DE102007050601A1

DE102007050601A1 - Mobiles EKG-Gerät

Info

Publication number: DE102007050601A1
Application number: DE102007050601A
Authority: DE
Inventors: Peter Müller
Original assignee: Mueller & Sebastiani Elektronik GmbH; Mueller and Sebastiani Elektronik GmbH
Current assignee: Mueller & Sebastiani Elektronik GmbH; Mueller and Sebastiani Elektronik GmbH
Priority date: 2007-10-23
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2027-10-24
Also published as: DE102007050601B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein mobiles EKG-Gerät mit einem am Körper einer Person tragbaren, mit einer Energiequelle ausgestatteten Gehäuse, zumindest einem am Körper einer Person anschließbaren Messaufnehmer für Körperstromsignale und einem im Gehäuse vorgesehenen Signalspeicher für den Verlauf der Körperstromsignale. Bei einem solchen erfindungsgemäßen Gerät ist ein zusätzlicher, am Körper einer Person anschließbarer Messaufnehmer für den Verlauf eines Pulswellensignals vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein mobiles EKG-Gerät mit einem am Körper einer Person tragbaren, mit einer Energiequelle ausgestatteten Gehäuse, zumindest einem am Körper einer Person anschließbaren Messaufnehmer für Körperstromsignale und einem im Gehäuse vorgesehenen Signalspeicher für den Verlauf der Körperstromsignale.
Derartige Geräte sind seit längerer Zeit bekannt und werden z. B. als Langzeit-EKG-Geräte eingesetzt, die über vergleichsweise lange Zeiträume von mehreren Stunden oder mehreren Tagen am Körper von Patienten getragen werden. Ebenso ist es bekannt, Geräte der genannten Art beispielsweise in Fitness-Studios einzusetzen, um über vergleichsweise kurze Zeiträume von z. B. zwischen 10 und 30 Minuten Körperstromsignale von Personen zu erfassen.
Die von dem mobilen EKG-Gerät erfassten Körperstrom- bzw. EKG-Signale liefern Aufschluss darüber, zu welchem Zeitpunkt und in welcher Weise der Herzmuskel der jeweiligen Person erregt wurde. Auf Basis derartiger Signale lassen sich dann durch manuelle oder automatische Auswertungen solche Störungen in der Herzerregung diagnostizieren, die im Rahmen einer ambulanten, auf einen vergleichsweise kurzen Zeitraum beschränkten Untersuchung nicht ermittelt werden könnten.
Nachteilig an Geräten der genannten Art ist die Tatsache, dass sich allein aufgrund der erfassten Körperstromsignale in bestimmten Fällen noch keine ausreichend spezifische Diagnose erstellen lässt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Gerät der eingangs genannten Art weiterzuentwickeln, welches verbesserte Diagnosemöglichkeiten bereitstellt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein zusätzlicher, am Körper einer Person anschließbarer Messaufnehmer für den Verlauf eines Pulswellensignals vorgesehen ist und der Signalspeicher des mobilen EKG-Geräts zur zusätzlichen Speicherung dieses Verlaufs ausgelegt ist.
Erfindungsgemäß lässt sich mit einem vergleichsweise kleinen, am Körper einer Person tragbaren mobilen EKG-Gerät also neben den Körperstromsignalen auch der Verlauf des Pulswellensignals erfassen. Ein solches Pulswellensignal ist klar zu unterscheiden von einem Körperstrom- bzw. EKG-Signal, da es – zumindest qualitativ – anzeigt, wie groß der Blutstrom einer Person im Bereich ihrer Extremitäten zu einem bestimmten Zeitpunkt ist.
Somit wird es durch die Ermittlung des Verlaufs des Pulswellensignals erfindungsgemäß also möglich, für jede einzelne Herzerregung zu ermitteln, welche Wirkung bzw. welche Effizienz ein durch die Erregung ausgelöster Herzschlag besitzt, was bisher bei mobilen EKG-Geräten nicht möglich war. Es lässt sich also beispielsweise feststellen, wenn eine weitgehend normale Herzerregung zu einem unauffälligen Körperstromsignal führt, in der Folge diese Herzerregung aber keine ausreichende Wirkung im Pulswellensignalverlauf zeigt. Ein solcher Fall lässt sich mit bisher üblichen EKG-Geräten nicht ermitteln, so dass hier erfindungsgemäß neue und erweiterte Diagnosemöglichkeiten zur Verfügung gestellt werden.
Weiterhin lässt sich gemäß der vorliegenden Erfindung beispielsweise auch feststellen, wenn bei weitgehend normaler Herzerregung die Effizienz der Herzschläge langsam abnimmt, da ein solches langsames Abnehmen sich in veränderten Pulswellensignalformen bzw. in einem veränderten zeitlichen Verlauf des Pulswellensignals niederschlägt. Rein beispielhaft sei angeführt, dass ein Abnehmen der Effizienz der Herzschläge zu einer mit der Zeit verringerten Amplitude des Pulswellensignals führen kann.
Der zusätzliche Messaufnehmer zur Erfassung des Pulswellensignals kann in üblicher Weise aus zumindest einer Strahlungs-, insbesondere einer Lichtquelle und zumindest einem Empfangselement, insbesondere einer Fotodiode bestehen, wobei der Messaufnehmer vorzugsweise an einem Finger oder an einem Ohrläppchen einer Person angeschlossen werden kann. Alternative Ausbildungen des zusätzlichen Messaufnehmers sind jedoch ebenso möglich.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der zusätzliche Messaufnehmer nicht nur zur Erfassung des Pulswellensignals sondern zudem auch zur Ermittlung des Verlaufs des Sauerstoffpartialdrucks (pO₂) einer Person ausgelegt ist. In diesem Fall ist es dann sinnvoll, den im Gerät vorhandenen Signalspeicher so auszulegen, dass er zusätzlich auch den Verlauf des Sauerstoffpartialdrucks speichern kann.
Die Auswertung der erfindungsgemäß aufgenommenen Signale (Körperstromsignale, Verlauf des Pulswellensignals und gegebenenfalls Verlauf des Sauerstoffpartialdrucks) kann mittels beliebiger Auswerteeinheiten vorgenommen werden. Eine solche Auswerteeinheit kann beispielsweise in das erfindungsgemäße tragbare Gerät integriert werden. Ebenso ist es jedoch möglich, eine externe Auswerteeinheit, beispielsweise in Form eines PCs oder eines Laptops, vorzusehen, die auf die erfindungsgemäß gespeicherten Daten zugreift. Insbesondere ist es möglich, eine erste Auswerteeinheit innerhalb des tragbaren Geräts anzuordnen, die eine erste grobe Diagnose erstellt und dabei besonders interessante Signalabschnitte ermittelt, wobei dann eine aufwändigere externe Auswerteeinheit die zuvor selektierten Signalabschnitte oder aber auch die kompletten Signale genauer auswertet.
Eine erfindungsgemäße Auswerteeinheit ist insbesondere zur Detektion von Unregelmäßigkeiten des Verlaufs des Pulswellensignals, insbesondere zur Detektion von veränderten Pulswellensignalformen oder eines veränderten zeitlichen Verlaufs des Pulswellensignals oder eines Amplitudenabfalls des Pulswellensignals gegenüber bereits ermittelten Werten und zur Auswertung des Verlaufs der Körperstromsignale in demjenigen Zeitabschnitt ausgelegt, indem eine Unregelmäßigkeit festgestellt wurde. Wie bereits erläutert, kann z. B. ein solcher Amplitudenabfall eine pathologisch verringerte Effizienz des Herzschlags anzeigen, so dass in einem solchen Falle untersucht werden kann, ob diese verringerte Effizienz auf eine eventuelle fehlerhafte Erregung des Herzmuskels zurückzuführen ist.
Wenn das Pulswellensignal in der Auswerteeinheit verarbeitet wird, können dessen Einzelimpulse betrachtet werden. Vorteilhaft ist aber, wenn in der Auswerteeinheit eine Vorrichtung zur Mittelung des Verlaufs des Pulswellensignals vorgesehen ist, die jeweils den Beginn der für eine Mittelung heranzuziehenden Einzelimpulse aufgrund des zeitlichen Bezugs zu den jeweils zugehörigen Körperstromsignalen festlegt. Es wird also zum Beispiel für alle im Rahmen einer Mittelung zu berücksichtigenden Einzelimpulse zuerst ein zeitlicher Bezugspunkt im Körperstromsignal festgelegt, wobei als Bezugspunkt z. B. das Maximum desjenigen Einzelimpulses des Körperstromsignals verwendet wird, der unmittelbar vor dem jeweiligen Einzelimpuls des Pulswellensignals aufgetreten ist. Anschließend wird dann definiert, dass der jeweilige Einzelimpuls des Pulswellensignals in bestimmten zeitlichen Abständen vom Bezugspunkt beginnt und endet.
Diese Abstände werden dann für alle folgenden Paare von Einzelimpulsen des Pulswellen- und Körperstromsignals, die für die jeweilige Mittelung maßgeblich sind, ebenfalls herangezogen, so dass es auf diese Weise möglich wird, alle zu mittelnden Einzelimpulse des Pulswellensignals ohne gegenseitige Phasenverschiebung zu mitteln.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Auswerteeinheit zur Detektion von Herzschrittmachersignalen und zur Auswertung des Verlaufs des Pulswellensignals in demjenigen Zeitabschnitt ausgelegt ist, in dem Herzschrittmachersignale festgestellt wurden. Herzschrittmachersignale sind dabei im Verlauf der Körperstromsignale in der Regel gut feststellbar, da sie normalerweise zu unnatürlichen, problemlos detektierbaren Amplitudenspitzen führen. Somit wird es erfindungsgemäß möglich, zu überprüfen, welche Effizienz jeder durch einen Herzschrittmacher ausgelöste Herzschlag besitzt, so dass über einen langen Zeitraum die Effizienz von Herzschrittmachern gezielt in denjenigen Zeitabschnitten überwacht werden kann, in denen ein Herzschrittmacher jeweils aktiv ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Auswerteeinheit zur Ermittlung der Pulswellenlaufzeit (PWL) aus dem zeitlichen Bezug zwischen den Verläufen von Körperstromsignalen und Pulswellensignal ausgelegt ist. Die Pulswellenlaufzeit kann dabei zu bestimmten Zeitpunkten, alternativ dazu jedoch auch kontinuierlich ermittelt werden, wobei die ermittelten Werte gemeinsam mit ihrem zeitlichen Bezug innerhalb des erfindungsgemäßen Geräts speicherbar sind. Die Pulswellenlaufzeit wird insbesondere aus dem zeitlichen Abstand zwischen nacheinander auftretenden Maxima in den Verläufen von Körperstromsignalen und Pulswellensignal ermittelt. Anstelle von Einzelimpulsen des Körperstrom- und des Pulswellensignals können auch zuerst mehrere (z. B. 5–30), zeitlich aufeinander folgende Einzelimpulse gemittelt und dann jeweils der gemittelte Einzelimpulsverlauf zur Bestimmung der Pulswellenlaufzeit ausgewertet werden. Letztlich zeigt die Pulswellenlaufzeit an, wie lange es dauert, bis eine von einem Herzschlag ausgelöste Pulswelle in den Extremitäten einer Person ankommt. Dabei kann davon ausgegangen werden, dass die Pulswellenlaufzeit sich umgekehrt zum Blutdruck verhält, was bedeutet, dass ein erhöhter Blutdruck eine verkürzte Pulswellenlaufzeit nach sich zieht.
Die Ermittlung der Pulswellenlaufzeit ist insbesondere dann von ganz besonderem Vorteil, wenn ein zusätzlicher, am Körper einer Person anschließbarer Messaufnehmer für die Erfassung des Blutdrucks vorgesehen ist und der Signalspeicher zur zusätzlichen Speicherung von Blutdruckwerten ausgelegt ist. In diesem Fall kann die Auswerteeinheit in einer Art und Weise betrieben werden, dass sie zur Detektion einer gegenüber bereits ermittelten Werten verkürzten oder verlängerten Pulswellenlaufzeit geeignet ist, so dass dann infolge einer solchen Detektion eine Blutdruckmessung ausgelöst werden kann. Im Unterschied zu bereits bekannten Blutdruckmessgeräten, die den Blutdruck in fest vorgegebenen periodischen Zeitabständen überprüfen, wird es erfindungsgemäß möglich, eine Blutdruckmessung beispielsweise immer nur dann auszulösen, wenn der Blutdruck gerade signifikant steigt oder fällt. Es lassen sich also gezielt nur diejenigen Zeitintervalle hinsichtlich des Blutdrucks untersuchen, in denen relevante Blutdruckveränderungen auftreten.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb eines mobilen EKG-Geräts gemäß den vorstehend beschriebenen Varianten.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert; in diesen zeigen:
1 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen mobilen EKG-Geräts, und
2a, b Verläufe von erfindungsgemäß aufgezeichneten Körperstrom- und Pulswellensignalen.
Das Blockschaltbild gemäß 1 zeigt ein Gehäuse 1, welches am Körper einer nicht dargestellten Person getragen werden kann. Im Gehäuse 1 ist ein mit einem Signalspeicher 2 verbundener Mikroprozessor 3 angeordnet, wobei der Mikroprozessor 3 mit insgesamt drei unterschiedlichen Schnittstellen 4, 5 und 6 in Verbindung steht.
An der Schnittstelle 4 sind herkömmliche Elektroden 7 für die Aufnahme von Körperstrom- bzw. EKG-Signalen anschließbar. Die Schnittstelle 5 ist mit einem Messaufnehmer 8 für den Verlauf eines Pulswellensignals gekoppelt. An der Schnittstelle 6 ist ein Messaufnehmer 9 für die Erfassung von Blutdruckwerten angeschlossen.
Die Vorrichtung gemäß 1 kann in einer Weise betrieben werden, wie sie vorstehend erläutert wurde.
2a zeigt einen typischen zeitlichen Verlauf eines EKG-Signals, welches beispielsweise mit Elektroden 7 aufgenommen, über die Schnittstelle 4 dem Mikroprozessor 3 zugeführt und anschließend im Speicher 2 abgelegt wurde.
In entsprechender Weise zeigt 2b den zeitlichen Verlauf eines Pulswellensignals, welches mit einem Messaufnehmer 8 abgegriffen wurde.
Der zeitliche Abstand zwischen nacheinander auftretenden Maxima in den Verläufen des EKG-Signals gemäß 2a und des Pulswellensignals gemäß 2b entspricht der vorstehend bereits erläuterten Pulswellenlaufzeit. Eine Verkürzung dieser Pulswellenlaufzeit kann, wie bereits erläutert, beispielsweise dazu führen, dass der Mikroprozessor 3 eine Blutdruckmessung über den Messaufnehmer 9 veranlasst.

1: Gehäuse
2: Signalspeicher
3: Mikroprozessor
4: Schnittstelle
5: Schnittstelle
6: Schnittstelle
7: Elektroden
8: Messaufnehmer
9: Messaufnehmer

Claims

Mobiles EKG-Gerät mit einem am Körper einer Person tragbaren, mit einer Energiequelle ausgestatteten Gehäuse (1), zumindest einem am Körper einer Person anschließbaren Messaufnehmer (7) für Körperstromsignale und einem im Gehäuse vorgesehenen Signalspeicher (2) für den Verlauf der Körperstromsignale, dadurch gekennzeichnet, dass ein zusätzlicher, am Körper einer Person anschließbarer Messaufnehmer (8) für den Verlauf eines Pulswellensignals vorgesehen ist und der Signalspeicher (2) zur zusätzlichen Speicherung dieses Verlaufs ausgelegt ist.
Mobiles EKG-Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Messaufnehmer (8) eine Strahlungs-, insbesondere eine Lichtquelle und ein Empfangselement, insbesondere eine Fotodiode aufweist und insbesondere an einem Finger oder an einem Ohrläppchen einer Person anschließbar ist.
Mobiles EKG-Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Messaufnehmer (8) zur Ermittlung des Verlaufs des Sauerstoffpartialdrucks (pO₂) einer Person ausgelegt ist und dass der Signalspeicher (2) zur zusätzlichen Speicherung dieses Verlaufs ausgelegt ist.
Mobiles EKG-Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine interne oder externe Auswerteeinheit (3) vorgesehen ist.
Mobiles EKG-Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (3) zur Detektion von Unregelmäßigkeiten des Verlaufs des Pulswellensignals, insbesondere zur Detektion von veränderten Pulswellensignalformen oder eines veränderten zeitlichen Verlaufs des Pulswellensignals oder eines Amplitudenabfalls des Pulswellensignals gegenüber bereits ermittelten Werten, und zur Auswertung des Verlaufs der Körperstromsignale in demjenigen Zeitabschnitt ausgelegt ist, in dem eine Unregelmäßigkeit festgestellt wurde.
Mobiles EKG-Gerät nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auswerteeinheit (3) eine Vorrichtung zur Mittelung des Verlaufs des Pulswellensignals vorgesehen ist, die jeweils den Beginn der für eine Mittelung heranzuziehenden Einzelimpulse aufgrund des zeitlichen Bezugs zu den jeweils zugehörigen Körperstromsignalen festlegt.
Mobiles EKG-Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (3) zur Detektion von Herzschrittmachersignalen, insbesondere von unnatürlichen Amplitudenspitzen, im Verlauf der Körperstromsignale und zur Auswertung des Verlaufs des Pulswellensignals in demjenigen Zeitabschnitt ausgelegt ist, in dem Herzschrittmachersignale festgestellt wurden.
Mobiles EKG-Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (3) zur Ermittlung der Pulswellenlaufzeit (PWL) aus dem zeitlichen Bezug zwischen den Verläufen von Körperstromsignalen und Pulswellensignal ausgelegt ist.
Mobiles EKG-Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulswellenlaufzeit dem zeitlichen Abstand zwischen nacheinander auftretenden Maxima in den Verläufen von Körperstromsignalen und Pulswellensignal entspricht.
Mobiles EKG-Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zusätzlicher, am Körper einer Person anschließbarer Messaufnehmer (9) für die Erfassung des Blutdrucks vorgesehen ist und der Signalspeicher (2) zur zusätzlichen Speicherung von Blutdruckwerten ausgelegt ist.
Mobiles EKG-Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (3) zur Detektion einer gegenüber bereits ermittelten Werten verkürzten oder verlängerten Pulswellenlaufzeit und zur infolge einer solchen Detektion ausgelösten Aktivierung einer Blutdruckmessung ausgelegt ist.