DE19954856B4

DE19954856B4 - Verfahren zum Feststellen eines Anschlussfehlers eines physiologischen Signalsammlers eines telemetrischen biomedizinischen Geräts sowie ein derartiges Gerät

Info

Publication number: DE19954856B4
Application number: DE19954856A
Authority: DE
Inventors: Sang-min Lee; Jong-Youn Lee; In-young Kim
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1998-12-31
Filing date: 1999-11-15
Publication date: 2013-10-10
Anticipated expiration: 2019-11-16
Also published as: JP2000197617A; KR100455276B1; CN1258480A; KR20000046465A; GB9924532D0; GB2345394B; CN1243510C; GB2345394A; DE19954856A1; US6421554B1; FR2787987B1; FR2787987A1

Abstract

Verfahren zum Feststellen eines Anschlussfehlers eines physiologischen Signalsammlers eines telemetrischen biomedizinischen Geräts, wobei das Gerät einen physiologischen Signalsammler (21), der am Körper einer Person anbringbar ist und ein physiologisches Signal erhalten kann, einen Filter- und Verstärkungsteil (22) zum Rauschfiltern und Verstärken des physiologischen Signals, einen Analog/Digital-Wandler (23) zum Umwandeln des gefilterten und verstärkten physiologischen Signals in ein digitales Ausgangssignal des Analog/Digital-Wandlers (23), ein Steuergerät (24) zum Analysieren des digitalen Ausgangssignals des Analog/Digital-Wandlers (23), und eine Anschlussfehlerinformationsanzeige (25), die anzeigt, ob der physiologische Signalsammler (21) sich von der Person gelöst hat, umfasst, mit den Schritten a) Feststellen anhand des digitalen Ausgangssignals des Analog/Digital-Wandlers (23), ob das von dem physiologischen Signalsammler (21) erhaltene physiologische Signal einen für physiologische Signale typischen Verlauf aufweist, wobei bei dieser Feststellung die Periodizität des digitalen Ausgangssignals des Analog/Digital-Wandlers (23) mit der Periodizität eines in dem Steuergerät (24) zuvor abgespeicherten digitalen Signals, das die Periodizität eines üblichen physiologischen Signals enthält, verglichen wird, und b) dann, wenn der Vergleich im Schritt a) ergibt, dass das digitale Ausgangssignal des Analog/Digital-Wandlers (23) nicht die Periodizität des in dem Steuergerät (24) zuvor abgespeicherten digitalen Signals aufweist, die Anschlussfehlerinformationsanzeige (25) eine Information anzeigt, die den Anschlussfehler bedingt durch das Lösen des physiologischen Signalsammlers (21) von der Person andeutet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Feststellen eines Anschlußfehlers eines physiologischen Signalsammlers eines telemetrischen biomedizinischen Geräts sowie ein derartiges Gerät.
Telemetrische biomedizinische Geräte, wie beispielsweise Elektrokardiogramm- oder Elektroenzephalogrammgeräte sammeln physiologische Informationen, indem Anschlußmarkierungen an dem Körper einer betreffenden Person angebracht werden und die gesammelten Informationen analysiert und verarbeitet werden. Ein physiologischer Signalsammler, der als Anschlußmarkierung bezeichnet wird, enthält eine Elektrode, die direkt mit der Haut der betreffenden Person in Kontakt steht, sowie eine Leitung, die die Anschlußmarkierung mit dem Hauptteil einer Meßvorrichtung verbindet. Wenn eine Anschlußmarkierung, die am Körper einer betreffenden Person für eine Dauerbeobachtung angebracht ist, vom Körper gelöst wird oder sich vom Körper löst, wird ein Alarm ausgelöst, so daß die Anschlußmarkierung wieder angebracht werden kann.
Die US 3 859 988 A beschreibt eine Vorrichtung zum Feststellen eines Anschlußfehlers bei einem telemetrischen biomedizinischen Gerät. Bei dieser Vorrichtung liegt ein Schwachstromsignal mit einer bestimmten Wellenform und Frequenz wiederholt an den Anschlußmarkierungen und wird ein spezielles Signal ausgegeben, wenn sich eine oder mehrerer der Anschlußmarkierungen gelöst hat oder haben, um einen Fehler der Anschlußmarkierungen anzuzeigen. Diese Vorrichtung zum Feststellen eines Anschlußfehlers erfordert jedoch zusätzlich einen Generator zum Erzeugen des Signals mit der bestimmten Wellenform und einen Zähler zur wiederholten Übertragung des Signals.
Eine weitere Vorrichtung zum Feststellen eines Anschlußfehlers in einem telemetrischen biomedizinischen Gerät ist in der US 4 658 831 A beschrieben. Bei dieser Vorrichtung zum Feststellen eines Anschlußfehlers bei einem Elektrokardiogrammgerät werden ein Elektrokardiogrammsignal und ein Impulssignal, die an den Anschlußmarkierungen liegen, gemeinsam frequenzmoduliert und drahtlos übertragen. Die beiden übertragenen Signale werden in einem Empfänger getrennt und das abgetrennte Impulssignal wird in einer zusätzlichen Schaltung erfaßt, um einen Fehler des Anschlusses beurteilen zu können. Auch diese Vorrichtung benötigt eine zusätzliche Einrichtung wie beispielsweise einen Impulssignalgenerator.
Weitere Vorrichtungen zum Feststellen eines Anschlußfehlers sind in US 5 649 969 A und 3 602 215 A beschrieben. Auch diese Vorrichtungen benötigen jedoch einen zusätzlichen Anschlußfehlerdetektor 11, wie es in 1 der zugehörigen Zeichnung dargestellt ist, so daß die Größe des telemetrischen biomedizinischen Gerätes mit einer derartigen Vorrichtung sowie der Energieverbrauch zunehmen und diese Vorrichtungen nicht bei kleinen und tragbaren telemetrischen biomedizinischen Geräten verwandt werden können.
US 3 978 856 A beschreibt eine kardiologische Überwachungsvorrichtung, bei der der Verlust eines Eingangssignals anhand einer Konstante in Form einer R-Welle erfasst wird. Hierbei findet kein Vergleich mit einem zuvor abgespeicherten Signal statt.
Ein mehrere Elektroden aufweisendes medizinisches Gerät ist in EP 0 784 960 A1 beschrieben. Bei diesem Gerät wird kein Anschlussfehler bzw. Lösen der Elektroden vom Körper des Patienten erfasst.
Durch die Erfindung sollen daher ein verbessertes Verfahren zur Feststellung eines Anschlußfehlers eines physiologischen Signalsammlers eines telemetrischen biomedizinischen Geräts, sowie ein verbessertes telemetrisches biomedizinisches Gerät geschaffen werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die im Patentanspruch 1 angegebenen Schritte. Das erfindungsgemäße Gerät ist durch die Merkmale des Patentanspruches 5 festgelegt. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den jeweiligen Unteransprüchen 2–4 und 6–8 angegeben.
Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnungen besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen
1 das Blockschaltbild einer herkömmlichen Vorrichtung zum Feststellen eines Anschlußfehlers bei einem telemetrischen biomedizinischen Gerät,
2 das Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen telemetrischen biomedizinischen Geräts zum Feststellen eines Anschlußfehlers eines physiologischen Signalsammlers,
3 in einem Flußdiagramm ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Feststellen eines Anschlußfehlers eines physiologischen Signalsammlers des in 2 dargestellten Geräts,
4 die Wellenformen eines typischen Elektrokardiogrammsignals und
5 die Wellenformen eines Eingangssignals, wenn sich eine Anschlußmarkierung gelöst hat oder nicht richtig haftet.
Bei dem folgenden Ausführungsbeispiel ist das Gerät zum Feststellen eines Anschlußfehlers gemäß der Erfindung ein Elektrokardiogrammgerät (ECG). Das Gerät kann jedoch auch ein anderes telemetrisches biomedizinisches Gerät sein, das physiologische Signale mit einer gewissen Periodizität aufzeichnet.
Wie es in 2 dargestellt ist, die den Aufbau eines ECG-Gerätes zeigt, wird ein ECG-Signal eines Patienten durch Elektroden, beispielsweise Anschlußmarkierungen, gesammelt, die allgemein als Signalsammler 21 bezeichnet werden und am Patienten angebracht sind, und durch einen Verstärker 22 verstärkt. Das verstärkte analoge Signal wird durch einen Analog/Digital-Wandler 23 in ein digitales Signal umgewandelt und liegt an einer Mikrosteuerung 24. In der Mikrosteuerung 24 wird das ECG-Signal verarbeitet und wird ermittelt, ob sich die Anschlußmarkierung vom Körper des Patienten gelöst hat. Wenn die Mikrosteuerung 24 feststellt, daß sich die Anschlußmarkierung gelöst hat, wird diese Information an einer Anschlußfehlerinformationsanzeige 25 für den Patienten oder die Bedienungsperson angezeigt. Wenn das ECG-Signal nicht auffällig ist und die Anschlußmarkierung am Patienten angebracht ist, wird das durch die Mikrosteuerung 24 verarbeitete Signal in einem Speicher 26 gespeichert. Zur Erzielung einer hohen Zuverlässigkeit in der Feststellung eines Anschlußfehlers ist ein Filter vor der Mikrosteuerung 24 angeordnet oder wird unter Verwendung einer Software in der Mikrosteuerung das Eingangssignal vor der Anschlußfehlerfeststellung gefiltert.
Die Mikrosteuerung 24 umfaßt einen nicht dargestellten Komparator, der bestimmt, ob sich das physiologische Signal, d. h. das ECG-Signal ändert, indem das Signal vom Analog/Digital-Wandler 23 benutzt wird, und einen nicht dargestellten Steuerteil, der der Anschlußfehlerinformationsanzeige 25 den Befehl gibt, ein Warnsignal anzuzeigen, das einen Fehler der Anschlußmarkierung anzeigt. Der Komparator bestimmt, ob ein ECG-Signal anliegt oder nicht, indem er das Signal vom Analog/Digital-Wandler 23 verwendet. Wenn das ECG-Signal anliegt, vergleicht der Komparator das Signal vom Analog/Digital-Wandler 23 mit einem digitalen Signal, das eine Periodizität wie die von ECG-Signalen hat und vorher in der Mikrosteuerung 24 gespeichert worden ist. Das digitale Signal mit der Periodizität von ECG-Signalen kann in Form der Anzahl der Spitzen- oder Talwerte von ECG-Signalen über ein bestimmtes Zeitintervall ausgedrückt werden. Das heißt, daß der Komparator die Anzahl der Spitzen- oder Talwerte des Signals vom Analog/Digital-Wandler 23, die sich für das bestimmte Zeitintervall wiederholen, mit der Anzahl der Spitzen- oder Talwerte des Signals vergleicht, das vorher in der Mikrosteuerung 24 gespeichert wurde. Es ist auch möglich, ein digitales Signal, das den Frequenzbereich der ECG-Signale angibt, statt des digitalen Signals mit der Periodizität der ECG-Signale vorher in der Mikrosteuerung 24 zu speichern. In diesem Fall mißt der Komparator den Frequenzbereich des ECG-Signals vom Analog/Digital-Wandler 23 und vergleicht der Komparator den gemessenen Frequenzbereich mit dem vorher gespeicherten digitalen Signal, das den Frequenzbereich von ECG-Signalen angibt.
3 zeigt in einem Flußdiagramm das Verfahren der Feststellung eines Anschlußfehlers für die Mikrosteuerung 24.
Wenn im Schritt 32 ein ECG-Signal vom Analog/Digital-Wandler 23 kommt, bestimmt die Mikrosteuerung 24, ob sich das Eingangssignal ändert, was im Schritt 33 erfolgt. Wenn ECG-Signale, wie sie in 4 dargestellt sind, oder Rauschsignale anliegen, wird festgestellt, daß sich das Eingangssignal geändert hat, und geht der Arbeitsablauf auf den Schritt 34 über. Wenn aufgrund eines Ablösens einer Anschlußmarkierung vom Körper des Patienten jedoch kein Signal auftritt oder das Eingangssignal konstant bleibt, dann gibt die Mikrosteuerung 24 eine Warnung an die Anschlußfehlerinformationsanzeige 25. Im Verfahrensschritt 34 wird die Periodizität des Eingangssignals mit der eines vorher gespeicherten ECG-Signals verglichen. Das Eingangssignal kann sich im allgemeinen auch dann ändern, wenn sich die Anschlußmarkierung vom Patienten gelöst hat. Das entspricht dem Fall, in dem elektrische Rauschsignale über die Anschlußmarkierung anliegen oder eine Bewegung des Patienten Rauschsignale hervorruft. Diese elektrischen Rauschsignale oder Bewegungssignale haben jedoch keine Periodizität. Selbst wenn elektrische Rausch- oder Bewegungssignale eine Periodizität hätten, wäre diese nicht so groß wie die von ECG-Signalen oder zumindest nicht gleich der Periodizität, wie sie ECG-Signale haben. Nachdem somit im Schritt 33 festgestellt wurde, daß sich das Eingangssignal geändert hat, wird nur dann, wenn ermittelt wird, daß das Eingangssignal diesselbe Periodizität wie die vorher gespeicherten ECG-Signale hat, was im Schritt 34 erfolgt, das Eingangssignal im Speicher gespeichert, was im Schritt 36 erfolgt. Wenn ansonsten die Periodizität des Eingangssignals von der der vorher gespeicherten ECG-Signale verschieden ist, gibt die Mikrosteuerung 24 ein Warnsignal an die Anschlußfehlerinformationsanzeige 25, um eine Information über den Anschlußfehler anzuzeigen.
Wie es oben beschrieben wurde, kann die Periodizität des Eingangssignals im Schritt 34 dadurch bestimmt werden, daß der Frequenzbereich der ECG-Signale vorher festgelegt wird und dieser mit der Frequenz des Eingangssignals verglichen wird. Die Periodizität des Eingangssignals kann auch dadurch bestimmt werden, daß die Anzahl der Spitzen- oder Talwerte des Eingangssignals für ein bestimmtes Zeitintervall mit der einer vorher gespeicherten Anzahl von Spitzen- oder Talwerten von ECG-Signalen verglichen wird.
Um die Zuverlässigkeit der Feststellung eines Anschlußfehlers zu erhöhen, kann der gesamte Arbeitsvorgang zweimal oder mehrmals wiederholt werden.

Claims

Verfahren zum Feststellen eines Anschlussfehlers eines physiologischen Signalsammlers eines telemetrischen biomedizinischen Geräts, wobei das Gerät einen physiologischen Signalsammler (21), der am Körper einer Person anbringbar ist und ein physiologisches Signal erhalten kann, einen Filter- und Verstärkungsteil (22) zum Rauschfiltern und Verstärken des physiologischen Signals, einen Analog/Digital-Wandler (23) zum Umwandeln des gefilterten und verstärkten physiologischen Signals in ein digitales Ausgangssignal des Analog/Digital-Wandlers (23), ein Steuergerät (24) zum Analysieren des digitalen Ausgangssignals des Analog/Digital-Wandlers (23), und eine Anschlussfehlerinformationsanzeige (25), die anzeigt, ob der physiologische Signalsammler (21) sich von der Person gelöst hat, umfasst, mit den Schritten a) Feststellen anhand des digitalen Ausgangssignals des Analog/Digital-Wandlers (23), ob das von dem physiologischen Signalsammler (21) erhaltene physiologische Signal einen für physiologische Signale typischen Verlauf aufweist, wobei bei dieser Feststellung die Periodizität des digitalen Ausgangssignals des Analog/Digital-Wandlers (23) mit der Periodizität eines in dem Steuergerät (24) zuvor abgespeicherten digitalen Signals, das die Periodizität eines üblichen physiologischen Signals enthält, verglichen wird, und b) dann, wenn der Vergleich im Schritt a) ergibt, dass das digitale Ausgangssignal des Analog/Digital-Wandlers (23) nicht die Periodizität des in dem Steuergerät (24) zuvor abgespeicherten digitalen Signals aufweist, die Anschlussfehlerinformationsanzeige (25) eine Information anzeigt, die den Anschlussfehler bedingt durch das Lösen des physiologischen Signalsammlers (21) von der Person andeutet.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das in dem Steuergerät (24) abgespeicherte digitale Signal eine Anzahl von bei einem üblichen physiologischen Signal in einem bestimmten Zeitintervall auftretenden Maxima aufweist, und bei dem im Schritt a) die Periodizität des digitalen Ausgangssignals des Analog/Digital-Wandlers (23) hinsichtlich der darin enthaltenen Maxima ausgedrückt wird und die im digitalen Ausgangssignal des Analog/Digital-Wandlers (23) enthaltenen Maxima gezählt werden, und bei dem die in dem digitalen Ausgangssignal des Analog/Digitalwandlers (23) enthaltenen Maxima mit der Anzahl von Maxima verglichen werden, die in dem in dem Steuergerät (24) abgespeicherten digitalen Signal enthalten sind.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das in dem Steuergerät (24) abgespeicherte digitale Signal eine Anzahl von bei einem üblichen physiologischen Signal in einem bestimmten Zeitintervall auftretenden Minima aufweist, und bei dem im Schritt a) die Periodizität des digitalen Ausgangssignals des Analog/Digital-Wandlers (23) hinsichtlich der darin enthaltenen Minima ausgedrückt wird und die im digitalen Ausgangssignal des Analog/Digital-Wandlers (23) enthaltenen Minima gezählt werden, und bei dem die in dem digitalen Ausgangssignal des Analog/Digitalwandlers (23) enthaltenen Minima mit der Anzahl von Minima verglichen werden, die in dem in dem Steuergerät (24) abgespeicherten digitalen Signal enthalten sind.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Periodizität des in dem Steuergerät (24) abgespeicherten digitalen Signals hinsichtlich eines Frequenzbereichs ausgedrückt wird, der in einem üblichen physiologischen Signal enthalten ist, und bei dem im Schritt a) der Frequenzbereich des digitalen Ausgangssignals des Analog/Digital-Wandlers (23) gemessen wird und der gemessene im digitalen Ausgangssignal des Analog/Digital-Wandlers (23) enthaltene Frequenzbereich mit dem Frequenzbereich des in dem Steuergerät (24) abgespeicherten digitalen Signals verglichen wird.
Telemetrisches biomedizinisches Gerät zum Feststellen eines Anschlussfehlers eines physiologischen Signalsammlers, wobei das Gerät umfasst: einen physiologischen Signalsammler (21), der am Körper einer Person anbringbar ist und, wenn angebracht, ein physiologisches Signal erhält, einen Filter- und Verstärkungsteil (22) zum Rauschfiltern und Verstärken des physiologischen Signals, einen Analog/Digital-Wandler (23) zum Umwandeln des rauschgefilterten und verstärkten physiologischen Signals in ein digitales Ausgangssignal des Analog/Digital-Wandlers (23), ein Steuergerät (24) zum Analysieren des digitalen Ausgangssignals des Analog/Digital-Wandlers (23), eine Anschlussfehlerinformationsanzeige (25), die anzeigt, ob der physiologische Signalsammler (21) sich von der Person gelöst hat, einen Komparator, der anhand des digitalen Ausgangssignals des Analog/Digital-Wandlers (23) feststellt, ob das physiologische Signal an dem physiologischen Signalsammler (21) anliegt, indem der Komparator die Periodizität des digitalen Ausgangssignals des Analog/Digital-Wandlers (23) mit der Periodizität eines in dem Steuergerät (24) zuvor abgespeicherten digitalen Signals, das die Periodizität üblicher physiologischer Signale enthält, vergleicht, und ein Steuerteil, der die Anschlussfehlerinformationsanzeige (25) dazu veranlasst, eine Information über das Lösen des physiologischen Signalsammlers (21) vom Körper der Person anzuzeigen, wenn festgestellt worden ist, dass die Periodizität des digitalen Ausgangssignals des Analog/Digital-Wandlers (23) sich von der Periodizität des in dem Steuergerät (24) abgespeicherten digitalen Signals unterscheidet.
Gerät nach Anspruch 5, bei dem das in dem Steuergerät (24) abgespeicherte digitale Signal eine Anzahl von bei einem üblichen physiologischen Signal in einem bestimmten Zeitintervall auftretenden Maxima aufweist, und der Komparator die Periodizität des digitalen Ausgangssignals des Analog/Digital-Wandlers (23) hinsichtlich der darin enthaltenen Maxima bestimmt und die im digitalen Ausgangssignal des Analog/Digital-Wandlers (23) enthaltenen Maxima zählt, und mit der Anzahl von Maxima vergleicht, die in dem in dem Steuergerät (24) abgespeicherten digitalen Signal enthalten sind.
Gerät nach Anspruch 5, bei dem das in dem Steuergerät (24) abgespeicherte digitale Signal eine Anzahl von bei einem üblichen physiologischen Signal in einem bestimmten Zeitintervall auftretenden Minima aufweist, und der Komparator die Periodizität des digitalen Ausgangssignals des Analog/Digital-Wandlers (23) hinsichtlich der darin enthaltenen Minima bestimmt und die im digitalen Ausgangssignal des Analog/Digital-Wandlers (23) enthaltenen Minima zählt, und mit der Anzahl von Minima vergleicht, die in dem in dem Steuergerät (24) abgespeicherten digitalen Signal enthalten sind.
Gerät nach Anspruch 5, bei dem die Periodizität des in dem Steuergerät (24) abgespeicherten digitalen Signals hinsichtlich eines Frequenzbereichs ausgedrückt wird, der in einem üblichen physiologischen Signal enthalten ist, und der Komparator den Frequenzbereich des digitalen Ausgangssignals des Analog/Digital-Wandlers (23) misst und den gemessenen im digitalen Ausgangssignal des Analog/Digital-Wandlers (23) enthaltenen Frequenzbereich mit dem Frequenzbereich des in dem Steuergerät (24) abgespeicherten digitalen Signals vergleicht.