EP4583783A1 - Verfahren zum ermitteln eines magnetokardiogrammsignals eines lebewesens - Google Patents

Verfahren zum ermitteln eines magnetokardiogrammsignals eines lebewesens

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EP4583783A1
EP4583783A1 EP23761465.6A EP23761465A EP4583783A1 EP 4583783 A1 EP4583783 A1 EP 4583783A1 EP 23761465 A EP23761465 A EP 23761465A EP 4583783 A1 EP4583783 A1 EP 4583783A1
Authority
EP
European Patent Office
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signal
magnetic
field strength
living
sensor unit
Prior art date
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Pending
Application number
EP23761465.6A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Florian DOLDE
Frederik SCHAAL
Florian KRIST
Riccardo Cipolletti
Eckhard Wehrse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4583783A1 publication Critical patent/EP4583783A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/242—Detecting biomagnetic fields, e.g. magnetic fields produced by bioelectric currents
    • A61B5/243—Detecting biomagnetic fields, e.g. magnetic fields produced by bioelectric currents specially adapted for magnetocardiographic [MCG] signals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6887—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient mounted on external non-worn devices, e.g. non-medical devices
    • A61B5/6892—Mats
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235—Details of waveform analysis
    • A61B5/7264—Classification of physiological signals or data, e.g. using neural networks, statistical classifiers, expert systems or fuzzy systems

Definitions

  • the invention relates to a method for determining a magnetocardiogram signal of a living being, a device for determining a magnetocardiogram signal of a living being, a computer program and a machine-readable storage medium.
  • the object underlying the invention is to provide a concept for efficiently determining a magnetocardiogram signal of a living being.
  • a method for determining a magnetocardiogram signal of a living being comprising the following
  • a computer program which comprises instructions which, when the computer program is executed by a computer, for example by the device according to the second aspect, cause the computer to carry out a method according to the first aspect.
  • the invention is based on and includes the knowledge that the above object is achieved in that a magnetic field strength is detected by the sensor unit, it being determined that this magnetic field strength is a reference field strength, i.e. a reference .
  • the magnetic measuring field strength is subsequently recorded by the sensor unit in the presence of a living being in the vicinity of the sensor unit.
  • the Magnetocardiogram signal of the living being is determined based on this recorded magnetic measuring field strength as well as on the previously determined or set reference.
  • the magnetic measuring field strength recorded by the sensor unit in the presence of a living being in the vicinity of the sensor unit comes not only from the magnetic field of the heart, but also from other magnetic fields, for example the earth's magnetic field or for example from electrical devices, for example household appliances .
  • Such magnetic fields form interference magnetic fields for the measurement of a cardiac magnetic field.
  • the living being is, for example, a human or is, for example, an animal.
  • MKG magnetictocardiogram
  • a magnetic disturbance is determined in the environment of the sensor unit, which is taken into account when determining the magnetocardiogram signal.
  • a magnetic interference can result, for example, from the operation of an electrical device in the vicinity of the sensor unit.
  • an electrical device is, for example, an electrical household appliance or is, for example, a drive motor for an electric roller shutter.
  • the sensor unit is located in a vehicle, for example a motor vehicle or an aircraft, such magnetic interference can result from operation of the vehicle.
  • such a magnetic interference can result from an electrically driven rail vehicle that travels in the vicinity of the sensor unit.
  • the power consumption of such a rail vehicle can create magnetic fields that can disrupt the MCG measurement.
  • the signal to be determined based on the magnetic reference field strength i.e. the background signal and/or the interference signal
  • the signal to be determined based on the magnetic reference field strength is filtered out of a measurement signal representing the detected magnetic measurement field strength in order to obtain a filtered measurement signal, the magnetocardiogram signal being based is determined on the filtered measurement signal.
  • the magnetocardiogram signal can be determined efficiently. According to this embodiment, it is therefore provided that the magnetic background and/or the magnetic interference are filtered out of the detected magnetic measuring field strength.
  • At least one time interval is determined, in particular estimated, within which the magnetic disturbance occurs and/or will occur, with only a magnetic measuring field strength detected outside the at least one time interval being used to determine the magnetocardiogram signal .
  • the magnetocardiogram signal can be determined efficiently. According to this embodiment it is therefore provided that detected magnetic disturbances are not taken into account when determining the magnetocardiogram signal. On the one hand, measurements can only be carried out outside the time interval, i.e. the magnetocardiogram measurement can be carried out. On the other hand, an MKG measurement that was carried out within the time interval can additionally or alternatively not be taken into account when determining the magnetocardiogram signal. In one embodiment of the method it is provided that at least one vital parameter of the living being is determined based on the magnetocardiogram signal.
  • Fig. 4 measured several interference signals over several nights in a row.
  • the detection of such interference fields can be detected, for example, using a machine learning algorithm or using artificial intelligence.
  • a pattern recognition method can be used to create patterns in the magnetic reference field strengths recognize, which can then be filtered out from the then existing measurement signal in the following nights, night 2 to night 4, for example.
  • a reference measurement is initially carried out, for example a measurement of magnetic reference field strengths, for example over a night without any living being being in the vicinity of the sensor unit.
  • the environment of the sensor unit can also generally be referred to as a measuring area.
  • a magnetocardiogram measurement can then be carried out on a living being that is in the measurement area in the following nights. This means that a magnetic measuring field strength is detected by the sensor unit when the living being is in the vicinity of the sensor unit.
  • the fact that the reference measurement can be carried out over the course of one night is to be understood as an example. Shorter periods of time, for example a few minutes, can also be provided. For example, a few minutes are enough during a self-calibration of the sensor unit and/or the device. This means, for example, that an embodiment of the method is carried out during a self-calibration of the sensor unit and/or the device. This means in particular that method steps are carried out, for example, during a self-calibration of the sensor unit and/or the device. A few minutes are sufficient, for example, if the method is or is to be used in a vehicle, for example a motor vehicle, or in a hospital.
  • the magnetic reference field strength is subtracted from the measured magnetic measuring field strength. This is particularly synchronous with the time of day, generally synchronous with the time.
  • the reference signal is subtracted from the measurement signal, with the magnetocardiogram signal being determined, for example, based on the correspondingly subtracted measurement signal.
  • corresponding filters are provided which filter out these interference signals and/or background signals from the measurement signals.
  • interference signals that always occur at the same time can be efficiently filtered out.
  • a magnetic interference caused by a drive motor of an electric roller shutter can be efficiently filtered out.
  • the roller shutter is raised or lowered at a certain time, so that an interference signal is to be expected at these times, so that this interference signal can be filtered out in the measurement signal at these times.
  • patterns in the magnetic reference field strengths can be recognized. Such patterns can also be learned when the interference signal occurs. This means that if it is known that a disturbance always occurs at the same time, then the time course of the magnetic reference field strength at these times is defined as a pattern to be filtered out.
  • An example is when an electrically driven rail vehicle travels in the vicinity of the sensor unit at approximately the same or similar times and thus disrupts the M KG measurement due to current consumption for the drive motor.
  • the filters for data evaluation can be adapted efficiently for certain times of the day or night.
  • Classic pattern recognition methods can be used and/or machine learning can be used.
  • characteristic noise patterns can be identified in the reference data, i.e. in the recorded magnetic reference field strength, for example a rail vehicle passing by, for example a tram, or an elevator moving.
  • the recognized noise patterns can then be subtracted from the measured signal, i.e. the measurement signal, for noise suppression, or the corresponding filter criteria can be trained.
  • time periods with reduced functionality with regard to an MCG measurement can, for example, be identified. This makes it possible not to take these time periods into account for further analyzes or to provide feedback about the non-functionality of the device with regard to the MKG measurement. What is particularly advantageous is that by identifying patterns, a prediction can be made about the expected duration and degree of the disruption. Data weighted according to the patterns described in this way can then be managed in a database, for example online managed, are and can be used for data evaluation and associated functionality, for example an alert that a functionality is restricted.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals eines Lebewesens, umfassend die folgenden Schritte: Erfassen einer magnetischen Referenzfeldstärke durch eine Sensoreinheit zur Messung von Magnetfeldern, Erfassen einer magnetischen Messfeldstärke durch die Sensoreinheit bei Anwesenheit eines Lebewesens im Umfeld der Sensoreinheit, Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals des Lebewesens basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke und der magnetischen Messfeldstärke. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals eines Lebewesens, ein Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals eines Lebewesens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals eines Lebewesens, eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals eines Lebewesens, ein Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium.
Stand der Technik
Ein Magnetokardiogramm ist die Aufnahme und die Darstellung des Magnetfeldes Herzens, das durch die elektrophysiologische Aktivität der Herzmuskelzellen entsteht. Die Aufnahme erfolgt in der Regel mit hochempfindlichen Magnetfeldsensoren.
Quantenbasierte Magnetsensoren sind zum Beispiel aus den Offenlegungsschriften DE 10 2018 220 234 A1 und DE 10 2018 214 617 A1 bekannt.
Offenbarung der Erfindung
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist darin zu sehen, ein Konzept zum effizienten Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals eines Lebewesens bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen. Nach einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals eines Lebewesens bereitgestellt, umfassend die folgenden
Schritte:
Erfassen einer magnetischen Referenzfeldstärke durch eine Sensoreinheit zur Messung von Magnetfeldern,
Erfassen einer magnetischen Messfeldstärke durch die Sensoreinheit bei Anwesenheit eines Lebewesens im Umfeld der Sensoreinheit,
Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals des Lebewesens basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke und der magnetischen Messfeldstärke.
Nach einem zweiten Aspekt wird eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals eines Lebewesens bereitgestellt, umfassend: eine Sensoreinheit zur Messung von Magnetfeldern, wobei die Sensoreinheit eingerichtet ist, eine magnetische Referenzfeldstärke zu erfassen und eine magnetische Messfeldstärke bei Anwesenheit eines Lebewesens im Umfeld der Sensoreinheit zu erfassen, und eine Ermittlungseinrichtung, welche eingerichtet ist, ein Magnetokardiogrammsignal des Lebewesens basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke und der magnetischen Messfeldstärke zu ermitteln.
Nach einem dritten Aspekt wird ein Computerprogramm bereitgestellt, welches Befehle umfasst, die bei Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer, beispielsweise durch die Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt, diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt auszuführen.
Nach einem vierten Aspekt wird ein maschinenlesbares Speichermedium bereitgestellt, auf dem das Computerprogramm nach dem dritten Aspekt gespeichert ist.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis und schließt diese mit ein, dass die obige Aufgabe dadurch gelöst wird, dass eine magnetische Feldstärke durch die Sensoreinheit erfasst wird, wobei festgelegt wird, dass es sich bei dieser magnetischen Feldstärke um eine Referenzfeldstärke handelt, also um eine Referenz. Nachfolgend wird die magnetische Messfeldstärke durch die Sensoreinheit bei Anwesenheit eines Lebewesens im Umfeld der Sensoreinheit erfasst. Das Magnetokardiogrammsignal des Lebewesens wird basierend auf dieser erfassten magnetischen Messfeldstärke ermittelt sowie auf der zuvor ermittelten oder festgelegten Referenz.
In der Regel ist es so, dass die erfasste magnetische Messfeldstärke durch die Sensoreinheit bei Anwesenheit eines Lebewesens im Umfeld der Sensoreinheit nicht nur von dem Magnetfeld des Herzens herrührt, sondern zusätzlich noch von weiteren Magnetfeldern, beispielsweise dem Erdmagnetfeld oder beispielsweise von elektrischen Geräten, beispielsweise Haushaltsgeräten. Solche Magnetfelder bilden für die Messung eines Herzmagnetfelds Störmagnetfelder. Dadurch, dass vor der eigentlichen Magnetokardiogramm-Messung eine Referenz festgelegt wird, welche bei der dann folgenden Magnetokardiogramm-Messung berücksichtigt wird, kann das Magnetokardiogrammsignal effizient ermittelt werden. Insbesondere können so Störmagnetfelder effizient berücksichtigt werden.
Somit kann in vorteilhafter weise ein Langzeit-Magnetokardiogramm erstellt werden. Langzeit kann zum Beispiel mehrere Stunden, beispielsweise eine Nacht, bedeuten.
Somit wird also insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass ein Konzept zum effizienten Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals eines Lebewesens bereitgestellt ist.
Das Lebewesen ist zum Beispiel ein Mensch oder ist zum Beispiel ein Tier.
Im Folgenden kann für den Begriff „Magnetokardiogramm“ die Abkürzung „MKG“ verwendet werden.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke ein Hintergrundsignal ermittelt wird, welches einen magnetischen Hintergrund des Umfelds der Sensoreinheit repräsentiert, wobei das Magnetokardiogrammsignal basierend auf dem Hintergrundsignal ermittelt wird. Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass das Magnetokardiogrammsignal effizient ermittelt werden kann. Gemäß dieser Ausführungsform ist also vorgesehen, dass der magnetische Hintergrund des Umfelds der Sensoreinheit basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke ermittelt wird und beim Ermitteln des Magnetokardiogrammsignals berücksichtigt wird.
Der magnetische Hintergrund kann zum Beispiel aus dem Erdmagnetfeld resultieren oder auf diesem basieren.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke ein Störsignal ermittelt wird, welches eine magnetische Störung im Umfeld der Sensoreinheit repräsentiert, wobei das Magnetokardiogrammsignal basierend auf dem Störsignal ermittelt wird.
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass das Magnetokardiogrammsignal effizient ermittelt wird. Gemäß dieser Ausführungsform ist also vorgesehen, dass basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke eine magnetische Störung im Umfeld der Sensoreinheit ermittelt wird, welche bei dem Ermitteln des Magnetokardiogrammsignals berücksichtigt wird. Eine magnetische Störung kann zum Beispiel aus einem Betrieb eines elektrischen Geräts im Umfeld der Sensoreinheit resultieren. Ein solch elektrisches Gerät ist zum Beispiel ein elektrisches Haushaltsgerät oder ist zum Beispiel ein Antriebsmotor eines elektrischen Rollladens.
Sofern zum Beispiel sich die Sensoreinheit in einem Fahrzeug, beispielsweise einem Kraftfahrzeug oder einem Luftfahrzeug befindet, können solche magnetischen Störungen aus einem Betrieb des Fahrzeugs resultieren.
Zum Beispiel kann eine solch magnetische Störung aus einem elektrisch angetriebenen Schienenfahrzeug resultieren, welches im Umfeld der Sensoreinheit fährt. Durch die Stromaufnahme eines solchen Schienenfahrzeugs können Magnetfelder entstehen, die die MKG-Messung stören können.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass das basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke zu ermittelnde Signal, also das Hintergrundsignal und/oder das Störsignal, unter Verwendung eines Mustererkennungsverfahrens, insbesondere eines Maschinellen-Lernen-Verfahrens, ermittelt wird.
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass das Hintergrundsignal oder das Störsignal effizient ermittelt werden können.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass das basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke zu ermittelnde Signal, also das Hintergrundsignal und/oder das Störsignal, aus einem die erfasste magnetische Messfeldstärke repräsentierenden Messsignal herausgefiltert wird, um ein gefiltertes Messsignal zu erhalten, wobei das Magnetokardiogrammsignal basierend auf dem gefilterten Messsignal ermittelt wird.
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass das Magnetokardiogrammsignal effizient ermittelt werden kann. Gemäß dieser Ausführungsform ist also vorgesehen, dass der magnetische Hintergrund und/oder die magnetische Störung aus der erfassten magnetischen Messfeldstärke herausgefiltert werden.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass zumindest ein Zeitintervall ermittelt, insbesondere geschätzt, wird, innerhalb welchem die magnetische Störung auftritt und/oder auftreten wird, wobei nur eine außerhalb des zumindest einen Zeitintervalls erfasste magnetische Messfeldstärke verwendet wird, um das Magnetokardiogrammsignal zu ermitteln.
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass das Magnetokardiogrammsignal effizient ermittelt werden kann. Gemäß dieser Ausführungsform ist also vorgesehen, dass erkannte magnetische Störungen beim Ermittelten des Magnetokardiogrammsignals nicht berücksichtigt werden. So kann zum einen nur außerhalb des Zeitintervalls gemessen werden, also die Magnetokardiogramm- Messung durchgeführt werden. Zum anderen kann zusätzlich oder alternativ eine MKG-Messung, welche innerhalb des Zeitintervalls durchgeführt wurde, beim Ermitteln des Magnetokardiogrammsignals nicht berücksichtigt werden. In einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass basierend auf dem Magnetokardiogrammsignal zumindest ein Vitalparameter des Lebewesens ermittelt wird.
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass der zumindest eine Vitalparameter des Lebewesens effizient ermittelt werden kann.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass der zumindest eine Vitalparameter ein Element ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Vitalparametern ist: Herzrate, Herzratenvariabilität, Dauer und/oder Amplitude einer EKG-äquivalenten Signalveränderung, beispielsweise P-Welle, QRS-Komplex, T-Welle und entsprechender Kombinationen.
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass besonders geeignete Vitalparameter effizient ermittelt werden können.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Messbereich einen Abschnitt eines Gegenstands umfasst, welcher ein Element ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Gegenständen ist: Matratze, Kopfkissen, Bett, Stuhl, Sofa, Sessel, Kopfstütze, Sitz, Fahrzeugsitz, Luftfahrzeugsitz, Flugzeugsitz, Kraftfahrzeugsitz.
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass besonders geeignete Messbereiche vorgesehen sein können.
In einer Ausführungsform der Vorrichtung ist vorgesehen, dass der Messbereich einen Abschnitt eines Gegenstands umfasst, welcher ein Element ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Gegenständen ist: Matratze, Kopfkissen, Bett, Stuhl, Sofa, Sessel, Kopfstütze, Sitz, Fahrzeugsitz, Luftfahrzeugsitz, Flugzeugsitz, Kraftfahrzeugsitz.
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass besonders geeignete Messbereiche verwendet werden können. Technische Funktionalitäten der Vorrichtung ergeben sich analog aus entsprechen technischen Funktionalitäten des Verfahrens und umgekehrt. Das heißt also, dass sich Vorrichtungsmerkmale insbesondere aus Verfahrensmerkmalen und umgekehrt ergeben.
Zum Beispiel ist vorgegeben, dass die Vorrichtung eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens nach dem ersten Aspekt auszuführen.
Zum Beispiel ist vorgesehen, dass das Verfahren nach dem ersten Aspekt mittels der Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt aus- oder durchgeführt wird.
Das Verfahren ist gemäß einer Ausführungsform ein computerimplementiertes Verfahren.
Die Formulierung „zumindest ein(e)“ bedeutet ,,ein(e) oder mehrere“.
Die hier beschriebenen Ausführungsformen können in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, auch wenn dies nicht explizit beschrieben ist.
Das Erfassen der magnetischen Referenzfeldstärke durch die Sensoreinheit wird zum Beispiel bei Abwesenheit und/oder bei Anwesenheit eines Lebewesens im Umfeld der Sensoreinheit durchgeführt.
Die bei Anwesenheit eines Lebewesens im Umfeld der Sensoreinheit erfasste magnetische Messfeldstärke kann zum Beispiel für eine zeitlich spätere M KG- Messung als magnetische Referenzfeldstärke verwendet werden. Dies bedeutet, dass auch eine M KG-Messung als Referenz für zeitliche spätere M KG- Messungen verwendet werden können. So können in vorteilhafter Weise über die Zeit magnetische Störungen, welche nicht regelmäßig auftreten oder welche zum Beispiel während des Erfassens der magnetischen Referenzfeldstärke nicht auftraten, dennoch erkannt und für eine M KG-Messung berücksichtigt werden.
Eine M KG-Messung umfasst das Erfassen der magnetischen Messfeldstärke durch die Sensoreinheit bei Anwesenheit eines Lebewesens im Umfeld der Sensoreinheit und das Ermitteln des Magnetokardiogrammsignals. Die Ausgabe oder das Ergebnis der MKG-Messung ist das Magnetokardiogrammsignal.
Zum Beispiel können mehrere Magnetokardiogrammsignale ermittelt werden. Ausführungen, die im Zusammenhang mit einem Magnetokardiogrammsignal gemacht sind, gelten analog für mehrere Magnetokardiogrammsignale und umgekehrt.
Es werden in einer Ausführungsform des Verfahrens eine Verteilung von Störsignalen über die Zeit und/oder eine spektrale Verteilung der Störsignale ermittelt, wobei das Magnetokardiogrammsignal basierend auf der jeweiligen Verteilung ermittelt wird.
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass das Magnetokardiogrammsignal effizient ermittelt werden kann.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen:
Fig.1 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals eines Lebewesens,
Fig. 2 eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals eines Lebewesens,
Fig. 3 ein maschinenlesbares Speichermedium und
Fig. 4 mehrere Störsignale über mehrere Nächte hintereinander gemessen.
Fig. 1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals eines Lebewesens, umfassend die folgenden Schritte: Erfassen 101 einer magnetischen Referenzfeldstärke durch eine Sensoreinheit zur Messung von Magnetfeldern,
Erfassen 103 einer magnetischen Messfeldstärke durch die Sensoreinheit bei Anwesenheit eines Lebewesens im Umfeld der Sensoreinheit, Ermitteln 105 eines Magnetokardiogrammsignals des Lebewesens basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke und der magnetischen Messfeldstärke.
Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung 201 zum Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals eines Lebewesens, umfassend: eine Sensoreinheit 203 zur Messung von Magnetfeldern, wobei die Sensoreinheit 203 eingerichtet ist, eine magnetische Referenzfeldstärke zu erfassen und eine magnetische Messfeldstärke bei Anwesenheit eines Lebewesens im Umfeld der Sensoreinheit 203 zu erfassen, und eine Ermittlungseinrichtung 205, welche eingerichtet ist, ein Magnetokardiogrammsignal des Lebewesens basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke und der magnetischen Messfeldstärke zu ermitteln.
Fig. 3 zeigt ein maschinenlesbares Speichermedium 301 , auf dem ein Computerprogramm 303 gespeichert ist. Das Computerprogramm 303 umfasst Befehle, die bei Ausführung des Computerprogramms 303 durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren zum Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals eines Lebewesens auszuführen.
Fig. 4 zeigt eine erste Zeitachse 401 , eine zweite Zeitachse 403, eine dritte Zeitachse 405 und eine vierte Zeitachse 407. Die vier Zeitachsen kennzeichnen vier unmittelbar nacheinander folgende Nächte, welche nachfolgend auch als Nacht 1 , Nacht 2, Nacht 3 und Nacht 4 bezeichnet werden können.
Es ist eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals vorgesehen. Zum Beispiel ist die Sensoreinheit in einer Matratze eines Bettes integriert. Die Ermittlungseinrichtung kann zum Beispiel außerhalb der Matratze vorgesehen sein oder kann sich ebenfalls innerhalb der Matratze befinden.
Es ist vorgesehen, um eine Referenzfeldstärke zu erfassen, dass die Sensoreinheit während Nacht 1 eine Messung von Magnetfeldern, also eine magnetische Feldstärke erfasst, durchführt, ohne dass sich ein Lebewesen im Umfeld der Sensoreinheit befindet, also bei Abwesenheit eines Lebewesens im Umfeld der Sensoreinheit. Dies bedeutet, dass mittels der Vorrichtung magnetische Felder während Nacht 1 aufgezeichnet oder erfasst werden können. Solche magnetischen Felder stellen für eine spätere M KG-Messung in den Nächten Nacht 2 bis Nacht 4 magnetische Störfelder dar.
Beispielhaft wurden drei magnetische Störfelder in Nacht 1 gemessen: ein erstes Störsignal 409, ein zweites Störsignal 411 und ein drittes Störsignal 413. Das zweite Störsignal 411 ist während Nacht 1 zweimal aufgetreten, was die erste Zeitachse 401 zeigt.
Zusätzlich wurde ein Oval mit dem Bezugszeichen 415 um die Störsignale 409, 411 , 413 gezeichnet, um zu kennzeichnen, dass diese Störfelder oder Störsignale noch nicht aus einem MKG-Messsignal herausgefiltert wurden.
In den Folgenächten Nacht 2 bis Nacht 4 können aber diese Störsignale aus den dann gemessenen Messfeldstärken herausgefiltert werden. Dies ist symbolisch durch ein X mit dem Bezugszeichen 417 gekennzeichnet. Dies bedeutet, dass in den nachfolgenden Nächten Nacht 2 bis Nacht 4 sich ein Lebewesen, beispielsweise ein Mensch, auf der Matratze befindet. Weiter ist vorgesehen, dass während den Nächten Nacht 2 bis Nacht 4 die Sensoreinheit magnetische Feldstärken erfasst oder misst, die magnetischen Messfeldstärken. Dieser Messung entsprechende Messsignale können dann als Basis für ein Magnetokardiogrammsignal des Lebewesens dienen. Hierbei ist vorgesehen, dass die in Nacht 1 , also der Referenznacht, ermittelten Störsignale herausgefiltert werden aus den Messsignalen, welche in den Nächsten Nacht 2 bis Nacht 4 erfasst wurden.
Beispielhaft ist gezeigt, dass in Nacht 2 ein viertes magnetisches Störfeld 419 erfasst wurde, welches in den dann folgenden Nächten Nacht 3 und Nacht 4 ebenfalls herausgefiltert werden kann.
Das Erkennen von solchen Störfeldern kann beispielsweise unter Verwendung eines Maschinellen-Lernen-Algorithmus oder unter Verwendung von künstlicher Intelligenz erkannt werden. Beispielsweise kann ein Mustererkennungsverfahren verwendet werden, um in den magnetischen Referenzfeldstärken Muster zu erkennen, die dann in den Folgenächten Nacht 2 bis Nacht 4 zum Beispiel herausgefiltert werden können aus dem dann vorliegenden Messsignal.
Zusammenfassend basiert das hier beschriebene Konzept zum Beispiel auf einer Referenzmessung und einer Mustererkennung auf der Referenzmessung, sodass erkannte Muster beim Ermitteln von Magnetokardiogrammsignalen eines Lebewesens berücksichtigt werden können. Zum Beispiel ist vorgesehen, dass auch basierend auf der magnetischen Messfeldstärke ein Hintergrundsignal und/oder ein Störsignal ermittelt wird oder werden, welche dann für weitere MKG-Messungen verwendet werden können, um entsprechenden magnetischen Hintergrund und/oder entsprechende magnetische Störungen aus dem Messsignal herauszufiltern. Dies bedeutet, dass das Ermitteln eines magnetischen Hintergrunds und/oder ein Ermitteln einer magnetischen Störung analog zur magnetischen Referenzfeldstärke auch für die magnetische Messfeldstärke durchgeführt werden können. Die entsprechenden Ausführungen gelten insofern analog. Somit kann auch die magnetische Messfeldstärke unter Verwendung eines Mustererkennungsverfahrens, insbesondere eines Maschinellen-Lernen-Verfahrens, ausgewertet werden, um das Hintergrundsignal und/oder das Störsignal zu ermitteln. Somit können diese ermittelten Signale für nachfolgende MKG-Messungen verwendet werden, um basierend auf diesen Signalen das entsprechende Magnetokardiogrammsignal des Lebewesens zu ermitteln.
So kann zum Beispiel in vorteilhafter Weise eine effiziente Rauschunterdrückung erzielt werden. Somit kann weiter in vorteilhafter Weise eine Rückmeldung gegeben werden, ob die Vorrichtung uneingeschränkt oder nur eingeschränkt funktioniert und zum Beispiel, wie lange dieser Zustand voraussichtlich noch anhalten wird. Es werden insbesondere eine Verteilung von Störsignalen über die Zeit und/oder eine spektrale Verteilung der Störsignale berücksichtigt.
Um ein Hintergrundsignal respektive ein Störsignal zu identifizieren, ist es zum Beispiel vorgesehen, dieses zu messen. Hierfür wird zum Beispiel initial eine Referenzmessung durchgeführt, also zum Beispiel eine Messung von magnetischen Referenzfeldstärken, zum Beispiel eine Nacht lang, ohne dass sich ein Lebewesen im Umfeld der Sensoreinheit befindet. Das Umfeld der Sensoreinheit kann allgemein auch als ein Messbereich bezeichnet werden. Danach kann dann in den Folgenächten eine Magnetokardiogramm-Messung an einem Lebewesen, welches sich im Messbereich befindet, durchgeführt werden. Dies bedeutet, dass mittels der Sensoreinheit eine magnetische Messfeldstärke erfasst wird, wenn sich das Lebewesen im Umfeld der Sensoreinheit befindet.
Dass die Referenzmessung eine Nacht lang durchgeführt werden kann, ist beispielhaft zu verstehen. Auch kürzere Zeiträume, beispielsweise wenige Minuten, können vorgesehen sein. Beispielsweise reichen wenige Minuten während einer Selbst-Kalibrierung der Sensoreinheit und/oder der Vorrichtung. Dies bedeutet zum Beispiel, dass beispielsweise während einer Selbst-Kalibrierung der Sensoreinheit und/oder der Vorrichtung eine Ausführungsform des Verfahrens durchgeführt wird. Das heißt also insbesondere, dass Verfahrensschritte beispielsweise während einer Selbst-Kalibrierung der Sensoreinheit und/oder der Vorrichtung ausgeführt werden. Wenige Minuten reichen zum Beispiel auch aus, wenn das Verfahren in einem Fahrzeug, beispielsweise Kraftfahrzeug, oder in einem Krankenhaus angewandt wird oder werden soll.
Zum Beispiel ist allgemein vorgesehen, dass die magnetische Referenzfeldstärke von der gemessenen magnetischen Messfeldstärke abgezogen wird. Dies insbesondere tageszeitsynchron, allgemein uhrzeitsynchron. Zum Beispiel wird das Referenzsignal von dem Messsignal abgezogen, wobei das Magnetokardiogrammsignal zum Beispiel basierend auf dem entsprechend abgezogenen Messsignal ermittelt wird. Zum Beispiel ist vorgesehen, dass zu Zeitpunkten oder Zeitintervallen, zu welchen gemäß der magnetischen Referenzfeldstärke Störsignale und/oder Hintergrundsignale auftreten, entsprechende Filter vorgesehen werden, welche diese Störsignale und/oder Hintergrundsignale aus den Messsignalen herausfiltern. So können zum Beispiel immer zu gleichen Zeitpunkten auftretende Störsignale effizient herausgefiltert werden. Zum Beispiel kann so eine magnetische Störung, welche durch einen Antriebsmotor eines elektrischen Rollladens ausgelöst wird, effizient herausgefiltert werden. Zum Beispiel kann basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke ermittelt werden, dass zu einer bestimmten Uhrzeit der Rollladen hoch- oder herunterfährt, sodass zu diesen Uhrzeiten mit einem Störsignal zu rechnen ist, sodass zu diesen Uhrzeiten im Messsignal entsprechend dieses Störsignal herausgefiltert werden kann. Zum Beispiel können Muster in den magnetischen Referenzfeldstärken erkannt werden. Solche Muster können auch angelernt werden im Auftreten des Störsignalzeitpunkts. Dies bedeutet, dass, wenn bekannt ist, dass eine Störung immer zu einem gleichen Zeitpunkt auftritt, dann der zeitliche Verlauf der magnetischen Referenzfeldstärke zu diesen Zeitpunkten als herauszufilterndes Muster festgelegt wird. Ein Beispiel ist, wenn ein elektrisch angetriebenes Schienenfahrzeug zu ungefähr gleichen oder ähnlichen Zeitpunkten im Umfeld der Sensoreinheit fährt und so durch eine Stromaufnahme für den Antriebsmotor die M KG- Messung stört. So können insbesondere in effizienter Weise für bestimmte Tages- oder Nachtzeiten auch die Filter für eine Datenauswertung angepasst werden.
Hierbei können klassische Mustererkennungsverfahren verwendet werden und/oder Maschinelles-Lernen verwendet werden. So können zum Beispiel charakteristische Rauschmuster in den Referenzdaten, also in der erfassten magnetischen Referenzfeldstärke, identifiziert werden, beispielsweise eine Vorbeifahrt eines Schienenfahrzeugs, beispielsweise einer Straßenbahn, oder ein Fahren eines Aufzugs. Die erkannten Rauschmuster können dann zur Rauschunterdrückung zum Beispiel vom gemessenen Signal, also Messsignal, abgezogen werden, respektive können die entsprechen Filterkriterien angelernt werden.
Durch eine kontinuierliche Analyse der Messdaten, also der magnetischen Messfeldstärke, können so weitere Muster identifiziert werden und es kann in vorteilhafter Weise eine Datenqualität verbessert werden.
Durch eine Identifikation von Zeitpunkten respektive Mustern mit besonders hohem Rauschen können zum Beispiel Zeitabschnitte mit reduzierter Funktionalität hinsichtlich einer MKG-Messung identifiziert werden. Dies erlaubt es, für weitere Analysen diese Zeitabschnitte nicht zu berücksichtigen respektive eine Rückmeldung über die Nicht-Funktionalität der Vorrichtung hinsichtlich der MKG-Messung zu geben. Vorteilhaft ist insbesondere, dass hier durch die Identifikation von Mustern eine Vorhersage über die voraussichtliche Dauer und den Grad der Störung gegeben werden kann. Nach den so beschriebenen Mustern gewichtete Daten können dann zum Beispiel in einer Datenbank verwaltet, zum Beispiel online verwaltet, werden und können bei einer Datenauswertung und einer damit einhergehenden Funktionalität, beispielsweise einer Alarmierung, dass eine Funktionalität eingeschränkt ist, genutzt werden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals eines Lebewesens, umfassend die folgenden Schritte:
Erfassen (101) einer magnetischen Referenzfeldstärke durch eine Sensoreinheit zur Messung von Magnetfeldern,
Erfassen (103) einer magnetischen Messfeldstärke durch die Sensoreinheit bei Anwesenheit eines Lebewesens im Umfeld der Sensoreinheit,
Ermitteln (105) eines Magnetokardiogrammsignals des Lebewesens basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke und der magnetischen Messfeldstärke.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke ein Hintergrundsignal ermittelt wird, welches einen magnetischen Hintergrund des Umfelds der Sensoreinheit repräsentiert, wobei das Magnetokardiogrammsignal basierend auf dem Hintergrundsignal ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke ein Störsignal (409, 411 , 413, 419) ermittelt wird, welches eine magnetische Störung im Umfeld der Sensoreinheit repräsentiert, wobei das Magnetokardiogrammsignal basierend auf dem Störsignal (409, 411 , 413, 419) ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei das basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke zu ermittelnde Signal, also das Hintergrundsignal und/oder das Störsignal (409, 411 , 413, 419), unter Verwendung eines Mustererkennungsverfahrens, insbesondere eines Maschinellen-Lernen-Verfahrens, ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke zu ermittelnde Signal, also das Hintergrundsignal und/oder das Störsignal (409, 411 , 413, 419), aus einem die erfasste magnetische Messfeldstärke repräsentierenden Messsignal herausgefiltert wird, um ein gefiltertes Messsignal zu erhalten, wobei das Magnetokardiogrammsignal basierend auf dem gefilterten Messsignal ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche soweit rückbezogen auf Anspruch 3, wobei zumindest ein Zeitintervall ermittelt, insbesondere geschätzt, wird, innerhalb welchem die magnetische Störung auftritt und/oder auftreten wird, wobei nur eine außerhalb des zumindest einen Zeitintervalls erfasste magnetische Messfeldstärke verwendet wird, um das Magnetokardiogrammsignal zu ermitteln.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei basierend auf dem Magnetokardiogrammsignal zumindest ein Vitalparameter des Lebewesens ermittelt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der zumindest eine Vitalparameter ein Element ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Vitalparametern ist: Herzrate, Herzratenvariabilität, Dauer und/oder Amplitude einer EKG-äquivalenten Signalveränderung, beispielsweise P-Welle, QRS-Komplex, T-Welle und entsprechender Kombinationen.
9. Vorrichtung (201) zum Ermitteln eines Magnetokardiogrammsignals eines Lebewesens, umfassend: eine Sensoreinheit (203) zur Messung von Magnetfeldern, wobei die Sensoreinheit (203) eingerichtet ist, eine magnetische Referenzfeldstärke zu erfassen und eine magnetische Messfeldstärke bei Anwesenheit eines Lebewesens im Umfeld der Sensoreinheit (203) zu erfassen, und eine Ermittlungseinrichtung (205), welche eingerichtet ist, ein Magnetokardiogrammsignal des Lebewesens basierend auf der magnetischen Referenzfeldstärke und der magnetischen Messfeldstärke zu ermitteln.
10. Vorrichtung (201) nach Anspruch 9, wobei der Messbereich einen Abschnitt eines Gegenstands umfasst, welcher ein Element ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Gegenständen ist: Matratze, Kopfkissen, Bett, Stuhl, Sofa, Sessel, Kopfstütze, Sitz, Fahrzeugsitz, Luftfahrzeugsitz, Flugzeugsitz, Kraftfahrzeugsitz. 11. Computerprogramm (303), umfassend Befehle, die bei Ausführung des Computerprogramms (303) durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen. 12. Maschinenlesbares Speichermedium (301), auf dem das Computerprogramm
(303) nach Anspruch 11 gespeichert ist.
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