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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren
zur Messung und Beeinflussung des Blutdrucks und der Herzratenvariabilität.
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Der
arterielle Blutdruck und die Herzratenvariabilität sind wichtige physiologische
Parameter der Herz-Kreislauf-Physiologie, insbesondere beim Menschen.
Die beiden Parameter, insbesondere in Kombination miteinander gesehen,
dienen als medizinisch relevante Risiko-Parameter zur Abschätzung eines
individuellen Gesundheits-Risikos. Eine anhaltende Erhöhung des
Blutdrucks sowie eine anhaltende Verringerung der Herzratenvariabilität gehen
statistisch mit einer Erhöhung
des Mortalitäts-
und Morbiditäts-Risikos
für den
Betroffenen einher.
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Unter
dem Begriff „arterieller
Blutdruck" versteht
man den physikalischen Druck im arteriellen Gefäßsystem. Er hängt im wesentlichen
vom Herzzeitvolumen und dem totalen peripheren Strömungswiderstand
im Gefäßsystem
ab. Das Risiko, das mit einem hohen Blutdruck verbunden ist, ist
auch in breiten Bevölkerungsschichten
bekannt. Entsprechend häufig
werden von Laien, die unter hohem Blutdruck leiden oder eine Entwicklung
des eigenen Blutdrucks auf einen hohen Wert verhindern wollen, Geräte zur Messung
des eigenen Blutdrucks eingesetzt. Fast immer werden Blutdruck-Meßgeräte verwendet,
die entweder nach dem oszillometrischen Meßprinzip oder dem akustischen
Prinzip nach Riva-Rocci arbeiten. Dabei wird mittels an eine Druckmanschette
am Oberarm oder am Handgelenk zunächst ein Druck appliziert,
der über
dem systolischen arteriellen Blutdruck liegt, so dass kein Blut mehr
in die distal der Manschette liegende Extremität strömen kann. Dann wird der Manschettendruck langsam
verringert. Unterschreitet der Manschettendruck den systolischen
arteriellen Blutdruck, kann während
der Systole Blut durch das komprimierte Gefäß strömen. Dadurch entstehen charakteristische Geräusche, die mittels
eines Mikrofons registriert werden können. Durch das anströmende Blut
werden gleichzeitig Druckschwankungen ausgelöst, die sich auf die Druckmanschette übertragen
und über
den Anschluß-Schlauch
bis in das Blutdruck-Meßgerät fortsetzen.
Dort können
sie durch einen geeigneten Sensor registriert werden. Mittels entsprechender Auswerteverfahren
kann nun entweder aus dem akustischen Signal oder aus dem oszillometrischen Drucksignal
die zugrundeliegende Blutdruckamplitude berechnet werden. 4 zeigt den Druckverlauf 401 in
einer Manschette zur Messung des Blutdrucks und die oszillometrischen
Druckschwankungen 402. Üblicherweise
werden die Amplituden der Druckkurven auf die größte Amplitude bezogen. Überschreitet bzw.
unterschreitet die relative Amplitude beim Ablassen des Drucks von
der Manschette bestimmte, empirisch ermittelte Werte, wird aus dem
dazugehörigen
Manschettendruck der systolische bzw. diastolische Blutdruck 403 i.
V. m. 401 ermittelt.
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Liegt
ein zu hoher oder zu niedriger Blutdruck vor, wird üblicherweise
der Blutdruck medikamentös
beeinflusst. Eine Gruppe häufig
verordneter Medikamente zur Blutdrucksenkung sind sogenannte „Betablocker", d. h. die β-adrenergen
Rezeptoren blockierende und damit die herzleistungsfördernde Wirkung
von (Nor-) Adrenalin hemmende Verbindungen enthaltende Medikamente.
Die antihypertensive Therapie mit derartigen Medikamenten ist oft
von unerwünschten
Wirkungen begleitet, die regelmäßig zum
Nichtbefolgen der verordneten Therapie führen. Beispielsweise klagen
Patienten nach Einnahme von Betablockern oft über Schlafstörungen,
Potenzprobleme und depressive Verstimmungen.
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Als
Herzratenvariabilität
(HRV) bezeichnet man die Variabilität in der Herzfrequenz von Herzschlag
zu Herzschlag. Diese kann durch geeignete mathematische Verfahren
berechnet und angegeben werden (z.B. Standardabweichung). Die Herzratenvariabilität ist das
mathematische Korrelat zu der permanenten Anpassung der Herzfrequenz
an wechselnde Anforderungen im menschlichen Organismus und ist Ausdruck
der neurovegetativen Regulationsfähigkeit des Körpers eines
Menschen. Die Berechnung der Herzratenvariabilität erfolgt zum einen über ein
24-Stunden-EKG, das mittels eines tragbaren EKG-Rekorders aufgezeichnet
wird. Dieses Verfahren wird meist bei kardiologischen Fragestellungen eingesetzt.
Zum anderen wird die Herzratenvariabilität als Ergebnis verschiedener
neurophysiologischer Funktionstests bestimmt, die in darauf spezialisierten Zentren
bzw. Institutionen durchgeführt
werden („Autonome
Diagnostik und Schlafpolygraphie in Klinik und Praxis", J. Jörg (Hsg),
Steinkopff Verlag, Darmstadt; „Diagnose
und Therapie der autonomen diabetischen Neuropathie", Deutsche Evidenzbasierte
Diabetes-Leitlinie (DDG), Stand 15.4. 2002). Diese Funktionstests
umfassen üblicherweise
folgende Testprozeduren:
- • Ewing-Test;
- • Valsalva-Manöver;
- • Tiefe
Respiration mit 6 Atemzügen
pro Minute;
- • Kurzzeit-HRV
in Ruhe.
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Bei
den Funktionstests werden vom Patienten selbst nach Anweisung des
Untersuchers Stimulationen seines Herz-Kreislauf-Systems vorgenommen,
die zu charakteristischen Änderungen
der Herzfrequenz führen.
Beim Ewing-Test wird der Patient gebeten, aus dem Liegen heraus
schnell aufzustehen. Beim Valsalva-Manöver wird er angewiesen, bei
geschlossenem Kehlkopfdeckel fest auszuatmen und so im Brustkorb
einen Überdruck
zu erzeugen. Bei der tiefen Respiration wird ihm ein langsamer Atemrhythmus
mit 6 Atemzügen
pro Minute vorgegeben, dem er folgen soll. Die Kurzzeit-HRV-Messung in
Ruhe umfasst die Bestimmung der HRV in Ruhe ohne besondere Stimulation.
Die genannten Funktionstests werden meist von Neurologen und Diabetologen
zur Quantifizierung der Herzratenvariabilität verwendet. Die Bedeutung
der Herzratenvariabilität als
Risikoparameter ist in einer Vielzahl von Studien eindeutig belegt
(Deutsche Evidenzbasierte Diabetes-Leitlinie (DDG), Stand 15.4.
2002). Sie ist allerdings weiten Kreisen der Bevölkerung nicht bekannt.
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Beiden
Ansätzen
der Bestimmung der Herzratenvariabilität gemeinsam ist die Notwendigkeit, entsprechendes
medizinisches Gerät
und medizinisches Knowhow vorhalten zu müssen. Für medizinische Fragestellungen
wird dazu üblicherweise
ein Elektrokardiogramm (EKG) registriert. Mittlerweile sind spezielle
Systeme auf dem Markt, die eine automatisierte und standardisierte
Durchführung
der Untersuchungen der Herzratenvariabilität im professionellen, d. h. ärztlich
kontrollierten Bereich erlauben. Doch diese Systeme stellen an das
Bedienungspersonal hohe Anforderungen bezüglich des Ausbildungsstands
in der EKG-Registrierung und anschließenden Bestimmung der Herzratenvariabilität. Aus diesem
Grund gibt es bisher für
Patienten keine Möglichkeit,
die Bestimmung ihrer Herzratenvariabilität als Selbstmessung genauso
wie die ihnen vertraute Blutdruckmessung durchzuführen.
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Der
weiter oben angesprochenen medikamentösen Behandlung von Bluthochdruck,
beispielsweise durch Betablocker, steht eine vergleichbare medikamentöse Beeinflussung
der Herzratenvariabilität
nicht zur Seite. Aus diesem Grund ist die Suche nach einer Therapie
bei nicht zufriedenstellenden Werten der Herzratenvariabilität nach wie
vor medizinisch sinnvoll.
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Ein
wirksamer Ansatz sind Biofeedback-Verfahren. Auch die Herzraten-Variabilität lässt sich durch
Biofeedback-Verfahren verbessern (Lehrer PM et al., Heart rate variability
biofeedback increases baroreflex gain and peak expiratory flow,
Psychosom. Med. 2003 (Sep-Oct), 65(5): 796-805). Dieses Verfahren
ist mittlerweile in Deutschland auch unter dem Begriff Herzkohärenz-Training
bekannt (www.stressball.de) und beruht auf folgendem Prinzip:
Die
Schaltstelle von Körper
und Geist ist das vegetative (autonome) Nervensystem. Letzteres
besteht im wesentlichen aus zwei großen Gegenspielern, dem Parasympathikus,
der für
Regeneration und Entspannung sorgt, und dem Sympathikus, der aktiv wird,
wenn Leistung nach außen
abgegeben werden muss (Alarmsystem). Unter Sympathikus-Einfluss steigt
beispielsweise die Herzfre quenz und der Blutdruck an, und Stresshormone
werden freigesetzt. Der unterschiedliche Einfluss von Parasympathikus und
Sympathikus lässt
sich am Herzen mittels der Herzratenvariabilität (HRV) bestimmen. Im Zustand der
Entspannung kommt es zu einer Synchronisation von Atmung, Blutdruck
und Herzfrequenz, die man als „Kohärenz" bezeichnet. Verantwortlich
dafür sind neurovegetative
Reflexbögen,
die der Blutdruck-Regulation dienen. Die genannte Synchronisation
(Kohärenz)
tritt nur im Zustand der Entspannung auf, d. h. wenn der Parasympathikus
aktiv ist. Sie ist am höchsten
bei einer Atemfrequenz von ca. 0,1 Hz. Eine pharmakologische Blockade
des Parasympathikus beispielsweise führt zum völligen Verschwinden der Kohärenz. Unter
Belastung und Stress ist die Kohärenz
gering (David Servan-Schreiber, Die Neue Medizin der Emotionen,
Kunstmann-Verlag, ISBN 3-88897-353-8, Seiten 49-87). Je höher die
Kohärenz
ist, desto größer ist
auch die Herzratenvariabilität.
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Man
kann nun mittels geeigneter mathematischer Verfahren die aktuelle
Kohärenz
eines Menschen messen. Ein geeignetes mathematisches Verfahren ist
beispielsweise die Spektralanalyse der Herzfrequenz. Bei maximaler
Kohärenz
tritt nur noch eine Frequenz in der Spektralanalyse der Herzfrequenz
auf, entsprechend hoch ist der zugeordnete Peak in der (in 1 dargestellten) Spektralanalyse der
Herzfrequenz (bei 101).
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Dem
jeweiligen Menschen kann nun seine aktuelle Kohärenz audiovisuell zur Kenntnis
gebracht werden. Eine übliche
Darstellung ist beispielsweise die Visualisierung als Ampel: Rot
bedeutet geringe Kohärenz,
gelb heißt
mittlere Kohärenz,
und grün
ist gleichzusetzen mit einer hohen Kohärenz. Durch Konzentration auf
das gezeigte Signal, das ein Surrogat der aktuellen Kohärenz darstellt,
gelingt es den meisten Menschen, das Signal und damit die zugrunde
liegende Kohärenz
in eine gewünschte
Richtung zu verschieben (klassisches Biofeedback).
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In
der Regel wird das Biofeedback um eine Atemübung erweitert. Dabei wird
dem Anwender audiovisuell ein Atemrhythmus vorgegeben, der für die Stärke der
Kohärenz
besonders günstig
ist (meist 0,1 Hz). Dadurch wird der Einfluss des Parasympathikus verstärkt und
wird der Sympathikotonus verringert. Man bezeichnet diese Form der
neurovegetativen Beeinflussung auch als Kohärenz-Training. Obwohl primär zur Entspannung
und Stressreduktion gedacht, ist eine positive Wirkung des Kohärenz-Trainings
neben der Verbesserung der Herzratenvariabilität auch auf den Blutdruck aus
drei Gründen
wahrscheinlich:
- 1) Biofeedback ist eine wirksame
Methode, um den Blutdruck zu beeinflussen (Biofeedback of R-Wave-to-Pulse
Interval Normalizes Blood Pressure, Applied Psychophysiology and
Biofeedback, Vol. 28, No. 1, März
2003).
- 2) Eine Aktivierung des Parasympathikus ist physiologisch mit
einem Absinken des arteriellen Blutdrucks verbunden.
- 3) Gerade beim Bluthochdruck-Kranken sind die neurovegetativen
Reflexbögen
im Vergleich zu Gesunden auffällig
starr. Es ist durchaus wahrscheinlich, dass durch das Kohärenz-Training
die zentralen Anteile der Reflexbögen wieder dynamischer auf
Blutdruck-Änderungen
ansprechen können
und sich dadurch die Blutdruck-Regulation insgesamt verbessert.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein für breite Bevölkerungsschichten
erschwingliches und auch für
den Laien verständliches
und anwendbares System zur Messung von Blutdruck und/oder Herzratenvariabilität zu schaffen,
das auch eine mit der Messung des Blutdrucks und/oder der Herzratenvariabilität gleichzeitige
oder dieser Messung nachgelagerte Beeinflussung von Blutdruck und
Herzratenvariabilität
ermöglicht.
In einer bevorzugten Ausführungs form
soll das System aufgabengemäß die Beeinflussung
der Herzratenvariabilität
durch Kohärenz-Training
ermöglichen.
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Zur
Lösung
der gestellten Aufgaben betrifft die Erfindung eine Vorrichtung
zur Messung des arteriellen Blutdrucks und zur Bestimmung der Herzratenvariabilität eines
Säugers,
die mindestens eine an einer Extremität anbringbare Einrichtung zur
Messung des Blutdrucks und damit des Pulses des Säugers und
mindestens eine mit der Meß-Einrichtung verbundene,
die Blutdruck- und Puls-Daten
des Säugers
aufzeichnende und auswertende Aufzeichnungs- und Auswerte-Einrichtung
umfaßt.
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Die
Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Messung des arteriellen
Blutdrucks und zur Bestimmung der Herzratenvariabilität eines
Säugers,
das die Schritte umfaßt,
daß man
an einer Extremität
des Säugers
mindestens Einrichtung zur Messung des Blutdrucks und damit des
Pulses anbringt und die Blutdruck- und Puls-Daten des Säugers mittels
einer mit der Meß-Einrichtung
verbundenen Aufzeichnungs- und Auswerte-Einrichtung aufzeichnet und/oder
auswertet.
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Die
Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren, die
besondere Ausführungsformen
der Erfindung beispielhaft zeigen, näher erläutert, ohne auf die nachfolgend
beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt
zu sein.
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Es
zeigen:
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1 Spektralanalysen
des Herzfrequenz-Verlaufs, wobei die mit „101" bezeichnete Figur den Fall hoher (und
damit vorteilhafter) Herzkohärenz
zeigt und die mit „102" bezeichnete Figur
den Fall geringer Herzkohärenz
zeigt;
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2 die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Messung des arteriellen Blutdrucks und Bestimmung der Herzratenvariabilität, wobei
die untere Figur die Vorderansicht von der Seite der Öffnung zur
Einführung
einer Extremität
zeigt und die obere Figur die seitliche Ansicht im Winkel von 90 ° zur Vorderansicht zeigt;
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3 die
Kombination der erfindungsgemäßen Vorrichtung
unter Einschluß eines üblichen
PC; und
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4 den
Druckverlauf 401 in einer herkömmlichen Blutdruck-Manschette
und die oszillometrischen Druckschwankungen 402 einer herkömmlichen
Druckmanschette.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
dient zur Messung des arteriellen Blutdrucks und Bestimmung der
Herzratenvariabilität
eines Säugers.
Die Begriffe „arterieller
Blutdruck" und „Herzratenvariabilität", wie sie in der
vorliegenden Beschreibung und in den Patentansprüchen verwendet werden, wurden
bereits oben definiert.
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Unter
dem Begriff „Säuger" werden in der vorliegenden
Beschreibung und in den Patentansprüchen Lebewesen der Wirbeltier-Klasse „Mammalia" verstanden. Säuger im
Sinne der vorliegenden Erfindung können alle beliebigen Säuger sein;
im Sinne bevorzugter Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind Säuger beispielsweise Meerschweinchen,
Mäuse,
Pferde, Hunde, Katzen, Affen und sind in besonders bevorzugten Ausführungsformen
Menschen. Die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung sind besonders
bevorzugt am Menschen anwendbar zur Messung von dessen Blutdruck
und/oder zur Bestimmung seiner Herzratenvariabilität und/oder
deren Beeinflussung. Dabei war es Ziel der vorliegenden Erfindung
und wird auch mit der vorliegenden Vorruchtung und mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
erreicht, daß die
Messung des arteriellen Blutdrucks und die Bestimmung der Herzratenvariabilität im Wege
einer Selbstmessung eines Menschen, besonders bevorzugt eines (im
wesentlichen medizinisch nicht ausgebildeten) Laien an sich selbst
erfolgt.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Messung des arteriellen Blutdrucks und Bestimmung der Herzratenvariabilität eines
Säugers
umfaßt
mindestens eine an einer Extremität anbringbare Einrichtung zur
Messung des Blutdrucks und damit des Pulses des Säugers und
mindestens eine mit der Meß-Einrichtung
verbundene, die Blutdruck- und Puls-Daten des Säugers aufzeichnende und auswertende
Aufzeichnungs- und Auswerte-Einrichtung. Dabei wird im Rahmen der
vorliegenden Beschreibung und der Patentansprüche der Begriff „mindestens
eine Meß-Einrichtung" oder „mindestens
eine Aufzeichnungs- und Auswerte-Einrichtung" in der Weise verstanden, daß die Vorrichtung
eine jeweils bezeichnete Einrichtung, beispielsweise eine Meß-Einrichtung, oder
auch mehrere Einrichtungen, beispielsweise mehrere Meß-Einrichtungen,
umfassen kann. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen natürlich auch
Vorrichtungen, die – um
das in Patentanspruch 1 beanspruchte System zu nennen – eine Meß-Einrichtung
und mehrere Aufzeichnungs- und Auswerte-Einrichtungen oder auch
mehrere Meß-Einrichtungen
und eine Aufzeichnungs- und Auswerte-Einrichtung oder auch eine oder mehrere
Meß-Einrichtungen
und eine Aufzeichnungs-Einrichtung und eine Auswerte-Einrichtung
umfassen kann. Die Tätigkeiten
und Aufgaben der mehreren Einrichtungen eines Typs können gleich
oder voneinander verschieden sein. So können in bestimmten, im Einzelfall
möglicherweise
bevorzugten Ausführungsformen
der Vorrichtung mehrere Meßeinrichtungen
an unterschiedlichen Stellen oder an unterschiedlichen Extremitäten des
Säuger-Körpers Daten
(beispielsweise arteriellen Blutdruck und/oder Herzratenvariabilität) messen bzw.
bestimmen. Es können
in anderen Ausführungsformen
die Funktion des Aufzeichnens und Auswertens der Daten in unterschiedlichen
Einrichtungen der Vorrichtung erfolgen, die vorteilhafterweise miteinander
gegebenenfalls optional (d. h. nicht zwingend, sondern nur bei Aufruf/Befehl
oder auf Eingabe eines entsprechenden Signals hin) Informationen
austauschend verbunden sind. Besonders bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung umfassen eine Meß-Einrichtung
und eine Daten aufzeichnende und/oder auswertende Aufzeichnungs-
und Auswerte-Einrichtung.
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Besonders
bevorzugt ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung
mit einer solchen an einer Extremität anbringbare Einrichtung zur
Messung des Blutdrucks und des Pulses des Säugers, die an einem Finger des
Säugers,
beispielsweise an einem Finger eines Menschen, angebracht werden
kann. Derartige Meß-Einrichtungen für eine Messung
am Finger sind als solche Stand der Technik. Sie umfassen beispielsweise,
jedoch nicht beschränkend,
eine ringförmige
Manschette, die um den Finger gelegt wird oder in die der Finger
hineingesteckt wird. Die Manschette wird bis zu einem – beispielsweise
im Einzelfall einstellbaren – Maximaldruck
mit Luft (oder einem anderen inerten Gas) aufgepumpt (d. h. unter
Druck gesetzt), wodurch sie sich aufweitet und um die Extremität – beispielsweise
den Finger – schließt. Ein
in die Manschette integrierter oder von dieser getrennt arbeitender
Sensor oder auch ein Satz mehrerer Sensoren, der/die distal (d.
h. vom Herz des Säugers oder
Menschen aus gesehen jenseits der Manschette) und/oder proximal
(d. h. vom Herz des Säugers oder
Menschen aus gesehen diesseits der Manschette) angebracht ist/sind,
mißt den
Blutdruck und/oder Puls. Der Sensor/die Sensoren kann/können beispielsweise – ohne daß dies beschränkend ist – optische
bzw. photoplethysmographische-Sensoren
sein. Die Manschette(n) oder auch eine oder mehrere andere Meß-Einrichtung(en) für den Blutdruck
und/oder Puls können
den Blutdruck und/oder Puls gleichzeitig (d. h. in einem Meß-Schritt
oder in zwei gleichzeitig ablaufenden Meß-Schritten) oder nacheinander
messen (d. h. in aufeinanderfolgenden zwei oder mehreren Meß-Schritten).
Dabei ist es erfindungsgemäß besonders
bevorzugt, da einfach und zuverlässig
möglich,
daß die
Messung des arteriellen Blutdrucks mittels des einen oder der mehreren
Sensors/Sensoren eine Messung nach dem oben beschriebenen oszillometrischen
Meß-Verfahren
ist und/oder daß die
Messung des Pulses eine Messung nach dem Infrarot-Transmissionsverfahren
oder Infrarot-Reeflexionsverfahren ist; letzteres ist beispielsweise
beschrieben in der Druckschrift DE-A 102 49 863.
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In
einer noch mehr bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfaßt
bei der Vorrichtung die an einer Extremität anbringbare Einrichtung zur Messung
des Blutdrucks und des Pulses des Säugers eine Einrichtung, die
beim Einführen
der Extremität
den Beginn der Messung auslöst.
Diese Auslöse-Einrichtung
kann jede beliebige Einrichtung mit der vorgenannten Funktion sein,
ist jedoch weiter bevorzugt alternativ eine mechanische oder eine
optische Auslöse-Einrichtung. Mit
anderen Worten: Die Messung an der Extremität eines Säugers, beispielsweise am Finger
eines Menschen, wird dadurch ausglöst, daß entweder die Extremität/der Finger
bei Einführen
in die Einrichtung oder zum Ende des Einführ-Vorgangs mechanisch einen
Kontakt auslöst, der
das Signal zum Beginnen der Messung ist oder diese auslöst, oder
die Extremität/der
Finger passiert bzw. erreicht einen optisch kontrollierten Pfad,
beispielsweise eine Lichtschranke o.ä., dessen Unterbrechung das
Signal zum Beginnen der Messung ist oder diese auslöst.
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In
einer weiteren, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
weist die an einer Extremität
anbringbare Einrichtung zur Messung des Blutdrucks und des Pulses des
Säugers
eine Einrichtung zur Unterbrechung der Blutdruckmessung auf, deren
Betätigung
zur Folge hat, daß die
Extremität
sofort freigegeben wird. Diese Einrichtung kann jede beliebige Einrichtung
sein, die der Fachmann für
solche Zwecke kennt, ist jedoch besonders bevorzugt eine Signaleinrichtung,
die am Ende der Messung an die Meß-Einrichtung und/oder die sie steuernden
Pumpen, Ventile usw. abgegeben wird und durch Verringerung beispielsweise
des Manschettendrucks auf Umgebungsdruck oder einen nahe dabei liegenden
Druck die Rückkehr
beispielsweise der Druckmanschette in den Normal-Zustand oder unaufgeblasenen
und damit keinen Druck auf die Extremität ausübenden Zustand erlaubt, so
daß die
Extremität
freigegeben wird und aus der Meß-Einrichtung
herausgezogen werden kann. Die Einrichtung kann jedoch auch ein
separater Schalter sein, gegebenenfalls auch ein als Notschalter
ausgebildeter, d. h. besonders hervorstehender oder farblich besonders
gekennzeichneter, Schalter, beispielsweise ein Druckschalter; dadurch
wird auch für
den Notfall eine sofortige Freigabe der Extremität aus der Meß-Einrichtung
ermöglicht.
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Zwischen
dem Beginn des Meß-Vorgangs, beispielsweise
durch Einführen
der Extremität,
beispielsweise eines Fingers, in die Meß-Einrichtung, beispielsweise
die mit Druck beaufschlagbare Manschette, und Beendigung des Meßvorgangs,
beispielsweise durch Betätigen
des Schalters und Freigabe der Extremität, beispielsweise des Fingers,
aus der Meß-Einrichtung,
beispielsweise der Druckmanschette, misst distal und/oder proximal
von der Manschette ein optischer, photoplethysmographischer Sensor,
der – wie
oben angegeben – entweder
nach dem Transmissions- oder dem Reflexionsverfahren ausgeführt werden
kann, den Blutdruck am Finger bzw. Fingerpuls. Die Meß-Vorrichtung
kann mittels einer geeigneten Schnittstelle (z.B. USB) mit einer Auswerteeinheit
verbunden, die auch über
eine Anzeigeeinheit verfügt,
z.B. einem handelsüblichen
PC mit entsprechender Software. Mit Hilfe des über eine bestimmte Zeit von
(beispielsweise, nicht jedoch beschränkend) 30 Sekunden bis 3 Minuten
am Finger gemessenen Wert des Pulses kann von der Auswerteeinheit
die Herzratenvariabilität
bestimmt werden. Dies geschieht nach im medizinischen Bereich allgemein üblichen
Standards. Für
diesen Zweck kann der Fachmann auf einen von bis zu 40 verschiedenen mathematischen
Ansätzen
zurückgreifen.
Einer von diesen ergibt sich beispielsweise aus der Druckschrift „Heart
Rate Variability: Standards of Measurement, Physiological Interpretation
and Clinical Use; Task Force of the European Society of Cardiology and
the North Americal Society of Pacing and Electrophysiology; Circulation
1996, 1. März
1996, 93 (5): 1043-1065" oder
aus der Druckschrift „Recommendations
for the Practice of Clinical Neurophysiology: Guidelines of the
International Federation of Clinical Neurophysiology, Electroenceph.
Clin. Neurophysiol. 1999, Suppl. 52". Entsprechende Programme liegen in
auf Datenverabreitungsanlagen speicherbarer und verarbeitbarer Form
vor und werden mit den gemessenen bzw. bestimmten Daten verknüpft. Damit
kann auf die bisher übliche
aufwändige
EKG-Messung zur Bestimmung der Herzratenvariabilität verzichtet
werden.
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Der
Manschettendruck wird nun stetig verringert und sowohl die oszillometrischen
Signale als auch die photoplethysmographischen Signale laufend analysiert.
Aus den oszillometrischen Daten wird in an sich bekannter Weise – wie oben
dargelegt – der
Blutdruck berechnet (wofür
nochmals auf 4 Bezug genommen wird). Aus
den plethysmographischen Signalen wird die Herzfrequenz berechnet.
Die entsprechenden Signale finden Eingang in die Bestimmung der
Herzratenvariabilität.
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In
einer weiteren, wegen der Verbesserung der Qualität der Meßwerte besonders
bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
verknüpft
die Auswerte-Einrichtung zur Berechnung des Blutdrucks aus den oszillometrischen
Daten das oszillometrische Drucksignal so mit dem Pulswellen-Signal verknüpft, daß die Genauigkeit
der oszillometrischen Blutdruck-Messung verbessert wird. Dies geschieht
in der Weise, daß beim
Ablassen des Drucks aus der Meß-Manschette
und beim Unterschreiten des systolischen Blutdruck-Werts sowie (ein
weiteres Mal) beim Unterschreiten des diastolischen Blutdruck-Werts
charakteristische Änderungen
der Pulswellen-Kurve auftreten. Diese werden durch das Aufnehmen
des Pulswellen-Signals distal von der Stau-Stelle gemessen. Der tatsächliche
systolische und diastolische Blutdruck lassen sich jetzt aus dem
Diagramm gemäß 4 genauer ermitteln.
Neben der Kurve der relativen Druck-Schwankungen 403 wird
nämlich
auch das Pulswellensignal 404 berücksichtigt. Dies ermöglicht eine
zuverlässige
Bestimmung des Zeitpunkts, zu dem der Manschettendruck exakt dem
systolischen bzw. diastolischen Blutdruck entspricht, und damit eine
genauere Bestimmung der beiden Werte in der aus Figur ersichtlichen
Weise.
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In
einer weiteren, ebenfalls bevorzugten Ausführungform betrifft die Erfindung
eine Vorrichtung zur Messung des arteriellen Blutdrucks und Bestimmung
der Herzratenvariabilität
eines Säugers
mit einer Meß-Einrichtung
und einer Aufzeichnungs- und Auswerte-Einrichtung, wie sie oben
beschrieben wurde, worin die Vorrichtung zusätzlich mindestens eine Speicher-Einrichtung
zum Spei chern der aufgezeichneten und ausgewerteten Daten der Blutdruck-
und Pulsmessung umfaßt.
Es kann eine oder es können mehrere
(gleichartige oder voneinander verschiedene) Speichereinheit(en)
vorhanden sein. Wenn die Vorrichtung gemäß der Erfindung mehrere Speicher-Einrichtungen
umfaßt,
können
diese gleich oder voneinander verschieden sein. Eine derartige Vorrichtung
ist deswegen besonders vorteilhaft, weil erst die zuverlässige Speicherung
der Daten eine längerfristige
Entwicklung zu beobachten und Regeln aus den Daten abzuleiten erlaubt,
mit denen die beiden physiologischen Parameter zum Wohle des Säugers/Menschen/Patienten
verbessert werden können.
Es kann so beispielsweise der aktuelle Blutdruckwert automatisch
in einer entsprechenden Datenbank im Sinne eines Blutdruck-Tagebuchs
gespeichert werden. Die Speicher-Einrichtung kann beispielsweise
eine für
die Speicherung aufgezeichneter und/oder ausgewerteter, üblicherweise
elektronischer Daten geeignete Speicher-Einrichtung sein, wie sie
der Fachmann zur Genüge
kennt und die hier keiner weiteren Erläuterung bedarf. Besonders bevorzugt
ist die Speicher-Einrichtung
eine bei üblichen Datenverarbeitungs-
und Speicherungsanlagen gebräuchliche
Speicher-Einrichtung; beispielhaft, nicht jedoch beschränkend, seien
eine Festplatte eines PC, eine Diskette, ein USB-Stick, ein (beispielsweise aber
nicht notwendigerweise magnetisch basierter) Bandspeicher, ein Plattenspeicher,
ein optischer Speicher usw. genannt. Entscheidend für die Speicher-Einheit
ist, daß die
Daten sicher gespeichert sind, jederzeit durch neue Daten desselben
Säugers/Menschen/Patienten
oder anderer Säuger/Menschen
bzw. Patienten ergänzt
werden können,
eine Aufzeichnung und Auswertung und gegebenenfalls auch Korrelation
mit anderen Daten erlauben und gegebenenfalls auch weiter verarbeitet
oder weiter übertragen
werden können.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfaßt
die erfindungsgemäße Vorrichtung
zusätzlich
mindestens eine Einrichtung zum Übermitteln
aufgezeichneter, ausgewerteter und/oder gespeicherter Blutdruck-
und Puls-Daten eines Säugers an
mindestens eine direkt angeschlossene Einrichtung zum Visualisieren
der Daten, vorzugsweise an ein Display oder einen Drucker, oder
an mindestens eine entfernte Einrichtung zum Speichern und/oder Visualisieren
der Daten, vorzugsweise an einen entfernten Speicher und/oder ein
entferntes Display und/oder an einen entfernten Drucker. Es kann
eine oder es können
mehrere Übermittlungs-Einheit(en)
in der Vorrichtung gemäß der Erfindung
vorhanden sein; bei mehreren Übermittlungs-Einrichtungen
können
diese gleich oder voneinander verschieden sein. Mit Hilfe der Übermittlungs-Einrichtung(en)
können die
aufgezeichneten und/oder ausgewerteten und/oder gespeicherten Daten
für den
Bediener der Vorrichtung (sei es ein Arzt oder sein Helfer oder
der Patient selbst) sichtbar gemacht werden und an dieses ermöglichende
Einrichtungen übertragen
werden. Als Beispiel seien die besonders bevorzugten Ausführungsformen
der Vorrichtung genannt, die eine Visualisierung über ein
Display (beispielsweise das zu einem PC gehörende Display) oder über einen
Ausdruck (beispielsweise über
einen an einen PC angeschlossenen Drucker) ermöglichen. Andere Beispiele,
die jedoch genausowenig beschränkend sein
sollen wie die vorgenannten, betreffen eine Meß-Vorrichtung mit einer oder
mehreren zusätzlichen Übermittlungseinrichtung(en)
zur Übermittlung von
Daten an eine nicht direkt angeschlossene, sondern entfernte Einrichtung
zum Speichern und/oder Visualisieren von Daten. Solche Einrichtungen
sind dem Fachmann ebenfalls aus dem Stand der Technik umfangreich
bekannt und bedürfen
an dieser Stelle keiner detaillierten Erläuterung. Übermittlungseinrichtungen der
letztgenannten Art dienen im wesentlichen der Übertragung von Daten auf Wegen,
deren Benutzung durch die Sicherheit und Vollständigkeit der übertragenen
Daten, die Schnelligkeit der Übertragung über mehr
oder weniger weite Entfernungen und die leichte Zugänglichkeit,
beispielsweise auch in Notsituationen oder Situationen, die eine
schnelle Entscheidung erfordern, gekennzeichnet sind. In besonders
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung sind solche Einrichtungen zum Übermitteln eine Funk-Einrichtung
(also eine Einrichtung, die eine Übertragung von Daten und Informationen
auf Wellen und Frequenzen im wesentlichen im Radiofunk-Bereich erlaubt),
eine Zugangs-Einrichtung
zum öffentlichen
Telefon-Netz (also eine Einrichtung, die eine Übertragung von Daten über per
Telefon, Fax, Modem usw. öffentlich
zugängli che
Leitungen und andere Übertragungswege
der Telefondienste erlaubt), eine Zugangs-Einrichtung zum Internet
auf (üblicherweise)
digitalem Weg und/oder eine Zugangs-Einrichtung für elektronischen
Datenverkehr. Von den genannten Einrichtungen kann/können an der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
eine Einrichtung oder mehrere Einrichtungen vorhanden sein, die gleichzeitig
oder nacheinander eine Übermittlung
der aufgezeichneten, ausgewerteten und/oder gespeicherten Daten
erlauben.
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In
noch mehr bevorzugten Vorrichtungen gemäß der Erfindung sind die Aufzeichnungs-
und Auswerte-Einrichtung und die Speicher-Einrichtung in einer Einrichtung
vereinigt, oder umfassen noch mehr vorzugsweise die Aufzeichnungs-
und Auswerte-Einrichtung und die Speicher-Einrichtung einen handelsüblichen
Personal Computer. Des weiteren entspricht es einer besonders bevorzugten
Ausführungsform der
Erfindung, wenn die Aufzeichnungs- und Auswerte-Einrichtung und
die Speicher-Einrichtung und die Übermittlungs-Einrichtung in einer
Einrichtung vereinigt sind, vorzugsweise worin die Aufzeichnungs- und
Auswerte-Einrichtung und die Speicher-Einrichtung und die Übermittlungs-Einrichtung
einen handelsüblichen
Personal Computer umfassen. Solche Vorrichtungen sind durch ihre
Kompatibilität
mit herkömmlichen
Personal Computer- (PC-) Systemen einfach der Verwendung in der
persönlichen
(Arbeits- und Lebens-) Umgebung eines Menschen/Patienten zugänglich und
können
daher leicht in eine solche Umgebung eingepaßt werden, was die Akzeptanz
ihrer Verwendung erhöht
und zur Vermeidung von Fehlern bei der Verwendung beiträgt.
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In
weiteren besonders bevorzugten Ausführungsformen ist in der erfindungsgemäßen Vorrichtung
die Auswerte-Einrichtung geeignet, die Herzratenvariabilität des Säugers bzw.
Menschen aus den gemessenen Puls- bzw. Herzfrequenz-Daten rechnerisch
zu ermitteln. Dies geschieht nach an sich bekannten Methoden, beispielsweise
nach den in den oben genannten Druckschriften angegebenen Methoden.
Mit besonderem Vorteil erfolgt eine rechnerische Er mittlung der
Herzratenvariabilität
(HRV) mittels eines für
die Ermittlung dieses Parameters geschriebenen Computerprogramms.
Dieses weist die folgenden wesentlichen Programmschritte auf:
- – Identifikation
der Herzschläge
aus dem Pulswellensignal;
- – Berechnung
der Herzfrequenz-Verlaufs;
- – Plausibilitätsprüfung;
- – Berechnung
der Time-Domain-Parameter der HRV: Standard-Statistik (z. B. Standardabweichung,
Variationskoeffizient, RMSSD, Mittelwert usw.);
- – Interpolation
des Herzfrequenz-Verlaufs;
- – Spektralanalyse;
- – Berechnung
der Frequency-Domain-Parameter (Power in bestimmten Frequenzbändern; Peak-Frequenzen
usw.);
- – Bestimmung
der HRV aus den Frequency-Parametern.
-
Die
Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Messung des arteriellen
Blutdrucks und der Herzratenvariabilität eines Säugers, insbesondere eines Menschen.
Das erfindungsgemäße Verfahren
umfaßt
die Schritte, daß man
an einer Extremität
des Säugers
bzw. des Menschen mindestens eine Einrichtung zur Messung des Blutdrucks
und des Pulses anbringt und die Blutdruck- und Puls-Daten des Säugers mittels
einer mit der Meß-Einrichtung
verbundenen Aufzeichnungs- und Auswerte-Einrichtung aufzeichnet
und/oder auswertet. Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren
unter Bezugnahme auf die Messung und Auswertung am Menschen näher erläutert, ohne
darauf beschränkt
zu sein. Das Verfahren kann natürlich
an jedem Säuger
durchgeführt werden,
ohne daß die
Erfindung diesbezüglich
irgendwelchen Beschränkungen
unterliegt. Ganz besonders bevorzugt wird das Verfahren am Menschen in
der Weise durchgeführt,
daß ein
medizinisch nicht Vorgebildeter oder sogar ein Laie das Verfahren durchführen kann,
insbesondere mittels der erfindungsgemäßen Vor richtung durchführen kann
und so an sich selbst Blutdruck- und Pulsdaten ermitteln und daraus
die Herzratenvariabilität
bestimmen kann bzw. mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestimmen lassen
kann. Für
die Beschreibung besonders bevorzugter Verfahrensschritte wird nachfolgend
auch auf die Figuren, insbesondere die 2 und 3,
Bezug genommen.
-
Das
Anbringen der Meß-Einrichtung
an einer Extremität
des Menschen erfolgt in besonders bevorzugter Weise durch Anlegen
einer Meßeinrichtung
an einer leicht zugänglichen
und leicht bereitstellbaren Extremität des Menschen, beispielsweise
bevorzugt an einem Finger. Dazu wird die menschliche Extremität bzw. der
Finger 301 in die Aussparung 202 der Meßvorrichtung 201 eingeführt.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
des Verfahrens bringt man an der Extremität des Säugers eine Einrichtung zur
gleichzeitigen oder aufeinanderfolgenden Messung des arteriellen Blutdrucks
und des Pulses an. Dies können
beliebige, dem Fachmann an sich bekannte Einrichtungen sein. Besonders
bevorzugt ist jedoch die Einrichtung zur Messung des Blutdrucks
eine nach dem oszillometrischen Meß-Verfahren arbeitende Blutdruck-Meßeinrichtung
und ist die Einrichtung zur Messung des Pulses eine nach dem Infrarot-Transmissions-Verfahren
oder Infrarot-Reflexionsverfahren arbeitende Einrichtung.
-
Noch
mehr bevorzugt ist erfindungsgemäß wegen
des im wesentlichen automatischen Ablaufs des gesamten Meßverfahrens
vom Beginn bis zum Abschluß durch
Gewinnen der Daten ein Verfahren, in dem man an der Extremität des Säugers eine
Einrichtung zur Messung des arteriellen Blutdrucks und des Pulses
anbringt, die eine mechanische oder eine optische Einrichtung umfaßt, die
beim Einführen
der Extremität
den Beginn der Messung auslöst, und/oder
die eine Einrichtung zur Unterbrechung der Blutdruckmessung aufweist,
deren Betätigung
zur Folge hat, daß die
Extremität
sofort freigegeben wird. Derartige Einrichtungen ermöglichen
einen von Unwägbarkeiten
der Bedienung der Vor richtung durch einen Laien unabhängige Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens.
Es wird nämlich
bei Einführen
beispielsweise eines Fingers 301 in die Öffnung/Aussparung 202 eine
mechanische oder optische Einrichtung 206 wie beispielsweise
ein mechanischer oder optischer Schalter 206 oder ein Drucksensor 206 betätigt, der
den Meßvorgang
in Gang setzt. In gleicher Weise kann durch Betätigen einer Einrichtung 208 wie
beispielsweise eines Schalters, der auch als Generalschalter oder
Notschalter 208 ausgeführt
sein kann, die Extremität
wie beispielsweise der Finder sofort freigesetzt werden, entweder im
Notfall oder auch bei regulärer
Beendigung des Meßvorgangs.
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In
einer weiter bevorzugten Ausführungsform
des Verfahrens bringt man an der Extremität des Menschen, beispielsweise
am Finger 301, eine mit Druck beaufschlagbare ringförmige Manschette 203 an.
Den Druck liefert eine in der Einrichtung arbeitende Pumpe 204,
beispielsweise eine Mikropumpe 204. Bei Anstehen des erforderlichen
Drucks mißt
ein Sensor 207, im vorliegenden Fall distal von der Manschette
den am Finger meßbaren
Puls. Der Sensor 207 kann in einer bevorzugten Ausführungsform
ein optischer, photoplethysmographischer Sensor sein, der entweder
nach dem Transmissions-Prinzip oder nach dem Reflexions-Prinzip
ausgeführt
sein kann, wie oben bereits erläutert
wurde. Der ermittelte Puls wird über
eine Aufzeichnungs- und Auswerte-Einheit 205, die in besonders
bevorzugten Fällen
gleich auch die Steuerung des gesamten Meß-Verfahrens übernehmen
kann, aufgezeichnet, gegebenenfalls ausgewertet und in weiter bevorzugten
Fällen
auch an andere Einheiten der Vorrichtung weitergeleitet, beispielsweise
eine Speicher-Einheit und/oder eine Übertragungs- bzw. Übermittlungs-Einheit.
Nach Betätigen
der Unterbrechungs-Einheit 208, beispielsweise eines Schalters 208,
wird der Meß-Vorgang angeschlossen,
der Druck auf der Manschette 203 wird an den Umgebungsdruck
angepaßt
(also wieder heruntergefahren), und die Extremität wie beispielsweise der Finger 301 kann
wieder freigesetzt, d. h. aus der Manschette 203 und der Öffnung 202 herausgezogen
werden.
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In
besonders bevorzugten Ausführungsformen
des Verfahrens verknüpft
man in der Auswerte-Einrichtung zur Berechnung des oszillometrischen Blutdrucks
das oszillometrische Drucksignal so mit dem Pulswellen-Signal, daß die Genauigkeit
der oszillometrischen Blutdruck-Messung verbessert wird. Dies geschieht
in der ober bereits näher
erläuterten Weise.
-
Weiter
ist es erfindungsgemäß bevorzugt,
in dem Verfahren mittels der Auswerte-Einrichtung die Herzratenvariabilität des Säugers aus
den gemessenen Puls- bzw. Herzfrequenz-Daten rechnerisch zu ermitteln,
noch mehr vorzugsweise aus den gemessenen Puls- bzw. Herzfrequenz-Daten
mittels eines für
die rechnerische Ermittlung der Herzratenvariabilität geschriebenen
Computerprogramms in der Auswerte-Einheit die Herzratenvariabilität rechnerisch
zu ermitteln. Dies geschieht noch mehr bevorzugt in der oben bereits
im Detail beschriebenen Weise.
-
In
dem Verfahren können
danach aus den gemessenen und im Nachfolgeschritt weiter berechneten
Daten weiter bevorzugt mittels der Meß-Einrichtung 201 kontinuierlich
Pulswellen-Signale registriert und mittels des Computer-Programms der Auswerte-Einrichtung
die aktuelle Herzkohärenz
berechnet werden. In weiter bevorzugten Ausführungsformen geschieht dies
in der Weise, daß man
eine Spektralanalyse des Herzfrequenz-Verlaufs durchführt, aus
der die Herzkohärenz
berechnet werden kann. Zu diesem Zweck wird der Herzfrequenz-Verlauf
interpoliert, und es wird eine Fourier-Transformation der interpolierten
Werte durchgeführt.
Aus dem Spektrogramm lässt
sich nun anhand des Frequenzpeaks die dominierende Frequenz (Leitfrequenz)
berechnen. Setzt man nun beispielsweise die spektrale Power in einem
engen Frequenzband um die Leitfrequenz in Relation zu der Power
im restlichen Frequenzband, so erhält man einen Quotienten, der
die Herzkohärenz
mathematisch gut formuliert. 101 zeigt
ein Spektrogramm mit klarer Leitfrequenz um 0,1 Hz und sehr geringen
sonstigen Frequenzanteilen. Der resultierende Quotient wäre hoch,
was einer hohen Herzkohärenz
entspricht. Die 102 zeigt ein Spek trogramm
mit einem Gemisch verschiedenster Frequenzen. Der Quotient aus PowerLeitfrequenz/Powersonstige
Frequenzanteile ist – wie
angestrebt – gering.
In 1 bedeutet „PSD" Power Spectral Density
(dieser Begriff ist in der medizinischen Fachsprache als solcher
gebräuchlich),
und „T" steht für die Meßzeit.
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Die
auf diesem Weg ermittelten Daten werden dann dem Daten-Speicher
zugeführt
und werden dort entsprechend eines vorgegebenen Systematik gespeichert,
beispielsweise in Tabellen- oder Graphik-Form. Sie lassen sich gemäß besonderer
Ausführungsformen
der Erfindung von der Speicher-Einheit für den Benutzer nachvollziehbar
auf weitere Einheiten übermitteln,
beispielsweise auf Einrichtungen zum Visualisieren der ermittelten
und/oder gespeicherten Daten. Die Visualisierung kann auf jedem dem
Fachmann bekannten Weg erfolgen, ohne daß dies Beschränkungen
durch die Erfindung unterliegt. Die Visualisierung kann beispielsweise
auf einem zu einem/dem Computersystem gehörenden Bildschirm oder über einen
Drucker auf einem geeigneten Print-Medium erfolgen, das der Benutzer
zur eigenen Information oder für
andere Zwecke, beispielsweise ein (nachfolgend zu erläuterndes)
Biofeedback-Training, abfragen kann. Eine Übermittlung kann jedoch auch
an Dritte erfolgen. Dies kann automatisch geschehen oder auch Initiieren
der Übermittlung
durch den Benutzer oder auch den Dritten. Der Dritte kann beispielsweise
ein Arzt des Benutzers sein, zu dessen Information die Daten auf
einer fern von dem System zur Aufnahme der Daten liegenden Einrichtung
zur Visualisierung der Daten angezeigt werden, beispielsweise einem
Bildschirm oder über
einen Drucker auf einem Print-Medium.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
des Verfahrens kann der Ermittlung, Aufzeichnung, Auswertung, gegebenenfalls
Speicherung und gegebenenfalls Übermittlung
der Daten, letzteres beispielsweise auf einen vor dem Benutzer stehenden
Bildschirm, ein sogenanntes „Biofeedback-Training" des Benutzers folgen.
Dieser erfindungsgemäße Verfahrensschritt
präsentiert
dem Benutzer aus der Messung erhaltene Daten des Blutdrucks und
der Herzratenvariabilität
in Form von Daten der aktuellen Herzkohärenz, wie sie im Rahmen des
oben angegebenen Verfahrens ermittelt wurde. Die aktuelle Herzkohärenz wird
dem Benutzer akustisch oder audiovisuell zur Kenntnis gebracht,
und zwar in für
das Biofeedback geeigneten Form. Dies können beispielsweise, jedoch
nicht beschränkend,
animierte Objekte wie beispielsweise ein Ballon oder ein Schmetterling sein,
die mit steigender Herzkohärenz
nach oben steigen und mit fallender Herzkohärenz absinken. Ebenfalls möglich ist
eine Ampel, deren grünes
Licht eine Herzkohärenz
im hohen Bereich und deren rotes Licht eine Herzkohärenz im
niedrigen Bereich zeigt. Ein Audio-Biofeedback ist ebenfalls möglich: So
kann eine niedrige Herzkohärenz
durch Geräusche
von Gewitter oder Sturm ausgedrückt
werden, die sich mit steigender Herzkohärenz in Richtung auf ein Geräusch eines
Frühlingstags
mit beispielsweise Vogelzwitschern oder Geräusche eines fließenden Bachs
verändern.
Durch Konzentration auf das visualisierte Signal kann der Benutzer
mittels Atemübungen,
für die
ihm audiovisuell oder akustisch Anweisungen gegeben werden, die
aktuelle Herzkohärenz verbessern,
also das ihm gegebene Signal in Richtung auf eine Verbesserung der
Herzkohärenz
verschieben und damit eine Angleichung physiologischer Daten wie
Entspannung, Synchronisation von Atmung, Blutdruck und Herzfrequenz
(Puls) erreichen, was als „klassisches
Biofeedback" bezeichnet wird.
In besonders bevorzugten Ausführungsformen läßt sich
insbesondere mittels audiovisueller oder akustischer Vorgabe der
Atemfrequenz („Atem-Rhythmus") auf 0,1 Hz die
Kohärenz
günstig beeinflussen.
Dies kann beispielsweise erfolgen durch einen animierten „Atem-Balken" auf dem Bildschirm,
der den Rhythmus der Atmung vorgibt, oder einen Ton, dessen Wechsel
von Lautstärke
und/oder Frequenz den Rhythmus der Atmung vorgibt. Dadurch wird
der Einfluß des
Parasympathikus verstärkt
und der Sympathikotonus verringert, was als „Kohärenz-Training" bezeichnet wird.
Dieses beeinflußt
bei regelmäßiger Durchführung den
Blutdruck und die Herzratenvariabilität günstig.
-
Erfindungsgemäß ist es
besonders bevorzugt, daß das „Biofeedback-Training" automatisch im Anschluß an Messung
der Blutdruck- und Puls-Daten durchgeführt wird. Es ist jedoch auch
möglich,
dies nur zu starten, wenn dies vom Anwender und/oder vom behandelnden
Arzt ausdrücklich
erwünscht wird.
-
Mittels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
des Verfahrens, das mit der Vorrichtung durchgeführt werden kann, kann auch
von einer medizinisch nicht ausgebildeten Person, also von jedem
Laien, eine Messung der eigenen Blutdruck- und Puls-Daten in einfacher
und Fehler vermeidenden Weise durchgeführt werden. Daraus läßt sich
dann die Herzratenvariabilität
bestimmen. Die Daten lassen sich problemlos aufzeichnen, auswerten
und speichern und können
von Dritten (beispielsweise vom Arzt des Benutzers) und/oder auch
vom Benutzer selbst angeschaut werden. Ersteres ist für eine Überwachung
Kranker extrem erleichternd und ermöglicht auch eine Behandlung
oder Diagnose des Patienten im heimischer Umgebung. Letzteres ermöglicht vor Ort
(also gegebenenfalls ebenfalls daheim) ein Biofeedback-Training
des Patienten zur Verbesserung der Parameter Blutdruck und Herzratenvariabilität infolge
des Trainings.
-
- 101
- Spektralanalyse
eines Herzfrequenzverlaufs mit hoher Herzkohärenz
- 102
- Spektralanalyse
eines Herzfrequenzverlaufs mit geringer Herzkohärenz
- 201
- Messvorrichtung
- 202
- Ausparung
zur Einführung
eines Fingers
- 203
- Aufblasbare
Druckmanschette zur oszillometrischen Blutdruckmessung
- 204
- Mikropumpe
zum Aufblasen der Druckmanschette
- 205
- Steuer-
und Registriervorrichtung
- 206
- Drucksensor
- 207
- Photoplethysmographischer
Sensor
- 301
- menschliche
Extremität
- 302
- Messvorrichtung
- 303
- Verbindung
zur Auswerte- und Anzeigeeinheit
- 304
- Auswerte-
und Anzeigeeinheit