DE10250273B4

DE10250273B4 - Vorrichtung zur akustischen Zustandskontrolle von implantierten mechanischen Herzklappenprothesen

Info

Publication number: DE10250273B4
Application number: DE10250273A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr. Brensing; Dirk Dr. Rüter; Arno Eikhof
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2022-10-29
Also published as: DE10250273A1; DE10250273A8

Abstract

Vorrichtung zur akustischen Zustandskontrolle von implantierten mechanischen Herzklappenprothesen mit Einrichtungen zur Aufnahme, Speicherung und Analyse des Geräusches der Herzklappenprothese eines Patienten, mit Bedienungseinrichtungen sowie einer Ausgabeeinrichtung, mit einer Triggereinrichtung zur Erzeugung eines Triggersignales, wobei die Aufnahmeinrichtung das Herzgeräusch durchgehend aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Triggereinrichtung aus den durchgehend von der Aufnahmeeinrichtung aufgenommenen Herzgeräuschen bei Überschreiten eines bestimmten Schwellenwertes ein Triggersignal generiert, eine erste Speichereinrichtung triggergesteuert das Herzgeräusch über einen definierten Zeitraum speichert, und die Analyseeinrichtung aus dem Geräusch der Herzklappenprothese den Zustand der Herzklappenprothese ermittelt und über die Anzeigeeinrichtung den Patienten über den Zustand informiert, wobei die Vorrichtung als tragbares, netzunabhängiges und von dem Patienten bedienbares Handgerät ausgebildet ist, das in Abhängigkeit von dem untersuchten Prothesentyp zwischen zwei Betriebszuständen wählbar einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur akustischen Zustandskontrolle von implantierten mechanischen Herzklappenprothesen der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.
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.
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.

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.

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.

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.

Für einen solchen Diagnoseansatz wäre es erforderlich, daß der Patient die Untersuchungen selbständig zu Hause durchführt.

Eine Vorrichtung zur akustischen Zustandskontrolle von implantierten mechanischen Herzklappenprothesen ist aus der DE 19728215 bekannt. Diese Vorrichtung registriert das akustische Signal einer künstlichen Herzklappe durch ein geeignetes Körperschallmikrofon, verstärkt und digitalisiert es und leitet es anschließend über eine Telekommunikationsverbindung einem Klinik-PC zu, wo es durch eine entsprechende Software analysiert wird. Diese Vorrichtung eignet sich nicht für eine regelmäßige und selbständige Anwendung durch den Patienten selbst.

Aus der gattungsgemäßen US 4712565 ist eine Vorrichtung zur akustischen Zustandskontrolle von Herzklappenprothesen bekannt, die das Herzgeräusch dauernd aufnimmt, speichert und in Abhängigkeit von einem herzschlagabhängigen Triggersignal auswertet. Auch diese Vorrichtung ist nicht für eine selbstständige Anwendung durch den Patienten gedacht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur akustischen 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.

Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

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 dem 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.

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.

Erfindungsgemäß ist dagegen die Nutzung von handelsüblichen, klein bauenden und kostengünstigen Speicherbausteinen geringer Speicherkapazität möglich, indem 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.

Die 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.

Das Triggersignal wird erfindungsgemäß aus dem durchgehend aufgenommenen Herzgeräusch abgeleitet. Dabei wird z.B. der Lautstärkepegel des niederfrequenten Teils des Herzgeräusches, der überwiegend die physiologischen Blutstromgeräusche enthält, von einer geeigneten Einrichtung überwacht und bei Überschreiten eines bestimmten Schwellenwerts wird das Triggersignal generiert.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich in einfacher Weise der Zustand der mechanischen Herzklappenprothese kontrollieren. Es können sowohl Ein- als auch Doppelflügelprothesen überprüft werden und erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass entsprechend des zu untersuchenden Prothesentyps zwischen einem von zwei Betriebszuständen gewählt werden kann.

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.

In besonders vorteilhafter Weise wird dabei das aufgenommene Prothesengeräusch über einen Zeitraum von 50ms gespeichert.

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.

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.

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.

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.

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.

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 gemittelten 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.

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.

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 Schnittstelle kann z.B. ein IrDA-, USB-, RS 232-, FireWire- oder Bluetooth-Interface oder eine andere Schnittstelle nach dem derzeitigen oder kommenden Stand der Technik sein.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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
In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:
1 die Aufsicht auf die Vorderseite einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
2 die Aufsicht auf die Rückseite einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
3 das Diagramm eines Signalflusses einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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").
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.
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.
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.
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.
Gemäß 2 weist die erfindungsgemäße Vorrichtung auf ihrer Rückseite ein verschließbares Fach 23 zur Aufbewahrung von Medikamenten auf.
In 3 ist beispielhaft das Diagramm eines Signalflusses einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.
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.
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.
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.
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.
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.
Das Testergebnis wird dann über eine Ausgabeeinrichtung 43 (Display, Signalgeber) dem Patienten mitgeteilt.

Claims

Vorrichtung zur akustischen Zustandskontrolle von implantierten mechanischen Herzklappenprothesen mit Einrichtungen zur Aufnahme, Speicherung und Analyse des Geräusches der Herzklappenprothese eines Patienten, mit Bedienungseinrichtungen sowie einer Ausgabeeinrichtung, mit einer Triggereinrichtung zur Erzeugung eines Triggersignales, wobei die Aufnahmeinrichtung das Herzgeräusch durchgehend aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Triggereinrichtung aus den durchgehend von der Aufnahmeeinrichtung aufgenommenen Herzgeräuschen bei Überschreiten eines bestimmten Schwellenwertes ein Triggersignal generiert, eine erste Speichereinrichtung triggergesteuert das Herzgeräusch über einen definierten Zeitraum speichert, und die Analyseeinrichtung aus dem Geräusch der Herzklappenprothese den Zustand der Herzklappenprothese ermittelt und über die Anzeigeeinrichtung den Patienten über den Zustand informiert, wobei die Vorrichtung als tragbares, netzunabhängiges und von dem Patienten bedienbares Handgerät ausgebildet ist, das in Abhängigkeit von dem untersuchten Prothesentyp zwischen zwei Betriebszuständen wählbar einstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Einrichtung zur Ableitung des herzschlagabhängigen Triggersignals aus dem aufgenommenen akustischen Signal aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Speichereinrichtung aus einem FIFO-Speicher besteht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Speichereinrichtung das Prothesengeräusch über einen Zeitraum von 50ms speichert.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Speichereinrichtung die gespeicherten Werte zur weiteren Analyse an eine Signalprozessoreinrichtung weiterleitet, die die Parameter auswertet, die den Zustand der mechanischen Herzklappenprothese beschreiben.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Parameter für den Zustand der mechanischen Herzklappenprothese das Ausklingverhalten des Prothesengeräusches ausgewertet wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Parameter für den Zustand der mechanischen Herzklappenprothese das Amplitudenspektrum des Prothesengerausches ausgewertet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine zweite Speichereinrichtung zum Speichern von Parametern aufweist, die am Patienten zu einem Zeitpunkt aufgenommen worden sind, zu dem der Zustand der mechanischen Herzklappenprothese aufgrund von Kontrolluntersuchungen mit geeigneten Methoden bekannt war, und die weiterhin eine Einrichtung zum Ver gleichen der aktuellen Parameter mit den gespeicherten Parametern aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Mehrzahl von Prothesengeräuschen speichert, die gespeicherten Daten statistischen Verfahren unterwirft und dann die genannten Parameter auswertet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine dritte Speichereinrichtung zum dauerhaften Abspeichern und wiederholten Auslesen einer Mehrzahl von ausgewerteten Parametern aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Schnittstelle aufweist, über die sie mit einem Rechner, einem Telekommunikationsgerät oder einem Drucker kommunizieren kann.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine akustische Signalgebeeinrichtung aufweist, die bei korrekter Positionierung der Vorrichtung oder zu Beginn und zum Ende des Meßintervalls ein akustisches Signal abgibt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Timereinrichtung aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Einrichtung zur Aufbewahrung von Medikamenten aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Aufnahme des Geräusches der Herzklappenprothese in einem vorstehenden Bereich des Gehäuses der Vorrichtung angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Aufnahme des Geräusches der Herzklappenprothese im Verhältnis zur Ausgabeeinrichtung, die den Patienten über den Zustand seiner Herzklappenprothese informiert, so angeordnet ist, daß im an den Brustkorb angelegten Zustand der Aufnahmeeinrichtung die Ausgabeeinrichtung für den Patienten sichtbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Vorrichtung zusätzlich ein mobiles Telekommunikationsgerät integriert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zusätzlich eine Einrichtung zur Funkalarmierung eines Rettungs- oder Hilfsdienstes aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zusätzlich eine Satellitennavigationseinrichtung aufweist.