Defibrillator mit Gehäuseanordnung und Tragvorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf einen Defibrillator zur dauerhaften äußeren Anbrin- gung an einem Patienten mit einer ein Grundgerät mit Defibrillatorkomponenten aufnehmenden schützenden Hüllenanordnung, einer an diesem angeschlossenen oder anschließbaren Elektrodenanordnung und einer Tragvorrichtung.
Die US 4,576,170 zeigt einen von einem zu überwachenden Patienten tragbaren De- fibrillator dieser Art, wobei das Gesamtsystem zwei getrennte Funktionseinheiten, nämlich einen Überwachungsteil für die Herztätigkeit und einen Defibrillatorteil aufweist, die über Verbindungsleitungen elektrisch miteinander verbunden sind. Ein Gesamtsystem mit einem derartigen Defibrillator kann in unterschiedlichen Lebensla-
gen, wie z. B. bei der Bewegung oder beim Schlafen, störend sein, insbesondere weil das die Defibrillatorelektronik beinhaltende Gehäuse auch bei der angestrebten Miniaturisierung relativ voluminös und unbequem zu tragen ist.
Ähnliche Gesichtspunkte ergeben sich auch bei tragbaren Defibrillatoren, die in der DE 697 17 192 T2 und der US 2003/0216787 A1 gezeigt sind.
Die DE 103 06 953 beschreibt eine Halterungsbekleidung zur Positionierung von EKG-Mess- bzw. EKG-Überwachungselektroden und/oder Therapieelektroden und einer dazu gehörigen Verkabelung. Dabei kann ein Bekleidungsgurt ein elastisches Gürtelteil beinhalten, welches verschiebbar an einer Organisationsplatte befestigt sein kann, welche die Messelektroden an der Haut des Patienten halten kann. Die DE 691 21 470 zeigt eine gürtelartige Elektrodenanordnung und die DE 689 27 898 einen Elektrodengürtel und ein daran angebrachtes Gerät.
Die Konzepte für die Ausbildung der Defibrillatoren selbst gehen stets in Richtung einer möglichst kleinen, monolithischen Ausführung der Defibrillatorelektronik, an die nur die Elektroden oder allenfalls noch eine Energieversorgung mit Batterie außen über entsprechende Anschlusskabel angeschlossen werden. Da jedoch zur Erzeu- gung therapeutisch wirksamer Schocks hohe Energien (150 J bis 250 J) sowie hohe Spannungen (bis 2000 V) notwendig sind, sind einer Verkleinerung der Geräte Grenzen gesetzt. Selbst bei einer hohen Packungsdichte sind 300 bis 500 cm3 Gehäusevolumen notwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Defibrillator der eingangs genannten Art bereit zu stellen, der für den Patienten auch auf Dauer einen verbesserten Tragkomfort bietet.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass die Defibrillatorkomponenten zu Teilmodulen räumlich zusammenge- fasst sind und dass die Hüllenanordnung mehrere Teilhüllen aufweist, auf die die Teilmodule verteilt sind und die relativ zueinander beweglich miteinander mecha- nisch und elektrisch gekoppelt sind.
Dieser Verbund kann z. B. um die Hüfte oder um die Brust getragen werden. Er kann aber auch in eine im oberen Körperdrittel zu tragende Weste eingearbeitet werden. Insbesondere bei der Integration in eine Weste kann der Verbund auch in mehrere kleinere Teilverbunde mit beispielsweise je drei Modulen unterteilt werden.
Die Aufteilung der Defibrillatorkomponenten auf einzelne Teilmodule ergibt ein ergonomisch komfortables und ästhetisches Tragen dieses Gerätes am Körper in allen Lebenslagen (Wachheit, Schlaf, Bewegung).
Vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten bestehen dabei darin, dass die Teilhüllen flächig oder in einer Reihe angeordnet sind.
Weitere verschiedene Ausbildungsformen zum geschützten Unterbringen der Teil- module der Defibrillatorelektronik bestehen darin, dass die Teilhüllen als starre Gehäusemodule oder zumindest zum Teil als flexible Schutzhüllen ausgebildet sind.
Für die Anpassung an die Körperform bestehen verschiedene vorteilhafte Maßnahmen darin, dass die Teilhüllen mittels flexibler Zwischenstücke oder über ineinander greifende Gelenkteile mechanisch miteinander gekoppelt sind.
Ein für den Tragekomfort günstiger Aufbau ergibt sich ferner dadurch, dass die Teilhüllen auf einem flexiblen Trägermaterial aufgebracht sind.
Ist dabei vorgesehen, dass das flexible Trägermaterial vollständig oder teilweise ein Textil ist, lassen sich verschiedene Anforderungen z. B. an eine Hautverträglichkeit, bei verschiedenen Außentemperaturen oder Bewegungsanforderungen erfüllen.
Der Tragekomfort wird dabei dadurch begünstigt, dass isolierte elektrische Verbindungsleitungen in die Zwischenstücke oder das Trägermaterial integriert sind.
Hierbei bestehen verschiedene vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten darin, dass die elektrischen Verbindungsleitungen als textile elektrische Leitungen oder als fle- xible Leiterplatten ausgebildet sind.
Die Maßnahmen, dass die elektrischen Verbindungsleitungen zumindest teilweise als Bussystem ausgeführt sind, tragen zu einer vorteilhaften elektrischen Datenübertragung und geringem Leitungsaufwand bei.
Als Vorteile der Aufteilung des Grundgerätes in einen Verbund aus Teilmodulen sind des Weiteren zu nennen:
Da die einzelnen Module klein, flach und gegeneinander beweglich sind, ist ein hoher Tragekomfort möglich. - Da die Teilmodule flach sind, ist ein nahezu unsichtbares Tragen unter der Kleidung möglich.
Durch Ändern der Modulzahl oder der Modulhöhe kann das Volumen dem tatsächlichen Bedarf angepasst werden.
Die Verbindungstechnik durch z. B. Flachleiter verspricht günstige elektrische Eigenschaften (niedrige Impedanz, niedrige Induktivität, einfache Isolation durch Zwischenlagen).
Bei Verwendung geeigneter Kunststoffe und entsprechender Dimensionierung kann eine hohe Robustheit des Systems und der Verbindungsstellen erreicht werden.
Die Teilmodule können durch Fertigung des Verbunds am Stück oder durch Verschweißen wasserdicht miteinander verbunden werden.
Wie an sich bekannt, dient ein Defibrillator zur Therapie lebensbedrohlicher Herzrhythmusstörungen und besteht insbesondere aus einem durch einen oder mehrere Kondensatoren gebildeten Energiespeicher, einer Ladevorrichtung für diesen Ener- giespeicher, einer Schalteranordnung zur Formung des Defibrillationsimpulses und einer Steuerelektronik. Diese Defibrillatorkomponenten können als die einzelnen Teilmodule ausgestaltet sein. Aber auch eine weitere Aufteilung dieser Defibrillatorkomponenten oder eine Zusammenfassung ist möglich, so dass sich eine davon abweichende Anzahl von Teilmodulen ergibt.
Bei einem Ausführungsbeispiel eines externen tragbaren Defibrillators liegen z. B. folgende Verhältnisse vor:
Um wirksame Defibrillationsimpulse abgeben zu können, ist eine Impulsenergie von etwa 150J notwendig. Traditionelle Kurvenformen vorausgesetzt, müssen hierzu etwa 250J in einem als Energiespeicher verwendeten Kondensator vorgehalten werden. Ein solcher Kondensator benötigt ein Volumen von etwa 150 cm3.
Teilt man diesen Kondensator in 4 gleiche Teile, so ergibt sich je Teil ein Volumen von 38 cm3. Bei einer quadratischen Grundfläche von 7 * 7 cm2 wäre für den Kondensator an sich eine Höhe von etwa 7,5 mm notwendig. Inklusive
Umhüllung und Verbindungselementen könnte man ein solches Kondensatormodul also in einem Volumen von etwa 8 * 9 * 1 ,2 cm3 realisieren.
Einen zur Energieversorgung des Gesamtsystems notwendigen Akkumulator kann man ebenfalls in einem oder notfalls zwei derartiger Module unterbringen.
Die zur Erzeugung eines Impulses der Form „biphasic truncated exponential" (BTE) notwendige Elektronik auf dieser Grundfläche ist ebenfalls möglich.
Ein kompletter externer Defibrillator kann also aus 6 bis 7 der genannten Teilmodule aufgebaut werden.
Verbindet man diese Teilmodule zu einem Verbund, beispielsweise einer Kette, so kann dieser z. B. um die Hüfte oder um den Brustkorb getragen werden, ohne den Träger unangemessen zu stören. Durch Zusatzmaßnahmen, z. B.
Polster oder konkave Ausformung, kann der Tragekomfort und somit die Akzeptanz weiter erhöht werden.
Vorteilhaft für den Aufbau eines erfindungsgemäßen Defibrillators sind dabei die Verwendung flacher Kondensatoren, die Verwendung flacher Akkumulatoren, die Verwendung von Flachkabeln oder flexibler Leiterplatten, die Verwendung einer möglichst flachen Elektronikbaugruppe (z. B. auf Keramiksubstrat aufgebrachte gehäuselose Leistungshalbleiter), die Einbringung der vorstehend genannten Bestandteile in flache Kunststoffbecher, die Verbindung dieser Kunststoffbecher untereinan- der durch flexible Kunststoffbänder, die jeweils an zwei gegenüberliegenden Seiten angebracht werden, die Ausführung der elektrischen Verbindung zwischen den in den Bechern enthaltenen Baugruppen durch Flachleiter, die in die flexiblen Kunststoffbänder eingeschlossen sind, und/oder die elektrische und mechanische Verbindung aller Teilmodule der Defibrillatorelektronik zu einem flächigen oder in Reihe an- geordneten Verbund aus Teilhüllen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel für in einem flexiblen Verbund angeord- nete Teilmodule einer Defibrillatorelektronik mit jeweiligen Teilhüllen in flächenhafter Anordnung,
Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen flexiblen Verbund von in jeweiligen Teilhüllen angeordneten Teilmodulen einer Defibrillatorelektro- nik in einer reihenhaften Anordnung,
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine reihenhafte Anordnung von Teilmodulen einer Defibrillatorelektronik in jeweiligen Teilhüllen in einem flexiblen Verbund in kettenartiger Anordnung und
Fig. 3A und 3B eine nähere Darstellung eines flexiblen Verbunds von Teilmodulen einer Defibrillatoranordnung in jeweiligen Teilhüllen in kettenartiger Anordnung.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Defibrillator mit einem die Defibrillatorelektronik enthaltenden Grundgerät 1 und eine daran über eine Anschlussleitung 15 angeschlossene Elektrodenanordnung 2, die Defibrillationselektroden umfasst und zudem gege- benenfalls auch Messelektroden oder eine integrierte Sensorik für an dem Patienten abzugreifende Messsignale, wie z. B. EKG-Signale, aufweisen kann, wie bei derarti-
gen außen an einem Patienten tragbaren Defibrillatoren an sich üblich. Die mehrere Adern aufweisende Anschlussleitung 15 ist entweder fest oder steckbar an dem Grundgerät 1 elektrisch angeschlossen.
Die Defibrillatorelektronik des Grundgerätes 1 ist in mehrere Teilmodule aufgeteilt, die vorteilhaft verschiedenen Defibrillationskomponenten wie Energiespeicher mit einem oder mehreren Kondensatoren, Ladevorrichtung für den Energiespeicher, Schalteranordnung zur Formung des Defibrillationsimpulses, Steuerelektronik, EKG- Verstärker, Signalanalyseschaltung, HV-Endstufe und Benutzerschnittstelle zuge- ordnet sind. Weitere Komponenten können z. B. Kommunikationsmodule (GSM-, UMTS-Module), ein GPS-Modul zur Patientenlokalisierung oder Komponenten einer Mensch-Maschine-Schnittstelle sein. Die Teilmodule sind elektrisch über Verbindungsleitungen 16 und mechanisch über flexible Koppelmittel, beispielsweise einen flexiblen Träger 18' miteinander verbunden und in jeweiligen Teilhüllen 10, 11 , 12, 13, 14 aufgenommen und bilden einen über die flexiblen elektrischen und mechanischen Koppelmittel funktionssicher zusammenhängenden Verbund, der bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 flächig angeordnet ist. Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen reihenartig angeordneten Verbund der Teilmodule mit den Teilhüllen 10, 11 , 12, 13, 14, wobei die Teilmodule über Verbindungsleitungen 16 an eine Busleitung 17 mit einer geeigneten Anzahl von Adern angeschlossen und z. B. über einen flexiblen Träger 18' mechanisch gekoppelt sind. Bei dem weiteren Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind die Teilmodule mit ihren Teilhüllen 10, 11 , 12, 13, 14 kettengliederartig miteinander über die mechanischen Koppelmittel 18, die als flexible Koppelmittel wie flexibler Kunststoff oder ein Textil oder aber über ineinander ge- hängte Glieder mechanisch und über Verbindungsleitungen 16 elektrisch miteinander verbunden sind.
Die einzelnen Teilhüllen 10, 11 , 12, 13, 14 können in verschiedener Weise ausgestaltet sein, beispielsweise als feste relativ starre flache Kunststoffgehäuse oder flexible Aufnahmetaschen aus Kunststoffmaterial und/oder Gewebematerial. Sie können in Form und hinsichtlich einer Körperverträglichkeit geeignet angepasst werden, wobei sie für verschiedene Lebenslagen, beispielsweise für eine gute Beweglichkeit oder eher für ruhende Menschen flexibel und/oder weich ausgelegt sind. Auch kann das Material z. B. hinsichtlich einer guten Hautverträglichkeit, Körpertemperatur oder Schweißabsorption oder -durchlässigkeit geeignet gewählt werden. Auch ein Feuchtigkeitsschutz für die in den Teilhüllen untergebrachte Elektronik kann durch entspre- chend dichtes Material und dichte Verschlüsse erreicht werden. Insgesamt lässt sich auf diese Weise ein hoher Tragekomfort einerseits und eine sichere Funktionsfähigkeit andererseits gewährleisten.
Fig. 3 zeigt eine reihenförmige Anordnung der Teilhüllen 10, 11 , 12, 13, 14, die über elektrische Verbindungsleitungen 16 miteinander elektrisch verbunden und mechanisch über elastische oder ineinander gehängte Koppelmittel 18 nach Art einer Gliederkette aneinander gekoppelt sind.
Vorteilhafte Ausgestaltungen können gebildet werden durch besondere Ausführungs- formen der Einbauten, z. B. die Verwendung flacher, gehäuseloser Kondensatoren, oder durch Variation der Kette, z. B. Teilung der Gliederkette, Einbringung in eine Weste, Ausbildung eines zweidimensionalen Kettengitters.
Die Fig. 3A und 3B zeigen in schematischer Darstellung nähere Einzelheiten einer Reihenanordnung nach Art einer Gliederkette mit wesentlichen Komponenten des Aufbaus: ein Gliedergehäuse 1 mit mehreren kettenförmig beweglich aneinander gekoppelten Teilhüllen in Form von Gehäusemodulen A, B, C (Kettenglied B z. B. für einen Kondensatorblock 30), wobei z. B. auf einer Tragbasis 50 das Kettenglied B
ein becherförmiges Unterteil 20 für einen Kondensatorblock 30 aufweist und die e- lektrische Verbindung über Flachleiter 40 mit betreffenden Kontaktstellen 60 erfolgt.
Die Fig. 3A und 3B stellen als Beispiel die Ausführung eines noch geöffneten Ge- häusemoduls B mit betreffendem Teilmodul für einen Kondensatorblock und seine Anbindung an die beiden Nachbarmodule A, C dar. Nicht dargestellt ist der noch notwendige Verschluss des Teilmoduls durch einen z. B. aufgeschweißten Deckel. Entsprechend können auch andere der vorstehend genannten Komponenten oder noch weitere Komponenten in dem Gehäusemodul aufgenommen sein.
Bei einer Anordnung der Teilmodule der Defibrillatorelektronik in Gehäusemodulen A, B, C, die zu einer derartigen Gliederkette verbunden sind, kann ein mit der Gliederkette gebildeter Gürtel oder Tragegurt z. B. auch zur Elektrodenpositionierung verwendet werden.
Mit den beschriebenen Gestaltungen des Defibrillator-Grundgeräts 1 mit den in den Teilhüllen 10, 11 , 12, 13, 14 aufgenommenen Teilmodulen, die zu einem flexiblen mechanischen Verbund über die flexiblen mechanischen Koppelmittel und elektrischen Verbindungen zusammengeschlossen sind, wird eine räumliche Trennung einzelner Funktionseinheiten des Defibrillator-Grundgeräte erreicht, so dass der De- fibrillator komfortabel insbesondere über längere Dauer zu tragen ist. Dabei ist ein mehr oder weniger hoher Unterteilungsgrad auch einzelner Funktionseinheiten, wie z. B. der Hochspannungskondensatoranordnung in mehrere Module möglich. Insgesamt wird eine ergonomische Anpassung des Defibrillators als Verbundsystem an den Körper des Trägers erreicht.
Bei einer Ausgestaltung, bei dem die Teilmodule auf einem flexiblen Trägermaterial 18' z. B. aus einem zusammenhängenden flexiblen Kunststoff oder Faserverbund,
wie einem Textil, aufgebracht sind, ist ebenfalls eine flächige Anordnung der Teilmodule oder eine Reihenanordnung möglich, wobei eine ergonomisch günstige Anpassung an den Körper des Trägers ermöglicht wird. Dabei können die elektrischen Verbindungsleitungen der Teilmodule in das Trägermaterial 18' integriert werden, bei- spielsweise mittels textiler Kabel mit stabilen elektrischen Eigenschaften oder mittels flexibler Leiterplatten. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann dabei das Trägermaterial 18' als Schutzhülle ausgestaltet sein und die Teilhüllen kommen taschenför- mig in dem Trägermaterial ausgebildet sein, so dass die elektrischen Verbindungsmittel und/oder die Defibrillatorelektronik geschützt untergebracht sind. Auch hierbei ist eine Realisierung der elektrischen Verbindung mit einem Bussystem mit definierten Leitungen, außer den Hochspannungsleitungen, die dann individuell von den Teilmodulen bei der Anbringung auf das Trägermaterial kontaktiert werden können. Die flexible Anordnung der einzelnen Teilmodule in dem Verbund bietet eine vorteilhafte ergonomische Anpassung des Defibrillator-Systems an den Träger.