DE202010016566U1

DE202010016566U1 - Berührungslose Erfassung des Herzzeit-Volumens, -Leistung

Info

Publication number: DE202010016566U1
Application number: DE202010016566U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-14
Filing date: 2010-12-14
Publication date: 2011-12-16
Anticipated expiration: 2020-12-15

Abstract

Nicht-invasive Erfassung des Herzzeitvolumens am Menschen und damit der Herzleistung dadurch gekennzeichnet, dass (a) Sensoren mit entsprechend feiner Auflösung so angebracht sind, dass damit alle Richtungsvektoren der Gewichts- und Kraftübertragung aufgenommen werden können (b) eine Vorrichtung zur Aufnahme des zu Untersuchenden um hinreichend kraftschlüssig den Impuls, also den Rückstoß bei der Blutaustreibung der systolischen Phase auf die Sensoren zu übertragen. (c) eine Methode zur Kompensation statischer Kräfte (z. B. Gewichtskraft) zur Optimierung des Nutzsignals, welches mit dem Impulssignal korreliert (d) eine Methode zur Synchronisation mit dem Herztakt – beispielsweise mittels Elektrokardiogramm, Pulsoxymetrie oder akustische Erfassung Klappentätigkeit zur Korrelation der Nutzsignale (e) eine Methode zur Integration der Nutzsignale um die Gesamtheit der je Herztakt ausgeworfenen Blutmenge zu erfassen.

Description

Die berührungslose Erfassung des Herzzeit-Volumens und -Leistung bedient sich des Prinzips des Rückstoßes bei der Bewegung von Flüssigkeiten – eine Kraftrückwirkung, die aufgrund des Impulserhaltungssatzes entsteht, auch Wasserhammer genannt,.
Die Erfassung des Herzschlagvolumens und der Herzleistung ist von erheblicher Bedeutung für die Behandlung. Während das gepumpte Blut der rechten Kammer rasch in die Lunge nach rechts und links fließt, pumpt die linke Kammer das Blut kopfwärts in die Hauptschlagader. Die Hauptschlagader verläuft bis zu den ersten Verzweigungen für eine Strecke von mehreren Zentimetern nahezu gerade. Die dann enthaltene Blutmenge bewirkt durch deren Masse einen der Beschleunigung entgegen gerichteten Impuls. Dieser Impuls wirkt in Form einer Kraft in Richtung des Verlaufs des Blutgefäßes.
So entsteht durch die linke Kammer wegen des Rückstoßes bei der Blutaustreibung ein vorwiegend fußwärts gerichteter Impuls, dessen Stärke und Zeitverlauf der bewegten Blutsäule und dessen Geschwindigkeit entspricht.
Damit lässt sich unter Berücksichtigung der pathologischen Eigenschaften und Schwankungsbreiten auf die Blutmenge schließen, die das Herz während der systolischen Phase auswirft.
Dieser Impuls wird durch eine geeignete Vorrichtung (beispielsweise durch eine Waage) erfasst und der Auswertung zugeführt.
Eine einfache Waage verfälscht durch Ausgleichsbewegungen und Störungen die Ergebnisse erheblich, ein aufrecht sitzender, an einer Stuhllehne ruhender Patient kann durch mindestens 3 an einer geeigneten Vorrichtung angebrachten Sensoren untersucht werden. Die Vorrichtung könnte beispielsweise mit einem Lehnstuhl verbunden sein. Durch die Stuhlbeine hindurch kann der Impuls auf die Sensorvorrichtung übertragen und unverfälscht erfasst werden. Durch gesonderte Auswertung der Drucksensoren an den Stuhlbeinen kann außerdem die Impulsrichtung und damit Lage der Hauptschlagader dreidimensional errechnet werden. Dieses System ist flexibel genug, um bei gleichem Prinzip auch z. B. im Bett liegenden Patienten zum Einsatz zu kommen.
Zur Unterstützung der Rückrechnung sowie zur Unterdrückung von Störungen (wie sporadische Muskelkontraktionen, Tremor, Bodenschwingungen u. s. w.) kann eine Synchronisation der Sensorsignale mittels EKG, Pulsoxymetrie oder durch die Klappengeräusche hilfreich sein.
Technische Umsetzung und Merkmale
Ein ruhender Mensch wird auf einem Gestell (z. B. auf einem Lehnstuhl) positioniert.
An diesem Gestell sind mindestens 3 Sensoren befestigt, mittels derer alle Richtungsvektoren der Kraftübertragung erfasst werden können. Durch die räumliche Trennung der Sensorsignale können diese rechnerisch die räumliche Lage der Rückstoßwelle erfassen.
Mittels dieser Sensoren werden sowohl die Gewichtskräfte wie auch die überlagerten Beschleunigungskräfte und damit auch der Rückstoß-Impuls als Resultat der systolischen Phase des Herztaktes erfasst.
Diese Kräfte stehen in direktem Bezug zu der im Mensch bewegten Blutsäule und werden rechnerisch über ein Elektrokardiogramm den einzelnen Muskelkontraktionen des Herzens zugeordnet.
Neben Drucksensoren können auch Sensoren für Kraft oder Bewegung (Beschleunigung, Weg/Zeit) verwendet werden, allerdings erleichtern Druck- oder Kraftsensoren eine technische Umsetzung zur Erreichung hinreichender Auflösung.
Ebenso können neben einem Elektrokardiogramm auch akustische Herzsignale oder der Verlauf einer Pulsoxymetrie als zusätzlicher Parameter herangezogen werden um eine hinreichende Synchronisation zur Signal-Auswertung zu erreichen. Durch das gleichzeitige Mitschreiben dieser Herzsignale können genauere Daten über den Ablauf der Rückstoßwelle rechnerisch erfasst werden.

Claims

Nicht-invasive Erfassung des Herzzeitvolumens am Menschen und damit der Herzleistung dadurch gekennzeichnet, dass (a) Sensoren mit entsprechend feiner Auflösung so angebracht sind, dass damit alle Richtungsvektoren der Gewichts- und Kraftübertragung aufgenommen werden können (b) eine Vorrichtung zur Aufnahme des zu Untersuchenden um hinreichend kraftschlüssig den Impuls, also den Rückstoß bei der Blutaustreibung der systolischen Phase auf die Sensoren zu übertragen. (c) eine Methode zur Kompensation statischer Kräfte (z. B. Gewichtskraft) zur Optimierung des Nutzsignals, welches mit dem Impulssignal korreliert (d) eine Methode zur Synchronisation mit dem Herztakt – beispielsweise mittels Elektrokardiogramm, Pulsoxymetrie oder akustische Erfassung Klappentätigkeit zur Korrelation der Nutzsignale (e) eine Methode zur Integration der Nutzsignale um die Gesamtheit der je Herztakt ausgeworfenen Blutmenge zu erfassen.