WO2008145329A1 - Device and method for detecting a pressure-dependent parameter - Google Patents

Device and method for detecting a pressure-dependent parameter Download PDF

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WO2008145329A1
WO2008145329A1 PCT/EP2008/004182 EP2008004182W WO2008145329A1 WO 2008145329 A1 WO2008145329 A1 WO 2008145329A1 EP 2008004182 W EP2008004182 W EP 2008004182W WO 2008145329 A1 WO2008145329 A1 WO 2008145329A1
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WO
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pressure
dependent parameter
sensor element
medium
wall structure
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/004182
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German (de)
French (fr)
Inventor
Anton Grabmaier
Thomas Van Den Boom
Uta Dahmen
Olaf Dirsch
Gudrun Stockmanns
Reinhard Viga
Daniel Balzani
Dominik Brands
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung E. V.
Universität Duisburg-Essen
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/08Means for indicating or recording, e.g. for remote indication
    • G01L19/086Means for indicating or recording, e.g. for remote indication for remote indication
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0002Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
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    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/0215Measuring pressure in heart or blood vessels by means inserted into the body
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0001Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
    • G01L9/0002Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using variations in ohmic resistance

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for detecting a pressure-dependent parameter, and more particularly to a method for locally determining pressure and pressure gradients in embedded, flexible, small-diameter, fluid-carrying conduits.
  • a tube-bound pressure measuring system (catheter) is hydrostatically coupled to the arterial vascular system via an arterial approach.
  • a wall penetration takes place and a line is embedded, for example, in a blood vessel in a body - a so-called catheter endometer.
  • the puncture site in the skin is a permanent and clinically relevant source of infection.
  • Hose and cable systems between the transducer and the pressure transducer affect the patient and may cause injury, for example, by "getting stuck.” The patient is mobilizing significantly reduced with the help of nursing staff and in his later independent mobility. Measuring errors caused by a dislocation of the pressure catheter make the method moreover susceptible to interference.
  • blood pressure parameters are typically determined indirectly by means of an inflatable pressure cuff with a manometer placed around the upper arm.
  • This is a standard method in medicine for extraluminal (non-vascular-invasive) blood pressure measurement and is also known as the Riva-Rocci method, and thus constitutes an indirect method of measuring blood pressure. It is disadvantageous in that it has a low accuracy, an integral value Provides large time ranges and no permanent measurement (long-term measurement) time-resolved allows.
  • Mobile device embodiments of the method in a long-term monitoring also have the serious disadvantage that the inflation of the cuff is perceived as annoying, especially during resting phases.
  • the method is susceptible to interference, for example as a result of a slipped-over arm sleeve, and the measurement is intermittent, so that it does not permit continuous pressure value detection.
  • the present invention has the object to provide a device and a method for pressure measurement by means of a sensor element in a medium, wherein the sensor element is separated from the medium and thus the pressure measurement is easy to handle and low in risk.
  • the present invention is based on the finding that the pressure in a medium can be determined by a pressure-dependent parameter of a conduit wall structure surrounding the medium when a sensor element is embedded in the conduit wall structure.
  • the pressure-dependent parameter is detected by the sensor element and provided wirelessly by a transmission device.
  • Embodiments of the present invention relate to medical applications and in particular to a blood pressure measurement in a vessel or blood vessel having a vessel wall (conduit wall structure), wherein the sensor element is designed as a pressure measuring implant and is applied in a vessel wall.
  • the pressure measuring implant detects pressure-sensor-based mechanical stress in the vessel wall, or a change in wall properties of the pipe or the vessel.
  • the wall tension is functionally related to the blood pressure prevailing in the vessel. Namely, when the blood pressure within the vessel increases, he also exerts an increased pressure on the vessel wall, which then forms an increased mechanical stress.
  • the blood pressure can be determined from the acquired measured variable (vascular tension) and then transmitted wirelessly.
  • the transmission can be RFID-based, for example happen. There are various possibilities for this, which will be discussed in more detail below.
  • One possibility is to utilize an inductive coupling of the transmission device to an extracorporeal receiving station (eg on the belt of a patient).
  • the RFID technology is currently used in particular in the areas of automatic identification of goods, persons, goods and animals.
  • the RFID technology is a radio-based, contactless identification method, which originally used radio frequencies in the radio frequency range (100 kH to some 10 MHz), but now also frequencies up to the microwave range are used.
  • the RFID systems are advantageous in that they have high transmission capacities, are insensitive to environmental influences and soiling, and provide the possibility of reading out many transponders simultaneously in the case of a long range.
  • this technology allows, for example, to carry out a blood pressure measurement at different points of the body or a vessel in parallel.
  • a transponder In RFID technology, a transponder is the actual label, which carries information and communicates with a stationary or mobile reader or a transceiver or generally communication device. Depending on the system configuration, this communication allows the transponder to be read and written, which gives the system additional flexibility. A subsequent change of stored data is thus easily possible.
  • a particular advantage of RFID systems is the ability to use passive transponders that do not require their own power supply and therefore can be built compactly. This option makes RFID technology particularly attractive for medical applications. Before the medical applications are described, the RFID technology will be discussed in more detail.
  • An RFID system typically has at least one reader or communication device and one or more transponders. Both the reader and the transponder each have an antenna that significantly affects a range of communication between the reader and transponder.
  • the transponder is in the vicinity of the antenna of the reader, both can exchange data (transponder and reader).
  • the reader also transmits energy to the transponder in addition to the data.
  • Inside the transponder there is an antenna coil for this purpose, which can be designed, for example, as a frame or ferrite antenna.
  • the reader To operate the transponder, the reader first generates a high-frequency alternating magnetic field by means of its antenna.
  • the antenna also includes a multi-turn coil.
  • the field of the reader generates an induction voltage in the coil of the transponder. This induction voltage is rectified and is ready to power the transponder.
  • a capacitance is generally connected, so that a parallel resonant circuit is formed.
  • the resonant frequency of this resonant circuit corresponds to the transmission frequency of the RFID system.
  • the antenna coil of the reader is brought into resonance by an additional capacitor in series or parallel connection.
  • a clock frequency is derived, which is a memory chip or a microprocessor of the transponder as a system clock available.
  • the data transmission from the reading device to the transponder is effected by a so-called amplitude sampling, in which the high-frequency alternating magnetic field is switched on and off.
  • the reverse data transfer from the transponder to the reader uses the characteristic of the transformer coupling between the reader antenna and the transponder antenna.
  • the reader antenna is a primary coil
  • the transponder antenna is a secondary coil of a transformer formed by reader antenna and transponder antenna. This transfor- mation coupling between the primary coil and the secondary coil can now be exploited to transmit information from the transponder (for example by changing its inductance) to the primary coil of the reader.
  • the RFID technology is thus ideally suited for interrogating a measured value (for example blood pressure or a pressure-dependent parameter) from an implant with a sensor element or regularly (wirelessly) detecting it and optionally transmitting it regularly to a communication device.
  • a measured value for example blood pressure or a pressure-dependent parameter
  • the pressure in conduits is measured without penetrating a conduit wall (medically extraluminal).
  • a pressure-dependent parameter of the conduit wall which can be, for example, a wall tension or another wall property and can be measured by a pressure sensor applied to the wall ⁇ medically: intraluminally).
  • Information of the measured quantity (for example of the pressure) can be modulated onto a transport medium that penetrates the embedding medium of the conduit (the human body, for example).
  • an RFID-based system with an inductive transmission of measured variables can be used for this purpose.
  • the measured quantity is derived from the transport medium and scaled to a print size. This can be, for example, by an inductive derivative of the measured variable impressed by laser modulation. This allows an intelligent transfer in a pressure reading.
  • embodiments of the present invention comprise a sensor element which is inserted into a conduit wall is embedded structure and is separated from the guided in the conduit medium and detects a pressure-dependent parameter. Furthermore, a transmission device for the wireless provision of the pressure-dependent parameter detected in the sensor element is coupled to the sensor element. In further embodiments, the sensor element detects a mechanical pressure, a mechanical stress or an expansion in the conduit wall structure as a pressure-dependent parameter. Furthermore, it is possible to detect a temperature (for example by means of a temperature sensor) and thus to detect or detect and interrogate fever or fever courses.
  • the transmission device can have, for example, a transponder for transmitting the pressure-dependent parameter, wherein the transponder can either be read out inductively or is specifically queried by an interrogation signal, so that the transponder transmits the pressure-dependent parameter in a response signal.
  • the transmission device has a transmission device, wherein the transmission device transmits the pressure-dependent parameter.
  • a device according to the invention can have an energy storage medium, wherein the energy storage medium provides an energy supply to the sensor element and / or the transmission device.
  • the energy storage medium may have, for example, a battery or a rechargeable battery.
  • Embodiments of the present invention are particularly applicable to conduit wall structures that include a flexible material and are embedded in a surrounding material.
  • the conduit wall structure may further comprise a layer structure having a plurality of layers, wherein the pressure dependent parameter in different layers may have different dependencies of pressure so that measurements in different layers may be made.
  • the flexible medium can be Ways a blood vessel in an organism, wherein the sensor element is implanted in the wall structure of the blood vessel.
  • Embodiments of the present invention further comprise a monitoring system for a medium-carrying line having a conduit wall structure, wherein the monitoring system comprises a device according to the invention for detecting a pressure-dependent parameter and further comprises a communication device which is designed to provide the information provided by the transmission device of the device according to the invention receive pressure-dependent parameters.
  • the communication device has a transmission unit for transmitting an interrogation signal, and the interrogation signal can be detected and answered by a transponder, the response signal having the pressure-dependent parameter.
  • the communication device can also transmit the interrogation signal at prescribed time intervals (fixed or variable) so that the pressure-dependent parameter can be transmitted by the transponder at the predetermined time intervals.
  • the pressure-dependent parameter is in a certain relationship to the pressure, wherein the particular relationship, for example, depends on the material of the sidewall structure and can be determined experimentally.
  • the parameters also include individual measured values recorded by the sensor or a series of measured values or also already prepared measured values.
  • the specific relationship can be exploited by an evaluation unit in order to determine the pressure therefrom.
  • the evaluation unit can furthermore be assigned to or arranged in a transponder or a communication device.
  • a sensor system as components to be implanted a pressure sensor, an evaluation and an RFID telemetry unit (one of the RFID systems described above) with receiving coil on.
  • a reading station (reading device) with Meßußkonstruktions-, evaluation and recording unit may be present.
  • Embodiments of the present invention also include a method of detecting a pressure dependent parameter in a conduit wall structure of a conduit carrying a medium, the method comprising disposing a sensor element in the conduit wall structure, and the sensor element being disposed separate from the medium pressure-dependent parameter and provision of the pressure-dependent parameter for a wireless transmission.
  • the inventive method may further comprise arranging a sensor element in the wall structure of a blood vessel of an organism, and the pressure-dependent parameter may be transmitted in response to an interrogation signal.
  • embodiments of the present invention have a number of advantages.
  • Significant therapeutic advances include the use of a blood pressure measurement system that eliminates the risk of catheter infection, blood pressure cuff (dislocation risk), and tubing (immobility, risk of injury).
  • This allows, for example, differentiated radiovascular therapies to be performed outside of the expensive intensive care unit under "normal conditions" and longer term, in particular the need for a blood pressure transducer connected to a portable monitoring device, which can be attached to a patient's belt, for example
  • a once-implanted system unlike external measurement methods such as the automatically-actuated blood pressure cuff, does not make a noticeable difference in quality of life and mobility the long-term use is not affected.
  • the present invention provides a method and apparatus for a sensor system that allows for non-vasospasm (extraluminal) detection of instantaneous blood pressure even in long-term mobile use, and thus allows long-term measurement of cardiovascular parameters - such as blood pressure measurement for intermittent detection and / or spontaneous hypertension.
  • Fig. Ia, b are two schematic sectional views of a
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a pressure measuring system according to an embodiment
  • FIG 3 is a detailed cross-sectional view of a pressure measuring system.
  • FIG. Ia and Ib show cross-sectional views of a medium-carrying line.
  • 1 a shows a cross-sectional view perpendicular to a flow direction of the medium 19 in the line
  • FIG. 1 b shows a cross-sectional view with a sectional plane in the direction of flow of the medium in the line.
  • FIG. 1 a shows the medium-carrying line with a line wall structure 18, in which a sensor element 10 is implanted and a transmission device 14 is arranged on the line wall structure 18.
  • the sensor element 10 is connected to the transmission device 14 (connection is not shown in this cross-sectional view).
  • FIG. 1b shows a further cross-sectional view, wherein the cross-sectional plane is perpendicular to the cross-sectional plane of FIG. 1a.
  • This cross-sectional view in turn shows the medium-carrying line with the conduit wall structure 18 and a medium 19 within the conduit wall structure 18.
  • the sensor element 10 is implanted, which is connected to the transmission device 14, wherein the transmission means 14 on a surface of the conduit wall structure 18 is arranged.
  • the sensor element 10 is separated from the medium 19 within the conduit wall structure 18 and, if the conduit wall structure 18 consists of a layer sequence, can be implanted in one or more of the layers of the layer sequence.
  • the sensor element 10 is designed to detect a mechanical stress in the conduit wall structure 18, wherein the mechanical stress in the conduit wall structure
  • the transmission unit may include a transponder having a coil and an antenna, and the coil and antenna may be disposed on an outer wall of the line structure 18, for example.
  • the monitoring system 30 has a communication device 1, a sensor device 10, which is located in a side wall structure 18 of a line which is a medium
  • a pressure measurement of the medium 19 within the conduit wall structure 18 takes place, for example, by means of a measurement of a mechanical tension of the conduit wall structure 18 by the sensor belt 10.
  • the sensor element 10 is coupled to the transmission device 14, which controls the pressure-dependent parameter exemplary stress of the conduit wall structure 18 - provides.
  • the transmission of the pressure-dependent parameter from the transmission device 14 to the communication device 1 can take place, for example, by means of a wireless transmission, wherein an electromagnetic signal can be taken as the propagation medium. There are various possibilities for this.
  • the transmission of the pressure-dependent parameter can take place by means of an inductive coupling in which, for example, a coil of the transmission device 14 is inductively coupled to a coil in the communication device 1 and in which the inductance of the coil in the transmission device 14 can be changed in accordance with the pressure-dependent parameter is.
  • the inductive coupling of the coil in the transmission device 14 to the coil in the communication device 1 now causes that in the communication device 1, the pressure-dependent parameter can be detected.
  • a further possibility consists in that the transmission device 14 has a transponder, so that upon interrogation of the communication device 1, the transponder transmits a signal, wherein the signal can contain the pressure-dependent parameter.
  • the interrogation signal of the communication device 1 can be taken simultaneously to the current or voltage supply of the transmission device 14 as well as to an electrical detection of the pressure-dependent parameter in the sensor element 10.
  • the transmission device 14 has a power supply and an active transmitter, so that the pressure-dependent parameter can be transmitted in the presence of an interrogation pulse or interrogation signal from the transmission device 14 or independently of it, for example, at predetermined intervals / intervals, so that the communication device 1 only needs to have a receiving part which detects the pressure-dependent parameter.
  • the power supply of the transmission device 14 may, for example, by means of done by a battery or by means of an energy generation, eg from the environment (as a result of temperature, movement, etc.).
  • Fig. 3 shows a detailed cross-sectional view with the same cross-sectional plane as in Fig. Ia, i. the cross section is executed perpendicular to a direction of movement of the medium 19.
  • the exemplary embodiment from FIG. 3 shows, on the one hand, remote “outer” system components (communication device 1) and “inner” system components 9 near the line.
  • the remote “outer” system components 1 have a control unit 2 for all system components, a measurement signal demodulation / reception unit 3, a measuring signal propagation unit 4, an interface to the operating and display unit 5, an output unit 6 (for the pressure measurement values) and optionally or optionally a power supply unit 7.
  • the line-related "inner” system components 9 have a sensor 10 or sensor element, or identical or different sensors, measuring electronics 11, central electronics 12, a transmission unit 13 and an energy storage / reception / generator unit 14.
  • the "internal" system components 9 close to the line are embedded in the conduit wall (conduit wall structure) 18 and / or in a conduit embedding material 20.
  • the line wall 18 may, for example, have a layer sequence with a first layer 15 with a first material, a second layer 16 with a second material up to a last layer 17 with a last material.
  • the conduit wall 18 has n layers, wherein the n layers can have materials with different or the same material parameters.
  • the medium 19 includes a lumen of pressurized fluid, and the embedding material 20 may be, for example, biological material in which a blood vessel is embedded.
  • the communication between the remote "outer" system component 1 and the "inner” system component 9 close to the line takes place, for example, by a transport medium 8 which is used for energy and / or measured variable transmission.
  • the pressure dependent parameter may also be another physical parameter (e.g., a temperature), chemical (e.g., pH), or medical parameter (e.g., oxygen saturation in tissue or other cardiovascular parameter).
  • the pressure can also be measured absolutely or relatively - for example as pressure changes as a function of time (at regular time intervals or continuously borrowed).
  • the pressure may also be detected as a function of location, e.g. using multiple sensor elements. According to embodiments of the present invention, this is easy to realize because a communication device 1 can query several transponders simultaneously or one after the other. Thus, the blood pressure in different blood vessels can be detected or along a blood vessel.
  • the transponders can be operated passively or actively and, alternatively, the transmission device 14 can have a transmitter, so that information can be transmitted continuously or at intervals of time (without the need for an interrogation signal).
  • the transmitter can be operated, for example, pulsed, so that a transmission at certain times (time intervals) takes place.
  • a detection of the blood pressure is controlled by a threshold value, ie only when a threshold value (upper or lower) is violated is a transmission of a warning signal and as long as the pressure-dependent parameter within a tolerance range is, can be dispensed with the transmission of the pressure-dependent parameter.

Abstract

The invention relates to a device for detecting a pressure-dependent parameter for a line wall structure (18) of a medium-conducting line, comprising a sensor element (10) that is embedded in the line wall structure (18), separated from the medium (19) conducted in the line, and a transmission device (14). The sensor element (10) is designed to detect the pressure-dependent parameters and the transmission device (14) wirelessly supplies the pressure-dependent parameter that has been detected by the sensor element (10). The transmission device (14) is coupled to the sensor element (10).

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Erfassen eines druckabhängigen Parameters Device and method for detecting a pressure-dependent parameter
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen eines druckabhängigen Parameters und insbesondere auf ein Verfahren zur lokalen Be- Stimmung von Druck und Druckverläufen in eingebetteten, flexiblen, flüssigkeitsführenden Leitungen geringer Abmessung bzw. kleiner Durchmesser.The present invention relates to an apparatus and method for detecting a pressure-dependent parameter, and more particularly to a method for locally determining pressure and pressure gradients in embedded, flexible, small-diameter, fluid-carrying conduits.
Bei medizinischen Anwendungen besteht ein Bedarf nach einer Blutdruckmessung in Blutgefäßen, die kontinuierlich auch über längere Zeitabschnitte durchgeführt werden kann und bei der ein entsprechender Drucksensor von dem Blut getrennt ist - also keinen Kontakt zum Blut aufweist. Derzeitige, in der klinischen Routine eingesetzte Messverfahren sind entweder invasiv (mittels eines direkten Kontaktes zu dem Blut) , Drucksensor-basiert oder nicht-invasiv unter Verwendung von Druckmanschetten.In medical applications, there is a need for a blood pressure measurement in blood vessels, which can be carried out continuously over longer periods of time and in which a corresponding pressure sensor is separated from the blood - that has no contact with the blood. Current measurement methods used in clinical routine are either invasive (by direct contact with the blood), pressure sensor-based or non-invasive using pressure cuffs.
Bei einer invasiven Blutdruckmessung wird über einen arte- riellen Zugang ein schlauchgebundenes Druckmesssystem (Katheter) hydrostatisch an das arterielle Gefäßsystem angekoppelt. Somit erfolgt bei diesem Verfahren eine Wanddurchdringung und eine Leitung wird beispielsweise in ein Blutgefäß in einem Körper eingebettet - einem sogenannten Ka- thetermanometer . Damit ist kein direkter bedrahteter Zugang zum Gefäß möglich und das einbettende Material leitet die druckabhängige Größe nicht weiter. Es fehlt hierbei ein Zugang zur Messgϊϋße. Ferner stellt die Einstichstelle in der Haut eine permanente und klinisch relevante Infektionsquel- Ie dar. Schlauch- und Kabelsysteme zwischen Messwertaufnehmer und Druckwandler beeinträchtigen den Patienten und können Verletzungen beispielsweise durch ein „Hängenbleiben" verursachen. Der Patient ist dabei in seiner Mobilisierung mit Hilfe von Pflegepersonal und in seiner späteren selbstständigen Mobilität deutlich eingeschränkt. Messfehler bedingt durch eine Dislokation des Druckkatheters machen das Verfahren darüber hinaus störanfällig.In an invasive blood pressure measurement, a tube-bound pressure measuring system (catheter) is hydrostatically coupled to the arterial vascular system via an arterial approach. Thus, in this method, a wall penetration takes place and a line is embedded, for example, in a blood vessel in a body - a so-called catheter endometer. Thus, no direct wired access to the vessel is possible and the embedding material does not forward the pressure-dependent size. There is no access to the measurement area. Furthermore, the puncture site in the skin is a permanent and clinically relevant source of infection. Hose and cable systems between the transducer and the pressure transducer affect the patient and may cause injury, for example, by "getting stuck." The patient is mobilizing significantly reduced with the help of nursing staff and in his later independent mobility. Measuring errors caused by a dislocation of the pressure catheter make the method moreover susceptible to interference.
Bei der nicht-invasiven Blutdruckmessung werden typischerweise mittels einer um den Oberarm gelegten, aufblasbaren Druckmanschette mit Manometer indirekt Blutdruck-Eckwerte (systolischer und diastolischer Blutdruck) ermittelt. Dies ist ein Standardverfahren in der Medizin zur extraluminalen (nicht-gefäßinvasiven) Blutdruckmessung und ist auch als Riva-Rocci-Verfahren bekannt und stellt somit ein indirektes Verfahren zur Blutdruckmessung dar. Es ist dahingehend nachteilig, da es eine geringe Genauigkeit aufweist, einen Integralwert über große Zeitbereiche liefert und keine Dauermessung (Langzeitmessung) zeitaufgelöst ermöglicht. Mobile Geräte-Ausführungen des Verfahrens in einer Langzeit- Überwachung besitzen überdies den gravierenden Nachteil, dass das Aufpumpen der Manschette insbesondere während Ru- hephasen als störend empfunden wird. Ferner ist das Verfahren beispielsweise in Folge einer verrutschten Oberarmmanschette störanfällig und das die Messung intermittierend erfolgt, erlaubt es damit keine kontinuierliche Druckwerteerfassung.In the non-invasive blood pressure measurement, blood pressure parameters (systolic and diastolic blood pressure) are typically determined indirectly by means of an inflatable pressure cuff with a manometer placed around the upper arm. This is a standard method in medicine for extraluminal (non-vascular-invasive) blood pressure measurement and is also known as the Riva-Rocci method, and thus constitutes an indirect method of measuring blood pressure. It is disadvantageous in that it has a low accuracy, an integral value Provides large time ranges and no permanent measurement (long-term measurement) time-resolved allows. Mobile device embodiments of the method in a long-term monitoring also have the serious disadvantage that the inflation of the cuff is perceived as annoying, especially during resting phases. Furthermore, the method is susceptible to interference, for example as a result of a slipped-over arm sleeve, and the measurement is intermittent, so that it does not permit continuous pressure value detection.
Neben den derzeit im praktischen klinischen Einsatz befindlichen Systemen gibt es ferner Systeme, die auf ein in ein Gefäßsystem implantierbare Druckmesskapseln basieren. Bei diesem Verfahren wird systembedingt bei der Implantation die Gefäßwand durchdrungen, was wiederum die Gefahr einer Thrombenbildung nach sich zieht und somit weitere aufwendige Maßnahmen erforderlich macht.In addition to the systems currently in practical clinical use, there are also systems based on an implantable into a vascular system pressure measuring capsules. In this method, the vessel wall is penetrated by the system during the implantation, which in turn entails the risk of thrombus formation and thus makes further complicated measures required.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegen- den Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren für die Druckmessung mittels einem Sensorelement in einem Medium zu schaffen, bei der das Sensorelement von dem Medium getrennt angeordnet ist und die Druckmessung somit einfach handhabbar und risikoarm ist.Based on this prior art, the present invention has the object to provide a device and a method for pressure measurement by means of a sensor element in a medium, wherein the sensor element is separated from the medium and thus the pressure measurement is easy to handle and low in risk.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ein Überwachungssystem gemäß Anspruch 12 und ein Verfahren gemäß Anspruch 18 oder Anspruch 22 gelöst.This object is achieved by a device according to claim 1, a monitoring system according to claim 12 and a method according to claim 18 or claim 22.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Druck in einem Medium durch einen druckabhängigen Parameter einer das Medium umgebenden Leitungswandstruktur ermittelt werden kann, wenn ein Sensorelement in die Leitungswandstruktur eingebettet ist. Der druckabhängige Parameter wird von dem Sensorelement erfasst und von einer Ü- bertragungseinrichtung drahtlos bereitgestellt. Der druck- abhängige Parameter kann beispielsweise eine mechanische Spannung der Leitungsstruktur sein oder bestimmen und mittels einer RFID-Technologie (RFID = Radio Frequency Identification) drahtlos abgerufen werden (mehr Details folgen weiter unten) .The present invention is based on the finding that the pressure in a medium can be determined by a pressure-dependent parameter of a conduit wall structure surrounding the medium when a sensor element is embedded in the conduit wall structure. The pressure-dependent parameter is detected by the sensor element and provided wirelessly by a transmission device. The pressure-dependent parameter may be, for example, a mechanical stress of the line structure or determined and wirelessly retrieved by means of an RFID (RFID = Radio Frequency Identification) technology (more details below).
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf medizinischen Anwendungen und insbesondere auf eine Blutdruckmessung in einem Gefäß oder Blutgefäß mit einer Gefäßwand (Leitungswandstruktur) , wobei das Sensorelement als Druckmessimplantat ausgebildet ist und in einer Gefäßwand applizierte ist. Das Druckmessimplantat erfasst druck- sensorgestützt die mechanische Spannung in der Gefäßwand, bzw. eine Änderung von Wandeigenschaften der Leitung oder des Gefäßes. Die Wandspannung steht in einem funktionalen Zusammenhang mit dem im Gefäß vorherrschenden Blutdruck. Wenn nämlich der Blutdruck innerhalb des Gefäßes steigt, übt er gleichzeitig auch einen erhöhten Druck auf die Gefäßwand aus, die daraufhin eine erhöhte mechanische Spannung ausbildet. Ist der funktionale Zusammenhang zwischen der Gefäßspannung und dem vorherrschenden Blutdruck bekannt, kann aus der erfassten Messgröße (Gefäßspannung) der Blutdruck ermittelt und anschließend drahtlos übertragen werden. Die Übertragung kann beispielsweise RFID-basiert geschehen. Dazu gibt es verschiedene Möglichkeiten, auf die weiter unter noch detailliert eingegangen wird. Eine Möglichkeit besteht in der Ausnutzung einer induktiven Kopplung der Übertragungseinrichtung an eine extrakorporale Empfangsstation (z.B. am Gürtel eines Patienten).Embodiments of the present invention relate to medical applications and in particular to a blood pressure measurement in a vessel or blood vessel having a vessel wall (conduit wall structure), wherein the sensor element is designed as a pressure measuring implant and is applied in a vessel wall. The pressure measuring implant detects pressure-sensor-based mechanical stress in the vessel wall, or a change in wall properties of the pipe or the vessel. The wall tension is functionally related to the blood pressure prevailing in the vessel. Namely, when the blood pressure within the vessel increases, he also exerts an increased pressure on the vessel wall, which then forms an increased mechanical stress. If the functional relationship between the vascular tension and the prevailing blood pressure is known, the blood pressure can be determined from the acquired measured variable (vascular tension) and then transmitted wirelessly. The transmission can be RFID-based, for example happen. There are various possibilities for this, which will be discussed in more detail below. One possibility is to utilize an inductive coupling of the transmission device to an extracorporeal receiving station (eg on the belt of a patient).
Die RFID-Technologie kommt zur Zeit insbesondere in den Bereichen der automatischen Identifizierung von Waren, Personen, Gütern und Tieren zum Einsatz. Bei der RFID- Technologie handelt es sich um ein funkbasiertes, kontaktloses Identifikationsverfahren, welches ursprünglich Funkfrequenzen im Radiofrequenzbereich (100 kH bis einige 10 MHz) verwendete, wobei inzwischen aber auch Frequenzen bis in den Mikrowellenbereich Anwendung finden. Die RFID- Systeme sind dahingehend vorteilhaft, da sie hohe Übertragungskapazitäten aufweisen, unempfindlich gegenüber Umwelteinflüssen und Verschmutzungen sind und bei hoher Reichweite die Möglichkeit, viele Transponder gleichzeitig auszulesen, bereitstellen. Damit erlaubt diese Technologie bei- spielsweise eine Blutdruckmessung an verschiedenen Stellen des Körpers oder eines Gefäßes parallel vorzunehmen.RFID technology is currently used in particular in the areas of automatic identification of goods, persons, goods and animals. The RFID technology is a radio-based, contactless identification method, which originally used radio frequencies in the radio frequency range (100 kH to some 10 MHz), but now also frequencies up to the microwave range are used. The RFID systems are advantageous in that they have high transmission capacities, are insensitive to environmental influences and soiling, and provide the possibility of reading out many transponders simultaneously in the case of a long range. Thus, this technology allows, for example, to carry out a blood pressure measurement at different points of the body or a vessel in parallel.
In der RFID-Technologie ist ein Transponder das eigentliche Etikett, welches Informationen trägt und mit einem statio- nären oder mobilen Lesegerät bzw. einer Sende/Empfangsvorrichtung oder allgemein Kommunikationseinrichtung kommuniziert. Diese Kommunikation erlaubt je nach Systemaufbau das Lesen und Beschreiben des Transponders, wodurch eine zusätzliche Flexibilität des Systems gegeben ist. Eine nachträgliche Änderung von gespeicherten Daten ist somit einfach möglich. Ein besonderer Vorteil von RFID- Systemen ist die Möglichkeit, passive Transponder einzusetzen, die ohne eigene Energieversorgung auskommen und daher entsprechend kompakt aufgebaut werden können. Diese Mög- lichkeit macht die RFID-Technologie für medizinische Anwendungen besonders attraktiv. Bevor die medizinischen Anwendungen beschrieben werden, soll auf die RFID-Technologie weiter detailliert eingegangen werden. Ein RFID-System weist typischerweise zumindest ein Lesegerät bzw. eine Kommunikationseinrichtung auf und eine oder mehrere Transponder. Sowohl das Lesegerät als auch der Transponder besitzen jeweils eine Antenne, die maßgeblich eine Reichweite der Kommunikation zwischen Lesegerät und Transponder beeinflusst. Wenn der Transponder in die Nähe der Antenne des Lesegeräts ist, können beide Daten austauschen (Transponder und Lesegerät) . Das Lesegerät ü- berträgt neben den Daten auch Energie zum Transponder. Im Inneren des Transponders befindet sich dafür eine Antennenspule, die beispielsweise als Rahmen- oder Ferritantenne ausgeführt sein kann. Zum Betrieb des Transponders erzeugt das Lesegerät zunächst mittels seiner Antenne ein hochfrequentes magnetisches Wechselfeld. Die Antenne umfasst ebenfalls eine Spule mit mehreren Windungen. Damit erzeugt das Feld des Lesegeräts eine Induktionsspannung in der Spule des Transponders. Diese Induktionsspannung wird gleichge- richtet und steht zur Spannungsversorgung des Transponders bereit. Parallel zu einer Induktivität der Transponderspule ist im Allgemeinen eine Kapazität geschaltet, so dass ein Parallelschwingkreis entsteht. Die Resonanzfrequenz dieses Schwingkreises entspricht der Sendefrequenz des RFID- Systems. Gleichzeitig wird die Antennenspule des Lesegeräts durch einen zusätzlichen Kondensator in Reihen- oder Parallelschaltung in eine Resonanz gebracht. Aus der, in dem Transponder induzierten Wechselspannung wird zusätzlich eine Taktfrequenz abgeleitet, welche einen Speicherchip oder einen Mikroprozessor des Transponders als Systemtakt zur Verfügung steht.In RFID technology, a transponder is the actual label, which carries information and communicates with a stationary or mobile reader or a transceiver or generally communication device. Depending on the system configuration, this communication allows the transponder to be read and written, which gives the system additional flexibility. A subsequent change of stored data is thus easily possible. A particular advantage of RFID systems is the ability to use passive transponders that do not require their own power supply and therefore can be built compactly. This option makes RFID technology particularly attractive for medical applications. Before the medical applications are described, the RFID technology will be discussed in more detail. An RFID system typically has at least one reader or communication device and one or more transponders. Both the reader and the transponder each have an antenna that significantly affects a range of communication between the reader and transponder. If the transponder is in the vicinity of the antenna of the reader, both can exchange data (transponder and reader). The reader also transmits energy to the transponder in addition to the data. Inside the transponder there is an antenna coil for this purpose, which can be designed, for example, as a frame or ferrite antenna. To operate the transponder, the reader first generates a high-frequency alternating magnetic field by means of its antenna. The antenna also includes a multi-turn coil. Thus, the field of the reader generates an induction voltage in the coil of the transponder. This induction voltage is rectified and is ready to power the transponder. In parallel with an inductance of the transponder coil, a capacitance is generally connected, so that a parallel resonant circuit is formed. The resonant frequency of this resonant circuit corresponds to the transmission frequency of the RFID system. At the same time, the antenna coil of the reader is brought into resonance by an additional capacitor in series or parallel connection. From the, in the transponder induced AC voltage additionally a clock frequency is derived, which is a memory chip or a microprocessor of the transponder as a system clock available.
Die Datenübertragung vom Lesegerät zum Transponder erfolgt im einfachsten Fall durch eine sogenannte Amplitudenabtas- tung, bei der das hochfrequente magnetische Wechselfeld ein- und ausgeschaltet wird. Die umgekehrte Datenübertragung vom Transponder zum Lesegerät nutzt die Eigenschaft der transformatorischen Kopplung zwischen der Lesegerätan- tenne und der Transponderantenne aus. Dabei stellt die Lesegerätantenne eine primäre Spule und die Transponderantenne eine sekundäre Spule eines aus Lesegerätantenne und Transponderantenne gebildeten Transformators. Diese trans- formatorische Kopplung zwischen der primären Spule und der sekundären Spule kann nun dahingehend ausgenutzt werden, Informationen von dem Transponder (beispielsweise durch Änderung deren Induktivität) auf die Primärspule des Lesegeräts zu übertragen.In the simplest case, the data transmission from the reading device to the transponder is effected by a so-called amplitude sampling, in which the high-frequency alternating magnetic field is switched on and off. The reverse data transfer from the transponder to the reader uses the characteristic of the transformer coupling between the reader antenna and the transponder antenna. In this case, the reader antenna is a primary coil and the transponder antenna is a secondary coil of a transformer formed by reader antenna and transponder antenna. This transfor- mation coupling between the primary coil and the secondary coil can now be exploited to transmit information from the transponder (for example by changing its inductance) to the primary coil of the reader.
Die RFID-Technologie ist damit ideal dafür geeignet, einen Messwert (z.B. Blutdruck oder einen druckabhängigen Parameter) von einem Implantat mit einem Sensorelement abzufragen bzw. regelmäßig (drahtlos) zu erfassen und optional regel- mäßig an eine Kommunikationseinrichtung zu übertragen.The RFID technology is thus ideally suited for interrogating a measured value (for example blood pressure or a pressure-dependent parameter) from an implant with a sensor element or regularly (wirelessly) detecting it and optionally transmitting it regularly to a communication device.
Bei Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung wird somit der Druck in Leitungen gemessen ohne eine Leitungswand zu durchdringen {medizinisch: extraluminal) . Das ist möglich, indem ein druckabhängiger Parameter der Leitungswand gemessen wird, der beispielsweise eine Wandspannung oder eine andere Wandeigenschaft sein kann und durch einen in die Wand applizierten Drucksensor gemessen werden kann {medizinisch: intraluminal) . Informationen der Messgröße (beispielsweise des Drucks) können einem Transportmedium aufmoduliert werden, dass das einbettende Medium der Leitung (der menschlicher Körper zum Beispiel) durchdringt. Beispielsweise kann dazu ein RFID-basiertes System mit einer induktive Messgrößenübertragung verwendet werden. Au- ßerhalb des einbettenden Mediums wird die Messgröße vom Transportmedium abgeleitet und in eine Druckgröße skaliert. Dies kann beispielsweise durch eine induktive Ableitung der per Lasrmoduiation aufgeprägten Messgröße sein. Damit ist eine intelligente Überführung in einem Druckmesswert mög- lieh.Thus, in embodiments of the present invention, the pressure in conduits is measured without penetrating a conduit wall (medically extraluminal). This is possible by measuring a pressure-dependent parameter of the conduit wall, which can be, for example, a wall tension or another wall property and can be measured by a pressure sensor applied to the wall {medically: intraluminally). Information of the measured quantity (for example of the pressure) can be modulated onto a transport medium that penetrates the embedding medium of the conduit (the human body, for example). For example, an RFID-based system with an inductive transmission of measured variables can be used for this purpose. Outside the embedding medium, the measured quantity is derived from the transport medium and scaled to a print size. This can be, for example, by an inductive derivative of the measured variable impressed by laser modulation. This allows an intelligent transfer in a pressure reading.
Somit weisen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ein Sensorelement auf, welches in eine Leitungswand- struktur eingebettet ist und von dem in der Leitung geführtem Medium getrennt ist und einen druckabhängigen Parameter erfasst. Ferner koppelt an das Sensorelement eine Übertragungseinrichtung zum drahtlosen Bereitstellen des in dem Sensorelement erfassten druckabhängigen Parameters. Bei weiteren Ausführungsbeispielen erfasst das Sensorelement einen mechanischen Druck, eine mechanische Spannung oder eine Dehnung in der Leitungswandstruktur als druckabhängigen Parameter. Ferner ist es möglich eine Temperatur zu er- fassen (beispielsweise mittels eines Temperatursensors) und somit Fieber oder Fieberverläufe zu erfassen oder zu erkennen und abzufragen. Die Übertragungseinrichtung kann beispielsweise einen Transponder zum Übermitteln des druckabhängigen Parameters aufweisen, wobei der Transponder entwe- der induktiv auslesbar ist oder aber durch ein Abfragesignal gezielt abgefragt wird, so dass der Transponder in einem Antwortsignal den druckabhängigen Parameter übermittelt.Thus, embodiments of the present invention comprise a sensor element which is inserted into a conduit wall is embedded structure and is separated from the guided in the conduit medium and detects a pressure-dependent parameter. Furthermore, a transmission device for the wireless provision of the pressure-dependent parameter detected in the sensor element is coupled to the sensor element. In further embodiments, the sensor element detects a mechanical pressure, a mechanical stress or an expansion in the conduit wall structure as a pressure-dependent parameter. Furthermore, it is possible to detect a temperature (for example by means of a temperature sensor) and thus to detect or detect and interrogate fever or fever courses. The transmission device can have, for example, a transponder for transmitting the pressure-dependent parameter, wherein the transponder can either be read out inductively or is specifically queried by an interrogation signal, so that the transponder transmits the pressure-dependent parameter in a response signal.
Bei weiteren Ausführungsbeispielen weist die Übertragungseinrichtung eine Sendeeinrichtung auf, wobei die Sendeeinrichtung den druckabhängigen Parameter übermittelt. Ferner kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung ein Energiespeichermedium aufweisen, wobei das Energiespeichermedium eine E- nergieversorgung des Sensorelements und/oder der Übertragungseinrichtung bereitstellt. Das Energiespeichermedium kann beispielsweise eine Batterie oder einen Akku aufweisen.In further exemplary embodiments, the transmission device has a transmission device, wherein the transmission device transmits the pressure-dependent parameter. Furthermore, a device according to the invention can have an energy storage medium, wherein the energy storage medium provides an energy supply to the sensor element and / or the transmission device. The energy storage medium may have, for example, a battery or a rechargeable battery.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind insbesondere anwendbar für Leitungswandstrukturen, die ein flexibles Material aufweisen und in einem umgebenden Material eingebettel sind. Die Leitungswandstruktur kann ferner eine Schichtstruktur mit einer Mehrzahl von Schichten aufweisen, wobei der druckabhängige Parameter in unterschiedlichen Schichten unterschiedliche Abhängigkeiten von Druck aufweisen kann, so dass Messungen in verschiedenen Schichten ausgeführt werden können. Das flexible Medium kann beispiels- weise ein Blutgefäß in einem Organismus sein, wobei das Sensorelement in die Wandstruktur des Blutgefäßes implantierbar ist.Embodiments of the present invention are particularly applicable to conduit wall structures that include a flexible material and are embedded in a surrounding material. The conduit wall structure may further comprise a layer structure having a plurality of layers, wherein the pressure dependent parameter in different layers may have different dependencies of pressure so that measurements in different layers may be made. The flexible medium can be Ways a blood vessel in an organism, wherein the sensor element is implanted in the wall structure of the blood vessel.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung umfassen ferner ein Uberwachungssystem für eine in einer Mediumführenden Leitung mit einer Leitungswandstruktur, wobei das Überwachungssystem eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erfassen eines druckabhängigen Parameters aufweist und fer- ner eine Kommunikationseinrichtung aufweist, die ausgebildet ist, den von der Übertragungseinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bereitgestellten druckabhängigen Parameter zu empfangen. Bei weiteren Ausführungsbeispielen weist die Kommunikationseinrichtung eine Sendeeinheit zum Senden eines Abfragesignals auf und das Abfragesignal kann von einem Transponder erfasst und beantwortet werden, wobei das Antwortsignal den druckabhängigen Parameter aufweist. Die Kommunikationseinrichtung kann ferner in vorgeschriebenen zeitlichen Abständen (fest oder variabel) das Abfrage- signal senden, so dass in den vorbestimmten Zeitabständen der druckabhängige Parameter durch den Transponder übermittelt werden kann. Somit ist eine kontinuierliche Erfassung des Drucks beispielsweise in einem Blutgefäß möglich und kann somit für Langzeitstudien (beispielsweise Blutdruck- messwerte über mehrere Tage) genutzt werden.Embodiments of the present invention further comprise a monitoring system for a medium-carrying line having a conduit wall structure, wherein the monitoring system comprises a device according to the invention for detecting a pressure-dependent parameter and further comprises a communication device which is designed to provide the information provided by the transmission device of the device according to the invention receive pressure-dependent parameters. In further embodiments, the communication device has a transmission unit for transmitting an interrogation signal, and the interrogation signal can be detected and answered by a transponder, the response signal having the pressure-dependent parameter. The communication device can also transmit the interrogation signal at prescribed time intervals (fixed or variable) so that the pressure-dependent parameter can be transmitted by the transponder at the predetermined time intervals. Thus, a continuous detection of the pressure, for example, in a blood vessel is possible and can thus be used for long-term studies (for example, blood pressure readings over several days).
Der druckabhängige Parameter steht in einem bestimmten Zusammenhang zu dem Druck, wobei der bestimmte Zusammenhang beispielsweise von dem Material der Seitenwandstruktur ab- hängt und sich experimentell bestimmen lässt. Als Parameter sind auch einzelne von dem Sensor erfasste Messwerte oder eine Reihe von Messwerten oder auch bereits aufbereitete Messwerte zu verstehen. Der bestimmte Zusammenhang kann durch eine Auswerteeinheit ausgenutzt werden, um daraus den Druck zu ermitteln. Die Auswerteeinheit kann ferner einem Transponder oder eine Kommunikationsvorrichtung zugeordnet, bzw. in derselben angeordnet sein. Damit weist beispielsweise ein Sensorsystem als zu implantierende Komponenten einen Drucksensor, eine Auswerteelektronik und eine RFID- Telemetrieeinheit (eines der oben beschriebenen RFID- Systeme) mit Empfangsspule auf. Als externe Komponenten können beispielsweise eine Lesestation (Lesegerät) mit Messwertekonstruktions-, Bewertungs- und Aufzeichnungseinheit vorhanden sein.The pressure-dependent parameter is in a certain relationship to the pressure, wherein the particular relationship, for example, depends on the material of the sidewall structure and can be determined experimentally. The parameters also include individual measured values recorded by the sensor or a series of measured values or also already prepared measured values. The specific relationship can be exploited by an evaluation unit in order to determine the pressure therefrom. The evaluation unit can furthermore be assigned to or arranged in a transponder or a communication device. Thus, for example, has a sensor system as components to be implanted a pressure sensor, an evaluation and an RFID telemetry unit (one of the RFID systems described above) with receiving coil on. As external components, for example, a reading station (reading device) with Meßwertekonstruktions-, evaluation and recording unit may be present.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung umfassen auch ein Verfahren zum Erfassen eines druckabhängigen Para- meters in einer Leitungswandstruktur einer Leitung, die ein Medium führt, wobei das Verfahren ein Anordnen eines Sensorelements in der Leitungswandstruktur aufweist und das Sensorelement getrennt von dem Medium angeordnet ist, ein Erfassen des druckabhängigen Parameters und ein Bereitstel- len des druckabhängigen Parameters für eine drahtlose Übermittlung umfasst. Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner ein Anordnen eines Sensorelements in der Wandstruktur eines Blutgefäßes eines Organismus umfassen und der druckabhängige Parameter kann auf ein Abfragesignal hin übermit- telt werden.Embodiments of the present invention also include a method of detecting a pressure dependent parameter in a conduit wall structure of a conduit carrying a medium, the method comprising disposing a sensor element in the conduit wall structure, and the sensor element being disposed separate from the medium pressure-dependent parameter and provision of the pressure-dependent parameter for a wireless transmission. The inventive method may further comprise arranging a sensor element in the wall structure of a blood vessel of an organism, and the pressure-dependent parameter may be transmitted in response to an interrogation signal.
Damit weisen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung eine Reihe von Vorteilen auf. Unter anderem ergeben sich wesentliche therapeutische Fortschritte durch eine Verwendung eines Blutdruck-Messsystem, das auf Katheter- Infektionsrisiko, Blutdruckmanschette (Dislokationsrisiko) und Schlauchverbindungen (Immobilität, Verletzungsrisiko) verzichtet. Damit können beispielsweise differenzierte ra- diovaskuläre Therapien auch außerhalb der kostenträchtigen Intensivstation unter „Normalbedingungen" und längerfristig durchgeführt werden. Letzteres bedingt insbesondere einen Blutdruckmessaufnehmer mit Verbindung zu einem portablen Monitorgerät, welches beispielsweise an einem Gürtel des Patienten angebracht werden kann. Ein weiterer Vorteil für Patienten besteht darin, dass sich ein einmal implantiertes System im Gegensatz zu externen Messverfahren, wie die automatisch betätigte Blutdruckmanschette, nicht bemerkbar macht und daher die Lebensqualität sowie die Mobilität bei der Langzeitanwendung nicht beeinträchtigt wird. Zum anderen wird die Gefahr einer Thrombenbildung reduziert, so dass keine Veranlassung zu präventiver Gabe von Medikamenten und zu deren Verhütung besteht und somit zusätzliche Verfahren und der Aufwand für den Patienten vermieden werden kann. Somit schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung für ein Sensorsystem, das eine nicht-gefäßinvasive (extraluminale) Erfassung des momentanen Blutdrucks auch im mobilen Langzeiteinsatz erlaubt und somit ist eine Langzeitmessung von Herz-Kreislaufparametern möglich - wie beispielsweise die Blutdruckmessung zur Erkennung von intermittierenden und/oder spontanen Hypertonien.Thus, embodiments of the present invention have a number of advantages. Significant therapeutic advances include the use of a blood pressure measurement system that eliminates the risk of catheter infection, blood pressure cuff (dislocation risk), and tubing (immobility, risk of injury). This allows, for example, differentiated radiovascular therapies to be performed outside of the expensive intensive care unit under "normal conditions" and longer term, in particular the need for a blood pressure transducer connected to a portable monitoring device, which can be attached to a patient's belt, for example This is because a once-implanted system, unlike external measurement methods such as the automatically-actuated blood pressure cuff, does not make a noticeable difference in quality of life and mobility the long-term use is not affected. On the other hand, the risk of thrombus formation is reduced, so that there is no reason for preventive administration of drugs and their prevention, and thus additional procedures and the effort for the patient can be avoided. Thus, the present invention provides a method and apparatus for a sensor system that allows for non-vasospasm (extraluminal) detection of instantaneous blood pressure even in long-term mobile use, and thus allows long-term measurement of cardiovascular parameters - such as blood pressure measurement for intermittent detection and / or spontaneous hypertension.
Bei entsprechend hoher Abtastung der Druckwerte (oder Spannungswerte) , was mit dem erfindungsgemäßen Verfahren grundsätzlich möglich ist, lässt sich beispielsweise auch eine Pulskurve abbilden, da jeder Pulsschlag mit erhöhter Gefäßspannung (Blutdruck) einhergeht. Somit sind über die Herz- frequenz Rückschlüsse beispielsweise über den Trainingszustand und über den Herzrhythmus Rückschlüsse auf Herzrhythmusstörungen möglich. Andererseits lässt sich aus dem Druckverlauf nicht nur die Qualität einer Hypertonie, sondern auch einer Hypotonie ableiten. Ebenso ist es möglich bei Abtastungen der Druckwerte/Spannungswerte beispielsweise im Millisekundenbereich das Elastizitätsmodul des Blutgefäßes zu bestimmen. Damit sind Rückschlüsse auf das Maß der Vasokompression (Gefäßabschnürung) und von Wandveränderungen möglich.With correspondingly high sampling of the pressure values (or voltage values), which is fundamentally possible with the method according to the invention, it is also possible, for example, to image a pulse curve, since each pulse beat is accompanied by increased vascular tension (blood pressure). Thus conclusions about cardiac arrhythmias, for example about the training state and about the cardiac rhythm, are possible via the heart rate conclusions. On the other hand, not only the quality of hypertension but also of hypotension can be deduced from the pressure course. Likewise, it is possible to determine the elastic modulus of the blood vessel during scans of the pressure values / voltage values, for example in the millisecond range. This makes it possible to draw conclusions about the extent of vasoconstriction (vascular constriction) and wall changes.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the present invention will be explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. Ia, b zwei schematische Schnittansichten einerFig. Ia, b are two schematic sectional views of a
Vorrichtung einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Druckmesssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel; undApparatus of an embodiment of the present invention; FIG. 2 shows a schematic illustration of a pressure measuring system according to an embodiment; FIG. and
Fig. 3 eine detaillierte Querschnittsansicht eines Druckmesssystems .3 is a detailed cross-sectional view of a pressure measuring system.
Bezüglich der nachfolgenden Beschreibung sollte beachtet werden, dass bei den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen gleiche oder gleichwirkende Funktionselemente gleiche Bezugszeichen aufweisen und somit die Beschreibung dieser Funktionselemente in den verschiedenen, nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispielen untereinander austauschbar sind.With regard to the following description, it should be noted that in the different embodiments, identical or equivalent functional elements have the same reference numerals and thus the description of these functional elements in the various embodiments shown below are interchangeable.
Fig. Ia und Ib zeigen Querschnittsansichten einer mediumführenden Leitung. Fig. Ia zeigt eine Querschnittsansicht senkrecht zu einer Flussrichtung des Mediums 19 in der Lei- tung und Fig. Ib zeigt eine Querschnittsansicht mit einer Schnittebene in Flussrichtung des Mediums in der Leitung.Fig. Ia and Ib show cross-sectional views of a medium-carrying line. 1 a shows a cross-sectional view perpendicular to a flow direction of the medium 19 in the line, and FIG. 1 b shows a cross-sectional view with a sectional plane in the direction of flow of the medium in the line.
Fig. Ia zeigt die Medium-führende Leitung mit einer Leitungswandstruktur 18, in der ein Sensorelement 10 implan- tiert ist und eine Übertragungseinrichtung 14 an der Leitungswandstruktur 18 angeordnet ist. Das Sensorelement 10 ist dabei mit der Übertragungseinrichtung 14 verbunden (Verbindung ist nicht gezeigt in dieser Querschnittsansicht) .1 a shows the medium-carrying line with a line wall structure 18, in which a sensor element 10 is implanted and a transmission device 14 is arranged on the line wall structure 18. The sensor element 10 is connected to the transmission device 14 (connection is not shown in this cross-sectional view).
Fig. Ib zeigt eine weitere Querschnittsansicht, wobei die Querschnittsebene senkrecht zu der Querschnittsebene aus Fig. Ia gelegen ist. Diese Querschnittsansicht zeigt wiederum die Medium-führende Leitung mit der Leitungswand- Struktur 18 und einem Medium 19 innerhalb der Leitungswandstruktur 18. In der Leitungswandstruktur 18 ist das Sensorelement 10 implantiert, das mit der Übertragungseinrichtung 14 verbunden ist, wobei die Übertragungseinrichtung 14 auf einer Oberfläche der Leitungswandstruktur 18 angeordnet ist. Das Sensorelement 10 ist dabei von dem Medium 19 innerhalb der Leitungswandstruktur 18 getrennt und kann, sofern die Leitungswandstruktur 18 aus einer Schichtfolge be- steht, in einer oder mehreren der Schichten der Schichtfolge implantiert sein.FIG. 1b shows a further cross-sectional view, wherein the cross-sectional plane is perpendicular to the cross-sectional plane of FIG. 1a. This cross-sectional view in turn shows the medium-carrying line with the conduit wall structure 18 and a medium 19 within the conduit wall structure 18. In the conduit wall structure 18, the sensor element 10 is implanted, which is connected to the transmission device 14, wherein the transmission means 14 on a surface of the conduit wall structure 18 is arranged. In this case, the sensor element 10 is separated from the medium 19 within the conduit wall structure 18 and, if the conduit wall structure 18 consists of a layer sequence, can be implanted in one or more of the layers of the layer sequence.
Das Sensorelement 10 ist dabei ausgebildet, um eine mechanische Spannung in der Leitungswandstruktur 18 zu erfassen, wobei die mechanische Spannung in der LeitungswandstrukturThe sensor element 10 is designed to detect a mechanical stress in the conduit wall structure 18, wherein the mechanical stress in the conduit wall structure
18 eine Folge des Drucks des Mediums 19 innerhalb der Leitung ist. Die mechanische Spannung kann dabei alternativ auch über eine Dehnung der Leitungswandstruktur 18 erfasst werden. Dazu kann beispielsweise das Sensorelement 10 ein spannungs- oder dehnungsabhängiges Kapazitäts- oder Widerstandselement aufweisen, das eine elektrische Erfassung der mechanischen Spannung erlaubt. Ferner kann die Übertragungseinheit einen Transponder mit einer Spule und einer Antenne beinhalten und die Spule und Antenne können bei- spielsweise an einer Außenwand der Leitungsstruktur 18 angeordnet sein.18 is a consequence of the pressure of the medium 19 within the conduit. The mechanical stress can alternatively be detected by stretching the conduit wall structure 18. For this example, the sensor element 10 may have a voltage or strain-dependent capacitance or resistance element that allows electrical detection of the mechanical stress. Furthermore, the transmission unit may include a transponder having a coil and an antenna, and the coil and antenna may be disposed on an outer wall of the line structure 18, for example.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Überwachungssystems 30. Das Überwachungssystem 30 weist eine Kom- munikationseinrichtung 1, eine Sensoreinrichtung 10, die in einer Seitenwandstruktur 18 einer Leitung, die ein Medium2 shows a schematic illustration of a monitoring system 30. The monitoring system 30 has a communication device 1, a sensor device 10, which is located in a side wall structure 18 of a line which is a medium
19 führt, implantiert ist, auf, und ferner eine Übertragungseinrichtung 14, die an der Leitungswandstruktur 18 angeordnet ist. Wie unter Fig. 1 beschrieben, erfolgt eine Druckmessung des Mediums 19 innerhalb der Leitungswandstruktur 18 beispielsweise mittels einer Messung einer mechanischen Spannung der Leitungswandstruktur 18 durch das Sensoreiemenc 10. Das Sensorelement 10 ist mit der Übertragungseinrichtung 14 gekoppelt, die den druckabhängigen Pa- rameter - die beispielhafte mechanische Spannung der Leitungswandstruktur 18 - bereitstellt. Die Übertragung des druckabhängigen Parameters von der Ü- bertragungseinrichtung 14 zur Kommunikationseinrichtung 1 kann beispielsweise mittels einer drahtlosen Übertragung erfolgen, wobei als Ausbreitungsmedium ein elektromagneti- sches Signal genommen werden kann. Dazu sind verschiedene Möglichkeiten gegeben. Zum einen kann die Übermittlung des druckabhängigen Parameters mittels einer induktiven Kopplung geschehen, bei der beispielsweise eine Spule der Übertragungseinrichtung 14 induktiv mit einer Spule in der Kom- munikationseinrichtung 1 gekoppelt ist und bei der die Induktivität der Spule in der Ubertragungseinrichtung 14 entsprechend dem druckabhängigen Parameter veränderbar ist. Die induktive Kopplung der Spule in der Übertragungseinrichtung 14 zu der Spule in der Kommunikationseinrichtung 1 bewirkt nun, dass in der Kommunikationseinrichtung 1 der druckabhängige Parameter erfasst werden kann.19 performs, implanted, and further a transmission device 14 which is arranged on the conduit wall structure 18. As described in FIG. 1, a pressure measurement of the medium 19 within the conduit wall structure 18 takes place, for example, by means of a measurement of a mechanical tension of the conduit wall structure 18 by the sensor belt 10. The sensor element 10 is coupled to the transmission device 14, which controls the pressure-dependent parameter exemplary stress of the conduit wall structure 18 - provides. The transmission of the pressure-dependent parameter from the transmission device 14 to the communication device 1 can take place, for example, by means of a wireless transmission, wherein an electromagnetic signal can be taken as the propagation medium. There are various possibilities for this. On the one hand, the transmission of the pressure-dependent parameter can take place by means of an inductive coupling in which, for example, a coil of the transmission device 14 is inductively coupled to a coil in the communication device 1 and in which the inductance of the coil in the transmission device 14 can be changed in accordance with the pressure-dependent parameter is. The inductive coupling of the coil in the transmission device 14 to the coil in the communication device 1 now causes that in the communication device 1, the pressure-dependent parameter can be detected.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass die Übertragungseinrichtung 14 einen Transponder aufweist, so dass auf Abfrage der Kommunikationseinrichtung 1 der Transponder ein Signal sendet, wobei das Signal den druckabhängigen Parameter enthalten kann. Das Abfragesignal der Kommunikationseinrichtung 1 kann bei diesem Ausführungsbeispiel gleichzeitig zur Strom- bzw. Spannungsversorgung der Übertra- gungseinrichtung 14 als auch für eine elektrische Erfassung des druckabhängigen Parameters in dem Sensorelement 10 genommen werden.A further possibility consists in that the transmission device 14 has a transponder, so that upon interrogation of the communication device 1, the transponder transmits a signal, wherein the signal can contain the pressure-dependent parameter. In this exemplary embodiment, the interrogation signal of the communication device 1 can be taken simultaneously to the current or voltage supply of the transmission device 14 as well as to an electrical detection of the pressure-dependent parameter in the sensor element 10.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass die Übertra- gungseinrichtung 14 eine Energieversorgung und einen aktiven Sender aufweist, so dass der druckabhängige Parameter beim Vorliegen eines Abfrageimpulses oder Abfragesignals von der Übertragungseinrichtung 14 oder auch unabhängig davon beispielsweise in vorgegebenen Abständen/Intervallen gesendet werden kann, so dass die Kommunikationseinrichtung 1 lediglich einen Empfangsteil aufzuweisen braucht, der den druckabhängigen Parameter erfasst. Die Energieversorgung der Übertragungseinrichtung 14 kann beispielsweise mittels einer Batterie geschehen oder aber mittels einer Energieerzeugung, z.B. aus der Umgebung (in Folge der Temperatur, Bewegung etc. ) .Another possibility is that the transmission device 14 has a power supply and an active transmitter, so that the pressure-dependent parameter can be transmitted in the presence of an interrogation pulse or interrogation signal from the transmission device 14 or independently of it, for example, at predetermined intervals / intervals, so that the communication device 1 only needs to have a receiving part which detects the pressure-dependent parameter. The power supply of the transmission device 14 may, for example, by means of done by a battery or by means of an energy generation, eg from the environment (as a result of temperature, movement, etc.).
Fig. 3 zeigt eine detaillierte Querschnittsansicht mit der gleichen Querschnittsebene wie in Fig. Ia, d.h. der Querschnitt ist senkrecht zu einer Bewegungsrichtung des Mediums 19 ausgeführt.Fig. 3 shows a detailed cross-sectional view with the same cross-sectional plane as in Fig. Ia, i. the cross section is executed perpendicular to a direction of movement of the medium 19.
Das Ausführungsbeispiel aus Fig. 3 zeigt zum einen leitungsferne „äußere" Systemkomponenten (Kommunikationseinrichtung 1) und leitungsnahe „innere" Systemkomponenten 9. Die leitungsfernen „äußeren" Systemkomponenten 1 weisen eine Steuereinheit 2 für alle Systemkomponenten, eine Mess- signal-Demodulations-/Empfangseinheit 3, eine Messsignalaufbreitungseinheit 4, eine Schnittstelle zur Bedien- und Anzeigeeinheit 5, eine Ausgabeeinheit 6 (für die Druckmesswerte) und bedarfsweise oder optional eine Energieversorgungseinheit 7 auf. Die leitungsnahen „inneren" Systemkom- ponenten 9 weisen einen Sensor 10 oder Sensorelement, bzw. gleiche oder unterschiedliche Sensoren auf, eine Messelektronik 11, eine Zentralelektronik 12, eine Übertragungseinheit 13 und eine Energiespeicher-/-Empfangs-/- Generatoreinheit 14. Die leitungsnahen „inneren" Systemkom- ponenten 9 sind eingebettet in die Leitungswandung (Leitungswandstruktur) 18 und/oder in ein leitungseinbettendes Material 20.The exemplary embodiment from FIG. 3 shows, on the one hand, remote "outer" system components (communication device 1) and "inner" system components 9 near the line. The remote "outer" system components 1 have a control unit 2 for all system components, a measurement signal demodulation / reception unit 3, a measuring signal propagation unit 4, an interface to the operating and display unit 5, an output unit 6 (for the pressure measurement values) and optionally or optionally a power supply unit 7. The line-related "inner" system components 9 have a sensor 10 or sensor element, or identical or different sensors, measuring electronics 11, central electronics 12, a transmission unit 13 and an energy storage / reception / generator unit 14. The "internal" system components 9 close to the line are embedded in the conduit wall (conduit wall structure) 18 and / or in a conduit embedding material 20.
Die Leitungswandung 18 kann beispielsweise eine Schichtfol- ge aufweisen mit einer ersten Schicht 15 mit einem ersten Material, einer zweiten Schicht 16 mit einem zweiten Material bis zu einer letzten Schicht 17 mit einem letzten Material. Somit weist die Leitungswandung 18 n Schichten auf, wobei die n Schichten Materialen mit unterschiedlichen oder gleichen Materialparametern aufweisen können. Das Medium 19 umfasst ein Lumen mit einem druckbeaufschlagtem Fluid und das einbettende Material 20 kann beispielsweise biologisches Material sein, in das ein Blutgefäß eingebettet ist. Die Kommunikation zwischen der leitungsfernen „äußeren" Systemkomponente 1 und der leitungsnahen „inneren" Systemkomponente 9 erfolgt beispielsweise durch ein Transportmedium 8, das zur Energie- und/oder Messgrößenübertragung verwendet wird.The line wall 18 may, for example, have a layer sequence with a first layer 15 with a first material, a second layer 16 with a second material up to a last layer 17 with a last material. Thus, the conduit wall 18 has n layers, wherein the n layers can have materials with different or the same material parameters. The medium 19 includes a lumen of pressurized fluid, and the embedding material 20 may be, for example, biological material in which a blood vessel is embedded. The communication between the remote "outer" system component 1 and the "inner" system component 9 close to the line takes place, for example, by a transport medium 8 which is used for energy and / or measured variable transmission.
Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann der druckabhängige Parameter auch ein anderer physikalischer Parameter (z.B. eine Temperatur), chemischer (z.B. ein pH-Wert) oder ein medizinischer Parameter (z.B. eine SauerstoffSättigung im Gewebe oder ein anderer Herz-Kreislaufparameter) sein. Der Druck kann ferner absolut oder auch relativ gemessen werden - beispielsweise als Druckänderungen in Abhängigkeit der Zeit (in regelmäßigen Zeitintervallen oder auch kontinuier- lieh) . Ferner kann der Druck auch als Funktion des Ortes erfasst werden, z.B. unter Verwendung von mehreren Sensorelementen. Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist dies leicht zu realisieren, da eine Kommunikationseinrichtung 1 mehrere Transponder gleichzeitig oder nacheinander abfragen kann. Damit kann der Blutdruck in verschiedenen Blutgefäßen erfasst werden oder auch entlang eines Blutgefäßes. Wie zuvor auch können die Transponder passiv oder aktiv betrieben werden und alternativ kann die Übertragungseinrichtung 14 einen Sender aufweisen, so dass Informationen kontinuierlich oder in Zeitintervallen übermittelt werden kann (ohne dass es eines Abfragesignals bedarf) . Der Sender kann beispielsweise gepulst betrieben werden, so dass eine Übertragung zu bestimmten Zeitpunkten (Zeitintervallen) erfolgt. Durch eine Kombination der orts- und zeitabhängigen Druckes ist es ferner möglich eine Flussgeschwindigkeit des Blutes zu ermitteln.In other embodiments, the pressure dependent parameter may also be another physical parameter (e.g., a temperature), chemical (e.g., pH), or medical parameter (e.g., oxygen saturation in tissue or other cardiovascular parameter). The pressure can also be measured absolutely or relatively - for example as pressure changes as a function of time (at regular time intervals or continuously borrowed). Furthermore, the pressure may also be detected as a function of location, e.g. using multiple sensor elements. According to embodiments of the present invention, this is easy to realize because a communication device 1 can query several transponders simultaneously or one after the other. Thus, the blood pressure in different blood vessels can be detected or along a blood vessel. As before, the transponders can be operated passively or actively and, alternatively, the transmission device 14 can have a transmitter, so that information can be transmitted continuously or at intervals of time (without the need for an interrogation signal). The transmitter can be operated, for example, pulsed, so that a transmission at certain times (time intervals) takes place. By a combination of the location and time-dependent pressure, it is also possible to determine a flow velocity of the blood.
Bei weitere Ausführungsbeispiele erfolgt eine Erfassung des Blutdruckes gesteuert von einem Schwellwert, d.h. nur bei einem Verletzen eines Schwellwertes (oberen oder unteren) erfolgt eine Übermittlung eines Warnsignals und solange der druckabhängige Parameter innerhalb eines Toleranzbereiches liegt, kann auf die Übermittlung des druckabhängigen Parameters verzichtet werden. In further embodiments, a detection of the blood pressure is controlled by a threshold value, ie only when a threshold value (upper or lower) is violated is a transmission of a warning signal and as long as the pressure-dependent parameter within a tolerance range is, can be dispensed with the transmission of the pressure-dependent parameter.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zum Erfassen eines druckabhängigen Parame- ters einer Leitungswandstruktur (18) einer mediumführenden Leitung, mit folgenden Merkmalen:1. Device for detecting a pressure-dependent parameter of a line wall structure (18) of a medium-carrying line, having the following features:
einem Sensorelement (10) zum Einbetten in der Leitungswandstruktur (18) getrennt von dem in der Leitung geführten Medium (19) und zum Erfassen des druckabhängigen Parameters; unda sensor element (10) for embedding in the conduit wall structure (18) separate from the medium (19) carried in the conduit and for detecting the pressure dependent parameter; and
einer Übertragungseinrichtung (14) zum drahtlosen Bereitstellen des von dem Sensorelement (10) erfassten, druckabhängigen Parameter, wobei die Übertragungseinrichtung (14) mit dem Sensorelement (10) gekoppelt ist.a transmission device (14) for wirelessly providing the pressure-dependent parameters detected by the sensor element (10), wherein the transmission device (14) is coupled to the sensor element (10).
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der das Sensorele- ment (10) ausgebildet ist, um einen mechanischen2. Device according to claim 1, wherein the sensor element (10) is designed to provide a mechanical
Druck, eine mechanische Spannung oder eine Dehnung in der Leitungswandstruktur (18) als den druckabhängigen Parameter zu erfassen.Pressure to detect a mechanical stress or strain in the conduit wall structure (18) as the pressure-dependent parameter.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Übertragungseinrichtung (14) einen Transponder zum Übermitteln des druck-abhängigen Parameters aufweist.3. Apparatus according to claim 1 or 2, wherein the transmission means (14) comprises a transponder for transmitting the pressure-dependent parameter.
4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei der der Transpon- der induktiv auslesbar ist.4. The device according to claim 3, wherein the transponder is the inductively readable.
5. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei der Transponder ausgebildet ist, ein Abfragesignal zu erfassen und als Antwort den druckabhängigen Parameter zu übermitteln.5. The device according to claim 3, wherein the transponder is configured to detect an interrogation signal and to transmit in response to the pressure-dependent parameter.
6. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Übertragungseinrichtung (14) als eine Sendeeinrichtung aufweist, um den druckabhängigen Parameter zu übermitteln.6. Apparatus according to claim 1 or 2, wherein the transmission device (14) as a transmitting device to convey the pressure-dependent parameter.
7. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner ein Energiespeichermedium aufweist, wobei das Energiespeichermedium eine Energieversorgung des Sensorelements (10) und/oder der Übertragungseinrichtung (14) bereitstellt.7. Device according to one of the preceding claims, further comprising an energy storage medium, wherein the energy storage medium provides a power supply of the sensor element (10) and / or the transmission device (14).
8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, bei der das Energiespeichermedium eine Batterie aufweist.8. The device according to claim 7, wherein the energy storage medium comprises a battery.
9. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leitungswandstruktur (18) ein flexibles Ma- terial aufweist und in ein umgebendes Material (20) eingebettet ist.9. Device according to one of the preceding claims, wherein the conduit wall structure (18) has a flexible material and is embedded in a surrounding material (20).
10. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüchen, bei der die Leitungswandstruktur (18) eine Schicht- struktur mit einer Mehrzahl von Schichten (15, 16, 17) aufweist, wobei der druckabhängige Parameter in unterschiedlichen Schichten (15, 16, 17) unterschiedliche Abhängigkeiten vom Druck oder Druckverlauf aufweist.10. Device according to one of the preceding claims, wherein the conduit wall structure (18) has a layer structure with a plurality of layers (15, 16, 17), wherein the pressure-dependent parameter in different layers (15, 16, 17) have different dependencies from the pressure or pressure curve.
11. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die medium-führende Leitung ein Blutgefäß in einem Organismus ist, und wobei das Sensorelement (10) in die Wandstruktur (18) des Blutgefäßes implantierbar ist.A device according to any one of the preceding claims, wherein the medium-carrying conduit is a blood vessel in an organism, and wherein the sensor element (10) is implantable in the wall structure (18) of the blood vessel.
12. Überwachungssystem (30) für eine medium-führende Leitung mit einer Leitungswandstruktur (18), mit folgenden Merkmalen:12. monitoring system (30) for a medium-carrying line with a conduit wall structure (18), having the following features:
Vorrichtung zum Erfassen eines druckabhängigen Parameters gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Sensorelement (10) zum Einbetten in der Leitungswandstruktur (18) getrennt von dem in der Leitung ge- führten Medium (19) und zum Erfassen eines druckabhängigen Parameters, und mit einer Übertragungseinrichtung (14) zum drahtlosen Bereitstellen des von dem Sensorelement (10) erfassten, druckabhängigen Parame- ter, wobei die Übertragungseinrichtung (14) mit dem Sensorelement (10) gekoppelt ist; undDevice for detecting a pressure-dependent parameter according to one of the preceding claims, comprising a sensor element (10) for embedding in the conduit wall structure (18), separate from that in the conduit. medium (19) and for detecting a pressure-dependent parameter, and with a transmission device (14) for wirelessly providing the pressure-dependent parameters detected by the sensor element (10), wherein the transmission device (14) is coupled to the sensor element (10) ; and
einer Kommunikationseinrichtung (1), die ausgebildet ist, den von der Übertragungseinrichtung (14) bereit- gestellten druckabhängigen Parameter zu empfangen.a communication device (1) which is designed to receive the pressure-dependent parameter provided by the transmission device (14).
13. Überwachungssystem (30) gemäß Anspruch 12, bei der die Kommunikationsseinrichtung (1) eine Sendeeinheit zum Senden eines Abfragesignals aufweist.13. Monitoring system (30) according to claim 12, wherein the communication device (1) has a transmitting unit for transmitting an interrogation signal.
14. Überwachungssystem (30) gemäß Anspruch 13, wobei die Übertragungseinrichtung (14) einen Transponder aufweist, wobei der Transponder ausgebildet ist, das Abfragesignal zu erfassen und als Antwort den druckab- hängigen Parameter zu übermitteln.14. Monitoring system (30) according to claim 13, wherein the transmission device (14) has a transponder, wherein the transponder is designed to detect the interrogation signal and to transmit in response to the pressure-dependent parameter.
15. Überwachungssystem (30) gemäß Anspruch 13 oder 14, bei der die Kommunikationsseinrichtung (1) ausgebildet ist, in vorbestimmten Zeitabständen das Abfragesignal zu senden.A monitoring system (30) according to claim 13 or 14, wherein the communication means (1) is arranged to transmit the interrogation signal at predetermined time intervals.
16. Überwachungssystem (30) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, das ferner eine Auswerteeinrichtung aufweist, wobei die Auswerteeinrichtung ausgebildet ist, um aus dem druckabhängigen Parameter einen Druck oder Druckverlauf des Mediums (19) in der medium-führenden Leitung zu ermitteln.16. monitoring system (30) according to one of claims 12 to 14, further comprising an evaluation device, wherein the evaluation device is designed to determine from the pressure-dependent parameter, a pressure or pressure profile of the medium (19) in the medium-carrying line.
17. Überwachungssystem (30) gemäß Anspruch 15, wobei die Auswerteeinrichtung dem Transponder oder der Kommunikationsvorrichtung (1) zugeordnet ist. 17. Monitoring system (30) according to claim 15, wherein the evaluation device is associated with the transponder or the communication device (1).
18. Verfahren zum Erfassen eines druckabhängigen Parameters in einer Leitungswandstruktur (18) einer mediumführenden Leitung, mit folgenden Schritten:18. A method for detecting a pressure-dependent parameter in a conduit wall structure (18) of a medium-carrying line, comprising the following steps:
Anordnen eines Sensorelements (10) in der Leitungswandstruktur (18) getrennt von einem in der Leitung geführten Medium (19) ;Disposing a sensor element (10) in the conduit wall structure (18) separate from a medium (19) carried in the conduit;
Erfassen des druckabhängigen Parameters; undDetecting the pressure-dependent parameter; and
Bereitstellen des druckabhängigen Parameters für eine drahtlose Übermittlung.Provide the pressure-dependent parameter for a wireless transmission.
19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei bei dem Anordnen das Sensorelement (10) in die Wandstruktur (18) eines19. The method of claim 18, wherein in arranging the sensor element (10) in the wall structure (18) of a
Blutgefäßes in einem Organismus eingebettet wird.Blood vessel is embedded in an organism.
20. Verfahren gemäß Anspruch 18 oder 19, wobei bei dem Bereitstellen der druckabhängige Parameter auf ein Ab- fragesignal hin übermittelt wird.20. The method of claim 18, wherein in providing the pressure-dependent parameter is transmitted in response to a query signal.
21. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 bis 20, ferner mit folgendem Schritt:21. The method according to any one of claims 18 to 20, further comprising the following step:
Auswerten des druckabhängigen Parameters, um einen Druck oder Druckverlauf des Mediums (19) in der medi- um-führenden Leitung zu ermitteln.Evaluation of the pressure-dependent parameter in order to determine a pressure or pressure profile of the medium (19) in the medium-conducting line.
22. Verfahren zur extraluminalen Überwachung von Herz- Kreislaufparametern eines Organismus, mit folgenden22. A method for extraluminal monitoring of cardiovascular parameters of an organism, comprising
Schritten:steps:
Einbetten eines Sensorelements (10) in der Gefäßwandstruktur (18) eines Blutgefäßes in dem Organismus;Embedding a sensor element (10) in the vessel wall structure (18) of a blood vessel in the organism;
Erfassen eines Herz-Kreislaufparameters; und Bereitstellen des Herz-Kreislaufparameters für eine drahtlose Übermittlung.Detecting a cardiovascular parameter; and Providing the cardiovascular parameter for wireless transmission.
23. Verfahren nach Anspruch 22, ferner mit folgenden Schritt:23. The method of claim 22, further comprising the step of:
Übertragen des Herz-Kreislaufparameters an eine externe Auswerteeinrichtung.Transmitting the cardiovascular parameter to an external evaluation device.
24. Verfahren nach Anspruch 23, ferner mit folgendem Schritt:24. The method of claim 23, further comprising the step of:
Auswerten des Herz-Kreislaufparameters in der externen Auswerteeinrichtung zur Blutdrucküberwachung. Evaluation of the cardiovascular parameter in the external evaluation device for blood pressure monitoring.
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