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Die
vorliegende Anmeldung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erfassen
und/oder Überwachen
zumindest eines Vitalparameters einer Person, z. B. in einem Kraftfahrzeug.
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Bekannte
Verfahren zum Erfassen von Vitalparametern sind beispielsweise die
optische Plethysmographie und Pulsoxymetrie. Dabei basieren die
optische Plethysmographie und Pulsoxymetrie grundsätzlich auf
den gleichen Messverfahren und stellen eine Methode zur nicht-invasiven
Ermittlung der Pulsrate, Pulsratenvariabilität und arteriellen Sauerstoffsättigung über die
Messung der Lichtabsorption bzw. der Lichtremission im Gewebe dar.
Dabei basiert die optische Plethysmographie auf der durch Volumenschwankungen
von Körperflüssigkeiten
in Gefäßen, z.
B. Blut, bedingten Änderung
der Lichtabsorption, während
die Pulsoxymetrie auf der unterschiedlichen Lichtabsorption bzw.
Lichtremission eines roten und eines infraroten Lichtstrahls bei
Durchleuchtung der Haut und des Gewebes basiert.
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Die
optische Plethysmographie und die Pulsoxymetrie sind Bestandteil
des klinischen Alltags geworden und werden sowohl für die Standardüberwachung
von Patienten als auch für
diagnostische Zwecke verwendet. Unter anderem wird die Pulsoxymetrie
immer mehr für „Homecare”, d. h.
für die Überwachung
bzw. „Monitoring” des Patienten
in der häuslichen
Umgebung, eingesetzt. Die Hauptanwendungen sind hierbei: a) Betreuung
der Patienten mit kardiologischen Risikofaktoren, b) Diagnostik
von Schlafstörungen,
c) Müdigkeitserkennung,
d) Stresserkennung, und e) chronische Lungenerkrankungen. Bei der
Pulsoxymetrie werden standardmäßig die SpO2-Werte über
einen optischen Sensor am Finger, Zeh oder Ohrläppchen abgenommen. Die Messung
erfolgt typischerweise mit einem Clipsensor oder einem Klebesensor.
Um die pulsoxymetrischen Messungen nicht nur im Krankenhaus durchführen zu
können,
bekommt der Patient typischerweise ein mobiles Gerät, dessen
Anwendungsteil bzw. Sensor direkt an dem Körper angebracht wird. Dies
begrenzt die Bewegungsfreiheit der Patienten und ist als Lösung in
einem Automobil aufgrund der Einschränkung der Bewegungsfreiheit
zum großen
Teil nicht akzeptabel.
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Teilweise
wurde vorgeschlagen, optische Sensoren für die zuvor genannten Messverfahren
in den Lenkradkranz zu integrieren. Hier hat sich jedoch häufig die
schlechte Signalqualität
der optischen Messung als ein Problem herausgestellt.
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Zusammenfassung
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Ein
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Erfassen
zumindest eines Vitalparameters einer Person in einem Kfz mit folgenden
Merkmalen: einer optoelektronischen Sensoranordnung zum Erfassen
des zumindest einen Vitalparameters mittels Lichtremission, wobei
die optoelektronische Sensoranordnung zumindest eine erste Lichtquelle
und ein lichtempfindliches Element aufweist, und wobei die erste
Lichtquelle und das lichtempfindliche Element in einem Fingerbett
eines Bedienelements des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, und wobei
das Fingerbett ausgebildet ist, um eine Fingerkuppe der Person in einem
Sensorbereich des Fingerbetts, in dem die erste Lichtquelle und
das lichtempfindliche Element angeordnet sind, bündig aufzunehmen.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Überwachen
zumindest eines Vitalparameters einer Person in einem Kraftfahrzeug
mit folgenden Merkmalen: einer Vorrichtung zum Erfassen des zumindest
einen Vitalparameters; und einer Vorrichtung zum Auswerten des zumindest
einen Vitalparameters, die ausgebildet ist, einen Wert des zumindest
einen Vitalparameters mit zumindest einem gegebenen Schwellwert
zu vergleichen, und eine Warnmeldung auszugeben, wenn der Wert des zumindest
einen Vitalparameters diesen zumindest einen Schwellwert über- oder
unterschreitet.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung basieren auf der Erkenntnis, dass komplizierte und
extreme Lichtverhältnisse
im Automobil, vor allem am Lenkradkranz, Fremdlichtartefakte verursachen,
die die Messung verfälschen
können.
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Die
Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass bekannte Lösungen für die Integration
von optischen Sensoren in Automobilumgebungen, z. B. die Integration
eines optischen Sensors in das Lenkrad, schwer bzw. gar nicht in
den Automobilbedingungen realisierbar sind. Die Gründe hierfür sind vor
allem nicht geeignete Integrationsorte und die schlechte Signalqualität der optischen
Messung, auf die im Folgenden noch näher eingegangen wird.
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Der
Lenkradkranz stellt viel zu wenig Platz für die Integration der optischen
Sensoren zur Verfügung: Hier
kann, z. B. das Fingerbett nur begrenzt implementiert werden. Eine
kleine Fläche
der Kontaktstelle „Finger-Sensor” führt zu einer
nicht optimalen Verteilung des Anpressdrucks und damit zu Verfälschungen
oder sogar zum Verlust der Messdaten. Im Gegensatz dazu bietet z.
B. der Schaltknauf ausreichenden Platz, um das Fingerbett zu implementieren
und ermöglicht
somit eine zuverlässige
Erfassung der Messdaten.
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Zudem
ist das Lenkrad eines der am beweglichsten Bedienelemente des Autos
bzw. eines der Bedienelemente, das am meisten bewegt wird. Dadurch
werden die optischen Messungen einen großen Anteil von Bewegungsartefakten
beinhalten, die wiederum die Erfassung der Messdaten bzw. Vitalparameter
beeinträchtigen.
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Außerdem beeinflussen
große
Temperaturschwankungen am Lenkradkranz selbst sehr stark die Messwerte.
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Ausführungsbeispiele
der Vorrichtung zum optischen Erfassen von zumindest einem Vitalparameter weisen
ein lichtempfindliches Element, z. B. einen optischen Sensor, auf,
der fest in einem Bedienelement des Automobils bzw. Kraftfahrzeugs
integriert ist. Es ist keine weitere Ausrüstung notwendig, die am Körper des Fahrers
getragen wird, so dass die Beeinträchtigung des Fahrers so gering
wie möglich
gehalten ist. Bedienelemente des Kraftfahrzeugs sind z. B. der Schaltknauf
oder das Lenkrad, umfassen im weiteren Sinne aber auch andere Elemente
des Automobils, mit denen der Fahrer aber auch ein Beifahrer in
Kontakt kommt, wie z. B. die Mittelarmlehne oder die Seitenarmlehnen.
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Ausführungsbeispiele
der Vorrichtung zum Erfassen zumindest eines Vitalparameters ermöglichen dank
des Fingerbetts in einem Bedienelement des Kraftfahrzeugs eine Reduzierung
störender
Einflüsse
anderer Lichtquellen von außerhalb
der optoelektronischen Sensoranordnung auf die Messung bzw. Erfassung. Diese
anderen Lichtquellen, unabhängig
ob es sich dabei um eine direkte Lichteinstrahlung oder um reflektiertes
Licht handelt, werden auch als Fremdlicht bezeichnet.
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Ausführungsbeispiele,
bei denen das Fingerbett in dem Schaltknauf als Bedienelement integriert
ist, ermöglichen
zudem eine optimale Verteilung des Anpressdrucks der Fingerkuppe.
Durch dieses Fingerbett wird die Fingerkuppe auch möglichst
optimal auf dem optischen Sensor platziert, d. h. geführt. Der
Schaltknauf bietet deutlich mehr Platz als herkömmliche Lenkräder oder
Lenkradkränze,
um das Fingerbett und den optischen Sensor (optoelektronische Sensoranordnung)
und eventuell auch die elektronische Schaltung zur Steuerung und
Auswertung der Daten zu integrieren. Zudem ist der Schaltknauf auch
nicht in dem Umfang sicherheitsrelevant wie das Lenkrad. Dies kann
zu einer höheren
Akzeptanz von Seiten der Industrie für zukünftige technologische Herstellungsprozesse
führen.
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Bei
Ausführungsbeispielen
mit einem in den Schaltknauf integrierten Fingerbett werden zudem
komplizierte bzw. extreme Lichtverhältnisse im Automobil einerseits
durch die etwas tiefere Lage des Schaltknaufs (im Vergleich zum
Lenkrad) relativ zur Windschutzscheibe und den Seitenfenstern, eliminiert
bzw. reduziert. Ferner wird das lichtempfindliche Element bzw. Photoelement
der optoelektronischen Sensoranordnung im Schaltknauf von Fremdlicht
durch speziellen Aufbau des Fingerbetts geschützt, das den Finger bündig umschließt.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf
die beiliegenden Zeichnungen näher
erläutert.
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1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung zum Erfassen zumindest eines Vitalparameters einer
Person in einem Kraftfahrzeug in Form eines in einen Schaltknauf
integrierten Lichtremissions-Sensors.
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2 zeigt
das Ausführungsbeispiel
gemäß 1 mit
angelegter Hand der Person, für
die der zumindest eine Vitalparameter erfasst werden soll.
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3 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer in ein Fingerbett eines Bedienelements angeordneten optoelektronischen
Sensoranordnung (hier eines Lichtremissions-Sensors).
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4 zeigt
eine Vorrichtung zum Überwachen
zumindest eines Vitalparameters einer Person in einem Kraftfahrzeug
und eine durch Schwellwertüberschreitung
ausgelöste
Datenübertragung
an einen Dritten, z. B. Ärzte-PC
oder Server.
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5 und 6 zeigen
zwei Fotos eines Ausführungsbeispiels
einer Vorrichtung zum Erfassen zumindest eines Vitalparameters einer
Person in Form eines in einen Schaltknauf integrierten Lichtremissions-Sensors.
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7 zeigt
ein Foto eines weiteren Ausführungsbeispiels
einer Vorrichtung zum Erfassen zumindest eines Vitalparameters einer
Person in Form eines in einen Schaltknauf integrierten Lichtremissions-Sensors.
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8 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer Bedienoberfläche
für eine ärztliche
Anwendung.
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Dabei
werden in der vorliegenden Erfindung für Objekte und Funktionseinheiten,
die gleiche oder ähnliche
funktionelle Eigenschaften aufweisen, gleiche Bezugszeichen verwendet.
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Detaillierte Beschreibung
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1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung 100 zum Erfassen zumindest eines Vitalparameters
einer Person in einem Kraftfahrzeug.
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Die
Vorrichtung 100 zum Erfassen weist einen Schaltknauf 110 bzw.
Knauf 110 eines Schalthebels auf, der ein Fingerbett 120 (siehe
gestrichelte Linie) aufweist, wobei in dem Fingerbett 120 ein
Lichtremissions-Sensor 130 oder allgemein eine optoelektronische
Sensoranordnung 130 angeordnet ist. Der in den Schaltknauf 110 integrierte
Lichtremissions-Sensor 130 weist zwei Lichtquellen, eine
rote Diode und eine infrarote Diode auf, und einen Photosensor bzw.
eine Photodiode, wie dies später
anhand von 3 näher erläutert wird. Die Lichtquellen
und der Photosensor liegen in derselben Ebene und befinden sich
nahe beieinander. Die Lichtquellen strahlen in das Gewebe des Fingers
und der Photosensor misst die reflektierten remittierten Anteile
des Lichtfeldes, wie dies schematisch anhand des Lots 140 (gestrichelte
Linie senkrecht zu der Ebene des Sensorbereichs bzw. des Bereichs
des Fingerbetts 120, in dem die Lichtquellen und der Photosensor
angeordnet sind) sowie dem angedeuteten Strahlenverlauf 150 des
reflektierten Anteils des Lichtfeldes dargestellt ist.
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Der
Sensor 130 ist in das Fingerbett 120 integriert,
wobei das Fingerbett 120 eine spezielle Vertiefung bzw.
Mulde in dem Schaltknauf 110 oder allgemeiner in einem
Bedienelement des Kraftfahrzeugs ist, in den ein Finger des Fahrers
bequem eingelegt werden kann. Durch dieses Fingerbett 120 wird
die Fingerkuppe möglichst
optimal auf dem optischen Sensor 130 platziert. Gleichzeitig
wird das Photoelement des Sensors 130 vor Außenbeleuchtung
geschützt
und die angewandte Kraft an der Kontaktstelle zwischen Finger und Sensor 130 gleichmäßig verteilt.
Ein Ausführungsbeispiel
des Fingerbetts 120 kann dabei eine oder mehrere der folgenden
ergonomischen Anforderungen erfüllen:
- – bequeme
Lage des Fingers,
- – optimal
verteilter Anpressdruck bei der Auflage des Fingers, z. B. durch
Führung
des Fingers mittels des Fingerbetts,
- – Querlage
des Fingers am Schaltknauf möglich,
um verschiedene Griffgewohnheiten der Fahrer zu berücksichtigen,
- – Abmessungen
des Fingerbetts 120 derart, dass unabhängig von der variierenden Fingergröße von Mensch
zu Mensch ein bündiges
Aufnehmen des Fingers in dem Fingerbett 120 erreicht wird
und störende Einflüsse durch
Fremdlicht vermieden bzw. zumindest reduziert werden,
- – (automatische)
Anpassung der Breite des Fingers 120 an den Finger, und
- – Sicherstellen,
dass der Finger nicht im Fingerbett eingeklemmt werden kann, indem
z. B. das Fingerbett oben offen ist bzw. auf der der optoelektronischen
Sensoranordnung gegenüberliegenden
Seite zumindest teilweise offen ist, und in anderen Ausführungsbeispielen
sich zudem nicht nach oben verjüngt.
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Eine
Anpassung der Breite des Fingerbetts an den Finger kann beispielsweise
dadurch erreicht werden, dass der Schaltknauf 110 austauschbar
ist, und für
verschiedene Fahrer spezifische Schaltknäufe 110 mit einem
an die Größe der Hand,
mit einem an den oder die Finger und/oder die Griffgewohnheiten
des Fahrers angepassten Fingerbett 120 montierbar sind.
Dabei gewährleistet,
z. B. eine entsprechende Verriegelung, dass der auswechselbare Schaltknauf 110 fest
mit dem Schalthebel verbunden ist. Eine automatische Anpassung eines
gemeinsamen Schaltknaufs 110 für mehrere Fahrer und damit
eine automatische Anpassung der Breite des Fingerbetts an die verschiedenen
Finger kann beispielsweise durch Verwendung dehnbarer Materialien
im Bereich des Fingerbetts 120 erreicht werden, wobei die
jeweilige fahrerspezifische Einstellung der Fingerbettbreite beispielsweise
in einem Fahrerprofil neben anderen fahrerspezifischen Einstellungen
wie Einstellung der Innen- und
Außenspiegel,
des Sitzes etc. gespeichert und gesteuert wird.
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2 zeigt
das Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung 100 zum Erfassen zumindest eines Vitalparameters
gemäß 1 mit
angelegter Hand 210 und einer an die optoelektronische
Sensoranordnung 130 angelegten Fingerkuppe 220.
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3 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
eines Fingerbetts eines Bedienelements eines Kraftfahrzeugs mit einer
in das Fingerbett 120 integrierten optoelektronischen Sensoranordnung 130 in
Form eines Lichtremissions-Sensors. Die optoelektronische Sensoranordnung 130 weist
eine rote Diode 310, eine infrarote Diode 320 und
eine Photodiode 330 auf, die in einem Sensorbereich 340 des
Fingerbetts 120 angeordnet sind. Der Abstand d der infraroten
Diode 320 und der Photodiode 330 beträgt beispielsweise
8 mm. Wie in 3 rechts zu sehen ist, sind
die rote Diode, die infrarote Diode und die Photodiode in einer
Linie angeordnet. In alternativen Ausführungsbeispielen können diese
auch anders zueinander angeordnet sein.
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Die
rote Diode ist beispielsweise ausgebildet, um ein sichtbares Licht
im 660 nm-Bereich zu erzeugen, und die infrarote Diode 320,
um ein Licht im für
den Menschen nicht-sichtbaren Wellenlängenbereich von 940 nm zu erzeugen.
Durch die unterschiedliche Färbung
des mit Sauerstoff gesättigten
Hämoglobins
entstehen für
das durchstrahlende Rotlicht bzw. Infrarotlicht eine unterschiedliche
Absorption, die der Photosensor 330 misst, wobei eine Auswerteeinheit
beispielsweise mittels eines Vergleichs der Messergebnisse mit einer
Referenztabelle die Sauerstoffsättigung
des Bluts in den Kapillaren erfassen bzw. bestimmen kann. Neben
der Sauerstoffsättigung
kann mittels der optoelektronischen Sensoranordnung 130 auch
allgemein der Puls bzw. die Pulswelle, Pulsrate, Pulsratenvariabilität bestimmt
werden. Für
die Bestimmung dieser Pulsparameter oder Pulsinformationen ist jedoch,
im Gegensatz zu der Bestimmung der Sauerstoffsättigung, eine einzige Lichtquelle
der zwei Lichtquellen ausreichend.
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Wie
zuvor erläutert,
ist das Fingerbett 120 vorzugsweise so ausgebildet, dass
es Finger bzw. Fingerkuppen verschiedener Größe so führt bzw. aufnimmt, dass die
Fingerkuppe 220 in dem Sensorbereich 340 anliegt,
um eine optimale Messung zu ermöglichen.
Dies kann beispielsweise, wie in 3 rechts
dargestellt, durch ein konkaves Fingerbett 120 erreicht
werden. Zur Illustration ist eine kleinere Fingerkuppe 220' (gestrichelte
Linie) in 3 rechts eingezeichnet. Ein
konkaves Fingerbett ermöglicht
zudem ein bündiges
Abschließen
von Fingern verschiedener Größe, um störende Einflüsse durch
Fremdlicht zu reduzieren.
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Die 1–3 zeigen
in anderen Worten allgemein eine Vorrichtung zum Erfassen zumindest
eines Vitalparameters einer Person in einem Kraftfahrzeug mit folgenden
Merkmalen: einer optoelektronischen Sensoranordnung 130 zum
Erfassen des zumindest einen Vitalparameters mittels Lichtremission,
wobei die optoelektronische Sensoranordnung eine erste Lichtquelle 310,
gegebenenfalls eine zweite Lichtquelle 320 und ein lichtempfindliches
Element 330 aufweist; wobei die erste Lichtquelle 310,
die zweite Lichtquelle 320 und das lichtempfindliche Element 330 in
einem Sensorbereich 340 eines Fingerbetts 120 eines
Bedienelements 110 des Kraftfahrzeugs angeordnet sind und
wobei das Fingerbett 120 ausgebildet ist, um eine Fingerkuppe 220 der
Person in einem Sensorbereich 340 des Fingerbetts 120,
in dem die erste Lichtquelle 310, die zweite Lichtquelle 320 und
das lichtempfindliche Element 330 angeordnet sind, bündig aufzunehmen.
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Dabei
weist die optoelektronische Sensoranordnung 130 gemäß den 1–3 einen
Lichtremissions-Sensor auf, wobei die rote Diode 310 der
ersten Lichtquelle entspricht, die infrarote Diode 320 der
zweiten Lichtquelle entspricht und der Photosensor bzw. die Photodiode 330 dem
lichtempfindlichen Element entspricht. Allgemein ausgedrückt, ist
die erste Lichtquelle ausgebildet, ein Licht einer ersten Wellenlänge zu erzeugen,
die zweite Lichtquelle ausgebildet, ein Licht einer zweiten Wellenlänge zu erzeugen,
wobei die erste und die zweite Wellenlänge unterschiedlich sind.
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Ferner
können
Ausführungsbeispiele
des Fingerbetts als eine einseitig offene Vertiefung in dem Bedienelement
beschrieben werden, die ausgebildet ist, um eine Unterseite der
Fingerkuppe 220 bündig
aufzunehmen. Die einseitige Offenheit des Fingerbetts 120 hat
gegenüber
Clipsen oder das Fingerbett vollständig umschließende Anordnungen
den Vorteil, dass beispielsweise im Straßenverkehr der Finger jederzeit
sofort aus dem Fingerbett wieder entfernt werden kann, ohne hängen zu
bleiben. Ferner sind die erste Lichtquelle 310, die zweite
Lichtquelle 320 und das lichtempfindliche Element 330 in
Bezug auf den Finger auf derselben Seite des Fingers angeordnet,
und das lichtempfindliche Element 330 ausgebildet, das
reflektierte remittierende Licht der ersten und zweiten Lichtquelle 310, 320 zu
empfangen.
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Obwohl
die 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 100 zum
Erfassen zumindest eines Vitalparameters zeigen, bei denen das Bedienelement,
in dem das Fingerbett 120 integriert ist, ein Schaltknauf
ist, kann in alternativen Ausführungsbeispielen
das Bedienelement beispielsweise auch das Lenkrad sein bzw. das
Fingerbett in dem Lenkrad integriert sein oder die Mittelarmlehne
sein bzw. das Fingerbett in einem Bereich der Mittelarmlehne integriert
sein.
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4 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
eines Messsystems zur Detektion von Pulswellen, Pulsrate, Pulsratenvariabilität und Sauerstoffsättigung
des Blutes einer Person in einem Kraftfahrzeug. Das Messsystem besteht
aus einem optischen Sensor 130, einer Steuerungs- und Auswerteelektronik 410,
einem Fahrerinteraktionssystem 420, einer telemedizinischen
Schnittstelle 430 und einem Ärzte-PC (Personal-Computer) 460.
Dabei ist der optische Sensor 130, wie zuvor anhand der 1–3 erläutert, in
einem Fingerbett in einem Bedienelement des Kraftfahrzeugs angeordnet
und die Steuerungs- und Auswerteelektronik 410, das Fahrerinteraktions system 420 und
die telemedizinische Schnittstelle 430 ebenfalls in dem
Kraftfahrzeug integriert.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
kann beispielsweise auch die Steuerungs- und Auswerteelektronik 410 in
demselben Bedienelement wie der optische Sensor 130 integriert
sein. Der Ärzte-PC
oder entsprechende Server ist beispielsweise bei einem Arzt, einer
Klinik oder einem anderen Ort aufgestellt und beispielsweise mittels
eines Mobilfunknetzes 450, im Englischen auch als Mobile
Core Network bezeichnet, und einer Basisstation 440 mit
einer mobilen Sende-/Empfangseinheit, die in der telemedizinischen
Schnittstelle 330 integriert ist, miteinander verbunden.
Das Mobilfunknetz kann beispielsweise ein UMTS-Mobilfunknetz sein (Universal Mobile
Telecommunication Standard) oder auf einem anderen Mobilfunkstandard,
wie z. B. GPRS (Global Packet Radio System) oder GSM (Global System
for Mobile Communication), oder einem anderen Funkkommunikationsnetzwerk,
z. B. WLAN (Wireless Local Area Network), basieren.
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Die
erfassten Vitalparameter werden durch die Auswerteelektronik
410 beispielsweise
in drei Warngruppen unterteilt (siehe Tabelle). Für jede der
Warngruppen werden der obere und der untere Grenzwert der entsprechenden
Vitalparameter definiert. Es werden auch die Warnstufen anhand des
Gefährdungsgrades
des Fahrers für
jede Warngruppe definiert. Bei überschreiten
des gegebenen Grenzwerts der Vitalparameter wird die entsprechende
Warnmeldung ausgelöst. Tabelle. Definition der Warnstufen.
| N/Datenfehler | Die
erste Warnstufe entspricht dem normalen Zustand des Fahrers (der
Vitalparameter liegt in normalen physiologischen Grenzen).
Die
nicht-auswertbaren bzw. verlorenen Sensordaten werden auch als erste
Warnstufe codiert. |
| Achtung | Die
zweite Warnstufe entspricht dem Fahrerzustand, wenn auf die Werte
der Vitalparameter aufmerksam gemacht werden muss.
Es folgt
die Warnmeldung über
die überschrittenen
Grenzwerte.
Es wird dem Fahrer geboten, sich aus dem Verkehr
zurückzuziehen. |
| Kritisch | Die
dritte Warnstufe entspricht dem Fahrerzustand, wenn eine ärztliche Betreuung
notwendig ist.
Es folgt die Warnmeldung über die überschrittenen Grenzwerte.
Der
Fahrer muss sich aus dem Verkehr zurückziehen. |
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In
anderen Worten, ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Überwachen zumindest eines Vitalparameters
einer Person in einem Kraftfahrzeug mit folgenden Merkmalen: einer
Vorrichtung 100 zum Erfassen des zumindest einen Vitalparameters,
wie sie anhand der 1–3 beschrieben
wurde; und zumindest einer Vorrichtung 410 zum Auswerten
des zumindest einen Vitalparameters, die ausgebildet ist, einen
Wert des zumin dest eines Vitalparameters mit zumindest einem gegebenen
Schwellwert zu vergleichen und eine Warnmeldung auszugeben, wenn
der Wert des zumindest eines Vitalparameters diesen zumindest einen
Schwellwert über-
oder unterschreitet.
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Die 5 und 6 zeigen
Fotos einer beispielhaften Integration eines optischen Sensors 130 in
ein Fingerbett 120, das wiederum in einen Schaltknauf 110 integriert
ist.
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7 zeigt
ein Foto eines Prototypen eines im Fingerbett 120 eines
Schaltknaufs 110 integrierten optischen Sensors 130,
der über
ein mehradriges geschirmtes Kabel 710 mit einer Steuerungs-
und Auswerteelektronik 410 verbunden ist. Die Steuerungs-
und Auswerteelektronik 410 ist über eine in die elektronischen Schaltung
der Steuerungs- und Auswerteelektronik 410 integrierte
Bluetooth-Schnittstelle mit einer Zentraleinheit, z. B. dem Fahrerinteraktionssystem 420 und
der telemedizinischen Schnittstelle 430 (siehe 4),
gekoppelt.
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8 zeigt
ein Beispiel einer Bedienoberfläche
für eine ärztliche
Anwendung, wie sie beispielsweise auf dem Ärzte-PC 460 ausgeführt werden
kann, die, wie in 8 dargestellt, beispielsweise
den Pulsverlauf über
die Zeit sowie die Pulsrate, z. B. 75 Schläge pro Minute (siehe 8),
sowie den Sauerstoffgehalt des Blutes, z. B. 91% (siehe 8),
anzeigt.
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Bezug
nehmend auf die vorhergehenden Erläuterungen kann daher gesagt
werden, dass Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung ein „Verfahren und Messsystem
zur optischen Detektion der Pulswelle, Pulsrate, Pulsratenvariabilität und Sauerstoffsättigung
des Blutes eines Fahrers im Schaltknauf eines Kraftfahrzeugs”, ein „Messsystem
zur Detektion der Pulswelle, Pulsrate, Pulsratenvariabilität und Sauerstoffsättigung
des Blutes eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs mittels im Schaltknauf
integriertem optischen Sensor” und/oder
einen „optischen
Sensor zur Detekti on der Pulswelle, Pulsrate, Pulsratenvariabilität und Sauerstoffsättigung
des Blutes eines Fahrers im Schaltknauf” realisieren. Dabei können Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung sowohl als medizinisches System zum Überwachen,
im Englischen auch als „Monitoring” bezeichnet,
der Vitalparameter eines Menschen, insbesondere der Detektion der
Pulswelle, der Pulsrate, der Pulsratenvariabilität und der Sauerstoffsättigung
des Blutes eingesetzt werden, als auch als eine Einrichtung und
ein Verfahren zum Insassenschutz bzw. zur Insassenwarnung und Fahrerunterstützung eingesetzt
werden. Dabei liegt das Anwendungsgebiet der Erfindung beispielsweise
im Bereich präventiver, überwachender und
begleitender Medizin für
den Einsatz im Fahrzeug, Stichwort „Fahrerassistenzsysteme”, unter
bzw. ohne telemetrische ärztliche
Aufsicht. Dabei können
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, um im Alltag Fahrer
mit kardiologischen Risikofaktoren beim Autofahren in Bezug auf
Müdigkeit,
Aufmerksamkeit, Stress zu überwachen.
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Dabei
schaffen Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung ferner ein Verfahren und ein Messsystem,
die eine Durchführung
der Messungen der Pulswellenparameter, der Pulsrate, der Pulsratenvariabilität und der
Sauerstoffsättigung
des Blutes unter Automobilbedingungen mit geringer Beeinträchtigung
des Fahrers ermöglichen.
Dabei werden die Messwerte dem Fahrer beispielsweise via Fahrerinteraktionssystem
sowie beispielsweise einem betreuenden Arzt via telemetrischer Schnittstelle
zugänglich
gemacht. Die erfassten Werte können
klassifiziert und mit einem persönlichen
Fahrerprofil abgeglichen werden. Beim Überschreiten der Grenzwerte
wird beispielsweise eine Warnmeldung bzw. ein Alarm oder ein Notdienstaufruf
ausgelöst.
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung betreffen ferner eine Vorrichtung eines
optischen Sensors im Schaltknauf eines Kraftfahrzeugs zur Detektion
der Pulswelle mit unterschiedlichen elektromagnetischen Wellenlängen im Bereich
des nicht sichtbaren infraroten und des sichtbaren roten elektromagnetischen Spektrums.
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Ferner
schaffen Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Überwachen einer Pulsrate, Pulsratenvariabilität und Sauerstoffsättigung
des Blutes des Fahrers im Automobil basierend auf der erfassten
Pulswelle und/oder ein Messsystem zur Erfassung der Pulswelle, Pulsrate,
Pulsratenvariabilität
und Sauerstoffsättigung
des Blutes des Fahrers im Automobil.
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Ferner
schaffen Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung ein Fahrerassistenzsystem zur medizinischen Überwachung
des Gesundheitszustandes des Fahrers, insbesondere des Pulswellenprofils,
der Pulsrate, der Pulsratenvariabilität und Sauerstoffsättigung
des Blutes. Dabei ergebne sich weitere Anwendungsfelder, z. B. durch
eine Verkopplung von Einflüssen
auf den Fahrer, wie z. B. Stress, mit einer entsprechenden Assistenzleistung,
beispielsweise einer entsprechenden Aufforderung mittels einer Ansage
oder Anzeige gegenüber
dem Fahrer, die Geschwindigkeit zu reduzieren.