DE3444635A1 - Geraet zur herz-, atem- und kreislaufueberwachung - Google Patents

Description

• Gerät zur Herz-, Atem- und Kreislaufüberwachung
• Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Herz- , Atem-und Kreislaufüberwachung von Patienten mit einem Sensor, einem daran angeschlossenen Komparator , der bei Unterschreiten eines Signalpegels des vom Sensor zugeführten Signals ein Ausgangssignal erzeugt und dieses Ausgangssignal einen Warngeber ansteuert, der sodann ein Warnsignal erzeugt.
• Zur Herz- und Kreislaufüberwachung von Patienten ist es bekannt, das Herzstrompotential durch Elektroden laufend zu erfassen. Ein plötzlicher Herz- oder Kreislaufstillstand, ausgelöst durch verschiedene Ursachen, z.B. durch Herzinfarkt, Herzrhythmusstörungen, Lungenembolie, Schlaganfall oder durch zentrale Atemstörung wird in der Regel durch Registrierung des EKG'sin der klinischen Routine erkannt. Bei Herzrhythmusstörungen beispielsweise spricht ein die EKG-Folge erfassendes Warngerät sofort an. Bei lebensbedrohlichen Ursachen anderer Genese spricht ein solches Warngerät jedoch erst sekundär an, z.B. wenn es durch Atemstörungen zu einem Versagen der Herztätigkeit kommt. Die Erkennung einer pathologischen EKG-Folge ist heute in der Regel durch entsprechende Elektronik problemlos möglich, vorausgesetzt, die Ableitung des EKG-Signals geschieht Artefakt-frei.In der klinischen Praxis ist dies jedoch meist ausgelöst durch Patientenbewegungen häufig nicht der Fall . Es hat sich gezeigt, daß bei solchen EKG-Warngeräten auf etwa 100 Alarmmeldungen etwa 99 Fehlalarme kommen. Dies fühRt zwangsläufig zu einer Minderbeachtung der Wertigkeit des von einem EKG-Warngerät ausgehenden Alarmsignals durch das Pflegepersonal.
• Es ist bekannt , daß bei einem Herzstillstand nach etwa 10 bis 30 Sekunden auch der Atemstillstand auftritt.
• Die vorliegende Erfin#dung geht von der Erkenntnis aus, daß ein Herz- oder Kreislaufstillstand sicherer zu erfassen ist, wenn die Atemtätigkeit des Patienten überwacht wird, zumal bei einer zentralen Atemstörung diese dann erfassbar ist, bevor sie zum Herz- oder Kreislaufstillstand führt.
• Es sind zahlreiche Geräte bekannt, um die Atemtätigkeit bei Patienten zu Uberwachen. Benutzt werden beispielsweise Temperatur- und C02-Sonden zur Messung der Atemfrequenz durch Registrierung des Atemflusses an der Nase oder im Mund. Diesen Geräten gemeinsam ist jedoch eine aufwendige Elektronik und eine geringe Akzeptanz durch die Patienten, da in der Regel Verbindungsleitungen zwischen Patient und Meßgerät erforderlich sind.
• Telemetrische Systeme sind entsprechend aufwendig und teuer und stehen nicht in jedem Fall zur Verfügung.
• Dies führt dazu daß die Überwachung des Routinepatienten generell nicht möglich ist sondern speziellen Risikogruppen beispielsweise auf Intensivstationen vorbehalten bleibt.
• Wegen des plötzlich auftretenden Kindstodes infolge Atemstillstands, der relativ häufig auftritt, sind verschiedene Verfahren bekannt, diesen Atemstillstand zu erfassen. Beispielsweise ist es bekannt, bei Kindern und Säuglingen die Atemgeräusche mittels eines Mikrofons zu erfassen. Dies ist beispielsweise beschrieben in der Zeitschrift Critical Care Medicine, Band 10, Nummer 6, Juni 1982, Seiten 363 bis 365. Das Mikrofon wird am Hals oder an der Brust des Kindes befestigt.
• Die Ausgangssignale des Mikrofons werden einem Verstärker zugeführt und über ein Telemetriegerät aufgezeichnet. Dieses System ist relativ aufwendig und weist zu dem den Nachteil auf, daß bei einem Loslösen des Mikrofons eine Fehlanzeige ausgelöst wird.
• Es ist weiterhin bekannt, die Atembewegung von Säuglingen durch eine Sensormatte zu erfassen, die auf die Matraze in Schulterhöhe gelegt wird. Ein Fehlalarm tritt hier zwangsläufig auf, wenn sich die Lage des Säuglings so verändert, daß sein Rücken nicht mehr auf der Sensormatte aufliegt.
• Weiterhin bekannt sind pneumatische Sensorkapseln, die am Bauch des Säuglings befestigt werden (International Hospital Equipment, September 1984). Hier tritt ebenfalls der Nachteil auf, daß beim Loslösen der Sensorkapsel ein Fehlalarm erzeugt wird.
• Zur genauen Messung der Atembewegungen, ist es bekannt, einen aus Siliconkautschuk bestehenden Gürtel um die Brust des Patienten zu schnallen. Im Gürtel im Abstand zueinander sind eingelassen eine lichtemittierende Diode und ein Fototransistor (Entwicklung am Max-Planck-Institut für Psychiatrie in München). Die Atembewegungen des Patienten beeinflussen hierbei die Übertragung des Lichts von der Diode zum Fototransistor. Die Ausgangssignale des Fototransistors sind dann ein Maß für die Atemtätigkeit des Patienten. Da die Diode stets Licht aussenden muß, ist eine Dauerüberwachung des Patienten nur möglich, wenn das Gerät vom Netz gespeist wird, was Leitungen benötigt. Außerdem ist es erforderlich, den Bereich zwischen Diode und Fototransistor von äußeren Lichteinflüssen abzuschirmen, da sonst Fehlmessungen erzeugt werden.
• Es besteht die Aufgabe, das Gerät so auszubilden, daß es Fehlalarmsicher ist, vom Patienten getragen werden kann, ohne daß die Gefahr des Ablösens besteht und keine Leitungen für den Betrieb des Geräts erforderlich sind.
• Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
• Es handelt sich hierbei um ein generelles Patientenüberwachungsgerät, welches pathologische Atemstörungen und einen Atemstillstand sofort und somit einem Herz- oder Kreislaufstillstand nur geringfügig verZögert erfasst.
• Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 schematisch ein das Gerät tragender Patient und Fig. 2 den schematischen Aufbau des Geräts.
• Das mit einer Batterie entsprechender Kapazität ausgestattete Gerät 1 ist an einem Gürtel 2 befestigt, der um den Thorax des Patienten geschnallt ist. Die dem Thorax zugewandte Seite des Geräts 1 kann mit einem Mikroschalter versehen sein, der betätigt wird, sobald das Gerät um die Brust des Patienten geschnallt ist, wodurch die Stromversorgung des Geräts durch die Batterie eingeschaltet wird.
• Die der Brust des Patienten zugewandte Seite des Geräts 1 weist weiterhin einen druckempfindlichen Sensor auf, der einerseits im Gerät befestigt ist , andererseits direkt oder indirekt mit der Brust des Patienten in Kontakt tritt. Hierbei handelt es sich beispielsweise um ein Biegeelement 4,das aus zwei PXE-Streifen 5, 6 zusammengesetzt ist. Ein solcher Piezoxid-Wandler wird auch als Bimorph-Streifen bezeichnet. Er ist an einem Ende am Gerät 1 eingespannt und auf das andere Ende wirken die Thoraxbewegungen des Patienten in Pfeilrichtung 7. Ein Belag des Bimorphstreifens liegt an der Masse des Geräts, während der andere Belag mit dem Eingang eines Filtereigenschaften aufweisenden Verstärkers 8 verbunden ist. Die bei geringen Durchbiegungen des Biegelements 4 auftretenden Spannungen werden im Verstärker 8 verstärkt und sodann einem Vollweggleichrichter 9 zugeführt. Die gleichgerichteten Signale gelangen sodann zu einer Integratorschaltung 10, die im Prinzip aus einem Widerstand 11 und einem Kondensator 12 besteht. Diese Integratorschaltung 10 bildet den zeitlichen Amplitudenmittelwert der Ausgangssignale des Gleichrichters 9. Der so gebildete Amplitudenmittelwert wird einem Komparator 13 zugeführt, dem weiterhin eine einstellbare Vergleichsspannung zugeführt wird.
• Das Ausgangssignal des Komparators 13~wird einem Frequenzgenerator 14 zugeführt, an dessen Ausgang ein Signalgeber 15 angeschlossen ist.
• Wird die Atmung sehr schwach oder hört sie auf, dann ist der Amplitudenmittelwert am Ausgang des Integrators 10 sehr gering oder Null und sinkt somit unter den eingestellten Amplitudenvergleichswert ab, der am anderen Eingang des Komparators 13 anliegt. Hierdurch wird ein Ausgangssignal am Ausgang des Komparators 13 erzeugt, das den Frequenzgenerator ansteuert, wodurch dieser in Betrieb gesetzt wird. Das im Frequenzgenerator erzeugte Wechselstromsignal wird über den Warngeber 15 als Alarmton abgestrahlt.
• Alle vorerwähnten Bauteile einschließlich der in Fig.
• 2 nicht dargestellten Batterie sind im Gerät 1 untergebracht.
• Das Gerät läßt sich auch beim Schlafapnoesyndrom als Therapiegerät einsetzen, da der abgestrahlte Alarmton im Sinne einer Weckreaktion den Patienten wieder zum Atmen anregt. Hierdurch wird vermieden, daß der mit einer Schlafapnoe verbundene Abfall der Sauerstoffspannung im Blut zu einer Herzrhythmusstörung, zu einem Herzinfarkt oder zu einem Schlaganfall führt Der vom Warngeber 15 abgestrahlte Warnton kann Frequenzen im Ultraschallbereich aufweisen, wodurch es möglich ist, telemetrisch das Alarmsignal über eine Rufanlage weiterzuleiten.
• Im Gegensatz zu anderen überwachungsgeräten dienen hier die Artefakte des Patienten als positive Information die anzeigt daß der Patient noch lebt. Erst bei völliger Bewegungslosigkeit, entsprechend einem Atemstillstand wird der Alarm ausgelöst.
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Claims (8)

1. Anspruche 1. Gerät zur Herz-, Atem- und Ereisl aufüherwachung von Patienten mit einem Sensor, einem daran angeschlossenen Komparato der bei Unterschreiten eines Signalpegel 5 des vom Sensor zugeführten Signals ein Ausgangssignal erzeugt und dieses Ausgangssignal einen Warngeber ansteuert, der sodann ein Warnsignal erzeugt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gerät um den Thorax des Patienten schnallbar ist, der am Gerät befindliche Sensor druckempfindlich ist und dielandbewegungen des Thorax erfasst und in Abhänginkeit davon elektrische Signale erzeugt, deren zeitliche Amplitudenmittelwert gebildet und dem Komparator zugeführt wird, wo dieser Amplitudenmittelwert mit einem Spannungsvergleichswert verglichen wird.
2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Größe des Spannungsvergleichswerts einstellbar ist.
3. 3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß zwischen Komparator und Warngeber eine Verzögerungsschaltung geschaltet ist, die das Ausgangssignal des Komparators verzögert dem Warengeber zuführt.
4. 4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gerät einen Speicher aufweist, der das Auftreten des Ausgangssignals des Komparators nach Dauer und Häufigkeit erfasst.
5. 5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Warnsignal ein elektrisches Reizsignal auslöst, das von einem Reizgenerator des Geräts erzeugt wird.
6. 6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Amplitudenmittelwert durch einen Integrator gebildet wird, der zwischen Sensor und Komparator geschaltet ist.
7. 7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Sensor ein Drucksensor in Form eines Piezokristalls ist dessen Signale einem Zweiweggleichrichter zugeführt werden.
8. 8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß zwischen Sensor und Zweiweggleichrichter ein Verstärker mit Filtereigenschaften geschaltet ist.