DE9200249U1

DE9200249U1 - Vorrichtung zur Überwachung und Aufzeichnung der Atem-, Herz- und/oder dgl. Lebensfunktion

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Publication number: DE9200249U1
Application number: DE9200249U
Authority: DE
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Priority date: 1992-01-11
Filing date: 1992-01-11
Publication date: 1992-04-16
Anticipated expiration: 2002-01-12

Description

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DIPL.-ING. H. SCHMITT

DIPL.-ING. W. MAUCHER telff&agr;&khgr; ^&bgr;&ogr;&tgr;&agr;&pgr;&bgr;

TtLEX 7 &Tgr;>. 815 SMPAT D

Bj/ne

Ll· 0 JAN. 1932

Anm. :

Herr

Bernd Klemm

In der Breite 14

7801 Umkirch

unsere Akte * Bitte steu angeben

S 91 289

Vorrichtung zur überwachung und Aufzeichnung der Atem-, Herz- und/oder dergleichen Lebensfunktion

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung und Aufzeichnung der Atem-, Herz- und/oder dergleichen Lebensfunktion, insbesondere bei Säuglingen und Kleinkindern.

Es gibt bereits eine Vielzahl unterschiedlicher Vorrichtungen, die zur Überwachung insbesondere der Atemfunktion, aber auch der Herz- oder anderer menschlicher Lebensfunktionen vorgesehen sind. Diese Vorrichtungen, die beispielsweise zur Volumen- und Atemstrommessung in der Anästhesie, Intensivmedizin und Spirometrie eingesetzt werden, setzen jedoch entweder eine kontrollierte maschinelle Beatmung oder die aktive Mitarbeit des Patienten voraus.

Zur länger dauernden Überwachung des spontan atmenden kranken Menschen oder zur Überwachung von Säuglingen und Kleinkindern sind zahlreiche weniger beeinträchtigende Vorrichtungen zur Atmungsregistrierung entwickelt worden, die allerdings nicht die Strömung der Atemluft messen, sondern die Atmungsfunktion vorwiegend über indirekte Parameter erfassen, die eine at-

mungsbedingte physiologische oder physikalische Nebenbedingung darstellen.

Hier ist beispielsweise die Messung der elektrischen Aktivität der Atemmuskulatur, die Messung der elektrischen Impedanzänderung infolge der atmungsbedingten Brustkorbausdehnungen, die mechanische Messung dieser Brustkorbausdehnungen, die Messung der atmungsbedingten mechanischen Schwingungen einer als Unterlage für den Patienten dienenden Apnoematratze oder eines Luftkissens sowie die Messung der Temperaturunterschiede zwischen der Ein- und Ausatemluft mittels Thermosensoren zu nennen.

Bei solchen indirekten Meß- und Überwachungsverfahren besteht die Gefahr, daß das Meß- und Überwachungsergebnis durch äußere Störeinflüsse verfälscht wird, zumal auch nur eine schlechte Korrelation zwischen dem ermittelten Meßwert und beispielsweise der Atemzugtiefe besteht, die ein wichtiges Beurteilungskriterium darstellt. Darüber hinaus besteht häufig auch eine systemimmanente Anfälligkeit, wenn beispielsweise passive oder aktive Bewegungen anderer Art eine nicht vorhandene Atmungstätigkeit vortäuschen.

Auch die meisten handelsüblichen Säuglingsüberwachungsgeräte, die eine Atmungstätigkeit des Säuglings oder Kleinkindes überwachen sollen, beruhen auf diesem Prinzip mittelbarer Meßverfahren, wobei sie mit einer Alarmeinrichtung ausgestattet sind, die bei störungsfreiem Betrieb einen längeren Ausfall der Atmung und eine eventuelle Notsituation melden. Bei diesen Vorrichtungen ist jedoch eine Aufzeichnungsmöglichkeit nicht vorgesehen, was aber für die Beurteilung pathologischer oder präpathologischer Reaktionsmuster sinnvoll wäre. Neuere Untersuchungen, beispielsweise zum Syndrom des plötzlichen Kindstodes legen nahe, daß auch die Beurteilung der Atemmuster neben

der Beurteilung der Apnoeperioden im Zusammenhang mit der Herzfrequenz prognostisch sinnvoll ist.

Soweit es bereits Vorrichtungen zur Überwachung der Lebensfunktionen mit einer Schreib- oder Aufzeichnungseinrichtung gibt, sind diese mit einem erheblichen apparativen und finanziellen Aufwand verbunden, weil die Herstellung und Wartung insbesondere der Schreib- oder Aufzeichnungseinrichtung dieser vorbekannten Vorrichtungen material- und kostenintensiv ist. Dies steht einer weiten Verbreitung dieser Vorrichtungen auch außerhalb von Spezialkliniken entgegen.

Es besteht daher insbesondere die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die eine Überwachung und Aufzeichnung der Atem- und dergleichen Lebensfunktionen eines Patienten erlaubt und die dennoch den beispielsweise in einer Klinik notwendigen apparativen und finanziellen Aufwand nicht wesentlich erhöht.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei der Vorrichtung der eingangs erwähnten Art insbesondere darin, daß die Vorrichtung zumindest einen elektrischen Sensor hat, der die zu überwachende(n) Lebensfunktion(en) registriert (registrieren), daß die Vorrichtung mit der Schreib- oder Auf-Zeichnungseinrichtung eines vorhandenen Elektrokardiogramm-, Zystotonometrie-, Cardio-Tokographie- oder dergleichen medizinischen Gerätes elektrisch verbindbar ist und daß die Vorrichtung als Adapter ausgebildet ist, der die vom Sensor registrierten Signale an das medizinische Gerät anpaßt.

Elektrokardiogramm-, Zystotonometrie-, Cardio-Tokographie- und dergleichen -Geräte, die zwar zu anderen Zwecken als beispielsweise zur Säuglings- und Kleinkindüberwachung eingesetzt werden, die aber ebenfalls graphische Aufzeichnungseinrichtungen aufweisen, sind in praktisch allen Krankenhäusern vorhan-

den. Viele älteren Geräte solcher Art sind nicht ausgelastet und werden lediglich noch als Ersatzgeräte geführt. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die als Adapter ausgebildet ist und die vom Sensor ermittelten Signale an ein solches vorhandenes medizinisches Gerät anpaßt, lassen sich auch diese vorhandenen Geräte und insbesondere deren Schreib- oder Aufzeichnungseinrichtung noch sinnvoll nutzen. Somit können beispielsweise veraltete ausgemusterte CTG-Geräte noch gut zum Zweck der Atmungsaufzeichnung genutzt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt somit eine kostengünstige Alternative zu teueren, auf den Anwendungsfall speziell ausgerichteten Komplettgeräten dar, die - über Spezialkliniken hinaus einen breiten Einsatz begünstigt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere auch zur Überwachung und Diagnostik von Neugeborenen und Säuglingen einsetzbar. So ist der plötzliche Kindstod in den Industrienationen die häufigste Todesursache von gesunden Säuglingen innerhalb des ersten Lebensjahres. Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann nach der Entbindung bei Frühgeborenen, bei auffälligen reifen Neugeborenen, bei einer familiären Anamnese usw. durch die frühzeitige zeitgleiche graphische Erfassung der beiden Parameter "Atmung" und "Herzfrequenz" während der ersten Tiefschlafphasen die Wahrscheinlichkeit eines plötzlichen Kindstodes - ähnlich wie bei pränatalen CTG-Aufzeichnungen - beurteilt werden. Durch eine frühzeitige Selektion und gesteigerte Überwachung von Risiko-Kindern kann der Sterblichkeit durch plötzlichen Kindstod entgegengewirkt werden.

Darüber hinaus kann die Dokumentation eines normalen Atmungs-Herzfrequenzverlaufs des Neugeborenen während der Schlafphase in der Klinik sehr zu Beruhigung überängstlicher Eltern beitragen und den behandelnden Arzt vom Vorwurf ungenügender Vorsorge entlasten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise einen Verstärker aufweisen, der die vom Sensor registrierten Signale an ein CTG-Gerät anpaßt. Mit geringem zusätzlichen apparativen Aufwand ist somit eine kontinuierliche zeitgleiche Aufzeichnung der Atmungstätigkeit und der Herzfrequenz eines Patienten möglich.

Ein nur geringer apparativer Aufwand ist nötig, wenn die Herzfrequenz mittels zweier Elektroden über den vorhandenen ECG-Eingang eines CTG-Gerätes registriert wird, während die Atemtätigkeit über einen Wandler oder Sensor in elektrische Impulse umgewandelt und über einen Verstärker an den dynamisch aufzeichnenden Tokographie-Eingang des CTG-Gerätes angekoppelt wird. Bereits diese besonders einfache Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann für den klinischen Routineeinsatz ausreichen und erfordert beispielsweise bei Verwendung eines Mikrofons als Sensor lediglich eine kleine handelsübliche NF-Verstärkerschaltung, beispielsweise mit schnellen Dioden in Brückenschaltung am Ausgang, die entweder bereits im CTG-Gerät integriert oder mittels einer kleinen integrierten Schaltung im Steckergehäuse untergebracht sein kann, sofern eine Stromversorgung über den Steckanschluß möglich ist. Die Inbetriebnahme dieses Verstärkers erfolgt dann lediglich durch Einstecken des firmenüblichen Steckers in die an einem CTG-Gerät vorhandene Buchse mit Steuerung über die Steckerstifte.

Als Sensor kann beispielsweise ein die atmungsbedingte Brustkorbausdehnung registrierende mechanische Meßeinrichtung oder ein Elektret dienen. Bevorzugt wird eine Ausführungsform, bei der die Vorrichtung zumindest ein als Sensor ausgebildetes Sensor-Mikrofon zur Registrierung der Atemgeräusche und/oder der Herztöne hat. Die Registrierung der Atmung über das Atemgeräusch, das durch den Luftstrom im Nasenraum sowie das Auftreffen dieses Luftstromes in der Mikrofonaufhängung erzeugt

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wird, stellt eine besonders einfache und kostengünstig zu realisierende Möglichkeit zur Überwachung der Atemtätigkeit dar.

Insbesondere die Verwendung handelsüblicher Elektret-Kondensatormikrofone als Sensoren hat zahlreiche Vorteile. Derartige Mikrofone sind auch in Miniaturausführungen handelsüblich, was die kostengünstige Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung begünstigt. Da die von einem solchen Sensor-Mikrofon registrierten Atemgeräusche besonders gut mit der tatsächlichen Tiefe der Atemzüge korrelieren und als direkte Parameter gemessen werden, lassen sich die verschiedenen Atmungsformen auch im Aufzeichnungsergebnis noch unterscheiden. Dabei ist eine ausgedehnte Verkabelung, wie sie bei anderen Registriersystemen erforderlich ist, nicht notwendig, so daß dem Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch psychologische Barrieren weniger entgegenstehen. Obwohl Eltern die vermeindliche Berührung ihres Kindes mit jeder Art von elektrischem Strom unbewußt ablehnen, wird von diesen die Aufzeichnung von Schallwellen psychologisch primär nicht mit elektrischem Strom 0 in Verbindung gebracht, da den meisten Menschen die Verwendung eines Mikrofons im täglichen Leben vertraut ist.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung gemäß der Erfindung von eigener schutzwürdiger Bedeutung sieht vor, daß eine den Atemstrom oder das Atemgeräusch zum Sensor-Mikrofon führende Schlauchleitung vorgesehen ist, deren dem Mikrofon abgewandtes Ende im Bereich zumindest einer der Nasenöffnungen des Patienten vorzugsweise parallel zur Ausströmrichtung des Atemstromes angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform wird im Bereich der äußeren Nasenöffnung des Patienten statt eines Mikrofons das Ende einer Schlauchleitung installiert, die als schallzuführendes System den Atemstrom oder das Atemgeräusch des Patienten zum Sensor-Mikrofon weiterleitet. Diese als Hohlleitung ausgebildete Schlauchleitung kann an ihrem dem Mikrofon abgewandten Endbereich die Form eines gebogenen Trichters haben,

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der die Luftströmung zum Sensor-Mikrofon weiterleitet, so daß das Sensor-Mikrofon nicht mehr im Bereich der äußeren Nasenöffnung liegen muß, sondern auch im seitlichen Gesichtsbereich, zum Beispiel an der Backe des Patienten befestigt sein kann, die vor allem bei Säuglingen eine größere Auflagefläche zur Befestigung des Sensor-Mikrofons bietet.

Diese schallzuführende Schlauchleitung kann aus einem weichen Kunststoffschlauch bestehen; ihr Außendurchmesser sollte so bemessen sein, daß beispielsweise auch bei einem Frühgeborenen keine Verlegung oder Verstopfung der Atemwege möglich ist. Zweckmäßig ist es, wenn die Schlauchleitung an ihrem dem Sensor-Mikrofon abgewandten Endbereich so gekrümmt ist, daß die in den inneren Kanal der Schlauchleitung führende Schlauchöffnung in Längsrichtung zur Luftströmung liegt, wenn die Schlauchleitung beispielsweise an der Backe des Patienten befestigt ist.

Dabei sieht eine vorteilhafte Ausführungsform gemäß der Erfin-0 dung vor, daß das dem Sensor-Mikrofon zugewandte offene Ende der Schlauchleitung auf eine Aufnahmemembran des Mikrofons gerichtet ist und daß das Sensor-Mikrofon sowie der benachbarte Endbereich der Schlauchleitung insbesondere lösbar miteinander verbunden und gegebenenfalls in einem gemeinsamen Sensor-Gehäuse angeordnet sind.

Eine Weiterbildung gemäß der Erfindung sieht vor, daß das Sensor-Mikrofon und/oder der dem Sensor-Mikrofon abgewandte Endbereich der Schlauchleitung mit einem Auflageteil verbunden ist, welches im wesentlichen einen im Vergleich zur Mundöffnung eines Säuglings oder Kleinkindes größeren Durchmesser sowie vorzugsweise eine an dessen zwischen Nase und Mund gelegenen Gesichtsbereich angepaßte Auflagefläche hat.

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Um eine Strangulation des Patienten zu vermeiden, ist es zweckmäßig, wenn zur elektrischen Verbindung jedes Sensor-Mikrofons oder dergleichen Sensors mit dem medizinischen Gerät ein elektrisches Kabel vorgesehen ist, das im Verlaufe seiner Längserstreckung zumindest eine Sollbruch- oder Solltrennstelle hat.

Eine kontinuierliche Aufzeichnung der zu überwachenden Lebensfunktion wird begünstigt, wenn am Sensor und/oder am Auflage- teil vorzugsweise im Bereich seiner Auflagefläche zumindest ein Kontaktschalter vorgesehen ist, der mit einer Meldeeinrichtung elektrisch verbunden ist und wenn der Kontaktschalter bei einem Abheben des Sensors und/oder des Auflageteils von dem zu überwachenden Patienten die Meldeeinrichtung auslöst.

Um auch ein Abtrennen der elektrischen Kabelverbindung oder der zwischen Sensor-Mikrofon und der Schlauchleitung vorgesehenen Verbindung frühzeitig zu erkennen, ist es zweckmäßig, wenn eine Meldeeinrichtung zur Anzeige des Abbrechens oder Abtrennens der Kabelverbindung an ihrer Sollbruch- oder SoIltrennstelle und/oder der zwischen dem Sensor-Mikrofon sowie der Schlauchleitung vorgesehenen Verbindung vorgesehen ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung gemäß der Erfindung sieht vor, daß die Vorrichtung eine beim Ausbleiben vom Sensor übermittelter Signale auslösbare Alarmeinrichtung hat und daß die Meldeeinrichtung(en) und/oder die Alarmeinrichtung vorzugsweise unterschiedliche Ton-, Licht- oder dergleichen Signalgeber aufweisen.

Um eine Notfallsituation rechtzeitig an den behandelnden Arzt oder das zuständige Krankenhauspersonal weitergeben zu können ist es vorteilhaft, wenn die Meldeeinrichtung(en) und/oder die Alarmeinrichtung einen Funksender aufweist, der mit einem Funkempfänger der zugeordneten Signalgeber zusammenwirkt.

Die Handhabung des erfindungsgemäßen Gerätes läßt sich besonders patienten- und bedienerfreundlich gestalten, wenn das als Sensor zur Registrierung der Atemfunktion vorgesehene Sensor-Mikrofon an dem verjüngten Endbereich eines vorzugsweise glocken- oder trichterförmigen Schalltrichters vorgesehen ist und wenn im Schalltrichter zwischen dem Sensor-Mikrofon und einer Schalltrichteröffnung eine Schall-Membran vorgesehen ist. Bei einem solchen Sensor kann die äußere Befestigung des Sensor-Mikrofons im Gesichtsbereich des Patienten mittels Haltebändern oder Doppelklebebändern entfallen; vielmehr erlaubt der praktisch als Stethoskop wirkende Schalltrichter die Anordnung des Sensors unter der Kleidung im Bereich des Brustkorbes, wobei die Scha11-Membran die zu überwachenden Geräusche noch zusätzlich erhöht.

Unerwünschte Nebengeräusche, die gegebenenfalls über eine Schlauchleitung von einem als Sensor-Mikrofon ausgebildeten Sensor ebenfalls erfaßt werden, lassen sich durch einfache elektronische Schaltungen eliminieren. Dabei ist nach einem 0 Vorschlag gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Vorrichtung einen Geräuschfilter zum Ausfiltern unerwünschter Nebengeräusche hat, der der Alarmeinrichtung vorzugsweise vorgeschaltet ist und insbesondere RC-Glieder aufweist. Eine solche Vorrichtung, die auch zur Eliminierung von Nebengeräuschen eingesetzt werden kann, beruht auf einem Filterverfahren. Nach einem anderen Vorschlag gemäß der Erfindung, bei dem stattdessen ein Kompensationsverfahren eingesetzt wird, ist vorgesehen, daß zumindest ein Filter- oder Außenmikrofon zur Registrierung unerwünschter Nebengeräusche vorgesehen ist, daß entweder in dem dem Filtermikrofon (den Filtermikrofonen) oder in dem davon getrennten, dem Sensor zugeordneten Signalweg ein Inverter zur Phasendrehung des registrierten Signales vorgesehen ist und daß das Ausgangssignal des Inverters sowie das nicht invertierte Signal des Filtermikrofons (der Filter-

mikrofone) oder des Sensors zusammengeschaltet sind und das Ausgangssignal der Vorrichtung bilden.

Dabei können die mit dem Inverter zusammenwirkenden Filtermikrofone und/oder das Schlauchende einer zu diesen Filtermikrofonen führenden Schlauchleitung am Auflageteil und/oder am Schalltrichter-Gehäuse und/oder über dem Herzen am Brustkorb des Patienten vorgesehen sein. Durch ein am Brustkorb des Patienten angeordnetes Filter- oder Außenmikrofon lassen sich die durch die Herzgeräusche verursachten Störfrequenzen im Atemgeräusch reduzieren.

Da ein EKG-Gerät gewöhnlich nur die einzelnen Herzschläge aufzeichnet, kann es zweckmäßig sein, wenn die Vorrichtung eine Digital-Analog-Schaltung oder dergleichen Zähleinrichtung aufweist, die die vom Sensor registrierten Herztöne in die momentane Herzfrequenz des Patienten verarbeitet und wenn der Analog- oder dergleichen Ausgang dieser Zähleinrichtung an ein EKG-Gerät angepaßt ist. Somit setzt die erfindungsgemäße Vorrichtung die vom Sensor registrierten Herztöne in die momentane Herzfrequenz um und gibt diesen angepaßten Meßwert an die Schreib- oder Aufzeichnungseinrichtung des EKG-Gerätes weiter.

Um einem plötzlichen Kindstod möglichst frühzeitig entgegenwirken zu können, kann es vorteilhaft sein, wenn die Vorrichtung dabei eine Warneinrichtung aufweist, die bei Unterschreiten einer festgelegten oder festlegbaren Herzfrequenz ein Warnsignal auslöst.

Nach einem weiterbildenden Vorschlag gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß die Vorrichtung eine in den Signalweg des Sensors (der Sensoren) geschaltete Trigger- oder dergleichen Steuereinrichtung aufweist, die zumindest zeitweise von einer Herzfrequenzaufzeichnung der Schreib- oder Aufzeichnungsvorrichtung in eine Aufzeichnung der Einzel-Herzschläge umschaltet und daß diese Steuereinrichtung bei zumindest vorüberge-

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henden Atemstillstand oder bei Unterschreiten einer festgelegten oder festlegbaren Herzfrequenz aktivierbar ist. Während die Schreib- oder Aufzeichnungseinrichtung des medizinischen Gerätes mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung normalerweise die Herzfrequenz aufzeichnet, kann die hier vorgeschlagene Steuereinrichtung den Aufzeichnungsvorgang in einer bestimmten Situation in eine Aufzeichnung der Einzel-Herzschläge umschalten, wodurch sich evtl. pathologische Abweichungen im Herzschlag und deren Erscheinungsbild auch nachträglich noch beurteilen lassen. Bei einem Abfallen der Herzfrequenz eines Säuglings kann dieser geweckt und ein plötzlicher Kindstod evtl. verhindert werden, wenn die Alarm- und/oder Meldeeinrichtung (en) mit einer akustischen, visuellen und/oder mechanischen Weckeinrichtung elektrisch verbindbar oder verbunden ist (sind).

Zweckmäßig ist es, wenn die Vorrichtung als Kombinations-Adapter ausgebildet ist, der die von zumindest einem Sensor erfaßten Lebensfunktionen wahlweise an die Schreib- oder Aufzeichnungseinrichtung eines Elektrokadiogramm- oder eines Cardio-Tokographie-Gerätes anpaßt. Eine solche, als Kombinationsgerät ausgebildete erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders vielseitig einsetzbar und kann sowohl in Verbindung mit einem vorhandenen CTG-Gerät als auch mit einem EKG-Gerät verwendet werden.

Für wissenschaftliche Zwecke ist oft die zeitgleiche Aufzeichnung eines dritten Parameters von Interesse, wie beispielsweise die Messung der Sauerstoffsättigung im Blut oder dergleichen. Eine Weiterentwicklung gemäß der Erfindung sieht daher vor, daß die Vorrichtung mit mehreren Sensoren verbunden ist, die jeweils eine Lebensfunktion registrieren und daß die Vorrichtung eine Steuereinrichtung mit Intervall-Schaltung aufweist, die in festgelegten oder festlegbaren Zeitabständen den zur Schreib- oder Aufzeichnungseinrichtung des CTG- oder

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dergleichen medizinischen Gerätes führenden Signalweg von dem Signalausgang eines Sensors zu dem Signalausgang eines anderen Sensors umschaltet.

Zur SauerstoffSättigungsmessung kennt man bereits sogenannte Fingerlinge, die es auch für Neugeborene gibt und die die Sauerstoff satt igung im Blut mittels einer Durchlicht-Methode oder dergleichen messen.

Da ein übliches CTG-Gerät, das sich ansich mit geringstem Aufwand zur Überwachung und Registrierung der Atemtätigkeit eines Neugeborenen einsetzen läßt, nur zwei Schreibspitzen hat, schaltet die hier vorgeschlagene Steuereinrichtung in festgelegten oder festlegbaren Zeitabständen beispielsweise von der Aufzeichnung der Atemtätigkeit auf eine Aufzeichnung der O₂-Sättigungswertes im Blut um. Diese Steuereinrichtung, die evtl. eine zusätzliche Verstärkereinheit mit einem regelbaren Eingang aufweisen kann, erlaubt es, mehrere Lebensfunktionen über entsprechende Sensoren auch dann aufzuzeichnen, wenn die Schreib- oder Aufzeichnungseinrichtung des verwendeten medizinischen Gerätes nur eine demgegenüber geringere Anzahl von Schreibspitzen hat.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Die einzelnen Merkmale können je für sich oder zu mehreren bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Überwachung und Aufzeichnung der

Atem- und Herztätigkeit eines Patienten, wobei die Vorrichtung mit der Schreib- oder Aufzeichnungseinrichtung eines vorhandenen medizinischen Gerätes elektrisch verbunden ist sowie die von einem Mikrofon

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registrierten Signale an das medizinische Gerät anpaßt,

Fig. 2 daß als Sensor zur Registrierung der Atemgeräusche dienende Mikrofon in einer Draufsicht, das mittels

eines Auflageteils im Bereich der Nase eines Säuglings angeordnet ist,

Fig. 3 eine Vorrichtung, ähnlich der aus Figur 1, die ebenfalls ein Sensor- sowie ein Filtermikrofon aufweist,

wobei diese Mikrofone in einem Sensor-Gehäuse mit jeweils einer schallzuführenden Schlauchleitung verbunden sind, welche zum Kopf des Patienten führen,

Fig. 4 die Schlauchleitungen der Vorrichtung aus Figur 3 in

ihrem, den Mikrofonen jeweils abgewandten und im Nasenbereich des Patienten angeordneten offenen Endbereich und

Fig. 5 den Schaltungsaufbau eines als Operationsverstärker

ausgebildeten Inverters.

Figur 1 zeigt ein medizinisches Gerät 1 das zur Überwachung und Aufzeichnung verschiedener menschlicher Lebensfunktionen eine Schreib- und Aufzeichnungseinrichtung 2 aufweist.

Um das Gerät 1 über seinen vorgesehenen Einsatzzweck hinaus auch zur Überwachung zumindest der Atem-, aber auch der Herztätigkeit insbesondere eines Säuglings einsetzen zu können, ist das Gerät 1 mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 verbunden, die wenigstens einen, eine zu überwachende Lebensfunktion registrierenden Sensor 4 hat und die die vom Sensor 4 registrierten Signale an das medizinische Gerät 1 anpaßt.

Wie die Figuren 1 und 2 zeigen ist der zur Registrierung der Atemgeräusche vorgesehene Sensor 4 als Sensor-Mikrofon ausge-

bildet, welches mit einer Sensorauflage 5 verbunden ist. Diese plattenförmige und mittels eines Pflasters oder dergleichen entsprechend leicht zu befestigende Auflageteil 5 hat einen im Vergleich zur Mundöffnung eines Säuglings oder Kleinkindes 6 größeren Durchmesser, wodurch ein Verschlucken dieses Sensors 4 durch den Säugling 6 verhindert wird. Der Auflageteil 5 weist eine an den zwischen Nase 7 und Mund 8 gelegenen Gesichtsbereich des Säuglinges 6 angepaßte Auflagefläche auf; auf diesem Auflageteil 5 ist das Sensor-Mikrofon 4 so plaziert, daß es die beim Ausatmen des Säuglings 6 am Sensor-Mikrofon 4 auftreffenden Luftströme registriert.

Um die im Milli-Volt-Bereich liegenden, vom Mikrofon aufgenommenen Schwingungen beispielsweise an ein meist im 1 VoIt-Bereich arbeitendes CTG-Gerät weitergeben zu können, weist die Vorrichtung 3 einen - hier nicht sichtbaren - Verstärker auf, der beispielsweise als kleine handelsübliche NF-Verstärkerschaltung mit schnellen Dioden in Brückenschaltung am Ausgang ausgebildet sein kann.

Die Vorrichtung 3 wird über eine Kabelverbindung 9 mit üblichem Steckanschluß Io mit Strom versorgt. Die zwischen dem Sensor 4 und der Vorrichtung 3 vorgesehene Kabelverbindung 11 weist vorzugsweise im Verlauf ihrer Längserstreckung eine Sollbruch- oder eine Solltrennstelle auf, um eine Strangulieren des sich bewegenden Säuglings 6 zu vermeiden.

Während eine Meldeeinrichtung eine Unterbrechung der Kabelverbindung 11 an der Sollbruch- oder Solltrennstelle anzeigt, ist eine beim Ausbleiben vom Sensor 4 übermittelter Signale auslösbare Alarmeinrichtung vorgesehen. Meldeeinrichtung und Alarmeinrichtung weisen vorzugsweise unterschiedliche Ton-, Licht- oder dergleichen Signalgeber auf.

Die Vorrichtung 3 erlaubt es, zur Überwachung der Atem- und Herztätigkeit eines Säuglings 6 ein vorhandenes CTG-, EKG-,

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Zystotonometrie- oder dergleichen medizinisches Gerät einzusetzen, das in den meisten Kliniken zu einem anderen Verwendungszweck bereits vorhanden ist. Die Vorrichtung 3 ist mit einem nur geringen zusätzlichen apparativen und finanziellen Aufwand verbunden und ermöglicht es, durch eine Aufzeichnung lebenswichtiger Funktionen das Risiko eines plötzlichen Kindstodes bei einem Neugeborenen, Säugling oder Kleinkind zu beurteilen.

In Figur 3 ist eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung 3 dargestellt, bei der das Sensor-Mikrofon in der gleichzeitig auch als Sensor-Gehäuse ausgebildeten Vorrichtung 3 untergebracht ist. Die Vorrichtung 3 weist eine hohle Schlauchleitung 12 auf, welche den Atem-Luftstrom oder das Atemgeräusch von der in Figur 4 dargestellten Nasenöffnung des Patienten zum Sensor-Mikrofon im Inneren der Vorrichtung 3 führt. Dazu ist das dem Sensor-Mikrofon abgewandte Ende 13 der Schlauchleitung 12 in Richtung zur Nasenöffnung des Patienten parallel zur Ausströmrichtung des Atemstromes angeordnet, der zumindest teilweise in die an diesem Ende 13 vorgesehene Schlauchöffnung in den Hohlkanal der Schlauchleitung 12 einströmen kann. Demgegenüber ist das dem Sensor-Mikrofon zugewandte - hier nicht sichtbare - Ende der Schlauchleitung 12 im Inneren der als Sensor-Gehäuse dienenden Vorrichtung 3 auf eine Aufnahmemembran des Sensor-Mikrofons gerichtet. Die Schlauchleitung 12 gibt die zu überwachenden Atemgeräusche des Patienten gut an das im Inneren der Vorrichtung 3 vorgesehene Sensor-Mikrofon weiter, ohne daß eine elektrische Verkabelung dieses Sensors im Kopfbereich des Patienten notwendig wäre.

Eine weitere Schlauchleitung 14 wirkt in gleicher Weise mit einem Filtermikrofon zusammen, welches ebenfalls in der Vorrichtung 3 untergebracht ist. Dieses Filtermikrofon ist zur Registrierung unerwünschter Nebengeräusche vorgesehen. Dabei ist der dem Filtermikrofon abgewandte Endbereich 15 der

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Schlauchleitung 14 - wie Figur 4 zeigt - ebenfalls im Nasenbereich des Patienten, jedoch außerhalb des Atemstrombereiches angeordnet und hier mittels eines Pflasters 16 zusammen mit dem Endbereich 13 der Schlauchleitung 12 auf der Backe des Patienten befestigt. In ihrem zur Vorrichtung 3 führenden Bereich sind die Schlauchleitungen 12, 14 als Doppel-Schlauchleitung geführt.

In dem dem Filtermikrofon oder dem davon getrennten, dem Sensor-Mikrofon zugeordneten Signalweg der Vorrichtung 3 ist ein Inverter zur Phasendrehung des registrierten Signales vorgesehen, dessen Ausgangssignal sowie das nicht invertierte Signal des Filtermikrofons oder des Sensor-Mikrofons zusammenschaltet werden und das Ausgangssignal der Vorrichtung 3 bilden.

In Figur 5 ist das Schaltschema einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung 3 zu sehen. Darin ist das Sensor-Mikrofon mit Ml und das Filtermikrofon mit M2 bezeichnet. Sensor-Mikrofon Ml und Filtermikrofon M2 sind in den Eingangszuleitungen eines als Operationsverstärker OP ausgebildeten Inverters geschaltet, wobei das Filtermikrofon hier mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers OP verbunden ist. Zum Ausfiltern tiefer Frequenzanteile sind in diesen Eingangszuleitungen Kondensatoren als Hochpaßfilter vorgesehen. Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers OP ist über einen Widerstand Rl mit dem Ausgang des Operationsverstärkers OP verbunden, während der nicht-invertierende Eingang des Operationsverstärkers OP über einen Widerstand R4 gegen Masse geschaltet ist. Vom Signalausgang des Operationsverstärkers ist eine Diode Dl gegen Masse geschaltet.

Der Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers OP bestimmt sich nach der folgenden Bedingung:
Rl : R2 = R4 : R3 / Cl = C2.

Dabei läßt sich die Ausgangsspannung UA des Operationsverstärkers OP folgendermaßen berechnen:

UA = Rl : R2 &khgr; (UE1-UE2),

was dem Verstärkungsfaktor mal dem Differenzeingangssignal entspricht.

Die in Figur 5 dargestellte Vorrichtung kombiniert zur Eliminierung unerwünschter Nebengeräusche ein Filterverfahren mit einem Kompensationsverfahren. Dabei können die Sensor- und Filtermikrofone dieser Vorrichtung - ähnlich wie in Figur 2 unmittelbar im Nasenbereich des Patienten angeordnet oder wie in Figur 3 und 4 - jeweils mit Schlauchleitungen 12, 14 verbunden sein.

- Ansprüche -

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Überwachung und Aufzeichnung der Atem-, Herz- und/oder dergleichen Lebensfunktion, insbesondere bei Säuglingen und Kleinkindern, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung (3) zumindest einen elektrischen Sensor (4) hat, der (die) die zu überwachende(n) Lebensfunktion(en) registriert (registrieren),

daß die Vorrichtung (3) mit der Schreib- oder Aufzeichnungseinrichtung (2) eines vorhandenen Elektrokardiogramm, Zystotonometrie-, Cardio-Tokographie- oder dergleichen Gerätes (1) elektrisch verbindbar ist und

daß die Vorrichtung (3) als Adapter ausgebildet ist, der die vom Sensor (4) registrierten Signale an das medizinische Gerät (1) anpaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (3) zumindest ein als Sensor ausgebildetes Sensor-Mikrofon (4, Ml) zur Registrierung der Atemgeräusche und/oder der Herztöne hat.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Atemstrom oder das Atemgeräusch zum Sensor-Mikrofon (4, Ml) führende Schlauchleitung (12) vorgesehen ist, deren dem Mikrofon (4, Ml) abgewandtes Ende (13) im Bereich zumindest einer der Nasenöffnungen des Patienten vorzugsweise parallel zur Ausströmrichtung des Atemstromes angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Sensor-Mikrofon (4, Ml) zugewandte Ende der Schlauchleitung (12) auf eine Aufnahmemembran des Mikrofons (4, Ml) gerichtet ist und daß das Sen-

sor-Mikrofon (4, Ml) sowie der benachbarte Endbereich der Schlauchleitung (12) insbesondere lösbar miteinander verbunden und gegebenenfalls in einem gemeinsamen Sensor-Gehäuse angeordnet sind.
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5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensor-Mikrofon (4) und/oder der dem Sensor-Mikrofon (4, Ml) abgewandte Endbereich (13) der Schlauchleitung (12) mit einem Auflageteil (5) verbunden ist, welches im wesentlichen einen im Vergleich zur Mundöffnung eines Säuglings oder Kleinkinds größeren Durchmesser sowie vorzugsweise eine an dessen zwischen Nase und Mund gelegenen Gesichtsbereich angepaßte Auflagefläche hat.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur elektrischen Verbindung jedes Sensor-Mikrofons oder dergleichen Sensors (4, Ml) mit dem medizinischen Gerät (1) ein elektrisches Kabel (11) vorgesehen ist, das im Verlaufe seiner Längserstreckung zumindest eine Sollbruch- oder Solltrennstelle hat.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Sensor (4) und/oder am Auflageteil

(5) vorzugsweise im Bereich seiner Auflagefläche zumindest ein Kontaktschalter vorgesehen ist, der mit einer Meldeeinrichtung elektrisch verbunden ist und daß der Kontaktschalter mit einem Abheben des Sensors (4) und/oder des Auflageteils (5) von dem zu überwachenden Patienten die Meldeeinrichtung auslöst.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meldeeinrichtung zur Anzeige des Abbrechens oder Abtrennens der Kabelverbindung (11) an ihrer Sollbruch- oder Solltrennstelle und/oder der zwischen

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dem Sensor-Mikrofon (4, Ml) sowie der Schlauchleitung (12) angeordneten Verbindung vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (3) eine beim Ausbleiben vom Sensor (4, Ml) übermittelter Signale auslösbare Alarmeinrichtung hat und daß die Meldeeinrichtung(en) und/oder die Alarmeinrichtung vorzugsweise unterschiedliche Ton-, Licht- oder dergleichen Signalgeber aufweisen.
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10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Meldeeinrichtung(en) und/oder die Alarmeinrichtung einen Funksender aufweisen, der mit einem Funkempfänger der zugeordneten Signalgeber zusammenwirkt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis Io, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensor-Mikrofon (4, Ml) an dem verjüngten Endbereich eines vorzugsweise glocken- oder trichterförmigen Schalltrichters vorgesehen ist und daß im Schalltrichter zwischen dem Sensor-Mikrofon (4, Ml) und einer Schalltrichter-Öffnung eine Schall-Membran vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Geräuschfilter zum Ausfiltern unerwünschter Nebengeräusche hat, der der Alarmeinrichtung vorzugsweise vorgeschaltet ist und insbesondere RC-Glieder und/oder Kondensatoren aufweist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Filter- oder Außenmikrofon (M2) zur Registrierung unerwünschter Nebengeräusche vorgesehen ist, daß entweder in dem dem Filtermikrofon (den Filtermikrofonen) oder in dem davon getrennten, dem Sensor (Ml) zugeordneten Signalweg ein Inverter zur Phasendrehung

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des registrierten Signales vorgesehen ist und daß das Ausgangssignal des Inverters sowie das nicht invertierte Signal des Filtermikrofons (der Filtermikrofone) oder des Sensors (4, Ml) zusammengeschaltet sind und das Ausgangssignal der Vorrichtung (3) bilden.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Inverter als Operationsverstärker (OP) in Differenzverstärkerschaltung ausgebildet ist und in die Eingangszuleitungen des Inverters vorzugsweise Kondensatoren als Hochpaßfilter und/oder RC-Glieder als Tiefpassfilter geschaltet sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schlauchleitung (14) vorgesehen

ist, deren einer Endbereich mit dem Filtermikrofon (M2) vorzugsweise lösbar verbunden ist und deren anderer Endbereich (15) im Kopf- oder Gesichtsbereich des Patienten außerhalb des Atemstrom-Bereiches angeordnet ist.
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16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermikrofon (M2) sowie der mit ihm verbundene Endbereich der Schlauchleitung (14) in einem gemeinsamen Gehäuse, vorzugsweise im Sensor-Gehäuse angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß am Auflageteil (5) und/oder am Schalltrichtergehäuse und/oder über dem Herzen am Brustkorb des Patienten ein Filtermikrofon (M2) und/oder das eine Schlauchende (15) einer zum Filtermikrofon (Ml) führenden Schlauchleitung (14) angeordnet ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch ge-5 kennzeichnet, daß die Vorrichtung (3) eine Digital-Analog-

Schaltung oder dergleichen Zähleinrichtung aufweist, die die vom Sensor (4) registrierten Herztöne in die momentane Herzfrequenz des Patienten verarbeitet und daß der Analogoder dergleichen Ausgang dieser Zähleinrichtung an ein EKG-Gerät angepaßt ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (3) eine Warneinrichtung aufweist, die bei Unterschreiten einer festgelegten oder festlegbaren Herzfrequenz ein Warnsignal auslöst.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (3) eine in den Signalweg des Sensors (der Sensoren) (4) geschaltete Trigger- oder dergleichen Steuereinrichtung aufweist, die zumindest zeitweise von einer Herzfrequenzaufzeichnung der Schreiboder Aufzeichnungsvorrichtung (2) in eine Aufzeichnung der Einzel-Herzschläge umschaltet und daß diese Steuereinrichtung bei einem zumindest vorübergehenden Atemstillstand oder bei Unterschreiten einer festgelegten oder festlegbaren Herzfrequenz aktivierbar ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die Alarm-, Melde- und/oder Warneinrichtung(en) mit einer akustischen, visuellen und/oder mechanischen Weckeinrichtung elektrisch verbindbar oder verbunden ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (3) als Kombinations-Adapter ausgebildet ist, der die von zumindest einem Sensor (4) erfaßten Lebensfunktionen wahlweise an die Schreib- oder Aufzeichnungseinrichtung (2) eines Elektrokardiogramm- oder eines Cardio-Tokographie-Gerätes anpaßt.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (3) mit mehreren Sensoren (4) verbunden ist, die jeweils eine Lebensfunktion registrieren und daß die Vorrichtung (3) eine Steuereinrichtung mit Intervallschaltung aufweist, die in festgelegten oder festlegbaren Zeitabständen den zur Schreib- oder Aufzeichnungseinrichtung (3) des CTG- oder dergleichen medizinischen Gerätes (1) führenden Signalweg von dem Signalausgang eines Sensors zu dem Signalausgang eines anderen Sensors umschaltet.

Patentanwalt

(W. Maucher)
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