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Die vorliegende Erfindung betriffft eine Bewegungsüberwachungsvorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zur Bewegungsüberwachung für einen Patienten.
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Stand der Technik
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Die Aufzeichnung und Auswertung von Bewegungsdaten von Patienten mittels Bewegungsmessern erfolgt für vielfältige medizinische Zwecke. Bewegungs-Monitor-Geräte erfassen kontinuierlich 3D-Beschleunigungsdaten eines Beschleunigungssensors, der am Körper getragen wird, z. B. am Gürtel, und errechnen daraus online Bewegungsinformationen, z. B. Schritte, langsames/schnelles Gehen, Kalorienverbrauch.
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Die
DE 10 2009 003 718 A1 beschreibt die Erfassung von Bewegungen mit einem Feedback bei ungewünschten Bewegungen. Die Bewegungen werden von einem Algorithmus analysiert. Ein Vergleich von Bewegungssignalen mit einem Schwellwert ermöglicht die Unterscheidung zwischen einem Ruhemodus ohne Datenaufzeichnung und einem Aktivmodus mit Datenaufzeichnung. Eine komprimierte Datenaufzeichnung ist möglich.
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Die
US 2007/0132558 A1 offenbart die Überwachung der Anwesenheit eines Patienten in einer Wohnung mittels Bewegungsmeldern an Wänden und Decken, insbesondere über einem Bett. Die Information über den Ort des Patienten innerhalb der Wohnung kann genutzt werden, um einen Alarm auszulösen wenn der Patient das Bett verlässt, oder um ein Lichtsystem zu steuern, um den Patienten innerhalb der Wohnung zu führen.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird eine Bewegungsüberwachungsvorrichtung und ein Verfahren zur Bewegungsüberwachung für einen Patienten vorgeschlagen, die unterschiedliche Algorithmen für die Auswertung von Bewegungsdaten in und außerhalb einer häuslichen Umgebung eines Patienten anwenden, wobei die Algorithmen für die Auswertung von Bewegungsdaten in Abhängigkeit von einer Krankheit und/oder einer Umgebung verschiedenartige Informationen auswerten und auf unterschiedliche Merkmale hin untersuchen.
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Üblicherweise hält sich ein Patient meistens in einer häuslichen Umgebung auf. Eine erfindungsgemäße Bewegungsüberwachungsvorrichtung benutzt dann in einer Auswerteeinheit einen darin implementierten Algorithmus zur Auswertung von Bewegungsdaten in der häuslicher Umgebung. Der Bewegungssensor ”erkennt”, wann die häusliche Umgebung verlassen wird, worauf hin eine Auswerteeinheit auf einen Algorithmus zur Auswertung von Bewegungsdaten in einer externen Umgebung umschaltet.
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Vorteile der Erfindung
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Die Erfindung ermöglicht eine einfachere und zuverlässigere Klassifizierung von Bewegung mittels einer Plausibilisierung. In häuslicher Umgebung werden Alltagstätigkelten verrichtet, z. B. ein Gang zum Kühlschrank, zur Toilette, einen Fernseher ein/ausschalten. Auto fahren oder eine Benutzung von Verkehrsmitteln muss in einer Wohnung nicht detektiert werden, da hier nicht möglich. Außerhalb der Wohnung kann man hingegen von längeren Bewegungsphasen, z. B. Spazierengehen, ausgehen und von inaktiven Phasen, in denen der Patient fremdbewegt bzw. fremdbeschleunigt wird, z. B. beim Auto fahren oder bei einer Benutzung von Verkehrsmitteln.
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Mit der Erfindung wird eine Reduzierung des notwendigen Rechenaufwandes erreicht, die zu Stromspareffekten führt und weniger Aufwand für eine Hardware der Bewegungsüberwachungsvorrichtung erfordert. Dies betrifft sowohl die Bewegungsdaten auswertende CPU des Sensors als auch einen Akku bzw. eine Batterie.
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Algorithmen für die Auswertung von Bewegungsdaten müssen in Abhängigkeit von einer Krankheit und/oder einer Umgebung verschiedenartige Informationen auswerten und auf unterschiedliche Merkmale hin untersuchen. Insbesondere eine Umschaltung der Algorithmen in Abhängigkeit von der Umgebung ist erfindungsgemäß vorgesehen. Damit können zum Beispiel für einen COPD-Patient (Chronic Obstructive Pulmonary Disease chronisch obstruktive Lungenerkrankung) im häuslichen Umfeld bereits kleine Bewegungen, z. B. wenige Schritte, Schlurfen, Aufstehen, erfasst werden. Außerhalb der Wohnung ist dies nicht von Belang, dafür muss jedoch Autofahren mit hoher Zuverlässigkeit als nicht aktiver Bewegungszustand erkannt werden.
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Die erfindungsgemäße Aufteilung der Auswerteaufgabe auf unterschiedliche Algorithmen für die Auswertung von Bewegungsdaten in und außerhalb einer häuslichen Umgebung eines Patienten ermöglicht es, diese Auswerteaufgabe mit wenig Ressourcen auszuführen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Bewegungsüberwachungsvorrichtung für einen Patienten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Bewegungsüberwachungsvorrichtung für einen Patienten gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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3 zeigt ein Flussdiagramm des Verfahrens zur Bewegungsüberwachung für einen Patienten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In 1 ist eine Bewegungsüberwachungsvorrichtung 10 für einen Patienten mit einem 3D-Beschleunigungssensor 11, einer Auswerteeinheit 12, einer Datenübertragungsschnittstelle 13 und einem Speicher 14 dargestellt. Die Auswerteeinheit 12 ist über Signalleitungen 15 mit dem 3D-Beschleunigungssensor 11, der Datenübertragungsschnittstelle 13 und dem Speicher 14 verbunden. Ein Akkumulator 16 versorgt die Auswerteeinheit 12, den 3D-Beschleunigungssensor 11, die Datenübertragungsschnittstelle 13 und den Speicher 14 Versorgungsleitungen 17 mit elektrischer Spannung.
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1 zeigt weiterhin eine separate Basisstation 18, die über eine Funkverbindung, dargestellt durch Pfeil 20, mit der Datenübertragungsschnittstelle 13 verbindbar ist. Die Basisstation 18 enthält auch eine Einrichtung zur Aufnahme der Bewegungsüberwachungsvorrichtung 10 zur Ladung des Akkumulators 16. Die Bewegungsüberwachungsvorrichtung 10 weist weiterhin eine Bereichserkennungseinheit 21 auf zur Erkennung, ob sich die Bewegungsüberwachungsvorrichtung 10 in einem ersten geografischen Bereich – der Wohnung – oder einem zweiten geografischen Bereich – außerhalb der Wohnung – aufhält. Die Bereichserkennungseinheit 21 kann softwaremäßig realisiert sein und kann Teil der Auswerteeinheit 12 sein.
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Im Betrieb sendet die Basisstation 18 eine Kennung über die Funkverbindung 20. Die Funkverbindung 20 kann gemäß Bluetooth, Zigbee und einem anderen Wireless Übertragungsverfahren erfolgen und ist in Ihrer Reichweite auf einige Meter, typisch z. B. 10 m, limitiert. Damit ist eine Abdeckung einer Wohnung eines Patienten als der häuslichen Umgebung möglich. Falls sich der Patient in der häuslichen Umgebung aufhält, besteht die Funkverbindung 20 und die Bereichserkennungseinheit 21 erkennt die Funkverbindung 20 und erkennt somit, dass sich die Bewegungsüberwachungsvorrichtung 10 in dem ersten geografischen Bereich aufhält. Die Bereichserkennungseinheit 21 gibt bei einem Erkennen der Funkverbindung 20 ein erstes Signal, auf das hin die Auswerteeinheit 12 einen ersten Algorithmus zur Auswertung von Daten des 3D-Beschleunigungssensors, d. h. Bewegungsdaten in der häuslichen Umgebung verwendet. Der Beschleunigungssensor 11 nimmt Bewegungsdaten des Patienten auf. Diese Bewegungsdaten werden mit dem aktuell verwendeten ersten Algorithmus ausgewertet.
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Verlässt der Patient seine Wohnung, verlässt er auch den Bereich, in dem die Bewegungsüberwachungsvorrichtung 10 die Funkkennung empfangen kann. Die Bereichserkennungseinheit 21 stellt den Zusammenbruch der Funkverbindung 20 fest und gibt ein zweites Signal, auf das hin die Auswerteeinheit 12 einen zweiten Algorithmus zur Auswertung von Bewegungsdaten in der externen Umgebung verwendet. Somit ”erkennt” der Bewegungssensor bzw. die Bewegungsüberwachungsvorrichtung 10, wann die häusliche Umgebung verlassen wird, worauf hin die Auswerteeinheit 12 von häuslicher Umgebung auf externe Umgebung schaltet. Der Beschleunigungssensor 11 nimmt weiter Bewegungsdaten des Patienten auf. Diese Bewegungsdaten werden nun mit dem aktuell verwendeten zweiten Algorithmus ausgewertet.
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Die Bewegungsdaten des Beschleunigungssensors 11 werden bei der Auswertung verdichtet und verdichtet in dem Speicher 14 gespeichert. Die gespeicherten Daten können in größeren Zeitabständen über eine nicht gezeigte Schnittstelle ausgelesen und medizinisch beurteilt werden.
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In 2 ist eine Bewegungsüberwachungsvorichtung 30 für einen Patienten gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einem 3D-Beschleunigungssensor 31, einer Auswerteeinheit 32, einer Datenübertragungsschnittstelle 33 und einem Speicher 34 dargestellt. Die Auswerteeinheit 32 ist über Signalleitungen 35 mit dem 3D-Beschleunigungssensor 31, der Datenübertragungsschnittstelle 33 und dem Speicher 34 verbunden. Ein Akkumulator 36 versorgt die Auswerteeinheit 32, den 3D-Beschleunigungssensor 31, die Datenübertragungsschnittstelle 33 und den Speicher 34 Versorgungsleitungen 37 mit elektrischer Spannung.
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2 zeigt weiterhin eine separate Basisstation 38, die über eine Funkverbindung, dargestellt durch Doppelpfeil 40, mit der Datenübertragungsschnittstelle 33 verbindbar ist. Die Basisstation 38 enthält auch eine Einrichtung zur Aufnahme der Bewegungsüberwachungsvorrichtung 30 zur Ladung des Akkumulators 36. Die Bewegungsüberwachungsvorrichtung 30 weist weiterhin eine Bereichserkennungseinheit 41 auf zur Erkennung, ob sich die Bewegungsüberwachungsvorrichtung 30 in einem ersten geografischen Bereich – der Wohnung – oder einem zweiten geografischen Bereich – außerhalb der Wohnung – aufhält. Die Bereichserkennungseinheit 41 kann softwaremäßig realisiert sein und kann Teil der Auswerteeinheit 31 sein.
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In dieser Ausführungsform ist die Basisstation 38 Teil eines (nicht weiter dargestellten) telemedizinischen Systems, die Funkverbindung 20 ist bidirektional und geeignet, Bewegungsdaten von der Bewegungsüberwachungsvorrichtung 30 an das telemedizinischen System zu übertragen. Weiterhin weist die Bewegungsüberwachungsvorrichtung 30 ein mit der Bereichserkennungseinheit 41 über Leitung 39 verbundene Passiererkennungseinrichtung 42 auf. Die Passiererkennungseinrichtung 42 bildet mit einer externen Detektoreinrichtung 43 eine Funkschranke, die ein Passieren der Detektoreinrichtung 43 durch eine kurzfristige kurzreichweitige Funkverbindung 44, beispielsweise mittels RFID Tag, erkennt. Mit Detektoreinrichtungen kann durch entsprechende Funkkennung an den Wohnungstüren ein Betreten oder Verlassen der Wohnung registriert werden und ein Aufenthalt in oder außerhalb der Wohnung von der Bereichserkennungseinheit 41 erkannt werden.
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Falls sich der sich der Patient in der häuslichen Umgebung aufhält, hat die Bereichserkennungseinheit 41 bereits aufgrund einer Initialisierung oder aufgrund einer entsprechenden Kennung der Passiererkennungseinrichtung 42 den Aufenthalt im ersten geografischen Gebiet erkannt und ein erstes Signal gegeben, auf das hin die Auswerteeinheit 32 einen ersten Algorithmus zur Auswertung von Daten des 3D-Beschleunigungssensors, d. h. Bewegungsdaten in der häuslichen Umgebung verwendet. Der Beschleunigungssensor 11 nimmt Bewegungsdaten des Patienten auf. Diese Bewegungsdaten werden mit dem aktuell verwendeten ersten Algorithmus ausgewertet. Die ausgewerteten Bewegungsdaten werden über die bei Aufenthalt im häuslichen Bereich bestehende Funkverbindung 40 an die Basisstation 38 des telemedizinischen Systems.
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Verlässt der Patient seine Wohnung, sendet die Passiererkennungseinrichtung 42 eine entsprechende Kennung an die Bereichserkennungseinheit 41. Die Bereichserkennungseinheit 41 gibt ein zweites Signal, auf das hin die Auswerteeinheit 32 einen Algorithmus zur Auswertung von Bewegungsdaten in der externen Umgebung verwendet. Somit ”erkennt” der Bewegungssensor bzw. die Bewegungsüberwachungsvorrichtung 30, wann die häusliche Umgebung verlassen wird, worauf hin die Auswerteeinheit 32 von häuslicher Umgebung auf externe Umgebung schaltet. Der Beschleunigungssensor 31 nimmt weiter Bewegungsdaten des Patienten auf. Diese Bewegungsdaten werden nun mit dem aktuell verwendeten zweiten Algorithmus ausgewertet.
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Die Bewegungsdaten des Beschleunigungssensors 31 werden bei der Auswertung verdichtet und verdichtet oder unverdichtet in dem Speicher 34 gespeichert. In dieser Ausführungsform betrifft die Speicherung vor allem die Bewegungsdaten außerhalb der Wohnung. Die gespeicherten Daten werden an das telemedizinische System übertragen, sobald der Patient wieder in der Wohnung ist und die Funkverbindung 40 besteht. Die Bewegungsdaten werden ausgewertet oder unausgewertet an das telemedizinische System übertragen und werden dort medizinisch beurteilt.
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Die Ausführungsformen in 1 und 2 machen deutlich, dass das Erkennen des geografischen Bereichs auf verschiedene Weise erfolgen kann und unabhängig davon eine Funkverbindung sowohl für ein Erkennen eines geografischen Bereichs als auch für eine Übertragung von Bewegungsdaten genutzt werden kann. Kombinationen sind also erfindungsgemäß möglich, z. B. eine Nutzung einer Funkverbindung 40 zu einem Patientenendgerät eines telemedizinischen Systems für das Erkennen des geografischen Bereichs ähnlich Funkverbindung 20.
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Eine alternative Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Bewegungsüberwachungsvorrichtung einen GPS Empfänger aufweist und die Bereichserkennungseinheit anhand der Signale des GPS Empfängers erkennt, ob sich die Bewegungsüberwachungsvorrichtung in oder außerhalb des ersten geografischen Bereichs befindet. Diese Ausführungsform entspräche 2, die Bereichserkennungseinheit 41 könnte wieder softwaremäßig realisiert und Teil der Auswerteeinheit 31 sein, angepasst auf Auswertung eines GPS-Signals. In dieser Ausführungsform wäre die Passiererkennungseinrichtung 42 ersetzt durch einen GPS-Empfänger und die Detektoreinrichtung 43 und die kurzfristige kurzreichweitige Funkverbindung 44 in 2 entfielen.
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Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung erkennt die Bereichserkennungseinheit aufgrund eines definierten Bewegungsmusters, ob sich die Bewegungsüberwachungsvorrichtung in oder außerhalb des ersten geografischen Bereichs befindet. Beispielsweise kann Gehen mit mehr als 50 Schritten oder länger als 2 Minuten ohne Unterbrechung als außerhalb des häuslichen Bereichs gewertet werden. Diese Ausführungsform entspräche 1, die Bereichserkennungseinheit 21 in 1 wäre jedoch in diesem Fall ersetzt durch eine Einheit zur bewegungsmustergestützten Bereichserkennung.
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Eine weitere alternativen Ausführungsform der Erfindung sieht eine patientenspezifische oder wohnungsspezifische Funkkennung vor, um in Altenheimen oder Pflegeheimen verschiedene Patienten überwachen zu können.
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3 zeigt ein Flussdiagramm 50 des Verfahrens zur Bewegungsüberwachung für einen Patienten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren zur Bewegungsüberwachung für einen Patienten mit einer Bewegungsüberwachungsvorrichtung weist die sich wiederholenden Verfahrensschritte auf:
- a) Aufnehmen von Bewegungsdaten des Patienten;
- b) Erkennen, ob sich der Patient in einem ersten geografischen Bereich oder einem zweiten geografischen Bereich aufhält;
- c) falls sich der Patient in dem ersten geografischen Bereich aufhält Auswerten der Bewegungsdaten des Patienten mit einem ersten Auswertealgorithmus; und
- d) falls sich der Patient in dem zweiten geografischen Bereich aufhält Auswerten der Bewegungsdaten des Patienten mit einem zweiten Auswertealgorithmus.
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Das Erkennen erfolgt vorzugsweise mittels des Bestehens einer Funkverbindung mit einer auf den ersten geografischen Bereich beschränkten Reichweite. Vorteilhaft besteht die Funkverbindung zwischen der Bewegungsüberwachungsvorrichtung und einem telemedizinischen System.
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Das Erkennen erfolgt alternativ mittels einer Passiererkennungseinrichtung erfolgt, die ein Betreten und ein Verlassen des ersten geografischen Bereichs durch Kommunikation mit einer Detektoreinrichtung an einem Eingang des ersten geografischen Bereichs erkennt.
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Das Erkennen erfolgt ebenfalls alternativ mittels einer GPS-Einrichtung, die ein Betreten und ein Verlassen des ersten geografischen Bereichs erkennt.
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Das Erkennen erfolgt weiterhin alternativ mittels einer Bewegungsmusterdetektierung, die ein Betreten und ein Verlassen des ersten geografischen Bereichs an einem definierten Bewegungsmuster erkennt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009003718 A1 [0003]
- US 2007/0132558 A1 [0004]
