DE102015105581A1

DE102015105581A1 - System und Verfahren zur Überwachung des Gesundheitszustandes und/oder des Befindens eines Fahrzeuginsassen

Info

Publication number: DE102015105581A1
Application number: DE102015105581.3A
Authority: DE
Inventors: Thomas Prinz
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Prinz Thomas De
Priority date: 2014-11-03
Filing date: 2015-04-13
Publication date: 2016-05-04
Also published as: EP3215014A1; US20190061772A1; CN107107749A; WO2016070981A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Überwachung des Gesundheitszustandes eines Fahrzeuginsassen. Das System umfasst eine Steuereinheit, die folgendes umfasst: einen Empfänger zum drahtlosen Empfangen von physiologischen Parametern von mindestens einer am Körper zu tragenden Einheit, welche einen oder mehrere Sensoren zum Ermitteln von einem oder mehreren physiologischen Parametern des Fahrzeuginsassen umfasst, und ein Diagnosemodul, das dazu eingerichtet ist, zumindest teilweise basierend auf den empfangenen physiologischen Parametern Information bezüglich des Gesundheitszustandes, des Befindenszustandes oder von krankhaften Ereignissen abzuleiten. Die Steuereinheit ist weiterhin dazu eingerichtet, den Fahrzeuginsassen über mindestens eine Ausgabeeinheit des Fahrzeugs über den Gesundheitszustand zu informieren, und mindestens einen der folgenden Schritte einzuleiten: Fahrzeugfunktionen an den Zustand anzupassen, oder über mindestens eine Ausgabeeinheit des Fahrzeuges Maßnahmen vorzuschlagen oder interaktiv durchzuführen, die der Verbesserung des Zustandes dienen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Fahrzeugsysteme und deren Verwendung. Insbesondere betrifft sie ein System und ein Verfahren zur Überwachung des Gesundheitszustandes und/oder des Befindens eines Fahrzeuginsassen.
HINTERGRUND UND VERWANDTER STAND DER TECHNIK
In der Automobilindustrie nimmt der Einsatz von Fahrerassistenzsystemen bis hin zum pilotierten Fahren zur Erhöhung von Komfort und Sicherheit für Fahrer und Insassen stetig zu. All diese Systeme fokussieren aktuell auf das Fahrzeug bzw. die Fahrzeugumgebung. Der Fahrer selbst als entscheidender Faktor wird aktuell kaum betrachtet. Es gibt vereinzelt Systeme wie PERCLOS, die den Fahrer per Kamera auf Anzeichen von Müdigkeit überwachen. Diese sind aber nicht sehr zuverlässig, weil viele Menschen auch mit offenen Augen in den gefährlichen Sekundenschlaf fallen können, und kommen deshalb gegenwärtig kaum zum Einsatz. Auch wird im aktuellen Stand der Technik nicht berücksichtigt, welches Potential die in einem Kraftfahrzeug verbrachte Zeit für Maßnahmen zur gesundheitlichen Prävention, Stressreduktion bis hin zu telemedizinischen Anwendungen bietet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes System und Verfahren zur Überwachung des Gesundheitszustandes eines Fahrzeuginsassen anzugeben, welche die im Fahrzeug verbrachte Zeit effizienter für Prävention und Stressreduzierung nutzbar machen.
Diese Aufgabe wird durch ein System nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße System umfasst eine dem Fahrzeug zugeordnete, insbesondere fahrzeugfeste Steuereinheit, die ihrerseits: einen Empfänger zum drahtlosen Empfangen von physiologischen Parametern von mindestens einer am Körper zu tragenden Einheit umfasst, welche einen oder mehrere Sensoren zum Ermitteln von einem oder mehreren physiologischen Parametern des Fahrzeuginsassen umfasst, darunter mindestens ein physiologischer Parameter, der den Herzschlag, die Herzfrequenz oder die Herzratenvariabilität des Fahrzeuginsassen repräsentiert. Ferner umfasst die Steuereinheit ein Diagnosemodul, das dazu eingerichtet ist, zumindest teilweise basierend auf den empfangenen physiologischen Parametern Information bezüglich des Gesundheitszustandes, des Befindenszustandes oder von krankhaften Ereignissen abzuleiten. Bei dem Fahrzeug kann es sich um einen PKW handeln, aber die Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Stattdessen kann es sich beispielsweise auch um einen LKW, eine Bahn, ein Flugzeug oder Motorrad handeln. Bei den Insassen kann es sich um den Fahrer bzw. Piloten des Fahrzeugs handeln, zusätzlich oder alternativ aber auch um einen oder mehrere Beifahrer oder Passagiere.
Erfindungsgemäß ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, den Fahrzeuginsassen über mindestens eine Ausgabeeinheit des Fahrzeugs über den Gesundheitszustand, den Befindenszustand oder das krankhafte Ereignis zu informieren, und mindestens einen der folgenden Schritte einzuleiten: Fahrzeugfunktionen, vorzugsweise nach Rückfrage mit dem Insassen, an den Zustand oder das Ereignis anzupassen, oder über mindestens eine Ausgabeeinheit des Fahrzeuges Maßnahmen vorzuschlagen oder interaktiv durchzuführen, die der Verbesserung des Zustandes dienen.
Obwohl das System der Erfindung eine dem Fahrzeug zugeordnete, typischerweise fahrzeugfeste Steuereinheit umfasst, basiert das System der Erfindung zumindest teilweise auf der Verarbeitung von physiologischen Parametern, die mithilfe einer am Körper zu tragenden Einheit zu ermitteln sind, beispielsweise mithilfe eines mit entsprechenden Sensoren ausgestatteten Armbands. Weitere Beispiele für entsprechende am Körper zu tragende Einheiten sind unten beschrieben.
Unter den physiologischen Parametern, die die Steuereinheit von der am Körper zu tragenden Einheit empfängt, befindet sich zumindest ein physiologischer Parameter, der den Herzschlag, die Herzfrequenz oder die Herzratenvariabilität des Fahrzeuginsassen repräsentiert. Für die Überwachung des Gesundheitszustandes und/oder des Befindens eines Fahrzeuginsassen ist speziell die Herzratenvariabilitätsmessung ein besonders aussagekräftiger Parameter. Die Herzratenvariabilität (HRV) beschreibt die Fähigkeit des Herzens, den zeitlichen Abstand von einem Herzschlag zum nächsten laufend zu verändern und sich so flexibel ständig wechselnden Herausforderungen anzupassen. Damit ist sie ein Maß für die allgemeine Anpassungsfähigkeit eines Organismus an innere und äußere Reize.
Aus Sicht eines Autoherstellers ist der Rückgriff auf physiologische Parameter, die nicht mit fahrzeugfesten Sensoren ermittelt werden, sondern mithilfe von Sensoren in einer am Körper zu tragenden Einheit ungewöhnlich und nicht naheliegend, da ein Autohersteller stets bemüht sein wird, sämtliche Sensorik selbst im Fahrzeug bereitzustellen. Beispielsweise gab es im Stand der Technik Versuche, Sensoren zur Messung der Herzratenvariabilität in das Lenkrad zu integrieren. Aufgrund der ständigen Dreh- und Umgreifbewegungen am Lenkrad lässt sich aber damit eine belastbare HRV-Messung nicht erzielen. Durch Integration einer am Körper zu tragenden Einheit mit Sensoren zum Ermitteln von physiologischen Parametern in das System lassen sich diese, und insbesondere die Herzratenvariabilität mit größerer Genauigkeit messen.
Ein weiterer besonderer Vorteil der Integration von mindestens einer am Körper zu tragenden Einheit in das System besteht darin, dass die physiologischen Parameter nicht ausschließlich während der Zeiten gewonnen werden können, zu denen sich der Fahrzeuginsasse im Fahrzeug befindet. Stattdessen können mit einer am Körper zu tragenden Einheit, beispielsweise einem Armband, physiologische Daten auch außerhalb des Fahrzeugs gewonnen werden, möglicherweise sogar rund um die Uhr, und diese gespeichert und später der Steuereinheit übermittelt werden. Auf diese Weise kann dem Diagnosemodul der Steuereinheit eine „Vorgeschichte” der physiologischen Daten bereitgestellt werden, die bei der Ableitung des Gesundheitszustandes, des Befindenszustandes oder von krankhaften Ereignissen aus aktuellen physiologischen Parametern zusätzlich berücksichtigt werden kann. Auf diese Weise wird die Aussagekraft der Ableitung des aktuellen Befindenszustandes gestärkt. Darüber hinaus wird das Diagnosemodul in die Lage versetzt, vergangene Ereignisse zu ermitteln bzw. Trends in dem Befinden im Sinne eines Gesundheits-Monitoring zu ermitteln.
Eine weitere Besonderheit des Systems der Erfindung besteht darin, dass die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, den Fahrzeuginsassen über seinen Gesundheitszustand zu informieren. Insofern geht das System über Ansätze hinaus, die lediglich dazu gedacht sind, die Fahrtüchtigkeit eines Fahrers aus Sicht des Fahrzeugs zu überprüfen. Auch hierfür ist die Kombination mit einer am Körper zu tragenden Einheit von besonderem Vorteil, weil sich diese für ein echtes Gesundheitsmonitoring wesentlich besser eignet, als fahrzeugfeste Sensoren, und zwar einerseits aufgrund der Nähe zum Körper, aber andererseits auch aufgrund der bereits genannten Möglichkeit, physiologische Daten auch außerhalb des Fahrzeugs zu erfassen und bei der Ableitung von Informationen bezüglich des Gesundheitszustandes zu berücksichtigen.
Der Erfinder hat erkannt, dass ein Fahrzeug, insbesondere ein PKW, in gewisser Weise den idealen Ort für die Überwachung und Auswertung von gesundheitsrelevanten physiologische Parameter darstellt, weil die meisten Nutzer das Auto regelmäßig und für ausgedehnte Zeiträume benutzen, und weil die Umgebungsbedingungen im Fahrzeug stets annähernd gleich sind, sodass eine Vielzahl von Umwelteinflüssen, die die Diagnose beeinflussen könnten, von vornherein wegfallen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass in einem Fahrzeug, insbesondere einem PKW, die Privatsphäre gewahrt ist, und dass dieses somit ein idealer Ort für den Nutzer ist, über seinen Gesundheitszustand informiert zu werden.
Darüber hinaus kann die Steuereinheit in manchen Ausführungsformen über mindestens eine Ausgabeeinheit des Fahrzeuges Maßnahmen vorschlagen oder interaktiv durchführen, die der Verbesserung des Zustandes dienen, wie unten anhand von Beispielen näher dargelegt wird. Auch dies geht über reine Fahrtüchtigkeitsermittlungen weit hinaus und stellt den Nutzer und nicht das Fahrzeug in den Mittelpunkt des Systems.
Gleichwohl ist das Diagnosemodul vorzugsweise dazu eingerichtet, zumindest teilweise basierend auf den empfangenen physiologischen Parametern Anzeichen auf Fahruntüchtigkeit festzustellen, insbesondere Anzeichen für Bewusstlosigkeit, Herzinfarkt, Schlaganfall, Kreislaufkollaps oder Epilepsie, und in Antwort hierauf, vorzugsweise nach Rückfrage mit dem Insassen, eine Autopilot-Einrichtung des Fahrzeugs zum Durchführen eines Not-Halts zu instruieren, und vorzugsweise zusätzlich einen Notruf zu veranlassen.
Zusätzlich zu der Einbeziehung physiologischer Parameter, die den Herzschlag, die Herzfrequenz oder die Herzratenvariabilität des Fahrzeuginsassen repräsentieren, ist die Steuereinheit vorzugsweise zum Empfang und der Verarbeitung von physiologischen Parametern eingerichtet, die die elektrodermale Aktivität repräsentieren. Die elektrodermale Aktivität äußert sich in einem kurzzeitigen Absinken des elektrischen Leitungswiderstandes der Haut, die durch eine Erhöhung des Sympathikotonus bei emotional-affektiven Reaktionen bewirkt werden. Dabei ist die Änderung der elektrischen Leitfähigkeit der Haut auf vermehrte Schweißbildung zurückzuführen, die ihrerseits von dem sympathischen Nervensystem gesteuert wird. Speziell in Kombination mit der Herzratenvariabilität bildet die elektrodermale Aktivität somit ein sehr empfindliches Kriterium zum Ableiten von Informationen bezüglich des Gesundheits- oder Befindenszustandes des Fahrzeuginsassen.
Zusätzlich oder alternativ können die empfangenen physiologischen Parameter eine Bewegung oder Beschleunigung des Insassen repräsentieren. Informationen bezüglich Bewegung und Beschleunigung liefern wertvolle zusätzliche Informationen für die Ableitung von Informationen bezüglich des Gesundheitszustandes, beispielsweise weil berücksichtigt werden kann, ob erhöhte Schweißproduktion oder ein erhöhter Puls auf körperliche Bewegung zurückzuführen sind oder nicht. Wenn die am Körper zu tragende Einheit auch außerhalb des Fahrzeugs benutzt wurde, kann damit ferner ermittelt werden, wieviel Bewegung der Nutzer in der zurückliegenden Zeit hatte, ob und wie intensiv er Sport betrieben hat und dergleichen, was ebenfalls in der Ableitung von Informationen bezüglich des Gesundheitszustandes berücksichtigt werden kann. Schließlich können bestimmte Bewegungen Artefakte in der Ermittlung anderer physiologischer Parameter erzeugen, die aufgrund einer begleitenden Überwachung der Bewegung als solche erkannt werden können.
Zusätzlich oder alternativ können die empfangenen physiologischen Parameter die Temperatur oder einen Wärmestrom repräsentieren.
Es ist möglich, die Funktion des Diagnosemoduls durch eine Vielzahl weiterer physiologischer Parameter zu unterstützen, von denen unten einige im Detail erläutert werden. Der Erfinder hat jedoch erkannt, dass speziell die Kombination von Informationen bezüglich Herzschlag, Herzfrequenz bzw. Herzratenvariabilität und elektrodermaler Aktivität für die Zwecke der Erfindung besonders gut geeignet sind, vorzugsweise in Kombination mit Information bezüglich Bewegung bzw. Beschleunigung.
In einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst das System mindestens eine der genannten am Körper zu tragenden Einheiten. Dabei kann die am Körper zu tragende Einheit insbesondere durch ein Armband oder ein Kleidungsstück, beispielsweise ein Hemd oder einen BH gebildet sein, die mit den entsprechenden Sensoren ausgestattet sind. Vorzugsweise umfasst die am Körper zu tragende Einheit einen oder mehrere der folgenden Sensoren: Einen Sensor zum Ermitteln der Herzfrequenz bzw. des Herzschlags, wobei dieser Sensor vorzugsweise durch einen optischen Sensor, insbesondere einen Photoplethysmographie-Sensor gebildet wird, einen Sensor zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit der Haut, insbesondere der elektrodermalen Aktivität, einen Beschleunigungssensor, einen Sensor zur Messung der Temperatur oder eines Wärmestroms, und ergänzend/alternativ, im Falle eines Kleidungsstücks, einen oder mehrere Sensoren zum Ermitteln eines Elektrokardiogrammes, der Überwachung der Atmung, des Blutdrucks und/oder des Muskeltonus.
Die am Körper zu tragende Einheit kann eine oder mehrere der folgenden Komponenten oder Funktionalitäten aufweisen:

– Eine Einrichtung zur Verschlüsselung von Daten, die an den Empfänger der Steuereinheit gesendet werden. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Gesundheitsdaten nicht von Dritten ausgespäht werden.
– Einen Speicher zum Speichern von physiologischen Parameter der vergangenen mindestens sechs Stunden, vorzugsweise der vergangenen mindestens zwölf Stunden und besonders vorzugsweise der vergangenen mindestens 24 Stunden. Auf diese Weise können physiologische Parameter auch außerhalb des Fahrzeugs gewonnen werden, insbesondere rund um die Uhr, aber im Fahrzeug von der Steuereinheit gesammelt und von dem Diagnosemodul zur Ableitung von Informationen bezüglich des Gesundheitszustandes berücksichtigt werden.
– Einen GPS-Empfänger zum Ermitteln des Ortes der Einheit. Der GPS-Empfänger kann dabei helfen, physische Betätigung des Nutzers richtig einzuschätzen, beispielsweise die beim Gehen oder Joggen zurückgelegte Strecke und Geschwindigkeit. Zudem kann der GPS-Empfänger auch bei der Ortung des Nutzers helfen, unabhängig davon ob dieser inner- oder außerhalb des Fahrzeugs verunglücken sollte.
– Einen Vibrationsmelder, der ein für den Träger bemerkbares Vibrationssignal erzeugen kann. Mit einem solchen Vibrationsmelder kann der Nutzer auf bestimmte Gesundheits- bzw. Befindenszustände aufmerksam gemacht werden, beispielsweise Schläfrigkeit. Mithilfe dieses vorzugsweise vom Nutzer individuell einstellbaren Vibrationsmelders kann der Nutzer zuverlässig gewarnt werden, wenn Zustande oder Ereignisse auftreten, die die Fahrtüchtigkeit infrage stellen.
– Eine Einrichtung zur Messung des Blutdrucks, eine Einrichtung zur Elektroenzephalographie und/oder ein Pulsoximeter zur Messung der arteriellen Sauerstoffsättigung.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Diagnosemodul dazu eingerichtet, zumindest teilweise basierend auf den empfangenen physiologischen Parametern, Informationen bezüglich eines oder mehrerer der folgenden Gesundheits- bzw. Befindenszustände abzuleiten: hoher Stresslevel, Müdigkeit, Erschöpfung, Schläfrigkeit, Bewusstlosigkeit und/oder Herzrhythmusstörungen, wobei der Stresslevel zumindest teilweise basierend auf einer gemessenen Herzratenvariabilität ermittelt wird.
Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, in Antwort auf die abgeleitete Information eine oder mehrere der folgenden Fahrzeugfunktionen an den Gesundheits- oder Befindenszustand der Insassen anzupassen:

– ein Fahrassistenzsystem, insbesondere zur Einhaltung größerer Abstände zu anderen Fahrzeugen, zur Drosselung der aktuellen Geschwindigkeit oder einer möglichen Höchstgeschwindigkeit oder zur Zuschaltung aktuell inaktiver Assistenzfunktionen, wie z. B. Spurhalteassistent,
– eine einstellbare Fahrmodus- oder Fahrwerkseinstellung, insbesondere einen Wechsel von einem sportlichen in einen komfortablen Modus,
– eine Blockade oder Umleitung von eingehenden Anrufen, SMS oder E-Mails,
– ein Navigationssystem zum Auffinden einer ruhigeren Route, vorzugsweise nach Rücksprache mit dem Insassen,
– eine Lenkrad-Vibrationseinrichtung oder andere optische oder haptische Warneinrichtungen,
– eine Klimaanlage oder Belüftungsanlage, elektrische Fensterheber und/oder ein Schiebedach,
– eine Reduzierung von Displayanzeigen auf notwendige Funktionen,
– eine Stereoanlage, insbesondere bezüglich Lautstärke oder Auswahl an Musik,
– eine Innenbeleuchtung, insbesondere Änderung der Farbe und/oder Helligkeit.

Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, eine oder mehrere der folgenden Maßnahmen zur Verbesserung des Gesundheits- oder Befindenszustandes des Insassen über eine Ausgabeeinheit des Fahrzeugs vorzuschlagen:
Vorschlag, einen Autopilot zu verwenden, Erinnerung an die Einnahme von Medikamenten, Vorschlag, vorzugsweise über Sprachangabe, eine Pause einzulegen, insbesondere in Verbindung mit anschließender Navigation zu einem Parkplatz, einer Raststätte oder einem Café, Vorschlag zur Flüssigkeits- oder Nahrungsaufnahme, Ermittlung einer ruhigeren Route und Vorschlag, diese zu wählen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, interaktiv eine der folgenden Maßnahmen durchzuführen, die einer Verbesserung des Gesundheits- bzw. Befindenszustandes dienen: über die genannte Ausgabeeinheit angeleitete Atemübungen, oder über die genannte Ausgabeeinheit angeleitete Methoden der energetischen Psychotherapie, wobei die Maßnahmen vorzugsweise in einem Autopilotmodus des Fahrzeugs durchgeführt werden. Ein Beispiel für die Methoden der energetischen Psychotherapie ist die Klopfakupressur. Es versteht sich aber, dass auch andere Varianten der energetischen Psychotherapie zum Einsatz kommen können.
Vorzugsweise wird dem Insassen während der Atemübung oder der angeleiteten Akupressur der Grad der Verbesserung des Zustandes angezeigt, insbesondere zumindest teilweise basierend auf einer gemessenen Herzratenvariabilität und/oder EDA. Auf diese Weise wird dem Insassen ein sogenanntes Biofeedback gegeben. Die Herzfrequenz ist auch bei konstanter Belastung einer physiologischen Variabilität unterworfen, die unter anderem das Zusammenspiel von Sympathikus und Parasympathikus widerspiegelt. Das vegetative Nervensystem führt mit seinem sympathischen Anteil über die Noradrenalin-Freisetzung zu einer reduzierten Herzfrequenzvariabilität und mit seinem parasympathischen bzw. vagalen Anteil über die Acetylcholin-Freisetzung zu einer Erhöhung der HRV. Die HRV-Analyse gestattet es, dieses Zusammenspiel von Sympathikus und Parasympathikus bei unterschiedlichen Anforderungen differenzierter abschätzen zu können.
Das System gemäß dieser Ausführungsform gestattet ein systematisches Biofeedback, welches die enge Wechselbeziehung zwischen Atmung und Herzfrequenzmodulation gezielt ausnutzt. Derartige Biofeedback-Methoden sind aus der Medizin, beispielsweise aus der psychosomatischen Behandlung von Stress, Depressionen und Angst bekannt. Gezieltes Kardiorespiratorisches Biofeedback erlaubt es, Nervosität und Anspannung zu reduzieren und im entscheidenden Augenblick konzentriert und fokussiert zu sein. Da Biofeedback einfach und ablenkungsfrei anwendbar ist, kann es auch während der Fahrt im Auto zum Einsatz kommen, und zwar nicht nur für Beifahrer, sondern auch für den Fahrer, insbesondere beim pilotierten Fahren.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Steuereinheit einen Speicher, in dem medizinische Daten des Insassen gespeichert sind. Hierbei können die Daten vorzugsweise eine oder mehrere der folgenden Informationen repräsentieren: Alter, Geschlecht, Körpergewicht, Nikotinkonsum, globale Fitness, Information bezüglich Vorerkrankungen, insbesondere Bluthochdruck, Herzrhythmusstörungen, Herzinsuffizienz, Angina Pectoris, bereits erlittene Myokardinfarkte, und/oder psychische Erkrankungen, Diabetes, Information bezüglich der aktuellen Medikation, Normalwerte physiologischer Parameter oder Parameterkombinationen.
Diese medizinischen Daten können von dem Diagnosemodul bei dem Ableiten der Informationen bezüglich des Gesundheitszustandes aus den empfangenen physiologischen Parameter berücksichtigt werden, um die Aussagekraft der Diagnose zu erhöhen.
Vorzugsweise ist die Steuereinheit geeignet, die medizinischen Daten im Speicher auf eine oder mehrere der folgenden Arten zu erstellen und/oder zu aktualisieren: anhand von der am Körper zu tragenden Einheit empfangenen physiologischen Parametern, insbesondere anhand von physiologischen Parameter, die an unterschiedlichen Tagen, Wochen oder Monaten gewonnen wurden, anhand einer von der Steuereinheit durchgeführten interaktiven Anamnese, oder anhand von externen medizinischen Daten. Bei den externen medizinischen Daten kann es sich beispielsweise um Daten handeln, die von einem behandelnden Arzt oder einer Telemedizineinrichtung bereitgestellt werden.
Vorzugsweise ist die Steuereinheit für den Austausch von medizinischen Daten zur Kommunikation mit mindestens einer der folgenden Einrichtungen konfiguriert: einem Server oder einer Cloud zum Speichern von personenbezogenen medizinischen Daten, einem mobilen Gerät, auf dem ein Programm, insbesondere eine App installiert ist, die zur Verarbeitung medizinischer Daten eingerichtet ist, und/oder einer telemedizinischen Einrichtung oder einer Arztpraxis.
Dabei findet diese Kommunikation vorzugsweise automatisch statt, d. h. ohne dass eine spezielle Eingabe seitens des Nutzers erforderlich ist, der diese Kommunikation allenfalls autorisieren, nicht aber anstoßen muss. Ferner ist diese Kommunikation vorzugsweise verschlüsselt, um das Ausspähen medizinischer Daten durch Dritte zu verhindern.
Durch diese Kommunikationsmöglichkeit werden personenbezogene medizinische Daten, sei es in einem Server oder einer Cloud, sei es auf einem tragbaren Gerät oder im Datenbestand einer Arztpraxis oder einer Telemedizineinrichtung, stetig durch Informationen ergänzt und aktualisiert, die durch die gemessenen physiologischen Parameter repräsentiert oder daraus abgeleitet sind. Dabei ist es unerheblich, ob diese physiologischen Parameter im Fahrzeug ermittelt wurden, oder außerhalb des Fahrzeuges, was mithilfe der am Körper zu tragenden Einheit ohne weiteres möglich ist. In jedem Fall dient aber hier die fahrzeugfeste oder zumindest dem Fahrzeug zugeordnete Steuerung als Gateway für die Übermittlung dieser physiologischen Parameter oder daraus abgeleiteter Information. Auf diese Weise gestattet die regelmäßige Benutzung des Fahrzeugs gleichzeitig eine regelmäßige Überwachung des Gesundheitszustandes des Nutzers des Systems, der andernfalls möglicherweise nicht die Zeit oder Disziplin aufbringt, die physiologischen Parameter regelmäßig zu ermitteln und/oder an einen Arzt oder eine telemedizinische Einrichtung zu übermitteln.
Andersherum gestattet diese Kommunikation eine Aktualisierung der medizinischen Daten im Speicher der Steuereinheit, die wiederum die Zuverlässigkeit der Ableitung von Informationen bezüglich des Gesundheitszustandes durch das Diagnosemodul erhöht.
Obwohl das erfindungsgemäße System auf der Verwendung von physiologischen Parametern basiert, die mit mindestens einer am Körper zu tragenden Einheit ermittelt wurden, kann die Steuereinheit weiterhin mit einem oder mehreren fahrzeugfesten Sensoren kommunikativ verbunden sein, die es gestatten, Informationen oder ergänzende Informationen bezüglich des Gesundheitszustandes, des Befindenszustandes oder bezüglich krankhafter Ereignisse abzuleiten. Dabei kann es sich beispielsweise um Sensoren am Lenkrad zur Messung des Körperfettgehalts und des Wassergehalts, Sensoren im Sitz zur Ermittlung des (anteiligen) Körpergewichts, und/oder eine Kamera zur Überwachung der Augen handeln.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems zur Überwachung des Gesundheitszustandes und/oder des Befindens eines Fahrzeuginsassen, nach einer Ausführungsform der Erfindung,
2 ist eine schematische Darstellung einer am Körper zu tragenden Einheit mit Sensoren zum Erfassen von physiologischen Parametern,
3 zeigt eine detaillierte Ansicht einer Steuereinheit des Systems von 1,
4 zeigt ein Flussdiagramm des Betriebes des Systems von 1, und
5 zeigt eine schematische Darstellung einer grafischen Anzeige eines Vitalparameters und Anleitungen zu Atemübungen.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird sie im Folgenden durch einige Beispiele illustriert.
1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Systems 10 zur Überwachung des Gesundheitszustandes und/oder des Befindens eines Fahrzeuginsassen nach einer Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Fahrzeuginsassen kann es sich sowohl um den Fahrer, als auch einen Beifahrer handeln. In der folgenden Beschreibung wird auf einen PKW als Beispiel eines Fahrzeugs Bezug genommen, aber die Erfindung ist hierauf nicht beschränkt, sondern kann für beliebige Fahrzeuge, inklusive Flugzeuge Anwendung finden.
Das System 10 umfasst eine dem Fahrzeug zugeordnete, in der konkreten Ausgestaltung fahrzeugfeste Steuereinheit 12. Ein Blockdiagramm, das die Steuereinheit mehr im Detail zeigt, ist in 3 gezeigt.
Die beiden horizontalen gestrichelten Linien in 1 repräsentieren die Grenzen des Fahrzeugs. Wie der 1 zu entnehmen ist, ist die Steuereinheit 12 mit einer Vielzahl von Komponenten des Fahrzeugs über Datenleitungen verbunden, um diese anzusteuern, und von diesen gegebenenfalls Signale zu erhalten. Zu den Komponenten des Fahrzeugs, die von der Steuereinheit 12 angesteuert werden können, zählen ein Fahrerdisplay 14, ein Head-up-Display 16, eine Mehrzahl von Beifahrer-Displays 18 für Mitfahrer sowohl auf dem Beifahrersitz als auch im Fond, und eine sogenannte Kommunikations-/Multimediaeinrichtung 20, die die Funktionen eines Navigationsgeräts, eines Telefons, inklusive SMS-Funktionalität, einer E-Mail-Sende- und Empfangseinrichtung, einer Audioausgabe und Musik/Radio vereint. Anstelle einer integrierten Kommunikations-/Multimediaeinrichtung können auch baulich getrennte Einzelkomponenten vorgesehen sein.
Ferner sind fahrzeuginterne Sensoren 22 vorgesehen, die es gestatten, Informationen oder ergänzende Informationen bezüglich des Gesundheitszustandes, des Befindenszustandes oder bezüglich krankhafter Ereignisse des Insassen abzuleiten. Zu diesen fahrzeuginternen Sensoren 22 gehören in der bevorzugten Ausführungsform Sensoren am Lenkrad zur Messung des Körperfettgehalts und des Wassergehalts des Fahrers, Sensoren im Sitz zur Ermittlung des Körpergewichts, eine Kamera zur Überwachung der Augen, um Müdigkeit bzw. Einschlafen des Insassen zu detektieren, sowie Sensoren am Sicherheitsgurt, die beispielsweise bei der Feststellung einer Bewusstlosigkeit helfen können. Sämtliche dieser fahrzeuginternen Sensoren sind in der schematischen 1 durch den Block 22 repräsentiert.
Ferner ist in 1 eine Autopilot-Einrichtung 24 vorgesehen, die sowohl zu einem autonomen Fahren als auch zur autonomen Durchführung eines Not-Halts eingerichtet ist. Die Autopilot-Einrichtung 24 kann gleichfalls durch die Steuereinheit 12 angesteuert werden, insbesondere wenn die Steuereinheit 12 eine Fahruntüchtigkeit oder drohende Fahruntüchtigkeit feststellt, beispielsweise Anzeichen für Bewusstlosigkeit, Herzinfarkt, Schlaganfall, Kreislaufkollaps oder Epilepsie.
Wie in 1 weiter zu sehen ist, ist die Steuereinheit 12 mit Fahrerassistenzsystemen verbunden, die allgemein durch einen Block 26 repräsentiert sind.
Ferner befinden sich im Fahrzeug eine Einrichtung zum Einstellen des Fahrmodus 28, eine Klima- und Belüftungsanlage sowie eine Innenbeleuchtung, die zusammen durch den Block 30 repräsentiert sind, sowie eine Massageeinrichtung 32.
Weiterhin sind in 1 zwei am Körper zu tragende Einheiten 34 schematisch dargestellt. Die am Körper zu tragenden Einheiten 34 enthalten als wesentliche Bestandteile Sensoren 36, die dazu bestimmt sind, physiologische Parameter des Fahrzeuginsassen zu bestimmen. Das System kann gleichzeitig eine Mehrzahl von Einheiten 34 integrieren, die von einem oder mehreren Insassen getragen werden.
Bei der einen am Körper zu tragenden Einheit 34 kann es sich beispielsweise um ein Armband handeln. Ein Beispiel eines solchen Armbandes mit den zugehörigen Sensoren 36 und weiteren Komponenten ist in 2 gezeigt und wird unten näher beschrieben.
Bei der am Körper zu tragenden Einheit kann es sich um ein Kleidungsstück handeln, in dem Sensoren zur Erfassung physiologischer Parameter vorgesehen sind, insbesondere ein Hemd oder ein BH. In der Regel wird eine einzige am Körper zu tragende Einheit pro Benutzer, speziell ein Armband für die Zwecke der Erfindung ausreichen, je nach Anforderung kann aber die Leistungsfähigkeit des Systems durch Verwendung mehrerer derartiger am Körper zu tragenden Einheiten erhöht werden. Dies ist insbesondere bei Hochrisiko-Patienten empfehlenswert, beispielsweise Menschen, die bereits einen Herzinfarkt oder einen Schlaganfall erlitten haben oder die an schwerer Diabetes leiden. Gegenwärtig wird in Deutschland pro Jahr ca. 120.000 solcher Hochrisiko-Patienten die Fahrerlaubnis vorübergehend oder dauerhaft entzogen. Bei einer Überwachung des Gesundheitszustandes mit dem System der Erfindung könnte auch ein Teil dieser Patienten weiterhin am Verkehr teilnehmen, ohne sich und andere Verkehrsteilnehmer ungebührlich zu gefährden, insbesondere in Kombination mit der Integration der Autopilotfunktion 24 in das System.
Die am Körper zu tragenden Einheiten 34 umfassen ferner Einrichtungen 38 zur Verschlüsselung und Entschlüsselung von Daten. Auf ähnliche Weise enthält auch die Steuereinheit 12 eine Einrichtung 38 zur Verschlüsselung und Entschlüsselung von Daten. Die Einrichtungen 34 können drahtlos, beispielsweise über Bluetooth mit der Steuereinheit 12 kommunizieren, was in 1 durch die Funksymbole angedeutet ist. Schließlich umfassen die Einheiten 34 Speicher 40 zum Speichern von physiologischen Parameter. In der bevorzugten Ausführungsform kann der Speicher 40 physiologische Daten über einen langen Zeitraum von mehreren Tagen speichern, so dass die physiologischen Parameter mehrere Tage rund um die Uhr erfasst werden können. Die gespeicherten Daten können dann drahtlos an die Steuereinheit 12 übermittelt werden, wenn der Nutzer das Fahrzeug benutzt.
In 2 ist ein Armband als Ausführungsbeispiel einer am Körper zu tragenden Sensoreinheit 34 schematisch dargestellt. Die Einrichtung 34 enthält ein Band 42, mit dessen Hilfe die Einheit 34 am Handgelenk befestigt werden kann, sowie ein Gehäuse 44, das die bereits genannte Sensoren 36, die Verschlüsselungseinrichtung 38 und den Speicher 40 enthält.
Ferner enthält die am Körper zu tragende Einheit 34 eine Empfänger/Sendeeinheit 46 für die drahtlose Kommunikation mit der Steuereinheit 12, einen Vibrationsmelder 48 und einen GPS Empfänger 50. Die Einheit 34 kann ferner einen Prozessor (nicht gezeigt) enthalten, der physiologische Parameter bereits in der Einheit 34 verarbeiten kann.
Der Vibrationsmelder 48 umfasst dabei einen Transducer (nicht gezeigt), der Vibrationen des Gehäuses 44 erzeugt, die von dem Träger des Armbands 34 bemerkt werden können. Auf diese Weise kann der Träger des Armbands auf bestimmte Zustände aufmerksam gemacht bzw. gewarnt werden, beispielsweise wenn der Nutzer droht einzuschlafen, oder wenn sich Anzeichen für eine drohende Fahruntüchtigkeit ergeben, sodass der Nutzer das Fahrzeug noch selbst sicher anhalten kann.
Die Sensoren 36 umfassen einen Sensor 36a zum Ermitteln von physiologischen Parametern, die den Herzschlag, die Herzfrequenz oder die Herzratenvariabilität des Nutzers repräsentieren. In der gezeigten Ausführungsform handelt es sich hierbei um einen Photoplethysmographie-Sensor, zur Erzeugung eines Photoplethysmogramms (PPG). Mithilfe des Sensors 36a können die Herzschläge erfasst werden und mithin die Herzfrequenz bzw. die Herzrate und/oder das Zeitintervall zwischen zwei aufeinander folgenden Herzschlägen. Hieraus lässt sich insbesondere die HRV ableiten, was entweder in der Einheit 34 selbst geschieht oder in der Steuereinheit 12 basierend auf der Zeitinformation der Herzschläge.
Das Armband 34 von 2 enthält ferner einen Sensor 36b zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit der Haut, konkret der elektrodermalen Aktivität. Ferner enthält das Armband 34 einen Sensor 36c zur Messung der Temperatur der Haut oder eines Wärmestroms, und einen Beschleunigungssensor 36d.
Die Messung der Beschleunigung dient unter anderem der Vermeidung von Artefakten, die durch Bewegung des Nutzers hervorgerufen werden können, insbesondere bei der Messung der HRV. Wird mithilfe des Beschleunigungssensors 36d eine Beschleunigung oder Bewegung festgestellt, so können die gleichzeitig gemessenen weiteren physiologischen Parameter gegebenenfalls ignoriert oder ausgeschnitten werden, um die Messergebnisse nicht durch bewegungsinduzierte Artefakte zu verfälschen.
Der Beschleunigungssensor 36d kam aber auch Auskunft über die Bewegung des Nutzers außerhalb des Fahrzeugs geben, also gegebenenfalls zusammen mit der Information des GPS 50 ermitteln, wie weit und wie schnell der Nutzer in einem vergangenem Zeitraum gegangen oder gejoggt ist und dergleichen. Diese Information ist sowohl im Hinblick auf ein globales Gesundheits-Monitoring, als auch im Hinblick auf die richtige Interpretation aktueller und gespeicherter physiologischer Parameter nützlich.
Unter Bezugnahme wiederum auf 1 ist gezeigt, dass die Steuereinheit 12 ferner für den Austausch von medizinischen Daten zur Kommunikation mit einer Cloud 52 sowie mit einem tragbaren Gerät 54 konfiguriert ist, bei dem es sich beispielsweise um ein Smartphone oder ein Tablet handeln kann. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist auf dem tragbaren Gerät 54 eine App installiert, die durch das Bezugszeichen 56 repräsentiert ist und zur Verarbeitung medizinischer Daten eingerichtet ist. Ferner ist das System 10 zur Kommunikation mit einer Arztpraxis oder einer Telemedizin-Einrichtung eingerichtet, die in 1 schematisch durch den Block 58 repräsentiert sind. Wie in 1 zu erkennen ist, können personenbezogene medizinische Daten zwischen dem Arzt/der Telemedizin-Einrichtung 58 und der Cloud 52 einerseits und dem tragbaren Gerät 54 andererseits ausgetauscht werden. Obwohl dies in 1 nicht explizit gezeigt ist, besteht in einer Variante auch die Möglichkeit, dass die Steuereinheit 12 direkt mit dem Arzt/der Telemedizin-Einrichtung 58 kommuniziert.
Als nächstes wird die Funktion des Systems 10 unter Bezugnahme auf 3 und 4 näher beschrieben. Dabei zeigt 3 ein Blockdiagramm der Steuereinheit 12, in dem die Module und Funktionen der Steuereinheit 12 mehr im Detail gezeigt sind. 4 zeigt ein Flussdiagramm, welches den Ablauf eines Verfahrens nach einer Ausführungsform der Erfindung illustriert.
Das Verfahren startet in Schritt 60, beispielsweise damit, dass der Motor des Fahrzeugs gestartet wird.
In Schritt 62 wird der Nutzer gefragt, ob er seinen aktuellen Gesundheits- bzw. Befindenszustand anhand der Messung bestimmter physiologischer Parameter ermitteln möchte. Die Frage kann entweder via Sprachausgabe mithilfe der Audioausgabe-Einrichtung 20 (siehe 1) der Kommunikations-/Multimediaeinrichtung oder durch optischen Hinweis auf dem Fahrerdisplay 14 bzw. im Falle eines Beifahrers auf dem Beifahrerdisplay 18 ausgegeben werden. Der Fahrer kann auf diese Frage entweder durch Spracheingabe oder durch Eingabe auf einem Touchscreen oder dergleichen antworten. Falls er die Ermittlung des Zustandes ablehnt, schreitet das Verfahren zum Schritt 64 weiter und endet dort. Andernfalls schreitet das Verfahren zum Schritt 66 voran, in dem die Steuereinheit 12 des Systems 10 den Nutzer auffordert, das in 2 schematisch dargestellte Armband 34 anzulegen. Im nachfolgenden Schritt 68 wird der Nutzer authentifiziert. Zur Authentifizierung kann ein RFID-Chip oder ein NFC-Chip verwendet werden, der dem Nutzer oder der am Körper zu tragenden Einheit 34 zugeordnet ist. Alternativ kann der Nutzer sich aber auch beispielsweise durch Eingabe eines Codes oder dergleichen authentifizieren. In einer erweiterten Ausführungsform kann der Nutzer auch über seine individuellen, biometrischen Parameter identifiziert werden, die mit Hilfe der am Körper getragenen Sensoren ermittelt wurden.
Wie 3 zu entnehmen ist, umfasst ein Hauptmodul 100 der Steuereinheit 12 ein Authentifizierungs-Modul 102. In der vorliegenden Offenbarung betrifft der Begriff „Modul” allgemein funktionelle Einheiten im weitesten Sinne, unabhängig davon, ob diese durch Hardware-Einheiten oder Software-Module realisiert sind.
Im nachfolgenden Schritt 70 werden medizinische Daten aktualisiert. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die medizinischen Daten in einem Speicher 104 gespeichert, der ein Nutzerprofil enthält. Die medizinischen Daten repräsentieren dabei Informationen bezüglich Alter, Geschlecht, Körpergewicht, Nikotinkonsum, globaler Fitness, Informationen bezüglich Vorerkrankungen, insbesondere Bluthochdruck, Herzrhythmusstörungen, Herzinsuffizienz, Angina Pectoris, bereits erlittene Myokardinfarkte, psychische Erkrankungen, und/oder Diabetes, Informationen bezüglich der aktuellen Medikation und Normalwerte bestimmter physiologischer Parameter oder Parameterkombinationen. Die Aktualisierung der medizinischen Daten kann einerseits anhand von externen medizinischen Daten geschehen, die aus der Cloud 52, von dem tragbaren Gerät 54 oder von dem Arzt bzw. der Telemedizin-Einrichtung 58 bezogen werden. Diese Daten werden mithilfe eines in 3 gezeigten Empfängers 106 empfangen und mithilfe eines Entschlüsselungs-Moduls 108 entschlüsselt, welches Teil der in 1 allgemein gezeigten Verschlüsselungs-/Entschlüsselungseinrichtung 38 ist. Anhand der aktualisierten Daten führt ein Algorithmen-Update-Modul 110 eine Aktualisierung von Algorithmen durch, die ein ebenfalls im Hauptmodul 100 enthaltenes Zustandsdiagnose-Modul 112 verwendet, um anhand von empfangenen physiologischen Parametern Informationen bezüglich des Gesundheitszustandes, des Befindenszustandes oder von krankhaften Ereignissen abzuleiten. Das Zustandsdiagnose-Modul 112 bedient sich somit „lernender” Algorithmen. Wenn der Nutzer beispielsweise seit der letzten Nutzung des Systems 10 einen Betablocker verschrieben bekommen hat, dann ist die Herzfrequenz bzw. die Herzratenvariabilität anders zu bewerten als ohne diese Information. Insofern ist das Algorithmen-Update wichtig, um stets die richtigen Schlüsse aus den physiologischen Parameter zu ziehen.
Weiterhin kann in dem Schritt 70 zur Aktualisierung der medizinischen Daten ein Anamnese-Modul 114 zur Anwendung kommen, welches eine interaktive sprachgesteuerte Anamnese mit dem Nutzer durchführt. Dies ist insbesondere bei der erstmaligen Benutzung des Systems von Vorteil.
Im nachfolgenden Schritt 72 werden physiologische Parameter eingelesen, die in dem Speicher 40 der am Körper zu tragenden Einheit 34 gespeichert sind und in einer bestimmten zurückliegenden Zeit (beispielsweise in den letzten 24 Stunden) bzw. seit der letzten Nutzung des Systems ermittelt wurden. Diese Daten vermitteln in gewisser Weise eine „Vorgeschichte”, beispielsweise ob der Nutzer in den letzten 24 Stunden großen physischen oder emotionalen Belastungen ausgesetzt war, oder ob er kardiologische Auffälligkeiten hatte, ob er viel oder wenig physische Bewegung hatte etc. Diese Informationen können gleichfalls im Speicher 104 für das Nutzerprofil abgelegt werden und bei einem Update der Algorithmen, derer sich das Zustandsdiagnose-Modul 112 bedient, berücksichtigt werden.
Im nachfolgenden Schritt 74 beginnt der Empfang aktueller physiologischer Parameter. Dabei handelt es sich in erster Linie um Parameter, die von den Sensoren 36 der am Körper zu tragenden Einheit 34 ermittelt werden, insbesondere um physiologische Parameter, die den Herzschlag, die Herzfrequenz bzw. die HRV des Fahrzeuginsassen repräsentieren und Parameter, die die elektrodermale Aktivität repräsentieren. Je nach Art der verwendeten am Körper zu tragenden Einheiten 34 können auch weitere physiologische Parameter empfangen werden, wobei auch mehrere derartige Einheiten 34 gleichzeitig von demselben Nutzer verwendet werden können, wie in 1 bereits gezeigt ist. Zusätzlich zu den physiologischen Parameter, die im Zusammenhang mit der Beschreibung von 2 schon genannt wurden, können eine Vielzahl weiterer physiologischer Parameter berücksichtigt werden. Insbesondere können mithilfe von Sensoren, die in Kleidungsstücke integriert werden, vollständige Elektrokardiogramme ermittelt werden, was von enormer praktischer Bedeutung ist, die Atmung und der Blutdruck sehr genau überwacht werden und/oder eine Bioimpedanz-Analyse durchgeführt werden. Je nach Krankheitsvorgeschichte können auch weitere physiologische Parameter ermittelt werden, beispielsweise Gehirnströme (EEGs), Muskeltonus, Blutzucker und gegebenenfalls sogar Laborwerte, die mittels mobiler Messgeräte und -verfahren bestimmt werden können (z. B. DrySpot, rHEALTH-Technologien etc.).
Die von der am Körper zu tragenden Einheit 34 gesendeten physiologischen Parameter werden ebenfalls mithilfe des Empfängers 106 empfangen und mithilfe des Entschlüsselungs-Moduls 108 entschlüsselt. Dies dient der einfachen Darstellung, in der Praxis können und werden jedoch in der Regel separate Empfänger und separate Entschlüsselungs-Module vorgesehen sein.
Zusätzlich zu den physiologischen Parameter, die mithilfe der am Körper zu tragenden Einheit 34 ermittelt werden, empfangt das Hauptmodul 100 noch Fahrzeugsensordaten und Fahrzeugbetriebsdaten. Für diese Zwecke sind entsprechende Eingänge 116 bzw. 118 vorgesehen. Bei den Fahrzeugsensordaten handelt es sich um Daten, die mit fahrzeugfesten Sensoren ermittelt wurden, und die es gestatten Informationen oder ergänzende Informationen bezüglich des Gesundheitszustandes, des Befindenszustandes oder krankhafter Ereignisse abzuleiten. Hierbei kann es sich beispielsweise um Sensoren am Lenkrad zur Messung des Körperfettgehalts und des Wassergehalts handeln, oder um Sensoren im Sitz zur Ermittlung des (anteiligen) Körpergewichts. Das ermittelte Körpergewicht kann dann mit den Körpergewichtsdaten aus dem Nutzerprofilspeicher 104 verglichen werden, und auf diese Weise können Gewichtsschwankungen festgestellt werden, die ein Hinweis auf Wassereinlagerungen im Körper sein können. Ein weiteres Beispiel für einen fahrzeugfesten Sensor ist eine Kamera zur Beobachtung der Augen, um Schläfrigkeit oder Sekundenschlaf des Fahrers festzustellen.
Die Betriebsdaten können beispielsweise Geschwindigkeit, Drehzahl, Bremsverhalten, Lenkbewegungen und dergleichen betreffen. In Abhängigkeit von diesen Betriebsdaten kann das Hauptmodul 100 die Fahrweise des Fahrers analysieren und im weiteren Betrieb berücksichtigen, beispielsweise eine sehr aggressive Fahrweise feststellen oder feststellen, dass die aktuelle Fahrweise die volle Aufmerksamkeit des Fahrers braucht und alle Tätigkeiten, die Interaktion erfordern, zurückstellen. Ein weiteres Beispiel ist die Feststellung von auf Schläfrigkeit hindeutender Inaktivität des Fahrers.
Im nachfolgenden Schritt 75 wird Information bezüglich des Gesundheitszustandes, des Befindenszustandes oder eines krankhaften Ereignisses von dem Zustandsdiagnose-Modul 112 basierend auf den empfangenen physiologischen Parametern ermittelt. Insbesondere werden im Schritt 75 Informationen bezüglich eines Stresslevels, Müdigkeit, Erschöpfung, Schläfrigkeit, Bewusstlosigkeit und/oder Herzrhythmusstörungen abgeleitet.
Dabei wird in der bevorzugten Ausführungsform der Stresslevel zumindest teilweise basierend auf einer gemessenen. Herzratenvariabilität ermittelt.
Anhand der empfangenen aktuellen physiologischen Parameter führt das System 10 in dem in 4 dargestellten Verfahren nachfolgend drei Prozeduren zeitparallel aus, nämlich die Anzeige des aktuellen Zustands in Schritt 76, die Anpassung von Fahrzeugfunktionen in Schritt 78 und Biofeedback-Anwendungen in Schritt 80.
In dem Unterprozess 76 wird dem Nutzer Information bezüglich seines Zustandes angezeigt, entweder optisch auf dem Fahrerdisplay 14 oder durch Sprachausgabe mittels der Audio-Ausgabefunktion der Multimediaeinrichtung 20 (siehe 1). Die Ausgabe kann eine einfache, suggestive Anzeige beispielsweise eines „Stresslevels” sein, die anhand eines Balkendiagrammes oder einer Farbcodierung (beispielsweise Rot für ein hohes Stresslevel, Grün für ein niedriges) repräsentiert werden kann. In der gezeigten Ausführungsform umfasst die Steuereinheit jedoch ein Gesundheitsreport-Modul 120, welches dem Nutzer einen detaillierten sprachgesteuerten Report über seinen aktuellen Gesundheitszustand geben kann.
Der Gesundheitsreport kann auch den Rat enthalten, Kontakt zu einem Arzt aufzunehmen und gegebenenfalls einen Termin vereinbaren und die relevanten medizinischen Daten bereits vorab übermitteln. Zusätzlich oder alternativ kann auch ein Audio-/Videokontakt mithilfe der Kommunikations-/Multimediaeinrichtung 20 des Fahrzeugs mit dem Arzt oder Therapeuten hergestellt werden. Für diese Kontaktaufnahme mit dem Arzt enthält die Steuereinheit 12 ein Arztkontakt-Modul 122.
Der Unterprozess 78 wird parallel zu dem Unterprozess 76 ausgeführt und betrifft die Anpassung von Fahrzeugfunktionen an den im Schritt 75 ermittelten Gesundheits- oder Befindenszustands des Nutzers. Falls die Diagnose des Zustandsdiagnose-Moduls 112 Anzeichen auf Fahruntüchtigkeit des Fahrers feststellt, insbesondere Anzeichen für Bewusstlosigkeit, Herzinfarkt, Schlaganfall, Kreislaufkollaps oder Epilepsie, wird die in 1 gezeigte Autopilot/Nothalt-Einrichtung 24 durch ein Autopilot/Nothalt-Modul 124 der Steuereinheit 12 zur Durchführung eines Not-Halts angesteuert.
Das Autopilot/Nothalt-Modul 124 der Steuereinheit 12 instruiert die Autopilot-Einrichtung 24, einen autonomen Fahrmodus zu übernehmen. Gleichzeitig gibt das Autopilot/Nothalt-Modul 124 über das Fahrerdisplay 14, das Head-up-Display 16 oder eine Audioausgabe dem Fahrer einen Warnhinweis mit dem Angebot, das Eingreifen des Fahrzeugs abzulehnen, falls das Zustandsdiagnose-Modul 112 die Anzeichen für Fahruntüchtigkeit falsch interpretiert hat und der Fahrer doch noch fahrtüchtig ist. Falls der Fahrer aber nicht reagiert, wird ein autonomer Not-Halt eingeleitet, bei dem die Autopilot-Einrichtung 24 das Fahrzeug autonom an den Straßenrand lenkt. Gleichzeitig wird ein Notruf ausgesendet, beispielsweise über die Multimedia-Einrichtung 20. Gleichzeitig wird die Warnblinkanlage aktiviert, um andere Fahrzeuge zu warnen. In einer vorteilhaften Ausführungsform wird eine OLED-Anzeige „medizinischer Notfall” in der Heckscheibe aktiviert. Das Autopilot/Nothalt-Modul 124 der Steuereinheit 12 kann dabei ferner veranlassen, dass dem Notarzt personenbezogene medizinische Daten aus dem Speicher 104 in Form einer elektronischen Krankenakte übermittelt werden, und dass Informationen bezüglich gemessener physiologischer Parameter übermittelt werden, insbesondere solcher physiologischer Parameter, die von dem Zustandsdiagnose-Modul 112 der Steuereinheit 12 als Anzeichen für Fahruntüchtigkeit gewertet wurden. Auf diese Weise kann der Notarzt bereits auf dem Weg zu dem Notfall wesentliche Informationen bezüglich der Art des Zwischenfalls erhalten und am Notfallort schnell und gezielt tätig werden, bzw. vorab bereits zusätzliche Hilfe anfordern.
Eine weitere Anpassung von Fahrzeugfunktionen in dem Unterprozess 78 betrifft die Anpassung von Fahrassistenzsystemen 20 (siehe 1), die durch ein Fahrassistenz-Modul 126 der Steuereinheit 12 gesteuert wird. Wenn beispielsweise das Zustandsdiagnose-Modul 112 feststellt, dass der Fahrer Anzeichen von Stress, Erschöpfung oder Müdigkeit zeigt, steuert das Fahrassistenz-Modul 126 ausgewählte Fahrassistenzsysteme 26 an, um sie an den Gesundheits- oder Befindenszustand anzupassen. Insbesondere wird das Fahrassistenzsystem 26 dazu angesteuert, größere Abstände zu anderen Fahrzeugen zu halten und zur Drosselung der aktuellen Geschwindigkeit oder einer möglichen Höchstgeschwindigkeit. Außerdem kann das Fahrassistenz-Modul 126 dem Fahrer aktuell inaktive Assistenzfunktionen zuschalten, die den Fahrer entlasten können, z. B. einen Spurhalteassistenten.
Ebenfalls als Teil des Unterprozesses 78 überprüft ein Fahrmodus-Modul 128 der Steuereinheit 12, ob der aktuelle Fahrmodus an den Gesundheits- bzw. Befindenszustand des Fahrers angepasst werden sollte. Wenn das Zustandsdiagnose-Modul 112 beispielsweise Anzeichen von Müdigkeit, Erschöpfung oder Stress erkennt, kann das Fahrmodus-Modul 128 vorschlagen, in einen anderen Fahrmodus zu wechseln, beispielsweise von einem Sport-Modus in einen Komfort-Modus, wie dies bei vielen aktuellen Kraftfahrzeugen möglich ist. Insbesondere kann auch die Abstimmung des Fahrwerks von einer straffen zu einer komfortableren Federung angepasst werden, um dem aktuellen Zustand des Fahrers gerecht zu werden.
Ebenfalls als Teil des Unterprozesses 78 prüft ein Kommunikations-/Multimediamodul 130, ob die aktuellen Einstellungen der Kommunikations- und Multimedia-Einrichtung 20 von 1 an den vom Zustandsdiagnose-Modul 112 ermittelten Zustand angepasst werden sollen. Im Fall großer Anspannung oder Stress des Fahrers können beispielsweise eingehende Anrufe, SMS oder E-Mails blockiert oder umgeleitet werden, um den Fahrer zu entlasten. Ferner kann das Modul 130 die Navigationskomponente der Multimedia-Einrichtung 20 dazu ansteuern, eine ruhigere Route zum Ziel zu ermitteln, d. h. eine Route mit weniger Verkehrsaufkommen, die möglicherweise etwas länger dauert, aber eine weniger anstrengende Fahrt verspricht, und diese dem Fahrer anbieten. Ohne dass hierauf jedes Mal einzeln hingewiesen wird, versteht es sich, dass die Module, die zur Steuerung der Anpassung von Fahrzeugfunktionen bestimmt sind, die Anpassung dem Nutzer erst vorschlagen und erst nach Bestätigung durch den Nutzer tatsächlich vornehmen.
Ferner kann das Kommunikations-Multimediamodul 130 die Stereoanlagenkomponente der Kommunikations-Multimedia-Einrichtung 20 dem Befindenszustand entsprechend ansteuern, beispielsweise die Lautstärke senken oder bestimmte voreingestellte Playlists mit Musik abspielen, die der Fahrer als beruhigend empfindet. Zur weiteren Entlastung des Fahrers kann die Steuereinheit 12 die Display-Anzeigen für den Fahrer auf wenige notwendige Funktionen beschränken, um den Fahrer weiter zu entlasten.
Ferner ist ein Modul 132 vorgesehen, welches die Licht-, Klima- und Belüftungsfunktion 30 von 1 in Übereinstimmung mit dem ermittelten Gesundheits- oder Befindenszustand des Fahrers anpasst, also beispielsweise im Falle von Anzeichen von Müdigkeit die Sauerstoffzufuhr erhöht, etwa durch stärkere Belüftung, Öffnen von Fenster oder Schiebedach oder die Zufuhr von gespeichertem Sauerstoff. Auch kann die Farbe der Innenraumbeleuchtung entsprechend dem aktuellen Befindenszustand angepasst werden, beispielsweise je nach Situation auf Farben, die von dem Fahrer als anregend oder beruhigend empfunden werden. Auch ist es möglich, dem Fahrer eine Lichttherapie, insbesondere eine sogenannte „Lichtdusche” anzubieten. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass viele Menschen Licht benötigen, um wach zu werden und sich fit zu fühlen, und die Ausschüttung von Melatonin zu unterdrücken. Um die Melatoninbildung zu stoppen, wird eine Lichtstärke von einigen Tausend Lux, beispielsweise 10.000 Lux benötigt.
Eine weitere Anpassung von Fahrzeugfunktionen an den ermittelten Gesundheits- oder Befindenszustand betrifft das Anbieten und gegebenenfalls Durchführen einer Massage mittels einer in den Sitzen vorgesehenen Massageeinrichtung 23 unter Steuerung eines Massage-Moduls 134.
Weiterhin wird parallel zu den Unterprozessen 76 und 78 ein Biofeedback-Unterprozess ausgeführt, der durch das Bezugszeichen 80 repräsentiert ist. Die Steuereinheit 12 umfasst ein Modul 136, welches die Anzeige eines Vitalparameters auf dem Fahrerdisplay 14 bzw. dem Head-up-Display 16 (im Falle des Fahrers) oder auf einem Beifahrer-Display 18 (im Falle eines Beifahrers) anzeigt. Dieser Vitalparameter dient dazu, den Nutzer anschaulich Auskunft über seinen aktuellen Zustand zu geben. In 5 ist eine entsprechende Anzeige in Form eines Zeigers 138 schematisch angezeigt. In der bevorzugten Ausführungsform basiert der Vitalparameter zumindest teilweise auf der gemessenen Herzratenvariabilität. In der dargestellten Grafik bedeutet ein Ausschlag des Zeigers 138 nach rechts einen hohen Stresslevel, eine Stellung weiter links einen niedrigeren.
Das Konzept des „Biofeedbacks” basiert darauf, einer Person Veränderungen von Zustandsgrößen biologischer Vorgänge, die der unmittelbaren Sinneswahrnehmung nicht zugänglich sind, erkennbar zu machen. Gleichzeitig ist es dem Nutzer möglich, beispielsweise durch entsprechende Atemtiefe und Atemfrequenz, Einfluss auf diese Größen zu nehmen und dadurch sein Wohlbefinden zu verbessern. Neben der Anzeige des Vitalparameters mithilfe des Zeigers 138 ist daher ein Atemübungs-Modul 140 vorgesehen, welches dem Nutzer Ein- und Ausatmungszyklen anzeigt, die helfen, den Vitalparameter zu verbessern. In der Darstellung von 5 dient dazu ein Balken 142, der gemeinsam mit dem Zeiger 138 angezeigt wird. Ein langsames Ansteigen des Balkens 142 bis zu der oberen gestrichelt gezeichneten Position symbolisiert dem Nutzer den Einatmungsvorgang. Ein Absinken des Balkens bis zu der ebenfalls gestrichelt dargestellten maximal unteren Position symbolisiert den Ausatmungsvorgang. Während der durch das Atemübungs-Modul 140 angeleiteten Atmung wird der Vitalparameter kontinuierlich gemessen, und der Nutzer kann anhand des Zeigers 138 erkennen, wie er sich entwickelt. Tatsächlich ist es möglich, die Herzratenvariabilität durch gezieltes angeleitetes Atmen in vergleichsweise kurzer Zeit signifikant zu verbessern, wodurch das Wohlbefinden des Nutzers gesteigert wird.
Um einen aussagekräftigen Vitalparameter mithilfe des Zeigers 138 angeben zu können, ist es wiederum vorteilhaft, dass medizinische Daten im Speicher 104 abgelegt sind, beispielsweise Durchschnittswerte vergangener Herzratenvariabilitätsmessungen oder dergleichen. Auch ist es möglich dem Nutzer Langzeittrends bezüglich des Vitalparameters anzuzeigen. Wie eingangs erwähnt wurde ist hierbei von besonderer Bedeutung, dass die Messung des Vitalparameters immer in derselben Umgebung stattfinden, also vergleichsweise wenig von Umwelteinflüssen abhängen, wodurch eine Vergleichbarkeit von Messungen zu unterschiedlichen Zeiten gesteigert wird.
Ferner ist die grafische Anzeige des Zeigers 138 und des Atmungsbalkens 142 so einfach und leicht erfassbar, dass sie den Fahrer beim Fahren kaum ablenkt, sodass die Atemübung selbst während der Fahrt durchgeführt werden kann. Vorzugsweise werden jedoch die Biofeedback-Anwendungen, insbesondere die Atemübungen, in Phasen autonomen Fahrens durchgeführt, wodurch die gewonnene Zeit sinnvoll genutzt werden kann.
In der gezeigten Ausführungsform ist weiterhin ein Akupressur-Modul 144 vorgesehen, welches den Nutzer interaktiv anleitet, eine Klopfakupressur durchzuführen, ebenfalls begleitet von der Anzeige des Vitalparameters mithilfe des Zeigers 138.
Neben Biofeedback-Anwendungen kann die Steuereinheit 12 noch weitere Maßnahmen zur Verbesserung des Gesundheits- oder Befindenszustandes des Insassen vorschlagen. Beispielsweise kann die Steuereinheit 12 den Nutzer an die Einnahme von Medikamenten entsprechend den in dem Speicher 104 abgelegten medizinischen Informationen erinnern. Außerdem kann die Steuerung 12 dem Nutzer vorschlagen, den Autopilot zu verwenden, wenn erhöhte Stresslevel, Müdigkeit oder Erschöpfung festgestellt werden, oder die Steuerung kann dem Fahrer über Spracheingabe vorschlagen eine Pause einzulegen, insbesondere in Verbindung mit anschließender Navigation zu einem Parkplatz, einer Raststätte oder einem Café, oder mithilfe eines Routen-Moduls 146 selbsttätig nach einer ruhigeren Route zu suchen, und wenn sich eine sinnvolle ruhigere Route ergibt, dem Fahrer diese vorschlagen.
In Schritt 82 wird überprüft, ob der Prozess abgebrochen werden soll. Dies ist der Fall, wenn der Nutzer in allen Unterprozeduren 76, 78 und 80 sämtliche Angebote ablehnt. Solange dies nicht der Fall ist, kehrt der Prozess zum Schritt 75 zurück und durchläuft die beschriebenen Prozesse erneut.
Wenn jedoch in Schritt 82 entschieden wird, dass der Prozess abgebrochen werden soll, wird im nachfolgenden Schritt 84 gefragt, ob neu gewonnene medizinische Daten übermittelt werden sollen. Hierbei handelt es sich um Daten, die auf den zuletzt gemessenen physiologischen Parametern beruhen und den aktuellen Gesundheitszustand des Nutzers charakterisieren. Zu diesen Daten gehören auch spezielle Ereignisse, wie beispielsweise das Auftreten von Herzrhythmusstörungen oder dergleichen.
Wenn der Nutzer mit der Übermittlung der medizinischen Daten einverstanden ist, werden im Schritt 86 die medizinischen Daten übermittelt. Hierzu werden die Daten in dem Verschlüsselungs-Modul 148 verschlüsselt und über den Sender 150 an die Cloud 52 (siehe 1) an ein tragbares Gerät 54, oder einen Arzt oder eine Telemedizin-Einrichtung 58 versandt. Obwohl in 3 nur ein Verschlüsselungs-Modul 148 und ein Sender 150 gezeigt sind, versteht es sich, dass mehrere Verschlüsselungs-Module und Sender vorgesehen sein können, die die Daten über unterschiedliche Kanäle zu unterschiedlichen Empfängern senden können.
Wie aus der vorliegenden detaillierten Beschreibung erkennbar ist, bieten das System und das Verfahren nach verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung eine Vielzahl von Vorteilen. Durch die Kombination mehrerer Sensoren und physiologischer Parameter können Artefakte sehr gut erkannt und bereinigt werden. Durch die Kombination verschiedener Verfahren bei der Analyse der Messdaten, und durch den Einsatz lernender Algorithmen, erzielt man eine Verbesserung der Genauigkeit und eine individuelle Anpassung an den jeweiligen Nutzer und seine jeweilige Verfassung, bzw. seinen jeweiligen Grad an körperlicher Bewegung.
Durch die Verwendung am Körper zu tragender Einheiten kann nicht nur die Genauigkeit der Messung gesteigert werden, sondern es können auch physiologische Parameter ermittelt werden, wenn sich der Nutzer nicht im Fahrzeug befindet, insbesondere rund um die Uhr.
Durch Implementierung des Systems der Erfindung wird das Fahrzeug quasi zum medizinischen Partner und stellt die Schnittstelle zwischen Anwender und Ärzten, medizinischen Call-Centern, Telemedizin, Notarzt etc. dar. Ferner ist die Nutzung des Systems in der bevorzugten Ausführungsform auch durch den Beifahrer bzw. von Passagieren möglich.
Über einen gesicherten Audio-Videokontakt über das Multimediasystem des PKW ist eine Besprechung mit dem Arzt oder Therapeuten möglich, wodurch die Zeit im Fahrzeug, besonders beim autonomen Fahrmodus, optimal genutzt werden kann. Das Fahrzeug eignet sich ferner als optimaler Raum für regelmäßige Ermittlung von physiologischen Parametern, anhand derer Langzeitanalysen erstellt werden und Health-Reports ausgegeben werden können. Grund hierfür ist, dass im Fahrzeug stets ähnliche vergleichbare Bedingungen herrschen, dass die meisten Nutzer das Fahrzeug regelmäßig und vergleichsweise lange benutzen, und dass das Fahrzeug eine private Atmosphäre vermittelt, in der sich der Nutzer ungehemmt und unbeobachtet mit seiner Gesundheit auseinander setzen kann. Insofern bietet das Fahrzeug einen Raum und eine Schnittstelle für Gesundheitsmonitoring für Personen, die aufgrund ihres Lebensstils andernfalls nicht die Möglichkeit haben, sich diesem zu widmen.
Obwohl viele Aspekte der vorliegenden Erfindung speziell im Zusammenhang mit Anwendungen im PKW beschrieben wurden, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Insbesondere findet die Erfindung auch wichtige Anwendungen in der Luftfahrt, um den Gesundheitszustand eines Piloten zu überwachen. In diesem Fall würde der Pilot ebenfalls die Sensoren direkt am Körper tragen, vorzugsweise in Form eines Armbandes, zusätzlich oder alternativ aber auch in Form eines direkt am Körper zu tragenden Kleidungsstückes, welches mit Sensoren bestückt ist. Auf diese Weise kann das System sehr frühzeitig vor psychisch- bzw. gesundheitlich kritischen Situationen warnen, zum Beispiel hohem Stresslevel, Herzinfarkt, Schlaganfall, Bewusstlosigkeit, Herzrhythmusstörungen, Epilepsie, Unterzuckerung, Müdigkeit, Schläfrigkeit, Depressionsschüben etc. Speziell für den Einsatz für Piloten eignen sich wiederum besonders die Kombination aus einem Sensor zum Ermitteln der Herzfrequenz, insbesondere einem Photoplethysmographiesensor und einem Sensor zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit der Haut, insbesondere der elektrodermalen Aktivität, vorzugsweise weiter kombiniert mit einem Beschleunigungssensor. Die Messung der physiologischen Parameter findet dabei grundsätzlich auf dieselbe Weise statt, wie oben beschrieben. Auch für den Piloten ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinheit ihn über seinen Gesundheitszustand informiert, allerdings ist dies bei dieser konkreten Anwendung nicht unbedingt notwendig.
Sämtliche oben beschriebenen Varianten und Einsatzmöglichkeiten können, sofern sie nicht speziell auf PKW-Komponenten Bezug nehmen, auf die Anwendung im Flugzeug übertragen werden.
Speziell bei Piloten ist der Vorteil von Sensoren, die in mindestens einer am Körper zu tragenden Einheit vorgesehen sind, von besonderer Bedeutung, insbesondere für den Vergleich von physiologischen Parametern außerhalb des Flugzeuges und während des Flugeinsatzes. Auf diese Weise können plötzliche, starke Veränderungen im Gesundheitszustand des Piloten gut erkannt werden.
Während die Überwachung des Gesundheitszustandes bei Anwendung im PKW vornehmlich der Information des Nutzers selbst dient, hat speziell bei Piloten die Überwachung des Gesundheitszustandes natürlich auch für die Fluggesellschaft und deren Passagiere überragende Bedeutung, die ihr Leben den Piloten anvertrauen. Aus diesem Grund kann speziell für Fluganwendungen vorgesehen sein, dass die physiologischen Parameter oder die daraus abgeleitete Information regelmäßig an Dritte zu Überwachungszwecken übersandt werden, beispielsweise Personen oder Einrichtungen innerhalb der Fluggesellschaft, die die Flugtauglichkeit des Piloten überwachen können. Auf diese Weise kann beispielsweise auf erhöhte Stresswerte, Müdigkeit usw. frühzeitig reagiert werden. Falls die Werte kritisch sind, könnte der Pilot eventuell schon am Boden ein vorübergehendes Flugverbot erteilt bekommen. Während des Fluges kann dafür gesorgt werden, dass der Pilot rechtzeitig von seinem Kollegen abgelöst wird, selbst wenn er selbst nicht darum bittet.
Bei plötzlichen medizinischen Notfällen, beispielsweise Herzinfarkt, Bewusstlosigkeit oder Schlaganfall übernimmt sofort der Autopilot die Kontrolle und gibt eine Notfallmeldung an die Crew und die jeweilige zuständige Flugsicherung aus. Dies ist ein weiteres Beispiel für das eingangs genannte allgemeine Konzept, im Rahmen des Systems der Erfindung „Fahrzeugfunktionen”, in diesem Fall den Autopilot, an den ermittelten Gesundheitszustand oder das ermittelte Ereignis anzupassen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Autopilot selbständig den nächstgelegenen Flughafen ansteuert.
Das System kann auch frühzeitig eine erhöhte Müdigkeit oder ein Einschlafen beider Piloten erkennen, was beispielsweise durch toxische Gase in der Cockpit-Luft verursacht sein könnte. Auch in diesem Fall übernimmt der Autopilot die Kontrolle und gibt ein Notrufsignal aus. Zusätzlich oder alternativ kann auch frühzeitig die Cockpit-Luft mit sauberer Luft getauscht werden.
Ferner können wie oben beschrieben bei hohem Stresslevel dem Piloten geeignete Maßnahmen zur Stressreduktion angeboten werden, zum Beispiel Bio-Feedback-Methoden oder angeleitete Methoden der energetischen Psychotherapie, beispielsweise Klopfakupressur.
Wie oben betont wurde, ist das System der Erfindung nicht auf die Benutzung durch den Fahrzeugführer, beispielsweise Autofahrer oder Piloten beschränkt, sondern es richtet sich auch an die Beifahrer bzw. Passagiere. Speziell für Flugpassagiere, zumal solche mit Flugangst, sind die angeleiteten Atemübungen beziehungsweise Bio-Feedback, oder angeleitete Methoden der energetischen Psychotherapie von großer Bedeutung. Zu diesem Zweck kann beispielsweise in einer Flughafen-Lounge ein Flugzeugsitz aufgestellt sein, auf dem der Nutzer die Verwendung des dann auch im Flugzeug vorhandenen Systems unter Anleitung durch ein Mitglied des Bodenpersonals beigebracht bekommen kann.
Bezugszeichenliste

10: System
12: Steuereinheit
14: Fahrerdisplay
16: Head-up-Display
18: Beifahrer-Displays
20: Multimedia-Einrichtung
22: Sensoren
24: Autopilot-Einrichtung
26: Fahrassistenz-System
28: Fahrmodus-Einrichtung
30: Klima- und Belüftungsanlage, Innenbeleuchtung
32: Massageeinrichtung
34: am Körper zu tragende Einheit
36: Sensoren
38: Einheiten zur Ver- und Entschlüsselung
40: Speicher
42: Band
44: Gehäuse
46: Empfänger-/Sendeeinheit
48: Vibrationsmelder
50: GPS-Empfänger
52: Cloud
54: tragbares Gerät
56: App
58: Telemedizin-Einrichtung
60–88: Schritte im Verfahren nach einer Ausführungsform der Erfindung
100: Hauptmodul
102: Authentifizierungs-Modul
104: Nutzerprofil-Speicher
106: Empfänger
108: Entschlüsselungs-Modul
110: Update-Modul
112: Zustandsdiagnose-Modul
114: Anamnese-Modul
118: Sender
116/118: Eingänge
120: Gesundheitsreport-Modul
122: Arztkontakt-Modul
124: Autopilot/Nothalt-Modul
126: Fahrassistenz-Modul
128: Fahrmodus-Modul
130: Kommunikations-/Multimedia-Modul
132: Modul für Luft, Klima und Belüftung
134: Massage-Modul
136: Vitalparameter-Modul
138: Zeiger
140: Atemübungs-Modul
142: Balken
144: Akupressur-Modul
146: Routen-Modul
148: Verschlüsselungs-Modul
150: Sender

Claims

System (10) zur Überwachung des Gesundheitszustandes und/oder des Befindens eines Fahrzeuginsassen, umfassend eine dem Fahrzeug zugeordnete, insbesondere fahrzeugfeste Steuereinheit (12), die folgendes umfasst: – einen Empfänger (106) zum drahtlosen Empfangen von physiologischen Parametern von mindestens einer am Körper zu tragenden Einheit (34), welche einen oder mehrere Sensoren (36) zum Ermitteln von einem oder mehreren physiologischen Parametern des Fahrzeuginsassen umfasst, darunter mindestens ein physiologischer Parameter, der die Herzfrequenz, den Herzschlag oder die Herzratenvariabilität des Fahrzeuginsassen repräsentiert, – ein Diagnosemodul (112), das dazu eingerichtet ist, zumindest teilweise basierend auf den empfangenen physiologischen Parametern Information bezüglich des Gesundheitszustandes, des Befindenszustandes oder von krankhaften Ereignissen abzuleiten, wobei die Steuereinheit (12) weiterhin dazu eingerichtet ist, den Fahrzeuginsassen über mindestens eine Ausgabeeinheit (14, 16, 18, 20) des Fahrzeugs über den Gesundheitszustand, den Befindenszustand oder das krankhafte Ereignis zu informieren, und mindestens einen der folgenden. Schritte einzuleiten: – Fahrzeugfunktionen (24, 26, 28, 30, 32), vorzugsweise nach Rückfrage mit dem Insassen, an den Zustand oder das Ereignis anzupassen, oder – über mindestens eine Ausgabeeinheit (14, 16, 18, 20) des Fahrzeuges Maßnahmen vorzuschlagen oder interaktiv durchzuführen, die der Verbesserung des Zustandes dienen.
System (10) nach Anspruch 1, bei dem das Diagnosemodul (112) dazu eingerichtet ist, zumindest teilweise basierend auf den empfangenen physiologischen Parameter Anzeichen auf Fahruntüchtigkeit festzustellen, insbesondere Anzeichen für Bewusstlosigkeit, Herzinfarkt, Schlaganfall, Kreislaufkollaps oder Epilepsie, und in Antwort hierauf, vorzugsweise nach Rückfrage mit dem Insassen, eine Autopilot-Einrichtung (24) des Fahrzeuges zum Durchführen eines Not-Haltes zu instruieren, und vorzugweise zusätzlich einen Notruf zu veranlassen.
System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die empfangenen physiologischen Parameter zusätzlich eine elektrodermale Aktivität, eine Bewegung oder Beschleunigung und/oder eine Temperatur oder einen Wärmestrom repräsentieren.
System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend mindestens eine der genannten, am Körper zu tragenden Einheiten (34), wobei die am Körper zu tragende Einheit (34) insbesondere durch ein Armband oder ein Kleidungsstück, insbesondere einen BH oder ein Hemd gebildet wird, wobei die am Körper zu tragende Einheit (34) vorzugweise einen oder mehrere der folgenden Sensoren (36) umfasst: – einen Sensor (36a) zum Ermitteln der Herzfrequenz, wobei dieser Sensor vorzugsweise durch einen optischen Sensor, insbesondere einen Photoplethysmographie-Sensor gebildet wird, – einen Sensor (36b) zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit der Haut, insbesondere der elektrodermalen Aktivität, – einen Beschleunigungssensor (36d), – einen Sensor (36c) zur Messung der Temperatur oder eines Wärmestroms, – im Falle eines Kleidungsstücks, einen oder mehrere Sensor(en) zum Ermitteln eines Elektrokardiogrammes, der Überwachung der Atmung, der Messung des Blutdrucks und/oder für die Überwachung des Muskeltonus.
System (10) nach Anspruch 4, bei dem die am Körper zu tragende Einheit (34) eine oder mehrere der folgenden Komponenten oder Funktionalitäten aufweist: – eine Einrichtung (38) zur Verschlüsselung von Daten, die an den Empfänger (106) der Steuereinheit (12) gesendet werden, – einen Speicher (40) zum Speichern von physiologischen Parametern der vergangenen mindestens 6 Stunden, vorzugsweise der vergangenen mindestens 12 Stunden und besonders vorzugsweise der vergangenen mindestens 24 Stunden, – einen GPS Empfänger (50) zum Ermitteln des Ortes der Einheit (34), – einen Vibrationsmelder (48), der ein für den Träger der Einheit (34) bemerkbares Vibrationssignal erzeugen kann, – eine Einrichtung zur Messung des Blutdrucks, eine Einrichtung zur Elektroenzephalografie, und/oder ein Pulsoximeter.
System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Diagnosemodul (112) dazu eingerichtet ist, zumindest teilweise basierend auf den empfangenen physiologischen Parametern, Informationen bezüglich eines oder mehrerer der folgenden Gesundheitszustände bzw. Befindenszustände abzuleiten: hoher Stresslevel, Müdigkeit, Erschöpfung, Schläfrigkeit, Bewusstlosigkeit und/oder Herzrhythmusstörungen, wobei der Stresslevel zumindest teilweise basierend auf einer gemessenen Herzratenvariabilität, vorzugsweise in Kombination mit EDA ermittelt wird.
System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Steuereinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, in Antwort auf die abgeleitete Information einen oder mehrere der folgenden Fahrzeugfunktionen an den Gesundheits- oder Befindenszustand anzupassen: – ein Fahrassistenzsystem (26), insbesondere zur Einhaltung größerer Abstände zu anderen Fahrzeugen, zur Drosselung der aktuellen Geschwindigkeit oder einer möglichen Höchstgeschwindigkeit, oder zur Zuschaltung aktuell inaktiver Assistenzfunktionen, – eine einstellbare Fahrmodus- oder Fahrwerkseinstellung (28), insbesondere einen Wechsel von einem sportlichen in einen komfortablen Modus, – eine Blockade oder Umleitung von eingehenden Anrufen, SMS oder E-Mails, – ein Navigationssystem zum Auffinden einer ruhigeren Route, vorzugsweise nach Rücksprache mit dem Insassen, – eine Lenkrad-Vibrationseinrichtung oder andere optische oder haptische Warneinrichtungen, – eine Klimaanlage (30) oder Belüftungsanlage, – elektrische Fensterheber und/oder ein Schiebedach, – eine Reduzierung von Displayanzeigen auf notwendige Funktionen, – eine Stereoanlage, insbesondere bezüglich Lautstärke oder Auswahl an Musik, – eine Innenbeleuchtung, insbesondere Änderung der Farbe und/oder Helligkeit.
System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Steuereinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, eine oder mehrere der folgenden Maßnahmen zur Verbesserung des Gesundheits- oder Befindenszustandes des Insassen über eine Ausgabeeinheit des Fahrzeugs vorzuschlagen: – Vorschlag, einen Autopilot (24) zu verwenden, – Erinnerung an die Einnahme von Medikamenten, – Vorschlag, vorzugsweise über Sprachausgabe, eine Pause einzulegen, insbesondere in Verbindung mit anschließender Navigation zu einem Parkplatz, einer Raststätte oder einem Café, – Vorschlag zur Flüssigkeits- oder Nahrungsaufnahme, – Ermittlung einer ruhigeren Route und Vorschlag, diese zu wählen.
System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Steuereinrichtung (112) dazu eingerichtet ist, interaktiv eine der folgenden Maßnahmen durchzuführen, die der Verbesserung des Gesundheits- bzw. Befindenszustandes dienen: – über die genannte Ausgabeeinheit (14, 16, 18) angeleitete Atemübungen, oder – über die genannte Ausgabeeinheit (14, 16, 18) angeleitete Akupressur, wobei die Maßnahmen vorzugsweise in einem Autopilotmodus des Fahrzeugs durchgeführt werden.
System (10) nach Anspruch 9, wobei dem Insassen während der Atemübung oder der angeleiteten Akupressur der Grad der Verbesserung des Zustandes angezeigt wird, insbesondere zumindest teilweise basierend auf einer gemessenen Herzratenvariabilität.
System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Steuereinheit (12) einen Speicher (104) umfasst, in dem medizinische Daten des Insassen gespeichert sind, wobei die Daten vorzugsweise eine oder mehrere der folgenden Informationen repräsentieren: – Alter, Geschlecht, Körpergewicht, Nikotinkonsum, globale Fitness, – Information bezüglich Vorerkrankungen, insbesondere Bluthochdruck, Herzrhythmusstörungen, Herzinsuffizienz, Angina Pectoris, bereits erlittene Myokardinfarkte, Diabetes und/oder psychische Erkrankungen – Information bezüglich der aktuellen Medikation, – Normalwerte physiologischer Parameter oder Parameterkombinationen.
System (10) nach Anspruch 11, bei dem die Steuereinheit (12) geeignet ist, die medizinischen Daten im Speicher (104) auf eine oder mehrere der folgenden Arten zu erstellen und/oder zu aktualisieren: – anhand von der am Körper zu tragenden Einheit (34) empfangenen physiologischen Parametern, insbesondere anhand von physiologischen Parametern, die an unterschiedlichen Tagen, Wochen oder Monaten gewonnen wurden, – anhand einer von der Steuereinheit (12) oder einem externen Eingabegerät durchgeführten interaktiven Anamnese, – anhand von externen medizinischen Daten.
System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Steuereinheit (12) für den Austausch von medizinischen Daten zur Kommunikation, insbesondere automatischen und/oder verschlüsselten Kommunikation mit mindestens einer der folgenden Einrichtungen konfiguriert ist: – einem Server oder einer Cloud (52) zum Speichern von personenbezogenen medizinischen Daten, – einem mobilen Gerät (54), auf dem ein Programm, insbesondere eine App (56) installiert ist, die zur Verarbeitung medizinischer Daten eingerichtet ist, – einer telemedizinischen Einrichtung (58) oder einer Arztpraxis.
System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Steuereinheit (12) weiterhin mit einem oder mehreren fahrzeugfesten Sensoren (22) kommunikativ verbunden ist, die es gestatten, Informationen oder ergänzende Informationen bezüglich des Gesundheitszustandes, des Befindenszustandes oder bezüglich krankhafter Ereignisse abzuleiten, wobei der eine oder die mehreren fahrzeugfesten Sensoren (22) vorzugsweise durch einen oder mehrere der folgenden Sensoren gebildet werden: – Sensoren am Lenkrad zur Messung des Körperfettgehalts und des Wassergehalts, – Sensoren im Sitz zur Ermittlung des anteiligen Körpergewichts, – eine Kamera zur Überwachung der Augen.
Verfahren zur Überwachung des Gesundheitszustandes und/oder des Befindens eines Fahrzeuginsassen, mit den folgenden Schritten – Ermitteln von physiologischen Parameter mithilfe von einem oder mehreren Sensoren (36), der oder die in oder an einer am Körper des Insassen getragenen Einheit (34) angeordnet ist, – Senden des einen oder der mehreren physiologischen Parameter über eine drahtlose Verbindung an eine dem Fahrzeug zugeordnete, insbesondere fahrzeugfeste Steuereinheit (12), – Ableiten von Informationen bezüglich des Gesundheitszustandes, des Befindenszustandes oder von krankhaften Ereignissen des Fahrzeuginsassen, zumindest teilweise basierend auf den empfangenen physiologischen Parameter, – Informieren des Fahrzeuginsassen über mindestens eine Ausgabeeinheit des Fahrzeuges über den Gesundheitszustand, den Befindenszustand oder das krankhafte Ereignis, und Einleiten mindestens eines der folgenden Schritte: – Fahrzeugfunktionen, vorzugsweise nach Rückfrage mit dem Insassen, an den Zustand oder ein krankhaftes Ereignis anzupassen, oder – über mindestens eine Ausgabeeinheit des Fahrzeuges Maßnahmen vorzuschlagen oder interaktiv durchzuführen, die der Verbesserung des Zustandes dienen.
Verfahren nach Anspruch 15, bei dem der mindestens eine physiologische Parameter mindestens eine Herzratenvariabilität und eine elektrodermale Aktivität umfasst oder repräsentiert.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, bei dem mit der am Körper zu tragenden Einheit (34) physiologische Parameter über einen Zeitraum von mindestens 6 Stunden, vorzugsweise mindestens 12 Stunden und besonders vorzugsweise mindestens 24 Stunden gemessen und gespeichert werden, bevor der Nutzer in das Fahrzeug einsteigt, und die gespeicherten physiologischen Parameter oder daraus abgeleitete Information von der Steuereinheit (12) eingelesen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei dem bei der Ableitung der Informationen bezüglich des Gesundheitszustandes, des Befindenszustandes oder von krankhaften Ereignissen medizinische Daten berücksichtigt werden, die in einem Speicher (104) der Steuereinheit (12) gespeichert sind oder in diesen eingelesen werden.
Verfahren nach Anspruch 18, bei dem die genannten medizinischen Daten berücksichtigt werden, indem Algorithmen, die zur Ableitung der Informationen bezüglich des Gesundheitszustandes, des Befindenszustandes oder von krankhaften Ereignissen verwendet werden, den genannten medizinischen Daten entsprechend angepasst werden.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, bei dem die genannten medizinischen Daten auf eine oder mehrere der folgenden Arten erstellt oder aktualisiert werden: – anhand von der am Körper zu tragenden Einheit (34) empfangenen physiologischen Parameter, insbesondere anhand von physiologischen Parameter, die an unterschiedlichen Tagen, Wochen oder Monaten gewonnen wurden, – anhand einer von der Steuereinheit (12) durchgeführten interaktiven Anamnese, – anhand von externen medizinischen Daten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, bei dem Informationen bezüglich eines oder mehreren gemessenen physiologischen Parametern, insbesondere automatisch und/oder verschlüsselt, an mindestens eine der folgenden Einrichtungen übertragen werden: – einen Server oder eine Cloud (52) zum Speichern von personenbezogenen medizinischen Daten, – ein mobiles Gerät (54), auf dem ein Programm, insbesondere eine App (56) installiert ist, die zur Verarbeitung medizinischer Daten eingerichtet ist, – eine telemedizinische Einrichtung (58) oder eine Arztpraxis.
System nach den Ansprüchen 1 bis 6 oder Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21, bei dem das Fahrzeug ein Flugzeug ist und es sich bei dem Insassen um einen Piloten handelt.
System nach Anspruch 22, bei dem die Steuereinheit (12) dazu eingerichtet ist, die physiologischen Parameter oder die daraus abgeleitete Information regelmäßig an Dritte zu Überwachungszwecken zu übersenden, insbesondere an Personen oder Überwachungseinrichtungen der das Flugzeug betreibenden Fluggesellschaft.
System nach Anspruch 22 oder 23, bei dem die Anpassung von Fahrzeugfunktionen an den Zustand oder das Ereignis darin besteht, dass der Autopilot des Flugzeugs die Kontrolle übernimmt und vorzugsweise eine Notfallmeldung an die Crew und/oder die jeweilig zuständige Flugsicherung ausgegeben wird, wenn der Zustand oder das Ereignis auf einen medizinischen Notfall hinweist, insbesondere auf einen Herzinfarkt, Bewusstlosigkeit oder einen Schlaganfall.