DE102022102387A1

DE102022102387A1 - Verfahren zur Kalibrierung eines FSR-Sensors und Vorrichtung zur Durchführung einer Herz-Wiederbelebungsmaßnahme

Info

Publication number: DE102022102387A1
Application number: DE102022102387.7A
Authority: DE
Inventors: Donald Herbert Dussault; Dominic Oliver Dussault
Original assignee: Innotas Ag
Current assignee: Innotas Ag
Priority date: 2022-02-02
Filing date: 2022-02-02
Publication date: 2023-08-03
Also published as: WO2023148146A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung eines FSR-Sensors (10) für die Verwendung zur Erfassung von Kräften bei einer Vorrichtung (100) zur Durchführung einer Herz-Wiederbelebungsmaßnahme, wobei der FSR-Sensor (10) mit einer vorgegebenen Referenzkraft (FR) zunächst beaufschlagt und anschließend wieder entlastet wird, wobei während der Belastung und Entlastung zumindest ein Maximalwert (Rmax) und ein Minimalwert (Rmin) eines von dem FSR-Sensor (10) erzeugten Signals (R) erfasst und mit vorgegebenen Werten verglichen wird, und wobei die Signale (R) des Maximalwerts (Rmax) und des Minimalwerts (Rmin) an die vorgegebenen Werte schaltungstechnisch oder softwaremäßig angepasst werden.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung eines FSR-Sensors für die Verwendung zur Erfassung von Kräften bei einer Vorrichtung zur Durchführung einer Herz-Wiederbelebungsmaßnahme. Durch das beschriebene Verfahren wird eine besonders genaue Erfassung von bei einer Herz-Wiederbelebungsmaßnahme auf einen menschlichen Körper ausgeübten Kräften erzielt. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung einer Herz-Wiederbelebungsmaßnahme unter Verwendung eines FSR-Sensors, der nach einem erfindungsgemäßen Verfahren kalibriert ist.
Stand der Technik
Aus der DE 10 2015 006 540 A1 der Anmelder ist eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Anwenders bei einer kardiopulmonalen Reanimation bekannt. Die bekannte Vorrichtung ist in Form einer auf die Brust einer zu reanimierenden Person auflegbaren, bereichsweise flexiblen Matte ausgebildet, und weist eine optische Anzeigeeinheit auf, die es dem Anwender erleichtert, die erforderliche Kraft und Frequenz bei der Wiederbelebungsmaßnahme auszuüben. Dabei weist die Vorrichtung im Auflagebereich der Hände des Anwenders einen FSR-Sensor auf, der der Erfassung der von dem Anwender ausgeübten Kräfte dient. Derartige FSR-Sensoren sind darüber hinaus in vielfältiger Art und Weise aus dem Stand der Technik bekannt (beispielsweise US 2006/0007172 A1 oder US 8,026,906 B2 ). Unter einem FSR-Sensor wird im Rahmen der Erfindung ein sandwichartig aufgebauter Sensor mit einer aus einer beschichteten, leitfähigen Tinte versehenen Lage verstanden, deren elektrischer Widerstand sich bei einer Kraftbeanspruchung ändert bzw. reduziert, was sich schaltungstechnisch beispielsweise in einem sich entsprechenden Spannungssignal des FSR-Sensors umsetzen lässt.
Die Verwendung eines derartigen FSR-Sensors im Zusammenhang mit der beschriebenen Vorrichtung zur Durchführung einer Wiederbelebungsmaßnahme ist neben bauartbedingten Vorteilen wie einem relativ geringen Gewicht, seiner Flexibilität sowie seines relativ geringen Stromverbrauchs deshalb sinnvoll, weil derartige FSR-Sensoren bei an sich genügender Präzision bzw. Genauigkeit zur Erfassung von Kräften relativ preiswert herstellbar sind, und die Verbreitung der eingangs erwähnten Vorrichtung beispielsweise als Bestandteil in einer Ersthilfeausrüstung in einem Kraftfahrzeug umso größer ist, je preiswerter derartige Vorrichtungen herstellbar sind.
Problematisch bei derartigen FSR-Sensoren ist insbesondere die zeitabhängige Veränderung ihres elektrischen Widerstands und somit von erfassten Kräften. Zwar werden FSR-Sensoren bei der Fertigung durch den Hersteller üblicherweise geprüft bzw. mit einer Referenz- oder Prüfkraft statisch beaufschlagt, um deren Ist-Signale mit Blick auf vorgegebene Toleranzwerte zu überprüfen, jedoch wird hierzu üblicherweise der FSR-Sensor auf einer festen Unterlage angeordnet und die Erfassung des Ist-Signals erfolgt nach einer vorgegebenen Wartezeit. Dies vor dem Hintergrund, dass infolge physikalischer Effekte das Messsignal bei der Beaufschlagung mit einer Prüfkraft typischerweise innerhalb der ersten Zehntelsekunden der Belastung mit der Prüfkraft zunächst relativ stark abnimmt bzw. driftet und sich die Abnahme des elektrischen Widerstands anschließend abschwächt, sodass das Signal danach, d.h. nach Ablauf der Wartezeit, zumindest annähernd konstant bleibt. Mit Blick auf die typischerweise bei einer Herz-Belebungsmaßnahme innerhalb von ca. 0,3s aufzubringende Kraft auf den menschlichen Körper kann daher bei üblicherweise kalibrierten FSR-Sensoren die aufgebrachte Kraft nicht genau bzw. exakt ermittelt werden, sodass sich die ermittelten Werte nicht dazu eignen, einem Anwender Hinweise auf eine ggf. zu hohe oder zu niedrige Kraft zu geben.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Kalibrierung eines FSR-Sensors für die Verwendung zur Erfassung von Kräften bei einer Vorrichtung zur Durchführung einer Herz-Wiederbelebungsmaßnahme mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass es im Zusammenhang mit der möglichst exakten Erfassung von Kräften während der Belastungsphase und einer sich an die Belastungsphase anschließenden Entlastungsphase die Verwendung von FSR-Sensoren ermöglicht, die herstellerseitig lediglich hinsichtlich eines Ist-Signals kalibriert wurden, welches im Rahmen üblicherweise gegen feste Unterlagen stattfindender Tests mit einer vorgegebenen statischen Prüfkraft ermittelt wurde.
Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass sich Signale von FSR-Sensoren nicht nur bei einer dynamischen Belastungsphase voneinander unterscheiden, sondern auch bei einer sich daran anschließenden Entlastungsphase. Mit anderen Worten gesagt gibt es FSR-Sensoren, die ggf. gleiche Signale während der Belastungsphase generieren, jedoch unterschiedliche Signale bei einer sich daran anschließenden Entlastungsphase. Da jedoch mit Blick auf die vorgesehene Verwendung zur richtigen Anzeige von durch einen Anwender auf einen Brustkorb aufgebrachten Kräften nicht nur die maximalen Kräfte, die für die (richtige) Kompression des Brustkorbs sorgen, sondern auch die minimalen Kräfte wesentlich sind, die im besten Fall bei einer vollständigen Reduzierung der Kraft (auf den Wert Null) zu einer vollständigen Entlastung des Brustkorbs führen, ist es wesentlich, die FSR-Sensoren auch für eine Entlastungsphase zu kalibrieren.
Vor diesem Hintergrund ist es daher bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Kalibrierung eines FSR-Sensors für die Verwendung zur Erfassung von Kräften bei einer Vorrichtung zur Durchführung einer Herz-Wiederbelebungsmaßnahme vorgesehen, dass der FSR-Sensor mit einer vorgegebenen Referenzkraft zunächst beaufschlagt und anschließend wieder entlastet wird, wobei während der Belastung und Entlastung ein Maximalwert und ein Minimalwert eines von dem FSR-Sensor erzeugten Signals erfasst und mit vorgegebenen Werten verglichen wird, und wobei die Signale des Maximalwerts und des Minimalwerts an die vorgegebenen Werte schaltungstechnisch oder softwaremäßig angepasst werden.
Unter vorgegebenen Werten werden Signale verstanden, die bei einer konkreten Kraft auf den FSR-Sensor erwartet werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Kalibrierung eines FSR-Sensors für die Verwendung zur Erfassung von Kräften bei einer Vorrichtung zur Durchführung einer Herz-Wiederbelebungsmaßnahme sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Wie oben angeführt, ist es für die Verwendung des FSR-Sensors bei einer Wiederbelebungsmaßnahme wesentlich, dass die von dem FSR-Sensor erfassten Kräfte sehr schnell (innerhalb weniger Zehntelsekunden) mit hoher Präzision erfasst werden, wobei sich während der Wiederbelebungsmaßnahme sich typischerweise Belastungsphasen und Entlastungsphasen über einen längeren Zeitraum abwechseln. Um insbesondere eine Anpassung des jeweils verwendeten FSR-Sensors mit Blick auf eine derartige Anwendung zu ermöglichen, ist es in einem weiteren, besonders bevorzugten Verfahren zur Kalibrierung in einer ersten Variante vorgesehen, dass eine mehrmalige Belastung und Entlastung mit der Referenzkraft während einer vorgegebenen Prüfzeit erfolgt, vorzugsweise mit einer Frequenz von 100 Be- und Entlastungen pro Minute, und dass die Anpassung der Signale aufgrund eines Mittelwerts der Signale während der Prüfzeit erfolgt.
Alternativ hierzu kann es auch vorgesehen sein, dass eine mehrmalige Belastung und Entlastung mit der Referenzkraft während einer vorgegebenen Prüfzeit erfolgt, vorzugsweise mit einer Frequenz von 100 Be- und Entlastungen pro Minute, und dass die Anpassung der Signale aufgrund zuletzt erfasster Signale während der Prüfzeit erfolgt.
Mit Blick auf die vorgesehene Anwendung zur Kompression eines Brustkorbs ist es darüber hinaus zur Simulation einer derartigen Anwendung vorgesehen, dass die Erhöhung und Erniedrigung der Referenzkraft linear oder aber schlagartig erfolgt, wobei die Referenzkraft bei der Erniedrigung vorzugsweise vollständig, d.h. auf Null, reduziert wird.
Es ist darüber hinaus bevorzugt vorgesehen, dass sich eine Entlastungsphase des FSR-Sensors mit der Referenzkraft unmittelbar an eine Belastungsphase anschließt.
Die soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren finden im einfachsten Fall unter Verwendung einer starren Unterlage statt, die als Auflage des FSR-Sensors dient, und die auf der dem FSR-Sensor abgewandten Seite der aufzubringenden Referenzkraft angeordnet ist.
Besonders bevorzugt ist es jedoch, dass der FSR-Sensor während der Belastung durch die Referenzkraft auf einer flexiblen Unterlage aufliegt.
Mit Blick auf den vorgesehenen Anwendungsbereich ist es von besonderem Vorteil, wenn die flexible Unterlage als sogenannte HLW Puppe ausgebildet ist. Eine derartige HLW Puppe ist üblicherweise durch Normen hinsichtlich ihrer konkreten Ausgestaltung, d.h. hinsichtlich ihres flexiblen Verhaltens zur Imitierung eines menschlichen Körpers bzw. Brustkorbs definiert und bietet daher die besten Möglichkeiten, den FSR-Sensor möglichst optimal an die reale Anwendung anzupassen.
Im Zusammenhang mit der Verwendung einer HLW Puppe ist es besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Referenzkraft derart gewählt wird, dass der Brustkorb der HLW Puppe während der Belastung um einen definierten Hub, insbesondere um 5cm, komprimiert wird.
Weiterhin umfasst die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung einer Herz-Wiederbelebungsmaßnahme, bei der ein FSR-Sensor verwendet wird, der nach einem soweit oben beschriebenen Verfahren kalibriert wurde. Eine derartige Vorrichtung ist insbesondere in Form der in der DE 10 2015 006 540 A1 offenbarten Vorrichtung ausgebildet, die insofern Bestandteil dieser Anmeldung sein soll.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnungen.
Figurenliste
Es zeigen:

1 eine Vorrichtung zur Durchführung einer Wiederbelebungsmaßnahme in einer Anwendungsposition auf dem Brustbereich einer Person,
2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß 1 im Bereich eines FSR-Sensors,
3a und 3b jeweils in vereinfachter Darstellung unterschiedliche Anordnungen zur Durchführung eines Belastungstests an einem FSR-Sensor,
4 ein Diagramm zur Erläuterung unterschiedlicher Kurvenverläufe bei der Belastung und Entlastung eines Referenz-FSR-Sensors und eines zu kalibrierenden FSR-Sensors mit einer Referenzkraft und
5 ein Diagramm zur Erläuterung der Anwendung einer Vorrichtung gemäß 1 im Zusammenhang mit Signalen eines FSR-Sensors.

Ausführungsformen der Erfindung
Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
In der 1 ist stark vereinfacht eine Vorrichtung 100 zur Durchführung einer Wiederbelebungsmaßnahme, insbesondere einer kardiopulmonalen Reanimation, dargestellt. Eine derartige Vorrichtung 100 ist aus der DE 10 2015 006 540 A1 der Anmelder bekannt, die insofern Bestandteil dieser Anmeldung sein soll. Insbesondere wird auf die Beschreibung der Funktionsweise einer derartigen Vorrichtung 100 sowie einzelner Elemente der Vorrichtung 100 in der genannten Schrift Bezug genommen.
Die Vorrichtung 100 weist einen Bereich 102 auf, in dem der Anwender bei der Auflage der Vorrichtung 100 auf den Brustkorb BK der zu reanimierenden Person P über seine Arme eine Kraft auf den Brustkorb BK ausüben soll, um den Brustkorb BK der Person P zu komprimieren, um dadurch die Herzfunktion der Person P zu starten bzw. zu unterstützen. Typischerweise ist eine Kompression des Brustkorbs BK in einer senkrecht zur Ebene der Vorrichtung 100 vorgesehenen Richtung um einen Wegbetrag bzw. Hub h von 5cm vorgesehen. Durch rhythmisches Belasten und Entlasten der Vorrichtung 100 im Bereich 102 mit einer Frequenz von ebenfalls typischerweise 100 Belastungen und Entlastungen pro Minute wird der Reanimierungsprozess der Person P durchgeführt bzw. unterstützt, wie dies an sich bekannt ist.
Die Vorrichtung 100 weist im Bereich 102 zwischen zwei Platten 104, 106, welche wiederum von zwei Lagen 108, 109 der Vorrichtung 100 umschlossen sind, einen FSR-Sensor 10 auf, der dazu ausgebildet ist, die auf ihn senkrecht in der Ebene des FSR-Sensors 10 wirkende Kraft F zu erfassen und einer Steuereinrichtung 110 der Vorrichtung 100 als Eingangsgröße zuzuführen. Die Steuereinrichtung 110 der Vorrichtung 100 erfasst zum einen den zeitlichen Verlauf der Größe bzw. Höhe des Signals des FSR-Sensors 10, sodass mit Blick auf die oben angesprochenen Maßnahmen zur Reanimierung im Zusammenhang mit einem im Bereich eines Displays 112 (sowie ggf. eines entsprechenden akustischen Aktuators) des die Maßnahmen durchführenden Anwenders Hinweise ausgegeben werden, ob er die Reanimierungsmaßnahme mit der benötigten (richtigen) Kraft F und der benötigten (richtigen) Frequenz f durchführt.
In der 3a ist eine erste Prüfanordnung A₁ zur Kalibrierung eines FSR-Sensors 10 stark vereinfacht dargestellt. Die erste Prüfanordnung A₁ weist eine starre Unterlage U_S auf, auf der der FSR-Sensor 10 aufliegt. Der FSR-Sensor 10 kann mittels einer senkrecht zur Unterlage U_S und zur Ebene des FSR-Sensors 10 verlaufenden Referenzkraft F_R beaufschlagt werden, die mittels einer nicht gezeigten Einrichtung erzeugt wird. Mittels einer Auswerteeinrichtung 16 werden von dem FSR-Sensor 10 erzeugte Signale empfangen und ausgewertet.
In der 3b ist eine zweite Prüfanordnung A₂ zur Kalibrierung eines FSR-Sensors 10 stark vereinfacht dargestellt. Die zweite Prüfanordnung A₂ weist eine flexible Unterlage U_F auf, auf der der FSR-Sensor 10 aufliegt. Der FSR-Sensor 10 kann mittels einer senkrecht zur Unterlage U_F und zur Ebene des FSR-Sensors 10 verlaufenden Referenzkraft F_R beaufschlagt werden. Bei der flexiblen Unterlage U_F kann es sich beispielsweise um eine Gummi- oder Schaumstoffplatte handeln. Bevorzugt ist es jedoch vorgesehen, dass es sich bei der flexiblen Unterlage U_F um eine HLW (Herz-Lungen-Wiederbelebung) Puppe 14 handelt. In diesem Fall wird die HLW Puppe 14 bei der Beaufschlagung mit der Referenzkraft F_R um einen Hub h komprimiert, der der Simulation der Kompression des Brustkorbs BK dient. Insbesondere ist es vorgesehen, die Referenzkraft F_R derart zu wählen, dass ein Hub h von ca. 5cm erzielt wird. Dieser Wert entspricht dem Wert, der bei einer Wiederbelebungsmaßnahme als Richtwert anzustreben ist.
Um zu gewährleisten, dass die von der Steuereinrichtung 110 erfassten Signale des FSR-Sensors 10 mit hinreichender Präzision erfasst werden, wird nachfolgend zunächst auf die Darstellung der 4 verwiesen: In der 4 ist über der Zeit t der von zwei unterschiedlichen FSR-Sensoren 10, 10a erzeugte elektrische Widerstand R bei der Belastung mit der Referenzkraft F_R mit verschiedenen Kurvenverläufen A, B, C und D stark vereinfacht dargestellt. Der elektrische Widerstand R dient als Eingangsgröße zur Erzeugung insbesondere eines die Referenzkraft F_R repräsentierenden Spannungssignals, wie dies aus dem Stand der Technik an sich bekannt ist.
Während die Kurvenverläufe A und B dem FSR-Sensor 10a zugeordnet sind, der beispielsweise bei der Kalibrierung von FSR-Sensoren 10 im Herstellerwerk der FSR-Sensoren 10 als Referenz-FSR-Sensor 10a dient, sind die Kurvenverläufe C und D einem zu kalibrierenden FSR-Sensor 10 zugeordnet, der bei einer Vorrichtung 100 Verwendung finden soll.
Weiterhin sollen die Kurvenverläufe A und C für den FSR-Sensor 10, 10a einer Prüfsituation entsprechen, bei der der FSR-Sensor 10, 10a entsprechend der ersten Prüfanordnung A₁ gemäß der 3a auf einer starren Unterlage U_S angeordnet ist. Demgegenüber repräsentieren die Kurvenverläufe B und D den FSR-Sensor 10, 10a, bei dem dieser entsprechend der Darstellung der 3b auf einer flexiblen Unterlage U_F gemäß der zweiten Prüfanordnung A₂ angeordnet ist.
In der 4 sind eine Belastungsphase I und eine Entlastungsphase II dargestellt. Während der Belastungsphase I ist der FSR-Sensor 10, 10a mit der Referenzkraft F_R beaufschlagt. Demgegenüber ist die Entlastungsphase II dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzkraft F_R (wieder) auf Null zurückgenommen wird.
Mit Blick auf die 4 wird das grundsätzliche Verhalten eines FSR-Sensors 10, 10a dahingehend erläutert, dass der bei einer Belastung mit der Referenzkraft F_R erzeugte Widerstand R während der Belastungsphase I zunächst stark absinkt, um ab dem Zeitpunkt t₁, welcher typischerweise nach ca. 200s erreicht ist, zumindest annähernd konstant zu bleiben. Insbesondere wird erläutert, dass die Reduzierung des Widerstands R bis zum Zeitpunkt t₁ bis zu ca. 10% (bezogen auf den Widerstand R zum Zeitpunkt t = 0) betragen kann, wobei sich innerhalb der ersten Sekunde der Widerstand R bereits um bis zu 30% seiner gesamten Reduzierung verringert.
Weiterhin ist erkennbar, dass die Kurvenverläufe A und C der FSR-Sensoren 10, 10a aufgrund der starren Unterlage U_S höhere Widerstandswerte R aufweisen als die Kurvenverläufe B und D, bei denen der FSR-Sensor 10, 10a auf der flexiblen Unterlage U_F angeordnet ist. Auch ist erkennbar, dass sich der Verlauf der Zunahme des Widerstands R während der Entlastungsphase II, die ab dem Zeitpunkt t₂ startet, von dem Verlauf während der Belastungsphase I unterscheiden kann, d.h. dass sich die Änderungsraten beispielsweise um bis zu 5% voneinander unterscheiden.
Bei der Herstellung des FSR-Sensors 10 wird dessen Widerstand R beim Hersteller mit dem Widerstand des Referenzsensors 10a in der ersten Prüfanordnung A₁ verglichen, und zwar zu einem Zeitpunkt t, zu dem keine wesentliche Änderung des Widerstands R mehr stattfindet, d.h. beispielsweise wie oben erläutert ab dem Zeitpunkt t₁. Der Unterschied ΔR der Widerstände R der beiden FSR-Sensoren 10, 10a ist typischerweise aufgrund von Fertigungstoleranzen bedingt. Der Hersteller des FSR-Sensors kann in Kenntnis des Unterschieds ΔR den FSR-Sensor 10 beispielsweise schaltungstechnisch durch einen Vorwiderstand o.ä., oder aber softwaremäßig durch einen geeigneten Algorithmus kompensieren, wenn der FSR-Sensor 10 beispielsweise eine eigene Auswertelogik aufweist.
Ein derartiger FSR-Sensor 10 ist jedoch nicht geeignet, bei der Vorrichtung 100 verwendet zu werden: Der eine Grund liegt darin, dass bei einer dynamischen Belastung des FSR-Sensors 10, bei der sich die Referenzkraft F_R insbesondere alle ca. 0,6s (entspricht einer Frequenz von 100 Belastungen pro Minute) zwischen Null und einem Wert ändert, der eine Kompression des Brustkorbs BK um ca. 5cm zur Folge hat, sich die Kurvenverläufe C und D in dem Zeitraum vor dem Zeitpunkt t₁ sowie nach dem Zeitpunkt t₂ befinden, d.h. hohe Änderungsgeschwindigkeiten aufweisen. Darüber hinaus ist auch der Effekt der flexiblen Unterlage U_F bzw. der HLW-Puppe 16 herstellerseitig nicht berücksichtigt worden.
Aus diesem Grund ist es zur Kalibrierung des FSR-Sensors 10 im Zusammenhang mit der Verwendung des FSR-Sensors 10 bei der Vorrichtung 100 erfindungsgemäß vorgesehen, entsprechend der Darstellung der 5 einen Belastungstest während einer Prüfzeit mit einem Belastungsprofil des FSR-Sensors 10 bei einer ersten Prüfanordnung A₁ vorzusehen, bei der der FSR-Sensor 10 abwechselnd alle ca. 0,6s mit der Referenzkraft F_R belastet und vollständig entlastet wird. Es ergeben sich somit unmittelbar aneinander anschließende Belastungsphasen I und Entlastungsphasen II. Während der jeweiligen Zeitintervalle von ca. 0,6s wird jeweils der minimale Widerstandswert R_min und der maximale Widerstandswert R_max als Ist-Werte des FSR-Sensors 10 erfasst. Dem minimalen Widerstandswert R_min wird daraufhin die Referenzkraft F_R zugeordnet, und dem maximalen Widerstandswert R_max der Wert der Kraft Null. Bei Widerständen R, die zwischen dem minimalen Widerstandswert R_min und dem maximalen Widerstandswert R_max liegen, wird vorzugsweise eine lineare Interpolation vorgenommen, um den entsprechenden Widerständen R die zugehörigen Kraftwerte F zuzuordnen. Somit lässt sich die kraftabhängige Kennlinie des FSR-Sensors 10 kalibrieren bzw. erzeugen.
Will man das eben beschriebene Kalibierverfahren weiter verbessern, so kann man das oben beschriebene Belastungsprofil des FSR-Sensors 10 mit einer flexiblen Unterlage U_F entsprechend der zweiten Prüfanordnung A₂ durchführen.
Die soweit beschriebenen Kalibrierverfahren können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So ist es beispielsweise denkbar, die Kurvenverläufe C und D des FSR-Sensors 10 gemäß der 4 exakt zu ermitteln, insbesondere in den Zeiträumen t=0 bis t₁ sowie ab dem Zeitpunkt t₂. Die dabei erfassten Signale bzw. Widerstandswerte R können dabei unter Berücksichtigung des bekannten Widerstandswerts R ab dem Zeitpunkt t₁ korrigiert bzw. angepasst werden, und zwar für jeden beliebigen Zeitpunkt t, so dass auch in den Zeiträumen bis zu dem Zeitpunkt t₁ bzw. ab dem Zeitpunkt t₂ die Referenzkraft F_R exakt ermittelt werden kann, wenn ein Test gemäß der 5 durchgeführt wird.
Bezugszeichenliste

10: FSR-Sensor
14: HLW-Puppe
16: Auswerteeinrichtung
100: Vorrichtung
102: Bereich
104: Platte
106: Platte
108: Lage
109: Lage
110: Steuereinrichtung
112: Display
h: Hub
t: Zeit
t1, t2: Zeitpunkt
I: Belastungsphase
II: Entlastungsphase
A1, A2: Prüfanordnung
US: starre Unterlage
UF: flexible Unterlage
BK: Brustkorb
F: Kraft
FR: Referenzkraft
P: Person
A-D: Kurvenverlauf

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015006540 A1 [0002, 0018, 0022]
US 2006/0007172 A1 [0002]
US 8026906 B2 [0002]

Claims

Verfahren zur Kalibrierung eines FSR-Sensors (10) für die Verwendung zur Erfassung von Kräften bei einer Vorrichtung (100) zur Durchführung einer Herz-Wiederbelebungsmaßnahme, wobei der FSR-Sensor (10) mit einer vorgegebenen Referenzkraft (F_R) zunächst beaufschlagt und anschließend wieder entlastet wird, wobei während der Belastung und Entlastung zumindest ein Maximalwert (R_max) und ein Minimalwert (R_min) eines von dem FSR-Sensor (10) erzeugten Signals (R) erfasst und mit vorgegebenen Werten verglichen wird, und wobei die Signale (R) des Maximalwerts (R_max) und des Minimalwerts (R_min) an die vorgegebenen Werte schaltungstechnisch oder softwaremäßig angepasst werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine mehrmalige Belastung und Entlastung mit der Referenzkraft (F_R) während einer vorgegebenen Prüfzeit erfolgt, vorzugsweise mit einer Frequenz von 100 Be- und Entlastungen pro Minute, und dass die Anpassung der Signale (R) aufgrund eines Mittelwerts der Signale (R) während der Prüfzeit erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine mehrmalige Belastung und Entlastung mit der Referenzkraft (F_R) während einer vorgegebenen Prüfzeit erfolgt, vorzugsweise mit einer Frequenz von 100 Be- und Entlastungen pro Minute, und dass die Anpassung der Signale (R) aufgrund zuletzt erfasster Signale (R) während der Prüfzeit erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung und Erniedrigung der Referenzkraft (F_R) linear oder schlagartig erfolgt, wobei die Referenzkraft (F_R) bei der Erniedrigung vorzugsweise vollständig reduziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Entlastungsphase (II) des FSR-Sensors (10) mit der Referenzkraft (F_R) unmittelbar an eine Belastungsphase (I) anschließt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der FSR-Sensor (10) während der Belastung durch die Referenzkraft (F_R) auf einer starren Unterlage (U_S) aufliegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der FSR-Sensor (10) während der Belastung durch die Referenzkraft (F_R) auf einer flexiblen Unterlage (U_F) aufliegt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als flexible Unterlage (U_F) eine HLW Puppe (14) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzkraft (F_R) derart gewählt wird, dass der Brustkorb (BK) der HLW Puppe (14) während der Belastung um einen definierten Hub (h), insbesondere um 5cm komprimiert wird.
Vorrichtung (100) zur Durchführung einer Herz-Wiederbelebungsmaßnahme, bei dem ein FSR-Sensor (10) verwendet wird, der nach einem der Ansprüche 1 bis 9 kalibriert ist.