WO2025252568A1 - System zum überwachen eines körperlichen zustands einer person im häuslichen umfeld und/oder für fitnessaufzeichnungsanwendungen - Google Patents

System zum überwachen eines körperlichen zustands einer person im häuslichen umfeld und/oder für fitnessaufzeichnungsanwendungen

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WO2025252568A1
WO2025252568A1 PCT/EP2025/064778 EP2025064778W WO2025252568A1 WO 2025252568 A1 WO2025252568 A1 WO 2025252568A1 EP 2025064778 W EP2025064778 W EP 2025064778W WO 2025252568 A1 WO2025252568 A1 WO 2025252568A1
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implant
sensor
person
data
evaluation
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PCT/EP2025/064778
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Philipp DAMM
Michael GEPP
Georg Duda
Heiko Zimmermann
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Universitaet Des Saarlandes Koerperschaft Des Oeffentlichen Rechts
Charite Universitaetsmedizin Berlin
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Universitaet Des Saarlandes Koerperschaft Des Oeffentlichen Rechts
Charite Universitaetsmedizin Berlin
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Publication date
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    • A61F2002/30667—Features concerning an interaction with the environment or a particular use of the prosthesis
    • A61F2002/30668—Means for transferring electromagnetic energy to implants
    • A61F2002/3067—Means for transferring electromagnetic energy to implants for data transfer

Definitions

  • the invention relates to a system for monitoring a person's physical condition in a domestic environment, e.g. in the home care sector, and/or for fitness recording applications.
  • PES personal emergency response system
  • a necklace or bracelet To achieve true effectiveness and maximum reliability.
  • wearing such a system is advisable for the very elderly, dementia patients, or people with (mental or physical) disabilities, as it can send information to relatives or emergency services at an early stage.
  • putting on the sensors, integrated into a bracelet, for example is either impossible for the person concerned to do independently, is simply forgotten, or is considered unnecessary.
  • DE 10342823 A1 discloses an implantable prosthesis, e.g., a hip joint prosthesis, with at least one accelerometer.
  • the accelerometer is used to detect the movement of the prosthesis, e.g., to check the prosthesis's fit.
  • WO 2005/007025 A2 proposes a joint prosthesis with an integrated sensor and counter that can count movements, e.g., steps, of a joint.
  • Documents EP 1 586 287 A2, EP 2457509 A1, US 10,300,310 B2, and US 2002/0183629 A1 represent further prior art in implant sensor technology, for example, for integrating various biomedical sensors or motion sensors into implants.
  • a disadvantage of this and similar state-of-the-art technology is that the known solutions are not sufficiently adapted to the specific requirements and needs for use in the home environment and/or for the fitness sector.
  • the invention is therefore based on the objective of creating an improved technology to be able to monitor a person's physical condition in a home environment and/or for fitness recording applications.
  • a general aspect of the present disclosure relates to a system for monitoring a person's physical condition, preferably in a domestic setting and/or for fitness recording applications (i.e., in the fitness field).
  • the system includes an implant for implantation into a person. That is, the implant is suitable for being implanted into a person (hereinafter also referred to as the implant recipient or patient).
  • the implant incorporates a sensor device designed to capture and transmit data indicative of a person's current state, such as their health or movement status.
  • the system also includes several receiver modules, each configured to receive data transmitted by the sensor device.
  • the system includes an evaluation device configured to receive data from the sensor device via the receiver modules and to initiate an action based on an evaluation of the received data.
  • the evaluation device is hereinafter also referred to as the The main unit is referred to as the evaluation device. It can be designed as a separate unit or be functionally integrated into one of the receiver modules.
  • this system provides reliable monitoring of a person's physical condition in a home environment and/or for fitness tracking applications.
  • the sensor device integrated into the implant offers the advantage of maintaining a constant connection with the individual.
  • the multiple receiver modules allow for their placement at various locations within the monitoring area, such as different rooms in the implant recipient's home. This enables particularly reliable monitoring of the recipient's physical condition, as will be explained in more detail below.
  • the evaluation unit allows for flexible responses to different situations, which will also be explained in more detail below.
  • the system includes a deactivation device integrated into the implant, configured to irreversibly deactivate, preferably destroy, the sensor device when a predetermined deactivation condition is met.
  • the deactivation device is designed to non-invasively and irreversibly destroy a transmission function of the sensor device.
  • the deactivation condition may be met when the deactivation device receives a deactivation instruction or other predetermined command from the evaluation device and/or an expiration date has passed.
  • the implant user could enter a deactivation code to release the deactivation instruction via the evaluation device or via another mobile device that is in signal communication with it.
  • the transmission of sensor data can be deactivated as needed, e.g., if it is no longer required. This improves data privacy.
  • the system can be configured to transmit encrypted data between the sensor device, the receiver modules, and/or the evaluation device.
  • the sensor device, the receiver modules, and/or the evaluation device can be equipped with an encryption module.
  • the system has a delivery unit integrated into the implant, which can be controlled by the evaluation device and is designed to store an active ingredient, e.g. an antihistamine or insulin, and to release it into the environment of the implant, preferably into the body, in response to a corresponding control signal from the evaluation device. to the person.
  • an active ingredient e.g. an antihistamine or insulin
  • the module can be filled with an active ingredient (e.g., an antihistamine) to release the medication in the event of anaphylactic shock, thus bridging the time until the arrival of emergency medical personnel.
  • One possible design variant provides for the delivery unit to have a loading interface for loading the medication while the implant is in place, e.g., a loading interface that can be filled with a syringe.
  • this design variant allows the delivery unit to be loaded and unloaded externally even while the implant is in place.
  • the system further comprises an integrated electrical energy storage device for powering the sensor device and preferably for powering other modules of the system integrated into the implant (such as the delivery unit, the deactivation device, etc.).
  • a charging device is also provided for inductively recharging the storage device.
  • This is an external charging device with respect to the implant.
  • the charging device can comprise an induction mat for placement on a chair or bed. This integration into everyday furniture regularly used by the implant recipient enables reliable charging and power supply of the system, thus ensuring uninterrupted functionality.
  • the charging device can comprise a portable rechargeable battery (power bar) with induction capability.
  • the receiver modules are designed to be plugged into a standard household electrical outlet and preferably held in place there. This allows for easy installation and distribution of the receiver modules, for example, within a home environment. This enables the receiver modules to be quickly and easily distributed to ensure reliable data acquisition from the sensor device in all desired areas.
  • the receiver modules can also be battery-powered.
  • the sensor device comprises at least one first sensor for detecting movement and/or position of the implant and/or the person.
  • This first sensor is hereinafter referred to as the motion sensor.
  • the motion sensor can, for example, comprise an inertial sensor, such as an accelerometer, and/or a gyroscope.
  • the system is configured to determine, based on motion data from the at least one motion sensor, whether a health-critical movement event, such as a fall or An immobility has occurred.
  • a health-critical movement event such as a fall or An immobility has occurred.
  • movement of the implant and thus movement of the implant user, can be detected. For example, steps can be counted for fitness applications, or falls can be detected.
  • the system is trained to use movement data collected over a period of time to identify typical, e.g., repetitive, movement patterns of the implant and/or the person, as well as deviations from these patterns. A specific deviation from these typical movement patterns then contributes to determining whether a health-critical movement event, such as a fall or immobility, has occurred.
  • a health-critical movement event such as a fall or immobility
  • the system could learn typical movement patterns of the implant user over time, e.g., using machine learning methods, to better distinguish these from critical events such as falls. This would improve the system's ability to reliably detect health-critical movement events.
  • the system can include a protective device that can be attached to and/or worn by the person to reduce the risk of fall-related injuries.
  • the protective device is a wearable airbag device.
  • the protective device is designed to receive the motion data from the motion sensor and, depending on the received motion data, to initiate the activation of a protective function of the device.
  • the airbag device can be designed to receive motion data directly from the motion sensor and initiate (trigger) the activation of the airbag device if the motion data detects a health-critical movement event, such as a fall, in order to reduce the risk of fall-related injuries.
  • the sensor signals from the motion sensor integrated into the implant can also be advantageously used to trigger an airbag or other comparable protective system attached externally to the person's body. This can prevent fall-related injuries or at least reduce the risk of them.
  • An additional motion sensor integrated into the airbag device can therefore be optionally omitted.
  • the system is designed to derive the position and/or movement of the implant relative to the receiver modules from communication signals between the sensor device and the receiver modules.
  • position- and/or movement data of the sensor device, and thus of the implant or the implant user can be additionally determined from the communication signals of the receiver modules in order to determine, for example, movement patterns or the position of the implant (and thus of an implant user) within the home environment. This can improve the determination of movement data.
  • the receiver modules can be configured to derive the position and/or movement of the implant relative to the receiver modules from the signal strength and/or transit time of the signals received from the sensor device.
  • the receiver modules can be configured to generate position data and communicate with each other in order to calculate movement patterns in addition to the sensor device.
  • the sensor device comprises at least one second sensor for detecting a biological parameter or physiological measurement, preferably of the person.
  • the second sensor is hereinafter referred to as a biomedical sensor.
  • This at least one biomedical sensor can be configured to detect at least one of the following parameters: body temperature, pulse rate, glucose level, lactate level, gas content, and water content of a medium (e.g., blood) adjacent to the implant of the person.
  • the sensor device can be used to monitor biological and/or physiological parameters.
  • the evaluation device is designed to initiate an action depending on an evaluation of the received data.
  • the evaluation of the received data may include determining whether a health-critical event, such as a fall or other medical emergency, has occurred.
  • the evaluation device can be configured to initiate a predetermined sequence of actions, preferably a cascaded sequence, when a health-critical event occurs, with each health-critical event preferably having its own predetermined sequence of actions. This offers the advantage that different health-critical events can be addressed in a suitably different and adapted manner.
  • the evaluation device can be configured to initiate at least one of the following actions when a health-critical event occurs: contacting the person (implant recipient), - a query and/or evaluation of additional data from the sensor device, preferably for verification and/or for a more precise determination of the health-critical event,
  • the evaluation device can further be configured to perform the aforementioned actions, or a subset thereof, sequentially in a predetermined order, e.g., in a cascaded manner, when a health-critical event occurs. For example, an attempt can first be made to contact the person. If contact is unsuccessful, e.g., because the person does not respond, one or more of the subsequent actions can be carried out, such as notifying relatives and/or an emergency service.
  • the evaluation device can be configured to query additional data from the sensor device upon the occurrence of a health-critical event, for verification and/or more precise determination of the health-critical event, e.g., to check a health status. For example, after the occurrence of a health-critical event, additional data from which the movement state and/or position of an implant recipient or their pulse can be inferred can be queried. In this case, the evaluation device transmits a corresponding query command to the sensor device via one of the receiver modules.
  • a potentially critical event is detected, further analyses can be initiated via a cascaded chain of commands. For example, detecting a fall and querying additional sensor data (e.g., pulse) allows for a more refined assessment of the situation (e.g., informing only relatives or directly calling emergency medical services). An attempt is first made to contact the implant recipient (e.g., via an audible signal or telephone call). If there is no response, further actions can be initiated, such as informing relatives who can then go to the scene to assess the situation.
  • additional sensor data e.g., pulse
  • the implant can be an endoprosthesis, such as an artificial hip or knee joint.
  • the implant can also be another suitable permanent implant, such as a dental implant.
  • the system may consist of only a receiver module.
  • the evaluation device can be implemented at least partially on one or more of the receiver modules. This means that the function of the evaluation device can be implemented wholly or partially on a receiver module. However, it is also possible for the evaluation device to be implemented on a separate device, such as a smartphone, tablet computer, etc.
  • the evaluation device can be configured to send the data received from the sensor device's receiver modules to an evaluation server or a cloud computer and receive the data evaluation from there.
  • the evaluation device can also be configured to perform the data evaluation itself, or partially so.
  • Figure 1 is a schematic block diagram illustrating a system for monitoring a person's physical condition in a home environment and/or for fitness recording applications according to an exemplary embodiment
  • Figure 2A shows an implant with an integrated sensor device exchanging data with an external receiver module according to an exemplary embodiment
  • Figure 2B illustrates the workflow of data measurements of the system according to an exemplary implementation
  • Figure 3 shows an application of the system in a domestic environment according to an exemplary embodiment
  • Figure 4 shows an application of the system in a domestic environment according to a further embodiment.
  • Figure 1 illustrates an example of a system 1 for monitoring a person's physical condition in a home environment and/or for fitness recording applications.
  • the system includes an implant 100 for implantation into a person.
  • a sensor device 10 is integrated into the implant 100.
  • This is shown in Figure 2A as an example of an embodiment of the implant 100 as an endoprosthesis, specifically in the form of an artificial hip joint.
  • Figure 2A also shows the sensor device 10 integrated into the implant.
  • the sensor device can comprise one or more sensors. Each sensor is designed to acquire and wirelessly transmit data indicative of the current condition, e.g., the current health status or movement status, of the implant recipient 2.
  • different and/or redundant values relating to the condition of the implant recipient 2 can be acquired by integrating a large number of sensors into the implant 100.
  • the integration of the sensor device 10 into the implant 100 ensures that the sensor device 10 is connected to person 2 at all times.
  • the implantation of the sensor device 10 could be performed in conjunction with a medically necessary procedure, such as the implantation of an artificial hip or knee joint, or other permanent implants.
  • Artificial joints endoprostheses are now frequently used from the age of 50, which can lead to approximately one to two revision surgeries per patient over their lifespan.
  • the sensor device 10 Since the sensor device 10 is permanently connected to the implant carrier 2, it does not need to be actively applied.
  • the sensor device 10 can be implanted once by a specialist, precisely aligned, and calibrated accordingly. This allows for a sensor device 10 that is securely and form-fittingly arranged on the implant 100, unlike a wearable device which can be tightened arbitrarily with a wristband.
  • a sensor that is too loose, as with a wearable device has additional degrees of freedom and can lead to inaccurate results.
  • a sensor that is too tight, such as that of a wearable device can cause discomfort due to prolonged wear (up to 24/7) or, due to perspiration, skin irritation, even contact allergies.
  • the integration of the sensor into the implant solves this problem because there is no skin contact.
  • the positioning of the sensor device 10 described above results in more reproducible data. This generates false positive events. False positive events caused by incorrect positioning on the wrist or loose carrying (e.g. in a trouser pocket or handbag) are thus reduced to a minimum
  • the implant 100 can integrate one or more sensors.
  • the sensor device 10 can include at least one motion sensor 11 for recording motion data, such as the movement and/or position of the implant and/or the person.
  • the at least one motion sensor 11 can, for example, include a magnetometer, an acceleration sensor, a vibration sensor, and/or a gyroscope to measure the person's position or acceleration and to derive or detect corresponding events (falls, immobility, etc.). Based on this motion data, the system 100 can thus recognize whether a health-critical movement event, such as a fall or immobility, has occurred in the implant recipient 2.
  • motion data for fitness applications such as the number of steps taken, etc., can be recorded.
  • the sensor device 10 can, for example, further comprise at least one biomedical sensor 12 for recording a biological parameter or physiological measurement of the implant recipient.
  • a biomedical sensor 12 for recording body temperature, pulse rate, glucose level, lactate level, gas content, and/or water content of a medium adjacent to the implant (e.g., blood) of the person. Based on such physiological measurements, data on the health status of the implant recipient can be determined.
  • the recording of biological parameters and/or physiological measurements is advantageous for supporting telemedicine applications.
  • a particular advantage of the present system 1 lies in its modular design, which allows the system to be flexibly adapted and configured for a wide variety of applications for monitoring a person's physical condition in a home environment and/or for fitness recording applications.
  • the system 100 has several receiver modules 200, each of which The receiver modules 200 are designed to wirelessly receive data transmitted by the sensor device 10.
  • the receiver modules are also referred to as external receiver modules because, unlike the implant 100, they are not intended for implantation into the implant carrier 2, but are located externally.
  • the receiver modules can, for example, be distributed within the home environment of the implant carrier 2 in such a way as to ensure reliable reception of data from the sensor device within the desired area of the home.
  • System 1 further comprises an evaluation unit (main unit) 300, which is configured to receive data from the sensor device via the receiver modules 200, preferably wirelessly, and to initiate an action depending on the evaluation of the received data.
  • the main unit 300 can be designed as a separate unit or be functionally integrated into one of the receiver modules 200.
  • the main unit 300 can send the received data to a cloud computer 500 or other suitable evaluation server for evaluation and receive the evaluation of the data back from it.
  • an evaluation module 310 for evaluating the received data from the sensor device 10 is located on the cloud computer 500 or evaluation server.
  • the main unit 300 can also evaluate the received data directly or at least partially itself.
  • the evaluation unit 300 can itself include an evaluation module 310 for evaluating the received data from the sensor device 10.
  • the evaluation device 300 can also include an emergency call module 320, which is designed to trigger an emergency call when a health-critical situation of the implant carrier is detected.
  • the implant, the receiver modules 200, and the evaluation unit 300 are each equipped with a communication module 60 to establish data communication using a short-range wireless connection.
  • the short-range wireless connection can be a WLAN connection, preferably a WLAN connection based on a WLAN standard according to the IEEE 802.11 standard family.
  • the short-range connection can be a Bluetooth connection, an infrared connection, or another non-cellular wireless connection.
  • a short-range wireless connection is defined as a connection whose operation requires that the directly communicating devices—i.e., the communication device and the stationary transmitter/receiver unit that communicates wirelessly with it to establish the short-range connection—are preferably less than 20 m apart.
  • a System 1 is provided that enables reliable monitoring of a person's physical condition in a home environment and/or for fitness recording applications.
  • Fig. 1 further illustrates that additional modules can optionally be integrated into the system 1 in order to equip and configure the system for different application scenarios.
  • the individual system components 100, 200, 300 of system 1 can optionally be equipped with encryption modules 40, which ensure that the data exchanged wirelessly between sensor device 10, receiver modules 200 and evaluation unit 300 is transmitted in encrypted form to improve data protection.
  • a deactivation device 20 can optionally be integrated into the implant 100.
  • the deactivation device 20 is designed to non-invasively and irreversibly deactivate, preferably destroy, the sensor device 10 when a predetermined deactivation condition is met.
  • the deactivation device 20 can therefore also be referred to as a kill switch module.
  • Accidental activation of the deactivation device 20 is to be prevented. This thus offers an implant recipient the possibility of permanently and irreversibly terminating the collection and transmission of personal data by the sensor device as needed, without having to remove the implant. It may be sufficient to irreversibly deactivate a data collection function or a transmission function of the sensor device. Deactivation can be achieved physically or chemically, e.g., by deliberately melting a fuse required to power the sensor device.
  • the implant carrier 2 could, for example, enter a deactivation code or deactivation command via the evaluation device 300 or via another mobile device that is in signal communication with it using appropriate application software in order to trigger the deactivation condition.
  • a delivery unit 30, controllable by the evaluation device 300 can also be integrated into the implant 100.
  • This delivery unit is designed to store an active ingredient and, in response to a corresponding control signal from the evaluation device 300, release it into the environment of the implant, preferably into the body of person 2.
  • the delivery unit 30 can be filled with an active ingredient (e.g., an antihistamine) to release the active ingredient in the event of anaphylactic shock, thereby bridging the time until the arrival of the emergency physician.
  • the delivery unit 30 can, for example, have a fluid-tight active ingredient container with a receiving chamber for receiving the active ingredient.
  • the receiving chamber preferably borders an area surrounding the implant and has a controllable delivery interface in this area, which can be opened by activation to release the active ingredient.
  • delivery unit 30 has a loading interface 31 for loading the delivery unit with the active ingredient in the implanted state, e.g., a loading interface that can be filled via a syringe.
  • the loading interface 31 and the delivery interface can be provided by the same interface.
  • the system preferably further comprises an electrical energy storage device 50 integrated into the implant for powering the sensor device and for powering other modules of the system 1 integrated into the implant (such as the delivery unit, the deactivation device, etc.).
  • This energy storage device 50 can be inductively charged via a charging device 400.
  • the charging device 400 can comprise an induction mat for placement on a piece of furniture or on a bed.
  • Figures 2B and 3 illustrate a workflow of data measurements of the system and an exemplary application of the system in a domestic environment.
  • a receiver module 200 can be arranged in each room of the implant recipient's home environment that is to be monitored.
  • the receiver modules 200 should be positioned and distributed relative to each other according to their reception range in such a way that reliable reception is possible in all areas of the home environment where data from the sensor device 10 is to be received.
  • the receiver modules 200 should be able to be retrofitted in homes without any technical difficulties.
  • the receiver modules can be designed so that they can be plugged into a standard electrical outlet in a home's electrical system and held in place there.
  • the receiver modules 200 can further form a kind of evaluation network if the receiver modules are additionally configured to detect movement and/or positioning of the sensor device 10 and the implant 100 relative to the receiver modules 200. This can improve the determination of motion data.
  • the receiver modules can be configured to derive a position and/or movement of the sensor device from its signal strength and/or transit time.
  • the implant's position relative to the receiver modules can be derived.
  • the receiver modules can be configured to generate positional data and communicate with each other, for example, to calculate movement patterns in addition to the sensor device.
  • movements from room to room can also be incorporated into the detection of events.
  • the data quality can be improved by the unchanging positioning of the sensor device 10 relative to the implant 100 and its integration into an evaluation network formed by the receiver modules 200.
  • the sensor device 10 integrated into the implant 100 registers sensor data about the recipient's current state, such as movement and/or health status.
  • the receiver modules 200 provided they are within range of the sensor device 10, receive the sensor data and forward it to the evaluation device 300.
  • the sensor data can also be processed directly on the receiver modules 200, or on one of them, if the functionality of the evaluation device 300 is implemented there.
  • the processing of the sensor data includes an evaluation of the sensor data, either directly on the evaluation device 300 and/or by transmitting the sensor data to a cloud computer 500, which performs the evaluation and sends it back to the evaluation device 300.
  • the evaluation device (main unit) 300 can initiate one or more suitable actions, as illustrated below by example scenarios.
  • a receiver module 200 which also functions as an evaluation unit 300, registers this movement via the sensor device 10, which includes both a pulse sensor and a motion sensor.
  • the implant recipient remains in this room without any unusual readings from the sensor device.
  • System 1 e.g., the evaluation unit 300, now queries further possible values from the sensor device 10, such as the implant recipient's position or pulse.
  • An evaluation of the data reveals, for example, that the implant recipient has not fallen but has been motionless in the bathroom for an extended period.
  • the evaluation unit 300 then performs the following sequence of actions, as illustrated in Figure 2B. This involves triggering a corresponding status message or alarm 301.
  • the emergency call module 310 first attempts to contact the implant recipient 311 (e.g., by triggering an acoustic signal in the recipient's home and/or making a telephone call to the recipient). If there is no response, further actions are initiated, such as informing relatives 312, who then go to the location to check on the recipient. If the evaluation of the sensor data indicates a critical health emergency, an alert 313 to an emergency medical service can also be triggered.
  • the present system 1 is also suitable for applications in recreational sports, for home care, for rehabilitation after injuries and/or surgeries, as well as for clinical observation and follow-up care.
  • the latter is illustrated by a further example scenario:
  • System 1 uses sensor device 10 to measure systemic parameters at defined intervals or times. These parameters are collected and monitored as part of clinical follow-up (e.g., lactate and temperature) and transmit them to the treating physician for clinical evaluation. Depending on the measured systemic parameters, or if they deviate from typical normal values, the treating physician initiates immediate therapeutic measures in the clinic. In the case of home care applications, the patient is automatically scheduled for a detailed examination and follow-up treatment at the clinic.
  • Figure 4 illustrates another embodiment.
  • the system 1 can include a protective device 600 that can be attached to and/or worn by person 2 to reduce the risk of fall-related injuries.
  • the protective device 600 is a wearable airbag device, for example, in the form of a vest, a belt, or another clothing component. This is illustrated by person 2 shown on the right in Figure 4.
  • This protective device 600 is designed to initiate a protective function, such as the rapid inflation of one or more airbag elements, in the event of a detected fall.
  • the protective device 600 advantageously works in conjunction with the implant 100 and its sensor system 10.
  • the protective device 600 is designed to receive motion data from the motion sensor of the sensor device 10.
  • the protective device 600 is configured to receive this motion data directly from the sensor device 10 of the implant 100.
  • the sensor device 10 and the protective device 600 have corresponding communication modules for wireless data transmission.
  • the protective device 600 can also include an evaluation unit designed to detect a health-critical movement event, in particular a fall, based on the received motion data and, depending on this detection, to initiate activation of the protective function of the protective device 600.
  • the evaluation unit 300 of the system after receiving motion data via the receiver modules 200 and detecting a fall, can send a trigger signal to the protective device 600 to initiate its activation.
  • the external protective device 600 can obtain reliable and precise information about the person's movement and position. This enables rapid and accurate fall detection, allowing the airbag to be triggered in time before impact and thus significantly reducing the risk of fall-related injuries and fractures.
  • the use of the implant sensor can optionally eliminate the need for a redundant motion sensor in the protective device 600, which simplifies the external system and can make it more cost-effective.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zum Überwachen eines körperlichen Zustands einer Person im häuslichen Umfeld, z. B. im Home-Care-Bereich, und/oder für Fitnessaufzeichnungsanwendungen. Das System weist ein Implantat (100) zur Implantierung in eine Person, z. B. eine Endoprothese, auf. In das Implantat (100) ist eine Sensorvorrichtung (10) integriert. Die Sensorvorrichtung ist ausgebildet ist, Daten (13), die indikativ für einen aktuellen Zustand der Person sind, zu erfassen und zu senden. Die Sensorvorrichtung kann hierzu mindestens einen Bewegungssensor (11) zur Erfassung einer Bewegung und/oder Lage der Person und/oder mindestens einen biomedizinischen Sensor (12) zur Erfassung eines biologischen Parameters oder physiologischen Messwerts der Person umfassen. Das System umfasst ferner mehrere Empfängermodule (200), die jeweils ausgebildet sind, von der Sensorvorrichtung (10) gesendete Daten (13) zu empfangen. Ferner umfasst das System eine Auswertevorrichtung (300), die ausgebildet ist, Daten (13) der Sensorvorrichtung (10) von den Empfängermodulen (200) zu empfangen, und abhängig von einer Auswertung der empfangenen Daten (13) eine Aktion zu initiieren. Das System kann optional mit mehreren weiteren Modulen ausgestattet werden. Vorteilhaft wird ein System bereitgestellt, dass ein zuverlässiges Überwachen eines körperlichen Zustands einer Person im häuslichen Umfeld und/oder für Fitnessaufzeichnungsanwendungen ermöglicht.

Description

BESCHREIBUNG
System zum Überwachen eines körperlichen Zustands einer Person im häuslichen Umfeld und/oder für Fitnessaufzeichnungsanwendungen
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein System zum Überwachen eines körperlichen Zustands einer Person im häuslichen Umfeld, z. B. im Home-Care-Bereich, und/oder für Fitnessaufzeichnungsanwendungen.
Technischer Hintergrund
In einer alternden Gesellschaft ist es schwierig, innovative Technologie effektiv zum Patienten zu bringen. Aus der Praxis ist es bekannt, z. B. im Home-Care-Bereich (Bereich der gesundheitlichen Pflege und Betreuung von Person im häuslichen Umfeld) sowie bei Freizeitaktivitäten physikalische Ereignisse wie die Anzahl von Schritten, Puls, Schlafphasen, Stürzen etc. über tragbare Einheiten (engl. sog „Wearables"), wie z. B. Armbanduhren oder Smartphones, zu erfassen und bei Bedarf eine Benachrichtigung in einer Notsituation (z.B. bei einem Sturz) an eine Leitstelle weiterzuleiten, um notwendige Rettungsmaßnahmen einzuleiten. Gerade bei Patienten mit höherem Alter ist ein großer Nachteil dieser Systeme die Notwendigkeit, diese ständig zu tragen bzw. täglich anzuziehen, um aktionseinleitende Aktionen detektieren zu können.
Ein Beispiel hierzu ist der Hausnotruf, der prinzipiell Tag und Nacht von der betroffenen Person als Kette oder Armband getragen werden muss, um eine wirkliche Effektivität und maximale Funktionssicherheit zu erreichen. Bei z. B. Hochbetagten, Demenzpatienten oder Menschen mit (geistiger oder körperlicher) Behinderung ist das Tragen eines solchen Systems sinnvoll, da es frühzeitig Informationen an Angehörige oder Notfalldienste aussenden kann. Das Anlegen der z.B. in einem Armband integrierten Sensorik ist jedoch von der betroffenen Person entweder nicht selbständig möglich, wird schlichtweg vergessen oder als teilweise nicht notwendig erachtet.
Ein weiteres Beispiel ist der Freizeitsport mit Fitness- bzw. Rehabilitationstätigkeiten, in dem das Tracking von Bewegungs- und Kraftübungen über „Wearables" sinnvoll ist, deren Reproduzierbarkeit aber stark vom korrekten Tragen abhängig ist. Der Funktionsumfang eines „Wearable", z. B. einer Smartwach, ist zusätzlich limitiert, da nur eine bestimmte Größe und Anzahl von Sensoren integriert werden kann. Für ältere Patienten oder Patienten, die gerne Freizeitsport weiter betreiben möchten sind daher alternative Technologien nötig. Aus dem Stand der Technik ist ferner bekannt, Sensortechnik in Implantate zu integrieren. Beispielsweise offenbart die DE 10342823 Al eine implantierbare Prothese, z. B. eine Hüftgelenksprothese, mit wenigstens einem Beschleunigungssensor. Mittels des Beschleunigungssensors wird die Bewegung der Prothese erfasst, z. B zur Überprüfung des Sitzes der Prothese. In ähnlicher Weise schlägt die WO 2005/007025 A2 eine Gelenksprothese mit integriertem Sensor und Zähler vor, mit denen Bewegungen, z. B. Schritte, eines Gelenks gezählt werden können. Die Druckschriften EP 1 586 287 A2, EP 2457509 Al, US 10,300,310 B2 und US 2002/0183629 Al stellen weiteren Stand der Technik zu Implantatssensorik dar, beispielsweise um unterschiedliche biomedizinische Sensoren oder Bewegungssensoren in Implantate zu integrieren.
Nachteilig an diesem und vergleichbarem Stand der Technik ist, dass die bekannten Lösungen nicht ausreichend an die spezifischen Anforderungen und Bedürfnisse für die Anwendung im häuslichen Umfeld und/oder für den Fitnessbereich angepasst sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Technik zu schaffen, um einen körperlichen Zustand einer Person im häuslichen Umfeld und/oderfür Fitnessaufzeichnungsanwendungen überwachen zu können.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.
Ein allgemeiner Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein System zum Überwachen eines körperlichen Zustands einer Person, vorzugsweise im häuslichen Umfeld und/oder für Fitnessaufzeichnungsanwendungen (d. h. im Fitness-Bereich). Das System weist ein Implantat zur Im- plantierung in eine Person auf. D.h. das Implantat ist geeignet, in eine Person (nachfolgend auch als Implantatträger oder Patient bezeichnet) implantiert zu werden.
In das Implantat ist eine Sensorvorrichtung integriert, die ausgebildet ist, Daten, die indikativ für einen aktuellen Zustand, z. B. einen aktuellen Gesundheitszustand oder aktuellen Bewegungszustand, der Person sind, zu erfassen und zu senden. Das System weist ferner mehrere Empfängermodule auf, die jeweils ausgebildet sind, von der Sensorvorrichtung gesendete Daten zu empfangen. Das System weist ferner eine Auswertevorrichtung auf, die ausgebildet ist, Daten der Sensorvorrichtung von den Empfängermodulen zu empfangen, und abhängig von einer Auswertung der empfangenen Daten eine Aktion zu initiieren. Die Auswertevorrichtung wird nachfolgend auch als Haupteinheit bezeichnet. Die Auswertevorrichtung kann als separate Einheit ausgeführt sein oder funktional in eines der Empfängermodule integriert sein.
Vorteilhaft wird ein System bereitgestellt, dass ein zuverlässiges Überwachen eines körperlichen Zustands einer Person im häuslichen Umfeld und/oder für Fitnessaufzeichnungsanwendungen ermöglicht. Die in das Implantat integrierte Sensorvorrichtung bietet den Vorzug, dass die Sensorik zu jeder Zeit mit der Person verbunden ist. Durch die mehreren Empfängermodule ergibt sich vorteilhaft die Möglichkeit, diese an unterschiedlichen Stellen im Überwachungsbereich, z. B. in unterschiedlichen Räumen, eines häuslichen Umfelds des Implantatträgers, anzuordnen. Der körperliche Zustand des Implantatträgers kann entsprechend besonders zuverlässig überwacht werden, was nachfolgend noch näher erläutert wird. Durch die Auswertevorrichtung kann flexibel auf unterschiedliche Situationen reagiert werden, was nachfolgend ebenfalls noch näher erläutert wird.
In einem Ausführungsbeispiel weist das System eine in das Implantat integrierte Deaktivierungseinrichtung auf, die ausgebildet ist, bei Vorliegen einer vorbestimmten Deaktivierungsbedingung die Sensorvorrichtung irreversibel zu deaktivieren, vorzugsweise zu zerstören. Bevorzugt soll die Deaktivierungseinrichtung dazu ausgebildet sein, eine Sendefunktion der Sensorvorrichtung nicht-invasiv irreversibel zu zerstören. Beispielsweise kann die Deaktivierungsbedingung vorliegen, wenn die Deaktivierungseinrichtung eine Deaktivierungsanweisung oder einen anderen vorbestimmten Befehl von der Auswertevorrichtung empfängt und/oder ein Ablaufdatum abgelaufen ist. Lediglich beispielhaft könnte der Implantatträger einen Deaktivierungscode zur Freigabe der Deaktivierungsanweisung über die Auswerteeinrichtung oder über ein anderes Mobilgerät, das mit dieser in Signalverbindung steht, eingeben. Vorteilhaft kann das Übermitteln von Sensordaten bei Bedarf deaktiviert werden, z. B. falls diese nicht länger benötigt werden. Der Datenschutz wird dadurch verbessert.
Ferner kann das System in einer weiteren Ausführungsform dazu ausgebildet sein, Daten zwischen der Sensorvorrichtung, den Empfängermodulen und/oder der Auswertevorrichtung verschlüsselt zu übertragen. Vorteilhaft kann der Datenschutz verbessert werden. Die Sensorvorrichtung, die Empfängermodule und/oder die Auswertevorrichtung können hierzu entsprechend mit einem Verschlüsselungsmodul ausgestattet sein.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das System eine in das Implantat integrierte, von der Auswertevorrichtung ansteuerbare Abgabeeinheit auf, die dazu ausgebildet ist, einen Wirkstoff, z. B. ein Antihistaminikum oder Insulin, zu speichern und in Reaktion auf eine entsprechende Ansteuerung durch die Auswertevorrichtung in die Umgebung des Implantats, vorzugsweise in den Körper der Person, abzugeben. Dieses optionale Modul ermöglicht das wahlweise oder automatisierte Eingreifen von außen in einer medizinischen Notsituation. Beispielweise kann das Modul mit einem Wirkstoff (z.B. Antihistaminikum) gefüllt sein, um im Falle eines anaphylaktischen Schocks den Wirkstoff auszuschütten, um dadurch die Zeit bis zum Eintreffen des Notarztes zu überbrücken. Eine mögliche Ausführungsvariante sieht dabei vor, dass die Abgabeeinheit eine Beladungsschnittstelle zur Beladung der Abgabeeinheit mit dem Wirkstoff im implantierten Zustand des Implantats aufweist, z. B. eine über eine Spritze befüllbare Beladungsschnittstelle. Anders ausgedrückt ist in dieser Ausführungsvariante eine Be-/Entladung der Abgabeeinheit von außen auch noch im implantierten Zustand ermöglicht.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das System ferner einen in das Implantat integrierten Speicher für elektrische Energie zur Energieversorgung der Sensorvorrichtung und vorzugsweise zur Energieversorgung weiterer in das Implantat integrierter Module des Systems (wie die Abgabeeinheit, der Deaktivierungseinrichtung etc.) auf. Ferner ist eine Ladevorrichtung vorgesehen, über die der Speicher induktiv aufladbar ist. Es handelt sich um eine in Bezug auf das Implantat externe Ladevorrichtung. Beispielsweise kann die Ladevorrichtung eine Induktionsmatte zur Auflage auf ein Sitzmöbel oder auf ein Bett umfassen. Diese Integration in Alltagsmöbel, die regelmäßig vom Implantatträger genutzt werden, ermöglicht eine zuverlässige Aufladung und Energieversorgung des Systems und damit eine unterbrechungsfreie Funktionalität. Zudem oder alternativ kann die Ladevorrichtung eine tragbare aufladbare Batterie (engl. Powerbar) mit Induktionsfunktion umfassen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Empfängermodule jeweils so ausgeführt sind, dass sie in eine Stromsteckdose eines häuslichen Stromnetzes einsteckbar und vorzugsweise dort halterbar sind. Dies ermöglicht ein einfaches Anbringen und Verteilen der Empfängemodule, z. B. im häuslichen Umfeld. Dadurch können die Empfängermodule beispielsweise schnell und einfach so verteilt werden, dass eine sichere Erfassung von Daten der Sensorvorrichtung in allen gewünschten Bereichen ermöglicht wird. Zudem oder alternativ können die Empfängermodule auch batteriebetrieben sein.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Sensorvorrichtung mindestens einen ersten Sensor zur Erfassung einer Bewegung und/oder Lage des Implantats und/oder der Person. Dieser erste Sensor wird nachfolgend als Bewegungssensor bezeichnet. Der Bewegungssensor kann beispielsweise einen Inertialsensor, z. B. einen Beschleunigungssensor und/oder ein Gyroskop, umfassen. Das System ist hierbei ausgebildet, anhand von Bewegungsdaten des mindestens einen Bewegungssensors zu ermitteln, ob ein gesundheitskritisches Bewegungsereignis, wie z. B. ein Sturz oder eine Bewegungsunfähigkeit, aufgetreten ist. Vorteilhaft kann eine Bewegung des Implantats und damit eine Bewegung des Implantatträgers erfasst werden. Beispielsweise können Schritte für Fitnessanwendungen gezählt werden oder Sturzereignisse detektiert werden.
In einer möglichen Weiterbildung hiervon ist das System dazu ausgebildet, anhand der über einen Zeitraum erfassten Bewegungsdaten typische, z. B. sich wiederholende, Bewegungsmusters des Implantats und/oder der Person und Abweichungen hiervon zu bestimmen, wobei eine bestimmte Abweichung von den typischen Bewegungsmustern in die Ermittlung, ob ein gesundheitskritisches Bewegungsereignis, wie z. B. ein Sturz oder eine Bewegungsunfähigkeit, aufgetreten ist, einfließt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass typische Bewegungsmuster des Implantatträger über die Zeit erlernt werden, z. B. mittels Methoden des Maschinellen Lernens, um diese von kritischen Ereignissen wie z.B. Stürzen besser unterscheiden zu können. Die Fähigkeit des Systems, gesundheitskritische Bewegungsereignisse zuverlässig zu erkennen, kann hierdurch verbessert werden.
Ferner kann das System eine am Körper der Person befestigbare und/oder tragbare Schutzvorrichtung zur Reduzierung des Risikos sturzbedingter Verletzungen aufweisen. Bevorzugt handelt es sich bei der Schutzvorrichtung um eine am Körper tragbare Airbag-Vorrichtung. Die Schutzvorrichtung ist dazu ausgebildet, die Bewegungsdaten des Bewegungssensors zu empfangen und abhängig von den empfangenen Bewegungsdaten eine Aktivierung einer Schutzfunktion der Schutzvorrichtung zu initiieren.
Beispielsweise kann die Airbag-Vorrichtung dazu ausgebildet sein, die Bewegungsdaten des Bewegungssensors unmittelbar von der Sensorvorrichtung zu empfangen, und die Aktivierung der Airbag-Vorrichtung zu initiieren (auszulösen), falls anhand der Bewegungsdaten ein gesundheitskritisches Bewegungsereignis, z. B. ein Sturz, erkannt wird, um das Risiko sturzbedingter Verletzungen zu reduzieren. Anders ausgedrückt können die Sensorsignale des in das Implantat integrierten Bewegungssensors vorteilhaft auch dazu genutzt werden, einen extern am Körper der Person angebrachten Airbag oder ein anderes vergleichbares Schutzsystem auszulösen. Dadurch können im Sturzfall sturzbedingte Verletzungen vermieden oder deren Risiko zumindest reduziert werden. Auf einen zusätzlichen, in die Airbag-Vorrichtung integrierten Bewegungssensor kann entsprechend optional verzichtet werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist das System dazu ausgebildet, aus Kommunikationssignalen zwischen der Sensorvorrichtung und den Empfängermodulen eine Position und/oder eine Bewegung des Implantats relativ zu den Empfängermodulen abzuleiten. Vorteilhaft können Positions- und/oder Bewegungsdaten der Sensorvorrichtung und damit des Implantats bzw. des Implantatträgers zusätzlich aus den Kommunikationssignalen der Empfängermodule ermittelt werden, um z. B. Bewegungsmuster oder eine Position des Implantats (und damit eines Implantatträgers) innerhalb des häuslichen Umfelds zu bestimmen. Die Ermittlung von Bewegungsdaten kann hierdurch verbessert werden. Beispielsweise können die Empfängermodule ausgebildet sein, aus der Signalstärke und/oder Laufzeit der von der Sensorvorrichtung empfangenen Signalen eine Position und/oder eine Bewegung des Implantats relativ zu den Empfängermodulen abzuleiten. Zudem oder alternativ können die Empfängermodule ausgebildet sein, Positionsangaben zu erzeugen und miteinander zu kommunizieren, um beispielsweise Bewegungsmuster zusätzlich zu der Sensorvorrichtung zu berechnen.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Sensorvorrichtung mindestens einen zweiten Sensor zur Erfassung eines biologischen Parameters oder physiologischen Messwerts, vorzugsweise der Person, auf. Der zweite Sensor wird nachfolgend als biomedizinischer Sensor bezeichnet. Hierbei kann der mindestens eine biomedizinische Sensor dazu ausgebildet sein, mindestens einen der folgenden Parameter zu erfassen: eine Körpertemperatur, einen Pulswert, einen Glukosewert, einen Laktatwert, einen Gasgehalt und einen Wassergehalt eines an das Implantat angrenzenden Mediums (z. B. von Blut) der Person. Vorteilhaft kann die Sensorvorrichtung zur Überwachung von biologischen und/oder physiologischen Parametern verwendet werden.
Vorstehend wurde bereits festgestellt, dass die Auswertevorrichtung dazu ausgebildet ist, abhängig von einer Auswertung der empfangenen Daten eine Aktion zu initiieren. Beispielsweise kann die Auswertung der empfangenen Daten eine Ermittlung umfassen, ob ein gesundheitskritisches Ereignis, z. B. ein Sturz oder ein anderer medizinischer Notfall, aufgetreten ist.
In einer Ausführungsform kann die Auswertevorrichtung dazu ausgebildet sein, bei Auftreten eines gesundheitskritischen Ereignisses eine vorbestimmte Abfolge, vorzugsweise eine kaskadierte Abfolge, an Aktionen zu initiieren, wobei vorzugsweise unterschiedlichen gesundheitskritischen Ereignissen jeweils eine eigene vorbestimmte Abfolge an Aktionen zugeordnet ist. Dies bietet den Vorteil, dass auf unterschiedliche gesundheitskritische Ereignisse zweckmäßig unterschiedlich und angepasst reagiert werden kann.
In einer Ausführungsform kann die Auswertevorrichtung dazu ausgebildet sein, bei Auftreten eines gesundheitskritischen Ereignisses zumindest eine der folgenden Aktionen zu initiieren: eine Kontaktaufnahme zur Person (Implantatträger), - eine Abfrage und/oder Auswertung von zusätzlichen Daten der Sensorvorrichtung, vorzugsweise zur Überprüfung und/oder zur genaueren Bestimmung des gesundheitskritischen Ereignisses,
- eine Benachrichtigung einer Leitstelle oder eines Rettungsdienstes,
- eine Benachrichtigung von Angehörigen, und
- ein Ansteuern der Abgabeeinheit zur Abgabe des Wirkstoffs, falls eine vorbestimmte Abgabebedingung zur Abgabe des Wirkstoffs erfüllt ist.
Die Auswertevorrichtung kann ferner dazu ausgebildet sein, bei Auftreten eines gesundheitskritischen Ereignisses die vorstehenden Aktionen oder eine Teilmenge hiervon nach einander in einer vorbestimmten Reihenfolge, z. B. kaskadiert, durchzuführen. So kann z.B. zuerst eine Kontaktaufnahme zur Person versucht werden. Wenn die Kontaktaufnahme nicht erfolgreich ist, z. B. weil die Person sich nicht meldet, können z. B. eine oder mehrere der weiteren Aktionen durchgeführt werden, wie die Benachrichtigung von Angehörigen und/oder eines Rettungsdienstes.
Bevorzugt kann die Auswertevorrichtung dazu ausgebildet sein, bei Auftreten eines gesundheitskritischen Ereignisses zur Überprüfung und/oder zur genaueren Bestimmung des gesundheitskritischen Ereignisses zusätzliche Daten von der Sensorvorrichtung abzufragen, z. B. um einen Gesundheitszustand zu überprüfen. Beispielsweise können nach Auftreten eines gesundheitskritischen Ereignisses zusätzlich Daten, aus denen auf einen Bewegungszustand und/oder eine Lage eines Implantatträgers oder dessen Puls geschlossen werden kann, abgefragt werden. Hierbei übermittelt die Auswertevorrichtung einen entsprechenden Abfragebefehl über eines der Empfängermodule an die Sensorvorrichtung.
Vorteilhaft können somit, falls ein potenziell kritisches Ereignis detektiert wird, durch eine kaska- dierte Befehlskette weitere Analysen eingeleitet werden. Beispielsweise kann durch die Detektion eines Sturzes über die Abfrage weiterer Sensorikdaten (z.B. Puls) eine verfeinerte Einschätzung der Situation erfolgen (z.B. nur Angehörige informieren oder direkt Notarzt hinzuziehen) Es wird zunächst eine Kontaktaufnahme zu dem Implantatträger versucht (z.B. akustisches Signal oder Telefonanruf). Bei ausbleibender Reaktion können weitere Aktionen eigeleitet werden, wie z.B. die Informierung von Angehörigen, die dann vor Ort nach dem Rechten sehen.
Das Implantat kann eine Endoprothese, z. B. ein künstliches Hüftgelenk oder Kniegelenk sein. Bei dem Implantat kann es sich ferner auch um ein anderes geeignetes Dauerimplantat handeln, z. B. ein Zahnimplantat. Das System kann in einer alternativen Ausführungsform lediglich ein Empfängermodul aufweisen. In einer weiteren Ausführungsform kann die Auswertevorrichtung zumindest teilweise auf einem oder mehreren der Empfängermodulen implementiert sein. Dies bedeutet, dass die Funktion der Auswertevorrichtung hardwareseitig ganz oder teilweise auf einem Empfängermodul implementiert sein kann. Es ist jedoch auch möglich, dass die Auswertevorrichtung auf einem separaten Gerät, z. B. einem Smartphone, Tablet-Computer etc. implementiert ist.
Ferner kann die Auswertevorrichtung ausgebildet sein, die von den Empfängermodulen empfangenen Daten der Sensorvorrichtung an einen Auswerte-Server oder einen Cloud-Rechner zu senden und von dort die Auswertung der Daten zu empfangen. Die Auswertevorrichtung kann jedoch auch dazu ausgebildet sein, die Auswertung der Daten selbst oder teilweise selbst durchzuführen.
Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar.
Kurzbeschreibung der Figuren
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 ein schematisches Blockdiagramm zur Illustration eines Systems zum Überwachen eines körperlichen Zustands einer Person im häuslichen Umfeld und/oder für Fitnessaufzeichnungsanwendungen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Figur 2A ein Implantat mit integrierter Sensorvorrichtung im Datenaustausch mit einem externen Empfängermodul gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Figur 2B eine Illustration zum Workflow von Datenmessungen des Systems gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Figur 3 eine Anwendung des Systems im häuslichen Umfeld gemäß einem Ausführungsbeispiel, und
Figur 4 eine Anwendung des Systems im häuslichen Umfeld gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
Detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
Figur 1 illustriert beispielhaft ein System 1 zum Überwachen eines körperlichen Zustands einer Person im häuslichen Umfeld und/oder für Fitnessaufzeichnungsanwendungen. Das System weist ein Implantat 100 zur Implantierung in eine Person auf. In das Implantat 100 ist Sensorvorrichtung 10 integriert. Die ist in Fig. 2A beispielhaft anhand einer Ausführung des Implantats 100 als Endoprothese, hier insbesondere in Form eines künstlichen Hüftgelenks, dargestellt. Fig. 2A zeigt ferner die in das Implantat integrierte Sensorvorrichtung 10. Die Sensorvorrichtung kann einen oder mehrere Sensoren umfassen. Die Sensoren sind jeweils ausgebildet, Daten, die indikativ für einen aktuellen Zustand, z. B. einen aktuellen Gesundheitszustand oder aktuellen Bewegungszustand, des Implantatträgers 2 sind, zu erfassen und drahtlos zu senden. Durch die Möglichkeit eine Vielzahl von Sensoren in das Implantat 100 zu integrieren können je nach Ausgestaltung der Sensorvorrichtung unterschiedliche und/oder auch redundante Werte zum Zustand des Implantatträgers 2 erfasst werden.
Die Integration der Sensorvorrichtung 10 in das Implantat 100 gewährleistet, dass die Sensorvorrichtung 10 zu jeder Zeit mit der Person 2 verbunden ist. Dabei könnte die Implantation der Sensorvorrichtung 10 mit einem ohnehin medizinisch notwendigen Eingriff, wie z.B. der Implantation eines künstlichen Hüft- oder Kniegelenks oder auch anderen Dauerimplantats erfolgen. Die künstlichen Gelenke (Endoprothesen) werden heutzutage bereits ab einem Alter von 50 Jahren häufig eingesetzt, was im Laufe der Lebenserwartungen ca. zu 1-2 Revisionsoperationen je Patient führen kann.
Da die Sensorvorrichtung 10 dauerhaft mit dem Implantatträger 2 verbunden ist, muss diese nicht aktiv angelegt werden. Die Sensorvorrichtung 10 kann einmalig von einem Spezialisten implantiert, exakt ausgerichtet und entsprechend kalibriert werden. Hierdurch kann bevorzugt eine am Implantat 100 kraft- und formschlüssig angeordnete Sensorvorrichtung 10 bereitgestellt werden, die z.B. nicht wie bei einem sog. Wearable durch ein Armband beliebig straff verschlossen werden kann. Ein zu locker sitzender Sensor wie bei einem sog. Wearable hat beispielsweise zusätzliche Freiheitsgrade und kann zu falschen Ergebnissen führen. Ein zu straff angelegter Sensor eines Wearable kann aufgrund der langen Tragezeit (bis zu 24/7) ein unangenehmes Tragegefühl bzw. durch Schwitzen Hautirritationen bis hin zu Kontaktallergien auslösen. Die vorliegende Integration der Sensorik in das Implantat löst dieses Problem, da kein Hautkontakt stattfindet. Durch die vorstehend beschriebene Positionierung der Sensorvorrichtung 10 werden in der Konsequenz reproduzierbarere Daten generiert. Falschpositive Ereignisse, die durch eine falsche Positionierung am Handgelenk oder loses Mittragen (z.B. in einer Hosentasche oder Handtasche) werden damit auf ein Minimum reduziert.
In das Implantat 100 können ein oder mehrere Sensoren integriert sein. Beispielsweise kann die Sensorvorrichtung 10 mindestens einen Bewegungssensor 11 zur Erfassung von Bewegungsdaten, z. B. zur Erfassung einer Bewegung und/oder Lage des Implantats und/oder der Person, aufweisen. Der mindestens eine Bewegungssensor 11 kann beispielsweise ein Magnetometer, einen Beschleu- nigungs-, Vibrationssensor und/oder ein Gyroskop umfassen, um die Lage bzw. Beschleunigung der Person zu messen und entsprechende Ereignisse (Sturz, Bewegungsunfähigkeit, ...) ableiten bzw. detektieren zu können. Anhand dieser Bewegungsdaten kann das System 100 somit erkennen, ob ein gesundheitskritisches Bewegungsereignis, wie z. B. ein Sturz oder eine Bewegungsunfähigkeit, des Implantatträgers 2 aufgetreten ist. Ferner können Bewegungsdaten für Fitness-Anwendungen, z. B. Anzahl von Schritten, etc. erfasst werden.
Die Sensorvorrichtung 10 kann z. B. ferner mindestens einen biomedizinischen Sensor 12 zur Erfassung eines biologischen Parameters oder physiologischen Messwerts des Implantatträgers aufweisen. Beispielsweise könnte so ein Sensor 12 Körpertemperatur, einen Pulswert, einen Glukosewert, einen Laktatwert, einen Gasgehalt und/oder ein Wassergehalt eines an das Implantat angrenzenden Mediums (z. B. von Blut) der Person erfassen. Anhand derartiger physiologischer Messwerte können Daten zum Gesundheitszustand des Implantatträgers ermittelt werden. Die Erfassung biologischen Parameter und/oder physiologischer Messwerte sind vorteilhaft zur Unterstützung von Anwendungen der Telemedizin.
Vorstehend wurde bereits festgestellt, dass im Stand der Technik bereits unterschiedlichste Ansätze und Lösungen zur Integration von Sensortechnologie in eine breite Palette von Implantaten bekannt sind, darunter Bewegungssensoren und Sensoren zur Erfassung von biologischen Parametern. Diese etablierten Techniken können für die Integration von Sensoren in das Implantat 100 verwendet werden, weshalb sie hier nicht näher erläutert werden.
Ein besonderer Vorzug des vorliegenden Systems 1 liegt in seinem modularen Aufbau, um das System flexibel an unterschiedlichste Anwendungen zum Überwachen eines körperlichen Zustands einer Person im häuslichen Umfeld und/oder für Fitnessaufzeichnungsanwendungen anpassen und konfigurieren zu können.
So weist das System 100, wie in Fig. 1 dargestellt, mehrere Empfängermodule 200 auf, die jeweils ausgebildet sind, von der Sensorvorrichtung 10 gesendete Daten drahtlos zu empfangen. Die Empfängermodule 200 werden vorliegend auch als externe Empfängermodule bezeichnet, weil die Empfängermodule im Gegensatz zum Implantat 100 nicht zur Implantation in den Implantatträger 2 vorgesehen sind, sondern sich extern vom Implantatträger 2 befinden. Die Empfängermodule können z. B. im häuslichen Umfeld des Implantatträgers 2 so verteilt werden, dass ein zuverlässiger Empfang von Daten der Sensorvorrichtung im gewünschten Bereich des häuslichen Umfelds gewährleistet ist.
Das System 1 weist ferner eine Auswertevorrichtung (Haupteinheit) 300 auf, die ausgebildet ist, Daten der Sensorvorrichtung von den Empfängermodulen 200 zu empfangen, vorzugsweise drahtlos, und abhängig von einer Auswertung der empfangenen Daten eine Aktion zu initiieren. Die Haupteinheit 300 kann als separate Einheit ausgeführt sein oder funktional in eines der Empfängermodule 200 integriert sein. Die Haupteinheit 300 kann die empfangenen Daten zur Auswertung an einen Cloud-Rechner 500 oder anderen geeigneten Auswerte-Server senden und von diesem die Auswertung der Daten wieder empfangen. In diesem Fall befindet sich ein Auswertemodul 310 zur Auswertung der empfangenen Daten der Sensorvorrichtung 10 auf dem Cloud-Rechner 500 bzw. Auswerte-Server. Alternativ kann die Haupteinheit 300 die empfangenen Daten auch direkt selbst oder zumindest teilweise selbst auswerten. Die Auswertevorrichtung 300 kann in diesem Fall selbst ein Auswertemodul 310 zur Auswertung der empfangenen Daten der Sensorvorrichtung 10 aufweisen. Die Auswertevorrichtung 300 kann ferner ein Notruf-Modul 320 umfassen, das ausgebildet ist, bei Erkennung einer gesundheitskritischen Situation des Implantatträgers einen Notruf auszulösen.
Um drahtlos Daten miteinander austauschen zu können, vorzugsweise bidirektional, sind das Implantat, die Empfängermodule 200 und die Auswerteeinrichtung 300 jeweils mit einem Kommunikationsmodul 60 ausgestattet, um eine Datenkommunikation unter Verwendung einer drahtlosen Nahbereichsverbindung durchzuführen. Beispielshaft kann die drahtlose Nahbereichsverbindung eine WLAN-Verbindung sein, vorzugsweise eine WLAN-Verbindung auf Basis eines WLAN-Standards gemäß der Standardfamilie IEEE 802.11. Alternativ kann die Nahbereichsverbindung eine Bluetooth-Verbindung, eine Infrarot-Verbindung oder eine andere nicht-zellulare Drahtlosverbindung sein. Unter einer drahtlosen Nahbereichsverbindung soll dabei eine Verbindung verstanden werden, deren Funktionieren voraussetzt, dass die direkt miteinander kommunizierenden Geräte, also die Kommunikationsvorrichtung und die hiermit drahtlose zum Aufbau der Nahbereichsverbindung kommunizierende ortsfeste Sender/Empfänger-Einheit vorzugsweise weniger als 20 m voneinander entfernt sind. Vorteilhaft wird ein System 1 bereitgestellt, dass ein zuverlässiges Überwachen eines körperlichen Zustands einer Person im häuslichen Umfeld und/oder für Fitnessaufzeichnungsanwendungen ermöglicht.
Fig. 1 illustriert ferner, dass in das System 1 wahlweise weitere Module integriert werden können, um das System für unterschiedliche Einsatzszenarien ausstatten und konfigurieren zu können.
So können die einzelnen Systemkomponenten 100, 200, 300 des Systems 1 optional mit Verschlüsselungsmodulen 40 ausgestattet sein, die sicherstellen, dass die drahtlos zwischen Sensorvorrichtung 10, Empfängermodulen 200 und Auswerteeinrichtung 300 ausgetauschten Daten verschlüsselt übertragen werden, um den Datenschutz zu verbessern.
Ferner kann in das Implantat 100 optional eine Deaktivierungseinrichtung 20 integriert sein. Die Deaktivierungseinrichtung 20 ist ausgebildet, bei Vorliegen einer vorbestimmten Deaktivierungsbedingung die Sensorvorrichtung 10 nicht-invasiv irreversibel zu deaktivieren, vorzugsweise zu zerstören. Die Deaktivierungseinrichtung 20 kann daher auch als engl. Killswitch-Modul bezeichnet werden. Eine zufällige Auslösung der Deaktivierungseinrichtung 20 soll verhindert werden. Diese bietet einem Implantatträger somit die Möglichkeit, das Erfassen und Senden von personenbezogenen Daten durch die Sensorvorrichtung bei Bedarf dauerhaft, irreversibel zu beenden, ohne dass das Implantat hierzu entfernt werden muss. Hierbei kann es ausreichend sein, eine Datenerfassungsfunktion oder eine Sendefunktion der Sensorvorrichtung irreversibel zu deaktivieren. Die Deaktivierung kann physikalisch oder chemisch erfolgen, z. B. in dem eine Schmelzsicherung, die zur Stromversorgung der Sensorvorrichtung erforderlich ist, gezielt zum Schmelzen gebracht wird.
Zur Auslösung der Deaktivierungseinrichtung 20 könnte der Implantatträger 2 beispielsweise über eine entsprechend Applikationssoftware einen Deaktivierungscode oder Deaktivierungsbefehl über die Auswerteeinrichtung 300 oder über ein anderes Mobilgerät, das mit dieser in Signalverbindung steht, eingeben, um die Deaktivierungsbedingung auszulösen.
Optional kann in das Implantat 100 ferner eine von der Auswertevorrichtung 300 ansteuerbare Abgabeeinheit 30 integriert sein, die dazu ausgebildet ist, einen Wirkstoff zu speichern und in Reaktion auf eine entsprechende Ansteuerung durch die Auswertevorrichtung 300 in die Umgebung des Implantats, vorzugsweise in den Körper der Person 2, abzugeben. Beispielweise kann die Abgabeeinheit 30 mit einem Wirkstoff (z.B. Antihistaminikum) gefüllt sein, um im Falle eines anaphylaktischen Schocks den Wirkstoff auszuschütten, um dadurch die Zeit bis zum Eintreffen des Notarztes zu über- brücken. Die Abgabeeinheit 30 kann z. B. einen fluiddichten Wirkstoffbehälter mit einem Aufnahmeraum zur Aufnahme des Wirkstoffes aufweisen. Der Aufnahmeraum grenzt dabei vorzugsweise an eine Umgebung des Implantats an und weist in diesem Bereich eine ansteuerbare Abgabeschnittstelle auf, die durch Ansteuerung zur Abgabe des Wirkstoffes geöffnet werden kann, um den Wirkstoff freizugeben.
Es ist auch denkbar, dass Abgabeeinheit 30 eine Beladungsschnittstelle 31 zur Beladung der Abgabeeinheit mit dem Wirkstoff im implantierten Zustand des Implantats aufweist, z. B. eine über eine Spritze befüllbare Beladungsschnittstelle. Die Beladungsschnittstelle 31 und Abgabeschnittstelle können durch die gleiche Schnittstelle bereitgestellt sein.
Das System umfasst bevorzugt ferner einen in das Implantat integrierten Speicher für elektrische Energie 50 zur Energieversorgung der Sensorvorrichtung und zur Energieversorgung weiterer in das Implantat integrierter Module des Systems 1 (wie die Abgabeeinheit, der Deaktivierungseinrichtung etc.) auf. Dieser Energiespeicher 50 ist über eine Ladevorrichtung 400 induktiv aufladbar. Beispielsweise kann die Ladevorrichtung 400 eine Induktionsmatte zur Auflage auf ein Sitzmöbel oder auf ein Bett umfassen.
Anhand der Fig. 2B und 3 wird nachfolgend ein Workflow von Datenmessungen des Systems und eine beispielhafte eine Anwendung des Systems im häuslichen Umfeld illustriert.
Wie in Fig. 3 am Beispiel einer Wohnung als Monitoring-Bereich gezeigt ist, kann in jedem zu überwachenden Raum eines häuslichen Umfelds des Implantatträgers ein Empfängermodul 200 angeordnet sein. Jedenfalls sollen die Empfängermodule 200 abhängig von Ihrer Empfangsreichweite so beanstandet und verteilt zueinander angeordnet sein, dass in allen Bereichen des häuslichen Umfelds, in denen Daten der Sensorvorrichtung 10 empfangen werden sollen, ein Empfang zuverlässig möglich ist. Die Empfängermodule 200 sollen dabei ohne technische Hürden in Haushalten nachgerüstet werden können. Beispielsweise können die Empfängermodule so ausgeführt sein, dass sie in eine Stromsteckdose eines häuslichen Stromnetzes einsteckbar und dort direkt halterbar sind.
Die über mehrere Räume verteilten Empfängemodule 200 können ferner eine Art Auswertenetzwerk bilden, wenn die Empfängermodule zusätzlich dazu ausgebildet sind, eine Bewegung und/oder Positionierung der Sensorvorrichtung 10 und des Implantats 100 relativ zu den Empfängermodulen 200 zu erfassen. Die Ermittlung von Bewegungsdaten kann hierdurch verbessert werden. Beispielsweise können die Empfängermodule ausgebildet sein, aus der Signalstärke und/oder Laufzeit der von der Sensorvorrichtung empfangenen Signalen eine Position und/oder eine Bewegung des Implantats relativ zu den Empfängermodulen abzuleiten. Zudem oder alternativ können die Empfängermodule ausgebildet sein, Positionsangaben zu erzeugen und miteinander zu kommunizieren, um beispielsweise Bewegungsmuster zusätzlich zu der Sensorvorrichtung zu berechnen.
Hierbei können beispielsweise Bewegungen von Raum zu Raum ebenso in die Detektion von Ereignissen einfließen. Durch die unveränderliche Positionierung der Sensorvorrichtung 10 relativ zum Implantat 100 und eine Einbindung in ein Auswertenetzwerk, gebildet durch die Empfängermodule 200, kann die Datenqualität erhöht werden.
Wenn sich der Implantatträger 2 im häuslichen Bereich aufhält, registriert die in das Implantat 100 integrierte Sensorvorrichtung 10 entsprechend Sensordaten zum aktuellen Zustand, z. B. zum Bewegungszustand und/oder Gesundheitszustand, des Implantatträgers. Die Empfängermodule 200, sofern sie in Empfangsreichweite zur Sensorvorrichtung 10 sind, empfangen die Sensordaten und leiten diese an die Auswertevorrichtung 300 weiter. Die Verarbeitung der Sensordaten kann auch direkt auf den Empfängermodulen 200 oder einem der Empfängermodule 200 erfolgen, wenn die Funktionalität der Auswertevorrichtung 300 dort implementiert ist. Die Verarbeitung der Sensordaten umfasst eine Auswertung der Sensordaten, entweder direkt auf der Auswertevorrichtung 300 und/oder durch Übermittlung der Sensordaten an einen Cloud-Rechner 500, der die Auswertung vornimmt und an die Auswertevorrichtung 300 zurückschickt.
Die Auswertevorrichtung (Haupteinheit) 300 kann abhängig von der Auswertung der empfangenen Sensordaten eine geeignete Aktion oder mehrere Aktionen initiieren, was nachfolgend anhand von Beispielszenarien illustriert ist.
Beispielszenario 1:
Der Implantatträger bewegt sich im Haushalt vom Wohnzimmer ins Badezimmer. Ein Empfängermodul 200, das gleichzeitig auch als Auswertevorrichtung 300 eingerichtet ist, registriert diese Bewegung durch die Sensorvorrichtung 10, die sowohl einen Sensor zur Pulsmessung als auch einen Bewegungssensor umfasst. Der Implantatträger verbleibt nun ohne auffällige Werte der physikalischen Werte der Sensorvorrichtung in diesem Raum. Das System 1, z. B. die Auswertevorrichtung 300, fragt nun weitere mögliche Werte von der Sensorvorrichtung 10 ab, wie beispielsweise Lage oder Puls des Implantatträgers. Eine Auswertung der Daten ergibt beispielhaft, dass der Implantatträger zwar nicht gestürzt ist, aber sich längere Zeit regungslos im Badezimmer befindet. Die Auswertevorrichtung 300 führt nun folgende Abfolge an Aktionen durch, wie z. B. in Figur 2B illustriert. Dabei erfolgt mittels einer entsprechenden Statusmeldung oder Alarmierung 301 eine Ansteuerung eines Notrufmoduls 311, das mit einem Telekommunikationsnetzwerk verbunden ist. Das Notrufmodul 310 versucht zunächst abhängig vom Inhalt der Statusmeldung oder Alarmierung 301 eine Kontaktaufnahme 311 zu dem Implantatträger (z.B. durch Auslösen eines akustischen Signals im häuslichen Umfeld des Implantatträgers und/oder eines Telefonanrufs beim Implantatträger). Bei ausbleibender Reaktion werden weitere Aktionen eigeleitet, wie z. B. die Informierung 312 von Angehörigen die sich dann vor Ort nach dem Rechten sehen. Falls die Auswertung der Sensordaten ergibt, dass ein gesundheitskritischer Notfall vorliegt, kann ferner eine Alarmierung 313 eines medizinischen Notdienstes ausgelöst werden.
Das vorliegende System 1 eignet sich ferner auch für Anwendungen im Freizeitsport, für den sog. Home-Care-Bereich, für die Rehabilitation nach Verletzungen und/oder Operationen sowie für die klinische Beobachtung und Nachsorge. Letzteres wird anhand eines weiteren Beispielszenario illustriert:
Beispielszenario 2:
Der Implantatträger 2 befindet sich nach erfolgreicher Implantat-Revision, beispielsweise infolge einer periprothetischen Infektion, zwecks Nachsorge in der Klinik oder bereits im eigenen Haushalt. Das System 1 vermisst mittels der Sensorvorrichtung 10 in definierten Intervallen oder zu festgelegten Zeitpunkten systemische Parameter, die im Rahmen der klinischen Nachsorge erhoben und überwacht werden (z.B. Laktat und Temperatur) und versendet diese für eine klinische Bewertung an den Behandler. In Abhängigkeit der erhobenen systemischen Parameter bzw. wenn diese von typischen Normwerten abweichen, werden in der Klinik unmittelbare therapeutische Maßnahmen durch den behandelnden Arzt eingeleitet oder bei Anwendung im Home Care Bereich, der Patient automatisiert für eine detaillierte Abklärung und Nachbehandlung in die Klinik bestellt.
Figur 4 illustriert ein weiteres Ausführungsbeispiel. Die Besonderheit dieses Ausführungsbeispiel liegt darin, dass das System 1 in einer optionalen Weiterbildung eine am Körper der Person 2 befestigbare und/oder tragbare Schutzvorrichtung 600 zur Reduzierung des Risikos sturzbedingter Verletzungen aufweisen kann. Bevorzugt handelt es sich bei der Schutzvorrichtung 600 um eine am Körper tragbare Airbag-Vorrichtung, beispielsweise in Form einer Weste, eines Gurts oder einer anderen Bekleidungskomponente. Dies ist durch die rechts in Figur 4 dargestellte Person 2 illustriert. Diese Schutzvorrichtung 600 ist dazu ausgebildet, eine Schutzfunktion, wie beispielsweise das schnelle Aufblasen eines oder mehrerer Airbag-Elemente, im Falle eines erkannten Sturzereignisses zu initiieren. Die Schutzvorrichtung 600 arbeitet dabei vorteilhaft in Verbindung mit dem Implantat 100 und dessen Sensorik 10. Die Schutzvorrichtung 600 ist dazu ausgebildet, Bewegungsdaten des Bewegungssensors der Sensorvorrichtung 10 zu empfangen. Gemäß einer Ausführungsvariante ist die Schutzvorrichtung 600 dazu ausgestaltet, diese Bewegungsdaten unmittelbar von der Sensorvorrichtung 10 des Implantats 100 zu empfangen. Hierfür weisen die Sensorvorrichtung 10 und die Schutzvorrichtung 600 entsprechende Kommunikationsmodule zur drahtlosen Datenübertragung auf. Die Schutzvorrichtung 600 kann ferner eine Auswerteeinheit aufweisen, die dazu ausgebildet ist, anhand der empfangenen Bewegungsdaten ein gesundheitskritisches Bewegungsereignis, insbesondere einen Sturz, zu erkennen und abhängig von dieser Erkennung eine Aktivierung der Schutzfunktion der Schutzvorrichtung 600 zu initiieren. Alternativ oder zusätzlich kann die Auswertevorrichtung 300 des Systems 1, nachdem sie über die Empfängermodule 200 Bewegungsdaten empfangen hat und einen Sturz erkannt hat, ein Triggersignal an die Schutzvorrichtung 600 senden, um deren Aktivierung zu initiieren.
Durch die Nutzung der Bewegungsdaten des in das Implantat 100 integrierten Bewegungssensors 11 kann die externe Schutzvorrichtung 600 zuverlässige und präzise Informationen über die Bewegung und Lage der Person erhalten. Dies ermöglicht eine schnelle und korrekte Detektion eines Sturzes, um die Airbag-Funktion rechtzeitig vor dem Aufprall auszulösen und somit das Risiko sturzbedingter Verletzungen und Frakturen signifikant zu reduzieren. Im Gegensatz zu bekannten externen Airbag-Systemen, die eigene Sensoren benötigen (beispielsweise wie in den Veröffentlichungen US 11,950, 645 B2, WO 2020/034252 Al, US 9,675,505 B2, US 2022/0095711 Al beschrieben), kann durch die Nutzung des Implantatsensors optional auf einen redundanten Bewegungssensor in der Schutzvorrichtung 600 verzichtet werden, was das externe System vereinfacht und kostengünstiger machen kann.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen. Insbesondere sind die einzelnen Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 jeweils unabhängig voneinander offenbart. Bezugszeichenliste
1 System
2 Person (Implantatträger)
3 Wohnbereich, Überwachungsbereich
10 Sensorvorrichtung
11 Bewegungssensor
12 Biomedizinischer Sensor
13 Daten
20 Deaktivierungseinrichtung
30 Abgabeeinheit
31 Beladungsschnittstelle
40 Verschlüsselungsmodul
50 Energiespeicher
60 Kommunikationsmodul
100 Implantat
101 Integrationsschnittstelle
200 Empfängermodul
300 Auswertevorrichtung (Haupteinheit)
301 Statusmeldung, Alarmierung
310 Auswertemodul
311 Kontaktaufnahme zu Patient
312 Alarmierung von Angehörigen
313 Alarmierung von Notdiensten
320 Notruf-Modul
400 Ladevorrichtung
500 Cloud-Rechner, Auswerte-Server
600 Schutzvorrichtung

Claims

ANSPRÜCHE
1. System (1) zum Überwachen eines körperlichen Zustands einer Person im häuslichen Umfeld und/oder für Fitnessaufzeichnungsanwendungen, aufweisend: ein Implantat (100) zur Implantierung in eine Person, z. B. eine Endoprothese, wobei in das Implantat (100) eine Sensorvorrichtung (10) integriert ist, die ausgebildet ist, Daten (13), die indikativ für einen aktuellen Zustand der Person sind, zu erfassen und zu senden; mehrere Empfängermodule (200), die jeweils ausgebildet sind, von der Sensorvorrichtung (10) gesendete Daten (13) zu empfangen; und eine Auswertevorrichtung (300), die ausgebildet ist, Daten (13) der Sensorvorrichtung (10) von den Empfängermodulen (200) zu empfangen, und abhängig von einer Auswertung der empfangenen Daten (13) eine Aktion zu initiieren.
2. System (1) nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine in das Implantat (100) integrierte Deaktivierungseinrichtung (20), die ausgebildet ist, bei Vorliegen einer vorbestimmten Deaktivierungsbedingung die Sensorvorrichtung (10) irreversibel zu deaktivieren, vorzugsweise zu zerstören.
3. System (1) nach Anspruch 2, wobei die Deaktivierungsbedingung vorliegt, wenn die Deaktivierungseinrichtung (20) eine Deaktivierungsanweisung von der Auswertevorrichtung (300) empfängt und/oder ein Ablaufdatum abgelaufen ist.
4. System (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend eine in das Implantat (100) integrierte, von der Auswertevorrichtung (300) ansteuerbare Abgabeeinheit (30), die dazu ausgebildet ist, einen Wirkstoff, z. B. ein Antihistaminikum oder Insulin, zu speichern und in Reaktion auf eine entsprechende Ansteuerung durch die Auswertevorrichtung (300) in die Umgebung des Implantats (100), vorzugsweise in den Körper der Person, abzugeben.
5. System (1) nach Anspruch 4, wobei die Abgabeeinheit (30) eine Beladungsschnittstelle (31) zur Beladung der Abgabeeinheit (30) mit dem Wirkstoff im implantierten Zustand des Implantats (100) aufweist, z. B. eine über eine Spritze befüllbare Beladungsschnittstelle.
6. System (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend einen in das Implantat integrierten Speicher (50) für elektrische Energie zur Energieversorgung der Sensorvorrichtung (10) und vorzugsweise weiterer in das Implantat integrierter Module des Systems (1); und eine Ladevorrichtung (400), über die der Speicher (50) induktiv aufladbar ist, wobei die Ladevorrichtung (400) eine Induktionsmatte zur Auflage auf ein Sitzmöbel oder auf ein Bett und/oder eine tragbare aufladbare Batterie (engl. Powerbar) mit Induktionsfunktion aufweist.
7. System (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Empfängermodule (200) jeweils so ausgeführt sind, dass sie in eine Stromsteckdose eines häuslichen Stromnetzes einsteckbar und dort halterbar sind.
8. System (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das System (1) dazu ausgebildet ist, Daten zwischen der Sensorvorrichtung (10), den Empfängermodulen (200) und der Auswertevorrichtung (300) verschlüsselt zu übertragen.
9. System (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sensorvorrichtung (10) mindestens einen Bewegungssensor (11) zur Erfassung einer Bewegung und/oder Lage des Implantats und/oder der Person umfasst, beispielsweise einen Inertialsensor; und das System (1) ausgebildet ist, anhand von Bewegungsdaten des mindestens einen Bewegungssensors (11) zu ermitteln, ob ein gesundheitskritisches Bewegungsereignis, wie z. B. ein Sturz oder eine Bewegungsunfähigkeit, aufgetreten ist.
10. System (1) nach Anspruch 9, wobei das System (1) dazu ausgebildet ist, anhand der über einen Zeitraum erfassten Be- wegungsdaten typische, z. B. sich wiederholende, Bewegungsmusters des Implantats (100) und/oder der Person und Abweichungen hiervon zu bestimmen, wobei eine bestimmte Abweichung von den typischen Bewegungsmustern in die Ermittlung, ob ein gesundheitskritisches Bewegungsereignis, wie z. B. ein Sturz oder eine Bewegungsunfähigkeit, aufgetreten ist, einfließt.
11. System (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das System dazu ausgebildet ist, aus Kommunikationssignalen zwischen der Sensorvorrichtung (10) und den Empfängermodulen (200) eine Position und/oder eine Bewegung des Implantats (100) relativ zu den Empfängermodulen (200) abzuleiten.
12. System (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sensorvorrichtung (10) mindestens einen biomedizinischen Sensor (12) zur Erfassung eines biologischen Parameters oder physiologischen Messwerts, vorzugsweise der Person, aufweist.
13. System (1) nach Anspruch 12, wobei der mindestens eine biomedizinische Sensor (12) dazu ausgebildet ist, mindestens einen der folgenden Parameter zu erfassen: eine Körpertemperatur, einen Pulswert, einen Glukosewert, einen Laktatwert, einen Gasgehalt, einen Wassergehalt eines an das Implantat (100) angrenzenden Mediums der Person.
14. System (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Auswertung der empfangenen Daten eine Ermittlung, ob ein gesundheitskritisches Ereignis aufgetreten ist, umfasst.
15. System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Auswertevorrichtung (300) dazu ausgebildet ist, bei Auftreten eines gesundheitskritischen Ereignisses eine vorbestimmte Abfolge, vorzugsweise eine kaskadierte Abfolge, an Aktionen zu initiieren, wobei vorzugsweise unterschiedlichen gesundheitskritischen Ereignissen jeweils eine eigene vorbestimmte Abfolge an Aktionen zugeordnet ist.
16. System nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Auswertevorrichtung (300) dazu ausgebildet ist, bei Auftreten eines gesundheitskritischen Ereignisses zur Überprüfung und/oder zur genaueren Bestimmung des ge- sundheitskritischen Ereignisses zusätzliche Daten von der Sensorvorrichtung (10) abzufragen.
17. System (1) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Auswertevorrichtung (300) dazu ausgebildet ist, bei Auftreten eines gesundheitskritischen Ereignisses zumindest eine der folgenden Aktionen zu initiieren: eine Kontaktaufnahme zur Person,
Abfrage und/oder Auswertung von zusätzlichen Daten der Sensorvorrichtung (10) zur Überprüfung und/oder zur genaueren Bestimmung des gesundheitskritischen Ereignisses,
Benachrichtigung einer Leitstelle und/oder eines Rettungsdienstes,
Benachrichtigung von Angehörigen,
Ansteuern einer Abgabeeinheit nach Anspruch 4 zur Abgabe des Wirkstoffs, falls eine vorbestimmte Abgabebedingung zur Abgabe des Wirkstoffs erfüllt ist.
18. System (1) nach Anspruch 17, wobei die Auswertevorrichtung (300) dazu ausgebildet ist, mehrere der Aktionen in einer vorbestimmten Reihenfolge durchzuführen, wobei die Reihenfolge vorzugsweise abhängig ist von der Art des aufgetretenen gesundheitskritischen Ereignisses.
19. System (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Auswertevorrichtung (300) zumindest teilweise auf einem oder mehreren der Empfängermodulen (200) implementiert ist; und/oder die Auswertevorrichtung (300) ausgebildet ist, die von den Empfängermodulen (200) empfangenen Daten der Sensorvorrichtung (10) an einen Auswerte-Server oder einen Cloud-Rechner (500) zu senden und von dort die Auswertung der Daten zu empfangen.
20. System (1) nach Anspruch 9, ferner aufweisend eine am Körper der Person befestigbare Airbag-Vorrichtung (600), die dazu ausge- bildet ist, die Bewegungsdaten des Bewegungssensors (11) zu empfangen und abhängig von den empfangenen Bewegungsdaten, vorzugsweise abhängig von einer Auswertung der empfangenen Bewegungsdaten, eine Aktivierung der Airbag-Vorrichtung zu initiieren.
21. System nach Anspruch 20, wobei die Airbag-Vorrichtung dazu ausgebildet ist, die Bewegungsdaten des Bewegungssensors unmittelbar von der Sensorvorrichtung (10) zu empfangen, und/oder die Aktivierung der Airbag-Vorrichtung zu initiieren, falls anhand der Bewegungsdaten ein gesund- heitskritisches Bewegungsereignis, z. B. ein Sturz, erkannt wird, um das Risiko sturzbedingter Verletzungen zu reduzieren.
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