WO2013091613A1

WO2013091613A1 - Mobiles überwachungs-, analyse- und therapieassistenzgerät

Info

Publication number: WO2013091613A1
Application number: PCT/DE2012/100235
Authority: WO
Inventors: Guy Leonard Kouemou
Original assignee: Beurer Gmbh
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2012-08-10
Publication date: 2013-06-27
Also published as: EP2648622A1; CN103169474B; CN103491878B; CN103169474A; CN103491878A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur mobilen Schlafüberwachung eines Probanden oder Patienten, insbesondere zur Analyse und Therapie von schlafbezogenen Atmungsstörungen mittels mindestens einem bioakustische Signale detektierenden und Mitteln zur torsonahen Lagefixierung (9) zugeordneten Sensor (2) zur Detektion intrakorporal erzeugten Schalls, mitmindestens einer Spannungsversorgung und einer dem Verarbeiten der Signale dienenden Kontrolleinheit (3), und mit einer Anzahl an durch die Kontrolleinheit (3) aktivierbaren Provokationseinheiten (4), durch welche beim Probanden bei Erkennen eines vorgebbaren akustischen Geräuschmusters durch die Kontrolleinheit (3) ein der Atmungsstörung entgegenwirkender Reiz hervorrufbar ist. Die Anzahl an Provokationseinheiten (4) beträgt mindestens zwei, und die mindestens eine Provokationseinheit (4) ist als eine mechanisch auf den Probanden einwirkende mechanische Provokationseinheit (21) und die andere Provokationseinheit (4) ist als eine elektrisch auf den Probanden einwirkende elektrische Provokationseinheit (22) gebildet.

Description

Mobiles Überwachungs-, Analyse- und Therapieassistenzgerät

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur mobilen Schlaf Überwachung eines Probanden oder Patienten, insbesondere zur Analyse und Therapie von schlafbezogenen Atmungsstörungen mittels mindestens einem bioakustische Signale detektierenden und Mitteln zur torsonahen Lagefixierung

zugeordneten Sensor zur Detektion intrakorporal erzeugten Schalls, mit mindestens einer Spannungsversorgung und einer dem Verarbeiten der Signale dienenden Kontrolleinheit, und mit einer Anzahl an durch die

Kontrolleinheit aktivierbaren Provokationseinheiten, durch welche beim Probanden bei Erkennen eines vorgebbaren akustischen Geräuschmusters durch die Kontrolleinheit ein der Atmungsstörung entgegenwirkender Reiz hervorrufbar ist. Eine häufig auftretende schlafbezogene Atmungsstörung ist das obstruktive Schlafapnoe-Syndrom (Atemstillstand). Derartige Apnoen treten

beispielsweise bei einer starken Entspannung der ringförmigen Muskulatur um die oberen Atemwege auf. Durch den Atemfluss entsteht ein Unterdruck an der Luftröhre, wobei der obere Teil der Luftröhre aufgrund der

entspannten Muskulatur nicht mehr in der Lage ist, dem Unterdruck genug Widerstand entgegenzusetzen. Infolgedessen fällt der obere Teil der Luftröhre zusammen, es kommt zu einer Behinderung der Atemwege und der Sauerstoffgehalt des Blutes fällt ab.

Dieses Absinken des Sauerstoffgehalts ist beispielsweise mit einem Gerät messbar, welches bereits aus der DE 10 2008 063 231 A1 bekannt ist.

Hierbei sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen von

Biosignalen an einem Patienten offenbart, die der Diagnose von

schlafbezogenen Atmungsstörungen dienen. Das Gerät kann speziell im Bereich der häuslichen Pflege Anwendung finden, wobei die

Sauerstoffsättigung, die Pulsfrequenz, die Rohpulswellen, der Qualitätsindex der Sauerstoffsättigung und optional der nasale Atemfluss und das

Schnarchen erfasst werden.

Von Nachteil an diesem Gerät ist die Vielzahl an Messgeräten, die am

Patienten angebracht werden müssen, um die vorgenannten Parameter zu erfassen. Denn mit dieser Art der Schlafüberwachung ist immer eine

Verkabelung des Patienten verbunden, was dessen Schlafqualität und damit das Messergebnis ungewollt beeinflusst. Es sind dabei eine

Atemflussschnarchnasenbrille und ein am Patientenfinger anzuklemmender Pulsoximetriesensor vorgesehen. Dabei ist vor allem die Nasenbrille im Gesicht des Patienten hinderlich, um eine Messung in gewohnter

Schlafsituation durchzuführen. Diese Art der Schlafüberwachung liefert zwar gute Ergebnisse zur Diagnose von Schlafkrankheiten, jedoch treten im

Verlauf der Langzeitüberwachung immer wieder störende Messfehler auf, die zum Beispiel aus einer Veränderung der Lage des schlafenden Patienten resultieren. Auch wenn das Gerät für den Heimgebrauch deklariert ist, so ist es immer noch notwendig, die vom Gerät aufgezeichneten Daten in einem Klinikum auszulesen und auswerten zu lassen. Erst anschließend werden von einem Arzt Maßnahmen zur Behandlung der diagnostizierten schlafbezogenen Atmungsstörung getroffen, um den Patienten zu kurieren.

Weiterhin sind aus dem Stand der Technik als Armband gebildete Geräte bekannt, die den Benutzer bei der Detektion von Schnarchgeräuschen mittels Transkutaner Elektrischer Nervenstimulation alarmieren. Das

Schnarchen ist aus medizinischer Sicht unkritisch, denn solange der

Benutzer schnarcht, ist ein kontinuierlicher Gasfluss zu und von den

Atemorganen gewährleistet. Bei einem Atemstillstand ist dieser Gasfluss unterbrochen und auch das Schnarchen setzt aus, wodurch eine Alarmierung des Benutzers ausbleibt. Eine gefährliche Apnoe lässt sich somit mit diesen Geräten nicht feststellen und sie werden daher ausschließlich als Beseitiger des störenden, aber medizinisch unbedenklichen, Schnarchens betrachtet.

Ein Gerät der eingangs genannten Art ist bereits aus der WO 2008/098 365 A1 bekannt. Hierbei wird ein bioakustischer Sensor eingesetzt um das Schnarchen bzw. den Apnoefall durch die Messung der Körpergeräusche innerhalb der Luftröhre zu detektieren. An einem Halsband ist dabei eine Provokationseinheit vorgesehen zur Stimulation der Luftröhre mittels Gleichbzw. Wechselstrom. Die Bestromung des Patienten soll dabei dem

eingetreten Apnoefall und/oder dem Schnarchen entgegenwirken.

Leider ist es nicht möglich das in der vorgenannten Druckschrift gezeigte Gerät bei Patienten mit Herzleiden oder bei Schwangeren einzusetzen, da die der Atmungsstörung entgegenwirkende Reizgebung mittels elektrischer Energie hochgradig gefährlich für diese Risikogruppen ist. Andererseits ist es jedoch für bestimmte Bevölkerungsgruppen, wie beispielsweise an Adipositas leidende Menschen, nahezu essentiell, eine Reizgebung mittels einer elektrischen Stimulation einzusetzen denn häufig ist diese die einzige Reizgebung auf die sie hinreichend reagieren. Somit kann bei diesen Bevölkerungsgruppen der Atmungsstörung oft nur mittels

Elektrostimulation entgegengewirkt werden.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs genannten Art bereitzustellen, das neben der ausschließlichen Diagnose von schlafbezogenen Atmungsstörungen auch eine medizinisch relevante

Therapie- oder eine Regenerationsmöglichkeit für Probanden oder Patienten unterschiedlichster Bevölkerungsgruppen bereitstellt.

Diese Aufgabe wird bei einem Gerät zur mobilen Schlaf Überwachung eines Probanden oder Patienten gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass die Anzahl an Provokationseinheiten mindestens zwei beträgt, und dass die mindestens eine Provokationseinheit als eine mechanisch auf den

Probanden einwirkende mechanische Provokationseinheit und die andere Provokationseinheit als eine elektrisch auf den Probanden einwirkende elektrische Provokationseinheit gebildet sind.

Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, dass der Proband oder Patient bei einer Apnoe durch den Reiz beispielsweise veranlasst ist, seine Lage zu ändern. Durch diese Lageänderung wird einer zusammengefallenen

Luftröhre entgegengewirkt, wodurch die Atemwege wieder frei werden.

Außerdem ist es möglich, durch den der Atmungsstörung

entgegenwirkenden Reiz eine Stimulation der ringförmigen Muskulatur um die oberen Atemwege zu bewirken, so dass diese nicht erschlaffen und die Atemwege dadurch befreit werden beziehungsweise frei bleiben. Hierbei ist es nicht notwendig, den Patienten durch den Reiz vollständig aufzuwecken, denn es genügt, ihn aus einer tiefen Schlafphase in eine Höhere zu bewegen, in welcher sein Körper über ausreichend, einer Atmungsstörung entgegenwirkenden, Muskelspannung verfügt. Der bioakustische Sensor selbst kann dabei vorzugsweise auf Höhe der Luftröhre angeordnet sein, wo er die Geräusche des Luftflusses zur und von der Lunge detektiert. Der Sensor kann jedoch auch an anderen relevanten, torsonahen Stellen des Probandenkörpers angeordnet werden, an denen Geräusche entstehen, die eine Atmungsstörung akustisch detektierbar machen. Die Kontrolleinheit überprüft kontinuierlich oder in bestimmten Zeitabschnitten und/oder

Zeitdauern, ob ein bestimmtes vorgebbares Geräuschmuster auftritt. Sollte beispielsweise das Geräusch des Gasflusses zur und von der Lunge für eine bestimmte Zeit verstummen, so aktiviert die Kontrolleinheit eine oder beide, vorzugsweise also mehrere der Provokationseinheiten. Die durch den Sensor detektierten akustischen Signale können in Korrelation mit der Sauerstoffsättigung des Blutes stehen. Daher ist es mit der Erfindung möglich, mittels akustischer Signaldetektion die Sauerstoffsättigung des Blutes festzustellen unter Verzicht auf eine aufwändige, optische

Pulsoximetriemessung. Die bioakustische Messung einer Apnoe, die in einer Reduktion des Sauerstoffs und in einer Anreicherung von Kohlenstoffdioxid im Blut resultiert, ist darüber hinaus auch schneller als die optische

Pulsoximetriemessung. Durch einen an der Luftröhre angeordneten bioakustischen Sensor kann schnell festgestellt werden, ob ein Gasfluss zur und von der Lunge stattfindet. Ist dieser unterbrochen, so sinkt erst nach und nach die Sauerstoffsättigung im Blut ab und es vergeht weitere kostbare Zeit, bis das sauerstoffarme Blut bis zum Finger des Patienten gepumpt wurde, an dem die Apnoe durch einen Pulsoximetriesensor detektiert werden kann. Im Rahmen der Erfindung ist es auch bevorzugt, wenn die mechanische Provokationseinheit als ein Vibrator und/oder eine mechanische

Schlageinheit und/oder Stoßeinheit und/oder Pickeinheit gebildet. Somit ist gewährleistet, dass jeder Proband mit der für ihn relevanten mechanischen Provokationseinheit ausgestattet werden kann, da Patienten oder Probanden unterschiedlich stark auf bestimmte mechanische Reize reagieren.

Insbesondere ist beispielsweise die Elektrostimulation nicht einsetzbar bei Personen mit Herz- oder Herzrythmusstörungen und Personen mit

Herzschrittmachern oder bei Schwangeren. Es kann auch ein wie in

Mobiltelefonen verwendeter Vibrator Anwendung finden, da diese

zwischenzeitlich besonders geringe Abmessungen besitzen und damit das Gerät zur mobilen Schlafüberwachung selbst sehr platzsparend und kompakt bleibt. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Provokationseinheit als ein EMS-/TENS-Gerät zur Reizbildung mittels Transkutaner Elektrischer Nervenstimulation und/oder Elektrischer Muskelstimulation gebildet ist. Diese Art der Nerven- beziehungsweise Muskelstimulation ist gut geeignet, um einer Erschlaffung der oberen ringförmigen Atmungsmuskulatur entgegenzuwirken. Selbstverständlich kann das EMS-/TENS-Gerät auch an anderen Stellen des Probandenkörpers, vorzugsweise an den Extremitäten, angeordnet werden. Das EMS-/TENS- Gerät verfügt über Elektroden, die am Probandenkörper angelegt werden können, wobei es vorteilhaft ist, die Elektroden in das Mittel zur Lagefixierung zu integrieren, um das Gerät zur mobilen Schlafüberwachung kompakt zu bilden. Ebenso ist es möglich das EMS-/TENS-Gerät einem Arm- und/oder Beinband zur Befestigung an den Extremitäten zuzuordnen. Die Reizstromtherapie stellt dabei einen besonders geräuscharmen und wirksamen Mechanismus bereit, um den Probanden oder Patienten auf eine Atmungsstörung hinzuweisen. Insbesondere Personen, die mit

mechanischen Provokationseinheiten nicht geweckt beziehungsweise gereizt werden können, reagieren auf die als EMS-/TENS-Gerät gebildete

elektrische Provokationseinheit sehr gut. Zu diesen Risikogruppen zählen unter anderem adipöse Personen, die auf die Reizgebung mittels Vibratoren nicht reagieren. Darüber hinaus erscheint vorteilhaft, dass andere mit dem Probanden oder Patienten in einem Raum schlafende Personen durch die Reizgebung nicht gestört oder sogar geweckt werden.

Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin sinnvoll, wenn bei Erkennen des vorgebbaren akustischen Geräuschmusters die Provokationseinheiten zeitlich versetzt aktivierbar sind. Somit kann beispielsweise eine

schonendere Provokationseinheit zuerst einsetzen, und erst wenn diese schonendere Provokationseinheit der Atmungsstörung nicht entgegenwirken kann wird eine weitere, stärkere Reize abgebende Provokationseinheit hinzugeschaltet. So könnte beispielsweise zunächst ein Vibrator der

Atmungsstörung versuchen entgegenzuwirken, bevor eine elektrische Provokationseinheit nach einem vorbestimmten Zeitfenster einsetzt. Es ist von Vorteil, wenn ein Gehäuse vorgesehen ist, und wenn ein dem Gehäuse zugeordneter Wahlschalter vorgesehen ist zur Auswahl eines Betriebsmodus„Elektrisch",„Mechanisch" oder„Elektromechanisch". Damit ist der Vorteil verbunden, dass der Benutzer oder Proband selbst wählen kann, wie er das erfindungsgemäße Gerät betreiben möchte: Ausschließlich mit der mechanischen Provokationseinheit, ausschließlich mit der

elektrischen Provokationseinheit, oder mit beiden Provokationseinheiten simultan bzw. aufeinanderfolgend. Es ist jedoch auch möglich, dass weitere oder weniger Betriebsmodi in besonderen Ausführungsformen des

erfindungsgemäßen Gerätes auswählbar sind.

Günstig ist es, wenn der durch die Provokationseinheiten hervorrufbare, der Atmungsstörung entgegenwirkende Reiz, sukzessive stufenweise oder kontinuierlich verstärkbar ist. So kann die Reizgebung zunächst sehr schonend erfolgen. Sollte die schonende Reizgebung der Atmungsstörung nicht entgegenwirken können, so wird dies durch das erfindungsgemäße Gerät erkannt, wodurch die Reizgebung verstärkt wird.

Im Rahmen der Erfindung ist es außerdem bevorzugt, wenn Mittel zur Bestimmung des Körperfettanteils des Probanden vorgesehen sind.

Hierdurch kann festgestellt werden, ob der Proband oder Patient auf die mechaniche Provokationseinheit aufgrund seines Körperfettanteils überhaupt reagieren würde, oder ob nicht unmittelbarer Einsatz der elektrischen

Provokationseinheit notwendig ist.

Um das Gerät sehr kompakt zu halten ist es sinnvoll, wenn die Mittel zur Bestimmung des Körperfettanteils durch die elektrische Provokationseinheit gebildet sind zur bioelektrischen Impedanzanalayse (BIA). Es können also beispielsweise Elektroden der elektrischen Provokationseinheit dazu verwendet werden, die Bioimpedanzmessung durchzuführen. Somit kann die elektrische Provokationseinheit also zwei Funktionen erfüllen.

Vorteilhaft ist weiterhin, wenn das den Sensor aufweisende Gehäuse auf seiner dem Probandenkörper nahen Seite eine Transmissionsoberfläche zur Transmission der bioakustischen Signale und auf der dem Probandenkörper abgewandten Seite eine der Schallisolation dienende Isolationsoberfläche aufweist. Hierdurch ist gewährleistet, dass die Umgebungsgeräusche möglichst stark gedämpft werden und vorwiegend oder ausschließlich die Geräusche aus dem Probandenkörper durch den bioakustischen Sensor detektiert werden. Daher ist es darüber hinaus sinnvoll, wenn der mindestens eine Sensor der Transmissionsoberfläche zugeordnet ist, da die

Körpergeräusche durch die Lage des Sensors, nach der Art eines

Stethoskops eines Arztes, optimal erfasst werden können.

Besonders günstig ist es, wenn mindestens ein weiterer Sensor der

Isolationsoberfläche zugeordnet ist. Somit kann einer der bioakustischen Sensoren nahe dem Probandenkörper und einer der bioakustischen

Sensoren vom Probandenkörper entfernt angeordnet werden. Hierdurch ist es möglich Geräusche, die nicht aus dem Probandenkörper stammen, eindeutig als Umgebungsgeräusche zu identifizieren. Tritt nämlich ein Umgebungsgeräusch auf, so wird das Geräusch zuerst vom

Probandenkörper fernen Sensor detektiert, bevor das Geräusch vom

Probandenkörper nahen Sensor erfasst wird. Der hierdurch messbare Gangunterschied der beiden detektierten Geräuschmuster lässt auf ein Umgebungsgeräusch schließen. Umgekehrt kann auf diese Weise auch ein Körpergeräusch eindeutig als ein solches identifiziert werden, da ein

Körpergeräuschsignal am Probandenkörper nahen Sensor früher detektiert wird, als am Probandenkörper fernen Sensor.

Desweiteren ist es bevorzugt, wenn in der Isolationsoberfläche und/oder in der Transmissionsoberfläche ein Schallkanal ausgebildet ist, denn hierdurch ist die Detektion der Umgebungsgeräusche deutlich erleichtert. Dieser Schallkanal kann beispielsweise als ein einfaches Loch in der

Gehäusewandung gebildet sein. Weiterhin ist es sinnvoll, wenn im Gehäuse eine Schalltrennwand angeordnet ist. So kann ein Probandenkörper naher Sensor gut gegen

Umgebungsgeräusche und ein Probandenkörper ferner Sensor gut gegen Probandenkörpergeräusche isoliert werden. Die Schalltrennwand ist vorzugsweise aus einem Schaumstoff und/oder einem Kunststoff gebildet. Es sind auch sonstige bevorzugte aus dem Stand der Technik bekannte

Materialien für die Schalltrennwand einsetzbar.

Auch ist es vorteilhaft, wenn zwischen den Provokationseinheiten und der Kontrolleinheit eine zumindest unidirektionale Kommunikationsverbindung und/oder Ansteuerungsmöglichkeit vorgesehen ist. Hierdurch ist

gewährleistet, dass die Provokationseinheiten durch die Kontrolleinheit sicher und vor allem zuverlässig aktiviert werden können. Die

Kommunikationsverbindung kann dabei konventionell drahtgebunden oder drahtlos mittels Bluetooth, Wireless-LAN, Funk oder dergleichen gebildet sein.

Bevorzugt ist es weiterhin, wenn die Provokationseinheiten als ein von den übrigen Komponenten getrenntes Bauteil realisiert sind, denn so können die Provokationseinheiten an unterschiedlichen Stellen des Probandenkörpers oder gar mit diesem berührungslos angeordnet werden. Außerdem ist vorteilhaft, wenn die Provokationseinheiten im Gehäuse angeordnet oder in die als Gurtsystem gebildeten Mittel zur torsonahen Lagefixierung integriert sind. Hierdurch ist gewährleistet, dass das Gerät besonders kompakt gebildet und dadurch der Schlaf des Probanden oder Patienten durch das Gerät nicht beeinträchtigt ist. Das Gehäuse selbst kann dabei aus für einen Fachmann bekannten Materialien, vorzugsweise aus einem Kunststoff, aus Aluminium oder einer hautverträglichen Legierung gebildet sein.

Besonders sinnvoll erscheint es, wenn die mechanische Provokationseinheit als ein Stellglied des Bettes gebildet ist. So ist es möglich, dass bei Eintreten einer Atmungsstörung die Lage des Patienten durch Verstellung des Bettes geändert wird, um die Atemwege zu befreien.

Um weitere Geräuschquellen im Raum für Störgeräusche lokalisieren zu können, hat es sich außerdem als bevorzugt gezeigt, wenn genau drei der Sensoren vorgesehen sind, denn hierdurch kann eine

Triangulationsmessung durchgeführt werden.

Um die Kontrolleinheit besonders kompakt und klein zu bilden, hat es sich als besonders sinnvoll erwiesen, die Kontrolleinheit als ein Mikrocontroller oder ASIC (anwendungs-spezifisch integrierte Schaltung) oder FPGA

(feldprogrammierbare Gatter-Anordnung) oder FPAA (feldprogrammierbare Analoganordnung) zu bilden.

Weiterhin ist sinnvoll, wenn mindestens eine dem Speichern und/oder Auslesen von Daten dienende Speichereinheit vorgesehen ist. Hierdurch ist es möglich, über Nacht Daten aufzuzeichnen, um diese am nächsten Tag beispielsweise mittels eines externen PCs auszuwerten. Auch können Schnittstellen am Gerät vorgesehen sein, die ein Auslesen der Daten ermöglichen bzw. eine Telemedizin bereit stellen. Diese können als USB- oder LAN-Anschlüsse oder dergleichen gebildet sein, wobei auch die

Verwendung einer drahtlosen Verbindung wie Bluetooth, W-LAN oder dergleichen möglich ist. Auch kann die Speichereinheit als

Wechseldatenträger beispielsweise als Flash-EEPROM (Flash-electrically erasable programmable read-only memory) ausgeführt sein, vorzugsweise als Secure Digital Memory Karte (SD-Karte), als Compact Flash-Karte, als SmartMedia-Karte (SM-Karte) oder dergleichen. In einer derartigen

Ausführungsform ist ein Steckplatz für die entsprechende Karte am

Mikrocontroller vorgesehen und das Gehäuse verfügt über eine

entsprechende Kartenaufnahme.

Von Vorteil ist es außerdem, wenn der Mikrocontroller mindestens ein Filtersystem zur Geräuschartefaktefilterung zugeordnet ist. Hierdurch können Umgebungsgeräusche im Raum, die den Atemfluss überdeckenden

Körpergeräusche, wie beispielsweise der Herzschlag und auch die

Geräusche, die aus der Bewegung des Probanden bei der Respiration und der Inspiration entstehen, herausgefiltert werden.

Bevorzugt ist das Filtersystem als ein ein- oder mehrkanalig, hard- und/oder softwarebasierter Filter gebildet. Die Geräuschartefaktefilterung kann dabei über eine entsprechend konfigurierte feldprogrammierte Analoganordnung (FPAA) geschehen. Zur Artefaktebeseitigung werden verschiedene CAB („configurable analog blogs") der FPAA in einer ein- oder mehrdimensionalen Matrix positioniert. Diese CABs weisen einen Eingang und einen Ausgang, sowie mindestens einen Operationsverstärker, konfigurierbare Kapazitäten und Widerstände, konfigurierbare Verbindungsresourcen (Leiter,

Schaltungen) und einen Konfigurationsdatenspeicher auf. Jeder CAB der FPAA ist als ein Bandpass oder als eine Bandsperre konfiguriert, um bestimmte Frequenzbereiche des Eingangssignals herauszufiltern, die zuvor als artefakte Frequenzbereiche definiert wurden. Beispielsweise werden die FPAA-Eingangs-Geräusche, die der Patient bei der Bewegung im Schlaf generiert, durch einen der CABs herausgefiltert, wodurch das

Ausgangssignal der FPAA von Bewegungsartefakten befreit ist. Weiterhin ist vorteilhaft, wenn ein mit dem Mikrocontroller oder ASIC oder FPGA oder FPAA verbundener interner oder externer Analog-Digital-Wandler vorgesehen ist. Somit kann die Auswertung der Daten auch bereits im Gerät zur mobilen Schlafüberwachung durchgeführt werden. Der bioakustische Sensor kann dabei integral mit dem Analog-Digital-Wandler gebildet sein. Dies erhöht darüber hinaus die Kompatibilität des erfindungsgemäßen Geräts mit einer Vielzahl an unterschiedlichen Mikrocontrollern. Der

Mikrocontroller seinerseits kann auch integral mit einer

feldprogrammierbaren Gatter-Anordnung (FPGA) gebildet sein, wobei dieser digitale integrierte Schaltkreis derart konfiguriert werden kann, dass er auf Miniaturbasis aufwändige Rechenoperationen auf Grundlage eines

lernfähigen, einspielbaren und/oder ersetzbaren Algorithmus durchführt.

Weiterhin ist bevorzugt, wenn Mittel zur Kalibrierung vorgesehen sind, die vorzugsweise automatisch betreibbar sind. Hierdurch können im Vorhinein Umgebungsgeräusche aufgezeichnet werden, die bei der Messung am Probanden durch das Filtersystem herausgefiltert werden können.

Weiterhin ist vorteilhaft, wenn mindestens ein Bedienelement vorgesehen ist, welches vorzugsweise am Gehäuse angeordnet ist. Dieses Bedienelement kann dem Ein- bzw. Ausschalten des Gerätes dienen, wobei desweiteren eine Kalibrierung durch beispielsweise längeres Drücken des Gerätes erfolgt.

Daher ist es auch sinnvoll, wenn das Bedienelement als

Einknopfbedienelement gebildet ist. Hierdurch bleibt das Gerät kompakt und das Bedienelement kann als ein einfacher Dreh-, Schiebe-, Tast- oder sonstiger aus dem Stand der Technik bekannter Schalter gebildet sein. Als besonders günstig hat es sich desweiteren erwiesen, wenn die

Provokationseinheit mittels des Bedienelementes ein- bzw. ausschaltbar ist, denn manchmal möchte man im Rahmen einer Diagnose beim Patienten oder Probanden keinen der Atmungsstörung entgegenwirkenden Reiz auslösen, um eine schlaf bezogene Atmungsstörung feststellen zu können.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass aus textilem Material und vorzugsweise als Brustgurt gebildete Mittel zur

Lagefixierung vorgesehen sind. Damit ist sichergestellt, dass der

bioakustische Sensor optimal am Körper des Probanden befestigt werden kann. Textile Materialien fühlen sich auf der Haut angenehmer an, als beispielsweise Kunststoffmaterialen, so dass die Mittel zur Lagefixierung für den Probanden angenehm zu tragen sind. Auch sind textile Materialien optimal, wenn Schweißbildung, insbesondere bei langem Tragen auftritt. Auch Biozide, Pilze und Bakterien können bei textilen Brustgurten nicht so schnell entstehen. Besonders günstig ist es dabei, wenn das Mittel zur torsonahen Lagefixierung abnehmbar und waschbar ist. Diese

Reinigungsmöglichkeit bietet hygienische Vorteile für den Probanden. Bei den Mitteln zur Lagefixierung ist es besonders sinnvoll, wenn diese längenverstellbar gebildet sind und der Festlegung der Länge dienende Schließen, beispielsweise in Form von Schnallen oder anderen

Befestigungsmittel aufweisen. Um Geräusche zwischen dem Gerät zur mobilen Schlafüberwachung und der Bettdecke oder des Schlafanzuges des Probanden zu vermindern oder gänzlich zu unterdrücken, hat es sich als bevorzugt erwiesen, wenn das Gehäuse und/oder die Mittel zur torsonahen Lagefixierung auf der dem Probandenkörper abgewandten Seite mit einer Gleitoberfläche gebildet sind. Letztlich hat es sich auch als besonders sinnvoll erwiesen, wenn mindestens ein Biofeedbacksensor im Gehäuse und/oder an den Mittel zur Lagefixierung vorgesehen ist. Hierdurch weitere Signale detektiert werden, wie z.B. die Körpertemperatur mittels eines Temperatursensors, die Feuchte mittels eines Feuchtesensors beim Schwitzen und die Okulomotorik mittels eines Augenbzw. Lidsensors. Insbesondere kann mit Letzterem eine REM-Schlafphase (Rapid-Eye-Movement) detektiert und untersucht werden. Darüber hinaus ist es möglich, einen Muskelsensor einzusetzen, um Muskelkontraktionen des Probanden zu überwachen. Das Gerät verfügt optional auch über eine Herz- Aktivitäten-Einheit, die aufgrund der Erkennung der Herzaktivitäten sicherstellt, dass die Trageeinheit richtig am Probanden angelegt ist. Auf diese Art und Weise ist es möglich, dass der Proband schon beim Anlegen des Gerätes gewarnt wird, dass dieses nicht ordnungsgemäß am Körper angebracht ist. Außerdem kann der Proband gewarnt werden, wenn das Gerät während des Schlafes verutschen sollte.

Im Folgenden wird die Erfindung an in der Zeichnung dargestellten

Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen

Gerätes angeordnet an einem Probanden in einer Frontansicht,

Fig. 2 das Gerät aus Figur 1 in einer Seitenansicht, teils geschnitten gezeigt und Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des Gerätes angeordnet an

einem Probanden in Frontansicht.

In den Figuren 1 bis 3 ist das erfindungsgemäße Gerät zur mobilen

Schlafüberwachung eines Probanden oder Patienten, insbesondere zur Analyse und Therapie von schlafbezogenen Atmungsstörungen gezeigt. Zwei bioakustische Signale detektierende Sensoren 2/7, eine

Spannungsversorgung und eine dem Verarbeiten der Signale dienende Kontrolleinheit 3 sind in einem Gehäuse 1 angeordnet. Die

Spannungsversorgung ist hierbei als ein Akkumulator gebildet, kann aber auch als eine einfache und austauschbare Batterie oder als eine andere aus dem Stand der Technik bekannte elektrische Speicherzelle gebildet sein. Einer der Sensoren 2 ist zur Detektion intrakorporal erzeugten Schalls einem als ein Brustgurt 15 gebildeten Mittel zur torsonahen Lagefixierung 9 zugeordnet. Dieses kann insbesondere gebildet sein durch einen Brustgurt, einen BH oder Sport-BH mit Geräteaufnahme, Hemd mit Geräteaufnahme oder Pyjama mit Geräteaufnahme. Es sind im gezeigten Ausführungsbeispiel genau zwei durch die Kontrolleinheit 3 aktivierbare Provokationseinheiten 4 vorgesehen, durch welche beim Probanden ein der Atmungsstörung entgegenwirkender Reiz hervorrufbar ist. Dieser wird hervorgerufen bei Erkennen eines vorgebbaren akustischen Geräuschmusters. Es sind eine mechanische auf den Probanden einwirkende mechanische

Provokationseinheit 21 und eine elektrisch auf den Probanden einwirkende elektrische Provokationseinheit 22 vorgesehen.

Von der Kontrolleinheit 3 zu der elektrischen Provokationseinheit 22, welche hier als ein EMS-/TENS-Gerät 1 zur Reizbildung mittels transkutaner elektrischer Nervenstimulation gebildet ist, ist eine unidirektionale

Kommunikationsverbindung wirksam. Ebenso ist zwischen der Kontrolleinheit 3 und der als Vibrator gebildeten mechanischen Provokationseinheit 21 eine unidirektionale Kommunikationsverbindung wirksam. Die Elektroden 16 des EMS-/TENS-Gerätes 11 sind in den Brustgurt 15 integriert, während der Vibrator im Gehäuse 1 angeordnet ist. Die beiden gezeigten

Ausführungsbeispiele besitzen jeweils eine Anzeigeeinheit 17, auf der die momentan gemessenen akustischen Parameter, der Energieladestatus der im Gehäuse 1 angeordneten elektrischen Speicherzelle, den Mess-Modus - so zum Beispiel der Betrieb des Geräts mit angeschalteter oder

ausgeschalter Provokationseinheit 4 - oder andere für den Fachmann in bekannter Weise anzuzeigenden Werte dargestellt werden. Wie aus der Figur 2 ersichtlich wird, ist das gezeigte Gehäuse 1 auf seiner dem Probandenkörper nahen Seite mit einer Transmissionsoberfiäche 5 zur Transmission der bioakustischen Signale gebildet. Im gezeigten

Ausführungsbeispiel ist innerhalb des Gehäuses 1 eine Schalltrennwand 8 angeordnet, die die Umgebungsgeräusche, das heißt von außen, und die Körpergeräusche vom Probandenkörper innen, absorbiert. Hierbei ist der eine der beiden Sensoren 2 der Probandenkörper nahen

Transmissionsoberfiäche 5 und der andere Sensor 7 der Probandenkörper fernen Seite des Gehäuses 1 zugeordnet.

Die Kontrolleinheit 3 ist als ein Mikrocontroller 12 gebildet und das Gerät weist desweiteren eine dem Speichern und Auslesen von Daten dienende Speichereinheit 13 auf. Auf dem Mikrocontroller 12 sind stochastisch adaptive Filter vorgesehen, die Geräuschartefakte herausfiltern. An dem Gehäuse 1 ist genau ein Bedienelement 14 vorgesehen, welches als ein Einknopfbedienelement gebildet ist. Dieses kann gedrückt und/oder gedreht werden, wodurch das Gerät bzw. die Provokationseinheiten 4 selbst ein- und ausgeschaltet werden können.

Beim Gerät nach Figur 3 ist die elektrische Provokationseinheit 22 als ein von den übrigen Komponenten getrenntes Bauteil realisiert, wohingegen die mechanische Provokationseinheit 21 wiederum im Gehäuse 1 angeordnet und als Vibrator gebildet ist. Die elektrische Provokationseinheit 21 ist mehrteilig aus einem, an einem Armband 18 und einem Beinband 19 angeordneten, EMS-/TENS-Gerät 11 gebildet. Die Elektroden am

Handgelenk sind im gezeigten Ausführungsbeispiel wie ein Armband oder eine Uhr gebildet. In unmittelbarer Nähe des Gehörganges des Probanden ist ein Schallgeber 10 in Form eines Kopfhörers 20 angeordnet. Somit ist in diesem Ausführungsbeispiel eine akustische Provokationseinheit 4 vorgesehen, in Ergänzung zu der mechanischen Provokationseinheit 21 und der elektrischen Provokationseinheit 22.

Der Patient kann also durch Elektrostimulation über die Elektroden 16 des EMS-/TENS-Gerätes 11 , durch den Vibrationsalarm des Vibrators und durch Alarmgeräusche über den Kopfhörer 20 gereizt werden, sobald eine schlafbezogene Atmungsstörung auftritt. Das EMS-/TENS-Gerät 11 ist mit Elektroden 16 ausgerüstet, die auch zur Elektronischen Muskelstimulation (EMS) am Arm oder am Bein des Patienten genutzt werden können.

Nachfolgend soll die Betriebsweise des Gerätes zur mobilen

Schlaf Überwachung nach Figur 1 des Probanden erläutert werden.

Die beiden akustischen Sensoren 2/7 detektieren kontinuierlich Geräusche, wobei unterschieden werden kann, ob es sich um Geräusche des

Probandenkörpers oder um Umgebungsgeräusche handelt. Hier detektiert der dem Probandenkörper nahe Sensor 2 die Geräusche des Körpers des Probanden und der dem Probandenkörper ferne Sensor 7 die

Umgebungsgeräusche. Sollten Umgebungsgeräusche zum innenliegenden Sensor 2 gelangen, so filtert ein als stochastisch adaptiver Filter gebildetes Filtersystem vorbekannte Geräuschmuster, wie beispielsweise Geräusche der Lageänderung, heraus. In der Speichereinheit 13 ist hierzu eine

Datenbank hinterlegt, die die meisten Geräuschartefakte vorgespeichert hat. Diese können aber auch durch eine vorherige Kalibrierung in der

Speichereinheit 13 hinterlegt werden.

Der innenliegende Sensor 2 detektiert vorwiegend die intrakorporal entstehenden Geräusche der Luftröhre. Wenn eine Apnoe auftritt, so wird vom inneren Sensor 2 ein vorbekanntes und in der Speichereinheit 13 gespeichertes Geräuschmuster, zum Beispiel eine bestimmte Ruhepause, detektiert. Dieses Geräuschmuster wird vom MikroController 12 erkannt, woraufhin er über die unidirektionale Kommunikationsverbindung zunächst den Vibrator aktiviert. Wird die Atmungsstörung nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums beseitigt, so wird anschließend über die

unidirektionale Kommunikationsverbindung das EMS-/TENS-Gerät 11 aktiviert. Durch die Vibration bzw. durch die Elektrostimulation des

Probandenkörpers über die Elektroden 6 des EMS-/TENS-Gerätes 11 wird ein auf den Probanden der Atmungsstörung entgegenwirkender Reiz ausgeübt, wodurch er dann beispielsweise seine Lage ändert. Diese einfache Lageänderung des Probanden resultiert häufig bereits in einer Befreiung der Atemwege.

Im Rahmen der Erfindung ist es dabei sinnvoll, wenn die Frequenz der mechanischen Provokationseinheit 22 variierbar ist. Dadurch lässt sich die Stärke der Reizgebung einstellen. Ferner ist es oft sinnvoll die Spannung bzw. den Strom der elektrischen Provokationseinheit 22 zu variieren. Hierbei kann die Spannungs-Wellenform sinusförmig, rechteckig, dreieckig, sägezahnförmig oder aus einer sonstigen Überlagerung von mehreren Wellen gebildet sein. Bezugszeichenliste

1 Gehäuse

2 Sensor

3 Kontrolleinheit

4 Provokationseinheit

5 Transmissionsoberfläche

6 Isolationsoberfläche

7 weiterer Sensor

8 Schalltrennwand

9 Mittel zur torsonahen Lagefixierung

10 Schallgeber

11 EMS-/TENS-Gerät

12 Mikrocontrolier

13 Speichereinheit

14 Bedienelement

15 Brustgurt

16 Elektroden

17 Anzeigeeinheit

18 Armband

19 Beinband

20 Kopfhörer

21 mechanische Provokationseinheit

22 elektrische Provokationseinheit

Claims

Patentansprüche:

1. Gerät zur mobilen Schlafüberwachung eines Probanden oder Patienten, insbesondere zur Analyse und Therapie von schlafbezogenen

Atmungsstörungen mittels mindestens einem bioakustische Signale detektierenden und Mitteln zur torsonahen Lagefixierung (9)

zugeordneten Sensor (2) zur Detektion intrakorporal erzeugten Schalls, mit mindestens einer Spannungsversorgung und einer dem Verarbeiten der Signale dienenden Kontrolleinheit (3), und mit einer Anzahl an durch die Kontrolleinheit (3) aktivierbaren Provokationseinheiten (4), durch welche beim Probanden bei Erkennen eines vorgebbaren akustischen Geräuschmusters durch die Kontrolleinheit (3) ein der Atmungsstörung entgegenwirkender Reiz hervorrufbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl an Provokationseinheiten (4) mindestens zwei beträgt, und dass die mindestens eine Provokationseinheit (4) als eine

mechanisch auf den Probanden einwirkende mechanische

Provokationseinheit (21) und die andere Provokationseinheit (4) als eine elektrisch auf den Probanden einwirkende elektrische Provokationseinheit (22) gebildet sind.

2. Gerät nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die

mechanische Provokationseinheit (21) als ein Vibrator und/oder eine mechanische Schlageinheit und/oder Stoßeinheit und/oder Pickeinheit gebildet ist.

3. Gerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Provokationseinheit (22) als ein EMS-/TENS-Gerät (11) zur Reizbildung mittels Transkutaner Elektrischer Nervenstimulation und/oder Elektrischer Muskelstimulation gebildet ist.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennen des vorgebbaren akustischen Geräuschmusters die Provokationseinheiten (4) zeitlich versetzt aktivierbar sind.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (1) vorgesehen ist, und dass ein dem Gehäuse (1) zugeordneter Wahlschalter vorgesehen ist zur Auswahl eines

Betriebsmodus„Elektrisch",„Mechanisch" oder„Elektromechanisch".

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die Provokationseinheiten (4) hervorrufbare, der Atmungsstörung entgegenwirkende Reiz, sukzessive stufenweise oder kontinuierlich verstärkbar ist.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Bestimmung des Körperfettanteils des Probanden vorgesehen sind.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Bestimmung des Körperfettanteils durch die elektrische

Provokationseinheit (22) gebildet sind zur bioelektrischen

Impedanzanalayse (BIA).

9. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das den Sensor (2) aufweisende Gehäuse (1) auf seiner dem Probandenkörper nahen Seite eine Transmissionsoberfläche (5) zur Transmission der bioakustischen Signale und auf der der

Probandenkörper abgewandten Seite eine der Schallisolation dienende Isolationsoberfläche (6) aufweist.

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (2) der Transmissionsoberfläche (5) zugeordnet ist.

11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiterer Sensor (7) der Isolationsoberfläche (6) zugeordnet ist.

12. Gerät nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass in der Isolationsoberfläche (6) und/oder in der

Transmissionsoberfläche (5) ein Schallkanal ausgebildet ist.

13. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (1) eine Schalltrennwand (8) angeordnet ist.

14. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Provokationseinheiten (4) und der Kontrolleinheit (3) eine zumindest unidirektionale Kommunikationsverbindung und/oder Ansteuerungseinheit vorgesehen ist.

15. Gerät nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die

Provokationseinheiten (4) als ein von den übrigen Komponenten getrenntes Bauteil realisiert sind.

16. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Provokationseinheiten (4) im Gehäuse (1) angeordnet oder in die als ein Gurtsystem gebildeten Mittel zur torsonahen Lagefixierung (9) integriert sind.

17. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass genau drei der Sensoren (2) vorgesehen sind.

18. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (3) als ein Mikrocontroller (12) oder ASIC oder FPGA oder FPAA gebildet ist.

19. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine dem Speichern und/oder Auslesen von Daten dienende Speichereinheit (13) vorgesehen ist.

20. Gerät nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass dem Mikrocontroller (12) mindestens ein Filtersystem zur

Geräuschartefaktefilterung zugeordnet ist.

21. Gerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das

Filtersystem als ein ein- oder mehrkanalig, hard- und/oder

sofwarebasierter Filter gebildet ist.

22. Gerät nach einem der Ansprüche 18 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Mikrocontroller (12) oder ASIC oder FPGA oder FPAA verbundener interner oder externer Analog-Digital-Wandler vorgesehen ist.

23. Gerät nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Kalibrierung vorgesehen sind, welche vorzugsweise automatisch betreibbar sind.

24. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Bedienelement (14) vorgesehen ist, welches vorzugsweise am Gehäuse (1) angeordnet ist.

25. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur torsonahen Lagefixierung (9) als ein aus textilem Material gebildeter Brustgurt (15) gebildet sind.

26. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) und/oder das Mittel zur torsonahen

Lagefixierung (9) auf der dem Probandenkörper abgewandten Seite mit einer Gleitoberfläche gebildet sind.

27. Gerät nach einem der Ansprüche 5 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Biofeedbacksensor im Gehäuse (1) und/oder an den Mitteln zur torsonahen Lagefixierung vorgesehen ist.