DE19755469A1 - Verfahren zur Überwachung von Lebensfunktionen eines Organismus und Vorrichtung zur Erfassung von durch Lebensfunktionen verursachten Kräften - Google Patents

Verfahren zur Überwachung von Lebensfunktionen eines Organismus und Vorrichtung zur Erfassung von durch Lebensfunktionen verursachten Kräften

Info

Publication number
DE19755469A1
DE19755469A1 DE1997155469 DE19755469A DE19755469A1 DE 19755469 A1 DE19755469 A1 DE 19755469A1 DE 1997155469 DE1997155469 DE 1997155469 DE 19755469 A DE19755469 A DE 19755469A DE 19755469 A1 DE19755469 A1 DE 19755469A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
hose
forces
pressure
pressure sensor
mat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE1997155469
Other languages
English (en)
Inventor
Jonas Moehricke
Manfred Dr Pinnow
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MONITORING fur LABOR und MEDI
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
MONITORING fur LABOR und MEDI
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MONITORING fur LABOR und MEDI, Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical MONITORING fur LABOR und MEDI
Priority to DE1997155469 priority Critical patent/DE19755469A1/de
Publication of DE19755469A1 publication Critical patent/DE19755469A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/113Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb occurring during breathing

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von Lebensfunktionen eines Organismus sowie eine Vorrichtung zur Erfassung von durch die Lebensfunktionen ver­ ursachten dynamischen Kräften.
Es ist bekannt, die Lebensfunktionen eines Organismus bzw. eines Lebewesens zu überwachen, um Aussagen über dessen Gesundheitszustand zu erhalten oder um zu neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen zu gelangen. Beispielsweise werden solche Über­ wachungen, sogenanntes Monitoring, am Menschen in Schlaflabors durchgeführt. Bei Säuglingen dient die Überwachung auch als vorbeugende Maßnahme, um den sogenannten plötzlichen Kindstod zu verhindern, an welchem jährlich einige Hundert Kinder in Deutschland sterben. Die Überwachung erfolgt visuell oder durch eine meßtechnische Erfassung wichtiger Körperfunktionen. Je nach Notwendigkeit können physikalische Größen, welche zur Beschreibung bestimmter Lebensfunktionen dienen, qualitativ oder quantitativ erfaßt werden.
Für die Überwachung der Lebensfunktionen durch die Erfassung physikalischer Größen sind bereits unterschiedlichste Verfahren und Vorrichtungen bekannt geworden. Die Erfas­ sung der relevanten Größen erfolgt dabei berührend mittels Sensoren oder berührungslos. Beide Möglichkeiten weisen nach dem gegenwärtigen Stand der Technik Vor- und Nachteile auf.
Der Vorteil einer berührungslosen Überwachung ist darin zu sehen, daß Kabelverbin­ dungen zu dem Probanden entfallen, so daß keine Elektrizität bis in dessen Nähe geführt bzw. dessen Bewegungsfähigkeit nicht eingeschränkt wird. Auch ist für den Probanden bzw. bei Säuglingen für deren Eltern die psychologische Hemmschwelle gegen den Einsatz einer solchen Vorrichtung im allgemeinen niedriger. Die berührungslose Über­ wachung birgt aber das Problem in sich, daß von der entsprechenden Überwachungs­ einrichtung ein relativ großer Bereich, in dem sich das überwachte Lebewesen bzw. der überwachte Mensch bewegt, zu überstreichen ist. Der Erfassungsbereich einer solchen Einrichtung muß daher groß genug ausgelegt sein, um zu verhindern, daß der Proband diesen während des Überwachungsvorgangs ungewollt verläßt. Aus diesem Grund und aufgrund der Tatsache, daß die berührungslose Aufnahme bzw. Überwachung von physikalischen Größen im allgemeinen relativ störanfällig ist, sind nach diesem Prinzip arbeitende Vorrichtungen technisch meist sehr aufwendig.
Durch die DE 40 01 574 wird eine Vorrichtung offenbart, die berührungslos in der Nähe des Probanden auch geringste durch dessen Vitalfunktionen hervorgerufene Schwingungen erfaßt. Die in der Schrift offenbarte Vorrichtung ermöglicht insbesondere die Überwachung der Herz- und der Atemtätigkeit, welche in Form von Schwingungen durch mehrere, auf Dämpfungsfüßen gelagerte Kraftaufnehmer erfaßt werden. Durch ein mehr­ stufiges Filtersystem und mittels einer Fourier-Transformation werden die erfaßten Daten ausgewertet. Aus der Schrift ist dabei auch zu entnehmen, daß vergleichsweise aufwendige Maßnahmen getroffen werden müssen, um störende Umgebungseinflüsse soweit zu elimi­ nieren, daß sie das Meß- bzw. Überwachungsergebnis nicht verfälschen. Die Darstellung eines Blockschaltbildes zum Aufbau der Vorrichtung vermittelt dabei einen anschaulichen Eindruck von dem erforderlichen vorrichtungstechnischen Aufwand.
Für die berührende Überwachung ist die Verwendung sogenannter Sensormatten bekannt. Diese werden dem liegenden Probanden zur Erfassung der Vitalfunktionen untergelegt. Vergleichbar hierzu sind Lösungen, bei denen die Sensoren in dem Probanden anzule­ genden Gurten angeordnet sind. Die dabei bekannt gewordenen Vorrichtungen weisen den Nachteil auf, daß die Sensoren, welche zur Erfassung der durch den Probanden aufgrund der Vitalfunktionen ausgelösten mechanischen Kräfte dienen, mit elektrischen Anschlüssen versehen sein müssen. Das Heranführen elektrischer Teile an den Probanden erfordert jedoch besondere sicherheitstechnische Maßnahmen. Entsprechende Vorrichtungen müssen daher hinsichtlich ihrer Unbedenklichkeit technisch aufwendig geprüft und zertifiziert werden.
Ein Beispiel für eine Matte, welche der Erfassung der Atemtätigkeit eines auf ihr liegen­ den Probanden dient, ist in der DE 37 09 533 offenbart. Die Vorrichtung ist als eine Matte ausgebildet, die in ihrem Inneren eine piezoelektrische Folie aufweist. Zur Ausfüh­ rung der Funktion ist die Folie in geeigneter Weise strukturiert, wobei zwei mit getrennten elektrischen Anschlüssen versehene Flächenbereiche kammartig ineinanderragen. Ein Nachteil dieser Vorrichtung ist in dem bereits angesprochenen Problem des Heranführens elektrischer Größen in die unmittelbare Nähe des Probanden zu sehen. Ein weiterer wesent­ licher Nachteil besteht außerdem darin, daß das verwendete großflächige Piezo-Element in seiner Herstellung vergleichsweise teuer ist. Für die Erfassung der Atemtätigkeit ist es auch bekannt, den Probanden einen mit einem oder mehreren Dehnungsmeßstreifen versehenen Gurt anzulegen, wobei auch hier das Problem elektrischer Zuleitungen besteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Überwachung von Lebensfunktionen eines Organismus anzugeben und eine Vorrichtung zur Erfassung von durch die Lebensfunktionen eines Organismus verursachten dynamischen Kräften zu schaffen, welche aufgrund ihres einfachen Aufbaus preiswert herzustellen ist und dabei eine zuverlässige Erfassung der physikalischen Größen ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei dem vorgeschlagenen Verfah­ ren, durch die zu überwachenden Lebensfunktionen verursachte dynamische Kräfte mittels eines Drucksensors erfaßt, in elektrische Signale umgewandelt und Mitteln für eine Auswertung zugeführt werden, wobei die Erfassung der Kräfte durch eine indirekte Druckmessung erfolgt, bei welcher der Druck gemessen wird, den ein Medium auf den Drucksensor ausübt, das sich in einem abgeschlossenen Volumen befindet und aufgrund des Wirkens der erfaßten Kräfte in Richtung des Drucksensors verdrängt wird. Verfahrens­ gemäß werden damit die durch die Vitalfunktionen des überwachten Lebewesens verur­ sachten Kräfte nicht in seiner unmittelbaren Nähe durch elektrische bzw. elektronische Elemente erfaßt, sondern zunächst durch Verdrängung eines Mediums weitergeleitet und erst im weiteren Verlauf außerhalb des eigentlichen Bereiches der unmittelbaren Meßwerterfassung in auswertbare elektrische Größen umgewandelt.
Das Verfahren ist dabei vorteilhaft so ausgestaltet, daß die von den überwachten Lebens­ funktionen verursachten Kräfte radial in eine, ohne Belastung durch diese Kräfte, unter atmosphärischem Druck stehende Luftsäule eingetragen, in Längsrichtung der Luftsäule fortgeleitet und von dem Drucksensor als ein gegenüber dem Atmosphärendruck erhöhter Luftdruck erfaßt werden. Das heißt, daß die radial einwirkenden Druckkräfte in eine in der Längsrichtung der Luftsäule wirkende Druckkomponente überführt und durch Messung dieser Komponente mit dem Drucksensor indirekt erfaßt werden.
Im Sinne des Verfahrens ist es dabei, mittels der indirekten Druckmessung die durch die Herzmuskel- und die Atemtätigkeit verursachten Kräfte zu erfassen und zu ihrer Über­ wachung bei der Auswertung die von ihnen am Drucksensor hervorgerufenen Signale aus der Gesamtheit der auch auf die Erfassung anderer Lebensfunktionen zurückzuführenden Signale herauszufiltern. Zur Gewinnung der über die Herzmuskel- und die Atemtätigkeit Auskunft gebenden Nutzsignale sind unterschiedliche, dem Fachmann geläufige Methoden denkbar. So kann die Auswertung unter anderem vorteilhaft auf rechentechnischem Wege, mittels bereits bekannter leistungsfähiger Software-Algorithmen erfolgen.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung von durch die Lebensfunktionen eines Organismus verursachten dynamischen Kräften, welche eine mögliche Umsetzung der dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrundeliegenden indirekten Erfassung der Kräfte mittels einer Druckmessung darstellt, werden die zu erfassenden Kräfte in ein Mittel zur Meßwerterfassung eingeleitet und einem Drucksensor zugeführt. Das Mittel zu Meß­ werterfassung ist als ein ein abgeschlossenes Volumen bildender, in sich geschlossener, mit Luft gefüllter Schlauch ausgebildet. Auf diesen in sich geschlossenen Schlauch, bei dem zumindest eines seiner Enden durch die druckempfindliche Fläche eines Drucksen­ sors verschlossen ist, wirken die zu erfassenden Kräfte von außen in radialer Richtung ein. Die in dem Schlauch enthaltene Luft steht ohne Einwirkung der zu erfassenden Kräfte unter atmosphärischem Druck und der Schlauch ist hinsichtlich des Materials und/oder seiner Wandungsdicke so ausgebildet, daß jede auf ihn einwirkende Kraft innerhalb des vorgesehenen Meßbereiches an der Stelle ihres Einwirkens zu einer Verringerung seiner Querschnittsfläche und infolge dessen zu einer Verringerung des von dem Schlauch ein­ geschlossenen Volumens führt. Durch diese Verringerung des Schlauchvolumens entsteht in der in ihm enthaltenen Luftsäule ein erhöhter Druck, welcher, sich in der Längsrichtung des Schlauches fortpflanzend, auf den den Schlauch verschließenden Drucksensor wirkt. Dieser ist so empfindlich, daß er Druckänderungen im Millinewton-Bereich registriert und so selbst eine Auswertung so geringer Kräfte ermöglicht, wie sie beispielsweise durch die Herzmuskeltätigkeit hervorgerufen werden. Derartige Sensoren werden bereits durch die Industrie bereitgestellt. Der zur Erfassung der eingetragenen Kräfte dienende Schlauch ist entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung als Schlaufe ausgelegt. Diese Schlaufe wird erhalten, indem ein Schlauchende wieder in den Schlauch einmündet, während das andere Schlauchende im erimdungsgemäßen Sinne zum Erhalt des abge­ schlossenen Volumens von dem Drucksensor verschlossen ist. Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit ist dadurch gegeben, daß die beiden Schlauchenden mittels eines drei Anschlüsse aufweisenden Verbindungsstückes zusammengeführt sind, wobei das Verbin­ dungsstück an zwei seiner Anschlüsse mit je einem Schlauchende und an dem dritten Anschluß mit einem von dem Drucksensor verschlossenem Schlauchabschlußstück verbunden ist. Das Schlauchabschlußstück kann dabei mechanisch stabiler sein als der der Meßwerterfassung dienende Schlauchabschnitt, um Störeinflüsse an dieser Stelle einwir­ kender Kräfte zu verringern.
Eine praktische Weiterbildung der Vorrichtung betrifft eine Matte, in welche der in sich geschlossene Schlauch so integriert ist, daß er die Aufnahme der durch die Herzmuskel- und/oder die Atemtätigkeit verursachten Kräfte bei einem auf der Matte liegenden Lebewesen im gesamten Bereich der Matte unabhängig von der Lage des Lebewesens auf der Matte ermöglicht. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der der Meßwertaufnahme dienende Schlauch innerhalb der Matte schlangenförmig oder in der Art eines Mäanders verlegt ist.
Eine andere mögliche Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gegeben, daß die Vorrich­ tung zur Erfassung der Kräfte als ein dem hinsichtlich seiner Lebensfunktionen zu überwachenden Lebewesen anzulegender Gurt ausgeführt ist. Sowohl die Matte, welche einem liegenden Probanden unterzulegen ist, als auch der Gurt bestehen vorteilhafterweise aus zwei Lagen eines weichen und elastischen Materials, zwischen denen der Schlauch zur Erfassung der dynamischen, durch die Vitalfunktionen des Probanden verursachten Kräfte in einer dem jeweiligen Anwendungsfall entsprechenden Lage fixiert ist. Als Material für die Matte oder den Gurt ist dabei beispielsweise Moosgummi verwendbar, der Schlauch kann aus PVC oder einem hinsichtlich seiner Dehnungseigenschaften vergleichbaren Material ausgebildet sein.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung, welche variabel in bezug auf die zu erfassenden Größen bzw. das zu überwachende Lebewesen ist, sind die beiden die Matte oder den Gurt bildenden Lagen des elastischen Materials sowie der zwischen ihnen fixierte Schlauch lösbar miteinander verbunden. Dadurch ist es möglich, die Lage des Schlauches innerhalb der Matte oder des Gurtes entsprechend dem Einsatzfall zu verändern. Außer­ dem kann der Schlauch ausgetauscht und so hinsichtlich seiner Materialbeschaffenheit und/oder seiner Dimensionierung an den Einsatzzweck anpaßt werden. Dazu können die beiden den Schlauch einschließenden Materiallagen vorteilhaft durch Druckknöpfe mitein­ ander verbunden sein.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist an mindestens einer Stelle des in sich geschlossenen Schlauches eine Luftaus- bzw. -eintrittsöffnung geringer Größe ausgebildet. Diese ist so dimensioniert, daß durch Tempe­ raturschwankungen hervorgerufene Änderungen des Luftdrucks im Innern des Schlauches durch nahezu statisch verlaufende Ausgleichsprozesse gegenüber dem Umgebungsdruck ausgeglichen werden. Durch das quasi-statische Zeitverhalten dieser Ausgleichsprozesse bleibt das Ergebnis der Erfassung der sich demgegenüber hinsichtlich ihrer Größe sehr schnell und dynamisch verändernden Kräfte nahezu unbeeinflußt.
Als Drucksensor wird vorteilhaft ein hochempfindlicher Sensor mit einer Membran aus einer piezoelektrischen Folie verwendet. Dieser ist durch ein Gehäuse vor mechanischen Einwirkungen geschützt und gegen elektrische Einflüsse abgeschirmt. Ein ebenfalls abgeschirmtes Kabel verbindet den Sensor mit dem hochohmigen Eingang eines Verstär­ kers.
Durch die indirekte Druckmessung, welche dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde­ liegt, ist es möglich, die Lebensfunktionen eines Probanden zu erfassen, ohne daß elektri­ sche Teile in dessen unmittelbarer Nähe angeordnet sein müssen. Die hierfür entsprechend der Erfindung geeignete Vorrichtung, mit welcher die Erfassung der auf die Lebensfunk­ tionen zurückzuführenden dynamischen Kräfte ermöglicht wird, weist einen sehr einfachen und kostengünstigen Aufbau auf. Der vorgeschlagene Aufbau ermöglicht es dabei auch, die Fläche in deren Bereich die relevanten Daten erfaßt werden, nahezu beliebig groß zu gestalten. Trotz der großen Abtastfläche wird jedoch nur ein kleiner Drucksensor benötigt, was sich wiederum vorteilhaft auf die Herstellungskosten auswirkt. Da der Sensor außer­ dem außerhalb der eigentlichen, für die Erfassung der physikalischen Größen dienenden Fläche positioniert ist, sind für ihn auch unterschiedliche Ausführungsformen möglich. Der Sensor kann dabei als aktives oder passives Element arbeiten. Wichtig ist nur, daß er die erforderliche Empfindlichkeit aufweist. Durch die Tatsache, daß der Sensor nach außen verlagert ist, verringert sich zudem der Aufwand, welcher erforderlich ist, um zu verhindern, daß der zu überwachende Proband mit elektrisch leitenden Elementen in Verbindung kommt.
Die Vorrichtung soll nachfolgend an einem praktischen Ausführungsbeispiel erläutert werden, wobei gleichzeitig das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt wird. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 Eine zur Erfassung dynamischer Kräfte dienende Matte in einer Durchsicht­ darstellung;
Fig. 2 Einen Schnitt durch die Matte gemäß Fig. 1 innerhalb der Einzelheit X;
Fig. 3 Eine Veranschaulichung des Wirkprinzips
Die Fig. 1 veranschaulicht die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Form einer Matte 7 zur Erfassung der auf die Lebensfunktionen zurückzuführenden dynamischen Kräfte eines Lebewesens. Die Vorrichtung ist in der Draufsicht dargestellt, wobei zur Sichtbarmachung aller wesentlicher Elemente eine Durchsichtdarstellung gewählt wurde.
In vorteilhafter Weise lassen sich mit der dargestellten Anordnung die Herz- und Atemtä­ tigkeit eines Probanden überwachen. In eine zweilagig ausgeführte Matte 7 ist ein in sich geschlossener Schlauch 3 integriert. Der Schlauch 3 bildet unterhalb der der Erfassung der Kräfte dienenden Fläche eine Schlaufe. Dazu sind die beiden Enden des Schlauches mittels eines drei Anschlüsse aufweisenden Verbindungsstückes 4 zusammengeführt. Jedes Schlauchende ist mit einem Anschluß des besagten Verbindungsstückes 4 verbunden. Der dritte Anschluß des Verbindungsstückes 4 ist über ein stabileres Schlauchabschlußstück 5 mit einem Drucksensor 6 verschlossen. Der in die Matte 7 eingeordnete Schlauch 3 ist mit Luft gefüllt, welche unter atmosphärischem Druck steht. Um die gesamte Fläche der Matte 7 empfindlich für die zu erfassenden Kräfte zu gestalten, ist der Schlauch 3 innerhalb der zweilagigen Matte 7 schlangenförmig geführt.
Die Fig. 2 veranschaulicht dabei nochmals die Einordnung des Schlauches 3 anhand eines in einer Schnittdarstellung wiedergegebenen Mattenausschnittes innerhalb der Einzelheit X. Die Matte 7 ist aus zwei Lagen 1, 2 eines weichen und elastischen Materials, beispielswei­ se Moosgummi, gebildet. Zwischen den beiden Materiallagen 1, 2 wird der Schlauch 3 fixierend gehalten. Zur Erfüllung der Funktion muß der, beispielsweise aus einem PVC bestehende Schlauch 3 geeignet dimensioniert sein. Die durch die Atem- und Herztätigkeit des Probanden verursachten Kräfte werden dadurch erfaßt, daß der Proband zur Beobach­ tung seiner Lebensfunktionen auf der erfindungsgemäßen Matte 7 liegt und so alle seine Körperregungen Kräfte verursachen, die in radialer Richtung auf den Schlauch 3 ein­ wirken. Hierdurch wird der Schlauch 3 an der jeweiligen Stelle um ein gewisses Maß zu­ sammengedrückt. Da der mit dem Sensor 6 verschlossene Schlauch 3 ein abgeschlossenes Volumen ausbildet, wird dieses Volumen durch die radial einwirkenden Druckkräfte in der Weise verringert, daß sich an der betreffenden Stelle des Schlauches 3 der Querschnitt verringert. Dies bewirkt, daß die radial eingetragenen Kräfte in der Schlauchlängsrichtung in Form einer Erhöhung des Druckes der im Schlauch 3 befindlichen Luft weitergeleitet werden. Die an der Stelle des Einwirkens der Kraft verdrängte Luft übt dadurch einen Druck auf den Sensor 6 am Schlauchende aus. Es ist klar, daß die Kräfte, die insbeson­ dere durch die Herztätigkeit verursacht werden, vergleichsweise sehr gering sind. Daher muß der Schlauch 3 so beschaffen sein, daß auch diese geringen Kräfte zumindest zu einer minimalen Verformung des Schlauches 3 führen. Das heißt, der Schlauch 3 muß weich und relativ dünnwandig sein. Auf der anderen Seite muß er aber auch so dickwandig sein, daß die an einer Stelle radial eingetragenen Kräfte an anderer Stelle keine radiale Dehnung des Schlauches 3 bewirken. An dem Sensor 6 werden aufgrund der äußerst geringen zu messenden Druckunterschiede besonders hohe Anforderungen gestellt. Als zweckmäßig ist ein Sensor 6, mit einer Piezo-elektrischen Druckfläche zu erachten. Dieser wird zur Vermeidung von Störeinflüssen von einem stabilen Gehäuse aufgenommen, welches ihn vor mechanischer Beanspruchung schützt und gegenüber elektrischen Störgrößen abschirmt. Das von dem Sensor 6 in eine elektrische Größe umgewandelte Drucksignal wird einer, in der Zeichnung nicht dargestellten Auswerteelektronik zugeführt, die es ermöglicht, diejenigen Impulse, welche durch die Atem- und die Herztätigkeit verursacht werden, aus der Vielzahl anderer Impulse - beispielsweise verursacht durch eine Bewegung des Probanden - herauszuseparieren. Dieses Problem kann sowohl hard- als auch softwaremäßig gelöst werden. Entsprechende Software-Algorithmen hierfür stehen bereits zur Verfügung.
Die Fig. 3 verdeutlicht nochmals die sich am Schlauch 3 aufgrund des Einwirkens einer radial gerichteten Kraft F einstellenden Verhältnisse. Der Schlauch 3 besitzt im unbela­ steten Zustand (Fig. 3a) eine Querschnittsfläche A0 und weist eine Wandung einer bestimmten auf den entsprechenden Anwendungsfall abgestimmten Stärke auf. Das Einwir­ ken der radialen Kraft F führt zu einer Verformung des Schlauches an der betreffenden Stelle. Seine Dimensionierung gewährleistet dabei, daß die sich aufgrund der Belastung einstellende Querschnittsfläche einen geringeren Flächeninhalt A1 (Fig. 3b) aufweist als die Querschnittsfläche A0 im unbelasteten Zustand. Dies ist aber gleichbedeutend damit, daß sich das abgeschlossene Volumen für die in dem Schlauch 3 befindliche Luft ebenfalls verringert, was zwangsläufig zu einer Erhöhung des in dem Schlauch 3 herrschenden Luftdrucks führt, die sich in der Schlauchlängsrichtung fortpflanzt und in Form eines Druckanstiegs an dem Drucksensor 6 zu registrieren ist.
Es wird deutlich, daß die geschilderte Wirkungsweise auf vergleichsweise einfachen physikalischen Mechanismen beruht. Dadurch wird auch der vor allem für eine Serienfer­ tigung äußerst günstige einfache Aufbau der Vorrichtung ermöglicht.
Bezugszeichenliste
1
Materiallage
2
Materiallage
3
Schlauch
4
Verbindungsstück
5
Schlauchabschlußstück
6
Sensor
7
Matte

Claims (15)

1. Verfahren zur Überwachung von Lebensfunktionen eines Organismus, bei dem durch die zu überwachenden Lebensfunktionen verursachte dynamische Kräfte mittels eines Drucksensors erfaßt, in elektrische Signale umgewandelt und Mitteln für eine Auswer­ tung zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung der Kräfte durch eine indirekte Druckmessung erfolgt, bei welcher der Druck gemessen wird, den ein Medium auf den Drucksensor ausübt, das sich in einem abgeschlossenen Volumen befindet und aufgrund des Wirkens der erfaßten Kräfte in Richtung des Drucksensors verdrängt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von den überwachten Lebensfunktionen verursachten Kräfte radial in eine, ohne Belastung durch diese Kräfte, unter atmosphärischem Druck stehende Luftsäule eingetragen, in Längs­ richtung der Luftsäule fortgeleitet und von dem Drucksensor als ein gegenüber dem Atmosphärendruck erhöhter Luftdruck erfaßt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mittels indirekter Druckmessung die durch die Herzmuskel- und die Atemtätigkeit verursachten Kräfte erfaßt und zu ihrer Überwachung bei der Auswertung die von ihnen am Drucksensor hervorgerufenen Signale aus der Gesamtheit der auch auf die Erfassung anderer Lebensfunktionen zurückzuführenden Signale herausgefiltert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung und das Herausfiltern der am Drucksensor registrierten und auf die Herzmuskel- und die Atemtätigkeit zurückzuführenden Signale auf rechentechnischem Wege erfolgt.
5. Vorrichtung zur Erfassung von durch die Lebensfunktionen eines Organismus verur­ sachten dynamischen Kräften mittels einer Druckmessung, bei der die in ein Mittel zur Meßwertaufnahme eingetragenen Kräfte mindestens einem Drucksensor zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Meßwertaufnahme ein ein abgeschlossenes Volumen bildender, in sich geschlossener, mit Luft gefüllter Schlauch (3) ist, auf den die zu erfassenden Kräfte von außen in radialer Richtung ein­ wirken und bei dem zumindest eines seiner Enden durch die druckempfindliche Fläche eines Drucksensors (6) verschlossen ist, wobei die Luft in dem Schlauch (3) ohne Einwirkung der zu erfassenden Kräfte unter atmosphärischem Druck steht und der Schlauch hinsichtlich des Materials und/oder seiner Wandungsdicke so ausge­ bildet ist, daß jede auf ihn einwirkende Kraft innerhalb des vorgesehenen Meßberei­ ches an der Stelle ihres Einwirkens zu einer Verringerung seiner Querschnittsfläche und infolge dessen zu einer Verringerung des von dem Schlauch (3) eingeschlossenen Volumens führt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (3) eine Schlaufe ausbildet, wobei ein Schlauchende wieder in den Schlauch (3) einmündet, während das andere Schlauchende von dem Drucksensor (6) verschlossen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (3) eine Schlaufe ausbildet und die beiden Schlauchenden mittels eines drei Anschlüsse aufweisenden Verbindungsstückes (4) zusammengeführt sind, wobei das Verbin­ dungsstück (4) an zwei seiner Anschlüsse mit je einem Schlauchende und an dem dritten Anschluß mit einem von dem Drucksensor (6) verschlossenem Schlauch­ abschlußstück (5) verbunden ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Meßwertaufnahme als eine Matte (7) ausgebildet ist, in welche der in sich geschlossene Schlauch (3) so integriert ist, daß er die Aufnahme der durch die Herz­ muskel- und/oder die Atemtätigkeit verursachten Kräfte bei einem auf der Matte (7) liegenden Lebewesen im gesamten Bereich der Matte (7) unabhängig von der Lage des Lebewesens auf der Matte ermöglicht.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der der Meßwert­ aufnahme dienende Schlauch (3) innerhalb der Matte (7) schlangenförmig oder in der Art eines Mäanders verlegt ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Meßwertaufnahme als ein dem hinsichtlich seiner Lebensfunktionen zu überwachenden Lebewesen anzulegender Gurt ausgeführt ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Matte (7) oder der Gurt aus zwei Lagen (1, 2) eines weichen und elastischen Mate­ rials gebildet ist, zwischen denen der der Meßwertaufnahme dienende Schlauch (3) in einer dem jeweiligen Anwendungsfall entsprechenden Lage fixiert ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden die Matte (7) oder den Gurt ausbildenden Lagen (1, 2) des elastischen Materials sowie der zwischen ihnen fixierte Schlauch (3) lösbar miteinander verbunden sind, so daß die Lage des Schlauches (2) zwischen den beiden Materiallagen (1, 2) veränderbar und/oder der Schlauch (3) hinsichtlich seiner Materialbeschaffenheit und/oder seiner Dimensionierung an den jeweiligen Einsatzzweck anpaßbar ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden die Matte (7) oder den Gurt ausbildenden Lagen (1, 2) miteinander mittels Druckknöpfen verbunden sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Stelle des in sich geschlossenen Schlauches (3) eine Luftaus- bzw. -eintrittsöffnung geringer Größe ausgebildet ist, welche so dimensioniert ist, daß durch Temperaturschwankungen hervorgerufene Änderungen des Luftdrucks im Innern des Schlauches (3) durch nahezu statisch verlaufende Ausgleichsprozesse gegenüber dem Umgebungsdruck ausgeglichen werden, wobei das Ergebnis der Erfassung der dynamischen Kräfte durch das quasi-statische Zeitverhalten dieser Ausgleichsprozesse nahezu unberührt bleibt.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Drucksensor (6) um einen hochempfindlichen Sensor mit einer Membran aus einer piezoelektrischen Folie handelt, welcher durch ein Gehäuse vor mechanischen Einwirkungen geschützt und gegen elektrische Einflüsse abgeschirmt ist und der über ein abgeschirmtes Kabel mit dem hochohmigen Eingang eines Verstärkers verbunden ist.
DE1997155469 1997-12-03 1997-12-03 Verfahren zur Überwachung von Lebensfunktionen eines Organismus und Vorrichtung zur Erfassung von durch Lebensfunktionen verursachten Kräften Withdrawn DE19755469A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1997155469 DE19755469A1 (de) 1997-12-03 1997-12-03 Verfahren zur Überwachung von Lebensfunktionen eines Organismus und Vorrichtung zur Erfassung von durch Lebensfunktionen verursachten Kräften

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1997155469 DE19755469A1 (de) 1997-12-03 1997-12-03 Verfahren zur Überwachung von Lebensfunktionen eines Organismus und Vorrichtung zur Erfassung von durch Lebensfunktionen verursachten Kräften

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19755469A1 true DE19755469A1 (de) 1999-06-17

Family

ID=7851810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1997155469 Withdrawn DE19755469A1 (de) 1997-12-03 1997-12-03 Verfahren zur Überwachung von Lebensfunktionen eines Organismus und Vorrichtung zur Erfassung von durch Lebensfunktionen verursachten Kräften

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19755469A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10001698A1 (de) * 1999-10-19 2001-04-26 Thomas Hilfen Hilbeg Gmbh & Co Vorrichtung und Verfahren zum Messen von Werten einer liegenden Person sowie Drucksensor
US6719708B1 (en) 1999-10-19 2004-04-13 Thomas Hilfen Hilbeg Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft Device and method for measuring values from a person lying down, and pressure sensor
WO2004073577A1 (en) * 2003-02-24 2004-09-02 Huntleigh Technology Plc Pad

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3709533C2 (de) * 1986-03-27 1988-12-15 Frhr. Von Herwig Dr.-Ing. 1000 Berlin De Nettelhorst
DE4001574A1 (de) * 1990-01-20 1991-07-25 Walz Elektronik Gmbh Vorrichtung zur erfassung der lebensfunktion von lebewesen
JPH05192315A (ja) * 1992-01-22 1993-08-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 体動検知装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3709533C2 (de) * 1986-03-27 1988-12-15 Frhr. Von Herwig Dr.-Ing. 1000 Berlin De Nettelhorst
DE4001574A1 (de) * 1990-01-20 1991-07-25 Walz Elektronik Gmbh Vorrichtung zur erfassung der lebensfunktion von lebewesen
JPH05192315A (ja) * 1992-01-22 1993-08-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 体動検知装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 5-192315 A., In: Pat. Abstr. of JP, Sect. C., Vol. 17 (1993), Nr. 662 (C-1130) *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10001698A1 (de) * 1999-10-19 2001-04-26 Thomas Hilfen Hilbeg Gmbh & Co Vorrichtung und Verfahren zum Messen von Werten einer liegenden Person sowie Drucksensor
US6719708B1 (en) 1999-10-19 2004-04-13 Thomas Hilfen Hilbeg Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft Device and method for measuring values from a person lying down, and pressure sensor
WO2004073577A1 (en) * 2003-02-24 2004-09-02 Huntleigh Technology Plc Pad

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69829152T2 (de) Vorrichtung zur Messung von Pulswellen
EP1350461A1 (de) Verfahren und Messgerät zur Bestimmung des Blutdrucks
DE102009019767A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Sturzerkennung
DE2809227A1 (de) Vorrichtung zur reproduzierbaren messung der festigkeit oder konsistenz oder zaehigkeit eines feststoffes
EP0603115A2 (de) Tretmühle für Ganganalyse
EP1873543B1 (de) Magnetfeldkompensationssystem mit erhöhter Bandbreite
DE69226922T2 (de) Nichtmagnetischer Taststimulator und Vorrichtung zur Anwendung eines solchen Taststimulators
DE112017006643T5 (de) Pulswellenmessvorrichtung, pulswellenmessverfahren und blutdruckmessgerät
EP3165886A1 (de) Kombinationsmessgerät zur messung des gewichts und mindestens eines weiteren körperparameters eines probanden
DE10119252A1 (de) Einrichtung zur personengebundenen Messung von Kennwerten der Hand- Arm- und Ganzkörperschwingungsbelastung an Arbeitsplätzen (Schwingungsdosimeter)
DE60020899T2 (de) Messeinrichtung zur Blutdruckmessung
DE102009028072A1 (de) Kalibrierungsverfahren und Betriebsverfahren für einen Bewegungssensor, sowie Bewegungssensor
DE69522864T2 (de) Messinstrument zur Bestimmung des Relaxierungsgrades
DE202010012837U1 (de) Anordnung zur Bestimmung des Durchflusses einer bidirektionalen, instationären Fluidströmung
EP0954239B1 (de) Messanordnung zur bestimmung der schubladenverschiebung
DE19755469A1 (de) Verfahren zur Überwachung von Lebensfunktionen eines Organismus und Vorrichtung zur Erfassung von durch Lebensfunktionen verursachten Kräften
DE7105520U (de) Vorrichtung zum messen von verschiebungen im zweidimensionalen bereich
EP1266622A1 (de) Vorrichtung zur Verformungs- und/oder Bewegungserfassung
EP1487332B1 (de) Messvorrichtung zur Reduzierung von Messfehlern
DE19900737C2 (de) Verfahren zur Korrektur der Meßergebnisse eines Koordinatenmeßgerätes und Koordinatenmeßgerät
DE4439253A1 (de) Pulsformmeßgerät
DE3715908A1 (de) Einrichtung zur laengenmessung
DE10031822A1 (de) Sicherheitsgurt-Vorrichtung zum Messen von Körperinformationen
DE102015113816A1 (de) Erfassungsvorrichtung zum Erfassen und Überwachen einer Körperhaltung oder eines Bewegungsablaufes eines Körperteils sowie Verfahren hierzu
DE19964592B4 (de) Schwingungsmeßgerät

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee