NL2015582B1 - Meetapparaat en werkwijze voor het meten van fysiologische gegevens van een zoogdier. - Google Patents

Abstract

De uitvinding betreft een meetapparaat voor het meten van fysiologische gegevens van een zoogdier. Het meetapparaat omvat een door het zoogdier te dragen meeteenheid (10) met een aan weerszijden van een huiddeel 5 (H) van het zoogdier op te stellen eerste en tweede module (12,14). De eerste module omvat een lichtbron (122) voor het opwekken van licht (L) en de tweede module omvat een sensoreenheid (142) omvat voor het meten van een intensiteit van een via dat huiddeel ontvangen fractie (Lm) van het licht (L) en voor het afgeven van een meetsignaal (SL) dat indicatief is voor de gemeten waarde van de intensiteit. Het meetapparaat is voorzien van synchronisatiemiddelen voor het synchroon met de tweede module pulsgewijs activeren van de lichtbron, waarbij het meetsignaal indicatief is voor de waarde van de tijdens het pulsgewijs activeren gemeten intensiteit. De synchronisatiemiddelen omvatten een energie-zendeenheid (126;144) die deel uitmaakt van een van de eerste en de tweede module en een detector (148;124) die deel uitmaakt van de andere van de eerste en de tweede module, waarbij in een bedrijfstoestand de energie-zendeenheid (126;144) pulsgewijs een electromagnetisch veld opwekt, en de detector dit veld ontvangt en hieruit een voedingsspanning opwekt voor gebruik in die andere module..

Description

Meetapparaat en werkwijze voor het meten van fysiologische gegevens van een zoogdier

INLEIDING

De hartslag van een zoogdier kan worden gemeten door bepaling van lichtabsorptie bij passage door de huid. Daarbij wordt bijvoorbeeld aan een zijde van de huid licht met een bekende intensiteit opgewekt, en wordt aan de tegenoverliggende zijde gemeten hoe groot de fractie is die van dit licht door de huid wordt doorgelaten. De gemeten fractie is onder meer afhankelijk van de mate waarin licht onderweg in de huid wordt geabsorbeerd door het bloed in de aderen en haarvaten daarin. Dit is op zijn beurt onder meer afhankelijk van de diameter van de aderen en haarvaten. Deze varieert periodiek met de frequentie van de hartslag. Daarmee varieert ook de gemeten intensiteit met die zelfde frequentie. Deze overeenkomstige frequentie van de intensiteitsvariaties vervolgens worden geregistreerd en opgeslagen of verstuurd voor verdere bewerking.

Ook voor het meten van de hartslag bij dieren in een veestapel is dit op zich een aantrekkelijke methode. Gebleken is echter dat in dit geval doorgaans de mate van absorptie vrij hoog is, onder meer door de aanwezigheid van lichaamsbeharing. Dit kan weliswaar worden ondervangen door een sterkere lichtbron te gebruiken, maar dit vergt een hoger elektrisch vermogen. Dit is geen groot bezwaar als een netvoeding voorhanden is. Maar als alleen een batterijvoeding beschikbaar is, zoals bij een door het dier te dragen meetapparaat gaat het gebruik van een sterkere lichtbron ten koste van de gebruiksduur van het meetapparaat. Toepassing van een meer gevoelige sensor is vaak niet zinvol omdat deze ook meer gevoelig is voor in het ontvangen licht door andere oorzaken aanwezige fluctuaties, waardoor de signaal/ruis verhouding ongunstig blijft.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

Het is een doel van de uitvinding een door het dier te dragen meetapparaat met een relatief lange gebruiksduur te verschaffen voor het meten van fysiologische gegevens, zoals de hartslag van het dier.

Het is een verder doel van de uitvinding een meetmethode te verschaffen voor het gedurende een relatief lange duur meten van fysiologische gegevens, zoals de hartslag van het dier.

Ter verwezenlijking van het eerstgenoemde doel voorziet de uitvinding in een meetapparaat voor het meten van fysiologische gegevens van een zoogdier voor het bepalen van tenminste één toestandsparameter van het dier. Het meetapparaat omvat een door het zoogdier te dragen meeteenheid met een onderling aan weerszijden tegenover een huiddeel van het zoogdier op te stellen eerste module en tweede module. De eerste module omvat een lichtbron voor het opwekken van licht. De tweede module omvat een sensoreenheid voor het meten van een intensiteit van een via dat huiddeel ontvangen fractie van het licht en het afgeven van een meetsignaal dat indicatief is voor de gemeten waarde van de intensiteit. Het meetapparaat volgens de uitvinding is ingericht voor het pulsgewijs activeren van de lichtbron, waarbij het meetsignaal indicatief is voor de waarde van de tijdens het pulsgewijs activeren gemeten intensiteit. Het meetapparaat is voorts voorzien van synchronisatiemiddelen voor het synchroon activeren van de lichtbron en de tweede module waarbij de synchronisatiemiddelen een energie-zendeenheid omvatten die deel uitmaakt van een van de eerste en de tweede module en een detector omvatten die deel uitmaakt van de andere van de eerste en de tweede module, waarbij in een bedrijfstoestand de energie-zendeenheid pulsgewijs een electromagnetisch veld opwekt, en de detector dit veld ontvangt en hieruit een voedingsspanning opwekt voor gebruik in die andere module.

Ter verwezenlijking van het als tweede genoemde doel voorziet de uitvinding in een meetmethode voor het meten van fysiologische gegevens van een zoogdier voor het bepalen van tenminste één toestandsparameter van het dier. Deze meetmethode omvat het pulsgewijs opwekken van licht aan een zijde van een huiddeel van het zoogdier en het aan een tegenoverliggende zijde van dat huiddeel meten van een intensiteit van een via dat huiddeel ontvangen fractie van het opgewekte licht, waarbij het pulsgewijs opwekken van het licht en het aan de tegenoverliggende zijde van dat huiddeel meten van de via het huiddeel ontvangen fractie van het opgewekte licht synchroon plaatsvindt door pulsgewijs opwekken van een electromagnetisch veld, ontvangen van het electromagnetische veld en opwekken van een voedingsspanning uit het ontvangen electromagnetische veld.

De tenminste één te bepalen toestandsparameter is bijvoorbeeld een hartslag van het dier of een bloeddruk van het dier. Ook kan de te bepalen toestandsparameter een bloedwaarde zijn, d.w.z. een indicatie voor een concentratie van een of meer bestanddelen in het bloed. Ook kan een combinatie van toestandsparameters worden vastgesteld met het meetapparaat en/of de meetmethode.

Doordat bij het meetapparaat en de meetmethode volgens de huidige uitvinding het voor de meting gebruikte licht pulsgewijs wordt opgewekt, kan de intensiteit van het opgewekte licht worden verhoogd zonder daarmee ook het elektrische energieverbruik te laten toenemen. De verhoging van de gebruikte intensiteit hoeft daardoor niet gepaard te gaan met een afname van de gebruiksduur.

De pulsduur van het opgewekte licht kan bijvoorbeeld 50% bedragen van de pulsperiode, de tijdsduur tussen twee opeenliggende pulsen, zodat een twee keer zo sterke lichtbron kan worden gebruikt zonder dat dit tot een afname van de gebruiksduur leidt. Desgewenst kan de pulsduur nog aanzienlijk korter worden ingesteld in verhouding tot de pulsperiode, bijvoorbeeld korter dan een 0.1 maal de pulsperiode, 0.01 maal de pulsperiode of korter dan 0.001 maal de pulsperiode. Daarbij hoeft de intensiteit van de lichtbron niet omgekeerd evenredig hoger gekozen te worden voor het betrouwbaar kunnen verrichten van de meting. De pulsduur kan bijvoorbeeld worden ingesteld als 0.0001 maal de duur van de pulsperiode, terwijl een lichtbron wordt gebruikt die 100 maal sterker is. Daarmee wordt tevens een verlenging van de gebruiksduur bereikt met een factor 100. De keuze van de pulsperiode kan afhangen van de aard van het te meten fysiologische gegeven. Indien de hartslag een te bepalen toestandsparameter van het dier is, of een van de te bepalen toestandsparameters is, is het gewenst een pulsperiode te kiezen die minimaal twee keer korter is dan de periode van de verwachte langzaamste hartslag. De pulsperiode kan dan bijvoorbeeld een tijdsduur hebben in de ordegrootte van 2Hz en hoger.

De pulsduur kan bijvoorbeeld gekozen worden in de orde grootte van 1 tot 100 microseconden.

Een reductie van het verbruik van elektrische energie is bewerkstelligd, doordat de sensoreenheid synchroon is geactiveerd met de lichtbron van de eerste module. Synchroon activeren maakt een kortere pulsduur mogelijk, waarmee het energieverbruik wordt teruggedrongen.

De synchronisatiemiddelen omvatten een energie-zendeenheid voor het opwekken van een elektromagnetisch veld en een detector voor het detecteren van het elektromagnetische veld en het daaruit opwekken van een voedingsspanning. Een van de eerste en de tweede module is daarbij voorzien van de energie-zendeenheid en een stuureenheid voor het pulsgewijs activeren van de energie-zendeenheid en andere onderdelen van die module. De andere module is daarbij voorzien van de detector voor het voeden van die andere module met de geleverde voedingsspanning. De door de detector opgevangen energie activeert de module waarin deze is opgenomen juist op het moment waarop de stuureenheid ook de onderdelen van de andere module activeert, zodat een betrouwbare synchronisatie van beide modules is gerealiseerd. Een extra voordeel daarbij is dat de module met de detector geen batterij o.i.d. nodig heeft.

In een uitvoeringsvorm maakt de energie-zendeenheid deel uit van de tweede module en maakt de detector deel uit van de eerste module waarbij de lichtbron wordt bedreven met de opgewekte voedingsspanning. Verwacht wordt dat de eerste module met de lichtbron een relatief lage energie behoefte heeft in vergelijking tot die van de tweede module met de sensor. Terwijl de lichtbron slechts kort geactiveerd hoeft te worden voor de meting, kan het zijn dat de tweede module gedurende een daaropvolgend tijdinterval nog elektrische energie nodig heeft om de meetgegevens te verwerken. In deze uitvoeringsvorm, waarin de detector deel uitmaakt van de eerste module, hoeft daarom minder energie overgedragen te worden tussen de modules. Bij eenzelfde rendement van de draadloze energieoverdracht zullen de verliezen bij de energieoverdracht in deze uitvoeringsvorm geringer zijn dan die bij een uitvoeringsvorm waarbij de detector deel uitmaakt van de tweede module met deze sensor.

In het bijzonder als de tweede module met de sensoreenheid reeds is voorzien van een processor voor het verwerken van de meetgegevens, is het gunstig dat ook de energie-zendeenheid deel uitmaakt van deze module, zodat ook energie-zendeenheid met deze zelfde processor kan worden aangestuurd zonder dat eerst het daarvoor benodigde stuursignaal moet worden overgedragen naar de andere module.

Daarnaast is het gunstig als eventuele uitvoermiddelen voor het uitvoeren van de gegevens of de daaruit verkregen resultaten opgenomen zijn in de tweede module met de sensor. De uitvoermiddelen kunnen dan de gegevens of de resultaten rechtstreeks met een signaalgeleider ontvangen van de sensor of de processor.

In een typische uitvoeringsvorm zijn de uitvoermiddelen een RFID modulator die kan samenwerken met RFID zender in een RFID transmissiesysteem. Daarbij wekt de RFID zender gebruikt een ondervraagveld op, waarbij de RFID modulator informatie, overdraagt door het ondervraagveld te moduleren volgens een patroon dat correspondeert met de over te dragen informatie, zoals de identiteit van de meeteenheid en/of meetgegevens en of daaruit door verwerking verkregen resultaten. De RFID modulator kan tevens energie opnemen uit het door de RFID zender opgewekte ondervraagveld. De RFID modulator kan daarmee in zijn eigen energiebehoefte voorzien, maar kan bijvoorbeeld ook een elektrisch opslagmedium, zoals een oplaadbare batterij of een condensator laden waaruit de meeteenheid kan worden gevoed. Ook voor deze uitvoeringsvorm is het gunstig als de energie-zendeenheid deel uit van de tweede module en de detector deel uit van de eerste module, zodat het niet nodig is eerst energie over te dragen van de RFID modulator in de tweede module naar een in de eerste module opgenomen opslagmedium en vervolgens nogmaals energie over te dragen van dat opslagmedium in de eerste module naar de componenten van de tweede module.

Uiteraard zijn ook andere mogelijkheden beschikbaar voor het voorzien van de modulen met elektrische energie, bijvoorbeeld een vaste batterij in een of meer van de beide delen. Anderszins kunnen een of meer oplaadbare batterij worden toegepast die bijvoorbeeld met een zonnecel worden geladen, of met een microgenerator die elektriciteit opwekt uit door het zoogdier veroorzaakte bewegingen van de meeteenheid.

Het meetapparaat en de methode volgens de uitvinding zijn ook geschikt voor het meten van andere toestandsparameters, zoals de bloedwaarden, dwz de concentratie van specifieke bestanddelen in het bloed, zoals verschillende soorten bloedlichamen, hormonen, zouten, bv calciumzouten e.d. De waarden van deze concentraties kunnen indicatief zijn voor de gezondheidstoestand van het dier. Een verhoging van de concentratie witte bloedlichaampjes kan bijvoorbeeld duiden op een ontsteking. Bij een te laag ijzergehalte heeft het dier bloedarmoede. Bij een verandering van deze concentraties verandert ook de absorptie van licht in het bloed en de daarmee gemeten intensiteit. Door laatstgenoemde te meten is het mogelijk de gezondheidstoestand van het dier in de gaten te houden, en het dier zo nodig preventief of curatief te behandelen. Behoudens extreme situaties zullen deze verandering plaatsvinden op een tijdschaal die relatief lang is in vergelijking met de periode van de hartslag. De concentratiemetingen kunnen dan ook worden uitgevoerd met een pulsperiode die aanzienlijk langer is dan die voor het meten van de hartslag noodzakelijk is. Als het meetapparaat en/of de meetmethode volgens de uitvinding uitsluitend wordt aangewend voor het meten van bloedwaarden kan bijvoorbeeld worden volstaan met een pulsperiode van 1 maal per dag. Afhankelijk van de omstandigheden kan een langere of kortere pulsperiode worden ingesteld. Als er een epidemie heerst en/of het betreffende dier heeft een zwakke gezondheid kan bijvoorbeeld gekozen worden voor een kortere pulsperiode, bijvoorbeeld een pulsperiode van een uur, of in acute situaties een nog kortere pulsperiode van bijvoorbeeld een kwartier of minder, bijvoorbeeld een minuut. Als het dier in goede gezondheid verkeert en er is geen dreiging van een epidemie zou ook een periode langer dan een dag, bijvoorbeeld een periode van een week kunnen worden ingesteld.

KORTE OMSCHRIJVING VAN DE FIGUREN

Deze en andere aspecten van de uitvinding zijn nader toegelicht aan de hand van de tekeningen. Daarin toont: FIG. 1 schematisch een systeem voor het meten van fysiologische gegevens van een zoogdier Z, FIG. 2 een praktische uitvoering van een meeteenheid, deel uitmakende van een uitvoeringsvorm van het systeem van FIG. 1, FIG. 3 schematisch componenten van de meeteenheid van FIG. 2, FIG. 3A toont een uitvoeringsvorm van een onderdeel van een der componenten in meer detail, FIG. 4 een eerste component van de meeteenheid in meer detail, FIG. 5 een alternatieve uitvoering van de eerste component van de meeteenheid in meer detail, FIG. 6 een andere alternatieve uitvoering van de eerste component van de meeteenheid in meer detail, FIG. 7 schematisch componenten van een alternatieve uitvoeringsvorm van de meeteenheid van FIG. 2, FIG. 8 onderdelen van FIG. 7 in meer detail, FIG. 9a, 9b, 9c illustreert een meetmethode volgens de uitvinding.

GEDETAILLEERDE FIGUURBESCHRIJVING

In de volgende figuren hebben overeenkomstige onderdelen eenzelfde verwijzingscijfer. FIG. 1 toont schematisch een systeem voor het meten van fysiologische gegevens van een zoogdier Z voor het bepalen van tenminste één toestandsparameter van het zoogdier Z. Het systeem omvat een door het zoogdier Z te dragen meeteenheid 10, 10a, 10b. Zoals getoond in FIG. 1, kan het systeem verder een ontvangeenheid 20 omvatten voor het ontvangen en eventueel verwerken van door de meeteenheid 10, 10a, 10b verzamelde gegevens. Anderszins kan een ontvangeenheid afwezig zijn, en kan de meeteenheid 10, 10a, 10b bijvoorbeeld zijn voorzien van middelen voor het uitlezen van gegevens, bijvoorbeeld een display of een aansluiting voor een signaalconnector. De meeteenheid 10, 10a, 10b kan bijvoorbeeld voorts zijn voorzien van gegevensverwerkingsmiddelen hebben voor het verwerken van de meetgegevens en gegevensopslagmiddelen voor het opslaan van de meetgegevens of van door bewerking daaruit verkregen resultaten. Gegevensopslagmiddelen kunnen ook zijn voorzien voor opslaan van instructies voor besturing van de meeteenheid.

In FIG. 1 geeft verwijzing 10 schematisch een eerste uitvoering weer waarin de meeteenheid een eerste module 12 en tweede module 14 heeft die aan weerszijden van een huiddeel H (Zie FIG. 3) van het zoogdier Z zijn opgesteld. Alternatieven zijn bijvoorbeeld een enkelvoudige meeteenheid 10a die op de huid is aangebracht, en een enkelvoudige meeteenheid 10b die onder de huid is aangebracht.

Een praktische uitvoering van de meeteenheid 10, is getoond in FIG. 2. In deze uitvoeringsvorm, zijn de eerste module 12 en tweede module 14 geschikt om aan onderling tegenoverliggende zijden van een oorschelp van het zoogdier te worden aangebracht. In de uitvoering van FIG. 2, worden de twee modulen 12, 14 in elkaar geschoten ter bevestiging.

Zoals verder schematisch getoond in FIG. 3 heeft de eerste module 12 een lichtbron 122 voor het opwekken van licht L een energie-zendeenheid 126 en een stuureenheid 125 voor het pulsgewijze activeren van de lichtbron 122 en de energie-zendeenheid 126.

De tweede module 14 is voorzien van een sensoreenheid 142 en een detector 148. De stuureenheid 125, de energie-zendeenheid 126 en de detector 148 vormen gezamenlijk synchronisatiemiddelen voor het synchroon met de lichtbron 122 pulsgewijs activeren van de sensor eenheid 142. In de eerste module 12 is een batterij of andere energiebron (niet getoond) opgenomen die de elektrische energie levert voor de lichtbron 122, de stuureenheid 125 en de energie-zendeenheid 126. De lichtbron 122 wordt geactiveerd met stuursignaal Cl. Bij activatie met stuursignaal C2 door de stuureenheid 125 wekt de energie-zendeenheid 126 een elektromagnetisch veld E op. De in de tweede module 14 opgenomen detector 148 ontvangt dit elektromagnetische veld en wekt daaruit een voedingsspanning, en tevens stuursignaal C3 op waarmee de sensoreenheid 142 wordt bedreven. In de getoonde uitvoeringsvorm worden de sensoreenheid 142 en de lichtbron 122, met behulp van de energie-zendeenheid 126 en de detector 148 synchroon geactiveerd. In andere woorden de tijdstippen waarop de sensoreenheid 142 en de lichtbron 122 worden geactiveerd zijn onderling gecorreleerd. Daardoor kan ook met een relatief korte pulsduur betrouwbaar worden gemeten. Bovendien kunnen de lichtbron 122 en de sensoreenheid 142 vanuit een gemeenschappelijke energiebron worden gevoed. De activatietijdstippen kunnen samenvallen, maar anderszins kan een van de activatietijdstippen een met een tevoren bepaald tijdsinterval ten opzichte van het andere activatietijdstip zijn verschoven. Het kan bijvoorbeeld zijn dat de sensoreenheid 142 een opstarttijd heeft tussen het moment van het ontvangen van een activatiesignaal C3 van de detector 148 en het moment waarop deze daadwerkelijk operationeel wordt. Ook kan het zijn dat de sensoreenheid 142 na het detecteren van de lichtpuls Lm nog enige tijd nodig heeft voor verwerking, opslag of versturen van informatie. Hiermee kan rekening worden gehouden in een uitvoeringsvorm, waarin de stuureenheid 125 het stuursignaal C2 activeert in een tijdsinterval dat begint voor het tijdsinterval van activeren van het stuursignaal Cl en dat eindigt na afloop van het tijdsinterval van activeren van het stuursignaal Cl. Een andere oplossing zou zijn dat de lichtbron 122 steeds wordt geactiveerd gedurende een tijdsinterval dat lang genoeg is om de sensoreenheid goed te laten functioneren. Dit heeft het voordeel dat de aansturing eenvoudiger is. Het energieverbruik door de lichtbron 122 is dan echter hoger.

In de getoonde uitvoeringsvorm is de lichtbron 122 een infrarode LED of OLED, maar desgewenst kan een LED worden toegepast voor opwekken van licht in een ander deel van het lichtspectrum, bijvoorbeeld in het zichtbare bereik, of in het ultraviolette bereik. Ook is het denkbaar een ander type lichtbron te gebruiken. Een LED of OLED is echter het meest geschikt voor dit doel daar dit type lichtbron gemakkelijk kan worden bedreven bij relatief lage spanningen en met een korte pulsduur.

De tweede module 14 heeft een sensoreenheid 142 voor het meten van een intensiteit van een via dat huiddeel, bijvoorbeeld de oorschelp) ontvangen fractie Lm van het opgewekte licht L.

De gemeten intensiteit is onder meer afhankelijk van de mate waarin licht onderweg van de lichtbron 122 naar de sensoreenheid 142 wordt geabsorbeerd door het bloed in de aderen en haarvaten in dat huiddeel H. Dit is op zijn beurt onder meer afhankelijk van de diameter van de aderen en haarvaten. Deze varieert periodiek met de frequentie van de hartslag. Daarmee varieert ook de gemeten intensiteit met die zelfde frequentie. Bovendien, kan afhankelijk van de golflengte van het licht de absorptie in meer of mindere mate afhankelijk zijn van de concentratie van bestanddelen in het bloed. De sensoreenheid kan daarmee de frequentie van de hartslag als toestandsparameter van het zoogdier bepalen uit de gemeten intensiteitsvariaties. FIG. 4 toont een uitvoeringsvorm van de sensoreenheid 142. In die uitvoeringsvorm is de sensoreenheid 142 uitgerust met een sensor 1421, bijvoorbeeld een fotodiode, een frequentiedetector 1422 en een zender 1423. In bedrijf genereert de sensor 1421 een signaal Sl, dat indicatief is voor een intensiteit van licht van de lichtbron 122 dat door de sensor 1421 via het huiddeel H wordt ontvangen steeds als de lichtbron 122 pulsgewijs wordt geactiveerd. De frequentiedetector 1422 ontvangt een reeks van deze signalen en geneert een uitgangssignaal Sf dat indicatief is voor de frequentie waarmee een omhullende van de reeks is gemoduleerd. De zender 1423 verstuurt dit signaal naar een ontvanger (b.v. element 20 in FIG. 1). In een uitvoeringsvorm is de sensoreenheid 142 voorts uitgerust met een gegevensopslageenheid, bv een Flashmemory of ander type geheugen. Dit maakt het mogelijk de vastgestelde hartslag gegevens op te slaan en batchgewijs te versturen. Doordat er dan minder overhead is kan het gemiddelde gebruik van elektrische energie kleiner zijn dan het geval is in een uitvoeringsvorm waarbij die gegevens individueel worden verstuurd. In een andere uitvoeringsvorm is een zender 1423 afwezig en kunnen de gegevens op andere wijze uitgelezen worden bijvoorbeeld met een USB-verbinding of een andere verbinding uitgelezen worden uit de gegevensopslageenheid. FIG. 5 toont een andere uitvoeringsvorm van de sensoreenheid 142. In deze uitvoeringsvorm heeft de sensoreenheid 142 in plaats van de frequentiedetector 1422 een signaalfilter 1424 dat dat uit de reeks meetsignalen Sl een normsignaal Sg afleidt. Dit normsignaal is indicatief voor een waarde van de reeks meetsignalen die is genormeerd voor daarin aanwezige modulaties.

In de getoonde uitvoeringsvorm berekent het signaalfilter 1424 een gemiddelde waarde van de door de reeks meetsignalen aangegeven meetwaarden, waarbij het normsignaal Sg indicatief is voor de gemiddelde waarde.

Door de gemiddelde waarde te bepalen van een veelvoud van absorptiemetingen is de invloed van de hartslag op de meetresultaten gedecimeerd. Met bijvoorbeeld 100 metingen die voldoende uniform zijn verdeeld met betrekking tot de fase van de hartslag is de verwachte afwijking in het eindresultaat tengevolge van de variaties in de bloedvatwijdte met een factor 10 gedecimeerd. Het meetapparaat is daarmee geschikt voor het uit het meetsignaal Sl bepalen van een bloedwaarde als de toestandsparameter, of als één van de toestandsparameters van het zoogdier. FIG. 6 toont weer een andere uitvoeringsvorm. In deze uitvoeringsvorm heeft de sensoreenheid zowel een frequentiedetector 1422 als een signaalfilter 1424. De frequentiedetector 1422 geeft bovendien in een tevoren bepaalde fase een trigger signaal Trigg af. Dit trigger signaal activeert het signaalfilter 1424 om in die vooraf bepaalde fase een meetsignaal Sl te selecteren voor bepaling van het normsignaal Sg.

Bijvoorbeeld kan het trigger signaal het signaalfilter 1424 een meetsignaal laten selecteren op een moment waarop de bloeddrukwaarde inligt tussen de minimale en de maximale waarde. Anderszins kan het triggersignaal het signaalfilter 1424 meetsignalen laten selecteren op een aantal tijdstippen in de hartslag cyclus, waarbij het signaalfilter een gemiddelde waarde berekent van de door de meetsignalen op die momenten aangegeven meetwaarden. Het meetapparaat is daarmee zowel geschikt voor het uit het meetsignaal Sl bepalen van een bloedwaarde alsook voor het uit het meetsignaal Sl bepalen van een hartslag als de toestandsparameter of als één van de toestandsparameters van het zoogdier. FIG. 7 toont schematisch componenten van een alternatieve uitvoeringsvorm van de meeteenheid van FIG. 2. In deze uitvoeringsvorm is de meeteenheid 10 voorzien van synchronisatiemiddelen voor het synchroon met de lichtbron 122 pulsgewijs activeren van de tweede module 14. In de getoonde uitvoeringsvorm omvatten de synchronisatiemiddelen een energie-zendeenheid 144 die deel uitmaakt van de tweede module 14 en een detector 124 die deel uitmaakt van de eerste module 12. De tweede module 14 is voorzien van een stuureenheid 145 die tegelijkertijd de energie-zendeenheid 144 en de sensoreenheid 142 activeert.

Ook is in de tweede module 14 een batterij (niet getoond) opgenomen die de elektrische energie levert voor de sensoreenheid 142, de stuureenheid 145 en de energie-zendeenheid 145. Bij activa tie door de stuureenheid 145 wekt de energie- zendeenheid 144 een elektromagnetisch veld E op. De in de eerste module 12 opgenomen detector 124 ontvangt dit elektromagnetische veld en wekt daaruit een voedingsspanning op waarmee de lichtbron 122 wordt bedreven. In de getoonde uitvoeringsvorm worden de sensoreenheid 142 en de lichtbron 122, met behulp van de energie-zendeenheid 144 en de detector 124 simultaan geactiveerd. Daardoor kan ook met een relatief korte pulsduur betrouwbaar worden gemeten. Bovendien is een aparte voeding voor de lichtbron 122 en voor de sensoreenheid overbodig. In een andere uitvoeringsvorm kan de energie-zendeenheid en de stuureenheid zijn opgenomen in de eerste module en de detector in de tweede module, zoals besproken bij figuur 3. . De uitvoeringsvorm van FIG. 7 is echter gunstiger omdat er naar verwachting gemiddeld minder energie hoeft te worden overgedragen van de tweede naar de eerste module dan in die andere uitvoeringsvorm zou moeten worden overgedragen van de eerste naar de tweede module. Daarmee zijn ook energieverliezen waarmee een draadloze overdracht vaak gepaard gaat kleiner.

De stuureenheid 145 kan bijvoorbeeld een programmeerbare microprocessor zijn, een configureerbare processor die voor dit doel is geconfigureerd, speciaal voor dit doel ontworpen hardware (ASIC) of een combinatie van genoemde mogelijkheden. De stuureenheid 145 kan daarnaast worden ingezet voor verwerking van de door de sensor 142 geleverde meetgegevens. De stuureenheid 145 kan dan zijn geïntegreerd in de sensoreenheid 142. Zoals in bijvoorbeeld in FIG. 4-6 getoond kan de sensoreenheid 142 in een variant de meetgegevens of de daaruit verkregen resultaten actief verzenden naar een ontvangeenheid 20 (Zie FIG. 1).

In een andere variant kunnen de gegevens en/of daaruit verkregen resultaten door opvraging worden uitgelezen, bijvoorbeeld met een RFID zender (niet getoond). In dat geval genereert de RFID zender een ondervraagveld dat wordt gedetecteerd en gemoduleerd door een in de tweede module opgenomen RFID detector die overeenkomstig de op te vragen gegevens of resultaten het ondervraagveld moduleert. De RFID zender detecteert deze modulaties en reconstrueert daaruit de op te vragen gegevens of resultaten. De RFID detector kan ook zijn ingericht om energie aan het ondervraagveld te onttrekken, om daarmee de meeteenheid 10, of onderdelen daarvan te voeden. In beide varianten kunnen ook ontvangmodule in de meeteenheid 10, 10a, 10b zijn opgenomen, bijvoorbeeld om software voor de stuureenheid 145 aan de meeteenheid 10, 10a, 10b over te dragen of om instellingen van de meeteenheid 10, 10a, 10b aan te passen. FIG. 8 toont een praktische uitwerking van de uitvoeringsvorm van FIG. 7. Daarbij vormt in de tweede module 14, de serieschakeling met condensator Ci, spoel Li, en weerstand Ri een eerste gedempte resonantiekring die door wisselspanningsbron Vi wordt aangestuurd. De wisselspanningsbron Vi wordt door de stuureenheid 145 pulsgewijs geactiveerd. Een spoel L2 van de eerste module 12 is inductief gekoppeld met spoel Li in de tweede module 14, voor het ontvangen van het door de spoel Li opgewekte elektromagnetische veld E.

Daarbij vormt de serieschakeling van weerstand R2, spoel L2 en condensator C2 een tweede resonantiekring met een overeenkomstige resonantiefrequentie als die van de eerste resonantiekring. Met behulp van een detectorcircuit gevormd door diode Di, condensator C2, spoel L3 en condensator C3 wordt hieruit een voedingsspanning Vl opgewekt voor het voeden van de lichtbron 122, hier uitgevoerd als een (O)LED. Het zal duidelijk zijn dat ook andere praktische uitwerkingen mogelijk zijn. Bijvoorbeeld kan worden voorzien in een capacitieve in plaats van een inductieve koppeling tussen de modules 12, 14. Ook kunnen andere, voor de vakman bekende detectorcircuits worden toegepast. Het is voorts denkbaar in plaats van de LED een andere lichtbron, zoals een gloeilamp of een ontladingslamp te gebruiken. Een LED heeft echter de voorkeur gezien zijn relatief hoge efficiëntie en relatief lage voedingsspanning. FIG. 9a,b,c tonen schematisch een meetmethode voor het meten van fysiologische gegevens van een zoogdier.

De meetmethode omvat het pulsgewijs opwekken van licht met een bekende intensiteit L aan een zijde van een huiddeel H van het zoogdier. Dit is getoond in FIG. 9a. In deze uitvoeringsvorm hebben de pulsen een pulsduur d en een pulsperiode D. De verhouding pulsduur/pulsperiode d/D kan in de praktijk verschillen van de door de tekening gesuggereerde verhouding. In een uitvoeringsvorm is de pulsperiode bijvoorbeeld in de orde van 0.01 tot 0.5 seconde en is de pulsduur bijvoorbeeld in de orde van 1 microseconde tot 100 microseconden. FIG. 9b toont schematisch de doorlaatbaarheid van de huid voor het bij de meetmethode gebruikte licht. De doorlaatbaarheid varieert in de tijd als gevolg van de variatie van de bloeddruk in het ritme van de hartslag, die afhankelijk van de toestand van het dier 60 tot 180 slagen per minuut kan bedragen.

Aan een tweede, tegenoverliggende zijde van het huiddeel wordt een intensiteit gemeten van een via dat huiddeel ontvangen fractie (Lm) van het pulsgewijs opgewekte licht, zoals getoond in FIG. 9c. Daarbij wordt een meetsignaal Sl afgegeven dat indicatief is voor de waarde van de tijdens het pulsgewijs activeren gemeten intensiteit. FIG. 9c toont behalve de waargenomen pulsgewijs variërende intensiteit, zoals aangegeven door signaal Sl, ook een omhullende Sl’ . Dit signaal is indicatief voor de lichtdoorlaatbaarheid van het huiddeel, en varieert met het ritme van de hartslag.

Met behulp van een frequentiedetector, bijv. detector 1422 als getoond in FIG. 4 of FIG. 6 wordt de frequentie van de hartslag als toestandsparameter van het zoogdier uit de omhullende Sl’ vastgesteld.

In een uitvoeringsvorm wordt uit de reeks meetsignalen Sl een normsignaal Sg afgeleid dat indicatief is voor een waarde van de reeks meetsignalen die is genormeerd voor daarin aanwezige modulaties.

Het normsignaal Sg kan indicatief zijn voor de bloeddruk van het zoogdier. Daarmee kan de bloeddruk als toestandsparameter van het zoogdier worden bepaald. Naarmate de bloeddruk hoger is neemt de wijdte van bloedvaten in het huiddeel toe en neemt de lichtdoorlaatbaarheid af. Met bijvoorbeeld een nulmeting kan worden vastgesteld welke waarde het normsignaal heeft bij een bepaalde bloeddruk van het zoogdier, zodat daarna aan de hand van het normsignaal kan worden vastgesteld of de momentane waarde van de bloeddruk onder of boven die bepaalde waarde ligt. Ook kan met een reeks metingen de samenhang tussen de bloeddruk en het meetsignaal worden vastgesteld, bijvoorbeeld door te registreren hoe het meetsignaal varieert als gevolg van de bloeddrukvariaties tijdens een hartslagcyclus.

De lichtdoorlaatbaarheid is tevens afhankelijk van de samenstelling van het bloed. Daarmee kan de bloeddruk als toestandsparameter van het zoogdier worden bepaald. In een uitvoeringsvorm, zie bijvoorbeeld FIG. 3A kan de lichtbron 122 van de eerste module 12 zijn voorzien van verschillende lichtbronelementen 122i, 1222, 122n voor opwekken van licht in onderling verschillende golflengte banden, die elkaar al dan niet overlappen. Daarbij kan de sensoreenheid 142 van de tweede module 14 zijn voorzien van verschillende sensorelementen om vast te stellen in welke mate licht in elk van die golfengtebanden door het huiddeel wordt doorgelaten. Anderszins is het mogelijk met een enkel sensorelement te volstaan, mits de lichtbronelementen in bedrijf afzonderlijk van elkaar geactiveerd worden. Bijvoorbeeld kunnen de lichtbron elementen na elkaar in onderling niet overlappende tijdsintervallen worden geactiveerd zodat een veelvoud van ontvangstsignalen worden verkregen (bijvoorbeeld één per lichtbron). Bij activering van ieder lichtbronelement kan dan met het enkele sensorelement worden vastgesteld in welke mate licht afkomstig van dat lichtbronelement door het huiddeel wordt doorgelaten.

Doordat de lichtbronnen van elkaar verschillende frequentie spectra hebben kan op basis van de diverse ontvangstsignalen per lichtbron, in combinatie meer informatie of meer nauwkeurige informatie over het dier worden verkregen dan met een enkel ontvangstsignaal. Ook is het denkbaar dat de tijdsintervallen zo worden gekozen dat ze elkaar gedeeltelijk overlappen. In dat geval kan de hoeveelheid doorgelaten licht zowel worden vastgesteld voor de lichtbron elementen afzonderlijk als voor een combinatie van lichtbron elementen. Het zelfs denkbaar de lichtbron elementen zowel afzonderlijk als in elke mogelijke combinatie te activeren, en de hoeveelheid doorgelaten licht te meten. In weer een andere uitvoeringsvorm is voorzien van een lichtbron met een enkel lichtbronelement en een veelvoud aan sensorelementen die gevoelig zijn voor onderling verschillende golflengtebanden binnen het spectrum van het door het enkele lichtbronelement opgewekte licht.

In dit document wordt het onbepaald lidwoord "een" gebruikt in de zin van “één of meer”, zoals gebruikelijk is in octrooidocumenten. De bewoording “omvat” is niet exclusief gebruikt. M.a.w. als in dit document is gesteld dat een eerste element een tweede element omvat kan het eerste element naast het tweede element ook andere elementen omvatten. Voorts wordt in dit document de term "of in niet exclusieve zin gebruikt. Dat wil zeggen, "A of B" omvat "A maar niet B", "B, maar niet A" en "A en B", tenzij anders is aangegeven.

Claims (26)

1. Meetapparaat voor het meten van fysiologische gegevens van een zoogdier voor het bepalen van tenminste één toestandsparameter van het dier, omvattende een door het zoogdier (Z) te dragen meeteenheid (10) met een tegenover een huiddeel (H) van het zoogdier op te stellen eerste en tweede module (12,14), welke eerste module een lichtbron (122) omvat voor het opwekken van licht (L) en welke tweede module een sensoreenheid (142) omvat voor het meten van een intensiteit van een via dat huiddeel ontvangen fractie (Lm) van het licht (L) en het afgeven van een meetsignaal (Sl) dat indicatief is voor de gemeten waarde van de intensiteit waarbij de eerste module (12) en tweede module (14) zijn ingericht om onderling aan weerszijden van het huiddeel (H) te worden opgesteld, met het kenmerk dat het meetapparaat is ingericht voor het pulsgewijs activeren van de lichtbron, waarbij het meetsignaal indicatief is voor de waarde van de tijdens het pulsgewijs activeren gemeten intensiteit., waarbij het meetapparaat voorts is voorzien van synchronisatiemiddelen voor het synchroon activeren van de lichtbron en de tweede module (14) waarbij de synchronisatiemiddelen een energie-zendeenheid (126;144) omvatten die deel uitmaakt van een van de eerste en de tweede module en een detector (148;124) omvatten die deel uitmaakt van de andere van de eerste en de tweede module, waarbij in een bedrijfstoestand de energie-zendeenheid (126;144) pulsgewijs een electromagnetisch veld opwekt, en de detector dit veld ontvangt en hieruit een voedingsspanning opwekt voor gebruik in die andere module.

2. Meetapparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de synchronisatie middelen (125) de lichtbron (122) en de energie-zendeenheid (126) pulsgewijs activeert waarbij de detector (148) pulsgewijs de sensormiddelen (142) activeert in reactie op de energie die is ontvangen van de energie-zendeenheid (126) of dat de synchronisatiemiddelen (145) de sensormiddelen (142) en de energie-zendeenheid (144) pulsgewijs activeert waarbij de detector (124) de lichtbron (122) pulsgewijs activeert in reactie op de energie die is ontvangen van de energie-zendeenheid (144).

3. Meetapparaat volgens conclusie 2, met het kenmerk dat de energie-zendeenheid (144) deel uitmaakt van de tweede module (14) en dat de detector deel uitmaakt van de eerste module (12) om daarmee de lichtbron pulsgewijs te activeren.

4. Meetapparaat volgens een der voorgaande conclusies, gekenmerkt doordat dit is ingericht voor een herhaald pulsgewijs activeren met een pulsperiode die langer dan de pulsduur, waarbij de sensoreenheid (142) een reeks meetsignalen (Sl) afgeeft die indicatief zijn voor de tijdens iedere activering gemeten intensiteit.

5. Meetapparaat volgens conclusie 4, waarbij de tweede module (14) voorts een frequentiedetector (1422) omvat voor het meten van een frequentie van een omhullende van de reeks meetsignalen (Sl) en voor het afgeven van een frequentie signaal (Sf) dat indicatief is voor de gemeten frequentie.

6. Meetapparaat volgens conclusie 4 of 5, waarbij de tweede module (14) voorts een signaalfilter (1424) omvat dat uit de reeks meetsignalen (Sl) een normsignaal (Sg) afleidt, welk normsignaal indicatief is voor een waarde van de reeks meetsignalen die is genormeerd voor daarin aanwezige modulaties.

7. Meetapparaat volgens conclusie 6, waarbij het signaalfilter (1424) uit de reeks meetsignalen een gemiddelde waarde bepaalt als het normsignaal (Sg).

8. Meetapparaat volgens conclusie 5 en 6, waarbij de frequentiedetector (1422) is ingericht voor het in een vooraf bepaalde fase van de omhullende afgeven van een triggersignaal (Trigg), welk triggersignaal het signaalfilter (1424) in die vooraf bepaalde fase activeert een meetsignaal (Sl) te selecteren voor bepaling van het normsignaal (Sg).

9. Meetapparaat volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat dit is ingericht voor het uit het meetsignaal (Sl) bepalen van de tenminste ene toestand parameter waarbij de tenminste ene toestandparameter tenminste een hartslag van het zoogdier omvat.

10. Meetapparaat volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat dit is ingericht voor het uit het meetsignaal (Sl) bepalen van de tenminste ene toestand parameter waarbij de tenminste ene toestand parameter tenminste een bloedwaarde van het zoogdier omvat.

11. Meetapparaat volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de lichtbron (122) van de eerste module (12) is voorzien van verschillende lichtbronelementen (122i, 1222, ..., 122n) voor opwekken van licht in onderling verschillende golflengte banden.

12. Meetapparaat volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat dit is ingericht om de verschillende lichtbronelementen (122i, 1222, ..., 122n) van de lichtbron (122) op onderling verschillende tijdstippen te activeren zodat achtereenvolgens een veelvoud van ontvangstsignalen worden verkregen die bij voorkeur in combinatie worden verwerkt voor het bepalen van de tenminste ene toestand parameter van het dier.

13. Meetapparaat volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de lichtbron (122) een of meer (O)LEDs omvat.

14. Meetmethode voor het meten van fysiologische gegevens van een zoogdier voor het bepalen van tenminste één toestand parameter van het dier, omvattende: het opwekken van licht (L) tegenover een huiddeel van het zoogdier, het aan een tegenoverliggende zijde van dat huiddeel meten van een intensiteit van een via dat huiddeel ontvangen fractie (Lm) van het opgewekte licht, het afgeven van een meetsignaal (Sl) dat indicatief is voor de gemeten waarde van de intensiteit, met het kenmerk, dat het licht pulsgewijs wordt opgewekt waarbij het meetsignaal indicatief is voor de waarde van de tijdens het pulsgewijs activeren gemeten intensiteit, waarbij het pulsgewijs opwekken van het licht en de tegenoverliggend zijde van dat huiddeel meten van de via het huiddeel ontvangen fractie (Lm) van het opgewekte licht synchroon plaatsvindt door pulsgewijs opwekken van een electromagnetisch veld, ontvangen van het electromagnetische veld en opwekken van een voedingsspanning uit het ontvangen electromagnetische veld.

15. Meetmethode volgens conclusie 14, dat de voedingsspanning wordt gebruikt voor het opwekken van het licht of het meten van de intensiteit..

16. Meetmethode volgens een der conclusies 14-15, gekenmerkt door een herhaald pulsgewijs activeren met een pulsperiode die langer dan de pulsduur, waarbij een reeks meetsignalen (Sl) wordt afgeven die indicatief zijn voor de tijdens iedere activering gemeten intensiteit.

17. Meetmethode volgens conclusie 16, voorts omvattende het meten van een frequentie van een omhullende van de reeks meetsignalen (Sl) en het afgeven van een frequentie signaal (Sf) dat indicatief is voor de gemeten frequentie.

18. Meetmethode volgens conclusie 16 of 17, voorts omvattende het uit de reeks meetsignalen (Sl) afleiden van een normsignaal (Sg), welk normsignaal indicatief is voor een waarde van de reeks meetsignalen die is genormeerd voor daarin aanwezige modulaties.

19. Meetmethode volgens conclusie 18, omvattende het berekenen van een gemiddelde waarde van door de reeks meetsignalen aangegeven meetwaarden, waarbij het normsignaal (Sg) indicatief is voor de gemiddelde waarde.

20. Meetmethode volgens conclusie 16 en 17, omvattende het in een vooraf bepaalde fase van de omhullende afgeven van een triggersignaal (Trigg), met welk triggersignaal een meetsignaal (Sl) uit de reeks meetsignalen wordt geselecteerd voor bepaling van het normsignaal (Sg).

21. Meetmethode volgens conclusie 18, het meetsignaal deel uitmaakt van een verzameling meetsignalen, waarbij respectieve meetsignalen in de verzameling meetsignalen indicatief zijn voor respectieve waarden van een gemeten intensiteit in onderling verschillende golflengte banden van het opgewekte licht.

22. Meetmethode volgens een der conclusies 14-21, gekenmerkt door het uit het meetsignaal (Sl) bepalen van de tenminste ene toestandsparameter waarbij de tenminste ene toestand parameter tenminste een hartslag van het zoogdier omvat.

23. Meetmethode volgens een der conclusies 14-22, gekenmerkt door het uit het meetsignaal (Sl) bepalen van de tenminste ene toestand parameter waarbij de tenminste ene toestand parameter tenminste een bloedwaarde van het zoogdier omvat.

24. Meetmethode volgens een der conclusies 14-23, gekenmerkt doordat het opwekken van licht omvat het opwekken van licht in onderling verschillende golflengte banden op onderling verschillende tijdstippen zodat achtereenvolgens een veelvoud van ontvangstsignalen worden verkregen.

25. Werkwijze volgens conclusie 24, met het kenmerk, dat de achtereenvolgens verkregen ontvangstsignalen in combinatie kunnen worden verwerkt voor het bepalen van de tenminste ene toestand parameter van het dier.

26. Meetmethode volgens een der conclusies 14-25, met het kenmerk dat het opwekken van licht plaatsvindt met ten minste een (O)LED.