DE10352591A1

DE10352591A1 - Vorrichtung zur Überwachung von Vitalparametern

Info

Publication number: DE10352591A1
Application number: DE2003152591
Authority: DE
Inventors: Anja Falk; Melanie Münk; Michael Dipl.-Wirtsch.-Ing. Kirchner (FH); René Dipl.-Wirtsch.-Ing. Dünkler
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2003-11-11
Filing date: 2003-11-11
Publication date: 2005-06-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung von Vitalparametern einer Person, insbesondere eines Säuglings, mit ein oder mehreren Sensoren für die Erfassung eines oder mehrerer Vitalparameter, einer mit den Sensoren verbundenen Signalverarbeitungseinheit, die von den Sensoren erhaltene Signale verarbeitet und nach einem integrierten Programm auswertet, einem Übertragungsmodul zur Übertragung von Daten, die von der Signalverarbeitungseinheit als Ergebnis der Auswertung erhalten werden, an eine Empfangsstation, und einer Stromversorgungseinheit für die Sensoren der Signalverarbeitungseinheit und das Übertragungsmodul. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Übertragungsmodul zur drahtlosen Übertragung der Daten an die Empfangsstation ausgebildet ist und die Sensoren, die Signalverarbeitungseinheit, das Übertragungsmodul und die Stromversorgungseinheit in ein Armband integriert sind. DOLLAR A Mit der vorliegenden Vorrichtung lassen sich die Vitalparameter eines Säuglings auch im häuslichen Umfeld überwachen, ohne die Bewegungsfreiheit des Säuglings einzuschränken.

Description

Technisches Anwendungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung von Vitalparametern einer Person, insbesondere eines Säuglings, mit ein oder mehreren Sensoren für die Erfassung ein oder mehrerer Vitalparameter, einer mit den Sensoren verbundenen Signalverarbeitungseinheit, die von den Sensoren erhaltene Signale verarbeitet und nach einem integrierten Programm auswertet, einem Übertragungsmodul zur Übertragung von Daten, die von der Signalübertragungseinheit als Ergebnis der Auswertung erhalten werden, an eine Empfangsstation, und einer Stromversorgungseinheit für die Sensoren, die Signalverarbeitungseinheit und das Übertragungsmodul.
Die vorgeschlagene Vorrichtung lässt sich vor allem auf dem Gebiet der Medizintechnik einsetzen und dient insbesondere der Überwachung der Vitalparameter von Säuglingen.

Vitalparameter von Neugeborenen, wie beispielsweise Pulsschlag oder Atmung, müssen unter bestimmten Umständen in den ersten Lebenswochen oder -monaten überwacht werden, um bei Komplikationen ein schnelles Eingreifen sicherstellen zu können. Hierfür sind in den Kliniken Geräte vorhanden, mit denen Vitalparameter erfasst und an einem Monitor dargestellt werden können. Die Vitalparameter werden dabei mit Sensoren und Elektroden an dem Säugling gemessen und über verschiedene Kabel vom Säugling zum Gerät übertragen. Dies behindert jedoch den natürlichen Bewegungsablauf des Säuglings.

Auch im häuslichen Umfeld ist vielfach die Überwachung der Vitalparameter eines Säuglings erwünscht, um das Auftreten von Symptomen des plötzlichen Kindstods ausreichend schnell erkennen zu können. Hierfür werden im Handel Systeme angeboten, bei denen die Atmung der Säuglinge mittels Sensormatten überwacht wird, auf denen die Säuglinge liegen. Bei einem Aussetzen der Atmung wird dann ein Alarmsignal ausgelöst. Diese Systeme weisen jedoch eine sehr hohe Fehlalarmrate auf.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Überwachung der Vitalparameter, insbesondere von Säuglingen, anzugeben, die den natürlichen Bewegungsablauf des Säuglings nicht stört und sich insbesondere auch im häuslichen Umfeld ohne weiteres einsetzen lässt.

Darstellung der Erfindung

Die Aufgabe wird mit der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche oder lassen sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ausführungsbeispielen entnehmen.

Die vorliegende Vorrichtung zur Überwachung der Vitalparameter einer Person, insbesondere eines Säuglings, umfasst ein oder mehrere Sensoren für die Erfassung ein oder mehrerer Vitalparameter, eine mit den Sensoren verbundene Signalverarbeitungseinheit, die von den Sensoren erhaltene Signale verarbeitet und nach einem integrierten Programm auswertet, sowie ein Übertragungsmodul zur Übertragung von Daten, die von der Signalübertragungseinheit als Ergebnis der Auswertung erhalten werden, an eine Empfangsstation. Das Übertragungsmodul ist bei der vorliegenden Vorrichtung zur drahtlosen Übertragung der Daten an die Empfangsstation ausgebildet. Die Sensoren, die Signalverarbeitungseinheit, das Übertragungsmodul und eine erforderliche Stromversorgungseinheit für diese Komponenten sind in miniaturisierter Form in ein, vorzugsweise für die Anwendung bei einem Säugling miniaturisiertes, Armband integriert, das von der Person bzw. dem Säugling ohne Einschränkung in der Bewegungsfreiheit getragen werden kann.

Die ein oder mehreren Vitalparameter werden mit den Sensoren an diesem Armband erfasst und entweder die Messsignale nach einer Signalverarbeitung und Teilauswertung als digitale Daten oder direkt ein Ergebnis einer Vollauswertung drahtlos an eine Empfangsstation übermittelt. Die drahtlose Übertragungstechnik, insbesondere mittels einer Funkverbindung, ermöglicht dem Patienten die größtmögliche Bewegungsfreiheit und optimale Betreuung auch im häuslichen Umfeld. Sekundäre Krankheiten, die durch einen Bewegungsmangel aufgrund einer Verkabelung mit verursacht werden können, werden dadurch vermieden.

Die mit den Sensoren erfassten Vitalparameter werden somit entweder bereits in der Signalverarbeitungseinheit des Armbandes, die vorzugsweise durch einen integrierten Schaltkreis (IC) gebildet ist, oder in einer Auswerteeinheit der Empfangsstation ausgewertet und bei Erreichen kritischer Werte ein Alarm ausgelöst. Die Signalverarbeitungseinheit und/oder die Empfangsstation beinhalten dabei ein integriertes Programm, nach dem die Auswertung und eines Alarms durchgeführt wird.

In der bevorzugten Ausgestaltung werden die erfassten und verarbeiteten, insbesondere digitalisierten Signale, mit vorgegebenen Grenzwerten verglichen und bei Über- oder Unterschreiten der Grenzwerte ein Alarmsignal ausgelöst. Um eine hohe Zuverlässigkeit der Vorrichtung zu garantieren, können diese Grenzwerte der Vitalparameter dem Alter der Person, insbesondere des Säuglings, angepasst werden, da sich diese vor allem im ersten Lebensjahr eines Säuglings ändern. Als Vitalparameter wird hierbei beispielsweise der Pulsschlag oder die Atmung mit entsprechenden Sensoren erfasst, die aus dem Bereich der Medizintechnik für derartige Messungen bekannt sind. Insbesondere eignen sich hierfür Elektroden, die an der Innenseite des Armbandes angebracht sind und durch das Anlegen des Armbandes direkten Kontakt mit der Haut des Patienten erhalten.

Das in die Signalverarbeitungseinheit des Armbandes integrierte Programm lässt sich vorzugsweise durch ein Software-Update abändern, aktualisieren oder austauschen, so dass jederzeit eine Anpassung der Auswertung oder der dabei eingesetzten Grenzwerte an den Träger des Armbandes erfolgen kann. Hierfür umfasst die Signalverarbeitungseinheit vorzugsweise einen Mikroprozessor mit einem nicht flüchtigen, aber wiederbeschreibbaren Speicher, der das Programm aufnimmt.

Die Stromversorgungseinheit im Armband ist vorzugsweise als wieder aufladbare Batterie ausgestaltet. Zum Aufladen dieser Batterie kann die Empfangsstation eine entsprechende Ladestation umfassen, in die das Armband zum Aufladen lediglich eingelegt werden muss.

In der bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung ist die Empfangsstation in ein sende- oder empfangsseitiges Babyphon integriert, d.h. in ein Babyüberwachungssystem, das Geräusche des zu überwachenden Raumes drahtlos zum Empfänger überträgt. Der Empfänger gibt das Geräusch dann akustisch und gegebenenfalls auch optisch wieder. Diverse Babyübertragungssysteme zur Übertragung von Geräuschen sind am Markt vorhanden. Durch die Integration der vorliegenden Empfangsstation in ein derartiges Babyphon lassen sich diese bekannten und im häuslichen Bereich häufig eingesetzten Geräte auch für die Überwachung der Vitalparameter einsetzen. In diesem Fall löst das empfangsseitige Babyphon auch bei Über- oder Unterschreiten der entsprechenden Grenzwerte für Vitalparameter einen entsprechenden akustischen oder optischen Alarm aus. Diese Ausgestaltung entspricht auch dem bevorzugten Anwendungsgebiet der vorliegenden Vorrichtung im häuslichen Bereich, bei dem das Armband in Kombination mit einem herkömmlichen Babyüberwachungssystem eingesetzt wird.

Neben dieser Nutzung durch den privaten Konsumenten, bei der die Aufsichtsperson durch akustischen oder optischen Alarm über den kritischen Zustand des Säuglings informiert wird, kann die vorliegende Vorrichtung auch im klinischen Einsatz Anwendung finden. Hierbei können beispielsweise mehrere Armbänder für die Überwachung mehrerer Patienten die jeweiligen Daten an eine zentrale Basisstation zur Auswertung senden, die vom Klinikpersonal überwacht wird. Das Übertragungsmodul kann dabei auch für die drahtlose Anbindung an ein Netzwerk, bspw. über WLAN, ausgebildet sein, so dass über dieses Netzwerk die Daten mehrerer Patienten an einer zentralen Überwachungs- bzw. Basisstation zusammengeführt werden können.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung ist weiterhin vorgesehen, dass die durch das Armband übermittelten Daten in einer Speichereinheit der Empfangsstation gespeichert werden. Die gespeicherten Daten können später ausgelesen werden, um diese Informationen Ärzten oder der medizinischen Forschung zur Verfügung zu stellen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Vorrichtung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals kurz erläutert. Hierbei zeigen:
1 eine schematische Übersicht über den Aufbau der vorliegenden Vorrichtung; und
2 ein Beispiel für die Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung als Armband, das die erfassten Daten an ein Babyphon übermittelt.
Wege zur Ausführung der Erfindung
In der schematischen Darstellung der 1 sind die wesentlichen Komponenten der vorliegenden Vorrichtung zu erkennen. Über ein oder mehrere Sensoren 1 werden die Vitalparameter – dies können ein oder mehrere Parameter (VP1 ... VPn) sein – erfasst. Die Sensorsignale werden an die Signalverarbeitungseinheit 2 übermittelt, mit der die Sensoren 1 verbunden sind. In der Signalverarbeitungseinheit 2 werden die Signale im vorliegenden Beispiel gefiltert und anschließend digitalisiert. Die digitalisierten Werte werden dann mit vorgegebenen Grenzwerten für die einzelnen Vitalparameter verglichen, die in der Signalverarbeitungseinheit 2 hinterlegt sind. Je nach Vorgabe werden dann bei Über- oder Unterschreiten eines Grenzwertes Daten an ein Funkmodul 3 übermittelt, die vom Funkmodul 3 drahtlos an eine Empfangsstation 5 gesendet werden. Die Empfangsstation 5 löst dann bei Empfang dieser Daten ein Alarmsignal, vorzugsweise in akustischer Form, aus.
In einer alternativen Ausgestaltung können die von der Signalverarbeitungseinheit 2 erhaltenen Signale nach entsprechender Verarbeitung und Teilauswertung als digitale Daten auch ohne vorherigen Vergleich über das Funkmodul 3 an die Empfangsstation 5 übermittelt werden. Der Vergleich mit den Grenzwerten wird dann in einer Auswerteeinheit 8 der Empfangsstation 5 durchgeführt.
Das Armband, in dem die Sensoren 1, die Signalverarbeitungseinheit 2 sowie das Funkmodul 3 in miniaturisierter Form integriert sind, weist weiterhin eine Batterie 4 sowie gegebenenfalls eine Ladeelektronik für die Batterie 4 auf, um die Stromversorgung der einzelnen Komponenten sicherzustellen. Die Empfangsstation 5 umfasst im vorliegenden Beispiel auch eine Speichereinheit 9 sowie eine Ladeelektronik 10 zur Aufladung der Batterie 4 des Armbandes 6.
2 zeigt schließlich beispielhaft eine Realisierung der vorliegenden Vorrichtung als Armband 6, das am Arm eines Säuglings angebracht wird. Als Empfangsstation dient hierbei das senderseitige Gerät eines Babyphons 7, das bei Empfang von Alarmdaten über das Armband 6 ein akustisches Alarmsignal 11 am empfangsseitigen Babyphon 7 auslöst. An Stelle des sendeseitigen können die Daten bei entsprechender Sendestärke auch direkt an das empfangsseitige Gerät des Babyphons 7 übertragen werden, wie dies in der 2 gestrichelt angedeutet ist.
BEZUGSZEICHENLISTE

Claims

Vorrichtung zur Überwachung von Vitalparametern einer Person, insbesondere eines Säuglings, mit – ein oder mehreren Sensoren (1) für die Erfassung ein oder mehrerer Vitalparameter; – einer mit den Sensoren (1) verbundenen Signalverarbeitungseinheit (2), die von den Sensoren (1) erhaltene Signale verarbeitet und nach einem integrierten Programm auswertet; – einem Übertragungsmodul (3) zur Übertragung von Daten, die von der Signalverarbeitungseinheit (2) als Ergebnis der Auswertung erhalten werden, an eine Empfangsstation (5); und – einer Stromversorgungseinheit (4) für die Sensoren (1) der Signalverarbeitungseinheit (2) und das Übertragungsmodul (3); dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsmodul (3) zur drahtlosen Übertragung der Daten an die Empfangsstation (5) ausgebildet ist und die Sensoren (1), die Signalverarbeitungseinheit (2), das Übertragungsmodul (3) und die Stromversorgungseinheit (4) in miniaturisierter Form in ein Armband (6) integriert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Armband (6) für den Arm eines Säuglings ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere der Sensoren (1) für die Erfassung des Pulses ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Programm der Signalverarbeitungseinheit (2) so ausgebildet ist, dass die Sensorsignale in der Signalverarbeitungseinheit (2) mit Grenzwerten verglichen werden, bei deren Über- oder Unterschreitung Daten an das Übertragungsmodul (3) übermittelt werden, die in der Empfangsstation (5) einen Alarm auslösen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsstation (5) eine Auswerteeinheit (8) umfasst, die die von dem Übertragungsmodul (3) übermittelten Daten nach einem integrierten Programm auswertet.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Programm der Empfangsstation (5) so ausgebildet ist, dass die Daten in der Auswerteeinheit (8) mit Grenzwerten verglichen werden, bei deren Über- oder Unterschreitung ein Alarmsignal ausgelöst wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungseinheit (2) so ausgebildet ist, dass das integrierte Programm geändert oder ausgetauscht werden kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungseinheit (4) eine wieder aufladbare Batterie ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsstation (5) eine Speichereinheit (9) zur Speicherung der vom Übermittlungsmodul (3) übermittelten Daten aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsstation (5) in ein Babyphon (7) integriert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsstation (5) eine Ladestation mit einer Ladeelektronik (10) für das Aufladen der wieder aufladbaren Batterie des Armbandes (6) aufweist.