WO2005046466A1 - Sensor arrangement for determining the vital state of a person who is to be medically monitored - Google Patents

Sensor arrangement for determining the vital state of a person who is to be medically monitored Download PDF

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WO2005046466A1
WO2005046466A1 PCT/EP2004/012038 EP2004012038W WO2005046466A1 WO 2005046466 A1 WO2005046466 A1 WO 2005046466A1 EP 2004012038 W EP2004012038 W EP 2004012038W WO 2005046466 A1 WO2005046466 A1 WO 2005046466A1
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WO
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vital
sensor arrangement
sensor
person
parameters
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/012038
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Inventor
Robert Schmidt
Joachim Mörsdorf
Christian Weigand
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Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0002Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • A61B5/02438Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate with portable devices, e.g. worn by the patient
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    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6813Specially adapted to be attached to a specific body part
    • A61B5/6824Arm or wrist

Definitions

  • Sensor arrangement for determining the vital state of a person to be medically monitored
  • the present invention relates to a sensor arrangement for determining the vital state of a person to be monitored medically, and in particular to a sensor arrangement for monitoring and evaluating a plurality of detected vital parameters of a person to be monitored, in order to provide reliable and qualified care provided by a technical measuring device medically monitored persons, such as people in need of care,
  • P is known for the blood pressure measurement that the person to be medically monitored can use in his familiar environment.
  • Finger clip sensors which can also be used as a fingerprint clip sensors
  • Invasive oximeter arrays are generally used to determine the oxygen saturation in the human blood of the person to be monitored. With the help of optical scatter measurements on parts of the body through which the surface flows, such as earlobes or fin tips, you get a measure of the absorption coefficient of the blood.
  • the size of the absorption coefficient of blood is strongly dependent on the oxygen content in red light and almost independent of it in light in the near infrared range.
  • a measure of the oxygen saturation of the blood can be obtained by measuring the intensity ratio of the light in both wavelength ranges.
  • the cuff When measuring blood pressure with a blood pressure monitor using a wrist cuff, the cuff is placed around the person's wrist before air is pumped into the air bag of the wrist cuff with an air pump. The forearm is thus pressed together by the wrist cuff, in which state the arterial pulse wave is transmitted to the blood pressure monitor and converted there into an electrical signal. The electrical signal is then fed to an electronic circuit, by means of which the blood pressure of the person to be medically monitored is measured or determined.
  • the object of the present invention is to provide a sensor arrangement for the reliable determination of various vital parameters
  • the present invention provides a sensor arrangement for determining various vital parameters of a person to be medically monitored, the sensor arrangement being arranged around an extremity of the person to be monitored, and a carrying strap for enclosing the extremity, a plurality of sensor elements for detecting the various vital parameters, whereby the sensor elements are arranged on the carrying band on one side of the carrying band facing the extremity, and have a transmitting unit for wireless transmission of vital information based on the acquired vital parameters.
  • the present invention is based on the knowledge that a multisensor data acquisition and evaluation, for example, is integrated in a wristband with event detection for medically expected events
  • 5 of the vital state of the person to be monitored can be connected in such a way that impending critical changes in the vital state of the person to be medically monitored may be detected before their occurrence, but later, at the latest when they occur, and by radio.
  • Wireless transmission to a corresponding higher-level entity such as a monitoring device, for example, which is connected to an emergency center, can be signaled.
  • the sensor arrangement according to the invention is arranged on a carrying strap that encloses an extremity of the person to be medically monitored, the carrying band being designed, for example, as a bracelet for enclosing the wrist of the person to be medically monitored.
  • the sensor arrangement according to the invention can be worn according to a wristwatch by the respective person or patient, even during everyday work. Since the sensor arrangement according to the invention has a plurality of different sensor elements
  • the present sensor arrangement according to the present invention also enables suitable signaling and visualization of the state information relating to the vital state to the person concerned and to a higher-level care facility via wireless, radio-based communication methods.
  • the sensor arrangement according to the invention enables a real-time data transmission of the various determined vital parameters from the sensor arrangement to be carried out wirelessly upon an explicit request or automatically at predeterminable intervals and in particular when a critical condition is detected to the superordinate care facility to clarify the current health status.
  • the sensor arrangement according to the invention can be used to determine, process and transmit body signals in the form of vital parameters, which can be used for a so-called “biofeedback”.
  • Biofeedback is the effect of physical / mental states on parameters of the vegetatively controlled organ system, e.g. (unconscious) breathing, heart rate, temperature, skin resistance (through sweating), etc.
  • Physiotherapists use biofeedback to help stroke patients reactivate their muscles.
  • psychotherapists use biofeedback to help tense or cramped patients relax.
  • the sensor arrangement according to the invention which is preferably designed as a wristband system, can be supplemented by further wirelessly networked sensor devices which can detect additional vital parameters and / or environmental influences and can be incorporated into the assessment of the current or expected vital status of the person to be medically monitored.
  • FIG. 1 shows a side view of the sensor arrangement according to the invention for determining various vital parameters of a person to be medically monitored
  • P Fig. 2 is a plan view of the sensor ⁇ arrangement according to the invention with an optional display panel.
  • the sensor arrangement 10 has a carrying strap 12 for enclosing an extremity and, for example, the forearm or wrist of the person to be medically monitored.
  • a plurality of sensor elements 14a are on the carrying band 12 on the side of the carrying band 12 facing the extremity. 14b, 14c, the sensor elements 14a-c being provided for detecting various vital parameters of the person to be medically monitored.
  • D arameter of the person to be medically monitored can be provided.
  • the sensor arrangement 10 also has a transmission unit 16. on, which is assigned to the sensor elements 14a-c, wherein
  • the transmitting unit 16 is provided to send so-called vital information based on the acquired vital parameters wirelessly, for example, to an externally arranged base station (not shown in FIG. 1) in the vicinity of the person to be monitored and from there to a higher-level care provider or directly to the higher-level one Submit supervisor.
  • the sensor arrangement 10 shown in P Fig. 1 is also assigned an evaluation device 18 which is provided to detect the sensor elements 14a-c to evaluate and further process vital parameters or the vital information of the person to be medically monitored based on the vital parameters acquired.
  • this evaluation device 18 is also on the carrying strap, as is shown by way of example in FIG.
  • the evaluation device 18 in this case being connected to the sensor elements 14a-14c in order to record the detected vital parameters, and is also assigned to the transmission unit 16 in order to trigger the wireless transmission of the vital information, the evaluation device 18 being provided to evaluate and process one or more of the detected vital parameters in order to analyze the current vital information or the current vital status (health or life status) ) of the person to be medically monitored.
  • the evaluation device 18 can also be arranged externally to the sensor arrangement 10 and implemented, for example, in an assigned base station, but essentially the same radio
  • the carrying strap 12 for enclosing an extremity of the person to be medically monitored is designed, for example, as a bracelet body, on the inside of which miniaturized, primarily non-invasive sensor elements are arranged or introduced, around which record various vital parameters to be recorded.
  • Any sensor elements can generally be used as sensor elements 14a-c with
  • Temperature temperature sensor semiconductor-based or use of material properties, e.g. changes in resistance
  • Pulse e.g. Piezoelectric pressure transducer
  • the arrangement of the sensor elements 14a-c on the inside of the lanyard which is designed, for example, as a bracelet for the wrist, is selected on the basis of the physiological conditions on the extremities of the human being, since numerous arteries run close to the skin surface at this point, which is a prerequisite for example for the Sp0 2 measurement (blood oxygen saturation measurement).
  • the flat arrangement of arteries in this body area in the extremities and especially in the wrist area ensures a certain resistance of the sensor arrangement to misplacement of the lanyard, for example when the lanyard is related to the extremity slip.
  • the carrying strap 12 of the sensor arrangement 10 according to the invention can be attached to the extremity with a relatively low tension. As a result, the acceptance of the sensor arrangement 10 according to the invention for the person equipped with it can be significantly increased.
  • the vital parameters to be recorded are, for example, the pulse, the blood oxygen saturation (pulse), the blood oxygen saturation (pulse), the blood oxygen saturation (pulse), the blood oxygen saturation (pulse), the blood oxygen saturation (pulse), the blood oxygen saturation (pulse), the blood oxygen saturation (pulse), the blood oxygen saturation (pulse), the blood oxygen saturation (pulse).
  • a Sp0 2 sensor blood oxygen saturation sensor
  • a temperature sensor 14b and an electrode 14c for a single-channel ECG can accordingly be located on the inside of the carrying strap 12, for example.
  • a second electro-Pde is required to detect it, which is attached, for example, to the chest of the person to be medically monitored.
  • This second electrode is now connected to the sensor arrangement 10 according to the invention, for example via a cable.
  • the temperature sensor 14b used it should be noted that according to the sensor arrangement 10 according to the invention, for example, a separate temperature sensor 14b can be used. It should also be noted that some Sp0 2 sensors 14b have integrated temperature Have sensors that can be used to compensate for the temperature drift of the Sp0 2 sensors and in particular the LEDs (light-emitting diodes) used in these sensors.
  • a further temperature sensor (not shown in FIG. 1) for detecting the ambient temperature can be used on the outside of the carrying band 12.
  • an evaluation device 18 is preferably arranged on the carrying band 12, wherein the miniaturized evaluation device 18 is electrically connected to the sensor elements 14a-c) arranged on the carrying belt 12.
  • the evaluation device 18 has, for example, a microcontroller (microcontroller) with a storage device and peripheral equipment.
  • the (used) microcontroller contains essential components such as RAM, ROM, clock generation etc. on the chip, in this context, for example, peripheral equipment
  • the evaluation device 18 can advantageously be used to control the entire sensor arrangement 10 ′′ according to the invention, the control device 18 preferably
  • the measurement data processing i.e. the processing of the vital parameters recorded
  • the event detection i.e. the detection of the current or impending vital state of the person to be medically monitored, as well as their signaling and transmission, i.e. Trigger the transfer
  • An evaluation algorithm is now integrated in the evaluation device 18, for example, which examines the acquired vital parameter data for medically relevant events in order to carry out an emergency detection, for example.
  • the examination of the vital parameter data can now be achieved according to the invention on the one hand by evaluating individual signal profiles of the vital parameters as well as by a suitable combination of different signal profiles of the vital parameters in order to make statements about the current and / or the expected vital state of the person to be medically monitored.
  • the momentary vital information determined by the evaluation device 18 can now contain different information, such as status information or status messages about the current vital condition, real-time measurement data in the form of the measured values of the detected vital parameters and / or an alarm signal regarding the vital condition of the waking person.
  • the alarm signal which can be transmitted by the transmitting unit, can, for example, indicate a specific critical vital state of the person to be examined medically or an impending critical vital state and can be transmitted as a precaution.
  • the vital information can, for example, from the "transmitter 16 to an external base station (not shown in
  • a communication device e.g. Telephone, mobile phone, Internet etc.
  • a higher-level central or care facility to clarify the state of health of the person to be medically monitored
  • the transmitting unit 16 transmits the vital information directly to the higher-level central office or the care facility.
  • the evaluation device 18 arranged on the carrying strap 12 adjusts the time interval between the detection of the vital parameters by the sensor elements 14a-c based on the evaluated vital parameters or based on the vital information.
  • the sensor arrangement 10 according to the invention is designed as an independent monitoring system, it is preferable se also arranged or integrated a battery in the carrying strap 12, which is used to fasten the sensor arrangement 10 according to the invention to the patient's arm.
  • the battery can be constructed, for example, from a flexible polymer battery, wherein essentially any battery arrangement can be used to supply energy to the electronic components of the sensor arrangement 10 according to the invention.
  • the evaluation device 18 can set the time interval between the acquisition times of the vital parameters as well as the time interval between the transmission times of the vital information depending on the respective detected vital condition - of the person to be medically monitored,> it is also possible to operate the sensor arrangement 10 according to the invention very energy-saving and therefore designed for a long battery life. Very long operating intervals of the sensor arrangement 10 according to the invention
  • the sensor arrangement 10 can optionally have a display 20, for example by LEDs (light-emitting diodes) or also as a display panel, as detailed in this is shown in Fig. 2 is executed.
  • a display 20 for example by LEDs (light-emitting diodes) or also as a display panel, as detailed in this is shown in Fig. 2 is executed.
  • the transmission unit 16 controlled by the evaluation device 18 sends so-called status messages, alarm signals and / or real-time measurement data to a higher-level central office or support center. punch or transmitted via a base station to this higher-level instance, the transmitting unit 16 also being able to be assigned a receiving unit (not shown in FIGS. 1 and 2) which receive messages from the higher-level instance 5 (for example via the base station or also directly) can. These messages can also be displayed on the display panel 20. Furthermore, it is possible to display all status information, measurement values, values (vital parameters) and information relating to the com-
  • the display field 20 arranged on the upper side of the carrying band 12 can therefore display both the detected vital parameters as well as various status messages, with the status messages including information about the state of the battery and the radio connection.
  • the display panel can be made of a flexible substrate. Furthermore, the display of the time can be provided in the display field 20 for reasons of expediency and convenience.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of the display 20, with different vital parameters in different exemplary display areas 20a-d of the display field. 20 are shown.
  • the display area 20a shows the blood
  • the display area 20b indicates the body temperature (in ° C.)
  • the display area 20c indicates an EKG value (in bps)
  • the Darge in Fig. 2 ⁇ presented display panel 20 is merely optional, and when designed for a very simple operation Version no display field 20 is used in the sensor arrangement 10 according to the invention, but the status messages can be output via different or differently colored LEDs. For example, a green LED can be provided for displaying a detected vital state in the normal range and a red LED can be activated for displaying a recorded vital state outside the normal range.
  • the data collected is transferred, i.e. the vital information, via the transmitting unit 16, for example to an assigned base station (not shown) by means of wireless radio technology, the sensor arrangement 10 according to the invention not being
  • evaluation device it should also be noted that it is also conceivable that the evaluation device
  • the 3 device is arranged externally in an assigned base station, the detected and transmitted vital parameters being evaluated and processed only after transmission to the base station in the evaluation device arranged there in order to obtain the current vital information
  • the sensor arrangement 10 according to the invention can also have a receiving unit in addition to the transmitting unit 16, the receiving unit preferably also being assigned to the evaluation device 18 and is provided to provide further, remotely recorded vital parameters and / or environmental parameters of the evaluation device 18 in order to be able to evaluate the current vital information of the person to be medically monitored in even more detail.
  • the sensor arrangement 10 according to the invention can therefore be expanded to include further miniaturized sensor systems connected via a wireless body-near radio network for the detection of further body signals, such as information relating to breathing and also neurological information, or environmental parameters such as air pollution, due to pollutants in the environment of exhaust gases or toxic emissions, radioactivity, when assessing the vital state of the person to be medically monitored.
  • Such further sensor systems can include, for example, the following, but are not limited to the same.
  • the sensors for detecting environmental parameters can be arranged, for example, on the outside of the carrying strap of the sensor arrangement.
  • a temperature sensor for detecting the skin temperature on the inside of the carrying strap and a temperature sensor for detecting the ambient temperature on the outside of the " carrying strap " can be arranged.
  • a difference value can then be determined from the two recorded temperatures, using which Experience and calibration values can be concluded on the core temperature.
  • the requirements resulting from the sensor signals can be fulfilled for wireless communication, taking into account marginal parameters such as size and energy consumption, for example by means of the "Bluetooth” standard.
  • marginal parameters such as size and energy consumption, for example by means of the "Bluetooth” standard.
  • technologies such as the "ZigBee” standard or “MDMA” standard will also be conceivable.
  • the Bluetooth standard is based on the use of the "2.4 GHz Industrial Scientific Medicine” band, or 2.4 GHz ISM band for short, and is based on the applicable radio regulations for Europe, Japan and North America.
  • MDMA Multi dimensional multiple access
  • Nanotron Technologies is based on the worldwide reserved, license-free ISM band at 2.4 GHz.
  • the sensor arrangement 10 according to the invention makes it possible to provide a central component for an intelligent mobile patient monitoring system (monitoring system) by means of a life condition sensor arrangement to be worn on the wrist, for example.
  • the multi-sensor approach of the sensor arrangement 10 according to the invention in a carrying band can be expanded in the future to include a plurality of miniaturized sensor systems for the detection of various body signals, such as breathing, neurological signals, etc., or environmental parameters, such as air pollution, pollutants in exhaust gases or toxic emissions to be connected to each other via a wireless body-based radio network, whereby the determined vital parameters, vital information or instantaneous vital states or also possible changes in the state to be expected can be immediately transmitted to a higher-level care unit.

Abstract

The invention relates to a sensor arrangement (10) which is used to determine various vital parameters of a person who is to be medically monitored. Said sensor arrangement (10) is arranged about an extremity of a person who is to be monitored and comprises an armband (12), which surrounds the extremity, and a plurality of sensor elements (14a-c), which are used to detect the various vital parameters of the person who is to be monitored. The sensor elements (14a-c) are arranged on one side of the armband (12) which is oriented towards the extremity. Said sensor arrangement also comprises a transmitter unit (16) for the wireless transmission of vital information based on detected vital parameters.

Description

Sensoranordnung zur Ermittlung des Vitalzustands einer medizinisch zu überwachenden Person Sensor arrangement for determining the vital state of a person to be medically monitored
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sensoranordnung zur Ermittlung des Vitalzustands einer medizinisch zu überwachenden Person, und insbesondere auf eine Sensoranordnung zur Überwachung und Auswertung einer Mehrzahl von erfassten Vitalparametern einer zu überwachenden Person, um eine zuverlässige und qualifizierte, durch eine technische Messvorrichtung abgesicherte Betreuung von medizinisch zu überwachenden Personen, wie z.B. pflegebedürftige Personen,The present invention relates to a sensor arrangement for determining the vital state of a person to be monitored medically, and in particular to a sensor arrangement for monitoring and evaluating a plurality of detected vital parameters of a person to be monitored, in order to provide reliable and qualified care provided by a technical measuring device medically monitored persons, such as people in need of care,
J. Senioren, Patienten usw., oder auch Personen, wie z.B. Ar- 5 beitern, In stark gefährdenden Umgebungen zu ermöglichen, z.B. Kanalarbeiter, Arbeiter in Kernkraftwerken, Feuerwehrmänner, Mitarbeiter im Katastrophenschutz, Arbeiter in Bergwerken und dergleichen.J. Seniors, patients, etc., or even people, such as Work to enable in highly hazardous environments, e.g. Sewer workers, nuclear power plant workers, firemen, civil protection workers, mine workers, and the like.
) Die Überalterung der Bevölkerung fast aller Industriegesellschaften bringt die Notwendigkeit mit sich, immer mehr ältere, pflegebedürftige Menschen betreuen zu müssen, wobei dabei aus steigenden Wirtschaftlichkeitsanforderungen immer mehr auf kostengünstige Lösungen geachtet wird. Bei der j Betreuung pflegebedürftiger Menschen wird die Unterbringung in einer stationären Einrichtung als die letzte und auch teuerste Möglichkeit zur Betreuung derselben angesehen. Könnten die betroffenen Personen durch eine geeignete Tech-) The aging population of almost all industrial societies brings with it the need to look after more and more elderly people in need of care, with increasing attention being paid to cost-effective solutions due to increasing economic requirements. When caring for people in need of care, accommodation in an inpatient facility is seen as the last and most expensive way to care for them. Could the data subjects be
; nologie gestützte Betreuung in ihrer vertrauten Wohnumge- ) bung verbleiben, wäre dies für einen erheblichen Teil der betroffenen Personen subjektiv erheblich angenehmer, wobei außerdem gleichzeitig die wirtschaftlichen Vorteile für das Sozialsystem bzw. die Solidargemeinschaft beachtlich wären. Derzeit ist eine Betreuung von pflegebedürftigen Personen nur durch eine personelle Präsenz von Pflegepersonal Vorort möglich, was jedoch aufgrund der hohen Kosten und damit der Belastung für die Sozialkassen in absehbarer Zeit nicht mehr in jedem Fall realisierbar sein wird. Ähnliches gilt für Patienten, die nach einem Klinikaufenthalt bzw." einer Rehabilitationsmaßnahme früher aus der stationären Betreu- ., ung in das gewohnte, häusliche Umfeld entlassen werden ι könnten. ; technology-based care would remain in their familiar living environment, this would be subjectively considerably more pleasant for a considerable part of the people concerned, while at the same time the economic benefits for the social system or the community of solidarity would be considerable. At present, care for people in need of care is only possible through the presence of nursing staff on site, which, however, will no longer be possible in the foreseeable future due to the high costs and the burden on the social security funds. The same applies to patients who could be released earlier from inpatient care after a hospital stay or " a rehabilitation measure." Into the familiar, home environment.
Für die medizinische Überwachung von pflegebedürftigen Personen oder auch Personen, die sich in gefährdenden Umgebun-For the medical monitoring of people in need of care or also people who are in hazardous environments.
-, gen aufhalten (müssen) , sind im Stand der Technik nur weni- ι ge Überwachungsanordnungen bekannt, die von den medizinisch zu überwachenden Personen auch in ihrer vertrauten Wohnoder Arbeitsumgebung während des üblichen Tages- oder Arbeitsablaufs ohne Einschränkung desselben eingesetzt werden können. ) Bisher sind zur Überwachung von Vitalparametern beispielsweise Fingerspitzensensoren (Fingerclipsensoren) für eine SauerstoffSättigungsmessung im Blut und Handgelenksensoren-, stop (must), only a few monitoring arrangements are known in the state of the art, which can be used by the persons to be medically monitored even in their familiar living or working environment during the usual daily or work routine without restriction. ) So far, fingertip sensors (finger clip sensors) for oxygen saturation measurement in the blood and wrist sensors have been used to monitor vital parameters
P für die Blutdruckmessung bekannt, die die medizinisch zu j überwachende Person in ihrer vertrauten Umgebung einsetzen kann.P is known for the blood pressure measurement that the person to be medically monitored can use in his familiar environment.
Fingerclipsensoren, die beispielsweise auch als nicht-Finger clip sensors, which can also be used as
- invasive Oximeteranordnungen bezeichnet werden, werden im ) allgemeinen verwendet, um die SauerstoffSättigung im menschlichen Blut der zu überwachenden Person zu ermitteln. Mit Hilfe von optischen Streumessungen an oberflächennah durchflossenen Körperteilen, wie z.B. Ohrläppchen oder Fin- gerspitzen, erhält man ein Maß für den Absorptionskoeffizienten des Blutes. Die Größe des Absorptionskoeffizienten von Blut ist bei rotem Licht stark von dem Sauerstoffgehalt abhängig und bei Licht im nahen Infrarotbereich davon nahezu unabhängig. Durch Messung des Intensitätsverhältnisses des Lichtes beider Wellenlängenbereiche kann ein Maß für die SauerstoffSättigung des Blutes erhalten werden.- Invasive oximeter arrays are generally used to determine the oxygen saturation in the human blood of the person to be monitored. With the help of optical scatter measurements on parts of the body through which the surface flows, such as earlobes or fin tips, you get a measure of the absorption coefficient of the blood. The size of the absorption coefficient of blood is strongly dependent on the oxygen content in red light and almost independent of it in light in the near infrared range. A measure of the oxygen saturation of the blood can be obtained by measuring the intensity ratio of the light in both wavelength ranges.
Bei der Blutdruckmessung mit einem Blutdruckmessgerät mittels einer Handgelenkmanschette wird die Manschette um das Handgelenk der Person gelegt, bevor in den Luftsack der Handgelenkmanschette mit einer Luftpumpe Luft gepumpt wird. Durch die Handgelenkmanschette wird so der Unterarm zusam- mengepresst, wobei in diesem Zustand die arterielle Pulswelle an das Blutdruckmessgerät übertragen und dort in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Das elektrische Signal wird daraufhin einem elektronischen Schaltkreis zugeführt, mittels dem der Blutdruck der medizinisch zu überwachenden Person gemessen bzw. bestimmt wird.When measuring blood pressure with a blood pressure monitor using a wrist cuff, the cuff is placed around the person's wrist before air is pumped into the air bag of the wrist cuff with an air pump. The forearm is thus pressed together by the wrist cuff, in which state the arterial pulse wave is transmitted to the blood pressure monitor and converted there into an electrical signal. The electrical signal is then fed to an electronic circuit, by means of which the blood pressure of the person to be medically monitored is measured or determined.
Die im vorhergehenden genannten Vorgehensweisen erlauben jedoch nur die Bestimmung eines einzelnen Vitalparameters der medizinisch zu überwachenden Person, wobei die medizinisch zu überwachende Person, wenn sich diese alleine in ihrer vertrauten Wohnumgebung befindet, in der Lage sein muss, die von den Messgeräten angezeigten Ergebnisse zu interpretieren, um Rückschlüsse auf ihren jeweiligen momentanen Vitalzustand treffen zu können. Da aber pflegebedürftige Menschen, wie z.B. Senioren usw., häufig damit überfordert sind, die ermittelten Messwerte richtig zu interpretieren, können diese Geräte im „Hausgebrauch" keine zuverlässige, kontinuierliche medizinische Überwachung dieser Personen liefern. Somit ist es bei medizinisch zu überwa- chenden Personen, deren Gesundheitszustand möglicherweise kritischen Änderungen bzw. Einflüssen unterliegt, weiterhin erforderlich, dass geschultes Pflegepersonal im wesentlichen permanent zur Betreuung anwesend ist. > Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Sensoranordnüng zur zuverlässigen Ermittlung von verschiedenen VitalparameternHowever, the above-mentioned procedures only allow the determination of a single vital parameter of the person to be medically monitored, and the person to be medically monitored, if he is alone in his familiar living environment, must be able to interpret the results displayed by the measuring devices to be able to draw conclusions about their current vital state. However, since people in need of care, such as senior citizens, etc., are often overwhelmed with correctly interpreting the measured values, these devices cannot provide reliable, continuous medical monitoring of these people in "home use". persons whose health status may be subject to critical changes or influences must continue to require trained nursing staff to be essentially present for care. > Based on this prior art, the object of the present invention is to provide a sensor arrangement for the reliable determination of various vital parameters
1 einer medizinisch zu überwachenden Person zu schaffen, mit- ) tels der eine zuverlässige, qualifizierte und durch eine technische Messvorrichtung abgesicherte Betreuung von medizinisch zu überwachenden Personen, wie z.B. Senioren, Patienten usw., oder auch Personen, wie z.B. Arbeitern, die -, sich in stark gefährdenden Umgebungen befinden, ermöglicht 5 werden kann. 1 to create a person to be monitored medically, by means of) reliable, qualified and secured by a technical measuring device care of persons to be monitored medically, such as senior citizens, patients etc., or also persons, such as workers, who -, are in high-risk environments, can be made possible 5.
Diese Aufgabe wird durch eine Sensoranordnung zur Ermittlung von verschiedenen Vitalparametern einer zu überwachenden Person gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a sensor arrangement for determining various vital parameters of a person to be monitored according to claim 1.
) Die vorliegende Erfindung schafft eine Sensoranordnung zur Ermittlung von verschiedenen Vitalparametern einer medizinisch zu überwachenden Person, wobei die Sensoranordnung um eine Extremitat der zu überwachenden Person angeordnet ist, und ein Trageband zum Umschließen der Extremitat, eine Mehrzahl von Sensorelementen zur Erfassung der verschiedenen Vitalparameter, wobei die Sensorelemente an dem Trageband an einer der Extremitat zugewandten Seite des Tragebandes angeordnet sind, und eine Sendeeinheit zum drahtlosen Übermitteln von Vitalinformationen basierend auf den erfassten Vitalparametern aufweist. Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine multisensorielle Datenerfassung und Auswertung beispielsweise integriert in ein Armband mit einer Ereigniserkennung für medizinisch zu erwartende Ereignisse bezüglich) The present invention provides a sensor arrangement for determining various vital parameters of a person to be medically monitored, the sensor arrangement being arranged around an extremity of the person to be monitored, and a carrying strap for enclosing the extremity, a plurality of sensor elements for detecting the various vital parameters, whereby the sensor elements are arranged on the carrying band on one side of the carrying band facing the extremity, and have a transmitting unit for wireless transmission of vital information based on the acquired vital parameters. The present invention is based on the knowledge that a multisensor data acquisition and evaluation, for example, is integrated in a wristband with event detection for medically expected events
5 des Vitalzustands der zu überwachenden Person derart verbunden werden kann, dass bevorstehende kritische Veränderungen des Vitalzustands der medizinisch zu überwachenden Person möglicherweise schon vor deren Auftreten, aber spä- -, testens bei ihrem akuten Eintreten erkannt und per Funk-5 of the vital state of the person to be monitored can be connected in such a way that impending critical changes in the vital state of the person to be medically monitored may be detected before their occurrence, but later, at the latest when they occur, and by radio.
) Übertragung drahtlos an eine entsprechende übergeordnete Instanz, wie z.B. eine Überwachungseinrichtung, die beispielsweise mit einer Notfallzentrale verbunden ist, signalisiert werden können. j ) Wireless transmission to a corresponding higher-level entity, such as a monitoring device, for example, which is connected to an emergency center, can be signaled. j
5 Die erfindungsgemäße Sensoranordnung ist dabei an einem Trageband, das eine Extremitat der medizinisch zu überwachenden Person umschließt, angeordnet, wobei das Trageband beispielsweise als Armband zum Umschließen des Handgelenks der medizinisch zu überwachenden Person ausgebildet ist.5 The sensor arrangement according to the invention is arranged on a carrying strap that encloses an extremity of the person to be medically monitored, the carrying band being designed, for example, as a bracelet for enclosing the wrist of the person to be medically monitored.
D Damit kann die erfindungsgemäße Sensoranordnung entsprechend einer Armbanduhr von der jeweiligen Person bzw. dem Patienten auch während der Verrichtung alltäglicher Arbeiten getragen werden. Da die erfindungsgemäße Sensoranordnung eine Mehrzahl von unterschiedlichen SensorelementenD In this way, the sensor arrangement according to the invention can be worn according to a wristwatch by the respective person or patient, even during everyday work. Since the sensor arrangement according to the invention has a plurality of different sensor elements
5 zur Erfassung einer Mehrzahl von unterschiedlichen Vitalparametern aufweist, kann eine effektive Überwachung des Gesundheitszustands der medizinisch zu überwachenden Person, wie z.B. einer pflegebedürftigen Person, in ihrer häuslichen Umgebung sowie von Personen in gefährdenden Arbeitsum-5 for recording a plurality of different vital parameters, effective monitoring of the health status of the person to be medically monitored, e.g. a person in need of care, in their home environment and by people in dangerous working
D gebungen erreicht werden.D conditions can be achieved.
Besonders vorteilhaft ist es bei der vorliegenden Erfindung, dass kritische Entwicklungen des Gesundheitszustandes bzw. des Vitalzustands durch eine Auswertung eines Vitalparameters und/oder Kombination einer Gruppe relevanter Vitalparameter prädiziert werden können. Die vorliegende erfindungsgemäße Sensoranordnung ermöglicht ferner eine geeignete Signalisierung und Visualisierung der Zustandsinformationen bezüglich des Vitalzustands an den Betroffenen und über drahtlose, funkbasierte Kommunikationsverfahren an eine übergeordnete Betreuungseinrichtung.It is particularly advantageous in the present invention that critical developments in the state of health or the vital state can be predicted by evaluating a vital parameter and / or a combination of a group of relevant vital parameters. The present sensor arrangement according to the present invention also enables suitable signaling and visualization of the state information relating to the vital state to the person concerned and to a higher-level care facility via wireless, radio-based communication methods.
Dabei kann durch die erfindungsgemäße Sensoranordnung eine Echtzeitdatenübertragung der verschiedenen ermittelten Vitalparameter von der Sensoranordnung drahtlos auf eine explizite Anforderung hin bzw. automatisch in vorgebbaren Abständen und insbesondere bei Erkennen eines kritischen Zu- stands an die übergeordnete Betreuungseinrichtung zur Abklärung des momentanen Gesundheitszustands ausgeführt werden.The sensor arrangement according to the invention enables a real-time data transmission of the various determined vital parameters from the sensor arrangement to be carried out wirelessly upon an explicit request or automatically at predeterminable intervals and in particular when a critical condition is detected to the superordinate care facility to clarify the current health status.
Ferner kann die erfindungsgemäße Sensoranordnung eingesetzt werden, um eine Ermittlung, Verarbeitung und Übertragung von Körpersignalen in Form von Vitalparametern vorzunehmen, die für ein sogenanntes „Biofeedback" genutzt werden können.Furthermore, the sensor arrangement according to the invention can be used to determine, process and transmit body signals in the form of vital parameters, which can be used for a so-called “biofeedback”.
Unter Biofeedback versteht man die Auswirkung von körperlichen/geistigen Zuständen auf Parameter des vegetativ gesteuerten Organsystems, z.B. (unbewusste) Atmung, Herzfrequenz, Temperatur, Hautwiderstand (durch Schwitzen) usew. Physiotherapeuten benutzen Biofeedback, um Schlaganfallpatienten bei der Reaktivierung ihrer Muskeln zu unterstützen. Und Psychotherapeuten setzen Biofeedback ein, um angespannte oder verkrampfte Patienten bei der Entspannung zu unterstützen. Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Sensoranordnung, die vorzugsweise als ein Armbandsystem ausgeführt ist, um weitere drahtlos vernetzte Sensoreinrichtungen ergänzt werden, die zusätzliche Vitalparameter und/oder Umgebungseinflüsse erfassen und in die Beurteilung des gegenwärtigen oder zu erwartenden Vitalzustands der medizinisch zu überwachenden Person einfließen lassen können.Biofeedback is the effect of physical / mental states on parameters of the vegetatively controlled organ system, e.g. (unconscious) breathing, heart rate, temperature, skin resistance (through sweating), etc. Physiotherapists use biofeedback to help stroke patients reactivate their muscles. And psychotherapists use biofeedback to help tense or cramped patients relax. In addition, the sensor arrangement according to the invention, which is preferably designed as a wristband system, can be supplemented by further wirelessly networked sensor devices which can detect additional vital parameters and / or environmental influences and can be incorporated into the assessment of the current or expected vital status of the person to be medically monitored.
1 Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:1 Preferred embodiments of the present invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:
., Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Sensor- ι anordnung zur Ermittlung verschiedener Vitalparameter einer medizinisch zu überwachenden Person; und1 shows a side view of the sensor arrangement according to the invention for determining various vital parameters of a person to be medically monitored; and
P Fig. 2 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Sensor- ι anordnung mit einem optionalen Anzeigefeld.P Fig. 2 is a plan view of the sensor ι arrangement according to the invention with an optional display panel.
Bezug nehmend auf die Fig. 1 und 2 wird nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung i zur Ermittlung von verschiedenen Vitalparametern einer medizinisch zu untersuchenden Person detailliert erörtert.1 and 2, a preferred exemplary embodiment of the sensor arrangement i according to the invention for determining various vital parameters of a person to be examined medically will now be discussed in detail.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, weist die erfindungsgemäße ~ Sensoranordnung 10 ein Trageband 12 zum Umschließen einer ) Extremitat und beispielsweise des Unterarms bzw. Handgelenks der medizinisch zu überwachenden Person auf. An dem Trageband 12 sind an der der Extremitat zugewandten Seite des Tragebands 12 eine Mehrzahl von Sensorelementen 14a, 14b, 14c angeordnet, wobei die Sensorelemente 14a-c zur Erfassung verschiedener Vitalparameter der medizinisch zu ü- berwachenden Person vorgesehen sind.As shown in FIG. 1, the sensor arrangement 10 according to the invention has a carrying strap 12 for enclosing an extremity and, for example, the forearm or wrist of the person to be medically monitored. A plurality of sensor elements 14a, are on the carrying band 12 on the side of the carrying band 12 facing the extremity. 14b, 14c, the sensor elements 14a-c being provided for detecting various vital parameters of the person to be medically monitored.
5 Es sollte beachtet werden, dass bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel drei Sensorelemente 14a-c dargestellt sind, wobei aus den folgenden Erläuterungen deutlich werden sollte, dass eine im wesentlichen beliebige Anzahl von Sensorelementen zur Erfassung verschiedener Vital-It should be noted that three sensor elements 14a-c are shown in the exemplary embodiment shown in FIG. 1, it being clear from the following explanations that an essentially arbitrary number of sensor elements for detecting different vital signs
D arameter der medizinisch zu überwachenden Person vorgesehen sein können.D arameter of the person to be medically monitored can be provided.
Die Sensoranordnung 10 weist ferner eine Sendeeinheit 16 . auf, die den Sensorelementen 14a-c zugeordnet ist, wobeiThe sensor arrangement 10 also has a transmission unit 16. on, which is assigned to the sensor elements 14a-c, wherein
5 die Sendeeinheit 16 vorgesehen ist, um sogenannte Vitalinformationen basierend auf den erfassten Vitalparametern drahtlos beispielsweise an eine extern angeordnete Basisstation (nicht gezeigt in Fig. 1) in der Umgebung der zu überwachenden Person und von dort an eine übergeordnete ) Betreuungsinstanz oder direkt an die übergeordnete Betreuungsinstanz zu übermitteln.5, the transmitting unit 16 is provided to send so-called vital information based on the acquired vital parameters wirelessly, for example, to an externally arranged base station (not shown in FIG. 1) in the vicinity of the person to be monitored and from there to a higher-level care provider or directly to the higher-level one Submit supervisor.
Im folgenden wird nun detailliert die Funktionsweise der in P Fig. 1 dargestellten Sensoranordnung 10 erläutert, i Bezüglich der folgenden Beschreibung der vorliegenden erfindungsgemäßen Sensoranordnung sollte beachtet werden, dass der Sensoranordnung ferner eine Auswerteeinrichtung 18 zugeordnet ist, die vorgesehen ist, um die von den Sensorelementen 14a-c erfassten Vitalparameter bzw. die auf den erfassten Vitalparametern basierenden Vitalinformationen der medizinisch zu überwachenden Person auszuwerten und weiterzuverarbeiten. Dabei wird bei einer bevorzugten Aus- führungsform der vorliegenden Erfindung angenommen, dass sich diese Auswerteeinrichtung 18 mit an dem Trageband befindet, wie dies beispielhaft in Fig. 1 dargestellt ist, wobei die Auswerteeinrichtung 18 in diesem Fall mit den Sensorelementen 14a-14c verbunden ist, um die erfassten Vitalparameter aufzunehmen, und ferner der Sendeeinheit 16 zugeordnet ist, um die drahtlose Übertragung der Vitalinformationen auszulösen, wobei die Auswerteeinrichtung 18 vorgesehen ist, um einen oder mehrere der erfassten Vitalparameter auszuwerten und zu verarbeiten, um die momentanen Vitalinformationen bzw. den momentanen Vitalzustand (Ge- sundheits- oder Lebenszustand) der medizinisch zu überwachenden Person zu erhalten.The functioning of the sensor arrangement 10 shown in P Fig. 1 is now explained in detail below. With regard to the following description of the present sensor arrangement according to the invention, it should be noted that the sensor arrangement is also assigned an evaluation device 18 which is provided to detect the sensor elements 14a-c to evaluate and further process vital parameters or the vital information of the person to be medically monitored based on the vital parameters acquired. In this case, in a preferred embodiment embodiment of the present invention assumed that this evaluation device 18 is also on the carrying strap, as is shown by way of example in FIG. 1, the evaluation device 18 in this case being connected to the sensor elements 14a-14c in order to record the detected vital parameters, and is also assigned to the transmission unit 16 in order to trigger the wireless transmission of the vital information, the evaluation device 18 being provided to evaluate and process one or more of the detected vital parameters in order to analyze the current vital information or the current vital status (health or life status) ) of the person to be medically monitored.
1 i Wie im folgenden noch erläutert wird, kann die Auswerteeinrichtung 18 auch extern zu der Sensoranordnung 10 angeordnet und beispielsweise in einer zugeordneten Basisstation implementiert sein, aber im wesentlichen die gleiche Funk-As will be explained in the following, the evaluation device 18 can also be arranged externally to the sensor arrangement 10 and implemented, for example, in an assigned base station, but essentially the same radio
P tionalität, wie im folgenden dargestellt, aufweisen. ) Wie beispielhaft in Fig. 1 dargestellt ist, ist das Trageband 12 zum Umschließen einer Extremitat der medizinisch zu überwachenden Person beispielsweise als ein Armbandkörper ausgebildet, an dessen Innenseite miniaturisierte, vorran- j gig nicht-invasive Sensorelemente angeordnet bzw. eingebracht sind, um die verschiedenen, zu erfassenden Vitalparameter aufzunehmen. Als Sensorelemente 14a-c können im allgemeinen beliebige Sensorelemente eingesetzt werden, mitP tionality, as shown below. 1, the carrying strap 12 for enclosing an extremity of the person to be medically monitored is designed, for example, as a bracelet body, on the inside of which miniaturized, primarily non-invasive sensor elements are arranged or introduced, around which record various vital parameters to be recorded. Any sensor elements can generally be used as sensor elements 14a-c with
- denen Vitalparameter, wie z.B. BlutsauerstoffSättigung, ) EKG, Temperatur, Hautimpedanz, Muskelspannungen, Puls usw., auf elektronischem Weg messtechnisch erfasst werden können. Beispielhafte denkbare Vitalparameter und beispielhafte je- weilige Messverfahren und Sensoren können folgende umfassen, sind jedoch nicht auf dieselben beschränkt.- Which vital parameters, such as blood oxygen saturation, ECG, temperature, skin impedance, muscle tension, pulse etc., can be measured electronically. Exemplary conceivable vital parameters and exemplary each Measurement methods and sensors may include, but are not limited to, the following.
Mβssgröße Messverfahren/SensorMeasured variable measuring method / sensor
BlutsauerstoffSättigung Sp02-Verfahren (Wellenlängenbasiert)Blood oxygen saturation Sp0 2 method (wavelength based)
EKG Elektroden und MeßverstärkerEKG electrodes and measuring amplifier
Temperatur Temperatursensor (Halbleiterbasiert oder Ausnutzung von Materialeigenschaften, z.B. WiderStandsänderungen)Temperature temperature sensor (semiconductor-based or use of material properties, e.g. changes in resistance)
HauptImpedanz Kapazitäts- oder ImpedanzmessungenMain Impedance Capacitance or Impedance Measurements
Muskelspannungen Tonus: Elektroden (siehe EKG) Kontraktion: DehnungsmeßstreifenMuscle tension Tonus: electrodes (see EKG) contraction: strain gauges
Puls z.B. Piezo-elektrischer DruckaufnehmerPulse e.g. Piezoelectric pressure transducer
Blutzuckergehalt (Glukose) Lichtemission (analog Sp02)Blood sugar content (glucose) light emission (analog Sp0 2 )
Blutdruck Messmanschette, PulswelleBlood pressure cuff, pulse wave
Die Anordnung der Sensorelemente 14a-c an der Innenseite des Tragebandes, das beispielsweise als Armband für das Handgelenk ausgebildet ist, ist aufgrund der physiologischen Gegebenheiten an den Extremitäten des Menschen gewählt, da an dieser Stelle zahlreiche Arterien dicht unter der Hautoberfläche verlaufen, was eine Voraussetzung beispielsweise für die Sp02-Messung (BlutsauerstoffSättigungsmessung) ist. Die flächige Anordnung von Arterien in diesem Körperbereich in den Extremitäten und vor allem im Handgelenkbereich sorgt für eine gewisse Resistenz der Sensoranordnung gegenüber Deplazierungen des Tragebandes, beispielsweise wenn das Trageband bezüglich der Extremitat verrutscht. Als vorteilhafte Folge davon kann das Trageband 12 der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 10 mit einer relativ geringen Spannung an der Extremitat befestigt werden. Dadurch kann die Akzeptanz der erfindungsgemäßen Sensoran- 5 Ordnung 10 für die damit ausgestattete Person deutlich erhöht werden.The arrangement of the sensor elements 14a-c on the inside of the lanyard, which is designed, for example, as a bracelet for the wrist, is selected on the basis of the physiological conditions on the extremities of the human being, since numerous arteries run close to the skin surface at this point, which is a prerequisite for example for the Sp0 2 measurement (blood oxygen saturation measurement). The flat arrangement of arteries in this body area in the extremities and especially in the wrist area ensures a certain resistance of the sensor arrangement to misplacement of the lanyard, for example when the lanyard is related to the extremity slip. As an advantageous consequence of this, the carrying strap 12 of the sensor arrangement 10 according to the invention can be attached to the extremity with a relatively low tension. As a result, the acceptance of the sensor arrangement 10 according to the invention for the person equipped with it can be significantly increased.
Bei den zu erfassenden Vitalparametern handelt es sich beispielsweise um den Puls, die BlutsauerstoffSättigung (pul-The vital parameters to be recorded are, for example, the pulse, the blood oxygen saturation (pulse
D soximetrisch) , die Körpertemperatur und das EKG (Elektrokardiogramm) . Es sollte aber beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung im wesentlichen für alle durch nicht- invasive Sensorelemente 14a-c erfassbare VitalparameterD soximetric), the body temperature and the EKG (electrocardiogram). However, it should be noted that the present invention essentially applies to all vital parameters that can be detected by non-invasive sensor elements 14a-c
, auslegbar ist. 5 Wie in Fig. 1 dargestellt ist, können sich dementsprechend beispielsweise ein Sp02-Sensor (BlutsauerstoffSättigungssensor) 14a, ein Temperatursensor 14b und eine Elektrode 14c für ein einkanaliges EKG (Elektrokardiogramm) an der ) Innenseite des Tragebandes 12 befinden.is interpretable. 5 As shown in FIG. 1, a Sp0 2 sensor (blood oxygen saturation sensor) 14a, a temperature sensor 14b and an electrode 14c for a single-channel ECG (electrocardiogram) can accordingly be located on the inside of the carrying strap 12, for example.
Da die Messung eines EKG auf einer Potentialdifferenz basiert, bedarf es zu dessen Erfassung einer zweiten Elektro- P de, die beispielsweise an der Brust der medizinisch zu ü- ι berwachenden Person angebracht ist. Diese zweite Elektrode ist nun beispielsweise über ein Kabel mit der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 10 verbunden. Bezüglich des verwendeten Temperatursensors 14b sollte beachtet werden, dass gemäß der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 10 beispielsweise ein separater Temperatursensor 14b eingesetzt werden kann. Es sollte ferner beachtet werden, dass einige Sp02-Sensoren 14b integrierte Temperatur- Sensoren aufweisen, die zur Kompensation der Temperaturdrift der Sp02-Sensoren und insbesondere der bei diesen Sensoren verwendeten LEDs (lichtemittierende Dioden) eingesetzt werden können. Werden diese in den Sp02-Sensoren in- i tegrierten Temperatursensoren bei der vorliegenden erfindungsgemäßen Sensoranordnung 10 als Temperatursensoren zur Erfassung der Körpertemperatur der zu überwachenden " Person verwendet, wird deutlich, dass dadurch das Trageband noch -i kompakter, leichter und robuster ausgeführt werden kann. > Ferner kann beispielsweise an der Außenseite des Tragebandes 12 ein weiterer angeordneter Temperatursensor (nicht gezeigt in Fig. 1) zur Erfassung der Umgebungstemperatur , eingesetzt werden. > Wie bereits oben angegeben ist, ist vorzugsweise eine Auswerteeinrichtung 18 an dem Trageband 12 angeordnet, wobei die miniaturisierte Auswerteeinrichtung 18 elektrisch mit den an dem Trageband 12 angeordneten Sensorelementen 14a-c ) verschaltet ist. Die Auswerteeinrichtung 18 weist beispielsweise eine Mikrosteuerungseinrichtung (Microcontroller) mit einer Speichereinrichtung und einer Peripherieausstattung auf.Since the measurement of an EKG is based on a potential difference, a second electro-Pde is required to detect it, which is attached, for example, to the chest of the person to be medically monitored. This second electrode is now connected to the sensor arrangement 10 according to the invention, for example via a cable. With regard to the temperature sensor 14b used, it should be noted that according to the sensor arrangement 10 according to the invention, for example, a separate temperature sensor 14b can be used. It should also be noted that some Sp0 2 sensors 14b have integrated temperature Have sensors that can be used to compensate for the temperature drift of the Sp0 2 sensors and in particular the LEDs (light-emitting diodes) used in these sensors. If these uses in the Sp0 2 sensors domestic i tegrated temperature sensors in the present invention sensor assembly 10 as temperature sensors for detecting the body temperature to be monitored "person it is clear that thereby the support band nor -i compact, light and robust can be carried out Furthermore, for example, a further temperature sensor (not shown in FIG. 1) for detecting the ambient temperature can be used on the outside of the carrying band 12. As already stated above, an evaluation device 18 is preferably arranged on the carrying band 12, wherein the miniaturized evaluation device 18 is electrically connected to the sensor elements 14a-c) arranged on the carrying belt 12. The evaluation device 18 has, for example, a microcontroller (microcontroller) with a storage device and peripheral equipment.
Da der (verwendete) Mikrocontroller essentielle Komponenten wie RAM, ROM, Takterzeugung usw. auf dem Chip enthält, sind in diesem Kontext unter Peripherieausstattung beispielsweiseSince the (used) microcontroller contains essential components such as RAM, ROM, clock generation etc. on the chip, in this context, for example, peripheral equipment
Power-Management und Laderegelung für den Akku, - Batterieüberwachung, eventuelle A/D-Wandler hoher Auflösung (> 10 Bit), eventuell notwendige analoge Verstärker, Funkmodul, und (optionales) Display zu verstehen.Power management and charge control for the battery, - battery monitoring, any A / D converter of high resolution (> 10 bit), possibly necessary analog amplifiers, Radio module, and (optional) display to understand.
Die Auswerteeinrichtung 18 kann vorteilhaft zur Steuerung der gesamten erfindungsgemäßen Sensoranordnung 10 "eingesetzt werden, wobei die Steuerungseinrichtung 18 vorzugs-The evaluation device 18 can advantageously be used to control the entire sensor arrangement 10 according to the invention, the control device 18 preferably
-, weise die Messdatenverarbeitung, d.h. die Verarbeitung der ι erfassten Vitalparameter, und die Ereigniserkennung, d.h. die Erkennung des momentanen oder bevorstehenden Vitalzustands der medizinisch zu überwachenden Person, sowie deren Signalisierung und Übertragung, d.h. Auslösen der Übertra--, the measurement data processing, i.e. the processing of the vital parameters recorded and the event detection, i.e. the detection of the current or impending vital state of the person to be medically monitored, as well as their signaling and transmission, i.e. Trigger the transfer
-, gung durch die Sendeeinheit 16, übernimmt.-, by the transmitting unit 16, takes over.
In der Auswerteeinrichtung 18 ist nun beispielsweise ein Auswertealgorithmus integriert, der die erfassten Vitalparameterdaten auf medizinisch relevante Ereignisse untersucht, um so beispielsweise eine Notfallerkennung durchzuführen. Die Untersuchung der Vitalparameterdaten kann nun erfindungsgemäß einerseits durch die Auswertung einzelner Signalverläufe der Vitalparameter als auch durch eine geeignete Verknüpfung verschiedener Signalverläufe der Vitalparameter erreicht werden, um Aussagen über den momentanen und/oder den zu erwartenden Vitalzustand der medizinisch zu überwachenden Person zu treffen.An evaluation algorithm is now integrated in the evaluation device 18, for example, which examines the acquired vital parameter data for medically relevant events in order to carry out an emergency detection, for example. The examination of the vital parameter data can now be achieved according to the invention on the one hand by evaluating individual signal profiles of the vital parameters as well as by a suitable combination of different signal profiles of the vital parameters in order to make statements about the current and / or the expected vital state of the person to be medically monitored.
Die von der Auswerteeinrichtung 18 ermittelten momentanen Vitalinformationen können nun unterschiedliche Angaben enthalten, wie z.B. Statusangaben bzw. Statusmitteilungen über den momentanen Vitalzustand, Echtzeitmessdaten in Form der Messwerte der erfassten Vitalparameter und/oder ein Alarmsignal bezüglich des Vitalzustands der medizinisch zu über- wachenden Person. Das Alarmsignal, das von der Sendeeinheit Übermittel werden kann, kann dabei beispielsweise auf einen konkreten kritischen Vitalzustand der medizinisch zu untersuchenden Person oder auf einen bevorstehenden kritischen 5 Vitalzustand hinweisen und vorsorglich übertragen werden.The momentary vital information determined by the evaluation device 18 can now contain different information, such as status information or status messages about the current vital condition, real-time measurement data in the form of the measured values of the detected vital parameters and / or an alarm signal regarding the vital condition of the waking person. The alarm signal, which can be transmitted by the transmitting unit, can, for example, indicate a specific critical vital state of the person to be examined medically or an impending critical vital state and can be transmitted as a precaution.
Die Vitalinformationen können beispielsweise von der" Sendeeinheit 16 an eine externe Basisstation (nicht gezeigt inThe vital information can, for example, from the "transmitter 16 to an external base station (not shown in
] Fig. 1) übertragen werden, die wiederum die Vitalinformati-] Fig. 1) are transmitted, which in turn the vital information
J onen über eine Kommunikationseinrichtung, wie z.B. Telefon, Mobilfunk, Internet usw. , an eine übergeordnete Zentrale oder Betreuungseinrichtung zur Abklärung des Gesundheitszustandes der medizinisch zu überwachenden Person automatischJ on via a communication device, e.g. Telephone, mobile phone, Internet etc., to a higher-level central or care facility to clarify the state of health of the person to be medically monitored
, weiter übermittelt., forwarded.
5 Natürlich ist es auch denkbar, dass die Sendeeinheit 16 die Vitalinformationen direkt an die übergeordnete Zentrale o- der Betreuungseinrichtung übermittelt.5 Of course, it is also conceivable that the transmitting unit 16 transmits the vital information directly to the higher-level central office or the care facility.
j Bezüglich der an dem Trageband 12 angeordneten Auswerteeinrichtung 18 sollte beachtet werden, dass diese basierend auf den ausgewerteten Vitalparametern bzw. basierend auf den Vitalinformationen den zeitlichen Abstand der Erfassung der Vitalparameter durch die Sensorelemente 14a-c einstel-j With regard to the evaluation device 18 arranged on the carrying strap 12, it should be noted that it adjusts the time interval between the detection of the vital parameters by the sensor elements 14a-c based on the evaluated vital parameters or based on the vital information.
5 len und/oder auch den zeitlichen Abstand der Übertragung der Vitalinformationen durch die Sendeeinheit 16 in Abhängigkeit von dem übermittelten Vitalzustand einstellen kann, um bei einer sich konkret darstellenden gesundheitlichen Gefährdung der medizinisch zu überwachenden Person eine zu-5 len and / or also the time interval of the transmission of the vital information by the transmitting unit 16 depending on the transmitted vital state in order to be able to deal with a specific health hazard of the person to be medically monitored.
D verlässige Überwachung der Zielperson zu ermöglichen.D to enable reliable monitoring of the target person.
Da die erfindungsgemäße Sensoranordnung 10 als ein selbstständiges Überwachungssystem ausgelegt ist, ist vorzugswei- se auch eine Batterie in dem Trageband 12, das der Befestigung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 10 am Arm des Patienten dient, angeordnet bzw. integriert. Die Batterie kann dabei beispielsweise aus einem flexiblen Polymer- j Akkumulator aufgebaut sein, wobei im wesentlichen beliebige Batterieanordnungen zur Energieversorgung der elektronischen Komponenten der erfindungsgemäßen Sensoranordriung 10 eingesetzt werden können.Since the sensor arrangement 10 according to the invention is designed as an independent monitoring system, it is preferable se also arranged or integrated a battery in the carrying strap 12, which is used to fasten the sensor arrangement 10 according to the invention to the patient's arm. The battery can be constructed, for example, from a flexible polymer battery, wherein essentially any battery arrangement can be used to supply energy to the electronic components of the sensor arrangement 10 according to the invention.
1 ) Da die Auswerteeinrichtung 18 den zeitlichen Abstand der Erfassungszeitpunkte der Vitalparameter als auch den zeitlichen Abstand der ÜbertragungsZeitpunkte der Vitalinformationen abhängig von dem jeweiligen erfassten Vitalzustand -, der medizinisch zu überwachenden Person einstellen kann, > ist es ferner möglich, den Betrieb der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 10 sehr energiesparend und damit mit einer langen Lebensdauer der Batterie auszulegen. Sehr lange Betriebsintervalle der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 101) Since the evaluation device 18 can set the time interval between the acquisition times of the vital parameters as well as the time interval between the transmission times of the vital information depending on the respective detected vital condition - of the person to be medically monitored,> it is also possible to operate the sensor arrangement 10 according to the invention very energy-saving and therefore designed for a long battery life. Very long operating intervals of the sensor arrangement 10 according to the invention
P zwischen erforderlichen Batteriewechseln erhöhen die Akzep- ! tanz der Sensoranordnung 10 durch die Bedienperson und den Patienten weiter.P between required battery changes increase the acceptance! dance of the sensor assembly 10 by the operator and the patient.
Wie nun in Fig. 1 und insbesondere auch in Fig. 2 darge- P stellt ist, kann die erfindungsgemäße Sensoranordnung 10 > optional eine Anzeige 20 aufweisen, die beispielsweise durch LEDs (lichtemittierende Dioden) oder auch als Anzeigefeld (Display) , wie dies detailliert in Fig. 2 dargestellt ist, ausgeführt ist.As is now shown in FIG. 1 and in particular also in FIG. 2, the sensor arrangement 10 according to the invention can optionally have a display 20, for example by LEDs (light-emitting diodes) or also as a display panel, as detailed in this is shown in Fig. 2 is executed.
3 l Wie bereits oben angegeben ist, werden von der durch die Auswerteeinrichtung 18 angesteuerten Sendeeinheit 16 sogenannte Statusmitteilungen, Alarmsignale und/oder Echtzeit- messdaten an eine übergeordnete Zentrale oder Betreuungsin- stanz bzw. über eine Basisstation an diese übergeordnete Instanz übertragen, wobei der Sendeeinheit 16 ferner eine Empfangseinheit (nicht gezeigt in Fig. 1 und 2) zugeordnet sein kann, die Meldungen von der übergeordneten Instanz 5 (beispielsweise über die Basisstation oder auch direkt) entgegennehmen kann. Diese Meldungen können auch an dem Anzeigefeld 20 wiedergegeben werden. Ferner ist es möglich, auf dem Anzeigefeld 20 sämtliche Statusinformationen, Mess- -, werte (Vitalparameter) und Informationen bezüglich der Kom-3 l As already indicated above, the transmission unit 16 controlled by the evaluation device 18 sends so-called status messages, alarm signals and / or real-time measurement data to a higher-level central office or support center. punch or transmitted via a base station to this higher-level instance, the transmitting unit 16 also being able to be assigned a receiving unit (not shown in FIGS. 1 and 2) which receive messages from the higher-level instance 5 (for example via the base station or also directly) can. These messages can also be displayed on the display panel 20. Furthermore, it is possible to display all status information, measurement values, values (vital parameters) and information relating to the com-
) munikationsverbmdung anzugeben. Das an der Oberseite des Tragebands 12 angeordnete Anzeigefeld 20 kann also sowohl die erfassten Vitalparameter als auch diverse Statusmeldungen anzeigen, wobei zu den Statusmeldungen Informationen , über den Zustand der Batterie und der Funkverbindung zäh-) to indicate communication connection. The display field 20 arranged on the upper side of the carrying band 12 can therefore display both the detected vital parameters as well as various status messages, with the status messages including information about the state of the battery and the radio connection.
5 len. Um den Tragekomfort für die medizinisch zu überwachende Person zu erhöhen, kann das Anzeigefeld aus einem flexiblen Substrat gefertigt sein. Ferner kann die Anzeige der Uhrzeit aus Zweckmäßigkeits- und Komfortgründen in dem Anzeigefeld 20 vorgesehen sein.5 len. In order to increase the wearing comfort for the person to be medically monitored, the display panel can be made of a flexible substrate. Furthermore, the display of the time can be provided in the display field 20 for reasons of expediency and convenience.
Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Ausführung der Anzeige 20, wobei verschiedene Vitalparameter in verschiedenen beispielhaft gewählten Anzeigebereichen 20a-d des Anzeigefelds. 20 dargestellt sind. Der Anzeigebereich 20a gibt den Blut-FIG. 2 shows an exemplary embodiment of the display 20, with different vital parameters in different exemplary display areas 20a-d of the display field. 20 are shown. The display area 20a shows the blood
5 SauerstoffSättigungsgrad (in %) an, der Anzeigebereich 20b gibt die Körpertemperatur (in °C) an, der Anzeigebereich 20c gibt einen EKG-Wert (in Bps) an, und der Anzeigebereich 20d gibt Informationen bezüglich der Übertragung (Tx ok =5 Oxygen saturation level (in%), the display area 20b indicates the body temperature (in ° C.), the display area 20c indicates an EKG value (in bps), and the display area 20d provides information regarding the transmission (Tx ok =
: Transmission OK) an. : Transmission OK).
) Es sollte aber beachtet werden, dass das in Fig. 2 darge¬ stellte Anzeigefeld 20 lediglich optional ist, wobei bei einer auf eine sehr einfache Bedienung ausgelegten Version der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 10 kein Anzeigefeld 20 eingesetzt wird, sondern die Ausgabe der Statusmeldungen über verschiedene bzw. verschieden farbige LEDs erfolgen kann. So kann beispielsweise für eine Anzeige eines erfass- 3 ten Vitalzustands im Norm-Bereich eine grüne LED und für eine Anzeige eines erfassten Vitalzustands außerhalb des Normbereichs eine rote LED vorgesehen werden, die entsprechend aktiviert werden.) It should however be noted that the Darge in Fig. 2 ¬ presented display panel 20 is merely optional, and when designed for a very simple operation Version no display field 20 is used in the sensor arrangement 10 according to the invention, but the status messages can be output via different or differently colored LEDs. For example, a green LED can be provided for displaying a detected vital state in the normal range and a red LED can be activated for displaying a recorded vital state outside the normal range.
) Wie bereits oben angegeben wurde, erfolgt die Übertragung der erfassten Daten, d.h. der Vitalinformationen, über die Sendeeinheit 16 beispielsweise zu einer zugeordneten Basisstation (nicht gezeigt) mittels einer drahtlosen Funktech- , nik, wobei die erfindungsgemäße Sensoranordnung 10 auf kei-) As already indicated above, the data collected is transferred, i.e. the vital information, via the transmitting unit 16, for example to an assigned base station (not shown) by means of wireless radio technology, the sensor arrangement 10 according to the invention not being
3 nen speziellen drahtlosen Übertragungsstandard beschränkt ist.3 a special wireless transmission standard is limited.
Bezüglich der Auswerteeinrichtung sollte ferner beachtet werden, dass es auch denkbar ist, dass die Auswerteeinrich-With regard to the evaluation device, it should also be noted that it is also conceivable that the evaluation device
3 tung extern in einer zugeordneten Basisstation angeordnet ist, wobei die erfassten und übermittelten Vitalparameter erst nach der Übertragung zu der Basisstation in der dort angeordneten Auswerteeinrichtung ausgewertet und verarbeitet werden, um die momentanen Vitalinformationen bezüglich3 device is arranged externally in an assigned base station, the detected and transmitted vital parameters being evaluated and processed only after transmission to the base station in the evaluation device arranged there in order to obtain the current vital information
5 des Vitalzustands der medizinisch zu überwachenden Person zu erhalten und an die übergeordnete Überwachungsinstanz weiterzuleiten, und um optional die Anzeige von Mitteilungen auf dem Anzeigefeld 20 auszulösen.5 to obtain the vital state of the person to be medically monitored and to forward it to the higher-level monitoring entity, and to optionally trigger the display of messages on the display panel 20.
3 Wie bereits oben angegeben wurde, kann die erfindungsgemäße Sensoranordnung 10 neben der Sendeeinheit 16 auch eine Empfangseinheit aufweisen, wobei die Empfangseinheit vorzugsweise auch der Auswerteeinrichtung 18 zugeordnet ist und vorgesehen ist, um weitere, entfernt erfasste Vitalparameter und/oder Umgebungsparameter der Auswerteeinrichtung 18 bereitzustellen, um noch detaillierter die momentanen Vitalinformationen der medizinisch zu überwachenden Person auswerten zu können. Die erfindungsgemäße Sensoranordnung 10 kann also erweitert werden, um weitere, über ein drahtloses körpernahes Funknetzwerk verbundene, miniaturisierte Sensorsysteme für die Erfassung weiterer Körpersignale, wie z.B. Informationen bezüglich der Atmung und auch neurologische Informationen, oder Umgebungsparameter, wie z.B. Luftbelastung, Schadstoffe in der Umgebung aufgrund von Abgasen bzw. giftige Emissionen, Radioaktivität, bei der Bewertung des Vitalzustands der medizinisch zu überwachenden Person einzubringen .3 As already stated above, the sensor arrangement 10 according to the invention can also have a receiving unit in addition to the transmitting unit 16, the receiving unit preferably also being assigned to the evaluation device 18 and is provided to provide further, remotely recorded vital parameters and / or environmental parameters of the evaluation device 18 in order to be able to evaluate the current vital information of the person to be medically monitored in even more detail. The sensor arrangement 10 according to the invention can therefore be expanded to include further miniaturized sensor systems connected via a wireless body-near radio network for the detection of further body signals, such as information relating to breathing and also neurological information, or environmental parameters such as air pollution, due to pollutants in the environment of exhaust gases or toxic emissions, radioactivity, when assessing the vital state of the person to be medically monitored.
Derartige weitere Sensorsystem können beispielsweise folgende umfassen, sind jedoch nicht auf dieselben beschränkt.Such further sensor systems can include, for example, the following, but are not limited to the same.
Vitalparameter Messverfahren/SensorVital parameter measuring method / sensor
Lidschlagmessung (Auge) Elektroden oder Kamera (Strassenverkehr, LKW-Fahrer)Eyelid measurement (eye) electrodes or camera (road traffic, truck driver)
Atemfrequenz und -tiefe PlethysmografieRespiratory rate and depth plethysmography
Husten (Häufigkeit und StärMikrophon ke)Cough (frequency and strength microphone ke)
Schnarchen (Häufigkeit und Mikrophon Stärke)Snoring (frequency and microphone strength)
Umgebungsparameter Messverfahren/SensorAmbient parameters measuring method / sensor
Radioaktivität Geiger-Müller-Zähler, Szin- tillationsZählerRadioactivity Geiger-Müller counter, scintillation counter
Lärm/Geräuschpegel MikrophonNoise / noise level microphone
Schadstoffe/Luftbelastung Chemische Sensoren Erfindungsgemäß können die Sensoren zur Erfassung von Umgebungsparametern beispielsweise an der Außenseite des Tragebands der Sensoranordnung angeordnet sein. Zur Ermittlung der Körperkerntemperatur kann beispielsweise ein Temperatursensor zur Erfassung der Hauttemperatur auf der Innenseite des Tragebandes und ein Temperatursensor zur Erfassung der Umgebungstemperatur auf der Außenseite des "Tragebandes angeordnet sein. Aus den beiden erfassten Temperaturen kann dann ein Differenzwert ermittelt werden, anhand dessen unter Verwendung von Erfahrungswerten und Kalibrierwerten auf die Kerntemperatur geschlossen werden kann.Pollutants / air pollution Chemical sensors According to the invention, the sensors for detecting environmental parameters can be arranged, for example, on the outside of the carrying strap of the sensor arrangement. To determine the body core temperature, for example, a temperature sensor for detecting the skin temperature on the inside of the carrying strap and a temperature sensor for detecting the ambient temperature on the outside of the " carrying strap " can be arranged. A difference value can then be determined from the two recorded temperatures, using which Experience and calibration values can be concluded on the core temperature.
Bezüglich der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 10 können für die drahtlose Kommunikation die aus den Sensorsignalen resultierenden Anforderungen unter Berücksichtigung von Randparametern wie Größe und Energieverbrauch beispielsweise durch den "Bluetooth"-Standard erfüllt werden. Zukünftig sind aber auch Technologien wie der "ZigBee"-Standard oder "MDMA"-Standard denkbar.With regard to the sensor arrangement 10 according to the invention, the requirements resulting from the sensor signals can be fulfilled for wireless communication, taking into account marginal parameters such as size and energy consumption, for example by means of the "Bluetooth" standard. In the future, technologies such as the "ZigBee" standard or "MDMA" standard will also be conceivable.
Der Bluetooth-Standard basiert auf der Nutzung des „2.4 GHz Industrial-Scientific-Medicine"-Bandes, kurz 2,4GHz-ISM- Band, und basiert dabei auf den gültigen Funkvorschriften für Europa, Japan und Nordamerika. Der ZigBee-The Bluetooth standard is based on the use of the "2.4 GHz Industrial Scientific Medicine" band, or 2.4 GHz ISM band for short, and is based on the applicable radio regulations for Europe, Japan and North America. The ZigBee-
3 Datenfunkstandard basiert auf der IEEE-802.15.4-basierten drahtlosen Netzwerktechnik. Der MDMA-Standard (MDMA = Multi dimensional multiple access) der Firma Nanotron Technologies basiert auf dem weltweit reservierten, lizenzfreien ISM-Band bei 2,4 GHz.3 Data radio standard is based on the IEEE-802.15.4-based wireless network technology. The MDMA standard (MDMA = Multi dimensional multiple access) from Nanotron Technologies is based on the worldwide reserved, license-free ISM band at 2.4 GHz.
) Es wird also deutlich, dass mit der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 10 zur Ermittlung von verschiedenen Vitalparametern von medizinisch zu überwachenden Personen eine un- aufwendige, kostengünstige, zuverlässige, qualifizierte und bedarfsgerechte Betreuung von medizinisch zu überwachenden Personen, wie pflegebedürftigen Personen, Patienten, Reha- Patienten, Risikopatienten aber auch Personen, wie z.B. Arbeitern, die sich in stark gefährdenden Umgebungen befinden, durchgeführt werden kann.It is therefore clear that with the sensor arrangement 10 according to the invention for determining various vital parameters of persons to be medically monitored, an un- elaborate, cost-effective, reliable, qualified and needs-based care for people to be medically monitored, such as people in need of care, patients, rehabilitation patients, high-risk patients, but also people such as workers who are in highly hazardous environments can be carried out.
Es wird daher deutlich, dass es mit der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 10 möglich ist, durch eine beispielsweise am Handgelenk zu tragende Lebenszustandssensoranordnung eine zentrale Komponente für ein intelligentes mobiles Patientenüberwachungssystem (Monitoringsystem) bereitzustellen. So kann der Multi-sensorielle Ansatz der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 10 in einem Trageband zukünftig beispielsweise erweitert werden, um eine Mehrzahl von miniaturisierten Sensorsystemen für die Erfassung verschiedenster Körpersignale, wie Atmung, neurologische Signale, usw. oder Umgebungsparameter, wie Luftbelastung, Schadstoffe in Abgasen bzw. giftige Emissionen, miteinander über ein drahtloses körpernahes Funknetzwerk zu verbinden, wobei die ermittelten Vitalparameter, Vitalinformationen bzw. momentanen Vitalzustände oder auch möglich zu erwartende Zustandsände- rungen an eine übergeordnete Betreuungseinheit sofort übermittelt werden können. It is therefore clear that the sensor arrangement 10 according to the invention makes it possible to provide a central component for an intelligent mobile patient monitoring system (monitoring system) by means of a life condition sensor arrangement to be worn on the wrist, for example. For example, the multi-sensor approach of the sensor arrangement 10 according to the invention in a carrying band can be expanded in the future to include a plurality of miniaturized sensor systems for the detection of various body signals, such as breathing, neurological signals, etc., or environmental parameters, such as air pollution, pollutants in exhaust gases or toxic emissions to be connected to each other via a wireless body-based radio network, whereby the determined vital parameters, vital information or instantaneous vital states or also possible changes in the state to be expected can be immediately transmitted to a higher-level care unit.

Claims

Patentansprücheclaims
Sensoranordnung (10) zur Ermittlung von verschiedenen Vitalparametern einer zu überwachenden Person, wobei die Sensoranordnung (10) um eine Extremitat der zu ü- berwachenden Person angeordnet ist, mit folgenden Merkmalen:Sensor arrangement (10) for determining various vital parameters of a person to be monitored, the sensor arrangement (10) being arranged around an extremity of the person to be monitored, with the following features:
einem Trageband (12) zum Umschließen der Extremitat;a lanyard (12) for enclosing the extremity;
einer Mehrzahl von Sensorelementen (14a-c) zum Erfassen von verschiedenen Vitalparametern der zu überwachenden Person, wobei die Sensorelemente (14a-c) an dem Trageband (12) an einer der Extremitat zugewandten Seite des Tragebands (12) angeordnet sind; unda plurality of sensor elements (14a-c) for detecting various vital parameters of the person to be monitored, the sensor elements (14a-c) being arranged on the carrying strap (12) on a side of the carrying strap (12) facing the extremity; and
einer Sendeeinheit (16) zum drahtlosen Übermitteln von Vitalinformationen basierend auf den erfassten Vitalparametern.a transmitting unit (16) for wireless transmission of vital information based on the vital parameters detected.
Sensoranordnung nach Anspruch 1, ferner mit einer Auswerteeinrichtung (18), die mit den Sensorelementen (14a-c) verbunden ist, um die erfassten Vitalparameter aufzunehmen, und die ferner der Sendeeinheit (16) zugeordnet ist, um eine drahtlose Übertragung der Vitalinformationen auszulösen, wobei die Auswerteeinrichtung (18) vorgesehen ist, um einen oder mehrere der erfassten Vitalparameter auszuwerten und zu verarbeiten, um die momentanen Vitalinformationen der zu überwachenden Person zu erhalten.Sensor arrangement according to Claim 1, further comprising an evaluation device (18) which is connected to the sensor elements (14a-c) in order to record the detected vital parameters and which is also assigned to the transmitting unit (16) in order to trigger a wireless transmission of the vital information, wherein the evaluation device (18) is provided to evaluate and process one or more of the detected vital parameters in order to obtain the current vital information of the person to be monitored.
Sensoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Vi¬ talinformationen Statusangaben über einen momentanen Vitalzustand der zu überwachenden Person, Echtzeit- messdaten in Form der erfassten Vitalparameter und/oder eine Alarmsignal bezüglich des momentanen o- der bevorstehenden Vitalzustands der zu überwachenden Person aufweisen.Sensor arrangement according to claim 1 or 2, wherein the Vi ¬ talinformation status information about a current Vital state of the person to be monitored, real-time measurement data in the form of the detected vital parameters and / or an alarm signal relating to the current or impending vital state of the person to be monitored.
4. Sensoranordnung nach Anspruch 3, wobei das Alarmsignal auf einen momentanen kritischen Vitalzustand oder auf einen bevorstehenden kritischen Vitalzustand der zu überwachenden Person hinweist.4. Sensor arrangement according to claim 3, wherein the alarm signal indicates a current critical vital state or an impending critical vital state of the person to be monitored.
5. Sensoranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vitalparameter Informationen über den Puls, die BlutsauerstoffSättigung, die Körpertem- peratur, das EKG, die Hautimpedanz, den Blutzuckergehalt, den Blutdruck und/oder Muskelspannungen der medizinisch zu überwachenden Person aufweisen.5. Sensor arrangement (10) according to one of the preceding claims, wherein the vital parameters have information about the pulse, the blood oxygen saturation, the body temperature, the ECG, the skin impedance, the blood sugar content, the blood pressure and / or muscle tension of the person to be medically monitored.
6. Sensoranordnung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Auswerteeinrichtung (18) eine Mikrosteue- rungseinrichtung, einen Speicher und eine Peripherieausstattung aufweist.6. Sensor arrangement (10) according to one of claims 2 to 5, wherein the evaluation device (18) has a microcontroller, a memory and peripheral equipment.
7. Sensoranordnung (10) nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, ferner mit einer Empfangseinheit, um zusätzliche Vitalparameter der medizinisch zu überwachenden Person und/oder Umgebungsparameter zu erhalten.7. Sensor arrangement (10) according to one of the preceding claims, further comprising a receiving unit in order to obtain additional vital parameters of the person to be medically monitored and / or environmental parameters.
8. Sensoranordnung nach Anspruch 7, wobei die weiteren Vitalparameter Informationen bezüglich der Atmung, eines Hustens, eines Schnarchens, Lidschlagbewegungen und/oder neurologischer Situationen der medizinisch zu überwachenden Person aufweisen. 8. The sensor arrangement according to claim 7, wherein the further vital parameters have information relating to breathing, coughing, snoring, blinking movements and / or neurological situations of the person to be medically monitored.
9. Sensoranordnung nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Umgebungsparameter Informationen über eine Umgebungstemperatur, eine Schadstoffbelastung der Umgebungsatmosphäre, Gas- und/oder Stoffkonzentrationen in der Umgebungsatmosphäre aufweisen.9. Sensor arrangement according to claim 7 or 8, wherein the ambient parameters have information about an ambient temperature, a pollutant load in the ambient atmosphere, gas and / or substance concentrations in the ambient atmosphere.
10. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei durch die Auswerteeinrichtung (18) ein zeitlicher Abstand zwischen den Erfassungszeitpunkten der Vitalparameter und/oder ein zeitlicher Abstand zwischen der Übertragungszeitpunkten der Vitalinformationen einstellbar ist.10. Sensor arrangement according to one of claims 2 to 9, wherein a time interval between the acquisition times of the vital parameters and / or a time interval between the transmission times of the vital information can be set by the evaluation device (18).
11. Sensoranordnung nach Anspruch 10, wobei der zeitliche Abstand zwischen den Erfassungszeitpunkten der Vitalparameter und/oder der zeitliche Abstand zwischen der Übertragungszeitpunkten der Vitalinformationen in Abhängigkeit von dem ermittelten Vitalzustand einstellbar ist.11. The sensor arrangement according to claim 10, wherein the time interval between the acquisition times of the vital parameters and / or the time interval between the transmission times of the vital information is adjustable as a function of the determined vital state.
12. Sensoranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensorelemente, miniaturisierte, nicht-invasive Sensorelemente sind.12. Sensor arrangement (10) according to one of the preceding claims, wherein the sensor elements are miniaturized, non-invasive sensor elements.
13. Sensoranordnung (10) nach Anspruch 12, wobei die Sensorelemente ein BlutsauerstoffSättigungselement, ein Temperatursensorelement, ein EKG-Sensorelement, ein Hautimpedanzsensorelement, ein Pulssensorelement, ein Blutzuckergehaltsensorelement, ein Blutdruck und/oder ein Muskelspannungssensorelement aufweisen. 13. The sensor arrangement (10) according to claim 12, wherein the sensor elements have a blood oxygen saturation element, a temperature sensor element, an EKG sensor element, a skin impedance sensor element, a pulse sensor element, a blood sugar content sensor element, a blood pressure and / or a muscle tension sensor element.
14. Sensoranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Anzeige an dem Trageband (12) zum Anzeigen einer oder mehrerer der Vitalinformationen aufweist.14. Sensor arrangement (10) according to any one of the preceding claims, wherein a display on the carrying band (12) for displaying one or more of the vital information.
5 15. Sensoranordnung (10) nach Anspruch 14, wobei die Anzeige eine Mehrzahl von lichtemittierenden Dioden aufweist.15 sensor arrangement (10) according to claim 14, wherein the display comprises a plurality of light-emitting diodes.
3 16. Sensoranordnung (10) nach Anspruch 14, wobei die Anzeige ein Anzeigefeld (20) zum Wiedergeben der Vitalinformationen aufweist.16. The sensor arrangement (10) according to claim 14, wherein the display has a display field (20) for displaying the vital information.
17. Sensoranordnung (10) nach einem der vorhergehenden An- 5 Sprüche, wobei die Sensoranordnung (10) mittels einer Batterie mit Energie versorgbar ist.17. Sensor arrangement (10) according to one of the preceding claims, wherein the sensor arrangement (10) can be supplied with energy by means of a battery.
18. Sensoranordnung (10) nach Anspruch 1, wobei die Auswerteeinrichtung extern zu der Sensoranordnung (10)18. Sensor arrangement (10) according to claim 1, wherein the evaluation device external to the sensor arrangement (10)
3 angeordnet ist, und die erfassten Vitalparameter von der Sendeeinheit (16) drahtlos übertragen werden.3 is arranged, and the detected vital parameters are transmitted wirelessly by the transmitting unit (16).
19. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, die ferner zumindest einen Sensor zur Erfassung von Umge-19. Sensor arrangement according to one of claims 1 to 18, further comprising at least one sensor for detecting environmental
3 bungsparametern aufweist.3 exercise parameters.
20. Sensoranordnung nach Anspruch 19, bei der der zumindest eine Sensor zur Erfassung von Umgebungsparametern20. The sensor arrangement according to claim 19, wherein the at least one sensor for detecting environmental parameters
- an einer von der Extremitat abgewandten Seite des Tra- ) gebands angeordnet ist.- Is arranged on a side of the tra) facing away from the extremity.
21. Sensoranordnung nach Anspruch 19 oder 20, bei der die Sensoren zur Erfassung von Umgebungsparametern einen Radioaktivitätssensor, einen Geräuschsensor und/oder Schadstoff- bzw. Luftbelastungssensoren umfassen. 21. Sensor arrangement according to claim 19 or 20, wherein the sensors for detecting environmental parameters Radioactivity sensor, a noise sensor and / or pollutant or air pollution sensors include.
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