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DE102007026910A1 - Untersuchungseinheit mit integrierter Minilabor-Analyseeinheit - Google Patents

Untersuchungseinheit mit integrierter Minilabor-Analyseeinheit Download PDF

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DE102007026910A1
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DE102007026910A
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English (en)
Inventor
Michael Maschke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
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Publication date
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Priority to US12/157,352 priority patent/US20080312519A1/en
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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine insbesondere im Bereich der Akut- und Intensivdiagnostik im klinischen Bereich (z. B. in Notfallräumen, Intensivstationen, OP-Räumen etc.) oder in Notarztwagen einsetzbare Untersuchungseinheit, die wenigstens ein Ultraschall-, Patientenmonitor-, EKG-, Beatmungs- und/oder Reanimationsgerät zur Überwachung der Lebensfunktionen und/oder notärztlichen Sofortbehandlung von Notfallpatienten mit Symptomen akuter Herz-Kreilauf-Erkrankungen, Myokardinfarkt, Angina perctoris-Anfall, apoplektischem Insult etc. aufweist. Das Gerät umfasst dabei erfindungsgemäß eine integrierte Minilabor-Analyseeinheit zur biochemischen und/oder zellbiologischen Untersuchung entnommener Blutproben bzw. Gewebebiopsien.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine insbesondere im Bereich der Akut- und Intensivdiagnostik im klinischen Bereich (z. B. in Notfallräumen, Intensivstationen, OP-Räumen etc.) oder in Notarztwagen einsetzbare Untersuchungseinheit, die wenigstens ein Ultraschall-, Patientenmonitor-, EKG-, Beatmungs- und/oder Reanimationsgerät zur Überwachung der Lebensfunktionen und/oder notärztlichen Sofortbehandlung von Notfallpatienten mit Symptomen akuter Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Myokardinfarkt, Angina pectoris-Anfall, apoplektischem Insult etc aufweist. Das Gerät umfasst dabei erfindungsgemäß eine integrierte Minilabor-Analyseeinheit zur biochemischen und/oder zellbiologischen Untersuchung entnommener Blutproben bzw. Gewebebiopsien.
  • Herz-Kreislauf-Erkrankungen (HKE) gehören heute zu den häufigsten Todesursachen der Welt. Dabei steht das Krankheitsbild des apoplektischen Insults (Schlaganfall) weltweit an zweiter Stelle der zu verzeichnenden Todesursachen und bildet die dritthäufigste Ursache für Behinderungen und vorzeitige Invalidität in Europa. In Deutschland starben im Jahre 2003 etwa 75.000 Menschen an einem Schlaganfall; das Krankheitsbild stand somit an dritter Stelle in der Todesursachenstatistik. In den Vereinigten Staaten von Amerika ereignet sich alle 45 Sekunden ein Schlaganfall. Nur die Hälfte der Patienten, bei denen die für einen Schlaganfall typischen neurologischen Störungen aufgetreten sind, erreichte dabei die Notaufnahme innerhalb des therapeutischen Zeitfensters von drei Stunden.
  • Bei einem Schlaganfall wird zwischen der ischämischen Form („Hirninfarkt") und der hämorrhagischen Form („Hirnblutung") unterschieden. Bei beiden wird die Versorgung des Gehirns mit Blut verhindert, was ein Absterben von Nervenzellen zur Folge hat. Der ischämische Schlaganfall wird durch eine Okklusion, d. h. durch einen Verschluss einer Hirnarterie, verursacht. Letztere wird dabei entweder durch einen Thrombus, d. h. durch ein Blutgerinnsel, oder durch einen Embolus, d. h. durch einen Blutpfropf, der mit dem Blutstrom von einem Blutgerinnsel im Körperinneren eines Schlaganfallpatienten zur Stelle der Okklusion hingeschwemmt worden ist, verstopft. Etwa drei Viertel aller Schlaganfallpatienten erleiden einen ischämischen Schlaganfall. Ein hämorrhagischer Schlaganfall wird durch eine intrazerebrale Blutung verursacht, bei der Blut aus einem Blutgefäß in das umgebende Hirngewebe austritt. Neben der dadurch verursachten Unterbrechung der Blutversorgung, die das Absterben von Nervenzellen verursacht, erhöht das sich sammelnde Blut auch den Druck auf das Hirngewebe, was das Absterben der Nervenzellen weiter beschleunigt.
  • Die Behandlungsformen dieser beiden Arten des Schlaganfalls unterscheiden sich ganz erheblich. Prinzipiell muss bei einem ischämischen Schlaganfall die Durchblutung gefördert werden, während beim hämorrhagischen Schlaganfall die Blutung gestillt werden muss. Bei einem ischämischen Schlaganfall erfolgt die Behandlung am effektivsten durch eine thromobolytische Therapie mit rekombinantem Gewebsplasminogen-Aktivator (rt-PA). Diese Art der Therapie wäre bei einem hämorrhagischen Schlaganfall kontraindiziert, da sich bei einem solchen Schlaganfall das Blut durch eine Punktion aus dem Gehirn entfernen lässt, um den Druck im Schädelinneren zu senken. Bei einer Blutung aus einem geplatzten Aneurysma muss das betroffene Blutgefäß operiert werden. Gelegentlich lässt sich die Blutung mit blutgerinnungsfördernden Medikamenten reduzieren oder sogar stoppen. Um den ischämischen Schlaganfall zu erkennen und den hämorrhagischen auszuschließen, wird bei den heute üblichen Behandlungsverfahren und Richtlinien normalerweise eine CT-gestützte bildgebende Untersuchung im Anschluss an die Anamnese und die körperliche Untersuchung von Schlaganfallpatienten durchgeführt.
  • In den USA leiden heute circa 61 Millionen Menschen an einer oder mehreren Arten von Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Etwa 13 Millionen US-Amerikaner hatten entweder bereits einen Herzinfarkt oder leiden an Angina pectoris. Auch bei einem Herzinfarkt ist eine rasch eingeleitete Therapie ganz entscheidend für das Überleben des Patienten. Üblicherweise erfolgt zunächst eine erste Medikation mit intravenöser Gabe von Nitroglycerin. Mitunter erhält der Patient auch blutgerinnungshemmende Substanzen (Antikoagulantien) in Form von körpereigenen Glykosaminoglykanen, wie z. B. Heparin, und nur in besonders gelagerten Fällen kommen zusätzlich spezielle Antithrombotika, wie beispielsweise ReoPro® (eine generische Bezeichnung für den Glykoproteinhemmer Abciximab), zum Einsatz. In der Regel folgt dann ein operativer Eingriff, bei dem die verschlossenen Koronargefäße durch eine Ballondilatation geöffnet und aufgeweitet werden.
  • Die vorstehend angegebenen Beispiele zeigen, dass es bei vielen medizinischen Notfällen besonders wichtig ist, bereits am Notfallort eine gute Diagnose zu stellen, um sofort eine medizinisch sinnvolle Therapie einleiten zu können.
  • Die Behandlung eines Schlaganfalls läuft in der Regel nach landes- oder krankenhausspezifischen Richtlinien ab. Das notärztliche Personal erfasst dabei in der Regel noch am Notfallort Patientendaten und erstellt eine kurze Anamnese (Bewusstseinsgrad, Blutdruck, Herzfrequenz, Sauerstoffsättigung etc.), um daraus die nächsten Schritte für die Untersuchung und Behandlung des Schlaganfallpatienten abzuleiten. Mit den hierbei gewonnenen Informationen lässt sich der Verdacht, dass die Symptome auf einen Schlaganfall und nicht etwa auf eine systematische Erkrankung (z. B. Unterzuckerung) oder eine andere neurologische Erkrankung zurückzuführen sind, entweder bestätigen oder widerlegen. Darüber hinaus erfolgt noch am Notfallort oder in Notarztwagen eine Erstdiagnose, welche üblicherweise die Aufzeichnung eines Elektrokardiogramms (EKG) zum Ausschluss relevanter Herzrhythmusstörungen umfasst. Bei Verdacht auf einen Herzinfarkt kann es sich dabei vorteil hafterweise um ein 12-Kanal-EKG zur Feststellung von Veränderungen im ST-Segment (dem charakteristischen Verlauf der Herzstromkurve in der Austreibungsphase der elektrischen Systole) handeln. Bei einem Verdacht auf einen Schlaganfall erfolgt üblicherweise eine Sonografie der Halsschlagadern zum Erkennen hochgradiger Stenosen oder Okklusionen.
  • Zur Erstdiagnose und Behandlung einer akuten Herz-Kreislauf-Erkrankung sind heute eine Vielzahl von medizinischen Geräten und Verfahren im Einsatz.
  • In letzter Zeit hat sich der Einsatz von Sonografiegeräten bei der Patientendiagnose zunehmend als sinnvoll erwiesen, beispielsweise um die Nadelführung bei einer Punktion der Femoral- und Brachial-Arterie zu überprüfen. Zudem bietet die Sonografie im Vergleich zur Computertomografie die Möglichkeit einer nicht-invasiven medizinischen Diagnose, ohne den Patienten einer unnötigen Strahlenexposition auszusetzen. Auch zur einfachen Überprüfung der Herzfunktionen können Sonografiegeräte genutzt werden.
  • Da Ultraschallsignale wegen ihres großen Platzbedarfes und ihres relativ hohen Preises nicht in allen Untersuchungsräumen einer Klinik zur Verfügung stehen, müssen Patienten derzeit zur Durchführung einer Ultraschalluntersuchung in einen speziellen Untersuchungsraum geschickt bzw. durch das Klinikpersonal im Krankenbett dorthin geschoben werden. Zwar gibt es auch heutzutage bereits tragbare Sonografiegeräte mit reduzierten Abmessungen und deutlich reduziertem Gewicht, wie z. B. das von der Firma Sonosite entwickelte und vertriebene Sonografiegerät iLook® (siehe http://www.sonosite.com) oder das portable Sonografiegerät PRIMEDICTM HandyScan der Metrax GmbH aus Rottweil. Diese sind aber immer noch so unhandlich, dass sie nicht ohne Weiteres mitgeführt werden können. Oft steht auch überhaupt kein Platz für einen Ultraschallmonitor neben den vielen lebenserhaltenden Geräten eines Intensivstationsbettes mehr zur Verfügung. Andererseits ist der Monitor bei kleineren Sonografiegeräten in der Regel kleiner als handtellergroß, so dass sich Einzelheiten darauf überhaupt nicht mehr sinnvoll erkennen lassen. Derartige Kleingeräte sind daher für den zusätzlichen Einsatz speziell auf Intensivstationen nicht geeignet.
  • Aus US 6,221,012 sind weiterhin portable Patientenmonitore zur medizinischen Diagnose von EKG, Blutdruck und Sauerstoff-Sättigung bekannt. Mit einem derartigen Patientenmonitor können zwar noch am Notfallort einige physiologische Parameter diagnostiziert werden, nicht aber Parameter aus Körperflüssigkeiten, d. h. keine Laborwerte.
  • Des Weiteren ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 103 03 717 A1 eine Kombination aus Patientenmonitor und tragbarem Sonografiegerät bekannt.
  • Für eine endgültige Diagnose des medizinischen Notfalls und die weitere Therapieplanung und sind bei einer akuten Herz-Kreislauf-Erkrankung neben einer Ultraschalluntersuchung noch weitere bildgebende Verfahren, wie z. B. die Durchführung einer Computertomografie, und Labortests (z. B. zur Untersuchung der Blutkörperchen, des Blutgerinnungssystems, bestimmter Enzyme etc.) notwendig. In diesem Zusammenhang sind z. B. die von der Firma Bayer entwickelten Laboranalysegeräte ADVIA® 2400 und Rapidlab® 1200 bekannt (http://www.bayerdiag.com).
  • Zur Untersuchung von Inhaltsstoffen in Flüssigkeiten gilt die Kapillarelektrophorese als etabliertes Laboranalyseverfahren. Diese Geräte sind sehr teuer und groß. Sie brauchen für eine Analyse zwischen zehn Minuten und einer Stunde – je nach Beschaffenheit der Probe. Das Messprinzip beruht darauf, dass die in der Flüssigkeit gelösten Stoffe in einer Kapillare unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes unterschiedlich schnell wandern und am Ende der Messstrecke getrennt ankommen. Dort werden sie von einem Detektor erfasst. Eine Software berechnet die entsprechende Zusammensetzung. Diese Verfahren ermöglichen eine zuverlässige Diagnose, haben aber den Nachteil, dass diese nur in einem Krankenhaus möglich ist.
  • Siemens-Wissenschaftler arbeiten derzeit an der Entwicklung eines Minilabors, das im Gegensatz zu heutigen Laboranalysegeräten ständig Daten liefern und dabei prozessintegriert arbeiten soll. Das Herzstück dieses als "Lab-on-a-Chip" bzw. „Quicklab" bezeichneten Minilabors ist etwa so groß wie eine Scheckkarte, was relativ kurze Analysezeiten von nur wenigen Minuten ermöglicht. In Zusammenarbeit mit dem Institut für Spektrochemie und Angewandte Spektroskopie (ISAS) in Dortmund entwickelten Forscher ein mikrofluidisches System aus haardünnen Kanälen. Pro Minute wird aus der zu testenden Flüssigkeit etwa ein millionstel Liter in das Analysesystem eingeschleust. Nur einige milliardstel Liter davon, die eigentliche Probe, wird durch das Schalten einer elektrischen Spannung in die wenige Zentimeter lange Trennstrecke abgezweigt. Darüber hinaus kann das neue Gerät je nach Anforderungen auch mehrere Komponenten beliebiger Proben analysieren.
  • Das „Lab-on-a-Chip"-Projekt ist unter anderem in den Schutzrechten DE 10 2004 021 780 A1 und DE 10 2004 021 822 B3 beschrieben, deren Inhalt hiermit vollinhaltlich in die vorliegende Beschreibung übernommen wird.
  • Auch andere Firmen, wie beispielsweise NANOGEN Inc., arbeiten an Lösungen, um eine labortechnische Analyse von biologischem Zellgewebe und Körperflüssigkeiten auf einem Halbleiter-Chip zu realisieren (siehe http://www.nanogen.com).
  • Alle herkömmlichen Lösungen haben jedoch den Nachteil, dass diese nur jeweils eine Parameterart mit einen eigenen Gerät auswerten, so dass entweder eine Vielzahl von Analysegeräten notwendig ist oder dass diese nicht mobil sind.
  • Ausgehend von dem oben geschilderten Stand der Technik, ist die vorliegende Erfindung der Aufgabe gewidmet, die Möglichkeiten der Vor-Ort-Diagnose zur Einleitung geeigneter Maßnahmen zur Sofortbehandlung von Herz-Kreislauf-Notfallpatienten am Notfallort, in Notarztwagen, in der Intensivstation eines Krankenhauses sowie an allen Orten, an denen bei Vorliegen eines Herz-Kreislauf-Notfalls erste Hilfe geleistet sowie Erstdiagnose- und lebenserhaltende Soforttherapiemaßnahmen eingeleitet werden müssen, zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele, die den Gedanken der Erfindung weiterbilden, sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Untersuchungseinheit mit einer integrierten, im Folgenden auch als „Analysesubsystem" bezeichnete Minilabor-Analyseeinheit („Lab-on-a-Chip") zur biochemischen und/oder zellbiologischen Untersuchung entnommener Blutproben bzw. Gewebebiopsien eines Patienten und mit wenigstens einer Vorrichtung aus der Gruppe.
    • i Patientenmonitor,
    • ii Ultraschallgerät,
    • iii EKG-Gerät,
    • iv Beatmungs-Gerät und/oder
    • v Reanimationsgerät.
  • Erfindungsgemäß kann die Untersuchungseinheit als Notfall-Kombiset zur Erstellung einer Erstdiagnose, Überwachung der Lebensfunktionen und/oder notärztlichen Einleitung lebenserhaltender Soforttherapiemaßnahmen von Notfallpatienten mit akuten Herz-Kreislauf-Beschwerden, Herzinfarkt-, Schlaganfall- bzw. Diabetes mellitus-Symptomen ausgebildet sein. Bei diesem Notfall-Kombiset kann es sich entweder um ein stationäres oder um ein portables „All-in-One"-Ultraschall-, Patientenmonitor-, EKG-, Beatmungs- und/oder Reanimationsgerät (z. B. Defibrillator) handeln, wobei das portable Notfall-Kombiset zur Stromversorgung mit einer integrierten mobilen Stromversorgungseinheit (z. B. Batterie, Akku, Brennstoffzelle oder Solarpanel) ausgestattet ist. Der erfinderische Schritt liegt dabei in der Kombination von einem Notfallset mit Patientenmonitor, einer bildgebenden Ultraschall-Vorrichtung und mindestens einer Minilabor-Analyseeinheit zu einer integrierten Einheit.
  • Die integrierte Minilabor-Analyseeinheit des erfindungsgemäßen Notfall-Kombisets verfügt dabei über geeignete labortechnische Mittel zur Durchführung einer Kapillarelektrophorese. Mit Hilfe der integrierten Minilabor-Analyseeinheit ist es dabei erfindungsgemäß möglich, physiologische Patientenparameter zu bestimmen und aufzuzeichnen, darunter vorzugsweise EKG, Blutdruck (invasiv/nicht-invasiv), Atemfrequenz, Pulsfrequenz, Sauerstoffsättigung (SpO2), CO2-Gehalt, Herzzeitvolumen sowie transkutanes O2/CO2). Darüber hinaus können auch Ultraschallaufnahmen von Organen, Knochen und Blutgefäßen mit Hilfe eines Ultraschallkopfes aufgezeichnet, dargestellt und gespeichert werden. Ebenso ist es mit der integrierten Minilabor-Analyseeinheit möglich, Laborwerte aus biologischem Gewebe- und Flüssigkeiten zu bestimmen und aufzuzeichnen, darunter vorzugsweise den Blutgas- und Blutzuckergehalt, die Zusammensetzung der Blutkörperchen und die Blutgerinnungsfaktoren sowie Enzymmarker, die einen Hinweis auf einen Herzinfarkt liefern: die Gesamtkreatinkinase (CK-MM, CK-MB, CK-BB und CK-MiMi), die MB-Fraktion der Kreatininkinase, Myoglobin (MYO), kardiales Troponin I (cTnI) und kardiales Troponin T (cTnT) (Proteine aus den Muskelzellen des Herzens, die bei einer Zellschädigung, wie z. B. bei einem Myokardinfarkt, in das Blut freigesetzt werden) sowie Troponin B. Diese klassischen Enzymarker sind relativ langsam, d. h. sie zeigen erst mit einer Verzögerung von mehreren Stunden an, ob ein Herzinfarkt vorliegt oder nicht. Besonders vorteilhaft ist daher die ebenfalls von der erfindungsgemäßen Minilabor-Analyseeinheit vorgesehene zusätzliche Analysemöglichkeit für die folgenden kardiale Marker: das zur Bindung langkettiger Fettsäuremoleküle im Blut dienende kardiale Protein h-FABP („heart-type fatty acid-binding Protein"), sCD40L (ein biochemischer Marker zum Nachweis einer Aktivierung der Blutplättchen bei kardiovaskulären Erkrankungen), Myeperoxidase (MPO), das natriuretische Peptid BNP („brain natriuretic peptide”) und sein N-terminales Fragment (NT-proBNP), D-Dimer (ein Spaltprodukt des Fibrins), das als Entzündungsparameter dienende C-reaktive Protein (CRP), Biopolymer-Marker aus Aminosäuren 2 bis 13 SEQ ID No: 1 (siehe US 6,6602,855 ) oder der Biopolymer-Marker ID SKITHRIHWESASLL (wie in US 2002/0160434 beschrieben). Ferner können auch Marker verwendet werden, die einen Hinweis auf das Vorliegen eines Schlaganfalls geben, wie z. B. Serum Phosphoglycerate Mutase B-Typ Isozyme, das S-100B-Protein (ein Marker für die Astrozyten-Aktivität), der neurotropische Wachstumsfaktor vom Typ B, Matrix-Metalloproteinase-9 (MMP9), das Monocyte Chemotactic Protein-1 (MCP-1), Biopolymer-Marker aus Aminosäuren 2 bis 13 SEQ ID No: 1 (wie in US 6,602,855 beschrieben), Kombinationsmarker aus vier Teilmarkern (aus dem Myelinprotein, der β-Isoform des S100-Proteins, der neuronenspezifischen Enolase und dem Endothelialzellmembran-Protein; siehe DE 600 16 178 T2 ) oder der Biopolymer-Marker ID SKITHRIHWESASLL (wie in US 2002/0160434 beschrieben). Des Weiteren können auch Entzündungsmarker, die einen Hinweis auf artherosklerotisches Plaques liefern, verwendet werden, wie z. B. das C-reaktive Protein (CRP) oder Fibrinogen (der Blutgerinnungsfaktor I).
  • In einer erweiterten Ausführung kann die integrierte Minilabor-Analyseeinheit auch über geeignete labortechnische Mittel zur Durchführung von Gentests ausgestattet sein, um Hochrisikopatienten in Bezug auf eine genetische Veranlagung für das Auftreten einer bestimmten Erkrankung, insbesondere einer Herz-Kreislauf-Erkrankung, eines Myokardinfarkts, Angina pectoris, eines apoplektischen Insults, Arteriosklerose bzw. Diabetes mellitus, zu identifizieren. Unter „Hochrisikopatienten" sind dabei solche Patienten zu verstehen, bei denen sich konventionelle Risikofaktoren, wie z. B. hohes Cholesterin, Rauchen, hoher Blutdruck etc., häufen, Patienten, bei denen ein Myokardinfarkt bei engen Familienmitgliedern vor dem 60. Lebensjahr aufgetreten ist, sowie Patienten, bei denen Diabetes mellitus Typ II oder das sogenannte „metabolische Syndrom" (eine Fettstoffwechselstörung in Kombination mit Übergewicht und Bluthochdruck) diagnostiziert wurde. Zur Feststellung einer einen Herzinfarkt begünstigenden genetischen Veranlagung kann die integrierte Minilabor-Analyseeinheit zu diesem Zweck unter anderem zur Erfassung von genetischen Veränderungen der Gene ApoB Arg3500Gln (R3500Q) und ApoB Arg3531Cys (R3531C), d. h. den beiden häufigsten Mutationen des Apo B100-Gens, ApoE E2/E3/E4, MTHFR Ala22Val, PAI-1 4G/5G, LPL Asn291Ser, ACE 287 bp I/D im Intron 16, Angiotensinogen Met235Thr, CETP B1/B2, Cyp 7A1–204A > C, Paraoxonase 1 Gln192Arg, Glykoprotein III PLA1/A2 ausgestattet sein. Um eine Veranlagung für das Auftreten eines Schlaganfalls nachzuweisen, kann die integrierte Minilabor-Analyseeinheit darüber hinaus auch über geeignete Mittel zur Erfassung von genetischen Veränderungen des Enzyms Lysyloxidase ausgerüstet sein. Ferner kann auch erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die integrierte Minilabor-Analyseeinheit zum Nachweisen einer Veranlagung für das Auftreten atherosklerotischer Plaques entsprechend ausgerüstet ist. In letzterem Fall verfügt die integrierte Minilabor-Analyseeinheit erfindungsgemäß über geeignete Mittel zur Erfassung der lipoprotein-assozierten Phospolipase A2 (Lp-LPA2-Aktivität), was ein erhöhtes Risiko für das Auftreten eines Myokardinfarkts oder eines ischämischen Insults bedeutet, bzw. über geeignete Mittel zur Erfassung des Serum Lipoprotein (a)-Spiegels (LP(a)).
  • Das Notfall-Kombiset kann unter anderem eine Ultraschalleinheit (im Folgenden auch als „Ultraschallsubsystem" bezeichnet) umfassen, die entweder fest integriert und somit nur von dem Notfall-Kombiset selbst nutzbar ist, oder eine integrierte, jedoch als eigenständiges Modul aufgebaute Ultraschalleinheit, die sowohl von dem Notfall-Kombiset selbst als auch von externen medizintechnischen Geräten nutzbar ist.
  • Des Weiteren kann das erfindungsgemäße Notfall-Kombiset eine Anschlussbuchse zum Anstecken eines Verbindungskabels zu einem anschließbaren externen Ultraschallkopf aufweisen. Alternativ dazu kann auch ein Empfangsteil zum drahtlosen Empfang von Ultraschallsignalen eines externen Ultraschallkopfes über eine drahtlose Schnittstelle vorgesehen sein. Bei der drahtlosen Schnittstelle kann es sich dabei z. B. um eine Infrarot- Schnittstelle oder um eine Funkschnittstelle (z. B. um eine Bluetooth-Funkstrecke) handeln.
  • Erfindungsgemäß kann auch eine Funksignalübertragungseinheit zur drahtlosen Übermittlung aufgenommener Patientendaten über die Luftschnittstelle (z. B. via Mobilfunk, Bluetooth oder Wireless LAN) an ein den Notfallpatienten aufnehmendes Krankenhaus in das Notfall-Kombiset integriert sein.
  • Eine in das Notfall-Kombiset integrierte Anzeigevorrichtung (im Folgenden auch als „Patientenmonitor" bezeichnet) dient zur Anzeige akquirierter Patientendaten in Form von Ultraschallaufnahmen, gemessenen EKG-Verläufen, Datensätzen oder grafischen Darstellungen des Verlaufs anderer Messdaten. Ein Anwender hat dabei die Möglichkeit, über Eingabemenüs zwischen verschiedenen Bildschirmanzeigen umzuschalten, die Art der Darstellung zu verändern (z. B. durch Änderung des Bildkontrasts oder der Helligkeit bzw. durch Zoomen auf einen bestimmten Bildbereich) oder sich bestimmte Messdaten als Zahlenwerte anzeigen zu lassen. Darüber hinaus hat der Anwender auch die Möglichkeit, sich zur Diagnoseunterstützung mehrere Informationen (EKG, Ultraschallbilder, Labormessdaten etc.) in verschiedenen Anzeigefenstern gleichzeitig darstellen zu lassen, um aus der Kombination der erhaltenen Informationen möglichst schnell und zuverlässig Maßnahmen für eine sich anschließende Soforttherapie des untersuchten Notfallpatienten ableiten zu können.
  • Abschließend ist anzumerken, dass es sich bei den vorstehend aufgeführten Krankheitsbildern lediglich um Beispiele handelt und dass die vorliegende Erfindung nicht auf ein Notfall-Kombiset mit einer integrierten Minilabor-Analyseeinheit, die ausschließlich zum Nachweisen dieser Krankheitsbilder als Diagnoseunterstützung verwendet werden kann, beschränkt ist. Notfälle, die durch andere Krankheitstypen hervorgerufen werden, lassen sich durch eine entsprechende Konfiguration des Monitoringsubsystems (gemeint ist das Patientenmonitorgerät), des Ultraschallsubsystems und des Analysesubsystems ebenfalls diagnostizieren.
  • Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen, welche in den folgenden Zeichnungen abgebildet sind.
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht dreier verschiedener Notfall-Kombisets mit integrierter Minilabor-Analyseeinheit und diversen Anschlussmöglichkeiten für einen von einem Arzt mitführbaren Ultraschalltastkopf,
  • 2 veranschaulicht den modularen Aufbau und die modulare Verwendung der in ein solches Notfall-Kombiset integrierten Minilabor-Analyseeinheit,
  • 3 zeigt einen Systemüberblick über die Systemkomponenten eines erfindungsgemäßen Notfall-Kombisets mit integriertem Patientenmonitor, integriertem Sonografiegerät und integrierter Minilabor-Analyseeinheit, und
  • 4 zeigt ein Beispiel zur Diagnoseunterstützung mit einem zur Verknüpfung gewonnener medizinischer Informationen verwendeten Entscheidungsbaumes.
  • In den folgenden Abschnitten werden die Systemkomponenten der erfindungsgemäßen Untersuchungseinheit als Notfall-Kombisets anhand der beigefügten Zeichnungen im Detail erläutert.
  • In 1 ist ein schematisches Blockschaltbild dreier verschiedener Notfall-Kombisets 1, 1' und 1'' gemäß vorliegender Erfindung mit integrierter Minilabor-Analyseeinheit 1b (mit vorderseitigen Bedienteil 1b') zur biochemischen und/oder zellbiologischen Untersuchung entnommener Blutproben bzw. Gewebebiopsien eines Herz-Kreislauf-Notfallpatienten. Um die Notfall-Kombisets 1, 1' und 1'' besser transportieren zu können, ist an ihrer Oberseite jeweils ein Trageriemen oder Griff 1a angebracht. Die drei Notfall-Kombisets 1, 1' und 1'' sind dabei jeweils mit Patientenmonitoren (a, b bzw. n) und integrierten Sonografiegeräten 2 (mit integrierten Bedienteilen 2') zur Verarbeitung und Visualisierung von Ultraschallbildern aus dem Körperinneren eines Notfallpatienten mit Symptomen akuter Herz-Kreislauf-Beschwerden ausgestattet. Diese Sonografiegeräte 2 dienen dabei zur Verarbeitung von Ultraschallsignalen, die über eine drahtgebundene (5) bzw. drahtlose Datenschnittstelle (6) von einem Ultraschallkopf 3 bzw. 3', der von einem Arzt mitgeführt wird, bereitgestellt werden. Hierzu ist in dem drahtgebundenen Ausführungsbeispiel im linken Teilbild von 1 ein Verbindungskabel 4 mit einem Steckerteil vorgesehen, das in eine Anschlussbuchse 5 des Patientenmonitors von Notfall-Kombiset 1 einsteckbar ist, um die Verbindung zu dem betreffenden Patientenmonitor zu bewirken. Ein entsprechendes Notfall-Kombiset 1' mit integriertem Sonografiegerät, jedoch ohne angeschlossenen Ultraschallkopf 3 ist im mittleren Teilbild von 1 skizziert. Anstelle einer Verbindung über ein Kabel 4 kann aber auch eine drahtlose Verbindung über eine Infrarot-Schnittstelle oder über eine "Bluetooth"-Funkstrecke vorgesehen sein, wie dies im rechten Teilbild von 1 angedeutet ist. Der Ultraschalltastkopf 3' überträgt die Daten mittels eines eingebauten HF-Senders an ein in den Patientenmonitor von Notfall-Kombiset 1'' integriertes HF-Empfangsteil 6. Die Notfall-Kombisets 1, 1' und 1'' umfassen weiterhin jeweils ein integriertes Steuerungsmodul 9 mit einem vorderseitigen Bedienteil 9' zur Steuerung des jeweiligen Patientenmonitors.
  • Eine in eines der Notfall-Kombisets 1, 1 bzw. 1'' integrierte Funksignalübertragungseinheit 6' dient erfindungsgemäß zur drahtlosen Übermittlung aufgenommener Patientendaten an ein den jeweiligen Notfallpatienten aufnehmendes Krankenhaus.
  • Zur Stromversorgung der portablen Notfall-Kombisets 1, 1' und 1'' dient, wie bereits weiter oben erwähnt, eine integrierte mobile Stromversorgungseinheit in Form einer Batterie, eines Akkus, einer Brennstoffzelle oder eines Solarpanels. Bei Ak kubetrieb, wie in 1 dargestellt, sind die einzelnen Akkumulatoren in einer dafür vorgesehenen Halterung und Ladestation 8 untergebracht.
  • 2 illustriert als alternative Ausgestaltung den modularen Aufbau und die modulare Verwendung der in ein oben beschriebenes Notfall-Kombiset 1, bzw. 1'' integrierten Minilabor-Analyseeinheit 1b. Wie 2 zu entnehmen ist, kann die Minilabor-Analyseeinheit 1b beispielsweise durch wenige einfache Handgriffe aus einem Aufnahmefach 1c eines ersten Notfall-Kombisets 1 herausgenommen und in ein dafür vorgesehenes leeres Aufnahmefach 1c eines zweiten Notfall-Kombisets 1'' hineingeschoben werden.
  • 3 zeigt einen Systemüberblick über die Systemkomponenten eines der erfindungsgemäßen Notfall-Kombisets 1, 1' bzw. 1'' mit integriertem Patientenmonitor, integriertem Sonografiegerät und integrierter Minilaber-Analyseeinheit. Wie 3 entnommen werden kann, werden die Patientenmonitore der Notfall-Kombisets 1, 1' bzw. 1'' über einen Datenbus 10 angesteuert, an dem ein Mikroprozessor 11 zur Steuerung aller mit dem Datenbus 10 verbundenen Systemkomponenten und deren Abläufe angeschlossen ist. Über eine Patientenmonitor-Steuerung 12 (Controller) ist ein Display 13 mit Patientenmonitorfunktionen an dem Bus 10 angeschlossen, auf dem beispielsweise Kurven, Daten und Ultraschallbilder eines Notfallpatienten wiedergegeben werden können. Über ein Sensor/Daten-Interface 14 für das Patienten-Monitoring können Daten von am Patienten angebrachten Sensoren einer Signalverarbeitungseinheit 15 zur Verarbeitung empfangener Sensordaten zugeführt werden, die mit dem Datenbus 10 verbunden ist. Mittels einer zur Ein- bzw. Ausgabe von Benutzerdaten vorgesehenen Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 16 lassen sich Eingabemenüs 17 für das Patienten-Monitoring und Eingabemenüs 18 für eine Ultraschall-Signal-Verarbeitungseinheit 20 aufrufen, deren zugehörige Befehle über den Datenbus 10 der entsprechenden Vorrichtung zugeführt werden. Der Ultraschalltastkopf 3 ist über ein Ultraschall-Sensor/Daten-Interface 19 mit der an dem Datenbus 10 angeschlossenen Ultraschall-Signalverarbeitungseinheit 20 verbunden. An dem Datenbus 10 ist weiterhin ein Speicher 21 mit einer Speichererweiterung 22 für die Ultraschallkomponenten angeschlossen. Weiterhin ist der Patientenmonitor von Notfall-Kombiset 1 mit einem Netzteil 23 zur Stromversorgung seiner einzelnen Systemkomponenten versehen. Den Ablauf der Prozesse im Patientenmonitor steuert eine für diesen Patientenmonitor vorgesehene Systemsoftware 24, die mit einer Systemsoftware 25 für die Ultraschall-Signalverarbeitungseinheit 20 erweitert ist. Zusätzlich können ein EKG-Gerät, ein Beatmungsgerät und/oder ein Reanimationsgerät (Defibrillator) vorgesehen sein.
  • In 4 ist ein Beispiel zur Diagnoseunterstützung mit einem zur Verknüpfung gewonnener medizinischer Informationen verwendeten Entscheidungsbaumes dargestellt, der sich durch Kombination der mit Hilfe der integrierten Minilabor-Analyseeinheit 1b erhaltenen Analysedaten ergibt. Wie dieser Figur zu entnehmen ist, kann erst bei einer Parameterkonstellation, die sich aus einer Kombination von vier verschiedenen medizinischen Parametern (Thoraxschmerz, ST-Hebung im EKG, hoher CK-BM-Spigel und hoher Troponin-Spiegel) ergibt, mit hoher Wahrscheinlichkeit auf das Auftreten eines akuten Myokardinfarkts in naher Zukunft ausgegangen werden. Auch andere Krankheitsbilder können nur bei Vorliegen einer bestimmten Parameterkonstellation zuverlässig nachgewiesen werden.
  • Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, liegt der Vorteil der erfinderischen Lösung in einer deutlich besseren Diagnosemöglichkeit bereits am Notfallort bzw. dem „Point of Care" und den vom notärztlichen Personal somit schneller einleitbaren richtigen Therapiemaßnahmen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (15)

  1. Untersuchungseinheit mit einer integrierten Minilabor-Analyseeinheit (1b) zur biochemischen und/oder zellbiologischen Untersuchung entnommener Blutproben bzw. Gewebebiopsien eines Patienten und mit wenigstens einer Vorrichtung aus der Gruppe: i Patientenmonitor, ii Ultraschallgerät, iii EKG-Gerät, iv Beatmungs-Gerät und/oder v Reanimationsgerät.
  2. Untersuchungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es als Notfall-Kombiset zur Erstellung einer Erstdiagnose, Überwachung der Lebensfunktionen und/oder notärztlichen Einleitung lebenserhaltender Soforttherapiemaßnahmen bei Notfallpatienten mit akuten Herz-Kreislauf-Beschwerden, Herzinfarkt-, Schlaganfall- bzw. Diabetes mellitus-Symptomen ausgebildet ist.
  3. Untersuchungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Notfall-Kombiset (1, 1' bzw. 1'') um ein stationäres „All-in-One"-Ultraschall-, Patientenmonitor-, EKG-, Beatmungs- und/oder Reanimationsgerät handelt.
  4. Untersuchungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Notfall-Kombiset (1, 1' bzw. 1'') um ein portables „All-in-One"-Ultraschall-, Patientenmonitor-, EKG-, Beatmungs- und/oder Reanimationsgerät handelt.
  5. Untersuchungseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das portable Notfall-Kombiset (1, 1' bzw. 1'') zur Stromversorgung mit einer integrierten mobilen Stromversorgungsein heit in Form einer Batterie, eines Akkus, einer Brennstoffzelle oder eines Solarpanels ausgestattet ist.
  6. Untersuchungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Minilabor-Analyseeinheit (1b) über labortechnische Mittel zur Durchführung einer Kapillarelektrophorese verfügt.
  7. Untersuchungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Minilabor-Analyseeinheit (1b) mit labortechnischen Mitteln zur Durchführung von Gentests zur Identifikation von Hochrisikopatienten in Bezug auf eine genetische Veranlagung für das Auftreten einer bestimmten Erkrankung, insbesondere einer Herz-Kreislauf-Erkrankung, eines Myokardinfarkts, Angina pectoris, eines apoplektischen Insults, Arteriosklerose bzw. Diabetes mellitus, geeignet ausgestattet ist.
  8. Untersuchungseinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 7, umfassend eine fest integrierte Ultraschalleinheit (2), die nur von dem Notfall-Kombiset (1, 1' bzw. 1'') selbst nutzbar ist.
  9. Untersuchungseinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 7, umfassend eine integrierte, jedoch als eigenständiges Modul aufgebaute Ultraschalleinheit (2), die sowohl von dem Notfall-Kombiset (1, 1' bzw. 1'') selbst als auch von externen medizintechnischen Geräten nutzbar ist.
  10. Untersuchungseinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 9, gekennzeichnet durch eine Anschlussbuchse (5) zum Anstecken eines Verbindungskabels zu einem anschließbaren externen Ultraschallkopf (3).
  11. Untersuchungseinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 9, gekennzeichnet durch ein Empfangsteil (6) zum drahtlosen Empfang von Ultraschallsignalen eines externen Ultraschallkopfes (3) über eine drahtlose Schnittstelle.
  12. Untersuchungseinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der drahtlosen Schnittstelle um eine Infrarot-Schnittstelle handelt.
  13. Untersuchungseinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der drahtlosen Schnittstelle um eine Funkschnittstelle handelt.
  14. Untersuchungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine integrierte Funksignalübertragungseinheit (6') zur drahtlosen Übermittlung aufgenommener Patientendaten an ein den Notfallpatienten aufnehmendes Krankenhaus.
  15. Untersuchungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine integrierte Anzeigevorrichtung (a, b bzw. n) zur Anzeige aufgenommener Patientendaten.
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