DE102008039917B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung eines Elektrokardiogramms - Google Patents
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Prüfung eines Elektrokardiogramms, ein medizinisches Gerät mit einer solchen Anordnung sowie ein Verfahren zur Prüfung eines Elektrokardiogramms.
- Die Prüfung von Elektrokardiogrammen zur Bestimmung pathologischer bzw. kritischer Zustände eines Patienten ist in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. EKGs werden entweder „manuell“ durch den Arzt ausgewertet, der anhand bestimmter Parameter auf das Vorliegen behandlungsbedürftiger Zustände schließen kann, oder durch Softwareprogramme, die eine solche Prüfung automatisiert mit großer Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit vornehmen. Bei allen vorbekannten Methoden zur Prüfung von EKGs werden die gemessenen Werte eines EKGs, beispielsweise die Dauer des Q-T-Intervalls, mit für alle Patienten geltenden Normwerten bzw. Normwertbereichen verglichen.
- Eine derartige Verfahrensweise weist den Nachteil auf, dass nicht berücksichtigt wird, dass die Werte von EKG-Parametern weder bei allen Patienten identisch sind noch bezogen auf den einzelnen Patienten zeitlich konstant sind. Zahlreiche EKG-Parameter hängen beispielsweise von der Tageszeit, vom Verhalten des Patienten (Kaffee-Konsum) etc. ab. Daraus ergibt sich der Nachteil, dass es zu Fehldiagnosen kommen kann, weil der gemessene Wert für den einzelnen Patienten zwar normal ist, d. h. keinen pathologischen Zustand repräsentiert, aber gleichwohl nicht in einem Normwertbereich liegt, oder weil umgekehrt nicht auf einen pathologischen Zustand geschlossen wird, weil der gemessene Wert in einem Normwertbereich liegt, gleichwohl aber ein pathologischer Zustand des Patienten vorliegt.
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US 5 891 047 A offenbart ein Verfahren und ein System zum Detektieren einer anormalen Aktivierung des Herzens. Die Anordnung umfasst dabei eine Sensoreinheit zur Aufnahme eines EKGs und eine Ermittlungseinheit, die während eines ersten Zeitraums die Werte wenigstens eines EKG-Parameters ermittelt und auf der Grundlage der ermittelten Werte wenigstens einen Normwert für diesen Parameter definiert. Die Anordnung weist zudem noch eine Prüfeinheit auf, die während eines zweiten Zeitraums prüft, ob ein gemessener Wert des EKG-Parameters dem Normwert entspricht oder außerhalb des Normwerts liegt. -
US 2002/0151811 A1 offenbart ein Verfahren und ein System zur Beurteilung von Herzischämie auf der Grundlage der Verarbeitung von Körperoberflächenelektrokardiogrammdaten (EKG). -
US 5 201 321 A offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Diagnose der Anfälligkeit für tödliche Herzrhythmusstörungen. - Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Prüfung eines Elektrokardiogramms, ein medizinisches Gerät und ein Verfahren zur Prüfung eines Elektrokardiogramms mit erhöhter Zuverlässigkeit anzugeben.
- Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- Erfindungswesentlich ist es, dass ein Normwert bzw. ein Normwertbereich nicht für alle Patienten festliegt, sondern dass dieser patientenindividuell bestimmt wird. Dazu werden in dem genannten ersten Zeitraum Werte eines EKG-Parameters ermittelt, wie beispielsweise die R-R- oder die Q-T-Intervalle, Peakhöhen etc.. Wie oben ausgeführt, sind diese weder unter den Patienten noch für ein und denselben Patienten konstant. So ist es beispielsweise denkbar, dass die genannten Intervalle, Peakhöhen oder auch andere Parameterwerte Schwankungen unterliegen, d. h. eine Variabilität aufweisen. Diese Variabilität wird ermittelt und darauf basierend kann ein Normwertbereich definiert werden. Dieser Normwertbereich kann beispielsweise durch eine Ober- oder Untergrenze oder durch beide Grenzwerte definiert sein.
- Liegen die patientenindividuellen Normwerte oder Normwertbereiche fest, kann sodann in einem zweiten Zeitraum bestimmt werden, ob gemessene Werte den Normwerten entsprechen bzw. in dem Normwertbereich liegen. Auf dieser Grundlage kann dann eine Aussage darüber getroffen werden, in welchem Zustand sich der Patient befindet. Diese Aussage ist aufgrund der patientenindividuellen Festlegung von Normwerten oder Normwertbereichen sehr viel genauer möglich, als durch Vergleich der gemessenen Werte mit für alle Patienten gültigen, d. h. nicht patientenindividuellen Normwerten/Normwertbereichen.
- Denkbar ist es, dass die Definition von Normwerten oder Normwertbereichen nur einmal, z. B. zu Beginn eines Langzeit-EKGs durchgeführt wird. Ebenfalls von der Erfindung umfasst ist jedoch der Fall, dass die Ermittlungseinheit derart ausgeführt ist, dass sie die Definition des Normwertbereiches wiederholt durchführt, wodurch sich die Genauigkeit der Prüfung des EKGs verbessert, weil die Normwerte/Normwertbereiche auf diese Weise beispielsweise an unterschiedliche Tages-/Nachtzeiten, Belastungen, medikamentöse Veränderungen des EKGs etc. angepasst werden können.
- Die Ermittlungseinheit kann derart ausgeführt sein, dass sie die Definition des Normwertes/Normwertbereiches auf der Grundlage der ermittelten Werte in vorbestimmten Zeitabständen durchführt.
- Von der Erfindung ist jedoch auch der Fall umfasst, dass die Ermittlungseinheit derart ausgeführt ist, dass sie die Definition des Normwertes/Normwertbereiches auf der Grundlage der ermittelten Werte zu Zeitpunkten durchführt, die von einem oder mehreren Parametern abhängen. Bei diesen Parametern kann es sich beispielsweise um das Ausmaß der Änderung wenigstens eines EKG-Parameters und/oder um die Geschwindigkeit der Änderung wenigstens eines EKG-Parameters handelt. Tritt beispielsweise eine Veränderung der Dauer der Q-T-Intervalle ein, etwa weil die zu beobachtende Person körperlichen Belastungen ausgesetzt ist, kann vorgesehen sein, dass erneut eine Definition von Normwerten/Normwertbereichen erfolgt, auf deren Grundlage eine Aussage über den Zustand des Patienten getroffen werden kann.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Zeitraum länger ist als der zweite Zeitraum. Beispielsweise kann die „Ermittlungsphase“, d. h. die Zeitspanne, in der Werte eines oder mehrerer EKG-Parameter gemessen und daraus der Normwert bzw. der Normwertbereich definiert wird, im Stunden- oder Tagebereich liegen. In diesem Fall wird über einen möglichst langen Zeitraum eine Datensammlung durchgeführt, um den patientenindividuellen Normwert/Normwertbereich auf Basis eines möglichst umfangreichen Datensatzes festlegen zu können.
- Die „Beobachtungsphase“, d. h. die Zeitspanne, innerhalb derer geprüft wird, ob die Werte dem Normwert entsprechen oder in einem Normwertbereich liegen, kann im Minutenbereich liegen.
- Auch ist es möglich, dass die „Ermittlungsphase“ im Minutenbereich liegt.
- Die „Beobachtungsphase“ kann im Stunden- oder Tagebereich liegen, wie dies beispielsweise bei einem Langzeit-EKG der Fall ist.
- Diese Beobachtungsphase kann ein- oder mehrmals durchgeführt werden. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Beobachtungsphasen umso häufiger durchgeführt werden, je näher die gemessenen Werte an den Grenzen eines Normwertbereiches liegen.
- Die Erfindung ist nicht auf einen bestimmten EKG-Parameter oder eine bestimmte Gruppe von EKG-Parametern beschränkt. In Betracht kommen insbesondere all die EKG-Parameter, die einen Rückschluss auf den Zustand des Patienten zulassen. Beispielsweise kann es sich bei dem EKG-Parameter um ein oder mehrere Zeitintervalle und/oder Peakhöhen eines EKGs handeln.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anordnung eine Auswerteeinheit aufweist, die derart ausgeführt ist, dass sie auf der Grundlage der in der Prüfeinheit vorgenommenen Prüfung den Zustand des Patienten feststellt und/oder ausgibt. Diese Auswerteeinheit stellt somit auf der Grundlage eines Vergleiches von tatsächlichen Werten eines EKG-Parameters mit dem Normwert oder Normwertbereich den Zustand eines Patienten, wie beispielsweise „normal“, „kritisch“ oder „sehr kritisch“ fest.
- Die Auswerteeinheit kann darüber hinaus derart ausgeführt sein, dass sie bei Feststellung eines kritischen Zustandes des Patienten ein Notfallsignal abgibt oder die Abgabe eines Notfallsignals triggert. Beispielsweise ist es denkbar, dass durch die Auswerteeinheit, d. h. automatisiert ein Notfallwagen alarmiert wird, wenn festgestellt wird, dass sich der Patient in einem kritischen oder in einem sehr kritischen Zustand befindet.
- Die Sensoreinheit und/oder die Ermittlungseinheit und/oder die Prüfeinheit und/oder die Auswerteeinheit können in einem Gerät angeordnet sein.
- Von der Erfindung ist jedoch auch der Fall umfasst, dass die Sensoreinheit und/oder die Ermittlungseinheit und/oder die Prüfeinheit und/oder die Auswerteeinheit nicht in einem Gerät, sondern räumlich getrennt angeordnet sind. In Betracht kommt beispielsweise, dass die Aufnahme des EKGs und dessen Prüfung räumlich voneinander getrennt erfolgt, was die Flexibilität des Einsatzes der Anordnung erhöht. Denkbar ist es, dass am Patienten nur das EKG aufgenommen wird und dass die Prüfung bzw. die Festlegung von Normwerten oder Normwertbereichen sowie die Überprüfung des Zustandes des Patienten in einer Zentrale erfolgt.
- Somit können wenigstens zwei der genannten Einheiten über Datenübertragungsmittel in Verbindung stehen. In Betracht kommt beispielsweise das Internet oder andere Mittel der Datenübertragung, wie Telekommunikations-Festnetze oder Mobilfunknetze, Datenübertragungen mittels USB-Schnittstelle, Bluetooth etc.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden pro Patient nicht nur ein Normwert/Normwertbereich, sondern zwei oder mehr als zwei Normwerte und/oder Normwertbereiche definiert. So ist es beispielsweise denkbar, einen Normwert/Normwertbereich für die Nacht und einen Normwert/Normwertbereich für den Tag zu definieren, mit denen dann die zu den entsprechenden Zeiten gemessenen Werte verglichen werden. Auf diese Weise lässt sich die Genauigkeit bei der Ermittlung eines kritischen Zustandes des Patienten weiter verbessern.
- Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein medizinisches Gerät, das eine Anordnung nach einem der Ansprüche 1 - 10, 13 oder 14 aufweist. In Betracht kommen sämtliche medizinischen Geräte, bei denen ein EKG eine Rolle spielt.
- Bei dem medizinischen Gerät kann es sich beispielsweise um ein EKG-Gerät handeln, wobei die Anzahl der Kanäle weitgehend beliebig ist. Umfasst sind beispielsweise EKG-Geräte mit 1 bis 15 Kanälen, d. h. auch Einkanal-EKG-Geräte. Bei dem medizinischen Gerät kann es sich beispielsweise auch um einen Event-Recorder, um einen EKG-Monitor, um ein Gerät zur Notfallüberwachung, um ein Gerät zur Patientenüberwachung oder um ein Gerät handeln, dass bei einem Krankentransport zur Anwendung kommt. Die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist ebenso zur Durchführung klinischer Studien etc. geeignet.
- Das Ausführungsbeispiel betrifft ein medizinisches Gerät in Form eines Ein- oder Mehrkanal-EKG-Gerätes, das mittels geeigneter Elektroden das EKG eines Patienten aufnimmt.
- Das medizinische Gerät umfasst des Weiteren eine Ermittlungseinheit, die die Aufgabe hat, aus dem gemessenen EKG des Patienten beispielsweise über einen Zeitraum von Minuten, Stunden bzw. mehrmals täglich Werte eines Parameters, wie beispielsweise die Dauer eines Q-T-Intervalls zu bestimmen. Auf der Grundlage der gemessenen Werte wird ein oder werden mehrere Normwertbereiche definiert, die den Patientenzustand „normal“ charakterisieren. Entsprechend der natürlichen Variabilität der Werte eines EKG-Parameters unterliegen die Werte Schwankungen. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Länge des Q-T-Intervalls morgens anders ist als abends, ohne dass dies durch einen krankhaften Zustand des Patienten veranlasst wäre. Mittels des erfindungsgemäßen „selbst lernenden“ Algorithmus können somit patientenindividuelle Veränderungen in den Parameterwerten selbständig erfasst bzw. bei der weiteren Verarbeitung des EKGs bzw. bei der Ermittlung pathologischer Zustände automatisch berücksichtigt werden.
- In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird patientenindividuell ein Normwertbereich eines EKG-Parameters für den Vormittag sowie ein weiterer Normwertbereich dieses Parameters für den Nachmittag definiert. Die Definition von Normwerten/Normwertbereichen kann wiederholt durchgeführt werden, wobei die Frequenz der Wiederholungen beispielsweise davon abhängen kann, wie sich die bisherigen, z. B. die letzten, wie beispielsweise die beiden letzten Normwerte/Normwertbereiche relativ zueinander verändert haben.
- Mittels der Prüfeinheit der erfindungsgemäßen Anordnung wird in bestimmten Zeitabständen ein EKG aufgenommen. Die dabei gemessenen Werte der Parameter werden mit den zuvor definierten Normwertbereichen verglichen. Dabei werden die vormittags gemessen Werte mit dem für diese Tageszeit gültigen Normwertbereich vergleichen. Entsprechendes gilt für die zu anderen Tages- oder Nachtzeiten gemessenen Werte.
- Sollte es zu einer Abweichung kommen, d. h. sollte der gemessene Wert nicht in einem Normwertbereich liegen, wird dies in einer Auswerteinheit festgestellt und ein Notfallsignal getriggert, das vorzugsweise nicht nur angibt, dass ein kritischer Zustand des Patienten vorliegt, sondern auch noch die Information enthält, welcher Parameter betroffen ist. In bevorzugter Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit derart ausgeführt, dass die Erkennung des Zustandes des Patienten nicht nur auf dem Vergleich eines Wertes mit einem Normwertbereich für diesen Parameter beruht, sondern auf mehreren Vergleichen von Werten mit den jeweils zugehörigen Normwertebereichen unterschiedlicher Parameter. Die Prüfung kann somit mehrdimensional sein, d. h. nicht nur auf einen Parameter beschränkt.
- Wie oben ausgeführt, kann die Datenermittlung, d. h. die Aufnahme des EKG von der Prüfung räumlich getrennt erfolgen. So ist es beispielsweise denkbar, dass das aufgenommene EKG bzw. dieses charakterisierende Werte per Datenübertragung einem Server zugeleitet werden, der die Daten speichert und/oder auswertet bzw. eine Prüfung zugänglich macht. Auf der Grundlage der in dem Server abgelegten Daten kann die Definition von Normwerten/Normwertbereichen sowie der Vergleich gemessener Werte mit diesen Normwerten/Normwertbereichen erfolgen.
Claims (26)
- Anordnung zur Prüfung eines Elektrokardiogramms (EKG), wobei die Anordnung eine Sensoreinheit zur Aufnahme eines EKGs sowie eine Ermittlungseinheit aufweist, die derart ausgeführt ist, dass sie während eines ersten Zeitraums die Werte eines EKG-Parameters ermittelt und auf der Grundlage der ermittelten Werte einen Normwert oder Normwertbereich für den EKG-Parameter definiert, und wobei die Anordnung des Weiteren eine Prüfeinheit aufweist, die derart ausgeführt ist, dass sie prüft, ob ein während eines zweiten Zeitraums gemessener Wert des EKG-Parameters dem Normwert entspricht bzw. innerhalb oder außerhalb des Normwertbereiches für diesen Parameter liegt.
- Anordnung nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungseinheit derart ausgeführt ist, dass sie die Definition des Normwertes/Normwertbereiches auf der Grundlage der ermittelten Werte wiederholt durchführt. - Anordnung nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungseinheit derart ausgeführt ist, dass sie die Definition des Normwertes/Normwertbereiches auf der Grundlage der ermittelten Werte in vorbestimmten Zeitabständen durchführt. - Anordnung nach
Anspruch 2 oder3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungseinheit derart ausgeführt ist, dass sie die Definition des Normwertes/Normwertbereiches auf der Grundlage der ermittelten Werte in Zeitabständen durchführt, die von einem oder mehreren Parametern abhängen. - Anordnung nach
Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem einen oder den mehreren Parametern um das Ausmaß der Änderung des EKG-Parameters und/oder um die Geschwindigkeit der Änderung des EKG-Parameters handelt. - Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Zeitraum länger ist als der zweite Zeitraum.
- Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer des zweiten Zeitraums weniger als 30 min beträgt, vorzugsweise weniger als 10 min beträgt und vorzugsweise zwischen 30 s und 2 min liegt.
- Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem EKG-Parameter um ein oder mehrere Zeitintervalle oder Peakhöhen eines EKGs handelt.
- Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung eine Auswerteeinheit aufweist, die derart ausgeführt ist, dass sie auf der Grundlage der in der Prüfeinheit vorgenommenen Prüfung den Zustand des Patienten feststellt und eventuell ausgibt.
- Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit und/oder die Ermittlungseinheit und/oder die Prüfeinheit in einem Gerät angeordnet sind.
- Anordnung nach einem der
Ansprüche 1 bis9 , dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit und/oder die Ermittlungseinheit und/oder die Prüfeinheit nicht in einem Gerät, sondern räumlich getrennt angeordnet sind. - Anordnung nach
Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der genannten Einheiten über Datenübertragungsmittel, vorzugsweise über Datenfernübertragungsmittel in Verbindung stehen. - Anordnung nach einem der
Ansprüche 9 bis12 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung derart ausgeführt ist, dass die Auswerteeinheit derart ausgeführt ist, dass sie bei Feststellung eines kritischen Zustandes des Patienten ein Notfallsignal abgibt oder die Abgabe eines Notfallsignals triggert. - Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungseinheit derart ausgeführt ist, dass für einen Patienten mehrere Normwerte und/oder Normwertbereiche definiert werden.
- Medizinisches Gerät, dadurch gekennzeichnet, dass das medizinische Gerät eine Anordnung nach einem der
Ansprüche 1 bis10 ,13 oder14 aufweist. - Medizinisches Gerät nach
Anspruch 15 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem medizinischen Gerät um ein EKG-Gerät, um einen Event-Recorder, um einen EKG-Monitor, um ein Gerät zur Notfallüberwachung, um ein Gerät zur Patientenüberwachung oder um ein Gerät handelt, das bei einem Krankentransport zur Anwendung kommt. - Verfahren zur Prüfung eines Elektrokardiogramms (EKG), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Aufnahme eines EKGs, Ermittlung von Werten eines EKG-Parameters während eines ersten Zeitraums und auf dieser Grundlage Definition wenigstens eines Normwertes oder Normwertbereichs für diesen EKG-Parameter, Prüfung, ob ein während eines zweiten Zeitraums gemessener Wert des EKG-Parameters dem Normwert entspricht bzw. innerhalb oder außerhalb des mittels der Ermittlungseinheit definierten Normwertbereiches für diesen EKG-Parameter liegt.
- Verfahren nach
Anspruch 17 , dadurch gekennzeichnet, dass die Definition des Normwertes/Normwertbereiches auf der Grundlage der ermittelten Werte wiederholt durchgeführt wird. - Verfahren nach
Anspruch 18 , dadurch gekennzeichnet, dass die Definition des Normwertes/Normwertbereiches auf der Grundlage der ermittelten Werte in vorbestimmten Zeitabständen durchgeführt wird. - Verfahren nach
Anspruch 18 oder19 , dadurch gekennzeichnet, dass die Definition des Normwertes/Normwertbereiches auf der Grundlage der ermittelten Werte in Zeitabständen durchgeführt wird, die von einem oder mehreren Parametern abhängen. - Verfahren nach
Anspruch 20 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem einen oder den mehreren Parametern um das Ausmaß der Änderung des EKG-Parameters und/oder um die Geschwindigkeit der Änderung des EKG-Parameters handelt. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 17 bis21 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Zeitraum länger ist als der zweite Zeitraum. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 17 bis22 , dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer des zweiten Zeitraums weniger als 30 min, vorzugsweise weniger als 10 min und vorzugsweise zwischen 30 s und 2 min beträgt. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 17 bis23 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem EKG-Parameter um ein oder mehrere Zeitintervalle oder Peakhöhen eines EKGs handelt. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 17 bis24 , dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme des EKGs und/oder die Ermittlung von Werten des EKG-Parameters während eines ersten Zeitraums und auf dieser Grundlage die Definition eines Normwertes/Normwertbereichs für diesen EKG-Parameter und/oder die Prüfung während eines zweiten Zeitraums, ob ein gemessener Wert des EKG-Parameters innerhalb oder außerhalb des mittels der Ermittlungseinheit definierten Normwertes/Normwertbereiches für diesen EKG-Parameter liegt, in räumlicher Nähe oder räumlich voneinander getrennt ausgeführt werden. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 17 bis25 , dadurch gekennzeichnet, dass für einen Patienten mehrere Normwerte und/oder Normwertbereiche definiert werden.
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