DE10022426A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen von Vitalparametern - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Messen von VitalparameternInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen von Vitalparametern einer Person, wobei die Vitalparameter nicht-invasiv gemessen und aufgezeichnet werden, wobei die gemessenen Vitalparameter und/oder aus einer Datenverarbeitung der Vitalparameter gewonnenen Daten regelmäßig während der Ruhephasen der Person langfristig, d. h. über einen Zeitraum von mehreren Tagen, Wochen, Monaten und/oder Jahren, aufgezeichnet werden. Die Erfindung betrifft ferner eine entsprechende Vorrichtung zum Messen der Vitalparameter.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen von Vitalpara
metern einer Person, wobei die Vitalparameter nicht-invasiv ge
messen und aufgezeichnet werden. Ferner betrifft die Erfindung
eine Vorrichtung zum Messen von Vitalparametern einer Person
mit wenigstens einem Sensor zum nicht-invasivem Messen der Vi
talparameter und einem Speicher zum Speichern von gemessenen
Vitalparametern und oder aus einer Datenverarbeitung der Vital
parameter gewonnenen Daten.
Bekannt ist das nicht-invasive Messen von Vitalparametern, wie
Herzfrequenz, Atemfrequenz, Körpertemperatur oder elektrischer
Körpersignale, bspw. Hirnströme, mittels entsprechender Messge
räte, bspw. einem Pulsmessgerät oder einem Thermometer. Bekannt
sind auch Vorrichtungen, mit denen gemessene Vitalparameter
aufgezeichnet werden können. Ein Beispiel ist ein sog. Lang
zeit-EKG-Messgerät, mittels dessen für mehrere Stunden elektri
sche Signale des Herzens gemessen werden können.
Die bekannten Messmethoden haben den Nachteil, dass sie auf
grund des stichprobenartigen Charakters der Messungen nur eine
beschränkte Aussagekraft haben.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Erfassen
von Vitalparametern zu verbessern.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs ge
nannten Art dadurch, dass die gemessenen Vitalparameter
und/oder aus einer Datenverarbeitung der Vitalparameter gewon
nene Daten regelmäßig während der Ruhephasen, insbesondere
Schlafphasen, der Person langfristig, d. h. über einen Zeitraum
von mehreren Tagen, Wochen, Monaten und/oder Jahren, aufge
zeichnet werden. Die Aufgabe wird ferner durch eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art gelöst, bei der der Speicher derart
ausgebildet ist, dass die gemessenen Vitalparameter und/oder
gewonnenen Daten ebenfalls langfristig im Sinne der genannten
Zeiträume aufgezeichnet und abgerufen werden können.
Die Erfindung ermöglicht somit ein biographisches (Lang
zeit-)Monitoring von Vitalparametern, was vorteilhaft in der
Gesundheitsvorsorge eingesetzt werden kann.
Während der Ruhephasen befindet sich der Körper regelmäßig in
einer stabilen Lage bzw. Konstitution. Insbesondere wirken kei
ne Stressfaktoren auf den Körper ein. Misst man während der Ru
hephase Vitalparameter, so kann man dadurch weitestgehend Stör
einflüsse vermeiden. Die erfindungsgemäß gemessenen Parameter
sind daher sehr repräsentativ für die körperliche Verfassung.
Das Messen von Vitalparametern während Phasen stabiler körper
licher Verfassung wird erfindungsgemäß ferner über einen langen
Zeitraum durchgeführt, nämlich über einen Zeitraum von mehreren
Tagen, Wochen, Monaten oder Jahren. Hierdurch erhält man eine
große Menge von Daten der Vitalparameter, die sich aufgrund ih
rer großen Anzahl sehr gut für eine statistische Auswertung
eignen.
Bevorzugt werden die gemessenen Vitalparameter hinsichtlich
statistischer Größen, wie der Standardabweichung oder Varianz,
ausgewertet. Dieser Auswertung liegt die Erkenntnis zugrunde,
dass der Kreislauf einer gesunden Person sich durch relativ ho
he Varianzen bzw. Standardabweichungen der Herzfrequenz aus
zeichnet. Eine sinkende Varianz bzw. Standardabweichung ist
hingegen ein Indikator für eine Erkrankung. Bspw. geht die Va
rianz kurz vor einem Herzinfarkt gegen Null, d. h., dass der
zeitliche Abstand zwischen den einzelnen Herzschlägen im we
sentlichen konstant ist. Aus der Veränderung derartiger stati
stischer Größen, wie Varianz oder Standardabweichung, können
folglich Erkenntnisse über Veränderungen der körperlichen Ver
fassung gewonnen werden.
Weiter bevorzugt werden die gemessenen Parameter bzw. bereits
einer Vorverarbeitung unterzogenen Vitalparameter einer Spek
traltransformation unterzogen, d. h. vom Zeitbereich in den Fre
quenzbereich transformiert. Auf diese Weise kann man ein Fre
quenzspektrum der Vitalparameter bzw. vorverarbeiteten Vitalpa
rameter generieren, dass weitere Untersuchungen des bzw. Aussa
gen aus dem gewonnenen Spektrums erlaubt. Aus einer derartigen
Spektraltransformation können besonders vorteilhaft weitere In
dikatoren über die körperliche Verfassung einer Person abgelei
tet und insbesondere einer weiteren Automatisierung zugänglich
gemacht werden.
Die gespeicherten bzw. aufgezeichneten Daten können entweder
schritthaltend einer Datenverarbeitung unterzogen werden oder
aber auch gebündelt, bspw. einmal täglich, bzw. bei Hinzutreten
weiterer Bedingungen, bspw. von Krankheitssympthomen. Die Resul
tate der Datenverarbeitung werden in einem Bericht automatisch
generiert. Dieser Bericht kann entweder von einer Datenverar
beitungseinrichtung vor Ort, d. h. bei der durch Messung beob
achteten Person oder einer zentralen Datenbank erstellt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sieht hierzu bevorzugt eine
Datenübertragungseinrichtung zur Datenfernübertragung vor, die
sowohl Daten von der Messvorrichtung vor Ort zur zentralen Da
tenbank übermitteln, als auch - umgekehrt - Daten von der zen
tralen Datenbank empfangen kann.
Die zentrale Datenbank archiviert und verwaltet die gemessenen
Vitalparameter bzw. daraus abgeleitete Größen einer Vielzahl
von Personen. Durch diesen Datenaustausch ist eine zentrale Da
tenverwaltung einer Mehrzahl von Personen möglich, wobei insbe
sondere die Erkenntnisse der statistischen Auswertung mehrerer
Personendaten auch anderen Personen zu Gute kommen, bspw. durch
Ermitteln weiterer, allgemeingültiger Referenzgrößen aus der
eine breite Basis bildenden, aus den Daten einer Vielzahl von
Personen ermittelten Datenbank. Insbesondere werden nicht nur
die Daten einer Person untereinander ausgewertet, sondern auch
mit den Daten anderer Personen verrechnet. Hieraus lassen sich
neue Erkenntnisse über pathologische und nichtpathologische Vi
talparameter bzw. aus den Vitalparametern abgeleiteten Größen
gewinnen. Ferner kann die Datenübertragungseinrichtung vorteil
haft auch zur Software-Pflege genutzt werden, d. h. zur Aktuali
sierung von Software der sich vor Ort befindenden Messvorrich
tung.
Weitere Einzelheiten und Besonderheiten der Erfindung werden
nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfüh
rungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau einer Matratze in Seitenan
sicht mit einer Messvorrichtung;
Fig. 2 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung der Daten
verarbeitung der gemessenen Vitalparameter.
Fig. 1 zeigt eine Matratze 10, die an ihrer Oberseite 11 eine
Ausnehmung für eine Einlage 12 mit einem oder mehreren Sensoren
aufweist. Bei diesen Sensoren handelt es sich um Druck-
und/oder Temperatursensoren, um akustische Sensoren, wie bspw.
Mikrophone, und/oder Elektroden. Diese Sensoren sind derart in
der Einlage 12 angeordnet, dass die Messung von Vitalparametern
einer sich auf der Matratze 10 befindenden Person nicht-invasiv
möglich ist. Die Sensoren sind über eine Messleitung 13 mit ei
ner Datenverarbeitungseinheit 14 verbunden. In dieser Datenver
arbeitungseinheit werden die gemessenen Vitalparameter verar
beitet. Ferner weist die Datenverarbeitungseinheit 14 eine Da
tenübertragungseinrichtung 15 auf, mittels derer die gemessenen
Vitalparameter und/oder die aus der Datenverarbeitung gewonne
nen Daten an eine zentrale Datenbank 16 übertragen werden kön
nen. Die Datenübertragungseinrichtung weist hierzu vorteilhaf
terweise ein Modem auf, mittels dessen eine Datenübertragung
über ein Datennetz bzw. Datenfernübertragungs(DFÜ)-Netz 17 oder
Telefonnetz zur zentralen Datenbank 16 und umgekehrt erfolgen
kann.
Die Datenverarbeitungseinheit 14 und/oder die zentrale Daten
bank 16 weist einen Speicher für die gemessenen Vitalparameter
und/oder gewonnenen Daten auf, der derart ausgebildet bzw. or
ganisiert ist, dass Daten langfristig, d. h. über einen Zeitraum
von mehreren Tagen, Wochen, Monaten und/oder Jahren aufgezeich
net und abgerufen werden können. Hierzu werden die Daten insbe
sondere mit weiteren Angaben, wie Uhrzeit und Datum verknüpft,
so dass eine zeitliche Zuordnung auch die Daten verschiedener
Vitalparameter untereinander möglich ist. Hierzu bedarf der
Speicher einer ausreichenden Größe, um die entsprechende Daten
menge bewältigen zu können.
Ferner weist die Datenverarbeitungseinheit 14 und/oder die zen
trale Datenbank 16 einen bzw. mehrere Rechner bzw. Mikroprozes
soren auf, die zum Durchführen statistischer Berechnungen, wie
Mittelwert, Standardabweichung bzw. Varianz und auch zum Durch
führen von Spektraltransformationen geeignet sind. Insbesondere
weist die Datenverarbeitungseinheit 14 bzw. die zentrale Daten
bank 16 einen sog. FFT-Analyser auf, also Mittel zum Durchfüh
ren einer Fouriertransformation und zwar vorzugsweise einer
diskreten Fouriertransformation, wie bspw. der sog. Fast-
Fouriertransformation (FFT), oder andere Einrichtungen zum
Durchführen einer anderen Spektraltransformation. Beispielswei
se können mittels dieser Einrichtung Spektraltransformationen
wie die sog. Laplace-Transformation oder die Hilbert-
Transformation oder andere auf vollständigen Funktionen basie
renden Transformationen durchgeführt werden.
Die Datenverarbeitungseinheit 14 weist ferner eine Bedienein
heit auf, die bspw. am Nachttisch eines Bettes untergebracht
sein kann. Vorteilhafterweise wird diese Bedieneinheit mit ei
nem sich ohnehin regelmäßig auf einem Nachttisch befindenden
Wecker kombiniert. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft,
da die gemessenen bzw. errechneten Daten bevorzugt mit Uhrzeit
und Datum abgespeichert werden.
Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm der durchgeführten Datenverar
beitung. In einem ersten Block 18 werden die Vitalparameter ge
messen bzw. gesammelt. Hierzu stehen mehrere Eingänge 19 zur
Verfügung. Über diese Eingänge 19 werden mittels der in der
Einlage 12 enthaltenen Sensoren insbesondere Druck, Temperatur
und/oder akustische und/oder elektrische Signalpegel gemessen.
Die auf diese Weise von dem ersten Block 18 gesammelten Rohda
ten werden anschließend in einem zweiten Block 20, dritte Block
21 oder einem weiteren Block einer weiteren Datenverarbeitung
unterzogen. Der zweite Block 20 ist als Block zur Durchführung
einer Fouriertransformation und der dritte Block als Block zur
Durchführung einer Hilbert-Transformation ausgebildet. Die vom
ersten Block 18 erfassten Signale können somit in einem auf
vollständigen Funktionen basierenden Zustandsraum beschrieben
werden. In einem vierten Block 22 erfolgt eine Klassifikation
eines Ausgangssignals des zweiten, dritten oder weiteren Blocks
und zwar vorzugsweise unter Zuhilfenahme von neuronalen Netzal
gorithmen, wie dies mit dem fünfter Block 23 sowie der Rück
kopplung 24 vom fünften Block 23 zum vierten Block 22 darge
stellt ist. Das Ergebnis der Klassifikation des vierten Blocks
22 wird mittels einer sog. Primary Component Analysis in einem
sechsten Block 25 weiterverarbeitet.
Die auf diese Weise verarbeiteten Daten bzw. Ergebnisse der Da
tenverarbeitung können von der beobachteten Person regelmäßig
in Form eines maschinell erstellten Berichts abgerufen werden.
Auf diese Weise erhält man eine Information über die körperli
che Verfassung, insbesondere auch über eventuelle Tendenzen,
bspw. eine Besserung oder Verschlechterung eines körperlichen
Zustands. Wesentlich hierfür ist die breit angelegte Datenbank
bzw. Datenpool, der die Daten über lange Zeiträume sammelt und
statistisch auswertet. Eine zentrale Datenbank bzw. ein zentra
ler Datenpool bietet ferner den Vorteil, dass eine Beurteilung
der Daten durch Dritte möglich ist, die sich nicht vor Ort be
finden. Ferner kann über die genannte Datenübertragung die in
der Datenverarbeitungseinheit 14 ablaufende Software verbessert
und gepflegt werden, wenn die Datenverarbeitungsalgorithmen
aufgrund aus der breiten Datenbasis gewonnener Erkenntnisse
verbessert worden sind.
Das beschriebene Verfahren bzw. die beschriebene Vorrichtung
haben den Vorteil, dass der körperliche Zustand einer Person
fortlaufend über einen langen Zeitraum automatisch überwacht
werden kann, ohne dass dies für die Person eine Beeinträchti
gung beinhalten würde. Insbesondere die Messung der Vitalpara
meter während der Ruhephasen, insbesondere der Nachtstunden
führt dazu, dass die Messung noch nicht einmal mit einem zeit
lichen Aufwand für die Person verbunden ist. Darüber hinaus
spürt die beobachtete Person die Messung auch nicht, da die
Messung nicht-invasiv, insbesondere ohne direkten Kontakt zu
dem bzw. den Sensoren, durchgeführt wird.
Darüber hinaus bietet die beschriebene Vorrichtung die Möglich
keit bei Erreichen bzw. Über- oder Unterschreiten eines vorbe
stimmten oder aus der durchgeführten Datenverarbeitung gewonne
nen Grenzwerts ein Alarmsignal zu erzeugen, das der beobachte
ten Person anzeigt, dass sich ihre gesundheitliche Verfassung
verschlechtert hat. Diese Überwachung und Alarmgebung wird vor
teilhafterweise ohne Zwischenschaltung eines Arztes oder einer
medizinisch vorgebildeten Person vollautomatisch durchgeführt.
Die Alarmgebung stützt sich vielmehr auf die statistische Aus
wertung der gemessenen Vitalparameter, insbesondere der Stan
dardabweichung bzw. Varianz der Herzfrequenz. D. h., wenn diese
Standardabweichung bzw. Varianz einen Grenzwert unterschreitet,
wird ein Alarmsignal von der Datenverarbeitungseinheit 14 oder
zentralen Datenbank 16 generiert. Bevorzugt löst jedoch ein
kurzzeitiges Überschreiten eines Grenzwerts noch keinen Alarm
aus. Vielmehr wird bei der Alarmgebung auch ein biographischer
Zusammenhang berücksichtigt, d. h. es wird ein Trend verfolgt,
der Rückschlüsse bezüglich eines notwendigen Behandlungsbedarfs
bzw. einer gezielten Diagnose zulässt.
Insgesamt erlaubt die erfindungsgemäße Kombination einer nicht-
invasiven Messung von Vitalparametern und deren langfristige
Aufzeichnung eine zusätzliche Informationen über den körperli
chen Zustand einer beobachteten Person liefernde Auswertung.
Hierzu werden die gemessenen Größen insbesondere einer stati
stischen Auswertung unterzogen, wie das Berechnen einer Stan
dardabweichung bzw. Varianz von einem errechneten Mittelwert.
Ferner erlaubt die erläuterte Spektraltransformation der gemes
senen bzw. verarbeiteten Vitalparameter einen zusätzlichen In
formationsgewinn aus den erhaltenen Daten. Insgesamt kann dank
der Erfindung die Gesundheitsvorsorge durch das biographische
Erfassen von Vitalparametern erheblich verbessert werden.
10
Matratze
11
Oberseite
12
Einlage
13
Messleitung
14
Datenverarbeitungseinheit
15
Datenübertragungs
einrichtung
16
zentrale Datenbank
17
DFÜ-Netz
18
erster Block
19
Eingang
20
zweiter Block
21
dritter Block
22
vierter Block
23
fünfter Block
24
Rückkopplung
25
sechster Block
Claims (15)
1. Verfahren zum Messen von Vitalparametern einer Person,
wobei die Vitalparameter nicht-invasiv gemessen (18) und aufge
zeichnet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessenen
Vitalparameter und/oder aus einer Datenverarbeitung der Vital
parameter gewonnenen Daten über einen längeren Zeitraum regel
mäßig während der Ruhephasen, insbesondere Schlafphasen, der
Person aufgezeichnet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
als Vitalparameter Atemfrequenz, Herzfrequenz, Körpertemperatur
und/oder elektrische Körpersignale gemessen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Datenverarbeitung eine Spektraltransformation, insbe
sondere Fouriertransformation (20), Hilberttransformation (21)
oder Laplacetransformation, bzw. einer auf vollständigen Funk
tionen basierenden Transformation einschließt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Datenverarbeitung eine Klassifikation (22) von aus der
Transformation gewonnenen Daten einschließt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitung ein Berechnen
der Standardabweichung bzw. Varianz eines Vitalparameters, ins
besondere der Herzfrequenz, einschließt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass bei Erreichen bzw. Über- oder Unter
schreiten eines vorbestimmten oder aus der Datenverarbeitung
gewonnenen Grenzwerts ein Alarmsignal erzeugt wird, insbesonde
re wenn die Standardabweichung bzw. Varianz der Herzfrequenz
den Grenzwert unterschreitet.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass die gemessenen Vitalparameter
und/oder gewonnenen Daten an eine zentrale Datenbank (16) über
mittelt werden, wobei die Datenbank (16) insbesondere die Daten
mehrerer Personen archiviert.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
die zentrale Datenbank (16) die archivierten Daten einer oder
mehrerer Personen mit- bzw. untereinander verarbeitet.
9. Vorrichtung zum Messen von Vitalparametern einer Person
mit wenigstens einem Sensor (12) zum nicht-invasivem Messen der
Vitalparameter und einem Speicher zum Speichern von gemessenen
Vitalparametern und/oder aus einer Datenverarbeitung der Vital
parameter gewonnenen Daten, dadurch gekennzeichnet, dass der
Speicher derart ausgebildet ist, dass die gemessenen Vitalpara
meter und/oder gewonnenen Daten langfristig aufgezeichnet und
bei Bedarf abrufbar sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
der bzw. die Sensoren (12) an und/oder in einer Matratze (10)
angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch
eine Datenverarbeitungseinheit (14) zur Verarbeitung von gemes
senen Vitalparametern.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, gekenn
zeichnet durch eine Datenübertragungseinrichtung (15) zum Über
tragen gemessener Vitalparameter oder aus der Datenverarbeitung
gewonnener Daten an eine zentrale Datenbank (16) und/oder zum
Empfangen von Daten, insbesondere eines Alarmsignals und/oder
von Software-Aktualisierungen von der zentralen Datenbank (16).
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, dass der Sensor (12) einen Temperatur- und/oder
Drucksensor und/oder einen akustischen Sensor, insbesondere ein
Mikrofon aufweist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit im Bereich
der Matratze (10), insbesondere eines der Matratze (10) zuge
ordneten Nachttischs, anbringbar ist und einen Wecker aufweist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14 zum Durch
führen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Priority Applications (6)
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DE10019961 | 2000-04-20 | ||
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---|---|
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ID=7639695
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE10022426A Withdrawn DE10022426A1 (de) | 2000-04-20 | 2000-05-09 | Verfahren und Vorrichtung zum Messen von Vitalparametern |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
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