DE10352591A1

DE10352591A1 - Device for monitoring vital parameters, especially of baby, has wireless data transmission module; sensors, signal processing unit; transmission module and power supply unit are integrated into watch in miniaturized form

Info

Publication number: DE10352591A1
Application number: DE2003152591
Authority: DE
Inventors: Anja Falk; Melanie Münk; Michael Dipl.-Wirtsch.-Ing. Kirchner (FH); René Dipl.-Wirtsch.-Ing. Dünkler
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2003-11-11
Filing date: 2003-11-11
Publication date: 2005-06-16

Abstract

The device has one or more sensors (1) for detecting one or more vital parameters, a signal processing unit (2) connected to the sensors with an integrated signal evaluation program, a transmission module (3) for transmitting data received from the signal processing unit to a receiving station (5) and a power supply unit (4) for the sensors, signal processing unit and transmission module. The transmission module is designed for wireless transmission of data to the receiving station and the sensors, signal processing unit, transmission module and power supply unit are integrated into a watch (6) in miniaturized form.

Description

Technisches AnwendungsgebietTechnical application

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung von Vitalparametern einer Person, insbesondere eines Säuglings, mit ein oder mehreren Sensoren für die Erfassung ein oder mehrerer Vitalparameter, einer mit den Sensoren verbundenen Signalverarbeitungseinheit, die von den Sensoren erhaltene Signale verarbeitet und nach einem integrierten Programm auswertet, einem Übertragungsmodul zur Übertragung von Daten, die von der Signalübertragungseinheit als Ergebnis der Auswertung erhalten werden, an eine Empfangsstation, und einer Stromversorgungseinheit für die Sensoren, die Signalverarbeitungseinheit und das Übertragungsmodul.The The present invention relates to a monitoring device of vital parameters of a person, especially an infant, with one or more sensors for the acquisition of one or more vital signs, one with the sensors connected signal processing unit, which received from the sensors Processing signals and evaluating them according to an integrated program, a transmission module for transmission of data coming from the signal transmission unit obtained as a result of the evaluation, to a receiving station, and a power supply unit for the sensors, the signal processing unit and the transmission module.

Die vorgeschlagene Vorrichtung lässt sich vor allem auf dem Gebiet der Medizintechnik einsetzen und dient insbesondere der Überwachung der Vitalparameter von Säuglingen.The proposed device leaves mainly used and used in the field of medical technology especially the monitoring the vital parameter of infants.

Vitalparameter von Neugeborenen, wie beispielsweise Pulsschlag oder Atmung, müssen unter bestimmten Umständen in den ersten Lebenswochen oder -monaten überwacht werden, um bei Komplikationen ein schnelles Eingreifen sicherstellen zu können. Hierfür sind in den Kliniken Geräte vorhanden, mit denen Vitalparameter erfasst und an einem Monitor dargestellt werden können. Die Vitalparameter werden dabei mit Sensoren und Elektroden an dem Säugling gemessen und über verschiedene Kabel vom Säugling zum Gerät übertragen. Dies behindert jedoch den natürlichen Bewegungsablauf des Säuglings.Vital Signs Newborns, such as pulse rate or breathing, must be under certain circumstances be monitored in the first few weeks or months to help with complications to ensure rapid intervention. For this purpose, there are devices in the clinics, with which vital parameters are recorded and displayed on a monitor can be. The vital parameters are measured with sensors and electrodes on the infant measured and over different cables from the infant transferred to the device. However, this hinders the natural Movement of the infant.

Auch im häuslichen Umfeld ist vielfach die Überwachung der Vitalparameter eines Säuglings erwünscht, um das Auftreten von Symptomen des plötzlichen Kindstods ausreichend schnell erkennen zu können. Hierfür werden im Handel Systeme angeboten, bei denen die Atmung der Säuglinge mittels Sensormatten überwacht wird, auf denen die Säuglinge liegen. Bei einem Aussetzen der Atmung wird dann ein Alarmsignal ausgelöst. Diese Systeme weisen jedoch eine sehr hohe Fehlalarmrate auf.Also in the domestic Environment is often the surveillance the vital parameter of an infant he wishes, sufficient to prevent the onset of symptoms of sudden infant death syndrome to recognize quickly. Therefor are offered in the trade systems where the respiration of infants monitored by means of sensor mats becomes, on which the infants lie. If breathing stops, an alarm will be triggered. These However, systems have a very high false alarm rate.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Überwachung der Vitalparameter, insbesondere von Säuglingen, anzugeben, die den natürlichen Bewegungsablauf des Säuglings nicht stört und sich insbesondere auch im häuslichen Umfeld ohne weiteres einsetzen lässt.The The object of the present invention is a device for monitoring the vital parameters, in particular of infants, indicate the natural Movement of the infant does not bother and especially in the home Environment can be used easily.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die Aufgabe wird mit der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche oder lassen sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ausführungsbeispielen entnehmen.The The object is achieved with the device according to claim 1. advantageous Embodiments of the device are the subject of the dependent claims or can be understood from the following description and the embodiments remove.

Die vorliegende Vorrichtung zur Überwachung der Vitalparameter einer Person, insbesondere eines Säuglings, umfasst ein oder mehrere Sensoren für die Erfassung ein oder mehrerer Vitalparameter, eine mit den Sensoren verbundene Signalverarbeitungseinheit, die von den Sensoren erhaltene Signale verarbeitet und nach einem integrierten Programm auswertet, sowie ein Übertragungsmodul zur Übertragung von Daten, die von der Signalübertragungseinheit als Ergebnis der Auswertung erhalten werden, an eine Empfangsstation. Das Übertragungsmodul ist bei der vorliegenden Vorrichtung zur drahtlosen Übertragung der Daten an die Empfangsstation ausgebildet. Die Sensoren, die Signalverarbeitungseinheit, das Übertragungsmodul und eine erforderliche Stromversorgungseinheit für diese Komponenten sind in miniaturisierter Form in ein, vorzugsweise für die Anwendung bei einem Säugling miniaturisiertes, Armband integriert, das von der Person bzw. dem Säugling ohne Einschränkung in der Bewegungsfreiheit getragen werden kann.The present device for monitoring the vital parameter of a person, especially an infant, includes one or more sensors for the detection of one or more Vital parameters, a signal processing unit connected to the sensors, processes the signals received from the sensors and after a integrated program evaluates, as well as a transmission module for transmission of data coming from the signal transmission unit obtained as a result of the evaluation, to a receiving station. The transmission module is in the present device for wireless transmission the data is formed to the receiving station. The sensors that Signal processing unit, the transmission module and a required power supply unit for these components are in in a miniaturized form, preferably miniaturized for use in a baby, Bracelet integrated by the person or the baby without restriction can be carried in the freedom of movement.

Die ein oder mehreren Vitalparameter werden mit den Sensoren an diesem Armband erfasst und entweder die Messsignale nach einer Signalverarbeitung und Teilauswertung als digitale Daten oder direkt ein Ergebnis einer Vollauswertung drahtlos an eine Empfangsstation übermittelt. Die drahtlose Übertragungstechnik, insbesondere mittels einer Funkverbindung, ermöglicht dem Patienten die größtmögliche Bewegungsfreiheit und optimale Betreuung auch im häuslichen Umfeld. Sekundäre Krankheiten, die durch einen Bewegungsmangel aufgrund einer Verkabelung mit verursacht werden können, werden dadurch vermieden.The one or more vital signs will be using the sensors on this Bracelet captures and either the measurement signals after signal processing and partial evaluation as digital data or directly a result of a Full evaluation wirelessly transmitted to a receiving station. The wireless transmission technology, in particular by means of a radio link, allows the patient the greatest possible freedom of movement and optimal care in the home Environment. secondary Diseases caused by a lack of exercise due to a wiring can be caused with are avoided.

Die mit den Sensoren erfassten Vitalparameter werden somit entweder bereits in der Signalverarbeitungseinheit des Armbandes, die vorzugsweise durch einen integrierten Schaltkreis (IC) gebildet ist, oder in einer Auswerteeinheit der Empfangsstation ausgewertet und bei Erreichen kritischer Werte ein Alarm ausgelöst. Die Signalverarbeitungseinheit und/oder die Empfangsstation beinhalten dabei ein integriertes Programm, nach dem die Auswertung und eines Alarms durchgeführt wird.The Thus, vital signs recorded with the sensors become either already in the signal processing unit of the bracelet, preferably by an integrated circuit (IC) is formed, or in one Evaluation unit of the receiving station evaluated and upon reaching critical values an alarm is triggered. The signal processing unit and / or the receiving station include an integrated program, after the evaluation and an alarm is performed.

In der bevorzugten Ausgestaltung werden die erfassten und verarbeiteten, insbesondere digitalisierten Signale, mit vorgegebenen Grenzwerten verglichen und bei Über- oder Unterschreiten der Grenzwerte ein Alarmsignal ausgelöst. Um eine hohe Zuverlässigkeit der Vorrichtung zu garantieren, können diese Grenzwerte der Vitalparameter dem Alter der Person, insbesondere des Säuglings, angepasst werden, da sich diese vor allem im ersten Lebensjahr eines Säuglings ändern. Als Vitalparameter wird hierbei beispielsweise der Pulsschlag oder die Atmung mit entsprechenden Sensoren erfasst, die aus dem Bereich der Medizintechnik für derartige Messungen bekannt sind. Insbesondere eignen sich hierfür Elektroden, die an der Innenseite des Armbandes angebracht sind und durch das Anlegen des Armbandes direkten Kontakt mit der Haut des Patienten erhalten.In In the preferred embodiment, the detected and processed, in particular digitized signals, with predetermined limits compared and or below the limits an alarm signal is triggered. To one high reliability To guarantee the device, these limits of vital signs adapted to the age of the person, especially the baby, since these change especially in the first year of life of an infant. When Vital parameters in this case, for example, the pulse rate or the Respiration is detected with appropriate sensors coming out of the field of medical technology for such measurements are known. In particular, electrodes are suitable for this, which are attached to the inside of the bracelet and through the Applying the bracelet received direct contact with the skin of the patient.

Das in die Signalverarbeitungseinheit des Armbandes integrierte Programm lässt sich vorzugsweise durch ein Software-Update abändern, aktualisieren oder austauschen, so dass jederzeit eine Anpassung der Auswertung oder der dabei eingesetzten Grenzwerte an den Träger des Armbandes erfolgen kann. Hierfür umfasst die Signalverarbeitungseinheit vorzugsweise einen Mikroprozessor mit einem nicht flüchtigen, aber wiederbeschreibbaren Speicher, der das Programm aufnimmt.The integrated into the signal processing unit of the bracelet program let yourself preferably modify, update or replace with a software update, so that at any time an adjustment of the evaluation or the used Limits to the carrier of the bracelet can be done. For this purpose, the signal processing unit comprises preferably a microprocessor with a non-volatile, but rewritable memory that holds the program.

Die Stromversorgungseinheit im Armband ist vorzugsweise als wieder aufladbare Batterie ausgestaltet. Zum Aufladen dieser Batterie kann die Empfangsstation eine entsprechende Ladestation umfassen, in die das Armband zum Aufladen lediglich eingelegt werden muss.The Power unit in the bracelet is preferably as a rechargeable Battery designed. To charge this battery, the receiving station include a corresponding charging station, in which the bracelet for Charging only needs to be loaded.

In der bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung ist die Empfangsstation in ein sende- oder empfangsseitiges Babyphon integriert, d.h. in ein Babyüberwachungssystem, das Geräusche des zu überwachenden Raumes drahtlos zum Empfänger überträgt. Der Empfänger gibt das Geräusch dann akustisch und gegebenenfalls auch optisch wieder. Diverse Babyübertragungssysteme zur Übertragung von Geräuschen sind am Markt vorhanden. Durch die Integration der vorliegenden Empfangsstation in ein derartiges Babyphon lassen sich diese bekannten und im häuslichen Bereich häufig eingesetzten Geräte auch für die Überwachung der Vitalparameter einsetzen. In diesem Fall löst das empfangsseitige Babyphon auch bei Über- oder Unterschreiten der entsprechenden Grenzwerte für Vitalparameter einen entsprechenden akustischen oder optischen Alarm aus. Diese Ausgestaltung entspricht auch dem bevorzugten Anwendungsgebiet der vorliegenden Vorrichtung im häuslichen Bereich, bei dem das Armband in Kombination mit einem herkömmlichen Babyüberwachungssystem eingesetzt wird.In the preferred embodiment of the present device is the Receiving station integrated in a transmitting or receiving side baby monitor, i.e. into a baby monitor system, the noise to be monitored Room wirelessly transmits to the receiver. Of the receiver gives the sound then acoustically and possibly also optically again. Various baby transmission systems for transmission of noises are available on the market. By integrating the present Receiving station in such a baby monitor, these known and at home Area often used devices also for The supervision use the vital signs. In this case, the reception-side babyphone triggers even with over- or If the corresponding limit values for vital signs are below a corresponding limit audible or visual alarm. This embodiment corresponds also the preferred field of application of the present device in the domestic Area where the bracelet combined with a conventional baby monitor system is used.

Neben dieser Nutzung durch den privaten Konsumenten, bei der die Aufsichtsperson durch akustischen oder optischen Alarm über den kritischen Zustand des Säuglings informiert wird, kann die vorliegende Vorrichtung auch im klinischen Einsatz Anwendung finden. Hierbei können beispielsweise mehrere Armbänder für die Überwachung mehrerer Patienten die jeweiligen Daten an eine zentrale Basisstation zur Auswertung senden, die vom Klinikpersonal überwacht wird. Das Übertragungsmodul kann dabei auch für die drahtlose Anbindung an ein Netzwerk, bspw. über WLAN, ausgebildet sein, so dass über dieses Netzwerk die Daten mehrerer Patienten an einer zentralen Überwachungs- bzw. Basisstation zusammengeführt werden können.Next this use by the private consumer, where the supervisor by audible or visual alarm about the critical condition of the infant is informed, the present device can also be used in clinical Use find application. Here, for example, several Bracelets for monitoring several patients the respective data to a central base station for evaluation, which is monitored by the clinic staff. The transmission module can also do this for the wireless connection to a network, for example via WLAN, be formed, so that over This network collects the data of several patients at a central monitoring or base station merged can be.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung ist weiterhin vorgesehen, dass die durch das Armband übermittelten Daten in einer Speichereinheit der Empfangsstation gespeichert werden. Die gespeicherten Daten können später ausgelesen werden, um diese Informationen Ärzten oder der medizinischen Forschung zur Verfügung zu stellen.In an advantageous embodiment of the present device further provided that transmitted through the bracelet Data is stored in a storage unit of the receiving station. The stored data can later be read out to doctors or the medical information Research available to deliver.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of drawings

Die vorliegende Vorrichtung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals kurz erläutert. Hierbei zeigen:The The present device will now be described with reference to an embodiment briefly explained in connection with the drawings. in this connection demonstrate:

1 eine schematische Übersicht über den Aufbau der vorliegenden Vorrichtung; und 1 a schematic overview of the structure of the present device; and

2 ein Beispiel für die Ausgestaltung der vorliegenden Vorrichtung als Armband, das die erfassten Daten an ein Babyphon übermittelt. 2 an example of the embodiment of the present device as a bracelet that transmits the collected data to a baby monitor.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays to execute the invention

In der schematischen Darstellung der 1 sind die wesentlichen Komponenten der vorliegenden Vorrichtung zu erkennen. Über ein oder mehrere Sensoren 1 werden die Vitalparameter – dies können ein oder mehrere Parameter (VP1 ... VPn) sein – erfasst. Die Sensorsignale werden an die Signalverarbeitungseinheit 2 übermittelt, mit der die Sensoren 1 verbunden sind. In der Signalverarbeitungseinheit 2 werden die Signale im vorliegenden Beispiel gefiltert und anschließend digitalisiert. Die digitalisierten Werte werden dann mit vorgegebenen Grenzwerten für die einzelnen Vitalparameter verglichen, die in der Signalverarbeitungseinheit 2 hinterlegt sind. Je nach Vorgabe werden dann bei Über- oder Unterschreiten eines Grenzwertes Daten an ein Funkmodul 3 übermittelt, die vom Funkmodul 3 drahtlos an eine Empfangsstation 5 gesendet werden. Die Empfangsstation 5 löst dann bei Empfang dieser Daten ein Alarmsignal, vorzugsweise in akustischer Form, aus.In the schematic representation of 1 the essential components of the present device can be seen. About one or more sensors 1 the vital parameters - this can be one or more parameters (VP1 ... VPn) - are recorded. The sensor signals are sent to the signal processing unit 2 transmitted, with which the sensors 1 are connected. In the signal processing unit 2 the signals are filtered in the present example and then digitized. The digitized values are then compared with predetermined limit values for the individual vital parameters that are present in the signal processing unit 2 are deposited. Depending on the specification, when a limit value is exceeded or fallen below, data is sent to a radio module 3 transmitted by the radio module 3 wirelessly to a receiving station 5 be sent. The receiving station 5 then triggers upon receipt of this data, an alarm signal, preferably in an acoustic form.

In einer alternativen Ausgestaltung können die von der Signalverarbeitungseinheit 2 erhaltenen Signale nach entsprechender Verarbeitung und Teilauswertung als digitale Daten auch ohne vorherigen Vergleich über das Funkmodul 3 an die Empfangsstation 5 übermittelt werden. Der Vergleich mit den Grenzwerten wird dann in einer Auswerteeinheit 8 der Empfangsstation 5 durchgeführt.In an alternative embodiment, the signals from the signal processing unit 2 received signals after appropriate processing and partial evaluation as digital data even without prior comparison via the radio module 3 to the receiving station 5 be transmitted. The comparison with the limit values is then in an evaluation unit 8th the receiving station 5 carried out.

Das Armband, in dem die Sensoren 1, die Signalverarbeitungseinheit 2 sowie das Funkmodul 3 in miniaturisierter Form integriert sind, weist weiterhin eine Batterie 4 sowie gegebenenfalls eine Ladeelektronik für die Batterie 4 auf, um die Stromversorgung der einzelnen Komponenten sicherzustellen. Die Empfangsstation 5 umfasst im vorliegenden Beispiel auch eine Speichereinheit 9 sowie eine Ladeelektronik 10 zur Aufladung der Batterie 4 des Armbandes 6.The bracelet in which the sensors 1 , the signal processing unit 2 as well as the radio module 3 are integrated in miniaturized form, furthermore has a battery 4 and optionally a charging electronics for the battery 4 to ensure the power supply to the individual components. The receiving station 5 in the present example also includes a memory unit 9 and a charging electronics 10 for charging the battery 4 of the bracelet 6 ,

2 zeigt schließlich beispielhaft eine Realisierung der vorliegenden Vorrichtung als Armband 6, das am Arm eines Säuglings angebracht wird. Als Empfangsstation dient hierbei das senderseitige Gerät eines Babyphons 7, das bei Empfang von Alarmdaten über das Armband 6 ein akustisches Alarmsignal 11 am empfangsseitigen Babyphon 7 auslöst. An Stelle des sendeseitigen können die Daten bei entsprechender Sendestärke auch direkt an das empfangsseitige Gerät des Babyphons 7 übertragen werden, wie dies in der 2 gestrichelt angedeutet ist. 2 finally shows an example of an implementation of the present device as a bracelet 6 which is attached to the arm of an infant. As a receiving station here is the transmitter-side device of a baby monitor 7 That when receiving alarm data via the bracelet 6 an acoustic alarm signal 11 on the receiving side baby monitor 7 triggers. In place of the transmitting side, the data can also be sent directly to the receiver-side device of the baby monitor with the appropriate transmission strength 7 be transferred, as in the 2 indicated by dashed lines.

BEZUGSZEICHENLISTE

LIST OF REFERENCE NUMBERS

Claims

Device for monitoring vital parameters of a person, in particular an infant, with - one or more sensors ( 1 ) for the acquisition of one or more vital parameters; - one with the sensors ( 1 ) connected signal processing unit ( 2 ), from the sensors ( 1 ) processed and evaluated according to an integrated program; A transmission module ( 3 ) for transmitting data transmitted by the signal processing unit ( 2 ) are obtained as a result of the evaluation, to a receiving station ( 5 ); and a power supply unit ( 4 ) for the sensors ( 1 ) of the signal processing unit ( 2 ) and the transmission module ( 3 ); characterized in that the transmission module ( 3 ) for the wireless transmission of the data to the receiving station ( 5 ) and the sensors ( 1 ), the signal processing unit ( 2 ), the transmission module ( 3 ) and the power supply unit ( 4 ) in miniaturized form in a bracelet ( 6 ) are integrated.

Device according to claim 1, characterized in that the bracelet ( 6 ) is designed for the arm of an infant.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that one or more of the sensors ( 1 ) are designed for the detection of the pulse.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the program of the signal processing unit ( 2 ) is configured so that the sensor signals in the signal processing unit ( 2 ) are compared with limit values, when exceeding or falling below data to the transmission module ( 3 ) received at the receiving station ( 5 ) trigger an alarm.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the receiving station ( 5 ) an evaluation unit ( 8th ), which depends on the transmission module ( 3 ) evaluates transmitted data according to an integrated program.

Apparatus according to claim 5, characterized in that the program of the receiving station ( 5 ) is designed so that the data in the evaluation unit ( 8th ) are compared with limit values above or below which an alarm signal is triggered.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the signal processing unit ( 2 ) is designed so that the integrated program can be changed or replaced.

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the power supply unit ( 4 ) is a rechargeable battery.

Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the receiving station ( 5 ) a storage unit ( 9 ) for storing the data from the transmission module ( 3 ) has transmitted data.

Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the receiving station ( 5 ) into a baby monitor ( 7 ) is integrated.

Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the receiving station ( 5 ) a charging station with a charging electronics ( 10 ) for charging the rechargeable battery of the bracelet ( 6 ) having.