DE102019125062A1 - Method for the automated determination of hemodynamic parameters in a blood vessel on invasively recorded pulse waves - Google Patents

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Chris Stockmann
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Bestimmen von hämodynamischen Parametern in einem Blutgefäß an invasiv aufgezeichneten Pulswellen durch die Analyse dieser Pulswellen und/oder von aus der Gesamtheit ausgewählten Pulswellen, mind. jedoch einer Pulswelle. Die invasive Messung und/oder Ermittlung der Pulswellenparameter (PWPs), insbesondere der Pulswellengeschwindigkeit (PWV), erfolgt mit den Verfahrensschritten: Einführen eines Druckmesskatheters mit einem Druckmesssensor bis zu einem vorgesehenen Messpunkt innerhalb des Blutgefäßes, Aufzeichnen und Speichern eines zeitlichen Druckverlaufs und Erfassen eines Pulswellensignals an dem Messpunkt, Identifikation und Klassifizierung der einzelnen Pulswellen aus dem Pulswellensignal, Analyse der Pulswellen hinsichtlich verschiedener Eigenschaften, z.B. Zeiten, Amplituden, Formen und/oder relevante Punkte, Bestimmung der PWV zum einen mittels eines Wellenzerlegungsverfahrens durch Ermitteln und Umrechnen eines Zeitversatzes mit einem gegebenen Referenzabstand zwischen einem Pulswellengrundsignalanteil und dem Pulswellenechoanteil des Blutgefäßsystems im Pulswellensignal, Bestimmung der PWV zum anderen mittels einer Wellenanalyse ohne Abhängigkeit zum Referenzabstand über ein gegebenes Druck/Fluss-Modell und ein Druck/Volumen-Modell des Blutgefäßsystems.The invention relates to a method for the automated determination of hemodynamic parameters in a blood vessel on invasively recorded pulse waves by analyzing these pulse waves and / or pulse waves selected from the entirety, but at least one pulse wave. The invasive measurement and / or determination of the pulse wave parameters (PWPs), in particular the pulse wave speed (PWV), is carried out with the method steps: inserting a pressure measuring catheter with a pressure measuring sensor up to a designated measuring point within the blood vessel, recording and storing a temporal pressure curve and recording a pulse wave signal at the measuring point, identification and classification of the individual pulse waves from the pulse wave signal, analysis of the pulse waves with regard to different properties, e.g. Times, amplitudes, shapes and / or relevant points, determination of the PWV on the one hand by means of a wave decomposition method by determining and converting a time offset with a given reference distance between a pulse wave basic signal component and the pulse wave echo component of the blood vessel system in the pulse wave signal, determination of the PWV on the other hand by means of a wave analysis without dependence to the reference distance using a given pressure / flow model and a pressure / volume model of the blood vessel system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Bestimmen von hämodynamischen Parametern in einem Blutgefäß an invasiv aufgezeichneten Pulswellen durch die Analyse dieser Pulswellen und/oder von aus der Gesamtheit ausgewählten Pulswellen, mindestens jedoch einer Pulswelle nach Anspruch 1.The invention relates to a method for the automated determination of hemodynamic parameters in a blood vessel on invasively recorded pulse waves by analyzing these pulse waves and / or pulse waves selected from the entirety, but at least one pulse wave according to claim 1.

Kardiovaskuläre Ereignisse definieren die Mortalität der Menschheit weltweit stark. Um das damit verbundene Risiko frühzeitig zu erkennen und ein solches Ereignis zu verhindern, werden zahlreiche hämodynamische Parameter erhoben und ausgewertet. Beispielsweise ist die Elastizität bzw. die Steifigkeit der Arterien dabei ein unabhängiger Prädiktor für kardiovaskuläre Ereignisse (Herzinfarkt, Schlaganfall, Tod) und eine vielversprechende Möglichkeit, Risikopersonen, insbesondere solche mit intermediärem kardiovaskulärem Risiko, differenziert bewerten zu können. Die Pulswellengeschwindigkeit (PWV) beschreibt diese Gefäßsteifigkeit und ist ein nachgewiesener, offiziell anerkannter und beispielsweise in den ESH-Guidelines verankerter Parameter.Cardiovascular events strongly define human mortality worldwide. In order to identify the associated risk at an early stage and prevent such an event, numerous hemodynamic parameters are collected and evaluated. For example, the elasticity or stiffness of the arteries is an independent predictor of cardiovascular events (heart attack, stroke, death) and a promising way of being able to differentiate between risk persons, especially those with intermediate cardiovascular risk. The pulse wave velocity ( PWV ) describes this vascular stiffness and is a proven, officially recognized parameter that is anchored in the ESH guidelines, for example.

Neben der Pulswellengeschwindigkeit (PWV) spielt eine Vielzahl weiterer bekannter hämodynamischer Parameter eine wesentliche Rolle bei der Beurteilung des Arterienzustands einer Person, beispielsweise der Augmentationsindex, der Augmentationsdruck, der Cardiac Output oder die PWV-Variabilität. Diese Parameter ermöglichen es, einzeln und/oder aus Ihrer Gesamtheit spezifische Informationen über die Steifigkeit der arteriellen Gefäßwand zu erhalten. Um die Parameter zu ermitteln, werden Pulswellen hinsichtlich verschiedener Eigenschaften, z.B. Zeiten, Amplituden, Formen oder relevanter Punkte analysiert. Alle aus der Analyse von Pulswellen generierten Parameter sollen nachfolgend als „Pulswellenparameter“ oder „PWP“ bezeichnet werden.In addition to the pulse wave velocity ( PWV ) a variety of other known hemodynamic parameters play an important role in the assessment of a person's arterial condition, for example the augmentation index, the augmentation pressure, the cardiac output or the PWV -Variability. These parameters make it possible, individually and / or from their entirety, to obtain specific information about the rigidity of the arterial wall of the vessel. In order to determine the parameters, pulse waves are analyzed with regard to various properties, for example times, amplitudes, shapes or relevant points. All parameters generated from the analysis of pulse waves are subsequently referred to as "pulse wave parameters" or " PWP "Are referred to.

Verschiedene PWPs beschreiben Rückschlüsse auf die Steifigkeit der arteriellen Gefäßwand, symbolisch steht hierfür der bekannteste dieser Parameter, die Pulswellengeschwindigkeit (PWV). Die Bewertung der Steifigkeit der Arterienwand mit Hilfe der PWPs lässt wiederum Aufschlüsse über strukturelle Störungen der Arterien zu, die bestimmten Gefäßveränderungen zum Teil vorausgehen und sich zum anderen Teil parallel entwickeln.Various PWPs describe conclusions about the stiffness of the arterial wall, symbolically the most famous of these parameters, the pulse wave velocity ( PWV ). The evaluation of the stiffness of the arterial wall with the help of the PWPs in turn allows information about structural disturbances of the arteries, which partly precede certain vascular changes and partly develop in parallel.

Eine nach dem aktuellen Stand der Technik als Goldstandard gebräuchliche Messung der Steifigkeit der arteriellen Gefäßwand umfasst eine invasive Messung der PWV und weiterer PWPs an zwei Messpunkten in der Aorta mit Hilfe eines Herzkatheters. Beim Menschen wird hierzu in der Regel der Herzkatheter über einen Zugang über die Oberschenkel-Arterie (A. Femoralis) eingeführt. Es erfolgt dann eine Aufzeichnung von Druckwellen, die durch die regelmäßige Kontraktion des Herzens verursacht werden, an zwei Punkten invasiv im Blutgefäß, beispielsweise zuerst in der aufsteigenden Aorta (A. Ascendens) und als Zweites, nach einem Rückzug des Katheters in Richtung der Aortengabelung (Bifurkation)in rechter und linker Beinarterien. Dabei wird oftmals, aber nicht immer, gleichzeitig ein EKG registriert.A measurement of the stiffness of the arterial vessel wall which is customary as the gold standard according to the current state of the art comprises an invasive measurement of the PWV and further PWPs at two measuring points in the aorta with the help of a cardiac catheter. In humans, the cardiac catheter is usually inserted through an access via the femoral artery (A. femoralis). Pressure waves caused by the regular contraction of the heart are then recorded at two points invasively in the blood vessel, for example first in the ascending aorta (ascending artery) and secondly after the catheter has been withdrawn in the direction of the aortic fork ( Bifurcation) in right and left leg arteries. An ECG is often, but not always, registered at the same time.

Die weitere Vorgehensweise erfolgt in der Regel wie folgt: Die zeitliche Differenz zwischen der R-Zacke im registrierten EKG und dem Fußpunkt der über den Katheter registrierten Druckwelle ergibt eine so genannte Transit-Zeit (TT). Die Transitzeit beschreibt die erforderliche Zeit, innerhalb der sich die Druckwelle von der Kontraktion des Herzens bis zum jeweiligen Messpunkt fortpflanzt. Die Differenz der Transitzeiten an dem ersten Messpunkt und an dem zweiten Messpunkt ergibt dann die Laufzeit der Druckwellen zwischen dem ersten Messpunkt und dem zweiten Messpunkt. Der Abstand des ersten Messpunktes und des zweiten Messpunktes wird bestimmt, indem der Katheter aus dem Blutgefäß zurückgezogen wird, wobei dabei dessen Rückzugslänge erfasst wird. Aus dem erfassten Laufzeitunterschied an den beiden Messpunkten und der Rückzugslänge des Katheters kann dann die PWV im Blutgefäß bestimmt werden.The further procedure is usually as follows: The time difference between the R wave in the registered ECG and the base point of the pressure wave registered via the catheter results in a so-called transit time ( TT ). The transit time describes the time required for the pressure wave to travel from the contraction of the heart to the respective measuring point. The difference in transit times at the first measuring point and at the second measuring point then gives the transit time of the pressure waves between the first measuring point and the second measuring point. The distance between the first measuring point and the second measuring point is determined by withdrawing the catheter from the blood vessel, the withdrawal length of which being recorded. From the recorded transit time difference at the two measuring points and the withdrawal length of the catheter, the PWV be determined in the blood vessel.

Aufgrund der hohen volatilen Schwankungen der PWV und anderer PWPs sind regelmäßige Messungen an den betreffenden Personen empfehlenswert. Für derartige Messungen sind nichtinvasive Messsysteme erforderlich, welche im Alltag, außerhalb eines Katheter-Labors und teilweise auch außerhalb einer Arztpraxis angewandt werden. Nichtinvasive Messsysteme bedürfen jedoch einer Validierung, die sich nur durch invasive Messungen wie beschrieben realisieren lässt.Due to the high volatile fluctuations in the PWV and other PWPs, regular measurements on the persons concerned are recommended. For such measurements, non-invasive measuring systems are required, which are used in everyday life, outside of a catheter laboratory and sometimes also outside of a doctor's office. Non-invasive measurement systems, however, require validation, which can only be achieved by invasive measurements as described.

Zunehmend setzt sich jedoch eine Änderung der invasiven Messmethodik durch. Für Herzkatheter-Untersuchungen wird überwiegend ein Zugang über die Handgelenksarterie (A. Radialis) gewählt. Aus anatomischen und technischen Gründen ist dann jedoch die invasive Bestimmung der PWV und einiger anderer PWPs über einen Rückzug des Katheters nicht möglich. Das bedeutet jedoch, dass zukünftige nichtinvasive Systeme ebenfalls nicht oder nur sehr aufwendig invasiv validiert werden können, da dafür die Rückzugsmethode zwar Voraussetzung ist, aber zunehmend weniger angewendet wird.However, the invasive measurement method is increasingly changing. For cardiac catheter examinations, access via the wrist artery (radial artery) is predominantly chosen. For anatomical and technical reasons, however, the invasive determination of the PWV and some other PWPs cannot be withdrawn from the catheter. However, this means that future non-invasive systems cannot be validated invasively, or only with great effort, since the withdrawal method is a prerequisite for this, but is increasingly being used less.

Außerdem wurde in Studien eine hohe Interoperator-Variabilität bei der manuellen Auswertung der invasiven Druckkurven durch die Rückzugsmethode festgestellt. Das bedeutet, dass die gemessene PWV und andere PWPs stark von der individuellen Ausführung der Messung abhängig sind. Grund dafür sind sowohl Schwankungen der Hämodynamik während der sequentiellen Messung mit Rückzug, als auch die Zeitmessung zwischen dem EKG als Startpunkt und der Pulswelle als Endpunkt, welche teilweise durch Schwankungen der Vor-Auswurfs-Periode (Pre-Ejection-Period, PEP, PEP-Variabilität) verursacht werden. Dadurch wird die Objektivität und Genauigkeit der gemessenen PWV bereits beim erwähnten Goldstandard eingeschränkt. In addition, studies showed a high interoperator variability in the manual evaluation of the invasive pressure curves using the retraction method. That means that the measured PWV and other PWPs are heavily dependent on the individual execution of the measurement. The reason for this are both fluctuations in the hemodynamics during the sequential measurement with withdrawal, as well as the time measurement between the ECG as the start point and the pulse wave as the end point, which is partly due to fluctuations in the pre-ejection period (PEP, PEP- Variability). This makes the objectivity and accuracy of the measured PWV already limited in the gold standard mentioned.

Hinzu kommt der vergleichsweise hohe Aufwand der manuellen Auswertung. Diese bindet teures Personal und stellt eine zusätzliche Fehlerquelle dar. Außerdem muss die Rückzugslänge (d.h. der Abstand des Messpunktes in der A. Ascendens bis zur Bifurkation) sowie die Messpunkte möglichst exakt gemessen bzw. bestimmt werden. Dies ist unter realen Messbedingungen oft in einem nur unzureichenden Maße möglich.In addition, there is the comparatively high effort of manual evaluation. This ties up expensive personnel and represents an additional source of error. In addition, the withdrawal length (i.e. the distance from the measuring point in the ascending artery to the bifurcation) and the measuring points must be measured or determined as precisely as possible. This is often only possible to an insufficient extent under real measurement conditions.

Es besteht somit die Aufgabe, ein Verfahren zum automatisierten Bestimmen von hämodynamischen Parametern in einem Blutgefäß an invasiv aufgezeichneten Pulswellen durch die Analyse dieser Pulswellen und/oder von aus der Gesamtheit ausgewählten Pulswellen, mind. jedoch einer Pulswelle anzugeben, bei dem eine invasive Messung der PWPs, insbesondere der PWV, in einfacher Weise, ohne Rückzugsmethode, bei Minimierung möglicher Fehlerquellen und mit hoher Genauigkeit ausführbar ist. Die Auswertung soll dabei automatisiert erfolgen und somit einfach, schnell und delegierbar ausführbar sein. Die Interoperator-Variabilität des Messvorgangs soll gesenkt und somit die Objektivität der Messung gesteigert werden. Weiterhin soll damit die Genauigkeit der invasiven Goldstandard-Methode gesteigert werden können. Schließlich soll eine zukunftssichere Validierungsmöglichkeit für weitere nichtinvasive Systeme zur Bestimmung der PWPs geschaffen werden.It is therefore the task of specifying a method for the automated determination of hemodynamic parameters in a blood vessel of invasively recorded pulse waves by analyzing these pulse waves and / or of pulse waves selected from the entirety, but at least one pulse wave, in which an invasive measurement of the PWPs , especially the PWV , can be carried out in a simple manner, without a withdrawal method, with minimization of possible sources of error and with high accuracy. The evaluation should take place automatically and should therefore be easy, quick and delegable. The interoperator variability of the measurement process is to be reduced and thus the objectivity of the measurement is increased. The aim is also to increase the accuracy of the invasive gold standard method. Finally, a future-proof validation option for other non-invasive systems for determining PWPs is to be created.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem Verfahren zum automatisierten Bestimmen von hämodynamischen Parametern in einem Blutgefäß an invasiv aufgezeichneten Pulswellen durch die Analyse dieser Pulswellen und/oder von aus der Gesamtheit ausgewählten Pulswellen, mind. jedoch einer Pulswelle mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Unteransprüche enthalten zweckmäßige bzw. vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens.The problem is solved with a method for the automated determination of hemodynamic parameters in a blood vessel on invasively recorded pulse waves by analyzing these pulse waves and / or pulse waves selected from the entirety, but at least one pulse wave with the features of claim 1. The subclaims contain expedient or advantageous embodiments of the method.

Beispielhaft für alle PWPs erfolgt das Verfahren zum invasiven Messen einer Pulswellengeschwindigkeit in einem Blutgefäß mit folgenden Verfahrensschritten:

  • Es erfolgt ein Einführen eines Druckmesskatheters mit einem Druckmesssensor bis zu einem vorgesehenen Messpunkt innerhalb des Blutgefäßes. Anschließend erfolgt ein Aufzeichnen und Speichern eines zeitlichen Druckverlaufs und Erfassen mindestens eines Pulswellensignals an diesem Messpunkt.
As an example for all PWPs, the method for invasively measuring a pulse wave velocity in a blood vessel is carried out with the following method steps:
  • A pressure measuring catheter with a pressure measuring sensor is inserted up to a designated measuring point within the blood vessel. This is followed by recording and storing a pressure curve over time and recording at least one pulse wave signal at this measuring point.

In einem nächsten Verfahrensschritt erfolgt die Analyse von mindestens einem Pulswellensignal zur Bestimmung der PWPs, nachfolgend am Beispiel der PWV. Dies erfolgt auf mind. zwei verschiedene Arten, die gegebenenfalls auch kombiniert sein können und die Bestimmung robuster zu gestalten:

  • Zum einen wird z.B. ein sogenanntes Wellenzerlegungsverfahren (Wave-Separation) angewandt. Dabei wird durch Extrahieren eines Pulswellenechoanteils aus mindestens einem Pulswellensignal ein Zeitversatz zwischen einem Pulswellengrundsignalanteil und dem Pulswellenechoanteil im Pulswellensignal ermittelt. Aus diesem Zeitversatz wird mittels eines gegebenen Referenzabstandes zwischen einer Echostelle des Blutgefäßsystems und der Position des Druckmesssensors im Blutgefäßsystem eine PWV berechnet.
In a next method step, at least one pulse wave signal is analyzed to determine the PWPs, hereinafter using the example of PWV . This is done in at least two different ways, which can also be combined if necessary, and to make the determination more robust:
  • On the one hand, a so-called wave separation method is used, for example. By extracting a pulse wave echo component from at least one pulse wave signal, a time offset between a pulse wave basic signal component and the pulse wave echo component in the pulse wave signal is determined. From this time offset, a given reference distance between an echo point of the blood vessel system and the position of the pressure measurement sensor in the blood vessel system PWV calculated.

Zum anderen wird eine PWV z.B. mit Hilfe der sogenannten Wellenanalyse (Wave-Analysis) bestimmt. Dabei haben sich insbesondere die Modelle des Bramwell-Hill-Modells und über ein gegebenes Druck/Fluss-Modell des Blutgefäßsystems als geeignet erwiesen, sind jedoch nicht darauf beschränkt.On the other hand, one PWV determined with the help of the so-called wave analysis. In particular, the models of the Bramwell-Hill model and a given pressure / flow model of the blood vessel system have proven to be suitable, but are not limited to this.

Grundgedanke des Verfahrens ist es somit, den zeitlichen Druckverlauf im Blutgefäß an nur einem einzigen Messpunkt im Blutgefäß aufzuzeichnen und den dabei aufgezeichneten Druckverlauf nachfolgend einer automatisierten Signalverarbeitung zuzuführen. Erfindungswesentlich ist weiterhin, aus dem aufgezeichneten Druckverlauf ein Echosignal abzuseparieren, das im Verlauf des Blutgefäßsystems selbst erzeugt wird. Dieses Echosignal wird anschließend in einen Zeitversatz umgerechnet, aus dem sich die PWV direkt bestimmen lässt. Erfindungswesentlich ist außerdem, dass an der an dem einzigen Messpunkt aufgezeichneten mindestens einen Pulswelle eine Analyse hinsichtlich der Bestimmung relevanter Punkte und Flächen am Signal zur Ermittlung weiterer PWPs, z.B. dem Augmentationsindex, Augmentationsdruck und Cardiac Output durchgeführt wird.The basic idea of the method is therefore to record the temporal pressure curve in the blood vessel at only a single measuring point in the blood vessel and to subsequently feed the pressure curve recorded in the process to automated signal processing. It is also essential to the invention to separate an echo signal from the recorded pressure curve, which is generated in the course of the blood vessel system itself. This echo signal is then converted into a time offset from which the PWV can be determined directly. It is also essential to the invention that an analysis is carried out on the at least one pulse wave recorded at the single measurement point with regard to the determination of relevant points and areas on the signal for determining further PWPs, for example the augmentation index, augmentation pressure and cardiac output.

Bei einer vorteilhaften Gestaltung des Verfahrens erfolgt zum Erfassen des Pulswellensignals eine Signalfilterung des gespeicherten zeitlichen Druckverlaufs unter Verwendung eines Hoch- und/oder eines Tiefpassfilters. Signalanteile im Druckverlauf, die durch Störungen oder außerhalb eines als typisch angenommenen Frequenzbereiches liegen, werden dabei ausgefiltert und gehen nicht in die nachfolgende Signalverarbeitung ein. In an advantageous embodiment of the method, a signal filtering of the stored temporal pressure curve is carried out using a high and / or a low pass filter to detect the pulse wave signal. Signal components in the pressure curve that are due to interference or outside a frequency range assumed to be typical are filtered out and are not included in the subsequent signal processing.

Vorteilhafterweise erfolgt bei dem Erfassen des Pulswellensignals eine Klassifizierung von erfassten einzelnen Pulswellen, wobei in einem ersten Schritt eine Fußpunktdetektion zum Identifizieren jeder einzelnen Pulswelle erfolgt und in einem zweiten Schritt an der einzelnen Pulswelle eine Signalanalyse zum Bestimmen physiologisch relevanter Signalpunkte ausgeführt wird. Hierdurch können die Formen des Signalverlaufs berücksichtigt werden und in die nachfolgende Auswertung einfließen.Advantageously, when the pulse wave signal is detected, individual pulse waves are classified, with a base point detection for identifying each individual pulse wave being carried out in a first step and a signal analysis for determining physiologically relevant signal points being carried out on the individual pulse wave in a second step. As a result, the shapes of the signal curve can be taken into account and incorporated into the subsequent evaluation.

Die Extraktion des Pulswellenechoanteils nach dem Wellenzerlegungsverfahren erfolgt bei einer vorteilhaften Gestaltung so, dass an den erfassten Pulswellen zur Extraktion des Pulswellenechoanteils eine Zerlegung der klassifizierten Pulswelle in einen Vorwärts-Signalanteil und in einen Rückwärts-Signalanteil erfolgt. Dabei ist der Vorwärts-Signalanteil das Pulswellengrundsignal, während der Rückwärts-Signalanteil das Pulswellenechosignal ist.The extraction of the pulse wave echo component according to the wave decomposition method takes place in an advantageous embodiment such that the classified pulse wave is broken down into a forward signal component and a backward signal component on the detected pulse waves to extract the pulse wave echo component. The forward signal component is the pulse wave basic signal, while the reverse signal component is the pulse wave echo signal.

Zweckmäßigerweise wird zwischen dem Vorwärts-Signalanteil und dem Rückwärts-Signalanteil eine Zeitdifferenz als Zeitversatz bestimmt.A time difference is expediently determined as a time offset between the forward signal component and the backward signal component.

Die Bestimmung der Zeitdifferenz kann über die identifizierten Fußpunkte des Pulswellengrundsignals und dem Pulswellenechosignals oder über das Verfahren der Kreuzkorrelation erfolgen.The time difference can be determined via the identified base points of the basic pulse wave signal and the pulse wave echo signal or via the cross-correlation method.

Bei einer Ausführungsform kann als gegebener Referenzabstand eine auf eine Körpergröße bezogene Reflexionsdistanz zu einer markanten, ein Druckecho erzeugenden Stelle innerhalb des Blutgefäßsystems verwendet werden.In one embodiment, a reflection distance related to a body size to a prominent point that generates a pressure echo within the blood vessel system can be used as the given reference distance.

Ergänzend kann aus dem über das Wellenzerlegungsverfahren bestimmten PWV-Wert mit dem über die Wellenanalyse ermittelten PWV-Wert eine gewichtete PWV bestimmt werden.In addition, can be determined from the wave decomposition process PWV -Value with that determined by the wave analysis PWV -Value a weighted PWV be determined.

Vorteilhafterweise werden die Verfahrensschritte plattformunabhängig ausgeführt, wobei über eine Variation der Abtastraten des Druckverlaufs und des Pulswellensignals eine Approximation auf eine Standard-Auflösung eine Vergleichbarkeit zwischen verschiedenen geräteabhängigen Aufnahmetechniken realisiert wird.The method steps are advantageously carried out independently of the platform, with a variation of the sampling rates of the pressure curve and the pulse wave signal approximating to a standard resolution to achieve comparability between different device-dependent recording techniques.

Eine Anordnung zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst einen in dem Blutgefäß einführbaren und platzierbaren Messsensor, eine Auswerte- und Speichereinheit zum Aufnehmen, Speichern und Verarbeiten der Daten der von dem Messsensor erfassten Druckdaten und ein in der Auswerte- und Steuereinheit implementiertes Steuer- und Auswerteprogramm.An arrangement for executing a method according to one of the preceding claims comprises a measurement sensor which can be inserted and placed in the blood vessel, an evaluation and storage unit for receiving, storing and processing the data of the pressure data recorded by the measurement sensor and a control implemented in the evaluation and control unit - and evaluation program.

Bei einer zweckmäßigen Gestaltung ist der Messsensor als ein indirekter Messsensor aus einem invasiv in das Blutgefäß einführbaren und mit einem Fluid gefüllten Katheter und einem außerhalb des Blutgefäßes befindlichen Druckaufnehmers ausgebildet.In an expedient design, the measurement sensor is designed as an indirect measurement sensor consisting of an catheter that can be invasively inserted into the blood vessel and filled with a fluid, and a pressure sensor located outside the blood vessel.

Die Auswerte- und Steuereinheit kann zusätzlich auch eine Schnittstelle zum Anschließen einer EKG-Erfassungseinrichtung aufweisen. Hierdurch lassen sich die Pulswellendaten zusammen mit EKG-Daten überwachen und auswerten.The evaluation and control unit can also have an interface for connecting an EKG detection device. In this way, the pulse wave data can be monitored and evaluated together with EKG data.

Zweckmäßigerweise kann die Auswerte- und Steuereinheit eine Auswahlmöglichkeit zum Auslösen eines Eich- und Kalibriervorgangs und/oder zur Abstimmung mit einer anzuschließenden Messeinheit aufweisen.The evaluation and control unit can expediently have a selection option for triggering a calibration and calibration process and / or for coordinating with a measuring unit to be connected.

Es werden nun nachfolgend beispielhaft zweckmäßige bzw. vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens bzw. der Vorrichtung angegeben. Zur Verdeutlichung dienen die 1 bis 10.Practical or advantageous embodiments of the method or the device are now given by way of example. The serve to clarify 1 to 10th .

Nachfolgend erläutert werden eine Apparatur und ein Verfahren zur Bestimmung von Pulswellenparametern (PWPs), insbesondere der Pulswellengeschwindigkeit (PWV) an invasiv aufgezeichneten Pulswellen.An apparatus and a method for determining pulse wave parameters (PWPs), in particular pulse wave velocity ( PWV ) on invasively recorded pulse waves.

Grundprinzip des Verfahrens ist eine an nur einem Ort ausgeführte so genannte Single-Point-Messung. Bei der Messung wird der zeitliche Signalverlauf des Druckes am Messpunkt aufgezeichnet und ausgewertet. Ziel des Verfahrens ist dabei das Bestimmen und Auswerten eines Pulswellenechos, das sich aus dem Zusammenwirken des Blutflusses, des Blutdruckes und des Verlaufs der Arterien, bspw. aus der körperabwärts gelegenen Aortenbifurkation mit der Gabelung der Aorta in die linke und rechte Oberschenkelarterie, ergibt. Dies erfolgt prinzipiell in der Weise, indem an dem gemessenen Signalverlauf eine Reihe von Parametern z.B. eine Reihe von Funktionen und Stützstellen und deren Zeitabstände bestimmt werden. So kann z.B. bei einer bekannten Reflexionsdistanz unter Verwendung der ermittelten Zeitabstände auf die PWV rückgeschlossen werden.The basic principle of the method is a so-called single-point measurement carried out at only one location. During the measurement, the temporal signal curve of the pressure at the measuring point is recorded and evaluated. The aim of the method is to determine and evaluate a pulse wave echo that results from the Interaction of blood flow, blood pressure and the course of the arteries, for example from the aortic bifurcation located downstream of the body with the forking of the aorta into the left and right femoral artery. In principle, this is done in that a number of parameters, for example a number of functions and support points and their time intervals, are determined on the measured signal curve. For example, at a known reflection distance using the determined time intervals, the PWV be inferred.

Das Verfahren erfolgt beispielhaft mit den folgenden, weiter unten genauer erläuterten prinzipiellen Verfahrensschritten. Es wird hier beispielhaft von einer invasiven Messung in einem arteriellen Blutgefäß ausgegangen.The method is carried out, for example, using the following basic method steps, which are explained in more detail below. An invasive measurement in an arterial blood vessel is assumed here as an example.

In einem ersten Schritt werden zeitliche Druckverläufe gemessen. Diese zeitlichen Druckverläufe repräsentieren arterielle Druckkurven. Dazu werden mit Hilfe einer Messeinheit diese Druckkurven in einer menschlichen Arterie erfasst und gespeichert. Die Druckverlaufsmessung erfolgt auf invasivem Wege.In a first step, pressure curves over time are measured. These pressure curves over time represent arterial pressure curves. For this purpose, these pressure curves are recorded and stored in a human artery using a measuring unit. The pressure curve measurement is carried out invasively.

Der Messvorgang erfolgt zum Beispiel so, dass in Verbindung mit einer Herzkatheter-Untersuchung ein Zugang über die Arterie am Handgelenk (A. Radialis) gelegt und dort der Druckmesssensor bis an eine bestimmte Stelle in die Arterie vorgeschoben wird. Das Verfahren ist jedoch grundsätzlich nicht auf diesen besonderen Zugang beschränkt, sondern kann prinzipiell über jeden arteriellen Zugang ausgeführt werden.The measurement process is carried out, for example, in such a way that, in connection with a cardiac catheter examination, access is made via the artery on the wrist (radial artery) and the pressure measurement sensor is pushed into the artery to a certain point. In principle, however, the method is not restricted to this special access, but can in principle be carried out via any arterial access.

Es wird mindestens ein Druckkurvenverlauf, d.h. eine Pulswelle, aufgezeichnet. Jedoch empfiehlt es sich, über ein bestimmtes Zeitintervall hinweg mehrere Druckkurven aufzuzeichnen. Die Länge dieses Zeitintervalls kann beispielsweise 10 Sekunden betragen.At least one pressure curve course, i.e. a pulse wave recorded. However, it is advisable to record several pressure curves over a certain time interval. The length of this time interval can be 10 seconds, for example.

In einem nächsten Schritt werden aus den aufgenommenen zeitlichen Druckverläufen die einzelnen Pulswellensignale extrahiert. Dies erfolgt mit den folgenden Schritten:

  • Ist der Druckmesssensor in der gewünschten Position in der Arterie platziert (z.B. in der A. Ascendens), werden die Signale mit den Druckschwankungen, das heißt mit den Druckverläufen gespeichert. Die aufgezeichneten Signale werden zunächst durch Filter von Störungen bereinigt. Hierzu können beispielsweise Hochpass- und/oder Tiefpass-Filter zur Anwendung kommen. Die Frequenzen von 0,5 Hz für den Hochpass-Filter und 50 Hz für den Tiefpassfilter haben sich dabei als geeignet herausgestellt, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Anschließend werden durch ein Auswerteprogramm die einzelnen Pulswellensignale, insbesondere deren Start und deren Ende, in den Druckverläufen automatisiert erfasst. Dazu eignet sich beispielsweise die Fußpunktmethode, z.B. mit Hilfe der Intersecting-Tangent-Methode oder der Upstroke-Methode. Jedoch ist das Bestimmen der Pulswellen nicht auf diese Methoden beschränkt. Die detektierten Fußpunkte der Pulswellen sind wichtige Parameter bei der Bestimmung der Pulswellengeschwindigkeit.
In a next step, the individual pulse wave signals are extracted from the recorded pressure curves over time. This is done with the following steps:
  • If the pressure measurement sensor is placed in the desired position in the artery (e.g. in the Ascendens artery), the signals are saved with the pressure fluctuations, i.e. with the pressure profiles. The recorded signals are first cleaned of interference by filters. For example, high-pass and / or low-pass filters can be used for this purpose. The frequencies of 0.5 Hz for the high-pass filter and 50 Hz for the low-pass filter have been found to be suitable, but are not limited to this. The individual pulse wave signals, in particular their start and end, are then automatically recorded in the pressure profiles by an evaluation program. The base point method is suitable for this, for example, using the intersecting tangent method or the upstroke method. However, the determination of the pulse waves is not limited to these methods. The detected base points of the pulse waves are important parameters when determining the pulse wave speed.

Anschließend werden die erfassten Pulswellen klassifiziert. Dabei werden die einzelnen Pulswellen auf ihre Form hin analysiert. Dies lässt eine Klassifikation in mindestens eine Klasse zu, welche einen wesentlichen Einfluss auf die klassenbezogene Weiterverarbeitung der Signale hat.The detected pulse waves are then classified. The shape of the individual pulse waves is analyzed. This allows a classification into at least one class, which has a significant influence on the class-related further processing of the signals.

In einem nächsten Schritt wird an den klassifizierten Pulswellensignalen eine Signalanalyse ausgeführt. Es werden klassenspezifisch physiologische Punkte und Eigenschaften des Pulswellensignals bestimmt, wie bspw. Ejection Duration ED (Auswurfzeit des Herzens), ein so genannter Inflection Point IP (Ankunft der reflektierten Welle) oder eine charakteristische Impedanz Zc (Wellenwiderstand). Die Punkte P1 (First Shoulder) und P2 (Second Shoulder) haben sich für die Klassifizierung als nützliche Stützstellen herausgestellt. Zur Signalanalyse eignen sich insbesondere die Empiric-Wavelet-Transformation (EWT) zusammen mit einer Differenzierung und Fourier-Transformationen. Für die Klassifizierung hat sich insbesondere die dynamische Zeitentzerrung (DTW) als geeignet herausgestellt. Jedoch sind die beschriebenen Analyseschritte nicht auf diese Methoden beschränkt.In a next step, a signal analysis is carried out on the classified pulse wave signals. Class-specific physiological points and properties of the pulse wave signal are determined, such as ejection duration ED (Ejection time of the heart), a so-called inflection point IP (Arrival of the reflected wave) or a characteristic impedance Zc (wave resistance). The points P1 (First Shoulder) and P2 (Second Shoulder) have proven to be useful support points for the classification. The Empiric Wavelet Transformation ( EWT ) together with a differentiation and Fourier transformations. The dynamic time equalization ( DTW ) was found to be suitable. However, the analysis steps described are not limited to these methods.

Aus diesen klassifizierten Pulswellensignalen werden für das Wellenzerlegungsverfahren jeweils ein Pulswellengrundsignalanteil und ein Pulswellenechoanteil ermittelt, deren Zeitversatz zueinander bestimmt werden.From these classified pulse wave signals, a pulse wave basic signal component and a pulse wave echo component are determined for the wave decomposition method, the time offset of which is determined from one another.

Die Ermittlung beider Signalanteile und die Extraktion des Pulswellenechoanteils kann beispielsweise über die Bestimmung einer so genannten Flusskurve erfolgen. Diese Flusskurve kann statistisch gemittelt bspw. als Dreieck beginnend bei dem Fußpunkt (F), dem Maximum im Inflection Point (IP) und dem Ende auf Höhe von Ejection Duration ED verwendet werden. Ein robusteres Verfahren ist das so genannte Reservoir-Excess-Modell. Die dabei ermittelte Excess-Kurve kann als Flusskurve verwendet werden. Im Anschluss können die klassifizierten Pulswellen in die jeweiligen vorwärts gerichteten Wellen (nach dem Auswurf), d.h. in den Vorwärts-Signalanteil und die rückwärts gerichteten Wellen (nach der Reflexion an den Gefäßwänden und Gefäßabzweigungen), d.h. in den Rückwärts-Signalanteil, zerlegt werden.Both signal components can be determined and the pulse wave echo component can be extracted, for example, by determining a so-called flow curve. This flow curve can be statistically averaged, e.g. as a triangle starting at the base point ( F ), the maximum at Inflection Point ( IP ) and the end at the level of ejection duration ED be used. A more robust process is the so-called reservoir Excess model. The excess curve determined can be used as a flow curve. Subsequently, the classified pulse waves can be broken down into the respective forward-looking waves (after ejection), ie into the forward signal component and the backward-oriented waves (after reflection on the vessel walls and vascular branches), ie into the reverse signal component.

Der Vorwärts-Signalanteil ist dann der Pulswellengrundsignalanteil, der Rückwärts-Signalanteil repräsentiert dann den Pulswellenechoanteil im einzelnen Pulswellensignal. Im nächsten Schritt wird die Zeitdifferenz zwischen dem Pulswellengrundsignalanteil und dem Pulswellenechosignalanteil, bestimmt. Die Bestimmung der Zeitdifferenz kann über die identifizierten Fußpunkte des Pulswellengrundsignals und dem Pulswellenechosignal erfolgen. Das Verfahren der Kreuzkorrelation, welche durch Verschiebung der beiden Signale Pulswellengrundsignal und dem Pulswellenechosignals ineinander die Zeitdifferenz bestimmt, hat sich als jedoch als robuster herausgestellt.The forward signal component is then the pulse wave basic signal component, the reverse signal component then represents the pulse wave echo component in the individual pulse wave signal. In the next step, the time difference between the pulse wave fundamental signal component and the pulse wave echo signal component is determined. The time difference can be determined via the identified base points of the pulse wave basic signal and the pulse wave echo signal. The method of cross-correlation, which determines the time difference by shifting the two signals pulse wave basic signal and the pulse wave echo signal into one another, has proven to be more robust.

Um mit Hilfe des Wellenzerlegungsverfahrens z.B. eine PWV zu bestimmen, ist die Bestimmung oder die Festlegung einer Länge erforderlich. Diese Länge bildet einen Referenzabstand für die Bestimmung der PWV und geht als Auswerteparameter in die Signalverarbeitung mit ein. Es handelt sich hier insbesondere um den Abstand zwischen der Position des Druckmesssensors und der Echostelle im Blutgefäßsystem, die den Pulswellenechosignalanteil verursacht.In order, for example, to use the wave decomposition method PWV to determine, the determination or the determination of a length is necessary. This length forms a reference distance for the determination of the PWV and is included in the signal processing as an evaluation parameter. In particular, this is the distance between the position of the pressure measurement sensor and the echo point in the blood vessel system, which causes the pulse wave echo signal component.

Dieser Referenzabstand kann entweder gemessen werden und führt dann zur Vorgabe insbesondere einer Arterienlänge, welche für die Reflexion als geeignet herangezogen wird. Es lässt sich jedoch auch z.B. anhand der Körpergröße der untersuchten Person eine effektive Reflexionsdistanz (EfRD) bestimmen.This reference distance can either be measured and then leads to the specification, in particular, of an arterial length, which is used as suitable for the reflection. However, it can also be e.g. determine an effective reflection distance (EfRD) based on the height of the person examined.

Alternativ kann durch den Einsatz der Wellenanalyse die PWV ohne Angabe einer Distanz bestimmt werden. Dabei haben sich insbesondere die Modelle des Bramwell-Hill-Modells und ein Druck/Fluss-Modell des Blutgefäßsystems als geeignet erwiesen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Hierdurch kann somit die Bestimmung der Rückzugslänge entfallen. Das Verhältnis zwischen Volumen und Druck (PV-Relation) spiegelt in dem Modell beispielsweise die so genannte arterielle Compliance wider, welche im Bramwell-Hill-Modell benötigt wird. Mit Hilfe des PU-Loops, welcher das Verhältnis zwischen der Flussgeschwindigkeit und dem Druck in der Arterie widerspiegelt, kann über den Anstieg zu Beginn die PWV an einer lokalen Stelle abgeleitet werden. Ebenso geeignet ist die Korteweg-Gleichung, welche über das Elastizitätsmodul der Blutgefäßwand die Abhängigkeit des Blutdruckes mitberücksichtigt.Alternatively, by using wave analysis PWV can be determined without specifying a distance. In particular, the models of the Bramwell-Hill model and a pressure / flow model of the blood vessel system have proven to be suitable, but are not limited to this. This means that the determination of the retreat length can be omitted. The relationship between volume and pressure (PV relation) reflects, for example, the so-called arterial compliance, which is required in the Bramwell-Hill model. With the help of the PU loop, which reflects the relationship between the flow velocity and the pressure in the artery, the increase can be started at the beginning PWV be derived at a local location. The Korteweg equation is also suitable, which also takes into account the dependence of blood pressure via the elasticity module of the blood vessel wall.

Alle Ansätze, wie das beschriebene Wellenzerlegungsverfahren unter Einbeziehung der Länge und die Wellenanalyse, welche unabhängig von der Länge ist, können anschließend gemeinsam betrachtet werden, wobei hierdurch die PWV mit unterschiedlichen Ansätzen unabhängig voneinander bestimmt wird (Fusion-Ansatz). Die Ergebnisse können anschließend gewichtet miteinander verrechnet werden, so dass die final bestimmte Pulswellengeschwindigkeit der realen PWV am besten entspricht.All approaches, such as the described wave decomposition method including the length and the wave analysis, which is independent of the length, can then be considered together, whereby the PWV is determined independently of one another using different approaches (fusion approach). The results can then be weighted against each other so that the final pulse wave speed of the real one PWV best matches.

Das Verfahren wird zweckmäßigerweise plattformunabhängig ausgeführt. Beispielsweise kann durch ein Hoch- bzw. Herunter-Samplen der Abtastrate und einer Approximation auf eine Standard-Auflösung eine Vergleichbarkeit zwischen verschiedenen Aufnahmen (d.h. insbesondere verschiedener Patienten) und unterschiedlichen Messeinheiten (wie z.B. unterschiedliche Katheter-Typen, so genannte smarte Stents und dergleichen andere Mess-Sensoriken) erreicht werden. Die Werte 1.000 Hz und 12 Bit haben sich dabei als geeignet herausgestellt, sind jedoch nicht darauf beschränkt.The method is advantageously carried out independently of the platform. For example, by sampling the sampling rate and approximating to a standard resolution, comparability between different recordings (ie in particular different patients) and different measuring units (such as different types of catheters, so-called smart stents and the like) can be compared Measuring sensors) can be achieved. The values of 1,000 Hz and 12 bits have been found to be suitable, but are not limited to this.

Zum Ausführen des Verfahrens ist folgende Anordnung zweckmäßig, deren Merkmale nachfolgend auch anhand von Beispielen erläutert werden:

  • Es ist eine Messeinheit vorgesehen. Die Messeinheit besteht aus einem Messsensor, welcher an einer Steuer- und Speichereinheit angeschlossen ist. Dieser Messsensor kann direkt oder indirekt invasiv eingesetzt und an der gewünschten Stelle in der Arterie platziert werden. Eine Ausgestaltungsform sieht dabei vor, dass ein flüssigkeitsgefüllter Katheter mit dem Zugang über die A. Radialis in der A. Ascendens platziert und an einen Drucksensor angeschlossen wird. Dabei befinden sich der zu dem Katheter zugehörige Druckdomen und die Steuer- und Speichereinheit außerhalb des Messpunktes, d.h. insbesondere außerhalb des Körpers. Optional kann eine EKG-Erfassungseinrichtung vorgesehen sein, über die ein EKG (ein Elektrokardiogramm) parallel geschrieben und gespeichert werden kann.
The following arrangement is expedient for carrying out the method, the characteristics of which are also explained below using examples:
  • A measuring unit is provided. The measuring unit consists of a measuring sensor which is connected to a control and storage unit. This measuring sensor can be used directly or indirectly invasively and placed at the desired location in the artery. One embodiment provides that a liquid-filled catheter with access via the radial artery is placed in the ascending artery and connected to a pressure sensor. The pressure dome associated with the catheter and the control and storage unit are located outside the measuring point, ie in particular outside the body. Optionally, an EKG detection device can be provided, via which an EKG (an electrocardiogram) can be written and stored in parallel.

Weiterhin ein Steuer- und Auswerteprogramm vorgesehen, welches die beschriebenen Schritte zur Aufbereitung, Verarbeitung und Auswertung der gespeicherten Drucksignale automatisiert ausführt.Furthermore, a control and evaluation program is provided, which carries out the described steps for processing, processing and evaluating the stored pressure signals automatically.

Es kann außerdem eine Schnittstelle zum Exportieren der Daten vorgesehen sein ebenso wie eine GUI-Schnittstelle zum Anzeigen der Informationen, wie bspw. der Drucksignale sowie bestimmter Parameter, wie z.B. der Fußpunkte P0, der Transit-Zeit TT, der Auswurfzeit des Herzens ED, des Inflection Points IP, der Pulswellenpeaks z.B. P1 und P1 und/oder des Wellenwiderstands Zc. Außerdem ist eine Schnittstelle zur Durchführung von Updates sinnvoll. An interface for exporting the data can also be provided, as can a GUI interface for displaying the information, such as, for example, the pressure signals and certain parameters, such as the base points P0 , the transit time TT , the ejection time of the heart ED , the inflection point IP , the pulse wave peaks e.g. P1 and P1 and / or the wave resistance Zc. An interface for performing updates is also useful.

Zusätzlich kann bei einer Ausführungsform ein Schalter zum Eichen bzw. Kalibrieren des Messsystems vor jeder Messung vorgesehen sein (bspw. Druckkalibrierung). Außerdem ist je nach eingesetzter Messeinheit (Katheter, smarter Stent und derartige Vorrichtungen) eine individuelle Bestimmung des Dämpfungskoeffizienten und der Resonanzfrequenz sinnvoll.In addition, in one embodiment, a switch for calibrating or calibrating the measuring system can be provided before each measurement (for example pressure calibration). In addition, depending on the measuring unit used (catheter, smart stent and such devices), an individual determination of the damping coefficient and the resonance frequency is useful.

Das genannte Verfahren sowie die beschriebene Beispiel-Anordnung werden zum Extrahieren und Analysieren aortaler Pulswelle und zur Bestimmung hämodynamischer Parameter (PWPs) der Pulswellenanalyse, wie z.B. Pulswellengeschwindigkeit, verwendet.The method mentioned and the example arrangement described are used for extracting and analyzing aortic pulse waves and for determining hemodynamic parameters (PWPs) of pulse wave analysis, such as e.g. Pulse wave speed used.

Das Verfahren und die Anordnung sollen nachfolgend zusätzlich anhand der beigefügten Figuren erläutert werden.The method and the arrangement are additionally explained below with reference to the attached figures.

Es zeigt:

  • 1 eine beispielhafte Grundkonfiguration der Messanordnung,
  • 2 einen beispielhaften gemessenen Druckverlauf in einem Blutgefäß
  • 3 eine Darstellung der Fußpunktmethode,
  • 4 eine Darstellung einzelner, über die Fußpunkte erfasster Pulswellen,
  • 5 eine prinzipielle Darstellung verschiedener Signalanteile an einem einzelnen Pulswellensignal,
  • 6, 7 und 8 jeweils eine beispielhafte Darstellung möglicher Klassifizierungen der Pulswellenverläufe,
  • 9 eine beispielhafte Darstellung markanter Punkte in einer Pulswelle,
  • 10 eine beispielhafte Wellenzerlegung einer Pulswelle bei der Signalanalyse.
It shows:
  • 1 an exemplary basic configuration of the measuring arrangement,
  • 2nd an exemplary measured pressure curve in a blood vessel
  • 3rd a representation of the base point method,
  • 4th a representation of individual pulse waves detected via the base points,
  • 5 a basic representation of different signal components in a single pulse wave signal,
  • 6 , 7 and 8th each an exemplary representation of possible classifications of the pulse waveforms,
  • 9 an exemplary representation of prominent points in a pulse wave,
  • 10th an exemplary wave decomposition of a pulse wave in the signal analysis.

1 zeigt eine Grundkonfiguration für eine Anordnung zum Ausführen des Verfahrens. Die Anordnung beinhaltet einen Katheter 1, einen Druckaufnehmer 2 sowie eine Steuer- und Speichereinheit 3. Der Katheter 1 und der Druckaufnehmer bilden eine Messsensoreinheit. In dem hier gegebenen Beispiel wird diese indirekt invasiv eingesetzt und an der gewünschten Stelle in der Arterie platziert. Eine Ausgestaltungsform sieht dabei vor, dass ein flüssigkeitsgefüllter Katheter 1 mit dem Zugang über die A. Radialis 4 in der A. Ascendens 5 platziert und an den externen Druckaufnehmer 2 angeschlossen wird. Dabei befinden sich der zu dem Katheter zugehörige Druckaufnehmer 2 und die Steuer- und Speichereinheit 3 außerhalb des Messpunktes, d.h. insbesondere außerhalb des Körpers. Optional kann eine EKG-Erfassungseinrichtung 6 vorgesehen sein, über die ein EKG (ein Elektrokardiogramm) parallel mitgeschrieben und gespeichert werden kann. 1 shows a basic configuration for an arrangement for carrying out the method. The arrangement includes a catheter 1 , a pressure sensor 2nd and a control and storage unit 3rd . The catheter 1 and the pressure sensor form a measuring sensor unit. In the example given here, it is used indirectly invasively and placed at the desired location in the artery. One embodiment provides that a liquid-filled catheter 1 with access through the A . Radial 4th in the A . Ascendens 5 placed and to the external pressure transducer 2nd is connected. The pressure transducer associated with the catheter is located here 2nd and the control and storage unit 3rd outside the measuring point, ie especially outside the body. Optionally, an EKG detection device 6 be provided, via which an EKG (an electrocardiogram) can be recorded and stored in parallel.

Weiterhin kann ein Steuer- und Auswerteprogramm 7 vorgesehen sein, welches die im Verfahren beschriebenen Schritte zur Aufbereitung, Verarbeitung und Auswertung der gespeicherten Drucksignale durchführt. Das Steuer- und Auswerteprogramm kann extern in die Auswerte- und Steuereinheit eingespielt und aktualisiert werden.Furthermore, a control and evaluation program 7 be provided, which carries out the steps described in the method for processing, processing and evaluating the stored pressure signals. The control and evaluation program can be imported and updated externally into the evaluation and control unit.

Es kann außerdem eine Schnittstelle 8 zur Durchführung von Updates vorgesehen sein. Außerdem ist eine Schnittstelle 9 zum Exportieren der Daten sinnvoll, ebenso wie eine geräteinterne oder externe GUI-Schnittstelle für ein Display 10 oder eine externe Auswerteeinheit 11, beispielsweise einen PC, mit einem externen Auswerteprogramm 12 zum Anzeigen der Informationen, wie bspw. der Drucksignale sowie bestimmter Parameter, wie z.B. ermittelter Fußpunkte F, einer Transit-Zeit TT, einer Auswurfzeit des Herzens ED, eines Inflection Points IP und/oder die Stützstellen von Pulswellenpeaks wie z.B. P1 und P2.It can also be an interface 8th be provided for the implementation of updates. There is also an interface 9 useful for exporting the data, as well as an internal or external GUI interface for a display 10th or an external evaluation unit 11 , for example a PC, with an external evaluation program 12th to display the information, such as the pressure signals and certain parameters, such as determined base points F , a transit time TT , an ejection time of the heart ED , an inflection point IP and / or the support points of pulse wave peaks such as P1 and P2 .

Zusätzlich kann bei einer Ausführungsform ein Schalter 13 vorgesehen sein, mit dem sich eine Prozedur zum Eichen bzw. zum Kalibrieren des Messsystems vor jeder Messung auslösen lässt. Dies betrifft insbesondere eine Druckkalibrierung. Außerdem ist bei der Gestaltung des Steuer- und Auswerteprogramms eine Prozedur sinnvoll, mit der sich Dämpfungskoeffizienten verschiedener Gestaltungen der eingesetzten Messeinheit bestimmen lassen. Hierdurch lassen sich die Eigenschaften von Kathetern, eines so genannten smarten Stents und weitere Komponenten bei der Signalauswertung berücksichtigen. Eine individuelle Bestimmung des Dämpfungskoeffizienten und der Resonanzfrequenzen der genannten Komponenten ist dadurch ausführbar und messtechnisch sinnvoll.In addition, in one embodiment, a switch 13 be provided with which a procedure for calibrating or for calibrating the measuring system can be triggered before each measurement. This applies in particular to pressure calibration. In addition, when designing the control and evaluation program, a procedure is useful with which damping coefficients of different designs of the measuring unit used can be determined. This allows the properties of catheters, a so-called Take smart stents and other components into account when evaluating signals. An individual determination of the damping coefficient and the resonance frequencies of the above-mentioned components can thus be carried out and is useful in terms of measurement technology.

2 zeigt die durch das Verfahren zunächst erfassten Rohdaten. Dargestellt ist hier ein Druckverlauf in Abhängigkeit von der Zeit. Diese Signale werden an dem Messpunkt vom Drucksensor registriert und von der Speichereinheit aufgezeichnet. Ein Rückzug und das zeitlich parallele Registrieren eines EKGs sind nicht erforderlich. Die Daten können damit auch z.B. über den Zugang der A. Radialis erhoben und ohne den Einfluss der aus den R-Peaks des EKGs stammenden PEP-Variabilität ausgewertet werden. Unter PEP-Variabilität versteht man Schwankungen der Zeit zwischen der elektrischen Erregungsausbreitung des Herzens (R-Peak im EKG) bis zum tatsächlichen Beginn des Auswurfs (Fußpunkt). Diese Streuung führt zu einer Unschärfe bei der PWV-Bestimmung durch die Rückzugsmethode 2nd shows the raw data initially acquired by the method. A pressure curve as a function of time is shown here. These signals are registered at the measuring point by the pressure sensor and recorded by the storage unit. Withdrawal and simultaneous registration of an EKG are not necessary. The data can thus also be collected, for example, via the access of the radial artery and evaluated without the influence of the PEP variability originating from the R peaks of the EKG. PEP variability is understood to mean fluctuations in the time between the electrical excitation of the heart (R peak in the ECG) and the actual start of ejection (foot point). This scatter leads to a blur in the PWV -Determination by the withdrawal method

Das Signal sollte in einer hinreichenden Auflösung und Abtastrate aufgezeichnet werden, damit Details in den Pulswellen erhalten bleiben. Eine Abtastrate von 1.000 Hz und eine Verarbeitungsbreite von 12 Bit haben sich als geeignet herausgestellt, diese Parameter sind aber nicht darauf beschränkt.The signal should be recorded in a sufficient resolution and sampling rate so that details in the pulse waves are retained. A sampling rate of 1,000 Hz and a processing width of 12 bits have been found to be suitable, but these parameters are not limited to this.

Sowohl die Abtastrate als auch die Auflösung sind an sich nicht festgelegt, sondern an sich ausschließlich gerätespezifische Größen. Zur Gewährleistung einer Plattformunabhängigkeit und somit einer bestmöglichen Verarbeitbarkeit wird die Messwertmenge des zeitlichen Druckverlaufs anschließend entweder in der Steuer- und Speichereinheit selbst oder in der externen Auswerteeinheit auf einen einheitlichen Standard so transformiert, dass deren Verarbeitung plattformunabhängig und damit vereinheitlicht erfolgen kann. Hierzu kann das Signal des zeitlichen Druckverlaufs beispielsweise auf eine Abtastfrequenz von 1.000 Hz hochgesampelt werden. Für diesen Samplingprozess können verschiedene Approximationsverfahren zur Anwendung kommen. Insbesondere wird hierzu z.B. die sogenannte kubische Splineapproximation eingesetzt. Bei dieser Approximation werden zwei benachbarte Samplepunkte approximiert.Both the sampling rate and the resolution are not fixed per se, but rather only device-specific sizes. To ensure platform independence and thus the best possible processability, the measured value quantity of the temporal pressure curve is then transformed either in the control and storage unit itself or in the external evaluation unit to a uniform standard so that it can be processed independently of the platform and thus standardized. For this purpose, the signal of the temporal pressure curve can, for example, be sampled up to a sampling frequency of 1,000 Hz. Various approximation methods can be used for this sampling process. In particular, e.g. the so-called cubic spline approximation is used. With this approximation, two neighboring sample points are approximated.

Für die kubische Splineapproximation werden für zwei benachbarte Samplepunkte (xi,yi) und (xi+1,yi+1) Polynome vom Grad 3 ermittelt: s i ( x ) = a i + b i ( x x i ) + c i ( x x i ) 2 + d i ( x x i ) 3

Figure DE102019125062A1_0001
For the cubic spline approximation, polynomials of degree are used for two neighboring sample points (x i , y i ) and (x i + 1 , y i + 1 ) 3rd determined: s i ( x ) = a i + b i ( x - x i ) + c i ( x - x i ) 2nd + d i ( x - x i ) 3rd
Figure DE102019125062A1_0001

Dabei gilt wegen der Stetigkeit des zu sampelnden Signals die Stetigkeitsforderung si(xi+1)=si+1(xi+1), wobei s zweimal stetig differenzierbar sein muss: s i ' ( x i + 1 ) = s i + 1 ' ( x i + 1 )

Figure DE102019125062A1_0002
s i ' ' ( x i + 1 ) = s i + 1 ' ' ( x i + 1 )
Figure DE102019125062A1_0003
Because of the continuity of the signal to be sampled, the continuity requirement s i (x i + 1 ) = s i + 1 (x i + 1 ) applies, where s must be continuously differentiable twice: s i ' ( x i + 1 ) = s i + 1 ' ( x i + 1 )
Figure DE102019125062A1_0002
s i ' ' ( x i + 1 ) = s i + 1 ' ' ( x i + 1 )
Figure DE102019125062A1_0003

Bei der Wahl eines neuen Δx ist eine Neuabtastung des Signals durchführbar. Wird das Ausgangssignal auf eine Abtastfrequenz von 1.000 Hz hochgesampelt, so gilt in diesem Fall somit: Δ x = 1 1.000

Figure DE102019125062A1_0004
When a new Δx is selected, the signal can be resampled. If the output signal is sampled to a sampling frequency of 1,000 Hz, the following applies in this case: Δ x = 1 1,000
Figure DE102019125062A1_0004

Die Wahl der Art des Splinetyps bezüglich der Ränder spielt allerdings keine ausschlaggebende Rolle.The choice of the type of splints with regard to the edges does not play a decisive role.

Auftretende Signalstörungen können durch geeignete Filter eliminiert werden. Die aufgezeichneten Signale werden zunächst durch Filter von Störungen bereinigt. Hierzu können beispielsweise Hochpass- und Tiefpass-Filter zur Anwendung kommen. Die Frequenzen von 0,5 Hz für den Hochpass-Filter und 50 Hz für den Tiefpassfilter haben sich dabei als geeignet herausgestellt, sind jedoch nicht darauf beschränkt.Signal interference can be eliminated by using suitable filters. The recorded signals are first cleaned of interference by filters. For example, high-pass and low-pass filters can be used for this. The frequencies of 0.5 Hz for the high-pass filter and 50 Hz for the low-pass filter have been found to be suitable, but are not limited to this.

Anschließend werden in dem aufgenommenen Signal die einzelnen Herzzyklen, d.h. die einzelnen Pulswellensignale, insbesondere deren Start und deren Ende, identifiziert und extrahiert. Das Ausführen der ersten zeitlichen Ableitung mit einer nachfolgenden Fußpunktbestimmung hat sich als geeignet herausgestellt, ist jedoch nicht darauf beschränkt.Then the individual cardiac cycles, i.e. the individual pulse wave signals, in particular their start and end, are identified and extracted. Carrying out the first time derivative with a subsequent determination of the base point has turned out to be suitable, but is not limited to this.

3 zeigt illustrierend die bei dem Verfahren eingesetzte Fußpunktmethode „Intersecting-Tangent“ zum Extrahieren der einzelnen Pulswellen PW aus dem Signalverlauf. Bei der hier beispielhaft beschriebenen Fußpunktmethode werden alle Wendepunkte w(i) im Signalverlauf mit einem positiven Anstieg bestimmt. Diese zeichnen sich in der ersten Ableitung gerade dadurch aus, dass an deren Stelle der Wert der ersten zeitlichen Ableitung des Druckverlaufs PPW extremal ist: w = arg m a x d P P W d t

Figure DE102019125062A1_0005
3rd shows illustratively the base point method "Intersecting-Tangent" used for the extraction of the individual pulse waves PW from the waveform. In the footpoint method described here as an example, all turning points w (i) in the signal curve are determined with a positive increase. In the first derivation, these are characterized by the fact that the value of the first temporal derivation of the pressure curve is in their place P PW extremal is: w = bad m a x d P P W d t
Figure DE102019125062A1_0005

Die Variable w bezeichnet dabei die jeweiligen Positionen der „positiven“ Wendepunkte auf der Zeitachse. Das Ergebnis ist eine Menge aller ermittelten Ausschläge, d.h. Peaks, innerhalb des pulsartigen Signalanteils.The variable w denotes the respective positions of the "positive" turning points on the time axis. The result is a set of all identified rashes, i.e. Peaks, within the pulse-like signal component.

Ausgehend vom jeweils ermittelten Wendepunkt werden die Fußpunkte F der einzelnen Pulswellen PW beispielsweise mit Hilfe sich schneidender Tangenten in der Umgebung jedes einzelnen Maximums in der 1. Ableitung lokalisiert, d.h. also in der Umgebung des zuvor bestimmten Wendepunktes. Neben der ermittelten Tangente tW im Wendepunkt w(i) wird dabei das erste lokale Minimum M im zeitlichen Bereich vor der einzelnen Pulswelle gesucht. Dieses lokale Minimum M weist eine waagerechte Tangente tM auf. Anschließend wird der Schnittpunkt S zwischen der waagerechten Tangente tM und der Regressionsgeraden, d.h. der Tangente tW berechnet. Dieser Schnittpunkt S, projiziert auf den Signalverlauf, ist dann der Fußpunkt F der Pulswelle PW. Dieser Punkt kann nachfolgend auch zusätzlich adjustiert werden.Starting from the turning point determined in each case, the foot points become F of the individual pulse waves PW localized, for example, with the help of intersecting tangents in the vicinity of each individual maximum in the 1st derivative, that is to say in the vicinity of the previously determined turning point. In addition to the determined tangent t W at the turning point w (i) becomes the first local minimum M searched in the time range before the individual pulse wave. This local minimum M has a horizontal tangent t M on. Then the intersection S between the horizontal tangent t M and the regression line, ie the tangent t W calculated. This intersection S , projected onto the signal curve, is then the base point F the pulse wave PW . This point can also be adjusted subsequently.

4 zeigt die entsprechend extrahierten Pulswellen PW im registrierten Druckverlauf. Diese sind durch die Fußpunkte F voneinander abgetrennt und identifiziert. 4th shows the corresponding extracted pulse waves PW in the registered pressure history. These are through the base points F separated from each other and identified.

Anschließend werden alle Peaks der 1. Ableitung der Größe nach absteigend sortiert. s = s o r t ( d P P W d t ( w ) )

Figure DE102019125062A1_0006
dabei ist s hier die sortierte Folge der ermittelten Wendepunkte.Then all peaks of the 1st derivative are sorted by size in descending order. s = s O r t ( d P P W d t ( w ) )
Figure DE102019125062A1_0006
s is the sorted sequence of the determined turning points.

Diese sortierte Folge s der Peaks wird schrittweise analysiert. Jeder Peak wird dann als ein für die Signalauswertung relevanter Wendepunkt erfasst, wenn dessen Mindesthöhe größer als 0 ist und wenn dessen Abstand zu allen bereits erfassen Wendepunkten größer als ein festgelegtes zeitliches Intervall bezüglich einer vorgegebenen Samplerate FS ist.This sorted sequence of peaks is analyzed step by step. Each peak is then recorded as a turning point relevant for the signal evaluation if its minimum height is greater than 0 and if its distance from all turning points already detected is greater than a defined time interval with respect to a predetermined sample rate FS.

Jeder Peak w(i) aus der Folge s(i) ist somit dann ein Wendepunkt idx, wenn folgende Bedingungen (a) und (b) gleichzeitig erfüllt sind:

  • (a) s(i) > 0 und
  • (b) i d x = { w ( i ) | s ( i ) > 0 | w ( i ) i d x ( j ) F S | 1.000 > D ,   m i t   j < i }
    Figure DE102019125062A1_0007
Each peak w (i) from the sequence s (i) is therefore a turning point idx if the following conditions (a) and (b) are fulfilled at the same time:
  • (a) s (i)> 0 and
  • (b) i d x = { w ( i ) | s ( i ) > 0 | w ( i ) - i d x ( j ) F S | 1,000 > D , m i t j < i }
    Figure DE102019125062A1_0007

Die Bedingung (b) bringt zum Ausdruck, dass ein Peak w(i) einen bestimmten Mindestabstand D zu einem bereits identifizierten Peak idx(j) aufweisen muss. Dieser Mindestabstand ist unabhängig von der Samplerate. Im hier vorliegenden Beispiel beträgt dieser beispielsweise 350 ms.Condition (b) expresses that a peak w (i) a certain minimum distance D to an already identified peak idx (j) must have. This minimum distance is independent of the sample rate. In the present example, this is, for example, 350 ms.

Ein folgendes aufsteigendes Sortieren von idx bringt die Indizes in die richtige zeitliche Reihenfolge.A subsequent ascending sorting of idx puts the indices in the correct chronological order.

Um ein eventuelles Rauschen und geringe Störungen im Signal und erst recht bei der Differentiation zu vermeiden, kann die 1. Ableitung ggf. nach dem Verfahren von „Savitzsky-Goley“ berechnet werden.In order to avoid any noise and minor interference in the signal, and even more so when differentiating, the 1st derivative can be calculated using the "Savitzsky-Goley" method.

Von entscheidender Bedeutung für die Identifikation der einzelnen Pulswelle im pulsierenden Signalanteil ist die Lage ihrer jeweiligen Fußpunkte. Diese können wie bereits beschrieben aus den Wendepunkten heraus ermittelt werden.The location of their respective base points is of crucial importance for the identification of the individual pulse wave in the pulsating signal component. As already described, these can be determined from the turning points.

Für jeden Fußpunkt F mit den Koordinaten Fj(x, y) gilt dabei x i = i s x ( j ) i g a p

Figure DE102019125062A1_0008
wobei unter gap die jeweilige Lücke in den Samples zu verstehen ist, und yi = PPW(xi) mit i =1,...,n die Regressionspunkte neben dem Wendepunkt idx(j). Dabei ist n die Anzahl der Regressionspunkte. Basierend auf den Koordinaten (xi, yi) der Fußpunkte Fj können nun Koeffizienten a,b einer Geradengleichung g(x) = ax + b ermittelt werden.For every foot point F with the coordinates F j (x, y) x i = i s x ( j ) - i G a p
Figure DE102019125062A1_0008
where gap is the respective gap in the samples, and y i = P PW (x i ) with i = 1, ..., n the regression points next to the inflection point idx (j). Where n is the number of regression points. Based on the coordinates (x i , y i ) of the base points F j , coefficients a, b of a straight line equation g (x) = ax + b can now be determined.

Die so extrahierten Pulswellensignale PW werden nachfolgend weiter analysiert. Wesentlicher Kern der Signalverarbeitung ist dabei die Separation des einzelnen Pulswellensignals PW in ein Pulswellengrundsignal PG und in ein Pulswellenechosignal PE.The pulse wave signals extracted in this way PW are analyzed further below. The essential core of signal processing is the separation of the individual pulse wave signal PW into a basic pulse wave signal PG and into a pulse wave echo signal PE .

5 zeigt das Grundprinzip des Wellenzerlegungsverfahrens des einzelnen extrahierten Pulswellensignals PW in das Pulswellengrundsignal PG und das Pulswellenechosignal PE. Das Pulswellengrundsignal PG beschreibt den Druckverlauf des Pulswellensignals, der sich einstellen würde, wenn das Blutgefäß keine Echostelle aufweisen würde. An der Echostelle des Blutgefäßes wird jedoch die Pulswelle teilweise reflektiert und ist am Ort der invasiven Druckmessung als Pulswellenechosignal PE registrierbar. Beide Signalanteile weisen zueinander einen Zeitversatz T auf. Dieser Zeitversatz erlaubt beispielsweise einen Rückschluss auf die Pulswellengeschwindigkeit PWV zwischen dem Ort der invasiven Druckmessung und der bekannten Echostelle im Blutgefäßsystem. Neben der Bestimmung der PWV durch Zerlegung in Pulswellengrundsignal und Pulswellenechosignal können die Pulswellensignale weiter in ihrer Form analysiert und klassifiziert werden. 5 shows the basic principle of the wave decomposition method of the single extracted pulse wave signal PW into the basic pulse wave signal PG and the pulse wave echo signal PE . The basic pulse wave signal PG describes the pressure curve of the pulse wave signal, which would occur if the blood vessel had no echo point. However, the pulse wave is partially reflected at the echo point of the blood vessel and is at the location of the invasive pressure measurement as a pulse wave echo signal PE registrable. Both signal components have a time offset from one another T on. This time offset allows, for example, a conclusion about the pulse wave speed PWV between the location of the invasive pressure measurement and the known echo site in the blood vessel system. In addition to determining the PWV the pulse wave signals can be further analyzed and classified in their form by breaking them down into the basic pulse wave signal and the pulse wave echo signal.

Die 6, 7 und 8 zeigen beispielhaft unterschiedliche Kategorien von Pulswellen. Diese unterscheiden sich insbesondere in ihrer Form. Entsprechend erfolgt davon ausgehend eine Klassifizierung der Pulswellen. Ausschlaggebend für die Klassifizierung sind die unterschiedlichen Ausprägungen im Verlauf jedes einzelnen Pulswellensignals PW, beziehungsweise die Existenz von Punkten und Merkmalen einer ersten Schulter P1 und einer zweiten Schulter P2 jedes einzelnen Pulspeaks sowie eine Stärke einer Dikrotie bzw. Inzisur I der jeweiligen Pulswelle.The 6 , 7 and 8th show examples of different categories of pulse waves. These differ in particular in their form. The pulse waves are classified accordingly. Decisive for the classification are the different forms in the course of each individual pulse wave signal PW , or the existence of points and features of a first shoulder P1 and a second shoulder P2 each individual pulse peak as well as a strength of a dicrotia or incisor I. the respective pulse wave.

Bei der Klassifizierung beschreiben die erste und die zweite Schulter jedes einzelnen Pulswellenpeaks in jedem einzelnen Pulswelleneinzelsignal die Stärke der „Doppelgipfeligkeit“ eines Peaks. Sie beschreibt die Veränderung der Pulswelle durch das Eintreffen einer reflektierten Welle. Dieser reflektierte Anteil ist der Pulswellenechoanteil. Zwischen den Doppelgipfeln des Pulswellensignals befindet sich der so genannte Inflection Point IP. Die korrekte Position von IP hat z.B. beim Wellenzerlegungsverfahrung einen hohen Einfluss auf die ermittelte PWV. Die Geschwindigkeit in welcher das Pulswellenecho zurückgeworfen wird und damit den zeitlichen Abstand zwischen den Stützstellen P1 und P2 beeinflusst, beschreibt somit, wie „rund“ die einzelne Periode, d.h. die einzelne Pulswelle, in ihrem Verlauf ist und wie stark das Pulswelleneinzelsignal von der runden Form abweicht. Wenn das Pulswellenecho aufgrund eines versteiften Blutgefäßsystems sehr schnell zurückkommt, kann man eine Doppelgipfeligkeit feststellen. Hier ist meist die Amplitude von P1 niedriger als von P2. Kommt das Pulswellenecho besonders langsam zurück, spricht man ebenfalls von einer Doppelgipfligkeit, jedoch ist hier P1 höher als P2. Zwischen diesen beiden Formen ist die Mischform zu beobachten, welche nur einen Gipfel ausgeprägt hat. Ausgehend davon kann jede einzelne Pulswelle in Formklassen eingeordnet werden. Die Anzahl der Berechnungsfunktionen, also die Klassenanzahl, beträgt k, wobei k eine natürliche Zahl größer 0 ist.In the classification, the first and the second shoulder of each individual pulse wave peak in each individual pulse wave individual signal describe the strength of the “double peak” of a peak. It describes the change in the pulse wave due to the arrival of a reflected wave. This reflected component is the pulse wave echo component. The so-called inflection point is located between the double peaks of the pulse wave signal IP . The correct position of IP has, for example, a high influence on the determined one in the case of wave decomposition experience PWV . The speed at which the pulse wave echo is reflected and thus the time interval between the support points P1 and P2 thus describes how “round” the individual period, ie the individual pulse wave, is in its course and how strongly the individual pulse wave signal deviates from the round shape. If the pulse wave echo comes back very quickly due to a stiffened blood vessel system, you can see a double peak. Here is usually the amplitude of P1 lower than from P2 . If the pulse wave echo comes back particularly slowly, one also speaks of a double peak, but here is P1 higher than P2 . Between these two forms the mixed form can be observed, which has only one peak. Based on this, each individual pulse wave can be classified into form classes. The number of calculation functions, i.e. the number of classes, is k , in which k is a natural number greater than 0.

Die Zuordnung zu einer Klasse kann nach dem Prinzip des „nächsten Nachbarn“ erfolgen. So kann beispielsweise das zu einer Pulswelle gehörende Pulswelleneinzelsignal PW eine linksseitige Schulter aufweisen, während eine erste Berechnungsfunktion der Klasse k = 1 keine linksseitige Schulter vorgesehen hat und eine zweite Berechnungsfunktion der Klasse k = 2 eine linksseitige Schulter aufweist. Die einzelne Pulswelle weicht somit von der schulterlosen Berechnungsfunktion in ihrer Form stärker ab als von der Berechnungsfunktion mit der linksseitigen Schulter. Somit gehört die Pulswelle PW beispielhaft zur Klasse k = 2 und wird somit durch die Berechnungsfunktion der Klasse k = 2 repräsentiert. Die Klassenangabe gibt somit an, welche nach gewissen Eigenschaften, Verläufen oder Symmetrien eingeteilten Funktionen verwendet werden müssen, um das Pulswelleneinzelsignal „anzufitten“.The assignment to a class can be made according to the "nearest neighbor" principle. For example, the individual pulse wave signal belonging to a pulse wave PW have a left shoulder, while a first calculation function of class k = 1 has no left shoulder and a second calculation function of class k = 2 has a left shoulder. The shape of the individual pulse wave thus deviates more from the shoulderless calculation function than from the calculation function with the left shoulder. So the pulse wave belongs PW exemplary to class k = 2 and is thus represented by the calculation function of class k = 2. The class specification thus indicates which functions that have to be used according to certain properties, courses or symmetries must be used in order to “fit” the individual pulse wave signal.

Die Klassifizierung nach Funktionstypen ist aber nicht die einzige Klassifizierungsmöglichkeit. Eine weitere Möglichkeit die Zuordnung zu einer Klasse vorzunehmen ist, die Ähnlichkeitsanalyse mit Hilfe einer dynamischen Zeitentzerrung (DTW ) auszuführen. Dabei werden die Periodenlängen der Pulswelleneinzelsignale und deren Zeiten invariant gestaltet und ermöglichen somit einen Vergleich. Durch diesen Vergleich werden die Formen der Pulswellen miteinander und gegenüber den Berechnungsfunktionen vergleichbar und den Klassen zuordenbar.The classification according to function types is not the only classification option. Another possibility to assign to a class is to perform the similarity analysis with the help of dynamic time equalization ( DTW ) to execute. The period lengths of the individual pulse wave signals and their times are designed to be invariant and thus enable a comparison. Through this comparison the forms of the pulse waves can be compared with each other and with the calculation functions and assigned to the classes.

Für jede dieser Klassen kann ein klassenspezifischer Algorithmus angegeben werden, welcher die hämodynamischen Parameter für die Klasse bestimmt. So können beispielhaft die in den 6, 7 und 8 gezeigten Pulswellensignale in drei verschiedene Klassen kategorisiert werden.A class-specific algorithm can be specified for each of these classes, which determines the hemodynamic parameters for the class. For example, those in the 6 , 7 and 8th pulse wave signals shown can be categorized into three different classes.

Die Pulswelleneinzelsignale PW der Pulswellensignale in 6 sind z.B. zweigipfelig, wobei der links gelegene niedrige Peak P1 eine Schulter aufweist und der nächstgelegene Peak P2 eine deutlich höhere Amplitude aufweist. Die Inzisur I beschreibt klar das Ende des Auswurfes vom Herzen. Dieser Pulswellenverlauf gehört beispielsweise einer Klasse an, die von einem Funktionensatz vom Typ k = 1 zugehört.The individual pulse wave signals PW the pulse wave signals in 6 are, for example, two peaks, with the low peak on the left P1 has a shoulder and the closest peak P2 has a significantly higher amplitude. The incisor I. clearly describes the end of expectoration from the heart. This pulse waveform belongs, for example, to a class that belongs to a function set of type k = 1.

Die Pulswelleneinzelsignale der Pulswellensignale in 7 sind z.B. ebenfalls zweigipfelig mit einem Peak P1 und einem Peak P2 und einem dazwischen befindlichen Minimum. Die Ausprägungen der Amplitude der Peaks P1 und P2 haben sich im Vergleich zu der Ausführung in 6 vertauscht. Nun besitzt der Peak P1 eine höhere Amplitude als P2. Die Inzisur I beschreibt klar das Ende des Auswurfes vom Herzen. Dieser Pulswellenverlauf kann daher einem Funktionensatz einer Klasse vom Typ k = 2 zugeordnet werden.The individual pulse wave signals of the pulse wave signals in 7 are, for example, also two-peaked with a peak P1 and a peak P2 and a minimum in between. The characteristics of the amplitude of the peaks P1 and P2 have compared to the execution in 6 reversed. Now the peak has P1 a higher amplitude than P2 . The incisor I. clearly describes the end of expectoration from the heart. This pulse waveform can therefore be assigned to a function set of a class of type k = 2.

Die Pulswelleneinzelsignale der Pulswellensignale in 8 sind z.B. eingipfelig und weißen keine eindeutigen Peaks für P1 und P2 auf. Aufgrund der Verschiebung des Pulswellenechos und der dadurch auftretenden Erhöhung der gesamten Amplitude der Pulswelle PW sind in dieser Ausführung die Positionen für P1 und P2 in der Pulswelle PW versteckt. Die Inzisur I beschreibt klar das Ende des Auswurfes vom Herzen. Dieser Pulswellenverlauf kann daher beispielsweise einem Funktionensatz einer Klasse vom Typ k = 3 zugeordnet werden.The individual pulse wave signals of the pulse wave signals in 8th are, for example, single-peaked and do not have clear peaks for P1 and P2 on. Due to the shift in the pulse wave echo and the resulting increase in the total amplitude of the pulse wave PW are the positions for P1 and P2 in the pulse wave PW hidden. The incisor I. clearly describes the end of expectoration from the heart. This pulse waveform can therefore be assigned, for example, to a function set of a class of type k = 3.

Um Unstetigkeiten bei der Transformation zu vermeiden, werden die Zwischenbereiche zwischen den Klassen glatt gehalten. Das bedeutet, dass dann, wenn eine Pulswelle beispielsweise zwei Klassen zugeordnet werden kann, jede dieser beiden Klassen als gleichwahrscheinlich behandelt wird.In order to avoid discontinuities in the transformation, the intermediate areas between the classes are kept smooth. This means that if, for example, a pulse wave can be assigned to two classes, each of these two classes is treated as equally likely.

Liegt beispielweise eine Pulswelle PW ein wenig näher an einer dieser Klassen, so ist die Zuordnung eindeutig. Für einen Koeffizient c̃ gilt dann: c ˜ = α c i + ( 1 α ) c i + 1 ,   α = [ 0,1 ]

Figure DE102019125062A1_0009
For example, there is a pulse wave PW a little closer to one of these classes, the assignment is clear. The following then applies to a coefficient c̃: c ˜ = α c i + ( 1 - α ) c i + 1 , α = [ 0.1 ]
Figure DE102019125062A1_0009

Dabei sind ci und ci+1 die Koeffizienten beiden nächsten Nachbarn.Here, c i and c i + 1 are the coefficients of the two nearest neighbors.

9 zeigt eine beispielhafte Darstellung von Formmerkmalen, die an einem Pulswelleneinzelsignal durch Funktionenklassen erfasst werden und die somit klassifizierbar sind. Sie zeigt eine beispielhafte Darstellung einer Pulswelle mit den Punkten F (Fußpunkt), P1, P2, IP (Inflection Point; Ankunft der reflektierten Welle) und ED (Ejection Duration; Auswurfzeit des Herzens; F bis Inzisur I). Diese klassenspezifischen physiologischen Punkte und Eigenschaften werden u.a. im Signal bestimmt und dienen als sinnvolle Unterstützung bei der Bestimmung der Pulswellengeschwindigkeit und der PWPs. 9 shows an exemplary representation of shape features that are detected on a single pulse wave signal by function classes and that can thus be classified. It shows an exemplary representation of a pulse wave with the points F (Base point), P1 , P2 , IP (Inflection Point; arrival of the reflected wave) and ED (Ejection duration; ejection time of the heart; F to incisure I. ). These class-specific physiological points and properties are determined, among other things, in the signal and serve as useful support in determining the pulse wave velocity and the PWPs.

Die Punkte P1 (First Shoulder) und P2 (Second Shoulder) haben sich als nützliche Stützstellen herausgestellt. Zur Klassifizierung des Pulswelleneinzelsignals und dessen Übersetzung in einen Satz von klassifizierten Einzelfunktionen hat sich beispielsweise die so genannte dynamische Zeitentzerrung (DTW) zusammen mit einer Cluster-Analyse und einer Fourier-Transformation als geeignet herausgestellt. Jedoch ist die Signalverarbeitung nicht darauf beschränkt.The points P1 (First Shoulder) and P2 (Second Shoulder) have proven to be useful support points. To classify the individual pulse wave signal and translate it into a set of classified individual functions, the so-called dynamic time equalization ( DTW ) together with a cluster analysis and a Fourier transformation were found to be suitable. However, the signal processing is not limited to this.

10 zeigt beispielhaft das Wellenzerlegungsverfahren zur Bestimmung der ausgeworfenen und reflektierten Pulswelle. Die ausgeworfene Pulswelle ist hierbei der oben erwähnte Pulswellengrundsignalanteil PG und die reflektierte Pulswelle der Pulswellenechoanteil PE. Neben diesen Informationen ist hier ebenfalls die so genannte Flusskurve und die Kurve des so genannten Reservoir-Pressure bestimmbar und gezeigt. Aus der Ascendens Pressure Kurve AP wird mittels Reservoir-Excess-Modells basierend auf dem 3-elementigen Wind-Kessel-Modell die Reservoir-Pressure-Kurve RP berechnet. Durch Subtraktion der Reservoir-Pressure Kurve RP von der Ascendens Kurve AP wird die Fluss Kurve FLW (Flow) gewonnen. Mittels der Flusskurve (Q) und der Ascendens-Kurve (P) werden eine Forward-Wave FW (Pf ) und eine Backward Wave BW (Pb ) separiert. Die Werte Q der Flusskurve und der Ascendens-Kurve P hängen mit den Werten Pf der Forward-Wave und den Werten Pb der Backward-Wave über folgende Beziehungen zusammen: P f = P + z Q 2

Figure DE102019125062A1_0010
P b = P z Q 2
Figure DE102019125062A1_0011
10th shows an example of the wave decomposition method for determining the ejected and reflected pulse wave. The ejected pulse wave is the above-mentioned pulse wave basic signal component PG and the reflected pulse wave is the pulse wave echo component PE . In addition to this information, the so-called flow curve and the curve of the so-called reservoir pressure can also be determined and shown here. From the Ascendens Pressure curve AP the reservoir pressure curve is based on the 3-element wind boiler model using the reservoir excess model RP calculated. By subtracting the reservoir pressure curve RP from the Ascendens curve AP becomes the flow curve FLW (Flow) won. Using the flow curve ( Q ) and the Ascendens curve ( P ) become a forward wave FW ( P f ) and a backward wave BW ( P b ) separated. The values Q of the flow curve and the Ascendens curve P depend on the values P f the forward wave and the values P b the backward wave about the following relationships: P f = P + e.g. Q 2nd
Figure DE102019125062A1_0010
P b = P - e.g. Q 2nd
Figure DE102019125062A1_0011

Die Größe z ist dabei eine charakteristische Impedanz des Blutgefäßes und dient als Skalierungskoeffizient der Flusskurve Q. Die Backward Wave BW ist die rücklaufende, an einer Echostelle im Blutgefäß reflektierte Komponente der Pulswelle, die Forward Wave FW die infolge der vom Herzen ausgestoßenen Blutmenge im Blutgefäß in Strömungsrichtung sich fortbewegende Komponente der Pulswelle. Die Forward Wave FW stellt den Vorwärts-Signalanteil des Pulswellensignals dar, die Backward Wave BW den Rückwärts-Signalanteil des Pulswellensignals PW.The size z is a characteristic impedance of the blood vessel and serves as a scaling coefficient of the flow curve Q . The backward wave BW is the returning component of the pulse wave reflected at an echo point in the blood vessel, the forward wave FW the component of the pulse wave traveling in the direction of flow as a result of the amount of blood expelled from the heart in the blood vessel. The forward wave FW represents the forward signal component of the pulse wave signal, the backward wave BW the reverse signal component of the pulse wave signal PW .

Eine so genannte Transittime TT kann auf unterschiedliche Weise bestimmt werden. Zum einen über die Differenz der Fußpunkte zwischen der Backward Wave und der Forward Wave. Da sich die Fußpunkte in der Backward-Wave nur unscharf bestimmen lassen ist die Kreuzkorrelation eine geeignete Alternative. Der erforderliche Grad der Verschiebung der Backward-Wave hin zu Forward-Wave repräsentiert dabei die TT. Die dynamische Zeitentzerrung (DTW) hat sich dabei als geeignet herausgestellt. Eine weitere Methode zur Bestimmung der TT kann über den zeitlichen Abstand der ersten Nulldurchgänge der gemittelten Forward- und Backward Wave bestimmt werden. T T = N u l l d u r c h g a n g ( P b m e a n ( P b ) ) N u l l d u r c h g a n g ( P f m e a n ( P f ) )

Figure DE102019125062A1_0012
A so-called transit time TT can be determined in different ways. Firstly, the difference in the base points between the backward wave and the forward wave. Since the base points in the backward wave can only be determined fuzzy, cross correlation is a suitable alternative. The required degree of shift of the backward wave towards the forward wave represents the TT . The dynamic time equalization ( DTW ) has proven to be suitable. Another method of determining the TT can be determined via the time interval between the first zero crossings of the averaged forward and backward wave. T T = N u l l d u r c H G a n G ( P b - m e a n ( P b ) ) - N u l l d u r c H G a n G ( P f - m e a n ( P f ) )
Figure DE102019125062A1_0012

Die Funktion „mean“ bedeutet hier, dass der Mittelwert (Mean) für die Forward-Wave Pf und die Backward-Wave Pb berechnet werden und anschließend vom Gesamtsignal Pb bzw. Pf abgezogen wird. Das Signal schwingt somit um den Wert Null herum. Die Nulldurchgänge werden anschließend herangezogen um die TT zu bestimmen.The "mean" function here means that the mean value for the forward wave Pf and the backward wave Pb be calculated and then from the overall signal Pb respectively. Pf is subtracted. The signal thus swings around zero. The zero crossings are then used around the TT to determine.

Die Länge des Blutgefäßes für die Bestimmung der PWV, beispielsweise die Aortenlänge, wird unabhängig vermessen. Alternativ kann diese aber auch über die folgende Formel abgeschätzt werden. Dabei ergibt sich die Aortenlänge (Distance) im Verhältnis zur Körpergröße der Person (Height) durch die empirische anatomische Beziehung: D i s t a n c e = H e i g h t 4 7,28 c m

Figure DE102019125062A1_0013
The length of the blood vessel for the determination of the PWV , for example the aortic length, is measured independently. Alternatively, this can also be estimated using the following formula. The aortic length (distance) in relation to the height of the person (height) results from the empirical anatomical relationship: D i s t a n c e = H e i G H t 4th - 7.28 c m
Figure DE102019125062A1_0013

Die Pulswellengeschwindigkeit PWV ergibt sich dann aus der Aortenlänge (Distance) und der vorhergehend ermittelten Transitzeit TT zu: P W V = 2 D i s t a n c e T T

Figure DE102019125062A1_0014
The pulse wave speed PWV then results from the aortic length (distance) and the previously determined transit time TT to: P W V = 2nd D i s t a n c e T T
Figure DE102019125062A1_0014

Ein weiterer Ansatz zur Bestimmung der PWV nach der Wellenanalyse kann über die so genannte Moens-Korteweg-Gleichung erfolgen: P W V = E i n c h 2 r ρ

Figure DE102019125062A1_0015
Another approach to determining the PWV After the wave analysis, the so-called Moens-Korteweg equation can be used: P W V = E i n c H 2nd r ρ
Figure DE102019125062A1_0015

Dabei ist Eine der Elastizitätsmodul der Wand des Blutgefäßes, h die Wanddicke des Blutgefäßes, r der lichte Radius des Blutgefäßlumens und ρ die Dichte der Blutflüssigkeit.One is the modulus of elasticity of the wall of the blood vessel, h the wall thickness of the blood vessel, r the clear radius of the blood vessel lumen and ρ the density of the blood fluid.

Der Elastizitätsmodul Einc ergibt sich dabei wie folgt: E i n c = E 0 e b S B P

Figure DE102019125062A1_0016
The modulus of elasticity E inc this results as follows: E i n c = E 0 e b S B P
Figure DE102019125062A1_0016

E0 entspricht Einc bei einem Anfangsdruck von Null. SBP entspricht dem systolischen Blutdruck, welcher sich aus der Höher der Amplitude der jeweiligen Pulswelle ableitet. E 0 corresponds to E inc at an initial pressure of zero. SBP corresponds to the systolic blood pressure, which is derived from the higher the amplitude of the respective pulse wave.

Alle Ansätze, sowohl das Wellenzerlegungsverfahren unter Einbeziehung der Länge und die Wellenanalyse, welche unabhängig von der Länge ist, können anschließend gemeinsam betrachtet werden, denn die PWV wird mit unterschiedlichen Ansätzen mehrfach unabhängig bestimmt (Fusion-Ansatz). Die Ergebnisse können anschließend gewichtet miteinander verrechnet werden, so dass die final bestimmte Pulswellengeschwindigkeit der realen PWV am besten entspricht.All approaches, both the wave decomposition method including the length and the wave analysis, which is independent of the length, can then be considered together, because the PWV is determined several times independently using different approaches (fusion approach). The results can then be weighted against each other so that the final pulse wave speed of the real one PWV best matches.

Das erfindungsgemäße Verfahren wurde anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Im Rahmen fachmännischen Handelns sind weitere Ausführungsbeispiele und Abwandlungen möglich. Weiter Ausführungsbeispiele ergeben sich ebenfalls aus den Unteransprüchen.The method according to the invention was explained using exemplary embodiments. Further exemplary embodiments and modifications are possible within the scope of professional action. Further exemplary embodiments also result from the subclaims.

BezugszeichenlisteReference list

11
DruckmesskatheterPressure measuring catheter
22nd
DruckmesssensorPressure measuring sensor
33rd
Steuer- und SpeichereinheitControl and storage unit
44th
Zugang (z.B. A. Radialis)Access (e.g. A. Radialis)
55
Messort (z.B. A. Ascendes)Measurement location (e.g. A. Ascendes)
66
EKGEKG
77
Steuer- und AuswerteprogrammControl and evaluation program
88th
Schnittstelle (für Updates)Interface (for updates)
99
Schnittstelle für Exports und GUIInterface for exports and GUI
1010th
DisplayDisplay
1111
externe Auswerteeinheitexternal evaluation unit
1212th
externes Auswerteprogrammexternal evaluation program
1313
Schalter zum Eichen/KalibrierenCalibration / calibration switch
APAP
Ascendens-Pressure KurveAscendens-Pressure curve
BWBW
Backward WaveBackward wave
EDED
AuswurfzeitEjection time
FLWFLW
KlowkurveKlow curve
FWFW
Forward WaveForward wave
FF
FußpunktBase
II.
InzisurIncisor
MM
erstes lokales Minimumfirst local minimum
P1P1
erster Teilpeakfirst partial peak
P2P2
zweiter Teilpeaksecond partial peak
PEPE
PulswellenechosignalPulse wave echo signal
PGPG
PulswellengrundsignalBasic pulse wave signal
PWPW
PulswellePulse wave
PWVPWV
PulswellengeschwindigkeitPulse wave velocity
RPRP
Reservoir-Pressure KurveReservoir pressure curve
SS
SchnittpunktIntersection
TT
ZeitversatzTime offset
TTTT
TransitzeitTransit time
tM t M
waagerechte Tangente im Mimimumhorizontal tangent at the minimum
tW t W
Tangente im WendepunktTangent at the turning point

Claims (13)

Verfahren zum automatisierten Bestimmen von hämodynamischen Parametern in einem Blutgefäß an invasiv aufgezeichneten Pulswellen durch eine Analyse dieser Pulswellen und/oder von aus der Gesamtheit ausgewählten Pulswellen, mindestens jedoch einer Pulswelle, mit den Verfahrensschritten - Einführen eines Druckmesskatheters (1) mit einem Druckmesssensor (2) bis zu einem vorgesehenen Messpunkt innerhalb des Blutgefäßes, - Aufzeichnen und Speichern eines zeitlichen Druckverlaufs und Erfassen mindestens eines Pulswellensignals (PW) an dem Messpunkt, - Extrahieren eines Pulswellenechoanteils (PE) aus dem mindestens einen Pulswellensignal (PW) und Ermitteln eines Zeitversatzes (T) zwischen einem Pulswellengrundsignalanteil (PG) und dem Pulswellenechoanteil (PE) im Pulswellensignal (PW), - Umrechnen des Zeitversatzes (T) in eine Pulswellengeschwindigkeit (PWV) mittels eines gegebenen Referenzabstandes zwischen einer Echostelle des Blutgefäßsystems und der Position des Druckmesssensors im Blutgefäß und/oder - Bestimmung von insbesondere einer Pulswellengeschwindigkeit (PWV) ohne Berücksichtigung eines Referenzabstandes über ein gegebenes Druck/Fluss-Modell und ein Druck/Volumen-Modell des Blutgefäßsystems.Method for the automated determination of hemodynamic parameters in a blood vessel on invasively recorded pulse waves by an analysis of these pulse waves and / or of pulse waves selected from the entirety, but at least one pulse wave, with the method steps - Inserting a pressure measuring catheter (1) with a pressure measuring sensor (2) up to an intended measuring point within the blood vessel, Recording and storing a temporal pressure curve and detecting at least one pulse wave signal (PW) at the measuring point, Extracting a pulse wave echo component (PE) from the at least one pulse wave signal (PW) and determining a time offset (T) between a pulse wave fundamental signal component (PG) and the pulse wave echo component (PE) in the pulse wave signal (PW), - Converting the time offset (T) into a pulse wave velocity (PWV) using a given reference distance between an echo point of the blood vessel system and the position of the pressure measurement sensor in the blood vessel and / or - Determination of in particular a pulse wave velocity (PWV) without considering a reference distance via a given pressure / flow model and a pressure / volume model of the blood vessel system. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erfassen des Pulswellensignals (PW) eine Signalfilterung des gespeicherten zeitlichen Druckverlaufs unter Verwendung eines Hoch- und/oder eines Tiefpassfilters erfolgt.Procedure according to Claim 1 , characterized in that for the detection of the pulse wave signal (PW) a signal filtering of the stored temporal pressure curve is carried out using a high and / or a low pass filter. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Erfassen des Pulswellensignals (PW) eine Klassifizierung von erfassten einzelnen Pulswellen erfolgt, wobei in einem ersten Schritt eine Identifizierung jeder einzelnen Pulswelle insbesondere durch eine Fußpunktdetektion erfolgt und in einem zweiten Schritt an der einzelnen Pulswelle eine Signalanalyse zum Bestimmen physiologisch relevanter Signalpunkte ausgeführt wird.Procedure according to Claim 1 or 2nd , characterized in that when the pulse wave signal (PW) is detected, individual pulse waves are classified, with each individual pulse wave being identified in a first step, in particular by foot point detection, and a signal analysis for the physiological determination of the individual pulse wave in a second step relevant signal points is executed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den erfassten Pulswellen (PW) zur Extraktion des Pulswellenechoanteils eine Zerlegung der klassifizierten Pulswelle in einen Vorwärts-Signalanteil (FW) und in einen Rückwärts-Signalanteil (BW) erfolgt, wobei der Vorwärts-Signalanteil (FW) das Pulswellengrundsignal (PG) ist und der Rückwärts-Signalanteil (BW) das Pulswellenechosignal (PE) ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that on the detected pulse waves (PW) for extracting the pulse wave echo component, the classified pulse wave is broken down into a forward signal component (FW) and a reverse signal component (BW), the forward Signal component (FW) is the pulse wave basic signal (PG) and the reverse signal component (BW) is the pulse wave echo signal (PE). Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Vorwärts-Signalanteil (FW) und dem Rückwärts-Signalanteil (BW) eine Zeitdifferenz als Zeitversatz bestimmt wird.Procedure according to Claim 4 , characterized in that a time difference is determined as a time offset between the forward signal component (FW) and the reverse signal component (BW). Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdifferenz über den Abstand der Fußpunkte des Pulswellengrundsignals und des Pulswellenechos, oder über eine Kreuzkorrelation bestimmt wird, wobei die Verschiebung der beiden Signale Pulswellengrundsignal (PG) und dem Pulswellenechosignals (PE) ineinander die Zeitdifferenz beschreibt, oder über den Abstand der Nulldurchgänge der gemittelten Signale des Pulswellengrundsignal (PG) und dem Pulswellenechosignals (PE) bestimmt wird.Procedure according to Claim 5 , characterized in that the time difference is determined via the distance between the base points of the pulse wave basic signal and the pulse wave echo, or via a cross correlation, the displacement of the two signals pulse wave basic signal (PG) and the pulse wave echo signal (PE) describing the time difference from one another, or via the distance the zero crossings of the averaged signals of the pulse wave basic signal (PG) and the pulse wave echo signal (PE) is determined. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als gegebener Referenzabstand eine auf eine Körpergröße bezogene Reflexionsdistanz zu einer ein Druckecho erzeugenden Stelle innerhalb des Blutgefäßsystems verwendet wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a reflection distance related to a body size to a point generating a pressure echo within the blood vessel system is used as the given reference distance. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den zu ermittelnden hämodynamischen Parameter, insbesondere die Pulswellengeschwindigkeit (PWV), oder Zwischenschritte zur Ermittlung des hämodynamischen Parameters, welcher für einzelne Pulswellen aus Zeitversatz und Referenzlänge und/oder aus Druck/Fluss-Modell und/oder Druck/Volumen-Modell des Blutgefäßes ermittelte wurde, eine Mittelung erfolgt.Procedure according to Claim 1 , characterized in that for the hemodynamic parameter to be determined, in particular the pulse wave velocity (PWV), or intermediate steps for determining the hemodynamic parameter, which for individual pulse waves from time offset and reference length and / or from pressure / flow model and / or pressure / volume -Model of the blood vessel was determined, an averaging takes place. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte plattformunabhängig ausgeführt werden, wobei über eine Variation der Abtastraten des Druckverlaufs und des Pulswellensignals (PW) eine Approximation auf eine Standard-Auflösung eine Vergleichbarkeit zwischen verschiedenen geräteabhängigen Aufnahmetechniken ausgeführt wird.Procedure according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the method steps are carried out independently of the platform, with a variation of the sampling rates of the pressure curve and the pulse wave signal (PW) is approximated to a standard resolution, comparability between different device-dependent recording techniques is carried out. Anordnung zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, umfassend eine in das Blutgefäß einführbare und platzierbare Messsensoreinheit, eine Auswerte- und Speichereinheit (3) zum Aufnehmen, Speichern und Verarbeiten der von der Messsensoreinheit erfassten Druckdaten, ein in der Auswerte- und Steuereinheit implementiertes Steuer- und Auswerteprogramm.Arrangement for carrying out a method according to one of the preceding Claims 1 to 9 comprising a measuring sensor unit that can be inserted and placed in the blood vessel, an evaluation and storage unit (3) for recording, storing and processing the pressure data recorded by the measuring sensor unit, and a control and evaluation program implemented in the evaluation and control unit. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messsensoreinheit als ein indirekter Messsensor aus einem invasiv in das Blutgefäß einführbaren Katheter (1) und einem Druckaufnehmer (2) ausgebildet ist.Arrangement after Claim 10 , characterized in that the measuring sensor unit is designed as an indirect measuring sensor consisting of a catheter (1) which can be invasively inserted into the blood vessel and a pressure sensor (2). Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (3) eine Schnittstelle zum Anschließen einer EKG-Erfassungseinrichtung (6) aufweist.Arrangement after Claim 10 , characterized in that the evaluation and control unit (3) has an interface for connecting an EKG detection device (6). Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (3) eine Auswahlmöglichkeit zum Auslösen eines Eich- und Kalibriervorgangs und/oder zur Abstimmung mit der anzuschließenden Messsensoreinheit aufweist.Arrangement according to one of the Claims 10 to 12th , characterized in that the evaluation and control unit (3) has a selection option for triggering a calibration and calibration process and / or for coordination with the measurement sensor unit to be connected.
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