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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung von biomedizinischen Messungen, insbesondere zur Überwachung von Wunden, die mindestens einen Sensor zur Erfassung mindestens eines physiologischen Parameters im Bereich der Wunde aufweist.
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Es sind bereits sensorische Pflaster bekannt, bei denen die Sensoren beispielsweise unmittelbar im Bereich des Pflasters oder unterhalb einer Deckschicht des Pflasters positioniert sind. Ebenfalls ist es bereits bekannt, Sensoren über ein Weben oder ein Stricken in das Pflaster zu integrieren. Zur Ermöglichung einer entsprechenden Integration von Sensoren in das betreffende Pflaster ist es erforderlich, ein insbesondere für diese Anwendung konzipiertes Produkt bereit zu stellen, was zu einem entsprechenden Entwicklungsaufwand und hiermit verbundenen Kosten führt.
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Eine Überwachung von Wunden ist insbesondere dann von erheblicher Bedeutung, wenn es sich um sogenannte chronische Wunden handelt. Geschätzt leiden etwa vier Millionen Menschen weltweit an einer derartigen chronischen Wunde. Die Anzahl der betroffenen Menschen nimmt permanent zu. Häufig liegt das Problem vor, dass die Heilung einer derartigen chronischen Wunde sich über einen langen Zeitraum hinzieht, typisch ist eine Zeitdauer von mehreren Wochen oder sogar von Jahren. Im Zusammenhang mit derartigen chronischen Wunden treten häufig starke Schmerzen auf, zu deren Linderung die Patienten starke Medikamente zu sich nehmen müssen.
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Die Heilung von chronischen Wunden ist in einem erheblichen Maß davon abhängig, welche biomedizinischen Parameter im Bereich der Wunde anzutreffen sind. Eine systematische und kontinuierliche Überwachung des Zustandes der Wunde ist derzeit nicht möglich. Häufig werden unterschiedliche Wundverbände verwendet, die für eine visuelle Überwachung des Zustandes der Wunde manuell entfernt werden müssen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, dass eine exakte Überwachung des Zustandes der Wunde unterstützt wird. Darüber hinaus wird eine einfache Handhabung durch das beteiligte medizinische Personal angestrebt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der mindestens eine Sensor im Bereich eines flexiblen Trägers angeordnet ist.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung des mindestens eines Sensors ist es möglich, den Wundzustand zu ermitteln und eine phasengerechte Behandlung zu unterstützen. Durch diese Abläufe wird ein schnelleres Verheilen der Wunde unterstützt und die resultierenden Behandlungskosten können vermindert werden.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Wundverband länger auf der Wunde verbleiben kann. Unnötige Verbandswechsel werden hierdurch vermieden. Auch die vorstehend aufgeführten Vorteile führen zu einer Kostensenkung.
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Neben den bereits angeführten wirtschaftlichen Vorteilen werden aber auch erhebliche Vorteile für den Patienten erzielt. Insbesondere werden zusätzliche Schmerzen durch ein zu frühes bzw. zu häufiges Abziehen der Wundauflage vermieden.
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Die erfindungsgemäße Sensoranordnung kann auf fast jeder Wundauflage angeordnet werden. Anwendungsabhängig kann eine vielfältige Kombination von gleicher oder unterschiedlicher Sensoren und unterschiedlichen Wundauflagetypen erfolgen.
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Insbesondere im Hinblick auf eine kostengünstige Behandlung ist es möglich, sowohl die Auswahl der Sensoren als auch die Anordnung der Sensoren im Bereich des Wundverbandes herstellerunabhängig vorzunehmen.
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Durch die Möglichkeit zu einer Kombination der erfindungsgemäßen Sensoranordnung mit unterschiedlichen Wundauflagen gemäß dem Stand der Technik ist es möglich, in großen Stückzahlen verfügbare Wundauflagen zu verwenden und hierdurch spezielle Fertigungsprozesse zu vermeiden.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Produktion der Wundauflagen und der Sensoren völlig unabhängig voneinander erfolgen kann. Schließlich ist es nach einer vorgesehenen Verwendung möglich, eine getrennte Entsorgung der Wundauflage einerseits und der elektronischen Bauteile andererseits vorzunehmen.
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Insbesondere ist daran gedacht, dass eine Konstruktion zur Durchführung einer kontinuierlichen Überwachung realisiert ist.
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Gemäß einer typischen Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Ausbildung zur Überwachung von chronischen Wunden realisiert ist.
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Eine kompakte und zugleich funktionelle Anordnung wird dadurch unterstützt, dass mindestens ein Sensor im Bereich eines Sensorträgers angeordnet ist.
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Eine räumliche Positionierung der Sensoren wird dadurch unterstützt, dass der Sensorträger von einem Steg positioniert ist.
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Zur Unterstützung einer Übertragbarkeit der Messdaten ist vorgesehen, dass der Steg mit einem Zentralteil verbunden ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass mindestens ein Sensor zur Messung einer Temperatur ausgebildet ist.
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Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel ist daran gedacht, dass mindestens ein Sensor zur Messung der Feuchtigkeit ausgebildet ist.
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Ebenfalls erweist es sich als Vorteilhaft, dass mindestens ein Sensor zur Messung des pH-Wertes ausgebildet ist.
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Eine zweckmäßige Materialauswahl besteht darin, dass die Vorrichtung mindestens bereichsweise aus mindestens einem Kunststoff ausgebildet ist.
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Die nachfolgend erläutert optionalen Ausführungsvarianten können jeweils einzeln oder in Kombination miteinander realisiert werden. Es zeigen:
- 1: eine Draufsicht auf die Vorrichtung mit einem Zentralteil sowie über Stege mit dem Zentralteil verbundenen Sensorträgern ohne Sensorbestückung.
- 2: zeigt eine Seitenansicht gemäß Blickrichtung II in 1,
- 3: zeigt eine perspektivische Darstellung einer im Bereich einer Wundauflage angeordneten Vorrichtung,
- 4: einen Querschnitt durch eine mit der Vorrichtung versehene und im Bereich einer Wunde angeordneten Wundauflage,
- 5: eine perspektivische Darstellung zur Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels einer Gestaltung im Bereich des Zentrums der Vorrichtung,
- 6: eine gegenüber der Darstellung in 5 abgewandelte Ausführungsform,
- 7: eine perspektivische Darstellung einer Einrichtung zum Auslesen von Messdaten,
- 8 eine untere seitliche Ansicht der Einrichtung gemäß 7,
- 9: eine Ausführungsvariante zur Gestaltung einer Schnittstellenfläche,
- 10: eine gegenüber der Ausführungsform in 9 abgewandelte Realisierung der Schnittstellenfläche,
- 11: ein Ausführungsbeispiel zu einer modulartigen Gestaltung ähnlich zu einem Baukasten,
- 12: eine zweiteilige Sensoreinheit,
- 13: Komponenten der Sensoreinheit gemäß 12,
- 14: Darstellungen eines Sensorkopfes,
- 15: Darstellungen eines Sensorkopfes mit Spitze und Haken,
- 16: eine weitere Darstellung einer Sensorplattform und
- 17: eine weitere Abwandlung der Sensoreinrichtung,
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel in 1 weist die Vorrichtung zur Überwachung von Wunden ein Zentralteil (1) auf, über Stege (2) mit Sensorträgern (3) verbunden ist. Im Bereich der Sensorträger (3) sind eine oder mehrere Sensoren (4) angeordnet. Insbesondere ist daran gedacht, mindestens einen Sensor (4) zur Durchführung einer Temperaturmessung zu verwenden. Mindestens ein weiterer Sensor (4) dient zur Realisierung einer Feuchtigkeitsmessung. Darüber hinaus ist daran gedacht, mindestens einen der Sensoren (3) zur Durchführung einer pH-Wert Messung zu verwenden.
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Bevorzugt ist die Vorrichtung mit einem flexiblen Träger ausgestattet. Dieser Träger besteht bevorzugt aus Kunststoff. Gedacht ist insbesondere an die Verwendung von PLA Soft für die Realisierung des Trägers. Ein Betätigungselement kann bevorzugt aus PLA Ninjaflex ausgebildet sein. Das Material PLA Ninjaflex ist typischerweise weicher bzw. flexibler als das Material PLA Soft.
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Aus der Seitenansicht in 2 ist zu erkennen, dass im Bereich der Sensorträger (3) Stempel (5) vorgesehen sind, um eine Positionierung der Sensoren (5) derart zu unterstützen, dass die zu erfassenden Parametern mit hoher Genauigkeit gemessen werden können. Die Stempel erleichtern eine Positionierung der Vorrichtung auf der Wundauflage und verhindern ein Verrutschen.
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3 veranschaulicht in einer perspektivischen Darstellung die Anordnung der Vorrichtung im Bereich einer Wundauflage (6). Zu erkennen ist hier beispielsweise eine Positionierung einer Schnittstelle (7) im Bereich des Zentralteiles (1). Die Schnittstelle (7) unterstützt ein Auslesen der erfassten Messdaten.
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4 veranschaulicht in einer Querschnittdarstellung die Anordnung der Wundauflage (6) gemeinsam mit der Vorrichtung im Bereich einer Wunde (8).
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Die Wundauflage besteht beispielsweise aus einem schaumartigen Material und ermöglicht eine Aufnahme von Exsudat aus dem Bereich der Wunde (8).
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Die perspektivische Darstellung in 5 veranschaulicht eine mögliche Realisierung der Schnittstelle (7). Die Schnittstelle (7) kann aus einer Mehrzahl von Schnittstellensegmenten realisiert sein. Darüber hinaus ist daran gedacht, im Bereich des Zentralteils (1) einen Barcode (9) anzuordnen, um eine Identifizierung über ein Lesegerät zu unterstützen.
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In 7 ist ein Lesegerät (10) in einer beispielhaften Gestaltung dargestellt. Im Bereich eines Kopfes (11) des Lesegerätes (10) sind eine Anzeige (12) für die Akkuladung sowie ein Schalter (13) und eine Anzeige (20) für Signalstärke/Bluetooth/WLAN angeordnet.
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8 zeigt eine untere seitliche Ansicht des Lesegerätes (10) mit einer Positionierhilfe nach dem Poka Yoke-Prinzip sowie einem Scannerstrahl (15).
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9 veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform einer Geräteschnittstelle (16), die zu einer Kommunikation mit der Schnittstelle (7) des Zentralteiles (1) ausgebildet ist. Die Geräteschnittstelle (16) weist eine Vielzahl von Segmenten auf. Darüber hinaus ist ein Scanner (17) vorgesehen, um beispielsweise den Barcode (9) zu erfassen.
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Die einzelnen Segmente der Geräteschnittstelle (16) gemäß den Ausführungsformen in 9 sind entlang eines Umrisses eines Quadrates angeordnet. Es sind bei dieser Ausführungsform auf jeder Seite des Quadrates jeweils vier Segmente vorgesehen. Generell ist die Anzahl der Segmente abhängig von der Anzahl der Sensoren.
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Gemäß der Ausführungsform in 10 sind die Segmente entlang einer Kreiskontur positioniert. Sowohl die Ausführungsform in 9 als auch die Ausführungsform in 10 veranschaulichen die optionale Verwendung eines Positionierungssegmentes nach dem Poka Yoke-Prinzip (14).
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11 veranschaulicht eine modulare Grundkonstruktion. Am Zentralteil (1) können hier modulartig die Stege (2) mit ihren Sensorträgern (3) angeordnet werden.
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Eine Bestückung der Sensorträger (3) mit den jeweiligen Sensoren (4) kann in Abhängigkeit von den jeweiligen Anwendungsanforderungen erfolgen. Bei der Ausführungsform gemäß 1 bei der insgesamt vier Stege (2) vorgesehen sind, die einander jeweils paarweise gegenüber liegen, ist daran gedacht, jeweils gegenüberliegend gleiche Sensoren zu verwenden.
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Beispielsweise ist es möglich, im Bereich von einander jeweils gegenüberliegenden Sensoren (4) eine pH-Messung durchzuführen. Darüber hinaus ist daran gedacht, im Bereich der beiden jeweils anderen einander gegenüberliegenden Sensorträger (3) eine Feuchtigkeits- und/oder Temperaturmessung durchzuführen.
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Generell ist daran gedacht, in mindestens zwei unterschiedlichen Bereichen den gleichen Wundparameter zu messen. Hierdurch wird berücksichtigt, dass die Messwerte in einem Bereich vom Wundrand bis zur Wundmitte unterschiedlich sind.
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Alternativ zu der beispielsweise in 1 dargestellten symmetrischen Anordnung der Stege (2) ist es auch möglich, eine unsymmetrische Anordnung vorzusehen. Beispielsweise ist es möglich, sowohl die Anordnung der Sensorträger (3) bzw. der Stege (2) relativ zum Zentralteil (1) unsymmetrisch vorzusehen und/oder unterschiedliche Längen der Stege (2) zu realisieren.
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Grundsätzlich ist auch daran gedacht, im Bereich jedes der Sensorträger (3) nur einen bestimmten Parameter zu messen, alternativ ist es aber möglich, im Bereich mindestens eines Sensorträgers (3) mindestens zwei unterschiedliche Messparameter zu erfassen.
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Gemäß der Ausführungsform in 1 war daran gedacht, die Stege (2) fest mit dem Zentralteil (1) zu verbinden. Gemäß der alternativen Ausführungsform in 11 ist es möglich, die Stege (2) über entsprechende Armschnittstellen (18) mit dem Zentralteil (1) zu verbinden.
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Alternativ oder ergänzend zu den bereits beschriebenen Sensoren ist es auch möglich, mindestens einen Sensor (4) für eine Laktatmessung oder andere wundspezifischen Parameter zu verwenden.
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Durch die Verwendung des bereits beschriebenen Lesegerätes (10) ist es möglich, den Zentralteil (1) mit elektrischer Energie zu versorgen. Insbesondere ist daran gedacht, die eigentliche Messwerterfassung durch das Lesegerät (10) durchzuführen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Lesegerät (10) mit einer Batterie oder einem Akkumulator zur Energieversorgung versehen. Darüber hinaus weist das Lesegerät (10) zur Verarbeitung der Messdaten einen Mikrocontroller auf. Der bereits erwähnte Scanner (17) ermöglicht das Ablesen des Barcodes (9) und somit eine eindeutige Identifizierung des Patienten und/oder der Messeinrichtung.
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Um eine eindeutige Positionierung des Lesegerätes (10) relativ zum Zentralteil (1) bei der Durchführung der Kommunikationsvorgänge zu ermöglichen, wird die Positionierhilfe (14) verwendet. Hierdurch ist es insbesondere eindeutig, welche Messwerte welchem der Sensoren (4) zugeordnet sind.
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Die erfolgreiche Übertragung der Messwerte vom Zentralteil (1) auf das Lesegerät (10) wird durch ein optisches oder akustisches Signal getätigt.
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Eine Übertragung von Messdaten vom Lesegerät (10) zu einer Auswerteeinheit erfolgt beispielsweise drahtlos. Gedacht ist an die Verwendung von WLAN und/oder Bluetooth. Eine Auswertung der Messdaten kann beispielsweise im Bereich eines Personalcomputers oder eines Tablets erfolgen.
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Zur Unterstützung eines geringen Energieverbrauches ist gemäß einer Ausführungsform daran gedacht, im Bereich des Lesegerätes (10) keine Visualisierung von Daten vorzunehmen. Eine entsprechende Visualisierung erfolgt vielmehr am Computer oder am Tablet.
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Die Kombination des Zentralteiles (1) mit den Stegen (2), den Sensorträgern (3) sowie den Sensoren (4) stellt eine Sensorplattform bereit, die mit den Sensoren (4) ausgestattet ist. Zur Realisierung einer präzisen und reproduzierbaren Auswertung der Wundparameter ist daran gedacht, die Sensorplattform mittig im Bereich der Wunde anzuordnen. Hierdurch wird insbesondere unterstützt, dass die Sensoren schnell eine Änderung der Wundparameter erfassen.
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Um eine dauerhafte präzise Erfassung der Wundparameter zu unterstützen, ist daran gedacht, die Sensorplattform mit einer Deckschicht der Wundauflage (6) zu verkleben. Das Verkleben der Sensorplattform mit der Wundauflage (6) kann beispielsweise unter Verwendung eines doppelseitigen Klebebandes erfolgen.
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Der bereits erwähnte und in den Zeichnungen dargestellte Stempel (5) kann gemäß einer Ausführungsform einen kreuzartigen Aufbau aufweisen. Ein Verrutschen in der Wundauflage wird hierdurch vermieden.
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Darüber hinaus ist auch daran gedacht, im Bereich der Wundauflage (6) für die Positionierung der Stempel (5) korrespondierende Einschnitte vorzusehen. Durch die Einschnitttiefe und durch die Dicke der verwendeten Wundauflage (6) wird die Positionierung und insbesondere der Abstand der Sensoren (4) relativ zur Wunde vorgegeben.
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Die Sensoreinheit gemäß 12 weist eine flexible, gummiartige Sensorbasis, eine Sensorplattform, Sensorköpfe mit Sensoren sowie einen Mikrocontroller (21) auf, der für das Monitoring zuständig ist.
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13 zeigt eine Seitenansicht der Sensoreinrichtung gemäß 12. Es ist zu erkennen, dass im Bereich der Sensorplattform (22) auf einer flexiblen Basis (23) auf einer Seite eine Klebeschicht (24) und auf der gegenüberliegenden Seite eine weitere Klebeschicht (24) angeordnet sind. Die Sensoreinheit besteht somit aus zwei Teilen, nämlich der Sensorplattform (22) und der flexiblen Basis (23). Auf der flexiblen Basis sind auf beiden Seiten Klebeschichten (24) angeordnet.
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Insbesondere ist daran gedacht, die Sensorplattform (22) aus einem dünnen und flexiblen Material herzustellen. Dies kann beispielsweise eine Folie sein, auf der Leiterbahnen aufgedruckt und Sensoren integriert sind. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Plattform in eine flexible Basisplatte (23) eingefügt und durch eine Klebeschicht (24) fixiert.
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Die flexible Basis (23) dient hierbei als ein Fundament. Die Basis umfasst seitlich und rückseitig die komplette Sensorplattform (22) mit jeweiligen Aussparungen für die Sensoren. Das Fundament ist im Kopfbereich tellerförmig ausgeformt, um den Austritt von Wundflüssigkeit zu verhindern und den Sensor an der vorgesehenen Lokalisierung zu fixieren.
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Die Klebeschicht (24) dient zur Anbringung der Sensoreinheit auf der Wundauflage.
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Gemäß einer Ausführungsvariante werden alle Sensoren über einen Einschnitt in der Deckschicht in den Wundverband eingebracht. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist somit keine Exsudatblase erforderlich.
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Auch bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform können Sensoren beispielsweise für Temperatur, Feuchtigkeit, pH-Wert sowie Laktat verwendet werden.
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14 zeigt zwei Darstellungen des Sensorkopfes. Die Sensoren sind im Bereich des Sensorkopfes angeordnet. Die Sensoren verlaufen durch die Plattform hindurch und enden in der bereits erwähnten Stempel-Einrichtung (5). Die Sensoren sind auf einer Folie angeordnet bzw. in eine Folie integriert oder auf die Folie gedruckt. Aus dieser Konstruktion resultiert eine flexible Gestaltung.
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15 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform eines Sensorkopfes. Für diese Ausführungsform ist es erforderlich, die Deckschicht einzuschneiden. Eine alternative Möglichkeit zur Einbringung der Sensoren besteht darin, ein Einstechen unter Verwendung einer dreieckförmigen Spitze (25) oder eines Hakens (26) durchzuführen. Die erwähnte Spitze ist vorzugsweise mit einer Klinge zum Einschneiden versehen.
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Gemäß der Ausführungsform in 16 laufen im Zentrum der Sensorplattform alle Leiterbahnen zusammen und führen zum Microcontroller (21), der die Daten verarbeitet und weiterleitet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, rückseitig im Zentrum weitere Sensoren zu positionieren, um einen mittigen Messpunkt zu schaffen.
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Das Zusammenfügen der Sensorplattform (22) und der flexiblen Basis (23) erfolgt bevorzugt herstellerseitig. Das Aufbringen der Sensorplattform auf die Wundauflage erfolgt typischerweise durch die behandelnde Pflegekraft.
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17 zeigt eine weitere Ausführungsvariante.
