DE102004044436B3

DE102004044436B3 - EKG-Überwachungsgerät mit mehrdimensionaler Ton-Informationsübertragung

Info

Publication number: DE102004044436B3
Application number: DE102004044436A
Authority: DE
Inventors: Jan Dr. Boese; Martin Dr. Kleen; Norbert Rahn
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-09-14
Filing date: 2004-09-14
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2024-09-15

Abstract

EKG-Überwachungsgerät mit zusätzlicher Tonwiedergabe des Elektrokardiogramms, wobei einem die R-Zacke markierenden Grundton weitere Unterstrukturen der EKG-Kurve, wie zum Beispiel die Breite des QRS-Komplexes, die Höhe oder Länge der ST-Strecke oder der PQ-Strecke, oder die Orientierung der T-Welle, akustisch anzeigende Tonkomponenten überlagert sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein EKG-Überwachungsgerät mit zusätzlicher Tonwiedergabe des Elektrokardiogramms.

In der Medizin – insbesondere der Anästhesie und bei invasiven Untersuchungen wie Angiographie und Endoskopie – wird der Patient meist mit einem technischen Gerät überwacht. Dabei ist es üblich, das Elektrokardiogramm (EKG) abzuleiten um das Auftreten der so genannten R-Zacke, die bei jedem Herzschlag auftritt, mit einem Ton zu kennzeichnen. In verfügbaren Geräten wird das Auftreten der R-Zacke durch einen einfachen Ton signalisiert, wobei der Sinn des Tons der ist, dass der Arzt von der dauernden Beobachtung des Bildschirms entlastet wird. Das regelmäßige Auftreten des Tons gibt eine Information über die Regelmäßigkeit und die Frequenz des Herzschlags, mithin zentrale Daten über den Zustand des Patienten.

Im EKG steckt jedoch weit mehr Information als nur das zeitliche Auftreten der R-Zacke. So ist die Form der EKG-Kurve in vielerlei Hinsicht wegweisend für die Diagnose von Herzerkrankungen. Die Höhe und Breite des QRS-Komplexes, der P- und T-Wellen, die Länge und vertikale Lage der PQ- sowie der ST-Strecken haben je nach Auftreten und Grad der Veränderung spezifische diagnostische Aussagekraft für den Arzt. Mit den bisher verfügbaren Geräten wird die Aussagekraft der Tonanzeige aber nur auf eine einfache digitale Information verkürzt: QRS-Komplex tritt auf: ja/nein, d.h. es kommt ein Piepton oder nicht.

Die DE 199 25 988 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Aufzeichnung von Potentialdifferenzen während einer Herzaktion. Dabei ist jedem Erregungsabschnitt, also jedem Abschnitt der EKG-Kurve, ein Ton zugeordnet, der immer dem Erregungsabschnitt zugeordnet einzeln abgespielt wird, sodass sich eine Melodie ergibt.

Ein audiovisuelles EKG-Überwachungssystem ist in der US 4,754,762 A beschrieben. Dabei werden Abweichungen von verschiedenen charakteristischen Merkmalen der EKG-Kurve als Modulation von fünf ursprünglich gleichen, nacheinander abgespielten Tönen, abgebildet, sodass sich eine Melodie ergibt.

Die DE 2 108 599 A schlägt vor, bei einem EKG-Überwachungsgerät die jeweiligen Messwerte, also die gemessenen Spannungen, derart in ein Audiosignal umzuwandeln, dass sich die akustische Ausgabe ähnlich einer Sprachausgabe anhört. Dabei ist vorgesehen, dass sich die Frequenz der Audiosignale monoton mit der Kardiogrammspannung ändert, sodass kontinuierlich das sprachähnliche Audiosignal ausgegeben wird.

Im US-Patent 3,830,227 A ist ebenfalls ein EKG-Überwachungsgerät beschrieben, bei dem ein kontinuierlicher, grundsätzlich gleicher Ton abgespielt wird, der als Antwort auf die vom Herz erzeugte Spannung moduliert wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein EKG-Überwachungsgerät so auszugestalten, dass außer der ein ständiges Beobachten des Bildschirms des EKG-Geräts vermeidenden einfachen Tonübermittlung des Auftretens der R-Zacke weitere Informationen der EKG-Kurve dem Arzt zur Verfügung stehen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass einem die R-Zacke markierenden unterbrochenen Grundton zur Erzeugung eines polyphonen Klangs weitere Töne überlagert sind, wobei jeder Ton des Klangs einem charakteristischen Merkmal der EKG-Kurve entspricht.

Dabei kann es sich beispielsweise um die Breite des QRS-Komplexes, die Höhe oder Länge der ST-Strecke oder der PQ-Strecke, oder die Orientierung der T-Welle handeln, wobei gegebenenfalls die als Klangkomponenten übertragenen Informationen auch von anderen Geräten einer medizinischen Patientenüberwachungsstation, wie beispielsweise Atemfrequenz, Blut druck oder Sauerstoffsättigung, als Tonmodulation eingekoppelt sein können.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines EKG-Überwachungsgerätes lassen sich dem Arzt eine Vielzahl von Komponenten der EKG-Kurve akustisch, also ohne Betrachtung des Monitors des EKG-Geräts, übermitteln, sodass er diese Informationen aufnehmen kann, während er beispielsweise den Patienten behandelt, operiert oder sonst wie tätig ist, ohne dass er die Möglichkeit hat, die EKG-Kurve optisch zu beobachten.

Bereits ohne Übung kann dabei der Arzt erkennen, dass der Klang, den er hört, disharmonisch („schräg") wird, woraus sich der Verdacht auf eine Krankheit ergibt.

Dabei kann die Tonhöhe und/oder die Tondauer und/oder die Lautstärke des dem jeweiligen Merkmal entsprechenden Tons variiert werden.

Mit ganz besonderem Vorteil kann gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass drei Töne eines Dur-Dreiklangs (Abstände: kleine Terz, große Terz) ausgebbar sind, wobei gegebenenfalls zusätzliche charakteristische Merkmale und/oder Informationen über Töne mit Frequenzen, die durch ein- oder mehrfache Verdopplung der Frequenzen der Töne des Dreiklangs entstehen, ausgebbar sind. Mit einem Dur-Dreiklang lassen sich bei festem Grundton zwei Parameter codieren. Für drei bis fünf Parameter verdoppelt man die Frequenz eines oder mehrerer Töne und mehr als fünf Parameter verdoppelt man mehrmals.

Eine weitere Möglichkeit der Tonübertragung von medizinischen Informationen, insbesondere aus einem Elektrokardiogramm, besteht darin drei Töne zu überlagern, die im Normalfall identisch sind und sich nur bei Abweichung vom Standard auseinander bewegen. Wird die Abweichung klein gehalten, zum Beispiel kleiner als eine kleine Terz, so klingt das sehr unangenehm und ist im Gegensatz zu dem eingangs angesprochenen Ton des polyphonen Drei- oder Mehrklangs auch für Ungeübte zweifelsfrei vom monophonen Normalfall zu unterscheiden.

Darüber hinaus könnte die Wellenform einzelner Töne zunehmend von Sinuston (Ausgangslage) zu abweichenden „kratzigen" Wellenformen verändert werden oder man könnte auch den einzelnen Tönen oder dem Gesamtklang einen Rauschton überlagern, wobei mehr oder weniger Rauschen das größere oder kleinere Abweichen vom Sollwert anzeigt.

Eine weitere Möglichkeit, Informationen akustisch zu übertragen besteht darin, die einzelnen Töne oder den Gesamtklang zu unterbrechen (zerhacken).

Für mehr als drei Parameter könnte man auch 5-Klang, 9-Klang, im Prinzip auch 80-Klang (zum Beispiel 10 Oktaven) implementieren, bis die Unterscheidungsfähigkeit des menschlichen Ohrs erreicht bzw. überfordert ist.

Neben der Speicherung von Normalwerten, deren Über- bzw. Unterschreiten das System im R-Zacken-Klang codieren soll, muss der Anwender auch die Möglichkeit haben, einen Nullpunkt zu definieren. Kommt zum Beispiel ein vorerkrankter Patient mit einer bestehenden Veränderung des EKG, so kann dieser Zustand als Ausgangspunkt definiert werden. Die Abweichungen von diesem Zustand werden dann analysiert und in den Klang codiert.

Schließlich besteht auch noch die Möglichkeit die Dauer eines stabilen Tons – krankhaft verändert oder nicht – als Parameter in den Ton zu codieren. So kann bei krankhaften Veränderungen der unverändert stabile Zustand und damit geringes Risiko signalisiert werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung.
Die einzige Figur zeigt einen typischen Ausschnitt aus einer EKG-Kurve.
In der Figur erkennt man bei 1 die R-Zacke, an die sich rechts die ST-Strecke 2, die T-Welle 3 und die U-Welle 4 anschließt. Nach links gesehen erkennt man die PQ-Strecke 5 und die P-Welle 6. Unterhalb der R-Zacke erkennt man noch zusätzlich die Q-Zacke 7 und die S-Zacke 8.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines EKG-Überwachungsgerätes, wobei gemäß den vorstehenden Ausführungen auch noch die Messwerte von zusätzlichen medizinischen Überwachungsgeräten mit angezeigt werden könnten, ergeben sich eine ganze Reihe von Vorteilen.
Der R-Zacken markierende Ton der EKG-Überwachung belastet ohnehin die akustische Atmosphäre des Untersuchungsraums. Dabei übermittelt er lediglich eine eindimensionale und digitale (ja/nein Entscheidung) Information über das Auftreten der R-Zacke im EKG. Die Erfindung nutzt die vorhandene Geräuschkulisse, produziert einen im Regelfall angenehmen Klang und nutzt ihn für die mehrdimensionale Informationsübertragung.
Die vorgeschlagene Erfindung integriert mehrere Parameter des EKGs und erhöht damit die diagnostische Ausbeute des Klangs, der in den Untersuchungsraum ausgesandt wird.
Störungen des EKGs, die noch nicht zu einer Rhythmusstörung geführt haben und lediglich Verformungen des Kurvenverlaufs darstellen, können durch die vorgeschlagene Erfindung bereits akustisch erkannt werden. Ein ständiges Beobachten des Bildschirms des Überwachungsgeräts ist nicht mehr notwendig.
Ist der Arzt zu beschäftigt, um den Monitor ständig bzw. in regelmäßigen Abständen zu überwachen, so besteht die Gefahr alle Störungen des EKGs zu übersehen, die nicht zu einer Veränderung des Rhythmus der R-Zacke führen. Die vorgeschlagene Erfindung reduziert dieses Risiko, indem viele verschiedene Störungen bereits im Frühstadium akustisch erkennbar werden.
Mit der vorgeschlagenen Erfindung ist es möglich, den Schweregrad der Störung in die Tonveränderung zu codieren. Dies bietet im Gegensatz zum digitalen ja/nein Signal des konventionellen EKG Tons den Vorteil der akustischen Aufmerksamkeitslenkung auf schwerwiegende Probleme.

Claims

EKG-Überwachungsgerät mit zusätzlicher Tonwiedergabe des Elektrokardiogramms, bei dem einem die R-Zacke markierenden unterbrochenen Grundton zur Erzeugung eines polyphonen Klangs weitere Töne überlagert sind, wobei jeder Ton des Klangs einem charakteristischen Merkmal der EKG-Kurve entspricht.
EKG-Überwachungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tonhöhe und/oder Tondauer und/oder die Lautstärke des dem jeweiligen Merkmal entsprechenden Tons variierbar ist.
EKG-Überwachungsgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass drei Töne eines Dur-Dreiklangs ausgebbar sind, wobei gegebenenfalls zusätzliche charakteristische Merkmale und/oder Informationen über Töne mit Frequenzen, die durch ein- oder mehrfache Verdopplung der Frequenzen der Töne des Dreiklangs entstehen, ausgebbar sind.
EKG-Überwachungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass drei Töne überlagert sind, die im Normalfall identisch sind und die in Abhängigkeit der Messwerte der charakteristischen Merkmale insoweit veränderbar sind, dass die Abweichungen kleiner als die kleine Terz sind.
EKG-Überwachungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenform der einzelnen Töne von einer Ausgangs-Sinusform zu abweichenden Wellenformen veränderbar ist.
EKG-Überwachungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass den Einzeltönen oder dem Gesamtklang ein Rauschton überlagerbar ist.
EKG-Überwachungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Töne oder der Gesamtklang unterbrochen ausgebbar sind.
EKG-Überwachungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als anzuzeigende charakteristische Merkmale die Breite des QRS-Komplexes, die Höhe oder Länge der ST-Strecke oder der PQ-Strecke, und/oder die Orientierung der T-Welle vorgesehen sind.
EKG-Überwachungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich an das Überwachungsgerät übergebene Informationen von anderen Geräten einer medizinischen Patientenüberwachungsstation, vorzugsweise die Atemfrequenz, der Blutdruck und/oder die Sauerstoffsättigung, als Ton- oder Klangmodulation ausgebbar sind.