AT520485A1 - Verfahren zum automatischen Erfassen einer Grundposition einer auf einer Matratze liegenden Person und zum Erzeugen einer Grafikdarstellung dieser Person - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Erfassen einer Grundposition (41) eines auf einer mit Drucksensoren (13) versehenen Matratze (12) liegenden Patienten (1). Dabei wird ein Druckmuster (3) und Schwerepunkte (59) erfasst. Eine Grundposition des Patienten wird anhand vorbestimmter Regeln anhand der Schwerepunkte bestimmt. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen einer Grafikdarstellung eines auf einer Matratze (12) liegenden Patienten (1) anhand des Druckmusters (3). Das gemessene Druckmuster wird mit Datenbank-Druckmustern aus einer Druckmuster-Datenbank (42) verglichen. Ein Datenbank-Druckmuster (5) mit der besten Ähnlichkeit wird ausgewählt und die zugehörigen ausgewählten Skelettdaten (46) werden an einer Anzeigeeinrichtung (6) dargestellt.

Description

11/10/2017 Österreichische Patentanmeldung

Huber, Dietrich

HUR1003PAT

Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Erfassen einer Grundposition einer auf einer Matratze liegenden Person und zum Erzeugen einer Grafikdarstellung dieser Person

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Erfassen einer Grundposition einer auf einer Matratze liegenden Person und zum Erzeugen einer Grafikdarstellung dieser Person.

Aus Rihar et al., Infant trunk posture and arm movement assessment using pressure mattress, inertial and magnetic measurement units (IMUs), [online] Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation 2014 11:133, DOI: 10.1186/1743-0003-11-133, 2014-09-06 heruntergeladen am 10. Mai 2017 über http://www.jneuroengrehab.biomedcentral.eom/article/10.1186/1743-003-11-133 zeigt ein Verfahren, bei dem Daten einer Messmatratze mit eingebauten Drucksensoren zusammen mit Magnetmesssensoren, welche am Körper eines Säuglings angeordnet werden, zur Bewegungserfassung eines Säuglings im dreidimensionalen Raum verwendet wird.

Aus der WO 2011/113070 A1 geht ein Verfahren zur Überwachung des medizinischen Zustandes eines Patienten hervor, wobei u. a. die Gefahr der Bildung von Druckgeschwüren erfasst werden soll. Am Körper des Patienten werden Sensoren angebracht, wie z. B. Beschleunigungssensoren, Gyrosensoren oder Magnetsensoren, um die Position und die Bewegung des Patienten zu erfassen. Es wird die Ausrichtung des Patienten berechnet und hieraus eine Druckverteilung des Patienten, mit welcher er auf einer Unterlage aufliegt, bestimmt.

In der WO 2009/064788 A1 ist ein weiteres Verfahren zum Erfassen der Bewegung eines Patienten, der in einem Bett liegt, beschrieben. Der Patient will mit mehreren unterschiedlichen Sensoren, wie z. B. einer Kamera, einer Lichtstrahlmatrix, einem RFID-Rastersystem erfasst und die Bewegung des Patienten wird aufgezeichnet.

Die bisher aufgeführten Techniken benutzen allesamt eine Kombination aus verschiedenen Sensoren, die miteinander in Einklang gebracht werden müssen. Die meisten dieser Sensoren können aber den Patienten negativ beeinflussen. Gerade bei Schlafpatienten kann es sehr störend sein, mehrere Sensoren am Körper befestigt zu haben. Lichtstrahlmatrizen haben eine ähnlich störende Wirkung. Eine alltagsähnliche Abbildung des Schlafes ist hier nur schwer durchführbar. Der Aufwand pro Patient ist hier auch hoch insofern, dass die Sensoren individuell angepasst und justiert werden müssen. Bei Patienten mit epileptischen Anfällen besteht zudem bei Krampfanfällen die Gefahr die Sensoren abzustreifen oder gar zu zerstören. Eine versteckte Art der Überwachung, welche dem Patienten möglichst eine gewohnte Umgebung gewährt, wäre daher wünschenswert. Des Weiteren können Schlafhilfsmittel, wie zum Beispiel eine Decke, die Sensoren verdecken. Tatsächlich behindert eine Decke nicht nur Sensoren, sondern auch Beobachter, wie zum Beispiel Schlafforscher. Eine Analyse ohne Decke mag daher zweckdienlich, aber für viele Patienten unangenehm sein.

Aus Harada et al., Human motion tracking system based on skeleton and surface integration model using pressure sensors distribution bed, [online] Proceedings of the Workshop on Human Motion, Los Alamitos, CA, USA DOI: 10.1109/HUMO.2000.897378, 2000-12-08 (am 10. Mai 2017 im Internet heruntergeladen http://www.ieeexplore.ieee.org/document/897378/) ist ein Verfahren bekannt, bei welchem ein Patient, der in einem Bett liegt, alleine mittels Drucksensoren erfasst wird. Aus einem Model des Patienten, das ein Skelettmodel und ein Oberflächenmodel umfasst, wird ein Druckmuster berechnet und mit dem gemessenen Druckmuster verglichen. Das berechnete Druckmuster wird soweit an das gemessene Druckmuster angepasst, dass die Anordnung des Patienten auf der Matratze bestimmt wird. Durch Erfassen aufeinanderfolgender Anordnungen eines Patienten auf der Matratze kann die Bewegung des Patienten auf der Matratze bestimmt werden. Mit diesen Verfahren sollen grobe Bewegungen des Patienten erfasst werden können. Bei die- sem Verfahren ist es nicht notwendig, dass Sensoren an einem Körper eines Patienten befestigt werden. Das Modell des Patienten wird an diesen angepasst.

Bei dem Verfahren gemäß Harada et al. wird ein Datenmodel eines Patienten, welches aus einem Skelett und Oberflächenmodel besteht, erzeugt, dass zur Erzeugung eines künstlichen Druckmusters verwendet wird. Dieses künstlich erzeugte Druckmuster wird im Nachhinein mit einem gemessenen Druckmuster in Übereinstimmung gebracht indem die Parameter des Patienten-Datenmodels angepasst werden. Bei der Erstellung des Patienten-Datenmodels ist sehr viel Erfahrung und Intuition nötig, um ein realistisches Druckmuster zu erhalten. Insbesondere bei Patienten mit außergewöhnlichen Körpermaßen und/oder Anomalien ist es äußerst schwierig ein realistisches Model zu erzeugen. Zusätzlich ist eine manuelle Initialisierung notwendig, um die Ausrichtung und Position des Datenmodels mit dem realen Patienten gleichzusetzen. Erst anschließend können Veränderungen in der Bewegung und Position dargestellt werden. Bei einer Messunterbrechung muss die Initialisierung wiederholt werden, wodurch sich die Methode gerade für Langzeitmessungen nicht eignet. Sowohl die Erzeugung des Patienten-Datenmodels, als auch jede einzelne Initialisierung erfordern eine erhebliche Vorbearbeitung vor dem eigentlichen Messprozess.

In der Medizin ist es oft erwünscht, die Position und Ausrichtung eines Patienten auf einer Matratze zu messen und zu überwachen. Insbesondere die zeitliche Überwachung der Liegeposition, die Mobilität des Patienten und die Art der Bewegungen können Rückschlüsse auf das Krankheitsbild des Patienten geben. So können die Daten zum Beispiel zur Vermeidung von Druckstellen dienen, die insbesondere bei Langzeitpatienten immer wieder auftreten. Es lässt sich aber auch das Schlafverhalten verfolgen. Des Weiteren können sich Krämpfe und epileptische Anfälle so nachvollziehen lassen.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, die Position und die Ausrichtung eines Patienten zu messen und darzustellen in einer Weise, die den Patienten nicht behindert.

Eine weitere Aufgabe ist lange zeitliche Stabilität der Messung. Der Patient soll mindestens über eine ganze Nacht, eher über mehrere Tage, Wochen und Monate vermessen werden, ohne dass das System neu kalibriert werden muss.

Eine weitere Aufgabe liegt darin, dass jeder Patient ohne große technische Vorarbeit vermessen und überwacht werden kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Durchführbarkeit der Messung, trotz gewisser Hilfsmittel, wie zum Beispiel eine Decke.

Einer oder mehrere der vorstehenden Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen und vorteilhafte Weiterbildungen bilden den Gegenstand der Unteransprüche.

Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird automatisch eine Grundposition eines auf einer mit Drucksensoren versehenden Matratze liegenden Person, im folgenden Patient genannt, erfasst, wobei ein Druckmuster mit den in der Matratze integrierten Drucksensoren erfasst wird, Schwerepunkte im Druckmuster bestimmt werden, und eine Grundposition des Patienten anhand vorbestimmter Regeln anhand der Schwerepunkte bestimmt wird, wobei die Druckwerte der Schwerepunkte und/oder der Verlauf der Druckwerte im Bereich der Schwerpunkte mit den Regeln berücksichtigt werden.

Ein jeder Schwerepunkt ist entweder ein bestimmter Punkt auf der Matratze und/oder ein lokales Maximum des gemessenen Druckes. Diese Schwerepunkte können einem bestimmten Körperteil, wie zum Beispiel Kopf, Schulter, Hüfte, Bein, Arm zugeordnet werden. Bei einem Bein oder bei einem Arm können die Schwerepunkte einem Ellbogen, einer Hand, einem Knie und/oder einem Fuß zugeordnet werden.

Derartige Schwerepunkte lassen sich einfach aus dem Druckmuster bestimmen. Anhand dieser Schwerepunkte kann die Grundposition des auf der Matratze liegenden Patienten zuverlässig und einfach erfasst werden. Grundpositionen sind eine Rückenlage, eine Bauchlage und eine Seitenlage. Bei der Seitenlage kann zwischen einer rechten und einer linken Seitenlage unterschieden werden, wobei bei einer rechten Seitenlage des Patienten mit ihrer Bauch- beziehungsweise Vorderseite in der Draufsicht auf die Matratze nach rechts und bei einer linken Seitenlage nach links gerichtet ist. Die Grundposition kann auch anteilig aus Rück-, Bauch oder Seitenlage bestehen.

Durch die Verwendung von Drucksensoren zur Detektion der Grundposition ist es möglich, dass die Grundposition auch zuverlässig erfasst werden kann, wenn der Patient mit einer Decke abgedeckt ist. Für den Patienten, der auf einer mit Drucksensoren versehenen Matratze liegt, besteht somit keinerlei Unterschied zu einer herkömmlichen Matratze, so dass sich dieser Patient in ihrem Schlaf- und Liegeverhalten in keiner Weise einschränken muss.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass man anhand einiger weniger Schwerepunkte sehr einfach die Grundposition des auf der Matratze liegenden Patienten bestimmen kann.

Die Matratze kann in unterschiedliche Bereiche, insbesondere einen Kopfbereich, einen Schulterbereich, einen Hüftbereich und einen oder zwei Beinbereiche unterteilt sein. Sind zwei Beinbereiche vorgesehen, dann wird die Matratze in einen linken und einen rechten Beinbereich unterteilt. Die in den unterschiedlichen Bereichen gemessenen Druckwerte werden bei den Regeln zum Bestimmen der Grundposition unterschiedlich berücksichtigt, insbesondere, um die gemessenen Schwerepunkte bestimmten Körperteilen zuzuordnen. Grundsätzlich ist es auch möglich, die Schwerepunkte ohne eine Unterteilung der Matratze in verschiedene Bereiche bestimmten Körperteilen zuzuordnen. Hierzu kann zunächst aus der Anordnung und den relativen Intensitäten der Schwerepunkte die Ausrichtung des Patienten auf der Matratze bestimmt werden. Mit der Ausrichtung des Patienten wird festgestellt, wo das Kopfende beziehungsweise Fußende des Patienten auf der Matratze liegt. Ist die Ausrichtung des Patienten einmal festgelegt, dann können die einzelnen Schwerepunkte einfach bestimmten Körperteilen zugeordnet werden, wobei insbesondere ein Kopf-ein Hüft- und zumindest ein Beinschwerpunkt bestimmt werden. Es können jedoch auch noch weitere Schwerepunkte, wie zum Beispiel ein Schulter-Schwerepunkt und ein oder zwei Hand-Schwerepunkte bestimmt werden.

Zur Bestimmung der Grundposition des auf der Matratze liegenden Patienten können folgende Regeln einzeln oder in Kombination verwendet werden: - die Grundposition wird als Seitenlage erkannt, wenn einer der beiden Beinbereiche unbelastet ist, beziehungsweise wenn in beiden Beinbereichen sich lediglich ein einziger Schwerepunkt befindet, beziehungsweise wenn nur ein einzelner Beinbereich detektiert wird, wodurch die Orientierung der Seitenlagen auch bestimmt werden kann, - die Grundposition wird als Seitenlage erkannt, wenn der Druckwert des Schulterschwerepunktes und/oder der Hüftschwerepunktes einen vorbestimmten Wert übersteigt, - die Grundposition wird als Seitenlage erkannt, wenn die maximale Steigung eines Druckverlaufes im Druckmuster im Bereich des Schulter-Schwerepunktes und/oder im Bereich des Hüft-Schwerpunktes einen vorbestimmten Wert übersteigt, - die Grundposition wird als Seitenlage erkannt, wenn die Fläche, die von einer bestimmten Isobare im Schulterbereich eingeschlossen wird, einen vorbestimmten Wert unterschreitet. - die Grundposition wird als Bauchlage erkannt, wenn zumindest zwei Bein-Schwerepunkte gemessen werden, der Druckwert des Kopf- und/oder Schulterschwerepunktes über einem vorbestimmten Wert liegt und/oder der Druckwert des Hüft-Schwerepunktes unter einem vorbestimmten Wert liegt, und/oder der Druckverlauf im Druckmuster im Bereich des Schulter-Schwerepunktes und/oder im Bereich des Hüft-Schwerpunktes unter einem vorbestimmten Wert liegt, - Die Grundposition wird als Rückenlage erkannt, wenn zumindest zwei Bein-Schwerpunkte gemessen werden, der Druckwert des Kopf- und/oder Schulter-Schwerpunktes unter einem vorbestimmten Wert liegt und/oder der Druckwert des Hüft-Schwerpunktes über einem vorbestimmten Wert liegt und/oder wenn die maximale Steigung eines Druckverlaufes im Druckmuster im Bereich des Schulter-Schwerpunktes und/oder im Bereich des Hüft-Schwerpunktes unter einem vorbestimmten Wert liegt, - die Grundposition wird als Rückenlage erkannt, wenn zumindest zwei Fuß-Schwerepunkte gemessen werden, und/oder - die Grundposition wird als Bauchlage erkannt, wenn zumindest zwei Knie-Schwerepunkte gemessen werden.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren vorgeschlagen, das aufweist: - Aufnahme eines digitalen Druckmusters, bevorzugt von in einer Matratze integrierten Drucksensoren - Vergleich dieses Druckmusters mit einer Datenbank von gespeicherten Druckmustern - Zuordnung des gemessenen Druckmuster zu ähnlichen Druckmustern der Datenbank, welchen wiederum Skelettdaten zugeordnet sind, - Darstellung der dem Druckmuster zugeordneten Skelettdaten an einer Anzeigeeinrichtung, wobei diese Darstellung die Position und Ausrichtung des Patienten wiedergibt.

Im Sinne der Erfindung ist ein Druckmuster eine digitale Datei, in der eine Vielzahl dreidimensionaler Vektoren gespeichert ist. Diese Vektoren beinhalten zwei Koordinatenangaben und einen Druckwert. Diese Datei ist somit ähnlich einer BMP-Bilddatei und könnte auch als solche abgespeichert und ausgelesen werden. Die Druckmuster werden idealerweise von Druckmatratzen erzeugt, wie sie zum Beispiel in der AT 518046 A beschrieben sind. Auf die AT 518046 A wird deshalb vollinhaltlich Bezug genommen.

Zu jedem Druckmuster in der Datenbank gibt es entsprechende Skelettdaten, welche ein menschliches Skelett in vereinfachter Form wiedergeben. Diese vereinfachte Form umfasst eine Anordnung von sogenannten Joints, welche die Gelenke repräsentieren und Bones, die Verbindungen zwischen den Gelenken bilden und die Knochen darstellen.

Eine Möglichkeit Druckmuster mit verknüpften Skelettdaten zu erzeugen ist die Verwendung eines Motion Capturing Verfahrens. Probanden, die sich auf eine Drucksensormatratze legen sind zusätzlich mit Motion Capturing Sensoren, den sogenannten Markern, ausgestattet. Eine Kamera nimmt die Probanden auf und eine Analysesoftware erkennt die Marker im Bild, wodurch ein dreidimensionales Abbild des Probanden, bzw. des Skelettes des Probanden berechnet werden kann. Am Computer können die erzeugten Druckmuster mit den Skelettdaten, die durch das Motion

Capturing erzeugt wurden, verknüpft werden. Des Weiteren sind aber auch andere Techniken denkbar, wie zum Beispiel GPS Systeme oder gyromagnetische Systeme.

Entspricht ein Druckmuster eines Patienten dem Druckmuster aus einer Datenbank, so entsprechen auch die Skelettdaten der Datenbank dem Patienten. Die Skelettdaten beinhalten alle nötigen Informationen über die Position und Ausrichtung des Patienten.

Die Bestimmung der Ähnlichkeit der gemessenen Druckmuster zu den Druckmustern der Datenbank kann nach unterschiedlichen Methoden erfolgen. Beispielsweise kann der mittlere quadratische Abstandswert als Maß für die Ähnlichkeit verwendet werden. Vor dem Vergleich zur Bestimmung der Ähnlichkeit können die gemessenen Druckmuster normiert werden, wie es unten näher erläutert ist. Bei dem Vergleich zur Bestimmung der Ähnlichkeit können die gemessenen Druckmuster und die Druckmuster der Datenbank zueinander positioniert werden, wobei beispielsweise der Abstand der lokalen Maxima, beziehungsweise der Abstand der Schwerpunkte, minimiert wird. Insbesondere die Schwerepunkte der Schulter und der Hüfte werden miteinander verglichen. Erst nach der Normierung wird dann die Ähnlichkeit der zu vergleichenden Druckmuster berechnet.

Im Sinne der Erfindung ist eine Grundposition eine Klassifizierung der Position des Patienten. So kann zum Bleispiel die Position in folgende vier Grundpositionen unterteilt werden: - Bauchlage - Rückenlage - Linke Seitenlage - Rechte Seitenlage

Die Grundposition kann auch anteilig aus Rück-, Bauch oder Seitenlage bestehen.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass sich in der Datenbank eine Vielzahl von Druckmustern, die jeweils einen Datenpunkt ausmachen, befindet. Der Dimensionsraum der Datenbank wird durch die Parameter der Patientendaten des Patienten aufgespannt. So kann zum Beispiel ein Druckmuster die Parameter Grundposition, Größe, Gesamtgewicht, Geschlecht, Alter und Körperfett be-

Inhalten. Der Dimensionsraum kann dann durch einige oder alle Parameter eingeschränkt werden, wodurch eine Teilmenge entsteht, um den Vergleich mit dem gemessenen Druckmuster zu vereinfachen, beziehungsweise zu präzisieren. Zum Beispiel ist die Beckenstruktur bei Frauen anders als bei Männern und es ist daher zweckdienlich weibliche Patienten nur mit Druckmustern zu vergleichen, die von weiblichen Probanden stammen.

Des Weiteren ist es nützlich, wenn der Dimensionsraum auch noch nachträglich spezifiziert und erweitert werden kann. So mag es zum Beispiel zweckdienlich sein, bei einer geringen Anzahl an Datensätzen die Altersklassifizierung zu erweitern und die gemessene Druckstruktur mit einem Datensatz zu vergleichen, die von leicht älteren und/oder leicht jüngeren Probanden entstanden sind. Bei einer großen Anzahl an Datensätzen kann es sinnvoll sein, dass die Druckmuster nur mit gleichaltrigen verglichen werden. Zusätzlich ist es sicherlich sinnvoll bei einer anwachsenden Datenbank mehr Parameter zur Vorsortierung zu nutzen. Zudem könnte es sein, dass zu einem späteren Zeitpunkt Parameter auftauchen, an die zuvor nicht gedacht wurde oder die als zu spezifisch klassifiziert wurden. So könnten zum Beispiel zu irgendeinem Zeitpunkt auch Probanden mit gewissen (Knochen-)Fehlbildungen mit in die Datenbank mit aufgenommen werden, wovon anschließend andere Patienten mit ähnlichen oder gleichen Merkmalen profitieren.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das gemessene Druckmuster durch Transformation, wie zum Beispiel Skalierung, Spiegelung, Translation und/oder Rotation normiert wird. So kann das gemessene Druckmuster eines Patienten, der verkehrt herum oder schräg im Bett liegt, dennoch mit dem Druckmuster eines in üblicher Weise ausgerichteten liegenden Patienten verglichen werden. Auch der Ort, wo der Patient auf der Matratze liegt, hat dann keinen Einfluss auf das Ergebnis. Der benötigte Datensatz zur Erkennung der Position reduziert sich dadurch erheblich.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass, sofern mehrere Datenbank-Druckmuster zu dem gemessenen Druckmuster passen, dieses interpoliert und entsprechend gewichtet wird. Dies ermöglicht eine erhöhte Genauigkeit bei der Darstellung der Körperposition.

Es ist zweckdienlich, wenn die interpolierten Druckmuster mit den verknüpften Skelettdaten als neue Datenpunkte der Datenbank hinzugefügt werden können. In Verbindung mit den hinterlegten Patientendaten kann sich so mit der Zeit ein immer dichteres Netz an Datenpunkten in der multidimensionalen Datenbank ausarbeiten, wodurch die Effektivität der Erfindung gesteigert wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass gewisse Patientendaten automatisch ermittelt werden. So kann zum Beispiel durch eine Kalibrierung der Druckmatratze das Gewicht des Patienten sehr einfach bestimmt werden. Auch die Körpergröße ist durch den maximalen Abstand zwischen zwei Druckpunkten auf der Matratze vergleichsweise einfach ermittelbar. Als Folge dieser beiden Messwerte lässt sich auch der BMI und unter gewissen Voraussetzungen den Körperfettanteil bestimmen. Ist die Datenbank der Druckmuster mächtig und der Algorithmus fein genug eingestellt, lassen sich alle nötigen Metainformation aus dem Druckmuster auslesen. Selbst nicht-triviale Parameter, wie zum Beispiel das Alter, sollten sich daraus ablesen lassen. Ein manuelles Eingeben ist dann nicht mehr nötig und die Reduzierung der Datenbank wird automatisch durchgeführt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Skelettdaten dafür verwendet werden, ein dreidimensionales Abbild des Patienten zu generieren. Dafür wird, ähnlich wie beim „Motion Capturing“-Verfahren, die starren Positionen und Ausrichtung der Bones und Joints als Basis genutzt, welche die Skelettdaten ausmachen.

Um die dreidimensionale Anordnung der Bones und Joints wird nun eine virtuelle elastische Haut gezogen, die sich zwingend an die Anordnung der Bones und Joints halten muss. Die Position dieses virtuellen Körpers, auch Avatar genannt, entspricht dann der des Patienten.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Patientendaten des Patienten verwendet werden, um den Avatar, also die Körperhülle, die die Bones und Joints umschließt, noch realistischer darzustellen. Dies kann zum Beispiel von der einfachen Unterscheidung zwischen Mann und Frau, bis hin zum physikalisch korrekten Verhalten des Gewebes reichen. So ist die Massenverteilung bei einem menschlichen Körper mit hohem Körperfettanteil anders, als bei jemanden mit niedrigem Körperfettanteil. Dem Detailgrad des Avatars sind keine Grenzen gesetzt, sodass sich fotorealistische Avatare, die dem Patienten sehr genau entsprechen, auch in der animierten Bewegung der realen Person gleichen. Auch wenn dies für cineastische Effekte interessant sein könnte, sind wahrscheinlich stilisierte Avatare, wie sie von Ganzkörperscannern, auch Nacktscannern genannt, bekannt sind, zweckdienlicher, um den Patienten nicht bloßzustellen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der virtuelle dreidimensionale Körper in ein zweidimensionales Bild dargestellt wird, um sie so auf einen Monitor und/oder Beamer projizieren zu können. Dreidimensionale Objekte darzustellen, insbesondere wenn sie sich bewegen, ist durchaus nicht trivial. Da durch die Dimensionsverkleinerung es zwangsläufig zu einem Informationsverlust führt, muss entschieden werden, wie dieser Verlust zu beschränken ist. So ist es zum Beispiel meistens nicht zweckdienlich den Avatar des Patienten auf die Ebene die die Fußsohle aufgespannt zu projizieren.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass mehrere zeitlich aufeinanderfolgende Druckmuster gemessen werden. Jedes einzelne Druckmuster wird nun auch mit der Datenbank verglichen. Dies ist besonders hilfreich, um Druckstellen beim Patienten zu vermeiden oder um Hypermobilität festzustellen. Des Weiteren können so zeitliche Veränderungen der Patientendaten, wie zum Beispiel das Gewicht, präzise gemessen werden. Besonders bei Patienten, deren Flüssigkeitshaushalt überwacht werden muss, ist dies besonders zweckdienlich. Durch die häufige Wiederholung der Messung kann der zeitliche Verlauf des Gewichtverlustes auf Grund des Wasserausscheidens genau bestimmt werden.

Werden die zeitlich aufeinanderfolgenden Druckmuster und/oder die dazugehörigen Skelettdaten gespeichert, kann anhand dieser Daten eine Bewegungsfolge erstellt werden. Eine mögliche Verwendung dieses Bewegungsablaufes ist bei genügend hoher Messgeschwindigkeit die Darstellung als Film. So kann zum Beispiel auch das Schlafverhalten oder Krämpfe, wie epileptische Anfälle, analysiert werden. Ist die Dauer, welche der Vergleichsmodul mit dem anschließenden Bildgebungsverfahren braucht, gleich oder kleiner als die Messdauer eines Druckmusters, so lässt sich der virtuelle Körper live darstellen. Diese Livedarstellung mag insbesondere hilfreich sein, wo eine konstante Überwachung des Patienten nötig ist, aber die Überwachende Person nicht im selben Raum anwesend sein kann. Des Weiteren kann durch diese Form der Überwachung Bewegungen unter der Decke dargestellt werden, die bei anderen Überwachungsarten, wie zum Beispiel per Videokamera, verborgen bleiben. Auch eine Person, die direkt neben dem Bett steht vermag nur die Bewegungen unter der Decke zu erahnen und kann eventuell die falschen Rückschlüsse ziehen. Ein Krampf kann so zum Beispiel unentdeckt bleiben, wohingegen die Live-überwachung über die Druckmatratze diesen darstellen kann.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass bei der Messung einer zeitlichen Abfolge von Druckmustern die Druckmuster, die Skelettdaten und/oder die Körperhülle zwischen zwei Aufnahmen interpoliert werden, um die Bewegungsabfolge noch weniger stockend darstellen zu können.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Bewegungen und typische Bewegungsmuster mit in den Druckmusterabgleich mit aufgenommen werden. So kann zum Beispiel sein, dass der Patient seine Beine anhebt und anschließend auf die Matratze fallen lässt. Die Druckmuster könnten dann verfälscht werden sofern der Bewegungsimpuls nicht mit einberechnet wurde. Des Weiteren kann bei eines auf dem Bauch liegenden Patienten ausgeschlossen werden, dass die nächste Liegeposition auf dem Rücken sein wird. Um dahin zu gelangen muss sich der Patient erst umdrehen. Es ist daher zweckdienlich die Datenbank-Druckmuster in zeitliche Zusammenhänge zueinander zu stellen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass medizinische Details wie zum Beispiel Druckgeschwüre, Bandscheiben, Organe und Ähnliches in den dargestellten dreidimensionalen Körper, dem Avatar, eingezeichnet werden. So lassen sich zum Beispiel Geschwüre oder Druckstellen zeitlich verfolgen. Auch Auswirkungen auf den Bewegungsablauf lassen sich so leichter bestimmen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Matratze oder Teile der Matratze gekippt wird, wobei diese Verkippung durch Sensoren an der Matratze direkt oder durch Analyse des Druckmusters indirekt gemessen und bei der Darstellung des Patienten entsprechend angezeigt wird.

In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass bei vorher festgelegten Körperteilen der Druck zwischen Körper und Matratze gemessen wird. Patienten während einer längeren medizinischen Operation, bei Komapatienten oder auch bei adipösen Patienten leiden vermehrt unter Druckgeschwüren. Diese entstehen vor allem durch erhöhte Druckbelastungen an den entsprechenden Körperstellen, welche die Durchblutung des darunter liegenden Gewebes stören. Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich die Druckbelastung an den einzelnen Körperstellen zu messen und zu überwachen. Dabei ist sowohl eine aktuelle Druckbelastung, als auch eine zeitlich integrierte Druckbelastung messbar. Durch die oben beschriebene Zuordnung zu Skelettdateien ist es auch möglich die Druckbelastungen einzelnen Körperteilen zuzuordnen. Selbst nach einem Umbetten oder einer Veränderung der Liegeposition wird die Druckbelastung der einzelnen Körperteile weiterhin richtig zugeordnet und gemessen. Die Effektivität des Umbettprozesses ist dadurch direkt messbar. Des Weiteren ergibt sich durch diese Erfindung eine zusätzliche Kontrollinstanz für einen operierenden Arzt. Er kann während der Operation sehen, welche Auswirkungen gewisse Handgriffe und Operationsschritte auf die Druckbelastung haben. Gerade bei gebrechlichen Patienten oder bei Operationen, bei denen es zu einem großen Druckübertrag auf den Patienten kommt, oder bei sehr lang andauernden Operationen ist es wichtig die Druckbelastung zu überwachen. In Kombination mit einer 3D-Kamera, die sich oberhalb des Patienten befindet und die Bewegungen des Arztes aufzeichnet, lassen sich so präzise Informationen messen, wie der Arzt vorgeht. Wurde vorher nur ein zwei- oder dreidimensionales Bild übertragen, zum Beispiel eines Arztes, der ein Knochen durchsägt, so können nun Beobachter auch nachvollziehen, welchen Druck der Arzt dabei ausübt. Auf der anderen Seite kann durch die Videoüberwachung ermittelt werden, wo der Ansatzpunkt des Arztes ist. Wurden die Daten aufgezeichnet, so ist diese Möglichkeit auch für die Pathologie interessant, um die Qualitätssicherung während der Operation zu gewährleisten.

In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Matratze und/oder das Bett bei zuvor eingestellten Ereignissen, wie zum Beispiel die zu lange

Druckbelastung eines bestimmten Körperteils, mechanisch entgegen wirkt, um die Druckbelastung zu minimieren. Zum Beispiel wird ein Koma-Patient, welcher sich zu lange in einer Position befindet, durch automatische Verkippungen der Matratze in eine neue Lage gebracht. Eine weitere Möglichkeit wäre eine Vielzahl an Bolzen, die in die Matratze eingebaut sind und sich zeitlich den Druckbelastungen anpassen. Eine Massageeinrichtung wäre hier ebenfalls denkbar.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft näher anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen schematisch in:

Figur 1 ein Verfahren zum Messen und Darstellen der Ausrichtung und Position eines Patienten in einem Flussdiagramm,

Figur 2 eine schematische Darstellung einer Tasteinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem Blockschaltbild,

Figur 3 eine schematische Darstellung des Verfahrens zum Messen und Darstellen der Ausrichtung und Position eines Patienten in einem Blockschaltbild,

Figur 4 eine schematische Darstellung von Schwerepunkten und Isobaren (Flächendrucklinien) bei einer Seitenansicht eines Druckmusters,

Figur 5 eine schematische Darstellung von Skelettdaten und Isobaren (Flächendrucklinien) auf einem Druckmuster, und

Figur 6 eine schematische Darstellung eines Avatars auf einem 3D-Druckmuster in Seitenansicht.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben werden. Dabei ist zu verstehen, dass die bildlichen Darstellungen rein schematisch und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind. Ebenso ist darauf hinzuweisen, dass die Zeichnungen und die nachfolgende Beschreibung sich auf die zum Verständnis der

Erfindung hilfreichen Merkmale konzentrieren, ohne dass dadurch der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, der durch die beigefügten Ansprüche im breitesten Sinne definiert ist, eingeschränkt werden soll.

Im Rahmen dieser Anmeldung sind Angaben wie senkrecht, parallel, kollinear, koplanar, gleich oder dergleichen nicht ausschließlich im geometrisch bzw. mathematisch exakten Sinne zu verstehen, sondern können einen Bereich im Rahmen technisch sinnvoller Toleranzen umfassen. Das Verständnis des technisch Sinnvollen kann sich dabei nach der zu erzielenden Wirkung richten. Gleiches gilt für Zahlenangaben oder Werteangaben.

Beim erfindungsgemäßen Messverfahren wird mit einer Messvorrichtung die Position und Ausrichtung eines menschlichen Körpers, im folgenden Patient 1 genannt, vermessen (Fig. 1). Die Messvorrichtung weist zumindest eine Tasteinheit 2 zum Erzeugen von Druckmustern 3, eine Vergleichseinheit 4 zum Abgleich des gemessenen Druckmusters 3 mit anderen Druckmustern 5 und eine Darstellungseinheit 6 zum Darstellen eines Avatars 7 des Patienten 1 auf.

Die Tasteinheit 2 umfasst gemäß der Darstellung in Fig. 2 ein Bett 8, welches auch als Operationstisch oder Trage ausgebildet sein kann, eine Steuereinheit 9 und eine Muster-Auswertungseinheit 10. Der Patient 1 wird durch Patientendaten 11, wie zum Beispiel Größe, Gewicht und Geschlecht, charakterisiert. Das Bett 8 weist eine Drucksensormatratze 12 auf. Die Drucksensormatratze 12 ist aus einer Matratze und einer matrixartigen Anordnung von Sensoren 13 ausgewiesen. Die Sensoren 13 sind als optische Drucksensoren ausgebildet, die auf eine Änderung einer auf den Sensor wirkenden Druckkraft mit einer Änderung einer Qualität eines über Lichtleiter zu- und abgeführten Lichts reagieren. Jeder Sensor weist zu diesem Zweck einen ersten, ankommenden Lichtleiter und einen zweiten, abgehenden Lichtleiter auf, die ein Lichtleiterpaar 14 bilden. Die Lichtleiterpaare 14 sind im Bereich des Betts 5 zu einem Lichtleiter-Sammelstrang 15 zusammengefasst. Der Lichtleiter-Sammelstrang 15 teilt sich in einen Eingangs-Teilstrang 16, der die ankommenden Lichtleiter der Sensoren enthält, und einen Ausgangs-Teilstrang 17, der die abgehenden Lichtleiter der Sensoren enthält. Die Teilstränge 16 und 17 führen zu der Steuereinheit 9, die weiter unten im Einzelnen beschrieben wird. Eine solche Tasteinheit ist beispielsweise in der AT 518046 A1 beschrieben.

Die Sensoren 13 sind ausgebildet und angeordnet, um eine Druckbelastung auf der Matratze 12 an ihren jeweiligen Orten in der Matrix zu erfassen.

Die Steuereinheit 9 ist einem bestimmten Bett 8 bzw. einer bestimmten Matrix der Sensoren 13 der Matratze 12 zugeordnet. Sofern mehrere Betten vorgesehen sind, kann jedem Bett 8 eine eigene Steuereinheit 9 zugeordnet sein. Die Steuereinheit 9 weist eine Prozessoreinheit 18, eine Stromversorgung 19, eine Vielzahl von externen Schnittstellen 20, eine Lichtquelle 21, eine Lichterfassungseinheit 22 und eine Speichereinheit 23 auf, welche in üblicher und an sich bekannter Weise miteinander verschaltet, d.h., signaltechnisch (im Hinblick auf eine Datenleitung) und energietechnisch (im Hinblick auf eine Stromversorgung) in geeigneter Weise miteinander verbunden sind. Die Steuereinheit 9 weist eine Stromversorgung 19 und elektrisch aktive Bauelemente auf. Die Steuereinheit 9 ist aber in sicherem Abstand (zum Beispiel 1-5 m) von dem Bett 8 platzierbar und die in der Matratze 12 verbauten Komponenten (Sensoren 13, Lichtleiterpaare 11) sind stromlos, sodass eine von elektrischen Strömen ausgehende Gefahr für einen auf dem Bett ruhenden Patienten vermieden werden kann.

Die Muster-Auswertungseinheit 10 ist mit einer Datenverbindung mit der Steuereinheit 9 verbunden und weist ein elektronisches Datenverarbeitungsmodul zur Musteranalyse 24 mit Eingabeschnittstellen für Datensätze 25 auf. Das elektronische Datenverarbeitungsmodul 24 weist ein Gehäuse 26, eine Prozessoreinheit 27, Schnittstellen für externen Zugriff 28, Monitorschnittstellen 29, Schnittstellen für ein bidirektionales Interaktives System 30 und Schnittstellen für externen Datenaustausch 31 auf. Die Prozessoreinheit 27 weist Visualisierungseinheiten 32, Datenverwaltungseinheiten 33, Datenspeichereinheiten 34 und Datentransfereinheiten 35 auf. Die Eingabeschnittstelle für Datensätze 25 ist zur Aufnahme von Datensätzen einer Vielzahl von Steuereinheiten wie der Steuereinheit 9 ausgebildet.

Mit einem auf der Auswertungseinheit 10 ausgeführten Auswertungsprogrammmodul 36 werden die Datensätze aus der Steuereinheit 9 in ein Druckmuster 3 umgerech- net und dargestellt. Die Druckmuster 3 werden über eine Datenleitung 37 in die Vergleichseinheit 4 überführt.

Die Vergleichseinheit 4 weist ein elektronisches Datenverarbeitungsmodul zum Druckmusterabgleich 38 auf. Es ist wie das elektronische Datenverarbeitungsmodul zur Musteranalyse 24 ausgebildet. Auf dem elektronischen Datenverarbeitungsmodul zum Druckmusterabgleich 38 ist ein Vergleichsprogrammmodul 39 gespeichert und ausführbar. Das Vergleichsprogrammmodul 39 weist ein Grundpositionsmodul 40 zum Bestimmen einer Grundposition 41 des Patienten 1, eine Druckmuster-Datenbank 42, eine reduzierte Druckmuster-Datenbank 43 und ein Vergleichsmodul 44 zum Abgleich des gemessenen Druckmusters 3 mit einem oder mehreren Datenbank-Druckmuster 5 auf.

Die Druckmuster-Datenbank 42 umfasst eine Vielzahl von Datenbank-Einträgen 45, die wiederum jeweils aus einem Datenbank-Druckmuster 5, dazu gehörigen Skelettdaten 46 und Probandendaten 47 bestehen (Fig. 3). Jeder Daten bank-Eintrag 45 entspricht einer Position und Ausrichtung eines Probanden 48.

Ein Proband 48 ist ein menschlicher Körper, dessen Druckmuster 5 und Skelettdaten 46 vor der Vermessung des Patienten 1 aufgenommen wurden. Skelettdaten 46 sind Daten, die das Skelett eines Probanden 48 darstellen, so dass die Beziehungen der einzelnen Körperteile zueinander in vereinfachter Form wiedergegeben werden. Die Skelettdaten 46 umfasst eine Sammlung von Punkten, die sogenannten Joints 49, welche in vereinfachter Form bestimmte Gelenke des Probanden 48 wiedergeben, und die Verbindungen der Joints 49 die sogenannten Bones 50, welche die Knochen des Probanden 48 vereinfacht darstellen.

Die reduzierte Druckmuster-Datenbank 43 ist mit der Druckmuster-Datenbank 42 verbunden und übernimmt die Datenbank-Einträge 45 aus der Druckmuster-Datenbank 42, wobei nur Einträge mit passender Grundposition und mit Probandendaten 47, die zu den Patientendaten 11 passen, übertragen werden.

Die Skelettdaten 46, welche vom Vergleichsmodul 44 ausgewählt werden, werden über eine Skelettdatenleitung 51 in die Darstellungseinheit 6 überführt.

Die Darstellungseinheit 6 weist ein elektronisches Datenverarbeitungsmodul zur Visualisierung 52 auf. Es ist ausgebildet wie das elektronische Datenverarbeitungsmodul zur Musteranalyse 24 und das elektronische Datenverarbeitungsmodul zum Druckmusterabgleich 38. Auf dem elektronischen Datenverarbeitungsmodul zur Visualisierung 52 wird ein Darstellungsprogrammmodul 53 ausgeführt, welches aus den Skelettdaten 46 einen Avatar 7 erzeugt.

Nachfolgend wird das Verfahren zum Vermessen und Darstellen der Ausrichtung und Position eines Patienten 1 anhand von Figur 3 erläutert.

Der erste Schritt des Verfahrens umfasst die Datenaufnahme. In der Tasteinheit 2 legt sich dazu der Patient 1 auf das Bett 8. Mit einem jeden der Sensoren 13 in der Matratze 12 des Bettes 8 wird ein Druck, den der Patient 1 auf die Matratze 12 am Ort des jeweiligen Sensors ausübt, gemessen. Dies geschieht dadurch, dass Lichtstrahl aus dem Sendeelement des jeweiligen Sensors 13 austritt und zum Teil in das Empfangselement des Sensors 13 wieder aufgenommen wird. Die empfangende Lichtmenge ist proportional zum Abstand der beiden Elemente. Da der Abstand sich proportional zu dem Druck der auf dem Sensor lastet sich ändert, ist die empfangende Lichtmenge auch proportional zu dem Druck. Die empfangende Lichtmenge wird über Lichtsensoren gemessen und digitalisiert. Diese Daten werden über die Steuereinheit 9 an die Muster-Auswertungseinheit 10 übermittelt.

Die Muster-Auswertungseinheit 10 analysiert die Datensätze aus der Steuereinheit 9 und setzt sie zu einem Druckmuster 3 zusammen. Jedem Drucksensor 13 wird dabei eine Position in einer Druckmatrix zugeordnet, welche die Anordnung der Sensoren in der Matratze wiedergibt. Den Wert in dieser Matrix entspricht dem gemessenen Druck des zugehörigen Sensors 13. Diese Druckmatrix wird als Druckmuster 3 dargestellt und über die Druckmuster-Datenleitung 37 an das elektronisches Datenverarbeitungsmodul zum Druckmusterabgleich 38 weitergeleitet.

Die Datenaufnahme ist beispielsweise ausführlich in der AT 518046 A1 beschrieben. Diesbezüglich wird vollinhaltlich auf die AT 518046 A1 Bezug genommen.

Der zweite Schritt des Verfahrens des Vergleichens des gemessenen Druckmusters 3 mit den Datenbank-Druckmustern 5 wird in der Vergleichseinheit 4 durchgeführt. In dem elektronischen Datenverarbeitungsmodul zum Druckmusterabgleich 38 wird das Druckmuster 3 zunächst genutzt, um im Grundpositionsmodul 40 eine Grundposition 41 des Patienten 1 zu bestimmen.

Das Druckmuster 3 wird dafür in Bereiche 54 eingeteilt, zum Beispiel in einem Kopfbereich 55 (obere 12.5 %), einem Schulterbereich 56 (die dem Kopfbereich anschließenden 25 %), einen Hüftbereich 57 (die dem Schulterbereich anschließenden 25 %), und zwei Beinbereiche 58 (die restlichen 37,5 % in Längsrichtung, aufgeteilt in Querrichtung).

In diesen Bereichen werden Schwerepunkte 59 und Isobare 60 bestimmt. Die Schwerepunkte 59 stellen die Position des größten gemessenen Drucks in den jeweiligen Bereichen im Druckmuster 3 dar. Die Schwerepunkte 59 sind somit lokale Maxima des Drucks. Die Isobare 60 sind Linien gleichen Drucks, die in diskreten Abständen um die Schwerepunkte 59 gebildet werden. Die Grundposition wird durch Regeln bestimmt, die die Positionen der Schwerepunkte 59 zueinander berücksichtigen und/oder die die Größe der Flächen, welche die Isobare 60 einschließen, berücksichtigen und/oder die Steigung eines Druckverlaufs im Druckmuster 3 berücksichtigt. Beispielsweise können folgende Regeln zum Bestimmen der Grundposition 41 einzeln oder in Kombination angewandt werden: - Die Grundposition 41 wird als Seitenlage erkannt, wenn einer der beiden Beinbereiche 58 unbelastet ist, beziehungsweise wenn nur ein einzelner Beinbereich 58 detek-tiert wird, wodurch die Orientierung der Seitenlagen auch bestimmt werden kann. - Die Grundposition 41 wird als Seitenlage erkannt, wenn der Druckwert des Schulterschwerepunktes oder der Druckwert des Hüftschwerepunktes einen vorbestimmten Wert übersteigt. - Die Grundposition 41 wird als Seitenlage erkannt, wenn die Steigung eines Druckverlaufes im Druckmuster 3 im Bereich des Schulter-Schwerepunktes und/oder im Bereich des Hüft-Schwerepunktes einen vorbestimmten Wert übersteigt. - Die Grundposition 41 wird als Seitenlage erkannt, wenn die Fläche, die von einer bestimmten Isobaren 60 im Schulterbereich 56 eingeschlossen wird, einen vorbestimmten Wert unterschreitet. - Die Grundposition 41 wird als Bauchlage erkannt, wenn ein Druck in beiden Beinbereichen 58 gemessen wird, die Intensität des Druckes im Schwerepunkt des Kopf/Schulterbereiches über einem vorbestimmten Wert liegt und/oder die Intensität des Druckes im Schwerepunkt des Rumpf/Beckenbereiches unter einem vorbestimmten Wert liegt. - Die Grundposition 41 wird als Rückenlage erkannt, wenn ein Druck in beiden Beinbereichen 58 gemessen wird, die Intensität des Druckes im Schwerepunkt des Kopf/Schulterbereiches unter einem vorbestimmten Wert liegt und/oder die Intensität des Druckes im Schwerepunkt des Rumpf/Beckenbereiches über einem vorbestimmten Wert liegt. - Die Grundposition 41 wird als Rückenlage erkannt, wenn die Positionen der Beinschwerepunkte unter einer vorbestimmten Grenze liegen.

Als nächster Schritt wird innerhalb der Vergleichseinheit 4 die Anzahl der zu vergleichenden Datenbank-Druckmuster 5 reduziert. Hierzu werden Datenbank-Einträge 45 der Druckmuster-Datenbank 42 nach vorbestimmten Kriterien ausgelesen und in die reduzierte Datenbank 43 gespeichert. Diese Kriterien umfassen vorzugsweise die ermittelte Grundposition 41. So werden zum Beispiel nur Datenbank-Einträge 45 mit Rücklage-Druckmustern ausgewählt, wenn der Patient 1 in der Rückenlage liegt. Wurde keine reine Grundposition 41 sondern eine Zwischenposition festgestellt, so können Datenbank-Einträge 45 mit der gleichen oder ähnlichen Zwischenposition ausgewählt werden. Vorzugsweise sollten die Anteile der in der Zwischenposition enthaltenen Grundpositionen nicht mehr als zum Beispiel 10 % von der gemessenen Zwischenposition abweichen. Wurde zum Beispiel eine Grundposition ermittelt, die zu 80 % aus Rückenlage und 20 % aus Seitenlage besteht, so kann diese durchaus mit einem Druckmuster verglichen werden, welches aus 82 % Rückenlagen und 18 % Seitenlage besteht. Alternativ können auch alle beteiligten reinen Grundpositionen mit in die reduzierte Datenbank 43 übernommen werden.

Es können jedoch auch zusätzlich oder als Alternative weitere Kriterien ausgewählt werden. Zum Beispiel können Patientendaten 11 berücksichtigt werden, so dass nur Datenbank-Einträge 45 ausgewählt werden, deren Probandendaten 47 mit den Patientendaten 11 übereinstimmen oder ähnlich sind. Patientendaten 11 können zum Beispiel Geschlecht, Gewicht, Körperfettanteil oder Größe beschreiben.

So ist es auf Grund der unterschiedlichen Beckenstruktur zweckdienlich, wenn das Geschlecht übereinstimmt, also zum Beispiel nur Datenbank-Einträge 45 von weiblichen Probanden 48 ausgewählt werden, sollte der Patient 1 weiblich sein. Es ist vorteilhaft, wenn die geforderte Ähnlichkeit beim Alter des Patienten 1 mit dem Alter skaliert. So mag sich das Druckmuster 3 von einem 12 und einem 14 Jährigem sehr unterscheiden, aber zwischen einem 50 und einem 52 Jährigen hingegen kaum Unterschiede aufweisen, sofern die anderen Parameter übereinstimmen. Eine mögliche Toleranz wäre zum Beispiel, dass das Alter der Probanden 48 sich um maximal 10 % vom Patienten 1 unterscheiden, damit die Datenbank-Einträge 45 in die reduzierte Datenbank 43 übernommen werden. Ähnlich vorteilhaft wäre eine Skalierung der Ähnlichkeit beim Gewicht. Idealerweise werden nur Datenbank-Einträge 45 in die reduzierte Datenbank 43 übernommen, deren Probanden 48 ein Gewicht aufweisen, welches sich um maximal 5 % von dem des Patienten 1 unterscheiden. Eine weitere wichtige Eigenschaft des Patienten ist der Körperfettanteil, welcher zum Beispiel als Body-Mass-Index (BMI) ausgedrückt werden kann. So unterscheidet sich zum Beispiel die Druckverteilung von Patienten 1 mit erhöhtem BMI-Wert sehr von Probanden mit sehr niedrigem BMI-Wert. Es ist daher vorteilhaft, wenn der BMI-Wert des Patienten 1 nicht mehr als 10 % von denen der Probanden 48 unterscheidet. Obwohl die Größe des Patienten 1, wie weiter unten beschrieben, normiert werden kann, sollte sie sich idealerweise nicht mehr als 20 % von den Probandendaten unterscheiden.

Eine weitere Möglichkeit der Einschränkung der Druckmuster-Datenbank 42 ist durch den Neigungswinkel der Matratze 12 gegeben. Nur Datenbank-Einträge 45 deren Druckmuster mit der gleichen oder ähnlichen Verkippung der Matratze aufgenommen wurden, werden in die reduzierte Datenbank 43 überführt. Dabei ist es zweckdienlich, wenn die Verkippung der Datenbank-Einträge 45 nicht mehr als 5° von dem gemessenen Druckmuster 3 abweicht.

Das Vergleichsmodul 44 vergleicht anschließend das gemessene Druckmuster 3 mit den Datenbank-Druckmustern 5 in der reduzieren Datenbank 43. Für den Vergleich wird das Druckmuster 3 zunächst normiert, indem es verschoben, skaliert, gespiegelt und/oder rotiert wird. Die Normierung transformiert die gemessenen Druckmuster 3 derart, dass diese in gewissen Parametern, wie zum Beispiel Ausrichtung, Position und Größe, mit den Datenbank-Druckmustern 5 möglichst übereinstimmen. Die Anzahl der benötigten Datenbank-Druckmuster 5 reduziert sich dadurch erheblich.

Um die Größe zu skalieren wird vorzugsweise beispielsweise der Flächeninhalt der von bestimmten Isobaren 60 umschließenden Fläche angepasst. Des Weiteren kann das gemessene Druckmuster 3 derart gestreckt oder gestaucht werden, dass der Abstand zwischen zwei bestimmten Schwerepunkten 69 gleich dem Abstand der gleichen Schwerepunkte im Datenbank-Druckmuster 5 ist.

Ebenfalls können zur Normierung der Drehung ein oder mehrere bestimmte Achsen in Druckmuster 3 bestimmt werden. Durch Drehung des Druckmusters werden diese dann zu den entsprechenden Achsen im Datenbank-Druckmuster parallelisiert.

Außerdem kann zum Beispiel das gemessene Druckmuster 3 derart angepasst werden, dass die Position des Patienten 1 auf der Matratze keinen Einfluss auf die Messung hat. Eine Möglichkeit wäre dabei den absoluten Schwerpunkt des Druckmusters 3 mit dem absoluten Schwerpunkt der Datenbank-Druckmuster 5 in Übereinstimmung zu bringen.

Es können auch mehrere Normierungsschritte zusammengefasst werden. Zum Beispiel kann bei der Normierung die Mitte zwischen den Schultern als erster globaler Schwerepunkt identifiziert werden. Der zweite globale Schwerepunkt entspricht dem Hüft-Schwerepunkt. Senkrecht zu einer dieser beiden Schwerepunkte verbindenden

Achse werden je eine Schulter und eine Hüftachse am Schulter- und Hüft-Schwerepunkt gebildet. Diese Achsen werden durch Skalierung, Rotation, Spiegelung und/oder Translation mit den entsprechenden Achsen der Datenbank-Druckmuster 5 derart transformiert, dass bei einer Überlagerung der Druckmuster diese Achsen möglichst an gleicher Stelle mit gleicher Länge liegen, so dass die Abweichung gering ist.

Vorzugsweise wird jede Drehung/Spiegelung derart durchgeführt, so dass das Muster nicht verzerrt wird. Lediglich bei einer Stauchung/Streckung kann eine Verzerrung durchgeführt werden, wobei vorzugsweise der Stauchungsfaktor vorgehalten wird, um später die Stauchung rückgängig zu machen.

Jedes normierte Druckmuster 3 wird beispielsweise durch das Verfahren der kleinsten Quadrate mit einem jeden Datenbank-Druckmuster 5 der reduzierten Datenbank 43 verglichen und es wird ein entsprechender Unterschiedswert 61 berechnet. Es gibt jedoch auch andere Verfahren, mit welchen Unterschiedsmerkmale bestimmt werden können.

Zunächst wird nach dem besten Datenbank-Druckmuster 5, genauer gesagt, mit dem kleinsten Unterschiedswert 61 gesucht. Liegt dieser unter einem vorher bestimmten Schwellwert, wird das dazu passende Druckmuster 5 mit den entsprechenden Skelettdaten 46 ausgewählt. Werden weitere Datenbank-Druckmuster 5 mit einem ähnlichen Unterschiedswert, welcher sich beispielsweise nur maximal um 10% und insbesondere nicht mehr als 5% vom Datenbank-Druckmuster 5 mit der größten Übereinstimmung abweicht, gefunden, so werden diese ebenfalls ausgewählt. Wurde kein Datenbank-Druckmuster 5 mit einem Unterschiedswert 61 unter dem vorher bestimmten Schwellwert gefunden, so wird eine vorher bestimmte Anzahl an Datenbank-Druckmustern 5 mit den entsprechenden Skelettdaten 46 übertragen. Eine Warnung kann hierbei ausgegeben werden, dass kein Datenbank-Druckmuster 5 mit einem Unterschiedswert 61 unter dem vorher bestimmten Schwellwert gefunden wurde.

Wurden mehrere Datenbank-Druckmuster 5 ausgewählt, so können diese Druckmuster 5 zu einem neuen Datenbank-Druckmuster 62 gewichtet interpoliert werden, um eine bessere Übereinstimmung zu gewährleisten. Dabei werden die gegebenen Datenbank-Druckmuster 5 derart zusammengesetzt, dass sie möglichst genau das gemessene Druckmuster 3 wiedergeben. Die Gewichtungsfaktoren werden dabei vorgehalten. Die verknüpften Skelettdaten 46 werden ebenfalls interpoliert, wobei die Gewichtungsfaktoren von den Druckmustern genommen werden. Die Skelettdaten 46 beinhalten schon die Informationen, wie der Patient 1 im dreidimensionalen Raum ausgerichtet ist. Die Skelettdaten 46 werden nun in die Darstellungseinheit 6 übertragen. Das interpolierte Druckmuster 62 mit den interpolierten Skelettdaten bilden einen neuen Datenpunkt und können als neuen Datenbank-Eintrag 45 in die Druckmuster-Datenbank 42 mit aufgenommen werden.

Der finale Schritt ist die Darstellung der Position und Ausrichtung des Patienten 1 in der Darstellungseinheit 6. In diesem modelliert das Darstellungsprogrammmodul 53 aus den Skelettdaten 46 ein dreidimensionales Abbild des Patienten 1, einen sogenannten Avatar 7. Dabei wird das starre Gerüst der Skelettdaten 46 genutzt, um eine elastische Körperhülle um die Skelettstruktur anzuordnen, um eine einfache stilisierte Körperfigur, auch Mannequin oder Avatar 7 genannt, zu erzeugen. Der Avatar 7 nimmt nun die gleiche Position und Haltung wie der Patient 1 ein.

Eine zweidimensionale Projektion dieses Avatar 7 wird über die Monitorschnittstelle 29 ausgegeben, welches das Verfahren abschließt.

Mit diesem Verfahren können auch Bewegungen aufgezeichnet und dargestellt werden. Je nach Anwendung können unterschiedliche Messintervalle eingestellt werden. Dabei sollte, um die erzeugte Datenmenge und die entsprechende Auswertungskapazitäten gering zu halten, die Wiederholung der Datenaufnahme nicht unter, 10 ms, 50 ms, 100 ms, 1 s, 5 s, 10 s oder 30 s liegen. Um die Bewegungen des Patienten 1 zu verfolgen, sollte die Wiederholung der Datenaufnahme nicht mehr als 100 ms, 1 s, 5 s, 10 s, 30 s, 60 s oder 120 s betragen.

Liegt die Repetitionsrate der Darstellung über 10 Hz, wird diese als Bewegung war genommen. Bei einer Live-Darstellung ist dabei zweckmäßig, die Datenaufnahme entsprechend schnell zu wiederholen.

Bei einem kurzen Messintervall kann das Druckmuster 3 auf Grund der Bewegungen angepasst werden. In dem Vergleich der Druckmuster wird die Bewegung des Patienten 1 mit in die Berechnung mit einbezogen.

Weiterhin gibt auch eine Langzeitmessung, die über Stunden, Tage, Wochen, Monate und gar Jahre dauern kann, Aufschluss über das Liege- und vor allem das Liegelernverhalten des Patienten 1. Dazu werden die Positionen des Patienten 1 zeitlich erfasst und gespeichert. Die Daten lassen sich verschieden auswerten. So können die Bewegungen und Bewegungsverläufe, sowie die Häufigkeit und Dauer einer bestimmten Liegeposition bestimmt werden. Gleichermaßen lassen sich die Häufigkeit von Positionswechseln und die Häufigkeit eines nächtlichen Aufstehens aus dem Bett 8 erfassen.

Wird ein Patient 1 mehrmals hintereinander gemessen, so kann der Skalierungsfaktor, sofern er nicht vorgegeben wurde, mit jeder Messung präzisiert werden. So wird sich zum Beispiel die Körpergröße nicht signifikant verändern und das Druckmuster wird immer in gleicher Weise skaliert werden. Drehungen des Druckmusters müssen hingegen bei jeder Messung neu überprüft werden. Aber auch hier können gewisse Einschränkungen vorteilhaft sein, um die reduzierte Datenbank 43 zu verfeinern. So kann zum Beispiel der Patient sich nur mit einer gewissen Geschwindigkeit im Bett drehen. Gewisse Änderungen in der Rotation von Messung zu Messung sind dadurch nicht möglich. Wiederum ist es bei anderen Parametern vorteilhaft deren zeitlichen Verlauf zu messen. So kann zum Beispiel die Gewichtsänderung präzise messen, da der Gesamtdruck etliche Male pro Stunde, beziehungsweise pro Minute, gemessen wird.

Eine weitere Möglichkeit der Erfindung besteht darin, ein medizinisch relevantes Detail, wie zum Beispiel Druckgeschwüre, Bandscheiben, Organe und Ähnliches zu bestimmen und in den Avatar 7 einzuzeichnen und als Element in den Skelettdaten 46 abzuspeichern. Diese können dadurch mit anderen medizinischen Details verknüpft werden. Zum Beispiel können Rückschlüsse den Einfluss des Drucks auf oberflächennahe Organe gezogen werden. Des Weiteren können so zum Beispiel die Ebenen von Magnetresonanztomographie-Aufnahmen eingetragen werden, so dass die entsprechenden Aufnahmen mit den Avatar 7 verbunden sind und entsprechend dargestellt werden können.

Ebenfalls ist es möglich, dass die Matratze 12 oder Teile der Matratze 12 gekippt werden, wobei diese Verkippung durch Sensoren 13 an der Matratze 12 direkt oder durch Analyse des Druckmusters 3 indirekt gemessen wird. Bei der Auswertung wird diese Neigung berücksichtigt und bei der Darstellung des Patienten 1 als Avatar 7 entsprechend angezeigt.

Weiterhin ist es möglich, die Druckbelastung von vorher bestimmten Körperstellen eines Patienten 1 zu überwachen. Die im Druckmuster 3 enthaltenen Informationen über den Druck, welcher der Körper auf die Matratze ausübt, ist gleich der Druckbelastung auf dem Patienten 1. Wie zuvor beschrieben, werden dem Druckmuster 3 Skelettdaten 46 zugeordnet, wodurch auch eine Zuordnung zu Körperstellen möglich ist. Dadurch ist eine Druckbelastungsüberprüfung für die einzelnen Körperstellen möglich. Hierbei kann sowohl eine aktuelle Druckbelastung gemessen und dargestellt werden, sowie eine zeitlich integrierte Druckbelastung. Besonders letztere ist für die Vermeidung von Druckgeschwüren wichtig zu kennen. Die Druckbelastungen können in Form von Farbcodes auch in den Avatar 7 eingezeichnet werden. Liegt der Patient 1 zum Beispiel zu lange auf dem Rücken, so färbt sich nach einiger Zeit die Rückenstelle des Avatars 7 bei steigender integraler Druckbelastung immer röter.

Die Druckbelastungsüberprüfung kann mit einer externen Überwachung, zum Beispiel einer 3D-Kamera, welche über dem Patienten 1 angeordnet ist, erweitert werden. Externe Einflüsse können die Entstehung von Druckgeschwüren beeinflussen. Eine Kamera, insbesondere eine 3D-Kamera, die oberhalb des Patienten angeordnet ist, ermöglicht den Zugang zu Informationen, die oberhalb, beziehungsweise außerhalb des Patienten stattfinden, während die Druck-Sensoren 13 Informationen unterhalb des Patienten messen können. Es wird also eine weitere Messebene erschlossen. Durch den Einsatz einer 3D-Kamera lässt sich präzise der externe Einfluss auf die Druckbelastung überprüfen. Dies kann zum Beispiel ein Chirurg während einer Operation sein, dessen Handlungen so noch eher nachvollziehbar sind. Durch die 3D-Kamera kann so ermittelt werden, welche Handlung welchen Druck erzeugt. Bei druckkritischen Handlungen kann die akute Druckbelastung durch Färb- signale ausgegeben werden. Zum Beispiel muss ein Herzchirurg unter gewissen Umständen den Brustkorb öffnen und dort öfters auch Druck auf den Patienten ausüben. Nun kann es sein, dass der Patient besonders instabile Knochen aufweist. Signale, zum Beispiel Signalfarben oder Töne, würden hier bei den kritischen Handlungen den Chirurgen warnen.

Ebenso ist es möglich, dass die Matratze 12 und/oder das Bett 8 bei zuvor eingestellten Ereignissen, wie zum Beispiel die zu lange Druckbelastung eines bestimmten Körperteils, mechanisch entgegen wirken, um die Druckbelastung zu minimieren und einer langandauernden, beziehungsweise ungünstigen Druckbelastung entgegen zu wirken. Insbesondere kann hierbei auf die integrale Druckbelastung einzelner Körperteile eingegangen werden, wobei selbstständig das mechanische Entgegenwirken ausgelöst wird, wenn zum Beispiel ein gewisser Schwellwert der integralen Druckbelastung überschritten wurde. Dies kann zum Beispiel durch automatische Verkippung der Matratze herbeigeführt werden, so dass Patienten verlagert werden, oder durch Bolzen, die in die Matratze eingebaut sind und sich so verstellen können, dass überbelastete Körperregionen entlastet werden.

In einer alternativen Ausführungsform ist das Grundpositionsmodul 40 Bestandteil der Muster-Auswertungseinheit 10. Anstatt des Druckmusters 3 wird nun die Matratze 12 in Bereiche 54 eingeteilt. Die Auswertung dieser Bereiche und der dazugehörigen Schwerepunkte 59 und Isobare 60 folgt analog zu dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform werden die Schwerepunkte 59 unabhängig von den Bereichen 54 als lokale Maxima des Druckes im Druckmuster 3 bestimmt.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform benutzen mindestens zwei der folgenden Einheiten von der Vergleichseinheit 4, der Darstellungseinheit 6 oder der Auswertungseinheit 10 dasselbe elektronische Datenverarbeitungsmodul 24.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird der Bone 50, welcher die Wirbelsäule repräsentiert, biegsam sein. Bei dieser Normierung sind die Schultern und die Hüften auch nicht mehr zwangsläufig parallel zueinander.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird die Normierung des gemessenen Druckmusters 3 derart durchgeführt, die Längen der einzelnen Bones 50 individuell normiert werden, wobei die Normierung durch Fehlerrechnung und Fehlerkorrektur präzisiert wird.

Liste der Bezugszeichen und Formelzeichen 1 Patient 32 Visualisierungseinheit 2 Tasteinheit 33 Datenverwaltungseinheit 3 Druckmuster 34 Datenspeichereinheit 4 Vergleichseinheit 35 Datentransfereinheit 5 Datenbank-Druckmuster 36 Auswertungsprogrammmodul 6 Darstellungseinheit 37 Druckmuster-Datenleitung 7 Avatar 38 elektronisches 8 Bett Datenverarbeitungsmodul zum 9 Steuereinheit Druckmusterabgleich 10 Muster-Auswertungseinheit 39 Vergleichsprogrammmodul 11 Patientendaten 40 Grundpositionsmodul 12 Matratze 41 Grundposition 13 Sensor 42 Druckmuster-Datenbank 14 Lichtleiterpaar 43 reduzierte Datenbank 15 Lichtleiter-Sammelstrang 44 Vergleichsmodul 16 Eingangs-Teilstrang 45 Datenbank-Einträge 17 Ausgangs-Teilstrang 46 Skelettdaten 18 Prozessoreinheit 47 Probandendaten 19 Stromversorgung 48 Proband 20 externe Schnittstelle 49 Joints 21 Lichtquelle 50 Bones 22 Lichterfassungseinheit 51 Skelettdatenleitung 23 Speichereinheit 52 elektronisches 24 elektronisches Datenverarbeitungsmodul zur

Datenverarbeitungsmodul zur Visualisierung

Musteranalyse 53 Darstellungsprogrammmodul 25 Eingabeschnittstelle für 54 Bereich

Datensätze 55 Kopfbereich 26 Gehäuse 56 Schulterbereich 27 Prozessoreinheit 57 Hüftbereich 28 Schnittstelle für externen Zugriff 58 Beinbereich 29 Monitorschnittstelle 59 Schwerepunkte 30 Schnittstelle für ein bidirektionales 60 Isobare

Interaktives System 61 Unterschiedswert 31 Schnittstelle für 62 interpoliertes externen Datenaustausch Datenbank-Druckmuster

Claims (29)

1. Patentansprüche

   1. Verfahren zum automatischen Erfassen einer Grundposition (41) eines auf einer mit Drucksensoren (13) versehenen Matratze (12) liegenden Person, auch Patient (1) genannt, wobei ein Druckmuster (3) mit den in der Matratze (12), in einer Auflage, oder im Bett (8), welches auch als Operationstisch oder Trage ausgebildet sein kann, integrierter Drucksensoren (13) erfasst wird, Schwerepunkte (59) im Druckmuster (3) bestimmt werden, und eine Grundposition (41) des Patienten (1) anhand vorbestimmter Regeln anhand der Schwerepunkte (59) bestimmt wird, wobei die Druckwerte der Schwerepunkte (59) und/oder der Verlauf der Druckwerte im Bereich der Schwerepunkte (59) mit den Regeln berücksichtigt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeder Schwerepunkt (59) entweder ein bestimmter Punkt auf der Matratze (12) und/oder ein lokales Maximum des gemessenen Druckes, vorzugsweise in einem bestimmten Bereich der Matratze (12) ist.
3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Matratze (12) in Bereiche (54), wie zum Beispiel einen Kopfbereich (55), einen Schulterbereich (56), einen Hüftbereich (57) und je einem linken und rechten Beinbereich (58), eingeteilt ist, wobei gemessene Druckwerte der unterschiedlichen Bereiche (54) bei den Regeln unterschiedlich berücksichtigt werden und/oder aus der Anordnung und der relativen Intensitäten der Schwerepunkte (59) die Ausrichtung des Patienten (1) auf der Matratze (12) berücksichtigt wird und zumindest einige Schwerepunkte (59) einem Körperteil zugeordnet werden, wobei insbesondere ein Kopf-, ein Schulter-,ein Hüft- und zumindest ein Beinschwerepunkt bestimmt werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundposition (41) als Seitenlage erkannt wird, wenn einer der beiden Beinbereiche (58) unbelastet ist, beziehungsweise wenn nur ein einzelner Beinbereich (58) detektiert wird, wodurch die Orientierung der Seitenlagen auch bestimmt werden kann.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundposition (41) als Seitenlage erkannt wird, wenn der Druckwert des Schulterschwerepunktes oder der Druckwert des Hüftschwerepunktes einen vorbestimmten Wert übersteigt.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundposition (41) als Seitenlage erkannt wird, wenn die Steigung eines Druckverlaufes im Druckmuster (3) im Bereich des Schulter-Schwerepunktes und/oder im Bereich des Hüft-Schwerepunktes einen vorbestimmten Wert übersteigt.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundposition (41) als Seitenlage erkannt wird, wenn die Fläche, die von einer bestimmten Isobare im Schulterbereich eingeschlossen wird, einen vorbestimmten Wert unterschreitet.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundposition (41) als Bauchlage erkannt wird, wenn ein Druck in beiden Beinbereichen (58) gemessen wird, die Intensität des Druckes im Schwerepunkt (59) des Kopf/Schulterbereiches (55/56) über einem vorbestimmten Wert liegt und/oder die Intensität des Druckes im Schwerepunkt (59) des Hüftberei-ches (57) unter einem vorbestimmten Wert liegt.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundposition (41) als Rückenlage erkannt wird, wenn ein Druck in beiden Beinbereichen (58) gemessen wird, die Intensität des Druckes im Schwerepunkt (59) des Kopf/Schulterbereiches (55/56) unter einem vorbestimmten Wert liegt und/oder die Intensität des Druckes im Schwerepunkt des Hüftbereiches (57) über einem vorbestimmten Wert liegt.
10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundposition (41) als Rückenlage erkannt wird, wenn die Positionen der Beinschwerepunkte unter einer vorbestimmten Grenze liegen.
11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundposition (41) auch anteilig aus Rück-, Bauch oder Seitenlage bestehen kann.
12. 12. Verfahren zum Erzeugen einer Grafikdarstellung eines auf einer Matratze (12) liegenden Patienten (1) anhand eines Druckmusters (3), das mit in der Matratze (12) integrierter Drucksensoren (13) gemessen wird, wobei eine Vielzahl Datenbank-Druckmuster (5) zusammen mit jeweils entsprechenden Skelettdaten (46) in einer Datenbank (42) vorgehalten werden, wobei die Skelettdaten (46) ein vereinfachtes menschliches Skelett darstellen, das sich im Raum über der Matratze (12) in einer Anordnung befindet, welche dem jeweiligen Datenbank-Druckmuster (5) entspricht, wobei das gemessene Druckmuster (3) mit den Datenbank-Druckmustern (5) aus einer Druckmuster-Datenbank (42) verglichen wird, und die Ähnlichkeit des gemessenen Druckmusters (3) mit dem jeweiligen Datenbank-Druckmuster (5) bestimmt wird, ein oder einige Datenbank-Druckmuster (5) mit der jeweils besten Ähnlichkeit ausgewählt werden, die zu dem einen oder mehreren Datenbank-Druckmustern (5) zugeordneten Skelettdaten (46) ausgewählt werden, und die ausgewählten Skelettdaten (46) an einer Anzeigeeinrichtung (6) dargestellt werden. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Vergleichen des gemessenen Druckmusters (3) mit den Datenbank-Druckmustern (5) die Datenbank-Druckmuster (5) anhand vorbestimmter Kriterien, wie z.B. die einzelne bestimmte Abmessungen von Skelett-Teilen, bestimmten Proportionen oder anhand von den Skelettdaten zugordneten Patientendaten (11), wie z.B. Größe des Patienten, Geschlecht, Gewicht, Körperfettanteil, Abmessungen verschiedener Gliedmaßen, Skelett-Typ oder Grundposition (41) ausgewählt werden, wobei die Grundposition (41), wie in den Ansprüchen 1 bis 12 erläutert, gemessen werden, und das gemessene Druckmuster (3) dann nur mit den ausgewählten Datenbank-Druckmustern (5) verglichen wird, welche eine Teilmenge aller Datenbank-Druckmuster (5) bildet.
13. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Datentyp, welche die Parameter der Patientendaten (11) enthalten, nachträglich erweitert und angepasst werden kann.
14. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass durch Transformation, wie zum Beispiel Skalierung, Spiegelung, Rotation und/oder Translation, das gemessene Druckmuster (3) normiert wird.
15. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Zuordnung von mehreren Datenbank-Druckmustern (5) zu dem gemessenen Druckmuster (3) die entsprechenden Skelettdaten (46) zu einem Skelett interpoliert werden.
16. 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass beim Interpolieren der mehreren Skelettdaten diese entsprechend der Bewertung der Übereinstimmung mit dem gemessenen Druckmuster gewichtet werden.
17. 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das interpolierte Druckmuster (62) mit dem interpolierten Skelettdatei und den Patientendaten (11) als neuen Datenpunkt in die Datenbank (42) aufgenommen wird.
18. 19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass gewisse Patientendaten (11), wie zum Beispiel Größe und/oder Gewicht, automatisch aus dem Druckmuster (3) berechnet und ausgegeben werden.
19. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Skelettdaten zur Ausbildung eines virtuellen Körpers, auch Avatar (7) genannt, mit einer virtuellen Haut überzogen werden und dieser Avatar die Grafikdarstellung des auf der Matratze liegenden Patienten (1) bildet.
20. 21. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Avatar (7) neben den Skelettdaten auch Patientendaten (11) des Patienten (1), wie zum Beispiel den Körperfettanteil, mit einbezieht.
21. 22. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Avatar (7) zur Darstellung auf einen Bildschirm auf ein zweidimensionales Bild projiziert wird.
22. 23. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere zeitlich aufeinanderfolgende Druckmuster (3) gemessen werden und zu einem jedem Druckmuster (3) eine Grafikdarstellung (7) des auf der Matratze (12) liegenden Patienten (1) erzeugt wird.
23. 24. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass für ein jedes gemessene Druckmuster (3) das ihm zugeordnete Skelett und/oder der ihm zugeordnete Avatar (7) gespeichert werden und anhand dieser Reihe von gespeicherten Druckmustern (3) und gespeicherten Skelettdaten (46) oder Reihe von gespeicherten Avataren (7) eine Bewegungsfolge erzeugt wird.
24. 25. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass zur Darstellung der Bewegungsfolge als Film Avatare (7) zwischen den einzelnen berechneten Avataren (7) interpoliert werden.
25. 26. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestimmung des Skeletts die Bewegungsfolge und typische Bewegungsmuster mit berücksichtigt werden.
26. 27. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass medizinische relevante Details, wie zum Beispiel Druckgeschwüre, Bandscheiben, Organe und Ähnliches in den dargestellten dreidimensionalen Körper eingezeichnet werden und als Element in den Skelettdaten (46) abgespeichert werden.
27. 28. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Matratze (12) oder Teile der Matratze (12) gekippt wird, wobei diese Verkippung durch Sensoren (13) an der Matratze (12) direkt oder durch Analyse des Druckmusters (3) indirekt gemessen und bei der Darstellung des Patienten (1) entsprechend angezeigt wird.
28. 29. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die akute und die zeitlich integrierte Druckbelastungen durch die Sensoren (13) in der Matratze (12), in einer Auflage, oder im Bett (8), welches auch als Operationstisch oder Trage ausgebildet sein kann, gemessen wird und einzelnen Körperteilen zugeordnet wird, so dass die Druckbelastungsüberwachung auch nach einer Umbettung aufrechterhalten werden kann.
29. 30. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Matratze und/oder das Bett bei zuvor eingestellten Ereignissen, wie zum Beispiel die zu lange Druckbelastung eines bestimmten Körperteils, mechanisch entgegen wirken, um die Druckbelastung zu minimieren.