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 KräftenInfo
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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.
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.
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 |
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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) |
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