AT526119A1 - Diagnosesystem - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Diagnosesystem (1), aufweisend eine oder mehrere Auflageflächen (11), an welcher eine zu untersuchende Person (2) positionierbar ist. Um eine Diagnose ohne Fachpersonal durchführen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass an unterschiedlichen Bereichen der Auflagefläche (11), insbesondere an Beinbereichen (5), an Armbereichen (4), an einem Oberkörperbereich (6) und/oder an einem Halsbereich (7), Elektroden (3) angeordnet sind, wobei diese zumindest teilweise als Elektrodenpaare ausgeführt sind, wobei jedes Elektrodenpaar eine Speiseelektrode (8) und/oder eine Messelektrode (9) aufweist, wobei die Speiseelektrode (8) relativ zur Messelektrode (9) distal angeordnet ist, und wobei eine Vorrichtung zur Einspeisung eines elektrischen Stroms zwischen den Speiseelektroden (8) vorhanden ist und wobei das Diagnosesystem (1) dazu eingerichtet ist, zwischen den Messelektroden (9) einen Spannungsabfall zu messen, um Impedanzen von Körperbereichen einer auf dem Diagnosesystem (1) befindlichen Person (2) bestimmen zu können.
Description
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Diagnosesystem
Die Erfindung betrifft ein Diagnosesystem, aufweisend eine oder mehrere Auflageflächen, an welcher eine zu untersuchende Person positionierbar ist, insbesondere sitzend oder
liegend.
Vorrichtungen dieser Art sind aus dem Stand der Technik bekannt geworden, um beispielsweise ein Elektrokardiogramm (EKG) einer zu untersuchenden Person zu erstellen. Insbesondere ist aus dem Dokument AT 514017 B1 ein EKG-Gerät mit Brustwandelektroden und Extremitätenelektroden bekannt, bei welchem zusätzlich zu Brustwandelektroden und Extremitätenelektroden zumindest eine weitere Elektrode am Körper angebracht ist, die zur Einspeisung und/oder Messung eines Wechselstromes
geeignet ist.
Gleichzeitig hat sich auch das Gesundheitsbewusstsein des Menschen entscheidend verändert. Die Menschen wollen über ihren Gesundheitszustand genau informiert werden, deswegen haben sich auch in Jüngster Zeit die Selbst-Monitoring-Systeme, wie zum Beispiel Pulsmessungen, Selbst-Aufzeichnung des EKGs, der Pulsrate oder
Sauerstoffsättigung stark verbreitet.
Beispiele für nicht-invasive Diagnoseverfahren mit am Körper angebrachten Sensoren sind zum Beispiel Temperaturmessung, Thermographie, Sauerstoffmessung, Blutdruckmessung, EKG, die Ganzkörper- oder segmentale Impedanzmessung und
Ganzkörper- oder segmentale Impedanzplethysmographie.
Das EKG liefert Informationen über die Ausbreitung der elektrischen Herz-Erregung und allfällige Abweichungen, wobei nur dann eine verlässliche Diagnose gestellt werden kann, wenn alle relevanten Ableitungen, zB auch die Wilson Ableitungen inkludiert sind. Deswegen sind Diagnosesysteme, bei denen nicht die Ableitungen nach Einthoven, Goldberger und Wilson inkludiert sind, im Wesentlichen für die Herzkreislauf Diagnostik ungeeignet und es ist bisher nicht möglich gewesen, aus am Rücken angebrachten
Elektroden die Brustwandableitungen herzuleiten.
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Die Ganzkörperimpedanz mit Elektroden an den Fußsohlen liefert nur unzureichend genaue Ergebnisse über die Gesamtkörperkomposition und über die Komposition der einzelnen Körpersegmente Thorax, Abdomen, linker Arm, rechter Arm, linkes Bein,
rechtes Bein.
Die segmentale Impedanz-Messung hingegen liefert präzise Ergebnisse über die Körperzusammensetzung, den Flüssigkeitsgehalt, das extrazelluläre Volumen, Ödeme, Überhydrierung, Muskelmasse und Fettmasse, bzw. Fettverteilung im Körper. Bei der Impedanzmessung ist wichtig, dass die Elektroden an den physiologisch relevanten Positionen des Lebewesens angebracht werden, damit alle Segmente vermessen werden, die zur Quantität der gemessenen Substanz beitragen und unnötige verfälschende Vorwiderstände ausgeschlossen werden. Hierzu zählen besonders auch die Füße und Hände, weil sie im wesentlichen aus Bindegewebe wie Sehnen, Faszien und Knochen bestehen und ein hohen und variablen Vorwiderstand verursachen. Auch die Ganzkörperimpedanz, ohne separater Berücksichtigung von Brustkorb und Abdomen
und der vier Extremitäten liefert nur nicht zufriedenstellende Ergebnisse.
Die segmentale Impedanzplethysmographie liefert auch Ergebnisse über den Zustand der Herzleistung, wie zum Beispiel Faserspannung der Herzmuskelfasern, Erkennung von Herzschwäche, über die Durchblutung der Extremitäten bzw. über die Pulswellenlaufzeit
und damit über die Gesundheit der Hauptschlagader.
Nachteilig bei Diagnosesystemen der eingangs genannten Art hat sich herausgestellt, dass für die Durchführung einer Untersuchung einer Person Personal erforderlich ist, um
insbesondere die einzelnen Elektroden an den jeweiligen Körperregionen anzubringen.
Hier setzt die Erfindung an. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Diagnosesystem auch zur Erstellung von Diagnosen und eines Elektrokardiogramms, anzugeben, welches obige Unzulänglichkeiten beseitigt, besonders einfach auch ohne jedes Personal, speziell medizinisches Personal, betrieben werden kann und trotzdem detaillierte und korrekte
Diagnosen liefern kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Diagnosesystem der eingangs genannten
Art gelöst, bei welchem an unterschiedlichen Bereichen der Auflageflächen, insbesondere
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an Beinbereichen, an Armbereichen, an einem Oberkörperbereich und/oder an einem Halsbereich, Elektroden angeordnet sind, wobei diese zumindest teilweise als Elektrodenpaare ausgeführt sind, wobei jedes Elektrodenpaar eine Speiseelektrode und/oder eine Messelektrode aufweist, wobei die Speiseelektrode relativ zur Messelektrode distal angeordnet ist, und wobei eine Vorrichtung zur Einspeisung eines elektrischen Stroms zwischen den Speiseelektroden vorhanden ist und wobei das Diagnosesystem dazu eingerichtet ist, zwischen den Messelektroden einen Spannungsabfall zu messen, um Impedanzen von Körperbereichen einer auf dem
Diagnosesystem befindlichen Person bestimmen zu können.
Bevorzugte Ausführungsvarianten sind Gegenstände der abhängigen Ansprüche.
Als Speiseelektroden werden Elektroden angesehen, über welche ein elektrischer Strom eingespeist werden kann. Als Messelektroden werden Elektroden angesehen, zwischen
welchen ein Spannungsabfall messbar ist.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Diagnosesystem dazu eingerichtet ist, einzelne Elektroden oder Elektrodenpaare paarweise in der Weise zu schalten, dass zwischen zwei Speiseelektroden ein Strom, insbesondere ein Wechselstrom, eingespeist und ein Spannungsabfall zwischen den zugeordneten Messelektroden messbar ist, um Impedanzen von Körperbereichen einer auf dem Diagnosesystem befindlichen Person
bestimmen zu können.
Bei dem erfindungsgemäßen Diagnosesystem ist nun ein manuelles Anbringen der Elektroden an den jeweiligen Körperbereichen durch Fachpersonal nicht mehr erforderlich, sondern ist die Auflagefläche, welche bei Positionierung einer zu untersuchenden Person am Diagnosesystem in Kontakt mit der zu untersuchenden Person steht, derart mit Elektroden und Sensoren versehen, dass allein durch eine bestimmungsgemäße Positionierung einer Person am Diagnosesystem ein entsprechendes Elektrokardiogramm und eine komplette Körper- und Gesundheitsanalyse erstellbar ist. Bei einer Benutzung können die Elektroden und Sensoren in direktem Hautkontakt stehen. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die
Messung durch ein Bekleidungsstück hindurch durchzuführen.
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Die bevorzugte Anordnung von zwei Messelektroden zwischen zwei Speiseelektroden, wobei ein elektrischer Strom über die Speiseelektroden aufgebracht wird, hat insbesondere den Vorteil, dass ein repräsentativer Spannungsabfall, anhand welchem die Impedanz einer Körperregion bestimmbar ist, erst mit einem gewissen Abstand zwischen den Elektroden gemessen werden kann, über welche ein Strom in die Körperregion eingebracht wird. Hintergrund ist, dass sich ein Stromfluss von der Elektrode aus im Körper etwa kegelförmig ausbreitet, sodass ein Nahbereich um die Elektrode einen durch die Ausbreitung des Stromflusses im Körper bedingten höheren Widerstand bzw. eine höhere Impedanz hätte. Wenn mittels der Messelektroden, die zwischen den Speiseelektroden angeordnet sind, ein Spannungsabfall erst mit gewissem Abstand zu den Speiseelektroden erfasst wird, wird dieser Fehler somit auf einfache Weise
vermieden.
Die Messelektroden können einen Abstand zu den Speiseelektroden von 1 cm bis 20 cm,
vorzugsweise 2 cm bis 6 cm, haben.
Mit dem erfindungsgemäßen Diagnosesystem ist es somit möglich, physikalische Eigenschaften und elektrische Widerstände von Körperregionen einer auf dem Diagnosesystem positionierten Person zu erfassen, anhand welcher Widerstände und
Sensormessergebnisse auf einen Gesundheitszustand geschlossen werden kann.
Um die Impedanzen der einzelnen Körperregionen bestimmen zu können, können einzelne Speiseelektroden bzw. Messelektroden sequenziell paarweise aktiviert werden, indem jeweils nicht benötigte Elektroden mit Schaltvorrichtungen weggeschaltet werden, üblicherweise möglichst nahe an der Auflagefläche, nämlich dem Kontakt- oder Koppelpunkt der zu untersuchenden Person bzw. eines Patienten zur Elektrode an der Auflagefläche bzw. zu den Elektroden des gegebenenfalls verwendeten Brustgurts. Alternativ oder ergänzend können zwei oder mehr Stromquellen vorgesehen sein, welche bevorzugt galvanisch voneinander getrennt und mit den Speiseelektroden verbindbar sind. Bei den Stromquellen könnte es sich je nach gewünschtem Einsatzbereich um
Wechsel- oder Gleichstromquellen handeln.
Zur Bestimmung von Impedanzen von Körperbereichen bei unterschiedlichen Frequenzen
ist es günstig, wenn das Diagnosesystem zum Einspeisen von Strömen durch die
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einzelnen Speiseelektroden mit unterschiedlichen Frequenzen, insbesondere mit Frequenzen von 1 Hz bis 1 MHz, insbesondere 5 KHz bis 500 KHz, eingerichtet ist. Der Wechselstromwiderstand bzw. auch Scheinwiderstand oder Phasenwinkel einzelner Körperregionen bei unterschiedlichen Frequenzen kann präzise Aussagen über Erkrankungen der jeweiligen Körperregion erlauben. Entsprechende Korrelationen können mit dem erfindungsgemäßen Diagnosesystem auch auf einfache Weise erstellt werden, beispielsweise indem Diagnosen, die mit aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, insbesondere durch Magnetresonanztomographie, durch Computertomographie, Ganzkörper-DXA, Ultraschall und dergleichen, ermittelt wurden, mit den Sensorwerten, Impedanzwerten und den Teilkomponenten der Impedanz, Realteil, Imaginärteil, Phasenwinkel abgeglichen werden, die mit dem erfindungsgemäßen Diagnosesystem ermittelt wurden. Damit kann eine initiale und dann sich laufend verbessernde Eichung des Diagnosesystems erfolgen, wobei dafür auch beispielsweise Methoden der Arteficial Intelligence, wie neuronale Netze, speziell auch „deep
convolutional neural nets“ eingesetzt werden
Grundsätzlich könnte eine entsprechende Diagnose über mehrere Elektroden gleichzeitig durchgeführt werden. Um eine besonders hohe Genauigkeit zu erreichen, sind bevorzugt Schalter vorgesehen, mit welchen die einzelnen Elektroden unmittelbar an die Auflagefläche bzw. am Koppelpunkt zur Person angrenzend schaltbar sind. Es werden dann bevorzugt bis auf zwei Elektrodenpaare jeweils sämtliche Elektroden unmittelbar an der Auflagefläche, vorzugsweise weniger als 10 cm entfernt von der Auflagefläche, weggeschaltet, sodass eine Impedanz zwischen den zwei aktiven Elektroden ohne Beeinflussung durch parasitäre elektrische Effekte der weiteren Elektroden bestimmt werden kann. Entsprechend sind üblicherweise Schalter für die Elektroden unmittelbar an
der Auflagefläche angeordnet.
So kann beispielsweise in einem entsprechenden Verfahren zunächst ein Elektrodenpaar in einem linken Unterarmbereich und ein Elektrodenpaar in einem Oberkörperbereich aktiviert und alle weiteren Elektroden unmittelbar an der Auflagefläche weggeschaltet werden, um durch Anlegen eines elektrischen Wechselstroms mit unterschiedlicher Frequenz eine Impedanz bei unterschiedlichen Frequenzen im linken Arm zu erfassen. In einem nächsten Schritt können dann beispielsweise Elektroden im linken
Unterschenkelbereich und im Oberkörperbereich aktiviert werden. Um eine Impedanz im
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linken Bein zu erfassen, muss dann beispielsweise der Spannungsabfall zwischen linkem und rechtem Bein gemessen werden, wobei wiederum sämtliche weitere Elektroden unmittelbar an der Auflagefläche weggeschaltet werden. Der nicht vom Strom durchströmte Körperteil, in diesem Fall das rechte Bein, würde dann nur als elektrischer Leiter verwendet werden. Als Alternative, um die Impedanz des linken Beines zu erfassen, könnte der Strom beispielsweise auch zwischen linkem und rechtem Unterschenkel eingespeist werden und der Spannungsabfall zwischen Oberkörper oder Armen und linkem Bein gemessen werden. In diesem Fall wird der Oberkörper nicht vom Strom durchströmt und dient als elektrischer Leiter. In entsprechender Weise werden Impedanzen des zu untersuchenden Körpers bei unterschiedlichen Frequenzen für die einzelnen Körperbereiche bzw. Körpersegmente, zB Arme, Beine, Unterschenkel, Brustkorb und Abdomen in analoger Weise bestimmt. Meist ist auch günstig, Seitenunterschiede zwischen linken und rechten Extremitäten zu erfassen, da Asymmetrien zB bei Ödemen oder bei der Muskelmasse relevant sind. So ist ein elektrisches Widerstands- bzw. Impedanznetzwerk des Körpers der zu untersuchenden Person bestimmbar, anhand welches Widerstandsnetzwerks beispielsweise ein Körperfettanteil, eine Muskelmasse, eine Knochendichte, ein intrazellulärer und extrazellulärer Wasseranteil und dergleichen bestimmbar sind. In diesem Widerstandsnetzwerk wird jeweils nur der vom Wechselstrom durchströmte Körperteil gemessen, die Körperteile, die nicht vom Wechselstrom durchströmt sind, können als elektrische Leiter herangezogen werden, und dieser Körperteil ist dann nicht Teil des
gemessenen Körpersegmentes.
Günstig ist es, wenn eine Elektrodenkontaktmessung vorgesehen ist, mit welcher jene Elektroden identifizierbar sind, welche einen geringsten Übergangswiderstand zu einer zu untersuchenden Person aufweisen, wobei das Diagnosesystem dazu eingerichtet ist, jene Elektroden zu aktivieren, welche den geringsten Übergangswiderstand aufweisen, insbesondere durch Koppelpunkt-nahe Schalter. Dadurch können automatisiert jene Elektroden für eine Diagnose eingesetzt werden, welche einen geringsten Übergangswiderstand zum Körper der zu untersuchenden Person aufweisen, bei welchen Elektroden also ein elektrischer Kontakt am besten ist, um Messfehler möglichst auszuschließen. Somit können beispielsweise über das gesamte Diagnosesystem verteilt Elektroden angeordnet sein, wobei für eine Messung jene Elektroden aktiviert werden
können, bei welchen der Kontakt am besten und somit das Messergebnis am
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aussagekräftigsten ist. Es versteht sich, dass dabei einzelne Elektroden sowohl als Messelektroden als auch als Speiseelektroden eingesetzt werden können, wobei über die Speiseelektroden ein Strom in die Person eingeprägt wird und zwischen den
Messelektroden ein Spannungsabfall gemessen wird.
Günstig ist es, wenn eine Elektrodenkontaktmessung dazu eingerichtet ist, eine elektrische Spannung an einzelnen Elektroden anzulegen, um einen Stromfluss über einen am Diagnosesystem befindlichen Körper zu erreichen, sodass anhand einer Höhe des Stromes ein Übergangswiderstand bestimmbar ist. Anhand des
Übergangswiderstandes ist somit eine Kontaktqualität bestimmbar.
Um Messfehler während der Untersuchung zu vermeiden, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Elektrodenkontaktmessung wegschaltbar ist, insbesondere nahe am Koppelpunkt zur
Person.
Alternativ ist auch vorgesehen, dass mit den Speiseelektroden gematchte Stromquellen, welche in oder nahe an den Elektroden sitzen, verbunden bzw. verbindbar sind, welche
insbesondere synchron sind.
Anstatt der Verwendung von präzise gematchten Stromquellen kann die Regelung der Stromquellen auch unter Berücksichtigung der Common-mode-Spannung der Person erfolgen, welche zB über die Right-Leg-Drive Elektrode gemessen wird. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Impedanzmessungen als pulssynchrone plethysmographische Messung und als Mehrfrequenz Impedanz Messung ausgeführt ist. Daraus kann mit wenigen gemessenen Frequenzen eine Impedanzspektroskopie und ein Cole Cole Plot hergestellt werden. Speziell ist auch vorgesehen, die segmentalen pulssynchronen impedanzplethysmographischen Messungen, also die Änderung des Volumens eines Segmentes mit dem Herzschlag, so auszuführen, dass ein Teil des Messpfades nicht vom Messtrom durchströmt ist. ZB kann eine Messung eines Beinplethysmogramms oder eines Unterschenkelplethysmogramms so gestaltet sein, dass der Messstrom zwischen Nacken und Bein oder zwischen Arm und Bein eingespeist wird, die Messung des Beinplethysmogramms jedoch zwischen den beiden Messelektroden am Unterschenkel, wobei das kontralaterale, nicht vom Strom durchflossene Bein nur als elektrischer Leiter
dient. So kann auch nur das Plethysmogramm nicht des ganzen Beines, sondern nur des
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Unterschenkels, gemessen werden, wenn das vom Strom durchströmte Bein zwischen Knieelektrode und Unterschenkelelektrode oder auch zwischen Knieelektrode und der Beinelektrode gemessen wird. Dies gilt auch für die Arm- und Thoraxplethysmogramme. Zur Gewinnung eines Armplethysmogramms könnte zB der Strom zwischen den beiden Armen eingespeist werden, oder zwischen einem Arm und einem Bein, die Messung würde dann entweder zwischen einem (nicht vom Strom durchflossenen) Bein und dem durchströmten Arm erfolgen oder andernfalls zwischen beiden Armen, von denen dann ein Arm nicht vom Strom durchströmt ist. Für das Thoraxplethysmogramm könnte zB zwischen einem Arm und einem Bein eingespeist werden und zwischen Nackenelektrode (oder Stirnelektrode) und einer der Brustwand EKG Elektroden, bzw. Nacken- oder Stirnelektrode und einer an der Auflagefläche im Rumpfbereich angebrachten Elektroden. Auch die Brustwandeektroden oder die an der Auflagefläche im Rumpfbereich angebrachten Elektroden können gemeinsam mit einer der Extremitaten Elektroden zur
Stromeinspeisung benutzt werden.
Die Plethysmogramme werden bevorzugt gemittelt aus mehreren bis vielen Herzschlägen erstellt und sogenannte Templates konstruiert, sodass dann die genauen Charakteristika der Templates wie Anstiegssteilheit, Gipfelhöhe, Abfallsteilheit sowie eine Formanalyse zur Erstellung von Diagnosen, zB zur Messung der Herzleistung, Erkennung von Herzschwäche, der Volumswellenlaufzeit, Durchblutungsunterschieden von linken und rechten Extremitäten verwendet werden können. Für die Formanalyse der Templates haben sich besonders Methoden der Arteficial Intelligence, speziell neuronale Netze und
„deep convolutional neural nets“ bewährt.
Es hat sich bewährt, dass ein Mehrkanal EKG vorhanden ist.
Um die konventionellen EKG Ableitungen, insbesondere Einthoven 1, Il, Ill, Wilson V1- V6 und Goldberger Ableitungen aVR, aVL, aVF aus den auf der Auflagefläche zur Verfügung stehenden Elektrodenpositionen rekonstruieren zu können, sollten im Idealfall die Ableitungen im dreidimensionalen Raum des Rumpfes in den orthogonalen x, y, z Achsen angeordnet sein, um die Herzvektoren genau zu bestimmen und die konventionellen Ableitungen zu rekonstruieren. Dazu haben sich in der Vergangenheit zB die EASI Ableitungen nach Dower (J Electrocardiology, Suppl1988, S182-S187) bewährt, die
allerdings Elektroden an der Vorderseite des Brustkorbs benötigen.
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In der gegenwärtigen Anmeldung suchen wir nicht nach Ähnlichkeiten zwischen den Rückenableitungen und den konventionellen EKG Ableitungen, sondern rekonstruieren nach physikalischen Grundsätzen die herkömmlichen Ableitungen aus strategisch optimal angeordneten Elektrodenpositionen an der Auflagefläche. Dies ermöglicht dann die Vektorkardiographie nach Frank (Circulation, 13, 737-49, 1956), mit deren Hilfe die klassischen Ableitungen nach Wison, Einthoven und Goldberger rekonstruiert werden können. Dazu sollen zumindest drei EKG Ableitungen möglichst in allen drei Ebenen des Raums und möglichst orthogonal in Bezug auf die auf der Auflagefläche positionierte Person auf der Auflagefläche angeordnet sein: die eine annähernd mittig und vertikal, annähernd entsprechend der Längsachse der Auflagefläche (und damit auch der Längsachse des menschlichen Körpers) im oberen Bereich der Auflagefläche, die zweite Ableitung annähernd im mittleren Längsbereich der Auflagefläche annähernd quer zur Längsrichtung der Auflagefläche (und damit auch entsprechend der horizontalen Achse des menschlichen Körpers) und die dritte Ableitung annähernd diagonal im oberen Bereich der Auflagefläche und damit der sagittalen Achse des auf der Auflagefläche liegenden menschlichen Körpers entsprechend. Am besten sollte diese sagittale Achse entsprechend einem Stundenzeiger der Uhr auf ca 10h30 bzw. umgekehrt auf 4h30 gerichtet sein. Die Dreidimensionalität entsteht, da die Basis des Herzens in der Mitte des Brustkorbs liegt, die Herzspitze hingegen an der Vorderwand des Brustkorbs. Dies kann dann in Analogie zu den Ableitungen von Dower (J Electrocardiology 21, Supplement, 1988, S182-S187) verwendet werden, um die herkömmlichen Ableitungen, speziell nach
Wilson zu rekonstruieren. Es wird auf die entsprechende hier zitierte Literatur verwiesen.
Alternativ könnte der Stundenzeiger auch auf 1h 30 gerichtet sein, damit die dritte
Ableitung bei der auf der Auflagefläche liegenden Person der sagittalen Achse entspricht.
Auf der Auflagefläche könnten diese Ableitungen mit den Elektrodenpositionen „I“, „Mr“, „Ar“ in einer Ebene auf Höhe ca des 10. bis 12. Mrbelkörpers angeordnet sein, was ca dem 5. Interkostalraum auf Höhe des Sternums entspricht. Eine weitere Elektrode kann beispielsweise am Nacken „Nr“ platziert sein. Wie wir herausgefunden haben, sind diese Elekrodenpositionen durch die Schieflage des Herzens im dreidimensionalen Raum dann so gelegen, dass eine Rekonstruktion der Standardableitungen nach Einthoven,
Goldberger und Wilson möglich sind.
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Da diese Ableitungen am Rücken der Person liegen, werden die Koeffizienten hier Ir, Mr, Ar jeweils für “rear“ und N, für Neck rear bezeichnet. Durch die vereinfachte Lage der Elektroden entsprechen diese nicht mehr genau der Lage des Frank Netzwerks mit xyz Signalen, sondern linearen Ableitungen von diesen x’y’z’. Um wieder auf die ursprünglichen xyz Positionen nach Frank (Circulation, 13, 737-49, 1956) zu kommen, könnte neben der Korrektur mittels Software auch eine analoge Korrekturbox zum EKGGerät zwischengeschaltet werden. Zusätzlich können für die Rekonstruktion der fehlenden konventionellen 12 Kanal EKG Ableitungen auch die Extremitätenelektroden mit den Ableitungen I, Il, Ill, avR, avL und avF herangezogen werden, um zusätzlich die fehlenden Ableitungen zu rekonstruieren, da diese Ableitungen ja durch die von den Speise- und Messelektroden an Armen und Beinen gewinnbaren EKG Signale ohnehin zur Verfügung stehen können. Ähnlich dem Verfahren zB von Dower oder zB von Xue et al. (Computers In Cardiology, IEEE, 2007; 709—-71) können zB die Brustwandableitungen
rekonstruiert werden.
V derived = a(A, - I) + b(Mr - N) +c(A-- Ni) + d
Ableitung A, nach I: würden die horizontale Vektorkomponente repräsentieren, M, nach N; die vertikale Vektorkomponente und A, nach N, die anterior-posteriore Vektorkomponente. Die anterior-posteriore Komponente könnte verstärkt werden, indem die Nackenelektrode in einer U-förmigen Nackenrolle, die teilweise den Hals umschließt, mehr ventral untergebracht ist, oder dass zB statt der Nackenelektrode ventral in der Gegend des Kehlkopfs, zB auch an einem Kehlkopfmikrofon, des Brustbeines, oder an der Stirn als Stirnelektrede, zB in einem Stirnband, oder zB in der Auflagefläche einer virtual reality Brille, zB an der Stirn (Fr für Front) untergebracht ist. Dann könnten die Gleichungen
lauten
V derived = a(A, - I) + b(Mr - Ni) + c(Ar - Fr) +d
Solche Gleichungen werden für die Ableitungen V1 bis V6, sowie bei Bedarf auch für die Einthoven und Goldberger Ableitungen erstellt, um mit Hilfe der jeweiligen Koeffizienten die anderen Ableitungen zu rekonstruieren. Mit Hilfe von multiplen, zB linearen Regressionsgleichungen unter Verwendung der Amplituden von einzelnen Segmenten der EKG Kurve, nämlich PR Segment, QRS Komplex, ST-T Segment und der T Welle
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können die konventionellen Ableitungen noch besser rekonstruiert werden, besonders dann, wenn für jeden der obigen Abschnitte der EKG Kurve unter Berücksichtigung des quadratischen Mittelwertfehlers separate Gleichungssätze entwickelt werden. Diese Ableitungen nach Dower haben sich als Ersatz für die konventionellen Ableitungen nach Einthoven, Goldberger und Wilson in der Klinik sehr bewährt (Klein ND, Computers in Cardiology 1997, 24: 721-24), und wir schlagen hier ein analoges Vorgehen mit den neuen Positionen der Elektroden an der Auflagefläche vor. Ein patient-specific segmentspecific (PSSS) Algorithmus liefert eine besonders genaue Bestimmung der Ableitungen V1, V2, V3, V4, V5 und V6 (Scherer JA, JACC 15: 191A, 1990) und kann hier für die neuen Ableitungen verwendet werden. Damit kann dann auch mit Hilfe der Levkov Transformation (Levkov, Med Biol Eng Comput 25:155, 1987) ein orthogonales Set von EKG Ableitungen aus unseren neuen EKG Ableitungen V derived = a(A; - Ir) + b(Mr - N}) + C(Ar - N\) + d abgeleitet werden. Dabei kann das Franksche Vektordiagramm mit einem
einzelnen Satz von Gleichungen für alle Personen bzw. Patienten vorhergesagt werden.
Bei der Erstellung der Regressionsgleichungen von einem Daten-Set muss naturgemäß overfitting vermieden werden. Auch nicht-lineare Verfahren wie zB die „support vector regression method“ (KKU Engineering Journal, 2016; 43($2):317-322) oder ähnliche nicht lineare Verfahren sind damit verwirklichbar und zeigen oft kleinere Abweichungen der Ergebnisse. Auch hier haben sich neuronale Netze gut bewährt, weil sie vor allem nicht
lineare Zusammenhänge besser darstellen können.
Um dabei auch Unterschiede der Form des Rumpfes zu berücksichtigen, kann eine dreidimensionale Erfassung des Rumpfes zB mit einer 3-D Kamera sehr behilflich sein, um Abweichungen der Form des Rumpfes von einem Zylinder und die genaue Anordnung
der Elektroden im dreidimensionalen Raum erfassen zu können.
Von Vorteil ist es, wenn die Auflagefläche mehrere zumindest teilweise konvexe und/oder konkave, bevorzugt elastische, Verformungen aufweist, welche Elektroden tragen. Dies ermöglicht einen besonders guten elektrischen Kontakt zwischen Körperteilen einer zu
untersuchenden Person und den Elektroden.
Günstig ist es, wenn zumindest eine Elektrode an einem verformbaren Material
angebracht ist, welches sich bei Anordnung einer Person verformt, um eine günstige
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elektrische Verbindung der Elektrode zum menschlichen Körper herzustellen. Entsprechend ausgebildete Elektroden können grundsätzlich an jeder Position vorgesehen sein, insbesondere im Bereich der Handgelenke bzw. Unterarme und knapp oberhalb der Knöchel bzw. am Unterschenkel knapp unterhalb des Kniegelenkes können die Elektroden auch in mit verformbarem Material ausgekleideten halbzylinderförmigen Schalen angebracht sein, welche Zylinderachsen entsprechend von Längsachsen der zugeordneten Extremitäten aufweisen, sodass eine zu untersuchende Person die Arme und Beine einfach in den Schalen positionieren kann, wobei gleichzeitig über die verformbare Bereiche eine günstige elektrische Verbindung hergestellt wird. Um jede Art von Mechanik trotz der Möglichkeit der Wahl der optimalen Elektrodenposition zu vermeiden, könnten zB an den Armen und Beinen jeweils mehrere U-förmige, konkave Auflageflächen angeordnet sein, die wahlweise mittels eines Multiplexers angewählt werden können. Diese Elektroden für die betreffende Extremität würden dann nicht auf der jeweiligen Elektrodenachse liegen, sondern je nach Distanz zum Extremitätenansatz jeweils außerhalb der Extremitätenachse, sodass sie sich nicht gegenseitig behindern. Die untersuchte Person wählt dann zB die U förmige elektrodentragende Auflagefläche knapp über dem Handgelenk oder über dem Knöchel durch wechselnde Adduktion und Abduktion der Arme und Beine. Je nachdem, welche Elektroden einen geschlossenen Stromkreis bilden oder welche den geringsten Übergangswiderstand aufweisen, oder bei allenfalls eingebauten Drucksensoren an der Elektrodenposition den größten Auflagedruck signalisieren, werden die entsprechenden Elektroden aktiviert und die anderen weggeschaltet. Wenn sich eine Person auf die Auflagefläche legt, ergeben sich zwangsweise die Elektrodenpaare, in die Arme und Beine am besten fallen. Damit kann eine durchgehend geschlossene Auflagefläche ohne alle Unterbrechungen, entsprechend einem dem Körper nachgeformten Relief zwischen der Stütz- und der Auflagefläche geschaffen werden, was aus hygienischen Gründen unbedingt notwendig ist, da zB die Auflagefläche gereinigt, zB auch abgespritzt, werden könnte. Außerdem können dann alle elektronischen Bauteile und Leitungen zwischen Stütz- und Auflagefläche eingeschweißt sein, was die Sicherheit des Gerätes weiter erhöht. Die Auflagefläche kann am besten in
der Mitte quer abgesteppt sein, sodass diese gefaltet und gut transportiert werden kann. Als elastisches Material kann grundsätzlich jedes geeignete Material eingesetzt werden.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass zumindest eine Elektrode an einem
hautverträglichen, robusten Elastomer angeordnet ist.
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Um eine besonders gute Kontaktierung zu erreichen, kann auch vorgesehen sein, dass zumindest eine Elektrode an einem konvexen, aus der Auflagefläche vorstehenden Bereich angeordnet ist. Somit kann insbesondere im Bereich des Nackens, zB in Form einer an einer elastischen, möglicherweise verschieblichen Nackenrolle platzierten Elektrode oder im Bereich des Oberkörpers eine gute Kontaktierung erreicht werden, zumal durch einen entsprechend vorstehenden, konvexen Bereich eine erhöhte Druckbelastung dieses Bereiches gegeben ist, welche für eine gute Kontaktierung sorgt. Die Kontaktierung durch das Körpergewicht ist besonders kritisch, deswegen sollten besonders korrosionsfeste und sehr gut leitfähige Elektroden mit niedrigem Übergangswiderstand, zB auch Gold-beschichtete Elektroden verwendet werden. Insbesondere ist es dadurch auf einfache Weise möglich, auch durch Bekleidungsstücke (besonders wenn leitfähig oder befeuchtet) hindurch eine entsprechende Diagnose durchzuführen. Dies ist besonders auch dann gewährleistet, wenn eine Durchfeuchtung der Kontaktregion zB durch Elektrodenspray bewirkt wird. Das Diagnosesystem kann somit insbesondere in öffentlichen Bereichen wie beispielsweise einem Einkaufszentrum,
Wartebereichen usw. eingesetzt werden.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass zumindest eine Elektrode, insbesondere die Elektroden an den Beinbereichen und den Armbereichen, konkav ausgebildet sind, um einen korrespondierenden Bereich des menschlichen Körpers, insbesondere einen Beinbereich und einen Armbereich, aufnehmen zu können. Durch eine entsprechende, beispielsweise U-förmige Ausbildung, welche insbesondere durch einen Teil eines Hohlzylinders gebildet sein kann, kann eine gute Kontaktierung einerseits und gleichzeitig eine günstige Handhabbarkeit andererseits erreicht werden. Auch Hände und Füße können zB mit elektrisch leitenden Handgriffen als Elektrodenpositionen, besonders auch für die Einspeisung verwendet werden, auch als Positionen für die Messelektroden, was
allerdings einen erhöhten Vorwiderstand bedeutet.
Um eine besonders gute Kontaktierung zu erreichen, ist bevorzugt vorgesehen, dass die
Elektroden leicht verformbar sind, zB aus leitfähigem Gummi oder Gewebe. Eine einfache Anpassbarkeit des Diagnosesystems an Personen unterschiedlicher Größe
ergibt sich, wenn zumindest zwei Elektroden relativ zueinander, insbesondere die
Elektroden an den Beinbereichen relativ zu den Elektroden im Oberkörperbereich
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und/oder die Elektroden an den Armbereichen relativ zu den Elektroden am Oberkörperbereich bewegbar sind, um das Diagnosesystem an unterschiedlich große Personen anpassen zu können. Diese Anpassbarkeit kann beispielsweise durch gelenkig oder verschiebbar mit einem Hauptkörper verbundene Teile der Auflagefläche oder separate Auflageflächen erreicht werden, an welchen Elektroden der Beinbereiche
und/oder Elektroden der Armbereiche angeordnet sind.
Eine Anpassbarkeit an Personen unterschiedlicher Größe kann auf einfache Weise alternativ zu einer Mechanik, mit welcher einzelne Elektroden relativ zu anderen Elektroden bewegbar sind, auch erreicht werden, wenn an den Beinbereichen, den Armbereichen, dem Halsbereich und/oder dem Oberkörperbereich mehrere benachbarte Elektroden angeordnet sind, wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, abhängig von einer Größe der zu untersuchenden Person eine oder mehrere dieser Elektroden zu aktivieren, wobei für eine Messung jene Elektrode aktiviert wird, welche den besten elektrischen Kontakt zum jeweiligen Körperbereich aufweist und/oder welche anatomisch korrekt gelegen ist. Hierzu kann beispielsweise an den Elektroden zusätzlich ein Drucksensor wie insbesondere Piezosensoren vorgesehen sein, um jene Elektroden zu bestimmen, an welcher ein durch ein Körpergewicht der auf dem Diagnosesystem befindlichen Person bedingter mechanischer Druck am größten ist. An einer entsprechenden Position wird üblicherweise auch ein optimaler elektrischer Kontakt bzw. ein elektrischer Kontakt mit geringstem Übergangswiderstand erreicht. Bevorzugt ist vorgesehen, dass im Oberkörperbereich auf etwa gleicher Höhe zumindest drei Elektroden vorgesehen sind, wobei zumindest eine Elektrode vorzugsweise etwa mittig
und die zwei weiteren Elektroden etwa symmetrisch seitlich dazu angeordnet sind.
Dadurch können insbesondere auch Impedanzen im Bereich des Oberkörpers genau erfasst werden. Darüber hinaus kann mit dieser Anordnung auch ein EKG auf einfache
Weise mit dem Diagnosesystem erstellt werden.
Um einen Gesundheitszustand einer zu untersuchenden Person besonders genau bestimmen zu können, kann ergänzend vorgesehen sein, dass eine Oberarmmanschette und/oder ein Pulsoximeter vorgesehen sind. Derartige Einrichtungen können einfach
ausgebildet sein, zB mit Klettverschluss oder einer elastischen Klemmvorrichtung, sodass
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eine zu untersuchende Person sich diese auch selbst anlegen kann. Das System ist damit
weiterhin ohne Personal betätigbar.
Das Pulsoximeter kann beispielsweise zur Erfassung einer Sauerstoffsättigung an einem Finger oder einem anderen Körperteil, beispielsweise am Handgelenk, an der Stirn etc ausgebildet und gegebenenfalls in eine VR-Brille integriert sein. Damit diese Brille innerhalb von kurzen Abständen von verschiedenen Personen verwendet werden kann, ist eine Sterilisation notwendig, diese ist innerhalb von 60 Sekunden innerhalb einer „Clean Box“ möglich, in welcher die Brille zB mittels UV Strahlung und Trocknung für die nächste Person sterilisiert und getrocknet wird. Die verwendende Person erhält zB nach der Freigabe zB durch Bezahlung einen Code oder elektronischen Key, mit welcher die
Clean Box geöffnet, die 3-D Brille freigegeben und die Untersuchung aktiviert wird.
Günstig ist es, wenn die Auflagefläche insbesondere aus einem abwaschbaren Kunststoff, vorzugsweise einem verformbaren Material, gebildet ist und wenn unterhalb der Auflagefläche eine Stützfläche vorhanden ist, welche insbesondere aus strapazierfähigem
Gewebe gebildet ist.
Die Auflagefläche kann auch dazu ausgebildet sein, mit einem veränderbaren Druck beaufschlagt zu werden, beispielsweise mittels einer Kammer zwischen Auflage- und Stützfläche, welche mittels eines Kompressors mit Fluid, zB Gas, gefüllt wird. Besonders im Bereich der Extremitäten genügt eine U-förmige Ausprägung der Auflagefläche, um von außen zB hydraulisch einen Druck auf die Arterie auszuüben, um so die Oszillationen des Drucks bei entsprechendem Gegendruck zu messen und zB oszillometrisch und/oder auskultatorisch den Blutdruck zu bestimmen oder eine Pulswellenanalyse durchzuführen. Dies ist beispielsweise am Handgelenk besonders gut möglich, da an der offenen Seite des U eine knöcherne Begrenzung des Armes gegeben ist. Damit der Arm nicht aus dem U herausgepresst wird, könnte alternativ am Boden des U ein Bereich vorgesehen sein, in
dem kein hydraulischer Druck ausgeübt wird. Hierzu können ein oder mehrere Drucksensoren vorgesehen sein, welche
Druckänderungen im Fluid erfassen können. Ferner kann eine Einrichtung zur
Veränderung eines Drucks im Fluid vorgesehen sein, insbesondere eine pneumatische
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und/oder hydraulische Einrichtung, wobei ferner ein Drucksensor zur Bestimmung eines
Drucks im Fluid vorgesehen ist.
Günstig ist es, wenn das Diagnosesystem Sensoren aufweist, mit welchen ein mechanisches Verhalten von Körperteilen einer am Diagnosesystem befindlichen Person auf aufgebrachte Kräfte und/oder Bewegungen erfassbar ist, um mechanische Steifigkeiten einzelner Körperbereiche beurteilen zu können, insbesondere abhängig von einer Frequenz, mit welcher eine Kraft und/oder eine Bewegung aufgebracht werden. Auf diese Weise kann ergänzend zur Impedanzbestimmung, mit welcher elektrische Eigenschaften der einzelnen Körperregionen bestimmt werden, eine zusätzliche Information in Bezug auf eine mechanische Zusammensetzung der einzelnen Körperbereiche erfolgen, um beispielsweise einen Fettgehalt oder eine Muskelmasse oder eine Knochendichte bestimmen zu können. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass beispielsweise anhand der Steifigkeit der Leber auch auf eine Lebererkrankung geschlossen werden kann, sodass anhand der mechanischen Kennwerte, die dabei ermittelt werden können, Aussagen über einen Gesundheitszustand der Person bzw. des Körperteils der Person möglich sind. Kräfte und Bewegungen können auf die einzelnen Körperbereiche dabei beispielsweise mit vibrierenden Einrichtungen, die gegebenenfalls bei unterschiedlichen Frequenzen und/oder unterschiedlichen Amplituden bzw. Kraftintensitäten vibrieren können, oder anderen Einrichtungen, welche beispielsweise
von Massagegeräten bekannt sind, aufgebracht werden.
Als besonders komfortabel hat es sich erwiesen, wenn das Diagnosesystem als Liege ausgebildet ist, insbesondere als Kippliege, wobei ein Kippwinkel erfassbar ist. Dies ist einerseits eine bequeme Art für eine zu untersuchende Person. Andererseits kann anhand des Kippwinkels auch ein hydrostatischer Druckunterschied zwischen einzelnen Körperbereichen einfach ermittelt werden, sodass dadurch gemessene Daten noch besser interpretierbar werden bzw. um einen hydrostatischen Druckunterschied berichtigt
werden können.
Um eine zu untersuchende Person über die Impedanzen der einzelnen Körperbereiche hinaus analysieren zu können, ist es besonders günstig, wenn eine oder mehrere Kameras, insbesondere auch eine Infrarotkamera, und/oder Time-of-flight-Sensoren
vorgesehen sind, mit welchen eine auf der Auflagefläche befindliche Person
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dreidimensional erfassbar ist, mit welchen Maße einer untersuchten Person bestimmbar sind. Eine Kamera kann darüber hinaus auch dazu genutzt werden, eine Hautfarbe der zu untersuchenden Person zu erfassen und daraus medizinische Informationen abzuleiten. Über die Erfassung einer dreidimensionalen Kontur der zu untersuchenden Person kann beispielsweise auch eine Größe der zu untersuchenden Person und der Körpersegmente besonders genau erfasst werden, wodurch wiederum jene Elektroden zur Impedanzbestimmung aktiviert werden können, welche der jeweiligen Größe entsprechend angeordnet sind. Mit Hilfe der so gemessenen Größe und Länge der Körperabschnitte könnte zB auch automatisch die Position der Elektroden, speziell der Halselektroden an der Nackenrolle und an den Beinen zB über Hilfsmotoren in die richtige Position gebracht werden. Damit ist auch eine bidirektionale Kommunikation zwischen dem bildgebenden Verfahren und den elektrischen und anderen Sensoren vorgesehen, welche die Messergebnisse und Diagnosen weiter verbessern. Darüber hinaus kann über die dreidimensionale Kontur eine zusätzliche Information für eine Bestimmung des Umfanges und Durchmessers der Körpersegmente, des Körperfettes, eines Body Mass Index oder eines waist-to-hip-Verhältnisses ermittelt werden, welche Werte ebenfalls für
einen Gesundheitszustand aussagekräftig sind.
Um die mit dem erfindungsgemäßen Diagnosesystem gewonnenen Daten noch besser auswertbar zu machen, kann eine zusätzliche 3-D Vermessung des menschlichen Körpers von großem Vorteil sein. In letzter Zeit haben sich diesbezüglich Verfahren für die berührungslose Vermessung des Körpers mittels optischer Verfahren stark verbessert. So kann mithilfe von normalen Fotografien, bevorzugt in mehreren Ebenen, Stereokameras, bzw. durch Time-of-flight-Verfahren der menschliche Körper dargestellt werden und bei Verwendung eines Maßstabes die Körper-Dimensionen in 2-D oder 3-D dargestellt werden. Nachdem in die Auswertung mittels Kontaktsensoren die Körper-Dimensionen
mit eingehen können, können diese beiden Verfahren kombiniert werden.
So ist beispielsweise der elektrische Widerstand des Körpers oder eines seiner Segmente nicht nur abhängig vom spezifischen Widerstand, sondern auch von der Länge und dem Querschnitt des untersuchten Körperteils oder Körpers. Die Kombination dieser beiden Messverfahren liefert damit noch genauere biologische Daten. Die beiden kombinierten Verfahren ermöglichen auch ein Feedback zwischen den Ergebnissen der
berührungslosen Messung und den Kontaktmessungen.
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So könnte zum Beispiel die Lokalisation der Elektroden durch direktes Feedback von der kontaktlosen Messung verbessert werden und umgekehrt. Es könnte auch möglich sein, abhängig von den Ergebnissen der kontaktlosen Messungen zusätzliche Segmente des Körpers zu vermessen, beispielsweise durch die Aktivierung zusätzlicher Elektroden an anderen Lokalisationen, wie zum Beispiel am proximalen Unterschenkel zur Erkennung einer Durchblutungsstörung oder in Regionen, die durch die kontaktlosen Messungen besonders kritisch erscheinen. Hierzu können über eine gesamte Auflagefläche des Diagnosesystems, also über eine Fläche, an welcher eine bestimmungsgemäß am Diagnosesystem positionierte Person das Diagnosesystem berührt, verteilt Elektroden angeordnet sein, welche einzeln geschaltet werden können, um Impedanzen einzelner Körperregionen zu bestimmen. Üblicherweise sind die Elektroden oberflächennah bzw.
nahe am Koppelpunkt schaltbar.
So ist es insbesondere auch sinnvoll, ein thermographisches Bild der Person anzufertigen, um beispielsweise eine Durchblutungsstörung vor allem der unteren Extremität, lokale Entzündungen verursacht durch eine Thrombose, oder eine Infektion erkennen zu können, welche Erwärmung verursachen. Weiter können dadurch auch traumatische oder entzündliche Veränderungen der Gelenke oder lokale Tumore anhand einer Erwärmung erkannt werden. Dazu ist nicht nur das optische Verfahren, sondern besonders auch das thermographische Verfahren gut geeignet. Eine Wärmebild-Kamera könnte auch dazu dienen, die dreidimensionale Darstellung bei angekleideten Personen
zu verbessern.
Bevorzugt ist daher auch eine Wärmebildkamera vorgesehen, mit welcher eine Temperatur einer am Diagnosesystem befindlichen Person erfassbar ist. Dadurch kann einerseits festgestellt werden, ob die Person eine erhöhte Temperatur bzw. Fieber aufweist. Darüber hinaus kann über die Erfassung von Temperaturen an einer Oberfläche der zu untersuchenden Person beispielsweise auch auf Entzündungen, Tumore und/oder Durchblutungsstörungen geschlossen werden. Die Temperaturen können mit einer Wärmebildkamera und/oder mit Temperatursensoren erfasst werden, welche
Temperatursensoren beispielsweise in die Auflagefläche integriert sein können.
Bevorzugt ist ergänzend ein Brustgurt vorgesehen, welcher außenseitig Brustgurt-
Außenelektroden aufweist, die mit Kontaktelektroden an der Auflagefläche
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korrespondieren, sodass elektrische Signale des Brustgurtes über die Brustgurt-
Außenelektroden an die Kontaktelektroden der Auflagefläche übertragen werden können.
Bei einem klassischen EKG werden Elektroden an einer Vorderseite einer zu untersuchenden Person am Oberkörper platziert. Der Erfinder hat festgestellt, dass grundsätzlich die Erstellung eines Elektrokardiogramms auch mit rückseitig angeordneten Elektroden, welche hier in einem Oberkörperbereich positioniert sein können, möglich ist. Auch dadurch kann eine hohe Genauigkeit erreicht werden. Für Sonderfälle kann es dennoch vorteilhaft sein, wenn ergänzend auch ein Brustgurt vorgesehen ist, mit welchem elektrische Messungen auch an einer Vorderseite der zu untersuchenden Person durchgeführt werden können. Der Brustgurt ist dann bevorzugt derart ausgebildet, dass dieser von einer zu untersuchenden Person selbst angelegt werden kann, um die Vorrichtung weiterhin ohne Personal betreiben zu können. Entsprechend erfolgt ein Kontakt zwischen dem Brustgurt und den Elektroden der Auflagefläche auch einfach und insbesondere ohne einen zusätzlichen Steckkontakt, sondern lediglich durch eine lose Kontaktierung, sodass das Diagnosesystem durch eine zu untersuchende Person einfach
selbst betätigbar bzw. selbst administrierbar ist.
Günstig ist es, wenn ein optisches Medium, zB ein Bildschirm in einem Blickfeld einer am Diagnosesystem positionierten Person vorgesehen ist, welches über eine Datenverbindung mit Sensoren des Diagnosesystems verbunden ist, sodass auf dem Bildschirm insbesondere Daten betreffend einen Gesundheitszustand der Person darstellbar sind. Das Diagnosesystem weist somit bevorzugt eine Datenverarbeitungseinrichtung auf, welche mit sämtlichen Elektroden und Sensoren sowie dem Bildschirm verbunden ist, um anhand der mit den Sensoren und Elektroden gewonnenen Daten Aussagen über den Gesundheitszustand der zu untersuchenden Person treffen zu können, die in weiterer Folge dargestellt werden, üblicherweise in Echtzeit.
An Diagnosen können zB erstellt werden: zB alle Diagnosen, die mit dem 12-Kanal-EKG erstellt werden, zB Herzinfarkt, koronare Herzerkrankung, Lungenembolie, Myocarditis, Pericarditis, Rechtsherzüberlastung, Herzklappenfehler, Lown Klassifikation, Rhythmusstörungen, Vorhofflimmern, Risiko für Vorhofflimmern usw. Weiters Blutdruck
(zB über einen integrierten Blutdruckmesser oder über eine mit variablem Druck zu
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beaufschlagende U-förmige Auflageflächen im Bereich von Armen und Beinen), zentraler Blutdruck über eine Transferfunktion der peripheren Blutdruckkurve oder über ein modifiziertes Windkesselmodell (McEniery European Heart Journal (2014) 35, 1719—1725). Die Herzleistung und Erkennung der Herzschwäche kann durch Formanalyse der Plethysmogramme mit niedrigeren Amplituden und Anstiegssteilheiten erkannt werden (Skrabal F et al, Med Eng Phys. 2014 Jul;36(7):896-904). Für diesen Zweck ist vorgesehen, aus den Rohdaten auch zB Mittelwertkurven, sogenannte Templates, zu verwenden, und Arteficial Intelligence, zB auch deep convolutional neural nets, genetische Algorithmen neben den konventionellen mathematischen Verfahren wie Diskriminanzanalysen etc einzusetzen, um alle errechneten Parameter in der Genauigkeit zu verbessern.
Herzschwäche kann zusätzlich durch Atmungsveränderungen mit verlängertem Exspirium, trockenen und feuchten Atemgeräuschen, durch Veränderungen des extrazellulären Wassers in den Segmenten (Skrabal F et al Med Eng Phys. 2014 Jul;36(7):896-904), durch Entdeckung von geringer Muskelmasse usw. erkannt werden. Die Lungenfunktion mit den allgemein bekannten Parametern FVC, FEV1, PEF, MEF25, MEF50, MEF75 und MMEF kann über das Atemrohr gemessen werden, Atemgase über CO2 und O2 Sensor. Aus der CO2 Ausatemkurve können durch die charakteristische Kurvenform Lungenerkrankungen, speziell COPD, erkannt werden (Mieloszyk, IEEE Transactions on Biomedical Engineering 61, 2882-2890. 2014). Sauerstoffsättigung über 02 Sensor kann speziell an den Elektrodenpositionen an den Extremitäten oder am Ohr, möglichst integriert in das Band der VR Brille gemessen werden, Sehprüfung über Veränderung der Grösse von Objekten am optischen Medium und deren Erkennung oder Nichterkennung, speziell mittels VR Brille mit Feedback (akustisch durch Sprache oder durch Betätigung einer Taste durch die untersuchte Person), Hörprüfung (über Veränderung der Lautstärke am akustischen Medium mit Erkennung oder Nichterkennung und entsprechendem Feedback), Herzratenvariabilität (über Spektralanalyse der Herzratenintervalle), Polyneuropathie durch Messung des Berührungssinns (veränderte Impulse durch Aktuatoren an den Auflageflächen mit Feedback durch die untersuchte Person), Temperatursinn (veränderte Temperatur an den Auflageflächen mit Feedback), Vibrationssinn (veränderte Vibration an den Auflageflächen mit Feedback), autonomes Nervensystem zur Steuerung des Kreislaufs mit Sympathicus und Vagus über eine Spektralanalyse von Herzintervallen und Blutdruckschwankungen mit Auswertung speziell
des 0,1 und 0,3 Hz Bandes, Barorezeptorreflexsensitivität über spontane
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Blutdrucktreppen unter Verwendung von Herzratenintervallen, Aussagen über Hydrierungszustand, Muskelmasse, Muskelkraft, biologisches Muskelalter, Fettmasse, abdominelles (viszerales) Fett (Skrabal F et al, Med Eng Phys. 2017 Jun;44:44-52) zur Beurteilung des metabolischen- und Diabetes-Risikos (gekennzeichnet durch hohe waistto-hip-ratio, niedrige Muskelmasse, hohe Fettmasse, hohes abdominelles Fett), Thrombosen, Lymphödem (gekennzeichnet durch Veränderungen und Asymmetrien des extrazellulären Wassers in den Beinen). Die Messung der Pulswellenlaufzeit über die Zeit der Ausbreitung der Pulswelle oder Volumswelle ist möglich (Skrabal F et al, J Hypertens. 2020 Oct;38(10): 1989-1999), ebenso Analysen der Form der Pulswelle und ein Windkesselmodell (Cohn J, Hypertension. 1995 Sep;26(3):503-8) oder zentraler Aortendruck (O’Rouke, Am J Hypertens. 2014 Feb;27(2): 143-5), oder auch das Verfahren der flow mediated dilatation (FMD) zur Beurteilung der Gefäßfunktion über die angebrachten hydraulischen Kompressionen der Arterien und Venen (FMD und Venenverschlußplethymographie), kontinuierlicher beat-to-beat Blutdruck über vascular unloading mit Messung der Arteriendurchblutung mittels Pulsoximeter und volume clamp auch mittels der U-förmigen Auflagefläche (Penaz J, Voigt A, Teichmann W, Z Gesamte Inn Med (1976) 31:1030-3), Ankle-Brachial-Index (durch Blutdruckmessungen an Armen und Beinen), Durchblutungsstörungen der Beine (über unterschiedliche Plethysmogramme an den Beinen), zentraler Aortendruck, zB über eine Transferfunktion des peripheren Blutdrucks oder ein modifiziertes Windkesselmodell, weiters Erkrankungen der Carotis über Strömungsgeräusche in der U-förmigen Auflagefläche am Hals, Atherosklerose zB über Pulswellenlaufzeit, Pulswellenanalyse, Ankle Brachial Index, Verdichtungen der Leber über einen Fibroscan (Elastographie), bei dem eine niederfrequente Vibration von ca 50 Hz auf die Leber aufgebracht wird und die Verformung der Leber mit einem 5 MHz Schallkopf gemessen wird (Piscaglia, Digestive and Liver Disease 49, 802-808, 2017). Dazu erforderlich ist das Aufbringen der Vibration am Rücken in der Gegend der Leber, die ja ohnehin auch an anderen Stellen der Auflagefläche aufgebracht werden soll, sowie der guten Kontakt zu einer dort befindlichen Ultraschallsonde, bevorzugt mit Ultraschall Gel usw. Auch lässt sich die Nierenfunktion viel besser beurteilen, wenn die lean body mass und die appendikuläre Muskelmasse bekannt sind, weil Serum Kreatinin-Werte, wie sie zB durch point of care erfassbar sind, für die unterschiedliche lean body mass korrigiert werden können. Bei niedriger Muskelmasse und niedriger lean body mass wird die Kreatinin Clearance mittels MDRD
Formel und anderen Formeln falsch hoch berechnet, mit der Kenntnis der Muskelmasse
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ist hingegen eine unverfälschte Bestimmung der Kreatinin Clearance möglich. Auch ist eine bessere Medikamentendosierung zB für Cytostatika oder Narkotika möglich, weil viele Medikamente einerseits nach der lean body mass oder auch nach der Fettmasse dosiert werden. Auch das biologische Muskelalter, für das es Normwerte gibt, läßt sich damit errechnen. Ein unerklärter Verlust von Muskel und/oder Fett bei der Verlaufsbeobachtung mit dem Diagnosegerät, lokale Erwärmungen können auch auf konsumierende Erkrankungen, wie Autoimmunerkrankungen, Entzündungen, Infektionen, okkulte Tumore, Malignome hinweisen. Auch eine Trainingsüberwachung mit Verlauf der Muskelmasse und der errechneten aeroben Kapazität (errechnet aus Alter, waist-hipVerhältnis, zB gemessen mit einer 3-D Aufzeichnung der untersuchten Person, Höhe und Form der Plethysmogramme, gemessener Muskelmasse, Fettmasse, abdominellem Fett usw. mittels multipler Regressionsgleichungen oder mittels Arteficial Intelligence) ist sehr gut möglich und wird dementsprechend auch bereits von uns angewandt (siehe Figuren). Auch viele weitere Diagnosen, hier nicht erwähnt, können gestellt werden. Auch Entzündungsherde im Körper zB über thermographische Verfahren oder diabetischer Fuß, können zB auch über die Thermographie und Pulsamplituden, Brachial Index
erkannt werden.
Im Zusammenhang mit point of care Messungen sind auch Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes, Knochenstoffwechselstörungen und Störungen aller inneren Organe möglich. Auch Malignome können gut erkannt werden, zB auch dadurch, dass bei Verlaufsbeobachtungen, die durch die permanente Speicherung der Daten automatisch erfolgen können, plötzlich unerklärte Veränderungen der Fett- oder Muskelmasse zu beobachten sind. Dies sind nur Beispiele von einer Vielzahl von Anwendungen, die mit diesem Diagnosesystem möglich sind, wobei weitere mögliche Anwendungen keinesfalls
auf diese Beispiele limitiert und Fachleuten vertraut sind.
Zur Informationsdarstellung und Interaktion einer Person mit dem Diagnosesystem kann auch eine Virtual-Reality-Brille vorgesehen sein, welche selbst über Biosensoren verfügen kann und über eine Datenverbindung mit Sensoren des Diagnosesystems verbunden ist, sodass mit der Virtual-Reality-Brille insbesondere Daten betreffend einen
Gesundheitszustand der Person darstellbar sind.
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In dem Zusammenhang ist es günstig, wenn die Virtual-Reality-Brille Sensoren zur Erfassung gesundheitsrelevanter Daten der Person aufweist, insbesondere Sensoren zur Erfassung physikalischer Größen wie Elektrizität, Licht, Gase, Strömungsgeschwindigkeit und dergleichen. Somit kann die Virtual-Reality-Brille auch zur Datenerfassung und zur Diagnose beitragen, sodass eine Wirkung über die bloße Darstellung von Informationen
hinaus erreicht wird.
Bevorzugt ist die Virtual Reality Brille unter Einschluss der Nase mit einem Atemrohr ausgestattet, welches für die Messung von Strömungsgeschwindigkeit, Atemdruck, Atemvolumen und eine Gasanalyse ausgestattet ist. Somit kann beispielsweise eine Lungenfunktion mit dem Diagnosesystem einfach bestimmt werden, um ein möglichst vollständiges Bild von einem Gesundheitszustand einer Person zu erhalten. Differenzdruckverfahren, Turbinenflussmessung und Ultraschalldurchflussmessung sind dafür gängige Verfahren, wobei jede zukünftige Entwicklung auf diesem Gebiet auch hier integriert werden kann. Die Ultraschalldurchflussmessung erfolgt üblicherweise in annähernd längs des Atemflußes untergebrachten Sensoren durch Messung in beide
Richtungen unter Berücksichtigung von molarer Masse des Gases und der Temperatur.
Auch ein austauschbares Mundstück zur Messung der Lungenfunktion und der Atemgase könnte in bekannter Weise verwendet werden, nur verliert das Diagnosesystem an Eleganz. Auch Hirnfunktionsstörungen wie zB Epilepsie über in der Brille und dessen Band untergebrachte EEG Elektroden, Einbußen der Hirnfunktion, Sehprüfung, Hörprüfung etc sind über den Einsatz der virtual reality Brille und bidirektionaler Kommunikation, zB auch über Sprache, möglich, wenn diese mit zusätzlichen Sensoren
ausgestattet ist.
Zur effizienten Erstellung von Diagnosen in komplexen Fällen kann ein bidirektional kommunizierendes Online-Expertensystem für die Diagnose zahlreicher Erkrankungen vorhanden sein, mit welchem das Diagnosesystem über eine Datenverbindung, insbesondere über das Internet, verbunden ist. Somit können gegebenenfalls Experten oder ein automatisiertes Expertensystem beigezogen werden, welchen sämtliche mit dem Diagnosesystem ermittelten Messergebnisse beispielsweise über das Internet zur
Verfügung gestellt werden können.
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Mathematische Verfahren zur Bestimmung der Impedanzen aus über die einzelnen Elektroden aufgebrachten Strömen und gemessenen Spannungen sind aus dem Stand
der Technik hinlänglich bekannt.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass zwischen der Stützfläche und der Auflagefläche elektrische Leitungen zu den einzelnen Elektroden und/oder Sensoren insbesondere Drucksensoren, Lichtsensoren, Schallsensoren, Aktuatoren und dergleichen angeordnet sind. Diese Stützfläche mit der Auflagefläche könnte zB auch als Matte ausgeführt sein, die eventuell auch durch Rollen oder Falten verkleinert werden kann, sodass sie leicht transportierbar ist und auf jede beliebige Unterlage platziert werden kann. Eine Richtung Stützfläche gerichtete Knickstelle in der Längsmitte der Matte (im Hüftbereich des zu platzierenden Körpers) würde schon genügen, um ein leicht zu transportierendes Paket zu erhalten. Vorzugsweise sind alle elektronischen Bauteile, Sensoren, Kabel usw. zwischen der Auflagefläche und der Stützfläche eingeschweißt oder verklebt. Um die über dem untersuchten Lebewesen angebrachte Kamera bzw. Vermessungseinrichtung an der Matte stabil zu befestigen, können an der Matte stabile Bügelstutzen für den Bügel, zB ein Rohr angebracht sein, an denen der Bügel für die Kamera bzw. bildgebende Vorrichtung
abnehmbar angebracht ist.
Zur Erreichung einer besonders angenehmen Auflage ist bevorzugt vorgesehen, dass zwischen der Stützfläche und der Auflagefläche ein Fluid angeordnet ist. Somit ergibt sich eine besonders gute Druckverteilung. Konstruktiv kann dies beispielsweise durch ein Gas wie insbesondere Luft oder eine Flüssigkeit wie insbesondere Wasser zwischen der
Stützfläche und der Auflagefläche erreicht werden.
Um eine günstige Kontaktierung zu erreichen, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Elektroden als Streifenelektroden ausgebildet sind. Derartige Elektroden weisen ein Verhältnis von Länge zu Breite auf, welches zumindest fünf, vorzugsweise zumindest
zehn, entspricht, um eine günstige elektrische Kontaktierung zu erreichen.
Günstig ist es, wenn an der Auflagefläche Drucksensoren und/oder Beschleunigungssensoren vorgesehen sind, die auch als Mikrofone dienen, um insbesondere eine Atmung zB auch über die Atemgeräusche einer am Diagnosesystem
befindlichen Person überwachen zu können. Weiter können durch Drucksensoren auch
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Informationen über ein Gewicht, eine Größe und Abmessungen der einzelnen Gliedmaßen einer zu untersuchenden Person gewonnen werden, welche für die
Erstellung der Diagnose genutzt werden können.
Das Diagnosesystem kann darüber hinaus auch zur Bestimmung eines Gesundheitszustandes des Nervensystems der zu untersuchenden Person eingesetzt werden. Hierzu ist bevorzugt vorgesehen, dass Einrichtungen zur Erzeugung vordefinierter Temperaturen und Druck bzw. Vibrationssignale an unterschiedlichen Positionen vorgesehen sind, um Reaktionen von Körperteilen einer am Diagnosesystem befindlichen Person auf aufgebrachte Temperaturänderungen, mechanische Einwirkung über Feedback der untersuchten Person bestimmen zu können. So kann beispielsweise das Diagnosesystem dazu ausgebildet sein, über diese Einrichtungen eine (geringfügig) niedrigere oder höhere Temperatur als die Körpertemperatur bzw. mechanische Signale unterschiedlicher Intensität aufzubringen und gleichzeitig von der zu untersuchenden Person ein Feedback einzuholen, an welcher Stelle und zu welchem Zeitpunkt diese Temperaturänderung oder mechanische Einflüsse zB durch Berührungssinn, Tiefensensibilität über Vibrationssinn wahrnimmt. Dadurch kann eine Reizleitungsgeschwindigkeit und ein gesundheitlicher Zustand von Nervenbahnen auf
einfache Weise erfasst werden.
Hierzu ist bevorzugt vorgesehen, dass Einrichtungen zur Ausgabe von akustischen und/oder optischen Signalen vorgesehen sind, um eine Kommunikation mit einer auf dem Diagnosesystem befindlichen Person zu ermöglichen. Dies kann beispielsweise über Lautsprecher und/oder einen Bildschirm sowie optional eine VR-Brille erreicht werden. Entsprechend sind üblicherweise auch Mikrofone und Eingabeeinrichtungen vorgesehen, sodass die zu untersuchende Person auch eine entsprechende Rückmeldung an das
Diagnosesystem geben kann.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die Einrichtung zur Medergabe eines mit einer Kamera erfassten dreidimensionalen Bildes einer am Diagnosesystem befindlichen Person eingerichtet ist. Hierzu kann bevorzugt ein Bildschirm und/oder eine VR-Brille eingesetzt werden, mit welcher auch Bilder und Videos vom schlagenden Herzen, der pulsierenden Aorta und der atmenden Lunge der untersuchten Person in der durchsichtig und real
dargestellten Person beobachtet werden können.
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Üblicherweise ist das Diagnosesystem dazu eingerichtet, eine Diagnose in Echtzeit darzustellen, beispielsweise indem eine Körperregion eines Körpers auf einem Bildschirm im Blickfeld der Person, welche sich auf dem Diagnosesystem befindet, entsprechend
einem Gesundheitszustand der jeweiligen Körperregion der Person eingefärbt wird.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich anhand des nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiels. In den Zeichnungen, auf welche dabei Bezug genommen wird, zeigen:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Diagnosesystem;
Fig. 2 ein Detail des erfindungsgemäßen Diagnosesystems;
Fig. 3 erfindungsgemäßes Diagnosesystem samt einer zu untersuchenden Person; Fig. 4 ein Detail des Diagnosesystems: ungeteilte Auflagefläche für Arme und Beine Fig. 5 ein Detail des Diagnosesystem: geteilte Auflagefläche für Arme und Beine
Fig. 6 und 7 ein Brustgurt für das Diagnosesystem in unterschiedlichen Ansichten; Fig. 8 ein Prinzipschaltbild des Diagnosesystems mit einer Wechselstromquelle;
Fig. 9 ein Prinzipschaltbild des Diagnosesystems mit mehreren Wechselstromquellen; Fig. 10 ein Prinzipschaltbild von gematchten Wechselstromquellen;
Fig. 11 ein Prinzipschaltbild einer möglichen Elektrodenkontaktmessung;
Fig. 12 ein mit dem Diagnosesystem erfasstes dreidimensionales Abbild einer zu untersuchenden Person;
Fig. 13 eine mit dem erfindungsgemäßen Diagnosesystem erstellte Visualisierung;
Fig. 14 bis 17 mit dem erfindungsgemäßen Diagnosesystem erstellte Diagnoseberichte.
Fig. 1 zeigt das als Kippliege mit einem Kipprahmen 16 ausgebildete erfindungsgemäße Diagnosesystem 1. Wie ersichtlich weist das Diagnosesystem 1 in Beinbereichen 5, Armbereichen 4, einem Oberkörperbereich 6 und einem Halsbereich 7 angeordnete Elektroden 3 auf. Dadurch kann ein Widerstandsnetzwerk bzw. ein Impedanznetzwerk
eines menschlichen Körpers auf einfache Weise erfasst werden.
Dabei ist Jeweils eine weiter von einer Körpermitte entfernte Elektrode als Speiseelektrode 8 ausgebildet und eine näher an einer Körpermitte angeordnete Elektrode als Messelektrode 9, sodass über zwei Speiseelektroden 8 ein elektrischer Strom, üblicherweise ein Wechselstrom, aufgebracht und ein Spannungsabfall zwischen
den dazwischen angeordneten Messelektroden 9 gemessen werden kann.
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Das Diagnosesystem 1 ist hier beispielsweise als Kippliege ausgebildet, sodass ein Höhenunterschied zwischen dem Oberkörperbereich 6 und den Beinbereichen 5 auf einfache Weise änderbar ist, insbesondere durch Verlagerung eines Schwerpunktes. Weiter ist ein nicht dargestellter Winkelsensor vorgesehen, mit welchem dieser Höhenunterschied auch erfasst werden kann, um einen durch den Höhenunterschied
bedingten Druckunterschied bestimmen zu können.
Wenn das Diagnosesystem 1 auf einer Waage 41 angebracht ist, könnte gleichzeitig automatisch das Gewicht der Person ermittelt werden. Das Diagnosesystem 1 weist wie bei Liegen üblich bevorzugt zwei Knickstellen auf, die für die Beine vorgesehene untere Knickstelle ist nach oben konvex ausgerichtet, die für die Hüfte vorgesehene obere Knickstelle nach oben konkav ausgeführt. Wenn an diesen Stellen ein mechanisches Gelenk zB Scharniergelenk vorgesehen ist, kann dieses zB mit Aktuatoren in Bewegung gesetzt werden, was eine Physiotherapie der Gelenke mit Bewegungstherapie ermöglicht. Solche mechanischen Gelenke können für alle Gelenke des menschlichen Körpers vorgesehen sein. Es kann auch in die Liege eine Massagevorrichtung oder eine Vibrationsvorrichtung wie bei der „power plate“ im Diagnosesystem 1 bzw. in der Liege
vorgesehen sein, um die Untersuchungsdauer auch für zusätzliche Zwecke zu nutzen.
Das Diagnosesystem 1 weist eine oder mehrere Auflageflächen 11 auf, an welchen eine am Diagnosesystem 1 befindliche Person 2 das Diagnosesystem 1 berührt und in welchen Auflageflächen die Elektroden 3 in den Armbereichen 4, den Beinbereichen 5, dem Oberkörperbereich 6 und dem Halsbereich 7 und ergänzend eventuell im Kniebereich 40 angeordnet sind. Zusätzlich zu den Elektroden können dabei auch Drucksensoren 44 und Einrichtungen zur Aufbringung von Kräften und/oder Bewegungen sowie Sensoren zur Erfassung von Bewegungen oder insbesondere Beschleunigungssensoren vorgesehen sein, um neben einem elektrischen Zustand einzelner Körperbereiche auch einen mechanischen Zustand erfassen zu können und somit zusätzlich zu einem elektrischen Widerstandsnetzwerk auch eine mechanische Beurteilung der einzelnen Körperbereiche bestimmen zu können. Bei Ausführung der Auflagefläche 11 als Matte, die auf jede beliebige Unterlage gelegt werden kann, ist die Ausführung als einzelne Auflagefläche wünschenswert, wobei diese Auflagefläche dann
auch Arme und Beine inkludiert.
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Im Oberkörperbereich 6 sind mit I,, Ar, Mr, N; und auf etwas variierter Höhe mit I;a, Asa, Mia, Nra bezeichnete Elektroden dargestellt, entsprechend bezeichnet, wobei diese Elektroden, weil sie rückseitig angeordnet sind, mit dem zusätzlichen Index „r“ bezeichnet werden und
zur mathematischen Rekonstruktion aller EKG Ableitungen dienen.
Die in die Auflagefläche 11 am Oberkörperbereich 6 integrierten elektrisch leitenden Elektroden sind bevorzugt verformbar, insbesondere an Elastomeren angeordnet oder durch leitfähige Elastomere gebildet, welche den Kontakt mit der Person herstellen, wenn
er sich auf die Auflagefläche 11 der Untersuchungsliege legt.
Ferner sind zwei bevorzugt in einer Erhebung der Auflagefläche 11, welche hier als Nackenrolle 10 ausgebildet ist, untergebrachte Elektroden dargestellt, welche bevorzugt horizontal und parallel zum Querdurchmesser der Liege verlaufen. Diese Elektroden dienen zur Strom-Einspeisung von Wechselstrom zur Bestimmung der Impedanz einzelner Körperbereiche bei unterschiedlichen Frequenzen bzw. auch als EKG Elektroden. Die Elektroden sind zum Beispiel aus elektrisch leitendem Material, elektrisch leitendem Gummi oder elektrisch leitendem Kunststoff hergestellt. An den Armlehnen, welche einen Teil der Auflagefläche darstellen, sind bevorzugt konkav ausgeformte Auflageflächen 11 für Arme angebracht, welche zur Aufnahme von Armelektroden in
Armbereichen 4 dienen.
Die Armelektroden in den Armbereichen 4 sollten bevorzugt knapp über dem Handgelenk, die Beinelektroden in den Beinbereichen 5 bevorzugt knapp über dem Knöchel zu liegen kommen. Damit dies bei unterschiedlicher Arm- bzw. Beinlänge erreicht wird, sind die konkav ausgeformten Halterungen, welche Auflageflächen 11 für Arme und Beine bilden, bevorzugt beweglich, verschiebbar und/oder um eine oder mehrere Schwenkachsen 15 drehbar ausgeführt, wodurch sich die Halterungen der Arm- und Beinlänge anpassen
können, indem der Arm oder das Bein verschieden stark gebeugt oder gestreckt ist.
Bei langen Armen würden die Ellbogen beispielsweise nach außen gebeugt werden, bei kurzen Armen würden die konkav ausgeformten Auflageflächen 11 der Arme annähernd in Flucht mit den Armlehnen stehen. Dies könnte notwendig sein, da die
Körperdimensionen von Person 2 zu Person 2 so unterschiedlich sind. Diese Elektroden
dienen zur Einbringung von Impedanzstrom bzw. für Impedanzmessung sowie für die
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EKG-Ableitungen | nach Einthoven und Goldberger. Ähnlich konkav ausgeformte Auflageflächen 11, welche ebenfalls einen Teil der Auflagefläche 11 darstellen, finden sich auch für die Beinelektroden in Beinbereichen 5, in Kniebereichen 40, welche ebenfalls an der Untersuchungsliege angebracht sind. Diese konkav ausgeformten Auflageflächen 11 sind bevorzugt ebenfalls beweglich, bevorzugt um eine Schwenkachse 15 kippbar ausgeführt, sodass sie unabhängig von der Beinlänge optimalen Kontakt zum Bein aufnehmen können. Alternativ kann die untersuchte Person eventuell zwischen mehreren U-förmigen Auflageflächen wählen, in welche die Arme und Beine am besten hineinpassen, zB kann dafür vorgesehen sein, kürzere Arme in geringerer Abduktion zu untersuchen, das heißt linke und rechte U-förmige Auflageflächen näher zueinander unterzubringen und für längere Arme und Beine eine größere Spreizung vorzusehen und damit linke und rechte Auflagefläche für die Extremitäten weiter voneinander unterzubringen (oder umgekehrt). Damit stehen abhängig von Arm- und Beinlänge nur jeweils die vorgesehenen zB U-förmigen Auflageflächen zur Verfügung und die anderen Auflageflächen für die Extremitäten liegen außerhalb des Extremitätenstrahls und behindern nicht die Messung. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass keine bewegten Teile notwendig sind und eine
hygienisch saubere, durchgehend geschlossene Auflagefläche zur Verfügung steht.
Wie schematisch dargestellt sind die Schwenkachsen 15 der Armbereiche 4 etwa
senkrecht und die Schwenkachsen 15 der Beinbereiche 5 etwa horizontal ausgerichtet.
Bei langen Beinen würden sich die Auflagefläche 11 der Beine von der Untersuchungsliege wegneigen, um den gebeugten Knien Rechnung zu tragen, bei kurzen Beinen würden die Auflageflächen 11 der Halterungen annähernd parallel zur
Untersuchungsliege bzw. der Kippliege stehen.
Die Auflagefläche 11 oder die Auflagefläche 11 für Arme und Beine und die
Nackenrolle 10 könnten zum Beispiel auch mit weiteren Sensoren, beispielsweise für Temperatur, Sauerstoff, oder auch Druck bzw. auch Aktuatoren ausgestattet sein. Bevorzugt ist an der Liege ein Messmodul mit CPU 36 vorgesehen, welches nicht nur ein Zwölfkanal-EKG, sondern auch eine Wechselstromquelle 35 mit mehreren Frequenzen
sowie auch eine Gleichstromquelle zB auch zur Reizstromtherapie enthalten kann, welche
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einen Messstrom an die jeweils aktivierten Elektroden schickt, weiters zumindest eine
Energie- oder Druckquelle und Kommunikationshardware untergebracht.
Um jeweils nur die richtigen Elektroden, also jene Elektroden, welche für eine Messung
einer Impedanz 32 aktiviert werden sollen, mit der Stromquelle in einem Messmodul mit CPU 36 zu verbinden, kann ein Umschalter, bevorzugt ein Multiplexer, vorgesehen sein, welcher die Patienten-Anschlussleitungen und Speiseelektroden, welche für die
gegenständliche Messung nicht benötigt werden, wegschaltet.
Dies ist vorteilhaft, da ansonsten, insbesondere bei höheren Frequenzen, durch parasitäre Effekte auf Leiterplatte und Patienten-Anschlussleitungen alternative
Strompfade entstehen würden. Dadurch würden in weiterer Folge Messfehler entstehen.
Das Messmodul mit CPU 36 weist Schaltungen für Mehrkanal-EKG, ImpedanzEinspeisung und Impedanzmessung, Multiplexer, Auswerte-Einheit für Kontaktdaten und berührungslose Daten auf und ist bevorzugt möglichst nahe an der Untersuchungsliege
oder Untersuchungsmatte angebracht.
Es können auch mehrere galvanisch getrennte Stromquellen vorgesehen sein, welche mit den einzelnen Elektroden verbunden sind, um insbesondere mehrere Messungen gleichzeitig durchführen zu können. Die einzelnen Stromquellen können auch zur Beaufschlagung der Elektroden mit Strömen unterschiedlicher Frequenzen ausgebildet sein, sodass gegebenenfalls Ströme unterschiedlicher Frequenzen über die einzelnen
Elektroden fließen können.
Der Abstand von paarweise ausgeführten Elektroden 3 beträgt bevorzugt zwischen 2 cm und 6 cm, idealerweise 3 cm bis 4 cm. Die Elektroden in den Beinbereichen 5 und den Armbereichen 4 können für die Ableitungen | nach Einthoven und Goldberger und für Impedanz-Messungen und Impedanz-Einspeisungen eingesetzt werden. Weiter können die Elektroden insbesondere in den Beinbereichen 5 für die EKG-Ableitungen II und III nach Einthoven bzw. für die Goldberger Ableitungen und als Referenzelektroden eingesetzt werden. Diese Ableitungen können jedoch auch aus den sogenannten EASIAbleitungen nach Dower (J Electrocardiology Suppl. 1988, S 182-187) rekonstruiert
werden bzw. zusätzlich helfen, aus den EASI Ableitungen die Wilson Ableitungen zu
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rekonstruieren. Eigene Versuche haben gezeigt, dass die Verlagerung der EASI Elektroden auf die Rückseite des Rumpfes und damit auf die Auflagefläche 11, auf der der untersuchte Körper aufliegt, ebenfalls eine Rekonstruktion der konventionellen Einthoven, Goldberger und Wilson Ableitungen ermöglicht. Werden die EASI-Ableitungen durch rückseitig angeordnete Elektroden ersetzt werden, können diese auch als I,, Ar, Mr, N--Ableitungen (r für Rücken oder rear) bezeichnet werden. Günstig ist es, wenn die Elektroden im Oberkörperbereich 6, -I;-, -Ar-, -M- etwa auf Höhe des Herzens, welche an der Körperoberfläche dem unteren Teil des Sternums, circa dem Xiphoid, entspricht, angebracht sind. Durch eine Höhenverschiebung können die Elektroden -l,a-, -Ara- und -M;a- unterschiedlichen Körpergrößen angepasst werden. Insbesondere können Regressionsgleichungen, künstliche Intelligenz oder neuronale Netze eingesetzt werden, um aus diesen Ableitungen die konventionellen Ableitungen nach Einthoven, Goldberger
und Wilson zB mit Regressionsgleichungen zu rekonstruieren.
Die Funktion der Elektrode -S- nach EASI kann dabei durch die Nackenelektrode N, (für Nacken rückwärts), also die Elektroden 3 im Halsbereich 7 an der Nackenrolle 10, wahrgenommen werden, welche optimal an der höchsten Stelle der Nackenrolle 10
gelegen ist.
Die Elektroden 3, die für den Halsbereich 7, den Armbereich 4 und den Beinbereich 5 und Kniebereich 40 vorgesehen sind, weisen im Ausführungsbeispiel zwei bevorzugt parallel verlaufende streifige Elektroden auf. Der Abstand von paarweise ausgeführten
Elektroden 3 beträgt bevorzugt zwischen 2 cm und 6 cm, idealerweise 3 cm bis 4 cm.
Die Elektroden in den Beinbereichen 5 und den Armbereichen 4 können für die Ableitungen | nach Einthoven und Goldberger und für Impedanz-Messungen und Impedanz-Einspeisungen eingesetzt werden. Weiter können die Elektroden insbesondere in den Beinbereichen 5 für die EKG-Ableitungen II und Ill nach Einthoven bzw. für die Goldberger Ableitungen, als Impedanzelektroden und als Elektroden für die Applikation
von Strom eingesetzt werden.
Für die Rekonstruktion der konventionellen EKG-Ableitungen nach Einthoven, Goldberger und Wilson bzw. Konstruktion sogenannter Vektorloops hat sich gezeigt, dass die Platzierung der Messelektroden -I;-, -A,-, -M;-, -N;- an der richtigen Stelle besonders
wichtig ist.
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Deswegen kann vorgesehen sein, dass von den Elektroden -I,-, -Ar-, -Mı-, -Nr- bzw. -l;a-, -Ara-, -Mra-, -N,a- jeweils die optimal gelegene Elektrode verwendet wird. Zur optimalen Platzierung der Elektroden kann das hier beschriebene optische System verwendet werden, oder auch Drucksensoren 44 nahe den Elektroden, die anzeigen, welche Elektrode für die Messung ideal geeignet ist. Für die Rekonstruktion der Standardableitungen hat es sich bewährt, die -I;-, -Ar-, -M;-, -N;- Elektroden so zu platzieren, dass bei den verschiedenen Ableitungen alle drei Ebenen des Raumes, nämlich die horizontale, vertikale und sagittale Achse (XYZ-Achsen) dreidimensional erfasst werden. Aus diesen können dann nach dem xyz Vektor Konzept alle übrigen Ableitungen rekonstruiert werden. Die horizontale Ebene würde durch die Ableitung l-Ar repräsentiert sein, die vertikale Ebene durch die Ableitung M-N-; und die sagittale Ableitung durch die Ebene A,;-N,. Um die Dreidimensionalität der sagittalen Achse zu verstärken, könnte die Elektrode N; auch ventral, beispielsweise in der Gegend des Kehlkopfes angebracht sein, insbesondere auch kombiniert mit einem mechanischen oder akustischen Verstärker, in Form eines Mikrofons. Dazu müsste die Nackenrolle, in die der
Nacken gelegt wird, ebenfalls U-förmig ausgeführt sein.
Es ist zwar prinzipiell möglich, die Elektroden I,, A, rund M;, tiefer an der Auflagefläche 11 zu platzieren, das hat allerdings den Nachteil, dass die Elektrode sich den unteren Abschnitten des Rumpfes des untersuchten Menschen nähert, die zusätzlich freigelegt werden müssten. Darum ist die Platzierung der Elektroden -I,-, -A- und -M,- auf gleicher Höhe von Vorteil. Für eine Kontaktierung kann es ausreichend sein, wenn eine zu untersuchende Person 2 eine Oberbekleidung wie ein Hemd ein wenig nach oben schiebt, um einen Kontakt der Elektroden -I,-, -M}- und -A- mit dem Körper sicherzustellen. Auch eine Kontaktierung durch eine befeuchtete oder leitende Bekleidung hindurch ist
grundsätzlich möglich.
Ein Multiplexer könnte dann jeweils die Elektrode zur Verwendung freigeben, welche optimal gelegen ist. Dieser Teil des Torsos lässt sich mit der 2-D-Darstellung oder 3-DDarstellung des Körpers gut rekonstruieren, sodass nach automatischer Auswertung der Darstellung des Körpers die optimale Elektrode selektioniert werden kann. Die äußerste Elektrode -I,-, -Ia-, -Ar-, -Ara- bzw. eine Markierung für dieselbe sollte dafür vorzugsweise bandförmig nach außen verlängert werden, sodass bei der 2-D- oder 3-D-Darstellung des
Körpers die äußerste Elektrode auch für die Darstellung sichtbar ist.
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Die auf Höhe des Rumpfes gelegenen Elektroden I,, M,, A, gelegenen Elektroden, besonders die auf der linken Seite der Liege und des Rumpfes gelegenen Elektroden -A,oder -A;a- können gemeinsam mit der Doppelelektrode am Halsbereich 7 auch für die Messung der Impedanz des Thorax, und damit auch für die Messung des Thoraxplethysmogramms verwendet werden. Wie aus dieser Schrift ersichtlich, handelt es sich teilweise um aktive Elektroden zur Stromeinspeisung, auch weitere aktive Vorgänge wie zum Beispiel die Applikation von Wärme oder Kälte, um beispielsweise eine Durchblutung zu überprüfen, Vibration zur Prüfung einer Sensibilität oder Druck zur Messung des Blutdrucks und Aufzeichnung der Pulskurve können vorgesehen sein. Speziell könnte eine der Auflageflächen 11 für die Arme, welche konkav ausgeformt sind, dafür verwendet werden, um den Druck in dieser Auflagefläche 11 durch eine
hydraulische Vorrichtung oder durch einen Stempel kontrolliert zu verändern.
Wie in Fig. 1 bis 5 gezeigt, würde diese Auflagefläche 11 verformbar zum Beispiel in Form eines oben offenen verformbaren U ausgeführt sein, um nicht nur den Kontakt der Elektrode zum Körper zu verbessern, sondern auch gleichzeitig eine Blutdruckmessung durchführen zu können. Dazu müsste diese U-förmige Auflagefläche 11 nur außen eine relativ wenig verformbare Stützfläche 19 haben, damit bei Erhöhung des Druckes dieser Druck vorzugsweise besonders auf den Arm, speziell den Unterarm, ausgeübt wird, um so insbesondere oszillometrisch oder auskultatorisch den Blutdruck zu messen. Auch eine kontinuierliche Pulskurve lässt sich so gewinnen, beispielsweise indem der Druck in der U-förmigen Auflagefläche 19 nahe dem mittleren arteriellen Blutdruck eingestellt wird. Mit Hilfe eines optischen Sensors für die Durchblutung kann auch eine Beat to Beat Blutdruckmessung mit Hilfe des Vascular Unloadings erfolgen. Diese U-förmigen Auflagefläche 19 könnte auch speziell zur Messung von Temperatur und Sauerstoffsättigung verwendet werden. Dafür könnte diese Auflagefläche 19 vorzugsweise annähernd lichtdurchlässig ausgeführt sein oder auch die Sensoren in der dem menschlichen Körper zugewandten Innenwand der Auflagefläche 19 untergebracht
sein.
Ferner kann zur Messung des Blutdrucks zusätzlich auch eine konventionelle Blutdruckmessung mit Oberarmmanschette in das Gerät integriert sein. Alternativ oder ergänzend kann auch ein Pulsoximeter oder auch ein Multifrequenzpulsoximeter zur
Messung aller Parameter, die damit möglich sind, in das Diagnosesystem 1 integriert sein.
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Durch die Platzierung der untersuchten Person 2 auf der Liege wird allein durch das Gewicht der Körperteile der notwendige Kontakt zwischen Elektroden und untersuchter Person 2 hergestellt. Um dies zu bewerkstelligen, ist es vorteilhaft, dass alle verwendeten Elektroden 8, zum Beispiel EKG-Elektroden, die Impedanz-Spektroskopie-Elektroden, Impedanzplethysmographie-Elektroden, Reizstromtherapie Elektroden, zB auch TENS Therapie zur Schmerzbehandlung usw. auf der Auflagefläche 11 bzw. der
Auflagefläche 11 der Arme in den Armbereichen 4 und der Auflagefläche 11 der Beine in den Beinbereichen 5 liegen. Auch für therapeutische Zwecke, wie mechanische Einwirkungen auf den Körper der Person, können auch alle Areale der Auflagefläche oder des Diagnosesystems, wie zB auch allenfalls eine Kopfhaube, mit oder ohne Virtual Reality Brille, verwendet werden, in welche die entsprechenden Aktuatoren inkludiert sind. Bei diesen könnte es sich um Physiotherapie Geräte handeln, die besonders an den Extremitäten und am Hals durch Formveränderung eine Bewegungstherapie auch der Gelenke bewirken, wenn im Bereich der Gelenke die Auflagefläche selbst mechanische Gelenke, besonders Scharniergelenke, aufweist und durch Aktuatoren diese mechanischen Gelenke bewegt werden können. Die Diagnosevorrichtung kann auch als Massagetherapie Gerät oder Vibrationstherapie Gerät ausgeführt sein, wenn die entsprechenden Geräte an der Auflagefläche angebracht sind. Oder mit Hilfe von Elektrizität kann eine Elektrotherapie zB eine Reizstrom- oder Schmerztherapie durchgeführt werden, wozu die vorhandenen Elektroden und Kontaktelektroden verwendet werden können. ZB hat sich eine Ultraschall Therapie mit gepulstem Ultraschall auch zur Behandlung von neurodegenerativen Erkrankungen wie Parkinson oder Alzheimer bewährt, weil diese offensichtlich die Blut-Liquor Schranke vorübergehend öffnen kann und so den Abtransport von schädlichen Stoffwechselprodukten ermöglicht
(Adv. Sci. 2020, 7, 1902583). Dazu wäre eine Haube für die untersuchte Person günstig.
Die erste Anwendung des Diagnosegerätes könnte der Diagnose dienen, diese und weitere Anwendungen dann einer gezielten Therapie. Das Kommunikationsmedium, zB Bildschirm, VR Brille, Lautsprecher oder Kopfhörer könnten während der ersten Verwendung die gewonnenen biologischen und medizinischen Erkenntnisse anzeigen, in der ersten und den folgenden Anwendungen könnte auch Information besonders aus den Bereichen Relaxation, Biofeedback, Wissen und Werbung vermittelt werden. Dabei könnte besonders die durch das Diagnosegerät gewonnene Information berücksichtigt
werden, zB Stressreduktion bei hohem Sympathikus, Ernährungsberatung bei
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Übergewicht, Training und empfohlene Trainingsgeräte bei Defizienzen des Muskelapparates, gezielte Person-spezifische Werbung je nach erhobenen Befunden,
speziell wann eine Anamnese inkludiert ist, usw.
Mithilfe der Messung der verschiedenen Körpersegmente bei verschiedenen Frequenzen von Wechselstrom können so sehr genau Körperwasser, extrazelluläres Wasser, Ödeme Muskelmasse, Muskelmasse korrigiert für das extrazelluläre Wasser, „trockene Muskelmasse“, und Fett (Skrabal F et al, Med Eng Phys. 2014 Jul;36(7):896-904, Skrabal Fetal, Med Eng Phys. 2017 Jun;44:44-52) quantifiziert werden. Aus den Daten kann dann auch Muskelkraft und biologisches Muskelalter geschätzt werden. Auch ein eingebautes oder verbundenes Dynamometer kann dafür benutzt werden. Für eine Impedanz-Spektroskopie genügen bekanntlich nur sehr wenige Frequenzen, um einen Cole-Cole Plot zu konstruieren. Für die Impedanz 32 Plethysmografie werden unter anderem die pulssynchronen Volumensveränderungen in den einzelnen Körpersegmenten aufgezeichnet bzw. auch die Änderung des Volumens vor, während und nach einem von außen beaufschlagten Druck, sodass nicht nur die Herzleistung (Skrabal F et al, Med Eng Phys. 2014 Jul;36(7):896-904), die Gefäßeigenschaften, wie Pulswellenlaufzeit (Skrabal F et al, J Hypertens. 2020 Oct;38(10):1989-1999), sondern
auch arterielle und venöse Durchblutungsstörungen erkannt werden können.
Diese Auflagefläche 11 könnte sich nach Bedarf auch verformen, um einen noch besseren Kontakt mit dem untersuchten Körper herzustellen, die jedoch im Wesentlichen noch immer flächenförmig ohne Umschlagfalten ausgeformt ist. Diese Auflagefläche 11 könnte einlagig sein, wie in Fig. 1 dargestellt, oder auch mehrlagig.
Zwischen den Lagen können alle notwendigen elektrischen Verbindungen spannungsfrei hergestellt werden, beispielsweise dadurch, dass die Kabel länger und gegebenenfalls
auch spiralig ausgeführt sind.
Um diese Auflagefläche 11 hygienisch sauber ausführen zu können, kann vorgesehen sein, diese Auflagefläche 11 möglichst homogen und ohne Unterbrechungen auszuführen. Damit ist eine rasche und sichere Reinigung für die nächste untersuchte
Person 2 gegeben.
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In der Gesamtheit sollte die Auflagefläche 11 für den Rumpf, Arme und Beine jedoch relativ wenig verformbar sein, damit eine berührungslose Darstellung des Körpers durch
eine zu große Verformung der Auflagefläche 11 nicht verfälscht wird.
Es ist günstig, wenn gleichzeitig eine berührungslose 3-D-Vermessung des Patienten durchgeführt werden kann. An einem über der Liege angebrachten Bügel 29 könnte eine Einrichtung für die berührungslose 3-D-Vermessung des Körpers bzw. auch für weitere Darstellungen, mithilfe einer Kamera 12, eventuell einer 3-D-Kamera 12 oder auch eine Wärmebildkamera 12 oder Time-of-flight Messapparatur 12 zur Darstellung und Vermessung der untersuchten Person 2 und zur Darstellung von Farbe und Temperatur angebracht sein, mit welcher eine auf der Liege positionierte Person 2 erfassbar ist. Die Person 2 ist dabei dreidimensional erfassbar, sodass ergänzend zu Impedanzen der Körperbereiche der zu untersuchenden Person 2 weitere Daten zur Person 2 erfassbar sind, wie beispielsweise ein Volumen. Darüber hinaus ist mit der Kamera 12 eine Farbe einer Hautoberfläche der Person 2 bestimmbar, anhand welcher ebenfalls auf einen
Gesundheitszustand geschlossen werden kann.
Die Wärmebildkamera kann auch dazu dienen, durch den Temperaturunterschied auch eine leicht bekleidete Person 2 körpergetreu darzustellen. Durch die kippbare Liege ist es auch möglich, die untersuchte Person 2 in mehreren verschiedenen Stellungen entweder annähernd sitzend oder auch annähernd liegend darzustellen, was die Messgenauigkeit erhöht. Die Messgenauigkeit ist deswegen so wichtig, weil die Länge und der Querschnitt
der Körpersegmente in die Auswertung der Impedanzmessungen eingehen.
Die zwei- oder dreidimensionale Darstellung könnte dann gleichzeitig dazu dienen, aus der Vielzahl von Elektroden die Elektroden zu identifizieren, die für die EKGAufzeichnung, Impedanzspektroskopie, Impedanzplethysmographie herangezogen werden sollen. Dies ist dann besonders wichtig, wenn sogenannte EASI Ableitungen nach Dower (J Electrocardiology Suppl. 1988, S 182-187) verwendet werden sollen, um insbesondere über Regressionsgleichungen, über das xyz-Modell oder mithilfe von künstlicher Intelligenz oder neuronaler Netze, aus diesen Ableitungen die konventionellen
Ableitungen nach Einthoven, Goldberger und Wilson zu rekonstruieren.
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Natürlich kann in bekannter Weise auch ein Schwenkarm mit daran befestigten Kabeln und Elektroden verwendet werden (nicht gezeigt). In diesem Fall würde man vorzugsweise die Elektroden auf einem gemeinsamen Gurt anbringen, welcher zum Beispiel auf den Brustkorb der Person gelegt wird und zum Beispiel nur durch die Schwerkraft oder durch einen elastischen Gummigurt der Kontakt zur untersuchten
Person 2 hergestellt wird.
Fig. 2 zeigt ein Detail des erfindungsgemäßen Diagnosesystems 1, welche für eine Anbringung eines Brustgurtes 13 zumindest drei Kontaktelektroden 17 aufweist, über welche elektrische Signale an einen Brustgurt 13 übertragen werden können. Auch hier ist keine Verkabelung erforderlich, sondern kann eine Kontaktierung durch ein Positionieren einer zu untersuchenden Person 2 auf dem auch hier durch eine Kippliege gebildeten Diagnosesystem 1 erfolgen. Diese Person 2 kann sich einen am Diagnosesystem 1 bereitgestellten Brustgurt 13 gegebenenfalls somit selbst anlegen, sodass das
Diagnosesystem 1 weiterhin ohne zusätzliches Personal betrieben werden kann.
Fig. 2 zeigt somit, wie die Auflagefläche 11 mit einem gleichzeitig verwendeten Brustgurt 13 ausgeführt werden könnte. Die im Oberkörperbereich 6 angebrachten elektrisch leitenden Elektroden -E;-, -Ar-, -Sr, -I- oder -Era-, -Ara-, -Sra-, -ha- in Fig. 1 können durch den Brustgurt mit den Brustwandelektroden ersetzt oder ergänzt werden, welche mit den Elektroden an der Rückenseite des Brustgurtes 13 elektrischen Kontakt aufnehmen. Eine Elektrode könnte für einen elektrischen Kontakt zur Erdung, eine Elektrode könnte für das zentrale Terminal von Wilson vorgesehen sein (kurzgeschlossene Elektroden der Position I, II und Ill nach Einthoven), eine weitere Elektrode zur Herstellung des elektrischen Kontakts zu zumindest einer
Brustwandelektrode, bevorzugt \/4.
Der Bügel 29 kann im Bügelstutzen 38 demontierbar angebracht sein, was besonders bei
Verwendung einer Matte als Auflage- und Stützfläche notwendig ist.
Fig. 3 zeigt das erfindungsgemäße Diagnosesystem 1 mit einer zu untersuchenden Person 2. Wie ersichtlich hat die Person 2 eine VR-Brille 14 aufgesetzt, mit welcher der Person 2 beispielsweise Informationen zum Gesundheitszustand sowie zu einem Status
der durchgeführten Untersuchung eingeblendet werden können. Beispielsweise kann dem
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Benutzer während der Untersuchung eine Visualisierung seines Körpers über die VRBrille 14 angezeigt werden, in welcher Visualisierung ersichtlich ist, wie weit die Untersuchung bereits fortgeschritten ist und welche Daten bereits ermittelt wurden. Der auf diese Weise ermittelte Gesundheitszustand der einzelnen Körperbereiche kann dabei in der Visualisierung farblich gekennzeichnet sein. Diese VR-Brille 14 kann auch zur Bedienung benutzt werden, sodass ein Bildschirm entfallen kann, bei Sprachsteuerung
kann zusätzlich auch die Tastatur entfallen.
Weiters ist ein Atemrohr 39 dargestellt, welches in Verbindung mit der VR-Brille 14 steht.
Wenn der Patient bzw. eine zu untersuchende Person 2 durch die Nase atmet, können so das Atemvolumen, die Atemkurve und die Zusammensetzung der Atemluft, speziell CO2, O2 und volatile Gase wie insbesondere Aceton und dergleichen gemessen werden, damit
kann ohne Mehraufwand die Lungenfunktion und Stoffwechsel erfasst werden können.
Weiter ist in Fig. 3 ersichtlich, dass im Halsbereich 7 eine Nackenrolle 10 vorgesehen ist. Diese Nackenrolle 10 besteht aus elastischem Material und weist wie die Armbereiche 4, die Beinbereiche 5 und die Kniebereiche 40 bevorzugt bandförmige Elektroden auf. Die Elektroden in den Beinbereichen 5 und Kniebereichen 40 sind besonders geeignet, durch segmentale Plethysmographie arterielle und venöse Durchblutungsstörungen des Beines bzw. unter Verwendung der Elektroden im Kniebereich 40 des Unterschenkels zu erkennen. Dazu könnten auch zusätzliche Kompressionsmanschetten zB ebenfalls Uförmig an den Unterschenkeln dienen (ev. auch zirkulär, nicht gezeigt), welche auch die Ermittlung eines Ankle Brachial Index ABI ermöglichen. Dazu sind die Verfahren der Reperfusion und der Venenverschlussplethysmographie bekannt, wobei auch Volumsänderungen erfasst werden können. Besonders in allen Gelenkbereichen könnte die Auflagefläche sich mechanisch den Gelenksbewegungen aktiv durch Aktuatoren den Gelenksachsen entsprechend anpassen, so dass auch physiotherapeutische Maßnahmen
möglich sind.
Ferner ist in Fig. 3 ein Brustgurt 13 ersichtlich, mit welchem ein EKG erstellt werden kann. Dieser Brustgurt 13 ist über hier durch den Körper verdeckte Kontaktelektroden 17 am Rücken gemäß der Fig. 2 mit dem Diagnosesystem 1 verbunden, sodass keine Verkabelung wie bei herkömmlichen Vorrichtungen zur Erstellung eines EKG erforderlich
ist.
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Wie in Fig. 3 gezeigt, kann die untersuchte Person 2 bei Bedarf auch mit einem persönlichen über der Liege angebrachten Bildschirm oder mit einer Brille, zum Beispiel in Form einer Virtual-Reality-Brille 14, die Ergebnisse der Aufzeichnung beobachten. Mit einem Kopfhörer 30 kann die Person 2 auch akustisch den Vorgang der Untersuchung mit den Erklärungen verfolgen, bzw. auch Anweisungen entgegennehmen. Bei Verwendung eines Bildschirms ist es vorteilhaft, diesen so anzubringen, dass ungewünschte Beobachter die dargestellten persönlichen Daten der Person nicht einsehen können. Wenn die Person 2 während der Aufzeichnung simultan oder eventuell nur kurze Zeit verzögert die Gewinnung der biologischen Daten in Echtzeit oder zeitnah mitverfolgen
kann, erhöht dies auch die Motivation, diese Untersuchung durchführen zu lassen.
Die Kippliege steht bevorzugt auch auf einer Waage 41, vorzugsweise Flächenwaage,
sodass automatisch das Gewicht der Person eruiert werden kann.
Zwischen den Untersuchungen kann die untersuchte Person 2 oder Hilfspersonal die Auflagefläche 11 der Person mit einem Reinigungstuch oder Reinigungsspray reinigen. Bevorzugt wird dafür ein Reinigungstuch oder Spray verwendet, welches oder welcher gleichzeitig auch als Elektrodenkontaktflüssigkeit dient. Dafür könnte eine Salzlösung beispielsweise ähnlich einer physiologischen Salzlösung, speziell physiologischen Kochsalzlösung verwendet werden. Dieses Reinigungstuch bzw. der Spray sollte sowohl bakteriostatisch als auch virostatisch, besonders auch gegen Coronaviren, sein, und sollte dazu mit den entsprechenden Chemikalien, zum Beispiel mit 70% 2-Propanol oder mit 80% Ethanol getränkt sein. Es könnte auch eine wegwerfbare Auflage aus Papier oder anderem Einwegmaterial für die Teile der Auflagefläche 11 vorhanden sein, die nicht dem elektrischen Kontakt dienen. Damit ist das komplexe Diagnosesystem 1 für die
Untersuchung der nächsten Person bereit.
Fig. 4 und 5 zeigen eine detaillierte Darstellung einer Auflagefläche für Arme oder Beine, welche beispielsweise in den Armbereichen 4 und den Beinbereichen 5 eingesetzt werden kann. Um alle Zuleitungen zu den Elektroden geschützt unterzubringen, ist die Auflagefläche zweilagig auszuführen, und weist somit eine körpernahe Auflagefläche 11, welche beispielsweise aus abwaschbarem Kunststoff ausgebildet sein kann, und eine körperferne Stützfläche 19 auf, welche beispielsweise aus strapazierfähigem Gewebe
gebildet sein kann. Diese Stützfläche 19 kann auch aus strapazierfähigem
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Kunststoffgewebe für den Rumpf der untersuchten Person 2 oder wie hier gezeigt aus hartem Material für die Elektroden 3 an den Armbereichen 4 und den Beinbereichen 5 ausgebildet sein, insbesondere aus Kunststoff oder Metall. Elektrische Leitungen und elektronische Bauelemente wie elektronische Schalter, Drucksensoren 44 usw. sind hier zwischen der Auflagefläche 11 und der Stützfläche 19 angeordnet, sodass diese für einen
Benutzer nicht sichtbar sind.
Die körpernahe Auflagefläche 11 kann verformbar ausgebildet sein. Im Ausführungsbeispiel ist unter der Auflagefläche 11 eine verformbare Zwischenschicht 20 angeordnet. Diese Zwischenschicht 20 kann beispielsweise aus Schaumstoff bestehen oder aus einem anderen verformbaren Medium wie einem Fluid, einem Gas oder einer Flüssigkeit. Durch Änderung des Druckes in dieser Zwischenschicht 20 kann sich die körpernahe Auflagefläche 11 besonders gut an den menschlichen Körper anpassen. Damit könnten Sensoren wie beispielsweise Drucksensoren 44, Lichtsensoren 42, Schallsensoren und/oder bevorzugt vis-ä-vis liegende Energiequellen wie beispielsweise Lichtquellen 43, insbesondere LEDs, sich besonders gut an den Körper anpressen und damit eine gute Übermittlung der Impulse oder Signale in den Körper sicherstellen. Damit können neben elektrischen auch mechanische, optische und akustische Eigenschaften
der einzelnen Körperteile analysiert werden.
Wenn wie im Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt eine pneumatische Druckquelle 21 und eine Druckmessvorrichtung 22 zur Messung des Druckes in dieser Zwischenschicht 20 vorhanden sind, kann damit oszillometrisch und/oder auskultatorisch der Blutdruck ermittelt und/oder eine kontinuierliche Puls- und Druckanalyse durchgeführt werden. Für die auskultatorische Messung wird bekanntlich das Korotkoff Geräusch und der Zeitpunkt des Erscheinens und des Verschwindens eines gewissen Schallpegels verwendet, für die oszillometrische Messung die Registrierung der Pulsamplituden bei unterschiedlichen Drucken und für eine kontinuierliche Druckmessung die Pulsamplituden zum Zeitpunkt der entspannten Arterienwand, wenn der Blutdruck in der Arterie und im komprimierenden Medium der gleiche ist. Alle diese Verfahren können mit dem Diagnosesystem bewerkstelligt werden. Das Verfahren der kontinuierlichen Blutdruckmessung kann dann besonders gut verwendet werden, wenn die Blutmenge innerhalb des komprimierten Arterienabschnittes zB optisch gemessen wird, wofür die
Lichtquelle und der Lichtsensor 42, 43 gut geeignet sind. Dazu muss die hier U-förmige
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Auflagefläche nicht geschlossen sein und trotzdem kann ein entsprechender Druck auf den Unterarm oder Unterschenkel ausgeübt werden, da die Extremität an dieser Stelle an der freien Stelle knöchern begrenzt ist. Damit kann auch an dieser Stelle der Körperteil ohne weitere Manipulation in die U-förmige Auflagefläche einfach hineingelegt werden. Damit der Arm nicht aus der U-förmigen Auflagefläche bei Druckerhöhung herausgepresst wird, könnte am Boden des U alternativ eine druckfreie Zone 18 vorgesehen sein, in der kein Druck ausgeübt wird, weil auch hier durch die Ulna eine knöcherne Begrenzung gegeben ist. Damit ist bei dieser Ausführung die U-förmige Auflagefläche zumindest teilweise zweigeteilt, wobei beide Teile mit dem selben Druck beaufschlagt werden. Es muss nicht der gleiche Druck in den beiden Teilen der Manschette aufgebaut werden, auch unterschiedliche Drucke könnten von Vorteil sein, zB um einen möglichst intensiven Kontakt zur Arterie zu erreichen. Die zumindest Zweiteilung ist eine mögliche Ausführungsform, selbstverständlich ist auch eine einteilige Ausführungsform möglich, wie in Abbildung 4 gezeigt. Dazu sollten die nicht mit dem Körper in Berührung kommenden Teile der Auflagefläche bzw. die Stützfläche 19 möglichst druckfest ausgeführt sein, damit der Druck vorwiegend nur auf den menschlichen Körper ausgeübt wird. Es versteht sich, dass in dem Fall, dass als Medium eine Flüssigkeit oder auch Gas eingesetzt wird, als Druckquelle 21 natürlich auch eine hydraulische Druckquelle 21 wie insbesondere eine
Pumpe eingesetzt werden kann.
Fig. 6 und 7 zeigen einen Brustgurt 13 für das erfindungsgemäße Diagnosesystem 1, welches beispielsweise zur besonders genauen Erfassung eines Elektrokardiogramms ausgebildet ist. Fig. 6 zeigt dabei eine Vorderseite des Brustgurtes 13 und Fig. 7 eine Rückseite des Brustgurtes 13. An der Rückseite des Brustgurtes 13 sind elektrische Kontakte vorgesehen, welche mit Kontaktelektroden 17 an einer Auflagefläche an einem entsprechenden Bereich des Diagnosesystems 1 bzw. der Liege wie in Fig. 2 dargestellt korrespondieren, um elektrische Signale von der Auflagefläche an den Brustgurt 13 übermitteln zu können. Der Brustgurt 13 kann von einer zu untersuchenden Person 2 selbst angelegt werden, sodass eine elektrische Verbindung des Brustgurtes 13 mit dem
Diagnosesystem 1 ohne Stecker oder dergleichen möglich ist. Der Brustgurt 13 weist innenseitig mehrere Brustwandelektroden 23 auf, mit welchen
sogenannte Wilson-Ableitungen bestimmt werden können. Das zentrale Terminal Wilson
kann mittels entsprechender Algorithmen entsprechend korrigiert sein. Die einzelnen
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Brustwandelektroden 23 können mittels eines Multiplexers zu- bzw. wegschaltbar sein. An einer Vorderseite des Brustgurtes 13 ist ein Verschluss, beispielsweise ein Klettverschluss, eine Schnalle, eine Schnappvorrichtung 24 oder dergleichen angeordnet, sodass eine Person 2, welche die Diagnosevorrichtung nutzt, sich den Brustgurt 13 leicht selbst anlegen kann. Weiter kann natürlich auch eine Verstellvorrichtung vorgesehen sein, um die Länge des Gurtes leicht ändern und den Gurt in der Weise leicht an
unterschiedliche Größenverhältnisse anpassen zu können.
Alternativ oder ergänzend zu den Brustwandelektroden 23 kann der Brustgurt 13 natürlich auch Elektroden an den Positionen E, A, S und | nach EASI aufweisen, um sogenannte vektorkardiographische und EASI-Ableitungen nach Dower (J Electrocardiology Suppl. 1988, S 182-187; Dower GE, Clin. Cardiol. 3, 1980, 87-95) bestimmen zu können.
Es könnte auch eine einfache Variante des Brustgurtes als Spanngurt 6, zB elastisch oder auch unelastisch mit einer Spannvorrichtung 47 ausgestattet, vorgesehen sein, wobei der Spanngurt zB an der Auflagefläche oder der Stützfläche befestigt ist. Von der untersuchten Person wird dieser quer zB über den unteren Teil des Brustkorbs gespannt und auf der vis-äa-vis-Seite zB mit einer Schnappvorrichtung 24 befestigt. Wenn dieser Spanngurt elastisch ist oder eine Spannvorrichtung 47 aufweist, kann ein guter Elektrodenkontakt gewährleistet werden. Bei entsprechender Befestigung des Spanngurtes zB an der Auflagefläche oder Stützfläche hinter dem Körper schafft dieser gute Elektrodenpositionen rund um den Körper, was zahlreiche Möglichkeiten der Elektrodenposition gewährleistet.
Um die EASI Ableitungen bei Personen mit kleinem und großen Körperumfang durchführen zu können, bewährt es sich zB den Brustgurt oder einen Spanngurt mit zahlreichen Elektroden auszustatten, von denen dann diejenigen aktiviert werden, die den EASI-Positionen entsprechen. Zur Ermittlung der korrekten Elektrodenpositionen kann einerseits das EKG-Signal selbst verwendet werden, oder auch die 3-D Darstellung der Person, v.a. dann, wenn die Elektrodenpositionen außen am Gurt durch Kennzeichnung,
zB farbliche Kennzeichnung, identifiziert werden können. Der Spanngurt könnte zB auf der rechten Seite der Auflagefläche hinter dem Patienten ca
auf der Position I, der Auflage der Stützfläche fixiert sein und sich dann hinter dem
Patienten im Uhrzeigersinn entlang der Auflagefläche von I, in Richtung A, und
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anschließend vor dem Körper wieder in Richtung des Ausgangspunktes in Richtung I; wickeln, wo dieser zB mit einer Schnappvorrichtung 24 wie bei einem Sicherheitsgurt geschlossen wird. Die Spannfeder ist bei dieser Ausführungsform am besten in die Schnappvorrichtung 24 integriert, sodass die Befestigung des Gurtes an der Stütz/und oder Auflagefläche sehr einfach zB an einer Nahtstelle 48 durch eine Naht oder angeklebt oder verschweißt ausgeführt ist. An dieser Nahtstelle 48 kann auch die elektrische Verbindung zu den Elektroden I,, Mr, Ar, A, E und I, zu den Brustwandelektroden und/oder allenfalls vorhandenen weiteren Elektroden hergestellt werden. Die Spannvorrichtung könnte wie bekannt zB durch eine mit einer Feder gespannte Rolle mit Arretierung erfolgen, wie sie aus vielen Fensterrollos bekannt ist. Eine Schlaufe zur Führung des Spanngurtes bewährt sich zB circa in Position A, der Auflagefläche, sodass die weitere Richtung des Verlaufs des Spanngurtes vorgegeben ist. So ist eine komplette oder nahezu komplette Umkreisung des Körpers mit dem Spanngurt möglich. Damit können alle Positionen, sowohl die klassischen Positionen I, E, A der EASI Ableitungen an der Vorderseite des Körpers als auch die I,, M, und A, Positionen, als auch allenfalls die Positionen der Brustwandelektroden mit Elektroden an der Innenseite des Spanngurtes ausgestattet werden. Die Position S der EASI Ableitungen könnte zB auch an der Stirn im Rand der VR Brille untergebracht sein. Bei entsprechender Spannkraft des Spanngurtes werden so auch Störungen des elektrischen Signals mit Artefakten und elektrischem
Rauschen bei Bewegungen des Körpers verhindert.
Auch an den U-förmigen Auflageflächen für Arme und Beine bewährt sich eine entsprechend hohe Federkraft in der Zwischenschicht 20, sodass die Erhöhung des Auflagedruckes entweder durch Erhöhung des Druckes im Fluid oder auch durch mechanische Federkraft erreicht werden kann. Eine Fertigung aller Elektroden, nicht nur dieser Brustwand- und EASI-Elektroden, sondern aller Elektroden der Diagnosevorrichtung aus Silberchlorid oder auch aus Nirosta verringert das Elektrodenpotential und das Rauschen des Signals. Dies ist besonders wichtig, da es günstig ist, die Entdeckung des impedanzplethysmographischen Signals an der R-Zacke des EKG aufzuhängen, weswegen ein stabiler R-Zackendetektor in der Software von großem Vorteil ist. Damit können dann alle segmentalen, als auch Ganzkörperimpedanzplethysmographischen Signale, zB durch Einspeisung und Abgreifen der Impedanz zwischen einem oder beiden Armen einerseits, und einem Bein oder beiden
Beinen andererseits erfolgen und sehr genau ausgewertet werden. Aus diesen Signalen
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gemeinsam mit Ermittlung des Beginns der Austreibung und des Klappenschlusses kann dann in bekannter Weise das Schlagvolumen und das Herzminutenvolumen unter Hilfe der Grundimpedanz z0O eines Kalibrationsfaktors, der Dauer des kardialen Zyklus, der Dauer von der größten Amplitude des impedanzplethysmografischen Signals bis zum Beginn des nächsten Herzzyklus, ermittelt werden. Der Kalibrationsfaktor errechnet sich aus der Körpergröße, dem elektrischen Widerstand des Blutes, dem Hämatokrit, Elektrodendistanz und Körpergröße (siehe zB Ko6öbi, Intensive Care Med (1997) 23:11321137). Die impedanzplethysmographischen Signale von Ganzkörper und/oder Körpersegmenten zB von Thorax, Abdomen, Armen und Beinen von mehreren bis vielen Herzschlägen werden übereinander gelegt und ein Template wird gebildet. Daraus werden die Charakteristika wie Amplituden, Anstiegssteilheiten, Abfallsteilheiten, Breite, Form usw ermittelt. Diese Templates könnten zB auch separat für Inspiration und Exspiration gebildet werden, da ja auch Ein- und Ausatmung über das impedanzplethysmografische Signal und/oder über die 3-D Brille mit Atemrohr erkannt werden kann. Die impedanzplethysmographischen Signale von Ganzkörper und von Thorax, Armen und Beinen können dann auch zur Errechnung der Pumpkraft, der Erkennung der Herzinsuffizienz, der Pulswellenlaufzeit oder Volumswellenlaufzeit, der Berechnung der Leistungsfähigkeit bei Belastung mit oder ohne Verwendung des extrazellulären Wassers und/oder Verwendung der errechneten Muskelmasse und/oder der errechneten Fettmasse mit oder ohne Verwendung des errechneten Abdominalfetts und weiteren Parametern verwendet werden. Extrazelluläres und Ganzkörperwasser und das Wasser der Segmente ergeben sich aus den Widerständen des Körpers und seiner Segmente bei niedrigen (zB 5 kHz) und hohen Frequenzen (zB 500 kHz), da zwar hohe, nicht aber niedrige Frequenzen die Zellmembranen durchdringen können. Bekanntlich ist eine Ansammlung von extrazellulärem Wasser ein Zeichen von Herz und/oder Nierenschwäche, Lebererkrankungen, Thrombosen, Lymphödem oder Dysproteinämien. Auch für die Ermittlung der Wasserkompartimente können bekanntlich multiple Regressionsgleichungen, eine Diskriminanzanalyse oder ähnliche Verfahren oder auch Arteficial Intelligence wie zB neuronale Netze verwendet werden. Zusätzlich können dafür auch zur Eichung „Goldstandardverfahren“ wie Ergometrie, Echokardiographie, Ganzkörper DXA, Doppelgasatemmethode oder CO2 Rebreathing, biochemische Marker
wie zB BNP verwendet werden.
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Damit lassen sich mit wenigen Elektroden alle zwölf Ableitungen des Standard-EKGs oder ein Teil davon rekonstruieren. Damit die Position V1 und V2 nach Wilson oder die Position S nach EASI mit einem einzelnen Brustgurt 13 erreicht werden kann, kann der
Brustgurt 13 an der Brustseite der untersuchten Person 2 auch eine Extension 26 in Richtung Manubrium des Sternums der untersuchten Person 2 aufweisen. Diese Extension 26 kann auch durch Hebelwirkung an die untersuchte Person 2 gepresst werden. Beispielsweise kann über dem Brustbein ein kleines Gehäuse 25 angeordnet sein, welches beispielsweise mittels einer dahinterliegenden Feder den Brustgurt 13 an die untersuchte Person 2 presst. Signale werden dabei üblicherweise mit einer im Gehäuse 25 befindlichen Elektronik verstärkt und können auch drahtlos, beispielsweise mittels Bluetooth, an ein am Diagnosesystem 1 angebrachtes Messmodul mit CPU 36
übertragen werden, um die Signale auszuwerten und auf Diagnosen zu schließen.
In Fig. 7 ist die Rückenansicht des Brustgurtes 13 gezeigt, wobei der Brustgurt 13 an der Außenseite, also an der dem Körper abgewendeten Seite, mehrere BrustgurtAußenelektroden 27 trägt, welche Kontakt mit den Kontaktelektroden 17 der Auflagefläche im Oberkörperbereich 6 aufnehmen können, welche Kontaktelektroden 17 in Fig. 2 dargestellt sind. Der dargestellte Brustgurt 13 trägt also Elektroden sowohl an der Innenseite, nämlich die in Fig. 6 dargestellten Brustwandelektroden 23, als auch an der Außenseite, nämlich die in Fig. 7 dargestellten Brustgurt-Außenelektroden 27. Zusätzlich ist auch an der Rückseite eine nach unten gerichtete weitere Extension 26 vorgesehen. Mit dieser Extension 26 können die Brustgurt-Außenelektroden 27 auch dann in Kontakt mit den Kontaktelektroden 17 der Auflagefläche 11 gebracht werden, wenn die untersuchte Person 2 einen Büstenhalter trägt. Der an der untersuchten Person 2 angebrachte Brustgurt 13 ist bevorzugt ein zumindest teilweise elastischer Brustgurt 13, insbesondere in den Bereichen des Brustgurtes 13, welche keine BrustgurtAußenelektroden 27 oder Brustwandelektroden 23 tragen, kann der Brustgurt 13 sehr elastisch ausgeführt sein, damit die Elektroden tatsächlich in engen Kontakt mit dem
Körper treten können. So kann dieser Brustgurt 13 auch bei physiologischen Interventionen wie zum Beispiel
einer Kipptischuntersuchung getragen werden, ohne dass sich die Elektroden
verschieben können. Wenn die Untersuchungsliege als Kippstuhl ausgeführt ist, können
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mit dieser Vorrichtung auch hämodynamische Messungen nach Lageänderung
durchgeführt werden.
Um unterschiedliche Körperdimensionen auszugleichen ist vorgesehen, eine Mehrzahl von Brustgurten 13 bereitzustellen, wobei zum Beispiel mithilfe eines Kalipers die untersuchte Person 2 feststellt, welcher Brustgurt 13 zur Körpergröße der untersuchten Person 2 passt. Damit ist ohne die Verwendung von Personal der elektrische Kontakt zur
Person hergestellt.
Der Brustgurt 13 ist grundsätzlich nicht zwingend erforderlich. So kann bereits mit Elektrodenableitungen nach Einthoven und Goldberger bzw. mit den E;, Ar, Sr und I; Ableitungen, welche mit den Elektroden in der Auflagefläche 11 möglich sind, eine
Diagnose gestellt werden.
Die Ausgestaltung des Diagnosesystems 1, wie beschrieben, ist in Zeiten, in denen das
Personal den Hauptkostenfaktor verursacht, von großem Vorteil.
Auch eine Version des komplexen Diagnosesystems 1 ist möglich, bei welcher die Person ZB angelehnt steht. Dabei sollten vorteilhaft die Armelektroden ebenfalls als Halbschalen, in welche die Person ihre Unterarme legt, oder auch als Bänder am Handgelenk ausgeführt sein. Die Elektroden in den Beinbereichen 5 können grundsätzlich auch an der Fußsohle oder am Knöchel angeordnet sein, indem zum Beispiel die Person darauf steht, oder ebenfalls Halbschalen an den Waden trägt. Bei den Messelektroden hat dies allerdings den Nachteil eines hohen Vorwiderstandes. Dann könnte zum Beispiel auch eine Waage als Standfläche verwendet werden, um gleichzeitig das Gewicht der Person
zu ermitteln.
Die Darstellung und Größenermittlung der Person kann ebenfalls über eine bildgebende Einrichtung in 2-D oder 3-D erfolgen. Mithilfe dieser Version des komplexen Diagnosesystems könnte die Person dann auch sowohl in liegender als auch in annähernd senkrechter Position untersucht werden, womit gleichzeitig die autonome und hämodynamische Integrität der Person 2 ermittelt werden kann. Zusätzlich können alle hämodynamischen Parameter und Flüssigkeitsparameter und deren Veränderung durch
Orthostase ermittelt werden.
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Fig. 8 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer elektrischen Schaltung des Diagnosesystems 1. Dabei ist ein Körperteil einer mit dem Diagnosesystem 1 untersuchten Person 2 als Impedanz 32 (bestehend aus seinen Teilkomponenten, wie Realteil, Imaginärteil und Phasenwinkel) dargestellt, welche Impedanz 32 zwei Elektroden, beispielsweise eine Speiseelektrode 8 im Armbereich 4 und eine Speiseelektrode 8 im Oberkörperbereich 6, verbindet, sodass die Impedanz 32 über hier nicht dargestellte Messelektroden 9 erfassbar ist, indem mit einer Stromquelle 35 ein elektrischer Strom durch die Speiseelektroden 8 eingespeist und mit den Messelektroden 9 ein Spannungsabfall zwischen den Messelektroden 9, welche den jeweiligen Speiseelektroden 8 zugeordnet sind, messbar ist, welcher abhängig von der Impedanz 32 ist. Auch die Teilkomponenten der Impedanz, nämlich Realwiderstand, Scheinwiderstand und Phasenwinkel können zur Berechnung der Diagnosen verwendet
werden.
Unmittelbar an die Speiseelektroden 8 angrenzend sind hier Schalter 31 vorgesehen, mit welchen die Speiseelektroden 8 von nachgelagerter Elektronik und den PatientenAnschlussleitungen wegschaltbar sind. Durch das Wegschalten nicht benötigter bzw. nicht aktivierter Elektroden wird ein Einfluss der Kabel bzw. Leitungen 34 von nicht aktiven
Elektroden auf das Messergebnis verhindert.
Ferner sind hier Schaltvorrichtungen 33 nahe an der Stromquelle 35 vorgesehen.
Die nahe an den Speiseelektroden 9 angeordneten Schalter 31 und die Schaltvorrichtungen 33 nahe am Messmodul mit CPU 36 werden üblicherweise synchron betätigt. Die Patienten-Anschlussleitungen sind als geschirmte Leitungen 34 ausgeführt, wobei ein sogenannter „Shield-Driver“ das Potential des Schirms mit dem Potential der Leitung 34 nachführt. Bei den gerade aktiven Elektroden wird so ein ungewollter Stromfluss bedingt durch Isolationswiderstand und Koppelkapazität Innenleiter-Schirm
unterbunden.
Das Messmodul mit CPU 36 kann dabei Schaltungen für Mehrkanal-EKG, ImpedanzEinspeisung und Impedanzmessung, Multiplexer, eine oder mehrere Auswerte-Einheiten für Kontaktdaten und berührungslose Daten usw. enthalten und ist bevorzugt möglichst
nahe an der Untersuchungsliege bzw. dem Diagnosesystem 1 angebracht.
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Die Stromquelle 35 ist mit den Speiseelektroden 8 bevorzugt über geschirmte Leitungen 34 verbunden, um Daten betreffend die ermittelte Impedanz 32 in die CPU
weiterzuleiten und auswerten zu können.
Die Stromquelle 35 soll als bidirektionale Stromquelle ausgebildet sein, um den jeweilige Wechselstromwiderstand, also die Impedanzen 32 einzelner Körperteile der Person,
erfassen zu können.
Die EKG-Schaltung und andere Schaltungsteile, wie beispielsweise für weitere
physiologische Signale sind für das einfachere Verständnis in Fig. 8 nicht dargestellt.
Ein weiteres Prinzipschaltbild des Diagnosesystems 1 ist in Fig. 9 dargestellt. Hier sind zwei galvanisch getrennte Stromquellen 35 vorgesehen, welche wie schematisch dargestellt mit Speiseelektroden 8 an unterschiedlichen Positionen der Auflagefläche verbindbar sind. Die strichliert dargestellten Linien deuten dabei mögliche Verbindungen an und durch die durchgezogenen Linien sind aktivierte Verbindungen dargestellt. Me ersichtlich ist die linke Stromquelle 35 somit hier mit einer Speiseelektrode 8 in einem linken Armbereich 4 und einer Speiseelektrode 8 an einem linken Beinbereich 5 verbunden, sodass auf Körperbereiche zwischen dieser Speiseelektrode 8 mit der Stromquelle 35 ein Strom aufgeprägt werden kann, um die Impedanz 32 dieses Bereiches
zu bestimmen.
Die rechte Stromquelle 35 ist entsprechend mit Speiseelektroden 8 in einem rechten Armbereich 4 und einem Oberkörperbereich 6 verbunden, sodass die Impedanz 32 des in Fig. 9 rechts dargestellten Oberarms mit dieser Stromquelle 35 bzw. zugeordneten Messelektroden 9 bestimmbar ist. Aufgrund der galvanischen Trennung können mit den beiden Speiseelektroden 8 Messungen durchgeführt werden, welche sich gegenseitig
nicht beeinflussen. Es können auch mehr als zwei Stromquellen 35 vorgesehen sein.
Diese Module könnten möglichst nahe an der Liege bzw. den integrierten Elektroden zu liegen kommen. Der Einfachheit halber sind nur zwei galvanisch getrennte Stromquellen 35 dargestellt, die beliebig vermehrt werden können. So können beispielsweise wie in Fig. 9 gezeigt, der gesamte Körper und auch der linke Arm
vermessen werden. Wie mit den strichlierten Linien angedeutet, könnte je nach
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Elektrodenposition auch jedes andere Segment vermessen werden, hier ist zum Beispiel mit den strichlierten Linien die Vermessung des Thorax-Segmentes und linken
Unterschenkels gezeigt.
Wie in Fig. 10 gezeigt, kann auch vorgesehen sein, die Stromquellen 35 als gematchte Stromquellen (jeweils positiv und negativ) auszuführen. Dabei kann alternativ aber auch vorgesehen sein, geregelte Stromquellen zu verwenden, wodurch ein aufwendiger
Abgleich der Stromquellen entfallen kann.
Die Fig. 10 zeigt dazu eine der möglichen Ausführungsformen, wobei die Regelung des Offsets der beiden Stromquellen 35 zueinander durch eine analoge elektronische Schaltung oder durch einen digitalen Regler (in einem Mikrocontroller) erfolgen kann. Als Regelgröße kann dazu auch zB das Common-Mode-Potential des Patienten herangezogen werden. Dieses common mode potential wird üblicherweise ohnehin für die EKG-Erfassung mit der N- Elektrode am rechten Bein (Right Leg Electrode, RLE) gemessen, wobei diese Elektrode auch als Messelektrode herangezogen werden kann. Dies reduziert dann auch die Zahl der notwendigen Elektroden. Mit den entsprechenden
Schaltungen (siehe zB htips:/en.wikipedia.org/wik/Driven right _leg_circuit) kann so
durch den right leg drive elektromagnetische Interferenz, zB auch Netzbrumm aktiv
ausgeglichen werden.
Mit z1 ist der zu messende Wechselstromwiderstand der Person gekennzeichnet, mit EL im strichlierten Rahmen die messenden Elektroden, mit EL außerhalb des Rahmens die nicht verwendete Elektrode, D/A steht für Digital-Analog Wandler und CPU für Central Processing Unit mit Messmodul. Der Einfachheit halber sind die zusätzlichen
Messelektroden in diesem Bild nicht dargestellt.
Fig. 11 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Durchführung einer Elektrodenkontaktmessung, um So einen ausreichenden Elektrodenkontakt sicher zu stellen und auch jeweils aus der Vielzahl von Elektroden diejenige herauszusuchen,
welche den geringsten Übergangswiderstand zur untersuchten Person 2 aufweist.
Für die Messelektrode 9, bezeichnet „V“, ist ein Eingangsverstärker 37 und Schirmtreiber
vorgesehen. Die Elektrodenkontaktmessung verringert aber den Eingangswiderstand,
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diese kann daher nicht gleichzeitig mit der aktuellen Messung durchgeführt werden,
sondern wird bevorzugt während derselben weggeschaltet.
Für die Kontaktmessung sind auch andere elektronische Schaltungen aus dem Stand der Technik bekannt, welche ebenfalls bei dem erfindungsgemäßen Diagnosesystem 1
eingesetzt werden könnten.
So könnte alternativ auch ein Messstrom eingespeist werden wie in der Fig. 11 gezeigt, auch Drucksensoren 44 könnten dafür verwendet werden, wobei beispielsweise jene Elektroden für die Messung eingesetzt werden könnten, welche nahe an Drucksensoren
angeordnet sind, an welchen ein größter Anpressdruck gemessen wird.
Fig. 12 zeigt ein mit dem erfindungsgemäßen Diagnosesystem 1 erfasstes dreidimensionales Bild einer zu untersuchenden Person 2. Dieses Bild kann auch bei einer bekleideten Person 2 erfasst werden, indem insbesondere mit Infrarotkameras und dergleichen eine Kontur der Person 2 dreidimensional erfasst wird. Die Kontur kann dabei einerseits zur Darstellung in der VR-Brille 14 eingesetzt werden. Darüber hinaus kann die Kontur auch zur Bestimmung eines Gesundheitszustandes beitragen und insbesondere Aussage über ein waist-to-hip-Verhältnis und einen Body Mass Index oder dergleichen
bieten oder zur Bildung dieser Werte beitragen.
Hier sind auch Messpunkte 28 an beiden Knöcheln, im Schritt, am Xiphoid und am Oberrand des Brustbeines eingezeichnet, welche vorzugsweise automatisiert erfasst werden, insbesondere mit einer oberhalb der Person angeordneten Kamera 12. Diese Messpunkte 28 werden vorteilhaft eingesetzt, um die Berechnungen der Körperkompartimente mithilfe der Mehrfrequenzimpedanz unter Zuhilfenahme der Segmentlängen ermitteln zu können. Die Arme, hier nicht abgebildet, können ebenfalls
mit Länge, Durchmesser und Konfiguration dargestellt werden.
Fig. 13 zeigt ein entsprechendes Bild, welches beispielsweise auch in einer VR-Brille 14 angezeigt werden kann. Eine derartige Abbildung kann auch als gläsernes Abbild eines Körpers der untersuchten Person 2 ausgeführt sein, indem beispielsweise ein
schlagendes Herz, pulsierende Arterien im körpereigenen Rhythmus, weiters die Atmung
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und andere Parameter (bezeichnet als „etc“) dargestellt werden. Entsprechende Daten
können wie ausgeführt mit Sensoren in der Auflagefläche erfasst werden.
Sollten pathologische Veränderungen beobachtet werden, können diese ebenfalls zum Beispiel durch Blinken oder Veränderungen der Farbe in Echtzeit oder zeitnah dargestellt
werden.
In Kombination mit der Darstellung des menschlichen Körpers in 2-D oder 3-D kann dann der untersuchten Person 2 die Lokalisation etwaiger Problemzonen grafisch angezeigt werden. Besonders vorteilhaft ist auch die Online-Darstellung der Veränderungen während der Aufzeichnung, weil man damit den Patienten motivieren kann, diese Untersuchung durchführen zu lassen. So kann zum Beispiel in der mittels 3-D Vermessung gewonnenen dreidimensionalen Figur der Herzschlag, die Aktivität der Gefäße wie zum Beispiel Herzfrequenz, Blutdruck, Aortensteifheit, Herzleistung sowie zahlreiche andere Parameter, die Durchblutung der Organe und alle weiteren gewonnenen biologischen Daten in zwei- oder dreidimensionaler Weise angezeigt werden. Eine beispielsweise blinkende durch Farbgebung oder sonst kenntlich gemachte Online-Darstellung von nicht in einem optimalen Bereich liegenden Zuständen wie mangelnde Muskelmasse, zu hohe Fettmasse, pathologische Veränderungen von Organen, wie eine gestörte Herzfunktion bei einer Herzschwäche, eine zu steife Aorta
oder mangelnde Durchblutung der Beine könnten so angezeigt werden.
Im Herzrhythmus pulsierende Säulen könnten dabei die Herzfrequenz, die Höhe des Blutdrucks, die Aortensteifheit, die Herzleistung sowie andere physiologische Parameter anzeigen. Dies könnte die Person 2 dann motivieren, daraufhin ihren Lebensstil entsprechend zu ändern, um pathologische Zustände aufzuhalten oder rückgängig zu
machen.
Gleichzeitig könnte die untersuchte Person 2 auch mit einem Kopfhörer 30 ausgestattet sein, um so über den Fortgang der Untersuchung informiert zu werden, um eventuell Anweisungen über die richtige Lagerung oder auch eine Aufforderung für die Betätigung von Schaltvorgängen oder Information über die Beendigung der Untersuchung zu
erhalten.
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Die weiteren gezeigten Abbildungen sind Beispiele für die Anwendung der grafischen Darstellung von biologischen oder auch biochemischen Daten, die von den Patienten
gewonnen werden.
Fig. 14 zeigt ein mit dem erfindungsgemäßen Diagnosesystem 1 erstelltes Balkendiagramm mit Darstellung der einzelnen Körperfunktionen, zum Beispiel einem Balkendiagramm und gleichzeitiger Darstellung von menschlichen Figuren, die entweder den Figuren wie sie durch berührungslose Messung erfasst wurden, entsprechen, oder auch nur, falls ausreichend, eine symbolische Darstellung des Körpers, bei denen sich von der Norm abweichende Befunde durch grafische Kennzeichnung, zum Beispiel
Schattierung, Schwärzung oder Färbung anzeigen.
Diese Abbildung zeigt eine beispielhafte Ausführungsform für die Darstellung von Herzleistung, Wandspannung des Herzens, Hydrierung, Perfusion der Beine mit Darstellung einer eventuellen peripheren Verschlusskrankheit, Pulswellenlaufzeit, körperlicher Leistung, Gesamt-Körperwasser, Darstellung von Überhydrierung oder Unterhydrierung im Bereich des extrazellulären Wassers, appendikulärer Muskelmasse sowohl der oberen als auch der unteren Extremität, Fettmasse und Rumpffettmasse. In
der Beschriftung sind die einzelnen Parameter angegeben.
Die Ergebnisse sind dabei einerseits in Form eines Balkendiagramms dargestellt, wobei die Breite des Balkens den Normalbereich darstellt. Die Lage eines eventuell gefärbten Markers zeigt, ob der entsprechende Parameter im Normbereich, unterhalb des Normbereichs oder oberhalb des Normbereichs liegt. Auf der rechten Seite der Abbildung ist andererseits eine menschliche Figur dargestellt, wobei einzelne Eigenschaften des menschlichen Körpers jeweils nur in einer eigenen Figur dargestellt sind. So kann getrennt dargestellt werden, ob zum Beispiel die Herzleistung, die Gefäße, die Durchblutung der Beine, der Muskelzustand, das Körperfett, das autonome Nervensystem im Normalbereich sind, oder ob mäßige oder schwere Veränderungen vorliegen, die zum
Beispiel durch Graufärbung oder Schwarzfärbung angezeigt sind. Um die Darstellung noch viel einfacher zu gestalten, sind die entsprechenden Parameter
auch in Form von menschlichen Figuren dargestellt, wobei eine spezielle Farbe, zum
Beispiel Weißfärbung der Figur, bedeutet, dass alle erhobenen Parameter im
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Normbereich sind. Eine unterschiedliche Färbung wie zum Beispiel eine Graufärbung oder Schwarzfärbung der einzelnen Organe bzw. auch eine Gelb- oder Rotfärbung oder auch eine andere Farbe zeigt, ob der Arzt einem gewissen Untersuchungsergebnis Beachtung schenken muss und weitere Untersuchungen in dieser Hinsicht durchgeführt
werden müssen.
In dieser Abbildung ist einerseits das Herz, andererseits die großen Gefäße wie die Schlagader, die Muskelmasse, die Fettmasse, die Rumpffettmasse, die arterielle
Durchblutung in den einzelnen Figuren dargestellt.
Die Fig. 15 zeigt ein mit dem erfindungsgemäßen Diagnosesystem 1 erstelltes Altersnorm-Diagramm, bei dem die einzelnen Messwerte der Person durch einen Messpunkt 28 in Nomogrammen mit den altersentsprechenden Normwerten eingezeichnet sind. Die Nomogrammkurven entsprechen hier dem altersangepassten physiologischen Bereich, alles, was außerhalb dieses physiologischen Bereiches liegt, ist durch einen Messpunkt 28 außerhalb des Balkens angezeigt. Hier sind die optimalen Bereiche für die Kurven zum Beispiel durch grüne Färbung des Altersbereiches, Grenzbereiche durch gelb und eindeutig pathologische Bereiche in der Farbe Rot angezeigt. Die Darstellung beschränkt sich allerdings nicht nur auf die dargestellten Parameter, sondern die Anmeldung ist in einem viel weiteren Sinne zu interpretieren, wie
dies jedem Fachmann geläufig ist.
Fig. 16 zeigt einen mit dem erfindungsgemäßen Diagnosesystem 1 erstellten Gesundheitsreport, bei dem die Messwerte im Vergleich zum altersgemäßen Kollektiv in Form von Ampelfarben grün, gelb oder rot angezeigt werden, wobei die Farbe Grün zufriedenstellende Gesundheitswerte anzeigt, die Farbe Gelb zeigt Grenzwerte und die Farbe Rot Werte in einem ungünstigen Bereich an. Natürlich können auch andere Farben eingesetzt werden. Die einzelnen dargestellten Zustände und Funktionen sind auch mit
allgemein verständlichen Symbolbildern gekennzeichnet. Fig. 17 zeigt eine mit dem erfindungsgemäßen Diagnosesystem 1 erstellte Verlaufsgrafik
der gemessenen Werte, wenn die untersuchte Person 2 mehr als einmal an dieser
Untersuchung teilnimmt. Dabei sind die einzelnen Messpunkte 28 durch Linien
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verbunden, sodass auf einen einzigen Blick bereits günstigere oder ungünstige
Veränderungen dargestellt werden können.
Besonders bewährt hat sich die obige Darstellung dann, wenn sie zum Beispiel in Kombination mit bereits bekannten medizinischen Daten wie zum Beispiel laborchemischen Untersuchungen, eventuell gewonnen durch point of care Messungen, dem EMG, Temperaturmessung, Sauerstoffmessung, der Nervenleitgeschwindigkeit, der Computertomographie, der Magnetresonanz, dem Ultraschall, dem Röntgen,
endoskopischen Untersuchungen verwendet wird.
Der untersuchten Person 2 kann im Anschluss ihr eigener Befund via Bluetooth sofort
online übermittelt, bevorzugt mittels Farbausdruckes ausgehändigt werden.
Um die Administration zu erleichtern, könnte die untersuchte Person 2 auch eine Zahlungsbestätigung, ein Ticket, beispielsweise über einen Bar-Code einlesen, welches sie vorher ausgehändigt bekommen hat, um die Berechtigung für die Durchführung der
Untersuchung zu erhalten.
Günstig ist es, wenn mit dem erfindungsgemäßen Diagnosesystem 1 erfasste Daten und Diagnosen in einer Datenbank gespeichert werden, sodass eine Person 2 bei mehrmaliger Anwendung eine Entwicklung ihres Gesundheitszustandes leicht
nachvollziehen kann.
Besonders günstig ist es, wenn die automatisierte Vermessung elektrischer und gegebenenfalls weiterer Werte eines menschlichen Körpers mit dem erfindungsgemäßen
Diagnosesystem 1 mit einem strukturierten Fragebogen kombiniert werden.
Dieser Fragebogen ist vorzugsweise in Form eines Dialogbaumes ausgeführt, wobei die Antwort auf eine Frage eine weitere Frage zur Folge hat, die sich aus der Beantwortung der Frage ergibt. Dieser Fragekatalog kann mithilfe eines Sprachprogrammes erfolgen oder auch in Form eines vorgefertigten Formulars, bevorzugt in digitaler Form, bei dem entsprechende Antworten durch Ankreuzen oder Schwärzung eingetragen werden
können.
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Um die Beantwortung dieses Frageformulars für den Benutzer möglichst einfach zu gestalten, könnten die Fragen so ausgeführt sein, dass diese jedes Mal nur mit ja oder nein oder mit Einfügen einer Zahl zu beantworten sind. Dieser Fragebogen könnte auch während der Untersuchung oder erst im Anschluss an die Untersuchung beantwortet werden, insbesondere auch online. Die Ergebnisse dieses Fragebogens werden dann mit
den erhobenen biologischen Daten beispielsweise durch ein Expertensystem verknüpft.
Diese Daten können in bekannter Weise an eine zentrale Datenbank übermittelt werden, bevorzugt bei Einsatz von vielen dieser komplexen Diagnosesysteme 1 auf eine zentrale Datenbank, welche die Messungen vieler zum Einsatz gekommenen komplexer
Diagnosesysteme 1 bevorzugt anonym speichert.
So könnten beispielsweise automatische Computersysteme auch ortsferne Vorschläge für die Optimierung der Gesundheit der untersuchten Person 2 übermitteln oder bei krankhaften Befunden den Besuch eines Arztes oder einer Gesundheitseinrichtung nahelegen. Hierzu können auch zusätzliche andere Online-Datenbanken mitverwendet werden, damit die Daten mit anderen biologischen Daten verknüpft werden können. So könnten dann beispielsweise Labordaten, Leistungsdaten wie Laufgeschwindigkeit, zurückgelegte Kilometer, Höhenmeter, Kalorienverbrauch und dergleichen mit den hier gewonnenen Daten verknüpft werden, um noch bessere Aufschlüsse über die Gesundheit
und noch bessere gesundheitliche Beratung zu ermöglichen.
Das Diagnosesystem 1 ist auch dazu geeignet, über die Herzkreislaufparameter und Körperkomposition hinaus Information über Atmung, den Stoffwechsel, insbesondere den Zuckerstoffwechsel, Leber- und Nierenfunktion sowie das Blutbild zu vermitteln. Dazu
kann entsprechende Sensorik in das Diagnosegerät integriert werden.
Zur Überwachung der Atmung sind beispielsweise Beschleunigungssensoren bzw. Mikrofone, die in die Auflagefläche etwa am Ort der EASI-Elektroden integriert sind, gut geeignet, so kann beispielsweise seitenvergleichend das Atemgeräusch, die Atemfrequenz, die Atemtiefe, Dauer von Inspirium und Exspirium verwendet werden, um Asthma bronchiale, Asthma cardiale, Lungenstauung, Lungeninfiltrate wie zum Beispiel durch Pneumonie, ein- oder zweiseitige Pleuraergüsse zu erkennen. Die Atemgeräusche
ändern sich zum Beispiel von Vesiculäratmen zu verschärftem Atem, trockenen
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Rasselgeräusche, feuchten Rasselgeräusche, abgeschwächtem Atemgeräusch usw. Auch die Signale der Impedanzplethysmographie können zusätzlich verwendet werden, um Inspirationsdauer und Exspirationsdauer durch Änderung der Grundimpedanz mit Inspiration und Exspiration zu erkennen und auch zur noch besseren Diagnose von Atemstörungen und auch von Herzinsuffizienz, auch durch verlängertes Exspirium und trockene und/oder feuchte Rasselgeräusche zu verwenden, wobei die Herzinsuffizienz
durch auch Cheyne Stokes Atmen mit dem Diagnosegerät erkennbar ist.
Weiter können auch alle bekannten Verfahren zur Messung des Blutzuckers (siehe zum Beispiel Clinical Chemistry 1999, 45:2 165-177) in das Diagnosesystem 1 integriert werden, auch andere Techniken wie Hautpermeationsverfahren könnten angewendet werden (Chuang, J. Diabetes Science and Technology Volume 2, 595, 2008) oder Graphene Thin film technology (Lipani L. Nature Nanotechnology, 2018, vol. 13, no. 6, pp. 504-511).
Mithilfe der Erfassung der Funktion der Schweißdrüsen, wie beispielsweise im Sudoscan kann eine Störung der Schweißdrüsensekretion erfasst werden (Casellini CM, 2013, Diabetes Technology & Therapeutics Vol 15, 948). Dazu sollten die Hand und Fußflächen beispielsweise mit rostfreien Stahlplatten in Kontakt gebracht werden, welche mit einem niedrigen Strom von wenigen Volt durchströmt werden. Dazu können die Stahlplatten zum Beispiel über Federn an die freiliegende Hand und Fuß verglichen gepresst werden. Über die elektrische Messung von Chloridionen kann dann die Schweißsekretion erfasst werden. Diese kann nicht nur bei Diabetes, sondern auch schon bei Prädiabetes gestört sein. So kann auch eine unilaterale von einer bilateralen Störung differenziert werden. Ethane und n-Pentane Konzentrationen haben Potenzial für die Entdeckung von
oxidativem Stress.
Weiter ist auch die Messung der Nierenfunktion insbesondere durch Änderung des Hautkolorits wie durch Urochrome, oder Änderung der Leberfunktion durch Ikterus, welcher durch Änderung des Kolorits von Haut und Skleren mithilfe der berührungslosen
Darstellung erfasst werden kann, mittels der Kamera 12 möglich.
Weiter kann in die Auflagefläche 11 auch ein Vibrationsmechanismus integriert sein, der
in dem Teil der Auflagefläche, welche der Leber anliegt, positioniert ist. Es kann dann in
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einer aus dem Stand der Technik bekannten Weise mit einem „Vibrationsscan“ mittels Ultraschall die Wandergeschwindigkeit der ausgeschickten Impulse und damit die Härte der Leber und damit deren Bindegewebsanteil und/oder auch der Fettanteil bestimmt werden. Hier bewährt sich besonders die transiente Vibration, weil ausgeschickter und
empfangener Schall und Ultraschall zeitlich getrennt werden kann.
So können einerseits akustische oder Elastizitätswellen analysiert werden. Damit können Chronische und auch akute Lebererkrankungen, wie Fettleber oder chronische Hepatitis und Zirrhose entdeckt werden. Andererseits kann mit Ultraschall beispielsweise an der Ferse oder auch an den Metacarpalknochen die Knochendichte bestimmt und eine Osteoporose bzw. das Frakturrisiko diagnostiziert werden. Dazu kann sowohl das Breitband Ultraschall-Verfahren, welches die Frequenzabhängigkeit der Ultraschallabschwächung beurteilt, als auch das SOS-Verfahren, welches die Geschwindigkeit der Ultraschall-Ausbreitung verwendet, benutzt werden. Ein Flüssigkeitsvorlauf in Form einer verformbaren Blase könnte von Vorteil sein. Somit kann das erfindungsgemäße Diagnosesystem 1 auch Vibrationseinrichtungen und Sensoren aufweisen, mit welchen gezielt Vibrationen auf einzelne Körperbereiche aufbringbar und
mechanische Reaktionen des Körpers auf diese Vibrationen messbar sind.
Auch eine Anämie kann durch optische Verfahren erfasst werden, wozu sich besonders Sensoren an den Augen oder den Extremitäten, besonders Handgelenk und Finger eignen. So kann dort mithilfe einer Kamera 12 ein Erythema Index (Collings S, PLoS One, 2016, Apr 12;11(4): DO1!:10.1371/journal.pone.0153286) ermittelt werden, wozu sich auch
besonders das Kapillarbett des Nagelfalz eignet.
Am Radialispuls lässt sich beispielsweise mittels Multiwellenlängen-Pulsoximeters das Hämoglobin hinreichend genau bestimmen (Dreyfus J, Annals of Emergency Medicine Volume 57: 330 2011).
Für alle Anwendungen, bei denen die Finger untersucht werden, bewährt sich ein zusätzlicher Fingerling oder ein Handschuh, in den die Sensoren eingebaut sind, welcher nicht nur Streulicht abhalten kann, sondern insbesondere bei elastischer Ausführung einen besonders guten Hautkontakt unabhängig vom Fingerdurchmesser herstellt. Auch
die optische Erfassung eines Eisenmangels durch Messung von Zink-Protoporphyrin
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beispielsweise an der Lippe, am Handgelenk oder Finger oder andere Methoden (Hennig G, Nat. Commun. 2016, 7:10776 doi: 10.1038/ncomms 10776) sind möglich, was in
Anbetracht des weltweit verbreiteten Eisenmangels so wichtig ist.
Zur Erfassung der Details des Gesichtes sollte auch die geplante 3-D-Brille mit zusätzlichen Sensoren wie optischen Sensoren ausgestattet sein. Nicht nur die Kapillaren der Schleimhaut, sondern auch die Farbe der Skleren kann damit gemessen und beurteilt werden. So kann zum Beispiel eine Hämolyse oder eine Lebererkrankung durch Anstieg des Bilirubins erkannt werden, auch ein Vitamin B12 Mangel kann damit erkannt werden, bei dem sich auch die Haut durch Blässe und durch schmutzig braunes Hautkolorit kennzeichnet. Dazu ist eine konstante Beleuchtung sowohl in der Intensität als auch im Farbton günstig, was durch eine genormte und geeichte Lichtquelle 43 zumindest für
einen Teil oder Teile des Körpers möglich wird.
Die untersuchte Person 2 kann auch mit einer Atemmaske ausgestattet sein, um die Menge und die Geschwindigkeit der Ein- und Ausatmung sowie die Zusammensetzung der Ausatemluft zu erfassen. Dazu würde sich besonders auch die 3-D-Brille bzw. VRBrille 14 eignen, wenn diese mit einem Atemrohr 39 versehen ist. Beispielsweise über die Drehgeschwindigkeit eines rotierenden Ventilators oder auch über die Messung des Temperaturverlaufes oder eine Ultraschallmessung in Ausatemrichtung und Gegenrichtung oder eines der anderen gängigen Verfahren könnten die Menge und die Geschwindigkeit der Ausatmung erfasst bzw. die Zusammensetzung der Ausatemluft erfasst werden. Speziell die Messung der CO2 Konzentration und O2 Konzentration der Atemluft ermöglicht eine Beurteilung der Lungen- und Kreislauffunktion. So kann gleichzeitig zum Beispiel über die 3-D Brille auch die Lungenfunktion erfasst werden. In den Rand der 3-D Brille bzw. in das Band zum Befestigen der 3-D-Brille könnten auch elektrische Kontakte zur Erfassung einer Hirnstromkurve in Form eines EEGs eingebracht sein, um so Hirnfunktionen zu ermitteln bzw. auch O2 Sensoren zB auch am Ohr zur Ermittlung der O2 Sättigung. Das Band zum Befestigen der Brille kann auch als Haube oder Kappe ausgeformt sein, um noch mehr Teile des Hirns in die Analyse mit
einzubeziehen.
Auch die Verwendung von Parametern erhoben von Halsarterien und Halsvenen mittels
Druck- und Fluss-Sensoren ist möglich, wenn beispielsweise die Nackenrolle 10 so
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ausgeführt ist, dass sie Nachbarschaft oder Kontakt zu den Halsgefäßen hat. Dazu könnte zum Beispiel die Nackenrolle 10 auch nach oben konkav ausgeführt sein, auch hier könnte durch Änderung des Druckes in der Nackenrolle 10 ein guter direkter Kontakt
mit den Halsgefäßen gewährleistet werden.
In der Nackenrolle 10 oder einem äquivalenten Teil könnten dann alle relevanten Sensoren, wie Volumensensoren, Drucksensoren, Ultraschallsensoren oder Flusssensoren untergebracht werden, mit welchen der Arterienpuls, die Flussgeschwindigkeit, der Venendurchmesser und der Venenpuls usw. gemessen werden. Mit einer Änderung der Position der Liege kann dann auch der Einfluss des
hydraulischen Drucks besonders auf die Halsvenen untersucht werden.
Um bei der Komplexität aller Elektroden und Sensoren einen einwandfreien Kontakt sicherzustellen, sollte der Kontakt durch Kontaktmessungen der Elektroden sichergestellt
werden.
Eine audiovisuelle Kommunikation mit der Person zum Beispiel zur Befolgung von Anweisungen ist ebenfalls möglich, insbesondere zur Beseitigung eines mangelhaften elektrischen oder mechanischen Kontaktes. Dazu sollte auch zumindest ein Bedienschalter oder auch durch Sprachbefehle gesteuerter Bedienschalter vorhanden
sein.
Diese Kommunikation kann auch dazu dienen, andere Organsysteme zu analysieren. So kann damit der Gehörsinn, die Sehschärfe oder der Geruchssinn beurteilt werden, indem man wechselnde Signale über diese Brille der untersuchten Person 2 übermittelt und über Rückkopplung fragt, ob ein gewisses Geräusch oder Ton noch hörbar oder ein gewisses Lichtsignal wie eine Schrift noch sichtbar oder lesbar ist. Auch die Intelligenz und die Aufmerksamkeit, Auffassungsgabe und kognitiven Fähigkeiten können damit kontrolliert und gemessen werden, indem man einfache Tests mit der Person ausführt, wie zum Beispiel ein Minimental-Test oder analoge Testverfahren, welche die Person über ein
Kommunikationsmedium (optisch, akustisch) oder eine Kommunikationstaste beantwortet.
Auch die Sensorik der aktiven Elektroden kann damit beurteilt werden, indem zum
Beispiel über das Kommunikationsmedium akustisch mitgeteilt wird, ob die Intensität oder
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Qualität eines gewissen physikalischen Signals wie das Vibrationssignal, oder eine
gewisse Wärme- oder Kälteintensität noch spürbar ist.
Auch Point-of-Care-Messungen von Harn und Blut vor, während oder nach dem
Monitoring sind ergänzend möglich.
Es ist auch hier vorteilhaft, klinisch bewährte Produkte als OEM-Produkte in das Diagnosesystem 1 zu integrieren. Damit können bei diesen Point-of-Care-Messungen aus einer winzigen Blutprobe aus der Fingerbeere Lebererkrankungen, Nierenerkrankungen, Herzerkrankungen, wie zum Beispiel auch die koronare Herzerkrankung oder
Herzinsuffizienz, zusätzlich erkannt oder bestätigt werden.
Mit diesem System kann also gemeinsam mit der online erhobenen Anamnese eine komplette internistische Durchuntersuchung erfolgen, ohne dass ein Arzt direkt in die Untersuchung involviert ist. Dies ist besonders auch in Entwicklungsländern, in denen eine schlechte medizinische Versorgung besteht, von großem Vorteil. Alles, was es dazu braucht, ist ein Stuhl oder eine Liege mit eingebauten Sensoren und dem integrierten Diagnosesystem und allenfalls zusätzlich ein kleines Point-of-Care-Gerät. Damit ist dieses
System auch sehr leicht an jeden Ort transportabel.
Das erfindungsgemäße Diagnosesystem 1 ermöglicht die Bestimmung eines Gesundheitszustandes einer Person 2 auf besonders einfache Weise ohne zusätzliches Personal. Entsprechend kann ein solches Diagnosesystem 1 beispielsweise in öffentlich zugänglichen Orten wie beispielsweise Fitnesszentren, Einkaufszentren, Apotheken, Rehab-Einrichtungen, Wellness-Einrichtungen oder dergleichen, besonders aber auch in Entwicklungsländern mit schlechter medizinischer Versorgung eingesetzt werden, wo die Patienten keinen einfachen Zugang zum Gesundheitssystem haben. So können sich Personen 2 dadurch selbst auf einfache Weise innerhalb weniger Minuten einen guten Überblick über ihren Gesundheitszustand verschaffen und allfällige Krankheiten oder Störungen entdecken. Für diese Anwendung sind zusätzliche Point of Care Messungen ideal, wobei hier Personal hilfreich ist. Das Diagnosesystem 1 ist natürlich auch bevorzugt dazu eingerichtet, bei Erfassung entsprechender Abweichungen eine Empfehlung für eine
weitere Vorgehensweise auszugeben, insbesondere, ob ein Arzt konsultiert werden soll.
Claims (56)
1. Diagnosesystem (1), aufweisend eine oder mehrere Auflageflächen (11), an welcher eine zu untersuchende Person (2) positionierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an unterschiedlichen Bereichen der Auflagefläche (11), insbesondere an Beinbereichen (5), an Armbereichen (4), an einem Oberkörperbereich (6) und/oder an einem Halsbereich (7), Elektroden (3) angeordnet sind, wobei diese zumindest teilweise als Elektrodenpaare ausgeführt sind, wobei jedes Elektrodenpaar eine Speiseelektroden (8) und/oder eine Messelektroden (9) aufweist, wobei die Speiseelektrode (8) relativ zur Messelektrode (9) distal angeordnet ist, und wobei eine Vorrichtung zur Einspeisung eines elektrischen Stroms zwischen den Speiseelektroden vorhanden ist und wobei das Diagnosesystem (1) dazu eingerichtet ist, zwischen den Messelektroden einen Spannungsabfall zu messen, um Impedanzen von Körperbereichen
einer auf dem Diagnosesystem (1) befindlichen Person (2) bestimmen zu können.
2. Diagnosesystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Diagnosesystem (1) dazu eingerichtet ist, einzelne Elektroden (3) oder Elektrodenpaare paarweise in der Weise zu schalten, dass mit zwei Speiseelektroden (8) ein elektrischer Strom, insbesondere ein Wechselstrom, eingespeist wird und ein Spannungsabfall
zwischen den zugeordneten Messelektroden (9) messbar ist.
3. Diagnosesystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Messpfad so ausgeführt ist, dass nur ein Teil des Messpfades vom elektrischen Strom
durchflossen ist und der andere Teil des Messpfades als elektrischer Leiter ausgelegt ist.
4. Diagnosesystem (1) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als eine Stromquelle (35) vorgesehen ist, wobei diese bevorzugt galvanisch voneinander
getrennt und mit den Speiseelektroden (8) verbindbar sind.
5. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Diagnosesystem (1) zur Einspeisung von elektrischen Wechselströmen mit den einzelnen Speiseelektroden (8) mit unterschiedlichen Frequenzen, insbesondere mit
Frequenzen von 1 Hz bis 1 MHz, insbesondere 5 kHz bis 500 kHz, eingerichtet ist.
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6. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Schalter (31) vorgesehen sind, mit welchen die einzelnen Speiseelektroden (8) unmittelbar an Koppelpunkte angrenzend, insbesondere weniger als 3 cm von Koppelpunkten entfernt, schaltbar sind, an welchen Koppelpunkten eine auf dem Diagnosesystem befindliche Person (2) einen elektrischen Kontakt mit den Elektroden
herstellen kann.
7. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektrodenkontaktmessung vorgesehen ist, mit welcher jene Elektroden (3) bzw. Elektrodenpaare identifizierbar sind, welche einen geringsten Übergangswiderstand zu einer zu untersuchenden Person (2) aufweisen, wobei das Diagnosesystem (1) dazu eingerichtet ist, jene Elektrodenpaare (3) zu aktivieren, welche den geringsten Übergangswiderstand aufweisen, insbesondere durch Schalter (31), welche nahe den
Koppelpunkten angeordnet sind.
8. Diagnosesystem (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenkontaktmessung dazu eingerichtet ist, eine elektrische Spannung an einzelnen Elektroden anzulegen, um einen Stromfluss über einen am Diagnosesystem (1) befindlichen Körper zu erreichen, sodass anhand einer Höhe des Stromes ein
Übergangswiderstand bestimmbar ist.
9. Diagnosesystem (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenkontaktmessung wegschaltbar ist, insbesondere nahe zum Koppelpunkt der Person (2).
10. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
dass mit den Speiseelektroden (8) gematchte Stromquellen verbunden sind.
11. Diagnosesystem (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass von den gematchten Stromquellen eine als ein Current-Source, die andere als ein Current-Sink
ausgebildet ist.
12. Diagnosesystem (1) nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das
Diagnosesystem dazu ausgebildet ist, die Regelung und das Matchen der Stromquellen
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unter Berücksichtigung der Common-Mode-Spannung der Person (2)durchzuführen,
welche über eine Right-Leg-Drive Elektrode gemessen wird.
13. Diagnosesystem (1) nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanzmessungen als plethysmographische Messung und als Mehrfrequenzmessung,
besonders als segmentale Impedanzmessung ausgeführt sind.
14. Diagnosesystem (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die
plethysmographische Messung als pulssynchrone Messung durchgeführt ist.
15. Diagnosesystem (1) nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die segmentale und/oder Ganzkörper plethysmographische Messung so ausgeführt ist, dass nur ein Teil eines Messpfades vom elektrischen Strom durchflossen ist und ein anderer
Teil des Messpfades als elektrischer Leiter ausgelegt ist.
16. Diagnosesystem (1) nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, dass die Ganzkörper plethysmographische Messung so ausgeführt ist, dass die Einspeisung des Wechselstroms zumindest an einem Arm und an einem Bein erfolgt und dass die
Impedanzmessung zwischen dem Arm und Bein der Impedanzseinspeisung erfolgt.
17. Diagnosesystem (1) nach Anspruch 15 und 16 dadurch gekennzeichnet, dass die segmentale und/oder Ganzkörper plethysmographische Messung so ausgeführt ist, dass ein R-Zackendetektor die R-Zacke entdeckt, mit dessen Hilfe dann die impedanzplethysmographischen Signale von mehr als einem Signal übereinander gelegt werden, und dass ein Template des impedanzplethysmographischen Signals generiert wird und dass die Herzleistung, die körperliche Leistungsfähigkeit, die Pulswelle bzw.
Volumenwelle errechnet werden.
18. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein bevorzugt elastisch ausgeformter Spanngurt (46) vorhanden ist, der an einer Nahtstelle (48) mit der Stütz- (19) und/oder Auflagefläche (11) mechanisch und elektrisch verbunden ist, und der die Verbindung zu den Elektroden I,, Mr, Ar, E, A, | und zu den
Brustwandelektroden und allenfalls weiteren Elektroden herstellt.
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19. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Mehrkanal EKG vorhanden ist.
20. Diagnosesystem (1) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest drei EKG Ableitungen zwischen jeweils zwei Elektroden möglichst orthogonal auf der Auflagefläche angeordnet sind, die eine annähernd mittig, annähernd entsprechend der Längsachse im oberen Bereich der Auflagefläche, die zweite annähernd im mittleren Längsbereich der Auflagefläche, annähernd quer zur Längsrichtung der Auflagefläche und die dritte annähernd diagonal im oberen Bereich der Auflagefläche, am besten entsprechend dem Stundenzeiger einer Uhr auf ca 10h30, alternativ auf ca 1h30,
gerichtet.
21. Diagnosesystem (1) nach Anspruch 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet das EASI-
Ableitungen vorhanden sind.
22. Diagnosesystem (1) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode für die Ableitung S nach EASI separat im Kopf-, Hals- (7) oder Oberkörperbereich (6) angebracht ist.
23. Diagnosesystem (1) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden, zumindest E, A und | nach EASI, an einem gemeinsamen Gurt vorhanden
sind.
24. Diagnosesystem (1) nach Anspruch 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode für die Ableitung S nach EASI an einem Band, vorzugsweise an einer VR-Brille, in Kopf-, Hals- (7) oder Oberkörperbereich (6) vorhanden ist.
25. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Diagnosesystem dazu ausgebildet ist, dass EKG-Signale, die vom Koppelpunkt des Rückens der Person (2) mit der Auflagefläche abgeleitet werden, insbesondere von den Elektrodenpositionen I,, Ar, M., Nr, Fr, dazu verwendet werden, um konventionelle EKG-Ableitungen nach Wilson, und/oder Einthoven und/oder Goldberger, Nehb und Frank
zu rekonstruieren.
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26. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Diagnosesystem dazu ausgebildet ist, dass die Ableitungen nach Wilson, und/oder Goldberger, Nehb und Frank mit Hilfe von Regressionsgleichungen unter Verwendung der Amplituden der einzelnen Segmente des EKG, gewonnen aus den Elektrodenpositionen der Auflagefläche, insbesondere I,, Ar, Mr, N. Fr, nämlich des PR Segment, QRS Komplex, des ST-T Segments und der T Welle, insbesondere mit Hilfe von linearen Regressionsgleichungen und/oder nicht linearen Gleichungen und/oder neuronalen Netze und/oder anderen Verfahren der künstlichen Intelligenz, rekonstruiert
werden.
27. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Diagnosesystem dazu eingerichtet ist, dass die Ableitungen nach Wilson, und/oder Einthoven und/oder Goldberger, Nehb und Frank mit Hilfe der Regressionsgleichungen V derived = a(A, - Ir) + b(M, - Nr) + c(Ar - Nr) + d berechnet werden, wobei es sich bei den Koeffizienten a, b, c, d um lineare oder nicht lineare
Koeffizienten handelt.
28. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (11) bevorzugt verformbar, insbesondere elastisch verformbar, vorzugsweise als Elastomer, ausgeführt ist und mehrere zumindest teilweise konvexe und/oder konkave, bevorzugt elastische Verformungen aufweist, welche die Elektroden
tragen.
29. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Elektrode (3) am Halsbereich (7) an einer elastischen
Nackenrolle (10), welche insbesondere ein Elastomer aufweist, angeordnet ist.
30. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Elektrode (3), insbesondere eine Beinelektrode an den Beinen und eine Armelektrode an den Armen, konkav ausgebildet ist, um einen korrespondierenden Bereich des menschlichen Körpers, insbesondere einen Beinbereich (5) und/oder Armbereich (4) und/oder Kniebereich (40), und/oder Nackenbereich aufnehmen zu
können.
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31. Diagnosesystem (1) nach Anspruch 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Armelektrode und zumindest eine Beinelektrode mehrfach für dieselbe Extremität vorhanden sind, wobei diese vom Beinansatz gesehen nicht in einer Linie entlang eines Extremitätenstrahls, sondern seitlich zueinander verschoben angeordnet sind, so dass nur jeweils eine Elektrode die Extremität aufnehmen kann und die anderen daneben zu liegen kommen, um das Diagnosesystem an unterschiedlich große Personen
anpassen zu können.
32. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Elektroden (3) relativ zueinander, insbesondere die Elektroden (3) an den Beinbereichen (5) relativ zu den Elektroden (3) im Oberkörperbereich (6) und/oder die Elektroden (3) an den Armbereichen (4) relativ zu den Elektroden (3) am Oberkörperbereich (6), bewegbar ist, um das Diagnosesystem (1) an unterschiedlich
große Personen (2) anpassen zu können.
33. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass an den Beinbereichen (5), den Armbereichen (4), den Kniebereichen (40), dem Halsbereich (7) und/oder dem Oberkörperbereich (6) mehrere Elektroden (3) angeordnet sind, wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, abhängig von einer Größe der zu untersuchenden Person (2) eine oder mehrere dieser mehreren Elektroden (3) zu aktivieren, um unabhängig von einer Größe der zu untersuchenden Person (2) eine
korrekte Elektrodenposition zu gewährleisten.
34. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass im Oberkörperbereich (6) auf etwa gleicher Höhe zumindest drei Elektroden (3) vorgesehen sind, wobei eine Elektrode (3) etwa mittig und die zwei weiteren
Elektroden (3) etwa symmetrisch seitlich dazu angeordnet sind.
35. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (11), welche eine am Diagnosesystem (1) positionierte Person (2) kontaktiert, zumindest in einem Bereich der Elektroden (3) eine Stützfläche (19) aufweist,
welche insbesondere aus einem strapazierfähigen druckfesten Material gebildet ist.
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36. Diagnosesystem (1) nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen
der Stützfläche (19) und der Auflagefläche (11) ein Fluid angeordnet ist.
37. Diagnosesystem (1) nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Stützfläche (19) und der Auflagefläche (11) elektrische Leitungen zu den einzelnen Elektroden (3) und/oder Sensoren, wie insbesondere Drucksensoren (44), Lichtsensoren (42), Schallsensoren, Beschleunigungssensoren und dergleichen,
angeordnet sind.
38. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass Aktuatoren vorgesehen sind, mit welchen, insbesondere in Bereichen der Elektroden (3), mechanische oder elektrische Kräfte und/oder Bewegungen, insbesondere Druck, Vibrationen, Wechselstrom, Gleichstrom, Temperatur, Licht, auf Körperteile einer
am Diagnosesystem (1) befindlichen Person (2) aufbringbar sind.
39. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Veränderung eines Drucks im Fluid vorgesehen ist, wobei
ferner ein Drucksensor (44) zur Bestimmung eines Drucks im Fluid vorgesehen ist.
40. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (11) und Stützfläche (19) in manchen Bereichen, insbesondere in einem Extremitätenbereich, U-förmig ausgeführt sind, und, insbesondere in einem Bereich der Elektroden (3), dazu ausgebildet sind, einen genau definierten Druck aufzubauen, insbesondere kontinuierlich, um einen Puls und/oder einen Blutdruck einer am Diagnosesystem (1) positionierten Person (2) oszillometrisch und/oder auskultatorisch
und/oder durch vascular unloading zu bestimmen.
41. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Oberarmmanschette und/oder eine Beinmanschette und/oder ein
Pulsoximeter vorgesehen sind.
42. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 41, dadurch gekennzeichnet,
dass das Diagnosesystem (1) Sensoren aufweist, mit welchen ein mechanisches
Verhalten von Körperteilen einer am Diagnosesystem (1) befindlichen Person (2) auf
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aufgebrachte Kräfte und/oder Bewegungen erfassbar ist, um mechanische Steifigkeiten einzelner Körperbereiche und/oder Empfindlichkeiten der Person (2) beurteilen zu können, insbesondere abhängig von einer Frequenz und Amplitude, mit welcher eine
Kraft und/oder eine Bewegung aufgebracht werden.
43. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass das Diagnosesystem (1) als Liege ausgebildet ist, insbesondere als Kippliege, wobei
ein Kippwinkel erfassbar ist.
44. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass Auflagefläche (11) und Stützfläche (19) gemeinsam als Matte, insbesondere als
durchgehende Matte angeordnet sind.
45. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Kameras (12), und/oder eine Wärmebildkamera und/oder Infrarotkamera, und/oder Time-of-flight-Sensoren vorgesehen sind, mit welchen eine auf der Auflagefläche (11) befindliche Person (2) dreidimensional erfassbar ist und/oder mit welchen physikalische Eigenschaften, insbesondere Dimensionen, Farbe und/oder
Temperatur einer untersuchten Person (2) bestimmbar sind.
46. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 445, dadurch gekennzeichnet, dass ein Brustgurt (13) vorgesehen ist, welcher innenseitig Brustwandelektroden (23) aufweist und außenseitig Brustgurt-Außenelektroden (27) aufweist, die mit Kontaktelektroden (17) an der Auflagefläche (11) korrespondieren, sodass elektrische Signale der Brustwandelektroden (23) über die Kontaktelektroden (17)
an der Auflagefläche (11) übertragen werden können.
47. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass ein optisches (Bildschirm, Virtual Reality Brille (14)) und/oder akustisches Kommunikationsmedium (Mikrofon, Kopfhörer (30)) in einem Blickfeld und/oder Kommunikationsbereich einer am Diagnosesystem (1) positionierten Person (2) vorgesehen ist, welches über eine Datenverbindung mit dem Diagnosesystem (1)
verbunden ist, sodass auf dem Kommunikationsmedium insbesondere Daten betreffend
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einen Gesundheitszustand der Person (2) darstellbar und/oder eine Kommunikation mit
der Person (2) möglich sind.
48. Diagnosesystem nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsmedium so ausgeführt ist, dass Information besonders aus den Bereichen Relaxation, Biofeedback, Wissen, speziell medizinischem Wissen, und
Werbung, speziell Benutzer-spezifische Werbung, vermittelt werden kann.
49. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen zur Erzeugung physikalischer Einwirkungen, wie mechanische Einwirkungen wie zB Vibration oder Temperatur, wie Wärme und Kälte, oder Elektrizität an unterschiedlichen Positionen vorgesehen sind, um Reaktionen einer am Diagnosesystem (1) befindlichen Person (2) auf aufgebrachte physikalische Änderungen
bestimmen zu können.
50. Diagnosesystem (1) nach Anspruch 47 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsmedium eine Virtual Reality Brille (14) ist und Sensoren zur Erfassung gesundheitsrelevanter Daten der Person aufweist, insbesondere Sensoren zur Erfassung
physikalischer Größen wie Elektrizität, Licht, Temperatur, Schall.
51. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 47 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass die Virtual Reality Brille (14) mit einem Atemrohr (39) ausgestattet ist, welches für die Messung von Strömungsgeschwindigkeit, Atemvolumen, Atemdruck
und/oder für eine Gasanalyse, speziell für CO2, O2 und volatile Gase, ausgestattet ist.
52. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 51, dadurch gekennzeichnet, dass es dazu eingerichtet ist, arteficial intelligence (zB deep convolutional neural nets oder genetische Algorithmen oder andere Verfahren) zur Auswertung der Daten zu
verwenden.
53. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 52, dadurch gekennzeichnet,
dass ein bidirektional kommunizierendes Online-Expertensystem für die Diagnose
zahlreicher Erkrankungen vorhanden ist, mit welchem das Diagnosesystem über eine
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Datenverbindung, insbesondere über das Internet, verbunden ist und/ welches weitere
Vorschläge bezüglich Diagnose und Therapie macht.
54. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 53, dadurch gekennzeichnet, dass es dazu eingerichtet ist, zumindest eine Diagnose (zB Herzinfarkt, koronare Herzerkrankung, Lungenembolie, Rechtsherzüberlastung, Herzklappenfehler, Rhythmusstörungen, Vorhofflimmern und Risiko für Vorhofflimmern, Herzratenvariabilität, autonomes Nervensystem, Sympathicus, Vagus, Barorezeptorsensitivität, Blutdruck, Herzleistung, Diagnose der Herzinsuffizienz, Hydrierungszustand, Muskelmasse, Muskelkraft, biologisches Muskelalter, Fettmasse, abdominelles Fett zur Beurteilung des metabolischen Risikos, Thrombosen, Lymphödem, Pulswellenlaufzeit, Lungenfunktion, Atemgase, Sauerstoffsättigung, kontinuierlicher beat-to-beat Blutdruck, Aortensteifheit, zentraler Aortendruck, Ankle-Brachial-Index, Durchblutungsstörungen der Beine, zentraler Blutdruck, Erkrankungen der Carotis, Atherosklerose, Verdichtungen der Leber, Nierenfunktion, Medikamentendosierung zB für Cytostatika oder Narkotika, Entzündungsherde, diabetischer Fuß, Tumore, Hirnfunktionsstörungen wie zB Epilepsie, Einbußen der Hirnfunktion, Polyneuropathie, Sehprüfung, Hörprüfung, auch Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes, Osteoporose bzw. Knochenstoffwechselstörungen und Störungen aller inneren Organe, Malignome,
Verlaufsbeobachtungen) sowie weitere Diagnosen zu erstellen.
55. Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 54, dadurch gekennzeichnet, dass im Zusammenhang mit der Auflagefläche, dort wo die Gelenke, speziell Hüftgelenke, Kniegelenke, Sprunggelenke, Schultergelenke, Ellbogengelenke, Handgelenke des untersuchten Körpers positioniert sind, mechanische Gelenke, insbesondere Scharniergelenke mit Aktuatoren, zur Bewegung der Gelenke als eine oder mehrere
Therapievorrichtungen, vorhanden sind.
56. Diagnosesystem (1) nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren als Physiotherapiegeräte, Massagegeräte und/oder Vibrationsgeräte und/oder Wärme-Kälte Applikationsgeräte und/oder Applikationsgeräte für elektrischen Strom
ausgeführt sind.
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