DE4214263A1

DE4214263A1 - Bekleidungsteil zur bedeckung menschlicher oder tierischer koerperpartien

Info

Publication number: DE4214263A1
Application number: DE4214263A
Authority: DE
Inventors: Maximilian Dr Moser; Elisabeth Dr Moser-Kneffel; Dietmar Dipl Ing Rafolt; Guenther Jernej; Thomas Kenner; Josef Dipl Ing Hindinger; Eugen Dipl Ing Gallasch
Original assignee: KENNER THOMAS UNIV PROF DR
Current assignee: KENNER THOMAS UNIV PROF DR
Priority date: 1992-05-03
Filing date: 1992-05-03
Publication date: 1993-11-04

Description

Die Erfindung betrifft ein Bekleidungsteil zur Bedeckung menschlicher oder tierischer Körperpartien, welches mittels Verschlußelementen zusammengehalten wird. Das Bekleidungsteil ist als Halterung von Elementen für die Erhebung und das Monitoring von medizinisch aussagefähigen Körperfunktionen, d. h. zur Datenerfassung und Aufnahme biophysikalischer Funktionswerte an lebenden menschlichen oder tierischen Körpern vorgesehen.

Aus dem Stand der Technik sind vier Arten von an Datenerfassungs- und Aufzeichnungsvorrichtungen bekannt. Zu der ersten Gruppe zählen stationäre Monitorsysteme, die mittels einer Vielzahl elektrischer Verbindungen, die teilweise zu Kabeln zusammengefaßt sein können, mit auf dem Körper angeordneten, zumeist mittels Klebebändern vorübergehend fixierten Sensoren verbunden sind. Typische Beispiele sind Elektroenzephalographen und Elektrokardiographen. Dem Vorteil der sehr umfangreichen Datenerfassungsmöglichkeiten, welche die dieser Gruppe angehörenden Systeme bieten, stehen die Nachteile der fehlenden Mobilität und der langwierigen und umständlichen Handhabung bei dem Aufbau der vielen, sich oft verwirrenden elektrischen Verbindungen gegenüber.

Eine zweite Art kleinerer, am Körper tragbarer Monitorsysteme zeichnet sich durch einen Mikrocomputer mit Speicher aus, der zumeist ein Festwertspeicher ist. Sie stehen mittels sternförmig auf der Hautoberfläche verlegter elektrischer Verbindungen mit den dort angeordneten Sensoren in Verbindung. Nachteilig bei diesen Systemen ist die fehlende oder zumindest sehr eingeschränkte on-line-Auswertemöglichkeit der aufgezeichneten Daten sowie die ebenfalls umständliche Handhabung der elektrischen Verbindungen.

Die dritte Art umfaßt sogenannte stationäre Funktionstestsysteme. Sie sind wie die in der ersten Gruppe genannten Monitorsysteme aufgebaut und weisen dieselben Nachteile auf, bieten jedoch umfangreiche Datenauswertemöglichkeiten. Es kann hierbei die Einbeziehung von Meßvorrichtungen vorgesehen sein, auf die der Körper einwirkt, wie beispielsweise Ergometer. Mit den Geräten dieser Gruppe sind sogenannte Funktionstests durchführbar. Dies sind in der Medizin bekannte Verfahren, mittels denen Körperfunktionen nach einem vorher ausgearbeiteten Programm überprüft und Kennwerte zur Diagnose von Organen, Körperfunktionen oder des Körperzustandes geliefert werden, z. B. neurologische Tests für Tremor oder Kreislaufreaktionen auf Drücken eines Ergometers, auf Treppensteigen oder auf Kniebeugen. Die Kriterien für ein solches Verfahren werden durch Untersuchungen an einem größeren Kollektiv gesunder Versuchspersonen gewonnen und finden als Bezugsgrößen eingang in den Funktionstest.

Zur vierten Art rechnen tragbare Biofeedbacksysteme, bei denen die Sensoren ebenfalls über einzelne elektrische Verbindungen mit einem Gerät verbunden sind, das zur Sichtbarmachung von normalerweise unspürbaren Körperfunktionen, wie z. B. der Fintertemperatur als Indikator für die Fingerdurchblutung, dient, mit dem Ziel, der Versuchsperson durch die Sichtbarmachung des oder der angezeigten Parameter den Einfluß auf Körperfunktionen zu ermöglichen. Nachteilig bei den Geräten dieser Gruppe ist, daß die Daten weder aufgezeichnet noch ausgewertet, sondern lediglich zur Anzeige gebracht werden. Zudem werden nur sehr wenige Körperfunktionen, zumeist nur eine, angezeigt, so daß keine komplexe Aussage über den untersuchten Organismus möglich ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe darin, ein Bekleidungsteil zu schaffen, das eine einfache schnelle und praktische Handhabung und Zuordnung der Sensoren zu den Körper-Meßstellen und Ausbildung der zugehörigen elektrischen Verbindungen zur Messung, Aufzeichnung und gegebenenfalls Auswertung auch mehrerer Parameter und komplexer Körperfunktionen. Dies können beispielsweise auch Muskel- oder Kreislauffunktionen bis hin zu höheren Funktionen wie Sprache und Bewegungsmustern sein, die in Kombination mit stationären und mobilen Monitor- oder Funktionstestsystemen als zusammengefaßte Messung von zahlreichen Körperfunktionen ohne nennenswerte Beeinträchtigung der Bewegungsfreiheit des Trägers mittels des erfindungsgemäßen Bekleidungsteils erfaßbar sind. Die erfindungsgemäße Lösung bei einem Bekleidungsteil zur teilweisen Bedeckung menschlicher oder tierischer Körperpartien, welches mittels Verschlußelementen zusammengehalten wird, besteht in an diesem angeordneten, mit bestimmten Körperstellen in Verbindung bringbaren Sensoren,

a) zum Aufnehmen und Weiterleiten einer Mehrzahl von auf der Hautoberfläche abgreifbaren biophysikalischen Funktionswerten,
b) zum Aufnehmen und Weiterleiten einer Mehrzahl von Meßwerten, die durch Einwirkung von Körperfunktionen oder Körperbetätigungen auf Meßvorrichtungen erzeugt werden, und
c) während eines bestimmten Zeitraumes kontinuierliche Weiterleitung der aufgenommenen Funktions- und Meßwerte zu einer zentralen, am Bekleidungsteil oder getrennt von diesem angeordneten Meßdaten-Sammeleinheit,
d) die mit einem Speicherelement bzw. Aufzeichnungsgerät in Verbindung steht.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Bekleidungsteils wird die gestellte Aufgabe gelöst. Insbesondere durch die Anordnung der Sensoren an dem Bekleidungsteil bzw. deren Verbindung mit diesem und die Weiterleitung der Meßwerte an eine Meßdaten- Sammeleinheit, die am Bekleidungsteil, getrennt von diesem an einer anderen Stelle des Körpers oder auch fern vom Körper angeordnet sein kann, ergibt sich die schnelle und praktische Handhabbarkeit. Das Speicherelement bzw. das Aufzeichnungsgerät dienen zur Datenarchivierung in einem Datenarchiv, das entweder für schnelle Vorauswertungen verwendbar oder zur genaueren Auswertung der Daten von Nutzen sein kann.

Eine erste vorteilhafte Ausbildung besteht in auf den Körper einwirkenden Stimulationsvorrichtungen, die mit der Meßdaten- Sammeleinheit oder dem Speicherelement bzw. dem Aufzeichnungsgerät verbunden sind. Die Stimulationsvorrichtungen können verschiedenen Aktivierungszwecken dienen, wie z. B. Weck- und Informationsfunktionen erfüllen oder zur Anregung von Oberflächenwellen für biomechanische Untersuchungen der Körperoberfläche eingesetzt.

Ein besonders zweckmäßiges Merkmal ist darin zu sehen, daß die elektrischen Verbindungsleitungen zwischen den Sensoren, Meßvorrichtungen oder Stimulationsvorrichtungen mit der Meßdaten- Sammeleinheit oder dem Speicherelement bzw. Aufzeichnungsgerät zumindest streckenweise auf festen Wegen im Bekleidungsteil verlegt sind. Die Verlegung der elektrischen Verbindungsleitungen auf festen Wegen hat den Vorteil, daß sich kein Leitungsgewirr bilden kann und sich beim Anlegen des Bekleidungsteils die an den losen Enden der elektrischen Verbindungsleitungen angeordneten Sensoren bereits in der Nähe ihres vorgesehenen Anbringungsortes befinden, so daß zu ihrer Anbringung nur noch geringe Handhabung erforderlich ist. Diejenigen Sensoren, die nicht an einem losen Ende der elektrischen Verbindungsleitungen, sondern stattdessen an einem festen Ort in dem Bekleidungsteil untergebracht sind, sind sogar automatisch mit dem Schließen der Verschlußelemente des Bekleidungsteils an dem vorgesehenen Ort an der Körperoberfläche angeordnet, so daß für diese jeglicher Positionierungs-, Befestigungs- und Verkabelungsaufwand entfällt.

Die festen Wege können in einer ersten vorteilhaften Ausbildung darin bestehen, daß die elektrischen Verbindungsleitungen streckenweise fest in dem Bekleidungsteil verlegt sind. In einer anderen zweckmäßigen Ausbildung können die elektrischen Verbindungsleitungen streckenweise in Kabelkanälen in dem Bekleidungsteil verlaufen. In diese als Kabelkanäle ausgebildeten Verbindungswege können die elektrischen Verbindungsleitungen entweder eingezogen werden oder, wenn die Kabelkanäle mit öffen- und schließbaren Abdeckungen versehen sind, in diese eingelegt werden. Die beiden letztgenannten Ausbildungen haben gegenüber der ersten die Vorteile einer flexibleren Anpassung der Verkabelungen an die vorgesehene Verwendung des Bekleidungsteils sowie einer leichteren Erneuerbarkeit defekter Leitungen.

Eine andere besonders vorteilhafte Ausbildung kann darin zu sehen sein, daß das Bekleidungsteil Taschen aufweist, in denen die Sensoren, Meßvorrichtungen oder Stimulationsvorrichtungen bei Nichtgebrtauch unterbringbar sind. Die Möglichkeit der Unterbringung der Sensoren in an dem Bekleidungsteil angeordneten Taschen bei Nichtgebrauch, wobei die Sensoren mit dem losen Ende der elektrischen Verbindungsleitungen verbunden bleiben können, verbessert die praktische Handhabbarkeit des Bekleidungsteils. Eine zusätzliche vorteilhafte Ausbildung kann sein, daß die Taschen durch auf festen Wegen im Bekleidungsteil verlaufende elektrische Verbindungsleitungen mit der Meßdaten-Sammeleinheit oder dem Speicherelement bzw. Aufzeichnungsgerät verbunden sind.

Ferner kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, da die Taschen verschließbare Abdeckungen aufweisen. Der Verschluß kann beispielsweise aus einem Klettverschluß oder Reißverschluß gebildet sein. Die Taschen können, wenn der Platz ansonsten nicht ausreicht, auch in mehreren Lagen übereinander angeordnet sein, wobei die Zugänglichkeit der unten liegenden Taschen dadurch gewährleistet werden kann, daß sich die darüber liegenden Taschen öffnen bzw. deren Abdeckungen entfernen lassen. Ferner können auch in oder unter den Taschen die elektrischen Verbindungsleitungen bzw. die Kabelkanäle für diese angeordnet sein und die Taschen durch die Kabelkanäle verbunden sein.

Ein zweckmäßiges Merkmal kann darin bestehen, da die Meßdaten- Sammeleinheit mittels einer Sammelverbindungsleitung oder drahtlos über Funk-, Infrarot- oder Ultraschallsignale mit dem Speicherelement bzw. Aufzeichnungsgerät in Verbindung steht. Die technisch etwas aufwendigere Methode der drahtlosen Übertragung hat den Vorteil einer größeren Bewegungsfreiheit.

Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal wird vorgeschlagen, daß an das Speicherelement bzw. Aufzeichnungsgerät eine Auswertevorrichtung bzw. ein Computer anschließbar oder mittels einer Datenübertragungsleitung oder einer drahtlosen Übertragungsstrecke mit dieser verbindbar ist. Durch die Auswertevorrichtung bzw. den Computer ist die Verarbeitung und Analyse der aufgezeichneten Daten möglich. Ferner kann die Auswertevorrichtung auch zur Steuerung der Funktionstests dienen und hierzu optische, akustische und mechanische Kontroll- und Steuerelemente aufweisen.

Ferner kann vorgesehen sein, daß das Speicherelement bzw. Aufzeichnungsgerät oder die Auswertevorrichtung eine Datenaufzeichnungsvorrichtung mit einem transportablen Datenträger aufweist oder an eine solche anschließbar ist. Dies ermöglicht die Archivierung der Daten sowie ihren Transport zu einer örtlich getrennten Auswertevorrichtung zur Auswertung. Ferner können mittels eines Datenträgers auch die jeweils anzuwendenden Steuerprogramme in das Speicherelement bzw. Aufzeichnungsgerät oder die Auswertevorrichtung eingegeben werden.

Es kann auch vorgesehen sein, daß die Auswertevorrichtung in das Aufzeichnungsgerät integriert ist, wodurch eine kompakte Bauweise erzielt wird. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung kann sein, daß das Aufzeichnungsgerät oder die Auswertevorrichtung eine Anzeigevorrichtung aufweist. Durch die Anzeigevorrichtung sind wichtige Funktionswerte, Parameter oder sonstige Werte darstellbar.

Nach einem besonders vorteilhaften Merkmal wird vorgeschlagen, daß mittels der Auswertevorrichtung ein oder mehrere on-line Funktionstests des Körpers durchführbar sind. Dieser Funktionstest kann beispielsweise ein neurologischer Test für Tremor, ein Kreislaufbelastungsreaktionstest, ein Ballistokardiogramm, ein Seismokardiogramm, eine Chronobiologie-Messung, ein Ein- oder Mehrkanal-EKG, ein BEG, ein Holter-Monitoring, eine Vigilanzmessung, eine Schlafregulationsmessung, eine Schlafphasenbestimmung, eine Schlafregulationsmessung, eine Bewegungs- und Körpervibrationsmessung, eine Krafttremormessung, eine arterielle Blutdruckschwankungsmessung, eine Kreislaufmessung, Myogramm- Messung, Atmungsmessung, multisensorische Klimareaktionsmessung, Reaktionszeiten- oder Ansprechschwellenmessung, eine biomechanische Untersuchung der Körperoberfläche, eine Bewegungsanalyse oder dgl. Tests oder eine Kombination aus mehreren dieser Tests sein.

Im folgenden sollen einige dieser Funktionstests kurz näher erläutert werden. Ein Ballistokardiogramm mißt die durch den Herzschlag und den Blutstrom verursachte Beschleunigung des Körpers in der Körperlängsachse. Ein Seismokardiogramm mißt den verursachten Herzspitzenstoß über der Brustmitte, aus dessen Form das Zusammenspiel der beiden Herzhälften ersehen werden kann. Chronobiologische Messungen sind Aufzeichnungen über einen längeren Zeitraum, beispielsweise über Nacht oder über 24 Stunden. Beispielsweise versteht man unter einem Holter-Monitoring eine Dauermessung des EKG über 24 Stunden, wobei nur sporadisch auftretende Störungen der Herzfunktion erkannt werden können. Eine Vigilanzmessung ist die Bestimmung der Aufmerksamkeit bzw. Wachheit. Sie ist z. B. von Bedeutung bei arbeitsmedizinischen Versuchen und kann durch die Messung der Reaktionszeit auf einen Reiz bestimmt werden. Bei einer Schlafregulationsmessung werden die vom Organismus im Schlaf geregelten physiologischen Parameter, beispielsweise Kreislauf und Atmung, aufgezeichnet. Diese und die nicht näher erläuterten bekannten Meßmethoden geben einen Eindruck von den vielseitigen Anwendungen, die mit dem erfindungsgemäßen Bekleidungsteil möglich sind.

Vorteilhafterweise ist ferner vorgesehen, daß mittels der Anzeigevorrichtung das Ergebnis oder ein Zwischenergebnis des Funktionstests als Diagnosewert oder Diagnosehilfswert anzeigbar ist. Durch die Auswertung bei einfachen bzw. die Vorauswertung bei komplexeren Funktionstests und die Anzeige des Ergebnisses bzw. Zwischenergebnisses steht der Diagnosewert oder Diagnosehilfswert unmittelbar zur Verfügung. Bei der Messung von Herzfunktionen kommt beispielsweise zur Voraussetzung der Daten eine Bestimmung der R-R-Intervalle, eine Zeitpunktbestimmung des Ballistokardiogramms, ein Seismokardiogramm, eine Pulsmessung, eine Pulswellenlaufzeitmessung oder gegebenenfalls eine Frequenzanalyse in Betracht.

Weitere zweckmäßige Besonderheiten bestehen noch darin, daß in das Bekleidungsteil, die Meßdaten-Sammeleinheit oder das Speicherelement bzw. Aufzeichnungsgerät ein oder mehrere Vorverstärker für die Verstärkung der Signale der Sensoren oder Meßvorrichtungen integriert sind oder daß in das Bekleidungsteil, die Meßdaten-Sammeleinheit, oder das Speicherelement bzw. Aufzeichnungsgerät Referenzen integriert sind. Die Vorverstärker dienen der Erhöhung der Signalgröße und damit der Verbesserung der Signalsicherheit. Durch die jeweils angepaßte Wahl eines AC- oder DC-Verstärkers oder auch eines zweikanaligen Verstärkers für beide Signalanteile sowie gegebenenfalls einer geeigneten Filtermethode können die Verstärker optimal an die Sensoren und die zu messenden Größen angepaßt werden. Mittels der Referenzen, die beispielsweise als Spannungs- oder Stromreferenzen ausgebildet sein können, sind Bezugsgrößen für die Signalmessung vorgebbar. Zweckmäßigerweise sind die Referenzen mittels einer Programmsteuerung einstellbar, wodurch eine automatische und an die jeweils durchzuführende Messung bzw. an den entsprechenden Funktionstest angepaßte Vorgabe möglich ist.

Zur Aufteilung der Analog-Elektronik zwischen dem Bekleidungsteil und dem Speicherelement bzw. Aufzeichnungsgerät bestehen im wesentlichen drei Möglichkeiten, die je nach Bedarf und Anwendungsfalls ausgewählt oder auch teilweise in Kombination realisiert werden können. Die erste ist darin zu sehen, daß die gesamte Analogelektronik in dem Bekleidungsteil untergebracht ist und ein ebenfalls dort angeordneter Analog-Digitalwandler die Daten über eine Leitung zum Aufzeichnungsgerät überträgt. Diese Version hat den Vorteil eines dünnen Verbindungskabels zwischen Bekleidungsteil und Aufzeichnungsgerät, das dennoch eine hohe Störsicherheit gegen Einstrahlungen aufweist.

Die zweite Möglichkeit besteht darin, die Vorverstärker und die Referenzen in dem Bekleidungsteil unterzubringen und die zweitere Verarbeitungselektronik wie Zusatzverstärker, Analog-Digital- Wandler etc. beim Aufzeichnungsgerät. Vorteilhaft bei dieser Lösung sind die Möglichkeiten zur Verwendung bereits vorhandener Analog-Digital-Elektronik und des Datenzugriffs über einen Datenbus sowie die relativ hohe Störsicherheit. Nachteilig ist dagegen der fertigungstechnische Mehraufwand aufgrund zweier Analogelektronik- Einheiten sowie das dickere Verbindungskabel zwischen Bekleidungsteil und Aufzeichnungsgerät.

Die dritte Aufteilungsmöglichkeit besteht in der teilweisen Unterbringung der Vorverstärker in den Sensoren oder Meßvorrichtungen und der weiteren Analoghardware im Aufzeichnungsgerät. Der Vorteil hierbei ist, daß der Betrieb mit einzelnen Sensoren möglich und nur eine Analog-Elektronik-Einheit erforderlich ist, von Nachteil ist dagegen das störanfällige und dicke Verbindungskabel und die große Entfernung zwischen den Referenzgebern und den Sensoren bzw. Meßeinrichtungen.

Wenn die gesamte Analogelektronik einschließlich des Speicherelements bzw. des Aufzeichnungsgeräts in dem Bekleidungsteil angeordnet ist, ergibt sich der Vorteil eines kabelfreien Betriebs. Nachteilig kann dabei die begrenzte Speicherkapazität sein, die aber für bestimmte Anwendungen ausreichend sein kann. Der kabelfreie Betrieb läßt sich auch durch eine drahtlose Übertragung der Daten von der Meßdaten-Sammeleinheit zu dem Speicherelement bzw. dem Aufzeichnungsgerät realisieren, beispielsweise durch Funk-, Infrarot- oder Ultraschallübertragung. Dabei können große Datenmengen aufgezeichnet werden, aber die räumlichen Bedingungen betreffend Reflexionen, Reichweite usw. sind zu berücksichtigen.

Eine zweckmäßige Ausbildung des Bekleidungsteils, insbesondere für die patientenfreundliche Handhabbarkeit an menschlichen Körpern, ist darin zu sehen, daß das Bekleidungsteil westen- oder jackenförmig ausgebildet und tragbar ist. Aus bekleidungsphysiologischen Gründen ist es ferner vorteilhaft, wenn das Bekleidungsteil aus textilem Material besteht. Eine vorteilhafte, eine einfache Handhabung ermöglichende Ausbildung ist darin zu sehen, daß die Meßdaten-Sammeleinheit oder das Speicherelement bzw. Aufzeichnungsgerät tragbar ist.

Ein anderes vorteilhaftes Ausbildungsmerkmal kann sein, daß die Meßdaten-Sammeleinheit oder das Speicherelement bzw. Aufzeichnungsgerät in das Bekleidungsteil integriert ist. Insbesondere ist die Integration der Meßdaten-Sammeleinheit in das Bekleidungsteil vorteilhaft, weil dadurch ein Leitungswirrwarr vermeidbar ist.

Vorteilhafte Ausbildungen können darin bestehen, daß die Sensoren EKG-Sensoren, Akzelerometer, Halspuls-Sensoren, Ohrpuls-Sensoren, Fingerpuls-Sensoren, Fußpuls-Sensoren, Blutdruck-Sensoren, Atem-Sensoren, Thermo-Sensoren oder Hautfeuchte-Sensoren sind, daß die Meßvorrichtungen Ergometer, insbesondere handbetätigte Ergometer, Atem-Sensoren, Akzelerometer oder Kraftmeßgeräte sind und daß die Stimulationsvorrichtungen Vibratoren sind. Mit den vorgenannten sowie gegebenenfalls weiteren Meßeinrichtungen ist eine Vielzahl an biophysikalischen Funktionswerten und Parametern erfaßbar.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Bekleidungsteils wird eine Vorrichtung zur einfachen, schnellen und praktischen Handhabung der Sensoren und der zugehörigen elektrischen Verbindungen zur Messung, Aufzeichnung und gegebenenfalls Auswertung auch mehrerer Parameter und komplexer Körperfunktionen geschaffen, die für die Verwendung in Kombination mit stationären und mobilen Monitor- oder Funktionstestsystemen zur Messung von Körperfunktionen geeignet ist und die Bewegungsfreiheit des Trägers wenig beeinträchtigt.

Die folgenden Ausführungsbeispiele der Erfindung lassen weitere vorteilhafte Merkmale und Besonderheiten erkennen, die anhand der Darstellung in den Zeichnungen im folgenden näher beschrieben und erläutert sind.

Es zeigt

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines als Weste ausgebildeten erfindungsgemäßen Bekleidungsteils an einem menschlichen Körper mit einer Auswertevorrichtung,

Fig. 2 ein zweites als Weste ausgebildetes Bekleidungsteil,

Fig. 3 ein Bekleidungsteil mit geschlossenen Taschenabdeckungen,

Fig. 4 das Bekleidungsteil gemäß Fig. 3 mit einer oberen geöffneten Taschenabdeckung,

Fig. 5 das Bekleidungsteil gemäß Fig. 3 mit einer unteren geöffneten Taschenabdeckung,

Fig. 6 in einer Einzelheit bei x der Fig. 1 eine Auswertevorrichtung,

Fig. 7 Kombinationsmöglichkeiten der Auswertevorrichtung,

Fig. 8 ein drittes Ausführungsbeispiel des Bekleidungsteils,

Fig. 9 ein viertes Ausführungsbeispiel des Bekleidungsteils,

Fig. 10 eine erste Aufteilungsmöglichkeit der Analogelektronik,

Fig. 11 eine zweite Aufteilungsmöglichkeit der Analogelektronik,

Fig. 12 eine dritte Aufteilungsmöglichkeit der Analogelektronik,

Fig. 13 die Analogelektronik mit in das Bekleidungsteil integrierter Meßdaten-Sammelstelle und Speicherelement bzw. Aufzeichnungsgerät und

Fig. 14 die drahtlose Datenübertragung von dem Bekleidungsteil zum Speicherelement bzw. Aufzeichnungsgerät.

In Fig. 1 ist ein als Weste ausgebildetes erfindungsgemäßes Bekleidungsteil 1 an einem menschlichen Körper 1 dargestellt. An dem Hals 3 ist ein mittels eines Sensorbügels 63 gehaltener Halspulssensor 62 angebracht, der beispielsweise für die direkte mechanische Ankopplung zur Messung der arteriellen Blutdruckschwankungen aus einer modifizierten Vollbrücke bestehen kann und, wenn der Anpreßdruck mitgemessen werden kann, zur Beobachtung von Änderungen des absoluten Blutdrucks geeignet ist. Auf der Brust 5 sind EKG-Sensoren 64, im Bauchbereich ein Vibrator 65, an einem Arm 4 ein Akzelerometer 66 und an der Hüfte 9 ein Akzelerometer 66 in einem Halter angebracht. An einem Finger 7 einer Hand 6 ist ein Fingerpulssensor 67 angeordnet, und an einem Fuß 16 befindet sich ein mittels eines Sensorschuhs 70 befestigter Fußpulssensor 69. Der Fingerpulssensor 67 und der Fußpulssensor 69 können beispielsweise getaktete Infrarot- Reflexionssensoren zur Messung des kapillaren und arteriellen Blutstromes sein.

Die verschiedenen Sensoren oder Stimulationsvorrichtungen können von mechanischen Halteelementen wie dem Sensorbügel 63, dem Sensorschuh 69 oder von Bändern mit Klettverschlüssen gehalten, mittels Klebeplättchen auf der Haut oder mittels spezieller Halterungen an Kleidungsstücken befestigt sein oder auch, wie in dem dargestellten Beispiel der Vibrator 65 und das Akzelerometer 66 an der Hüfte 9, auch einer festen Stelle des Bekleidungsteils 10 derart angeordnet sein, daß sie bei dessen Anlegen und Verschließen mittels des Verschlußelements 14 an der vorgesehenen Stelle des Körpers 1 anliegen.

Die flexiblen elektrischen Verbindungsleitungen 31 zwischen den Sensoren und der Meßdaten-Sammeleinheit 11 sind mit ihren losen Enden streckenweise, wie z. B. auf der Brust 5, den Armen 4 und den Beinen 8, mittels Klebebändern 15 befestigt. Streckenweise verlaufen sie auf durch das Bekleidungsteil 10 festgelegten Wegen, wobei sie entweder bereichsweise in dieses eingearbeitet oder in Kabelkanäle 13 eingezogen sind. Das Bekleidungsteil 10 weist Taschen 12 auf, in denen die Sensoren und Stimulationsvorrichtungen untergebracht sind oder bei Nichtgebrauch aufbewahrt werden können.

Die elektrischen Verbindungsleitungen 31 führen zu einer zentralen Meßdaten-Sammeleinheit 11, bei der auch die Vorverstärker 45 und die Referenzen 46 angeordnet sind und die in dem Bekleidungsteil 10 untergebracht ist. Die Meßdaten-Sammeleinheit 11 steht mittels einer einzigen, reißfesten und flexiblen Sammelverbindungsleitung 41 mit einem transportablen Speicherelement 39 bzw. Aufzeichnungsgerät 40 in Verbindung, das eine Anzeigevorrichtung 42, eine Datenaufzeichnungsvorrichtung 43 und eine Auswertevorrichtung 50 aufweist und in Fig. 6 näher dargestellt ist. An das Aufzeichnungsgerät 40 ist mittels einer elektrischen Verbindungsleitung 31 eine Meßvorrichtung, die in dem dargestellten Beispiel ein handbetätigtes Ergometer 68 ist angeschlossen. Die Meßvorrichtung könnte stattdessen auch in einer alternativen Ausbildung mittels der elektrischen Verbindungsleitung 31 an die Meßdaten-Sammeleinheit 11 angeschlossen sein.

Die Fig. 2 zeigt Einzelheiten eines Bekleidungsteils 10 mit etwas abgewandelter Verkabelung. Von der mittels der Sammelverbindungsleitung 41 mit dem Aufzeichnungsgerät 40 verbundenen Meßdaten- Sammeleinheit 11 führen die streckenweise auf festen Wegen in dem Bekleidungsteil 10 verlegten elektrischen Verbindungsleitungen 31 zu den angeschlossenen Sensoren 62, 66, 67, 69 und dem Vibrator 65. Sie verlaufen teilweise in Kabelkanälen 13 oder in den Taschen 12 bzw. unter diesen entlang. Ein Klebeband 15 kann zur Fixierung einzelner elektrischer Verbindungsleitungen 31 oder der Abdeckung der Taschen 12 dienen.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen übereinander angeordnete Taschenabdeckungen 18, 19 des Bekleidungsteils 10. In Fig. 3 sind die Taschenabdeckungen 18, 19 geschlossen. In Fig. 4 ist die obere Taschenabdeckung 18 geöffnet und die untere Taschenabdeckung 19 geschlossen. In der Fig. 5 sind beide Taschenabdeckungen 18, 19 geöffnet. Die Taschenabdeckungen 18, 19 einzelner oder mehrerer Taschen 12 sind mittels Klettverschlüssen 21, Reißverschlüssen 20 oder Druckknöpfen 22 verschließbar. Ferner sind an dem unteren Abschluß des Bekleidungsteils 10 zu dessen Anpassung an den Körper 1 ein verstellbarer Gürtel 17 und eine Zugentlastung 47 für die Sammelverbindungsleitung 41 angeordnet.

In Fig. 6 ist in einer Einzelheit bei x der Fig. 1 das Speicherelement 39 bzw. Aufzeichnungsgerät 40 mit Datenaufzeichnungsvorrichtung 43 und Auswertevorrichtung 50 dargestellt. Auf dem transportablen Datenträger 44, der beispielsweise eine Memorykarte ist, können die aufgezeichneten biophysikalischen Daten gespeichert werden, zweckmäßigerweise unter Durchführung einer Datenreduktion oder Datenkompression, oder von diesem die durchzuführenden Funktionstestprogramme mit den zugehörigen Parameter in das Aufzeichnungsgerät 40 und die Auswertevorrichtung 50 eingelesen werden. Auf der Anzeigevorrichtung 42 werden aktuelle Meßwerte, Diagnosewerte oder Diagnosehilfswerte dargestellt. Ferner sind optische 51, akustische 52 und mechanische 53 Kontroll- und Steuerelemente vorhanden.

Das dargestellte Beispiel des Aufzeichnungsgerätes 40 mit Auswertevorrichtung 50 ist ein kleines, leichtes Gerät in einer sicheren und robusten Bauart. Es ist ein miniaturisiertes Rechnersystem zur Durchführung komplexer physiologischer Experimente und Funktionstests, auch unter erschwerten Meßbedingungen, und Aufzeichnungen der Daten. Die Steuerung der Messungen und Funktionstests erfolgt über die mechanischen Kontroll- und Steuerelemente 53, und mittels der optischen 51 und akustischen 52 Kontroll- und Steuerelemente werden Informationen über deren Verlauf angezeigt. Es können beispielsweise bis zu acht Analogkanäle aufgezeichnet werden. Die Sensoren sind mit den Vorverstärkern 45 in dem Bekleidungsteil 10 angeordnet. Das Kernstück des Aufzeichnungsgerätes 40 ist ein Prozessor, wobei das Betriebssystem für den quasiparallelen Betrieb der Grundfunktionen wie Datenerfassung, -anzeige, -kompression und -speicherung ausgelegt ist. Auf der Anzeigevorrichtung 42 lassen sich drei Zeitsignale direkt darstellen. Die Analogelektronik-Einheit des Aufzeichnungsgerätes 40 verfügt über Antialiasingfilter und ist einfach an verschiedene Meßprobleme anpaßbar. Die analogen Signale werden mittels eines Analog-Digital-Wandlers konvertiert.

Die Fig. 7 zeigt schematisch Kombintationsmöglichkeiten des Aufzeichnungsgerätes 40 mit Datenaufzeichnungsvorrichtung 43 und Auswertevorrichtung 50. An das Gerät sind die Meßdaten-Sammeleinheit 11, die gegebenenfalls im Bekleidungsteil 10 angeordnet ist, diverse Sensoren, z. B. Thermosensoren 60, Halspulssensoren 62, EKG-Sensoren 64 usw. oder Meßvorrichtungen, z. B. handbetätigte Ergometer 68 sowie eventuell andere vorhandene Meßgeräte wie z. B. ein kontinuierliches Blutdruckmeßgerät mittels einer Sammelverbindungsleitung 41, elektrischer Verbindungsleitungen 31 oder auch mittels drahtloser Übertragungsvorrichtungen anschließbar. Die Steuer- und Auswerte-Programme können von einem transportablen Datenträger 44 eingelesen und die aufgezeichneten Daten auf solchen Datenträgern 44 gespeichert werden. Das Aufzeichnungsgerät 40 bzw. die Auswertevorrichtung 50 kann mittels Stimulationsvorrichtungen, beispielsweise einem Vibrator 65, oder optischer 51 und akustischer 52 Kontroll- und Steuerelemente auf den Körper 1 einwirken. Es kann die Daten mittels Datenübertragungsleitungen 32 oder drahtlos an einen Drucker 54, einen Streamer 55 oder einen Computer 56 übertragen, wobei der Streamer 55 und der Computer 56 die Daten auch von den Datenträgern 44 einlesen können. Mittels des Computers 56 ist eine eingehendere Auswertung der Daten als mit der Auswertevorrichtung 50 möglich, und von diesem können ebenfalls die Steuer- und Auswerte- Programme direkt zu dem Aufzeichnungsgerät 40 bzw. der Auswertevorrichtung 50 übertragen werden.

Die Fig. 8 und 9 zeigen schematisch zwei weitere Ausführungsbeispiele des Bekleidungsteils 10. In beiden Fig. sind die Sensoren 61, 62, 64, 66 und 67 und der Vibrator 65 mittels elektrischer Verbindungsleitungen 31 mit der Meßdaten-Sammeleinheit 11 verbunden, die an dem Bekleidungsteil 10 angeordnet ist und Vorverstärker 45, Referenzen 46 und einen Steckanschluß 71 für einen weiteren Sensor aufweist. Die elektrischen Verbindungsleitungen des Ohrpulssensors 61, Halspulssensors 62 und Fingerpulssensors 67 sind fest angeschlossen, die der Akzelerometer 66 und des Vibrators 65 sind an dem Übergang zu dem Bekleidungsteil 10 steckbar. Die Meßdaten-Sammeleinheit 11 ist mittels der Sammelverbindungsleitung 41 mit dem Aufzeichnungsgerät 40 bzw. der Auswertevorrichtung 50 verbunden, die wiederum an einen Computer 56 und eine Stromversorgung 57, die ein Netzteil, eine Batterie oder ein Akkumulator sein kann, anschließbar ist. In der Fig. 8 ist das handbetätigte Ergometer 68 an dem Bekleidungsteil 10 und in Fig. 9 an dem Aufzeichnungsgerät 40 angeschlossen.

Die Fig. 10 bis 12 veranschaulichen verschiedene Aufteilungsmöglichkeiten der Analogelektronik zwischen der Meßdaten-Sammeleinheit 11 in dem Bekleidungsteil 10 und dem Aufzeichnungsgerät 40. In der Fig. 10 sind die Vorverstärker 45, die Referenzen 46 und der Analog-Digital-Wandler 58 in der Meßdaten-Sammeleinheit 11 untergebracht. In der Fig. 11 befindet sich der Analog-Digital- Wandler 58 zusammen mit einem zweiten Vorverstärker 48 bei dem Aufzeichnungsgerät 40, und in Fig. 12 wurden auch die Vorverstärker 45 und Referenzen 46 zu dem Aufzeichnungsgerät 40 verlegt.

Die Fig. 13 zeigt die Unterbringung der gesamten Analogelektronik einschließlich der in das Bekleidungsteil 10 integrierten Meßdaten-Sammelstelle 11, den Vorverstärkern 45 und Referenzen 46 sowie das Speicherelement 39 bzw. Aufzeichnungsgerät 40 mit Datenaufzeichnungsvorrichtung 43 und gegebenenfalls einer Auswertevorrichtung 50 in dem Bekleidungsteil 10.

In Fig. 14 ist die drahtlose Datenübertragung von dem Bekleidungsteil 10 zum Speicherelement 39 bzw. Aufzeichnungsgerät 40 mittels eines Senders 35, einer Sendeantenne 36 und einer Empfangsantenne 37 dargestellt.

Die Ausbildungsweise des Bekleidungsteils 10 kann abweichend von der Darstellung in den Fig. 1 bis 14 auch beliebig anders getroffen sein, beispielsweise als um die Hüfte 9 getragener Gürtel, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

1 Körper
2 Ohr
3 Hals
4 Arm
5 Brust
6 Hand
7 Finger
8 Bein
9 Hüfte
10 Bekleidungsteil
11 Meßdaten-Sammeleinheit
12 Tasche
13 Kabelkanal
14 Verschlußelement
15 Klebeband
16 Fuß
17 verstellbarer Gürtel
18 obere Taschenabdeckung
19 untere Taschenabdeckung
20 Reißverschluß
21 Klettverschluß
22 Druckknopf
31 elektr. Verbindungsleitung
32 Datenübertragungsleitung
35 Sender
36 Sendeantenne
37 Empfangsantenne
39 Speicherelement
40 Aufzeichnungsgerät
41 Sammelverbindungsleitung
42 Anzeigevorrichtung
43 Datenaufzeichn. vorricht.
44 Datenträger
45 Vorverstärker
46 Referenz
47 Zugentlastung zu 41
48 zweiter Vorverstärker
50 Auswertevorrichtung
51 opt. Kontroll- u. Steuerel.
52 akust. Kontroll- u. Steuerel.
53 mechan. Kontroll- u. Steuerel.
54 Drucker
55 Streamer
56 Computer
57 Stromversorgung
58 Analog-Digital-Wandler
60 Thermosensor
61 Ohrpulssensor
62 Halspulssensor
63 Sensorbügel zu 62
64 EKG-Sensor
65 Vibrator
66 Akzelerometer
67 Fingerpulssensor
68 Handbetätigtes Ergometer
69 Fußspulsensor
70 Sensorschuh zu 69
71 Steckanschluß

Claims

1. Bekleidungsteil zur Bedeckung menschlicher oder tierischer Körperpartien, welches mittels Verschlußelementen zusammengehalten wird, gekennzeichnet durch, an diesem angeordnete, mit bestimmten Körperstellen in Verbindung bringbare Sensoren,

a) zum Aufnehmen und Weiterleiten einer Mehrzahl von auf der Hautoberfläche abgreifbaren biophysikalischen Funktionswerten,
b) zum Aufnehmen und Weiterleiten einer Mehrzahl von Meßwerten, die durch Einwirkung von Körperfunktionen oder Körperbetätigungen auf Meßvorrichtungen erzeugt werden, und
c) während eines bestimmten Zeitraumes kontinuierliche Weiterleitung der aufgenommenen Funktions- und Meßwerte zu einer zentralen, am Bekleidungsteil (10) oder getrennt von diesem angeordneten Meßdaten-Sammeleinheit (11),
d) die mit einem Speicherelement (39) bzw. Aufzeichnungsgerät (40) in Verbindung steht.

2. Bekleidungsteil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch auf den Körper einwirkende Stimulationsvorrichtungen, die mit der Meßdaten-Sammeleinheit (11) oder dem Speicherelement (39) bzw. Aufzeichnungsgerät (40) verbunden sind.

3. Bekleidungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Verbindungsleitungen (31) zwischen den Sensoren, Meßvorrichtungen oder Stimulationsvorrichtungen mit der Meßdaten-Sammeleinheit (11) oder dem Speicherelement (39) bzw. Aufzeichnungsgerät (40) zumindest streckenweise auf festen Wegen im Bekleidungsteil (10) verlegt sind.

4. Bekleidungsteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Verbindungsleitungen (31) streckenweise fest in dem Bekleidungsteil (10) verlegt sind.

5. Bekleidungsteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Verbindungsleitungen (31) streckenweise in Kabelkanälen (13) in dem Bekleidungsteil (10) verlaufen.

6. Bekleidungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bekleidungsteil (10) Taschen (12) aufweist, in denen die Sensoren, Meßvorrichtungen oder Stimulationsvorrichtungen bei Nichtgebrauch unterbringbar sind.

7. Bekleidungsteil nach Anspruch 6 und einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Taschen (12) durch auf festen Wegen im Bekleidungsteil (10) verlaufende elektrische Verbindungsleitungen (31) mit der Meßdaten-Sammeleinheit (11) oder dem Speicherelement (39) bzw. Aufzeichnungsgerät (40) verbunden sind.

8. Bekleidungsteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Taschen (12) verschließbare Abdeckungen (18, 19) aufweisen.

9. Bekleidungsteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Taschen (12) in mehreren Lagen übereinander angeordnet sind.

10. Bekleidungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßdaten-Sammeleinheit (11) mittels einer Sammelverbindungsleitung (41) oder drahtlos über Funk-, Infrarot- oder Ultraschallsignale mit dem Speicherelement (39) bzw. Aufzeichnungsgerät (40) in Verbindung steht.

11. Bekleidungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an das Speicherelement (39) bzw. Aufzeichnungsgerät (40) eine Auswertevorrichtung (50) bzw. ein Computer (56) anschließbar oder mittels einer Datenübertragungsleitung (32) oder einer drahtlosen Übertragungsstrecke mit dieser verbindbar ist.

12. Bekleidungsteil nach Anspruch 1 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Speicherelement (39) bzw. Aufzeichnungsgerät (40) oder die Auswertevorrichtung (50) eine Datenaufzeichnungsvorrichtung (43) mit einem transportablen Datenträger (44) aufweist oder an eine solche anschließbar ist.

13. Bekleidungsteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertevorrichtung (50) in das Aufzeichnungsgerät (40) integriert ist.

14. Bekleidungsteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsgerät (40) oder die Auswertevorrichtung (50) eine Anzeigevorrichtung (42) aufweist.

15. Bekleidungsteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Auswertevorrichtung (50) ein oder mehrere on-line Funktionstests des Körpers durchführbar sind.

16. Bekleidungsteil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionstest ein neurologischer Test für Tremor, ein Kreislaufbelastungsreaktionstest, ein Ballistokardiogramm, ein Seismokardiogramm, eine Chronobiologie-Messung, ein Ein- oder Mehrkanal-EKG, ein EEG, ein Holter-Monitoring, eine Vigilanzmessung, eine Schlafregulationsmessung, eine Schlafphasenbestimmung, eine Schlafregulationsmessung, eine Bewegungs- und Körpervibrationsmessung, eine Krafttremormessung, eine arterielle Blutdruckschwankungsmessung, eine Kreislaufmessung, Myogramm- Messung, Atmungsmessung, multisensorische Klimareaktionsmessung, Reaktionszeiten- oder Ansprechschwellenmessung, eine biomechanische Untersuchung der Körperoberfläche, eine Bewegungsanalyse oder dgl. Test oder eine Kombination aus mehreren dieser Tests ist.

17. Bekleidungsteil nach den Ansprüchen 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Anzeigevorrichtung (42) das Ergebnis oder ein Zwischenergebnis des Funktionstests als Diagnosewert oder Diagnosehilfswert anzeigbar ist.

18. Bekleidungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das Bekleidungsteil (10), die Meßdaten-Sammeleinheit (11) oder das Speicherelement (39) bzw. Aufzeichnungsgerät (40) ein oder mehrere Vorverstärker (45) für die Verstärkung der Signale der Sensoren oder Meßvorrichtungen integriert sind.

19. Bekleidungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das Bekleidungsteil (10), die Meßdaten-Sammeleinheit (11), oder das Speicherelement (39) bzw. Aufzeichnungsgerät (40) Referenzen (46) integriert sind.

20. Bekleidungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bekleidungsteil (10) westen- oder jackenförmig ausgebildet und tragbar ist.

21. Bekleidungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bekleidungsteil (10) aus textilem Material besteht.

22. Bekleidungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßdaten-Sammeleinheit (11) oder das Speicherelement (39) bzw. Aufzeichnungsgerät (40) tragbar ist.

23. Bekleidungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßdaten-Sammeleinheit (11) oder das Speicherelement (39) bzw. Aufzeichnungsgerät (40) in das Bekleidungsteil (10) integriert ist.

24. Bekleidungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren EKG-Sensoren (64), Akzelerometer (66), Halspuls-Sensoren (62), Ohrpuls-Sensoren (61), Fingerpuls-Sensoren (67), Fußpuls-Sensoren (69), Blutdruck-Sensoren, Atem- Sensoren, Thermo-Sensoren (60) oder Hautfeuchte-Sensoren sind.

2. Bekleidungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtungen Ergometer, insbesondere handbetätigte Ergometer (68), Atem-Sensoren, Akzelerometer (66) oder Kraftmeßgeräte sind.

26. Bekleidungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stimulationsvorrichtungen Vibratoren (65) sind.