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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur akustischen Zustandskontrolle von implantierten mechanischen
Herzklappenprothesen der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten
Art.
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Bei Erkrankungen der Herzklappen,
die z.B. durch chronische Entzündungen
oder vererbungsbedingt auftreten können, kann es erforderlich
sein, die betreffende Herzklappe durch eine biologische oder mechanische
Herzklappenprothese zu ersetzen, um eine ausreichende Herzfunktion
zu gewährleisten. Biologische
Herzklappenprothesen, die z.B. von einem verstorbenen Spender stammen
können
oder tierischen Ursprungs sind, weisen eine geringe Lebensdauer
auf und eignen sich daher nur für
einen bestimmten Patientenkreis. Für die überwiegende Mehrzahl der Patienten
werden daher mechanische Herzklappenprothesen verwendet, die aus
inertem, jedoch körperfremden
Material bestehen und damit die Bildung von Blutgerinnseln verursachen
können, die
sich an der Klappenprothese ablagern. Dies kann zu einer Beeinträchtigung
der Ventilfunktion der Klappenprothese oder zu einer Verschleppung
eines Gerinnsels in die Blutbahn (Thrombembolie) führen. Folge
einer solchen Embolie können
z.B. eine koronare Durchblutungsstörung (Herzinfarkt), Linksherzdekompensation,
Lungenembolie, zerebrale Durchblutungsstörung (Schlaganfall) oder andere
Durchblutungsstörungen
sein.
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Solche emboliebedingte Folgeerkrankungen werden
bei Patienten mit mechanischen Herzklappenprothesen häufig beobachtet.
Daher muß der
Zustand der Prothese in regelmäßigen Abständen überprüft werden,
um gegebenenfalls therapeutisch eingreifen zu können.
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Zur Zustandskontrolle von mechanischen Herzklappenprothesen
sind aus dem Stand der Technik Herzkatheteruntersuchungen, echokardiographische
Untersuchungen oder akustische Analysen des Prothesengeräusches bekannt.
Während
erstere, die zwar sehr genaue und gute Ergebnisse liefern, mit einem
hohen Aufwand verbunden sind, ein gewisses Risiko für den Patienten
bergen und daher für
regelmäßige Kontrolluntersuchungen
nicht in Frage kommen, sind letztere, bei denen das durch Thrombusbildung
veränderte
Amplitudenspektrum des Prothesengeräusches analysiert wird (Ebner
et al., 1983, Zeitschrift f Kardiologie, 72/3), noch nicht klinisch
etabliert.
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In der klinischen Praxis wird der
Zustand der mechanischen Herzklappenprothesen eines Patienten daher
durch echokardiographische Untersuchungen kontrolliert. Aufgrund
des auch damit verbundenen hohen Aufwandes werden solche Kontrolluntersuchungen üblicherweise
nur selten durchgeführt,
in Deutschland z.B. nur alle 6 Monate. Ein Prothesenthrombus kann
sich jedoch innerhalb von 72 Stunden bilden. Damit besteht die Gefahr,
daß ein
entstandener Thrombus nicht rechtzeitig diagnostiziert wird. Um
dem zu begegnen, ist bei Patienten mit mechanischen Herzklappenprothesen
eine hochdosierte Langzeittherapie mit Gerinnungshemmern geboten. Zur
Vermeidung von bakteriellen Infektionen, die die Gefahr der Thrombusbildung
erhöhen,
ist zudem in vielen Fällen
eine präventive
Antibiotikatherapie erforderlich. Dennoch treten emboliebedingte
Folgeerkrankungen mit einer Inzidenz von 2–4 % pro Patient und Jahr auf.
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Durch eine Verdichtung der Untersuchungsintervalle
könnte
diesen Problemen begegnet werden. Bei einem Untersuchungsintervall
in der Größenordnung
von einem Tag könnte
z.B. bereits ein in der Entstehung befindlicher Thrombus diagnostiziert werden,
so daß bei
Bedarf eine Akuttherapie mit thrombolytischen Medikamenten oder
eine operative Therapie eingeleitet werden könnte. Die Langzeittherapie
könnte
in ihrer Dosierung reduziert werden oder sogar ganz unterbleiben.
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Für
einen solchen Diagnoseansatz wäre
es erforderlich, daß der
Patient die Untersuchungen selbständig zu Hause durchführt. Dies
ist jedoch mit den Vorrichtungen nach dein Stand der Technik nicht möglich.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es daher, eine Vorrichtung zur Zustandskontrolle von implantierten
mechanischen Herzklappenprothesen zu schaffen, mit der der Patient
selbständig
und regelmäßig den
Zustand seiner Herzklappenprothese kontrollieren kann, damit er
im Falle einer Thrombusbildung einen Arzt hinzuziehen und die notwendigen Maßnahmen
einleiten kann.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen
des Anspruches 1 gelöst.
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Demgemäß handelt es sich dabei um
eine Vorrichtung zur akustischen Diagnose, mit Einrichtungen zur
Aufnahme, Speicherung und Analyse des Geräusches der Herzklappenprothese
eines Patienten, Bedienungseinrichtungen sowie einer Ausgabeeinrichtung,
die den Patienten über
den Zustand seiner Herzklappenprothese informiert, die erfindungsgemäß in einem
tragbaren, netzunabhängigen
und von dein Patienten bedienbaren Handgerät untergebracht ist. Voraussetzung
hierfür
ist, daß alle
erforderlichen Komponenten, insbesondere die Speicherbausteine,
möglichst
klein ausgeführt
sein müssen, damit
sie in einem Handgerät
untergebracht werden können.
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Bei kontinuierlicher Aufnahme des
Herzgeräusches
ergäben
sich große
Datenmengen, die mit den handelsüblichen,
klein bauenden Speicherbausteinen nicht gespeichert werden können, da
diese nicht die erforderliche Kapazität aufweisen. Spezielle Speicherbausteine,
die die erforderlichen Ansprüche an
Baugröße und Speicherkapazität erfüllen, sind
zur Zeit noch nicht erhältlich,
oder sie sind extrem teuer, so daß ein damit ausgestattetes
Handgerät
unerschwinglich wäre.
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Die Merkmale des Anspruches 2 ermöglichen
dagegen die Nutzung von handelsüblichen, klein
bauenden und kostengünstigen
Speicherbausteinen geringer Speicherkapazität, indem sie bewirken, daß die zu
speichernde und zu verarbeitende Datenmenge stark reduziert wird.
Dabei ist vorgesehen, daß die
Aufnahmeeinrichtung das Herzgeräusch
durchgehend aufnimmt und es an eine erste Speichereinrichtung weiterleitet,
die mit Hilfe eines herzschlagabhängigen Triggersignals das aufgenommene
Herzgeräusch
nur über
einen definierten Zeitraum speichert. Dabei wird der Zeitraum, über den
das Geräusch
gespeichert wird, relativ zum Eingang des Triggersignals so gewählt, daß das Geräusch nur
im Augenblick des Schließens
bzw. des Öffnens
der Herzklappenprothese gespeichert wird, denn nur dieses ist für die Diagnose
des Prothesenzustandes relevant. Auf diese Weise wird der Speicheraufwand
reduziert, so daß handelsübliche,
klein bauende Speichereinrichtungen verwendet werden können. Darüber hinaus
kann die zu speichernde Datenmenge durch eine geeignete Wahl der
Abtastfrequenz bzw. der dynamischen Auflösung oder durch Einsatz eines
Datenkompressionsverfahrens weiter reduziert werden.
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Die durch die Merkmale des Anspruchs
2 erzielte Reduktion des Speicheraufwandes wird durch folgendes
Beispiel verdeutlicht: Um z.B. 20 Prothesengeräusche für die spätere Analyse aufzunehmen, müßte eine
Vorrichtung mit herkömmlicher
Speicherweise das Herzgeräusch
bei einem Ruhepuls von 50 Schlägen
pro Minute mindestens 24 Sekunden lang aufnehmen. Dabei ergäbe sich
bei einer Abtastrate von beispielsweise 44.1 kHz und einer dynamischen Auflösung von
16 bit ein zu speicherndes Datenvolumen von ca. 2.1 MB Speicherbausteine
dieser Kapazität
und der erforderlichen Größe sind
jedoch zur Zeit nicht erhältlich.
Werden dagegen triggergesteuert nur 20 Geräusche mit einer Einzeldauer
von bespielsweise 50 ms gespeichert, beträgt das zu speichernde Datenvolumen
nur 88.2 KB. Solche Datenmengen können mit handelsüblichen
Speicherbausteinen der für
ein Handgerät
nach Anspruch 1 erforderlichen Maximalgröße ohne Probleme gespeichert werden.
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Das Triggersignal wird dabei in vorteilhafter Weise
aus dem durchgehend aufgenommenen Herzgeräusch abgeleitet. Dabei kann
z.B. der Lautstärkepegel
des niederfrequenten Teils des Herzgeräusches, der überwiegend
die physiologischen Blutstromgeräusche
enthält,
von einer geeigneten Einrichtung überwacht werden und bei Überschreiten
eines bestimmten Schwellenwerts ein Triggersignal generiert werden.
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In einer anderen vorteilhaften Ausführung weist
die Vorrichtung eine Einrichtung zur Generierung des herzschlagabhängigen Triggersignals
aus dem simultan aufgenommenen EKG sowie eine Einrichtung zur Ableitung
eines EKGs auf. Letztere ist jedoch nicht zwingender Weise erforderlich.
Denkbar ist auch, daß die
Vorrichtung das EKG-Signal einer separaten EKG-Vorrichtung zur Generierung
eines Triggersignals verwendet, oder daß die separate EKG-Vorrichtung
ihrerseits bereits ein Triggersignal zur Verfügung stellt, das von der Vorrichtung
in oben beschriebener Weise für
die Speicherung des Prothesengeräusches
genutzt wird.
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In vorteilhafter Weise wird zur Speicherung des
Geräusches
ein FIFO-Speicher verwendet. Ein solcher Speicher liest das von
der Aufnahmeeinrichtung zur Verfügung
gestellte Herzgeräusch
permanent neu ein und entfernt alte Werte sukkzessive wieder aus
dem Speicher. Idealerweise ist der Speicherbereich des FIFO-Speichers
so dimensioniert, daß er mehr
Werte aufnehmen kann als nur die, die das relevante Prothesengeräusch repräsentieren.
Ein solcher Speicher kann so konfiguriert werden, daß ein Triggersignal
das Auslesen eines bestimmten Speicherbereichs, der die für das Prothesengeräusch relevanten
Werte enthält,
auslöst.
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In besonders vorteilhafter Weise
wird dabei das aufgenommene Prothesengeräusch über einen Zeitraum von 50ms
gespeichert.
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Vorteilhaft ist weiterhin vorgesehen,
die gespeicherten Werte zur weiteren Analyse an eine Signalprozessoreinrichtung
weiterzuleiten, die ihrerseits bestimmte Parameter auswertet, die
den Zustand der mechanischen Herzklappenprothesen beschreiben.
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Ein vorteilhafter Parameter für den Zustand der
mechanischen Herzklappenprothese ist das Ausklingverhalten des Prothesengeräusches.
Eigene Untersuchungen des Anmelders haben überraschend gezeigt, daß das Schließgeräusch einer thrombosierten
mechanischen Herzklappenprothese ein verändertes Ausklingverhalten aufweist
als das Geräusch
einer nicht thrombosierten Prothese. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Thrombus
eine dämpfende
Wirkung ausübt,
weil er andere akustische Eigenschaften aufweist als das körperfremde Material
der Herzklappenprothese. Das Ausklingverhalten läßt sich in einer Signalprozessoreinrichtung anhand
der Hüllkurve
des jeweiligen Geräusches auswerten.
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Ein weiterer vorteilhafter Parameter
für den Zustand
der mechanischen Herzklappenprothese ist das Amplitudenspektrum
des Prothesengeräusches. Es
ist be reits bekannt, daß das
Schließgeräusch einer
thrombosierten mechanischen Herzklappenprothese im Vergleich zum
Geräusch
einer nicht thrombosierten Prothese ein verändertes Amplitudenspektrum
aufweist (Ebner et al., 1983, Zeitschrift f Kardiologie, 72/3).
Dabei reduziert der Thrombus aufgrund seiner akustischen Eigenschaften
die Lautstärke
der hochfrequenten Anteile (> 2
kHz) des Geräusches um
bis zu 15 dB, während
die niederfrequenten Anteile unbeeinflußt bleiben. Gleichzeitig verändert sich bei
einigen Prothesentypen die spektrale Zusammensetzung des höherfrequenten
Anteils des Schließgeräusches:
Während
das Amplitudenspektrum der nicht thrombosierten Prothese oberhalb
von 4 kHz zweigipfelig ausgeprägt
ist, kann das Spektrum einer thrombosierten Prothese nur noch einen
Gipfel aufweisen. Das Amplitudenspektrum läßt sich in einer Signalprozessoreinrichtung
mit Hilfe einer geeigneten Fouriertransformation auswerten.
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In einer besonders vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung wird eine kombinierte Auswertung beider
Parameter, also des Ausklingverhaltens und des Amplitudenspektrums
des Prothesengeräusches,
vorgenommen. Dadurch wird die Diagnosesicherheit wesentlich erhöht. Vorteilhaft
ist in beiden Fällen,
daß physiologische
Geräusche
im Augenblick des Schließens
bzw. Öffnens
der Herzklappenprothese nur im niederfrequenten Bereich (20 Hz–2 kHz) auftreten
und daher nicht mit den zu untersuchenden Signalen interferieren.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist
die Erfindung eine zweite Speichereinrichtung zum Speichern von
Parametern auf, die am Patienten zu einem Zeitpunkt aufgenommen
worden sind, zu dem der Zustand der mechanischen Herzklappenprothese
aufgrund von Kontrolluntersuchungen mit geeigneten Methoden bekannt
war. Diese Parameter dienen als Referenzparameter, d.h. sie repräsentieren
das Geräusch
einer nicht thrombosierten Herzklappenprothese, und werden in einer
Vergleichseinrichtung mit den jeweils aktuellen Parametern verglichen,
um so eine Aussage über
den Zustand der Herzklappenprothese tref fen zu können.
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In einer besonders vorteilhaften
Ausführung der
Erfindung speichert die Vorrichtung eine Mehrzahl von Prothesengeräuschen,
unterwirft die gespeicherten Werte statistischen Verfahren und wertet dann
die genannten Parameter aus. So können z.B. alle während eines
Meßvorgangs
aufgenommenen Geräusche
gemittelt und die genannten Parameter aus dem Bemittelten Geräusch ausgewertet
werden. Überdies
können
die aufgenommenen Geräusche vor
der Mittelung einer Ähnlichkeitsanalyse
unterworfen werden, bei der solche Geräusche, die aufgrund von Artefakten
von der Mehrzahl der anderen Geräusche
abweichen, verworfen werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführung weist
die Erfindung eine dritte Speichereinrichtung zum dauerhaften Abspeichern
und wiederholten Auslesen einer Mehrzahl von ausgewerteten Parametern auf.
Auf diese Weise ist es möglich, Änderungen
des Zustandes der Herzklappenprothese über einen längeren Zeitraum zu beobachten
und zu vergleichen.
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Vorteilhafter Weise weist die Erfindung
außerdem
eine Schnittstelle auf, über
die sie mit einem Rechner, einem Telekommunikationsgerät oder einem
Drucker kommunizieren kann, so daß die gespeicherten Parameter
ausgelesen und anderweitig verfügbar
gemacht werden können,
z.B. für
eine Patientenakte, eine Ferndiagnose oder für klinische Studien. Eine solche
Schnittsstelle kann z.B. ein IrDA-, USB-, RS 232-, Fire Wire- oder
Bluetooth-Interface oder eine andere Schnittstelle nach dem derzeitigen
oder kommenden Stand der Technik sein.
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Vorteilhaft ist außerdem eine
akustische Signalgebeeinrichtung vorgesehen, die bei korrekter Positionierung
der Vorrichtung am Brustkorb des Patienten oder zu Beginn und zum
Ende des Meßintervalls
ein akustisches Signal abgibt. Die kor rekte Positionierung kann
z.B. über
das aufgenommene Signal und dessen Vergleich mit einem Referenzsignal ermittelt
werden.
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In einer vorteilhaften Ausführung weist
die Erfindung zudem eine Timereinrichtung auf, die den Patienten
z.B. an die regelmäßige Durchführung der Zustandskontrolle
oder an die Einnahme eines Medikaments erinnert oder den Beginn
und das Ende des Meßvorganges
anzeigt. Die Timereinrichtung kann über die beschriebene Signalgebeeinrichtung
auch akustische Signale abgeben.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführung weist
die Erfindung eine Einrichtung zur Aufbewahrung von Medikamenten
auf, z.B. ein verschließbares Fach.
Diese Einrichtung ist besonders in Kombination mit der Timereinrichtung
sinnvoll, denn so wird es dem Patienten wesentlich erleichtert,
seine regelmäßig benötigten Medikamente,
wie. z.B. Antibiotika oder Gerinnungshemmer, täglich bei sich zu haben und
sie auch regelmäßig zu nehmen.
Die Mitnahme einer separaten Medikamentenbox erübrigt sich somit.
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Vorteilhaft ist außerdem vorgesehen,
die Einrichtung zur Aufnahme des Geräusches der Herzklappenprothese
in einem vorstehenden Bereich des Gehäuses der Vorrichtung anzuordnen.
In Kombination mit einer ergonomischen Formgebung des Gehäuses der
Vorrichtung und z.B. einer besonderen farblichen Markierung des
herausragenden Gehäuseteils
erleichtert es dieses Merkmal dem Patienten auf intuitive Weise,
die Aufnahmeeinrichtung korrekt auf seinem Brustkorb zu positionieren
und so einwandfreie Aufnahmeergebnisse zu erzielen. Insbesondere älteren Patienten,
die häufig
in ihrer Handfertigkeit beeinträchtigt
sind, wird so die Bedienung wesentlich erleichtert.
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Dabei ist weiterhin vorteilhaft vorgesehen, die
Einrichtung zur Aufnahme des Geräusches
der Herzklappenprothese im Verhältnis
zur Ausgabeeinrichtung, die den Patienten über den Zustand seiner Herzklappenprothese
informiert, so anzuordnen, daß im
an den Brustkorb angelegten Zustand der Aufnahmeeinrichtung die
Ausgabeeinrichtung für
den Patienten sichtbar ist. Dieses Merkmal erlaubt dem Patienten
eine ständige
visuelle Kontrolle der Gerätefunktionen.
So können
z.B. vor und während
der Messung Bedienungshinweise in der Ausgabeeinrichtung dargestellt
werden, den Patienten unmittelbar anleiten und ihn im Falle einer
Fehlbedienung korrigieren.
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In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen weist
die Erfindung zusätzlich
ein integriertes mobiles Telekommunikationsgerät, eine Einrichtung zur Funkalarmierung
eines Rettungs- oder Hilfsdienstes und/oder eine Satellitennavigationseinrichtung
auf.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
läßt sich
in einfacher Weise der Zustand der mechanischen Herzklappenprothese
kontrollieren. Dabei können
sowohl Ein- als
auch Doppelflügelprothesen überprüft werden.
Dazu kann entsprechend des zu untersuchenden Prothesentyps zwischen
einem von zwei Betriebszuständen
gewählt
werden.
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Bei Doppelflügelprothesen besteht das Prothesengeräusch aus
zwei Einzelgeräuschen,
die mehr oder weniger zeitversetzt auftreten können, denn die beiden Prothesenklappen
schließen
und öffnen
nicht immer synchron. Es müssen
beide Geräusche
im Hinblick auf die beschriebenen Parameter, d.h. Ausklingverhalten
und Amplitudenspektrum, untersucht werden. Dabei stellt sich das
Problem, daß sich
der Zeitversatz während
einer Messung durchaus verändern
kann. Im Extremfall können
die beiden Prothesenklappen auch einmal synchron öffnen oder schließen, so
daß dann
nur ein Prothesengeräusch entsteht,
daß jedoch
aufgrund von Überlagerungen andere
klangliche Eigenschaften aufweist als die beiden Einzelgeräusche und
somit nicht für
die Bestimmung des Prothesenzustands taugt.
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Daher löst im Betriebszustand für die Untersuchung
von Doppelklappenprothesen ein im Signalprozessor installierter
Algorithmus das Doppelgeräusch
in seiner Einzelgeräusche
auf. Dabei überprüft der Algorithmus,
ob die Hüllkurve
des Prothesengeräusches
innerhalb eines gegebenen Intervalls einen bestimmten Schwellenwert
ein- oder zweimal überschreitet.
Wird der Schwellenwert nur einmal überschritten, fallen die beiden
Einzelgeräusche
unmittelbar aufeinander. In diesem Fall wird das Geräusch verworfen
und geht nicht in die Beurteilung des Prothesenzustandes ein. Gleiches
gilt, wenn der Schwellenwert zwar zweimal überschritten wird, die beiden
Prothesenklappen also zeitversetzt schließen bzw. öffnen, aber das Intervall zwischen
ihnen zu kurz ist, um eine Einzelauswertung zuzulassen. Wenn der
Schwellenwert zweimal überschritten
wird und ein Mindestintervall zwischen den beiden Einzelgeräuschen eingehalten
wird, gehen beide Geräusche
dagegen in oben beschriebener Weise in die Beurteilung des Prothesenzustandes
ein
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In den Zeichnungen ist die Erfindung
beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:
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1 die
Aufsicht auf die Vorderseite einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
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2 die
Aufsicht auf die Rückseite
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
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3 das
Diagramm eines Signalflusses einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Gemäß 1 weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur akustischen Zustandskontrolle von implantierten mechanischen
Herzklappenprothesen 10 eine Mehrzahl von Bedienungstasten
auf. Taste 11 dient zum Einschalten der Vorrichtung. Taste 12 dient
zum Starten einer Messung. Tasten 13, 14, 15 und 16 dienen
zum Abrufen der verschiedenen Funktionen der Vorrichtung über Menüs, die auf
einem Display 17 angezeigt werden, abgerufen werden können. Taste 13 dient
zum Aufrufen der Menufunktion bzw. zum Auswählen einer im jeweiligen Menu angebotenen
Funktion ("enter"). Die Tasten 14 und 15 dienen
zum Navigieren innerhalb des jeweiligen Menus ("up" bzw. "down"), und Taste 16 dient
zum Verlassen der jeweiligen Menuebene ("escape").
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Das Display 17 stellt neben
den Menufunktionen Informationen über den Betriebsstatus dar
und zeigt die Untersuchungsergebnisse an. Darüber hinaus kann das Display 17 noch
eine Mehrzahl von weiteren Informationen darstellen, z.B. die Uhrzeit, den
Ladestand eines zur Stromversorgung genutzten internen Akkus, den
Schnittstellenstatus oder timergenerierte Ereignisse wie z.B. Erinnerungen
an die Nahme eines Medikaments, den Gang zur klinischen Kontrolluntersuchung
etc.
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Ein Lautsprecher 18 gibt
mit Hilfe einer nicht dargestellten Signalgebeeinrichtung bei korrekter Positionierung
der Vorrichtung am Brustkorb des Patienten oder zu Beginn und zum
Ende des Meßintervalls
ein akustisches Signal ab. Er kann überdies auch dazu dienen, timergesteuerte
Tonsignale abzugeben, z.B. Erinnerungen an die Nahme eines Medikaments,
den Gang zur klinischen Kontrolluntersuchung etc.
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Ein farblich markierter, räumlich vorstehender
Bereich 19 weist an seinem Ende ein Mikrophon 20 auf,
das vom Patienten im Bereich der Herzgegend sanft auf den Brustkorb
gedrückt
wird, während die
Messung stattfindet. Durch Kombination mit einer in 1 nicht dargestellten ergonomischen Formgebung
des Gehäuses,
die z.B. ein Ergreifen erleichtert, wird dem Patienten dabei auf
intuitive Weise die korrekte Positionierung des Mikrophons auf dem
Brustkorb erleichtert.
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Dabei ist das Mikrophon 20 im
Verhältnis zum
Display 17 so angeordnet, daß das Display 17 während des
Betriebs, also im an den Brustkorb angelegten Zustand des Mikrophons 20,
für den
Patienten sichtbar ist.
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Gemäß 2 weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
auf ihrer Rückseite
ein verschließbares Fach 23 zur
Aufbewahrung von Medikamenten auf.
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In 3 ist
beispielhaft das Diagramm eines Signalflusses einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.
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Das Herzgeräusch 31 wird von einem
auf den Brustkorb des Patienten gehaltenen Mikrophon 32 aufgenommen,
in ein Wechselspannungssignal umgewandelt und von einem Verstärker 33 verstärkt. Der
eine Teil des Signals passiert einen Tiefpassfilter 34 und
wird dann in eine Triggereinrichtung 35 gespeist, die laufend
den Lautstärkepegel
des Herzgeräusches überwacht. Überschreitet
der Lautstärkepegel
einen bestimmten Schwellenwert so gibt die Einrichtung ein Triggersignal
aus.
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Der andere Teil des verstärkten Signals
passiert einen Hochpassfilter 36 und wird dann von einem
A/D-Wandler 37 digitalisiert. Dabei werden die Abtastrate
und die dynamische Auflösung
so gewählt,
daß sie
einerseits das Signal mit einer hinreichenden Genauigkeit wiedergeben
und andererseits eine möglichst
geringe Speicher- und Rechenkapazität erfordern, so daß die nachfolgenden
Speicher- und Prozessoreinrichtungen
klein und kostensparend dimensioniert sein können.
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Das digitalisierte Signal wird dann
in einen FIFO-Speicher 38 definierter Größe eingespeist,
der entsprechend der Eingangsreihenfolge alte Werte zugunsten neu eingespeister
Werte verwirft. In dem Augenblick, in dem die Triggereinrichtung 35 ein herzschlagabhängiges Triggersignal
sendet, werden die sich im FIFO-Speicher 38 befindlichen
Daten ausgelesen und an den digitalen Signalprozessor 39 weitergeleitet.
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Durch genaue Abstimmung des Schwellenwertes
der Triggereinrichtung 35 und der Speichergröße des FIFO-Speichers 38 kann
erreicht werden, daß diese
Daten die das Prothesengeräusch
repräsentierenden
Werte enthalten.
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Der digitale Signalprozessor 39 speichert nun
ein oder mehrere so erhaltene Geräusche und führt zunächst eine Reihe von statistischen
Verfahren durch. Daraufhin bestimmt er einerseits die Ausklingzeit 40 des
Prothesengeräusches
und andererseits sein Amplitudenspektrum 41. Dabei kommen
Speicher- und rechenleistungsoptimierte Algorithmen zum Einsatz.
Anschließend
vergleicht der Prozessor seine aktuellen Ergebnisse mit gespeicherten
Referenzparametern 42 und bestimmt so den aktuellen Zustand
der Herzklappenprothese.
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Das Testergebnis wird dann über eine
Ausgabeeinrichtung 43 (Display, Signalgeber) dem Patienten
mitgeteilt.