[发明专利]在动作模块和捕获模块之间实时通信的身体状况依赖性刺激

说明书

本发明涉及一种用于身体状况依赖性刺激的系统，该系统借助于功能模块例如用于刺激组织的动作模块(2，D/A模块)和用于导出/测量生物数据或生物信号的捕获模块(3，A/D模块)，其特征在于，该两个模块经由满足硬实时要求或至少准实时要求的通信链路(5)进行通信。通信链路(5)优选地包括与两个模块连接的实时能力总线，尤其是EtherCAT总线。

技术领域

本发明涉及一种在动作模块和捕获模块之间实时通信的用于身体状况依赖性刺激的系统。在该系统中，刺激生物组织，同时捕获生物来源的信号。这种方法和组件的用途主要但非排他地涉及其中生物信号用于身体状况依赖性刺激的所有医学领域。

现有技术

存在着如WO 2017099603(A1)中所述的医学治疗方法，其使用局灶性神经调制技术，对于其需要确定脑皮质上适合更好地治疗心理或神经问题的正确位置。这种治疗可以通过经颅磁刺激(TMS)同时测量心跳来实现。当可以识别心率降低形式的系统性变化(心率变异性的变化)时，就认为找到了位置。心率显示为对重复TMS的重复脉冲序列的即时响应。

为了检测这种刺激-响应模式，需要立即测量以正确关联对刺激的响应，并从而能够得出关于刺激位置的医学上合适位置的正确结论。

然而，该说明书并未公开如何在技术上实现即时响应和/或快速反馈。

通常，用于动作(通过TMS的刺激)和捕获(ECG的测量)的模块借助于商购总线系统彼此连接。然而，这不能保证即时通信，并且而且不能保证实时通信。

在不同的情况下，存在着如期刊“Elektronikpraxis”第8期，2019年4月16日，第19页中描述的以太网发射器，其形成保护装置，例如借助于电流隔离。

基于用于身体状况依赖性刺激的已知系统，本发明的目的是提供允许以相对可靠和安全的方式执行身体状况依赖性刺激的系统。

本发明的该目的通过根据权利要求1的系统实现。优选实施方式在从属权利要求中解释。

生物数据是通过测量生物参数生成的数据。生物信号也是生物数据，尤其是提供关于组织或器官状况的有价值信息的各种连续时间或离散时间测量的数据流。在这种情况下，这样的数据或信号提供关于生物体内器官功能的信息(例如ECG、EEG、EMG、EOG、ERG、PPT、呼吸、MCG、MEG、BP、SpO2)，其支持测量先前(或准同时)刺激对身体的作用。除了足够的信号处理、特征提取和对人体的有针对性的影响外，身体状况依赖性刺激(测量后)质量的先决条件包括无伪影和无干扰刺激，由于系统的捕获模块和动作模块之间通信的实时要求(即时性)，这由根据本发明的系统保证。

取决于治疗要求，生物信号来源于身体上的位置。例如，这可以在头部(EEG)以及身体(例如EMG、ECG、BP、SpO2)上完成。

在典型的治疗期间，生物信号在医疗干预之前、期间和/或之后由相同类型但也可由不同类型的传感器连续记录。这里的时间间隔范围可以从立即(即微秒至毫秒内)到数分钟或数小时内。

通过放大信号并将它们准备用于数字信号处理，例如，可以获得与治疗干预相关的无伪影信号和信息。这里的参数包括，例如，脑电图(EEG)中电流带性能、振幅、频率和/或相位的变化、EEG中的个体α频率、连续血压(缩写为BP或BD)的收缩间期、EMG的有效值、光电体积描记图信号的模式、血液中的氧饱和度(SpO2)和其他参数，参数可以是其组合。

用于捕获/测量生物数据、生物信号或生物来源信号的传感器优选位于捕获模块(也称为捕获单元)内。在本发明的有利设计中，这样的模块(在本文中也称为功能模块)可以被设计为具有用于连接到实时总线、尤其是EtherCAT总线的接口。为此，功能模块具有接口部分，其包括到外部可连接装置或到集成在功能模块内的装置或到设备的下游块的接口。此外，这样的功能模块具有连接和控制部分。优选地，该连接和控制部分具有作为功能模块的控制单元的微控制器和设计用于连接到装置的实时总线的接触部分。