DE102021131222A1

DE102021131222A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung des Gesundheitszustands eines Benutzers

Info

Publication number: DE102021131222A1
Application number: DE102021131222.1A
Authority: DE
Inventors: gleich Anmelder Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-11-29
Filing date: 2021-11-29
Publication date: 2023-06-01

Abstract

Durch einen Benutzer körpernah getragene Vorrichtung, aufweisend zumindest einen Sensor zur Detektion eines Gases sowie eine Auswerteeinheit, wobei die Auswerteeinheit einen Speicher aufweist, in dem Programmcode abgelegt ist, der die Auswerteeinheit veranlasst, Messdaten des Sensors zu speichern und auszuwerten sowie aktuelle Messdaten des zumindest einen Sensors mit zumindest einem vordefinierten Bereich zu vergleichen, wobei der vordefinierte Bereich zumindest einem Gesundheitszustand des Benutzers entspricht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Überwachung des Gesundheitszustands eines Benutzers mittels einer körpernah getragenen Vorrichtung.
Körpernah getragene Vorrichtungen zur Überwachung des Gesundheitszustandes sind beispielsweise in Form von Fitnessarmbändern bekannt. Sie messen beispielsweise die Körpertemperatur, die Herzfrequenz und/oder ein Bewegungsprofil des Benutzers und leiten daraus Schlussfolgerungen auf den Gesundheitszustand des Benutzers ab. Es besteht jedoch der Bedarf, auf einfache und unkomplizierte Weise genauere Rückschlüsse auf die Gesundheit einer Person oder eines Tieres zu ziehen, wobei insbesondere auch Stoffwechselvorgänge und Störungen des Stoffwechsels erkannt werden sollen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine körpernah getragene Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Überwachung des Gesundheitszustands eines Benutzers anzugeben.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine durch einen Benutzer körpernah getragene Vorrichtung angegeben, die zumindest einen Sensor zur Detektion eines Gases sowie eine Auswerteeinheit aufweist, wobei die Auswerteeinheit einen Speicher aufweist, in dem Programmcode abgelegt ist, der die Auswerteeinheit veranlasst, Messdaten des Sensors zu speichern und auszuwerten sowie aktuelle Messdaten des zumindest einen Sensors mit zumindest einem vordefinierten Bereich zu vergleichen, wobei der vordefinierte Bereich zumindest einem Gesundheitszustand des Benutzers entspricht.
Bei der körpernah getragenen Vorrichtung kann es sich insbesondere um sogenannte wearables handeln, beispielsweise eine Brille, ein Armband oder einen Fitnesstracker. Die Vorrichtung kann jedoch auch als Kleidungsstück, Mundschutz, Smartwatch oder Mobiltelefon ausgebildet sein.
Der Sensor zu Detektion eines Gases ist insbesondere ausgebildet, das Vorhandensein und/oder die Konzentration zumindest eines Gases zu messen. Insbesondere kann die Vorrichtung mehrere Sensoren zur Messung der Konzentration unterschiedlicher Gase aufweisen.
Gemäß einem der Erfindung zu Grunde liegenden Gedanken ist das Mikrobiom von Säugetieren und Menschen, d.h. die Gesamtheit der auf der Haut und der Schleimhaut angesiedelten Mikroorganismen, geeignet, um zur Überwachung des Gesundheitszustandes des Benutzers herangezogen zu werden. Störungen des Gesundheitszustandes bedingen häufig Störungen bzw. Veränderungen des Mikrobioms und eine Verschiebung hin zu gasbildenden Organismen bzw. hin zu Mikroorganismen, die andere Gase produzieren als eine gewöhnliche, gesunde Besiedlung. Auf der Körperoberfläche produzierte Gase sind somit teilweise charakteristisch für potentielle Krankheitserreger und darüber hinaus teilweise geeignet, bestimmte Stoffwechselprozesse zu überwachen. Auch Stoffwechselprodukte, die über die Haut oder Schleimhaut ausgeschieden werden, sind geeignet, durch Gassensoren nachgewiesen zu werden.
Ein Benutzer im Sinne dieser Anmeldung ist insbesondere ein Mensch, ein Tier oder eine Probe eines menschlichen oder tierischen Organismus'.
Aus der Veterinärmedizin ist bekannt, dass die auch als Acetonämie bezeichnete Ketose zu einer Gasbildung führt. Futtermangel, manche Futterarten sowie eine Umstellung der Futterverwertung nach der Abkalbung können zum Ausscheiden von Aceton führen, das mittels eines Gassensors nachweisbar ist.
Die Vorrichtung ermöglicht es, anhand von in Körpernähe detektierten Gasen und insbesondere Mischungen von Gasen auf den Gesundheitszustand des Benutzers zu schließen. Dazu werden die Messdaten des zumindest einen Gassensors gespeichert und ausgewertet, wobei die Auswertung insbesondere einen Vergleich der Messdaten mit einem vordefinierten Bereich beinhaltet. Der vordefinierte Bereich entspricht dabei zumindest einem Gesundheitszustand des Benutzers. Insbesondere kann der vordefinierte Bereich durch Grenzwerte von Gaskonzentrationen gekennzeichnet sein. Ist die gemessene Gaskonzentration höher oder niedriger als ein solcher Grenzwert, wird der diesem vordefinierten Bereich entsprechende, ebenfalls vordefinierte Gesundheitszustand beispielsweise als kritisch oder als unbedenklich angesehen.
Die Vorrichtung hat den Vorteil, dass sie auf einfache Weise eine dauerhafte Überwachung des Gesundheitszustandes eines Benutzers erlaubt, wobei es sich bei dem Benutzer sowohl um einen Menschen als auch um ein Tier handeln kann. Die Vorrichtung erlaubt eine erste Diagnose, welche Veränderungen des Gesundheitszustandes vorliegen können, beispielsweise welche Erreger vorhanden sein können oder sind. Die Vorrichtung kann sowohl zur Verdachtsdiagnose oder im Rahmen eines screenings eingesetzt werden.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorrichtung ferner Mittel auf zum Empfang von Gesundheitsdaten des Benutzers und der zumindest eine Gesundheitszustand ist definiert durch eine Verknüpfung von historischen Messdaten des zumindest einen Sensors mit Gesundheitsdaten des Benutzers oder von anderen Benutzern. Somit ist es möglich, auch Daten anderer Benutzer, beispielsweise aus einer Datenbank, in den Selbstlernprozess einzubeziehen und/oder für eine Kalibration zu nutzen.
Bei dieser Ausführungsform kann sich die Vorrichtung eines selbstlernenden Algorithmus bedienen, der es erlaubt, bestimmte Messdaten des Sensors aufgrund früherer Erfahrungen als kritisch oder unkritisch einzuordnen. Derartige selbstlernende Algorithmen sind aus dem maschinellen Lernen, einem Teilbereich der Künstlichen Intelligenz, bekannt und ermöglichen es einem künstlichen System, aus Beispielen, gegeben durch Daten und statistische Modelle, zu lernen und diese nach Beendigung der Lernphase zu verallgemeinern.
Unter Gesundheitsdaten des Benutzers werden einen Gesundheitszustand des Benutzers kennzeichnende Daten verstanden, beispielsweise Körpertemperatur, Herzfrequenz, individuelles Befinden sowie Kombinationen daraus. Unter historischen Messdaten des zumindest einen Sensors werden zu früheren Zeitpunkten gewonnene Messdaten verstanden, die mit ebenfalls historischen Gesundheitsdaten des Benutzers verknüpft sind. Dabei kann die Verknüpfung von Messdaten und Gesundheitsdaten auch durch eine externe Vorrichtung, beispielsweise einen Cloudrechner, erfolgen.
Gemäß dieser Ausführungsform lernt die Vorrichtung mit der Zeit, die den gesunden Zustand des Benutzers kennzeichnenden Gaskonzentrationen von ungewöhnlichen und/oder mit kritischen Gesundheitsdaten verknüpften und somit potentiell kritischen Gaskonzentrationen zu unterscheiden.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorrichtung ferner eine Datenverbindung zu einer weiteren Vorrichtung auf, über die von der weiteren Vorrichtung zur Verfügung gestellte Gesundheitsdaten des Benutzers empfangbar sind. Die weitere Vorrichtung kann ebenfalls als körpernah getragene Vorrichtung ausgebildet sein, beispielsweise als Fitnessarmband.
Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung eine Eingabemöglichkeit für den Benutzer zur Eingabe von Gesundheitsdaten aufweisen. Bei der Eingabe kann es sich insbesondere um eine manuelle Eingabe über Tasten oder ein Display handeln oder über die Möglichkeit, ein elektronisches Gesundheitstagebuch einzulesen oder zu verknüpfen.
Die Vorrichtung kann ferner eine Datenverbindung zu einer externen Recheneinheit aufweisen, wobei die externe Recheneinheit als Mobiltelefon oder als Handheld oder als Tablet oder als Smartwatch ausgebildet ist. Die Datenverbindung kann auch eine Verbindung zu einem Cloudrechner sein.
Die beschriebene Vorrichtung ist insbesondere zur Erkennung eines kritischen Gesundheitszustandes eines menschlichen Benutzers oder eines Tieres verwendbar. Ein kritischer Gesundheitszustand kann dabei definiert werden als ein potenziell eine Erkrankung oder einen anormalen Ernährungsstoffwechselzustand darstellender Zustand.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Überwachung des Gesundheitszustandes eines Benutzers mittels einer körpernah getragenen Vorrichtung angegeben, wobei das Verfahren das Ermitteln von Konzentrationen zumindest eines Gases in Körpernähe des Benutzers zu einem Zeitpunkt t_k umfasst sowie den Vergleich einer zu dem Zeitpunkt t_k ermittelten Konzentration des zumindest einen Gases mit zumindest einem vordefinierten Bereich, wobei der vordefinierte Bereich zumindest einem Gesundheitszustand des Benutzers entspricht.
Bei dem zumindest einen Gas handelt es sich um ein vom Körper des Benutzers oder von einem diesen Körper besiedelnden Mikrobiom bzw. Mikroorganismen erzeugtes Gas.
Das Verfahren kann ferner das Ermitteln von Konzentrationen des zumindest einen Gases in Körpernähe des Benutzers zu verschiedenen Zeitpunkten t_i umfassen sowie das Ermitteln zumindest eines Indikators für den Gesundheitszustand des Benutzers zu den Zeitpunkten t_i. Bei dem zumindest einen Indikator kann es sich insbesondere um eine Körpertemperatur und/oder eine Herzfrequenz und/oder eine Einschätzung des Gesundheitszustandes handeln. Ferner umfasst das Verfahren das Definieren des zumindest einen Gesundheitszustands des Benutzers aus den zu den Zeitpunkten t_i ermittelten Konzentrationen des zumindest einen Gases und des zumindest einen Indikators.
Auf diese Weise wird ein selbstlernendes Verfahren zur Verfügung gestellt, das Gaskonzentrationen in Körpernähe mit verschiedenen Gesundheitszuständen des Benutzers assoziieren kann und somit eine Überwachung des Gesundheitszustands des Benutzers anhand der gemessenen Gaskonzentrationen erlaubt.
Die Gesundheitsdaten des Benutzers können der Auswerteeinheit über eine Datenverbindung und/oder durch eine Benutzereingabe zu Verfügung gestellt werden.
Das Ergebnis des Vergleichs kann einer externen Recheneinheit über eine Datenverbindung zur Verfügung gestellt und/oder dem Benutzer angezeigt werden.
Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt eine körpernah getragene Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Die Vorrichtung 1 ist in der gezeigten Ausführungsform in der Art eines Fitnesstrackers ausgebildet und an dem Arm 2 eines Benutzers tragbar. Die Vorrichtung 1 weist zumindest einen Sensor 3 zur Detektion eines Gases und insbesondere zur Messung der Konzentration dieses Gases auf. In 1 ist lediglich ein Sensor 3 dargestellt. Es können jedoch mehrere Sensoren zum gleichzeitigen Nachweis mehrerer Gase vorgesehen sein.
Die Vorrichtung 1 weist darüber hinaus eine Auswerteeinheit 4 auf, die beispielsweise einen Mikroprozessor zur Verarbeitung von Messdaten des Sensors 3 umfasst. Die Auswerteeinheit 4 umfasst ferner einen Speicher 5, in dem Programmcode abgelegt ist, der die Auswerteeinheit 4 veranlasst, Messdaten des zumindest einen Sensors 3 zu speichern und auszuwerten sowie mit einem vordefinierten Bereich zu vergleichen.
Die Vorrichtung 1 weist darüber hinaus eine Schnittstelle 6 auf. Bei der Schnittstelle 6 kann es sich beispielsweise um eine Bluetooth-Schnittstelle oder einer WLAN-Schnittstelle handeln. Über die Schnittstelle 6 kann eine Datenverbindung 7 zu einer weiteren Vorrichtung 8 hergestellt werden. Bei der weiteren Vorrichtung 8 handelt es sich um eine externe Vorrichtung, beispielsweise einen Laptop, ein mobiles Endgerät oder einen Cloudrechner. Es kann sich bei der weiteren Vorrichtung 8 jedoch auch um eine ebenfalls körpernah getragene Vorrichtung handeln. Die weitere Vorrichtung 8 kann über Speicher verfügen, um Messdaten des Sensors 3 zu speichern und/oder Gesundheitsdaten des Benutzers zu speichern.
Wird die Vorrichtung 1 zur Überwachung des Gesundheitszustandes des Benutzers verwendet, so misst der Sensor 3 kontinuierlich oder zu bestimmten Zeiten und/oder auf Anforderung die Konzentration zumindest eines Gases an der Haut bzw. in Körpernähe des Benutzers. Insbesondere kann auch die Konzentration einer Vielzahl von Gasen gleichzeitig bestimmt werden, um einen charakteristischen Körpergeruch zu messen.
Die auf diese Weise gewonnenen Messdaten des Sensors 3 werden von der Auswerteeinheit 4 gespeichert und verarbeitet, d.h. insbesondere mit zumindest einem vordefinierten Bereich verglichen, wobei der vordefinierte Bereich zumindest einem Gesundheitszustand des Benutzers entspricht.
Wird die Vorrichtung 1 dauerhaft oder zumindest für erhebliche Zeiträume am Arm 2 oder sonst in Körpernähe des Benutzers getragen, so wird eine Vielzahl von Messdaten des Sensors 3 zu verschiedenen Zeitpunkten gewonnen. Derartige historische Messdaten können jeweils mit demselben Zeitpunkt zugeordneten Gesundheitsdaten des Benutzers, beispielsweise einer Herzfrequenz oder Körpertemperatur oder einer Selbsteinschätzung, verknüpft werden. Der vordefinierte Bereich, mit dem die Sensormessdaten jeweils verglichen werden, kann bei diesem Vorgehen mittels eines selbstlernenden Algorithmus' erlernt oder nach einer pauschalen Vorgabe verändert und angepasst werden, um kritische Gesundheitszustände des Benutzers möglichst sicher von unkritischen unterscheiden zu können.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Arm
3: Sensor
4: Auswerteeinheit
5: Speicher
6: Schnittstelle
7: Datenverbindung
8: Vorrichtung

Claims

Durch einen Benutzer körpernah getragene Vorrichtung (1), aufweisend zumindest einen Sensor (3) zur Detektion eines Gases sowie eine Auswerteeinheit (4), wobei die Auswerteeinheit (4) einen Speicher (5) aufweist, in dem Programmcode abgelegt ist, der die Auswerteeinheit (4) veranlasst, Messdaten des zumindest einen Sensors (3) zu speichern und auszuwerten sowie aktuelle Messdaten des zumindest einen Sensors (3) mit zumindest einem vordefinierten Bereich zu vergleichen, wobei der vordefinierte Bereich zumindest einem Gesundheitszustand des Benutzers entspricht.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung (1) ferner Mittel aufweist zum Empfang von Gesundheitsdaten des Benutzers und wobei der zumindest eine Gesundheitszustand definiert ist durch eine Verknüpfung von historischen Messdaten des zumindest einen Sensors (3) mit Gesundheitsdaten des Benutzers.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, aufweisend eine Datenverbindung (7) zu einer weiteren Vorrichtung (8), über die von der weiteren Vorrichtung (8) zur Verfügung gestellte Gesundheitsdaten des Benutzers empfangbar sind.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, aufweisend eine Eingabemöglichkeit für der Benutzer zur Eingabe von Gesundheitsdaten.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die als Kleidungsstück oder als Brille oder als Mundschutz oder als Armband oder als Fitnesstracker oder als Smartwatch oder als Mobiltelefon ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend eine Datenverbindung (7) zu einer externen Recheneinheit, wobei die externe Recheneinheit als Mobiltelefon oder als Handheld oder als Tablet oder als Smartwatch ausgebildet ist.
Verwendung der Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Erkennung eines kritischen Gesundheitszustandes eines menschlichen Benutzers.
Verwendung der Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Erkennung eines kritischen Gesundheitszustandes eines Tieres.
Verfahren zur Überwachung des Gesundheitszustands eines Benutzers mittels einer körpernah getragenen Vorrichtung (1), wobei das Verfahren folgendes umfasst: - Ermitteln von Konzentrationen zumindest eines Gases in Körpernähe des Benutzers zu einem Zeitpunkt t_k; - Vergleich einer zu dem Zeitpunkt t_k ermittelten Konzentration des zumindest einen Gases mit zumindest einem vordefinierten Bereich, wobei der vordefinierte Bereich zumindest einem Gesundheitszustand des Benutzers entspricht.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Verfahren ferner umfasst: - Ermitteln von Konzentrationen des zumindest einen Gases in Körpernähe des Benutzers zu verschiedenen Zeitpunkten t_i; - Ermitteln zumindest eines Indikators für den Gesundheitszustand des Benutzers zu den Zeitpunkten t_i; - Definieren des zumindest einen Gesundheitszustands des Benutzers aus den zu den Zeitpunkten t; ermittelten Konzentrationen des zumindest einen Gases und des zumindest einen Indikators.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Gesundheitsdaten des Benutzers einer Auswerteeinheit (4) über eine Datenverbindung (7) und/oder durch eine Benutzereingabe zur Verfügung gestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das Ergebnis des Vergleichs einer externen Recheneinheit über eine Datenverbindung zur Verfügung gestellt und/oder dem Benutzer angezeigt wird.