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    • 专利摘要:
    DieErfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Körperkerntemperatureines Menschen, enthaltend ein Mittel zur festen Umschlingung des Oberkörpers, wobeiein Doppeltemperatursensor so mit dem Mittel zur Umschlingung desOberkörpersverbunden ist, dass er im angelegten Zustand im Bereich des Brustbeinselastisch an den Oberkörperangepresst wird.Die Erfindung ist geeignet für eine Integrationeiner Kerntemperaturmessung in Bekleidungs- oder Brustgurtsysteme.
    公开号:DE102004028359A1
    申请号:DE200410028359
    申请日:2004-06-11
    公开日:2006-01-05
    发明作者:Jochim Dr. Koch
    申请人:Draegerwerk AG and Co KGaA；
    IPC主号:A61B5-01
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Vorrichtung mit Doppeltemperatursensor zurMessung der Körperkerntemperatureines Menschen.
    [0002] DerartigeVorrichtungen können überall dort zumEinsatz kommen, wo die Körperkerntemperatur bestimmtwerden soll, Ungenauigkeiten durch herkömmliche periphere Messmethodenaber unerwünschtoder nicht tolerierbar sind. Erfindungsgemäße Vorrichtungen eignen sichinsbesondere zur Überwachungvon Feuerwehrleuten und Rettungskräften, die körperlichen Belastungen unterextremen Temperaturen ausgesetzt sind. Mit den so gewonnenen DatenkönnenBelastungsgrenzen festgestellt beziehungsweise Einsatzentscheidungengetroffen werden.
    [0003] Einweiteres Einsatzgebiet stellt das Patientenmonitoring bei medizinischenAnwendungen dar. Insbesondere die Überwachung fiebriger Erkrankungenbeziehungsweise ein Patientenmonitoring nach starken Unterkühlungenlässt sichdurch Überwachungder Körperkerntemperaturwirkungsvoll realisieren.
    [0004] DieKörpertemperaturals wichtigen Vitalparameter zu messen oder zu überwachen, ist seit langembekannt. Die Körperkerntemperaturstellt einen sehr aussagekräftigenParameter bezüglichvitaler Funktionen eines Probanden dar. Sie ist jedoch bei herkömmlichenTemperatur-Messmethoden nicht ohne weiteres zugänglich. Temperaturmessungenan mehr oder weniger peripheren Messorten zeigen unterschiedlichgroßeAbweichungen der gemessenen Temperatur von der Körperkerntemperatur. Diese Abweichungensind entweder schwer kalkulierbar, bedingen schlecht reproduzierbareErgebnisse oder zeigen sehr empfindliche Abhängigkeiten von verschiedenen äußeren Einflüssen.
    [0005] Esgibt verschiedene Bemühungen,diese Einflüssedurch geschickte Messanordnungen zu reduzieren. So ist im Bereichdes Fiebermessens bekannt, die Temperatur innerhalb der Achselhöhle beziehungsweiserektal zu messen. Bei der Achselhöhlenmessung kommt es meistdarauf an, das Thermometer stabil in einer konstant gehaltenen Armlagezu positionieren. Dadurch wird die Bewegungsfreiheit erheblich eingeschränkt, weshalbdiese Methode von vornherein fürdie Überwachungaktiver Einsatzkräfte ausscheidet.Eine rektale Messung ist unter Umständen gefährlich, wenn gleichzeitig volleBewegungsfreiheit erforderlich ist. Obwohl die beiden vorgenanntenMöglichkeiteneinen Schritt in Richtung einer körperkernnahen Messung darstellen,erfolgt die Messung immer noch relativ kernfern. Außerdem scheidenbeide durch mit ihnen verbundene Einschränkungen der Bewegungsfreiheitfür die Überwachungvon aktiven Einsatzkräftenaus.
    [0006] Esist bekannt, Temperatursensoren in der Achselhöhle durch Haltemechanismenanzubringen, was die Bewegungsfreiheit des Armes gewährleistet ( US 4 747 413 ). Diese Anordnungensind jedoch nur fürFiebermonitoring geeignet und weisen den Nachteil einer relativkernfernen Messung der Körpertemperaturauf.
    [0007] Esist weiterhin bekannt, die Oberflächentemperatur von Menschendurch Platzierung von verschiedenen Temperatursensoren auf der Körperoberfläche zu messenbeziehungsweise zu überwachen( GB 2 309 304 A ).Diese Methode eröffnetjedoch ebenfalls keinen Weg der Messung der Körperkerntemperatur.
    [0008] Esist bekannt, Sensoren zur Temperaturmessung oberflächennahanzuordnen und diese mit Sensoren zur Überwachung anderer Vitalparameter zukombinieren ( DE 19927 686 A1 ). Es ist ebenfalls bekannt, oberflächennahangeordnete Temperatursensoren mit Einrichtungen zur Positionsbestimmungdes Trägerszu kombinieren ( DE100 05 526 A1 ). Eine Integration einzelner Sensoren inKleidungsstückewurde ebenfalls vorgeschlagen ( DE 199 27 686 A1 ).
    [0009] Alldiese Messanordnungen sind durch die bereits genannten Unzulänglichkeiteneiner oberflächennahenTemperaturmessung gekennzeichnet.
    [0010] Esist weiterhin bekannt, den Wärmefluss durchdie Körperoberfläche zu messenund daraus Rückschlüsse aufdie Körperkerntemperaturzu ziehen. Besonders geeignet füreine Messung des Wärmeflussesdurch die Körperoberfläche sindAnordnungen mit Doppeltemperatursensoren. Doppeltemperatursensorenim Sinne der Erfindung umfassen im Wesentlichen zwei Temperatursensoren,die in festem Abstand zueinander so in einer Haltekonstruktion angeordnetsind, dass ein Temperatursensor eine körpernahe Position mit Hautkontakteinnimmt, der zweite Temperatursensor in einem definierten Abstandvon dem ersten Temperatursensor in einer körperfernen Position angeordnetist und zwischen beiden Sensoren ein definierter Wärmestromstattfindet.
    [0011] Durchspezielle Ausgestaltung der Haltekonstruktion kann eine sehr gutvorhersagbare beziehungsweise reproduzierbare Wärmeleitungskonstante zwischenden Sensoren erreicht werden. Wenn außerdem die Wärmeleitungskonstantedes Gewebes zwischen der Körperoberfläche am Ortdes Sensors und der Zone, in der nahezu Körperkerntemperatur herrscht,bekannt ist, kann aus den beiden Wärmeleitungskonstanten, alsoder Wärmeleitungskonstantedes Gewebes und der Wärmeleitungskonstante desDoppeltemperatursensors, die Körperkerntemperaturextrapoliert werden. Eine gängigeBerechnungsvorschrift stellt dabei die Formel Tkern = T1 + (T1 – T2)ks/kg mit Tkern: Körperkerntemperatur T1: Temperatur in körpernaherPosition T2: Temperatur in körperfernerPosition Ks: Wärmeleitungskonstante des Doppeltemperatursensors kg: Wärmeleitungskonstante des Gewebes dar. Je nach konkreten Anforderungen durch besondereUmgebungsbedingungen sind andere Berechnungsvorschriften anwendbar,die jedoch nichts am vorgenannten Messprinzip ändern.
    [0012] DieWärmeleitungskonstantemenschlichen Gewebes hängtsignifikant vom Grad der Durchblutung ab. Die Anwendung eines Doppeltemperatursensorssetzt thermisch stabile Verhältnissemit möglichstkonstanter Wärmeleitungvoraus. Das erfordert erstens gering beziehungsweise gleichmäßig durchbluteteGewebebereiche, die sich zwischen der Körperoberfläche und der zu vermessendenKörperkernzonebefinden. Eine zweite Anforderung an die Position des Doppeltemperatursensorsbesteht darin, dass sich zwischen Sensor und zu vermessender Kernzoneeine möglichstdünne beziehungsweise keineFettschicht befindet, da die hohe Isolationswirkung von Fettgewebederartige Messungen der Körperkerntemperaturinsgesamt behindern bzw. ungenauer machen kann.
    [0013] Esist daher bekannt, einen Doppeltemperatursensor am Kopf im Scheitelbereichanzubringen. Diese Position erfülltvorgenannte Anforderungen.
    [0014] DieAnbringung des Doppeltemperatursensors erfolgt beispielsweise durcheine Kopfbänderung.
    [0015] DieseAnbringung ist jedoch unter Umständenmit einer erheblichen Einbußean Tragekomfort verbunden. In anderen Fällen scheidet eine Anordnungdes Doppeltemperatursensors im Kopfbereich aus Platzgründen aus.
    [0016] Inder Patentschrift US 5,816,706 istein Wärmeflusssensoroffenbart, der im Prinzip aus zwei parallelen Doppeltemperatursensorenbesteht, die zur Messung einer kernnahen Körpertemperatur vorgesehen sind.Bei diesen Verfahren wird davon ausgegangen, dass das Körpergewebeaufgrund des variablen Blutflusses keine konstante Wärmeleitungbesitzt. Mit Hilfe des Verfahrens und der doppelten Anordnung desWärmeflusssensorskönnengleichzeitig zwei Parameter ermittelt werden, nämlich die aktuelle Wärmeleitungskonstante,die vom Blutfluss abhängigist, und mit Hilfe dieses Wertes dann die körperkernnahe Körpertemperatur.Dieses Verfahren und der Sensor sind allerdings wesentlich aufwändiger alsein einfacher Doppeltemperatursensor. Eine Anordnung mit mehrerenDoppel temperatursensoren ist darüberhinaus wesentlich größer undzeigt aufgrund ihrer hohen Wärmekapazität eine reduzierteDynamik bei Temperaturmessungen.
    [0017] Aufgabeder Erfindung ist es somit, eine Vorrichtung anzugeben, die eineeinfache, genaue und reproduzierbare Körperkerntemperaturmessung bei hohemTragekomfort ermöglichtund die Nachteile des vorgenannten Standes der Technik vermeidet.
    [0018] Gelöst wirddiese Aufgabe mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1.
    [0019] VorteilhafteAusgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen 2 bis 20.
    [0020] InterneUntersuchungen haben gezeigt, dass ein Doppeltemperatursensor nichtdirekt auf einem Blutgefäß liegensollte, weil die Wärmeleitungskonstantedes Gewebes dann von der Vasomotorik und damit vom Blutfluss abhängig ist.
    [0021] DieErfindung geht nunmehr davon aus, dass es möglich ist, einen Doppeltemperatursensoran einer Position anzuordnen, die, vergleichbar mit einer Anordnungam Kopf, ähnlichgute beziehungsweise bessere Messergebnisse ermöglicht und die Nachteile einerAnordnung im Kopfbereich vermeidet. Anatomische Betrachtungen hinsichtlichder Blutgefäße im Hautbereichzeigen, dass diese auf der mittleren senkrechten Symmetrieachsedes menschlichen Körperssehr kleine Durchmesser annehmen. Das liegt daran, dass sie im Wesentlichenvon den beiden Außenseitendes Körperszur Symmetrieachse gegenseitig auf sich zulaufen und dort enden.Das gilt sowohl fürden Kopfbereich als auch fürden Brustbereich. Kleine Blutgefäße mit kleinenDurchmessern haben keine großeWirkung auf den Wärmestromin radialer Richtung durch das Körpergewebe.Diese Bereiche bieten sich deshalb für die Messung der Körperkerntemperaturmit Hilfe eines Doppeltemperatursensors an, weil man davon ausgehenkann, dass die Wärmeleitungskonstantedes Gewebes hier nahezu konstant ist, was wiederum eine Voraussetzungfür einezuverlässige Körperkerntemperaturmessungist.
    [0022] AnatomischeAnalysen des Brustkorbes zeigen, dass es einen Bereich in der Nähe des Herzens gibt,der auf der Symmetrieachse des Körpersliegt und nur bei sehr adipösenMenschen von Fettgewebe überlagertist. Bei sportlichen und körperlichaktiven Menschen ist dieser Bereich dagegen nur von fettarmem Hautgewebe überdeckt.Dieser Bereich entspricht in etwa der Position des Brustbeines oder auchSternums. Ein Doppeltemperatursensor kann gemäß der Erfindung mit gutem Kontaktzur Haut auf dem Brustbein positioniert werden. Der besonders vorteilhafteanatomische Bereich liegt dabei zwischen dem corpus und dem processusxiphoideus.
    [0023] Demgemäß wird dieErfindung verkörpert durcheine Vorrichtung zur Messung der Körperkerntemperatur eines Menschen,enthaltend ein Mittel zur festen Umschlingung des Oberkörpers, dadurchgekennzeichnet, dass ein Doppeltemperatursensor so mit dem Mittelzur Umschlingung des Oberkörpers verbundenist, dass er im angelegten Zustand im Bereich des Brustbeins elastischan den Oberkörperangepresst wird.
    [0024] Einederartige erfindungsgemäße Anordnungkommt mit einem einzelnen Doppeltemperatursensor aus, ist somitwesentlich einfacher und preiswerter herzustellen, einfacher zuhandhaben und zeigt aufgrund der kleinen Wärmekapazität eine gegenüber Anordnungenmit mehreren Doppeltemperatursensoren deutlich erhöhte Dynamik.
    [0025] Eindurch die Erfindung überwundenesProblem stellte bisher die spezielle Anatomie des menschlichen Körpers imBereich des Brustbeins dar. Der für die Messung der Körperkerntemperatur interessanteBereich überdem Brustbein liegt bei fast allen Menschen in einer Vertiefungzwischen den Brustmuskeln. Dieser Bereich ist deshalb durch eineneinfachen straften Überzugoder herkömmliche Mittelzur Umschlingung des Oberkörpersnicht ohne Weiteres mit einem definierten Anpressdruck zu beaufschlagen.Die gebräuchlichstenMittel zur Umschlingung des Oberkörpers stellen dabei Brustgurte, Gurtsystemeoder straff sitzende Kleidungsstückemit zumindest teilweise elastischen Eigenschaften dar, wobei zurErklärungder Erfindung im Folgenden mehrfach nur auf Brustgurte Bezug genommenwird, ohne äquivalenteMittel auszuschließen.Die Bezugnahme umfasst textile Materialien in weitem Sinne.
    [0026] Durcheine angepasste Dimensionierung des Doppeltemperatursensors kannin vielen Fällen deranatomisch bedingte Abstand zwischen Brustbein und Brustgurt erfindungsgemäß durchden Doppeltemperatursensor ausgefüllt werden, wodurch ein kontrolliertesAnpressen des Doppeltemperatursensors im Bereich des Brustbeinsermöglichtwird.
    [0027] Vorteilhafterweisewird der Doppeltemperatursensor mit einem Befestigungselement variabler Ausdehnungso am Mittel zur festen Umschlingung des Oberkörpers befestigt ist, dass derAbstand zwischen Doppeltemperatursensor und dem Mittel zur Umschlingungdes Oberkörpersveränderlichist. Das ermöglichtden Einsatz der Erfindung auch an Oberkörpern, deren Anatomie größere Abstände zwischenBrustbein und Brustgurt bedingt. Das Befestigungselement erhöht den Abstandzwischen Brustgurt und Doppeltemperatursensor. Wird der Abstand durchdas Befestigungselement etwas größer eingestellt,als es die Form des Oberkörperserfordert, um den Doppeltemperatursensor in Hautkontakt zu bringen,wird der Brustgurt leicht abgehoben. Dadurch wird eine elastischeRückstellkrafterzeugt, die durch das Befestigungselement auf den Doppeltemperatursensor übertragenwird und zu einem Anpressen des Doppeltemperatursensors an den Oberkörper imBereich des Brustbeins führt.In Abhängigkeitvom verwendeten Befestigungsmittel kann dieses mehr oder wenigerzur Erzeugung der elastischen Rückstellkraft beitragen,d. h. bei Druckeinwirkung unterschiedlich stark deformiert werden.Vorteilhaft kann es sein, diese Deformation des Befestigungselementesin die Kalkulation mechanischer Anforderungen, die an das Umschlingungsmittelzu stellen sind, mit einzubeziehen.
    [0028] VorteilhafterweisekönnenBefestigungsmittel eingesetzt werden, die ein Federelement, elastischeFormstücke,Luftpolsterfolie, andere luftgefüllte elastischeFormelemente, Gelkissen oder ähnliches umfassen.Es kann auch vorteilhaft sein, ein Befestigungselement zu verwenden,das eine Einstellung des Anpressdruckes des Doppeltemperatursensors ermöglicht.Hierzu eignen sich insbesondere mit Gas befüllbare Hohlstrukturen, alsoKissen. Als Gasfüllunggenügtin den meisten FällenLuft. Insbesondere ein variabel befüllbares Kissen bietet danebenden Vorteil einer komfortablen Anpassbarkeit des Anpressdruckesdes Doppeltemperatursensor während einesEinsatzes. Sollte der Doppeltemperatursensor Signale liefern, dienicht plausibel erscheinen, kann beispielsweise eine kurze Entlastungdes Sensors erfolgen, um ihn kurz darauf erneut an den Oberkörper anzupressen.Alle Anwendungen mit wechselnden Anforderungen an den Anpressdruckdes Doppeltemperatursensors sind mit einem derartigen Kissen alsBefestigungsmittel ebenso realisierbar. Als vorteilhaft hat sicherwiesen, die elastischen Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtungso auszulegen, dass der Anpressdruck, mit dem der Doppeltemperatursensoran den Körpergepresst wird, mindestens 0,5 N/cm2 beträgt. Einebesonders hohe Qualitätder Messung der Körperkerntemperaturlässt sicherzielen, wenn die elastischen Komponenten so ausgelegt sind, dassder Anpressdruck, mit dem der Doppeltemperatursensor an den Körper gepresstwird; mindestens 1,0 N/cm2 beträgt. In einer vorteilhaftenAusführungsformder Erfindung können Mittelzur Messung des Anpressdruckes, mit dem der Doppeltemperatursensoran den Körpergepresst wird, enthalten sein.
    [0029] Durchdie Kombination von Doppeltemperatursensor, Befestigungselementund Mittel zur Umschlingung des Oberkörpers ergeben sich zahlreiche Möglichkeiteneiner Verbindung der Messung der Körperkerntemperatur mit derMessung anderer Vitalparameter. Des Weiteren lassen sich problemlos Mittelzur Unterstützungeiner Positionsbestimmung des Trägersintegrieren.
    [0030] Besondersprädestiniertsind erfindungsgemäße Vorrichtungenfür einekombinierte Messung von Körperkerntemperaturund Herzfrequenz, was eine effektive Ermittlung verschiedener Stressindices ermöglicht.Da herkömmlicheBrustgurte zur Herzfrequenzmessung in der Regel mit Sensoren oderElektroden ausgestattet sind, die seitlich des Brustbeines am Oberkörper anliegen,kann ein Doppeltemperatursensor in erfindungsgemäßer Weise an einem derartigenGurt im Bereich des Brustbeines befestigt werden, ohne dass diePositionen der Sensoren für dieHerzfrequenzmessung verändertwerden müssen.Es muss lediglich darauf geachtet werden, dass kein so hoher Anpressdruckam Doppeltemperatursensor erzeugt wird, dass sich der Brustgurtbeidseitig des Brustbeins zu stark vom Oberkörper abhebt und dadurch dieHerzfrequenzmessung zu stark behindert wird. Durch eine entsprechendeDimensionierung der erfindungsgemäßen Befestigungselemente lässt sichdas gewährleisten.
    [0031] Aufvorteilhafte Weise lässtsich eine Auswerteeinheit zur Auswertung der Signale des Doppeltemperatursensorsund/oder anderer Sensoren in eine erfindungsgemäße Vorrichtung integrieren.So kann der Doppeltemperatursensor direkt mit einer Auswerteeinheitgekoppelt werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn Mittel für eine drahtloseDatenübertragungvon der Auswerteeinheit zu einer Empfangsstation enthalten sind.
    [0032] Inweiteren vorteilhaften Ausführungsformen erfindungsgemäßer Vorrichtungensind Sensoren, Auswerteeinheiten und Mittel zur Datenübertragung anverschiedenen Positionen angeordnet und durch elektrische Leitungenfür eineSignal- oder Datenübertragungmiteinander verbunden.
    [0033] Drahtgebundeneund drahtlose Übertragungsmittelkönnenvorteilhaft miteinander kombiniert werden.
    [0034] Besondersvorteilhaft ist es, wenn elektrische Leitungen für eine Signal- oder Datenübertragungzumindest teilweise in das Mittel zur Umschlingung des Oberkörpers integriertsind. Dadurch ergibt sich eine Erhöhung der Betriebssicherheitund des Tragekomforts, da störanfällige Verkabelungenteilweise entfallen können.
    [0035] Für eine hoheZuverlässigkeiterfindungsgemäßer Vorrichtungenist es erforderlich, insbesondere den Doppeltemperatursensor exaktzu platzieren. Die Verbindung mit dem Mittel zur festen Umschlingungdes Oberkörpersbietet dafürgute Voraussetzungen. Im Falle eines Brustgurtes lässt sichdieser einfach positionieren. Anschließend behält er seine Position, wennkeine größeren Kräfte aufihn einwirken. Dadurch behältauch der Doppeltemperatursensor seine exakte Position.
    [0036] Einenoch größere Sicherheitbei der Positionierung des Doppeltemperatursensors bietet die Verwendungelastischer Kleidungsstückeals Mittel zur festen Umschlingung des Oberkörpers. In Anlehnung an herkömmlicheKonfektionsgrößen lässt sichder Sitz eines passenden Kleidungsstückes relativ genau beschreibenund vorhersagen. Ein elastisches Kleidungsstück in der richtigen Größe ändert während desTragens seine Position relativ zum Körper des Trägers allenfalls minimal. EineVerbindung eines Doppeltemperatursensors mit einem elastischen Kleidungsstück bietetalso eine hohe Positionsstabilität.Erfindungsgemäß lässt sichdiese Positionsstabilitätauch im Bereich überdem Brustbein ausnutzen.
    [0037] Beider Aufstellung des sogenannten Metrik-index nach Strömgen (Strömgen, E.: Über anthropometrischeIndices zur Unterscheidung von Körperbautypen.Z. Neurol. Psychiat. 159, 75–81 (1937).)sind umfangreiche anthropometrische Daten von unterschiedlichenKörperbautypenausgewertet worden. Dabei wurden u. a. Schulterbreite, Brustbreiteund Brusttiefe vermessen. Anhand dieser Daten lassen sich verschiedenePositionen auf der Körperoberfläche durchkoordinatenähnlicheParameter beschreiben, was natürlichauch fürbevorzugte Positionen fürdie Anbringung eines Doppeltemperatursensors gilt. Besonders vorteilhaftist es demgemäß, wennder Doppeltemperatursensor so mit dem Mittel zur Umschlingung desOberkörpersverbunden ist, dass er im angelegten Zustand im Bereich des Brustbeinsin einer Position angepresst wird, die durch ein Verhältnis L:Xbeschrieben wird, das zwischen 5,2 und 5,6 liegt, wobei L die Körpergröße des Menschen undX der Abstand von der Höhedes Kragens zur Position des Doppeltemperatursensors ist.
    [0038] Anzwei Ausführungsbeispielenwird die Erfindung nähererläutert.Zugehörigdazu zeigt:
    [0039] 1 eineschematische Schnittdarstellung eines menschlichen Oberkörpers miteinem angelegten erfindungsgemäßen Gurtmit Doppeltemperatur-Doppeltemperatursensor,
    [0040] 2 eineschematische Schnittdarstellung eines menschlichen Oberkörpers miteinem angelegten erfindungsgemäßen elastischenKleidungsstück mitDoppeltemperatursensor und
    [0041] 3 eineschematische Darstellung eines menschlichen Oberkörpers zurBeschreibung anthropometrischer Messpunkte.
    [0042] 1 verdeutlichtdie erfindungsgemäße Anbringungeines Doppeltemperatursensors 1 an einem Brustband 2.Das Brustband 2 wird um den Oberkörper 3 eines Menschengespannt. In der Terminologie der Erfindung stellt es ein Mittelzur festen Umschlingung des Oberkörpers dar. Die Höhe des Brustbandes 2 wirdvom Anwender so eingestellt, dass es etwas unterhalb der Brust angelegtist, jedoch noch voll auf den Rippen aufliegt. Am Brustband sindzwei Elektroden 4, 4' als Sensoren für eine Pulsmessung angebracht.Diese sind seitlich der Mittellinie 5 des Körpers symmetrischauf beiden Seiten platziert. Der Doppeltemperatursensor 1 istin der Mitte zwischen den beiden Elektroden 4, 4', die als Pulssensorenfungieren, mit einem Befestigungselement, das im Wesentlichen eineFeder 6 umfasst, am Brustband 2 befestigt. Durchdie Feder 6 wird der Doppeltemperatursensor 1 festan den Oberkörper 3 angedrückt, obwohlan seiner Position ein größerer Abstandzwischen Körperoberfläche undBrustband 2 besteht. Die Feder 6 gewährleisteteine Andruckkraft von etwa 6 bis 10 N, was bei dem verwendeten Doppeltemperatursensor 1 einemAnpressdruck von etwa 1 bis 1,5 N/cm2 entspricht.Dadurch kommt es zu einem guten Wärmeübergang zwischen Doppeltemperatursensor 1 unddem menschlichen Gewebe, was Voraussetzung für eine genaue Bestimmung der Körperkerntemperaturdes Trägersist. Die Spannung des Brustbandes 2 sichert die Sensorenvor einem Verrutschen und beugt so Fehlmessungen vor. Die Sensorensind so am Brustband 2 befestigt, dass sie bei korrektemAnlegen des Brustbandes 2 automatisch an der für die jeweiligeMessung geeigneten Körperpositionangeordnet werden. Die vom Doppeltemperatursensor 1 undden Pulssensoren 4, 4' gelieferten Signale werden ineiner an der Außenseite desBrustbandes 2 angebrachten Auswerteeinheit 7 verarbeitetund durch in das Brustband 2 integrierte Kabel (nicht dargestellt)zu einer Sendeeinheit (nicht dargestellt) geleitet, von wo einekabellose Versendung an eine Empfangsstation (nicht dargestellt)erfolgt. Alternativ kann die Sendeeinheit in die Auswerteeinheit 7 integriertsein. Mit der Empfangsstation verbunden ist eine Monitoring-Einheit(nicht dargestellt) füreine Darstellung der gemessenen Vitalparameter sowie eine weitereAuswertung der empfangenen Daten. Berechnungsroutinen erlauben eineständige Überwachungder physiologischen Belastung (z. B. nach dem Modell von Moran etal., vorgestellt in Moran, D.S., Shizer, A., Pandolf, K. B. A physiological strainindex to evaluate heat stress. A. J. Physiol. 275 (Regul. Integr.Comp. Physiol. 44): R129–R134, 1998).
    [0043] In 2 istabweichend von 1 eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt,bei der Elektroden 4, 4' zur Messung der Herzfrequenz undein Doppeltemperatursensor 1 mit einem elastischen Kleidungsstück 8 verbundensind. Die beiden Elektroden 4, 4' sind in das Kleidungsstück 8 integriert.Der Doppeltemperatursensor 1 ist in bereits beschriebenerWeise mit einem Befestigungselement, das im Wesentlichen eine Feder 6 umfasst,an der Innenseite des Kleidungsstückes 8 befestigt.Das Kleidungsstück 8 istelastisch und weist im ungespannten Zustand einen Umfang auf, derkleiner als der Umfang des Oberkörpers 3 ist.Dadurch liegt es im beim Tragen eng an konvexen Bereichen des Oberkörpers 3 desTrägersan. Überkonkaven Bereichen des Oberkörpers 3 bildetes eine straft gespannte elastische Abdeckung ohne Hautkontakt.Das Befestigungselement mit Feder 6 stützt sich über dem Brustbein gegen einensolchen straft gespannten Bereich ab und presst den Doppeltemperatursensor1 im Bereich des Brustbeins gegen den Oberkörper 3. Die Ausführungsformder erfindungsgemäßen Vorrichtungals Kleidungsstückermöglichteine besonders präziseAnordnung der Sensoren. Bei einer Kombination eines Doppeltemperatursensorsmit seitlich des Brustbeins angeordneten Elektroden zur Pulsmessungkann durch geringfügigesVerschieben des Kleidungsstückes über dieKontrolle des Anliegens eines Pulssignales eine sehr genaue Positionierungdes Kleidungsstückesund damit auch des Doppeltemperatursensors vorgenommen werden.
    [0044] Esbesteht im Übrigendurch den straffen Sitz des elastischen Kleidungsstückes einehohe Sicherheit gegen Verrutschen und bei entsprechendem Tragekomforteine hohe Akzeptanz bei betroffenen Einsatzkräften, da ein derart ausgestattetesKleidungsstückproblemlos als Teil einer Schutzausrüstung Verwendung finden kann,die ohnehin angelegt werden muss. Auch in diesem Ausführungsbeispielwerden die vom Doppeltemperatursensor 1 und den Pulssensoren 4, 4' geliefertenSignale in einer an der Außenseitedes Kleidungsstückes 8 angebrachten Auswerteeinheit 7 verarbeitetund durch in das Kleidungsstück 8 integrierteKabel (nicht dargestellt) zu einer Sendeeinheit (nicht dargestellt)geleitet, von wo eine kabellose Versendung an eine Empfangsstation (nichtdargestellt) erfolgt. Mit der Empfangsstation verbunden ist eineMonitoring-Einheit (nicht dargestellt) für eine Darstellung der gemessenenVitalparameter sowie eine weitere Auswertung der empfangenen Daten.Berechnungsroutinen erlauben auch hier eine ständige Überwachung und Monitoring derphysiologischen Belastung.
    [0045] 3 zeigtschematisch die Ansicht eines Oberkörpers. Die Höhe H beschreibtdie Distanz zwischen den Hüftenund den Schultern in Kragenhöhe. Dasist ein Maß,welches fürdie Bekleidungsindustrie von Bedeutung ist. Weitere Maße, diefür dieFestlegung der Konfektionsgröße herangezogenwerden, sind die GesamtlängeL und die Breite B des Körpers. DieVariable X beschreibt den vertikalen Abstand von der Höhe des Kragens.Setzt man sie zur Gesamtlängeins Verhältnis,lässt sicheine Position auf der Mittelachse 5 eines Menschen sehrgenau und konfektionsbezogen beschreiben. Es hat sich gezeigt, dass sichbei einer Messung der Körperkerntemperaturmit Doppeltemperatursensor gute Resultate erzielen lassen, wennder Doppeltemperatursensor so mit einem Kleidungsstück verbundenist, dass er im angelegten Zustand im Bereich des Brustbeins ineiner Position 9 angepresst wird, die durch ein Verhältnis L:Xbeschrieben wird, das zwischen 5,2 und 5,6 liegt.
    权利要求:
    Claims (20)
    [1] Vorrichtung zur Messung der Körperkerntemperatur eines Menschen,enthaltend ein Mittel zur festen Umschlingung des Oberkörpers, dadurchgekennzeichnet, dass ein Doppeltemperatursensor (1) somit dem Mittel zur Umschlingung des Oberkörpers verbunden ist, dass erim angelegten Zustand im Bereich des Brustbeins elastisch an denOberkörperangepresst wird.
    [2] Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Doppeltemperatursensor (1) so mit dem Mittel zurUmschlingung des Oberkörpers verbundenist, dass er im angelegten Zustand im Bereich des Brustbeins zwischenCorpus und Processus xiphoideus elastisch an den Oberkörper angepresstwird.
    [3] Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Doppeltemperatursensor (1) so mit dem Mittel zurUmschlingung des Oberkörpers verbundenist, dass er im angelegten Zustand im Bereich des Brustbeins ineiner Position angepresst wird, die durch ein Verhältnis L:Xbeschrieben wird, das zwischen 5,2 und 5,6 liegt, wobei L die Körpergröße des Menschenund X der Abstand von der Höhedes Kragens zur Position des Doppeltemperatursensors ist.
    [4] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass das Mittel zur festen Umschlingung des Oberkörpers einelastischer Gurt (2) ist.
    [5] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass das Mittel zur festen Umschlingung des Oberkörpers einelastisches Kleidungsstück(8) ist.
    [6] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,dass der Doppeltemperatursensor (1) mit einem Befestigungselementvariabler Ausdehnung so am Mittel zur festen Umschlingung des Oberkörpers befestigtist, dass der Abstand zwischen Doppeltemperatursensor und dem Mittel zurUmschlingung des Oberkörpersveränderlichist.
    [7] Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,dass das Befestigungselement ein Federelement (6) umfasst.
    [8] Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,dass das Befestigungselement ein elastisches Formstück umfasst.
    [9] Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,dass das Befestigungselement ein Gelkissen umfasst.
    [10] Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,dass das Befestigungselement ein mit einem Gas befüllbaresKissen umfasst.
    [11] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,dass die elastischen Komponenten so ausgelegt sind, dass der Anpressdruck,mit dem der Doppeltemperatursensor an den Körper gepresst wird, mindestens0,5 N/cm2 beträgt.
    [12] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,dass die elastischen Komponenten so ausgelegt sind, dass der Anpressdruck,mit dem der Doppeltemperatursensor an den Körper gepresst wird, mindestens1,0 N/cm2 beträgt.
    [13] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,dass Mittel zur Messung des Anpressdruckes, mit dem der Doppeltemperatursensoran den Körpergepresst wird, enthalten sind.
    [14] Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,dass das Befestigungselement Mittel zur Einstellung des Anpressdruckes,mit dem der Doppeltemperatursensor an den Körper gepresst wird, umfasst.
    [15] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,dass weitere Sensoren zur Messung von Körperfunktionen integriert sind.
    [16] Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet;dass in das Mittel zur Umschlingung des Oberkörpers Sensoren (4, 4') zur Messungder Hertzfrequenz integriert sind.
    [17] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet,dass Mittel füreine Positionsbestimmung des Trägersintegriert sind.
    [18] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet,dass eine Auswerteeinheit (7) zur Auswertung der Sensorsignaleenthalten ist.
    [19] Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,dass Mittel füreine drahtlose Datenübertragungvon der Auswerteeinheit (7) zu einer Empfangsstation enthaltensind.
    [20] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet,dass elektrische Leitungen füreine Signal- oder Datenübertragungzumindest teilweise in das Mittel zur Umschlingung des Oberkörpers integriertsind.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    GB2415050A|2005-12-14|
    DE102004028359B4|2007-09-13|
    GB2415050B|2006-12-27|
    US20050276309A1|2005-12-15|
    US8511892B2|2013-08-20|
    GB0511837D0|2005-07-20|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2006-01-05| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2008-03-06| 8364| No opposition during term of opposition|
    2008-05-08| 8327| Change in the person/name/address of the patent owner|Owner name: DRAEGERWERK AG & CO. KGAA, 23558 LUEBECK, DE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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    US11/062,830| US8511892B2|2004-06-11|2005-02-22|Device for measuring the body core temperature|
    GB0511837A| GB2415050B|2004-06-11|2005-06-10|Device for the measurement of the body core temperature|
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