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DE202021100444U1 - 5G-Implantat - Google Patents

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Abstract

Medizinisches Gerät (110, 210), insbesondere in Form eines aktiven elektronischen Implantats zur temporären oder dauerhaften Implantation im menschlichen oder tierischen Körper, aufweisend:
- eine Einheit die zur Ausführung zumindest einer der folgenden Funktionen ausgelegt ist: Auswertung von Signalen, Therapieabgabe, und
- eine Schnittstelle zu einem Netzwerk, insbesondere zu einem 5G-Netzwerk, wobei die Schnittstelle dazu konfiguriert ist, unmittelbar oder mittelbar mit dem 5G-Netzwerk bei Bedarf zu kommunizieren, und wobei das medizinische Gerät (110, 210) so ausgelegt ist, dass über die Netzwerkkommunikation direkt oder indirekt Einfluss auf zumindest eine der besagten Funktionen genommen werden kann.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein medizinisches Gerät, insbesondere ein aktives medizinisches Implantat.
  • Aktuelle aktive elektronische medizinische Geräte, wie z.B. aktive Implantate, sind hinsichtlich der verfügbaren Systemressourcen (Rechenleistung, Energiebedarf) sehr stark eingeschränkt, so dass insbesondere für alle Funktionen, die eine zeitnahe Regelung, Auswertung oder Steuerung bedürfen, nur sehr eingeschränkte Algorithmen verwendet werden können.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein medizinisches Gerät bereitzustellen, dass hinsichtlich der vorgenannten Problematik verbessert ist, so dass insbesondere Echtzeitauswertungen, -regelungen und -steuerungen mit limitierten Systemressourcen ohne Limitationen hinsichtlich der Komplexität realisierbar sind.
  • Diese Aufgabe wird durch ein medizinisches Gerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend beschrieben.
  • Gemäß Anspruch 1 wird ein medizinisches Gerät offenbart, insbesondere mit limitierten Systemressourcen, z. B. in Form eines aktiven elektronischen Implantats zur temporären oder dauerhaften Implantation im menschlichen oder tierischen Körper, aufweisend: mindestens eine Funktion zur Auswertung von Signalen und/oder mindestens eine Funktion zur Therapieabgabe, wobei insbesondere mindestens eine dieser Funktionen einer zeitnahen Regelung oder Steuerung oder Auswertung für die korrekte Funktion bedarf, wobei das medizinische Gerät weiterhin eine Schnittstelle zu einem Netzwerk, insbesondere einem 5G-Netzwerk oder einem vergleichbaren Netzwerk aufweist, wobei die Schnittstelle unmittelbar oder mittelbar mit dem Netzwerk (z. B. 5G-Netzwerk) bei Bedarf kommunizieren kann und über die Netzwerkkommunikation (z. B. 5G-Netzwerk-kommunikation) direkt oder indirekt Einfluss auf mindestens eine der besagten Funktionen genommen werden kann.
  • Die Erfindung gestattet somit mit anderen Worten die Einbindung von aktiven Implantaten und Implantatsystemen oder vergleichbaren Medizinprodukten in 5G-basierte Netzwerke und nachfolgende Netzwerkgenerationen, wobei mindestens eine der Implantat- oder Gerätefunktionen mittelbar oder unmittelbar über das 5G-Netzwerk in Echtzeit oder nahe Echtzeit beeinflusst, gesteuert und/oder ausgewertet wird. Die Erfindung löst somit die Aufgabe, insbesondere aktive elektronische medizinische Geräte, insbesondere aktive Implantate, mit wesentlich komplexeren Algorithmen und Steuerungsprinzipien betreiben zu können, derart, dass hinsichtlich der Komplexität von Steuer- und Auswertealgorithmen keinerlei Beschränkungen durch die limitierten Systemressourcen des betreffenden medizinischen Gerätes mehr bestehen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Netzwerk, insbesondere 5G-Netzwerk zumindest eine Bandbreite von größer 100 Mbit/sec aufweist.
  • Weiterhin ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das Netzwerk, insbesondere 5G-Netzwerk, zumindest eine typische Latenzzeit von kleiner 10ms aufweist.
  • Weiterhin ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das medizinische Gerät ein aktives elektronisches Implantat zur dauerhaften Implantation ist.
  • Weiterhin ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das medizinische Gerät ein aktives elektronisches Implantat zur temporären Implantation ist.
  • Weiterhin ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das medizinische Gerät ein batteriebetriebenes elektronisches Gerät zur zeitweisen oder dauerhaften Anbringung am Körper ist.
  • Das medizinische Gerät kann weiterhin insbesondere eines der folgenden Geräte sein:
    • • Ein Herzschrittmacher
    • • Ein kabelloser Herzschrittmacher
    • • Ein implantierbarer Defibrillator, transvenös oder nicht-transvenös
    • • Ein Neurostimulator, jedweder Bauart
    • • Ein Herzrhythmusmonitor
    • • Ein implantierbarer Sensor für physiologische Parameter
    • • Ein implantierbares Kommunikationssystem, z.B. als Relaisstation für die Kommunikation mit einem oder mehreren weiteren Implantaten
    • • Ein Implantat zur Überwachung medizinischer Prothesen
    • • Ein Implantat zur Überwachung der Patientenaktivität- oder Compliance
    • • Ein Implantat zur Überwachung der Medikamenteneinnahme des Patienten
  • Weiterhin ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die besagte Schnittstelle des medizinischen Geräts durch eine erste Kommunikationsschnittstelle gebildet ist, die der Kommunikation zwischen dem medizinischen Gerät und einem weiteren Kommunikationsgerät dient, sowie durch das weitere Kommunikationsgerät, das über eine zweite Kommunikationsschnittstelle mit dem Netzwerk, insbesondere 5G-Netzwerk, verbunden ist.
  • Weiterhin ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Schnittstelle des medizinischen Geräts direkt mit dem Netzwerk, insbesondere 5G-Netzwerk, verbunden ist bzw. verbindbar ist.
  • Im Folgenden sollen Ausführungsformen der Erfindung sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung anhand der Figuren erläutert werden. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung, und
    • 2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
  • Netzwerktechnologien wie die 5G-Netzwerktechnologie zeichnen sich durch eine deutlich höhere Datenrate und vor allem eine deutlich kleinere Latenzzeit (~1 ms) aus. Ebenso wird erwartet, dass die räumliche Verfügbarkeit dieser Netzwerktechnologie signifikant gegenüber der jetzigen Netzabdeckung verbessern wird.
  • Neben den etablierten Anwendungen für die Datenfernübertragung werden mit der 5G-Technologie erstmals Echtzeitanwendungen unterstützt, wie z. B. autonomes Fahren.
  • Die Erfindung nutzt hier insbesondere die Tatsache einer sehr kurzen Latenzzeit dieser Netzwerktechnologie, um die Echtzeitsteuerung von medizinischen Geräten und insbesondere elektronischen Implantaten mit deutlich komplexeren Algorithmen und Prinzipien realisieren zu können.
  • In der 1 ist ein 5G-netzwerkgesteuertes elektronisches Implantat 110 dargestellt. Dieses überträgt zunächst an eine patienteneigene Relaisstation 120 Sensordaten, die das Implantat 110 aufgezeichnet hat. Diese erste Übertragungsstrecke wird aus energetischen Gründen benötigt, da die Energieversorgung und die Antennenanordnung (Körperdämpfung) dieses Implantates 110 nicht für eine direkte Kommunikation mit einem 5G-Netzwerk ausgelegt sind. Die Sensordaten werden dann über ein 5G-Netzwerk via Base-Station 130 und einen 5G-Satelliten 140 an ein Cloud-basiertes Echtzeitauswertesystem 150 übertragen, dort ausgewertet und in Echtzeit daraus abgeleitete Steuersignale über das genannte Kommunikationssystem zurück zum Implantat 110 übertragen, so dass hier eine Funktion des Implantats, wie z.B. eine Therapieabgabe oder Therapieanpassung direkt erfolgen kann. Der Unterschied zu einer automatisierten Fernprogrammierung eines Implantates 110 besteht darin, dass die Einflussnahme auf die Steuerfunktion nahezu in Echtzeit erfolgt und damit wesentliche Implantatalgorithmen zur Implantatssteuerung in das Cloud-basierte Auswertesystem 150 verlagert werden können.
  • In der 2 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt. In diesem Beispiel ist das medizinische Gerät ein Langzeit-Rhythmus-Monitor 210, der auf dem Körper des Patienten angebracht ist (Patch) und daher auch direkt mit einem 5G-Netzwerk kommunizieren kann. Hier wird die Signalqualität des Monitors 210 in Echtzeit vom Cloudbasierten System 150 ausgewertet und entsprechende Regelparameter des Monitors 210 werden zur Verbesserung der Signalqualität gesteuert. Die Sensordaten werden dann gemäß der zu 1 beschriebenen Ausführungsform weiter übertragen und verarbeitet.
  • Als weiteres konkretes Anwendungsbeispiel eines erfindungsgemäßen medizinischen Geräts (nicht dargestellt) wird ein nicht-transvenöser Defibrillator offenbart. Bei einem solchen System besteht die Herausforderung, einen Defibrillationstherapieentscheidung auf einem den Oberflächen-EKG sehr vergleichbarem Signal durchführen zu müssen. Diese Signale sind von vielen Faktoren, wie z. B. extern eingekoppelte Störungen, Muskelpotentialen, Lageänderungen des Patienten, Bewegungsartefakten etc. beeinflusst, so dass aktuelle Systeme nur eine eingeschränkte Sensitivität und Spezifität hinsichtlich der Defibrillationstherapie aufweisen. Wird ein solcher Defibrillator erfindungsgemäß realisiert, so wird vor einer Therapieentscheidung bei hinreichendem Verdacht auf eine Therapienotwendigkeit das oder die EKG-Signale an das Cloud-basierte Auswertesystem gesendet, werden diese Signale mit erheblich komplexeren Algorithmen bewertet und innerhalb kürzester Zeit wird die Therapieentscheidung des Implantates bestätigt oder widerrufen.
  • Die Erfindung ermöglicht mit Vorteil vollkommen neue, komplexere Möglichkeiten der Steuerung und Auswertung von medizinischen Geräten, insbesondere aktiven Implantaten.

Claims (1)

  1. Medizinisches Gerät (110, 210), insbesondere in Form eines aktiven elektronischen Implantats zur temporären oder dauerhaften Implantation im menschlichen oder tierischen Körper, aufweisend: - eine Einheit die zur Ausführung zumindest einer der folgenden Funktionen ausgelegt ist: Auswertung von Signalen, Therapieabgabe, und - eine Schnittstelle zu einem Netzwerk, insbesondere zu einem 5G-Netzwerk, wobei die Schnittstelle dazu konfiguriert ist, unmittelbar oder mittelbar mit dem 5G-Netzwerk bei Bedarf zu kommunizieren, und wobei das medizinische Gerät (110, 210) so ausgelegt ist, dass über die Netzwerkkommunikation direkt oder indirekt Einfluss auf zumindest eine der besagten Funktionen genommen werden kann.
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