DE60034459T2

DE60034459T2 - Physiologisches messsystem mit kleidungsstück in der form eines ärmels oder eines handschuhs und mit dem kleidungsstück verbundenen sensorvorrichtungen

Info

Publication number: DE60034459T2
Application number: DE60034459T
Authority: DE
Inventors: Daniel David
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-07-21
Filing date: 2000-07-20
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2020-07-21
Also published as: ES2286031T3; US6516289B2; WO2001005297A2; CA2376011A1; EP1204367B1; US6842722B2; EP1204367A4; EP1204367A2; DE60034459D1; JP4602619B2; JP2003504141A; ATE359740T1; US20020111777A1; CA2376011C; US20030088385A1; WO2001005297A3

Description

Hintergrund der Erfindung
Das Gebiet der Erfindung betrifft die Ausführung von Vorrichtungen für die Erfassung, Speicherung und Übertragung von mehreren physiologischen Parametern von menschlichen Testpersonen, die in Krankenhäusern, Kliniken, Arztpraxen sowie an entfernten Orten (in häuslicher Umgebung, am Arbeitsplatz, bei Erholungsaktivitäten, usw.) oder in unnatürlichen Umgebungen (unter Wasser, im Weltraum, usw.) überwacht werden sollen.
Die konventionelle Erfassung eines menschlichen Elektrokardiogramms (EKG bzw. ECG) benötigt die Aufzeichnung der zeitabhängigen Fluktuationen in der elektrischen Aktivierung des Herzens aus zwölf verschiedenen Winkeln auf dem menschlichen Rumpf (sechs in der Frontalebene und sechs in der horizontalen Ebene) des sog. Zwölf-Kanal-EKGs. Klassischerweise umfasst dieses Verfahren die Plazierung von mindestens zehn Elektroden an verschiedenen vorbestimmten anatomischen Stellen auf dem menschlichen Körper.
Abweichungen von der vorbestimmten, weltweiten, üblichen Lokalisation dieser Elektroden können in der Erfassung von falschen Daten resultieren, die möglicherweise zu einer Fehlinterpretation und Fehldiagnose führen. Sogar in der Krankenhaus- oder Klinikumgebung ist die korrekte und sta bile Plazierung der EKG-Elektroden, besonders der Brustkorbkanäle (der sog. "chest leads") oder der V-Kanäle (der sog. "V-leads") oft problematisch, es sei denn, man bringt sechs anhaftende Elektroden auf der Brust des Patienten an. Dies ist unter vielen Umständen, hauptsächlich aufgrund finanzieller und dem Patienten Unannehmlichkeit bereitender Gesichtspunkte, ein unbrauchbares Verfahren. Dieses Problem wird bei dem Versuch, ein vollständig diagnostisches Zwölf-Kanal-EKG an einem entfernten Ort aufzuzeichnen, verstärkt, da die korrekte Plazierung der Elektroden durch den Prüfling selbst oder durch bereitstehende Laien (Familienangehörige, Freunde, usw.) gewöhnlich schwierig und unzuverlässig und daher unbrauchbar ist.
Um dieses Problem zu überwinden und eine exakte Erfassung eines Zwölf-Kanal-EKGs in der ambulanten Umgebung zu ermöglichen, wurden verschiedene Vorrichtungen erdacht. Solche Vorrichtungen umfassen verschiedene Formen von Westen, Gürteln, anhaftenden und nicht anhaftenden Pflastern und andere Vorrichtungen mit inkorporierten Elektroden, die die Plazierung der EKG-Elektroden auf der Brust des Patienten ermöglichen ( US 5,685,303 A , EP 0 846 440 A2 ). Jedoch sind die meisten dieser Vorrichtungen beschwerlich anzuwenden und wurden daher nicht allgemein angenommen. Außerdem eignen sich diese Vorrichtungen nicht für die Integration von anderen Sensoren und Ausstattungen für die gleichzeitige Erfassung von weiteren wichtigen physiologischen Daten (Blutdruck, SpO2, usw.), wobei diese Daten für den Zweck der ambulanten telemedizinischen Folgeüberwachung von Patienten in ihrer eigenen Umgebung (zuhause, am Arbeitsplatz, bei Erholungsaktivitäten, usw.) sehr nützlich sind.
Es ist bekannt, ein diagnostisches Kleidungsstück bereitzustellen, das ein linksseitiges Ärmelelement umfasst, das einen Handabschnitt mit einer inneren Handflächenseite und einen Armabschnitt aufweist (WO 93/02616 A).
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kleidungsstück zur Gewinnung von menschlichen Elektrokardiogramm-(EKG)-Eingabemesswerten für ein Zwölf-Kanal-Elektrokardiogramm bestimmt ist, wobei die innere Handfläche des Handabschnitts RA-, RL-, V1- und V2-Elektroden umfasst und der Armabschnitt V3-, V4-, V5-, V6-, LL- und LA-Elektroden umfasst. Die Elektroden sind so angeordnet, dass sie an der Brust und dem Rumpf eines Menschen in der klassischen Zwölf-Kanal-Elektrokardiogramm-Ausrichtung plaziert werden, wenn der linke Arm mit dem Ellenbogen auf dem Körper abgelegt wird und der linke Unterarm in Richtung der rechten Schulter zeigt.
Verschiedene bevorzugte Ausführungsformen werden nun ausschließlich beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt die klassischen Stellen für die Plazierung von EKG-Elektroden auf einem menschlichen Körper zur Aufzeichnung eines konventionellen Zwölf-Kanal-Elektrokardiogramms.
2 zeigt die zentrale Einheit, die alle Steuerfunktionen für die verschiedenen Vorrichtungen, die in der Handschuh- oder Ärmelvorrichtung der Erfindungen inkorporiert sind sowie für eine Online-Speicherung, analog-digitale Umwandlungs- und Übertragungsfähigkeiten aller gesammelten Daten, zwei Blutdruckmanschetten (am Handgelenk und Arm), und SpO2- und plethysmographische Sensoren (an den Fingern) umfasst.
3 zeigt die ventrale Seite der Handschuh- oder Ärmelvorrichtung, die die vorgeschlagenen Stellen der verschiedenen EKG-Elektroden darstellt, um eine leichte Plazierung der EKG-Elektroden an den vorbestimmten Stellen auf einem Patientenkörper zur Aufnahme eines diagnostischen Zwölf-Kanal-EKGs zu ermöglichen. Des weiteren sind zwei kleine Mikrofone auf der ventralen Seite des Handschuhs dargestellt, die mit dem in der zentralen Steuereinheit angeordneten elektronischen Stethoskop zu verbinden sind.
4 zeigt die ventrale Seite der Handschuh- oder Ärmelvorrichtung, die im wesentlichen die vorgeschlagenen Stellen für weitere mögliche Sensoren zur Bestimmung von weiteren physiologischen Daten, wie bspw. der Temperatur, des Hautwiderstands, usw. darstellt.
5 zeigt die empfohlene Positionierung des linken Patientenarmes mit der Handschuh- oder Ärmelvorrichtung auf der Brust des Patienten, um sowohl eine korrekte Lokalisierung der Zwölf-Kanal-EKG-Elektroden für exakte und reproduzierbare Zwölf-Kanal-EKG-Aufnahmen, als auch die korrekte Positionierung eines elektronischen Stethoskops sicherzustellen. Diese Armposition, die von einer Nackenschlinge unterstützt wird, die ebenfalls eine zusätzliche EKG-Elektrode umfassen kann, ist natürlich und komfortabel und erlaubt daher eine anhaltende, stabile und kontinuierliche Überwachung aller gewünschten physiologischen Parameter.
6 zeigt ein schematisches Schaltkreisdiagramm von Sensoreingängen für das System.
7 zeigt ein schematisches Diagramm des mechanischen Systems der EKG-Eingänge und der Blutdruckeingänge.
8 zeigt ein schematisches Schaltkreisdiagramm der Eingangsschaltung für die EKG-Messungen.
9 zeigt ein schematisches Schaltkreisdiagramm für das Gesamtsystem.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Allgemeine Beschreibung:
Wie in den 2 bis 5 dargestellt, weist das Kleidungsstück der Erfindung vorzugsweise die Form eines Handschuhs oder eines Ärmels oder eines kombinierten Handschuhs und Ärmels 10 auf und wird aus flexiblem Material hergestellt, wie bspw. einem Nylongewebe, das sich passgenau ohne Unannehmlichkeiten zu verursachen an eine menschliche Hand, einen Unterarm und einen Arm anpassen kann. Der Handschuh oder Ärmel 10 ist so dimensioniert, dass er sich an die Größe und Form des Patientenarms anpasst oder mit dieser übereinstimmt. Eine Nackenschlinge 12 ist an dem Handschuh oder Ärmel 10 befestigt. Die Nackenschlinge 12 ist ebenfalls für den jeweiligen Patienten anpassbar und justierbar, um eine exakte Positionierung oder Anhebung des linken Armes auf der Brust des Patienten zur korrekten Plazierung der EKG-Elektroden sicherzustellen. Ferner kann die Nackenschlinge 12 eine weitere EKG-Elektrode 14 (5) umfassen.
Nicht-invasiver Blutdruck:
Zwei Blutdruckmanschetten 16, 18 sind mit dem Handschuh oder Ärmel 10 verbunden. Eine Manschette 16 ist an dem Arm in der konventionellen Blutdruckmessposition angeordnet und die zweite Manschette 18 ist auf dem Unterarm plaziert. Spezielle auf der Außenseite des Handschuhs befestigte Rückhaltebänder 20 sind um die Blutdruckmanschetten 16, 18 gewickelt, um einen geeigneten Rückhalt während des Aufblasens der Manschette zu ermöglichen. Die Blutdruckmanschetten 16, 18 sind mit einem flexiblen Schlauch 22, 23 mit einer zentralen Steuereinheit oder Vorrichtung 24 zum Aufblasen, zur Entleerung und Messung des Blutdruckes mittels einer konventionellen Methodik verbunden und werden für die automatische Bestimmung des sog. NIBP verwendet.
EKG:
Mindestens zehn EKG-Elektroden 30 sind an dem Handschuh oder Ärmel 10, wie in 3 dargestellt, befestigt. Alle EKG-Elektroden 30 mit Ausnahme der LA-Elektrode sind in Richtung der Brust des Patienten gerichtet, wohingegen die LA-Elektrode 30 mit der Haut des linken Oberarmes in Kontakt steht. Die RA-Elektrode 30 oder ihr Äquivalent wird entweder auf dem Zeigefinger des Handschuhs 10 in der Nackenschlinge 12 oder in einer anderen geeigneten Position angeordnet. Alle Elektroden 30 sind per Kabel an die EKG-Aufzeichnungsvorrichtung angeschlossen, die in der in dem Ärmel 10 fixierten zentralen Steuereinheit 24 angeordnet ist.
Die EKG-Elektroden 30 umfassen die folgenden Merkmale:

1. Eine automatische Applikationsvorrichtung für eine Elektrolytlösung. Während des Ablaufs der Aufzeichnung eines konventionellen EKGs ist es Routine, eine Elektrolytlösung oder -creme auf die Kontaktfläche zwischen der Haut und den aufzeichnenden Elektroden aufzutragen, um eine Reduktion des Hautwiderstandes zu bewirken und die Leitung des elektrischen Stroms zwischen der Haut und der entsprechenden Elektrode zu verbessern. Bei dem beschriebenen Handschuh oder Ärmel 10 umfasst jede Elektrode 30 Mittel zur automatischen Einspritzung einer Elektrolytlösung in jede Elektrode 30 vor der Erfassung des EKGs. Dies wird durch eine Verbindung jeder Elektrode mit einem Elektrolytreservoir mittels angeschlossener Schläuche 32 erreicht. Vorangehend zu jeder Erfassung der EKG-Aufzeichnungen, wird die Elektrolytlösung automatisch in die Elektroden 30 mittels Druck eingesprüht, der durch eine in der zentralen Steuereinheit angeordneten Pumpe bereitgestellt wird.
2. Eine Saugeinrichtung für einen besseren Elektroden-Haut-Kontakt: Die EKG-Elektroden 30 werden als Saugelektroden 30 ausgeführt und werden mittels Saugschläuchen 34 mit einer in der zentralen Steuereinheit 24 angeordneten Pumpe verbunden. Sobald der Handschuh oder Ärmel 10 auf der Brust in der korrekten Position positioniert wird, wird ein externes Signal die Pumpe aktivieren, um den benötigten Unterdruck und Sog aufzubauen, um den korrekten Elektroden-Haut-Kontakt zu erhalten. Im Anschluss an die Beendigung der EKG-Aufzeichnungen wird der Unterdruck abgebaut, wodurch ein Lösen der Elektroden von der Brust des Patienten ermöglicht wird. Es können dieselben oder separate Pumpen verwendet werden, um die Elektrolytapplikation und die Erzeugung der Elektrodenansaugung zu bewirken.

Gerät zur nicht-invasiven Messung der Blutsauerstoffsättigung (SpO2):
Eine konventionelle IR-SpO2-Messvorrichtung 36 ist mit dem Handschuh oder Ärmel 10 verbunden und auf einer der Handschuhfingerspitzen 38 angeordnet, um auf dem Finger des Patienten anzuliegen. Die Blut-SpO2-Werte werden unter Verwendung der für diese Messung angewandten konventionellen Verfahren bestimmt und die Ergebnisse in der zentralen Steuereinheit 24 gespeichert.
Plethysmographische "Beat-to-Beat" NIBP-Bestimmung:
Eine konventionelle plethysmographische Finger-Messvorrichtung 40 ist mit einer der Handschuhfingerspitzen 38 verbunden, um auf dem Finger des Patienten anzuliegen. Eine externe Rückhaltevorrichtung 42 stellt den kontinuierlichen passgenauen Kontakt mit dem Finger sicher, um kontinuierliche sog. "Beat-to-Beat"-Veränderungen in der Blutvolumenschwankung des Fingers bereitzustellen. Der Fingerplethysmograph 40 ist per Kabel an die zentrale Steuereinheit 24 angeschlossen. Das Signal wird periodisch durch Verwendung der üblichen Blutdruckmessungen mittels der Manschette kalibriert, wodurch eine kontinuierliche "Beat-to-Beat"-Blutdrucküberwachung ermöglich wird.
Körpertemperatur:
Ein Thermistor 44 ist mit dem Handschuh oder Ärmel 10 verbunden und auf der ventralen Oberfläche des Armes in direktem Kontakt mit der Haut angeordnet, um die Bestimmung der Hauttemperatur zu ermöglichen. Der Thermistor 44 ist per Kabel an die zentrale Steuereinheit 24 angeschlossen.
Hautwiderstand:
Ein konventioneller Sensor 46 zur Bestimmung des Hautwiderstandes ist mit dem Handschuh oder Ärmel 10 verbunden und per Kabel an die zentrale Steuereinheit 24 angeschlossen.
Elektronisches Stethoskop:
Zwei spezielle Mikrofone 50, 52 sind an der ventralen Seite des Handschuhs oder Ärmels 10 befestigt, wobei eines über der Basis des linken Lungenflügels und das zweite auf einem der Finger zur gleichzeitigen Auskultation beider Lungenflügel angeordnet ist. Ferner können die Fingermikrofone 50, 52 ebenso bewegt werden, um eine Auskultation des Herzens und anderer Organe zu ermöglichen. Die Mikrofone 50, 52 werden zur Aufnahme und Übertragung der auskultatorischen Befunde mit der zentralen Steuereinheit 24 verbunden.
Bewegungs- und Kraftmesssensoren:
Bewegungs- und Kraftbewertungsvorrichtungen 60, 80, 82 sind im wesentlichen für die frühzeitige Erkennung einer neurologischen oder neuromuskulären Dysfunktion mit dem Handschuh oder Ärmel 10 verbunden. Die Sensoren 60 bewerten passive und aktive Funktionen wie bspw.:

1. die Kraft einer muskulären Kontraktion (bspw. eines Handgriffs, einer Armbeugung und -streckung, usw.).
2. eine passive pathologische Arm- und Fingerbewegung (Parkinsonsches Zittern bzw. Tremor, Flattertremor, usw.).
3. Bewertung einer aktiven Finger-, Hand- oder Armbewegung (einer schnellen Handpronation und -supination, einer schnellen Fingerbewegung, usw.).

Zentrale Steuereinheit:
Der Handschuh oder Ärmel 10 ist mit einer zentralen Steuereinheit 24 ausgerüstet, die auf der dorsalen Seite des Handschuhs oder Ärmels 10 befestigt ist (2). Die allgemeine Aufgabe dieser Einheit 24 ist die Sammlung, die Transformation, die Speicherung und Übertragung aller physiologischen Daten, die von den verschiedenen an den Handschuh 10 angeschlossenen Vorrichtungen gesammelt werden. Außerdem umfasst die zentrale Steuereinheit 24 mechanische und weitere Vorrichtungen, wie bspw. Pumpen, Injektoren, usw., die für das korrekte Funktionieren der hierin beschriebenen verbundenen Vorrichtungen benötigt werden.
Insbesondere umfasst die zentrale Steuereinheit 24 das entsprechende Messelement für jeden Sensor. Die gemessenen Daten werden digitalisiert, gespeichert und auf Anfrage für die Übertragung mittels RF- oder IR- oder jeder anderen Form der kabellosen telemetrischen Übertragung an eine Fernüberwachungszentrale verfügbar gemacht. Umgekehrt verfügt die zentrale Steuereinheit 24 über die Fähigkeit, Signale von einer Fernüberwachungszentrale für die Aktivierung oder Deaktivierung und weitere Steuerfunktionen der verschiedenen mit dem Handschuh 10 verbundenen Messvorrichtungen zu empfangen.
Zusammenfassend stellt der Handschuh 10 eine unauffällige, stabile Plattform zur Selbstanwendung von zahlreichen physiologischen Sensoren unter Verwendung eines Handschuhs und/oder Ärmels 10 und einer optionalen Nackenstützschlinge 12 bereit, um gleichzeitig verschiedene nicht-invasive ge sundheitsbezogene Messungen im Anschluss an invasive gesundheitsbezogene Messungen zur Verwendung in einer häuslichen, einer Arbeitsplatz-, einer Erholungs-, einer Klinik- oder einer Krankenhausumgebung durchzuführen. Die Erfindung hat den Vorteil gegenüber anderen Verfahren von Sensoranwendungen, dass keine Vorkenntnisse der korrekten Sensorplazierung benötigt werden und dass eine korrekte Plazierung der Sensoren auf dem Patienten sichergestellt wird. Die Sensorposition ist stabil und reproduzierbar. Die Erfindung verbessert die Wiederholbarkeit von Messungen, durch Sicherstellen, dass die Plazierung und die Abstände zwischen den verschiedenen Sensoren konstant bleiben. Ferner kann das Zusammenspiel zwischen den verschiedenen Sensoren in der Kombination einer Integration der Datenerfassung und einer Analyse resultieren, wodurch eine hohe Ausgereiftheit und Verbesserung im Vergleich zu dem individuellen Gebrauch der einzelnen Messvorrichtungen hinzukommt.
Des weiteren umfasst der Handschuh/Ärmel 10 zusammen mit der optionalen Nackenstützschlinge 12 eines oder mehrere der folgenden Messelemente:

1. Einen optischen Emitter und Detektor 36, der an dem Zeigefinger des Handschuhs 10 befestigt ist, um den Grad der Sauerstoffsättigung im Blut und den peripheren Puls zu messen (2).
2. Eine Fingerplethysmograph-Vorrichtung 38 zur kontinuierlichen, nicht-invasiven arteriellen "Beat-to-Beat"-Blutdruckmessung (die durch das Mittel der arteriellen Blutdruckbestimmungen kalibriert wird, die aus den beiden Handgelenk- und Arm-NIBP-Vorrichtungen abgeleitet werden) (2).
3. Eine aufblasbare Manschette und Druckmanschetten oder Sensoren 16, 18, die an verschiedenen Stellen auf dem Arm und der Hand angeordnet sind, um den brachialen, radialen oder Fingerblutdruck zu periodischen (automatisch oder manuell) nicht-invasiven Blutdruckmessungen (NIBP) zu messen. Diese NIBP-Messvorrichtungen werden ebenfalls zur Kalibrierung des optischen Systems benutzt, das wie voranstehend dargestellt zum Messen des kontinuierlichen arteriellen "Beat-to-Beat"-Blutdrucks verwendet wird (2).
4. Eine zentrale Steuereinheit 24 zur Erfassung und Übertragung der verschiedenen von den Handschuhsensoren abgeleiteten Biosignale. Diese zentrale Steuereinheit 24, die vor Ort von dem Patienten oder ferngesteuert durch eine Überwachungszentrale aktiviert werden kann, ermöglicht eine automatische oder manuelle Aktivierung einzelner oder aller Sensoren. Die zentrale Steuereinheit 24 stellt u. a. sowohl den anfänglichen und sich wiederholenden Sensorkalibrierungsvorgang, eine Aktivierung einer eingebauten Miniaturpumpe zur Erzeugung eines positiven und negativen Druckes, den Empfang von Befehlen der Fernsteuerzentrale, eine Analog-Digital-Umwandlung von gemessenen Daten und deren Übertragung an die Steuerzentrale, als auch jede weitere benötigte Steuerfunktion bereit (2).
5. Ein Satz von Elektroden 30 (V1, V2, RA, RL), der auf der Hohlhandseite des Handschuhs 10 und/oder der Nackenstützschlinge 12 zum Zweck einer gleichzeitigen Aufzeichnung eines Zwölf-Kanal-Elektrokardiogramms angeordnet ist (3).
6. Ein Verfahren zur automatischen Abgabe einer elektrischen Leiter-Lösung/-Creme an die Elektroden 30, um den Hautwiderstand zu reduzieren und die das EKG betreffende Qualität zu verbessern.
7. Ein Verfahren zur Erzeugung und Erhaltung eines ausreichenden Unterdrucks (Sog) innerhalb der EKG-Elektroden 30, um einen korrekten Kontakt zwischen der EKG-Elektrode und der Haut sicherzustellen (3).
8. Ein Verfahren zur Sicherstellung eines korrekten Kontaktes zwischen den EKG-Elektroden 30 und der Haut durch die Anwendung eines Luftkissens oder eines Gelkissens rund um die Gebiete des Handschuhs, die in Kontakt mit der Haut stehen. Das Kissen wird verwendet, um einen der Körperkontur angepassten Sitz bereitzustellen (3).
9. Ein Verfahren wie bspw. eine Schnallenverbindung 15 zum Verstellen der Schlinge 12, um sicherzustellen, dass der Arm auf der korrekten Höhe für eine exakte Plazierung der EKG-Elektroden 30 auf dem Patientenkörper gehalten wird.
10. Ein Temperatursensor 40, der in entsprechenden Bereichen des Handschuhs/Ärmels 10 zum Zweck einer Messung der Körpertemperatur plaziert ist (4).
11. Eine Elektrode oder ein Satz von Elektroden 46, die bzw. der in dem Handflächengebiet des Handschuhs zum Zweck einer Messung des Hautwiderstandes plaziert ist (4).
12. Ein elektronisches Stethoskop zur Auskultation der Lungenflügel, des Herzens und anderer Organe.
13. In den Handschuhfingern eingebaute Messvorrichtungen 80 nach 4 für die exakte Bewertung eines Tremors und anderer normaler oder neurologischer Formen von Fingerbewegungen.
14. In den Handschuh 10 eingebaute Messvorrichtungen 80 zur Bestimmung eines EMGs.
15. In den Handschuh 10 eingebaute Messvorrichtungen 80 zur Bestimmung der Nervenleitung.
16. Eine eingebaute Messvorrichtung 82 zur Bestimmung der Muskelkraft (Handgriff, Streckung, Beugung, usw.).
17. Eine eingebaute Vorrichtung 82 zur Bewertung einer schnellen/genauen absichtlichen Handbewegung.
18. Die empfohlene Positionierung des linken Patientenarmes auf der Brust, um eine korrekte Lokalisation der Zwölf-Kanal-EKG-Elektroden des Handschuhs für eine genaue und reproduzierbare Zwölf-Kanal-EKG-Aufzeichnung sicherzustellen, ist in 5 dargestellt. Diese Armposition, die durch die verstellbare Nackenstützschlinge 12 unterstützt wird, ist natürlich und komfortabel und erlaubt daher eine anhaltende, stabile und kontinuierliche Überwachung aller verfügbaren Parameter (5).

Die 6, 7, 8 und 9 zeigen schematische Zeichnungen, die die wesentlichen voranstehend beschriebenen Elemente darstellen. 6 zeigt die verschiedenen Sensoren, die den SpO2-Sensor 36, den plethysmographischen Sensor 38, den Temperatursensor 44, die Hautwiderstandsmessfühler 46, Dehnmessstreifen 48 und Stethoskop-Sensoren 50, 52 umfassen. Wie in 6 dargestellt, wird jeder der Eingabewer te verstärkt und, falls nötig, gefiltert, bevor er von einem 24-Bit Analog-Digital-Umwandler konvertiert wird. Der Ausgabewert des Analog-Digital-Wandlers wird via einer sog. ASIC-Steuerung, wie sie in 9 dargestellt ist, zu einem sog. "Dual-port-RAM", ebenfalls in 9 dargestellt, geleitet, wo er verarbeitet und durch einen Mikroprozessor und eine Infrarot-Verbindung an eine stationäre Einheit übertragen wird.
7 zeigt die verschiedenen mechanischen Elemente und Anschlüsse für die EKG-Elektroden und die mechanischen und die elektronischen Blutdruck-Abschnitte des Systems. Jede EKG-Elektrode umfasst ein Gehäuse, das eine salzhaltige Lösung oder ein anderes Gleitmittel bereithält. Diese Lösung wird mittels eines Vakuumsystems in die Elektrode gezogen. Ein Ablassventil schließt das System und entlässt anschließend das Vakuum. Das Entlassen des Vakuums entlässt danach das Gleitmittel oder die Lösung. Digitale Eingabe-/Ausgabetreiber steuern die Vakuumpumpe und das Auslassventil als Antwort auf Signale, die von den ASIC-Steuerungslinien bereitgestellt werden. In der offenbarten Ausführungsform gibt es zwei Blutdruckmanschetten, wobei eine dem Handgelenk und eine dem Oberarm zugeordnet ist. Eine Blutdruckpumpe (NIBP-Pumpe) pumpt jede Manschette auf. Ein Drucksensor misst anschließend den Druck in jeder Manschette. Die Werte von dem Drucksensor werden verstärkt, gefiltert und in digitale Werte in dem 24-Bit Analog-Digital-Wandler konvertiert. Der Ausgabewert des Analog-Digital-Wandlers durchläuft ebenfalls die ASIC-Steuerung in 9 zu der sog. "Dual-port-Random-Access-Memory"-Einheit, wo er verarbeitet und mittels des Mikroprozessors und IR-Verbindungen bspw. an eine stationäre Einheit übermittelt wird.
8 zeigt den analogen Eingabeschaltkreis des EKGs. Jeder Elektrodeneingabewert wird getrennt verstärkt und vor der Konvertierung durch einen 24-Bit Analog-Digital-Wandler gefiltert. Das Signal des Analog-Digital-Wandlers durchläuft die ASIC-Steuerung in 9 zu dem sog. "Dual-port-RAM", wo es verarbeitet und wieder durch den Mikroprozessor und IR-Verbindungen zu einer stationären Einheit übertragen wird.
9 zeigt den digitalen Schaltkreis in dem System. Der Schaltkreis umfasst die ASIC-Steuerung, die eine Logik für die Taktsignale und für die Übermittlung oder das Durchlaufen der digitalisierten Analogsignale von den verschiedenen Analog-Digital-Wandlern zu dem "Dual-port-RAM" aufweist, der auf dem Mikroprozessor sitzt. Der Mikroprozessor führt die von dem sog. "Flash"-Speicher bereitgestellte Software aus, sammelt Datenproben, führt grundlegende Analysen durch, steuert die verschiedenen Ventile und Pumpen und sendet Daten an den zentralen Datenkollektor via IR-Verbindungen. Der beschriebene Schaltkreis stellt jedoch eine Möglichkeit dar, die Zwecke und die Ziele der Verwendung des Handschuhs und/oder Ärmels der Erfindung zu erreichen.
Variationen der beschriebenen Kombination sind im Rahmen der Erfindung, die ausschließlich durch die folgenden Ansprüche und Äquivalente davon beschränkt wird, möglich.

Claims

Ein diagnostisches Kleidungsstück mit: einem linksseitigen Ärmelelement (10), das einen Handabschnitt mit einer inneren Handflächenseite und einem Armabschnitt aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass das Kleidungsstück zur Gewinnung von menschlichen Elektrokardiogramm(EKG)-Eingabemesswerten für ein 12-Kanal-Elektrokardiogramm bestimmt ist; die innere Handfläche des Handabschnitts RA-, RL-, V1- und V2-Elektroden umfasst; der Armabschnitt V3-, V4-, V5-, V6-, LL- und LA-Elektroden umfasst, wobei die Elektroden angeordnet sind, um an der Brust und am Rumpf eines Menschen in der klassischen 12-Kanal-Elektrokardiogramm-Ausrichtung plaziert zu werden, wenn der linke Arm mit dem Ellenbogen auf dem Körper gelagert wird und der linke Unterarm in Richtung der rechten Schulter zeigt.
Ein diagnostisches Kleidungsstück nach Anspruch 1, wobei der Handabschnitt des Ärmelelements ein Handschuh mit Fingern ist.
Ein diagnostisches Kleidungsstück nach Anspruch 2, wobei die RA- und die RL-Elektroden auf den Fingern des Handschuhabschnittes angebracht sind, und die V1- und die V2-Elektroden auf der Handfläche des Handschuhabschnittes angebracht sind.
Ein diagnostisches Kleidungsstück nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei das Ärmelelement einen Unterarmabschnitt, einen Ellenbogenabschnitt und einen Oberarmabschnitt umfasst.
Ein diagnostisches Kleidungsstück nach Anspruch 4, wobei die V3-, V4-, V5- und V6-Elektroden auf der Innenseite des Unterarms des Ärmels angebracht sind, die LL-Leitung auf der Innenseite des Ellenbogenabschnittes des Ärmels angebracht ist, und die LA-Leitung am Oberarmabschnitt des Ärmels angebracht ist.
Ein diagnostisches Kleidungsstück nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei eine Schlinge (12) zur exakten Positionierung und zur Unterstützung des linken Arms verwendet wird, um die Elektroden V1, V2, V3, V4, VS und V6 in der im allgemeinen klassischen 12-Kanal-Elektrokardiogramm-Ausrichtung auszurichten.
Ein diagnostisches Kleidungsstück nach einem der voranstehenden Ansprüche, das des weiteren eine zentrale Steuereinheit (24) umfasst, die an dem Ärmelarmabschnitt zur Steuerung der Elektroden (30) und zur Aufnahme von Messwerten der Elektroden (30) angebracht ist, wobei die Steuereinheit drahtlose Übertragungsmittel zur Übertragung der Messwerte umfasst.
Ein diagnostisches Kleidungsstück nach einem der voranstehenden Ansprüche, das des weiteren in dem Ärmel eine Blutdruckmanschette (16, 18) umfasst.
Ein diagnostisches Kleidungsstück nach Anspruch 8, wobei sich die Blutdruckmanschette (16) in dem Unterarmabschnitt des Ärmels befindet.
Ein diagnostisches Kleidungsstück nach einem der voranstehenden Ansprüche, das des weiteren ein Mittel (32) zum Ausstoß einer elektrolytischen Stofflösung oder -creme in die Elektroden (30) hinein umfasst.
Ein diagnostisches Kleidungsstück nach einem der voranstehenden Ansprüche, das des weiteren ein Gerät zur nicht-invasiven Messung der Blutsauerstoffsättigung (SpO2) umfasst, das auf einer der Fingerspitzen (38) des Handschuhs plaziert ist.
Ein diagnostisches Kleidungsstück nach einem der voranstehenden Ansprüche, das des weiteren ein Gerät zur plethysmographischen nicht-invasiven Beat-to-Beat-Blutdruckmessung (NIBP) (40) umfasst, das auf einer der Fingerspitzen (38) des Handschuhs plaziert ist.
Ein diagnostisches Kleidungsstück nach einem der voranstehenden Ansprüche, das des weiteren einen Thermistor (44) umfasst, der auf dem Handschuh oder dem Ärmel zur Messung der Hauttemperatur geeignet lokalisiert ist.
Ein diagnostisches Kleidungsstück nach einem der voranstehenden Ansprüche, das des weiteren einen herkömmlichen Haut-Widerstands-Sensor (Skin-Resistance-Sensor) (46) umfasst, der auf dem Handschuh oder dem Ärmel geeignet positioniert ist.
Ein diagnostisches Kleidungsstück nach einem der voranstehenden Ansprüche, das des weiteren ein elektronisches Stethoskop-Mikrophon-System (50, 52) umfasst, das geeignet plaziert ist, um eine gleichzeitige Auskultation beider Lungenflügel, des Herzens und anderer Organe zu ermöglichen.
Ein diagnostisches Kleidungsstück nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Elektrodkardiogramm-Elektroden des weiteren eine Saugeinrichtung für einen verbesserten Elektroden-Haut-Kontakt umfassen.
Ein diagnostisches Kleidungsstück nach einem der voranstehenden Ansprüche, das des weiteren gepolsterte Bereiche rund um die Kontaktstellen des Handschuhs und des Ärmels mit einem an die Körperform angepassten Schnitt zur Sicherstellung eines ordnungsgemäßen Kontaktes zwischen den Elektroden und der Haut umfasst.
Ein diagnostisches Kleidungsstück nach einem der voranstehenden Ansprüche, das des weiteren Sensoren (60, 80, 82) zur Immersions- und Kraftmessung umfasst, um neurologische und neuromuskuläre Aktivitäten festzustellen.
Ein diagnostisches Kleidungsstück nach einem der Ansprüche 6 bis 18, wobei die Schlinge (12) des weiteren eine zusätzliche Elektrokardiogramm-Elektrode (14) umfasst.