DE102012203880A1

DE102012203880A1 - Funktionspflaster mit Sensor und Aktor

Info

Publication number: DE102012203880A1
Application number: DE102012203880A
Authority: DE
Inventors: Henning Hayn
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2013-09-19
Also published as: US20130245546A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Funktionspflaster 1, 1’ mit einer Haftschicht 2 und einer Deckschicht 3, wobei zwischen der Haftschicht 2 und der Deckschicht 3 ein Sensor 5 zur Messung eines Vitalparameters, eine Steuereinheit 4, ein Energiespeicher 6 und ein Aktor 7 angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit 4 zur Auswertung des vom Sensor 5 gemessenen Vitalparameters ausgelegt ist, und dass die Steuereinheit 4 zur Regelung des Aktors 7 anhand der Auswertung ausgelegt ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Funktionspflaster und einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
Ein Funktionspflaster ist ein Pflaster, welches elektronische Bauelemente aufweist, um menschliche Vitalparameter zu überwachen. Die Bauelemente umfassen beispielsweise Sensoren, Mikroprozessoren, Anzeige- und Bedienelement. Beispielsweise werden über die Sensoren des Funktionspflasters Vitaldaten, wie z.B. Blutsauerstoffsättigung, EKG, EMG, gemessen. Die Vitaldaten werden dann beispielsweise gespeichert, ausgewertet, oder an eine Auswerteeinheit übermittelt.
Aus der DE 10 2009 029 215 ist bereits ein Funktionspflaster zur akustischen Detektion von Schlafapnoe bekannt.
Die US20050226921 und die US5879322 beschreiben Vorrichtungen zum transdermalen Abgabe von Wirkstoffen. Die Vorrichtungen werden auf eine Haut aufgebracht und die Abgabe von Wirkstoffen elektronisch gesteuert.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Ein erfindungsgemäßes Funktionspflaster weist eine Haftschicht und eine Deckschicht auf. Dabei sind zwischen der Haftschicht und der Deckschicht ein Sensor zur Messung eines Vitalparameters, eine Steuereinheit, ein Energiespeicher und ein Aktor angeordnet. Die Steuereinheit ist ausgelegt für eine Auswertung der vom Sensor gemessenen Vitalparameter und für eine Regelung des Aktors anhand der Auswertung. Das erfindungsgemäße Funktionspflaster ist vorteilhaft, da es eine geschlossene Sensor-Aktor-Regelung aufweist, über welche Vitalparameter einstellbar sind.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Funktionspflasters möglich.
Vorteilhaft ist ein Funktionspflaster, wenn der Aktor eine elektromagnetische Strahlungsquelle ist. Mittels der elektromagnetischen Strahlungsquelle wird beispielsweise eine Hautfläche oder eine Wunde desinfiziert, über der das Funktionspflaster aufgebracht ist. Beispielsweise wird als elektromagnetische Strahlungsquelle eine Ultraviolett-Lampe eingesetzt.
Besonders vorteilhaft ist ein Funktionspflaster, wenn der Aktor eine Fördereinheit ist, über welche ein Wirkstoff aus einem Reservoir auf die Haut, eine Wunde, oder unter die Haut in den Körper appliziert werden kann. Beispielsweise ist die Fördereinheit eine elektrische Pumpe und der einstellbare Vitalparameter der ph-Wert einer Wunde.
Zweckmäßigerweise ist der Aktor ein Heiz- und/oder ein Kühlelement, das die Temperatur unter dem auf einer Hautfläche bzw. Körperteils angeordneten Funktionspflaster regelt.
Es ist vorteilhaft, wenn der Aktor als eine Elektrode ausgestaltet ist. Denn das Funktionspflaster kann dann bei Aufbringung auf eine Körperfläche mittels der Elektrode eine Stimulation von Muskeln anregen oder die Durchblutung von Hautflächen fördern.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Aktor als mechanischer, pneumatischer oder hydraulischer Aktor ausgebildet ist, über welchen eine Bewegung von einem Körperteil unterstützt wird.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Aktor des Funktionspflasters ein Umwandler von mechanischer und/oder thermischer Energie in elektrische Energie ist. Dadurch werden beispielsweise durch eine Bewegung des Funktionspflasters bzw. durch eine das Funktionspflaster umgebene Wärme Energie gewonnen. Bei diesem sogenannten Energy Harvesting wird beispielsweise die gewonnene Energie in den Energiespeicher gespeist. Eine Erhöhung der Lebensdauer des Energiespeichers und/oder eine autarke Energieversorgung des Funktionspflasters sind so möglich.
Ein erfindungsgemäße Verfahren zur Regelung eines Vitalparameters mittels eines Funktionspflasters umfasst die Schritte: Vorgeben einer Sollgröße für den Vitalparameter, Messen einer Istgröße für den Vitalparameter, Ermitteln einer Abweichung der Istgröße von der Sollgröße, Einstellen einer Stellgröße anhand der Abweichung. Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, einen Vitalparameter auf die vorgegebene Sollgröße durch das Einstellen der Stellgröße zu regeln.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen
1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßes Funktionspflaster,
2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßes Funktionspflaster,
3 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
4 eine Regelung einer Vitalgröße mit einem erfindungsgemäßen Funktionspflaster.
Beschreibung
In 1 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Funktionspflasters 1 gezeigt. Das Funktionspflaster ist auf einer Haut 10 angeheftet. Das Funktionspflaster 1 weist eine Haftschicht 2, eine Deckschicht 3, eine Steuereinheit 4, einen Sensor 5, einen Energiespeicher 6 und einen Aktor 7 auf. Die Steuereinheit 4, der Sensor 5, der Energiespeicher 6 und der Aktor 7 sind zwischen der Haftschicht 2 und der Deckschicht 3 angeordnet. Die Steuereinheit 4, der Sensor 5 und der Aktor 7 sind über Datenleitungen verbunden.
Der Energiespeicher 6 ist beispielsweise eine Batterie und/oder ein Akkumulator. Der Energiespeicher 6 versorgt über Leitungen die anderen Bauteile, wie die Steuereinheit 4, den Sensor 5 und den Aktor 7, mit Energie.
Der Sensor 5 ist ausgelegt zur Messung von Vitalparametern, beispielsweise Sauerstoffsättigung, Blutzucker, ph-Wert, Temperatur, Feuchtigkeit, Lage, Beschleunigung und/oder Bewegung.
Der Aktor 7 ist beispielsweise eine Elektrode, ein Hydraulik-Aktor, ein Pneumatik-Aktor, eine Elektromotor, eine elektromagnetische Strahlungsquelle, ein Heiz- und/oder ein Kühlelement.
Die Steuereinheit 4 ist beispielsweise ein Mikrocontroller mit einem Speicher, der mittels des Sensors 5 gemessene Vitalparameter bzw. Daten auswertet und aufgrund der Auswertung den Aktor 7 steuert.
In der 2 ist eine zweite Ausführungsform gezeigt. Die zweite Ausführungsform des Funktionspflaster 1’ weist gegenüber der ersten Ausführungsform noch als weitere Element eine Datenübertragungseinheit 8 und eine Bedieneinheit 9 auf. Die Datenübertragungseinheit ist zwischen der Haftschicht 2 und der Deckschicht 3 angeordnet. Die Datenübertragungseinheit 8 ist beispielsweise ein Modul zur Übertragung von Daten zwischen dem Funktionspflaster 1’ und einer Basisstation, wobei die Übertragung über beispielsweise WLAN, Bluetooth, ZigBee, GSM, 3G und/oder 4G erfolgt.
Die Bedieneinheit 9 ist zwischen der Haftschicht 2 und der Deckschicht 3 derart angeordnet, dass ein Benutzer eine Sollgröße einstellen kann. Beispielsweise weist die Bedieneinheit 9 eine Anzeige, einen Taster, einen Schalter, einen Touch-Screen, einen Lautsprecher und/oder ein Mikrofon auf.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Aktor 7 ein Umwandler von mechanischer und/oder thermischer Energie in elektrische Energie ist. Der Umwandler generiert elektrische Energie aus mechanischer Energie durch eine Bewegung des Funktionspflasters 1, 1’ bzw. aus Umgebungswärme. Die generierte Energie wird dem Energiespeicher 6 und/oder anderen Bauelementen des Funktionspflasters 1, 1’ zugeführt.
In 3 ist das Verfahren zur Regelung eines Vitalparameters gezeigt. In einem ersten Verfahrensschritt 31 wird eine Sollgröße für den Vitalparameter durch einen Benutzer eingestellt. In einem zweiten Verfahrensschritt 32 wird eine Istgröße für den Vitalparameter gemessen. In einem dritten Verfahrensschritt 33 wird eine Abweichung zwischen gemessener Istgröße und eingestellter Sollgröße ermittelt. Diese Abweichung wird in einem vierten Verfahrensschritt 34 zur Einstellung einer Stellgröße herangezogen. Die Stellgröße wird dahingehend eingestellt, dass diese auf den Vitalparameter eine Rückwirkung hat.
In 4 ist gezeigt, wie die Steuereinheit 4 mit dem Sensor 4 und dem Aktor 7 einen Vitalparameter 45 gemäß dem in 2 gezeigten Verfahren regelt. Aus einer vom Sensor 4 gemessenen Istgröße 41 und einer Sollgröße 42 wird ein Regelfehler 43 ermittelt. Der Regelfehler 43 wird von der Steuereinheit 4 zur Einstellung einer Stellgröße 44 des Aktors 7 herangezogen, um den Vitalparameter 45 dahingehend zu regeln, dass der Vitalparameter 45 der eingestellten Sollgröße 42 folgt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009029215 [0003]
US 20050226921 [0004]
US 5879322 [0004]

Claims

Funktionspflaster (1, 1’) mit einer Haftschicht (2) und einer Deckschicht (3), wobei zwischen der Haftschicht (2) und der Deckschicht (3) ein Sensor (5) zur Messung eines Vitalparameters, eine Steuereinheit (4), ein Energiespeicher (6) und ein Aktor (7) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (4) zur Auswertung des vom Sensor (5) gemessenen Vitalparameters ausgelegt ist, und dass die Steuereinheit (4) zur Regelung des Aktors (7) anhand der Auswertung ausgelegt ist.
Funktionspflaster (1, 1’) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (7) eine elektromagnetische Strahlungsquelle ist.
Funktionspflaster (1, 1’) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (7) eine Fördereinheit für einen Wirkstoff ist.
Funktionspflaster (1, 1’) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (7) ein Heiz- und/oder ein Kühlelement ist.
Funktionspflaster (1, 1’) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (7) als eine Elektrode ausgestaltet ist.
Funktionspflaster (1, 1’) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (7) als mechanischer, pneumatischer oder hydraulischer Aktor ausgebildet ist.
Funktionspflaster (1, 1’) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (7) ein Umwandler von mechanischer und/oder thermischer Energie in elektrische Energie ist.
Verfahren zur Regelung eines Vitalparameters mittels eines Funktionspflasters, gekennzeichnet durch die Schritte: Vorgeben einer Sollgröße für den Vitalparameter, Messen einer Istgröße für den Vitalparameter, Ermitteln einer Abweichung der Istgröße von der Sollgröße, Einstellen einer Stellgröße anhand der Abweichung.