DE19929474C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Gesundheitsüberwachung einer Mehrzahl von Lebewesen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Gesund­ heitsüberwachung von einer Mehrzahl von Lebewesen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (DE 35 09 503 C2). Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Gesund­ heitsüberwachung in einer Ausbildung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 7.

Die Gesundheitsüberwachung von Lebewesen, sei es von Mensch und Tier, ist auf verschiedene Arten durchführbar. Als sehr wichtiges Kriterium für den Gesundheitszustand eines menschlichen bzw. tierischen Organismusses ist die Körpertemperatur anzusehen, da sich über Temperaturkurven Tendenzen über die Fortentwicklung eines Gesundheits­ zustandes ablesen lassen.

Während eines Krankheitsverlaufes werden daher sowohl bei Mensch als auch bei Tier die Körpertemperatur regelmäßig gemessen. Dies geschieht herkömmlicher Weise auf manuellem Wege. Auch während besonderer Zustände, z. B. während der Endphase einer Schwangerschaft oder im Verlaufe einer Ge­ burt, ist die Kenntnis der Körpertemperatur für weitere Behandlungsmaßnahmen von Bedeutung. Da sich aber die Kenntnis in zunehmendem Maße durchsetzt, daß z. B. bei Aus­ wertung von Körpertemperaturwerten vor einem sichtbaren Krankheitsbild auch gesundheitserhaltene Maßnahmen durch­ geführt werden können, ist in der jüngeren Vergangenheit auch daran gedacht worden, z. B. in der Tierhaltung mit größeren Tierbeständen, eine automatisch arbeitende Körpertemperaturüberwachung durchzuführen, da es für der artige auf Tierhaltung spezifierte landwirtschaftliche Be­ triebe vom notwendigen Zeitaufwand her nicht möglich ist, auf manuellem Wege eine derartige Körpertemperaturüber­ wachung durchfzuführen.

Es ist in der jüngeren Vergangenheit versucht worden, auf undirektionalem Wege die Körpertemperatur zu ermitteln. Dazu wurden Sauen mit Körpertemperatursensoren versehen, die in bestimmten Zeittakten die ermittelten Körper­ temperaturwerte an eine Basisstation weitergeleitet haben, die ihrerseits Datentelegramme an einen Zentralrechner zur Auswertung der aktuellen sauenspezifischen Temperaturwerte gegeben haben. Innerhalb des Zentralrechners wurden die Körpertemperaturkurven verglichen mit verschiedenen vorgegebenen Sollkurven, die für die unterschiedlichsten Zustands- und Krankheitsbilder im Zentralrechner einge­ geben sind. Dabei hat sich jedoch herausgestellt, daß trotz funkuhrgesteuerter Sendezeiten der einzelnen Körper­ temperatursensoren die erreichbaren Meßergebnisse nicht zufriedenstellend waren, da bei einem größeren Sauen­ bestand und vorgegebenen Sendezeiten z. B. durch Stör­ faktoren und nicht exakt eingestellter Zeiten es vielfach zu einer Vermischung von Daten kam oder aber auch einzelne Sendeprotokolle aufgrund der nicht einzuhaltenen Sende- und Sendezeitgenauigkeit übermittelt werden konnten.

Weiterhin wird in der DE 35 09 503 C2 eine Vorrichtung zum Messen eines Körperparameters zum Bestimmen des Eisprunges beschrieben, bei der in festgelegten Zeitintervallen Temperaturwerte gespeichert werden, die dann auf ein externes Befehlssignal hin aus dem Datenspeicher an eine Basisstation ge­ sendet werden sollen. Diese Vorrichtung wird vaginal in den entsprechenden Körper eingeführt und mit zwei in die Eileiter einführbaren Halteorganen befe­ stigt. Nachteilig ist hierbei, daß es aufgrund der inneren Anwendung dieser Vor­ richtung zu schwerwiegenden Verletzungen des Körpers kommen kann.

Des weiteren wird in der GB 2 271 691 A ein Verfahren zur Synchronisation von Telemetriesystemen beschrieben, welches den Vorteil besitzt, eine kollisions­ freie Datenübertragung von einer Vielzahl von entfernten Sendestationen zu einer oder mehrerer Basisstationen hin zu ermöglichen. Nachteilig ist hierbei, daß dieses System lediglich auf eine Verwendung genau einer Frequenz bei stationären Anlagen ausgelegt ist. Aufgrund der endlichen Anzahl von für eine Datenübertragung zur Verfügung stehenden Zeitslots sinnvoller Länger kann es hier aufgrund von nicht stationärer Anwendung bei einer sehr großen Anzahl von Sendereinheiten zu Übertragungsproblemen kommen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gesundheitsüberwachung von einer Mehrzahl von Lebewesen der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem bzw. mit der eine sichere Übertragung ermittelter Werte und damit eine sichere Überwachung von auch größeren Lebewesenbeständen durchführbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich das Verfahren der eingangs genannten Art durch die im Patentanspruch 1 an­ gegebenen Merkmale aus. Hinsichtlich wesentlicher weiterer Verfahrensmerkmale wird auf die Ansprüche 2 bis 6 ver­ wiesen.

Die Vorrichtung der eingangs genannten Art zur insbe­ sondere Durchführung des vorgenannten Verfahrens zeichnet sich durch die im Patentanspruch 7 angegebenen Merkmale aus, wobei vorteilhafte und wesentliche Ausgestaltungen dieser Vorrichtung in den Ansprüchen 8 bis 13 angegeben sind.

Bei dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein bidirektionales Verfahren mit beeinfluß­ barer Zwischenspeicherung der ermittelten Werte im Körper­ temperatursensor, wobei nicht nur eine Synchronisation der verschiedenen Körpertemperatursensoren individuell zu­ einander anpaßbar ist, sondern auch individuell einzelne überwachte Lebewesen, z. B. nach Erkennung eines besorgnis­ erregenden Zustandes, auf kürzere Meßwertzeitintervalle gesetzt werden können mit auch der sich daraus ergebenen Möglichkeit, auch die Zeitintervalle zur Meßwertüber­ tragung mit einer erhöhten Priorität zu versehen. Dabei findet eine systeminterne Abstimmung zwischen solchen Steuerimpulsen und den Synchronisationsimpulsen statt. Dazu ist selbstverständlich Voraussetzung, daß die Körper­ temperatursensoren im Gegensatz zu früheren Systemen als Sender/Empfängereinheit auszubilden sind, wobei die Sendereinheiten auch derart anpaßbar sind, daß die Sende- und Empfangsfrequenz zu verändern ist, um auch größere Bestände von z. B. 1000 Sauen auf zwei verschiedenen Breit­ bandfrequenzen mit daran angepaßten Körpertemperatur­ sensoren und zugehörigen Basisstationen überwachen zu können.

Zweckmäßigerweise sind die Körpertemperatursensoren am Ohr der Sauen durch besondere Maßnahmen so montiert, daß die Innenseite des Körpertemperatursensors (KTS) immer Haut­ kontakt mit dem Ohr der Sau hat.

Der Körpertemperatursensor ist an der Innenseite tempe­ ratursensibel, und zwar dergestalt, daß ein elektronischer Temperatursensor möglichst nahe an einem zentralen Punkt im Gehäuse positioniert ist. Die Körpertemperatur wird in Intervallen z. B. von 15 Minuten gemessen und in einen internen Speicher eingetragen und zusammen mit einer An­ zahl von Meßwerten als Meßwertbündel über die Funkdaten­ strecke zur Basisstation in komprimierter Form übertragen. Dabei wird immer ein Bündel von Meßwerten übertragen, und zwar auch dann, wenn das Zeitintervall durch Empfang eines Steuerimpules von z. B. einem Meßwertzyklus von 15 Minuten auf 2 Minuten herabgesenkt wird, um z. B. während der Geburtsphase einer Sau innerhalb eine derartige Sau mit höchster Priorität zu überwachen. Durch die entsprechenden Synchronisationsimpulse kann dann der Sendezeitslot eines mit höherer Priorität arbeitenden Körpertemperatursensors angepaßt werden.

Es können z. B. bis zu 512 Sensoren im Zeitmultiplexver­ fahren auf dem gleichen Sendekanal synchronisiert ihre Meßwerte übertragen. Jeder einzelne Körpertemperatursensor sendet zeitlich versetzt entsprechend seinem zugeordneten Sendezeitslot. Die Synchronisation dieser Sendezeiten erfolgt einerseits über einen internen Zeittaktgeber innerhalb des Körpertemperatursensors, der durch ausgesendete Synchronisationsimpulse von einer Basis­ station innerhalb einer festgelegten Toleranz synchro­ nisiert wird. Die Körpertemperatursensoren senden selbständig zu ihren vorgegebenen Sendezeiten. Nach Senden der Meßwerte kann jeder Körpertemperatursensor in ein Energiesparmodus überführt werden. Zur Zeitsynchroni­ sation hört der Körpertemperatursensor in Intervallen die Synchronisationsimpulse von Basisstationen ab und trimmt die interne Zeitbasis. Durch dieses Verfahren wird ein minimaler Energiehaushalt im Körpertemperatursensor erzielt. Durch die redundante Datenhaltung und das redun­ dante Senden der Meßwerte in Zeitintervallen wird ein außerordentlich günstiger Energiehaushalt erzielt.

Die Basisstationen empfangen die Temperaturtelegramme von allen Körpertemperatursensoren und speichern die Meßwerte zunächst in einem lokalen Speicher ab und melden dann per Statustelegramm an den Zentralrechner die zwischenge­ speicherten und noch nicht an den Zentralrechner über­ tragenen Meßwerte.

Die Körpertemperatursensoren werden vor ihrer Zuordnung zu einem Lebewesen zur Sendebereitschaft aktiviert und bei einer Herausnahme des Lebewesens aus einem Bestand wieder deaktiviert. Für die Zuordnung bzw. Akti­ vierung/Deaktivierung der Körpertemperatursensoren kann ein besonderes Programmiergerät eingesetzt werden. Dieses weist dann zweckmäßigerweise einen elektromagnetisch abge­ schirmten Behälter mit Funkdatenübertragungsstrecke im inneren auf. Andere Abschirmungsmaßnahmen sind auch denk­ bar. In diesen Behälter wird der Körpertemperatursensor eingelegt und über den Zentralrechner ein Programmier­ vorgang gestartet. Der Behälter ist abgeschirmt, damit die Funkdatenübertragung zu dem neu aufzunehmenden Körper­ temperatursensor ohne Beeinflussung der übrigen, bereits im System eingesetzten Körpertemperatursensoren statt­ finden kann. Dadurch wird erreicht, daß der aufzunehmende Körpertemperatursensor sofort angesprochen werden kann, ohne auf die im bestehenden System für die bereits einge­ setzten Körpertemperatursensoren festgelegten Sende- und Empfangszeiten warten zu müssen.

Durch den Programmiervorgang wird der Körpertemperatursen­ sor aus einem permanentem Sleepmodus aufgeweckt. Der per­ manente Sleepmodus ist gleichzusetzen mit einem ausge­ schalteten Sensor. Der Körpertemperatursensor hört in diesem Zustand nicht mehr auf Synchronisationsimpulse. Die interne Zeitbasis wird in einen Energiesparmodus versetzt, ohne daß der Sensor zum Aussenden der Temperaturmeßwerte aktiviert wird. Durch einen berührungslosen Sensor wird der Körpertemperatursensor aus dem permanenten Sleepmodus aufgeweckt und ist sofort zur Kommunikation bereit. Der Körpertemperatursensor hat danach eine eigene Identitäts­ adresse, die um eine lebewesenspezifische Kennzeichnung zu ergänzen ist. So daß über diese Kennzeichnung das zuge­ ordnete Lebewesen eindeutig zu identifizieren ist.

Da bei mehreren Basisstationen jede Basisstation Syn­ chronisationstelegramme aussenden muß, damit der Empfang der Synchronisationstelegramme im gesamten Einzugsbereich der Körpertemperatursensoren abgedeckt ist, sollten die Basisstationen ebenfalls wechselweise die Synchroni­ sationstelegramme senden. Bevorzugtermaßen sind maximal 32 Basisstationen vorgesehen, die nacheinander die Synchroni­ sationstelegramme aussenden. Sollten mehr als 32 Basis­ stationen erforderlich sein, so ist vorzusehen, daß der Abstand zwischen Basisstationen mit gleichem Sendezeitslot möglichst groß ist, um eine gegenseitige Beeinflussung zu vermeiden. Der Körpertemperatursensor ist vorzugsweise als Ohrmarkensensor ausgebildet und besteht aus einem schlag­ festen, elastischen und zähen Material, das sämtliche Bau­ teile des Sensors wasserdicht und staubdicht gegen Um­ gebungseinflüsse wie Wasser, Salzlaugen, Fäkalien und dgl. schützt.

Die Elektronik des Körpertemperatursensors besteht vor­ zugsweise aus einem Empfänger, einem Sender, einer Zeit­ basis, einem Mikroprozessor mit Speicher und Watchstock, einem Temperatursensor, einem Brake up-Sensor und einer Dreivoltbatterie.

Anhand einer Funktionsskizze wird nun noch einmal kurz die Erfindung veranschaulicht. Für die Lebewesen sind Körper­ temperatursensoren 0.1 bis 0n(A) vorgesehen, die mit einer Basisstation I kommunizieren, d. h. senden und empfangen. Körpertemperatursensoren 1.1, 1n (veranschaulicht mit dem Buchstaben B) kommunizieren z. B. mit der Basisstation II. Mit einer Basisstation III können weitere Körpertempe­ ratursensoren kommunizieren. Die Basisstationen sind mit einem Zentralrechner verbunden.

Jeder Körpertemperatursensor ist einem Lebewesen zugeord­ net und hat eine Identitätsnummer. Die Körpertempe­ ratursensoren messen im vorgebbaren Zeitintervall die je­ weilige Körpertemperatur des Lebewesens und legen diese in einem internen Speicher ab. Nach vorgegebener und syn­ chronisierter Sendezeit, senden diese Körpertemperatur­ sensoren dann unter Angabe ihrer Kennzeichnung ihre Daten auf der vorgegebenen Frequenz an ihre Basisstation. Diese leitet nach vorheriger Ablage in einem internen Speicher die Daten an den Zentralrechner weiter. Stellt sich dabei heraus, daß z. B. der Körpertemperatursensor KTS 0.2 Werte sendet, die z. B. Anlaß zur Besorgnis geben, wird dies er­ kannt, so daß von der Basisstation nun durch Steuerimpulse der Körpertemperatursensor KTS 0.2 angesprochen wird mit der Aufforderung, die Zeitintervalle zur Temperaturmessung auf z. B. kürzere Zeitintervalle zu verändern. Im Verlaufe der Synchronisationsvorgänge der mit der Basisstation zu­ sammenarbeitenden Körpertemperatursensoren kann nun auch durch entsprechende Synchronisationsimpulse der Körper­ temperatursensor KTS 0.2 gezielt mit größerer Priorität in die Meßwertübertragung eingebunden werden, indem dieser durch entsprechende Synchronisationsimpulse aufgefordert wird, in kürzeren Zeitintervallen ein Bündel von Meßwerten zu übertragen.

Claims (12)

1. Verfahren zur Gesundheitsüberwachung von einer Mehrzahl von Lebewesen, insbesondere einer Mehrzahl von Nutz- und/oder Zuchttieren, durch Überwachung der Körpertemperatur, wobei in Zeitintervallen über Körpertemperatursensoren die Körpertemperatur der Lebewesen ermittelt wird, eine Anzahl ermittelter Körpertem­ peraturwerte eines Lebewesens zunächst in einem internen Speicher des Körper­ temperatursensors dieses Lebewesens abgelegt wird, und durch Funkübertragung die Temperaturwerte an eine oder mehrere Basisstationen übertragbar sind, die ih­ rerseits mit einer Datenverarbeitungseinrichtung zur Auswertung der übermittelten Körpertemperaturwerte verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl ermittelter Körpertemperaturwerte als Bündel von Werten in Zeitintervallen an eine Basisstation gesendet werden, wobei diese Zeitintervalle zur Messung der Körper­ temperaturwerte und diese Zeitintervalle zur Weitersendung des Wertebündels durch vom Körpertemperatursensor zu empfangende Steuerfunksignale veränder­ bar sind, wobei die Sendezeiten mehrerer Körpertemperatursensoren durch von der bzw. den Basisstationen ausgesendete Synchronisationsimpulse synchronisiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sendezeitslot zum Senden der Meßwerte durch den Empfang von Steuersignalen veränderbar ist.

3. Verfahren zur Gesundheitsüberwachung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß nach Senden des Meßwertbündels ein Körpertemperatursensor in einen Energiesparmodus gesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zeitsynchronisation die Körpertemperatursensoren in Intervallen Synchronisations­ impulse von einer Basisstation abfragen und in Abhängigkeit der Synchronisations­ impulse jeweils einen inneren Quarzzeittakt steuern.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Körpertemperatursensor vor Übertragung des Wertebündels sein spezifisches Ad­ resstelegramm an die Basisstation sendet.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Körpertemperatursensoren für die lebewesenspezifische Aktivierung/Deaktivierung in einem elektromagnetisch abgeschirmten Behälter mit Funkdatenübertragungs­ strecke im Inneren von der Datenverarbeitungseinrichtung lebewesenspezifisch ak­ tivierbar/deaktivierbar sind.

7. Vorrichtung zur Gesundheitsüberwachung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einer Mehrzahl von an einem Lebewesen festlegbaren Körpertemperatursensoren, die mit einer oder mehreren Basisstation(en) in Funkkontakt stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper­ temperatursensoren ein innere Teile allseits umgebenes Gehäuse aufweisen und als Ohrmarke ausgebildet sind, und daß jeder Körpertemperatursender weiterhin als Sender-/Empfangseinheit ausgebildet ist und einen internen Speicher aufweist zum Speichern von mehreren Körpertemperaturwerten, und daß die Aktivierung des Senders zum Übermitteln von Körpertemperaturwerten durch Steuerimpulse verän­ derbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Körpertempera­ tursensoren und die Basisstationen auf eine Breitbandfrequenz eingestellt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper­ temperatursensoren eine Echtzeituhr haben, die in Abhängigkeit von empfangenen Synchronisationsimpulsen regelbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisstationen einen lokalen Speicher aufweisen zum Speichern von Tempera­ turmeßwerttelegrammen von einzelnen Körpertemperatursensoren und den Spei­ cherinhalt in Zeitintervallen als Statustelegramme an die Datenverarbeitungseinrich­ tung senden.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Basisstationen diese separat wechselseitige Synchronisationstele­ gramme aussenden.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Körpertemperatursensor einen Empfänger, einen Sender, eine Zeitbasis, einen Mikroprozessor mit Speicher, einen Temperatursensor und eine Batterie aufweist.