DE60306214T2

DE60306214T2 - Gerät zur Registrierung von physiologischen Signalen, insbesondere vom Typ Holter, mit Kabeldurchgangsprüfgerät

Info

Publication number: DE60306214T2
Application number: DE60306214T
Authority: DE
Inventors: Yves Faisandier
Original assignee: Ela Medical SAS
Current assignee: Sorin CRM SAS
Priority date: 2002-01-23
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2023-01-23
Also published as: FR2834881B1; DE60306214D1; EP1330980B1; EP1330980A1; US20030163170A1; US7020513B2; FR2834881A1

Description

Die Erfindung betrifft die Aufzeichner von physiologischen Signalen, wie etwa ambulante Aufzeichner vom Typ Holter, die die Aufzeichnung von elektrokardiografischen Signalen über einen langen Zeitraum hinweg sicherstellen.
Diese Aufzeichner umfassen ein externes Gehäuse, das vom Patienten getragen wird und mit den Empfangselektroden verbunden sind, die am Körper dieses Patienten angebracht sind und mit dem Gehäuse über Verbindungskabel verbunden sind.
Bei einer häufigen Verwendung, insbesondere im Fall von Aufzeichnern mit langer Gebrauchsdauer, sind diese Kabel zahlreichen Einschränkungen unterworfen und verschlechtern sich letztendlich, wobei diese Verschlechterung bis zum Riss der internen elektrischen Verbindung gehen kann.
Der Zustand der Verbindungskabel muss überwacht werden, was auf automatische Weise durch eine Messung der Impedanz realisiert werden kann, indem man in diesem Kabel einen Mikrostrom zur Messung fließen lässt, der über den Signaleingang injiziert wird, an dem dieses Kabel eingesteckt ist (die Rückkehr des Stroms wird dabei über eine andere Messelektrode oder über die Massenelektrode bewirkt). Die gemessene Spannung am Signaleingang ermöglicht es also, die Impedanz der Leitung zu messen, zu der die Impedanz der Elektroden und die Impedanz des Körpers des Patienten zwischen den zwei Elektroden hinzugefügt wird, die im Stromkreis enthalten sind. Man kann die Fehler der internen elektrischen Verbindungen der Kabel nachweisen sowie fehlerhafte Kontakte der Elektroden (schlecht angeheftete Elektroden, interne Unterbrechung, usw.), indem man so an Ort und Stelle die Impedanz der verschiedenen EKG-Kabel misst.
Diese Impedanzmessung kann nicht nur im Moment der Inbetriebnahme der Vorrichtung bewirkt werden, nachdem die Elektroden angebracht wurden, sondern auch während der ganzen Dauer der Aufzeichnung: Es ist so möglich, ein Ablösen einer Elektrode zu entdecken, das Ausstecken eines Kabels, usw., und diesem Fehler für die Aufzeichnung oder die Analyse des Signals Rechnung tragen, oder sogar den Träger der Vorrichtung bitten, selbst die Fortführung wiederherzustellen durch Ersetzen der Elektrode oder durch Wiedereinstecken eines ausgesteckten Kabels.
Der Mikrostrom zur Messung der Impedanz ist vorzugsweise von gepulster Art, weil ein ununterbrochener Mikrostrom eine Polarisierung des Paars Elektrode/Haut hervorrufen könnte und ein alternativer Mikrostrom einen relativ starken Energieverbrauch nach sich ziehen würde aufgrund seiner erhöhten Frequenz in der Größenordnung von 100kHz, die größer als die Komponenten des EKG-Signals sein muss (einschließlich der Stimulationsspitzen eines Herzschrittmachers, der dem Patienten eventuell implantiert ist), und die Signale, die zurückgewiesen werden müssen.
Aus diesem Grund (ihren die jüngeren Vorrichtungen, wie z.B. die Modelle Syneflash und Synesis von ELA Médical ein gepulstes Verfahren durch, in dem die Vorrichtung eine kleine Strommenge (von der Größenordnung von Mikroampere) während einer sehr kurzen Zeit (von der Größenordnung einer Mikrosekunde) injiziert, um die Impedanz der Leitung zu messen. Der Verstärker, an den der Eingang angeschlossen ist, verstärkt den Spannungsabstand, der durch die Injektion dieses Stroms ausgelöst wird, und überträgt diesen Abstand zum digitalen Messsystem zurück (analog/digitaler Umwandler und Mikrosteuerung), das die Impedanzinformationen speichert und behandelt (theoretisch) ohne das empfangene Signal zu verändern. Ein solches Verfahren ist auf detaillierte Weise insbesondere in der EP-A-0 711 530 (ELA Médical) beschrieben.
Dieses Verfahren weist jedoch in bestimmten Situationen zwei Nachteile auf.
In der Tat wird, wenn eine Elektrode abgeklemmt ist, das Spannungsniveau des Eingangs, an dem der Strom injiziert wird, überlagert (eine Situation, die sich durch ein unleserliches Signal ausdrückt oder durch eine Überlagerung der Frequenz des Sektors), oder fällt auf null. Wenn das Niveau auf null fällt, empfängt die Vorrichtung in der Tat am Verstärker das EKG-Signal der anderen Elektrode. Sie verstärkt also dieses andere Signal auf monopolare Weise, d.h. im Verhältnis zur Masse des Patienten, wobei sie so ein Signal liefert, das sehr korrekt erscheint, obwohl es durch die Mikrosteuerung als anormal erkannt wurde. In dieser Situation weist das System zur Injektion von Strom also einen größeren Mangel auf, der auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass die Ladung, die in die Leitung injiziert wird, die eine hohe Impedanz aufweist (wegen der Unterbrechung oder des Aussteckens des Kabels), eine Spannung erzeugt, die lange aufrecht erhalten wird, wegen der Eingangskondensatoren des Empfangsschaltkreises (die Kondensatoren dienen zur passiven Filterung der hohen Frequenzen): das erfasste EKG-Signal ist dann sehr stark gestört durch die Spitzen, die bei jeder Injektion des Mikrostroms hervorgerufen werden.
Im Übrigen können in dem Fall, dass ein Patient Träger eines Herzschrittmachers ist, die Stimulationsspitzen der implantierten Vorrichtung die Impedanzmessung des externen Aufzeichners stören, und zwar auf zwei Arten und Weisen:

– wenn die Stimulationsspitze zum selben Zeitpunkt auftritt, an dem die Messung durchgeführt wird, kann sie die Antwort beträchtlich verformen und einen falschen Wert der Impedanz liefern;
– wenn die Spannungsspitze, die durch die Injektion des Stroms hervorgerufen wird, signifikant ist, kann sie fälschlicherweise vom Aufzeichner als eine Stimulationsspitze interpretiert werden.

Eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue Vorrichtung zur gepulsten Impedanzmessung vorzuschlagen, die für Aufzeichnungen von langer Dauer eingerichtet ist und die die verschiedenen oben genannten Nachteilen reduziert.
Dazu schlägt die Erfindung ein Testverfahren des elektrischen Durchgangs einer Leitung vom allgemeinen Typ vor, das durch die oben genannte EP-A-0 711 530 offenbart wird, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung schlägt vor, die Schritte durchzuführen, die auf den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 abzielen, um die Gesamtheit der einzelnen Aufgaben zu lösen, die oben dargestellt sind.
Die Erfindung hat ebenfalls einen Aufzeichner physiologischer Signale zum Gegenstand, der Mittel zur Durchführung der Schritte des oben dargelegten Verfahrens umfasst, entsprechend dem unabhängigen Anspruch 12.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen 2-11 und 13-17 dargelegt.
Es wird jetzt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung detaillierter mit Bezug auf die angehängte Zeichnung beschrieben.
1 ist eine schematische Ansicht der Schaltungen eines Aufzeichnergehäuses, das die Durchführung der vorliegenden Erfindung ermöglicht.
2 zeigt die Zeitdiagramme des injizierten Stromimpulses und des empfangenen resultierenden Spannungssignals, zuerst im Fall einer korrekten elektrischen Verbindung, dann in demjenigen einer defekten Verbindung.
3 ist eine Teilansicht, die eine Variante der Ausführungsform der 1 darstellt.
4 ist eine Verallgemeinerung der 1 bei der simultanen Messung der Impedanzen an mehreren Eingängen.
5 zeigt die Art und Weise, auf die die Probenpunkte eines EKG-Signals ausgewählt werden, die es ermöglichen, die Impedanzmessung in den laufenden Vorgang der Probennahme des EKG-Signals zwischenzuschieben.
In 1 hat man das Gehäuse der Aufzeichnervorrichtung mit 10 bezeichnet, die mit Signaleingängen versehen ist, von denen ein einziger mit 12 dargestellt wurde (diese Eingänge sind typischerweise von der Zahl sieben im Zahl von Aufzeichnungsvorrichtungen für EKG). Jeder Eingang ist mit einem Verbindungskabel verbunden (nicht dargestellt), dessen anderes Ende mit einer jeweiligen Elektrode verbunden ist, die am Patienten angebracht ist, um den Empfang der physiologischen Signale zu ermöglichen.
Jeder Signaleingang 12 weist eine Schutzschaltung 14 auf, deren Ausgang mit einem der Eingänge eines Differenzialverstärkers 16 verbunden ist. Der andere Eingang dieses Verstärkers ist entweder mit einem anderen Signaleingang verbunden (für eine bipolare Messung) oder mit dem Potential der Masse (für eine monopolare Messung).
Die Ausgabe des Verstärkers 16 wird nach Behandlung durch einen Hochpass- und Tiefpassfilter durch einen Analog-/Digitalwandler 18 in ein Signal umgewandelt, das in eine Mikrosteuerung 20 eingegeben wird, die die Behandlung (Filterung, Komprimierung, Aufzeichnung, usw.) dieses Signals sicherstellt, sowie diejenige der Signale, die aus den anderen Elektroden hervorgehen, die auf dem Patienten platziert sind.
Die Schutzschaltung 14 weist einen Serienwiderstand 22 von der Größenordnung von 100 kΩ auf, der dazu bestimmt ist, den in dem Kabel und über die Elektrode zirkulierenden Strom zu begrenzen. Eine Entladungsfunkenstrecke 24 sichert eine Begrenzung in der Eingangsspannung, in der Größenordnung von 40 V, um insbesondere die Defibrillationsschocks zu berücksichtigen, die auf den Patienten angewendet werden können, und zu vermeiden, dass diese letzteren die Eingangsschaltungen des Aufzeichners zerstören. Die Schutzschaltung 14 weist auch einen Verbindungskondensator 26 auf, der es ermöglicht, jede eventuelle Dauerkomponente zu blockieren, sowie ein RC-Netz 28, 30, das es ermöglicht, die höchsten Frequenzen vor dem Differentialverstärker 16 zu filtern.
Jeder Eingang ist auch mit einem Widerstand 32 zur Rückführung an die Masse versehen, mit erhöhtem Wert (typischerweise in der Größenordnung von 10 MΩ), montiert zwischen der Signalleitung einerseits und der Masse 34 andererseits.
Für die Impedanzmessung schlägt die Erfindung vor, anstelle einer permanenten Verbindung dieses Rückführungswiderstands 32 mit der Masse den Fuß desselben mit einem Schalter 36 zu verbinden, der ihn entweder mit der Masse verbindet (in normaler Position) oder mit einem Spannungs- oder Stromgenerator 38 (bei der Impedanzmessung). Der Schalter wird auf Befehl der Mikrosteuerung betätigt.
Aus praktischen Gründen ist es in der Regel einfacher, als Generator 38 einen Spannungsgenerator zu verwenden, der auf den Mikrosteuerungen oft in der Form eines Digital-/Analogwandlers verfügbar ist.
Genauer liefert für die Impedanzmessung der Generator 38 während eines ersten Zyklus von kurzer Dauer, z.B. 1 ms, eine Spannung V_T einer bestimmten Polarität, dann während eines zweiten Zyklus derselben Dauer. eine Spannung von umgedrehter Polarität (siehe die erste Linie des Zeitdiagramms der 2, wo die Form des entsprechenden Signals in 40 dargestellt ist).
Diese Umkehrung der Polaritäten ermöglicht es, die Ladungen in der Leitung auszulöschen, so dass die Messung des EKG-Signals nicht mehr gestört sein wird, selbst mit einer erhöhten Leitungsimpedanz, z.B. wegen einer ausgesteckten Elektrode.
Die Amplitude im Verhältnis zu den positiven und negativen Rechteckimpulsen des Impulses 40 kann eventuell optimiert werden durch Lernen bei der Mikrosteuerung, um die Rückkehr des Signals anzupassen, das auf der Basisleitung in Abwesenheit eines Kabels resultiert, wobei diese Anpassung erhalten wird, indem eine leichte Unsymmetrie zwischen den zwei Rechteckimpulsen eingeführt wird, um die verschiedenen Verschiebungen auszugleichen, die in die Messkette eingeführt werden können.
Der Impedanzwert wird auf der Grundlage von Spannungsabständen V_S berechnet, die am Ausgang des Verstärkers am Ende des ersten Zyklus gemessen werden (Abstand ΔV₁), und des zweiten Zyklus (Abstand ΔV₂) (das gemessene Signal V_S ist in 42 auf der zweiten Linie des Zeitdiagramms der 2 im normalen Fall dargestellt, d.h. mit einer nicht ausgesteckten Elektrode und einem intakten Verbindungskabel). Die durch die doppelte Strominjektion hervorgerufene Spannungsspitze hat in diesem Fall eine Amplitude, die proportional zur Impedanz ist, und die Spannungsabstände ΔV₁ und ΔV₂ sind vom absoluten Wert her ungefähr gleich, bei Unsymmetriefehlern nahe.
Um die Impedanzberechnung zu optimieren, ist es möglich, die absoluten Werte der Spannungsabstände ΔV₁ und ΔV₂ zu addieren: Wie unten mit Bezug auf die 5 erklärt werden wird, weist das EKG-Signal, wenn es nicht null ist, Variationen auf, die lokal mit einer Steigung vergleichbar sind, die, wenn man annimmt, dass diese letztere über die kurze Periode der Impedanzmessung stabil ist, die zwei Werte ΔV₁ und ΔV₂ in entgegengesetzte Richtung verändert; die Summe dieser zwei Werte bleibt daher stabil.
Im Fall einer erhöhten Impedanz, die einer Situation eines ausgesteckten oder unterbrochenen Kabels entspricht, oder einer abgeklemmten Elektrode, wird die Antwort auf den Stromimpuls 40 sehr sensibel modifiziert, wie es in 44 auf dem zweiten Zeitdiagramm der 2 dargestellt ist: Die Ladung, injiziert in die Leitung mit hoher Impedanz während des ersten Zyklus des Stromimpulses 40, erzeugt eine erhöhte Spannung, die die Mikrosteuerung sofort ermitteln kann. Im Übrigen wird die Strominjektion in umgekehrter Richtung beim zweiten Zyklus des Stromimpulses 40 eine Annullierung der Ladungen bewirken, die in den verschiedenen Eingangskapazitäten gespeichert sind (diese Ladungen sind wegen der erhöhten Impedanz zwischen dem Signalanschluss und der Masse nicht abgeflossen), wodurch die Rückkehr des Signals zur Basislinie ermöglicht wird, was die Wirkung hat, die Gesamtheit des Systems aus der Sicht der elektrischen Ladungen auf seinen vorherigen Zustand zurückzubringen.
Die Impedanzmessung wird durch die Mikrosteuerung mit regelmäßigen Intervallen entschieden, z.B. ein paar Mal pro Minute oder ein paar Mal pro Sekunde.
Die Impedanzmessung wird die verschiedenen Komponenten der Schaltung 14 zum Schutz gegen Interferenzen von hohen oder niedrigen Frequenzen berücksichtigen. Die Komponenten stören die Impedanzmessungen nicht, aber sie müssen in den letzteren berücksichtigt werden. So wird der Serienwiderstand 22, der am Eingang angeordnet ist, um den Strom zu begrenzen, der in der Leitung zirkulieren kann, wenn eine erhöhte Spannung auf eine Elektrode angewendet wird, z.B. im Fall eines Defibrillationsschocks, zur Impedanzmessung hinzugefügt. Was den Kondensator 26 betrifft, dessen Aufgabe es ist, die sehr niedrigen Frequenzen abzuschneiden, so greift er nicht in die Berechnung ein, weil er im Ganzen den Messstrom zur Leitung überträgt; er weist noch dazu den Vorteil auf, eventuelle Dauerkomponenten zu unterdrücken, die die Präzision der durch den Spannungsgenerator injizierten Ströme verringern können.
Um die Impedanzmessung verlässlich zu machen, muss es der Aufzeichner vermeiden, abweichende Werte zu berücksichtigen. Dazu kann er mehrere aufeinander folgende Messungen durchführen, um davon nur eine einzige zu behalten, z.B. den Mittelwert oder den Median der ausgeführten Messungen; man beseitigt auf diese Weise das Risiko, eine irrige Messung aufzuzeichnen, wenn z.B. ein Artefakt einer hohen Frequenz während des Zyklus der Impedanzmessung auftritt. So führt die Vorrichtung z.B. zehn Messungen während eines Intervalls von einer Minute durch und zeichnet jede Minute den Medianwert dieser zehn Messungen auf: Der Impedanzwert wird also einmal pro Minute aktualisiert.
Verschiedene Varianten und Verbesserungen der Erfindung können in Betracht gezogen werden.
So ist es möglich, zwei Leitungen gleichzeitig durch Signale mit gegenüber liegender Phase zu testen. Da der Strom dann zwischen zwei Elektroden zirkuliert, beseitigt man das Risiko einer falschen Messung, wenn sich die Massenelektrode abgelöst hat (die finale Ladungsbilanz bleicht null).
Wie die 3 zeigt, ist es andererseits möglich, den Schalter 36 wegzulassen, indem der Spannungsgenerator 38 am Fuß des Widerstands 32 permanent verbunden gelassen wird, mit Zwischenschaltung eines Widerstands 46 zwischen dem Widerstand 32 und der Masse 34. Anstelle zwischen den Messphasen den Schalter 36 auf die Masse 34 umzulegen, wie in der vorhergehenden Ausführungsform, legt die Mikrosteuerung dem Generator 38 eine Ausgangsspannung null auf, was darauf hinausläuft, den Fuß des Widerstands 32 an das Potential der Masse anzulegen. Diese rein statische Lösung ermöglicht es, den Rückgriff auf einen gesteuerten Schalter 36 zu vermeiden; sie weist jedoch den Nachteil auf, einen ständigen Betrieb des Spannungsgenerators zu benötigen, der also ständig einen bestimmten Strom verbraucht, wegen des Widerstandsnetzes, das letzterer umfasst (im Unterschied zur Ausführungsform der 1, wo der Schalter 36 es ermöglicht, den Generator komplett außerhalb der Zyklen der Impedanzmessung anzuhalten, wodurch der Versorgungsstrom des Generators 38 gespart wird).
Im Übrigen ist es möglich, die Impedanzmessung simultan auf mehreren Verstärkern zu realisieren.
Wie die 4 zeigt, weist der Aufzeichner 10 solch eine Mehrzahl von Eingängen wie 12 auf, wobei jeder über eine entsprechende Schutzschaltung 14 mit dem positiven Eingang eines jeweiligen Verstärkers 16 verbunden ist. Auf dieselbe Weise sind Eingänge 12' mit dem negativen Eingang derselben Verstärker 16 verbunden. Jeder der positiven Eingänge 12 ist durch seinen jeweiligen Fußwiderstand 32 über eine gemeinsame Leitung 48 mit einem einzigen Schalter 36 verbunden (oder mit einem einzigen Widerstand 46 im Fall der Variante der 3). Auf dieselbe Weise sind die negativen Eingänge bei einem anderen gemeinsamen Schalter eingesteckt. Die Leitungen werden so zu zwei Zeitpunkten getestet: die positiven Eingänge z.B. als erstes und die negativen Eingänge als zweites.
Da die Impedanzmessung in sehr kurzer Zeit realisiert wird, ist es möglich, diese Messung zu realisieren, ohne den Empfang des EKG-Signals zu unterbrechen. Die 5 zeigt die entsprechende Vorgehensweise.
Um die Impedanz messen zu können, ist es notwendig, über einen Verstärker zu verfügen, der eine ausreichend kurze Zeitkonstante vor den Messzyklen hat. Diese Konstante muss insbesondere kürzer sein als diejenige, die laufend für eine Probennahme bei 200 s^–1 (d.h. ungefähr 10 ms) verwendet wird.
Die Erfindung schlägt vor, eine kürzere Zeitkonstante zu assoziieren, z.B. 2 ms anstelle von 10 ms, mit einer schnelleren Probennahme, z.B. bei 1 kHz, wobei in der Folge das Signal über mehrere Punkte gemittelt wird.
Die 5 zeigt ein EKG-Signal mit den verschiedenen aufeinander folgenden Punkten der Probennahme, wie etwa 50 ... 58 und 60 ... 68.
Der Wert des EKG-Signals wird erhalten, indem fünf aufeinander folgende Punkte der Probennahme 50, 52, 54, 56 und 58 gemittelt werden. Da die Proben jede Millisekunde digitalisiert werden, ergibt diese Operation 1000/5 = 200 Punkte pro Sekunde (eine Frequenz, die eine Frequenz zum Erfassen ist, die häufig in den existierenden Aufzeichnern verwendet wird und die eine Probennahme bei Frequenzen im Allgemeinen zwischen 128 und 256 Hz ermöglicht). Im Moment einer Impedanzmessung wird die Injektion des doppelten Stromimpulses sich durch zwei Punkte der Probennahme 60 und 62 auswirken, die von der Basislinie beabstandet sind und den Amplituden ΔV₁ und ΔV₂ des in 2 gezeigten Antwortsignals entsprechen. Diese zwei Punkte 60 und 62 werden für die Impedanzmessung verwendet werden und auf den fünf nachfolgenden Probennahmen werden mindestens zwei Punkte 66, 68 übrig bleiben, um einen Wert des EKG-Signals zu liefern (der Punkt 64, der unmittelbar den Punkten 60 und 62 folgt, wird als Vorsichtsmaßnahme nicht für die Berechnung des Mittelwerts beibehalten).
Daher wird die Bestimmung des EKG-Signals nicht oder zumindest sehr wenig während der Phase der Impedanzmessung verändert: Der einzige Unterschied ist, dass im Laufe dieses besonderen Zyklus die Auswertung des EKG-Signals durch Mittelung von zwei Punkten gemacht werden wird anstelle von fünf wie im Normalfall – aber die Messung des EKG-Signals wird selbst während der Messung eines einzigen Zyklus nicht wegen der Impedanzmessung unterbrochen werden.
Diese Vorgehensweise ist selbstverständlich nicht begrenzend und andere Varianten können ins Auge gefasst werden, z.B. die Messung von drei oder vier Punkten pro Zyklus, anstelle von fünf indem nur der letzte Punkt als Wert des EKG-Signals in dem Fall eines Zyklus, der eine Impedanzmessung enthält, zurückgehalten wird.
Es wird jetzt der Spezialfall eines Patienten betrachtet, der Träger eines Herzschrittmachers ist.
In diesem Fall stören die Stimulationsspitzen, die vom Schrittmacher abgegeben werden, das Funktionieren der Impedanzmessung durch den Aufzeichner.
In der Tat haben diese Spitzen eine Amplitude von kurzer Dauer derselben Größenordnung wie die mit der Impedanzmessung verbundenen Spannungsabweichungen; die Messschaltung kann also das bei der Messung der Impedanz empfangene Signal (das auf der zweiten Linie der 2 gezeigte Signal) mit einer Stimulationsspitze verwechseln.
Bis jetzt wurde diese Schwierigkeit umgangen, indem jede Impedanzmessung durch die Aufzeichner, die von Patienten getragen werden, die mit einem Herzschrittmacher ausgestattet sind, weggelassen wurde.
Die Erfindung schlägt vor, dieser Schwierigkeit abzuhelfen, indem sie zwei Verfahren vorschlägt, die die Impedanzmessung durch den Aufzeichner erlauben, selbst wenn der Patient einen Herzschrittmacher trägt.
Das erste Verfahren besteht darin, den Zyklus der Impedanzmessung mit den erkannten Stimulationsspitzen zu synchronisieren.
Dazu sucht der Aufzeichner das Vorhandensein von Spitzen (Analyse des Signals bei 1000 Hz durch die Software oder durch eine spezifische Schaltung) und liefert Zeitfenster, die hinter den Spitzen liegen (z.B. 10 ms), während derer es sicher sein wird, dass der Schrittmacher keine weiteren Stimulationsimpulse abgeben wird. Wenn der Aufzeichner eine Impedanzmessung durchführen will, wartet er ein Messfenster ab und führt die Messung wie vorher durch, ohne zu riskieren, gestört zu werden.
In dem Fall, dass keine Spitze im EKG-Signal während einer relativ großen Zeitspanne (einige Sekunden) entdeckt wurde, nimmt der Aufzeichner an, dass der Stimulator im gehemmten Modus ist („Wachmodus") und er kann also die Impedanzmessung starten; es bleibt jedoch ein (geringes) Risiko, sich in Synchronisation mit einer Spitze zu befinden, wenn eine Stimulation in diesem Moment ausgelöst wird.
Das zweite Verfahren besteht darin, das Signal bei 1000 Hz zu rekonstruieren: Bei einer vorherigen Messung wird die Antwort auf den Stromimpuls gespeichert. Bei normalem Betrieb wird bei jeder Impedanzmessung das EKG-Signal empfangen und mit Hilfe eines Subtraktionsalgorithmus wird die vorher gespeicherte Antwort vorn wirklichen Signal abgezogen. Man erhält so ein Signal, das der Artefakte bei der Impedanzmessung entledigt ist und auf dem man die Stimulationsspitzen suchen kann (die der Injektion des Messsignals eigene Antwort wird ausgehend von vorhergehenden und eventuell folgenden Zyklen erhalten).

Claims

Vorrichtung (10) zur Aufnahme von physiologischen Signalen, insbesondere eine Holter-Vorrichtung zur Aufnahme von EKG-Signalen, mit Mitteln zum Prüfen des elektrischen Durchgangs einer Leitung, die ein Verbindungskabel umfasst, welches eine an einem Patienten angeordnete Außenelektrode mit einem Signalanschluss (12) der Aufnahmevorrichtung verbindet, wobei dieser Durchgang wegen eines Herausziehens oder eines Bruchs des Kabels, oder wegen eines Entfernens oder Ablösens der Außenelektrode fehlerhaft sein kann, wobei diese Mittel folgendes umfassen: – Mittel (20, 32, 36, 38) zum Erzeugen eines Stromimpulses (40) und zur Anwendung dieses Impulses auf die Leitung, – Mittel (16, 18, 20) zur Messung der resultierenden Spannungsänderung (42, 44) am Signalanschluss während der Anwendungsdauer des Stromimpulses, und – Mittel zur Bestimmung der Impedanz der Leitung anhand der so gemessenen Spannung, dadurch gekennzeichnet, dass: – die Mittel (20, 32, 36, 38) zur Erzeugung des Stromimpulses (40) Mittel sind, die geeignet sind, einen zweiphasigen Impuls zu erzeugen, mit zwei aufeinander folgenden Zyklen umgekehrter Polarität, wobei die Dauer und die Amplitude dieser zwei Zyklen so gewählt sind, um jeweilige im wesentlichen gleiche Ladungen von entgegen gesetztem Vorzeichen zu definieren.
Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Mittel zur Messung der Spannungsänderung die Spannungsänderung am Ende des ersten Zyklus (ΔV₁) und am Ende des zweiten Zyklus (ΔV₂) des Stromimpulses messen.
Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die Mittel zur Messung der Spannungsänderung die Absolutwerte der am Ende des ersten Zyklus (ΔV₁) und am Ende des zweiten Zyklus (ΔV₂) des Stromimpulses gemessenen Spannungsänderungen addieren.
Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die Mittel zur Messung der Spannungsänderung begleitend die Aufnahme des EKG-Signals vornehmen, und bei welcher Mittel zur Abtastung des EKG-Signals mit einer Frequenz vorgesehen sind, die eine Mehrzahl von Abtastwerten (50, 52, 54, 58; 60, 62, 64, 68) pro Messzyklus liefert, mit mindestens zwei Abtastwerten (60, 62) für die Messung der Spannungsänderung am Ende des ersten Zyklus und am Ende des zweiten Zyklus des Stromimpulses, und wenigstens einem Abtastwert (50, 52, 54, 58; 66, 68) für die Messung des Niveaus des EKG-Signals.
Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher das EKG-Signal mit einer Frequenz abgetastet wird, die eine Mehrzahl von Abtastwerten (50, 52, 54, 58; 66, 68) zur Messung des Niveaus des EKG-Signals liefert, und bei welcher die Messung des EKG-Signals durch Mittlung dieser Mehrzahl an Abtastwerten erfolgt.
Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher das EKG-Signal mit einer Frequenz abgetastet wird, die wenigstens zwei Abtastwerte (60, 62) zur Messung der Spannungsänderung am Ende des ersten Zyklus und am Ende des zweiten Zyklus des Stromimpulses liefert, eventuell mit einem dazwischen liegenden Abtastwert (64), und wenigstens einen Abtastwert (66, 68) zur Messung des Niveaus des EKG-Signals.
Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin mit Mitteln zur Entfernung der Stimulationsspitzen, die durch einen beim Patienten implantierten Herzschrittmacher erzeugt werden und dem aufgenommenen EKG-Signal beigemischt sind.
Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 7, bei welcher die Mittel zur Entfernung der dem EKG-Signal beigemischten Stimulationsspitzen Mittel zur Vorerfassung der Stimulationsspitzen und zur Definition eines poststimulativen Zeitfensters umfassen, während welchem die Mittel zum Prüfen des elektrischen Durchgangs der Leitung eingesetzt werden.
Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 7, bei welcher die Mittel zur Entfernung der dem EKG-Signal beigemischten Stimulationsspitzen Mittel zur Vorspeicherung der Spannungsänderung am Signalanschluss während der Anwendungsdauer des Stromimpulses umfassen, sowie Mittel zum Abziehen dieser gespeicherten Änderung bei der Erfassung einer Stimulationsspitze.
Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Mittel zum Prüfen des elektrischen Durchgangs der Leitung Mittel sind, die iterativ arbeiten, und bei welcher die Aufnahmevorrichtung weiterhin Mittel zur Schätzung und zur periodischen Speicherung eines Impedanzwerts anhand einer Mehrzahl von vorhergehenden Impedanzmessungen umfasst.
Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher die Mittel zur Schätzung und zur periodischen Speicherung eines Impedanzwerts einen Median der Mehrzahl an vorhergehenden Messungen suchen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Mittel zur Erzeugung des Stromimpulses einen durch einen Mikrocontroller (20) der Aufnahmevorrichtung gesteuerten Spannungs- oder Stromgenerator (38) umfassen, wobei die Ausgangsspannung oder -stromstärke diese Generators an den Anschluss eines Masse-Rückstellwiderstands (32) angelegt wird, der im übrigen an den Signalanschluss (12) gekoppelt ist, und bei welcher Mittel (36, 46) vorgesehen sind, um den Anschluss des Rückstellwiderstands außerhalb der Zeiträume der Anwendung der Ausgangsstromstärke oder -spannung des Generators auf das Potential der Masse (34) zu bringen.
Vorrichtung nach Anspruch 12, bei welcher die Mittel, um den Anschluss des Rückstellwiderstands außerhalb der Zeiträume der Anwendung der Ausgangsstromstärke oder -spannung des Generators auf das Potential der Masse zu bringen, einen Schalter (36) umfassen, der selektiv zwischen einem Zustand der Aufnahme des EKG-Signals, bei welchem der Anschluss des Rückstellwiderstands (32) mit dem Potential der Masse (34) verbunden ist, und einem Zustand der Impedanzmessung, bei welchem der Anschluss des Rückstellwiderstands (32) mit dem Ausgang des Generators (38) verbunden ist, gesteuert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 12, bei welcher die Mittel, um den Anschluss des Rückstellwiderstands außerhalb der Zeiträume der Anwendung der Ausgangsstromstärke oder -spannung des Generators auf das Potential der Masse zu bringen, einen Widerstand (46) umfassen, der zwischen der Masse (34) und dem Anschluss des Rückstellwiderstands (32) eingefügt ist, wobei die Ausgangsstromstärke oder -spannung des Generators (38) außerhalb der Anwendungszeiträume auf Null gesetzt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 12, mit einer Mehrzahl Signalanschlüssen (12, 12, 12), die jeder mit einem jeweiligen Rückstellwiderstand (32, 32, 32) versehen sind, bei welcher die Ausgangsspannung oder -stromstärke des Generators (38) gleichzeitig, entweder an den positiven Eingängen oder an den negativen Eingängen, an die Anschlüsse dieser diversen Rückstellwiderstände angelegt wird, und bei welcher die Mittel (36, 46) zum außerhalb der Anwendungszeiträume auf das Potential der Masse Bringen gemeinsame Mittel sind, die gleichzeitig auf die Rückstellwiderstände einwirken.
Vorrichtung nach Anspruch 12, mit einer Mehrzahl Signalanschlüssen (12, 12, 12), die jeder mit einem jeweiligen Rückstellwiderstand (32, 32, 32) versehen sind, bei welcher die Ausgangsspannung oder -stromstärke des Generators (38) unabhängig an die Anschlüsse dieser diversen Rückstellwiderstände angelegt wird, und bei welcher die Mittel (36, 46) zum außerhalb der Anwendungszeiträume auf das Potential der Masse Bringen Mittel sind, die eine Mehrzahl Schalter umfassen, mit einem Schalter pro Signalanschluss.