DD140201A1 - METHOD FOR MEASURING SYSTOLIC TIME INTERVALS - Google Patents

Description

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Verfahren zur Messung systolischer ZeitintervalleMethod for measuring systolic time intervals

Anwendungsgebiet der, ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung systolischer Zeitintervalle zur Beurteilung der Herz-Kreislauffunktion.The invention relates to a method for measuring systolic time intervals for the assessment of cardiovascular function.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Die systolischen Zeitintervalle (STl) stehen in Beziehung zum mechanischen Ablauf der Herzaktion und sind damit für die diagnostische Bewertung der Herztätigkeit eine wertvolle Ergänzung zum Elektrokardiogramm (EKG), das nur elektrische Vorgänge, die in Verbindung'zur Herztätigkeit stehen, wiedergibt. Es ist bekannt, daß die systolischen Zeitintervalle'von der Atemtätigkeit beeinflußt werden, indem der -venöse Zufluß zum Herzen von dem durch die Atmung im Brustkorb und Bauchraum hervorgerufenen Druckänderungen beeinflußt wird. Bei der Einatmung entsteht im Brustkorb ein Unterdruck und im Bauchraum ein Überdruck, was zum Anstieg des venösen Rückflusses'führt. Bei der Ausatmung ist es umgekehrt. Als Folge ist das endinspiratorische Schlagvolumen höher als das Endexspiratorisehe. Außerdem erfolgt eine Beeinflussung der Pressorrezeptoren der Aorta durch die mit den Atembeweg-ungen verbundenen int'rathorakalen Druckänderungen. Charac risti k t he most th technical solutions The systolic time intervals (STI) are related to the mechanical end of the cardiac action and are therefore for the diagnostic evaluation of the cardiac activity is a valuable addition to the electrocardiogram (ECG), the only electrical operations that in Verbindung'zur Heart activity, reflects. It is known that the systolic time intervals are affected by the respiratory activity by affecting the -venous inflow to the heart from the pressure changes caused by respiration in the thorax and abdomen. Inhalation creates a negative pressure in the ribcage and an overpressure in the abdomen, leading to an increase in venous return. When exhaling it is the other way around. As a result, the end-inspiratory stroke volume is higher than the end-expiratory stroke. In addition, the aorta pressor receptors are influenced by the intorathoracic pressure changes associated with respiratory movements.

Ein bekanntes Verfahren besteht darin, die 'systolischen Zeitintervalle, wegen dieser Abhängigkeit generell endexspiratorisch zu messen. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die Mitarbeit des Patienten" erforderlich ist:, was zu einer Störung· der im allgemeinen geforderten physischen und psychischen-Euhesituation führt. Andererseits ist es nicht möglich, während und nach körperlicher Belastung bei angehaltener Atmung zu messen. Außerdem ist schwer zu übersehen, in welchem.Maße, und in wel-One known method is to measure the systolic time intervals generally end-expiratory because of this dependency. This method has the disadvantage of requiring the cooperation of the patient, which leads to a disturbance of the generally required physical and mental state of rest. On the other hand, it is not possible to measure during and after physical exertion with the breathing stopped is hard to miss, in what size, and in what

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auch. Mittelwerte von beispielsweise jeweils 10 Herzschlägen gebildet werden. .also. Mean values of, for example, 10 heartbeats each are formed. ,

Zur besseren Bewertung ist es auch vorteilhaft, die zu den verschiedenen Phasen der Atemt-ätigkeit gehörenden STI oder deren Mittelwerte miteinander zu vergleichen und nur die Differenz, die Summe oder den Quotienten zu bev/erten.For a better evaluation, it is also advantageous to compare the STIs belonging to the different phases of the breath activity or their mean values with one another and to treat only the difference, the sum or the quotient.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, die zu den verschiedenen Phasen der Atemtätigkeit gehörenden Einzel- oder Mittelwerte oder die daraus abgeleiteten Indizes zu speichern (Schreib- Lesespeicher), damit sie für weitere Eechenoperationen zur Verfugung stehen oder daß deren zeitlicher Trend jederzeit abgefragt v/erden kann. Diese zusätzlichen Eechenoperationen können z.B. darin bestehen, die Regressionsdaten für die Abhängigkeit von Einzelwerten der STI von der jeweils vorausgehenden Pulsperiodendauer zu berechnen und diese vorzugsweise digital auszugeben, beispielsweise auch bei gleichzeitiger Berechnung.und Ausgabe des Korrelationskoeffizienten und/oder anderer .statistischer Bewertungskriterien.A further advantageous embodiment of the invention consists in storing the individual or mean values belonging to the various phases of the respiratory activity or the indices derived therefrom (read-write memory) so that they are available for further operation or that their temporal trend is interrogated at any time / can ground. These additional operations may be e.g. consist of calculating the regression data for the dependence of individual values of the STI on the respective preceding pulse period duration and preferably output them digitally, for example also with simultaneous calculation and output of the correlation coefficient and / or other statistical evaluation criteria.

Ausführungsbeispiel Example of execution

Im folgenaen wird die Erfindung anhand der zugehörigen Zeichnung beschrieben. Die zugehörige Zeichnung zeigt den Signa!verlauf.In the following the invention will be described with reference to the accompanying drawings. The accompanying drawing shows the signature.

Mittels eines bekannten Atemwandlers werden die Aternphasen nachgev/iesen. Der Atemwandler kann aus einer Thermistorsonde bestehen., die der Atmungsströmung beispielsweise vor der Nase des Patienten ausgesetzt, ist. Die Thermistorsonde kann aber auch über einen pneumatischen Abnehmer (Luftkissen), der am Thorax des Patienten befestigt ist, über einen Verbindungsschlauch Luftströmungen ausgesetzt werden. Die Kühlung des Thermistorsensors beim Einatmen und die Erwärmung beim Ausatmen führt zu unterschiedlichen Signalspannungen und zur exakten Erkennung des Umschlages der-Atmungsphasen. Eine elektronische Schaltung dient der Signalaufbereitung in bekannter Weise« Zur digitalen Erfassung und Verarbeitung der STI dient ein geeignetes Meßsystem, welches aus an sich bekannten Baugruppen zur Aufbereitung der Signalkriterien für die Zeitintervallmessung, zur digitalen Auswertung, Speiche-By means of a known respiratory transducer, the phases of the Atern are followed. The respiratory transducer may consist of a thermistor probe exposed to the respiratory flow, for example, in front of the patient's nose. The thermistor probe can also be exposed via a pneumatic pickup (air cushion), which is attached to the thorax of the patient, via a connecting tube air currents. The cooling of the thermistor sensor during inhalation and the heating during exhalation leads to different signal voltages and to the exact detection of the envelope of respiratory phases. An electronic circuit is used for signal processing in a known manner. "For the digital acquisition and processing of the STI, a suitable measuring system is used, which consists of components known per se for processing the signal criteria for time interval measurement, for digital evaluation, memory

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eher Form der Patient der Aufforderung nachkommt, die Atmung endexspiratorisch anzuhalten.rather form the patient complies with the request to stop breathing end-expiratory.

Zur Beseitigung dieser schwer zu übersehenden Störfaktoren ist es auch bekannt, die STI während der unbeeinflußten Atemtätigkeit zu messen und den Mittelwert der STI und der PuIsperiodendauer während dieser Zeit zu bestimmen.In order to eliminate these disturbing factors which are difficult to ignore, it is also known to measure the STI during the unimpaired respiratory activity and to determine the mean value of the STI and the pulse duration during this time.

Dieses Verfahren ist mit dem Mangel behaftet, daß auf die Information verzichtet v/erden muß, die durch den'Einfluß der Atemtätigkeit auf die STI gegeben ist.This method suffers from the defect that it is necessary to dispense with the information given by the influence of the respiratory activity on the STI.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist das -Ziel der Erfindung, die Mängel am Stand der. Technik zu beseitigen und den Einfluß der Atemtätigkeit auf die systolischen. Zeitintervalle ohne Mitarbeit des Patienten exakt zu. berücksichtigen. . . "It is the goal of the invention that lacks the state of the art. Technique to eliminate and influence of the respiratory activity on the systolic. Time intervals without cooperation of the patient exactly to. account. , , "

Wesen der Erfindung · Essence of the invention

Der Erfindung -liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur. Messung der.systolischen Zeitintervalle zu schaffen, bei welchem die Messung und Auswertung "der STI- exakt reproduzierbaren Phasen der At.emtätigkeit zugeordnet wird.The invention is the object of a method for. Measurement of the.systolic time intervals, in which the measurement and evaluation is assigned to the STI-exactly reproducible phases of the At.emtätigkeit.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch Messung der Atemphase mittels.eines Sensors dadurch gelöst, daß in Verbindung mit der Atemphase die systolischen Zeitintervalle einschließlich der .'jeweils den STI vorausgehenden Pulsperiodendauer während bestimmter Kriterien der unbeeinflußten Atemtätigkeit ermittelt v/erden. Die Zeitmessung erfolgt vorzugsweise mit einer wählbaren Verzögerung nach dem Wechsel der Atemphasen« . According to the invention, this object is achieved by measuring the respiratory phase by means of a sensor in that, in conjunction with the respiratory phase, the systolic time intervals, including the pulse period duration preceding the STI during certain criteria of the unaffected respiratory activity, are determined. The time measurement preferably takes place with a selectable delay after the change of the respiratory phases.

Es ist vorteilhaft, die Kriterien, beispielsweise den Umschlag •vom Ein- zum Ausatmen und umgekehrt, durch besondere Impulssignale mit bekannten elektronischen Mitteln auf dem Registrierstreifen des EKG-Gerätes getrennt zu erfassen.It is advantageous to separate the criteria, for example the envelope from inhalation to exhalation and vice versa, by means of special pulse signals with known electronic means on the registration strip of the ECG device.

Weiterhin ist es vorteilhaft, durch die Impulssignale, die den Kriterien der Atemtätigkeit angeordnet sind, die digitale Messung der STI automatisch zu steuern, wobei vorzugsweiseFurthermore, it is advantageous to automatically control the digital measurement of the STI by the pulse signals which are arranged according to the criteria of the respiratory activity, wherein preferably

rung und Verarbeitung der Meßwerte und vorzugsweise einer auswechselbaren Programmiereinheit sowie einem Daten—Display und einem Datendrucker besteht.tion and processing of the measured values and preferably a replaceable programming unit and a data display and a data printer.

In der elektronischen Schaltung zur Signalaufbereitung werden Signalspannungen erzeugt, die die in-der Figur dargestellte Form haben können. Auf der waagerechten Achse ist die Zeit t aufgetragen. Signalspannungen für die Inspiration Si und die Signalspannung für Exspiration Se markieren den jeweiligen Zeitpunkt für. den Beginn der Inspiration i bzw. Exspiration e. Diese Signalspannungen können entweder dem Registriergerät zugeführt werden oder werden zur automatischen Weiterverarbeitung einer Baugruppe zugeführt, die es ermöglicht, neue Steuer- Impulse Mi und Me zu erzeugen, die um die wählbaren Zeltverzögerungen Di bzw. D_e gegenüber dem Beginn von Inspiration i bzw. Exspiration e verzögert sind. ·In the electronic circuit for signal processing signal voltages are generated, which may have the shape shown in the figure. The time t is plotted on the horizontal axis. Signal voltages for the inspiration Si and the signal voltage for expiration Se mark the respective time for. the beginning of inspiration i or expiration e. These signal voltages can either be supplied to the recorder or are fed to an assembly for automatic further processing, which makes it possible to generate new control pulses Mi and Me by the selectable tent delays Di and D _e, respectively, from the beginning of inspiration i or expiration e are delayed. ·

Die automatische Zeitmessung kann nur. während der wahlweise verzögerten Meßintervalle Mi bzw. Me erfolgen. Die Festlegung der Zeitverzögerung Di und D_e und die Festlegung, wann gemessen werden soll, kann auch digital erfolgen. Die digitale Lösung besteht darin, Herzschläge zu zählen· und beispielsweise die Messung erst freizugeben, wenn wahlweise 0, 1, 2 oder mehr Herzschläge nach dem Wechsel der Atemphase erkannt .werden und daß dann die STI für eine wählbare Zahl von Herzschlägen, •vorzugsweise jedoch für einen Herzschlag, angezeigt, gespeichert und ausgedruckt werden.The automatic timekeeping can only. take place during the optionally delayed measuring intervals Mi or Me. The determination of the time delay Di and D _e and the determination of when to measure can also be done digitally. The digital solution is to count heartbeats · and, for example, release the measurement only when either 0, 1, 2 or more heartbeats are detected after the change of the respiratory phase and then the STI is for a selectable number of heartbeats, but preferably for a heartbeat, to be viewed, saved and printed out.

Die gewonnenen Regressionsdaten oder andere statistische Bewertungskriterien sind von -großer klinischer Bedeutung, wenn deren Ermittlung vor und nach bestimmter Interventionen erfolgt. Zur Erzeugung der für die liegressionsrechnungen erforderlichen Änderungen der Herzfrequenz bzw. der Pulsperiodendauer können zusätzliche standardisierte Interventionen vorgesehen werden, z.B. körperliche Belastung, Stehen-Liegen, psychische Belastung, pharmakologisclie Belastung u.a.The regression data obtained, or other statistical evaluation criteria, are of great clinical importance if they are identified before and after specific interventions. Additional standardized interventions may be provided to generate the changes in heart rate or pulse duration required for the lesion calculations, e.g. physical stress, standing-lying, mental stress, pharmacological load u.a.

Claims (5)

»«J"«. AW^ ** w sys»« J ««. AW ^ ** w sys Erfindungsanspruch Inven tion claim 1. Verfahren zur Messung sy si; ο Ii scher Zeitintervalle mittels eines Sensors zur Messung der Atemphasen, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Sensors die systolisehen Zeitintervalle einschließlich der der .jeweils den systolischen Zeitintervallen vorausgehenden Pulsperiodendauer-während bestimmter Kriterien der unbeeinflußten Atemtätigkei.t ermittelt werden, wobei vorzugsweise jeweils eine Zeitmessung mit einer wählbaren Verzögerung nach dem Wechsel 'der Atemphasen vorgenommen wird.1. Method for measuring sy si; ο Ii shear time intervals by means of a sensor for measuring the respiratory phases, characterized in that by means of the sensor systolisehen time intervals including. Prior to the systolic time intervals preceding pulse period duration are determined during certain criteria of unaffected Atemtätigkei.t, preferably each with a time measurement a selectable delay after the change of the respiratory phases is made. 2. Verfahren nach Punkt i , dadurch gekennzeichnet,daß die Kriterien der Atemtätigkeit beispielsweise der Umschlag vom Ein- zum Ausatmen und vom Aus- zum Einatmen·durch besondere Signale auf dem Registrierstreifen markiert werden.2. The method according to item i, characterized in that the criteria of the breathing activity, for example, the envelope from the inhalation to the exhalation and the inhalation are marked · by special signals on the registration strip. 3. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Impulssignaie, die den Kriterien der Atemtätigkeit zugeordnet sind, die digitale Messung der STI automatisch gesteuert wird, wobei vorzugsweise Mittelwerte von beispielsweise jeweils 10 Herzschlägen gebildet werden.3. The method according to item 1, characterized in that the digital measurement of the STI is automatically controlled by pulse signals, which are assigned to the criteria of the respiratory activity, preferably averages of, for example, 10 heartbeats are formed. 4. Verfahren nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verschiedenen Phasen der Atemtätigkeit gehörenden STI oder deren Mittelwerte miteinander verglichen v/erden4. The method according to item 1 to 3, characterized in that the belonging to different phases of the respiratory activity STI or their mean values compared v / ground . und nur die Differenz, Summe oder Quotient zur Bewertung herangezogen werden., and only the difference, sum or quotient can be used for the valuation. 5. Verfahren nach Punkt 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zu den verschiedenen Phasen der Atemtätigkeit gehörenden Einzelwerte, Mittelwerte oder abgeleiteten Indizes der STI auf Schreib-Lesespeicher für v/eitere Rechenoperationen oder zum Abfragen des zeitlichen Trends gespeichert werden.5. The method according to item 1 to 4, characterized in that the belonging to the various phases of the respiratory activity individual values, averages or derived indices of the STI are stored on read-write memory for v / eere computing operations or for querying the time trend. Hierzu 1 Blatt 'Zeichnung.For this 1 sheet 'drawing.