DE19953866B4 - Mobiles Ergospirometriesystem - Google Patents
Mobiles Ergospirometriesystem Download PDFInfo
- Publication number
- DE19953866B4 DE19953866B4 DE19953866A DE19953866A DE19953866B4 DE 19953866 B4 DE19953866 B4 DE 19953866B4 DE 19953866 A DE19953866 A DE 19953866A DE 19953866 A DE19953866 A DE 19953866A DE 19953866 B4 DE19953866 B4 DE 19953866B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- telemetry
- module
- measuring unit
- signal processing
- processing processor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000003542 behavioural effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 16
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 238000004616 Pyrometry Methods 0.000 claims 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004868 gas analysis Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000011022 operating instruction Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/08—Measuring devices for evaluating the respiratory organs
- A61B5/091—Measuring volume of inspired or expired gases, e.g. to determine lung capacity
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/08—Measuring devices for evaluating the respiratory organs
- A61B5/083—Measuring rate of metabolism by using breath test, e.g. measuring rate of oxygen consumption
- A61B5/0833—Measuring rate of oxygen consumption
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/08—Measuring devices for evaluating the respiratory organs
- A61B5/083—Measuring rate of metabolism by using breath test, e.g. measuring rate of oxygen consumption
- A61B5/0836—Measuring rate of CO2 production
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
- A61B5/7405—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means using sound
- A61B5/741—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means using sound using synthesised speech
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/22—Ergometry; Measuring muscular strength or the force of a muscular blow
- A61B5/221—Ergometry, e.g. by using bicycle type apparatus
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Physiology (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Obesity (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
Abstract
Mobiles Ergospirometriesystem, aufweisend eine am Probanden fixierbare, tragbare Meßeinheit mit Mundstück oder Maske zur Atemgasabnahme, Gasvolumen- oder Mengensensor sowie Sensoren zur Bestimmung der Co2/O2-Konzentration im Atemgas, einen Signalverarbeitungsprozessor und ein Telemetriemodul sowie eine computergestützte Basisstation mit Telemetrieeinheit zum Aufbau einer drahtlosen Verbindung mit dem Telemetriemodul, wobei über das Telemetriemodul zur Telemetrieeinheit eine bidirektionale Daten- und Befehlsübertragungsstrecke errichtet wird, und hierfür jeweils eine Sender- und Empfängerbaugruppe vorgesehen ist, so daß zusätzlich von der Basisstation aus online dem Probanden Informationen oder Aufforderungen zur Bedienung der Meßeinheit und/oder zur Gestaltung des Versuchsverlaufs übermittelbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalverarbeitungsprozessor empfangene, codierte Befehle auf ein Sprachmodul zur Umsetzung und Audioausgabe von Verhaltenshinweisen oder Anweisungen leitet, wobei das Sprachmodul einen digitalen Speicher mit dort abgelegten Worten, Wortgruppen oder sonstigen akustisch darstellbaren Informationen aufweist und mittels des Signalverarbeitungsprozessors aus den im digitalen Speicher abgelegten Worten oder Wortgruppen jeweils aktuelle befehlsorientierte Wortverbindungen ausgewählt, verknüpft und gesteuert ausgegeben...
Description
- Die Erfindung betrifft ein mobiles Ergospirometriesystem, umfassend eine am Probanden fixierbare, tragbare Meßeinheit mit Mundstück oder Maske zur Atemgasabnahme, Gasvolumen- oder Mengensensor sowie Sensoren zur Bestimmung der CO2/O2-Konzentration im Atemgas, einen Signalverarbeitungsprozessor und ein Telemetriemodul sowie eine computergestützte Basisstation mit Telemetrieeinheit zum Aufbau einer drahtlosen Verbindung mit dem Telemetriemodul gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Mobile Ergospirometriegeräte z.B. für Belastungsuntersuchungen außerhalb des Labors sind seit einigen Jahren bekannt. Mit derartigen mobilen Systemen lassen sich Analysen direkt auf dem Sport- oder am Arbeitsplatz unter natürlichen Bedingungen und Belastungssituationen durchführen. Über Telemetrieeinheiten werden die Meßdaten in Echtzeit an einen Personal-Computer oder ein Notebook übertragen, wobei eine entsprechende Steuerung des Trainings- oder Übungsverlaufs nach Auswertung der Daten möglich ist. Durch derartige Geräte wurden neue Anwendungsgebiete in der Leistungsdiagnostik, in Arbeits-, Sport- und der Rehabilitationsmedizin erschlossen.
- Aus der PCT-WO 98/53732 A1 ist ein tragbares Ergospirometriesystem mit einer Telemetrie-Datenübertragungseinheit bekannt. Mit der dort gezeigten Anordnung sollen individuelle Parameter hinsichtlich der Sauerstoffaufnahme und der Kohlendioxidproduktion erfaßbar, d.h. eine Atemanalyse in Verbindung mit der Bestimmung des Herzrhythmus unter natürlichen Umgebungsbedingungen möglich sein.
- Gemäß der bekannten Lehre besitzt eine tragbare Einheit, die am Probanden befestigt ist, neben einer Atemmaske eine Gasanalyseeinrichtung zur Bestimmung der O2- und CO2-Werte des Meßgases. Zusätzlich ist ein Herzfrequenzmonitor vorgesehen, wobei die Meßwerte einem Mikroprozessor zugeführt werden, der Bestandteil der tragbaren Einheit ist. Die Meßwerte werden in einem internen Speicher abgelegt und über eine Telemetriestrecke zu einem Telemetrieempfänger übertragen, der wiederum mit einem Personal-Computersystem in Verbindung steht.
- Der Volumenfluß des Atemgases wird nach PCT-WO 98/53732 A1 mit einem speziellen Flowmeter bestimmt, welches rotierende Flügel besitzt, deren Bewegung über eine Infrarot-Lichtemitter-Diodenstrecke abgetastet wird.
- Die Telemetrie-Datenübertragungsstrecke zwischen der tragbaren Einheit und der Basisstation nebst Personal-Computer dient der Übernahme von Meßdaten des Ergospirometers zur Anzeige der Daten, späteren Auswertung und Bearbeitung.
- Eine aktive Einflußnahme auf den Versuchsablauf seitens eines leitenden Arztes, mit dem Ziel Diagnostikwerte zu verbessern, ist beim bekannten Stand der Technik ohne weiteres nicht möglich.
- Darüber hinaus ist das bekannte tragbare System in seiner Anwendung aufwendig und umständlich, wobei die Einweisungszeit bei häufig wechselnden Probanden zu hoch ist.
- Aus der gattungsbildenden
US-PS 5,474,090 A ist ein Monitorsystem mit der Möglichkeit der Simultanübertragung von Sprachinformationen und physiologischen Daten, die von einem Probanden gewonnen wurden, bekannt. Die Informationen zwischen dortigem Operator und Proband werden per Telefon bzw. drahtloser Übertragung unmittelbar bereitgestellt. - Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein mobiles Ergospirometriesystem anzugeben, das auf der einen Seite eine Bewegung des Probanden im Gelände bzw. relativ zu einer Operatorstation ermöglicht und das andererseits den Operator, welcher an der Basisstation mit Kontrollaufgaben befaßt ist, entlastet, so daß bei Anwendung des zu schaffenden Ergospirometriesystems nicht nur die Datenerfassung und -übertragung in hoher Qualität erfolgt, sondern darüber hinaus die Kosten im klinischen oder Rehabilitationsbereich gesenkt werden.
- Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch ein mobiles Ergospirometriesystem gemäß den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen, wobei die Unteransprüche zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.
- Erfindungsgemäß ist der Signalverarbeitungsprozessor der tragbaren Meßeinheit in der Lage, empfangene, codierte Befehle auf einen Sprachmodul zur Umsetzung zu leiten, wobei das Sprachmodul Audiosignale von Verhaltenshinweisen oder dergleichen Anweisungen, aber auch Meßdaten ausgibt. Diese Signale können dann beispielsweise mittels eines Ohrhörers oder eines anderen akustischen Wandlers dem Probanden zur Verfügung gestellt werden.
- Die tragbare Meßeinheit ist so ausgeführt, daß diese sämtliche Funktionen eines Ergospirometriesystems einschließlich Berechnung und Speicherung von Meßwerten sowie zur Steuerung der Bedien-, Meß- und Kommunikationsfunktionen erfüllt.
- Gemäß der Erfindung weist die Telemetrieeinheit der Basisstation eine automatische Frequenzwähleinrichtung auf, um nach Scannen des Frequenzbands und/oder einer Testdaten-Übertragungsprozedur und Auswertung des Übertragungsergebnisses eine Telemetriefrequenz mit erwarteter optimaler Übertragungsqualität festzulegen. Diese Testübertragung kann mit Versuchsbeginn erfolgen, wobei auch eine wiederholte Überprüfung anhand einer z.B. Feldstärkenüberwachung der ankommenden Signale denkbar ist.
- Neben dem in die Meßeinheit integrierten Herzfrequenzdetektor ist ein mehrkanaliges EKG-Modul vorhanden, wobei die Erfassung der ergospirometrischen und der kardiologischen Meßwerte unter Rückgriff auf den Signalprozessor synchronisiert erfolgt. Durch diese synchronisierte Meßdatenerfassung und Darstellung ist der unmittelbare zeitliche Zusammenhang der Werte erkennbar und es erhöht sich die diagnostische Relevanz und der Aussagegehalt der Daten.
- Für die Zwischenspeicherung insbesondere mit Blick auf die Datensicherung ist in der Meßeinheit ein Speicher vorgesehen, wobei im Speicher Datensätze in einem wählbaren Format entweder atemzugsbezogen oder über einen vorgebbaren Zeitraum bzw. ein Zeitintervall abgelegt werden.
- Der Signalverarbeitungsprozessor ermöglicht eine Berechnung der Ergospirometriegrößen aus den vorliegenden Daten, wobei diese berechneten Daten im Speicher abgelegt und/oder dem Probanden dargestellt bzw. übermittelt werden.
- Der Signalverarbeitungsprozessor ist in der Lage, aufgrund eines externen Befehls oder automatisch unter Berücksichtigung vorliegender Meßverläufe oder Meßdaten unter Berücksichtigung des geplanten Versuchsverlaufs Verhaltenshinweise zu ermitteln und diese über das Sprachmodul an den Probanden auszugeben. Hierfür enthält das Sprachmodul einen digitalen Speicher mit dort abgelegten Worten, Wortgruppen oder sonstigen akustisch darstellbaren Informationen.
- Mit Hilfe des Signalverarbeitungsprozessors kann aus den im digitalen Speicher abgelegten Worten oder Wortgruppen eine jeweils aktuelle befehlsorientierte Wortverbindung ausgewählt, verknüpft und gesteuert ausgegeben werden.
- Über zusätzliche Sensoren in der tragbaren Meßeinheit z.B. zur Bestimmung der Umgebungstemperatur und/oder der Atemgasfeuchte kann eine Kalibrierung und Korrektur der Atemgas-Sensorwerte durchgeführt werden.
- Neben der Möglichkeit der telemetrischen Datenübertragung besitzt die tragbare Meßeinheit eine Standard-Schnittstelle zur bevorzugt drahtgebundenen Übertragung von Daten hin zur Basisstation oder zu einem mit einer entsprechenden Auswertesoftware versehenen Personal-Computer.
- Die Basisstation weist eine Schnittstelle zur Herstellung einer Verbindung mit einer als Zusatzbaugruppe ausführbaren bidirektionalen Telemetrieeinheit auf, so daß z.B. die Basisstation in Form eines Personal-Computers am Arbeitsplatz der versuchsleitenden Person aufgestellt werden kann, wobei die Telemetrieeinheit davon abgesetzt an einer zum Aufbau der Hochfrequenz-Übertragungsstrecke optimalen Position befindlich ist.
- Die tragbare Meßeinheit ist funktional so aufgeteilt, daß in zwei nahezu gleichschweren, gleichgroßen Gehäusen sämtliche Hardwarekomponenten untergebracht sind. Beide Gehäuse sind durch ein Kabel miteinander verbunden. Über ein Tragesystem wird die zweigeteilte Meßeinheit im Bereich der Schultern/Schlüsselbeine vom Probanden getragen, so daß dieser in seiner Bewegung nahezu uneingeschränkt ist und die Meßeinheit nicht als zusätzliche Belastung empfindet. Dadurch, daß der Befestigungspunkt weit am Oberkörper gewählt ist, können Zuleitungen zwischen dem Mundstück oder der Maske recht kurz ausgeführt werden und die Antennenabstrahlfunktion des Telemetriemoduls ist optimal.
- Weiterhin bevorzugt sind Sekundärelemente zur Stromversorgung in einem der Gehäuse integriert. Demnach ist ein weiteres vom Probanden zu tragendes Element mit Akkumulatoren und entsprechenden Verbindungskabeln hin zur eigentlichen Meßeinheit nicht notwendig.
- An mindestens einem der Gehäuse sind Bedien- und Anzeigemittel, z.B. in Form von Folientasten in Verbindung mit lichtemittierenden Dioden vorhanden, so daß der Proband in der Lage ist, mit der Meßeinheit audiovisuell zu kommunizieren und die Einheit zu bedienen.
- Die Signalvorverarbeitung respektive die Berechnung der Ergospirometriegrößen in der tragbaren Meßeinheit selbst ist so angelegt, daß der Proband direkt von der Meßeinheit aus informiert werden kann. Auf diese Weise kann die tragbare Meßeinheit auch autark betrieben werden, wobei die Meßdaten im erwähnten Speicher abgelegt sind. Eine nachträgliche Auswertung durch Herunterladen der Daten ist dann ohne weiteres möglich.
- Der Speicher zur Datensicherung in der tragbaren Meßeinheit ist so ausgelegt, daß die Speicherinhalte auch nach Abschalten der Einheit über einen definierten Zeitraum erhalten bleiben. Die tragbare Meßeinheit besitzt über den Signalverarbeitungsprozessor die Möglichkeit, bei erkannter unterbrochener Telemetrie-Datenübertragung gänzlich auf eine interne Speicherung umzuschalten, ohne daß eine Wiederholung der ergospirometrisch relevanten Übung notwendig ist. Die Meßdaten werden jedoch grundsätzlich in einem Zwischenspeicher gepuffert.
- Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Meßeinheit weitere Schnittstellen zum Anschluß von zusätzlichen Geräten oder Sensoren aufweisen, mit deren Hilfe beispielsweise vitale Körperfunktionen über Ermittlung des Blutdrucks, der Hauttemperatur oder dergleichen bestimmt und im Versuchsablauf berücksichtigt werden können.
- Die Sprachsteuerung der tragbaren Meßeinheit ist durch softwareseitige Intelligenz in die Lage versetzt, digital gespeicherte und/oder synthetisch erzeugte Worte oder Wortgruppen unmittelbar auszugeben, aber auch mit Bezug auf bestimmte Aufforderungen oder Befehle zu verknüpfen. Diese Befehle können vom Versuchs- bzw. Testleiter über das Telemetriemodul der Basisstation ausgelöst, jedoch aber auch automatisch von der Meßeinheit selbst unter Berücksichtigung aktueller Meß- oder Steuerungswerte generiert werden.
- Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
- Hierbei zeigen:
-
1 typische Funktionseinheiten eines Ergospirometriesystems; -
2 ein Blockschaltbild der tragbaren Meßeinheit; -
3 die Basisstation mit Telemetriemodul und -
4 eine Darstellung eines mobilen Ergospirometriesystems, wie es mit den beiden Gehäusekomponenten über ein Tragesystem am Körper eines Probanden befestigbar ist. - Ein Ergospirometriesystem, wie in der
1 dargestellt, geht von einer Gesichtsmaske oder einem Mundstück1 aus, welches Atemgas über einen Fluß/Volumensensor2 und eine Absaugstrecke3 den Sensoren für die Bestimmung der CO2- und O2-Konzentration4 ;5 zuführt. - Prinzipiell sind mit einer entsprechenden Atemgasführung Meßwerte im Breath-by-Breath-Verfahren, aber auch durch Nutzung einer Gasmischkammer zu erhalten. Aus Gründen der angestrebten Optimierung einer ergospirometrischen Analyse mit entsprechend hoher Signalauflösung wird dem Breath-by-Breath-Verfahren der Vorzug gegeben.
- Die Ausgangsdaten des Fluß- bzw. Volumensensors
2 und der CO2/O2-Sensoren4 ,5 gelangen auf eine Einheit zur Meßwertgewinnung6 , die mit einem Prozessor zur Steuerung des Meßablaufs sowie zur Meßsignalauswertung8 in Verbindung steht. Die Steuereinheit8 ist ebenfalls in der Lage, eine Gaspumpe9 mit Signalen zu versorgen, so daß die gewünschten Strömungswerte in der Absaugstrecke3 erhalten bleiben bzw. erreicht werden. - Zusätzlich besteht die Möglichkeit, der Meßwertgewinnungseinheit
6 Signale von weiteren Sensoren wie z.B. für die Umgebungstemperatur10 und/oder die Gasfeuchte11 zuzuführen. Letztgenante Sensorwerte können zur Kalibrierung bzw. Korrektur der von den Sensoren4 und5 erhaltenen Atemgasanalyse herangezogen werden. - Gemäß Blockschaltbild nach
2 enthält die tragbare Meßeinheit ein Telemetriemodul12 mit Sende- und Empfangsantenne7 , die in der Lage ist, eine bidirektionale Verbindung zur Telemetrieeinheit der Basisstation aufzubauen. - Ein Schnittstellenmodul
13 dient der unmittelbaren Kommunikation mit einem anschließbaren Personal-Computer bzw. einer computergestützten Basisstation oder einem anderen medizintechnischen Gerät. - Ein Signalverarbeitungsprozessor
14 dient der Abwicklung sämtlicher Kontroll- und Steueroperationen, aber auch zur Steuerung der Berechnung und Speicherung erhaltener Meßwerte in der tragbaren Meßeinheit. Hierfür ist am Signalverarbeitungsprozessor14 ein Speichermodul15 angeschlossen und es besteht eine weitere Verbindung zu einem Sprachmodul16 zur Ausgabe von Bedienungsanweisungen bzw. zur akustischen Darstellung von Meßwerten. Die Ergospirometriekomponente17 wird übergeordnet vom Signalprozessor14 bedient und steht eingangsseitig gemäß1 mit dem Probanden bzw. Patienten22 in Verbindung. Weitere Meßsignale gelangen auf ein Mehrkanal-EKG18 und es wird zusätzlich die momentane Herzfrequenz des Probanden über einen Herzfrequenzdetektor19 ermittelt. - Bedien- und Anzeigemittel
20 sind in der Lage, über den Signalverarbeitungsprozessor Meßabläufe auszulösen bzw. momentane Zustände der Meßeinheit anzugeben, so daß der Proband in ausreichender Weise informiert ist und ggf. manuell in den Meßverlauf eingreifen kann. - Ein Stromversorgungsmodul
21 enthält sowohl Sekundärelemente als auch eine Schaltung zur elektronischen Spannungsstabilisierung mit dem Ziel des Minimierens des Gesamtstromverbrauchs der Meßeinheit, indem beispielsweise nicht benötigte Module oder Einheiten in einen sogenannten Sleep-Modus dann überführt werden können, wenn deren Funktion unter Berücksichtigung des aktuellen Meßverlaufs nicht benötigt wird. - Die Basisstation nach
3 besteht aus einem Personal-Computer23 mit einer Schnittstelle24 , über die eine Verbindung zu einer Telemetrieeinheit25 herstellbar ist. Die Telemetrieeinheit25 kann durch eine z.B. Infrarot- oder drahtgebundene Ausführung der Übertragungsstrecke26 vom Personal-Computer23 abgesetzt angeordnet werden, bevorzugt mit dem Zweck einer optimierten Position zum Aufbau der eigentlichen Hochfrequenz-Telemetrieverbindung. - Mittels Prozessor in der Meßeinheit oder über den Personal-Computer
23 und dort vorgesehene Software besteht die Möglichkeit, eine automatische Frequenzwahl für die Telemetrie zu aktivieren, um z.B. nach Scannen des Frequenzbands und/oder einer Testdatenprozedur diejenige Frequenz auszuwählen und festzulegen, bei der mit erwarteter optimaler Übertragungsqualität gearbeitet werden kann. - Beispielsweise ist hierbei ein Frequenzbereich von im wesentlichen 430 bis 470 MHz überstreichbar, wobei selbstverständlich auch andere Frequenzbereiche je nach länderspezifischer Freigabe vorgesehen sein können.
- Bei einem Ausführungsbeispiel der tragbaren Meßeinheit nach
4 ist diese in Form zweier Gehäusekomponenten27 und28 ausgeführt, wobei die Gehäusekomponenten27 und28 über ein Kabel29 miteinander elektrisch verbunden sind. - Ein spezieller Tragegurt
30 wird am Körper des Probanden befestigt und dient der Aufnahme der Gehäusekomponenten27 und28 in einem Bereich am Oberkörper, dort vorzugsweise in Schulter/Schlüsselbeinnähe. - Die Gehäusekomponente
27 enthält u.a. das Telemetriemodul mit Antenne31 . Im einzelnen nicht dargestellte Bedien- und Anzeigelemente sowie Steckverbinder dienen der Betätigung der Meßeinheit respektive dem Anschluß eines Ohrhörers zur Sprach ausgabe. Dadurch, daß die Gehäusekomponenten27 und28 am Oberkörper in der bildlich dargestellten Weise befestigt sind, ist der Proband nur minimal beim Ausüben bestimmter Tätigkeiten, die bei Belastungstests erforderlich sind, behindert und durch die günstige Lage der Antenne31 ergibt sich eine optimale Telemetriestrecke. - Alles in allem gelingt es mit der Erfindung, ein neuartiges, weitergebildetes mobiles Ergospirometriesystem anzugeben, mit dessen Hilfe unter weitgehend natürlichen Bedingungen und Belastungssituationen Atemgasanalysen in Verbindung mit der Ermittlung kardiologischer Meßwerte durchgeführt werden können, wobei die versuchsleitende Person in die Lage versetzt ist, über eine bidirektionle Telemetrie-Übertragungsstrecke nicht nur Meßdaten online zu erfassen und zu bewerten, sondern darüber hinaus auch unmittelbar durch Auslösen von Verhaltenshinweisen oder mittels Eingriff in die Steuerung der Meßeinheit den Versuchsverlauf beeinflussen kann.
-
- 1
- Maske/Mundstück
- 2
- Fluß/Volumensensor
- 3
- Absaugstrecke
- 4; 5
- CO2/O2-Sensor
- 6
- Meßwerte-Gewinnungseinheit
- 7
- Sende/Empfangsantenne des Telemetriemoduls
- 8
- Steuereinheit
- 9
- Pumpe
- 10
- Temperatursensor
- 11
- Feuchtesensor
- 12
- Telemetriemodul
- 13
- Schnittstellenmodul
- 14
- Signalverarbeitungsprozessor
- 15
- Speichermodul
- 16
- Sprachmodul
- 17
- Ergospirometriekomponente bzw. -modul
- 18
- Mehrkanal-EKG-Modul
- 19
- Herzfrequenzdetektor
- 20
- Bedien-/Anzeigeelemente
- 21
- Stromversorgung
- 22
- Proband
- 23
- Personal-Computer
- 24
- Schnittstelle
- 25
- Telemetrieeinheit
- 26
- Übertragungsstrecke
- 27; 28
- Gehäusekomponente
- 29
- Verbindungskabel
- 30
- Tragegurt
- 31
- Antenne
Claims (9)
- Mobiles Ergospirometriesystem, aufweisend eine am Probanden fixierbare, tragbare Meßeinheit mit Mundstück oder Maske zur Atemgasabnahme, Gasvolumen- oder Mengensensor sowie Sensoren zur Bestimmung der Co2/O2-Konzentration im Atemgas, einen Signalverarbeitungsprozessor und ein Telemetriemodul sowie eine computergestützte Basisstation mit Telemetrieeinheit zum Aufbau einer drahtlosen Verbindung mit dem Telemetriemodul, wobei über das Telemetriemodul zur Telemetrieeinheit eine bidirektionale Daten- und Befehlsübertragungsstrecke errichtet wird, und hierfür jeweils eine Sender- und Empfängerbaugruppe vorgesehen ist, so daß zusätzlich von der Basisstation aus online dem Probanden Informationen oder Aufforderungen zur Bedienung der Meßeinheit und/oder zur Gestaltung des Versuchsverlaufs übermittelbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalverarbeitungsprozessor empfangene, codierte Befehle auf ein Sprachmodul zur Umsetzung und Audioausgabe von Verhaltenshinweisen oder Anweisungen leitet, wobei das Sprachmodul einen digitalen Speicher mit dort abgelegten Worten, Wortgruppen oder sonstigen akustisch darstellbaren Informationen aufweist und mittels des Signalverarbeitungsprozessors aus den im digitalen Speicher abgelegten Worten oder Wortgruppen jeweils aktuelle befehlsorientierte Wortverbindungen ausgewählt, verknüpft und gesteuert ausgegeben werden, weiterhin die Telemetrieeinheit der Basisstation eine automatische Frequenzwahleinrichtung aufweist, um nach Scannen des Frequenzbandes und/oder einer Testdaten-Übertragungsprozedur eine Telemetriefrequenz mit erwarteter optimaler Übertragungsqualität festzulegen.
- Mobiles Ergospirometriesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinheit zusätzlich einen Herzfrequenzdetektor sowie ein mehrkanaliges EKG-Modul aufweist, wobei die Erfassung und Speicherung der ergospirometrischen und der kardiologischen Meßwerte mittels des Signalverarbeitungsprozessors synchronisiert erfolgt.
- Mobiles Ergospirometriesystem nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Speicher zur Datensicherung in der Meßeinheit, wobei im Speicher Datensätze in definiertem Format aus atemzugsbezogenen Meßdaten für jeden Atemzug und/oder für sämtliche oder ausgewählte Meßgrößen die kompletten Meßdatenverläufe über wählbare Intervalle zu wählbaren Startzeiten abgelegt werden.
- Mobiles Ergospirometriesystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Signalverarbeitungsprozessors eine Berechnung der Ergospirometriegrößen aus den gewonnenen Daten erfolgt, wobei diese berechneten Daten im Speicher abgelegt und/oder dem Probanden darstell- oder akustisch übermittelbar sind.
- Mobiles Ergospirometriesystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalverarbeitungsprozessor mit oder ohne externen Befehl aus vorliegenden Meßdaten und/oder dem Versuchsverlauf Verhaltenshinweise ermittelt und über das Sprachmodul an den Probanden ausgibt.
- Mobiles Ergospirometriesystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die tragbare Meßeinheit Sensoren zur Bestimmung der Umgebungstemperatur und/oder der Atemgasfeuchte und/oder von Differenzdruckwerten aufweist, wobei diese Sensorwerte zur Kalibrierung und Korrektur der Atemgassensorwerte herangezogen werden.
- Mobiles Ergospirometriesystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die tragbare Meßeinheit eine weitere Schnittstelle zum Datenaustausch mit der Basisstation, einem Personal-Computer oder einem medizintechnischen Gerät aufweist.
- Mobiles Ergospirometriesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisstation eine Schnittstelle zur Herstellung einer Verbindung mit einer als Zusatzbaugruppe ausgeführten, bidirektionalen Telemetrieeinheit aufweist.
- Mobiles Ergaspirometriesystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die tragbare Meßeinheit aus zwei Gehäusekomponenten besteht, die mittels eines Kabels verbunden sind, und daß über einen Tragegurt oder ein Tragegestell die Gehäusekomponenten am Oberkörper des Probanden jeweils in Schulter/Schlüsselbeinnähe plaziert sind.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19953866A DE19953866B4 (de) | 1999-10-27 | 1999-11-09 | Mobiles Ergospirometriesystem |
AT00964222T ATE285707T1 (de) | 1999-11-09 | 2000-09-21 | Mobiles ergospirometriesystem |
JP2001536037A JP2003513692A (ja) | 1999-11-09 | 2000-09-21 | 移動式作業肺活量測定システム |
PCT/EP2000/009259 WO2001034022A1 (de) | 1999-11-09 | 2000-09-21 | Mobiles ergospirometriesystem |
CA002390836A CA2390836A1 (en) | 1999-11-09 | 2000-09-21 | Mobile ergospirometry system |
EP00964222A EP1227751B1 (de) | 1999-11-09 | 2000-09-21 | Mobiles ergospirometriesystem |
US10/129,824 US6921369B1 (en) | 1999-11-09 | 2000-09-21 | Mobile ergospirometry system |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19951761.4 | 1999-10-27 | ||
DE19951761 | 1999-10-27 | ||
DE19953866A DE19953866B4 (de) | 1999-10-27 | 1999-11-09 | Mobiles Ergospirometriesystem |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19953866A1 DE19953866A1 (de) | 2001-06-13 |
DE19953866B4 true DE19953866B4 (de) | 2004-05-13 |
Family
ID=7927060
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19953866A Expired - Lifetime DE19953866B4 (de) | 1999-10-27 | 1999-11-09 | Mobiles Ergospirometriesystem |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19953866B4 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004021793A1 (de) * | 2004-05-03 | 2005-12-01 | Daum Gmbh & Co. Kg | Trainingsgerät und Verfahren zum Betrieb eines Trainingsgeräts |
DE102016214702A1 (de) | 2016-08-08 | 2018-02-08 | Markus Knestel | Spiroergometrievorrichtung |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AUPQ966600A0 (en) * | 2000-08-25 | 2000-09-21 | Jankov, Vladimir | System for physiological monitoring during sleep |
DE10160737A1 (de) * | 2001-11-05 | 2003-05-15 | Cortex Biophysik Gmbh | Mobiles Ergospirometriesystem |
GB2421442B (en) | 2004-11-22 | 2008-04-16 | Mark Varney | Tidal gas resuscitation monitor |
DE102007039124A1 (de) | 2007-08-18 | 2009-02-19 | Ulrich Dr. Jerichow | Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Trainings- und/oder Rehabilitaionseinheit |
DE102023101422A1 (de) | 2023-01-20 | 2024-07-25 | innoviva GmbH | Spiroergometrievorrichtung zur mobilen Atemgasanalyse |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4474090A (en) * | 1982-05-03 | 1984-10-02 | Microdot Inc. | Nut installation tool |
WO1998053732A1 (en) * | 1997-05-27 | 1998-12-03 | Cosmed S.R.L. | Portable system with telemetric data transmission for the measurement of metabolic parameters |
-
1999
- 1999-11-09 DE DE19953866A patent/DE19953866B4/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4474090A (en) * | 1982-05-03 | 1984-10-02 | Microdot Inc. | Nut installation tool |
WO1998053732A1 (en) * | 1997-05-27 | 1998-12-03 | Cosmed S.R.L. | Portable system with telemetric data transmission for the measurement of metabolic parameters |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004021793A1 (de) * | 2004-05-03 | 2005-12-01 | Daum Gmbh & Co. Kg | Trainingsgerät und Verfahren zum Betrieb eines Trainingsgeräts |
DE102016214702A1 (de) | 2016-08-08 | 2018-02-08 | Markus Knestel | Spiroergometrievorrichtung |
WO2018029205A1 (de) | 2016-08-08 | 2018-02-15 | Markus Knestel | Spiroergometrievorrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19953866A1 (de) | 2001-06-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1227751B1 (de) | Mobiles ergospirometriesystem | |
DE102004032812B4 (de) | Kombinationssensor für physiologische Messgrößen | |
DE60123693T2 (de) | Ermittlung des Stressniveaus bei Fitnessübung | |
DE69615007T2 (de) | Externer referenz-messfühler für einen patienten | |
DE69222944T2 (de) | Vorrichtung zur überwachung des psychophysiologischen zustands | |
DE102006002851B4 (de) | Vorrichtung zum Überwachen der körperlichen Fitness | |
DE102009028163A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Messen von Blutdruck | |
WO1995008471A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zum überwachen eines tauchganges | |
WO2004017827A1 (de) | Modulares universaladapter-telemedizinsystem | |
DE60115370T2 (de) | Elektrokardiographisches System mit einer Kommunikationseinrichtung | |
DE19953866B4 (de) | Mobiles Ergospirometriesystem | |
EP1229833B1 (de) | Ergospirometriesystem für tiere, insbesondere pferde oder kamele | |
WO2012083905A1 (de) | Verfahren zur gewährleistung der schnellstmöglichen fachgerechten medizinischen versorgung eines individuums | |
EP1845844A1 (de) | Erfassung, analyse, übertragung und feedback von puls und aktivität | |
DE4437538A1 (de) | System für die Erfassung und/oder Übertragung von Biosignalen bzw. Vitalfunktionen | |
WO1996014014A2 (de) | Tragbares medizinisches mess- und diagnosegerät | |
WO2014108109A2 (de) | It-shirt | |
EP2116181B1 (de) | Vorrichtung zur Bestimmung von Biodaten | |
WO2005046466A1 (de) | Sensoranordnung zur ermittlung des vitalzustands einer medizinisch zu überwachenden person | |
DE10029205A1 (de) | Vorrichtung zur Messung physiologischer Parameter, Verfahren und Verwendung der Vorrichtung zur Messsung physiologischer Parameter | |
DE10160737A1 (de) | Mobiles Ergospirometriesystem | |
DE19960257C1 (de) | Ergospirometriesystem für Tiere, insbesondere Pferde, Kamele oder dergleichen | |
DE3428873C2 (de) | ||
DE10233071A1 (de) | Verfahren sowie System zur Messung, zur Analyse und zur drahtlosen Übertragung von Herzpotentialen | |
DE19736480B4 (de) | System zum Überwachen eines Patienten |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: DINTER KREISSIG UND PARTNER RECHTS- UND PATENT, DE Representative=s name: DINTER KREISSIG UND PARTNER RECHTS- UND PATENTANWA |
|
R071 | Expiry of right |