB technology, it is possible on the one hand to realize very short, differently shaped pulses in the picosecond to nanosecond range (pulse radar) which, due to their shortness, allow relatively accurate spatial resolution, and on the other hand, pseudorandom digital sequences ( PN radar), which allow a correlation between signal and associated reflection and thus also an accurate spatial resolution.

Mit diesen Radar-Signalen lässt sich dann die Materialeigenschaft der Permittivität dielektrischer Medien ausnutzen. Insbesondere die Permittivität (dielektrische Leitfähigkeit) von Wasser unterscheidet sich stark von der von Fettgewebe oder anderen Gewebearten im menschlichen Körper. Die erzeugten Radar-Signale werden an den Grenzschichten unterschiedlich permittiver Medien unterschiedlich stark reflektiert (Fresnel-Reflektionen). In der Vorrichtung werden diese Reflektionen analysiert und aus einer Interpretation der gemessenen Werten der Flüssigkeitsgehalt des durchquerten Gewebes abgeleitet. Bei dieser Signalanalyse wird die Ankunftszeit der reflektierten Signale ausgewertet und mit einer Referenzmessung in Bezug gebracht wobei zusätzlich auch Phase und Dämpfung sowie sonstige Signalparameter des reflektierten Signals ausgewertet, sowie physiologische Parameter (beispielsweise EKG, EEG, Herzrate, Blutdruck oder andere) mit einbezogen werden können.With these radar signals, the material property of the permittivity of dielectric media can then be exploited. In particular, the permittivity (dielectric conductivity) of water is very different from that of adipose tissue or other types of tissue in the human body. The generated radar signals are reflected to different degrees on the boundary layers of different permittive media (Fresnel reflections). In the device these reflections are analyzed and derived from an interpretation of the measured values of the liquid content of the traversed tissue. In this signal analysis, the arrival time of the reflected signals is evaluated and related to a reference measurement additionally evaluated phase and attenuation and other signal parameters of the reflected signal, and physiological parameters (such as ECG, EEG, heart rate, blood pressure or others) can be included ,

Insbesondere die Möglichkeit der Integration in ein mobiles System zur kontinuierlichen Überwachung ist ein Vorteil des Einsatzes der Technologie zur Detektion und Quantifizierung von Flüssigkeitsansammlungen im Körper.In particular, the possibility of integration into a mobile system for continuous monitoring is an advantage of the use of the technology for the detection and quantification of fluid accumulations in the body.

Stand der TechnikState of the art

Im Stand der Technik wird die Detektion beziehungsweise die Quantifizierung von Flüssigkeitsansammlungen im menschlichen Körper bisher durch verschiedene Methoden gelöst.In the prior art, the detection or quantification of fluid accumulations in the human body has hitherto been solved by various methods.

Der Wasseranteil im gesamten Körper kann beispielsweise durch eine Widerstandsmessung bestimmt werden. Dieses Prinzip wird von verschiedenen Personenwaagen-Herstellern umgesetzt, wie zum Beispiel der Firma Söhnle. Allerdings sind die Messungen relativ ungenau und vor allem auch für Wasseransammlungen an einer spezifischen Stelle im Körper ungeeignet. Oft eingesetzte Methoden zur Detektion von Flüssigkeitsansammlungen in einem menschlichen oder tierischen Körper sind auf der einen Seite nichtinvasive Methoden wie Ultraschall (Sonographie), Röntgen, Magnetresonanztomographie (MRT), sowie auf der anderen Seite invasive Methoden wie Katheterisierung oder Implantate. Die genannten Methoden haben den Nachteil, dass jede einzelne Messung einen hohen Aufwand an technischen Geräten bedeutet.The water content in the entire body can be determined for example by a resistance measurement. This principle is implemented by various personal scale manufacturers, such as the company Söhnle. However, the measurements are relatively inaccurate and, above all, unsuitable for water accumulation at a specific site in the body. Frequently used methods for the detection of fluid accumulation in a human or animal body are, on the one hand, non-invasive methods such as ultrasound (sonography), X-rays, magnetic resonance imaging (MRI), as well as invasive methods such as catheterization or implants. The methods mentioned have the disadvantage that each individual measurement means a high expenditure on technical devices.

Eine Methode und Vorrichtung zur Detektion der Füllmenge der menschlichen Blase auf Basis von Ultraschall wurde in DE 3526164 A1 im Jahr 1985 veröffentlicht. Eine weitere Methode und Vorrichtung zur allgemeinen Detektion von Flüssigkeiten im menschlichen Körper wurde von den gleichen Erfindern 1986 in DE 3633080 A1 veröffentlicht. Beide Erfindungen benötigen jedoch zumindest eine Komponente, die innerhalb des Körpers eingesetzt wird und sind deswegen (zumindest teilweise) den invasiven Methoden zuzuordnen. Der Einsatz von Ultraschallwellen um auf die Füllmenge der menschlichen Blase zu schließen wird in WO 88/03390 beschrieben, wobei Ultraschallwellen einen anderen technischen Ansatz als die elektromagnetischen Wellen der Radar-Technik darstellen.A method and apparatus for detecting the filling amount of the human bladder based on ultrasound has been disclosed DE 3526164 A1 published in 1985. Another method and apparatus for the general detection of fluids in the human body has been described by the same inventors in 1986 DE 3633080 A1 released. However, both inventions require at least one Component that is used within the body and are therefore (at least partially) associated with the invasive methods. The use of ultrasonic waves to close the amount of the human bladder is in WO 88/03390 Ultrasonic waves represent a different technical approach than the electromagnetic waves of the radar technique.

Radar Signale werden im Stand der Technik in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, zum Beispiel zur Detektion von in einem Medium eingeschlossenen Objekten wie in DE 10 2004 007 315 A1 beschrieben. Der dort angeführte Stand der Technik ist jedoch nicht so ausgeführt, dass die dielektrischen Eigenschaften biologischer Materialien benutzt werden um Flüssigkeitsansammlungen zu detektieren, sondern um das Auffinden von Gegenständen zu erlauben, die in einem Medium eingeschlossen sind.Radar signals are used in the prior art in various applications, for example for the detection of objects enclosed in a medium such as DE 10 2004 007 315 A1 described. The prior art cited therein, however, is not designed to use the dielectric properties of biological materials to detect fluid buildup, but to allow the detection of objects trapped within a medium.

Eine weitere Erfindung, die den Einsatz von Radar-Signalen im menschlichen Körper betrifft, wird in EP 2012139 A1 beschrieben. Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung von Organbewegungen, jedoch keine Möglichkeit Flüssigkeitsansammlungen zu detektieren und zu quantifizieren. Zwei weitere Erfindungen, die die Überwachung von Organbewegungen insbesondere des Herzens zum Ziel haben, werden in US 5766208 und US 5573012 beschrieben. Beide Vorrichtungen betreffen eine Radar Überwachung des menschlichen Körpers zur Detektion von regelmäßigen Bewegungen von inneren Organen. Auch hier wird jedoch nicht auf die Detektion einer Flüssigkeitsansammlung eingegangen.Another invention which relates to the use of radar signals in the human body is disclosed in US Pat EP 2012139 A1 described. The invention describes a device and a method for monitoring organ movements, but no way to detect and quantify fluid collections. Two further inventions, which have the goal of monitoring organ movements, in particular of the heart, are in US 5766208 and US 5573012 described. Both devices relate to a radar surveillance of the human body for the detection of regular movements of internal organs. Again, however, does not address the detection of fluid accumulation.

Eine Möglichkeit der kontinuierlichen und mobil umsetzbaren Überwachung der eingelagerten Flüssigkeitsmenge im menschlichen oder tierischen Körper ist uns nicht bekannt. Der Einsatz der Radar Technologie zu diesem Zweck gehört bisher nicht zum Stand der Technik.A possibility of continuous and mobile feasible monitoring of the stored amount of liquid in the human or animal body is not known to us. The use of radar technology for this purpose is not yet part of the state of the art.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Möglichkeit zur nichtinvasiven kontinuierlichen und mobil einsetzbaren Überwachung einer Flüssigkeitsansammlung (ermittelte Parameter zum Beispiel: Masse, Form oder Änderungsgeschwindigkeit) in einem menschlichen oder tierischen Organ, in Körperteilen oder allgemein in biologischem Gewebe zu schaffen. Die Überwachung erfolgt durch die Signalauswertung reflektierter Radar-Signale in einer entsprechenden Signalauswerteeinheit und versetzt den Anwender, das medizinische Überwachungspersonal oder das Pflegepersonal in die Lage, kontinuierlich über die Menge an eingelagerter Flüssigkeit informiert zu sein und therapeutisch darauf reagieren zu können.The object of the invention is therefore to provide a possibility for the non-invasive continuous and mobile monitoring of a fluid accumulation (determined parameters for example: mass, shape or rate of change) in a human or animal organ, in body parts or generally in biological tissue. The monitoring takes place by the signal evaluation of reflected radar signals in a corresponding signal evaluation unit and enables the user, the medical monitoring personnel or the nursing staff to be continuously informed about the amount of stored fluid and to be able to react therapeutically to it.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Mess- und AuswerteeinheitMeasuring and evaluation unit
22
Signalgeneratorsignal generator
33
Auslösertrigger
44
Sendeantenne(n)Transmitting antenna (s)
55
Körper/ZielBody / Target
66
Emittierte SignaleEmitted signals
77
Reflektionenreflections
88th
Empfangsantenne(n)Receive antenna (s)
99
Verstärkeramplifier
1010
Korrelator(en) (Mischer)Correlator (s) (mixer)
1111
Signalauswerteeinheitsignal evaluation
1212
Anzeige- und oder KommunikationseinheitDisplay and / or communication unit
1313
DatenspeichereinheitData storage unit
1414
EnergieversorgungseinheitPower supply unit
2020
Tragevorrichtungcarrying device
2121
Bedienelementecontrols
3030
Integrierte Mess-, Auswerte, Anzeige- und KommunikationseinheitIntegrated measurement, evaluation, display and communication unit

Beispielexample

Wie beschrieben erfasst die Vorrichtung reflektierte Radar-Signale und wertet diese aus, wie beispielhaft in Skizze 1 veranschaulicht. In der Mess- und Auswerteeinheit (1) werden die Radar-Signale von einem oder mehreren Signalgenerator(en) (2) erzeugt, die jeweils von einem Auslöser (3) angesteuert, und dann über eine oder mehrere Antennen (4) in den menschlichen Körper (5) (oder ein anderes Zielobjekt) eingekoppelt werden. Im Körper/Ziel (5) werden die emittierten Signale (6) dann an den Grenzschichten zwischen unterschiedlich permittiven Medien reflektiert (7). Die entstehenden Reflektionen werden durch eine oder mehrere Empfangsantenne(n) (8) aufgefangen, in jeweils einem Verstärker (9) verstärkt, in einem Korrelator/Mischer (10) mit dem Ausgangspuls in Zusammenhang gebracht, und dann in einer Signalauswerteeinheit (11) verarbeitet und interpretiert. Eine Anzeige- und/oder Kommunikationseinheit (12) kann dann die ausgewerteten Signale entweder direkt anzeigen oder drahtgebunden oder drahtlos übermitteln, sodass die Ergebnisse weiterverwendet werden können. Eine Datenspeichereinheit (13) kann die Daten für spätere weitere Auswertungen speichern. Die Energieversorgung aller Einheiten erfolgt durch eine Energieversorgungseinheit (14), zum Beispiel durch einen Akkumulator, ein Netzteil oder eine Energie-Harvesting Vorrichtung, die aus Quellen wie Vibrationen oder Temperaturunterschieden in der Umgebung, Energie gewinnt.As described, the device detects and evaluates reflected radar signals, as exemplified in Sketch 1. In the measuring and evaluation unit ( 1 ) the radar signals are transmitted by one or more signal generators (s) ( 2 ), each from a trigger ( 3 ), and then via one or more antennas ( 4 ) in the human body ( 5 ) (or another target object). In the body / target ( 5 ), the emitted signals ( 6 ) is then reflected at the boundary layers between differently permittive media ( 7 ). The resulting reflections are transmitted by one or more receiving antenna (s) ( 8th ), in each case an amplifier ( 9 ), in a correlator / mixer ( 10 ) associated with the output pulse, and then in a signal evaluation unit ( 11 ) processed and interpreted. A display and / or communication unit ( 12 ) can then either display the evaluated signals directly, or transmit them by wire or wireless, so that the results can be reused. A data storage unit ( 13 ) can save the data for later further evaluations. The energy supply of all units is provided by a power supply unit ( 14 ), for example by an accumulator, a power supply or an energy harvesting device, which gains energy from sources such as vibrations or temperature differences in the environment.

Ebenfalls ist eine Ausführung der Erfindung bei der die Mess- und Auswerteeinheit nur eine einzige Antenne, die eine kombinierte Sende- und Empfangsantenne darstellt, enthält, oder eine Ausführung der Erfindung mit integrierter Mess-, Auswerte-, Anzeige- und/oder Kommunikations- sowie Datenspeicher- und Energieversorgungseinheit, möglich.Also, an embodiment of the invention in which the measuring and evaluation unit only a single antenna, which is a combined transmitting and receiving antenna contains, or an embodiment of the invention with integrated measuring, evaluation, display and / or communication and Data storage and power supply unit, possible.

Ein Ausführungsbeispiel ist eine am Körper tragbare Vorrichtung mit der kontinuierlich eine Flüssigkeitsansammlung im menschlichen Körper überwacht werden kann (Skizze 2). Im Beispiel wird die Mess- und Auswerteeinheit (20) sowie die Anzeige- und/oder Kommunikationseinheit (21) durch eine Tragevorrichtung, die beispielsweise als Bauch- oder Brustgurt ausgeführt sein kann (20), am Körper (5) über der zu messenden Flüssigkeitsansammlung (z. B. Blase, Lunge, Magen usw.) gehalten und der Anwender beziehungsweise das Pflegepersonal vor Ort oder an anderer Stelle (telemedizinische Überwachung, elektronische Patientenakte) ist ständig über die aktuelle Flüssigkeitsmenge informiert. Die Steuerung der Vorrichtung kann über unterschiedliche Bedienelemente (21) oder im Rahmen eines Telemonitoringkonzepts von einer entfernten Überwachungsstation aus erfolgen. One embodiment is a wearable device that can continuously monitor fluid accumulation in the human body (Sketch 2). In the example, the measuring and evaluation unit ( 20 ) as well as the display and / or communication unit ( 21 ) by a carrying device, which may for example be designed as abdominal or chest belt ( 20 ), on the body ( 5 ) is held above the fluid collection to be measured (eg bladder, lung, stomach, etc.) and the user or the nursing staff on site or elsewhere (telemedical monitoring, electronic patient record) is constantly informed about the current amount of fluid. The control of the device can be achieved via different operating elements ( 21 ) or as part of a telemonitoring concept from a remote monitoring station.

Ein anderes Ausführungsbeispiel ist eine in ein Mobiltelefon integrierte Mess- und Auswerteeinheit (Skizze 3). Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung in ein Mobiltelefon oder in ein ähnliches mobiles Endgerät (30) integriert. Dieses Ausführungsbeispiel erlaubt die Messung von Wasseransammlungen an einer beliebigen Stelle im Körper (5) durch ein manuelles Ansetzen der mobilen Vorrichtung. Die gemessenen Daten können dann direkt angezeigt und ausgegeben und/oder lokal gespeichert und/oder kommuniziert und in ein Telemonitoringkonzept integriert, werden.Another exemplary embodiment is a measuring and evaluation unit integrated into a mobile telephone (sketch 3). In this embodiment, the device is in a mobile phone or in a similar mobile terminal ( 30 ) integrated. This embodiment allows the measurement of water accumulation anywhere in the body ( 5 ) by manually attaching the mobile device. The measured data can then be directly displayed and output and / or stored locally and / or communicated and integrated into a telemonitoring concept.

Ein möglicher Anwendungsbereich dieser Ausführungsbeispiele findet sich in der Pflege querschnittsgelähmter Menschen, die kein Gefühl für eine volle Blase mehr haben und deswegen auf einen Katheter angewiesen sind. Eine kontinuierliche Überwachung der Füllmenge der Blase bedeutet damit eine Erleichterung in der Lebensführung. Eine weitere mögliche Anwendung findet sich in der Diagnose von Herzinsuffizienzpatienten bei denen eine Wasseransammlung in der Lunge als Zeichen einer Dekompensation diagnostiziert werden kann. Der kontinuierliche Einsatz der Vorrichtung in diesem Anwendungsfeld erlaubt es, diese Flüssigkeitsansammlung gegenüber den Messmethoden nach dem Stand der Technik frühzeitig und stark vereinfacht detektieren zu können und damit den betroffenen Patienten Krankenhausbesuche zu ersparen. Herzinsuffizienzpatienten werden in die Lage versetzt, sich kontinuierlich selbst zu überwachen oder überwachen zu lassen, sodass weniger stationäre Krankenhausaufenthalte notwendig sind.One possible application of these embodiments is in the care of paraplegic people who no longer have a full bladder sensation and therefore rely on a catheter. Continuous monitoring of the bladder volume thus makes life easier. Another possible application is in the diagnosis of heart failure patients in whom a build-up of water in the lungs can be diagnosed as a sign of decompensation. The continuous use of the device in this field of application makes it possible to detect this accumulation of fluid in an early and greatly simplified manner compared to the measuring methods of the prior art and thus to spare the patient concerned hospital visits. Heart failure patients are enabled to undergo continuous self-monitoring or follow-up, which means fewer inpatient hospital stays are required.

Die Auswertung der Signale kann in allen Anwendungsbeispielen unter Miteinbeziehung physiologischer Parameter erfolgen.The evaluation of the signals can be carried out in all application examples with the inclusion of physiological parameters.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 3526164 A1 [0009] DE 3526164 A1 [0009]
  • DE 3633080 A1 [0009] DE 3633080 A1 [0009]
  • WO 88/03390 [0009] WO 88/03390 [0009]
  • DE 102004007315 A1 [0010] DE 102004007315 A1 [0010]
  • EP 2012139 A1 [0011] EP 2012139 A1 [0011]
  • US 5766208 [0011] US 5766208 [0011]
  • US 5573012 [0011] US 5573012 [0011]

Claims (16)

Überwachungsvorrichtung zur Detektion und/oder Überwachung von Flüssigkeitsansammlungen im menschlichen oder tierischen Körper, zum Beispiel Wasser, Urin oder Blut, mit Mess- und Auswerteeinheit (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- und Auswerteeinheit einen oder mehrere Signalgenerator(en) (2), welche(r) Radar-Signale mit einer Mittenfrequenz zwischen 300 MHz und 300 GHz erzeugt/erzeugen, eine oder mehrere Sendeantenne(n) (4), über welche diese Signale in den Körper eingekoppelt werden (6), eine oder mehrere Empfangsantenne(n) (8), welche die an den unterschiedlichen Schichten des zu vermessenden Körpers/Ziels (5) reflektierten Radar-Signale (7) empfängt/empfangen, sowie eine oder mehrere Signalauswerteeinheit(en) (11), die aus den gemessenen Daten die Detektion und Quantifizierung einer Flüssigkeitsansammlung vornimmt/vornehmen, aufweist.Monitoring device for detecting and / or monitoring fluid collections in the human or animal body, for example water, urine or blood, with measuring and evaluation unit ( 1 ), characterized in that the measuring and evaluation unit one or more signal generator (s) ( 2 ) generating radar signals having a center frequency between 300 MHz and 300 GHz, one or more transmitting antenna (s) ( 4 ), via which these signals are coupled into the body ( 6 ), one or more receiving antenna (s) ( 8th ) covering the different layers of the body / target to be measured ( 5 ) reflected radar signals ( 7 ) receives, as well as one or more signal evaluation unit (s) ( 11 ), which makes / make the detection and quantification of a fluid accumulation from the measured data has. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Radar-Signale (6) (ultra-)breitbandige Puls-Signale (UWB Pulse) mit einer Länge im Bereich einiger Pico- bis mehrere hundert Nanosekunden sind (Puls-Radar).Monitoring device according to claim 1, characterized in that the radar signals ( 6 ) are (ultra-) broadband pulse signals (UWB pulses) with a length in the range of a few pico to several hundred nanoseconds (pulse radar). Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendeten Radar-Signale (6) der gängigen Auslegung von Ultra Breitband Signalen (UWB-Signale) entsprechen (siehe Definition/Interpretation durch die Europäische Konferenz der Verwaltungen für Post und Telekommunikation – CEPT, Electronic Communications Committee – CEPT-ECC) und typischerweise eine Bandbreite von mindestens 500 MHz oder mehr als 20% der verwendeten Mittenfrequenz umfassen.Monitoring device according to claim 2, characterized in that the radar signals used ( 6 ) correspond to the current interpretation of Ultra Broadband Signals (UWB signals) (see definition / interpretation by the European Conference of Postal and Telecommunications Administrations - CEPT, Electronic Communications Committee - CEPT-ECC) and typically a bandwidth of at least 500 MHz or more than 20% of the center frequency used. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Radar-Signale (6) durch pseudozufällige Digitalfolgen erzeugt und über eine Korrelationsfunktion ausgewertet werden (PN-Radar).Monitoring device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the radar signals ( 6 ) are generated by pseudo-random digital sequences and evaluated via a correlation function (PN radar). Überwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausführung eine mobile Anwendung erlaubt.Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the execution allows a mobile application. Überwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Abstand zweier Messungen sehr kurz sein (einige Millisekunden), und die Überwachung der Flüssigkeitsmenge damit quasi kontinuierlich erfolgen kann.Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the time interval between two measurements be very short (a few milliseconds), and the monitoring of the amount of liquid can thus be carried out quasi-continuously. Überwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Anzeige- und/oder Kommunikationseinheit (12) aufweist, die die ermittelten Daten direkt für den Benutzer anzeigt/ausgibt (zum Beispiel über ein Display oder eine akustische oder taktile Rückmeldung) oder drahtgebunden oder drahtlos an eine räumlich getrennte zentrale Auswertestelle kommuniziert (zum Beispiel PC Applikation oder entfernte Telemonitoring-Überwachungseinrichtung).Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that it comprises a display and / or communication unit ( 12 ) which displays / outputs the determined data directly to the user (for example via a display or an acoustic or tactile feedback) or communicates by wire or wireless to a spatially separated central evaluation point (for example PC application or remote telemonitoring monitoring device). Überwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- (4) und Empfangsantenne(n) (8) zum Senden und Empfangen der Radar-Signale, als kombinierte Sende- und Empfangsantenne(n) ausgeführt ist/sind und die Aufteilung der Signale beispielsweise über einen Zirkulator erfolgt.Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the transmission ( 4 ) and receiving antenna (s) ( 8th ) for transmitting and receiving the radar signals, as a combined transmitting and receiving antenna (s) is / are performed and the distribution of the signals, for example via a circulator. Überwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ihre technische Realisierung ganz oder teilweise als stationäres System erfolgt.Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that their technical realization takes place wholly or partly as a stationary system. Überwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ihre technische Realisierung ganz oder teilweise als mobiles, tragbares und einfach am Körper applizierbares System erfolgt, zum Beispiel integriert in ein Mobiltelefon oder PDA (30) oder als in Form und Art ähnlich aufgebautes dediziertes Flüssigkeits-Überwachungssystem.Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that its technical realization takes place wholly or partly as a mobile, portable and easily applied to the body system, for example, integrated into a mobile phone or PDA ( 30 ) or as a dedicated liquid monitoring system similar in shape and type. Überwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ihre technische Realisierung ganz oder teilweise in eine Tragevorrichtung (20) oder in ein Kleidungsstück integriert erfolgt.Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that its technical realization wholly or partly in a carrying device ( 20 ) or integrated into a garment. Überwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalauswerteeinheit (12) die empfangenen reflektierten Signale durch eine Signalanalyse zum Beispiel der Phase oder der Amplitude oder andere Signalcharakteristika auswertet.Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the signal evaluation unit ( 12 ) evaluates the received reflected signals by a signal analysis of, for example, phase or amplitude or other signal characteristics. Überwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalauswerteeinheit (12) bei der Analyse der Reflektionen zusätzliche physiologische Parameter wie zum Beispiel EKG, EEG, Herzrate oder Blutdruck berücksichtigt.Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the signal evaluation unit ( 12 ) takes into account additional physiological parameters such as ECG, EEG, heart rate or blood pressure when analyzing the reflections. Überwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Datenspeichereinheit (13) enthält, welche die aufgezeichneten Daten lokal speichern und somit eine Langzeit- oder Trendanalyse (Voraussage) ermöglichen kann.Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that it comprises a data storage unit ( 13 ), which can store the recorded data locally and thus enable long-term or trend analysis (prediction). Überwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Energieversorgungseinheit (14), zum Beispiel einen Akkumulator, ein Netzteil oder ein Energie-Harvesting Gerät, aufweist, durch welche sie drahtlos oder drahtgebunden mit Energie versorgt wird.Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that it comprises a power supply unit ( 14 ), for example an accumulator, a power supply or an energy harvesting device, by which it is supplied with power wirelessly or by wire. Überwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil ihrer Grundfunktionalität insbesondere der Mess- und Auswerteeinheit (1), durch einen Standard UWB-Kommunikationschip erfüllt wird.Monitoring device according to one or more of the preceding claims, characterized in that a part of its basic functionality, in particular the measuring and evaluation unit ( 1 ), is satisfied by a standard UWB communication chip.
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