Bluetooth-Technologie als Kabelersatz im klinischen Umfeld

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Bluetooth-Technologie als Kabelersatz im klinischen Umfeld
A. Bolz, C. Moor1
          Institut für Biomedizinische Technik
                     der Universität Karlsruhe
                                                   Bluetooth-Technologie
                   (Leiter: Prof. Dr. O. Dössel)
                1 Corscience GmbH & Co. KG         als Kabelersatz
                                                   im klinischen Umfeld

ZUSAMMENFASSUNG                                    EINLEITUNG                                       gezeigt werden, welche Möglichkeiten exi-
Der klassische Weg der Signalübertragung           Wer ist nicht schon mal über ein am Boden        stieren und was bereits realisiert wurde.
mittels eines Kabels stört mechanisch und          liegendes Kabel gestolpert, hat dabei dem
führt zu Artefakten. Drahtlose Technolo-           Patienten einen Sensor abgerissen oder ein       GRUNDLAGEN DER BLUETOOTH-
gien auf Basis von Bluetooth, wie sie bei-         Gerät zu Boden geworfen? Kabel sind not-         TECHNOLOGIE
spielsweise für die Mobiltelefonie bereits         wendig, um eine elektrische Verbindung           Die Bluetooth-Funktechnik arbeitet im
seit langem Verwendung finden, sind auch           zwischen Sensor und Messgerät sicherzu-          Frequenzbereich um 2,4 Gigahertz. Ein
für medizintechnische Applikationen wün-           stellen. Aber Kabel stören rein mechanisch.      Frequenzsprungverfahren und spezielle
schenswert. Dennoch herrscht noch immer            In manchen Fällen lassen sie sich einfach        Fehlersicherungsprotokolle schützen Blue-
eine große Unsicherheit in der Fachwelt,           hinter einer Verkleidung verstecken oder         tooth vor Störungen und vor unberech-
ob dies denn rechtlich und aus Sicht der Si-       mit einem Schlauch kombinieren. Häufig           tigtem Abhören. Jede Bluetooth-Apparatur
cherheit möglich ist.                              hängen sie aber auch einfach lose herum.         besitzt eine 48 Bit lange Adresse, mit der
   Dieser Beitrag fasst die aktuellen Er-          Was liegt da näher, als über Lösungen nach-      sie sich weltweit identifizieren lässt. Durch
kenntnisse zusammen und erklärt an prak-           zudenken, das Kabel durch drahtlose Tech-        die mögliche Verschlüsselung und Authen-
tischen Beispielen, was heute bereits rea-         nologien zu ersetzen. Tabelle 1 zeigt einen      tifizierung ist ein weiterer Datenschutz ge-
lisiert wurde. Es zeigt sich, dass selbst die      Überblick über die wichtigsten drahtlosen        geben. Die Entfernung zwischen Sender
FDA der Verwendung von Bluetooth zuge-             Übertragungstechnologien und ihre Eigen-         und Empfänger kann bei Bluetooth bis zu
stimmt hat und dass sich schon zahlreiche          schaften.                                        100 Meter betragen (sog. Class-1-Modu-
Geräte auf dem Markt befinden, die sich
in der Praxis bewährt haben. Die heutigen            Technik        Frequenz            Datenrate         Reichweite          Sendeleistung
technischen Komponenten erlauben eine               WLAN        2,4/5,2 GHz         1–11 / 6–54 KBit/s   25–500 m/k. A.   100 mW/200–1000 mW
preiswerte und rasche Implementierung               Zigbee      868 MHz/2,4 GHz     28–250 KBit/s        10–75 m          1/10 mW
der Bluetooth-Technologie in bereits exis-          Bluetooth   2,4 GHz             57–721 KBit/s        10–100 m         1/10/100 mW
tierende Medizinprodukte.
                                                    DECT        1,9 GHz             24–552 KBit/s        < 300 m          250 mW

SCHLÜSSELWÖRTER                                    Tab. 1: Vergleich der wesentlichen drahtlosen Übertragungstechnologien
Drahtlose Datenübertragung, Bluetooth,
Disease Management, Monitoring                        Jeder der vorgestellten Funkstandards         le). Für geringere Reichweiten lassen sich
                                                   hat seine berechtigte Nischenanwendung           Class-2- und Class-3-Module einsetzen.
ABSTRACT                                           in der Medizintechnik. DECT und Wire-               Bluetooth bietet je nach Bedarf mehrere
Regular data transmission using cables im-         less LAN werden bereits bei der Ereignis-        Datenkanäle, bis zu drei parallel nutzbare
pairs mechanically and causes artifacts.           übertragung im Heim- oder Klinikbereich          Sprachkanäle oder einen Mischkanal, der
Wireless technologies like Bluetooth as            eingesetzt, benötigen aber eine vergleichs-      Daten und Sprache gleichzeitig übertragen
they are used for cellular phones are also         weise hohe Energie. Inwieweit Zigbee sein        kann. Die Datenkanäle erreichen entweder
wanted for medical devices. However, there         Einsatzgebiet in der Medizin finden wird,        eine asymmetrische Übertragungsrate von
is still a large uncertainty in the medical        wird gegenwärtig evaluiert. Zum jetzigen         721,2/57,6 KBit/s oder eine symmetrische
community. They don’t know if the new              Zeitpunkt ist jedoch nur Bluetooth netz-         Übertragung von 433,9 KBit/s in beiden
technology is safe and legally approved.           werkfähig, verbrauchsarm, verfügbar und          Richtungen [6]. Spezielle Stromsparmodi
   This paper summarizes the state of the          standardisiert. Damit erfüllt Bluetooth An-      ermöglichen eine Reduzierung des Leis-
art and explains some practical examples           forderungen an die Online- und Ereignis-         tungsverbrauchs. Im Besonderen ist hier
that are already realized. Even the FDA has        übertragung, die von den anderen Stan-           der Sniff-Modus aufzuführen, bei dem sich
approved Bluetooth for medical devices             dards nicht eingehalten werden können.
and there are already different devices that       Aktuell qualifiziert sich deshalb Bluetooth
have proven the practical usability. State of      als führend für den Einsatz in der draht-
the art components allow a cheap and fast          losen medizinischen Sensorik.
implementation of Bluetooth in existing               Ziel dieses Beitrages ist es, eine Zusam-
devices.                                           menfassung der aktuellen technischen Ge-
                                                   sichtspunkte für den Einsatz der Blue-
KEY WORDS                                          tooth-Technologie       unter      klinischen
Wireless data transmission, Bluetooth, dis-        Rahmenbedingungen zu geben. Darauf               Abb. 1: (a) Pikonetze mit einem Slave, (b) mit
ease management, wireless monitoring               aufbauend soll anhand einiger Beispiele          mehreren Slaves und (c) ein Scatternetz [1]

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das Bluetooth-Modul für eine vorher defi-       fen. Ein Beispiel hierfür ist die Übermitt-      re Protokollebenen in das Bluetooth-Modul
nierte Zeitspanne in einem inaktiven Pau-       lung der Bluetooth-Geräteadresse nach ei-        integriert wurden. Auf dem Host-Control-
senzustand befindet.                            ner entsprechenden Anfrage. Die unteren          ler wird die Verbindung lediglich gesteuert.
   Per Bluetooth ist die Kommunikation          Protokollebenen werden daher von den             Die Abarbeitung der Befehle geschieht im
von bis zu 7 Slaves in einem Pikonetz mög-      Chip-Herstellern in das Bluetooth-Modul          Modul selbst.
lich. Einzelne Pikonetze können zu soge-        integriert, die oberen auf einem Host-Con-          Noch einen Schritt weiter geht die Em-
nannten Scatternetzen zusammengeschlos-         troller oder Personal Computer betrieben         bedded-ein-Prozessor-Lösung. Diese be-
sen werden (Abb. 1).                            (Abb. 2).                                        treibt nicht nur den gesamten Protokoll-
   Um die Einhaltung des Bluetooth-Stan-           Von hoher Bedeutung sind die unteren          stack auf dem Modul, sondern zusätzlich
dards zu gewährleisten, wurden von der          Ebenen auch für die Datensicherheit. Sie         auch das Applikationsprogramm. Eine
Bluetooth SIG (Special Interest Group) das      steuern z. B. das bereits erwähnte Fre-          Übersicht über die Unterschiede vermit-
Bluetooth-Protokoll [1] und die Bluetooth-      quenzsprungverfahren. Dies stellt sicher,        telt Tabelle 2. Mit effektiven 115,2 KBit/s
Profile definiert [2]. Ein Bluetooth-Profil
legt eine standardisierte Abfolge an verbin-      Bluetooth-Im-     Rechen-    Stromver-   Kosten      Daten-      Flexibilität   Netzwerk
dungsaufbauenden sowie verbindungssteu-           plementierung     leistung    brauch                  rate
ernden Befehlen aus dem Protokoll fest.             Standard          hoch        hoch         hoch   721 KBit/s   alle Profile   bis 7 Slaves
Hierdurch wird die Übertragungskompa-              Embedded-
                                                                     mittel      gering     mittel    300 KBit/s   alle Profile   bis 3 Slaves
tibilität zwischen Geräten verschiedener          zwei-Prozessor
Hersteller sichergestellt. Grundlegend für                                                                           einge-       Punkt-zu-
                                                  Ein-Prozessor      gering      mittel     gering    200 KBit/s
jegliche Kommunikation ist dabei das Seri-                                                                          schränkt        Punkt
al Port Profile (SPP). Dieses Profil emuliert   Tab. 2: Übersicht über die verschiedenen Optionen bei der Bluetooth-Implementierung
eine serielle Schnittstelle über Bluetooth
und ermöglicht den einfachen Datenaus-          dass Sender und Empfänger immer nur              ist bereits die Übertragung eines 12-Ka-
tausch zwischen zwei Endgeräten. Auf SPP        kurze Zeit auf einer Frequenz kommuni-           nal-EKGs mit einer Abtastrate von 500 Hz
baut das Dial-up-Network Profile (DUNP)         zieren. Auf diese Weise wird der Einfluss        möglich. Damit ist die Datenrate von Blue-
auf, worüber der drahtlose Zugriff auf ein      elektromagnetischer Störungen minimiert,         tooth für medizinische Anwendungen in
Modem möglich ist, das sich in die vor-         da eventuelle Datenverluste stets so gering      der Regel ausreichend.
handenen Telefonnetze einwählt. Um eine         gehalten werden, dass sie noch ohne Ge-
Fernsteuerung des Modems per Funk vor-          fährdung der Echtzeitfähigkeit kompen-           EVALUIERUNG VON BLUETOOTH FÜR
nehmen zu können, kommen Standard-AT-           siert werden können.                             DIE MEDIZINISCHE SENSORIK
Befehle zum Einsatz [2].                           Neben der Standardimplementierung des         Medizinische Bluetooth-Implementierun-
   Der Bluetooth-Protokollstack besteht         Bluetooth-Protokolls bietet sich auch die        gen stellen im Vergleich zu Anwendungen
in seiner Standardimplementierung aus           Embedded-zwei-Prozessor-Lösung an. Bei           aus der Unterhaltungselektronik beson-
einem oberen und einem unteren Teil. Auf        dieser Lösung werden wie in der Standard-        ders hohe Anforderungen an Reichweite,
der unteren Protokollebene werden Anfra-        implementierung ebenfalls ein Bluetooth-         Stromverbrauch und Datenrate. Aus die-
gen eines möglichen Verbindungsteilneh-         Modul und ein Host-Controller für die Da-        sem Grund wurde BlueSENSE entwickelt,
mers beantwortet, die keines Eingreifens        tenübertragung benötigt. Der Unterschied         ein für die Medizintechnik optimiertes
durch das Applikationsprogramm bedür-           ist jedoch, dass sowohl untere als auch obe-     Bluetooth-Modul. Dieses Modul lässt sich

Abb. 2: Standard-zwei-Prozessor-Lösung          Abb. 3: BlueSENSE-Modul: (a) Ansicht von oben, (b) Ansicht von unten

KARDIOTECHNIK 4/2007                                                                                                                        106
wegen der universellen Auslegung in fast       aufgenommen wurde. Neben den Einstell-           genden Patienten eine sichere Übertragung
alle medizinischen Messgeräte integrieren      möglichkeiten über Kontaktpins von Blue-         erlaubt (s. Abb. 4 b).
und bildet die Grundlage für die Bluetooth-    SENSE besteht die Möglichkeit, Konfigu-             Die Stromaufnahme von BlueSENSE
Übertragung der im Folgenden beschrie-         rations- und Kommunikationsbefehle an            mit und ohne Hindernis bei maximal mög-
benen drahtlosen Sensoren.                     das Modul zu schicken. Über diese Befehle        licher Datenrate ist in Abb. 5 dargestellt. Es
   Ein mit BlueSENSE (Abb. 3) ausgerüs-        lassen sich Verbindungen zu anderen Blue-        ist deutlich zu erkennen, dass der Durch-
teter Sensor kann sich in einem Bluetooth-     tooth-Geräten aufbauen und Daten mit ih-         schnittswert mit der Entfernung und dem
Netz als Master oder Slave anmelden und        nen austauschen.                                 Vorhandensein eines Hindernisses von
seine Daten an einen Monitor oder PC/Lap-         Da als Host-Controller ein Mikrocontrol-      40 mA bis auf 60 mA ansteigt.
top übertragen. BlueSENSE besitzt zwei         ler zum Einsatz kommt, der im Stromspar-            Eine weitere Verbesserung der Strom-
Schnittstellen, einen gewöhnlichen UART        modus einige Mikroampere benötigt, ver-          aufnahme ergibt sich, wenn der Sniff-Mo-
sowie acht 12-Bit-A/D-Wandler. Hier-           braucht BlueSENSE im Stand-by-Betrieb            dus bei einer Datenübertragung aktiviert
durch lassen sich einerseits Daten eines be-   nur 200 µA (Master ohne Verbindung).             wird. Mit einem Sniff-Modus von 1,1 s
stehenden Messgerätes wie auch Signale         Wird der IDLE-Modus aktiviert, der ein           benötigt BlueSENSE nur noch 7 mA bei
eines Analogverstärkers versenden. Über-       Auffinden des Moduls noch möglich                3,3 V [4]. Anzumerken ist, dass selbst im
tragen werden diese beiden Schnittstellen      macht, so steigt der Verbrauch auf 1,4 mA        Sniff-Modus noch die Übertragung eines
durch zwei voneinander unabhängige seri-       bei 3,3 V im Mittel. Im internationalen Ver-     1-Kanal EKGs mit 500 Hz Abtastrate und
elle Profile.                                  gleich stellt dies die niedrigsten derzeit er-   einer Auflösung von 2 Byte möglich ist.
   Um Messgeräte mit unterschiedlicher         reichbaren Werte dar.
UART-Geschwindigkeit anbinden zu kön-             Die maximal erzielbare Datenrate von          ZULASSUNG VON MEDIZIN-
nen, lässt sich die Datenrate über externe     BlueSENSE ist in Abb. 4 a dargestellt.           PRODUKTEN MIT BLUETOOTH-
Pins konfigurieren. Darüber kann eine der      BlueSENSE erreicht mit einem Class-2-            SCHNITTSTELLE
drei Übertragungsraten zwischen 9,6 KBit/s,    Bluetooth-Modul bei direktem Sichtkon-           Der Zulassungsprozess von Medizinpro-
38,4 KBit/s und 115,2 KBit/s ausgewählt        takt eine Reichweite von 30 m. Es ist deut-      dukten mit Bluetooth-Schnittstelle be-
werden. Über eine vierte Beschaltungs-         lich zu sehen, dass die maximale Datenrate       steht aus mehreren Teilen. Zuallererst
möglichkeit der Pins ist der Zugriff auf ei-   von 115,2 KBit/s mit der Entfernung ab-          müssen für die Inverkehrbringung – wie
nen programmierten Wert möglich. Des           nimmt. Dabei sind stabile 115 KBit/s bis         bei allen Medizinprodukten – die Anfor-
Weiteren sind zur Flusskontrolle CTS- und      22 m Reichweite möglich, anschließend            derungen der Medical Devices Directive
RTS-Funktionen implementiert. Ein Car-         geht die Übertragungsrate deutlich zu-           (MDD) eingehalten werden. Ein wich-
rier-Detect-Signal (CD) zeigt an, wann ei-     rück. Messungen haben gezeigt, dass Blue-        tiger Bestandteil ist dabei die Prüfung der
ne Verbindung zu einem Bluetooth-Master        SENSE auch bei einem auf dem Sender lie-         Produktnormen sowie der grundlegenden

   a                                                                     b

Abb. 4: (a) Datenrate von BlueSENSE ohne Hindernis, (b) Datenrate von BlueSENSE mit darauf liegendem Patienten

   a                                                                     b

Abb. 5: (a) Stromaufnahme von BlueSENSE ohne Hindernis, (b) Stromaufnahme von BlueSENSE mit darauf liegendem Patienten

107                                                                                                            KARDIOTECHNIK 4/2007
Anforderungen an Medizinprodukte, ins-          nutzbar ist. Auch aus Strahlenschutzsicht       Kanälen eingesetzt werden kann. Konzi-
besondere der elektromagnetischen Ver-          sieht die FDA aufgrund der äußerst ge-          piert wurde BT 12 für den Einsatz in Syste-
träglichkeit (EN 60601-1-1). Bei der EMV-       ringen Sendeleistungen keine gesundheit-        men mit Online-Monitoring. In Variante 1
Prüfung müssen Anforderungen an die             lichen Bedenken.                                wird ein 3-Kanal-EKG nach Einthoven
Störfestigkeit wie auch die Störaussen-            Besonders hervorzuheben sind auch be-        über eine 4-Elektroden-Anordnung abge-
dung, also die Emission von elektroma-          reits vorliegende praktische Erfahrungsbe-      leitet. Durch Software-Konfiguration über
gnetischer Strahlung, eingehalten werden.       richte aus der Klinik, die über einen fehler-   den Monitor kann das 3-Kanal-EKG auf
Neben EMV- und Produktnormen müssen             freien Einsatz berichten [5].                   ein 6-Kanal-EKG erweitert werden. Bei
Qualitätsrichtlinien erfüllt werden, die in                                                     Variante 2 handelt es sich um ein 12-Kanal-
einer Fehlermöglichkeiten-Einflussanaly-        BEISPIELE                                       EKG mit 3 Ableitungen nach Einthoven,
se (FMEA) und einem Risikomanagement-           Die beschriebene technische Entwick-            3 nach Goldberger und 6 nach Wilson. Ne-
prozess nach EN 14971 zusammengefasst           lung der letzten Jahre sowie die Akzeptanz      ben der einfachen Übertragung der EKG-
werden. Durch die FMEA werden in einer          durch die FDA hat dazu geführt, dass es be-     Kanäle werden auf dem Mobilteil der QRS-
vorausschauenden Analyse mögliche Feh-          reits eine Reihe von zugelassenen medizi-       Komplex und damit die Herzrate bestimmt,
lerquellen in der Konstruktion, Planung         nischen Geräten gibt, die Bluetooth zur Da-     die Elektrodenkontaktqualität gemessen
und Produktion erfasst und deren Auswir-        tenübertragung nutzen. Hierzu zählen:           sowie eine Schrittmachererkennung ausge-
kungen auf Produkte, Dienstleistungen und       Fernsteuerungen                                 führt. Zudem wurde als Schutz gegen Defi-
den Fertigungsprozess durch Umsetzung           – EKG-Geräte                                    brillatorimpulse ein Defibrillatorschutz in-
präventiver Schritte verhindert. Die Risi-      – Pulsoximeter                                  tegriert.
koanalyse dient der Herleitung der Wahr-        – Blutdruckmessgeräte                              Während einer Langzeitüberwachung
scheinlichkeit, dass ein Schadensfall ein-      – Peak-Flow-Meter                               werden die Messdaten in Echtzeit zu einem
tritt. Bei einem Restrisiko bewertet sie das    – Blutzuckermessgeräte                          Hostsystem übertragen (z. B. PC, PDA
Ausmaß des Schadens. Der Risikoanalyse          – Intensivmonitore                              oder proprietärer Monitor, alternativ Wei-
wird bei der Entwicklung von Medizinpro-        – und vieles mehr                               terleitung über ein Handy an eine Zentrale).
dukten ein hoher Stellenwert zugeordnet.           In allen Fällen wurde das beschriebene       Wird während einer Online-Übertragung
Werden Risiken erkannt, so muss bereits im      BlueSENSE-Modul als Basis der Integra-          die Verbindung durch äußere Umstände
Rahmen der Entwicklung etwas zur Mini-          tion verwendet. Dies bietet den Vorteil, dass   unterbrochen, so werden die Daten im in-
mierung des Restrisikos getan werden. Die       alle zulassungsrelevanten Unterlagen über-      ternen Speicher zwischengespeichert. An-
Funkschnittstelle muss daher bei FMEA           nommen werden können, was den Integra-          schließend wird für 5 Minuten versucht, die
und Risikoanalyse besonders betrachtet          tionsaufwand minimiert. Einige Beispiele        Online-Übertragung wieder aufzunehmen
werden. Es müssen Sicherheitsmechanis-          sollen die Möglichkeiten verdeutlichen:         und die zwischengespeicherten Messdaten
men eingebaut werden, die das Abbrechen                                                         mit dem Empfangssystem zu synchronisie-
einer Funkverbindung erkennen und eine          Das Bluetooth-basierte EKG-Gerät BT 12          ren. So lässt sich ein lückenloses Monito-
fehlerfreie Übertragung sicherstellen.          BT 12 ist das Mobilteil eines Bluetooth-        ring auch dann gewährleisten, wenn der Pa-
   Da ein Medizinprodukt mit Bluetooth-         EKG-Gerätes (siehe Abb. 6), das für die         tient den Empfangsbereich versehentlich
Schnittstelle auch eine Telekommunikati-        drahtlose Messung von 3, 6 oder 12 EKG-         verlässt.
onseinrichtung ist, muss darüber hinaus die
entsprechende R&TTE-Richtlinie 1999/5/                                                          CorBELT – Bluetooth-Event-Recorder
EG (Radio & Telecom Terminal Equip-                                                             zur Überwachung von Risikopatienten
ment) eingehalten werden. Diese Richtli-                                                        Der Bluetooth-Event-Recorder CorBELT
nie regelt die EMV-Anforderungen an das                                                         (Abb. 7) ist ein System zur kontinuierlichen
Funkmodul und prüft dabei auch die Ein-                                                         Überwachung von kardiologischen Hoch-
haltung der erlaubten Sendeleistung.                                                            risikopatienten in ihrer gewohnten häus-
   Neben MDD und R&TTE-Directive un-                                                            lichen Umgebung. Um bei kritischen Herz-
terliegen Produkte mit Bluetooth dem soge-                                                      zuständen schnell Hilfe holen zu können,
nannten Bluetooth Qualification Program.                                                        trägt der Patient einen nur 120 g schweren
Für ein Endgerät bedeutet dies, dass in In-                                                     Brustgurt, der kontinuierlich das abgeleite-
teroperabilitätstests die korrekte Imple-                                                       te EKG analysiert. Detektiert der Brustgurt
mentierung der Bluetooth-Profile geprüft                                                        ein lebensgefährliches Ereignis, so wird
wird. Diese erfolgen in funktionalen Tests                                                      automatisch eine Bluetooth-Verbindung zu
gegen andere Bluetooth-Geräte. Zusätzlich                                                       einer Basisstation aufgebaut. Diese Basis-
muss das entwickelte Gerät nachweisen,                                                          station gibt einen opto-akustischen Alarm
dass dessen Bluetooth-Protokollstack mit                                                        ab, um Angehörige oder Pflegekräfte vor
Referenzsystemen, den so genannten Blue                                                         Ort herbeizuholen. Hierdurch wird eine
Units, fehlerfrei kommuniziert [8].                                                             schnelle Hilfeleistung gewährleistet, die
   Ein Blick auf die Website der FDA zeigt,                                                     Leben retten kann.
dass diese Technologie mittlerweile auch                                                           Zusätzlich zur Alarmierung der Ange-
durch die FDA akzeptiert wurde. Im Jah-                                                         hörigen und Pflegekräfte wird über die Ba-
resbericht 2004 wird festgehalten, dass                                                         sisstation eine Telefonverbindung zu einer
Bluetooth „reif und zuverlässig ist“, so dass                                                   elektronischen Patientenakte aufgebaut.
es für medizinische Zwecke grundsätzlich        Abb. 6: BT 12                                   Diese empfängt von der Basisstation das

KARDIOTECHNIK 4/2007                                                                                                                    108
sowie die Artefaktempfindlichkeiten re-
                                                                                               duziert werden. Ferner lässt sich durch die
                                                                                               neuen Ansätze eine telemetrische Über-
                                                                                               wachung von Personen in ihrer häuslichen
                                                                                               Umgebung realisieren, die davor nicht
                                                                                               möglich gewesen wäre. Die beschriebenen
                                                                                               Behinderungen und Einschränkungen ge-
Abb. 7: CorBELT – Bluetooth-Brustgurt für kardiologische Risikopatienten
                                                                                               hören damit der Vergangenheit an. Für Arzt
                                                                                               und betreuendes Personal ergibt sich in den
EKG von 30 s vor und 30 s nach dem er-          Vorgehen bei Disease-Management-Pro-           Bereichen Sport-, Schlaf-, Notfall-, Inten-
kannten Ereignis. Außerdem werden die           grammen lassen sich bereits frühzeitig Ver-    sivmedizin und Heimüberwachung eine
von der elektronischen Akte empfangenen         schlechterungen im Krankheitsbild erken-       Erleichterung der medizinischen Routi-
EKG-Daten an ein Call-Center oder eine          nen. Dadurch sucht der Patient rechtzeitig     ne. Aus rechtlicher, sicherheitstechnischer
Rettungsleitstelle übermittelt. Die ausführ-    einen Arzt auf, bevor sich die Krankheit       und praktischer Sicht steht damit der Ver-
liche Analyse der Daten wird dort durch         weiter verschlimmert, was eine unnötige        breitung der Bluetooth-Technologie auch
qualifiziertes Personal vorgenommen.            Hospitalisierung vermeidet und damit die       im Krankenhaus und sogar im OP oder auf
Wurde beispielsweise ein Herzkammer-            Versorgungskosten senkt.                       der Intensivstation nichts mehr im Wege.
flimmern erkannt, so erfolgt die sofortige                                                     Vorhandene Komponenten wie das Blue-
Alarmierung eines Notarztes.                    Blutdruckmessgerät 705 IT mit                  SENSE-Modul erlauben auch kostengüns-
   Gegenüber bestehenden Systemen über-         Bluetooth                                      tige Entwicklungen.
nimmt CorBELT auch die Alarmierung bei          Ein analoges Beispiel einer erfolgreichen
kritischen Herzzuständen. Dies gibt Hoch-       Integration des BlueSENSE-Moduls bie-
risikopatienten eine erhöhte Sicherheit         tet das bekannte Blutdruckmessgerät            LITERATUR
beim Umgang mit ihrer Erkrankung im täg-        705 IT der Firma OMRON (Abb. 9). Auch          [1] Bluetooth SIG, Specification of Bluetooth
                                                                                               System: Core, Version 1.1, 2001
lichen Leben [8].                               hier wird das Gerät mittels Bluetooth in       [2] Bluetooth SIG, Specification of Bluetooth
                                                Disease-Management-Netzwerke mittels           System: Profiles, Version 1.1, 2001
Peak-Flow-Meter AM1 mit Bluetooth               eines Handys eingebunden. Dank der Ver-        [3] Moor C, Schwaibold M, Roth H, Schöchlin
Das hier vorgestellte Peak-Flow-Meter           wendung existierender Komponenten war          J, Bolz A: Entwicklung drahtloser Sensoren
                                                                                               auf Basis von Bluetooth. Biomedizinische
AM1 (Abb. 8) wurde in Kooperation mit           der Integrationsaufwand gering, was zu ei-     Technik 2002; 47-1: 325–327
der Firma Viasys entwickelt. Es baut nach       ner schnelleren Amortisierung führt.           [4] BluesenseAT, Datenblatt, v 1.0, Cor-
einer Messung eine Verbindung als Blue                                                         science GmbH & Co. KG, 2004
tooth-Master zu einem Mobiltelefon auf                                                         [5] Pals H, Gönne M, Matz H, Gehring H: Un-
                                                                                               tersuchung zur Störanfälligkeit von Bluetooth
                                                                                               im perioperativen Bereich. Biomedizinische
                                                                                               Technik 2004; 49-1: 238–239
                                                                                               [6] Bray J, Sturman CF: Bluetooth: Connect
                                                                                               Without Cables. Prentice-Hall, Upper Saddle
                                                                                               River, New Jersey, USA 2000
                                                                                               [7] Simon K, Willimowski I, Hölscher U: An-
                                                                                               wendung von Bluetooth in der Medizintechnik.
                                                                                               MT Medizintechnik, TÜV-Verlag GmbH,
                                                                                               2004; 1: 26–33
                                                                                               [8] Braecklein M, Moor C, Tchoudovski I,
                                                                                               Bolz A: Erprobung eines automatischen Sys-
                                                                                               tems zur kontinuierlichen häuslichen Überwa-
                                                                                               chung von kardiologischen Risikopatienten.
                                                Abb. 9: Blutdruckmessgerät mit Bluetooth-      Biomedizinische Technik 2004; 49-1: 234–235
                                                Schnittstelle

Abb. 8: Peak-Flow-Meter mit Bluetooth-
                                                ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK
Schnittstelle                                   Die hier vorgestellten Sensoren stellen den
                                                aktuellen Entwicklungsstand von draht-
und versendet mittels GSM-Technologie           losen, Bluetooth-fähigen medizinischen
eine SMS an den Empfangsserver. Übertra-        Messgeräten dar. Bei allen Systemen han-
gen werden dabei der Peak-Flow, der FEV1        delt es sich um zugelassene Medizinpro-
sowie die Medikamenteneinnahme und die          dukte, so dass die in den letzten Jahren ge-
aufgetretenen Symptome (Husten, Aus-            leistete Forschungsarbeit als abgeschlossen
wurf …) des aktuellen Tages. Diese Daten        betrachtet werden kann. Aktuell lassen sich
werden anschließend beim Betreiber des          damit Systeme zum Online-Monitoring,
Disease-Management-Programms automa-            zur Überwachung von Herz-Risikopati-
tisch ausgewertet. Über- oder unterschrei-      enten und zur Verbesserung von Disease-         Dr.-Ing. Claudius Moor
ten die Messwerte die gesetzten Grenzen,        Management-Programmen aufbauen. Alle            Corscience GmbH & Co. KG,
so wird die überwachte Person kontaktiert       vorgestellten Sensorsysteme haben gemein-       Henkestr. 91
                                                                                                91052 Erlangen
und gegebenenfalls in die Klinik oder zum       sam, dass Behinderungen des Patienten           E-Mail: moor@corscience.de
Hausarzt gebeten. Durch das geschilderte        und des behandelnden Personals minimiert

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