DE102022209444A1 - Method for determining a magnetocardiogram signal of a living being - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals eines Lebewesens, umfassend die folgenden Schritte:Erfassen einer magnetischen Referenzfeldstärke durch eine Sensoreinheit zur Messung von Magnetfeldern,Erfassen einer magnetischen Messfeldstärke durch die Sensoreinheit bei Anwesenheit eines Lebewesens im Umfeld der Sensoreinheit,Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals des Lebewesens basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke und der magnetischen Messfeldstärke.Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals eines Lebewesens, ein Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium.The invention relates to a method for determining a magnetocardiogram signal of a living being, comprising the following steps: detecting a magnetic reference field strength by a sensor unit for measuring magnetic fields, detecting a magnetic measuring field strength by the sensor unit in the presence of a living being in the vicinity of the sensor unit, determining a magnetocardiogram signal of the living being based on the magnetic reference field strength and the magnetic measuring field strength. The invention relates to a device for determining a magnetocardiogram signal of a living being, a computer program and a machine-readable storage medium.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals eines Lebewesens, eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals eines Lebewesens, ein Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium.The invention relates to a method for determining a magnetocardiogram signal of a living being, a device for determining a magnetocardiogram signal of a living being, a computer program and a machine-readable storage medium.
Stand der TechnikState of the art
Ein Magnetokardiogramm ist die Aufnahme und die Darstellung des Magnetfeldes Herzens, das durch die elektrophysiologische Aktivität der Herzmuskelzellen entsteht. Die Aufnahme erfolgt in der Regel mit hochempfindlichen Magnetfeldsensoren.A magnetocardiogram is the recording and display of the heart's magnetic field, which is created by the electrophysiological activity of the heart muscle cells. Recording is usually carried out using highly sensitive magnetic field sensors.
Quantenbasierte Magnetsensoren sind zum Beispiel aus den Offenlegungsschriften
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist darin zu sehen, ein Konzept zum effizienten Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals eines Lebewesens bereitzustellen.The object underlying the invention is to provide a concept for efficiently determining a magnetocardiogram signal of a living being.
Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.This task is solved by means of the respective subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject of dependent subclaims.
Nach einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals eines Lebewesens bereitgestellt, umfassend die folgenden Schritte:
- Erfassen einer magnetischen Referenzfeldstärke durch eine Sensoreinheit zur Messung von Magnetfeldern,
- Erfassen einer magnetischen Messfeldstärke durch die Sensoreinheit bei Anwesenheit eines Lebewesens im Umfeld der Sensoreinheit,
- Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals des Lebewesens basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke und der magnetischen Messfeldstärke.
- Detecting a magnetic reference field strength by a sensor unit for measuring magnetic fields,
- Detecting a magnetic measuring field strength by the sensor unit in the presence of a living being in the vicinity of the sensor unit,
- Determining a magnetocardiogram signal of the living being based on the reference magnetic field strength and the measuring magnetic field strength.
Nach einem zweiten Aspekt wird eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals eines Lebewesens bereitgestellt, umfassend:
- eine Sensoreinheit zur Messung von Magnetfeldern, wobei die Sensoreinheit eingerichtet ist, eine magnetische Referenzfeldstärke zu erfassen und eine magnetische Messfeldstärke bei Anwesenheit eines Lebewesens im Umfeld der Sensoreinheit zu erfassen, und
- eine Ermittlungseinrichtung, welche eingerichtet ist, ein Magnetokardiogrammsignal des Lebewesens basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke und der magnetischen Messfeldstärke zu ermitteln.
- a sensor unit for measuring magnetic fields, the sensor unit being set up to detect a magnetic reference field strength and to detect a magnetic measuring field strength in the presence of a living being in the vicinity of the sensor unit, and
- a determination device which is set up to determine a magnetocardiogram signal of the living being based on the magnetic reference field strength and the magnetic measuring field strength.
Nach einem dritten Aspekt wird ein Computerprogramm bereitgestellt, welches Befehle umfasst, die bei Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer, beispielsweise durch die Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt, diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt auszuführen.According to a third aspect, a computer program is provided which comprises instructions which, when the computer program is executed by a computer, for example by the device according to the second aspect, cause the computer to carry out a method according to the first aspect.
Nach einem vierten Aspekt wird ein maschinenlesbares Speichermedium bereitgestellt, auf dem das Computerprogramm nach dem dritten Aspekt gespeichert ist.According to a fourth aspect, a machine-readable storage medium is provided on which the computer program according to the third aspect is stored.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis und schließt diese mit ein, dass die obige Aufgabe dadurch gelöst wird, dass eine magnetische Feldstärke durch die Sensoreinheit erfasst wird, wobei festgelegt wird, dass es sich bei dieser magnetischen Feldstärke um eine Referenzfeldstärke handelt, also um eine Referenz. Nachfolgend wird die magnetische Messfeldstärke durch die Sensoreinheit bei Anwesenheit eines Lebewesens im Umfeld der Sensoreinheit erfasst. Das Magnetokardiogrammsignal des Lebewesens wird basierend auf dieser erfassten magnetischen Messfeldstärke ermittelt sowie auf der zuvor ermittelten oder festgelegten Referenz.The invention is based on and includes the knowledge that the above object is achieved in that a magnetic field strength is detected by the sensor unit, it being determined that this magnetic field strength is a reference field strength, i.e. a reference . The magnetic measuring field strength is subsequently recorded by the sensor unit in the presence of a living being in the vicinity of the sensor unit. The living being's magnetocardiogram signal is determined based on this recorded magnetic measuring field strength and on the previously determined or established reference.
In der Regel ist es so, dass die erfasste magnetische Messfeldstärke durch die Sensoreinheit bei Anwesenheit eines Lebewesens im Umfeld der Sensoreinheit nicht nur von dem Magnetfeld des Herzens herrührt, sondern zusätzlich noch von weiteren Magnetfeldern, beispielsweise dem Erdmagnetfeld oder beispielsweise von elektrischen Geräten, beispielsweise Haushaltsgeräten. Solche Magnetfelder bilden für die Messung eines Herzmagnetfelds Störmagnetfelder. Dadurch, dass vor der eigentlichen Magnetokardiogramm-Messung eine Referenz festgelegt wird, welche bei der dann folgenden Magnetokardiogramm-Messung berücksichtigt wird, kann das Magnetokardiogrammsignal effizient ermittelt werden. Insbesondere können so Störmagnetfelder effizient berücksichtigt werden.As a rule, the magnetic measuring field strength recorded by the sensor unit in the presence of a living being in the vicinity of the sensor unit comes not only from the magnetic field of the heart, but also from other magnetic fields, for example the earth's magnetic field or for example from electrical devices, for example household appliances . Such magnetic fields form interference magnetic fields for the measurement of a cardiac magnetic field. By setting a reference before the actual magnetocardiogram measurement, which is taken into account in the subsequent magnetocardiogram measurement, the magnetocardiogram signal can be determined efficiently. In particular, interference magnetic fields can be efficiently taken into account.
Somit kann in vorteilhafter Weise ein Langzeit-Magnetokardiogramm erstellt werden. Langzeit kann zum Beispiel mehrere Stunden, beispielsweise eine Nacht, bedeuten.A long-term magnetocardiogram can thus be created in an advantageous manner. For example, long-term can mean several hours, for example one night.
Somit wird also insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass ein Konzept zum effizienten Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals eines Lebewesens bereitgestellt ist.This means that the technical advantage in particular is that a concept becomes efficient Determining a magnetocardiogram signal of a living being is provided.
Das Lebewesen ist zum Beispiel ein Mensch oder ist zum Beispiel ein Tier.The living being is, for example, a human or is, for example, an animal.
Im Folgenden kann für den Begriff „Magnetokardiogramm“ die Abkürzung „MKG“ verwendet werden.In the following, the abbreviation “MKG” can be used for the term “magnetocardiogram”.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke ein Hintergrundsignal ermittelt wird, welches einen magnetischen Hintergrund des Umfelds der Sensoreinheit repräsentiert, wobei das Magnetokardiogrammsignal basierend auf dem Hintergrundsignal ermittelt wird.In one embodiment of the method it is provided that a background signal is determined based on the magnetic reference field strength, which represents a magnetic background of the environment of the sensor unit, wherein the magnetocardiogram signal is determined based on the background signal.
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass das Magnetokardiogrammsignal effizient ermittelt werden kann. Gemäß dieser Ausführungsform ist also vorgesehen, dass der magnetische Hintergrund des Umfelds der Sensoreinheit basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke ermittelt wird und beim Ermitteln des Magnetokardiogrammsignals berücksichtigt wird.This brings about the technical advantage, for example, that the magnetocardiogram signal can be determined efficiently. According to this embodiment, it is therefore provided that the magnetic background of the surroundings of the sensor unit is determined based on the magnetic reference field strength and is taken into account when determining the magnetocardiogram signal.
Der magnetische Hintergrund kann zum Beispiel aus dem Erdmagnetfeld resultieren oder auf diesem basieren.The magnetic background can, for example, result from or be based on the earth's magnetic field.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke ein Störsignal ermittelt wird, welches eine magnetische Störung im Umfeld der Sensoreinheit repräsentiert, wobei das Magnetokardiogrammsignal basierend auf dem Störsignal ermittelt wird.In one embodiment of the method it is provided that an interference signal is determined based on the magnetic reference field strength, which represents a magnetic interference in the environment of the sensor unit, wherein the magnetocardiogram signal is determined based on the interference signal.
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass das Magnetokardiogrammsignal effizient ermittelt wird. Gemäß dieser Ausführungsform ist also vorgesehen, dass basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke eine magnetische Störung im Umfeld der Sensoreinheit ermittelt wird, welche bei dem Ermitteln des Magnetokardiogrammsignals berücksichtigt wird. Eine magnetische Störung kann zum Beispiel aus einem Betrieb eines elektrischen Geräts im Umfeld der Sensoreinheit resultieren. Ein solch elektrisches Gerät ist zum Beispiel ein elektrisches Haushaltsgerät oder ist zum Beispiel ein Antriebsmotor eines elektrischen Rollladens.This brings about the technical advantage, for example, that the magnetocardiogram signal is determined efficiently. According to this embodiment, it is therefore provided that, based on the magnetic reference field strength, a magnetic disturbance is determined in the environment of the sensor unit, which is taken into account when determining the magnetocardiogram signal. A magnetic interference can result, for example, from the operation of an electrical device in the vicinity of the sensor unit. Such an electrical device is, for example, an electrical household appliance or is, for example, a drive motor for an electric roller shutter.
Sofern zum Beispiel sich die Sensoreinheit in einem Fahrzeug, beispielsweise einem Kraftfahrzeug oder einem Luftfahrzeug befindet, können solche magnetischen Störungen aus einem Betrieb des Fahrzeugs resultieren.If, for example, the sensor unit is located in a vehicle, for example a motor vehicle or an aircraft, such magnetic interference can result from operation of the vehicle.
Zum Beispiel kann eine solch magnetische Störung aus einem elektrisch angetriebenen Schienenfahrzeug resultieren, welches im Umfeld der Sensoreinheit fährt. Durch die Stromaufnahme eines solchen Schienenfahrzeugs können Magnetfelder entstehen, die die MKG-Messung stören können.For example, such a magnetic interference can result from an electrically driven rail vehicle that travels in the vicinity of the sensor unit. The power consumption of such a rail vehicle can create magnetic fields that can disrupt the MCG measurement.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass das basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke zu ermittelnde Signal, also das Hintergrundsignal und/oder das Störsignal, unter Verwendung eines Mustererkennungsverfahrens, insbesondere eines Maschinellen-Lernen-Verfahrens, ermittelt wird.In one embodiment of the method it is provided that the signal to be determined based on the magnetic reference field strength, i.e. the background signal and/or the interference signal, is determined using a pattern recognition method, in particular a machine learning method.
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass das Hintergrundsignal oder das Störsignal effizient ermittelt werden können.This brings about the technical advantage, for example, that the background signal or the interference signal can be determined efficiently.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass das basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke zu ermittelnde Signal, also das Hintergrundsignal und/oder das Störsignal, aus einem die erfasste magnetische Messfeldstärke repräsentierenden Messsignal herausgefiltert wird, um ein gefiltertes Messsignal zu erhalten, wobei das Magnetokardiogrammsignal basierend auf dem gefilterten Messsignal ermittelt wird.In one embodiment of the method it is provided that the signal to be determined based on the magnetic reference field strength, i.e. the background signal and/or the interference signal, is filtered out of a measurement signal representing the detected magnetic measurement field strength in order to obtain a filtered measurement signal, the magnetocardiogram signal being based is determined on the filtered measurement signal.
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass das Magnetokardiogrammsignal effizient ermittelt werden kann. Gemäß dieser Ausführungsform ist also vorgesehen, dass der magnetische Hintergrund und/oder die magnetische Störung aus der erfassten magnetischen Messfeldstärke herausgefiltert werden.This brings about the technical advantage, for example, that the magnetocardiogram signal can be determined efficiently. According to this embodiment, it is therefore provided that the magnetic background and/or the magnetic interference are filtered out of the detected magnetic measuring field strength.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass zumindest ein Zeitintervall ermittelt, insbesondere geschätzt, wird, innerhalb welchem die magnetische Störung auftritt und/oder auftreten wird, wobei nur eine außerhalb des zumindest einen Zeitintervalls erfasste magnetische Messfeldstärke verwendet wird, um das Magnetokardiogrammsignal zu ermitteln.In one embodiment of the method it is provided that at least one time interval is determined, in particular estimated, within which the magnetic disturbance occurs and/or will occur, with only a magnetic measuring field strength detected outside the at least one time interval being used to determine the magnetocardiogram signal .
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass das Magnetokardiogrammsignal effizient ermittelt werden kann. Gemäß dieser Ausführungsform ist also vorgesehen, dass erkannte magnetische Störungen beim Ermittelten des Magnetokardiogrammsignals nicht berücksichtigt werden. So kann zum einen nur außerhalb des Zeitintervalls gemessen werden, also die Magnetokardiogramm-Messung durchgeführt werden. Zum anderen kann zusätzlich oder alternativ eine MKG-Messung, welche innerhalb des Zeitintervalls durchgeführt wurde, beim Ermitteln des Magnetokardiogrammsignals nicht berücksichtigt werden.This brings about the technical advantage, for example, that the magnetocardiogram signal can be determined efficiently. According to this embodiment it is therefore provided that detected magnetic disturbances are not taken into account when determining the magnetocardiogram signal. On the one hand, measurements can only be carried out outside the time interval, i.e. the magnetocardiogram measurement can be carried out. On the other hand, an MKG measurement that was carried out within the time interval can additionally or alternatively not be taken into account when determining the magnetocardiogram signal.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass basierend auf dem Magnetokardiogrammsignal zumindest ein Vitalparameter des Lebewesens ermittelt wird.In one embodiment of the method it is provided that at least one vital parameter of the living being is determined based on the magnetocardiogram signal.
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass der zumindest eine Vitalparameter des Lebewesens effizient ermittelt werden kann.This brings about the technical advantage, for example, that at least one vital parameter of the living being can be determined efficiently.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass der zumindest eine Vitalparameter ein Element ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Vitalparametern ist: Herzrate, Herzratenvariabilität, Dauer und/oder Amplitude einer EKG-äquivalenten Signalveränderung, beispielsweise P-Welle, QRS-Komplex, T-Welle und entsprechender Kombinationen.In one embodiment of the method it is provided that the at least one vital parameter is an element selected from the following group of vital parameters: heart rate, heart rate variability, duration and/or amplitude of an ECG-equivalent signal change, for example P wave, QRS complex, T- Wave and corresponding combinations.
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass besonders geeignete Vitalparameter effizient ermittelt werden können.This brings about the technical advantage, for example, that particularly suitable vital parameters can be determined efficiently.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Messbereich einen Abschnitt eines Gegenstands umfasst, welcher ein Element ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Gegenständen ist: Matratze, Kopfkissen, Bett, Stuhl, Sofa, Sessel, Kopfstütze, Sitz, Fahrzeugsitz, Luftfahrzeugsitz, Flugzeugsitz, Kraftfahrzeugsitz.In one embodiment of the method it is provided that the measuring area comprises a section of an object which is an element selected from the following group of objects: mattress, pillow, bed, chair, sofa, armchair, headrest, seat, vehicle seat, aircraft seat, aircraft seat , motor vehicle seat.
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass besonders geeignete Messbereiche vorgesehen sein können.This brings about the technical advantage, for example, that particularly suitable measuring ranges can be provided.
In einer Ausführungsform der Vorrichtung ist vorgesehen, dass der Messbereich einen Abschnitt eines Gegenstands umfasst, welcher ein Element ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Gegenständen ist: Matratze, Kopfkissen, Bett, Stuhl, Sofa, Sessel, Kopfstütze, Sitz, Fahrzeugsitz, Luftfahrzeugsitz, Flugzeugsitz, Kraftfahrzeugsitz.In one embodiment of the device it is provided that the measuring area comprises a section of an object, which is an element selected from the following group of objects: mattress, pillow, bed, chair, sofa, armchair, headrest, seat, vehicle seat, aircraft seat, aircraft seat , motor vehicle seat.
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass besonders geeignete Messbereiche verwendet werden können.This brings about the technical advantage, for example, that particularly suitable measuring ranges can be used.
Technische Funktionalitäten der Vorrichtung ergeben sich analog aus entsprechen technischen Funktionalitäten des Verfahrens und umgekehrt. Das heißt also, dass sich Vorrichtungsmerkmale insbesondere aus Verfahrensmerkmalen und umgekehrt ergeben.Technical functionalities of the device result analogously from corresponding technical functionalities of the method and vice versa. This means that device features result in particular from process features and vice versa.
Zum Beispiel ist vorgegeben, dass die Vorrichtung eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens nach dem ersten Aspekt auszuführen.For example, it is specified that the device is set up to carry out all steps of the method according to the first aspect.
Zum Beispiel ist vorgesehen, dass das Verfahren nach dem ersten Aspekt mittels der Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt aus- oder durchgeführt wird.For example, it is provided that the method according to the first aspect is carried out or carried out using the device according to the second aspect.
Das Verfahren ist gemäß einer Ausführungsform ein computerimplementiertes Verfahren.According to one embodiment, the method is a computer-implemented method.
Die Formulierung „zumindest ein(e)“ bedeutet „ein(e) oder mehrere“.The phrase “at least one” means “one or more”.
Die hier beschriebenen Ausführungsformen können in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, auch wenn dies nicht explizit beschrieben ist.The embodiments described here can be combined with one another in any way, even if this is not explicitly described.
Das Erfassen der magnetischen Referenzfeldstärke durch die Sensoreinheit wird zum Beispiel bei Abwesenheit und/oder bei Anwesenheit eines Lebewesens im Umfeld der Sensoreinheit durchgeführt.The detection of the magnetic reference field strength by the sensor unit is carried out, for example, in the absence and/or presence of a living being in the vicinity of the sensor unit.
Die bei Anwesenheit eines Lebewesens im Umfeld der Sensoreinheit erfasste magnetische Messfeldstärke kann zum Beispiel für eine zeitlich spätere MKG-Messung als magnetische Referenzfeldstärke verwendet werden. Dies bedeutet, dass auch eine MKG-Messung als Referenz für zeitliche spätere MKG-Messungen verwendet werden können. So können in vorteilhafter Weise über die Zeit magnetische Störungen, welche nicht regelmäßig auftreten oder welche zum Beispiel während des Erfassens der magnetischen Referenzfeldstärke nicht auftraten, dennoch erkannt und für eine MKG-Messung berücksichtigt werden.The magnetic measuring field strength recorded when a living being is present in the vicinity of the sensor unit can, for example, be used as a magnetic reference field strength for a later MKG measurement. This means that an MKG measurement can also be used as a reference for later MKG measurements. In this way, over time, magnetic disturbances that do not occur regularly or that did not occur, for example, during the detection of the magnetic reference field strength, can still be detected and taken into account for an MCG measurement.
Eine MKG-Messung umfasst das Erfassen der magnetischen Messfeldstärke durch die Sensoreinheit bei Anwesenheit eines Lebewesens im Umfeld der Sensoreinheit und das Ermitteln des Magnetokardiogrammsignals. Die Ausgabe oder das Ergebnis der MKG-Messung ist das Magnetokardiogrammsignal.An MKG measurement includes detecting the magnetic measuring field strength by the sensor unit in the presence of a living being in the vicinity of the sensor unit and determining the magnetocardiogram signal. The output or result of the MKG measurement is the magnetocardiogram signal.
Zum Beispiel können mehrere Magnetokardiogrammsignale ermittelt werden. Ausführungen, die im Zusammenhang mit einem Magnetokardiogrammsignal gemacht sind, gelten analog für mehrere Magnetokardiogrammsignale und umgekehrt.For example, multiple magnetocardiogram signals can be determined. Statements made in connection with one magnetocardiogram signal apply analogously to several magnetocardiogram signals and vice versa.
Es werden in einer Ausführungsform des Verfahrens eine Verteilung von Störsignalen über die Zeit und/oder eine spektrale Verteilung der Störsignale ermittelt, wobei das Magnetokardiogrammsignal basierend auf der jeweiligen Verteilung ermittelt wird.In one embodiment of the method, a distribution of interference signals over time and/or a spectral distribution of the interference signals are determined, with the magnetocardiogram signal being determined based on the respective distribution.
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass das Magnetokardiogrammsignal effizient ermittelt werden kann.This brings about the technical advantage, for example, that the magnetocardiogram signal can be determined efficiently.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen:
-
1 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals eines Lebewesens, -
2 eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals eines Lebewesens, -
3 ein maschinenlesbares Speichermedium und -
4 mehrere Störsignale über mehrere Nächte hintereinander gemessen.
-
1 a flowchart of a method for determining a magnetocardiogram signal of a living being, -
2 a device for determining a magnetocardiogram signal of a living being, -
3 a machine-readable storage medium and -
4 several interference signals were measured over several nights in a row.
Erfassen 103 einer magnetischen Messfeldstärke durch die Sensoreinheit bei Anwesenheit eines Lebewesens im Umfeld der Sensoreinheit,
Detecting 103 a magnetic measuring field strength by the sensor unit in the presence of a living being in the vicinity of the sensor unit,
Ermitteln 105 eines Magnetokardiogrammsignals des Lebewesens basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke und der magnetischen Messfeldstärke.Determine 105 a magnetocardiogram signal of the living being based on the magnetic reference field strength and the magnetic measurement field strength.
eine Sensoreinheit 203 zur Messung von Magnetfeldern,wobei die Sensoreinheit 203 eingerichtet ist, eine magnetische Referenzfeldstärke zu erfassen und eine magnetische Messfeldstärke bei Anwesenheit eines Lebewesens imUmfeld der Sensoreinheit 203 zu erfassen, undeine Ermittlungseinrichtung 205, welche eingerichtet ist, ein Magnetokardiogrammsignal des Lebewesens basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke und der magnetischen Messfeldstärke zu ermitteln.
- a
sensor unit 203 for measuring magnetic fields, thesensor unit 203 being set up to detect a magnetic reference field strength and to detect a magnetic measuring field strength in the presence of a living being in the vicinity of thesensor unit 203, and - a
determination device 205, which is set up to determine a magnetocardiogram signal of the living being based on the magnetic reference field strength and the magnetic measuring field strength.
Es ist eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals vorgesehen. Zum Beispiel ist die Sensoreinheit in einer Matratze eines Bettes integriert. Die Ermittlungseinrichtung kann zum Beispiel außerhalb der Matratze vorgesehen sein oder kann sich ebenfalls innerhalb der Matratze befinden.A device for determining a magnetocardiogram signal is provided. For example, the sensor unit is integrated into a mattress of a bed. The detection device can, for example, be provided outside the mattress or can also be located inside the mattress.
Es ist vorgesehen, um eine Referenzfeldstärke zu erfassen, dass die Sensoreinheit während Nacht 1 eine Messung von Magnetfeldern, also eine magnetische Feldstärke erfasst, durchführt, ohne dass sich ein Lebewesen im Umfeld der Sensoreinheit befindet, also bei Abwesenheit eines Lebewesens im Umfeld der Sensoreinheit.In order to detect a reference field strength, it is provided that the sensor unit carries out a measurement of magnetic fields, i.e. detects a magnetic field strength, during night 1, without there being a living being in the vicinity of the sensor unit, i.e. in the absence of a living being in the surroundings of the sensor unit.
Dies bedeutet, dass mittels der Vorrichtung magnetische Felder während Nacht 1 aufgezeichnet oder erfasst werden können. Solche magnetischen Felder stellen für eine spätere MKG-Messung in den Nächten Nacht 2 bis Nacht 4 magnetische Störfelder dar.This means that magnetic fields can be recorded or detected during night 1 using the device. Such magnetic fields represent magnetic interference fields for a later MKG measurement on nights 2 to 4.
Beispielhaft wurden drei magnetische Störfelder in Nacht 1 gemessen: ein erstes Störsignal 409, ein zweites Störsignal 411 und ein drittes Störsignal 413. Das zweite Störsignal 411 ist während Nacht 1 zweimal aufgetreten, was die erste Zeitachse 401 zeigt.By way of example, three magnetic interference fields were measured in night 1: a
Zusätzlich wurde ein Oval mit dem Bezugszeichen 415 um die Störsignale 409, 411, 413 gezeichnet, um zu kennzeichnen, dass diese Störfelder oder Störsignale noch nicht aus einem MKG-Messsignal herausgefiltert wurden.In addition, an oval with the
In den Folgenächten Nacht 2 bis Nacht 4 können aber diese Störsignale aus den dann gemessenen Messfeldstärken herausgefiltert werden. Dies ist symbolisch durch ein X mit dem Bezugszeichen 417 gekennzeichnet. Dies bedeutet, dass in den nachfolgenden Nächten Nacht 2 bis Nacht 4 sich ein Lebewesen, beispielsweise ein Mensch, auf der Matratze befindet. Weiter ist vorgesehen, dass während den Nächten Nacht 2 bis Nacht 4 die Sensoreinheit magnetische Feldstärken erfasst oder misst, die magnetischen Messfeldstärken. Dieser Messung entsprechende Messsignale können dann als Basis für ein Magnetokardiogrammsignal des Lebewesens dienen. Hierbei ist vorgesehen, dass die in Nacht 1, also der Referenznacht, ermittelten Störsignale herausgefiltert werden aus den Messsignalen, welche in den Nächsten Nacht 2 bis Nacht 4 erfasst wurden.In the following nights, night 2 to night 4, these interference signals can be filtered out from the measuring field strengths then measured. This is symbolically marked by an X with the
Beispielhaft ist gezeigt, dass in Nacht 2 ein viertes magnetisches Störfeld 419 erfasst wurde, welches in den dann folgenden Nächten Nacht 3 und Nacht 4 ebenfalls herausgefiltert werden kann.As an example, it is shown that in night 2 a fourth
Das Erkennen von solchen Störfeldern kann beispielsweise unter Verwendung eines Maschinellen-Lernen-Algorithmus oder unter Verwendung von künstlicher Intelligenz erkannt werden. Beispielsweise kann ein Mustererkennungsverfahren verwendet werden, um in den magnetischen Referenzfeldstärken Muster zu erkennen, die dann in den Folgenächten Nacht 2 bis Nacht 4 zum Beispiel herausgefiltert werden können aus dem dann vorliegenden Messsignal.The detection of such interference fields can be detected, for example, using a machine learning algorithm or using artificial intelligence. For example, a pattern recognition method can be used to recognize patterns in the magnetic reference field strengths, which can then be filtered out, for example, from the then available measurement signal in the following nights Night 2 to Night 4.
Zusammenfassend basiert das hier beschriebene Konzept zum Beispiel auf einer Referenzmessung und einer Mustererkennung auf der Referenzmessung, sodass erkannte Muster beim Ermitteln von Magnetokardiogrammsignalen eines Lebewesens berücksichtigt werden können. Zum Beispiel ist vorgesehen, dass auch basierend auf der magnetischen Messfeldstärke ein Hintergrundsignal und/oder ein Störsignal ermittelt wird oder werden, welche dann für weitere MKG-Messungen verwendet werden können, um entsprechenden magnetischen Hintergrund und/oder entsprechende magnetische Störungen aus dem Messsignal herauszufiltern. Dies bedeutet, dass das Ermitteln eines magnetischen Hintergrunds und/oder ein Ermitteln einer magnetischen Störung analog zur magnetischen Referenzfeldstärke auch für die magnetische Messfeldstärke durchgeführt werden können. Die entsprechenden Ausführungen gelten insofern analog. Somit kann auch die magnetische Messfeldstärke unter Verwendung eines Mustererkennungsverfahrens, insbesondere eines Maschinellen-Lernen-Verfahrens, ausgewertet werden, um das Hintergrundsignal und/oder das Störsignal zu ermitteln. Somit können diese ermittelten Signale für nachfolgende MKG-Messungen verwendet werden, um basierend auf diesen Signalen das entsprechende Magnetokardiogrammsignal des Lebewesens zu ermitteln.In summary, the concept described here is based, for example, on a reference measurement and pattern recognition on the reference measurement, so that recognized patterns can be taken into account when determining magnetocardiogram signals of a living being. For example, it is provided that a background signal and/or an interference signal is or are determined based on the magnetic measuring field strength, which can then be used for further MKG measurements in order to filter out corresponding magnetic background and/or corresponding magnetic interference from the measurement signal. This means that the determination of a magnetic background and/or a determination of a magnetic interference can also be carried out for the magnetic measuring field strength in a similar way to the magnetic reference field strength. The corresponding statements apply analogously. The magnetic measuring field strength can therefore also be evaluated using a pattern recognition method, in particular a machine learning method, in order to determine the background signal and/or the interference signal. These determined signals can therefore be used for subsequent MKG measurements in order to determine the corresponding magnetocardiogram signal of the living being based on these signals.
So kann zum Beispiel in vorteilhafter Weise eine effiziente Rauschunterdrückung erzielt werden. Somit kann weiter in vorteilhafter Weise eine Rückmeldung gegeben werden, ob die Vorrichtung uneingeschränkt oder nur eingeschränkt funktioniert und zum Beispiel, wie lange dieser Zustand voraussichtlich noch anhalten wird. Es werden insbesondere eine Verteilung von Störsignalen über die Zeit und/oder eine spektrale Verteilung der Störsignale berücksichtigt.For example, efficient noise suppression can be achieved in an advantageous manner. Feedback can therefore advantageously be provided as to whether the device functions without restrictions or only to a limited extent and, for example, how long this state is likely to last. In particular, a distribution of interference signals over time and/or a spectral distribution of the interference signals are taken into account.
Um ein Hintergrundsignal respektive ein Störsignal zu identifizieren, ist es zum Beispiel vorgesehen, dieses zu messen. Hierfür wird zum Beispiel initial eine Referenzmessung durchgeführt, also zum Beispiel eine Messung von magnetischen Referenzfeldstärken, zum Beispiel eine Nacht lang, ohne dass sich ein Lebewesen im Umfeld der Sensoreinheit befindet. Das Umfeld der Sensoreinheit kann allgemein auch als ein Messbereich bezeichnet werden.In order to identify a background signal or an interference signal, it is intended, for example, to measure it. For this purpose, for example, a reference measurement is initially carried out, for example a measurement of magnetic reference field strengths, for example over a night without any living being being in the vicinity of the sensor unit. The environment of the sensor unit can also generally be referred to as a measuring area.
Danach kann dann in den Folgenächten eine Magnetokardiogramm-Messung an einem Lebewesen, welches sich im Messbereich befindet, durchgeführt werden. Dies bedeutet, dass mittels der Sensoreinheit eine magnetische Messfeldstärke erfasst wird, wenn sich das Lebewesen im Umfeld der Sensoreinheit befindet.A magnetocardiogram measurement can then be carried out on a living being that is in the measurement area in the following nights. This means that a magnetic measuring field strength is detected by the sensor unit when the living being is in the vicinity of the sensor unit.
Dass die Referenzmessung eine Nacht lang durchgeführt werden kann, ist beispielhaft zu verstehen. Auch kürzere Zeiträume, beispielsweise wenige Minuten, können vorgesehen sein. Beispielsweise reichen wenige Minuten während eines Vorbereitens der Matratze für die Nacht aus. Wenige Minuten reichen zum Beispiel auch aus, wenn das Verfahren in einem Fahrzeug, beispielsweise Kraftfahrzeug, oder in einem Krankenhaus angewandt wird.The fact that the reference measurement can be carried out over one night is to be understood as an example. Shorter periods of time, for example a few minutes, can also be provided. For example, just a few minutes while preparing the mattress for the night is enough. A few minutes are sufficient, for example, if the method is used in a vehicle, such as a motor vehicle, or in a hospital.
Zum Beispiel ist allgemein vorgesehen, dass die magnetische Referenzfeldstärke von der gemessenen magnetischen Messfeldstärke abgezogen wird. Dies insbesondere tageszeitsynchron, allgemein uhrzeitsynchron. Zum Beispiel wird das Referenzsignal von dem Messsignal abgezogen, wobei das Magnetokardiogrammsignal zum Beispiel basierend auf dem entsprechend abgezogenen Messsignal ermittelt wird. Zum Beispiel ist vorgesehen, dass zu Zeitpunkten oder Zeitintervallen, zu welchen gemäß der magnetischen Referenzfeldstärke Störsignale und/oder Hintergrundsignale auftreten, entsprechende Filter vorgesehen werden, welche diese Störsignale und/oder Hintergrundsignale aus den Messsignalen herausfiltern. So können zum Beispiel immer zu gleichen Zeitpunkten auftretende Störsignale effizient herausgefiltert werden. Zum Beispiel kann so eine magnetische Störung, welche durch einen Antriebsmotor eines elektrischen Rollladens ausgelöst wird, effizient herausgefiltert werden. Zum Beispiel kann basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke ermittelt werden, dass zu einer bestimmten Uhrzeit der Rollladen hoch- oder herunterfährt, sodass zu diesen Uhrzeiten mit einem Störsignal zu rechnen ist, sodass zu diesen Uhrzeiten im Messsignal entsprechend dieses Störsignal herausgefiltert werden kann.For example, it is generally provided that the magnetic reference field strength is subtracted from the measured magnetic measuring field strength. This is particularly synchronous with the time of day, generally synchronous with the time. For example, the reference signal is subtracted from the measurement signal, with the magnetocardiogram signal being determined, for example, based on the correspondingly subtracted measurement signal. For example, it is provided that at times or time intervals at which interference signals and/or background signals occur according to the magnetic reference field strength, corresponding filters are provided which filter out these interference signals and/or background signals from the measurement signals. For example, interference signals that always occur at the same time can be efficiently filtered out. For example, a magnetic interference caused by a drive motor of an electric roller shutter can be efficiently filtered out. For example, based on the magnetic reference field strength, it can be determined that the roller shutter is raised or lowered at a certain time, so that an interference signal is to be expected at these times, so that this interference signal can be filtered out in the measurement signal at these times.
Zum Beispiel können Muster in den magnetischen Referenzfeldstärken erkannt werden. Solche Muster können auch angelernt werden im Auftreten des Störsignalzeitpunkts. Dies bedeutet, dass, wenn bekannt ist, dass eine Störung immer zu einem gleichen Zeitpunkt auftritt, dann der zeitliche Verlauf der magnetischen Referenzfeldstärke zu diesen Zeitpunkten als herauszufilterndes Muster festgelegt wird. Ein Beispiel ist, wenn ein elektrisch angetriebenes Schienenfahrzeug zu ungefähr gleichen oder ähnlichen Zeitpunkten im Umfeld der Sensoreinheit fährt und so durch eine Stromaufnahme für den Antriebsmotor die MKG-Messung stört. So können insbesondere in effizienter Weise für bestimmte Tages- oder Nachtzeiten auch die Filter für eine Datenauswertung angepasst werden.For example, patterns in the magnetic reference field strengths can be recognized. Such patterns can also be learned when the interference signal occurs. This means that if it is known that a disturbance always occurs at the same time, then the time course of the magnetic reference field strength at these times is defined as a pattern to be filtered out becomes. An example is when an electrically driven rail vehicle travels in the vicinity of the sensor unit at approximately the same or similar times and thus disrupts the MKG measurement due to current consumption for the drive motor. In particular, the filters for data evaluation can be adapted efficiently for certain times of the day or night.
Hierbei können klassische Mustererkennungsverfahren verwendet werden und/oder Maschinelles-Lernen verwendet werden. So können zum Beispiel charakteristische Rauschmuster in den Referenzdaten, also in der erfassten magnetischen Referenzfeldstärke, identifiziert werden, beispielsweise eine Vorbeifahrt eines Schienenfahrzeugs, beispielsweise einer Straßenbahn, oder ein Fahren eines Aufzugs. Die erkannten Rauschmuster können dann zur Rauschunterdrückung zum Beispiel vom gemessenen Signal, also Messsignal, abgezogen werden, respektive können die entsprechen Filterkriterien angelernt werden.Classic pattern recognition methods can be used and/or machine learning can be used. For example, characteristic noise patterns can be identified in the reference data, i.e. in the recorded magnetic reference field strength, for example a rail vehicle passing by, for example a tram, or an elevator moving. The recognized noise patterns can then be subtracted from the measured signal, i.e. the measurement signal, for noise suppression, or the corresponding filter criteria can be trained.
Durch eine kontinuierliche Analyse der Messdaten, also der magnetischen Messfeldstärke, können so weitere Muster identifiziert werden und es kann in vorteilhafter Weise eine Datenqualität verbessert werden.By continuously analyzing the measurement data, i.e. the magnetic measuring field strength, further patterns can be identified and data quality can advantageously be improved.
Durch eine Identifikation von Zeitpunkten respektive Mustern mit besonders hohem Rauschen können zum Beispiel Zeitabschnitte mit reduzierter Funktionalität hinsichtlich einer MKG-Messung identifiziert werden. Dies erlaubt es, für weitere Analysen diese Zeitabschnitte nicht zu berücksichtigen respektive eine Rückmeldung über die Nicht-Funktionalität der Vorrichtung hinsichtlich der MKG-Messung zu geben. Vorteilhaft ist insbesondere, dass hier durch die Identifikation von Mustern eine Vorhersage über die voraussichtliche Dauer und den Grad der Störung gegeben werden kann. Nach den so beschriebenen Mustern gewichtete Daten können dann zum Beispiel in einer Datenbank verwaltet, zum Beispiel online verwaltet, werden und können bei einer Datenauswertung und einer damit einhergehenden Funktionalität, beispielsweise einer Alarmierung, dass eine Funktionalität eingeschränkt ist, genutzt werden.By identifying times or patterns with particularly high noise, time periods with reduced functionality with regard to an MCG measurement can, for example, be identified. This makes it possible not to take these time periods into account for further analyzes or to provide feedback about the non-functionality of the device with regard to the MKG measurement. What is particularly advantageous is that by identifying patterns, a prediction can be made about the expected duration and degree of the disruption. Data weighted according to the patterns described in this way can then be managed, for example, in a database, for example managed online, and can be used in data evaluation and an associated functionality, for example an alert that a functionality is restricted.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102018214617 A1 [0003]DE 102018214617 A1 [0003]
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