DE3011770A1

DE3011770A1 - Vorrichtung zur ueberwachung von patienten

Info

Publication number: DE3011770A1
Application number: DE19803011770
Authority: DE
Inventors: Paal Svedman
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-04-04
Filing date: 1980-03-27
Publication date: 1980-10-09
Also published as: JPS55155633A; FR2452911A1; SE7902971L

Description

Pal Svedman, Sibbarpsvägen 47 A, S-216 11 Malmö/Schweden

Vorrichtung zur Überwachung von Patienten

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ueberwachung der Lungenfunktion oder Lungen- und Herζfunktion von Patienten.

Für die Ueberwachung von Patienten bei akuter, schwerer Krankheit oder während und nach einer Operation werden verschiedene Hilfsmittel benutzt. Meistens ist der überwachte Patient in variierendem Grade bewusstlos. In solchen Fällen muss das Hilfsmittel die Funktion der Atmung und/oder des Kreislaufs überwachen. Mangel an Sauerstoff und Herzrhythmusstörungen können akut lebensbedrohend werden, falls sie nicht behandelt werden. Das Hilfsmittel soll dem Arzt bessere Möglichkeiten bieten, sich über diese Körperfunktionen zu informieren, und ihn bei einer plötzlichen, lebensbedrohenden Änderung des Krankheitsbildes des Patienten warnen. Ausserdem muss das ideale Hilfsmittel geringen Platz in Anspruch nehmen und leicht beweglich und solid sein. Seine Anwendung darf die Gesundheit des Patienten auf keinen Fall gefährden. Es darf den Patienten nicht stören oder ihm anderswie behinderlich sein. Wichtig ist auch, dass das Hilfsmittel in einfacher und sicherer Weise bedient werden kann, ohne dass die übrigen Pflegemassnahmen gestört werden. Schliesslich muss das Hilfsmittel die von ihm erteilten Informationen speichern können, und seine Signale müssen nicht nur vom Facharzt, sondern auch von nicht spezialisierten Krankenpflegern gedeutet werden können.

Die heute erhältlichen Hilfsmittel erfüllen eine oder mehrere dieser Forderungen. Ein Hilfsmittel, das sämtliche Forderungen erfüllt, gibt es jedoch nicht.

Das Stethoskop überträgt und verstärkt Schall und Vibrationen, welche primär im Herzen und in den Lungen erzeugt werden. Das Stethoskop ist ein leichtes und handliches Gerät zur Direktübertragung von Signalen an den Untersucher. Technisch hat sich das Stethoskop seit

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seiner Einführung im Jahre 1819 kaum verändert. Das Stethoskop ist ein erprobtes Hilfsmittel zur Beurteilung der Atmungs- und Kreislauffunktionen.

Bei einer mit dem Stethoskop vorgenommenen Lungenuntersuchung werden Atemgeräusch (+-), Atemgeräusch (normal; krankhaft verändert), Schleim in den Luftwegen (+-) , Atmungsfrequenz und Atmungstiefe beurteilt. Diese Funktionen sind alle auf das Verhalten der Atmungsluft in den Lungen und auf ev. Krankheitszustände im Lungengewebe bezogen.

Bei einer mit dem Stethoskop vorgenommenen Herzuntersuchung werden die Herztöne (+-), der Charakter der Herztöne, ev. Nebentöne (krankhafte Veränderungen), die Herzfrequenz (nach Zeitmessung), Rhythmus und ev. Extraschläge (+-) des Herzens beurteilt.

Diese auf die mit dem Stethoskop erhältliche Signalinformation bauenden Beurteilungen stellen einen wesentlichen und ausreichenden Grund für die Diagnose und den Behandlungseinsatz bei akuten Krankheitszuständen dar.

Das herkömmliche Stethoskop hat bei der üeberwachung von Patienten die folgenden Nachteile: 1) Bei Nichtverwendung des Stethoskops werden keine Signale erhalten (>99% der Ueberwachungszeit), 2) bei der Anwendung ist der Arzt in einem Abstand von etwa einem halben Meter vom Brustkorb des Patienten gebunden und kann sich also nicht anderswie mit dem Patienten beschäftigen (Blut, Flüssigkeit geben usw.), 3) ein Vergleich mit früheren Signalen ist nur dann möglich, wenn eine und dieselbe Person auskultiert, wobei das Mikrophon an derselben Stelle auf dem Brustkorb angelegt werden muss und der Untersucher ausserdem die Signale gut im Gedächtnis haben muss, 4) ein Alarmsystem ist nicht vorhanden, und 5) der operative Frequenzbereich des Stethoskops ist eng im Vergleich mit dem im Brustkorb erzeugten Frequenzbereich.

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Elektronische Stethoskope sind bekannt und haben eine begrenzte praktische Anwendung zur Diagnose von Herzfehlern gefunden, in erster Linie nach Herzschallschreibung (Phonokardiographie). Die Verwendung von elektronischen Stethoskopen zur Lungenauskultation ist beschrieben worden. Die diagnostische Sicherheit wird grosser als mit den herkömmlichen Stethoskopen, indem der Frequenzbereich selektiert werden kann, wodurch die Luftströmung innerhalb der Bereiche, wo der Gasaustausch zwischen den Luftwegen und dem Blut erfolgt, besser beurteilt werden kann.

Die übrigen mechanischen/elektrischen Systeme zur Ueberwachung der Atmungsfunktion bauen entweder auf ein Messen der Quantität oder Qualität der Atmungsluft in einem Rohrsystem, in das der Patient atmet (Respirometer, Pneumotachograph, Thermistor) oder auf die Bestimmung der Bewegungsausschläge des Brustkorbes (Impedanzplethysmograph), Die interessanteste der Funktionen des Atmungssystems, d.h. die Lungenfunktion, lässt sich also mit diesen Geräten nicht ermitteln..

Die kontinuierliche Herzüberwachung erfolgt mittels des Elektrokardiogramms. Die elektrische Aktivität des Herzens wird hier durch dem Brustkorb angelegte Elektroden aufgezeichnet. Die Signale werden kontinuierlich auf einem Oszilloskop angezeigt. Die Herzfrequenz wird gemäss demselben Prinzip mit kontinuierlicher Ziffernanzeige registriert.

Herzarrhythmien lassen sich durch Elektrokardiogramm-Überwachung wirksam diagnostizieren. Eine zuverlässige Diagnose eines Herzinfarkts verlangt jedoch eine graphische Wiedergabe und einen Vergleich mit früheren und in derselben Weise aufgenommenen Elektrokardiogrammen .

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Die elektronischen Hilfsmittel vom nicht-stethoskopischerx Typ sind allgemein mit dem Nachteil behaftet, dass zum Erhalten der Information ein visueller Kontakt mit dem Hilfsmittel erforderlich ist. Dieser Nachteil kann teilweise durch frequenzabhängige, akustische Alarmeinrichtungen ausge- glichen werden. Eine Speicherung der Information findet in den Standardgeräten nicht statt. Die Hilfsmittel haben Netzanschluss. Infolge dieser Umstände und der nicht geringen Grosse können diese Geräte nicht ausserhalb der Krankenhäuser zum Einsatz kommen. Es ist also nicht möglich,den Patienten während des Transports zu überwachen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hilfsmittel zur Ueberwachung von Patienten zu schaffen, welches den eingangs erwähnten Anforderungen genügt und gleichzeitig die Nachteile der bis jetzt benutzten Geräte der oben geschilderten Art beseitigt.

Die Lösung dieser Aufgabe wird mit den in den Patentansprüchen angegebenen Mitteln und Massnahmen erreicht.

Die erfindungsmässige Vorrichtung ermöglicht eine äusserst genaue ueberwachung des Patienten, indem die schallaufnehmenden Glieder an den erforderlichen Stellen des Körpers des Patienten angebracht werden, beispielsweise über den Lungenbasen und dem Herzen, wonach jede Lunge durch Einschalten der Schallaufnahmeglieder nacheinander oder auch beide Lungen gleichzeitig dadurch kontrolliert werden können, dass die Schallaufnahmeglieder mit je einem Anschluss verbunden werden, an den ein Kopfhörer derart angeschlossen wird, dass die Signale von den beiden Anschlüssen zu je einem Ohr geleitet werden, so dass eine Stereo-Abhörung stattfinden kann. Ferner können mittels dieser Vorrichtung die schallaufnehmenden Glieder auf Grundlage der aktuellen Krankheit oder Verletzung gruppiert und einzeln oder gruppenweise, in "mono" oder "stereo" gleichzeitig oder sequentiell abgehört werden.

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Das Abhören kann gleichzeitig mit einer kontinuierlichen Signalbearbeitung oder -aufzeichnung erfolgen.

Die erfindungsmässige Vorrichtung ist ausserordentlich einfach, kompakt und solid und kann nicht nur in Krankenhäusern, sondern auch in Krankenwagen benutzt werden, wo die empfangenen Signale über Radio an das Krankenhaus gesandt werden können, und sogar im Heim, da die Vorrichtung leicht durch ein auch von einem Nichtfachmann ablesbares Gerät oder einen Alarmteil ergänzt werden kann, der auf unnormale Signale anspricht.

Ein einfaches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

In der Zeichnung bezeichnen 10, 11 und 12 drei Schallaufnahmeglieder oder Mikrophone, die handelsüblicher Art sein können, vorzugsweise vom Typ Beschleunigungsmesser.

Da die Mikrophone sowohl auf der Brust als auch am Rücken eines bettlägerigen Patienten befestigt werden sollen, müssen sie möglichst klein bemessen sein. Die Mikrophone werden vorzugsweise mittels doppelthaftender Klebstreifen befestigt. Die Abschirmung der Mikrophone gegen unerwünschten Schall ist von grösster Bedeutung, und die Mikrophone sind deshalb auf allen Seiten, ausgenommen der dem Patienten zugewandten Seite, mit einer geeigneten, schalldämpfenden Schicht versehen. Die Mikrophone können zum Empfang von Schall innerhalb eines speziellen, erwünschten Frequenzbereichs angeordnet sein. Sie können auch vom Breitbandtyp sein, in welchem Falle der erwünschte Frequenzbereich in den nachgeschalteten Geräten eingestellt werden kann. Die Mikrophone 10, 11 und 12 sind mittels einer Uebertragungsleitung 13, 14, 15 an einen Filter 16 angeschlossen. Die Uebertragungsleitung ist in der Zeichnung eine Drahtleitung, kann aber selbstverständlich auch vom drahtlosen Typ sein, in welchem Falle Mittel zur Bewirkung der Trägerfrequenzen erforder-

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lieh sind. Der Filter 16 ist ein sprungdämpfender, sog. "Slew Rate"-Filter, der den Änderungsbetrag des Signals begrenzt. Bei zweckdienlicher Bemessung eines solchen Filters entsteht eine geringe Phasen- und Amplitudenverzerrung der den Filter passierenden Signale. Kräftige Sprünge, die einen hohen "Slew Rate" des Filters verlangen, werden weitgehend gedämpft, und auch nach sehr grossen und schnellen Sprüngen bleibt nur ein kleiner Rest übrig. Ein Filter dieser Art kann mit Hilfe von sowohl analogen als auch digitalen Kreisen konstruiert werden, und vorzugsweise besitzt der Filter irgendeine Art von Einstellgliedern, die in der Zeichnung anhand eines Potentiometers 17 veranschaulicht sind. Um anzuzeigen, dass der Filter im Betrieb ist, kann ein An-Zeigeglied 25, beispielsweise eine lichtemittierende Diode, vorgesehen sein. Die Signale von den Mikrophonen 10, 11 und 12 werden nach dem Filter 16 einer Empfängereinheit zugeführt, die in der Zeichnung in zwei Teilen veranschaulicht ist, und zwar einem Mikrophonwähler 18 und einem Verstärker 20. Mittels des Mikrophonwählers kann man das oder diejenigen Mikrophone wählen, welche man abhören will oder deren Signale bearbeitet oder aufgezeichnet werden sollen. Normalerweise hat der Mikrophon wähler auch eine Lage, in der ein automatisches Abtasten der Mikrophone 10-12 kontinuierlich oder in vorbestimmten Zeitabständen erfolgt. Das Einschalten der verschiedenen Mikrophone wird in der folgenden Beschreibung der Funktion der Vorrichtung näher beschrieben. Um feststellen zu können, welches oder welche Mikrophone 10-12 gerade eingeschaltet sind, hat der Wähler 18 vorzugsweise Anzeigeglieder 24 in Form von Lampen oder lichtemittierenden Dioden. Der Verstärker 20 hat vorzugsweise mehrere Kanäle zur Verstärkung der Mikrophonsignale je für sich, und jeder Kanal hat einen Lautstärkeregler 21. Selbstverständlich kann auch ein Verstärker mit nur einem Kanal benutzt werden, was jedoch die Anwendungsmöglichkeiten der Vorrichtung beschränkt, da nur die Signale von jeweils einem Mikrophon behandelt werden können.

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Der Verstärker 20 kann ein Leistungsverstärker sein, in welchem Falle zweckdienlicherweise ein Vorverstärker mit dem Filter 16 zusammengebaut wird.

An den Ausgang 26 der Empfängereinheit 20 ist ein Aufzeichnungsgerät 2?. angeschlossen, das in seiner einfachsten Ausführungsform ein Kassettenaufnahmegerät sein kann. An den Ausgang 26 ist auch ein Abhörglied 23 angeschlossen, das in der Zeichnung die Form eines Kopfhörers hat. An den Ausgang 26 können auch andere Geräte angeschlossen werden, beispielsweise ein Radiosender zur üebertragung der vom Empfänger erhaltenen Signale an einen im Abstand vom Patienten liegenden Ort, ein Alarmgerät, das auf unnormale, von den Mikrophonen 10-12 erhaltene Signale anspricht, usw.

Die erfindungsmässige Vorrichtung arbeitet wie folgt. Die drei Mikrophone 10, 11 und 12 werden beispielsweise über der linken Lungenbasis, der rechten Lungenbasis und dem Herzen eines bettlägerigen Patienten angebracht. Erforderlichenfalls wird der Filter 16 eingeschaltet und eingestellt. Die von den Mikrophonen 10-12 abgegebenen Signale werden der Empfängereinheit 18-20 zugeführt, deren Verstärkung eingestellt wird. Falls die von den Mikrophonen erhaltenen Signale aufgezeichnet werden sollen, wird das Aufzeichnungsgerät 22 gestartet. Das Steuermittel 19 des Wählers 18, welches in der Zeichnung die Form von Druckknöpfen hat, hat vorzugsweise eine Lage, in der die Mikrophone 10-12 automatisch kontinuier lieh abgetastet werden. In der Zeichnung ist diese Lage durch den linken, eingedrückten Druckknopf dargestellt. Die Signale von den Mikrophonen werden im Aufzeichnungsgerät 22 aufgezeichnet und können mittels des Kopfhörers 23 abgehört werden. Will man die Signale von einem bestimmten Mikrophon 10, 11 oder 12 aufzeichnen und/oder abhören, drückt man auf den entsprechenden Druckknopf des Mikrophonwählers. Dabei ist es auch möglich, gleichzeitig zwei Knöpfe einzudrücken,, wobei die Signale von

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den Mikrophonen 10, 11 über den Kopfhörer 23 je einem Ohr der die Untersuchung ausführenden Person zugeführt werden, so dass eine Art Stereowirkung entsteht. Bei gleichzeitigem Abhören zweier Mikrophone wird das Aufzeichnungsgerät 22 ebenfalls automatisch umgestellt, um die Signale in verschiedenen Spuren zu empfangen. Die Doppelpfeile links des Aufzeichnungsgeräts 22 zeigen, dass man gleichzeitig mit dem Empfang von Signalen von einem oder mehreren der Mikrophone 10-12 früher aufgezeichnete Signale vom Aufzeichnungsgerät.22 empfangen und in dieser Weise die gerade ausgesandten Signale mit früher aufgezeichneten Signalen vergleichen kann, um somit eine Verbesserung oder Verschlechterung des Zustands des Patienten festzustellen.

Es ist bekannt, dass viele Geräusche von einem Patienten sehr niederfrequent sind, beispielsweise etwa 20 Hz, so dass sie auch von einem Spezialisten nur schwer wahrzunehmen sind. Mit dem erfindungsmässigen System können auch diese Geräusche ohne Schwierigkeiten abgehört werden, indem man an einer geeigneten Stelle vor dem Abhörgerät, beispielsweise hinter dem Vorverstärker, eine Einrichtung zur Erzeugung einer Frequenz einschaltet, die innerhalb des empfindlichen Bereichs des Ohrs liegt, beispielsweise 3000 Hz, und dann diese Frequenz mit der Hüllkurve des niederfrequenten Signals moduliert.

Wie schon erwähnt, veranschaulicht die Zeichnung eine äusserst einfache Ausführungsform der Erfindung, und es leuchtet ein, dass die Anzahl der dort gezeigten Teile leicht vergrössert werden kann. Somit kann man eine grosse Anzahl Mikrophone benutzen, die mit Hilfe des Mikrophonwählers je für sich oder gruppenweise abgehört werden können. Die Abhörung der Mikrophone kann sequentiell oder gleichzeitig als Mono-Abhörung oder Stereo-Abhörung erfolgen. Der Filter-, Wähler- , Verstärker- und Aufzeichnungsteil sowie die übrigen benutzten Teile sind vorzugsweise in Form von Bausteinen, die leicht zusammen-

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gestellt und ausgewechselt werden können. Die erfindungsmässige Vorrichtung ist natürlich besonders geeignet für Intensivpflegestationen und Operationssäle, ist jedoch auch ein ausserordentliches Hilfsmittel in Krankenwagen, da man in einfacher Weise die von den Mikrophonen empfangenen Signale an ein Krankenhaus zur Kontrolle des Zustandes des Patienten senden kann. Die erfindungsmässige Vorrichtung lässt sich auch zur Ueberwachung von daheim gepflegten Patienten benutzen, in welchem Falle die empfangenen Signale vorzugsweise graphisch aufgezeichnet werden, so dass auch ein Nichtfachmann leicht feststellen kann, ob sich der Zustand des Patienten verschlechtert. Selbstverständlich ist es in diesem Falle auch möglich, die empfangenen Signale per Radio oder über die öffentlichen Fernmeldeleitungen an das Krankenhaus zu senden.

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L e e r s e i t e

Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing. W. Scherrmann Dr.-Ing. R. Rüger

7300 Esslingen (Neckar), Webergasse 3, Postfach

26. März 19 80 Telefon

ΡΛ 1 SCf Stuttgart (0711) 356539

^J 35 9619

Telex 07 256610 smru

Telegramme Patentschutz Esslingenneckar

Patentansprüche :

Vorrichtung zur Ueberwachung der Lungenfunktion oder Lungen- und Her ζ funktion von Patienten, gekennzeichnet durch zumindest zwei Schallaufnahmeglieder (10, 11, 12), die unabhängig voneinander fest an der Haut des Patienten anlegbar und mit Ausnahme der dem Patienten zugewandten Seite allseitig gegen Schallaufnahme abgeschirmt sind, und eine Empfängereinheit (18, 20) mit Verstärkerfunktion, an welche die Schallaufnahmeglieder (10, 11, 12) über eine Uebertragungsleitung (13, 14, 15) angeschlossen sind und welche für Abhörgeräte

(23) und Signalbearbeitungs- und Aufzeichnungsgeräte (22) bestimmte Anschlüsse (26) sowie Steuermittel (19) zum sequentiellen oder gleichzeitigen Anschliessen eines oder mehrerer Schallaufnahmeglieder an einen oder an je einen Anschluss (26) der Abhör-, Bearbeitungs- und Aufzeichnungsgeräte besitzt.

W 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schallaufnahmegliedern (10, 11, 12) und der Empfängereinheit (18, 20)

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ein sprungdämpfender Filter (16) vom Typ "Slew Rate" eingeschaltet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e kennzeichnet, dass die Uebertragungsleitung (13, 14, 15) eine Drahtleitung ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Uebertragungsleitung (13, 14, 15) vom drahtlosen Typ ist, wobei mit jedem Schallaufnahmeglied (IQ, 11, 12) ein Tragwellensender verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfängereinheit (18, 20) Anzeigeglieder (24) zur Anzeige des oder der bei jeder Schallaufnahmegelegenheit eingeschalteten Schallaufnahmeglieder (10, 11, 12) besitzt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfängereinheit (18, 20) einen automatischen Abtastteil besitzt, welcher vorzugsweise ein gesonderter, an die Einheit anschliessbarer Baustein ist, welcher in vorbestimmten Zeitabständen die Schallaufnahmeglieder (10, 11, 12) abtastet und die empfangenen Signale an das Aufzeichnungsgerät und/oder einen auf unnormale Signale ansprechenden Alarmteil weiterbefördert.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz eichnet, dass zumindest dem Abhörgerät (23) eine Einrichtung vorgeschaltet ist, die eine Frequenz innerhalb des empfindlichsten Bereichs des Ohrs, beispielsweise etwa 3000 Hz, erzeugt und dann diese Frequenz mit den Hüllkurven der von den Schallaufnahmegliedern (10, 11, 12) erhaltenen Signale moduliert.

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8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den Schallaufnahmegliedern (10, 11, 12) nachgeschalteten Teile, wie der Filter (16), die Empfängereinheit (18, 20), die Abhör-, Signalbearbeitungs- und Aufzeichnungsgeräte (22, 23), der Abtastteil, der Alarmteil usw. leicht miteinander verbindbare Bausteine sind.

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